JP2011177025A - Battery pack system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、組電池システムに関し、特に、組電池システムの電流制御に関する。 The present invention relates to an assembled battery system, and more particularly to current control of the assembled battery system.
二次電池の応用分野の一つは、電力貯蔵システムや電気自動車用の電源システムのよう
な大電力を供給するための電源である。特に、リチウムイオン二次電池は、他の二次電池
に較べてエネルギー密度及び入出力密度が高く、且つサイクル寿命が長いという特徴を生
かし、このような分野への応用が期待されている。
One application field of secondary batteries is a power source for supplying a large amount of power, such as a power storage system or a power supply system for an electric vehicle. In particular, a lithium ion secondary battery is expected to be applied to such a field, taking advantage of the features of higher energy density and input / output density and longer cycle life than other secondary batteries.
大電力を供給するための電源への応用においては、二次電池は、複数のセル(単電池)
で構成される組電池(電池モジュールや、モジュール電池などとも呼ばれる)として運用
される。組電池として二次電池を運用する上で重要な点は、組電池の各セルの電圧・温度
の管理である。特に、リチウムイオン二次電池で構成された組電池では、各セルの電圧・
温度の管理は、セルの性能や安全性の維持のために重要である。このため、組電池には、
電池保護機能が与えられることが一般的である。例えば、組電池には、セル電圧が上限電
圧を超えたら充電を停止し、下限電圧を下回ったら放電を停止する機能や、セル電圧を均
一化する機能(セルバランス機能)が与えられる。このような技術は、例えば、特開20
03−289630号公報に開示されている。
In application to a power supply for supplying large power, a secondary battery consists of multiple cells (single cells)
It is operated as an assembled battery (also called a battery module or a module battery). An important point in operating a secondary battery as an assembled battery is the management of the voltage and temperature of each cell of the assembled battery. In particular, in an assembled battery composed of lithium ion secondary batteries, the voltage and voltage of each cell
Temperature management is important for maintaining cell performance and safety. For this reason, the battery pack
It is common to provide a battery protection function. For example, the assembled battery is provided with a function of stopping charging when the cell voltage exceeds the upper limit voltage and stopping discharging when the cell voltage falls below the lower limit voltage, or a function of equalizing the cell voltage (cell balance function). Such a technique is disclosed in, for example, JP-A-20
No. 03-289630.
組電池の構成には大きく分けて2種類ある:一つは、図1Aに示されているように、並
列セル群の直列構成であり、もう一つは、図1Bに示されているように、直列セル群の並
列構成である。セル101の数は、アプリケーションによって様々に増減される。直列に
接続されるセル101又は並列セル群の数は、主に、所要の電源電圧に応じて決定され、
並列に接続されるセル101又は直列セル群の数は、主に、所要の電源容量に応じて決定
される。
There are roughly two types of battery pack configurations: one is a series configuration of parallel cells, as shown in FIG. 1A, and the other is as shown in FIG. 1B. This is a parallel configuration of series cell groups. The number of
The number of
大電力を供給する組電池としては、図1Bに示された直列セル群の並列構成が好適であ
ると考えられる。これは、何らかの原因で短絡が起こったときに、過大な電流が流れるこ
とを防ぐためである。大電力を供給する組電池に使用される大容量セルは内部抵抗が小さ
く、短絡によって過大な電流が流れる可能性がある。直列セル群の並列構成では、過大な
電流が流れる可能性を低減できる。
As a battery pack for supplying large power, the parallel configuration of the series cell group shown in FIG. 1B is considered suitable. This is to prevent an excessive current from flowing when a short circuit occurs for some reason. A large capacity cell used for a battery pack supplying high power has a small internal resistance, and an excessive current may flow due to a short circuit. In the parallel configuration of the series cell group, the possibility that an excessive current flows can be reduced.
図1Bに示された直列セル群の並列構成では、各直列セル群に流れる電流は、必ずしも
均等にはならない。例えば、各直列セル群に流れる電流には、セルの性能(劣化挙動を含
む)の個体差によって差が生じ得る。製造上、セルの性能の個体差を完全になくすことは
できない。また、各セルの周囲温度により、直列セルの各組に流れる電流には差が生じ得
る。アプリケーションによっては、セルの配置や日射状況などのセルの周囲環境によるセ
ルの周囲温度の違いが顕在化し得る。組電池が収められる筐体の環境温度を空調などで制
御するとしても、システム規模が大きい場合には、セルの環境温度を均一に制御すること
は難しい。
In the parallel configuration of the series cell groups shown in FIG. 1B, the currents flowing through the series cell groups are not necessarily equal. For example, the current flowing through each series cell group may vary due to individual differences in cell performance (including degradation behavior). In manufacturing, individual differences in cell performance cannot be completely eliminated. In addition, depending on the ambient temperature of each cell, a difference may occur in the current flowing through each set of series cells. Depending on the application, a difference in the ambient temperature of the cell due to the ambient environment such as the arrangement of the cell and the solar radiation situation may become obvious. Even if the environmental temperature of the casing in which the assembled battery is housed is controlled by air conditioning or the like, it is difficult to uniformly control the environmental temperature of the cells when the system scale is large.
このような不具合を回避する手法としては、図2に示されているように、直列セル群の
それぞれに対してDC−DCコンバータ102を設け、そのDC−DCコンバータ102
によって直列セル群のそれぞれに流れる電流を制御する手法が知られている。DC−DC
コンバータ102には、インバータ103から電力が供給される。しかしながら、このよ
うな手法は、大容量システムを低コストで製造する観点からは好ましくない。このため、
より低コストでシステムの信頼性を確保することができるような電流制御技術の提供が望
まれている。
A method for controlling the current flowing through each of the series cell groups is known. DC-DC
Power is supplied to the
It is desired to provide a current control technique that can ensure system reliability at lower cost.
本発明の目的は、直列セル群の並列構成を採用する組電池について、各直列セル群に流
れる電流の制御を、システムの信頼性を確保しながら低コストで実現するための技術を提
供することにある。
An object of the present invention is to provide a technology for realizing control of current flowing in each series cell group at a low cost while ensuring system reliability for an assembled battery adopting a parallel configuration of series cell groups. It is in.
上記の目的を達成するために、本発明は、以下に述べられる手段を採用する。その手段
の記述には、[特許請求の範囲]の記載と[発明を実施するための形態]の記載との対応関係を明らかにするために、[発明を実施するための形態]で使用される番号・符号が付記されている。但し、付記された番号・符号は、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲を限定的に解釈するために用いてはならない。
In order to achieve the above object, the present invention employs the means described below. In the description of the means, in order to clarify the correspondence between the description of [Claims] and the description of [Mode for carrying out the invention], it is used in [Mode for carrying out the invention]. Number and code are added. However, the appended numbers and symbols should not be used to limit the technical scope of the invention described in [Claims].
本発明の一の観点では、組電池システム(10)が、互いに並列に接続された複数の直
列電池ユニット(1A〜1Z)と、制御手段(9A〜9Z、11)とを具備する。前記複
数の直列電池ユニット(1A〜1Z)のそれぞれは、直列に接続された複数のセル(4)
と電流制御素子(5A〜5Z)とを備えている。前記制御手段(9A〜9Z、11)は、
前記電流制御素子(5A〜5Z)のそれぞれに電流制御信号(6A〜6Z)を供給する。
前記電流制御素子(5A〜5Z)としては、それを流れる電流が前記電流制御信号(6A
〜6Z)の信号レベルに応じて変化するディスクリート素子が使用される。当該組電池シ
ステム(10)では、直列電池ユニットのそれぞれに流れる電流の制御がディスクリート
素子によって行われるため、電流の制御を低コストで行い、これによりシステムの信頼性
を確保することができる。
In one aspect of the present invention, an assembled battery system (10) includes a plurality of series battery units (1A to 1Z) connected in parallel to each other and control means (9A to 9Z, 11). Each of the plurality of series battery units (1A to 1Z) includes a plurality of cells (4) connected in series.
