JP2012257392A - Battery pack capacity adjuster - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、1個又は隣接する複数個の電池セルである単位電池の直列接続体としての組電池に適用される組電池の容量調節装置に関する。 The present invention relates to an assembled battery capacity adjusting device applied to an assembled battery as a serially connected unit battery that is one or a plurality of adjacent battery cells.
この種の回路としては、下記特許文献1に見られるように、組電池を構成する複数個の単位電池(素電池)のそれぞれの電圧を均等化するものが知られている。詳しくは、この回路は、組電池の出力電圧を1次側入力とし、単位電池のそれぞれを充電する方向に2次側出力を接続したON/OFF方式のコンバータ回路を備えている。そして、このコンバータ回路によって電圧の最も低い単位電池を集中的に充電するようにしている。
As this type of circuit, as shown in
ところで、例えば単位電池の使用期間が長くなること等に起因して、単位電池に劣化が生じることがある。ここで、単位電池の電圧を均等化するにあたっては、劣化度合いの小さい単位電池から劣化度合いの大きい単位電池へと電荷を供給することが望ましい。これは、以下の理由による。 By the way, the unit battery may be deteriorated due to, for example, a longer usage period of the unit battery. Here, when equalizing the voltages of the unit cells, it is desirable to supply charges from the unit cells having a low degree of deterioration to the unit cells having a high degree of deterioration. This is due to the following reason.
単位電池の劣化度合いが大きくなると、同一電流値で単位電池が充電されている期間における単位電池の電圧(端子電圧)が高くなる傾向にある。このため、組電池の充電処理がなされる状況下においては、劣化度合いの大きい単位電池の電圧が、劣化度合いの小さい単位電池の電圧よりも高くなることがある。 When the degree of deterioration of the unit battery increases, the voltage (terminal voltage) of the unit battery tends to increase during the period when the unit battery is charged with the same current value. For this reason, in the situation where the assembled battery is charged, the voltage of the unit battery having a high degree of deterioration may be higher than the voltage of the unit battery having a low degree of deterioration.
こうした状況下において、劣化度合いの大きい単位電池から劣化度合いの小さい単位電池に電荷が供給されると、その後直ぐに、組電池の放電処理がなされることで、劣化度合いの大きい単位電池と劣化度合いの小さい単位電池の電圧との大小関係が逆転する事態が発生し得る。この場合、単位電池間の電荷の授受を効果的に行うことができず、組電池の容量を適切に調節することができなくなる懸念がある。 Under these circumstances, when a charge is supplied from a unit cell with a high degree of deterioration to a unit battery with a low degree of deterioration, immediately after that, the assembled battery is discharged, so that the unit battery with a high degree of deterioration and the degree of deterioration are reduced. A situation in which the magnitude relationship with the voltage of the small unit cell is reversed may occur. In this case, there is a concern that charges cannot be effectively exchanged between the unit batteries, and the capacity of the assembled battery cannot be adjusted appropriately.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、組電池の容量を適切に調節することのできる組電池の容量調節装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an assembled battery capacity adjusting device capable of appropriately adjusting the capacity of the assembled battery.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effects thereof will be described.
請求項1記載の発明は、1個又は隣接する複数個の電池セルである単位電池の直列接続体としての組電池に適用され、前記単位電池の電気エネルギを一時的に蓄えるエネルギ蓄積手段と、一部の前記単位電池を前記エネルギ蓄積手段に選択的に接続する接続手段と、前記単位電池のそれぞれに流れる電流及び該単位電池のそれぞれの電圧に基づき、該単位電池のそれぞれの内部抵抗を算出する内部抵抗算出手段と、前記算出された内部抵抗に基づき、前記単位電池の中から、前記内部抵抗が低い水準の単位電池と、前記内部抵抗が高い水準の単位電池とを選択する処理を行う選択処理手段と、前記低い水準の単位電池から前記高い水準の単位電池へと電荷を供給すべく、前記接続手段を操作する処理を行う操作手段とを備えることを特徴とする。
The invention according to
単位電池の劣化度合いが大きくなると通常、単位電池の内部抵抗が高くなる傾向にある。この点に鑑み、上記発明では、内部抵抗算出手段によって上記態様にて単位電池のそれぞれの内部抵抗を算出する。そして、単位電池の中から、内部抵抗の低い水準の単位電池を電荷の供給元として選択し、内部抵抗の高い水準の単位電池を電荷の供給先として選択する。そして、内部抵抗の低い水準の単位電池から内部抵抗の高い水準の単位電池へと電荷を供給すべく上記接続手段を操作する。これにより、劣化度合いの小さい単位電池から劣化度合いの大きい単位電池へと電荷を供給することができ、組電池を構成する単位電池間の電荷の供給を適切に行うことができる。したがって、単位電池のそれぞれの電圧の均等化を適切に行うことができる等、組電池の容量を適切に調節することができる。 When the degree of deterioration of the unit battery increases, the internal resistance of the unit battery generally tends to increase. In view of this point, in the above invention, the internal resistance of each unit cell is calculated by the internal resistance calculation means in the above-described manner. A unit cell having a low internal resistance is selected as a charge supply source from among unit cells, and a unit cell having a high internal resistance is selected as a charge supply destination. Then, the connecting means is operated to supply electric charge from the unit battery having a low internal resistance to the unit battery having a high internal resistance. Thereby, electric charge can be supplied from a unit battery having a low degree of deterioration to a unit battery having a high degree of deterioration, and the electric charge can be appropriately supplied between unit batteries constituting the assembled battery. Therefore, it is possible to appropriately adjust the capacity of the assembled battery, for example, it is possible to appropriately equalize the voltages of the unit batteries.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記選択処理手段は、前記高い水準の単位電池として、前記内部抵抗算出手段によって算出された内部抵抗の最大値に対応する単位電池を選択する処理を行うことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the selection processing unit is a unit cell corresponding to the maximum value of the internal resistance calculated by the internal resistance calculation unit as the high-level unit cell. A selection process is performed.
上記発明では、単位電池のうち劣化度合いの最も大きい単位電池を電荷の供給先として選択する。このため、劣化度合いの最も大きい単位電池の容量を速やかに増大させることができ、単位電池のそれぞれの電圧の均等化をより適切に行うことができる。 In the above invention, the unit battery having the greatest deterioration degree is selected as the charge supply destination among the unit batteries. For this reason, the capacity | capacitance of the unit battery with the largest deterioration degree can be increased rapidly, and equalization of each voltage of a unit battery can be performed more appropriately.
請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明において、前記選択処理手段は、前記低い水準の単位電池として、前記内部抵抗算出手段によって算出された内部抵抗の最小値に対応する単位電池を選択する処理を行うことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the selection processing unit is configured to select a unit cell corresponding to the minimum value of the internal resistance calculated by the internal resistance calculating unit as the low-level unit cell. A selection process is performed.
上記発明では、単位電池のうち劣化度合いの最も小さい単位電池を電荷の供給元として選択する。このため、単位電池のそれぞれの電圧の均等化をいっそう適切に行うことができる。 In the above invention, the unit battery having the smallest deterioration degree is selected as the charge supply source among the unit batteries. For this reason, equalization of each voltage of a unit cell can be performed more appropriately.
請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の発明において、前記エネルギ蓄積手段は、トランスであり、前記接続手段は、前記単位電池のそれぞれと前記トランスの1次側コイルとを接続する電気経路のそれぞれを選択的に開閉可能な1次側開閉手段、及び前記単位電池のそれぞれと前記トランスの2次側コイルとを接続する電気経路のそれぞれを選択的に開閉可能な2次側開閉手段であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the energy storage means is a transformer, and the connection means includes each of the unit batteries and the primary of the transformer. Primary side switching means capable of selectively opening and closing each of the electrical paths connecting the side coils, and selectively opening and closing each of the electrical paths connecting each of the unit batteries and the secondary coil of the transformer It is a possible secondary side opening / closing means.
上記発明では、トランス、1次側開閉手段及び2次側開閉手段を備える上記構成を採用することにより、トランスを介して電荷の供給元となる単位電池から電荷の供給先となる単位電池へと適切に電荷を供給することができる。 In the above invention, by adopting the above-described configuration including the transformer, the primary side opening / closing means and the secondary side opening / closing means, the unit battery as the charge supply source is changed from the unit battery as the charge supply destination via the transformer. An electric charge can be appropriately supplied.
請求項5記載の発明は、請求項4記載の発明において、前記2次側コイルの電流の流れを1方向に制限する整流手段を更に備え、前記トランス、前記1次側開閉手段、前記2次側開閉手段、及び前記整流手段のそれぞれは、前記単位電池のそれぞれに対して備えられ、前記トランスは、前記1次側コイル及び前記2次側コイルを備え、前記単位電池のそれぞれには、前記1次側コイル及び前記1次側開閉手段の直列接続体が並列接続されるとともに、前記2次側開閉手段を介して前記2次側コイル及び前記整流手段の直列接続体のそれぞれが並列接続され、前記整流手段は、前記2次側コイルから前記単位電池の正極側へと向かう方向に電流を流す機能を有することを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the invention according to claim 4, further comprising rectifying means for restricting a current flow of the secondary side coil in one direction, the transformer, the primary side opening / closing means, and the secondary side. Each of the side opening / closing means and the rectifying means is provided for each of the unit batteries, and the transformer includes the primary side coil and the secondary side coil. A serial connection body of the primary side coil and the primary side opening / closing means is connected in parallel, and each of the secondary side coil and the series connection body of the rectifying means is connected in parallel via the secondary side opening / closing means. The rectifying means has a function of flowing a current in a direction from the secondary coil toward the positive electrode side of the unit battery.
