JP2012178953A - 組電池の状態検出方法および制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
本発明による組電池の状態検出方法においては、組電池の各々の単電池の端子電圧をセルコントローラで検出し、この検出された各々の単電池の端子電圧のバラツキの大きさと組電池を流れる充放電電流から、各々の単電池の内部抵抗を算出し、この各々の単電池の内部抵抗と組電池の残存容量とから、各々の単電池の残存容量を算出し、この各々の単電池の残存容量から算出される各々の単電池の最大許容放電電流および最大許容充電電流の内、最も小さい最大許容放電電流と最も小さい最大許容充電電流を越えないように充放電電流を制御する。
【選択図】図22
Description
しかしながら、組電池の各単電池のDCRを求めるには、全ての単電池電圧と充放電電流をほぼ同時に測定する必要があることと、このための計算量が膨大となるため、従来は組電池全体でのSOCまたはDCRを用いて充放電制御が行われていた。
しかし、この特許文献2では各単電池のDCRを考慮して組電池の充放電を行うことは考慮されていない。
(2)請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の組電池の状態検出方法において、電池システム動作開始から第3の所定時間が経過した後の複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさは、電池システム動作開始から第3の所定時間が経過するまでに第1の所定時間毎に測定された複数の単電池の各々の端子間電圧の値と、電池システム動作開始から第3の所定時間が経過した後の第1の所定時間毎に測定される複数の単電池の各々の端子間電圧の値とから算出されることを特徴とする。
(3)請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の組電池の状態検出方法において、電池システム動作開始から第3の所定時間が経過した後の複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさは、第3の所定時間毎に、第3の所定時間内で第1の所定時間毎に測定される複数の単電池の各々の端子間電圧の値から算出されることを特徴とする。
(4)請求項4に記載の発明は、請求項2または3に記載の組電池の状態検出方法において、複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさは、第3の所定時間内に、第1の所定時間毎に測定した単電池の端子間電圧の連続した2回の測定値の差の絶対値の積算値、またはこの積算値を積算回数で除した値であることを特徴とする。
(5)請求項5に記載の発明は、請求項2または3に記載の組電池の状態検出方法において、複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさは、第3の所定時間内に、第1の所定時間毎に測定した単電池の端子間電圧の連続した2回の測定値の差の絶対値の積算値、またはこの積算値を積算回数で除した値であることを特徴とする。
(6)請求項6に記載の発明は、請求項2または3に記載の組電池の状態検出方法において、複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさは、第3の所定時間内に、第1の所定時間毎に測定した単電池の端子間電圧の連続した2回の測定値の差の二乗の積算値の平方根、またはこの積算値を積算回数で除したものの平方根であることを特徴とする。
(7)請求項7に記載の発明は、請求項2または3に記載の組電池の状態検出方法において、複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさは、第3の所定時間内に、第1の所定時間毎に測定した単電池の端子間電圧の最大値と最小値の差、またはこの差を測定回数で除した値であることを特徴とする。
(8)請求項8に記載の発明は、請求項2乃至7のいずれか1項に記載の組電池の状態検出方法において、更に、複数の単電池の各々の残存容量と内部抵抗とから、複数の単電池の各々の単電池毎に許容最大放電電流を算出するステップを含み、この算出された複数の単電池の許容最大放電電流の内で最も小さい許容最大放電電流を越えないように、組電池の放電を制御するステップとを含むことを特徴とする。
(9)請求項9に記載の発明は、請求項2乃至7のいずれか1項に記載の組電池の状態検出方法において、更に、複数の単電池の各々の残存容量と内部抵抗とから、複数の単電池の各々の単電池毎に許容最大充電電流を算出するステップを含み、この算出された複数の単電池の許容最大充電電流の内で最も小さい許容最大充電電流を越えないように、組電池の充電を制御するステップとを含むことを特徴とする。
(10)請求項10に記載の発明は、請求項2乃至7のいずれか1項に記載の組電池の状態検出方法において、更に、電池システムを停止する前に、複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさの総和に対する、複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさの比率を、電池システムに備えられた不揮発メモリに書き込むステップを含むことを特徴とする。
(11)請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の組電池の状態検出方法において、更に、前回の車両停止の際に、不揮発性メモリに保存された、複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさの総和に対する、複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさの比率を読み出すステップを含み、電池システムの充放電開始後、第3の所定時間が経過するまでは、不揮発メモリから読み出された複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさの総和に対する、複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさの比率を用いて、複数の単電池の各々の内部抵抗を算出することを特徴とする。
(12)請求項12に記載の発明は、請求項11に記載の組電池の状態検出方法において、更に、電池システムの動作開始後、第2の所定時間毎に測定される組電池を流れる電流の測定値の、その前回の測定値との差が所定値よりも小さい場合は、前回までの既に算出されている複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさの総和に対する、数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさの比率を用いて、複数の単電池の各々の内部抵抗を算出することを特徴とする。