And current control elements (5A to 5Z). The control means (9A to 9Z, 11)
Current control signals (6A to 6Z) are supplied to the current control elements (5A to 5Z), respectively.
As the current control element (5A to 5Z), the current flowing through the current control element (5A to 5Z) is the current control signal (6A).
Discrete elements that change in response to the signal level of ~ 6Z) are used. In the assembled battery system (10), since the current flowing through each of the series battery units is controlled by the discrete elements, the current can be controlled at a low cost, thereby ensuring the reliability of the system.
好適な一実施形態では、前記制御手段(9A〜9Z、11)は、前記複数の直列電池ユ
ニットの各直列電池ユニット(1x)の前記電流制御素子(5x)に供給される前記電流
制御信号(6x)の信号レベルを、前記各直列電池ユニット(1x)を流れる電流に応答
して制御する。
In a preferred embodiment, the control means (9A to 9Z, 11) includes the current control signal (5x) supplied to the current control element (5x) of each series battery unit (1x) of the plurality of series battery units. 6x) is controlled in response to the current flowing through each series battery unit (1x).
他の好適な実施形態では、前記制御手段(9A〜9Z、11)は、前記複数の直列電池
ユニット(1A〜1Z)の各直列電池ユニット(1x)の前記電流制御素子(5x)に供
給される前記電流制御信号(6x)の信号レベルを、前記各直列電池ユニット(1x)を
流れる電流に加え、前記各直列電池ユニット(1x)に含まれる前記複数のセル(4)そ
れぞれのセル温度及び内部抵抗に応答して制御する。この場合、前記制御手段(9A〜9
Z、11)は、前記電流制御信号(6x)の信号レベルを、前記各直列電池ユニット(6
x)を流れる電流が前記複数の直列電池ユニット(1A〜1Z)について共通に定められ
た所定の目標値になるように仮に決定し、仮に決定された前記電流制御信号(6x)の信
号レベルを前記各直列電池ユニット(6x)に含まれる前記複数のセル(4)それぞれの
セル温度及び内部抵抗に応答して調節することによって前記電流制御信号(6x)の信号
レベルを最終的に決定することが好ましい。また、前記制御手段(9A〜9Z、11)が
、前記各直列電池ユニット(1x)を流れる電流のうちの前記セル温度及び内部抵抗に応
じて調節される調節分の前記複数の直列電池ユニット(1A〜1Z)についての総和がゼ
ロになるように、前記電流制御信号(6x)の信号レベルを調節することは一層に好まし
い。
In another preferred embodiment, the control means (9A to 9Z, 11) is supplied to the current control element (5x) of each series battery unit (1x) of the plurality of series battery units (1A to 1Z). The signal level of the current control signal (6x) is added to the current flowing through each series battery unit (1x), the cell temperature of each of the plurality of cells (4) included in each series battery unit (1x), and Control in response to internal resistance. In this case, the control means (9A-9
Z, 11) sets the signal level of the current control signal (6x) to each series battery unit (6
x) is tentatively determined such that the current flowing through the plurality of series battery units (1A to 1Z) is a predetermined target value determined in common, and the signal level of the tentatively determined current control signal (6x) is determined. The signal level of the current control signal (6x) is finally determined by adjusting in response to the cell temperature and internal resistance of each of the plurality of cells (4) included in each series battery unit (6x). Is preferred. In addition, the control means (9A to 9Z, 11) is configured to adjust the plurality of series battery units (adjusted according to the cell temperature and internal resistance of the current flowing through the series battery units (1x)). It is more preferable to adjust the signal level of the current control signal (6x) so that the total sum for 1A to 1Z) becomes zero.
他の好適な実施形態では、前記複数の直列電池ユニット(1A〜1Z)に含まれる各直
列電池ユニット(1x)の前記電流制御素子(5x)に供給される前記電流制御信号(6
x)の信号レベルは、前記各直列電池ユニット(1x)に含まれる前記複数のセル(4)
それぞれのセル電圧に応答して制御される。
In another preferred embodiment, the current control signal (6) supplied to the current control element (5x) of each series battery unit (1x) included in the plurality of series battery units (1A to 1Z).
x) the signal level of the plurality of cells (4) included in each series battery unit (1x)
It is controlled in response to each cell voltage.
更に他の好適な実施形態では、前記複数の直列電池ユニット(1A〜1Z)に含まれる
各直列電池ユニット(1x)の前記電流制御素子(5x)に供給される前記電流制御信号
(6x)の信号レベルは、前記各直列電池ユニット(1x)に含まれる前記複数のセル(
4)の総電圧に応答して制御される。
In still another preferred embodiment, the current control signal (6x) supplied to the current control element (5x) of each series battery unit (1x) included in the plurality of series battery units (1A to 1Z). The signal level is determined by the plurality of cells included in each series battery unit (1x) (
Controlled in response to the total voltage of 4).
更に他の好適な実施形態では、前記複数の直列電池ユニット(1A〜1Z)に含まれる
各直列電池ユニット(1x)の前記電流制御素子(5x)に供給される前記電流制御信号
(6x)の信号レベルは、前記各直列電池ユニット(1x)に含まれる前記複数のセル(
4)のセル温度に応答して制御される。
In still another preferred embodiment, the current control signal (6x) supplied to the current control element (5x) of each series battery unit (1x) included in the plurality of series battery units (1A to 1Z). The signal level is determined by the plurality of cells included in each series battery unit (1x) (
It is controlled in response to the cell temperature in 4).
前記ディスクリート素子としては、MOSFET、バイポーラトランジスタ、又はIG
BTが使用可能である。
As the discrete element, MOSFET, bipolar transistor, or IG
BT can be used.
本発明によれば、直列セル群の並列構成を採用する組電池について、各直列セル群に流
れる電流の制御をシステムの信頼性を確保しながら低コストで実現するための技術が提供
される。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technique for implement | achieving control of the electric current which flows into each series cell group at low cost is ensured about the assembled battery which employ | adopts the parallel structure of a series cell group while ensuring the reliability of a system.