上記発明では、電荷の供給元となる1又は複数の単位電池に対応する1次側開閉手段が閉状態とされることで、電荷の供給元となる単位電池に対応するトランスの1次側コイルに電気エネルギが蓄えられる。そして、その後、電荷の供給先となる単位電池に対応する2次側開閉手段が閉状態とされる状況下、1次側開閉手段が開状態とされることで、2次側コイルに誘導電流が流れる。これにより、電荷の供給先となる単位電池を充電することができる。 In the above-described invention, the primary side opening / closing means corresponding to one or a plurality of unit batteries serving as the charge supply source is closed, so that the primary coil of the transformer corresponding to the unit battery serving as the charge supply source Electric energy is stored in Then, after the secondary side opening / closing means corresponding to the unit battery to which the electric charge is supplied is closed, the primary side opening / closing means is opened to cause an induced current in the secondary coil. Flows. Thereby, the unit battery used as the electric charge supply destination can be charged.
請求項6記載の発明は、請求項4記載の発明において、前記2次側コイルの電流の流れを1方向に制限する整流手段を更に備え、前記トランスは、前記1次側コイル及び前記2次側コイルを複数対備え、前記1次側開閉手段、前記2次側開閉手段及び前記整流手段のそれぞれは、前記単位電池のそれぞれに対して備えられ、前記単位電池のそれぞれには、前記1次側コイル及び前記1次側開閉手段の直列接続体とともに、前記2次側コイル、前記2次側開閉手段及び前記整流手段を備える2次側電気経路が並列接続され、前記2次側開閉手段は、前記2次側電気経路を開閉するものであり、前記整流手段は、前記単位電池の正極側に向かって前記2次側電気経路に電流が流れるように備えられることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, the transformer further includes a rectifying unit that restricts a current flow of the secondary coil in one direction, and the transformer includes the primary coil and the secondary coil. A plurality of pairs of side coils, and each of the primary side opening / closing means, the secondary side opening / closing means and the rectifying means is provided for each of the unit cells, and each of the unit cells includes the primary coil A secondary electric path including the secondary coil, the secondary opening / closing means and the rectifying means is connected in parallel with a serial connection of the side coil and the primary opening / closing means, and the secondary opening / closing means is The secondary side electrical path is opened and closed, and the rectifying means is provided so that a current flows through the secondary side electrical path toward the positive electrode side of the unit battery.
上記発明では、電荷の供給元となる1又は複数の単位電池に対応する1次側開閉手段が閉状態とされることで、電荷の供給元となる単位電池に対応するトランスの1次側コイルに電気エネルギが蓄えられる。そして、その後、電荷の供給先となる1又は複数の単位電池に対応する2次側開閉手段が閉状態とされる状況下、1次側開閉手段が開状態とされることで、2次側コイルに誘導電流が流れる。これにより、電荷の供給先となる単位電池を充電することができる。 In the above-described invention, the primary side opening / closing means corresponding to one or a plurality of unit batteries serving as the charge supply source is closed, so that the primary coil of the transformer corresponding to the unit battery serving as the charge supply source Electric energy is stored in Then, after the secondary side opening / closing means corresponding to one or a plurality of unit batteries to which the electric charge is supplied is closed, the primary side opening / closing means is opened to open the secondary side. An induced current flows through the coil. Thereby, the unit battery used as the electric charge supply destination can be charged.
請求項7記載の発明は、請求項1〜6のいずれか1項に記載の発明において、前記単位電池のそれぞれの温度に基づき、前記内部抵抗算出手段によって算出された前記単位電池のそれぞれの内部抵抗を補正する補正手段を更に備え、前記選択処理手段は、前記補正された内部抵抗に基づき、前記選択する処理を行うことを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the invention according to any one of
単位電池の内部抵抗は、単位電池の温度によって変化し得る。詳しくは、単位電池の温度が高いほど、単位電池の内部抵抗が低くなる傾向にある。このため、組電池を構成する単位電池のそれぞれの温度にばらつきが生じると、単位電池の内部抵抗によって単位電池間における劣化度合いを適切に把握することができなくなるおそれがある。 The internal resistance of the unit cell can vary depending on the temperature of the unit cell. Specifically, the higher the temperature of the unit cell, the lower the internal resistance of the unit cell. For this reason, if variations occur in the temperatures of the unit batteries constituting the assembled battery, the degree of deterioration between the unit batteries may not be properly grasped by the internal resistance of the unit batteries.
この点、上記発明では、補正手段によって補正された内部抵抗に基づき上記選択する処理を行うことで、単位電池の温度の相違に起因して単位電池の劣化度合いの把握精度が低下することを回避できる。このため、電荷の供給元及び供給先となる単位電池を適切に選択することができる。 In this regard, in the above-described invention, by performing the selection process based on the internal resistance corrected by the correction unit, it is avoided that the accuracy of grasping the degree of deterioration of the unit battery due to the difference in the temperature of the unit battery is reduced. it can. For this reason, it is possible to appropriately select a unit battery that is a supply source and a supply destination of charges.
請求項8記載の発明は、請求項1〜7のいずれか1項に記載の発明において、当該容量調節装置は、前記操作手段によって前記接続手段を操作する処理と、前記単位電池のそれぞれの電圧を検出する処理とを交互に所定周期で行うことを特徴とする。 The invention according to an eighth aspect is the invention according to any one of the first to seventh aspects, wherein the capacity adjusting device includes a process of operating the connecting means by the operating means, and a voltage of each of the unit cells. And the process of detecting the squeezing alternately at a predetermined cycle.
上記操作手段によって単位電池間で電荷の授受を行うには、内部抵抗を把握するために単位電池のそれぞれの電圧検出処理を行う必要がある。しかしながら、電圧検出処理を行うと、この処理によって容量調節装置の消費電力が多くなり得る。ここで、上記発明では、操作手段によって接続手段を操作する処理と、上記電圧検出処理とを交互に所定周期で行う。これにより、上記電圧検出処理の実行時間が長くなることを極力抑制し、電圧検出処理の実行に伴い容量調節装置の消費電力が多くなることを極力抑制することができる。 In order to exchange charges between unit cells by the operation means, it is necessary to perform voltage detection processing of each unit cell in order to grasp the internal resistance. However, when the voltage detection process is performed, the power consumption of the capacity adjusting device can be increased by this process. Here, in the said invention, the process which operates a connection means by an operation means and the said voltage detection process are alternately performed with a predetermined period. Thereby, it can suppress that the execution time of the said voltage detection process becomes long as much as possible, and can suppress that the power consumption of a capacity | capacitance adjustment apparatus increases with execution of a voltage detection process as much as possible.
(第1の実施形態)
以下、本発明にかかる組電池の容量調節装置を、車載主機として内燃機関及び回転機(モータジェネレータ)を備えるプラグインハイブリッド車(PHV)に適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which an assembled battery capacity adjustment device according to the present invention is applied to a plug-in hybrid vehicle (PHV) including an internal combustion engine and a rotating machine (motor generator) as an in-vehicle main engine will be described with reference to the drawings. explain.
図1に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。 FIG. 1 shows a system configuration according to the present embodiment.
図示されるように、組電池10は、車載高圧システムを構成し、モータジェネレータの電源となるものである。組電池10は、電池セルCi(i=1〜n:nは2以上の整数)の直列接続体であり、その電圧(端子電圧)が所定の高電圧(例えば数百V)となるものである。なお、本実施形態では、電池セルCiとして、リチウムイオン2次電池を想定しており、組電池10として、電池セルが百数十個直列接続されたものを想定している。また、各電池セルCiは、その電圧が数Vとなるものである。
As shown in the drawing, the assembled
組電池10は、充電器12に接続されている。充電器12には、プラグ14が接続可能とされている。プラグ14が車両の外部の商用電源等の電源装置に接続されることで、組電池10が充電される。
The assembled
各電池セルCiの正極端子には、信号線Liが接続され、各電池セルCiの負極端子には、信号線L(i+1)が接続されている。すなわち、信号線L1,L(n+1)を除いて、互いに隣接する一対の電池セルCiのうちの高電位側の電池セルの負極端子側の信号線と低電位側の電池セルの正極端子側の信号線とは共有化されている。 The signal line Li is connected to the positive terminal of each battery cell Ci, and the signal line L (i + 1) is connected to the negative terminal of each battery cell Ci. That is, except for the signal lines L1, L (n + 1), the signal line on the negative terminal side of the battery cell on the high potential side and the positive terminal side of the battery cell on the low potential side of the pair of adjacent battery cells Ci. It is shared with the signal line.
上記電池セルCiのそれぞれに対して、一対の1次側コイルw1i,2次側コイルw2iを備えて構成されるトランスTi、電池セルCiと1次側コイルw1iとを接続する電気経路をオン・オフする1次側スイッチSW1i、及び電池セルCiと2次側コイルw2iとを接続する電気経路をオン・オフする2次側スイッチSW2iが設けられている。ここで、各トランスTiの1次側コイルw1i及び2次側コイルw2iの巻数比Nは、1よりも大きい値とされている。なお、上記巻数比Nは、1次側コイルw1iの巻数をN1とし、2次側コイルw2iの巻数をN2とすると、「N2/N1」で与えられる。 For each of the battery cells Ci, a transformer Ti including a pair of primary side coil w1i and secondary side coil w2i, an electrical path connecting the battery cell Ci and the primary side coil w1i are turned on / off. A primary side switch SW1i to be turned off and a secondary side switch SW2i to turn on / off an electrical path connecting the battery cell Ci and the secondary side coil w2i are provided. Here, the turn ratio N of the primary side coil w1i and the secondary side coil w2i of each transformer Ti is set to a value larger than 1. The turn ratio N is given by “N2 / N1” where N1 is the number of turns of the primary coil w1i and N2 is the number of turns of the secondary coil w2i.