(13)請求項13に記載の発明は、請求項2乃至9のいずれか1項に記載の組電池の状態検出方法を実行する組電池の制御装置であって、複数の単電池の各々の開路電圧および複数の単電池の各々の端子間電圧の検出を行うセルコントローラと、組電池の総電圧を検出する総電圧検出部と、組電池を流れる充放電電流を検出する総電圧検出部と、バッテリコントローラとを備え、バッテリコントローラは、総電圧検出部と総電圧検出部を用いて、第2の所定時間毎に、組電池の総電圧と組電池を流れる充放電電流とを検出し、第3の所定時間毎に、複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさと、複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさの総和に対する複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさの比率と、複数の単電池の各々の内部抵抗と、複数の単電池の各々の残存容量とその偏差およびこの残存容量の初期値とその偏差とを算出することを特徴とする組電池の制御装置である。
(14)請求項14に記載の発明は、請求項2乃至7のいずれか1項に記載の組電池の状態検出方法を実行する組電池の制御装置であって、複数の単電池の各々の開路電圧および複数の単電池の各々の端子間電圧の検出を行うセルコントローラと、組電池の総電圧を検出する総電圧検出部と、組電池を流れる充放電電流を検出する総電圧検出部と、バッテリコントローラとを備え、セルコントローラは、第3の所定時間毎に、複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさを算出し、バッテリコントローラは、総電圧検出部と総電圧検出部を用いて、第2の所定時間毎に、組電池の総電圧と組電池を流れる充放電電流とを検出し、第3の所定時間毎に、複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさの総和に対する複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさの比率と、複数の単電池の各々の内部抵抗と、複数の単電池の各々の残存容量とその偏差およびこの残存容量の初期値とその偏差とを算出することを特徴とする組電池の制御装置である。
(15)請求項15に記載の発明は、請求項13または14に記載の組電池の制御装置において、セルコントローラは、更に、バランシング放電を行うバランシング回路を備えることを特徴とする。
(16)請求項16に記載の発明は、複数個の単電池を接続して構成された組電池の状態検出方法であって、組電池の総電圧と電流とに基づいて、組電池の内部抵抗を算出し、複数個の単電池の各々の電圧を検出し、検出された複数個の単電池の各々の電圧のバラツキを算出し、このバラツキに基づいて、組電池の内部抵抗に対する単電池の内部抵抗の比をリアルタイムに算出し、内部抵抗の比と、組電池の総電圧とに基づいて、複数個の単電池の各々の内部抵抗をリアルタイムに算出し、この算出された複数個の単電池の各々の内部抵抗に基づいて、複数個の単電池の各々に対する最大許容充電電流と最大許容放電電流充放電制御量を算出し、複数個の単電池の各々に対する最大許容充電電流と最大許容放電電流で、それぞれ最少の最大許容充電電流と最少の最大許容放電電流とを組電池の最大許容充電電流および最大許容放電電流として、充放電制御を行うことを特徴とする組電池の状態検出方法である。
(17)請求項17に記載の発明は、複数個の単電池を接続して構成された組電池の電池制御装置であって、組電池の総電圧を検出する手段と、組電池の電流を検出する手段と、組電池の総電圧と電流とに基づいて組電池の内部抵抗を算出する手段と、複数個の単電池の各々の電圧を検出する手段と、この検出された複数個の単電池の各々の電圧のバラツキを算出する手段と、このバラツキに基づいて、組電池の内部抵抗に対する複数の単電池の各々の内部抵抗の比をリアルタイムに算出する手段と、内部抵抗の比と、組電池の総電圧とに基づいて、複数の単電池の各々の内部抵抗をリアルタイムに算出する手段と、算出された単電池の内部抵抗に基づいて、複数個の単電池の各々に対する最大許容充電電流と最大許容放電電流を算出し、複数個の単電池の各々に対する最大許容充電電流と最大許容放電電流で、それぞれ最少の最大許容充電電流と最少の最大許容放電電流とを組電池の最大許容充電電流および最大許容放電電流として、充放電制御を行う手段とを有することを特徴とする組電池の制御装置である。
図1に、本実施形態におけるハイブリッド自動車(HEV)の蓄電装置の構成例を示す。電池システム(蓄電装置)100はリレー200、210を介してインバータ300に接続され、インバータ300はモータ400に接続されている。車両の発進/加速時には電池システム100から放電電力がインバータ300を通じてモータ400に供給され、このモータ400がエンジン(不図示)をアシストする。車両停止/減速時にはモータ400からの回生電力がインバータ300を通じて電池システム100のリチウムイオン電池を充電する。なお、インバータ300は、モータコントローラ310を内蔵し、インバータ300のDC−AC変換およびAC−DC変換を制御することによって、モータ400の駆動制御並びに組電池101の充放電制御を行う。
なお、図1ではこのような信号伝送が1本の伝送経路と1個の絶縁素子を介して行われるように簡略化して記載されている。実際は、セルコントローラの起動信号や制御命令並びに制御データ等の複数の異なる信号が送信されるので、複数の伝送線と絶縁素子が用いられている。
図22に、本発明による組電池の状態検出方法を実行する電池システムの動作例の全体フローを示す。
この電池システム100で、車両の起動後(キーオン後)には以下の動作が行われる。まず車両が起動されると(ステップS1)、上位コントローラ500は電池システム100を起動する(ステップS2)。この電池システム100の起動は、バッテリコントローラ113への電源供給とCAN通信を介した起動信号によって行われるが詳細は省略する。
この単電池のDCR(DCRi)を算出するための係数Fiは、電池システム100が起動後、設定時間が経過するまでは不確定であり、DCRiを算出できない。そこで、システムの停止時に上述のようにDCRiを算出する係数をEEPROMなどの不揮発性メモリに保存しておき、次回起動後はこの値を読み出し、係数Fiが設定時間経過して確定するまでは、読み出した値を使用することで、DCRiを推定することができる。
電池システムを停止する判断が行われる(ステップS11でYes)と、電池システムの充放電動作も停止される(ステップS12)。なお、車両の動作停止は、運転状況により適宜行われているので、車両動作停止に伴う電池システム動作の停止も適宜行われる。ステップS13で車両がキーオフされると、ステップS14で、インバータ300あるいは車両の上位コントローラ500が、リレー200とリレー210をオフとして、電池システム100がインバータ300から切り離される。次にステップS15で、電池システム100の動作停止直前の組電池101および各単電池111のDCRiの値がEEPROM122に書き込まれる。ステップS16では、上位コントローラ500から電池システム100に停止命令が送信され、電池システムの内部回路が停止され、さらにバッテリコントローラ113への電源供給が停止される。
