JP2008312282A - 車両用電源装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電源装置の制御方法は、車両を走行させるモータ13に電力を供給する電源装置であって、複数の電池モジュール2を直列に接続している組電池1の放電電流を制御する。この制御方法は、各々の電池モジュール2の電圧差をあらかじめ設定している最大閾値に比較し、電池モジュールの電圧差が最大閾値よりも小さい状態では、組電池1をノーマル状態で放電し、電池モジュールの電圧差が最大閾値よりも大きくなると、放電電流をノーマル状態以下で、電流を遮断しない第1の放電状態に制御する。さらに、第1の放電状態において、残容量があらかじめ設定している最小残容量まで減少し、あるいはあらかじめ設定している設定容量放電されると、その後は第1の放電状態よりも放電電流を小さくする第2の放電状態に制御する。
【選択図】図5
Description
また、本発明の他の大切な目的は、電池のガス発生を防止しながら、電池モジュールの異常を正確に検出できる電源装置の制御方法を提供することにある。
さらに、本発明の他の大切な目的は、電池が過充電状態や過放電状態にある場合においても、ガス排出弁の開弁を防止しながら電池の使用を許可する電源装置の制御方法を提供することにある。
また、本発明は、電池モジュールの電圧や電圧差を設定値に比較して、その後に所定の容量は放電又は充電を許容するので、電池モジュールの異常を正確に判定しながら、電池モジュールの電流制限を少なく、いいかえると車両の走行状態の制限を少なくして、電池モジュールを効率よく充放電できる。たとえば、電池モジュールの過放電を検出する方法にあっては、過放電されない状態において、さらに放電すると過放電されることを前もって検出できるので、過放電される状態が検出された後、電池モジュールが充電されると、その後に電池モジュールの電流を制限することなく使用できるからである。
図4のフローチャートは、過放電モジュールを検出して放電電流を制御する一例を示している。なお、この制御状態における電池モジュールの電圧と組電池の残容量の変化を図5に示している。
[n=1のステップ]
検出回路3が各々の電池モジュール2の電圧を検出する。この状態で、制御回路12には第1の制御信号と第2の制御信号が入力されないので、制御回路12は組電池1をノーマル状態で放電させる。
[n=2のステップ]
各々の電池モジュール2の電圧差を検出する。電圧差は、全ての電池モジュール2の平均電圧から各々の電池モジュール2の電圧を減算して演算する。
[n=3のステップ]
各々の電池モジュール2の電圧差を第1の最大閾値に比較する。この例では、第1の最大閾値を0.8Vに設定している。したがって、電圧差が0.8Vを超えるかどうかを判定する。全ての電池モジュール2の電圧差が0.8Vよりも小さいと、n=1のステップにループする。
[n=4のステップ]
いずれかの電池モジュールの電圧差が第1の最大閾値を超えると、この電池モジュールを過放電モジュールと判定して、検出回路3が第1の制御信号を制御回路12に出力する。制御回路12は、検出回路3から入力される制御信号で、組電池1の放電電流をノーマル状態以下で、電流を遮断しない第1の放電状態に制御する。
[n=5のステップ]
組電池の充放電電流を積算して残容量を演算する。
[n=6のステップ]
演算された残容量が最小残容量まで減少したかどうかを判定する。演算された残容量が最小残容量まで減少していないと、n=5のステップにループする。
[n=7のステップ]
演算された残容量が最小残容量まで減少すると、検出回路3は制御回路12に第2の制御信号を出力する。制御回路12は、入力される制御信号で組電池1の放電電流を第2の放電状態に制御する。すなわち、制御回路12は、組電池1の放電電流を第1の放電状態よりも小さく、たとえば、放電電流を遮断する。
[n=1のステップ]
検出回路3が各々の電池モジュール2の電圧を検出する。この状態で、制御回路12には第1の制御信号と第2の制御信号が入力されないので、制御回路12は組電池1をノーマル状態で放電させる。