ちなみに、本実施形態では、1次側スイッチSW1iとして、NチャネルMOSFETを想定している。また、2次側スイッチSW2iを一対のスイッチ(第1の2次側スイッチSW2ip,第2の2次側スイッチSW2in)によって構成している。 Incidentally, in the present embodiment, an N-channel MOSFET is assumed as the primary side switch SW1i. Further, the secondary side switch SW2i is constituted by a pair of switches (a first secondary side switch SW2ip and a second secondary side switch SW2in).
電池セルCiのそれぞれには、1次側コイルw1i及び1次側スイッチSW1iの直列接続体が並列接続されている。詳しくは、1次側スイッチSW1iのドレイン側が1次側コイルw1iに直列接続されており、この直列接続体が信号線Li,L(i+1)間に接続されている。なお、1次側スイッチSW1iのドレイン側が1次側コイルw1iに接続されているのは、1次側スイッチSW1i(NチャネルMOSFET)のボディダイオードを介して電池セルCiが短絡される事態を回避するためである。 Each battery cell Ci is connected in parallel with a series connection of a primary coil w1i and a primary switch SW1i. Specifically, the drain side of the primary side switch SW1i is connected in series to the primary side coil w1i, and this series connection body is connected between the signal lines Li and L (i + 1). Note that the drain side of the primary side switch SW1i is connected to the primary side coil w1i to avoid a situation where the battery cell Ci is short-circuited via the body diode of the primary side switch SW1i (N-channel MOSFET). Because.
また、電池セルCiのそれぞれには、2次側スイッチSW2iを介して、2次側コイルw2i及びダイオードDiの直列接続体のそれぞれが並列接続されている。詳しくは、電池セルCiのそれぞれには、第1の2次側スイッチSW2ip、2次側コイルw2i、ダイオードDi、及び第2の2次側スイッチSW2inの直列接続体が並列接続されている。この直列接続体の両端のうち、第1の2次側スイッチSW2ip側は、信号線Liに接続されており、第2の2次側スイッチSW2in側は、電池セルCiの負極端子に接続されている。 In addition, each of the battery cells Ci is connected in parallel with a series connection body of the secondary coil w2i and the diode Di via the secondary switch SW2i. Specifically, a series connection of a first secondary switch SW2ip, a secondary coil w2i, a diode Di, and a second secondary switch SW2in is connected in parallel to each battery cell Ci. Of both ends of the series connection body, the first secondary switch SW2ip side is connected to the signal line Li, and the second secondary switch SW2in side is connected to the negative terminal of the battery cell Ci. Yes.
より具体的には、2次側コイルw2iのうち電池セルCiの正極端子側は、2次側コイルw2iに生じる電圧の極性が正となる側である。また、ダイオードDiのアノード側は、第2の2次側スイッチSW2inに接続されている。 More specifically, the positive terminal side of the battery cell Ci in the secondary coil w2i is the side where the polarity of the voltage generated in the secondary coil w2i is positive. The anode side of the diode Di is connected to the second secondary side switch SW2in.
電池セルCiのそれぞれについて、電池セルCiに並列接続された1次側コイルw1iを含む電気経路と、電池セルCiに並列接続された2次側コイルw2iを含む電気経路とは、信号線Liの一部を共有している。詳しくは、信号線Liのうち、第1の2次側スイッチSW2ipと電池セルCiとの間を接続する電気経路(共有経路)を共有している。そして、共有経路には、この経路を流れる電流を検出するコイル電流検出器Aiが設けられている。これは、1次側コイルw1i及び2次側コイルw2iのそれぞれに流れる電流を単一の電流検出器によって検出し、回路の簡素化を図るためである。なお、本実施形態では、コイル電流検出器Aiとして、シャント抵抗を想定している。 For each battery cell Ci, the electrical path including the primary coil w1i connected in parallel to the battery cell Ci and the electrical path including the secondary coil w2i connected in parallel to the battery cell Ci are Share some. Specifically, among the signal lines Li, an electric path (shared path) that connects the first secondary switch SW2ip and the battery cell Ci is shared. The shared path is provided with a coil current detector Ai that detects a current flowing through the path. This is because the current flowing in each of the primary coil w1i and the secondary coil w2i is detected by a single current detector to simplify the circuit. In the present embodiment, a shunt resistor is assumed as the coil current detector Ai.
第1の2次側スイッチSW2ipと2次側コイルw2iとの接続点同士は、第1電気経路Laによって接続されており、ダイオードDiのアノード側と第2の2次側スイッチSW2inとの接続点同士は、第2電気経路Lbによって接続されている。 A connection point between the first secondary switch SW2ip and the secondary coil w2i is connected by a first electrical path La, and a connection point between the anode side of the diode Di and the second secondary switch SW2in. The two are connected by a second electrical path Lb.
ちなみに、本実施形態において、2次側スイッチSW2iとして一対のNチャネルMOSFETのソース同士の直列接続体を用いている。これは、2次側スイッチSW2iがオフされているにもかかわらず、所定の電気経路(例えば、信号線L1、第1の2次側スイッチSW21pのボディダイオード、第1電気経路La、第1の2次側スイッチSW23pのボディダイオード及び信号線L3を介して、高電位側の電池セルC1の正極端子と低電位側の電池セルC2の負極端子とを接続する電気経路)を介して、高電位側の電池セル(例えば電池セルC1)から低電位側の電池セル(例えば電池セルC2)へと電流が流れることを回避するためである。 Incidentally, in the present embodiment, a serial connection body of the sources of a pair of N-channel MOSFETs is used as the secondary side switch SW2i. This is because a predetermined electric path (for example, the signal line L1, the body diode of the first secondary switch SW21p, the first electric path La, the first electric path, even though the secondary switch SW2i is turned off) Via the body diode of the secondary side switch SW23p and the signal line L3, the high potential via the positive terminal of the battery cell C1 on the high potential side and the negative terminal of the battery cell C2 on the low potential side). This is to prevent a current from flowing from the battery cell on the side (for example, battery cell C1) to the battery cell on the low potential side (for example, battery cell C2).
電池セルCi付近のそれぞれには、電池セルCiの温度を検出する温度センサTViが設けられている。 A temperature sensor TVi that detects the temperature of the battery cell Ci is provided near each of the battery cells Ci.
コイル電流検出器Aiとしてのシャント抵抗の両端の電圧、組電池10を流れる電流を検出する負荷電流検出器16(シャント抵抗)の両端の電圧、更には温度センサTViの出力信号は、制御回路18に取り込まれる。
The voltage across the shunt resistor as the coil current detector Ai, the voltage across the load current detector 16 (shunt resistor) that detects the current flowing through the assembled
制御回路18は、マイクロコンピュータを主体として構成されており、各電池セルCiに対応する駆動回路DUiを介して、1次側スイッチSW1i及び2次側スイッチSW2iをオン・オフ操作する。
The
また、制御回路18は、コイル電流検出器Aiにおける電圧降下量に基づき、1次側コイルw1i又は2次側コイルw2iに流れる電流を検出したり、負荷電流検出器16における電圧降下量に基づき、組電池10を流れる電流を検出したり、信号線Ci,C(i+1)を介して取得される電池セルCiの電圧に基づき、各電池セルCiの電圧Viを検出したりする。また、温度センサTViの出力信号に基づき、電池セルCiの温度を検出する。
Further, the
ちなみに、制御回路18には、外部(車載低圧システム)から車両が走行中であるか否かについての情報SPDや、充電器12から組電池10が充電中であるか否かについての充電情報が入力される。ここで、車両の走行に関する情報等は、例えばフォトカプラ等の絶縁手段を介して制御回路18に入力される。また、制御回路18には、降圧コンバータ等を介して組電池10から電力が供給される。
Incidentally, the
特に、制御回路18は、電池セルCiの電圧Viのばらつきを解消するための均等化処理を行う。この処理は、一部の電池セルの電圧が過度に低下して電池セルの信頼性が低下したり、電圧が過度に低くなった一部の電池セル以外の電池セルの電力を適切に使用することができず、組電池10の性能が当初想定したものよりも低くなったりすることを回避するための処理である。
In particular, the
本実施形態では、均等化処理を、電池セルCiの内部抵抗を算出し、最小内部抵抗を有する電池セルから最大内部抵抗を有する電池セルに電力を供給する処理とする。これは、均等化処理を効果的に行うためである。以下、この処理について説明する。 In the present embodiment, the equalization processing is processing for calculating the internal resistance of the battery cell Ci and supplying power from the battery cell having the minimum internal resistance to the battery cell having the maximum internal resistance. This is because the equalization process is effectively performed. Hereinafter, this process will be described.