なお、ステップS16の前までバランシング放電を行うことも可能である。
以下に本発明による電池システムの組電池101の状態検出方法による、組電池101のDCR(DCRT)、および各単電池のDCR(DCRi)の算出方法を説明する。単電池のDCR、あるいは組電池101のDCRは、それぞれ単電池111あるいは組電池101の端子間電圧の変化に基づいて算出されるが、以下に説明するように組電池101のDCR(DCRT)の方が単電池111のDCR(DCRi)より精度良く算出されるので、まずDCRTを算出し、更にこのDCRTを用いて、DCRiの比をこのDCRTに乗算することにより算出している。以下ではまず算出されたDCRの例とその時間変化特性について説明し、これに続いて、DCR算出の原理の説明と、更に本発明による組電池101の状態検出方法におけるDCR算出方法について説明する。
図3は、車両動作時、つまり電池システム100が充放電中に、バッテリコントローラ113が測定した総電圧と充放電電流の時間変化を示すグラフの例であり、車両の運転に従って充放電を繰り返している場合である。図4は、図1の最初の600秒を、横軸(時間軸)を拡大して、変化が分かり易くなるように表示したものである。また、図5は、組電池101の総電圧と充放電電流値から、バッテリコントローラ113が算出した組電池101のSOC(SOCT)とDCR(DCRT)の時間変化を示すグラフである。図6は、図3に対応した、全単電池の測定電圧の変化を示すものである。図7は図4と同様に、図6の最初の600秒を、横軸(時間軸)を拡大して、変化が分かり易くなるように表示したものである。
なお、上記の各単電池の電圧の測定間隔80ミリ秒とデータ転送周期2.55秒は、ここで用いている電池システム100に使用しているセルコントローラ112やバッテリコントローラ113を含む、電池システム100の制御回路の動作仕様に基づくものであって、本発明による組電池の状態検出方法の実施においては、これらの測定周期や転送周期に限定されるものではない。
まず単電池111および組電池101で共通な、DCRの算出原理について説明する。
単電池111あるいは組電池101が動作状態、すなわちこれらに電流が流れている状態での単電池あるいは組電池のDCRは、端子間電圧CCV、開路電圧OCV、電流I、分極電圧Vpにより以下のように表わされる。
CCV=OCV+I*DCR+Vp ...(1)
単電池あるいは組電池が負荷に接続されていない時には端子間電圧CCVが開路電圧OCVとして測定される。電池システムが動作状態となり、組電池あるいは単電池がインバータなどの負荷に接続され、充放電電流Iが流れている場合はOCVは測定できず、端子間電圧CCVが測定される。
電池システムが動作状態ではCCVとIが直接検出できるが、Vpは直接検出できないので、式(1)をそのまま用いてDCRを算出することはできない。
そこで、ある時刻tでのCCVとIが、t+ΔtではそれぞれCCV+ΔCCVとI+ΔIに変化したとすると、上記式(1)は以下のようになる。
CCV+ΔCCV=OCV+(I+ΔI)*DCR+Vp ...(2)
ΔCCV=ΔI*DCR ...(3)
すなわち端子間電圧の変化と電流の変化からDCRを求めることができる。
ただし、ここで重要なことは、CCVとIは時間変動が大きいので、式(3)から正確なDCRを求めるには、CCVとIの値は同時に測定したものであることが必須である。
組電池101のDCRをDCRTとし、組電池101の総電圧(組電池端子間電圧)をCCVTとし、組電池101の充放電電流すなわち電池システム100の充放電電流IをITとすると、上記式(3)は、特開2008−256673号公報に記載されているように、今回(m回目)のDCRTの計算値DCRT(m)は、前回(m−1回目)の測定値CCVT(m−1)と今回の測定値CCVT(m)、充放電電流ITの前回の測定値IT(m−1)と今回の測定値IT(m)を用いて以下のように表される。
DCRT(m)=(CCVT(m)−CCVT(m−1))/(IT(m)−IT(m−1)) ...(4)
この式(4)は上記式(3)と等価である。なお、m−1=0となる場合は前回の測定の最後の値を用いればよく、あるいはもともとk+1回の測定を行い、mが2〜k+1に対して式(4)を用いるようにしてもよい。なお、ここでも重要なことは、CCVT(m)とIT(m)、またCCVT(m−1)とIT(m−1)はそれぞれ同時に測定されることである。m−1回目とm回目の測定測定間隔は等間隔である必要はなく、また後述するようにITの変動が小さい場合は間隔を大きくしてもよい。
前述のように、各単電池111のDCR(DCRi)は組電池のDCRTを用いて算出されている。
組電池のi番目の単電池111のDCRをDCRiとし、この単電池の端子間電圧をCCViとする。ここでは、単電池111を直列に接続した組電池101を用いているので、単電池111の充放電電流は組電池101の充放電電流と同じであり、上記の充放電電流ITを用いている。1サイクル内でのCCViの今回(m回目)の測定値CCVi(m)とDCRiの算出値DCRi(m)は、前回(m−1回目)の測定値CCVi(m−1)と今回の測定値CCVi(m)、充放電電流ITの前回の測定値IT(m−1)と今回の測定値IT(m)を用いて、上記式(4)と同様に以下のように表される。
DCRi(m)=(CCVi(m)−CCVi(m−1))/(IT(m)−IT(m−1)) ...(5)
ここで、組電池101に含まれるn個の各単電池のDCRi、i=1〜n(本実施例ではn=96)の総和は組電池101のDCRTに等しい。なお以下の説明以降では、DCRiは、k回算出されたDCRi(m)、m=1〜k、を用いて、以下で説明するような平均化処理を行って算出されたi番目の単電池DCR値とする。
なお、上記の式(5)でDCRi(m)を算出する場合は、式(4)でのDCRT(m)の算出の場合と同様に、CCVi(m)とIT(m)、CCVi(m−1)とIT(m−1)はそれぞれ同時に測定されていることが重要となる。しかしながら、本発明ではDCRi(m)の算出に式(5)を用いていない。さらに、以下に説明する本発明による方法では、各単電池のDCRiのDCRTに対する比を用いているが、この比の算出では、CCViとITの測定同時性は必要ではない。
DCRi(m)/DCRT(m)=(CCVi(m)−CCVi(m−1))
/(CCVT(m)−CCVT(m−1))
...(6)
となる。
すなわち、DCRi(m)/DCRT(m)の比は、各単電池111での電圧測定値の前回との差異(CCVi(m)−CCVi(m−1))と、組電池101の総電圧の測定値の前回との差異(CCVT(m)−CCVT(m−1))の比に等しい。
式(6)を組電池101の2つの単電池i、jに対して適用すると、以下の式が得られる。
DCRi(m)/DCRj(m)=(CCVi(m)−CCVi(m−1))