[n=2のステップ]
各々の電池モジュール2の電圧差を検出する。電圧差は、全ての電池モジュール2の平均電圧から各々の電池モジュール2の電圧を減算して演算する。
[n=3のステップ]
各々の電池モジュール2の電圧差を第1の最大閾値に比較する。この例では、第1の最大閾値を0.8Vに設定している。したがって、電圧差が0.8Vを超えるかどうかを判定する。全ての電池モジュール2の電圧差が0.8Vよりも小さいと、n=1のステップにループする。
[n=4のステップ]
いずれかの電池モジュールの電圧差が第1の最大閾値を超えると、この電池モジュールを過放電モジュールと判定して、検出回路3が第1の制御信号を制御回路12に出力する。制御回路12は、検出回路3から入力される制御信号で、組電池1の放電電流をノーマル状態以下で、電流を遮断しない第1の放電状態に制御する。
[n=5のステップ]
組電池1の充放電電流を積算して放電容量を演算する。放電容量は、第1の放電状態における充放電電流を積算して演算される残容量を、第1の放電状態開始時における残容量から減算して演算し、あるいは、第1の放電状態における充放電電流を積算して演算される容量の減少量から演算される。
[n=6のステップ]
演算された放電容量が第1の設定容量に達したかどうかを判定する。演算された放電容量が第1の設定容量より小さいとn=5のステップにループする。
[n=7のステップ]
演算された放電容量が第1の設定容量以上になると、検出回路3は制御回路12に第2の制御信号を出力する。制御回路12は、入力される制御信号で組電池1の放電電流を第2の放電状態に制御する。すなわち、制御回路12は、組電池1の放電電流を第1の放電状態よりも小さく、たとえば、放電電流を遮断する。
[n=1のステップ]
検出回路3が各々の電池モジュール2の電圧を検出する。この状態で、制御回路12には第1の制御信号と第2の制御信号が入力されないので、制御回路12は組電池1をノーマル状態で放電させる。
[n=2のステップ]
検出した電池モジュール2の電圧を最低閾値に比較し、いずれかの電池モジュールの電圧が最低閾値より低くなったかどうかを判定する。全ての電池モジュール2の電圧が最低閾値よりも高いと、n=1のステップにループする。
[n=3のステップ]
いずれかの電池モジュールの電圧が最低閾値より低くなると、この電池モジュールを過放電モジュールと判定して、検出回路3が第1の制御信号を制御回路12に出力する。制御回路12は、検出回路3から入力される制御信号で、組電池1の放電電流をノーマル状態以下で、電流を遮断しない第1の放電状態に制御する。
[n=4のステップ]
組電池の充放電電流を積算して残容量を演算する。
[n=5のステップ]
演算された残容量が最小残容量まで減少したかどうかを判定する。演算された残容量が最小残容量まで減少していないと、n=4のステップにループする。
[n=6のステップ]
演算された残容量が最小残容量まで減少すると、検出回路3は制御回路12に第2の制御信号を出力する。制御回路12は、入力される制御信号で組電池1の放電電流を第2の放電状態に制御する。すなわち、制御回路12は、組電池1の放電電流を第1の放電状態よりも小さく、たとえば、放電電流を遮断する。
[n=1のステップ]
検出回路3が各々の電池モジュール2の電圧を検出する。この状態で、制御回路12には第1の制御信号と第2の制御信号が入力されないので、制御回路12は組電池1をノーマル状態で放電させる。
[n=2のステップ]
検出した電池モジュール2の電圧を最低閾値に比較し、いずれかの電池モジュールの電圧が最低閾値より低くなったかどうかを判定する。全ての電池モジュール2の電圧が最低閾値よりも高いと、n=1のステップにループする。
[n=3のステップ]
いずれかの電池モジュールの電圧が最低閾値より低くなると、この電池モジュールを過放電モジュールと判定して、検出回路3が第1の制御信号を制御回路12に出力する。制御回路12は、検出回路3から入力される制御信号で、組電池1の放電電流をノーマル状態以下で、電流を遮断しない第1の放電状態に制御する。
[n=4のステップ]