車両の走行時における電池セルCiの充放電の繰り返しや、電池セルCiが高温環境にさらされること等に起因して、電池セルCiに劣化が生じることがある。電池セルCiに劣化が生じると通常、電池セルCiの内部抵抗が上昇する。詳しくは、電池セルCiの劣化度合いが大きいほど、電池セルCiの内部抵抗の上昇度合いが大きくなる傾向にある。そして、電池セルCiの内部抵抗が上昇すると、同一電流値で電池セルCiの充電がなされている期間における電池セルCiの電圧(端子電圧)が大きくなる傾向にあり、また、同一電流値で電池セルCiの放電がなされている期間における電池セルCiの電圧が小さくなる傾向にある。 The battery cell Ci may be deteriorated due to repeated charging / discharging of the battery cell Ci during traveling of the vehicle, exposure of the battery cell Ci to a high temperature environment, or the like. When the battery cell Ci deteriorates, the internal resistance of the battery cell Ci usually increases. Specifically, the degree of increase in internal resistance of the battery cell Ci tends to increase as the degree of deterioration of the battery cell Ci increases. When the internal resistance of the battery cell Ci increases, the voltage (terminal voltage) of the battery cell Ci during the period in which the battery cell Ci is charged with the same current value tends to increase, and the battery has the same current value. There is a tendency that the voltage of the battery cell Ci decreases during the period in which the cell Ci is discharged.
このため、例えばモータジェネレータを用いた回生発電により、組電池10の充電がなされる状況下、劣化度合いの大きい電池セルの電圧が、劣化度合いの小さい電池セルの電圧よりも高くなることがある。
For this reason, the voltage of the battery cell with a high degree of deterioration may be higher than the voltage of the battery cell with a low degree of deterioration under a situation where the assembled
このような状況下において、例えば、各電池セルCiの電圧Viのうちの最大値(最大電圧)を有する電池セルから、上記電圧Viのうち最小値(最小電圧)を有する電池セルに電力を供給する均等化処理を行うと、劣化度合いの大きい電池セルから劣化度合いの小さい電池セルに電力が供給される事態が生じ得る。この場合、その後直ぐに、組電池10の放電処理がなされることで、劣化度合いの大きい電池セルと劣化度合いの小さい電池セルの電圧との大小関係が逆転する事態が発生し、均等化処理を効果的に行うことができなくなるおそれがある。また、劣化度合いの大きい電池セルの充電率(満充電電荷量に対する現在の電荷量の百分率:SOC)が過度に小さくなるおそれもある。これらの場合、電池セルCiの電圧Viが所定電圧を下回るまでの時間が短くなり、車両の走行距離が短くなるおそれがある。
Under such circumstances, for example, power is supplied from the battery cell having the maximum value (maximum voltage) of the voltages Vi of each battery cell Ci to the battery cell having the minimum value (minimum voltage) of the voltages Vi. When the equalization process is performed, power may be supplied from a battery cell having a high degree of deterioration to a battery cell having a low degree of deterioration. In this case, immediately after that, the discharge process of the assembled
こうした事態を回避すべく、上記内部抵抗に基づく均等化処理を行うことで、均等化処理の効果的な実施を図る。 In order to avoid such a situation, the equalization process is effectively performed by performing the equalization process based on the internal resistance.
図2に、本実施形態にかかる均等化処理の手順を示す。この処理は、制御回路18によって繰り返し実行される。
FIG. 2 shows a procedure of equalization processing according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the
この一連の処理では、まずステップS10において、各電池セルCiの電圧Vi,温度Thi、及び負荷電流値Irを検出する。ここで、負荷電流値Irは、負荷電流検出器16によって検出される。なお、本実施形態では、組電池10の放電がなされる場合における負荷電流値Irを正と定義する。
In this series of processing, first, in step S10, the voltage Vi, the temperature Thi, and the load current value Ir of each battery cell Ci are detected. Here, the load current value Ir is detected by the load
続くステップS12では、電池セルCiの電圧Vi,温度Thi、負荷電流値Ir及び電池セルCiの充電率SOCiに基づき、電池セルCiの内部抵抗riを算出する。以下、内部抵抗riの算出手法について詳述する。 In the subsequent step S12, the internal resistance ri of the battery cell Ci is calculated based on the voltage Vi of the battery cell Ci, the temperature Thi, the load current value Ir, and the charge rate SOCi of the battery cell Ci. Hereinafter, a method for calculating the internal resistance ri will be described in detail.
まず、負荷電流値Ir及び電池セルCiの電圧Viに基づき、電池セルCiの内部抵抗riを算出する。これは、例えば、モータジェネレータと組電池10との間で電力の授受が行われている状況等において、負荷電流値Irが変化していく際の負荷電流値Irと電池セルCiの電圧Viとの複数の検出値に基づき、重回帰分析等によって求めることができる。なお、内部抵抗の算出にあたり、電池セルCiの等価回路モデルとして、例えば、起電力を生じる電源及び抵抗体の直列接続体を用いればよい。
First, the internal resistance ri of the battery cell Ci is calculated based on the load current value Ir and the voltage Vi of the battery cell Ci. For example, this is because the load current value Ir and the voltage Vi of the battery cell Ci when the load current value Ir changes in a situation where power is transferred between the motor generator and the assembled
次に、算出された内部抵抗riを、電池セルCiの温度Thi,SOCiに基づき補正する。この補正は、電池セルCiの劣化度合いの把握精度を向上させるために行われるものである。つまり、電池セルCiの内部抵抗riが電池セルCiの温度Thi,SOCiによって変化することから、組電池10内の温度分布等によって電池セルCiのそれぞれの温度Thi,SOCiにばらつきが生じると、電池セルCiの内部抵抗riによって電池セルCiの劣化度合いを適切に把握することができなくなる懸念がある。
Next, the calculated internal resistance ri is corrected based on the temperature Thi and SOCi of the battery cell Ci. This correction is performed in order to improve the accuracy of grasping the degree of deterioration of the battery cell Ci. That is, since the internal resistance ri of the battery cell Ci varies depending on the temperature Thi and SOCi of the battery cell Ci, if the temperature Thi and SOCi of the battery cell Ci vary due to the temperature distribution in the assembled
上記補正手法について詳述すると、図3(a)に示すように、電池セルCiの温度Thiが高くなるほど、内部抵抗riが低くなる傾向にあることに鑑み、基準温度Tαと実際の温度Thiとの温度差ΔTiに基づき、温度補正係数Ktを設定する。より具体的には、上記温度差ΔTiは、基準温度Tαから実際の温度Thiを減算した値であり、同図(b)に示すように、温度差ΔTiが大きいほど、温度補正係数Ktを小さく設定する。ここで、温度補正係数Ktは、温度差ΔTiが0となる場合に0となる。なお、上記基準温度Tαは、例えば、電池セルCiのいずれかの実際の温度(温度センサTViの検出値)としたり、予め定められた温度としたりすることができる。 The correction method will be described in detail. As shown in FIG. 3A, in view of the fact that the internal resistance ri tends to decrease as the temperature Thi of the battery cell Ci increases, the reference temperature Tα and the actual temperature Thi The temperature correction coefficient Kt is set based on the temperature difference ΔTi. More specifically, the temperature difference ΔTi is a value obtained by subtracting the actual temperature Thi from the reference temperature Tα, and the temperature correction coefficient Kt decreases as the temperature difference ΔTi increases as shown in FIG. Set. Here, the temperature correction coefficient Kt becomes 0 when the temperature difference ΔTi becomes 0. The reference temperature Tα can be set to, for example, any actual temperature of the battery cell Ci (detected value of the temperature sensor TVi) or a predetermined temperature.
一方、図4(a)に示すように、電池セルCiのSOCiが高くなるほど、内部抵抗riが低くなる傾向にあることに鑑み、基準SOCと実際のSOCiとの差であるΔSOCiに基づき、SOC補正係数Ksを設定する。より具体的には、ΔSOCiは、基準SOCから実際のSOCiを減算した値であり、同図(b)に示すように、ΔSOCiが大きいほど、SOC補正係数Ksを小さく設定する。ここで、SOC補正係数Ksは、ΔSOCiが0となる場合に0となる。なお、上記基準SOCは、上記基準温度Tαと同様に、例えば、電池セルCiのいずれかの実際のSOCiとしたり、予め定められたSOCとしたりすることができる。 On the other hand, as shown in FIG. 4A, in view of the tendency that the internal resistance ri tends to decrease as the SOCi of the battery cell Ci increases, the SOC is determined based on ΔSOCi that is the difference between the reference SOC and the actual SOCi. A correction coefficient Ks is set. More specifically, ΔSOCi is a value obtained by subtracting the actual SOCi from the reference SOC. As shown in FIG. 5B, the larger the ΔSOCi, the smaller the SOC correction coefficient Ks is set. Here, the SOC correction coefficient Ks becomes 0 when ΔSOCi becomes 0. The reference SOC can be, for example, any actual SOCi of the battery cell Ci, or a predetermined SOC, similarly to the reference temperature Tα.
そして、上記内部抵抗riに、温度補正係数Kt及びSOC補正係数Ksを乗算することで、内部抵抗riを補正する。なお、以降、補正された内部抵抗riのことを、単に内部抵抗riと称すこととする。 Then, the internal resistance ri is corrected by multiplying the internal resistance ri by the temperature correction coefficient Kt and the SOC correction coefficient Ks. Hereinafter, the corrected internal resistance ri is simply referred to as an internal resistance ri.
