JP2002008732A - 電気自動車用組電池の電圧補正装置 - Google Patents
電気自動車用組電池の電圧補正装置Info
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】容量均等化処理を行う電気自動車用組電池にお
いて電池の容量均等化を従来より格段に高精度化するこ
とが可能な組電池の電圧補正装置の提供。 【解決手段】電池電圧差に基づいてそれを低減するよう
にバイパス放電を実行する（Ｓ１０８）。これにより、
ＳＯＣ算出誤差による各電池間の容量検出誤差により不
適切なバイパス放電が実行されたり、逆にバイパス放電
されるべきなのにバイパス放電が実行されないなどの不
具合を防止することができる。更に、電池電圧の時間的
変動が大きく、計測した電池電圧と容量との相関性に信
頼性を期待できない場合でも、従来通り、ＳＯＣ差に基
づいてそれを低減するようにバイパス放電を実行する
（ｓ１１０）。これにより、バイパス放電を長期にわた
って実行できず、電池の容量不均衡が増大するという不
具合を防止することができる。
いて電池の容量均等化を従来より格段に高精度化するこ
とが可能な組電池の電圧補正装置の提供。 【解決手段】電池電圧差に基づいてそれを低減するよう
にバイパス放電を実行する（Ｓ１０８）。これにより、
ＳＯＣ算出誤差による各電池間の容量検出誤差により不
適切なバイパス放電が実行されたり、逆にバイパス放電
されるべきなのにバイパス放電が実行されないなどの不
具合を防止することができる。更に、電池電圧の時間的
変動が大きく、計測した電池電圧と容量との相関性に信
頼性を期待できない場合でも、従来通り、ＳＯＣ差に基
づいてそれを低減するようにバイパス放電を実行する
（ｓ１１０）。これにより、バイパス放電を長期にわた
って実行できず、電池の容量不均衡が増大するという不
具合を防止することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車用組電
池の制御装置に関する。
池の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ハイブリッド車、燃料電池車、純二次電
池車など、電力を走行エネルギー源とする電気自動車に
は、複数の電池を直列接続して構成した高圧大容量の組
電池が搭載される。
池車など、電力を走行エネルギー源とする電気自動車に
は、複数の電池を直列接続して構成した高圧大容量の組
電池が搭載される。
【０００３】この種の組電池では、互いに直列接続され
たバイパス抵抗及びバイパススイッチを電池ごとに並列
接続するとともに各電池の容量を算出し、バイパススイ
ッチを導通させることにより、各電池（又は電池ブロッ
ク）の容量を最も低容量の電池に合わせる容量均等化処
理を図っている。
たバイパス抵抗及びバイパススイッチを電池ごとに並列
接続するとともに各電池の容量を算出し、バイパススイ
ッチを導通させることにより、各電池（又は電池ブロッ
ク）の容量を最も低容量の電池に合わせる容量均等化処
理を図っている。
【０００４】電池容量の算出には、Ｖ−Ｉ特性や電流積
算やそれらの組み合わせる手法が採用される。たとえ
ば、特開平１１−３４６４４４号公報は、電池の動作履
歴により電池の開放電圧を修正して得た修正開放電圧に
基づいて電池の充電状態（ＳＯＣ）を推定する方式を提
案している。
算やそれらの組み合わせる手法が採用される。たとえ
ば、特開平１１−３４６４４４号公報は、電池の動作履
歴により電池の開放電圧を修正して得た修正開放電圧に
基づいて電池の充電状態（ＳＯＣ）を推定する方式を提
案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記電
池容量算出における検出誤差に起因して、上記容量均等
化処理によっても精度よく各電池の容量を均等化するこ
とが容易ではないという問題があることがわかった。
池容量算出における検出誤差に起因して、上記容量均等
化処理によっても精度よく各電池の容量を均等化するこ
とが容易ではないという問題があることがわかった。
【０００６】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、容量均等化処理を行う電気自動車用組電池におい
て電池の容量均等化を従来より格段に高精度化すること
が可能な組電池の電圧補正装置を提供することをその目
的としている。
あり、容量均等化処理を行う電気自動車用組電池におい
て電池の容量均等化を従来より格段に高精度化すること
が可能な組電池の電圧補正装置を提供することをその目
的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、直列接続され
て電気自動車用組電池を構成する多数の電池の電圧を検
出する電圧検出部と、互いに直列接続されて前記各電池
の両端に接続されたバイパス抵抗及びバイパススイッチ
と、前記各電池のＳＯＣを算出するＳＯＣ算出部と、前
記バイパススイッチの導通を制御して前記各電池の容量
