JP2003142165A - 組電池システムの異常検出方法及び装置 - Google Patents
組電池システムの異常検出方法及び装置Info
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Abstract
クの何れかに異常が発生したときに電流検出にてそれを
的確に検出できるようにする。 【解決手段】 複数の単電池を直列接続した組電池ブロ
ック1a〜1dを、複数個直列と並列とを組み合わせて
接続した組電池システム10において、各組電池ブロッ
ク1a〜1dにその電流値を検出する電流センサ4a〜
4dを配設し、検出結果が入力される制御部5で、組電
池ブロック1a〜1dの接続形態に応じたアルゴリズム
にて検出された各組電池ブロック1a〜1dの電流値を
処理することで組電池ブロック1a〜1dの異常を検出
するようにした。
Description
列接続した組電池ブロックを、複数個直列と並列とを組
み合わせて接続した組電池システムにおける異常検出方
法及び装置に関するものである。
の単電池を直列接続した組電池ブロック、例えば6個の
単電池を直列接続して単一のモジュールとし、この電池
モジュールを20〜30個並列して配設して直列に接続
した組電池ブロックが用いられ、組電池ブロックに装着
した各種センサ(図示せず)からの出力信号にて組電池
ブロックの温度や電圧や電流を検出し、その検出結果に
応じて各種制御や異常検出を行うように構成されてい
る。
の要請に対して、図4に示すように、上記した組電池ブ
ロック11を複数個直列と並列とを組み合わせて接続し
た組電池システム10が構想されており、このような組
電池システムにおいては、通常全電流が流れる箇所に単
一の電流センサ12が配設される。
な組電池システムでは、何れかの組電池ブロック11の
単電池の電池抵抗が異常に上昇するなどの異常が発生し
た場合でも、電流センサ12にはその影響が部分的にし
か現れないため的確に検出することが困難であり、検出
できた場合でも、どの組電池ブロック11であるかが直
ちには判明せず、容易に適切な対処を行うことができな
いという問題がある。
池システムを構成している組電池ブロックの何れかに異
常が発生したときに電流検出にてそれを的確に検出でき
る組電池システムの異常検出方法及び装置を提供するこ
とを目的とする。
の異常検出方法は、複数の単電池を直列接続した組電池
ブロックを、複数個直列と並列とを組み合わせて接続し
た組電池システムにおける異常検出方法であって、各組
電池ブロックの電流値を検出する工程と、検出された各
組電池ブロックの電流値から組電池ブロックの接続形態
に応じたアルゴリズムによって組電池ブロックの異常を
検出する工程とを有するものであり、組電池ブロックの
何れかに異常が発生したときに電流検出にてそれを的確
に検出して対処することができる。さらに、アルゴリズ
ムによっては異常が発生した組電池ブロックを特定する
ことも可能となる。
続したものを複数並列接続した組電池システムにおいて
は、並列関係にある組電池ブロック間の電流値の差が所
定の闘値を越えたときに電池異常又は電流検出手段の異
常とし、直列接続した組電池ブロック間の電流値の差が
所定の闘値を越えたときに電流検出手段の異常とし、こ
れらの異常判定から電流検出手段の異常と区別して組電
池ブロックの異常の判定を行うことができる。
たものを複数直列接続した組電池システムにおいては、
各並列関係にある組電池ブロック間の電流値の差が所定
の闘値を越えたときに電池異常又は電流検出手段の異常
とし、直列関係にある組電池ブロック間の電流値の差が
所定の闘値を越えたときに電池異常又は電流検出手段の
異常とし、並列接続した組電池ブロック群の電流値の和
の組電池ブロック群間の差が所定の闘値を越えたときに
電流検出手段の異常とし、これらの異常判定から電流検
出手段の異常と区別して組電池ブロックの異常の判定を
行うことができる。
装置は、複数の単電池を直列接続した組電池ブロック
を、複数個直列と並列とを組み合わせて接続した組電池
システムにおける異常検出装置であって、各組電池ブロ
ックにその電流値を検出する電流検出手段を配設し、検