組電池1の充放電電流を積算して放電容量を演算する。放電容量は、第1の放電状態における充放電電流を積算して演算される残容量を、第1の放電状態開始時における残容量から減算して演算し、あるいは、第1の放電状態における充放電電流を積算して演算される容量の減少量から演算される。
[n=5のステップ]
演算された放電容量が第1の設定容量に達したかどうかを判定する。演算された放電容量が第1の設定容量より小さいとn=4のステップにループする。
[n=6のステップ]
演算された放電容量が第1の設定容量以上になると、検出回路3は制御回路12に第2の制御信号を出力する。制御回路12は、入力される制御信号で組電池1の放電電流を第2の放電状態に制御する。すなわち、制御回路12は、組電池1の放電電流を第1の放電状態よりも小さく、たとえば、放電電流を遮断する。
図12のフローチャートは、過充電モジュールを検出して充電電流を制御する一例を示している。なお、この制御状態における電池モジュールの電圧と組電池の残容量の変化を図13に示している。
[n=1のステップ]
検出回路3が各々の電池モジュール2の電圧を検出する。この状態で、制御回路12には第1の制御信号と第2の制御信号が入力されないので、制御回路12は組電池1をノーマル状態で充電させる。
[n=2のステップ]
各々の電池モジュール2の電圧差を検出する。電圧差は、全ての電池モジュール2の平均電圧を各々の電池モジュール2の電圧から減算して演算する。
[n=3のステップ]
各々の電池モジュール2の電圧差が第2の最大閾値を超えるかどうかを判定する。全ての電池モジュール2の電圧差が第2の最大閾値よりも小さいと、n=1のステップにループする。
[n=4のステップ]
いずれかの電池モジュールの電圧差が第2の最大閾値を超えると、この電池モジュールを過充電モジュールと判定して、検出回路3が第1の制御信号を制御回路12に出力する。制御回路12は、検出回路3から入力される制御信号で、組電池1の充電電流をノーマル状態以下で、電流を遮断しない第1の充電状態に制御する。
[n=5のステップ]
組電池の充放電電流を積算して残容量を演算する。
[n=6のステップ]
演算された残容量が最大残容量まで増加したかどうかを判定する。演算された残容量が最大残容量まで増加していないと、n=5のステップにループする。
[n=7のステップ]
演算された残容量が最大残容量まで増加すると、検出回路3は制御回路12に第2の制御信号を出力する。制御回路12は、入力される制御信号で組電池1の充電電流を第2の充電状態に制御する。すなわち、制御回路12は、組電池1の充電電流を第1の充電状態よりも小さく、たとえば、充電電流を遮断する。
[n=1のステップ]
検出回路3が各々の電池モジュール2の電圧を検出する。この状態で、制御回路12には第1の制御信号と第2の制御信号が入力されないので、制御回路12は組電池1をノーマル状態で充電させる。
[n=2のステップ]
各々の電池モジュール2の電圧差を検出する。電圧差は、全ての電池モジュール2の平均電圧を各々の電池モジュール2の電圧から減算して演算する。
[n=3のステップ]
各々の電池モジュール2の電圧差が第2の最大閾値を超えるかどうかを判定する。全ての電池モジュール2の電圧差が第2の最大閾値よりも小さいと、n=1のステップにループする。
[n=4のステップ]
いずれかの電池モジュールの電圧差が第2の最大閾値を超えると、この電池モジュールを過充電モジュールと判定して、検出回路3が第1の制御信号を制御回路12に出力する。制御回路12は、検出回路3から入力される制御信号で、組電池1の充電電流をノーマル状態以下で、電流を遮断しない第1の充電状態に制御する。
[n=5のステップ]
組電池1の充放電電流を積算して充電容量を演算する。充電容量は、第1の充電状態における充放電電流を積算して演算される残容量から、第1の充電状態開始時における残容量を減算して演算し、あるいは、第1の充電状態における充放電電流を積算して演算される容量の増加量から演算される。
[n=6のステップ]
演算された充電容量が第2の設定容量に達したかどうかを判定する。演算された充電容量が第2の設定容量より小さいとn=5のステップにループする。