均等化を実施するバイパススイッチ制御部とを備える電
気自動車用組電池の電圧補正装置において、各電池の電
圧の時間変動の大小を判定する電圧変動判定手段を有
し、前記バイパススイッチ制御部は、前記時間変動が大
きい場合に各電池のＳＯＣのうち最小値に対して所定値
以上大きいＳＯＣをもつ電池をバイパス放電させ、前記
時間変動が小さい場合に各電池の電圧のうち最小値に対
して所定値以上大きい電圧をもつ電池をバイパス放電さ
せることを特徴としている。
て電気自動車用組電池を構成する多数の電池の電圧を検
出する電圧検出部と、互いに直列接続されて前記各電池
の両端に接続されたバイパス抵抗及びバイパススイッチ
と、前記各電池のＳＯＣを算出するＳＯＣ算出部と、前
記バイパススイッチの導通を制御して前記各電池の容量
均等化を実施するバイパススイッチ制御部とを備える電
気自動車用組電池の電圧補正装置において、各電池の電
圧の時間変動の大小を判定する電圧変動判定手段を有
し、前記バイパススイッチ制御部は、前記時間変動が大
きい場合に各電池のＳＯＣのうち最小値に対して所定値
以上大きいＳＯＣをもつ電池をバイパス放電させ、前記
時間変動が小さい場合に各電池の電圧のうち最小値に対
して所定値以上大きい電圧をもつ電池をバイパス放電さ
せることを特徴としている。
【０００８】本発明によれば、電池電圧の時間的変動が
小さく、計測した電池電圧と容量との相関性に信頼性を
期待できる場合には、電池電圧差に基づいてそれを低減
するようにバイパス放電を実行するので、ＳＯＣ差に基
づいてそれを低減するようにバイパス放電を実行する場
合に比較して、たとえば電流積算などで生じるＳＯＣ算
出誤差による各電池間の容量検出誤差により不適切なバ
イパス放電が実行されたり、逆にバイパス放電されるべ
きなのにバイパス放電が実行されないなどの不具合を防
止することができる。
小さく、計測した電池電圧と容量との相関性に信頼性を
期待できる場合には、電池電圧差に基づいてそれを低減
するようにバイパス放電を実行するので、ＳＯＣ差に基
づいてそれを低減するようにバイパス放電を実行する場
合に比較して、たとえば電流積算などで生じるＳＯＣ算
出誤差による各電池間の容量検出誤差により不適切なバ
イパス放電が実行されたり、逆にバイパス放電されるべ
きなのにバイパス放電が実行されないなどの不具合を防
止することができる。
【０００９】更に、電池電圧の時間的変動が大きく、計
測した電池電圧と容量との相関性に信頼性を期待できな
い場合でも、従来通り、ＳＯＣ差に基づいてそれを低減
するようにバイパス放電を実行するので、バイパス放電
を長期にわたって実行できず、電池の容量不均衡が増大
するという不具合を防止することができる。
測した電池電圧と容量との相関性に信頼性を期待できな
い場合でも、従来通り、ＳＯＣ差に基づいてそれを低減
するようにバイパス放電を実行するので、バイパス放電
を長期にわたって実行できず、電池の容量不均衡が増大
するという不具合を防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な態様を以下
の実施例により詳細に説明する。ただし、本発明は下記
の実施例の構成に限定されるものではなく、置換可能な
公知回路を用いても構成できることは当然である。
の実施例により詳細に説明する。ただし、本発明は下記
の実施例の構成に限定されるものではなく、置換可能な
公知回路を用いても構成できることは当然である。
【００１１】
【実施例】（構成）本発明の電気自動車用組電池の電圧
補正装置の一実施例を図面を参照して説明する。図１
は、この組電池の電圧補正装置のブロック回路図であ
る。１は組電池、１Ａ〜１Ｃは電池、２はバイパス抵
抗、３はバイパススイッチ、４は電圧検出回路、５は電
池管理用のマイクロコンピュータである。
補正装置の一実施例を図面を参照して説明する。図１
は、この組電池の電圧補正装置のブロック回路図であ
る。１は組電池、１Ａ〜１Ｃは電池、２はバイパス抵
抗、３はバイパススイッチ、４は電圧検出回路、５は電
池管理用のマイクロコンピュータである。
【００１２】電池１Ａ〜１Ｃ及び図示しないその他の電
池は直列接続されて組電池１を構成している。バイパス
抵抗２及びバイパススイッチ３は直列接続されて各電池
１Ａ〜１Ｃ及びその他の電池とそれぞれ並列に接続され
ている。電圧検出回路４は各電池の電圧を検出してマイ
クロコンピュータ５に出力する。マイクロコンピュータ
５は、各電圧検出回路４から入力する各電圧データ、組
電池１の充放電電流を検出する電流センサ（図示せず）
から入力する電流データ、組電池１の温度を検出する温
度センサ（図示せず）から入力する温度データに基づい
て組電池１を構成する各電池のＳＯＣを算出し、それに
基づいて組電池１の充放電を制御する。
池は直列接続されて組電池１を構成している。バイパス
抵抗２及びバイパススイッチ３は直列接続されて各電池
１Ａ〜１Ｃ及びその他の電池とそれぞれ並列に接続され
ている。電圧検出回路４は各電池の電圧を検出してマイ