(第1の実施形態)
図3Aは、本発明の第1の実施形態の組電池システム10の構成を示す概念図である。
組電池システム10は、正極端子2と負極端子3の間に互いに並列に接続された複数の直
列電池ユニット1A〜1Zを備えている。以下において、互いに区別しない場合には、直
列電池ユニット1A〜1Zを単に直列電池ユニット1と記載する。直列電池ユニット1A
〜1Zは、それぞれ、直列に接続されたn個(nは、2以上の整数)のセル4と電流制御
素子5A〜5Zとを備えている。電流制御素子5A〜5Zは、それぞれ、直列電池ユニッ
ト1A〜1Zを流れる電流(即ち、直列電池ユニット1A〜1Zに入出力される電流)を
制御する機能を有している。
(First embodiment)
FIG. 3A is a conceptual diagram showing the configuration of the assembled
The assembled
˜1Z each include n (n is an integer of 2 or more)
本実施形態では、電流制御素子5A〜5Zとして、それを流れる電流の電流値が、それ
に供給される電流制御信号6A〜6Zの信号レベルに応じて変化するディスクリート素子
(即ち、一つのパッケージに単一のデバイスが収容されている素子)が使用される。電流
制御素子5A〜5Zとしては、例えば、パワーMOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor)が使用可能である。また、これ以外にもバイポーラトランジスタやIGBT(Insulator gated Bipolar Transistor)が使用可能である。電流制御素子5A〜5ZとしてパワーMOSFETが使用される場合、当該パワーMOSFETのゲートに電流制御信号6A〜6Zが供給され、電流制御素子5A〜5Zを流れる電流値は、電流制御信号6A〜6Zの電圧レベル(すなわち、パワーMOSFETのゲート電圧)によって制御される。
In this embodiment, as the
電流制御素子5A〜5Zを制御する電流制御信号6A〜6Zを生成するために、直列電
池ユニット1A〜1Zには、それぞれ、電流センサ7A〜7Zと検出部8A〜8Zと制御
部9A〜9Zとが設けられている。検出部8A〜8Zは、それぞれ、電流センサ7A〜7
Zの出力信号から直列電池ユニット1A〜1Zを流れる電流の電流値IA〜IZを検出し
、検出した電流値IA〜IZをそれぞれに示すA列〜Z列情報を制御部9A〜9Zに供給
する。制御部9A〜9Zは、A列〜Z列情報に示された電流値IA〜IZに応答して電流
制御信号6A〜6Zを生成する。本実施形態では、電流制御信号6A〜6Zは、直列電池
ユニット1A〜1Zを流れる電流の電流値が、いずれも、制御部9A〜9Zに設定された
所定の目標値に制御されるように生成される。制御部9A〜9Zに設定される目標値は同
一にされ、これにより直列電池ユニット1A〜1Zを流れる電流が均等化される。
In order to generate the current control signals 6A to 6Z for controlling the
Current values IA to IZ of currents flowing through the series battery units 1A to 1Z are detected from the output signals of Z, and A column to Z column information respectively indicating the detected current values IA to IZ is supplied to the
本実施形態の組電池システム10では、直列電池ユニット1A〜1Zを流れる電流が電
流制御素子5A〜5Zによって制御され、これにより、直列電池ユニット1A〜1Zを流
れる電流が均等化される。電流の均等化は、組電池システム10の健全性の向上に有効で
ある。加えて、本実施形態では、直列電池ユニット1A〜1Zを流れる電流を制御する電
流制御素子5A〜5Zとしてディスクリート素子が使用されているため、電流の制御を低
コストで行うことができる。
In the assembled
組電池システム10全体としての制御を最適化するためには、図3Bに示されているよ
うに、制御部9A〜9Zを統括して制御する統合制御部11が設けられることが好適であ
る。統合制御部11には、直列電池ユニット1A〜1Zを流れる電流の電流値IA〜IZ
を示すセル電流情報が制御部9A〜9Zから与えられ、統合制御部11は、これらのセル
電流情報を基に制御部9A〜9Zを制御する。一実施形態では、統合制御部11は、直列
電池ユニット1A〜1Zを流れる電流に異常がある場合、組電池システム10に入出力可
能な電力を制限する電力制限動作や、充放電動作を停止するインタロック動作を行う。電
力制限動作は、制御部9A〜9Zに設定される目標値を低減することによって実現可能で
あり、インタロック動作は、電流制御素子5A〜5Zをオフにして電流が流れないように
することによって実現可能である。
In order to optimize the control of the assembled
Is given from the
(第2の実施形態)
図4Aは、本発明の第2の実施形態の組電池システム10の構成を示す概念図である。
第2の実施形態では、直列電池ユニット1A〜1Zの各セル4のセル電圧に応じて直列電
池ユニット1A〜1Zを流れる電流が制御される。より具体的には、第2の実施形態では
、各直列電池ユニット1x(xは、A〜Z)のセル4のそれぞれに電圧センサ(図示され
ない)が設けられる。検出部8xは、その電圧センサの出力信号から、直列電池ユニット
1xの各セル4のセル電圧V1〜Vnを検出し、検出したセル電圧V1〜Vnを示すx列
情報を生成する。制御部9xは、直列電池ユニット1xの各セル4のセル電圧V1〜Vn
に応答して電流制御信号6xを生成する。
(Second Embodiment)
FIG. 4A is a conceptual diagram showing the configuration of the assembled
In 2nd Embodiment, the electric current which flows through series battery unit 1A-1Z according to the cell voltage of each
To generate a current control signal 6x.
一実施例では、制御部9xは、直列電池ユニット1xの各セル4のセル電圧V1〜Vn
の平均値に応答して電流制御信号6xを生成し、これにより直列電池ユニット1A〜1Z
を流れる電流を制御する。詳細には、制御部9xには、セル電圧V1〜Vnの平均値と電
流制御信号6xの信号レベルとの対応関係を示す関係表が記憶されており、制御部9xは
、この関係表を基にして電流制御信号6xを生成する。
In one embodiment, the control unit 9x includes the cell voltages V1 to Vn of each
Current control signal 6x is generated in response to the average value of the series battery units 1A to 1Z
To control the current flowing through. Specifically, the control unit 9x stores a relationship table indicating the correspondence between the average value of the cell voltages V1 to Vn and the signal level of the current control signal 6x. The control unit 9x is based on this relationship table. Thus, the current control signal 6x is generated.
セル電圧V1〜Vnの平均値ではなく、セル電圧V1〜Vnの最小値又は最大値に応答
して電流制御信号6xが生成されてもよい。詳細には、充電時には、セル電圧V1〜Vn
の最大値に応答して電流制御信号6xが生成され、放電時には、セル電圧V1〜Vnの最
小値に応答して電流制御信号6xが生成される。制御部9xには、充電時におけるセル電
圧V1〜Vnの最大値と電流制御信号6xの信号レベルとの対応関係を示す関係表と、放
電時におけるセル電圧V1〜Vnの最小値と電流制御信号6xの信号レベルとの対応関係
を示す関係表とが記憶されており、制御部9xは、これらの関係表を基にして電流制御信
号6xを生成する。
The current control signal 6x may be generated in response to the minimum value or the maximum value of the cell voltages V1 to Vn instead of the average value of the cell voltages V1 to Vn. Specifically, at the time of charging, the cell voltages V1 to Vn
The current control signal 6x is generated in response to the maximum value of, and during discharge, the current control signal 6x is generated in response to the minimum value of the cell voltages V1 to Vn. The control unit 9x includes a relationship table showing a correspondence relationship between the maximum values of the cell voltages V1 to Vn at the time of charging and the signal level of the current control signal 6x, and the minimum values of the cell voltages V1 to Vn at the time of discharging and the current control signal. A relational table indicating a correspondence relationship with 6x signal levels is stored, and the control unit 9x generates a current control signal 6x based on these relational tables.
