JP2010182579A - Electric power source device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両用電源装置に関し、特に、複数の二次電池を含む組電池を備えた車両用電源装置に関する。 The present invention relates to a vehicle power supply device, and more particularly to a vehicle power supply device including an assembled battery including a plurality of secondary batteries.
近年、環境に配慮する車両として電気自動車やハイブリッド自動車などのモータを駆動源とし、そのモータを駆動するための電池を搭載する車両の開発が盛んになってきている。 2. Description of the Related Art In recent years, the development of vehicles equipped with a battery for driving a motor such as an electric vehicle or a hybrid vehicle as a drive source as an environment-friendly vehicle has become active.
これらの車両を廃車とする場合、あるいは電池を交換する場合、古くなった電池の端子電圧が理想的には0ボルトとなるように放電処理してから電池を廃棄することが望ましい。 When these vehicles are scrapped vehicles or when batteries are replaced, it is desirable to dispose of the batteries after discharging them so that the terminal voltage of the old batteries is ideally 0 volts.
ところで、特開2007−214072号公報(特許文献1)には、燃料電池スタックのセル電圧測定装置が開示されている。この測定装置には、燃料電池の各セルごとに設けられた抵抗を備えており、この抵抗を利用して燃料電池を放電することが開示されている。 Incidentally, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-214072 (Patent Document 1) discloses a cell voltage measuring device for a fuel cell stack. This measuring apparatus is provided with a resistance provided for each cell of the fuel cell, and it is disclosed that the fuel cell is discharged using this resistance.
燃料電池を備えていない形式の電気自動車やハイブリッド自動車は、特開2007−214072号公報で開示されたような燃料電池スタックのセル電圧測定装置を備えていないのが普通である。 In general, an electric vehicle or a hybrid vehicle that does not include a fuel cell does not include a cell voltage measuring device for a fuel cell stack as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-214072.
たとえば、使用後の安全性を確保するために、放電用抵抗と放電スイッチを組電池につけることも考えられる。しかしながら廃棄処理専用の放電用抵抗をつけるのでは、コストアップとなる。また、組電池全体に1つの放電用抵抗をつけるとすると、各セルの充電量にばらつきがある場合、各セルが安全に放電されず電気エネルギが残ってしまう。また放電用抵抗だけでは、電気エネルギが残っているか否かは外部から確認することはできない。 For example, in order to ensure safety after use, it may be possible to attach a discharge resistor and a discharge switch to the assembled battery. However, adding a discharge resistor dedicated to disposal processing increases costs. Further, if one discharge resistor is attached to the entire assembled battery, when there is a variation in the charge amount of each cell, each cell is not discharged safely and electrical energy remains. Moreover, it is not possible to confirm from the outside whether or not electric energy remains with only the discharge resistor.
この発明の目的は、低コストで廃棄時の電池のエネルギを放電可能な車両用電源装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a vehicle power supply device capable of discharging battery energy at the time of disposal at low cost.
この発明は、要約すると、車両用電源装置であって、複数の二次電池を含む組電池と、複数の二次電池の電圧を均等化するために複数の二次電池の各々に対して電極間を短絡する均等化回路と、組電池を廃棄するために複数の二次電池が完全に放電するまで均等化回路を用いて複数の二次電池の各々の放電を進行させるための放電スイッチとを備える。 In summary, the present invention is a power supply device for a vehicle, and includes an assembled battery including a plurality of secondary batteries, and electrodes for each of the plurality of secondary batteries in order to equalize the voltages of the plurality of secondary batteries. An equalization circuit for short-circuiting between them, and a discharge switch for advancing the discharge of each of the plurality of secondary batteries using the equalization circuit until the plurality of secondary batteries are completely discharged to discard the assembled battery Is provided.
好ましくは、均等化回路は、複数の二次電池とそれぞれ対応する複数の抵抗と、放電スイッチの作動に応じて、複数の抵抗の各々を対応する二次電池の正負電極間に一斉に接続する個別スイッチと、個別スイッチによって複数の抵抗が接続状態になったときの組電池の電圧を検出し、組電池のエネルギ残存状態が視認可能な電圧センサとを含む。 Preferably, the equalization circuit simultaneously connects the plurality of resistors respectively corresponding to the plurality of secondary batteries and the positive and negative electrodes of the corresponding secondary battery according to the operation of the discharge switch. It includes an individual switch and a voltage sensor that detects the voltage of the assembled battery when a plurality of resistors are connected by the individual switch and visually recognizes the remaining energy state of the assembled battery.