/(CCVj(m)−CCVj(m−1))
...(7)
この式(7)から明らかなように、セルコントローラ112が測定する各単電池111の電圧の変化の相対比と、各単電池111のDCR値の相対比が等しくなる。すなわち各単電池111の電圧の変化の大きさに比例するように、組電池101のDCRであるDCRTを比例分配すればよいことが分かる。
以上より、DCRi(m)は、各単電池111の測定電圧値の前回の測定値と今回の測定値との差に比例するので、このDCRi(m)は以下のような比例関係を満たす。
DCRi(m)∝(CCVi(m)−CCVi(m−1)) ...(8)
DCRi(m)∝|CCVi(m)−CCVi(m−1)| ...(9)
DCRi ∝ Σm=1,k|CCVi(m)−CCVi(m−1)| ...(10)
(DCRi(m))2 ∝(CCVi(m)−CCVi(m−1))2...(11)
DCRi2 ∝ Σm=1,k(CCVi(m)−CCVi(m−1))2 ...(12)
式(8)、(9)、(11)を用いると、CCViの1回の測定、すなわちm回目の測定によってDCRiを算出することができるが、電圧測定値のノイズを排除するためには式(10)または(12)を用い、k回の測定を平均化したものを用いる。CCViの毎回の測定に関与するノイズはほぼランダムと考えられるので、式(10)または(12)のようなk回の電圧測定値の総和計算を行うと、このノイズは統計的に非常に小さくなる。
上記式(12)を展開すると以下のようになる。
DCRi2 ∝ Σm=1,k (CCVi(m))2+Σm=1,k (CCVi(m−1))2
―2Σm=1,k CCVi(m)*CCVi(m−1) ...(13)
これを、CCViの統計的なバラツキ(k*σi2;σiはi番目の単電池111の標準偏差)を示す以下の式と比較する。
k*σi2=Σm=1,k (CCVi(m)−CCVi)2 ...(14)
ここでCCViはCCVi(m)のk回の測定の平均値であり、CCVi=Σm=1,k CCVi(m)/kである。
式(14)の右側を展開すると以下のようになる。
k*σi2=Σm=1,k (CCVi(m))2 + Σm=1,k CCVi2
―2Σm=1,k CCVi(m)*CCVi ...(15)
式(12)の場合は、CCViの値はΣm=1,k CCVi(m)の値によって簡単に求まるので、バッテリコントローラ113で計算・保持する必要のある値はΣm=1,k (CCVi(m))2とΣm=1,k CCVi(m)だけでよい。
式(13)の第1項と第2項はほぼ同程度の大きさの値であり、これはまた式(15)の第1項および第2項と同程度の大きさの値となる。
式(13)と式(15)の第3項であるが、CCViは変動するものの、この変動が前記のように2.7〜4.1V程度の範囲であるので、これも式(13)と式(15)とでほぼ同程度となる。
従って、式(13)の右側での計算方式に代わりに式(15)の右側の計算方式に替えて、式(15)の計算結果を用いて、上記のように比例配分して各単電池のDCRであるDCRiを計算するようにしてもよい。
これは上記の式(9)あるいは(10)を1つの代表値で置き換えたものと言える。最大値と最小値との差を用いることにより、単なる1回の測定値の場合(上記式(8)または(9))より、ノイズの影響は受けにくくなる。
具体的には、上記の式(8)から(15)のいずれかの式の右側で計算される値はCCViの変化の大きさ、すなわちCCViのバラツキの大きさを表すので、これをΔCCViと表記すると、DCRiは以下のようにして求められる(ただし、式(8)〜(12)を用いた場合は、これらの計算値の平方根をΔCCViとする)。なお、このΔCCViは前述の式(2)で用いたΔCCVとは異なる意味で用いている。
DCRi=DCRT*ΔCCVi/(Σi=1,n ΔCCVi) ...(16)
ここでi番目の単電池111のDCRを算出するためのDCR係数(DCR比)をFiとすると、
DCRi=DCRT*Fi ...(17)
ただし、Fi=ΔCCVi/(Σi=1,n ΔCCVi)と表される。
あるいは、式(15)を用いる場合は、Fi=σi/Σi=1,n σiと表される。
式(17)から明らかなように、DCR係数Fiは組電池の内部抵抗DCRTに対する各単電池の内部抵抗DCRiの比を表わしている。
また、上記式(12)で求めたΔCCViの大きさはσiの大きさの程度と比較すると√k倍となっているので、バラツキの絶対的な大きさの評価に際しては、ΔCCViの代わりにΔCCVi/√kを用いる。
以上説明したように、本来であれば、各単電池111のDCR(DCRi)も式(5)から算出されるが、実際の電池システム100では、CCViの1回毎の測定値はノイズが多いため、式(5)からDCRiを算出していない。この代わりに、CCViを複数回測定して、その測定値のバラツキの大きさΔCCViに上記式(15)から算出される各単電池の端子間電圧測定値の標準偏差σiを用いている。従って、Fiは、全ての単電池111の標準偏差σiの和Σi=1,n σiに対する比(Fi)を算出し、このFiをDCRTに乗算することにより算出している。なお、前述のように、測定値のバラツキの大きさΔCCViの評価を行う方法は、標準偏差σiを用いることに限定されない。
以下では、まずこのσiとFiの実際の算出方法について説明する。
σi、Σi=1,n σi、Fi、およびこれらを算出するためのΣm=1,k CCVi(m)およびΣm=1,k (CCVi(m))2 の算出方法について図23を参照して説明する。
これらの計算は、図22に示す本発明による組電池の状態検出方法の全体フロー(フローA)のステップS9とステップS11との間で実行される初期動作(図24に示すフローC)と通常動作(図25に示すフローD)の中で行われる。図24と図25に示す動作は共通部分が多く、詳細については図25を用いて後述する。ここでは図24と図25に基づいて、上記のバラツキの大きさに関する数値の算出方法を分かり易くまとめた図23を用いて説明する。
なお、図23中に記載の各ステップでそれぞれの参照番号の数字が、図24あるいは図25で示す参照番号の数字が同じものは同じ内容の動作あるいは計算を行っているが、説明の都合上区別するため、aまたはbを追記してある。特にステップS102aおよびステップS102bでは各単電池の状態フラグも読み出されるが、ここでは簡単のため省略する。
Fi初期値算出では各単電池の端子間電圧測定値の標準偏差σiとその和Σi=1,n σi、および各単電池DCR比(Fi)の初期値が算出される。
まず、ステップS102aで全単電池の各々の端子間電圧の測定値を読み出す。この読出しは単電池4個分毎に行われる。これら、前述のように、本実施形態で用いられた電池システムでは、単電池4個毎のセルグループ110に対しセルコントローラ112が設けられており、単電池の端子間電圧の測定値の値は、このセルコントローラ112とバッテリコントローラ113との間のデータ送信を介して読み出されるためである。
CCVi(m)の最初の測定値(m=1)が全ての単電池(i=1〜96)に対して読み出されると、次の測定(m=2)での測定値(m=2)が同様に読み出される。このようにして、電池システム接続開始後一定期間の間にk回の測定でのCCVi(m)が読み出される。