[n=7のステップ]
演算された充電容量が第2の設定容量以上になると、検出回路3は制御回路12に第2の制御信号を出力する。制御回路12は、入力される制御信号で組電池1の充電電流を第2の充電状態に制御する。すなわち、制御回路12は、組電池1の充電電流を第1の充電状態よりも小さく、たとえば、充電電流を遮断する。
[n=1のステップ]
検出回路3が各々の電池モジュール2の電圧を検出する。この状態で、制御回路12には第1の制御信号と第2の制御信号が入力されないので、制御回路12は組電池1をノーマル状態で充電させる。
[n=2のステップ]
検出した電池モジュール2の電圧を最高閾値に比較し、いずれかの電池モジュールの電圧が最高閾値より高くなったかどうかを判定する。全ての電池モジュール2の電圧が最高閾値よりも低いと、n=1のステップにループする。
[n=3のステップ]
いずれかの電池モジュールの電圧が最高閾値より高くなると、この電池モジュールを過充電モジュールと判定して、検出回路3が第1の制御信号を制御回路12に出力する。制御回路12は、検出回路3から入力される制御信号で、組電池1の充電電流をノーマル状態以下で、電流を遮断しない第1の充電状態に制御する。
[n=4のステップ]
組電池の充放電電流を積算して残容量を演算する。
[n=5のステップ]
演算された残容量が最大残容量まで増加したかどうかを判定する。演算された残容量が最大残容量まで増加していないと、n=4のステップにループする。
[n=6のステップ]
演算された残容量が最大残容量まで増加すると、検出回路3は制御回路12に第2の制御信号を出力する。制御回路12は、入力される制御信号で組電池1の充電電流を第2の充電状態に制御する。すなわち、制御回路12は、組電池1の充電電流を第1の充電状態よりも小さく、たとえば、充電電流を遮断する。
[n=1のステップ]
検出回路3が各々の電池モジュール2の電圧を検出する。この状態で、制御回路12には第1の制御信号と第2の制御信号が入力されないので、制御回路12は組電池1をノーマル状態で充電させる。
[n=2のステップ]
検出した電池モジュール2の電圧を最高閾値に比較し、いずれかの電池モジュールの電圧が最高閾値より高くなったかどうかを判定する。全ての電池モジュール2の電圧が最高閾値よりも低いと、n=1のステップにループする。
[n=3のステップ]
いずれかの電池モジュールの電圧が最高閾値より高くなると、この電池モジュールを過充電モジュールと判定して、検出回路3が第1の制御信号を制御回路12に出力する。制御回路12は、検出回路3から入力される制御信号で、組電池1の充電電流をノーマル状態以下で、電流を遮断しない第1の充電状態に制御する。
[n=4のステップ]
組電池1の充放電電流を積算して充電容量を演算する。充電容量は、第1の充電状態における充放電電流を積算して演算される残容量から、第1の充電状態開始時における残容量を減算して演算し、あるいは、第1の充電状態における充放電電流を積算して演算される容量の増加量から演算される。
[n=5のステップ]
演算された充電容量が第2の設定容量に達したかどうかを判定する。演算された充電容量が第2の設定容量より小さいとn=4のステップにループする。
[n=6のステップ]
演算された充電容量が第2の設定容量以上になると、検出回路3は制御回路12に第2の制御信号を出力する。制御回路12は、入力される制御信号で組電池1の充電電流を第2の充電状態に制御する。すなわち、制御回路12は、組電池1の充電電流を第1の充電状態よりも小さく、たとえば、充電電流を遮断する。
図20のフローチャートは、過放電モジュールを検出して放電電流を制御する他の一例を示している。なお、この制御状態における電池モジュールの電圧と組電池の残容量の変化を図21に示している。
[n=1のステップ]
検出回路3が各々の電池モジュール2の電圧を検出する。この状態で、制御回路12は組電池1をノーマル状態で放電させる。
[n=2のステップ]
各々の電池モジュール2の電圧差を検出する。電圧差は、全ての電池モジュール2の平均電圧から各々の電池モジュール2の電圧を減算して演算する。