本実施形態の組電池システム10では、直列電池ユニット1A〜1Zを流れる電流が電
流制御素子5A〜5Zによって制御され、これにより、直列電池ユニット1A〜1Zの各
セル4のセル電圧V1〜Vnの平均値が均等化され、又は、セル電圧V1〜Vnの最小値
及び最大値が均等化される。セル電圧V1〜Vnの平均値、最小値、最大値の均等化は、
組電池システム10の健全性の向上に有効である。
In the assembled
This is effective for improving the soundness of the assembled
第1の実施形態と同様に、組電池システム10全体としての制御を最適化するためには
、図4Bに示されているように、制御部9A〜9Zを統括して制御する統合制御部11が
設けられることが好適である。統合制御部11には、直列電池ユニット1A〜1Zの各セ
ル4のセル電圧V1〜Vnを示すセル電圧情報が制御部9A〜9Zのそれぞれから与えら
れ、統合制御部11は、これらのセル電圧情報を基に制御部9A〜9Zを制御する。一実
施例では、統合制御部11は、制御部9A〜9Zから供給されるセル電圧情報を基にして
電流を直列電池ユニット1A〜1Zのそれぞれに分配し、これにより、直列電池ユニット
1A〜1Zを流れる電流の目標値を決定する。決定された目標値は、制御部9A〜9Zに
伝えられ、制御部9A〜9Zに設定される。制御部9A〜9Zは、直列電池ユニット1A
〜1Zを流れる電流の電流値が統合制御部11から与えられた目標値になるように電流制
御信号6A〜6Zを生成する。また、統合制御部11は、直列電池ユニット1A〜1Zの
各セル4のセル電圧V1〜Vnに異常がある場合、組電池システム10に入出力可能な電
力を制限する電力制限動作や、充放電動作を停止するインタロック動作を行う。電力制限
動作は、制御部9A〜9Zに設定される目標値を低減することによって実現可能であり、
インタロック動作は、電流制御素子5A〜5Zをオフにして電流が流れないようにするこ
とによって実現可能である。
As in the first embodiment, in order to optimize the control of the assembled
Current control signals 6 </ b> A to 6 </ b> Z are generated so that the current value of the current flowing through ˜1Z becomes the target value given from the
The interlock operation can be realized by turning off the
(第3の実施形態)
図5Aは、本発明の第3の実施形態の組電池システム10の構成を示す概念図である。
第3の実施形態では、直列接続されたセル4の総電圧(即ち、直列接続されたセル4のセ
ル電圧の総和)に応じて、直列電池ユニット1A〜1Zのそれぞれを流れる電流が制御さ
れる。より具体的には、第3の実施形態では、各直列電池ユニット1x(xは、A〜Z)
のそれぞれに、直列接続されたセル4の総電圧を計測する電圧センサ(図示されない)が
設けられる。検出部8xは、その電圧センサの出力信号から、直列接続されたセル4の総
電圧Vxを検出し、検出したセル電圧Vxを示すx列情報を生成する。制御部9xは、直
列電池ユニット1xの直列接続されたセル4の総電圧Vxに応答して電流制御信号6xを
生成する。一実施例では、制御部9xには、直列接続されたセル4の総電圧Vxと電流制
御信号6xの信号レベルとの対応関係を示す関係表が記憶されており、制御部9xは、こ
の関係表を基にして電流制御信号6xを生成する。
(Third embodiment)
FIG. 5A is a conceptual diagram showing the configuration of the assembled
In 3rd Embodiment, the electric current which flows through each of series battery unit 1A-1Z is controlled according to the total voltage (namely, sum total of the cell voltage of the
Each is provided with a voltage sensor (not shown) for measuring the total voltage of the
本実施形態の組電池システム10では、直列電池ユニット1A〜1Zを流れる電流が電
流制御素子5A〜5Zによって制御され、これにより、直列電池ユニット1A〜1Zの直
列接続されたセル4の総電圧VA〜VZが均等化される。総電圧VA〜VZの均等化は、
組電池システム10の健全性の向上に有効である。
In the assembled
This is effective for improving the soundness of the assembled
第1及び第2の実施形態と同様に、組電池システム10全体としての制御を最適化する
ためには、図5Bに示されているように、制御部9A〜9Zを統括して制御する統合制御
部11が設けられることが好適である。統合制御部11には、直列電池ユニット1A〜1
Zそれぞれの、直列接続されたセル4の総電圧を示す総セル電圧情報が制御部9A〜9Z
から与えられ、統合制御部11は、これらの総セル電圧情報を基に制御部9A〜9Zを制
御する。一実施例では、統合制御部11は、制御部9A〜9Zから供給される総セル電圧
情報を基にして電流を直列電池ユニット1A〜1Zのそれぞれに分配し、これにより、直
列電池ユニット1A〜1Zを流れる電流の目標値を決定する。決定された目標値は、制御
部9A〜9Zに伝えられ、制御部9A〜9Zに設定される。制御部9A〜9Zは、直列電
池ユニット1A〜1Zを流れる電流の電流値が統合制御部11から与えられた目標値にな
るように電流制御信号6A〜6Zを生成する。また、統合制御部11は、直列接続された
セル4の総電圧に異常がある場合、組電池システム10に入出力可能な電力を制限する電
力制限動作や、充放電動作を停止するインタロック動作を行う。電力制限動作は、制御部
9A〜9Zに設定される目標値を低減することによって実現可能であり、インタロック動
作は、電流制御素子5A〜5Zをオフにして電流が流れないようにすることによって実現
可能である。
As in the first and second embodiments, in order to optimize the control of the assembled
The total cell voltage information indicating the total voltage of the series-connected
The
(第4の実施形態)
図6Aは、本発明の第4の実施形態の組電池システム10の構成を示す概念図である。
第4の実施形態では、直列電池ユニット1A〜1Zの各セル4の温度(セル温度)に応じ
て直列電池ユニット1A〜1Zを流れる電流が制御される。より具体的には、第4の実施
形態では、各直列電池ユニット1x(xは、A〜Z)のセル4のそれぞれに温度センサ(
図示されない)が設けられる。検出部8xは、その温度センサの出力信号から、直列電池
ユニット1xの各セル4のセル温度t1〜tnを検出し、検出したセル電圧t1〜tnを
示すx列情報を生成する。制御部9xは、直列電池ユニット1xの各セル4のセル温度t
1〜tnに応答して電流制御信号6xを生成する。
(Fourth embodiment)
FIG. 6A is a conceptual diagram showing a configuration of an assembled
In 4th Embodiment, the electric current which flows through series battery unit 1A-1Z according to the temperature (cell temperature) of each
(Not shown). The detection unit 8x detects the cell temperatures t1 to tn of each
In response to 1 to tn, the current control signal 6x is generated.