出された各組電池ブロックの電流値から組電池ブロック
の接続形態に応じたアルゴリズムによって組電池ブロッ
クを特定してその異常を検出する制御手段を設けたもの
であり、上記異常検出方法を実施してその効果を奏する
ことができる。
おける異常検出方法及び装置の一実施形態について、図
1、図2を参照して説明する。
複数の単電池を直列接続した4つの組電池ブロック1a
〜1dを備えており、組電池ブロック1aと1c、及び
1bと1dをそれぞれ直列接続したものを並列に接続し
て構成されている。各組電池ブロック1a〜1dは、例
えば6個の単電池を直列接続した電池モジュールを20
〜30個並列配置して直列接続して構成されている。そ
して、各組電池ブロック1a〜1dには、それぞれを冷
却する冷却手段としての冷却ファン2a〜2dが配設さ
れている。
それぞれに装着したセンサ(図示せず)からの出力信号
にて組電池ブロック1a〜1dの温度や電圧を検出する
温度・電圧検出部3a〜3dが設けられ、各温度・電圧
検出部3a〜3dの検出結果は制御部5に入力されてい
る。また、各組電池ブロック1a〜1dには、それぞれ
に流れる電流を検出する電流センサ4a〜4dが設けら
れ、その検出結果は制御部5に入力されている。
及び電流センサ4a〜4dの検出結果に応じて各々の組
電池ブロック1a〜1dの冷却ファン2a〜2dの作動
制御を行うとともに、組電池ブロック1a〜1dの異常
検出を行うように構成されている。6a、6bは組電池
システム10の出力端子である。
組電池ブロック1a〜1dの異常検出動作について、図
2を参照して説明する。
a、1b、1cとその電流センサ4a、4b、4cの組
み合わせを例に取り上げて説明する。電流センサ4a、
4b、4cの検出電流がそれぞれI1 、I2 、I3 であ
ったとする。
(b)のフロー図を参照して説明する。まず電流センサ
4a、4b、4cの検出電流I1 、I2 、I3 を読み取
る。次に、(I1 −I2 )が所定の闘値t1 より大きい
か否かを判定する。正常な場合はI1 とI2 は余り変わ
らない筈であるため、(I1 −I2 )>t1 の場合は組
電池ブロック1aまたは1bの電池異常であるか、電流
センサ4aまたは4bの異常である。次に、(I1 −I
3 )が所定の闘値t2 より大きいか否かを判定する。I
1 とI3 は同じ値となる筈であり、(I1 −I3 )>t
2 の場合は電流センサ4a、4cの何れか又は両方が異
常である。
(I1 −I3 )≦t2 の場合は正常であると判定でき
る。また、(I1 −I3 )≦t2 であるため、電流セン
サ4aが正常であるにも関わらず、(I1 −I2 )>t
1 である場合は、組電池ブロック1aが異常であるか、
電流センサ4bが異常であると判定できる。
合わせ、電流センサ4a、4c、4dの組み合わせ、電
流センサ4b、4c、4dの組み合わせについて同様の
アルゴリズムによる判定をすることにより、最終的に組
電池ブロック1a〜1dの何れが異常であるか、また何
れの電流センサ4a、4b、4c、4dが異常であるか
を判定することができる。なお、これらすべての組み合
わせについて判定を行わなくても判定可能な場合があ
り、また電流値Iの実際の値を検討することによっても
判定することも可能である。
テム10における組電池ブロック1a〜1dの異常検出
動作について、図3を参照して説明する。
(a)に示すように、組電池ブロック1aと1b、及び
1cと1dをそれぞれ並列接続したものを直列に接続し
て構成されており、各組電池ブロック1a〜1dの電流
センサ4a、4b、4c、4dの検出電流がそれぞれI
1 、I2 、I3 、I4 であったとする。
(b)のフロー図を参照して説明する。まず、電流セン
サ4a、4b、4c、4dの検出電流I1 、I2 、
I3 、I4を読み取る。次に、(I1 −I2 )が所定の
闘値t1 より大きいか否かを判定する。正常な場合はI
1 とI2 は余り変わらない筈であるため、(I1 −
I2 )>t1 の場合は、組電池ブロック1aまたは1b
の電池異常であるか、電流センサ4aまたは4bの異常
である。次に(I1 −I3 )が所定の闘値t1 より大き
いか否かを判定する。正常な場合はI1 とI3 は余り変