[n=3のステップ]
各々の電池モジュール2の電圧差を第3の閾値に比較する。全ての電池モジュール2の電圧差が第3の閾値よりも小さいと、n=1のステップにループする。
[n=4のステップ]
いずれかの電池モジュールの電圧差が第3の閾値を超えると、この電池モジュールを過放電モジュールと判定して、検出回路3が第1の制御信号を制御回路12に出力する。検出回路3は、第1の制御信号を出力すると、第1の放電状態に移行して充放電電流の積算を開始する。ただ、第1の放電状態において、制御回路12は、組電池1の放電電流を制限しない。したがって、組電池1は、ノーマル状態で放電される。
[n=5のステップ]
組電池1の充放電電流を積算して放電容量を演算する。放電容量は、第1の放電状態における充放電電流を積算して演算される残容量を、第1の放電状態開始時における残容量から減算して演算し、あるいは、第1の放電状態における充放電電流を積算して演算される容量の減少量から演算される。
[n=6のステップ]
演算された放電容量が第3の設定容量に達したかどうかを判定する。演算された放電容量が第3の設定容量より小さいとn=5のステップにループする。
[n=7のステップ]
演算された放電容量が第3の設定容量以上になると、検出回路3は制御回路12に第2の制御信号を出力する。制御回路12は、入力される制御信号で組電池1の放電電流を第2の放電状態に制御する。制御回路12は、組電池1の放電電流をノーマル状態よりも小さく、たとえば、放電電流を遮断する。
[n=1のステップ]
検出回路3が各々の電池モジュール2の電圧を検出する。この状態で、制御回路12は組電池1をノーマル状態で充電させる。
[n=2のステップ]
各々の電池モジュール2の電圧差が第4の閾値に比較する。全ての電池モジュール2の電圧差が第4の閾値よりも小さいと、n=1のステップにループする。
[n=4のステップ]
いずれかの電池モジュールの電圧差が第4の閾値を超えると、この電池モジュールを過充電モジュールと判定して、検出回路3が第1の制御信号を制御回路12に出力する。検出回路3は、第1の制御信号を出力すると、第1の充電状態に移行して充放電電流の積算を開始する。ただ、第1の充電状態において、制御回路12は、組電池1の充電電流を制限しない。したがって、組電池1は、ノーマル状態で充電される。
[n=5のステップ]
組電池1の充放電電流を積算して充電容量を演算する。充電容量は、第1の充電状態における充放電電流を積算して演算される残容量から、第1の充電状態開始時における残容量を減算して演算し、あるいは、第1の充電状態における充放電電流を積算して演算される容量の増加量から演算される。
[n=6のステップ]
演算された充電容量が第4の設定容量に達したかどうかを判定する。演算された充電容量が第4の設定容量より小さいとn=5のステップにループする。
[n=7のステップ]
演算された充電容量が第4の設定容量以上になると、検出回路3は制御回路12に第2の制御信号を出力する。制御回路12は、入力される制御信号で組電池1の充電電流を第2の充電状態に制御する。制御回路12は、組電池1の充電電流をノーマル状態よりも小さく、たとえば、充電電流を遮断する。
2…電池モジュール
3…検出回路
4…記憶回路
5…容量演算部
6…電流検出部
11…インバータ
12…制御回路
13…モータ
14…発電機
Claims (9)
- 複数の電池モジュールを直列に接続している組電池の放電電流を制御する電源装置の制御方法において、
各々の電池モジュールの電圧差をあらかじめ設定している最大閾値に比較し、最低電圧の電池モジュールの電圧差が最大閾値よりも小さい状態にあっては、組電池をノーマル状態で放電し、最低電圧の電池モジュールの電圧差があらかじめ設定している最大閾値よりも大きくなると、放電電流をノーマル状態以下で、電流を遮断しない第1の放電状態に制御し、この第1の放電状態において、残容量があらかじめ設定している最小残容量まで減少し、あるいはあらかじめ設定している設定容量放電されると、その後は第1の放電状態よりも放電電流を小さくする第2の放電状態に制御することを特徴とする電源装置の制御方法。 - 複数の電池モジュールを直列に接続している組電池の放電電流を制御する電源装置の制御方法において、