一実施例では、制御部9xは、直列電池ユニット1xの各セル4のセル温度t1〜tn
の平均値に応答して電流制御信号6xを生成し、これにより直列電池ユニット1A〜1Z
を流れる電流を制御する。詳細には、制御部9xには、セル温度t1〜tnの平均値と電
流制御信号6xの信号レベルとの対応関係を示す関係表が記憶されており、制御部9xは
、この関係表を基にして電流制御信号6xを生成する。電流制御信号6xは、セル温度t
1〜tnの平均値が高いほど当該直列電池ユニット1xを流れる電流が低減されるように
生成されることが好ましい。これにより、平均的にセル温度t1〜tn直列電池ユニット
1xの電流が低減されて発熱が抑制され、組電池システム10の健全性を有効に向上させ
ることができる。
In one embodiment, the control unit 9x includes the cell temperatures t1 to tn of each
Current control signal 6x is generated in response to the average value of the series battery units 1A to 1Z
To control the current flowing through. Specifically, the control unit 9x stores a relationship table indicating the correspondence between the average value of the cell temperatures t1 to tn and the signal level of the current control signal 6x. The control unit 9x is based on this relationship table. Thus, the current control signal 6x is generated. The current control signal 6x is the cell temperature t
It is preferable that the higher the average value of 1 to tn, the lower the current flowing through the series battery unit 1x. Thereby, the electric current of cell temperature t1-tn series battery unit 1x is reduced on average, heat_generation | fever is suppressed, and the soundness of the assembled
セル温度t1〜tnの平均値ではなく、セル温度t1〜tnの最高値に応答して電流制
御信号6xが生成されてもよい。この場合、制御部9xには、セル温度t1〜tnの最高
値と電流制御信号6xの信号レベルとの対応関係を示す関係表が記憶され、制御部9xは
、この関係表を基にして電流制御信号6xを生成する。電流制御信号6xは、セル温度t
1〜tnの最高値が高いほど当該直列電池ユニット1xを流れる電流が低減されるように
生成されることが好ましい。これにより、最高温度のセル4を含む直列電池ユニット1x
の電流が低減されて発熱が抑制され、組電池システム10の健全性を有効に向上させるこ
とができる。
The current control signal 6x may be generated in response to the maximum value of the cell temperatures t1 to tn instead of the average value of the cell temperatures t1 to tn. In this case, the control unit 9x stores a relational table indicating the correspondence relationship between the maximum value of the cell temperatures t1 to tn and the signal level of the current control signal 6x, and the control unit 9x uses the current relational table based on this relational table. A control signal 6x is generated. The current control signal 6x is the cell temperature t
It is preferable that the higher the maximum value of 1 to tn, the lower the current flowing through the series battery unit 1x. Thereby, the series battery unit 1x including the
Current is reduced, heat generation is suppressed, and the soundness of the assembled
セル温度t1〜tnの最低値に応答して電流制御信号6xが生成されてもよい。この場
合、制御部9xには、セル温度t1〜tnの最低値と電流制御信号6xの信号レベルとの
対応関係を示す関係表が記憶され、制御部9xは、この関係表を基にして電流制御信号6
xを生成する。電流制御信号6xは、セル温度t1〜tnの最低値が高いほど当該直列電
池ユニット1xを流れる電流が低減されるように生成されることが好ましい。これにより
、最低温度のセル4、即ち、内部抵抗が高いセル4を含む直列電池ユニット1xの電流が
低減されてジュール熱による発熱が抑制され、組電池システム10の健全性を有効に向上
させることができる。
The current control signal 6x may be generated in response to the lowest value of the cell temperatures t1 to tn. In this case, the control unit 9x stores a relational table indicating a correspondence relationship between the minimum value of the cell temperatures t1 to tn and the signal level of the current control signal 6x. Control signal 6
Generate x. The current control signal 6x is preferably generated so that the current flowing through the series battery unit 1x is reduced as the minimum value of the cell temperatures t1 to tn is higher. Thereby, the current of the series battery unit 1x including the
第1乃至第3の実施形態と同様に、組電池システム10全体としての制御を最適化する
ためには、図6Bに示されているように、制御部9A〜9Zを統括して制御する統合制御
部11が設けられることが好適である。統合制御部11には、直列電池ユニット1A〜1
Zの各セル4のセル温度t1〜tnを示すセル温度情報が制御部9A〜9Zから与えられ
、統合制御部11は、これらのセル温度情報を基に制御部9A〜9Zを制御する。一実施
例では、統合制御部11は、制御部9A〜9Zから供給されるセル温度情報を基にして電
流を直列電池ユニット1A〜1Zのそれぞれに分配し、これにより、直列電池ユニット1
A〜1Zを流れる電流の目標値を決定する。決定された目標値は、制御部9A〜9Zに伝
えられ、制御部9A〜9Zに設定される。制御部9A〜9Zは、直列電池ユニット1A〜
1Zを流れる電流の電流値が統合制御部11から与えられた目標値になるように電流制御
信号6A〜6Zを生成する。また、統合制御部11は、直列電池ユニット1A〜1Zの各
セル4のセル温度t1〜tnに異常がある場合(例えば、あるセル4のセル温度tiが異
常に高い場合や、空調の故障によりセル温度t1〜tnが以上に低い場合等)、組電池シ
ステム10に入出力可能な電力を制限する電力制限動作や、充放電動作を停止するインタ
ロック動作を行う。電力制限動作は、制御部9A〜9Zに設定される目標値を低減するこ
とによって実現可能であり、インタロック動作は、電流制御素子5A〜5Zをオフにして
電流が流れないようにすることによって実現可能である。
As in the first to third embodiments, in order to optimize the control of the assembled
Cell temperature information indicating the cell temperatures t1 to tn of the
A target value of the current flowing through A to 1Z is determined. The determined target value is transmitted to the
Current control signals 6 </ b> A to 6 </ b> Z are generated so that the current value of the current flowing through 1 </ b> Z becomes the target value given from the
(第5の実施形態)
図7Aは、本発明の第5の実施形態の組電池システム10の構成を示す概念図である。
第5の実施形態では、直列電池ユニット1A〜1Zを流れる電流の電流値に加え、直列電
池ユニット1A〜1Zの各セル4のセル温度t1〜tn及び内部抵抗r1〜rnに基づい
て直列電池ユニット1A〜1Zを流れる電流が制御される。直列電池ユニット1A〜1Z
を流れる電流の電流値に加え、セル温度t1〜tnと内部抵抗r1〜rnに基づいて直列
電池ユニット1A〜1Zを流れる電流を制御することにより、組電池システム10の健全
性を有効に向上させることができる。
(Fifth embodiment)
FIG. 7A is a conceptual diagram showing a configuration of an assembled
In the fifth embodiment, in addition to the current value of the current flowing through the series battery units 1A to 1Z, the series battery unit based on the cell temperatures t1 to tn and the internal resistances r1 to rn of each
In addition to the current value of the current flowing through the battery, by controlling the current flowing through the series battery units 1A to 1Z based on the cell temperatures t1 to tn and the internal resistances r1 to rn, the soundness of the assembled
以下、第5の実施形態の組電池システム10を詳細に説明する。直列電池ユニット1A
〜1Zには、それぞれ、電流センサ7A〜7Zが設けられ、更に、直列電池ユニット1A
〜1Zの各セル4には電圧センサと温度センサ(いずれも図示されない)が設けられる。
検出部8A〜8Zは、電流センサ7A〜7Zの出力信号から直列電池ユニット1A〜1Z
を流れる電流の電流値IA〜IZを検出し、電圧センサの出力信号から、各セル4のセル
電圧V1〜Vnを検出し、さらに、温度センサの出力信号から、セル温度t1〜tnを計
測する
Hereinafter, the assembled
To 1Z are provided with
Each of the
The
Current values IA to IZ of the current flowing in the cell are detected, the cell voltages V1 to Vn of each
制御部9A〜9Zは、直列電池ユニット1A〜1Zを流れる電流の電流値IA〜IZと
、各セル4のセル電圧V1〜Vnから、直列電池ユニット1A〜1Zの各セル4の内部抵
抗r1〜rnを算出する。各セル4の内部抵抗は、セル4を流れる電流(即ち、直列電池
ユニット1A〜1Zを流れる電流)の変化分を、当該セル4のセル電圧の変化分で割るこ
とによって算出される。即ち、ある直列電池ユニット1xのセル4の内部抵抗riは、下
記式によって算出される:
ri=ΔIx/ΔVi,
ここで、ΔIxは、或る期間における電流の変化分であり、ΔViは、当該期間における
電圧の変化分である。直列電池ユニット1A〜1Zに入出力される電流や各セル4の電圧
は、通常、常に変化しているので、このような手法によって各セル4の内部抵抗を検出す
ることができる。
The
ri = ΔIx / ΔVi,
Here, ΔIx is a change in current during a certain period, and ΔVi is a change in voltage during the period. Since the currents input to and output from the series battery units 1A to 1Z and the voltage of each
更に、制御部9A〜9Zは、各セル4のセル温度t1〜tnと内部抵抗r1〜rnとに
応答して、直列電池ユニット1A〜1Zを流れる電流を制御する電流制御信号6A〜6Z
を生成する。電流制御信号6A〜6Zの信号レベルは、下記のようにして決定される:制
御部9A〜9Zは、電流制御信号6A〜6Zの信号レベルを、直列電池ユニット1A〜1
Zを流れる電流の電流値IA〜IZが所定の共通の目標値になるように仮に決定する。電
流制御信号6A〜6Zの信号レベルの仮の決定は、電流センサ7A〜7Zを用いて検出さ
れた直列電池ユニット1A〜1Zを流れる電流の電流値IA〜IZに応答して行われる。
これにより、直列電池ユニット1A〜1Zを流れる電流IA〜IZは、基本的には均等化
される。
Furthermore, the
Is generated. The signal levels of the current control signals 6A to 6Z are determined as follows: The
The current values IA to IZ of the current flowing through Z are temporarily determined so as to become a predetermined common target value. The provisional determination of the signal levels of the current control signals 6A to 6Z is performed in response to the current values IA to IZ of the current flowing through the series battery units 1A to 1Z detected using the
Thereby, the currents IA to IZ flowing through the series battery units 1A to 1Z are basically equalized.