本発明によれば、低コストで、電池の全セルの電気エネルギを確実に放電することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to reliably discharge the electric energy of all the cells of the battery at a low cost.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
図1は、車両用電源装置を搭載する車両100の構成を示した図である。
図1を参照して、車両100は、車輪を駆動するためのモータ10と、モータ10のステータコイルに駆動用の電流を与えるインバータ20と、インバータ20に電源電圧を供給する組電池40とを含む。インバータ20と組電池40との間にはシステムメインリレーSMRB,SMRGが設けられている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
Referring to FIG. 1,
組電池40は、直列に接続された電池セルC1〜Cnを含む。
車両100は、さらに、組電池40に含まれる電池セルC1〜Cnの電圧均等化のための放電回路を有する均等化回路50と、電圧メータ60と、放電スイッチSWと、制御装置30とを含む。
The assembled
組電池40と、均等化回路50と、放電スイッチSWと、電圧メータ60とは電池パック200に収容されている。
The assembled
均等化回路50は、直列に接続された放電用抵抗R1〜Rnと、抵抗R1の一方端と電池セルC1の正極とを接続するスイッチSR1と、抵抗R1の他方端と抵抗R2の一方端とに共に接続された中間タップと電池セルC1の負極と電池セルC2の正極とに共に接続された中間タップとを接続するスイッチSR2と、抵抗R2の他方端と抵抗R3の一方端とに共に接続された中間タップと電池セルC2の負極と電池セルC3の正極とに共に接続された中間タップとを接続するスイッチSR3と、抵抗R3の他方端と抵抗R4の一方端とに共に接続された中間タップと電池セルC3の負極と電池セルC4の正極とに共に接続された中間タップとを接続するスイッチSR4とを含む。
The equalizing
均等化回路50は、さらに、抵抗Rn−3の他方端と抵抗Rn−2の一方端とに共に接続された中間タップと電池セルCn−3の負極と電池セルCn−2の正極とに共に接続された中間タップとを接続するスイッチSRn−2と、抵抗Rn−2の他方端と抵抗Rn−1の一方端とに共に接続された中間タップと電池セルCn−2の負極と電池セルCn−1の正極とに共に接続された中間タップとを接続するスイッチSRn−1と、抵抗Rn−1の他方端と抵抗Rnの一方端とに共に接続された中間タップと電池セルCn−1の負極と電池セルCnの正極とに共に接続された中間タップとを接続するスイッチSRnと、抵抗Rnの他方端と電池セルCnの負極とを接続するスイッチSRn+1とを含む。
The
直列に接続された抵抗R1〜Rnの両端の電圧は電圧メータ60によって検出される。電圧メータ60は、電池パック200の外部から組電池にエネルギが残存しているか否かが見てわかるような電圧センサであればよく、指針などを備えるものであっても無くてもよい。
The voltage across the resistors R1 to Rn connected in series is detected by the
放電スイッチSWは、均等化回路50を強制的に作動させるためのスイッチである。放電スイッチSWがオフ状態からオン状態に変更されると、スイッチSR1〜SRn+1が一斉に導通するようになっている。放電スイッチSWがオフ状態のときは、制御装置30がスイッチSR1〜SRn+1にそれぞれ対応する制御信号SON1〜SONn+1によって個別にスイッチSR1〜SRn+1をオンオフ制御することができる。
The discharge switch SW is a switch for forcibly operating the
車両が走行する場合には、制御装置30は、システムメインリレーSMRB,SMRGをともに導通状態に制御するとともに、インバータ20に対してモータ10のステータコイルに回転磁界を発生させるような指令を行なう。
When the vehicle travels,
また組電池40中の電池セルC1〜Cnに電圧のばらつきが発生すると、制御装置30は制御信号SON1〜SONn+1を用いて必要なスイッチを導通させて、電圧が他の電池セルと比べて高くなっている電池セルの放電を行なう。この放電によってセル電圧均等化処理が実行される。この電池セルの電圧ばらつきは、各電池セルの自己放電速度が異なるために発生する。自己放電が大きい電池セルは、他の電池セルよりもセル電圧が低くなる。
Further, when the voltage variation occurs in the battery cells C1 to Cn in the assembled
図2は、電池廃棄処理の工程を示したフローチャートである。
図1、図2を参照して、まず処理が開始されると、ステップS1において作業者は放電スイッチSWをオン状態に固定する。するとステップS2において均等化回路50が作動し、電池セルC1〜Cnの放電が開始される。
FIG. 2 is a flowchart showing a battery disposal process.