ちなみに、SOCiは、電池セルCiの開放端電圧(OCV)に基づき算出すればよい。これは、電池セルCiの劣化度合いにかかわらず、OCVとSOCiとの関係がほとんど変化しないことに基づくものである。ここで、OCVは、電池セルCiの電圧Viが、OCVと内部抵抗riによる電圧降下との和であることを利用し、電池セルCiの電圧Viと、内部抵抗riと、負荷電流値Irとに基づき算出すればよい。 Incidentally, SOCi may be calculated based on the open circuit voltage (OCV) of the battery cell Ci. This is based on the fact that the relationship between OCV and SOCi hardly changes regardless of the degree of deterioration of the battery cell Ci. Here, the OCV uses the fact that the voltage Vi of the battery cell Ci is the sum of the voltage drop due to the OCV and the internal resistance ri, and the voltage Vi of the battery cell Ci, the internal resistance ri, and the load current value Ir It may be calculated based on
また、電池セルCiの劣化は短期間に進行しないことに鑑み、本ステップの処理を、例えば、車両の走行距離が規定距離となる都度や、所定時間が経過する都度等、十分に長い所定周期で行ってもよい。 Further, in view of the fact that the deterioration of the battery cell Ci does not proceed in a short period of time, the processing of this step is performed at a sufficiently long predetermined cycle, for example, every time the travel distance of the vehicle becomes a specified distance or every time a predetermined time elapses. You may go on.
図2の説明に戻り、続くステップS14では、車両が走行中であるか否かを判断する。ここで、車両が走行中であるか否かは、低圧システム側から入力される上記情報SPDに基づき判断すればよい。 Returning to the description of FIG. 2, in the subsequent step S <b> 14, it is determined whether or not the vehicle is traveling. Here, whether or not the vehicle is traveling may be determined based on the information SPD input from the low-pressure system side.
ステップS14において肯定判断された場合には、ステップS16に進み、各電池セルCiの電圧Viのうち最小値(最小電圧Vmin)が下限電圧Vth1(例えば3V)を上回っているか否かを判断する。本実施形態では、下限電圧Vth1を、電池セルCiの信頼性を維持可能な電圧の下限値として設定する。この処理は、モータジェネレータの駆動によって組電池10の電力が消費される状況下、電池セルCiの電圧Viが過度に低下し、電池セルCiの信頼性が低下する状況であるか否かを判断するためのものである。
When an affirmative determination is made in step S14, the process proceeds to step S16, and it is determined whether or not the minimum value (minimum voltage Vmin) of the voltages Vi of each battery cell Ci exceeds the lower limit voltage Vth1 (for example, 3V). In the present embodiment, the lower limit voltage Vth1 is set as the lower limit value of the voltage that can maintain the reliability of the battery cell Ci. In this process, it is determined whether or not the voltage Vi of the battery cell Ci is excessively lowered and the reliability of the battery cell Ci is lowered under the situation where the power of the assembled
ステップS16において肯定判断された場合には、ステップS18に進み、各電池セルCiの電圧Viのうち最大値(最大電圧Vmax)と、最小電圧Vminとの電圧差ΔVに基づき、1次側コイルw1iに流すべき電流のピーク値(均等化電流値Ib)を設定する。詳しくは、均等化電流値Ibを、上記電圧差ΔVの絶対値が大きいほど高く設定する。これは、均等化処理の実行期間内における電池セルCiの充電量を最適化するための設定である。なお、上記電圧差ΔVは、具体的には、最大電圧Vmaxから最小電圧Vminを減算することで算出すればよい。 If an affirmative determination is made in step S16, the process proceeds to step S18, where the primary coil w1i is based on the voltage difference ΔV between the maximum value (maximum voltage Vmax) and the minimum voltage Vmin among the voltages Vi of each battery cell Ci. Is set to the peak value of the current (equalized current value Ib). Specifically, the equalization current value Ib is set higher as the absolute value of the voltage difference ΔV is larger. This is a setting for optimizing the charge amount of the battery cell Ci within the execution period of the equalization process. Specifically, the voltage difference ΔV may be calculated by subtracting the minimum voltage Vmin from the maximum voltage Vmax.
続くステップS20では、電池セルCiのうち最大内部抵抗rmaxを有する電池セル(図5に充電セルとして表記)に対応する2次側スイッチSW2iをオンする。詳しくは、第1,第2の2次側スイッチSW2ip,SW2inの双方を同時にオンする。 In the subsequent step S20, the secondary side switch SW2i corresponding to the battery cell having the maximum internal resistance rmax (shown as a charge cell in FIG. 5) among the battery cells Ci is turned on. Specifically, both the first and second secondary switches SW2ip and SW2in are simultaneously turned on.
続くステップS22では、最大内部抵抗rmaxを有する電池セルの2次側スイッチSW2iがオンされてからの経過時間(2次側オン時間T)が規定時間T2on(例えば0.8秒)未満であるか否かを判断する。この処理は、均等化処理の実行期間が経過していないか否かを判断するためのものである。 In subsequent step S22, is the elapsed time (secondary side on time T) from when the secondary side switch SW2i of the battery cell having the maximum internal resistance rmax turned on is less than a specified time T2on (for example, 0.8 seconds)? Judge whether or not. This process is for determining whether or not the execution period of the equalization process has elapsed.
ここで、規定時間T2onは、例えば、均等化処理の実行に伴う電池セルの消費電力が大きくならないこと、及び均等化処理によって電力供給元の電池セルから電力供給先の電池セルへと電力を供給する十分な時間を確保すること等の観点から設定される時間である。つまり、均等化処理を行うと、トランスTiを介した電力の授受に伴う電力損失や、電圧検出処理に伴う制御回路18の消費電力の増大等のために、電池セルの電力が無駄に消費されることとなる。また、規定時間T2onが短いと、均等化処理による電池セルの電圧変化が小さくなるため、電力供給元から電力供給先に十分な電力を供給することができず、適切に均等化することができない懸念がある。
Here, the specified time T2on is, for example, that the power consumption of the battery cell is not increased due to the execution of the equalization process, and the power is supplied from the power supply source battery cell to the power supply destination battery cell by the equalization process. This time is set from the standpoint of ensuring a sufficient time to do so. In other words, when the equalization process is performed, the power of the battery cell is wasted due to the power loss associated with the transmission / reception of power through the transformer Ti and the increase in the power consumption of the
なお、実際には、上記ステップS14、S16で肯定判断される状況下、上記ステップS10の電圧検出処理と、ステップS22〜S32の均等化処理とは、交互に所定周期で行われる。より具体的には、例えば、電圧検出処理が0.2秒行われた後、均等化処理が0.8秒行われるサイクルが繰り返される。 In practice, the voltage detection process in step S10 and the equalization process in steps S22 to S32 are alternately performed at a predetermined cycle under the situation in which an affirmative determination is made in steps S14 and S16. More specifically, for example, after the voltage detection process is performed for 0.2 seconds, a cycle in which the equalization process is performed for 0.8 seconds is repeated.
ステップS22おいて2次側オン時間Tが規定時間T2on未満であると判断された場合には、ステップS24に進み、最小内部抵抗rminを有する電池セル(図5に放電セルとして表記)に対応する1次側スイッチSW1iをオンする。 If it is determined in step S22 that the secondary-side on-time T is less than the specified time T2on, the process proceeds to step S24 and corresponds to a battery cell having the minimum internal resistance rmin (denoted as a discharge cell in FIG. 5). The primary side switch SW1i is turned on.
続くステップS26では、コイル電流検出器Aiによって検出された1次側コイルw1iに流れる電流値(1次側電流値I1)が、均等化電流値Ibに到達するまで待機する。この処理は、1次側コイルw1iに、電力供給元となる電池セルの電気エネルギを一時的に蓄えるための処理である。 In subsequent step S26, the process waits until the current value (primary current value I1) flowing through the primary coil w1i detected by the coil current detector Ai reaches the equalization current value Ib. This process is a process for temporarily storing the electric energy of the battery cell serving as the power supply source in the primary coil w1i.
そして、1次側電流値I1が均等化電流値Ibに到達したと判断された場合には、ステップS28に進み、最小内部抵抗rminを有する電池セルに対応する1次側スイッチSW1iをオフする。これにより、最大内部抵抗rmaxを有する電池セルに対応する2次側コイルw2iに、ダイオードDi側を負とする電圧が印加され、2次側コイルw2iから最大内部抵抗rmaxを有する電池セルへと充電電流が流れることとなる。 When it is determined that the primary current value I1 has reached the equalized current value Ib, the process proceeds to step S28, and the primary switch SW1i corresponding to the battery cell having the minimum internal resistance rmin is turned off. As a result, a voltage with the diode Di side being negative is applied to the secondary coil w2i corresponding to the battery cell having the maximum internal resistance rmax, and the battery cell having the maximum internal resistance rmax is charged from the secondary coil w2i. Current will flow.
続くステップS30では、2次側コイルw2iから最大内部抵抗rmaxを有する電池セルへと流れる電流値(充電電流値I2)が0Aになるか否かを判断する。この処理は、充電電流値I2が過度に大きくなる事態を回避するためのものである。 In the subsequent step S30, it is determined whether or not the current value (charging current value I2) flowing from the secondary coil w2i to the battery cell having the maximum internal resistance rmax becomes 0A. This process is for avoiding a situation where the charging current value I2 becomes excessively large.
つまり、例えば、充電電流値I2が0Aとなる以前に、すなわち充電電流が流れる期間に、最小内部抵抗rminを有する電池セルの電気エネルギが蓄えられた1次側コイルw1iの1次側スイッチSW1iをオンからオフに切り替えると、現在流れている充電電流に加えて、2次側コイルw2iに今回発生した電圧に起因する充電電流が流れ、充電経路の信頼性が低下する懸念がある。このため、本ステップの処理を設けることで、充電経路の信頼性が低下する事態の発生を回避する。なお、充電電流値I2は、コイル電流検出器Aiによって検出される。 That is, for example, the primary side switch SW1i of the primary side coil w1i in which the electric energy of the battery cell having the minimum internal resistance rmin is stored before the charging current value I2 becomes 0A, that is, during the period when the charging current flows. When switching from on to off, in addition to the current charging current, there is a concern that the charging current resulting from the voltage generated this time will flow in the secondary coil w2i and the reliability of the charging path will be reduced. For this reason, by providing the processing of this step, the occurrence of a situation where the reliability of the charging path is reduced is avoided. The charging current value I2 is detected by the coil current detector Ai.