わらない筈であるため、(I1 −I3 )>t1 の場合
は、組電池ブロック1b、1dが正常であるとすると、
組電池ブロック1aまたは1cの電池異常であるか、電
流センサ4aまたは4cの異常である。次に、(I1 +
I2 )−(I3 +I4 )が所定の闘値t2 より大きいか
否かを判定する。(I1 +I2 )と(I3 +I4 )は同
じ値となる筈であり、(I1 +I2 )−(I3 +I4 )
>t2 の場合は、複数の電流センサが同時に異常になる
ことはまず無いので、電流センサ4a〜4dの何れかが
異常である。
−I3 )≦t1 でかつ(I1 +I2)−(I3 +I4 )
≦t2 の場合は正常であると判定できる。
t2 であるため、電流センサ4a〜4dが正常であるに
も関わらず、(I1 −I2 )>t1 でかつ(I1 −
I3 )>t1 の場合は組電池ブロック1aが異常であ
り、(I1 −I2 )>t1 でかつ(I1 −I3 )≦t1
の場合は組電池ブロック1bが異常であると推定でき
る。
(I2 −I4 )>t1 であるかの判定、(I3 −I4 )
>t1 、(I3 −I1 )>t1 であるかの判定、(I4
−I3)>t1 、(I4 −I2 )>t1 であるかの判定
を順次行い、相互の判定結果を検討することによって何
れの組電池ブロックが異常であるかを確定的に判定する
ことができる。
及び装置によれば、以上のように各組電池ブロックの電
流値を検出し、検出された各組電池ブロックの電流値か
ら組電池ブロックの接続形態に応じたアルゴリズムによ
って組電池ブロックの異常を検出するようにしたので、
組電池ブロックの何れかに異常が発生したときに電流検
出にてそれを的確に検出して対処することができる。
概略構成を示すブロック図である。
流センサの配置図、(b)は異常検出のアルゴリズムの
フロー図である。
(a)は電流センサの配置図、(b)は異常検出のアル
ゴリズムのフロー図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 複数の単電池を直列接続した組電池ブロ
ックを、複数個直列と並列とを組み合わせて接続した組
電池システムにおける異常検出方法であって、各組電池
ブロックの電流値を検出する工程と、検出された各組電
池ブロックの電流値から組電池ブロックの接続形態に応
じたアルゴリズムによって組電池ブロックの異常を検出
する工程とを有することを特徴とする組電池システムの
異常検出方法。 - 【請求項2】 複数の組電池ブロックを直列接続したも
のを複数並列接続した組電池システムにおいて、並列関
係にある組電池ブロック間の電流値の差が所定の闘値を
越えたときに電池異常又は電流検出手段の異常とし、直
列接続した組電池ブロック間の電流値の差が所定の闘値
を越えたときに電流検出手段の異常とし、これらの異常
判定から組電池ブロックの異常の判定を行うことを特徴
とする請求項1記載の組電池システムの異常検出方法。 - 【請求項3】 複数の組電池ブロックを並列接続したも
のを複数直列接続した組電池システムにおいて、各並列
関係にある組電池ブロック間の電流値の差が所定の闘値
を越えたときに電池異常又は電流検出手段の異常とし、
直列関係にある組電池ブロック間の電流値の差が所定の
闘値を越えたときに電池異常又は電流検出手段の異常と
し、並列接続した組電池ブロック群の電流値の和の組電
池ブロック群間の差が所定の闘値を越えたときに電流検
出手段の異常とし、これらの異常判定から組電池ブロッ
クの異常の判定を行うことを特徴とする請求項1記載の
組電池システムの異常検出方法。 - 【請求項4】 複数の単電池を直列接続した組電池ブロ
ックを、複数個直列と並列とを組み合わせて接続した組
電池システムにおける異常検出装置であって、各組電池
ブロックにその電流値を検出する電流検出手段を配設
し、検出された各組電池ブロックの電流値から組電池ブ
ロックの接続形態に応じたアルゴリズムによって組電池
ブロックの異常を検出する制御手段を設けたことを特徴
とする組電池システムの異常検出装置。
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