クロコンピュータ５に出力する。マイクロコンピュータ
５は、各電圧検出回路４から入力する各電圧データ、組
電池１の充放電電流を検出する電流センサ（図示せず）
から入力する電流データ、組電池１の温度を検出する温
度センサ（図示せず）から入力する温度データに基づい
て組電池１を構成する各電池のＳＯＣを算出し、それに
基づいて組電池１の充放電を制御する。
【００１３】上記した組電池の管理装置自体は従来と同
じであるので、更なる詳細説明は省略する。 （動作）本発明の要旨をなす電池の電圧補正制御の実施
態様を以下に説明する。この制御はマイクロコンピュー
タ５により実行される。
じであるので、更なる詳細説明は省略する。 （動作）本発明の要旨をなす電池の電圧補正制御の実施
態様を以下に説明する。この制御はマイクロコンピュー
タ５により実行される。
【００１４】まず、各電池の電圧と組電池１の電流及び
温度を所定のデータサンプリング期間Ｔｓにそれぞれ所
定時間間隔で複数（ここでは１２個）入力する（Ｓ１０
０）。図３に各電池ごとに採取した電池電圧データの一
例を示す。
温度を所定のデータサンプリング期間Ｔｓにそれぞれ所
定時間間隔で複数（ここでは１２個）入力する（Ｓ１０
０）。図３に各電池ごとに採取した電池電圧データの一
例を示す。
【００１５】次に、今回のデータサンプリング期間Ｔｓ
内にて得られた各電池電圧、電流、温度に基づいて従来
手法により各電池のＳＯＣを算出する（Ｓ１０２）。
内にて得られた各電池電圧、電流、温度に基づいて従来
手法により各電池のＳＯＣを算出する（Ｓ１０２）。
【００１６】次に、今回のデータサンプリング期間Ｔｓ
内にて入力された各電池電圧から、各電池ごとに最大値
Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎと最大電圧差（Ｖｍａｘ−Ｖ
ｍｉｎ）と電圧平均値Ｖａｖｅとを求める（Ｓ１０
４）。
内にて入力された各電池電圧から、各電池ごとに最大値
Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎと最大電圧差（Ｖｍａｘ−Ｖ
ｍｉｎ）と電圧平均値Ｖａｖｅとを求める（Ｓ１０
４）。
【００１７】次に、各最大電圧差（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉ
ｎ）がそれぞれ所定値Ａ（Ｖ）以下かどうかを判定し
（Ｓ１０６）、すべてが以下であれば電圧変動が小さい
静的状態と判定してＳ１０８に進み、そうでなければ電
圧変動が大きい動的状態と判定してＳ１１０に進む。
ｎ）がそれぞれ所定値Ａ（Ｖ）以下かどうかを判定し
（Ｓ１０６）、すべてが以下であれば電圧変動が小さい
静的状態と判定してＳ１０８に進み、そうでなければ電
圧変動が大きい動的状態と判定してＳ１１０に進む。
【００１８】静的状態であれば、各電圧平均値Ｖａｖｅ
のうちの最小値Ｖａｖｅｍｉｎを抽出し、各電圧平均値
Ｖａｖｅと最小値Ｖａｖｅｍｉｎとの差が所定値Ｃ（ｍ
Ｖ）以上かどうかを各電圧平均値Ｖａｖｅごとに調べ
（Ｓ１０８）、電圧差が所定値Ｃ（ｍＶ）以上の電池を
バイパス放電するものと決定し、Ｓ１１２に進む。
のうちの最小値Ｖａｖｅｍｉｎを抽出し、各電圧平均値
Ｖａｖｅと最小値Ｖａｖｅｍｉｎとの差が所定値Ｃ（ｍ
Ｖ）以上かどうかを各電圧平均値Ｖａｖｅごとに調べ
（Ｓ１０８）、電圧差が所定値Ｃ（ｍＶ）以上の電池を
バイパス放電するものと決定し、Ｓ１１２に進む。
【００１９】動的状態であれば、各電池のＳＯＣのうち
最小のＳＯＣｍｉｎを抽出し、各ＳＯＣと最小の最小の
ＳＯＣｍｉｎとの差が所定値Ｂ（％）以上かどうかを各
ＳＯＣごとに調べ（Ｓ１１０）、ＳＯＣが所定値Ｂ
（％）以上の電池をバイパス放電するものと決定し、Ｓ
１１２に進む。
最小のＳＯＣｍｉｎを抽出し、各ＳＯＣと最小の最小の
ＳＯＣｍｉｎとの差が所定値Ｂ（％）以上かどうかを各
ＳＯＣごとに調べ（Ｓ１１０）、ＳＯＣが所定値Ｂ
（％）以上の電池をバイパス放電するものと決定し、Ｓ
１１２に進む。
【００２０】Ｓ１１２では、Ｓ１０８、Ｓ１１０でバイ
パス放電すると決定された電池に対してだけ、バイパス
スイッチ３を導通させて所定時間だけバイパス放電を実
行する。
パス放電すると決定された電池に対してだけ、バイパス
スイッチ３を導通させて所定時間だけバイパス放電を実
行する。
【００２１】この実施例によれば、電池電圧の変動が小
さい静的状態では電池間の電圧差に基づいてそれが大き
い電池のみバイパス放電を行い、電池電圧の変動が大き
い動的状態では電池間のＳＯＣ差に基づいてそれが大き
い電池のみバイパス放電を行うので、従来のＳＯＣ差に
のみによりバイパス処理を行う場合に比較して、高精度
の電池容量均等化を実現することができる。 （変形態様）上記実施例では、各電池ごとに電池電圧の
時間変動の大きさを求め、すべての電池の電圧変動量が
所定値以下の場合に静的状態と判定したが、各電池ごと
に電池電圧の時間変動の大きさを求め、時間変動が小さ
い電池に対してはＳ１０８の電圧差に基づくバイパス放