各々の電池モジュールの電圧を検出して、あらかじめ設定している最低閾値に比較し、全ての電池モジュールの電圧が最低閾値よりも高い状態にあっては、組電池をノーマル状態で放電し、いずれかの電池モジュールの電圧が最低閾値よりも低くなると、放電電流をノーマル状態以下で、電流を遮断しない第1の放電状態に制御し、この第1の放電状態において、残容量があらかじめ設定している最小残容量まで減少し、あるいはあらかじめ設定している設定容量放電されると、その後は第1の放電状態よりも放電電流を小さくする第2の放電状態に制御することを特徴とする電源装置の制御方法。 - 複数の電池モジュールを直列に接続している組電池の放電電流を制御する電源装置の制御方法において、
各々の電池モジュールの電圧差をあらかじめ設定している閾値に比較し、最低電圧の電池モジュールの電圧差が閾値よりも小さい状態にあっては、組電池をノーマル状態で放電し、最低電圧の電池モジュールの電圧差があらかじめ設定している閾値よりも大きくなると、電流値の積算を開始する第1の放電状態に移行し、この第1の放電状態において、あらかじめ設定している設定容量放電されると、その後はノーマル状態よりも放電電流を小さくする第2の放電状態に制御することを特徴とする電源装置の制御方法。 - 第2の放電状態が組電池の電流を遮断する状態である請求項1ないし3のいずれかに記載される電源装置の制御方法。
- 複数の電池モジュールを直列に接続している組電池の充電電流を制御する電源装置の制御方法において、
各々の電池モジュールの電圧差をあらかじめ設定している最大閾値に比較し、最高電圧の電池モジュールの電圧差が最大閾値よりも小さい状態にあっては、組電池をノーマル状態で充電し、最高電圧の電池モジュールの電圧差があらかじめ設定している最大閾値よりも大きくなると、充電電流をノーマル状態以下で、電流を遮断しない第1の充電状態に制御し、この第1の充電状態において、残容量があらかじめ設定している最大残容量まで増加し、あるいはあらかじめ設定している設定容量充電されると、その後は第1の充電状態よりも充電電流を小さくする第2の充電状態に制御することを特徴とする電源装置の制御方法。 - 複数の電池モジュールを直列に接続している組電池の充電電流を制御する電源装置の制御方法において、
各々の電池モジュールの電圧を検出して、あらかじめ設定している最高閾値に比較し、全ての電池モジュールの電圧が最高閾値よりも低い状態にあっては、組電池をノーマル状態で充電し、いずれかの電池モジュールの電圧が最高閾値よりも高くなると、充電電流をノーマル状態以下で、電流を遮断しない第1の充電状態に制御し、この第1の充電状態において、残容量があらかじめ設定している最大残容量まで増加し、あるいはあらかじめ設定している設定容量充電されると、その後は第1の充電状態よりも充電電流を小さくする第2の充電状態に制御することを特徴とする電源装置の制御方法。 - 複数の電池モジュールを直列に接続している組電池の充電電流を制御する電源装置の制御方法において、
各々の電池モジュールの電圧差をあらかじめ設定している閾値に比較し、最高電圧の電池モジュールの電圧差が閾値よりも小さい状態にあっては、組電池をノーマル状態で充電し、最高電圧の電池モジュールの電圧差があらかじめ設定している閾値よりも大きくなると、電流値の積算を開始する第1の充電状態に移行し、この第1の充電状態において、あらかじめ設定している設定容量充電されると、その後はノーマル状態よりも充電電流を小さくする第2の充電状態に制御することを特徴とする電源装置の制御方法。 - 第2の充電状態が組電池の電流を遮断する状態である請求項5ないし7のいずれかに記載される電源装置の制御方法。
- 電池モジュールがひとつないし複数の電池を直列に接続したものである請求項1ないし8のいずれかに記載される車両用電源装置の制御方法。
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