更に、制御部9A〜9Zは、仮に決定された電流制御信号6A〜6Zの信号レベルを各
セル4のセル温度t1〜tnと内部抵抗r1〜rnとに応じて調整することにより、最終
的に電流制御素子5A〜5Zに供給される電流制御信号6A〜6Zの信号レベルを決定し
、これにより、直列電池ユニット1A〜1Zを流れる電流を制御する。図8は、このよう
な手法による直列電池ユニット1A〜1Zを流れる電流の制御の概念図である。第5の実
施形態による制御によれば、直列電池ユニット1A〜1Zを流れる電流は、共通の目標値
に対応する「固定分」と、セル温度t1〜tnと内部抵抗r1〜rnとに応じて調整され
る「調整分」とで構成される。
Further, the
図9は、一実施例における、各直列電池ユニット1xの電流制御素子5xに供給される
電流制御信号6xの信号レベルの調整の方法を示す表である。電流制御信号6xの信号レ
ベルの調整は、例えば、下記のようにして行われる:
FIG. 9 is a table showing a method for adjusting the signal level of the current control signal 6x supplied to the current control element 5x of each series battery unit 1x in one embodiment. The adjustment of the signal level of the current control signal 6x is performed, for example, as follows:
(a)直列電池ユニット1xの全てのセル4のセル温度t1〜tnが、所定の正常範囲内
である場合
この場合、各セル4の内部抵抗r1〜rnに関わらず、電流制御信号6xの信号レベル
の補正は行われない。ただし、一部のセル4の内部抵抗が高い場合、セル4の結線の緩み
が想定されるため、制御部9xは、メンテナンスが必要な旨を示すアラームを出力する。
ここで、「一部のセル4」とは、1個以上q個以下(ただし、qは、セル4の総数nの半
数未満であるように定められた所定数)のセル4を意味している(下記の(b)、(c)
の場合についても同様である)。
(A) When the cell temperatures t1 to tn of all the
Here, “
The same applies to the case of
(b)直列電池ユニット1xの一部のセル4のセル温度が所定の正常範囲の上限を超えて
いる場合
一部のセル4のセル温度が所定の正常範囲の上限を超える一方、全セル4の内部抵抗r
1〜rnが所定の正常範囲内である場合には、直列電池ユニット1A〜1Zを流れる電流
が低減されるように電流制御信号6xの信号レベルが補正される。このような動作は、当
該一部のセル4の環境温度が高いことを想定したものである。
(B) When the cell temperatures of some of the
When 1 to rn is within a predetermined normal range, the signal level of the current control signal 6x is corrected so that the current flowing through the series battery units 1A to 1Z is reduced. Such an operation assumes that the environmental temperature of some of the
また、一部のセル4のセル温度が所定の正常範囲の上限を超えており、且つ、当該一部
のセル4の内部抵抗も所定の正常範囲の上限を超えている場合、直列電池ユニット1A〜
1Zを流れる電流が低減されるように電流制御信号6xの信号レベルが補正される。この
ような動作は、当該一部のセル4が劣化していることを想定したものである。
When the cell temperature of some of the
The signal level of the current control signal 6x is corrected so that the current flowing through 1Z is reduced. Such an operation assumes that some of the
一方、セル温度が所定の正常範囲の上限を超えているセル4と、内部抵抗が所定の正常
範囲の上限を超えているセル4とが一致しない場合には、電流制御信号6xの信号レベル
は補正されない。このような動作は、一部のセル4の環境温度が高いものの、組電池シス
テム10の動作に影響がないことを想定したものである。
On the other hand, if the
(c)直列電池ユニット1xの一部のセル4のセル温度が所定の正常範囲の下限を下回っ
ている場合
一部のセル4のセル温度が所定の正常範囲の下限を下回っている一方、全セル4の内部
抵抗r1〜rnが所定の正常範囲内である場合には、電流制御信号6xの信号レベルは補
正されない。このような動作は、当該一部のセル4の環境温度が低いことを想定したもの
である。
(C) When the cell temperature of some of the
また、一部のセル4のセル温度が所定の正常範囲の下限を下回っており、且つ、当該一
部のセル4の内部抵抗が所定の正常範囲の上限を超えている場合にも、電流制御信号6x
の信号レベルは補正されない。このような動作は、当該一部のセル4の環境温度が低いこ
とを想定したものである。
The current control is also performed when the cell temperature of some of the
The signal level is not corrected. Such an operation assumes that the environmental temperature of some of the
一方、一部のセル4のセル温度が所定の正常範囲の下限を下回っており、一部のセル4
の内部抵抗が所定の正常範囲の上限を超えており、且つ、セル温度が所定の正常範囲の下
限を下回るセル4と、内部抵抗が所定の正常範囲の上限を超えるセル4とが、一致しない
場合には、直列電池ユニット1A〜1Zを流れる電流が低減されるように電流制御信号6
xの信号レベルが補正される。このような動作は、当該一部のセル4が劣化していること
を想定したものである。
On the other hand, the cell temperature of some
The
The signal level of x is corrected. Such an operation assumes that some of the
このような動作によれば、本実施形態の組電池システム10の健全性を有効に向上させ
ることができる。
According to such an operation | movement, the soundness of the assembled
第1乃至第4の実施形態と同様に、組電池システム10全体としての制御を最適化する
ためには、図7Bに示されているように、制御部9A〜9Zを統括して制御する統合制御
部11が設けられることが好適である。統合制御部11には、(1)直列電池ユニット1
A〜1Zを流れる電流の電流値、(2)直列電池ユニット1A〜1Zの各セル4のセル温
度t1〜tn、及び(3)各セル4の内部抵抗r1〜rnを示す情報が制御部9A〜9Z
から与えられ、統合制御部11は、制御部9A〜9Zから受け取った情報を基に制御部9
A〜9Zを制御する。
As in the first to fourth embodiments, in order to optimize the control of the assembled
The
A to 9Z are controlled.