上記ステップS22において2次側オン時間Tが規定時間T2on以上になると判断された場合には、ステップS32に進み、最大内部抵抗rmaxを有する電池セルに対応する2次側スイッチSW2iをオフする。 If it is determined in step S22 that the secondary-side on-time T is equal to or greater than the specified time T2on, the process proceeds to step S32, and the secondary-side switch SW2i corresponding to the battery cell having the maximum internal resistance rmax is turned off.
一方、上記ステップS14において否定判断された場合には、ステップS34に進み、組電池10が充電中であるか否かを判断する。ここで、組電池10が充電中であるか否かは、例えば、充電器12からの充電情報に基づき判断すればよい。
On the other hand, if a negative determination is made in step S14, the process proceeds to step S34 to determine whether or not the assembled
ステップS34において肯定判断された場合には、ステップS36に進み、組電池10の充電処理を行う。この処理は、次回の車両の走行等に備えて、上記電源装置から供給される電力によって、全ての電池セルCiの電圧を上限電圧Vth2(例えば4.1V)近傍まで上昇させるための処理である。なお、上限電圧Vth2は、例えば、電池セルCiの信頼性を維持可能な電圧の上限値として設定すればよい。
When an affirmative determination is made in step S34, the process proceeds to step S36, and the assembled
なお、上記ステップS16、S34において否定判断された場合や、ステップS32、S36の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。 If a negative determination is made in steps S16 and S34, or if the processes in steps S32 and S36 are completed, this series of processes is temporarily terminated.
続いて、図6に、本実施形態にかかる上記充電処理の手順を示す。この処理は、制御回路18によって繰り返し実行される。
Next, FIG. 6 shows the procedure of the charging process according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the
この一連の処理では、まずステップS40において、最大電圧Vmaxが上記上限電圧Vth2以上であるか否かを判断する。この処理は、電池セルCiのいずれかが満充電状態となったか否かを判断するための処理である。 In this series of processes, first, in step S40, it is determined whether or not the maximum voltage Vmax is equal to or higher than the upper limit voltage Vth2. This process is a process for determining whether any of the battery cells Ci is in a fully charged state.
ステップS40において肯定判断された場合には、ステップS42に進み、最小電圧Vminが、上限電圧Vth2から規定値Δβ(>0)減算した値よりも小さいか否かを判断する。この処理は、全ての電池セルCiが満充電状態となり、組電池10の充電処理が完了しているか否かを判断するための処理である。
When an affirmative determination is made in step S40, the process proceeds to step S42, and it is determined whether or not the minimum voltage Vmin is smaller than a value obtained by subtracting the specified value Δβ (> 0) from the upper limit voltage Vth2. This process is a process for determining whether or not all the battery cells Ci are fully charged and the charging process of the assembled
ステップS42において肯定判断された場合には、充電処理が未だ完了していないと判断し、ステップS44に進む。ステップS44では、最大電圧Vmaxを有する電池セルから最小電圧Vminを有する電池セルへと電力を供給する。詳しくは、まず、最小電圧Vminを有する電池セルに対応する2次側スイッチSW2iをオンする。そして、最大電圧Vmaxを有する電池セルCiに対応する1次側スイッチSW1iをオンし、所定時間経過後に1次側スイッチSW1iをオフする。これにより、最小電圧Vminを有する電池セルに対応する2次側コイルw2iから最小電圧Vminを有する電池セルへと充電電流が流れることとなる。 If an affirmative determination is made in step S42, it is determined that the charging process has not yet been completed, and the process proceeds to step S44. In step S44, power is supplied from the battery cell having the maximum voltage Vmax to the battery cell having the minimum voltage Vmin. Specifically, first, the secondary side switch SW2i corresponding to the battery cell having the minimum voltage Vmin is turned on. Then, the primary side switch SW1i corresponding to the battery cell Ci having the maximum voltage Vmax is turned on, and the primary side switch SW1i is turned off after a predetermined time has elapsed. As a result, a charging current flows from the secondary coil w2i corresponding to the battery cell having the minimum voltage Vmin to the battery cell having the minimum voltage Vmin.
なお、上記ステップS40、S42において否定判断された場合や、ステップS44の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。 If a negative determination is made in steps S40 and S42 described above, or if the process of step S44 is completed, this series of processes is temporarily terminated.
図7に、本実施形態にかかる均等化処理の一例を示す。詳しくは、同図を用いて、最小内部抵抗rminを有する電池セルとして電池セルC1が選択されるとともに、最大内部抵抗rmaxを有する電池セルとして電池セルC3が選択された場合における均等化処理について説明する。なお、図3(a)に、1次側スイッチSW11の操作状態の推移を示し、図3(b)に、2次側スイッチSW23の操作状態の推移を示し、図3(c)に、1次側電流値I1の推移を示し、図3(d)に、充電電流値I2の推移を示す。 FIG. 7 shows an example of equalization processing according to the present embodiment. Specifically, the equalization process when the battery cell C1 is selected as the battery cell having the minimum internal resistance rmin and the battery cell C3 is selected as the battery cell having the maximum internal resistance rmax will be described using FIG. To do. 3A shows the transition of the operating state of the primary side switch SW11, FIG. 3B shows the transition of the operating state of the secondary side switch SW23, and FIG. The transition of the secondary current value I1 is shown, and FIG. 3D shows the transition of the charging current value I2.
図示される例では、時刻t1〜t2の期間(例えば0.2秒)において電池セルCiの電圧検出処理がなされ、最小内部抵抗rmin,最大内部抵抗rmaxを有する電池セルC1,C3が特定される。 In the illustrated example, voltage detection processing of the battery cell Ci is performed in a period of time t1 to t2 (for example, 0.2 seconds), and the battery cells C1 and C3 having the minimum internal resistance rmin and the maximum internal resistance rmax are specified. .
そして、時刻t2において、2次側スイッチSW23がオンされて且つ、1次側スイッチSW11がオンされて均等化処理が開始される。1次側スイッチSW11がオンされることで、電池セルC1の正極端子、信号線L1、1次側コイルw11、1次側スイッチSW11、信号線L2、及び電池セルC1の負極端子からなる閉ループ回路が形成され、1次側コイルw11に流れる1次側電流値I1が漸増を開始する。また、2次側スイッチSW23がオンされることで、2次側コイルw21、第1電気経路La、第1の2次側スイッチSW23p、信号線L3、電池セルC3、第2の2次側スイッチSW23n、第2電気経路Lb、ダイオードD1からなる閉ループ回路が形成される。 At time t2, the secondary side switch SW23 is turned on and the primary side switch SW11 is turned on to start the equalization process. When the primary side switch SW11 is turned on, a closed loop circuit including the positive terminal of the battery cell C1, the signal line L1, the primary side coil w11, the primary side switch SW11, the signal line L2, and the negative terminal of the battery cell C1. Is formed, and the primary current value I1 flowing through the primary coil w11 starts to increase gradually. Further, when the secondary side switch SW23 is turned on, the secondary side coil w21, the first electric path La, the first secondary side switch SW23p, the signal line L3, the battery cell C3, the second secondary side switch A closed loop circuit composed of the SW 23n, the second electric path Lb, and the diode D1 is formed.
そして、1次側電流値I1が均等化電流値Ibに到達する時刻t3において、1次側スイッチSW11がオフされる。これにより、電磁誘導によって2次側コイルw21にダイオードDi側を負とする電圧が印加され、電池セルC3に充電電流が流れることとなる。そして、充電電流値I2が0Aとなる時刻t4において、1次側スイッチSW11がオンされる。 At time t3 when the primary side current value I1 reaches the equalized current value Ib, the primary side switch SW11 is turned off. As a result, a voltage that makes the diode Di side negative is applied to the secondary coil w21 by electromagnetic induction, and a charging current flows through the battery cell C3. Then, at time t4 when the charging current value I2 becomes 0A, the primary side switch SW11 is turned on.
以降、2次側オン時間Tが規定時間T2onとなる時刻t5まで、1次側スイッチSW11及び2次側スイッチSW23の上記態様のスイッチング操作が繰り返される。なお、規定時間T2onに渡って2次側スイッチSW23のオンを継続させるのは、2次側スイッチSW23のターンオン及びターンオフ時におけるスイッチング損失を低減するためである。 Thereafter, the above-described switching operation of the primary side switch SW11 and the secondary side switch SW23 is repeated until the time t5 when the secondary side on-time T becomes the specified time T2on. The reason why the secondary side switch SW23 is kept on for the specified time T2on is to reduce the switching loss when the secondary side switch SW23 is turned on and off.
次に、図8に、本実施形態にかかる均等化処理の効果を示す。詳しくは、図8は、所定の車両走行パターン(例えばJC08モード)にて均等化処理を行う場合における特定の電池セルの電圧の推移を示すものである。 Next, FIG. 8 shows the effect of the equalization processing according to the present embodiment. Specifically, FIG. 8 shows the transition of the voltage of a specific battery cell when equalization processing is performed in a predetermined vehicle traveling pattern (for example, JC08 mode).