更に、σiの和Σi=1,n σiを算出し、これからσiのΣi=1,n σiに対する比Fiを算出する。すなわちFi=σi/Σi=1,n σiで算出する。
以上で電池システム接続開始後一定期間で、各単電池における、Σm=1,k CCVi(m)、Σm=1,k (CCVi(m))2、σi、Σi=1,n σi、Fiの初期値の算出が行われた。
ステップS102bで4個分、例えばi=1〜4の単電池の端子間電圧CCVi(m)の1回分の測定値を読み出すと、これらの測定値とその2乗の値がそれぞれi=1〜4のΣm=1,k CCVi(m)とΣm=1,k (CCVi(m))2に加算され、Σm=1,k+1 CCVi、Σm=1,k+1 (CCVi(m))2となる。
各単電池のCCVi(m)の測定値の変化は、車両の動作状態に依存するが、ランダム性が強く、このような標準偏差を計算した場合、これに用いた測定回数が1回異なる程度ではσiの値には殆ど影響が無い。従って、一部のσiが更新された状態で、Σi=1,n σiを算出し、更にFiを算出しても、得られた数値の大きさには殆ど影響が無い。逆に、σiの計算に用いる測定値の個数が増加することにより、各σiの値は、これらの比が各単電池の内部抵抗DCRiの比と一致するように次第に収束してゆく。
この更新されたFiを用いて、後述するように図25のステップS114〜S116の計算が、i=1〜4の単電池に対して行われる。
以下では、まずこの説明の前に実際のDCRiの算出結果を用いて説明する。
以下図6〜図11で、上記で説明したような、式(15)に基づく方法で算出されたDCRiの例を示す。
図6は、図2の組電池の総電圧測定値のグラフに対応する、96個の各単電池の電圧変化を示すグラフを合わせて表示したものである。また、図7は、図6の最初の600秒を、横軸(時間軸)を拡大して、変化が分かり易くなるように表示したものである。大多数の単電池は同様な時間変化を示している。これは、単電池間の電圧比または各単電池間のDCR比は、時間の経過に対し大きく変化しないことを意味している。
なお、セルグループを構成する単電池の数は4個に限定されず、1個以上であればよく、また例えば10個以上であってもよい。ただし、セルコントローラは、このセルグループを構成する単電池を制御できるような仕様のものを用いる。
以下に上記で説明した、本発明による組電池の状態検出方法によって算出された単電池のDCR値(DCRi)を用いた組電池の制御の例を示す。
図12は、組電池のDCR(DCRT)とSOC(SOCT)から計算される組電池の最大許容充電電流/最大許容放電電流を示したものである。組電池の最大許容充電電流および最大許容放電電流は、上記で算出した組電池のSOC(SOCT)を図2に示す関係を用いて算出された組電池OCV(値の大きさは上述のOCVTを組電池の個数で除した大きさとなる)を用いて以下のように求められる。
組電池最大許容充電電流=(許容最大充電電圧−組電池OCV)/DCRT ...(18)
組電池最大許容放電電流=(組電池OCV−許容最少放電電圧)/DCRT ...(19)
で算出される。なお許容最少放電電圧および許容最大充電電圧はそれぞれ、電池が劣化せずかつ安全に使用できる範囲、すなわち過放電または過充電とならない電圧範囲で、適宜設定される。
単電池最大許容充電電流=(許容最大充電電圧−OCVi)/DCRi...(20)
単電池最大許容放電電流=(OCVi−許容最少放電電圧)/DCRi...(21)
更に、式(20)および(21)によって算出された各単電池の電流値の中で、最も小さい電流値をそれぞれ最大許容充電電流および最大許容放電電流としたものである。
この偏差ΔSOCiが所定の値より大きい単電池のバランシング放電を行う。以下の説明ではΔSOCiのメジアン平均値(=(最大偏差+最小偏差)/2)より大きい単電池に対してバランシング行うようにしている。図17の例では、このメジアン平均値が約−0.15となるので、図17に示すΔSOCiが0以上の単電池が放電対象となる。
バランシング動作によるバランシング電流の通電時間は、バランシング抵抗の大きさによって変更できるが、あまり急速に行うと制御回路内部の発熱等の問題を生じるので、図19に示す程度の時間をかけて行っている。従って、制御回路の設計や冷却構造あるいは組電池の特性等を考慮して、適切な時間でバランシング放電を行うようにする。
図20では、図17に示すような、異なる起動時ΔSOCiを持つ単電池セルのΔSOCiがバランシング電流の通電時間に対して変化する様子を示している。起動時のΔSOCiが−0.34または−1.04の単電池セルのΔSOCiが増加しているのは、単に見かけ上の現象である。実際はこれらの単電池セルはバランシング放電されておらず、ΔSOCiが0より大きい、すなわち組電池のSOCより大きいSOCi値を持つ単電池セルのみバランシング放電が行われているためである。
SOCT=SOCT(起動時)+∫IT/Q ...(22)
ここで∫ITは組電池101の充放電電流の積算値(Ah)であり、Qは単電池1個あたりのSOCが0%から100%になるまでの満充電電流Ah量である。組電池を構成する各単電池の特性は揃えられており、SOCTはその初期値から各単電池の初期値の平均値として定義されているので、SOCTは組電池の充放電電流の積算値を用いて式(22)により求めることができる。
以上に説明したように、組電池のDCR値(DCRT)とSOC値(SOCT)と電流値IT、および各単電池のDCR値(DCRi)とSOC値(SOCi)とから、組電池の最大充電電流と最大放電電流がリアルタイムに算出され、この組電池の最大充電電流と最大放電電流を越えないように組電池の充放電が制御される。
この充放電制御は図22のステップS9とステップS11の間で行われるものであり、この充放電制御の全体フローを図23〜図25を参照して説明する。なお、図22のステップS10の充放電制御は、モータコントローラ310によるインバータ300の制御であり、常にリアルタイムに実行されている。このインバータの制御には、図24のステップS116で算出される組電池の最大充電電流と最大放電電流も用いられる。図22ではステップS9の後で、まずステップS10が実行されるように記載されているが、実際の充放電制御ステップS10の実行は、最初図24の動作フローを1回実行してから開始される。
なお、図24と図25では共通の内容のステップがあるが、これらについては同じステップ番号を付している。また内容が多少異なるが、互いに対応するステップについては、対応関係が分かるように、図24のステップ番号に英大文字を付けて記載している(図24のステップS111AとS114A)。
図22のステップS9で充放電動作が開始されると、まず図24の動作フローに示す動作(計算)が最初5分間行われる。この5分間の間に図24のステップS102とS112、すなわち図23のステップS102aとS112aが繰り返し実行され、各単電池での端子間電圧CCVi(m)の和Σm=1,k CCVi(m)、およびその2乗の和Σm=1,k (CCVi(m))2が算出される。この結果を用いて、図23のステップS113aで、各単電池の端子間電圧の測定値の大きさのバラツキの標準偏差σi、およびこの和Σi=1,n σiが算出され、更にFi(=σi/Σi=1,n σi)が算出される。