Referring to FIGS. 1 and 2, when the process is first started, the worker fixes discharge switch SW in the on state in step S1. Then, the
ステップS3では、作業者は電圧メータ60の示す電圧値が0付近まで低下したか否かをチェックする。まだ電圧メータの示す値が0付近でなかった場合にはステップS1の放電スイッチのオン状態固定とステップS2の各電池セルの放電が継続される。
In step S3, the operator checks whether or not the voltage value indicated by the
ステップS3において電圧メータ60の示す値が0付近まで低下していた場合にはステップS3からS4に処理が進む。電圧メータ60の示す値が0付近まで低下したか否かは、電圧メータ60の示す値がゼロ付近の予め定められたしきい値(基準値)より低いか否かで判断する。ステップS4では、放電スイッチSWがオフ状態に設定される。なお、ステップS4の操作は行なわなくても良い。
If the value indicated by the
続いてステップS5において車両100から組電池40を取外す。なお、組電池40だけでなく電池パック200ごと車両から取外してもよい。そしてステップS6において放電された組電池40を廃棄する。以上でステップS7に処理が進み、電池廃棄処理が終了する。
Subsequently, the assembled
なお、図2で示したフローチャートでは車両に搭載した状態で組電池を放電させたが、車両から電池パック200を取外した後に、放電スイッチSWをオン状態とし、電圧メータ60が0付近になったことを確認してから組電池40を廃棄するようにしてもよい。
In the flowchart shown in FIG. 2, the assembled battery is discharged in the state where it is mounted on the vehicle. However, after removing the
以上説明したように、本実施の形態では、放電回路を備えた均等化回路50を使用して廃棄時の放電を実行する。このために全セルの均等化放電回路を強制的に作動させる放電スイッチSWを設ける。そして組電池40の放電状態を確認できるように電圧メータ60をさらに設ける。
As described above, in the present embodiment, discharge at the time of disposal is executed using the
これにより、既存のセル電圧均等化回路を放電回路として使用するので新たに放電回路を付加する必要がなく低コストで廃棄時の電池の放電をすることができる。 Thereby, since the existing cell voltage equalization circuit is used as the discharge circuit, it is not necessary to newly add a discharge circuit, and the battery at the time of disposal can be discharged at low cost.
また、たとえば、直列に接続された電池セルの両端を抵抗で接続するだけではセル電圧にばらつきがある場合、一部のセルが完全に放電されないことも考えられる。本実施の形態では、各セルごとに放電回路があるため、各セルの充電量にばらつきがある場合でも各セルを完全に放電できる。 In addition, for example, if the cell voltage varies only by connecting both ends of the battery cells connected in series with a resistor, some cells may not be completely discharged. In the present embodiment, since each cell has a discharge circuit, each cell can be completely discharged even when the charge amount of each cell varies.
また、電圧メータ60を設けることにより放電状態が確認でき、廃棄してもよいか否かが作業者が容易に判断することができる。
Further, by providing the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 モータ、20 インバータ、30 制御装置、40 組電池、50 均等化回路、60 電圧メータ、100 車両、200 電池パック、C1〜Cn 電池セル、R1〜Rn 抵抗、SMRB,SMRG システムメインリレー、SR1〜SRn スイッチ、SW 放電スイッチ。 10 motor, 20 inverter, 30 control device, 40 assembled battery, 50 equalization circuit, 60 voltage meter, 100 vehicle, 200 battery pack, C1-Cn battery cell, R1-Rn resistance, SMRB, SMRG system main relay, SR1- SRn switch, SW discharge switch.
Claims (2)
前記複数の二次電池の電圧を均等化するために前記複数の二次電池の各々に対して電極間を短絡する均等化回路と、
前記組電池を廃棄するために、前記複数の二次電池が完全に放電するまで前記均等化回路を用いて前記複数の二次電池の各々の放電を進行させるための放電スイッチとを備える、車両用電源装置。 An assembled battery including a plurality of secondary batteries;
An equalization circuit for short-circuiting electrodes with respect to each of the plurality of secondary batteries to equalize the voltages of the plurality of secondary batteries;
A vehicle equipped with a discharge switch for advancing discharge of each of the plurality of secondary batteries using the equalization circuit until the plurality of secondary batteries are completely discharged in order to discard the assembled battery; Power supply.
前記放電スイッチの作動に応じて、前記複数の抵抗の各々を対応する二次電池の正負電極間に一斉に接続する個別スイッチと、
前記個別スイッチによって前記複数の抵抗が接続状態になったときの前記組電池の電圧を検出し、前記組電池のエネルギ残存状態が視認可能な電圧センサとを含む、請求項1に記載の車両用電源装置。 The equalization circuit includes a plurality of resistors respectively corresponding to the plurality of secondary batteries,
In response to the operation of the discharge switch, an individual switch that connects each of the plurality of resistors together between the positive and negative electrodes of the corresponding secondary battery,
2. The vehicle according to claim 1, further comprising: a voltage sensor that detects a voltage of the assembled battery when the plurality of resistors are connected by the individual switch and visually recognizes an energy remaining state of the assembled battery. Power supply.
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