まず、モータジェネレータの駆動によって組電池10の放電がなされる状況下において、内部抵抗に基づく均等化処理が行われる場合を図中実線にて示す。
First, the solid line in the figure shows the case where the equalization process based on the internal resistance is performed under the situation where the assembled
図示される例では、電池セル同士の容量のばらつきを極力速やかに小さくすることができ、電池セルの電圧が所定の低電圧(例えば2.5V)となるまでの時間tBが伸長されている。 In the illustrated example, the capacity variation between the battery cells can be reduced as quickly as possible, and the time tB until the voltage of the battery cell becomes a predetermined low voltage (for example, 2.5 V) is extended.
これに対し、電池セルの電圧に基づき電力供給先及び供給元を選択する均等化処理を行う場合には、図中破線にて示すように、電池セル同士の容量のばらつきを抑制することができず、電池セルの電圧が所定の低電圧となるまでの時間tAが短くなる。 On the other hand, when performing the equalization process of selecting the power supply destination and the supply source based on the voltage of the battery cell, it is possible to suppress the variation in capacity between the battery cells as shown by the broken line in the figure. Therefore, the time tA until the voltage of the battery cell becomes a predetermined low voltage is shortened.
なお、本実施形態にかかる均等化処理によれば、電圧に基づき電池セルを選択する均等化処理と比較して、車両の走行時間が71.7分から74.3分に伸びる(車両の走行距離が4.7%長くなる)ことが本発明者らによって調べられている。 In addition, according to the equalization process according to the present embodiment, the travel time of the vehicle is increased from 71.7 minutes to 74.3 minutes compared to the equalization process of selecting the battery cells based on the voltage (the travel distance of the vehicle). Has increased by 4.7%).
このように、本実施形態では、最小内部抵抗rminを有する電池セルから最大内部抵抗rmaxを有する電池セルに、トランスTiを介して電力供給する均等化処理を行うことで、電池セルCiを適切に均等化することができる。 As described above, in the present embodiment, the battery cell Ci is appropriately configured by performing the equalization process for supplying power from the battery cell having the minimum internal resistance rmin to the battery cell having the maximum internal resistance rmax via the transformer Ti. Can be equalized.
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。 According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1)電池セルCiの中から最小内部抵抗rminを有する電池セル及び最大内部抵抗rmaxを有する電池セルを選択した。そして、最小内部抵抗rminを有する電池セルから、最大内部抵抗rmaxを有する電池セルに、トランスTiを介して電力供給する均等化処理を行った。これにより、電池セルCiの均等化を適切に行うことができ、組電池10の使用可能時間を長くすることができる。これにより、車両の走行距離を拡大することなどができる。
(1) The battery cell having the minimum internal resistance rmin and the battery cell having the maximum internal resistance rmax were selected from the battery cells Ci. And the equalization process which supplies electric power via the transformer Ti from the battery cell which has the minimum internal resistance rmin to the battery cell which has the maximum internal resistance rmax was performed. Thereby, equalization of the battery cell Ci can be performed appropriately and the usable time of the assembled
(2)電池セルCiの電圧Vi及び負荷電流値Irに基づき算出した内部抵抗riを、電池セルCiのSOCi、温度Thiに基づき補正した。これにより、電池セルCiの温度が内部抵抗riに及ぼす影響を極力排除することができ、電池セルCiの劣化度合いの把握精度を向上させることができる。 (2) The internal resistance ri calculated based on the voltage Vi and the load current value Ir of the battery cell Ci was corrected based on the SOCi and temperature Thi of the battery cell Ci. Thereby, the influence which the temperature of battery cell Ci has on internal resistance ri can be excluded as much as possible, and the grasping | ascertainment precision of the deterioration degree of battery cell Ci can be improved.
(3)均等化処理と、電圧検出処理とを交互に所定周期で行った。これにより、均等化処理に伴う消費電力が大きくならないこと、及び最小内部抵抗rminを有する電池セルから最大内部抵抗rmaxを有する電池セルへと電力を供給する十分な時間の確保することをバランスさせることなどができる。 (3) The equalization process and the voltage detection process were alternately performed at a predetermined cycle. As a result, it is possible to balance that the power consumption accompanying the equalization process does not increase and that sufficient time for supplying power from the battery cell having the minimum internal resistance rmin to the battery cell having the maximum internal resistance rmax is secured. Etc.
(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
図9に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。 FIG. 9 shows a system configuration according to the present embodiment.
図示される回路には、1つのトランスTWが設けられている。トランスTWは、1次側コイルw1i及び2次側コイルw2iのそれぞれを電池セルCiの数と同数有している。 The circuit shown in the figure is provided with one transformer TW. The transformer TW has the same number of primary side coils w1i and secondary side coils w2i as the number of battery cells Ci.
電池セルCiのそれぞれには、1次側コイルw1i及び1次側スイッチSW1iの直列接続体が並列接続されている。詳しくは、上記直列接続体は、信号線Li,L(i+1)間に接続されている。 Each battery cell Ci is connected in parallel with a series connection of a primary coil w1i and a primary switch SW1i. Specifically, the series connection body is connected between the signal lines Li and L (i + 1).
また、電池セルCiのそれぞれには、さらに、2次側コイルw2i、ダイオードDi及び2次側スイッチSW2iの直列接続体が並列接続されている。詳しくは、2次側コイルw2iのうち電池セルCiの正極端子側は、2次側コイルw2iに生じる電圧の極性が正となる側である。また、ダイオードDiのアノード側は、2次側スイッチSW2i側に接続されている。 Each battery cell Ci is further connected in parallel with a series connection of a secondary coil w2i, a diode Di, and a secondary switch SW2i. Specifically, in the secondary coil w2i, the positive terminal side of the battery cell Ci is the side where the polarity of the voltage generated in the secondary coil w2i is positive. The anode side of the diode Di is connected to the secondary switch SW2i side.
こうした構成によれば、電力供給先の電池セルを複数選択し、これら電池セルに電力を供給して充電することができる。 According to such a configuration, a plurality of battery cells as power supply destinations can be selected, and power can be supplied and charged to these battery cells.
具体的には、電力供給先の電池セルとして、最大内部抵抗rmaxを有する電池セルC1と、最大内部抵抗rmaxの次に低い内部抵抗を有する電池セルC2とが選択され、電力供給元の電池セルとして、最小内部抵抗rminを有する電池セルC3が選択される例を挙げると、まず、電池セルC3に対応する1次側スイッチSW13がオンされることで、1次側コイルw13に電気エネルギが蓄えられる。 Specifically, the battery cell C1 having the maximum internal resistance rmax and the battery cell C2 having the next lowest internal resistance rmax are selected as the battery cells to which power is supplied, and the battery cell of the power supply source is selected. As an example, when the battery cell C3 having the minimum internal resistance rmin is selected, first, when the primary side switch SW13 corresponding to the battery cell C3 is turned on, electric energy is stored in the primary side coil w13. It is done.
そして、その後、電池セルC1,C2に対応する2次側スイッチSW21,SW22がオンされる状況下、1次側スイッチSW13をオフさせることで、電池セルC3から電池セルC1,C2に電力が供給される。 Then, after the secondary side switches SW21 and SW22 corresponding to the battery cells C1 and C2 are turned on, the primary side switch SW13 is turned off to supply power from the battery cell C3 to the battery cells C1 and C2. Is done.
なお、本実施形態にかかる回路構成に対し、上記第1の実施形態にかかる回路構成では、電力供給先の電池セルとして複数の電池セルを選択して均等化処理を行うことが困難となる。 In contrast to the circuit configuration according to the present embodiment, in the circuit configuration according to the first embodiment, it is difficult to select a plurality of battery cells as the power supply destination battery cells and perform the equalization process.
つまり、電力供給先の電池セルとして互いに離間した2つの電池セルC1,Cnが選択される例を挙げると、これら電池セルC1,Cnに対応する2次側スイッチSW21,SW2nがオンされることで、電池セルC2〜Cnの直列接続体の正極端子及び負極端子が短絡される等、トランスTiを介さずに電力の授受が行われ、均等化処理を適切に行うことができない。 That is, when two battery cells C1 and Cn that are separated from each other are selected as the battery cells to which power is supplied, secondary switches SW21 and SW2n corresponding to these battery cells C1 and Cn are turned on. Since the positive terminal and the negative terminal of the series connection body of the battery cells C2 to Cn are short-circuited, power is transferred without passing through the transformer Ti, and the equalization process cannot be performed appropriately.
(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
(Other embodiments)
Each of the above embodiments may be modified as follows.
・電池セルCiの内部抵抗riの補正手法としては、上記第1の実施形態に例示したものに限らない。例えば、上記温度差ΔTiが大きいほど、温度補正量を小さく設定し、上記ΔSOCiが大きいほど、SOC補正量を小さく設定し、電池セルCiの電圧Vi及び負荷電流値Irに基づき算出された内部抵抗riに温度補正量とSOC補正量とを加算することで、内部抵抗riを補正してもよい。ここで、上記温度補正量は、上記温度差ΔTiが0となる場合に0となり、上記SOC補正量は、上記ΔSOCiが0となる場合に0となる。 The method for correcting the internal resistance ri of the battery cell Ci is not limited to the one exemplified in the first embodiment. For example, the larger the temperature difference ΔTi is, the smaller the temperature correction amount is set. The larger the ΔSOCi is, the smaller the SOC correction amount is set, and the internal resistance calculated based on the voltage Vi and the load current value Ir of the battery cell Ci. The internal resistance ri may be corrected by adding the temperature correction amount and the SOC correction amount to ri. Here, the temperature correction amount becomes 0 when the temperature difference ΔTi becomes 0, and the SOC correction amount becomes 0 when the ΔSOCi becomes 0.