電の是非を選択し、時間変動が大きい電池に対してはＳ
１１０のＳＯＣ差に基づくバイパス放電の是非を選択す
ることもできる。
さい静的状態では電池間の電圧差に基づいてそれが大き
い電池のみバイパス放電を行い、電池電圧の変動が大き
い動的状態では電池間のＳＯＣ差に基づいてそれが大き
い電池のみバイパス放電を行うので、従来のＳＯＣ差に
のみによりバイパス処理を行う場合に比較して、高精度
の電池容量均等化を実現することができる。 （変形態様）上記実施例では、各電池ごとに電池電圧の
時間変動の大きさを求め、すべての電池の電圧変動量が
所定値以下の場合に静的状態と判定したが、各電池ごと
に電池電圧の時間変動の大きさを求め、時間変動が小さ
い電池に対してはＳ１０８の電圧差に基づくバイパス放
電の是非を選択し、時間変動が大きい電池に対してはＳ
１１０のＳＯＣ差に基づくバイパス放電の是非を選択す
ることもできる。
【図１】電気自動車用組電池の電圧補正装置を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】図１のマイクロコンピュータの電圧補正制御を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図３】電圧測定期間Ｔｓにおける各電池の計測電圧デ
ータのばらつきを示すマップ図である。
ータのばらつきを示すマップ図である。
１：組電池 １Ａ〜１Ｃ：電池 ２：バイパス抵抗 ３：バイパススイッチ ４：電圧検出回路（電圧検出部） ５：電池管理用のマイクロコンピュータ（ＳＯＣ算出
部、バイパススイッチ制御部）
部、バイパススイッチ制御部）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 博志 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 勝田 敏宏 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 山下 晴義 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 5G003 BA03 DA07 DA12 EA05 FA06 GC05 5H030 AA04 AS08 BB21 FF44 FF52 5H115 PC06 PG04 PI14 PI16 PI29 QN02 QN08 QN09 TI01 TI05 TI06 TO05 TU04
Claims (1)
- 【請求項1】直列接続されて電気自動車用組電池を構成
する多数の電池の電圧を検出する電圧検出部と、 互いに直列接続されて前記各電池の両端に接続されたバ
イパス抵抗及びバイパススイッチと、 前記各電池のＳＯＣを算出するＳＯＣ算出部と、 前記バイパススイッチの導通を制御して前記各電池の容
量均等化を実施するバイパススイッチ制御部と、 を備える電気自動車用組電池の電圧補正装置において、 各電池の電圧の時間変動の大小を判定する電圧変動判定
手段を有し、 前記バイパススイッチ制御部は、 前記時間変動が大きい場合に各電池のＳＯＣのうち最小
値に対して所定値以上大きいＳＯＣをもつ電池をバイパ
ス放電させ、前記時間変動が小さい場合に各電池の電圧
のうち最小値に対して所定値以上大きい電圧をもつ電池
をバイパス放電させることを特徴とする電気自動車用組
電池の電圧補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000193010A JP4542675B2 (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 電気自動車用組電池の電圧補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000193010A JP4542675B2 (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 電気自動車用組電池の電圧補正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002008732A true JP2002008732A (ja) | 2002-01-11 |
| JP4542675B2 JP4542675B2 (ja) | 2010-09-15 |
Family
ID=18692072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000193010A Expired - Fee Related JP4542675B2 (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 電気自動車用組電池の電圧補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4542675B2 (ja) |
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