まずステップS102でセルコントローラ112から4単電池分の端子間電圧CCViの測定値と単電池状態を示すフラグが読み出される。この単電池状態フラグで各単電池が異常である場合、これ以上の図24に基づく計算は行わず、ステップS104で最大充電電流および最大放電電流を0に設定して、バッテリコントローラ113の制御は図22に示す電池システム全体の動作フローに戻る。ステップS104で最大充電電流および最大放電電流を0に設定された場合は、ステップS11で電池システムを停止する判断がされ、ステップS12で充放電動作は停止される。ただし、車両の運転者に対しては、例えば操作パネルに電池システムの不具合が表示され、これも参考にして運転者は車両の動作を停止するかどうか判断する。
なお、この単電池状態フラグは、測定された端子間電圧が所定の電圧範囲内であるかどうか、すなわち過充電または過放電となっていないかどうかを、たとえばリチウム単電池の基準値と比較して、異常と判断される場合には、このフラグがたとえば1にセットされる。フラグには各単電池以外のセルコントローラの状態に関するフラグもあるが、これらのセルコントローラ内での動作についてはたとえば特開2010−249793号公報を参照されたい。
ステップS105では総電圧検出回路118による組電池の総電圧(CCVT)と充放電電流検出回路119による組電池を流れる電流(IT)の検出が行われる。続いてステップS106で、このITの積算値が計算され、さらに式(22)を用いてSOCTが計算される。
図22を参照して説明したように、ステップS6で算出された各単電池のSOCi偏差(SOCavからの偏差でΔSOCiと記す。)に基づき、ステップS7でバランシング放電が開始されている。このバランシング放電量は、図15、図16を参照して説明したように、電池システム起動時に算出されたΔSOCiの大きいものを放電するようにしている。また、バランシング放電量もSOCの変化分として算出され、どの程度の期間放電するか算出されている。従って、各単電池のSOC(SOCi)は、SOCTと、電池システム起動時のΔSOCiと、バランシング放電動作によるSOC変化分ΔSOCiBを加えた値になる(図20の説明参照)。
SOCi=SOCT+ΔSOCi−ΔSOCiB ...(23)
またITの変化量が所定値より小さければステップS111Aに進み、式(4)を用いたDCRT(m)の算出は行わず、例えばバッテリコントローラ113内のレジスタに保持されている、前回算出されたDCRT値を用いて、次のステップの計算が行われる。
なお、ステップS111Aは後述する図25のステップS111に対応するステップであるが、読み出すDCRのデータが異なるので参照番号をS111Aとして図25のステップS111と区別している。
前述のように、この組電池の最大充電電流および最大放電電流を越えないように、図22のステップS10の充放電制御が常に実行されている。
これに続いて、電池システム接続開始後5分経過以降は図25に示す動作フローが実行される。
図25は、図23を参照して説明したように、電池システムをインバータなどの負荷に接続後5分経過して、各単電池の端子間電圧CCVi(m)の和Σm=1,k CCVi(m)、およびその2乗の和Σm=1,k (CCVi(m))2、各単電池の端子間電圧の測定値の大きさのバラツキの標準偏差σi、およびこの和Σi=1,n σi、Fi(=σi/Σi=1,n σi)が算出された後に実行される動作フローを示す。
なお、図25の動作フローの各ステップで図24の動作フローのステップと同じ動作(計算)内容のステップには同じステップ番号を付してある。また対応するステップ同士ではあるが、動作(計算)内容が若干異なる場合は、図25のステップ番号に対応する図24のステップ番号に英大文字を付記して区別してある。
ステップS109で、組電池を流れる電流の測定値ITの今回の測定値IT(m)と前回の測定値IT(m−1)の差が所定値より大きい場合は、ステップS110に進み、所定値以下の場合はステップS111に進む。
これに続いてステップS112でも図24のステップS112で説明したように、各単電池の端子間電圧CCVi(m)の和Σm=1,k CCVi(m)、およびその2乗の和Σm=1,k (CCVi(m))2が更新計算される。
さらに、これらの計算値に基づいて、ステップS113で各単電池の端子間電圧の測定値の大きさのバラツキの標準偏差σi、およびこの和Σi=1,n σi、Fi(=σi/Σi=1,n σi)が算出される。
なお図24で示す電池システム接続開始後5分間に行われる動作フロー(フローC)においては、このステップS113は実行されず、図23に示すように、フローCが5分間に複数回実行されたあとでステップS113aで実行される。
また、上記では、ITの変化が少ない場合はステップS112の計算を行わないとしたが、ITの変化に大きさに拘わらず、ステップのS112の計算を行っても特に問題はない。これは、前述のように、CCViは常に変化しており、たまたま前回の測定値との差が少ない場合であっても、これを含めてステップS112の計算を行っても、多数回の測定を行っているので影響は殆どない。逆に、長時間に渡ってCCVi、CCVT、ITの値に変化が無いことは、車両が停止する場合であり、容易に予測できるので、このような場合は、図24あるいは図25の動作フローの計算で、各単電池の端子間電圧CCVi(m)の和Σm=1,k CCVi(m)、およびその2乗の和Σm=1,k (CCVi(m))2、各単電池の端子間電圧の測定値の大きさのバラツキの標準偏差σi、およびこの和Σi=1,n σi、Fi(=σi/Σi=1,n σi)の算出を中断するようにすればよい。このような場合を全て含むような動作フローは非常に複雑になるので上記の説明からは省いてある。また、図24や図25に示す動作フローは、実際は1つのプログラムで動作しているわけではなく、イベントベースで実行されているので、必ずしもこれらの動作フローの順序に従って各ステップが実行されているわけではない。図22〜図25に示す動作フローはあくまで理解を容易にするために示しているものである。
上記の実施形態では、各単電池のDCRi値の計算は80ミリ秒毎にバッテリコントローラ113で実行される動作フローC(図24)または動作フローD(図25)によって、4単電池毎に各々の単電池がリアルタイムに行われると説明した。また、図23で説明したステップS112aとS113a、あるいは図24、図25で説明したステップS112とS113の計算も、動作フローCまたは動作フローDの中でバッテリコントローラ113によって行われていると説明した。
更に、ステップS112での計算は、4単電池毎に設けられたセルコントローラで計算し、この計算結果からバッテリコントローラに送信される各単電池の測定電圧値を所定時間(上記では5分間)蓄積して行われると説明した。また、これに対応して式(1)から(12)で示したような計算は、バッテリコントローラ113で行われると説明した。