一実施例では、統合制御部11は、直列電池ユニット1A〜1Zを流れる電流の「調整
分」の総和がゼロになるように、直列電池ユニット1A〜1Zを流れる電流の「調整分」
を制御する。これは、各制御部9A〜9Zにおける電流制御信号6xの信号レベルの調整
量を統合制御部11が制御することによって行われる。
In one embodiment, the
To control. This is performed by the
また、統合制御部11は、直列電池ユニット1A〜1Zの各セル4のセル温度t1〜t
n、セル電圧V1〜Vn、直列電池ユニット1A〜1Zを流れる電流の電流値IA〜IZ
に異常がある場合、組電池システム10に入出力可能な電力を制限する電力制限動作や、
充放電動作を停止するインタロック動作を行う。電力制限動作は、制御部9A〜9Zに設
定される目標値を低減することによって実現可能であり、インタロック動作は、電流制御
素子5A〜5Zをオフにして電流が流れないようにすることによって実現可能である。
Moreover, the
n, cell voltages V1 to Vn, current values IA to IZ of currents flowing through the series battery units 1A to 1Z
If there is an abnormality, the power limiting operation for limiting the power that can be input to and output from the assembled
An interlock operation is performed to stop the charge / discharge operation. The power limiting operation can be realized by reducing the target values set in the
以上には、本発明の実施形態が様々に記載されているが、本発明は、上記の実施形態に
限定して解釈してはならない。例えば、図3A、図4A、図5A、図6A、図7Aには、
制御部9A〜9Zが互いに別々に設けられている構成が開示されているが、制御部9A〜
9Zの機能が単一の制御装置によって実現されてもよい。また、図3B、図4B、図5B
、図6B、図7Bには、制御部9A〜9Zと統合制御部11とが互いに別々に設けられて
いる構成が開示されているが、制御部9A〜9Zと統合制御部11の機能が単一の制御装
置によって実現されてもよい。
Although various embodiments of the present invention have been described above, the present invention should not be interpreted as being limited to the above-described embodiments. For example, in FIGS. 3A, 4A, 5A, 6A, and 7A,
Although the structure in which the
The 9Z function may be realized by a single controller. 3B, 4B, and 5B.
6B and 7B disclose a configuration in which the
10:組電池システム
1A:直列電池ユニット
2:正極端子
3:負極端子
4:セル
5A、5x:電流制御素子
6A、6x:電流制御信号
7A、7x:電流センサ
8A、8x:検出部
9A、9x:制御部
11:統合制御部
101:セル
102:DC−DCコンバータ
103:インバータ
10: assembled battery system 1A: series battery unit 2: positive electrode terminal 3: negative electrode terminal 4:
Claims (5)
制御手段
とを具備し、
前記複数の直列電池ユニットのそれぞれは、直列に接続された複数のセルと電流制御素子とを備え、
前記制御手段は、前記電流制御素子のそれぞれに電流制御信号を供給し、
前記電流制御素子は、それを流れる電流が前記電流制御信号の信号レベルに応じて変化
するディスクリート素子であり、
前記制御手段は、前記電流制御信号の信号レベルを、前記各直列電池ユニットを流れる電流を前記複数の直列電池ユニットについて共通に定められた所定の目標値になるように仮に決定し、仮に決定された前記電流制御信号の前記信号レベルを前記各直列電池ユニッ
トに含まれる前記複数のセルそれぞれのセル温度及び内部抵抗に応答した電流調節を行うことによって前記電流制御信号の信号レベルを最終的に決定し、
前記電流調節において、前記複数の直列電池ユニットのうち一の直列電池ユニットに含まれる複数のセルのうちの所定数のセルのセル温度が所定の正常範囲の下限を下回っており、前記一の直列電池ユニットに含まれる複数のセルのうちの所定数のセルの内部抵抗が所定の正常範囲の上限を超えており、且つ、セル温度が所定の正常範囲の上限を超えているセルと、内部抵抗が所定の正常範囲の上限を超えているセルとが一致しない場合、前記一の直列電池ユニットを流れる電流が低減されるように前記電流制御信号の信号レベルが決定され、
前記複数の直列電池ユニットのうち一の直列電池ユニットに含まれる複数のセルのうちの所定数のセルのセル温度が所定の正常範囲の下限を下回っており、且つ、前記一の直列電池ユニットに含まれる前記複数のセルの全ての内部抵抗が所定の正常範囲内である場合、前記電流調節は行われず、
前記複数の直列電池ユニットのうち一の直列電池ユニットに含まれる複数のセルのうちの所定数のセルのセル温度が所定の正常範囲の下限を下回っており、且つ、前記所定数のセルの内部抵抗が所定の正常範囲の上限を超えている場合、前記電流調節は行われない
組電池システム。 A plurality of series battery units connected in parallel to each other;
Control means,
Each of the plurality of series battery units includes a plurality of cells and current control elements connected in series,
The control means supplies a current control signal to each of the current control elements;
The current control element is a discrete element in which a current flowing through the current control element changes according to a signal level of the current control signal;
The control means tentatively determines the signal level of the current control signal so that the current flowing through each series battery unit becomes a predetermined target value defined in common for the plurality of series battery units. The signal level of the current control signal is finally determined by performing current adjustment in response to the cell temperature and internal resistance of each of the plurality of cells included in each series battery unit. And
In the current adjustment, a cell temperature of a predetermined number of cells among a plurality of cells included in one series battery unit among the plurality of series battery units is below a lower limit of a predetermined normal range, and the one series A cell in which the internal resistance of a predetermined number of cells out of a plurality of cells included in the battery unit exceeds an upper limit of a predetermined normal range, and a cell temperature exceeds an upper limit of the predetermined normal range; and an internal resistance If the cell does not match the upper limit of the predetermined normal range, the signal level of the current control signal is determined so that the current flowing through the one series battery unit is reduced,
A cell temperature of a predetermined number of cells among a plurality of cells included in one series battery unit among the plurality of series battery units is below a lower limit of a predetermined normal range, and the one series battery unit includes When all the internal resistances of the plurality of cells included are within a predetermined normal range, the current adjustment is not performed,
A cell temperature of a predetermined number of cells among a plurality of cells included in one of the plurality of series battery units is below a lower limit of a predetermined normal range, and the inside of the predetermined number of cells If the resistance exceeds the upper limit of a predetermined normal range, the current adjustment is not performed.
前記電流調節において、前記複数の直列電池ユニットのうち一の直列電池ユニットに含まれる複数のセルのうちの所定数のセルのセル温度が所定の正常範囲の上限を超えており、且つ、前記一の直列電池ユニットに含まれる前記複数のセルの全ての内部抵抗が所定の正常範囲内である場合、前記一の直列電池ユニットを流れる電流が低減されるように前記電流制御信号の信号レベルが決定され、
前記電流調節において、前記一の直列電池ユニットに含まれる複数のセルのうちの所定数のセルのセル温度が所定の正常範囲の上限を超えており、且つ、前記所定数のセルの内部抵抗が前記所定の正常範囲の上限を超えている場合、前記一の直列電池ユニットを流れる電流が低減されるように前記電流制御信号の信号レベルが決定され、
前記一の直列電池ユニットに含まれる複数のセルのうち、セル温度が所定の正常範囲の上限を超えているセルと、内部抵抗が所定の正常範囲の上限を超えているセルとが一致しない場合には、前記電流調節が行われない
組電池システム。 The assembled battery system according to claim 1,
In the current adjustment, a cell temperature of a predetermined number of cells among a plurality of cells included in one series battery unit among the plurality of series battery units exceeds an upper limit of a predetermined normal range, and the one The signal level of the current control signal is determined so that the current flowing through the one series battery unit is reduced when all the internal resistances of the plurality of cells included in the series battery unit are within a predetermined normal range. And
In the current adjustment, a cell temperature of a predetermined number of cells included in the one series battery unit exceeds an upper limit of a predetermined normal range, and an internal resistance of the predetermined number of cells is When the upper limit of the predetermined normal range is exceeded, the signal level of the current control signal is determined so that the current flowing through the one series battery unit is reduced,
Of the plurality of cells included in the one series battery unit, the cell whose cell temperature exceeds the upper limit of the predetermined normal range does not match the cell whose internal resistance exceeds the upper limit of the predetermined normal range In the assembled battery system, the current adjustment is not performed.
制御手段
とを具備し、
前記複数の直列電池ユニットのそれぞれは、直列に接続された複数のセルと電流制御素子とを備え、
前記制御手段は、前記電流制御素子のそれぞれに電流制御信号を供給し、
前記電流制御素子は、それを流れる電流が前記電流制御信号の信号レベルに応じて変化
するディスクリート素子であり、
前記制御手段は、前記電流制御信号の信号レベルを、前記各直列電池ユニットを流れる電流を前記複数の直列電池ユニットについて共通に定められた所定の目標値になるように仮に決定し、仮に決定された前記電流制御信号の前記信号レベルを前記各直列電池ユニッ
トに含まれる前記複数のセルそれぞれのセル温度及び内部抵抗に応答した電流調節を行うことによって前記電流制御信号の信号レベルを最終的に決定し、
前記電流調節において、前記複数の直列電池ユニットのうち一の直列電池ユニットに含まれる複数のセルのうちの所定数のセルのセル温度が所定の正常範囲の上限を超えており、且つ、前記一の直列電池ユニットに含まれる前記複数のセルの全ての内部抵抗が所定の正常範囲内である場合、前記一の直列電池ユニットを流れる電流が低減されるように前記電流制御信号の信号レベルが決定され、
前記電流調節において、前記一の直列電池ユニットに含まれる複数のセルのうちの所定数のセルのセル温度が所定の正常範囲の上限を超えており、且つ、前記所定数のセルの内部抵抗が前記所定の正常範囲の上限を超えている場合、前記一の直列電池ユニットを流れる電流が低減されるように前記電流制御信号の信号レベルが決定され、
前記一の直列電池ユニットに含まれる複数のセルのうち、セル温度が所定の正常範囲の上限を超えているセルと、内部抵抗が所定の正常範囲の上限を超えているセルとが一致しない場合には、前記電流調節が行われない
組電池システム。 A plurality of series battery units connected in parallel to each other;
Control means,
Each of the plurality of series battery units includes a plurality of cells and current control elements connected in series,
The control means supplies a current control signal to each of the current control elements;
The current control element is a discrete element in which a current flowing through the current control element changes according to a signal level of the current control signal;
The control means tentatively determines the signal level of the current control signal so that the current flowing through each series battery unit becomes a predetermined target value defined in common for the plurality of series battery units. The signal level of the current control signal is finally determined by performing current adjustment in response to the cell temperature and internal resistance of each of the plurality of cells included in each series battery unit. And
In the current adjustment, a cell temperature of a predetermined number of cells among a plurality of cells included in one series battery unit among the plurality of series battery units exceeds an upper limit of a predetermined normal range, and the one The signal level of the current control signal is determined so that the current flowing through the one series battery unit is reduced when all the internal resistances of the plurality of cells included in the series battery unit are within a predetermined normal range. And
In the current adjustment, a cell temperature of a predetermined number of cells included in the one series battery unit exceeds an upper limit of a predetermined normal range, and an internal resistance of the predetermined number of cells is When the upper limit of the predetermined normal range is exceeded, the signal level of the current control signal is determined so that the current flowing through the one series battery unit is reduced,
Of the plurality of cells included in the one series battery unit, the cell whose cell temperature exceeds the upper limit of the predetermined normal range does not match the cell whose internal resistance exceeds the upper limit of the predetermined normal range In the assembled battery system, the current adjustment is not performed.
前記制御手段は、前記各直列電池ユニットを流れる電流のうち、前記電流調節によって調節される調節分の前記複数の直列電池ユニットについての総和がゼロになるように、前記電流制御信号の信号レベルを調節する
組電池システム。 The assembled battery system according to any one of claims 1 to 3,
The control means sets the signal level of the current control signal so that a sum total of the plurality of series battery units for adjustment adjusted by the current adjustment among currents flowing through the series battery units becomes zero. Adjusting battery system.
前記ディスクリート素子は、MOSFET、バイポーラトランジスタ、又はIGBTの
いずれかである
組電池システム。 The assembled battery system according to any one of claims 1 to 4,
The discrete element is any one of a MOSFET, a bipolar transistor, or an IGBT.
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014136705A1 (en) | 2013-03-04 | 2014-09-12 | 株式会社 東芝 | Secondary cell system having plurality of cells, and method for distributing charge/discharge electric power |
JP2015057021A (en) * | 2013-09-13 | 2015-03-23 | 株式会社東芝 | Power storage system |
JPWO2013057821A1 (en) * | 2011-10-20 | 2015-04-02 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Power storage device management system |
KR20160101036A (en) | 2014-04-01 | 2016-08-24 | 가부시끼가이샤 도시바 | Storage cell system and method for arranging cell module |
US9543767B2 (en) | 2012-02-09 | 2017-01-10 | Mitsubishi Electric Corporation | Parallel electricity-storage system and control method thereof |
JP2017028883A (en) * | 2015-07-23 | 2017-02-02 | 京セラ株式会社 | Power storage system and control method for power storage battery |
JP2021166467A (en) * | 2017-07-14 | 2021-10-14 | ミツミ電機株式会社 | Secondary battery protection circuit, secondary battery protection integrated circuit and battery pack |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000116014A (en) * | 1998-10-06 | 2000-04-21 | Hitachi Ltd | Power storing device |
JP2001185228A (en) * | 1999-12-24 | 2001-07-06 | Sanyo Electric Co Ltd | Electric power supply equipped with battery |
JP2006345660A (en) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Sony Corp | Power supply |
JP2008118790A (en) * | 2006-11-06 | 2008-05-22 | Hitachi Ltd | Power controller |
-
2011
- 2011-06-01 JP JP2011123509A patent/JP5463324B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000116014A (en) * | 1998-10-06 | 2000-04-21 | Hitachi Ltd | Power storing device |
JP2001185228A (en) * | 1999-12-24 | 2001-07-06 | Sanyo Electric Co Ltd | Electric power supply equipped with battery |
JP2006345660A (en) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Sony Corp | Power supply |
JP2008118790A (en) * | 2006-11-06 | 2008-05-22 | Hitachi Ltd | Power controller |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2013057821A1 (en) * | 2011-10-20 | 2015-04-02 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Power storage device management system |
US9391465B2 (en) | 2011-10-20 | 2016-07-12 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Electrical storage device management system |
US9543767B2 (en) | 2012-02-09 | 2017-01-10 | Mitsubishi Electric Corporation | Parallel electricity-storage system and control method thereof |
WO2014136705A1 (en) | 2013-03-04 | 2014-09-12 | 株式会社 東芝 | Secondary cell system having plurality of cells, and method for distributing charge/discharge electric power |
KR20150106912A (en) | 2013-03-04 | 2015-09-22 | 가부시끼가이샤 도시바 | Secondary cell system having plurality of cells, and method for distributing charge/discharge electric power |
US9825474B2 (en) | 2013-03-04 | 2017-11-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Secondary battery system with plural batteries and method of distributing charge/discharge power |
JP2015057021A (en) * | 2013-09-13 | 2015-03-23 | 株式会社東芝 | Power storage system |
KR20160101036A (en) | 2014-04-01 | 2016-08-24 | 가부시끼가이샤 도시바 | Storage cell system and method for arranging cell module |
US10263295B2 (en) | 2014-04-01 | 2019-04-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Secondary battery system and method of arranging battery module |
JP2017028883A (en) * | 2015-07-23 | 2017-02-02 | 京セラ株式会社 | Power storage system and control method for power storage battery |
JP2021166467A (en) * | 2017-07-14 | 2021-10-14 | ミツミ電機株式会社 | Secondary battery protection circuit, secondary battery protection integrated circuit and battery pack |
JP7174285B2 (en) | 2017-07-14 | 2022-11-17 | ミツミ電機株式会社 | Secondary battery protection circuit, secondary battery protection integrated circuit and battery pack |
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Publication number | Publication date |
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