しかしながら、ステップS112とステップS113のσiの算出は、以下に説明するようにセルコントローラ112で行うことも可能である。
バッテリコントローラ113は、図23のステップS113aあるいは図25のステップS113でのΣi=1,n σi、Fi(=σi/Σi=1,n σi)の計算に間に合うタイミングで、セルコントローラからΣm CCVi(m)とΣm (CCVi(m))2とσiのデータを送信させるようにすればよい。
セルコントローラ112での各単電池の端子間電圧の1回の測定時間は、80ミリ秒毎でなく、実際は例えば2.5ミリ秒程度で行うことができる。これはセルコントローラの性能および、電圧検出回路でのノイズ対策であるフィルター定数の設定に依存する。
各単電池の端子間電圧の測定を80ミリ秒毎でなく、これより短い周期で多数回測定することにより、σiを更に短時間で収束するように計算することが可能である。
101…組電池
102…組電池制御装置
110…セルグループ
111…リチウムイオン電池
112…セルコントローラ
113…バッテリコントローラ
114…単電池電圧検出回路
115…バランシング抵抗
116…バランシングスイッチ
117…ロジック部
118…総電圧検出回路
119…電流検出回路
120…充放電電流検出用電流センサ
121…マイクロコンピュータ
122…メモリ(EEPROM)
123…絶縁素子
124…絶縁素子
200…リレー
210…リレー
300…インバータ
310…モータコントローラ
400…モータ
500…車両コントローラ
Claims (17)
- 複数の単電池が直列に接続された組電池を複数個備えた電池システムでの組電池の充放電を制御する、組電池の状態検出方法であって、
前記電池システム動作開始後に前記複数の単電池の各々の開路電圧を測定するステップと、
前記複数の単電池の各々の開路電圧から各々の単電池の残存容量の初期値を算出するステップと、
前記電池システムの充放電開始後に、第1の所定時間毎に、前記複数の単電池の各々の端子間電圧を測定するステップと、
第2の所定時間毎に、組電池の総電圧と組電池を流れる電流とを検出するステップと、
前記組電池の残存容量の初期値からの、前記複数の単電池の各々の残存容量の初期値の偏差を算出するステップと、
残存容量の初期値の偏差が所定の値より大きな単電池のバランシング放電を行うステップと、
検出された前記組電池の前記総電圧と前記組電池に流れる電流とから前記組電池の内部抵抗を算出するステップと、
前記第1および第2の所定時間より長い第3の所定時間が前記電池システム動作開始から経過するまでに、
前記第1の所定時間毎に測定された前記複数の単電池の各々の端子間電圧の値から、前記複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさを算出するステップと、
前記複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさの総和に対する、前記複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさの比率を算出するステップと、
前記複数の単電池の各々の内部抵抗を、前記組電池の内部抵抗に前記複数の単電池の各々の前記比率を乗じて算出するステップと、
前記組電池の残存容量の初期値と、前記第2の所定時間毎に検出される組電池を流れる電流と組電池の総電圧とから前記複数の単電池の各々の残存容量およびその初期値とを前記第2の所定時間毎に算出するステップとを含むことを特徴とする組電池の状態検出方法。 - 請求項1に記載の組電池の状態検出方法において、
前記電池システム動作開始から前記第3の所定時間が経過した後の前記複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさは、前記電池システム動作開始から前記第3の所定時間が経過するまでに前記第1の所定時間毎に測定された前記複数の単電池の各々の端子間電圧の値と、前記電池システム動作開始から前記第3の所定時間が経過した後の前記第1の所定時間毎に測定される前記複数の単電池の各々の端子間電圧の値とから算出されることを特徴とする組電池の状態検出方法。 - 請求項1に記載の組電池の状態検出方法において、
前記電池システム動作開始から前記第3の所定時間が経過した後の前記複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさは、前記第3の所定時間毎に、前記第3の所定時間内で前記第1の所定時間毎に測定される前記複数の単電池の各々の端子間電圧の値から算出されることを特徴とする組電池の状態検出方法。 - 請求項2または3に記載の組電池の状態検出方法において、
前記複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさは、前記第3の所定時間内に、前記第1の所定時間毎に測定した前記単電池の端子間電圧の標準偏差であることを特徴とする組電池の状態検出方法。 - 請求項2または3に記載の組電池の状態検出方法において、
前記複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさは、前記第3の所定時間内に、前記第1の所定時間毎に測定した前記単電池の端子間電圧の連続した2回の測定値の差の絶対値の積算値、またはこの積算値を積算回数で除した値であることを特徴とする組電池の状態検出方法。 - 請求項2または3に記載の組電池の状態検出方法において、
前記複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさは、前記第3の所定時間内に、前記第1の所定時間毎に測定した前記単電池の端子間電圧の連続した2回の測定値の差の二乗の積算値の平方根、またはこの積算値を積算回数で除したものの平方根であることを特徴とする組電池の状態検出方法。 - 請求項2または3に記載の組電池の状態検出方法において、
前記複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさは、前記第3の所定時間内に、前記第1の所定時間毎に測定した前記単電池の端子間電圧の最大値と最小値の差、またはこの差を測定回数で除した値であることを特徴とする組電池の状態検出方法。 - 請求項2乃至7のいずれか1項に記載の組電池の状態検出方法において、更に、
前記複数の単電池の各々の残存容量と内部抵抗とから、前記複数の単電池の各々の単電池毎に許容最大放電電流を算出するステップを含み、
この算出された前記複数の単電池の許容最大放電電流の内で最も小さい許容最大放電電流を越えないように、組電池の放電を制御するステップとを含むことを特徴とする組電池の状態検出方法。 - 請求項2乃至7のいずれか1項に記載の組電池の状態検出方法において、更に、
前記複数の単電池の各々の残存容量と内部抵抗とから、前記複数の単電池の各々の単電池毎に許容最大充電電流を算出するステップを含み、
この算出された前記複数の単電池の許容最大充電電流の内で最も小さい許容最大充電電流を越えないように、組電池の充電を制御するステップとを含むことを特徴とする組電池の状態検出方法。 - 請求項2乃至7のいずれか1項に記載の組電池の状態検出方法において、更に、
前記電池システムを停止する前に、前記複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさの総和に対する、前記複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさの比率を、前記電池システムに備えられた不揮発メモリに書き込むステップを含むことを特徴とする組電池の状態検出方法。 - 請求項10に記載の組電池の状態検出方法において、更に、
前回の車両停止の際に、前記不揮発性メモリに保存された、前記複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさの総和に対する、前記複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさの比率を読み出すステップを含み、
前記電池システムの充放電開始後、前記第3の所定時間が経過するまでは、前記不揮発メモリから読み出された前記複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさの総和に対する、前記複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさの比率を用いて、前記複数の単電池の各々の内部抵抗を算出することを特徴とする組電池の状態検出方法。 - 請求項11に記載の組電池の状態検出方法において、更に、
前記電池システムの動作開始後、前記第2の所定時間毎に測定される組電池を流れる電流の測定値の、その前回の測定値との差が所定値よりも小さい場合は、前回までの既に算出されている前記複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさの総和に対する、前記複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさの比率を用いて、前記複数の単電池の各々の内部抵抗を算出することを特徴とする組電池の状態検出方法。 - 請求項2乃至9のいずれか1項に記載の組電池の状態検出方法を実行する組電池の制御装置であって、
前記複数の単電池の各々の開路電圧および前記複数の単電池の各々の端子間電圧の検出を行うセルコントローラと、
前記組電池の総電圧を検出する総電圧検出部と、
前記組電池を流れる充放電電流を検出する総電圧検出部と、
バッテリコントローラとを備え、
前記バッテリコントローラは、前記総電圧検出部と前記総電圧検出部を用いて、前記第2の所定時間毎に、前記組電池の総電圧と前記組電池を流れる充放電電流とを検出し、前記第3の所定時間毎に、前記複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさと、前記複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさの総和に対する前記複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさの比率と、前記複数の単電池の各々の内部抵抗と、前記複数の単電池の各々の残存容量とその偏差およびこの残存容量の初期値とその偏差とを算出することを特徴とする組電池の制御装置。 - 請求項2乃至7のいずれか1項に記載の組電池の状態検出方法を実行する組電池の制御装置であって、
前記複数の単電池の各々の開路電圧および前記複数の単電池の各々の端子間電圧の検出を行うセルコントローラと、
前記組電池の総電圧を検出する総電圧検出部と、
前記組電池を流れる充放電電流を検出する総電圧検出部と、
バッテリコントローラとを備え、
前記セルコントローラは、前記第3の所定時間毎に、前記複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさを算出し、
前記バッテリコントローラは、前記総電圧検出部と前記総電圧検出部を用いて、前記第2の所定時間毎に、前記組電池の総電圧と前記組電池を流れる充放電電流とを検出し、前記第3の所定時間毎に、前記複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさの総和に対する前記複数の単電池の各々の端子間電圧バラツキの大きさの比率と、前記複数の単電池の各々の内部抵抗と、前記複数の単電池の各々の残存容量とその偏差およびこの残存容量のの初期値とその偏差とを算出することを特徴とする組電池の制御装置。 - 請求項13または14に記載の組電池の制御装置において、
前記セルコントローラは、更に、バランシング放電を行うバランシング回路を備えることを特徴とする組電池の制御装置。 - 複数個の単電池を接続して構成された組電池の状態検出方法であって、
前記組電池の総電圧と電流とに基づいて、前記組電池の内部抵抗を算出し、
前記複数個の単電池の各々の電圧を検出し、
前記検出された複数個の単電池の各々の電圧のバラツキを算出し、
前記バラツキに基づいて、前記組電池の内部抵抗に対する前記単電池の内部抵抗の比をリアルタイムに算出し、
前記内部抵抗の比と、前記組電池の総電圧とに基づいて、前記複数個の単電池の各々の内部抵抗をリアルタイムに算出し、
この算出された前記複数個の単電池の各々の内部抵抗に基づいて、前記複数個の単電池の各々に対する最大許容充電電流と最大許容放電電流充放電制御量を算出し、
前記複数個の単電池の各々に対する最大許容充電電流と最大許容放電電流で、それぞれ最少の最大許容充電電流と最少の最大許容放電電流とを前記組電池の最大許容充電電流および最大許容放電電流として、充放電制御を行うことを特徴とする組電池の状態検出方法。 - 複数個の単電池を接続して構成された組電池の制御装置であって、
前記組電池の総電圧を検出する手段と、
前記組電池の電流を検出する手段と、
前記組電池の総電圧と電流とに基づいて、前記組電池の内部抵抗を算出する手段と、
前記複数個の単電池の各々の電圧を検出する手段と、
この検出された前記複数個の単電池の各々の電圧のバラツキを算出する手段と、
前記バラツキに基づいて、前記組電池の内部抵抗に対する前記複数の単電池の各々の内部抵抗の比をリアルタイムに算出する手段と、
前記内部抵抗の比と、前記組電池の総電圧とに基づいて、前記複数の単電池の各々の内部抵抗をリアルタイムに算出する手段と、
前記算出された単電池の内部抵抗に基づいて、前記複数個の単電池の各々に対する最大許容充電電流と最大許容放電電流を算出し、
前記複数個の単電池の各々に対する最大許容充電電流と最大許容放電電流で、それぞれ最少の最大許容充電電流と最少の最大許容放電電流とを前記組電池の最大許容充電電流および最大許容放電電流として、充放電制御を行う手段とを有することを特徴とする組電池の制御装置。
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