・電力供給元の電池セルの選択手法としては、上記第1の実施形態に例示したものに限らない。例えば、全ての電池セルCiの内部抵抗riの平均値(平均内部抵抗rbar)を算出し、電力供給元の電池セルとして、平均内部抵抗rbarよりも低い内部抵抗を有する1又は複数の電池セルを選択してもよい。この場合、均等化電流値Ibを、例えば、平均内部抵抗rbarよりも低い内部抵抗を有する電池セルの数が多いほど小さく設定してもよい。 The method for selecting the battery cell of the power supply source is not limited to the method exemplified in the first embodiment. For example, the average value (average internal resistance rbar) of the internal resistance ri of all the battery cells Ci is calculated, and one or a plurality of battery cells having an internal resistance lower than the average internal resistance rbar are calculated as the battery cell of the power supply source. You may choose. In this case, the equalization current value Ib may be set to be smaller as the number of battery cells having an internal resistance lower than the average internal resistance rbar is increased, for example.
なお、電力供給元となる電池セルが複数選択される場合、均等化処理において、電力供給元となる複数の電池セルに対応する均等化電流値Ibを互いに相違させてもよい。 When a plurality of battery cells that are power supply sources are selected, the equalization current values Ib corresponding to the plurality of battery cells that are power supply sources may be different from each other in the equalization process.
また、複数の電池セルに対応する1次側スイッチSW1iのオンタイミングをずらず均等化処理を行ってもよい。これにより、充電電流値I2のピーク値を低くすることができるため、回路規模の拡大を抑制することができる。 Further, the equalization process may be performed without delaying the ON timing of the primary side switch SW1i corresponding to a plurality of battery cells. Thereby, since the peak value of the charging current value I2 can be lowered, it is possible to suppress an increase in circuit scale.
・均等化処理を行うための回路構成としては、上記各実施形態に例示したものに限らない。例えば、フライングキャパシタ(エネルギ蓄積手段)と、一部の電池セルをフライングキャパシタに選択的に接続するマルチプレクサ(接続手段)と、電力供給先の電池セルによってフライングキャパシタに電荷を供給し、フライングキャパシタに蓄えられた電荷を電力供給先の電池セルに供給すべくマルチプレクサを操作する制御回路(操作手段)とを備える回路構成としてもよい(特開2010−183766号公報の図2参照)。ただし、この場合、電力供給元の電池セルの電圧よりも電力供給先の電池セルの電圧が高い場合、電力供給元の電池セルから電力供給先の電池セルへと電力を供給することができない。このため、例えば、組電池から放電される状況下において、均等化処理を行うのが望ましい。これは、上述したように、組電池から放電される状況下においては、電力供給先となる内部抵抗が大きい電池セルの電圧が、電力供給元となる内部抵抗が小さい電池セルの電圧よりも低くなる蓋然性が高いことに鑑みたものである。 The circuit configuration for performing the equalization process is not limited to those illustrated in the above embodiments. For example, a flying capacitor (energy storage means), a multiplexer (connecting means) that selectively connects some of the battery cells to the flying capacitor, and a battery cell that is a power supply destination supplies charges to the flying capacitor. It is good also as a circuit structure provided with the control circuit (operation means) which operates a multiplexer in order to supply the stored electric charge to the battery cell of an electric power supply destination (refer FIG. 2 of Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-183766). However, in this case, when the voltage of the power supply destination battery cell is higher than the voltage of the power supply source battery cell, power cannot be supplied from the power supply source battery cell to the power supply destination battery cell. For this reason, for example, it is desirable to perform the equalization process in a situation where the battery pack is discharged. As described above, under the situation where the battery pack is discharged, the voltage of the battery cell having a large internal resistance as the power supply destination is lower than the voltage of the battery cell having a low internal resistance as the power supply source. This is in view of the high probability of becoming.
・上記第1の実施形態では、均等化電流値Ibを調節することで1次側スイッチSW1iのオン時間T1on(先の図7参照)を調節したが、先の図2のステップS18の処理においてオン時間T1onを可変設定してもよい。 In the first embodiment, the ON time T1on (see FIG. 7) of the primary side switch SW1i is adjusted by adjusting the equalization current value Ib. However, in the process of step S18 of FIG. The on-time T1on may be variably set.
・上記第1の実施形態では、均等化処理の実行中において2次側スイッチSW2iを常時オンする制御ロジックを採用したがこれに限らない。例えば、充電電流が流れる期間に限って2次側スイッチSW2iをオンする制御ロジックを採用してもよい。 In the first embodiment, the control logic that always turns on the secondary side switch SW2i during the execution of the equalization process is adopted, but the present invention is not limited to this. For example, a control logic that turns on the secondary side switch SW2i only during a period in which the charging current flows may be employed.
・下限電圧Vth1の設定手法としては、上記各実施形態に例示したものに限らない。例えば、組電池10の容量が少ない旨を低圧システム側に通知する処理を行うために、下限電圧Vth1を、電池セルの信頼性を維持可能な電圧の下限値よりも高い値に設定してもよい。
The setting method of the lower limit voltage Vth1 is not limited to the one exemplified in the above embodiments. For example, even if the lower limit voltage Vth1 is set to a value higher than the lower limit value of the voltage capable of maintaining the reliability of the battery cell in order to notify the low voltage system side that the capacity of the assembled
・上記各実施形態では、1個の電池セルCiを単位電池として均等化処理を行ったがこれに限らない。例えば、互いに隣接する複数個の電池セルの直列接続体(1ブロック)を単位電池として均等化処理を行ってもよい。 In each of the above embodiments, the equalization process is performed using one battery cell Ci as a unit battery, but the present invention is not limited to this. For example, the equalization process may be performed using a series connection body (1 block) of a plurality of battery cells adjacent to each other as a unit battery.
・電池セルとしては、リチウム2次電池に限らず、ニッケル水素2次電池等であってもよい。要は、電池セルの劣化度合いが大きいほど、内部抵抗が高くなる傾向を有する電池セルであればよい。 -As a battery cell, not only a lithium secondary battery but a nickel-hydrogen secondary battery etc. may be sufficient. In short, any battery cell having a tendency that the internal resistance tends to increase as the degree of deterioration of the battery cell increases.
・整流手段としては、ダイオードに限らず、例えばサイリスタ等であってもよい。 The rectifying means is not limited to a diode, and may be a thyristor, for example.
・上記各実施形態では、プラグインハイブリッド車に本発明を適用したがこれに限らず、車載主機として内燃機関を搭載しない電気自動車(EV)等に本発明を適用してもよい。 In each of the above embodiments, the present invention is applied to a plug-in hybrid vehicle. However, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to an electric vehicle (EV) that does not have an internal combustion engine mounted thereon.
10…組電池、Ci…電池セル、18…制御回路、Ti…トランス、SW1i…1次側スイッチ、SW2i…2次側スイッチ、Di…ダイオード。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記単位電池の電気エネルギを一時的に蓄えるエネルギ蓄積手段と、
一部の前記単位電池を前記エネルギ蓄積手段に選択的に接続する接続手段と、
前記単位電池のそれぞれに流れる電流及び該単位電池のそれぞれの電圧に基づき、該単位電池のそれぞれの内部抵抗を算出する内部抵抗算出手段と、
前記算出された内部抵抗に基づき、前記単位電池の中から、前記内部抵抗が低い水準の単位電池と、前記内部抵抗が高い水準の単位電池とを選択する処理を行う選択処理手段と、
前記低い水準の単位電池から前記高い水準の単位電池へと電荷を供給すべく、前記接続手段を操作する処理を行う操作手段とを備えることを特徴とする組電池の容量調節装置。 Applied to an assembled battery as a serially connected unit battery, which is one or a plurality of adjacent battery cells,
Energy storage means for temporarily storing electric energy of the unit cell;
Connection means for selectively connecting some of the unit cells to the energy storage means;
Internal resistance calculating means for calculating the internal resistance of each of the unit cells based on the current flowing through each of the unit cells and the voltage of each of the unit cells;
Based on the calculated internal resistance, a selection processing means for performing a process of selecting a unit battery having a low level of internal resistance and a unit battery having a high level of internal resistance from the unit batteries;
An assembled battery capacity adjustment device comprising: an operation unit that performs a process of operating the connection unit to supply electric charge from the low-level unit cell to the high-level unit cell.
前記接続手段は、前記単位電池のそれぞれと前記トランスの1次側コイルとを接続する電気経路のそれぞれを選択的に開閉可能な1次側開閉手段、及び前記単位電池のそれぞれと前記トランスの2次側コイルとを接続する電気経路のそれぞれを選択的に開閉可能な2次側開閉手段であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の組電池の容量調節装置。 The energy storage means is a transformer,
The connection means includes primary side opening / closing means capable of selectively opening and closing each of the electrical paths connecting each of the unit batteries and the primary coil of the transformer, and each of the unit batteries and the transformer 2. 4. The assembled battery capacity adjusting device according to claim 1, wherein the battery pack capacity adjusting device is a secondary side opening / closing means capable of selectively opening and closing each of the electrical paths connecting the secondary side coil. 5.
前記トランス、前記1次側開閉手段、前記2次側開閉手段、及び前記整流手段のそれぞれは、前記単位電池のそれぞれに対して備えられ、
前記トランスは、前記1次側コイル及び前記2次側コイルを備え、
前記単位電池のそれぞれには、前記1次側コイル及び前記1次側開閉手段の直列接続体が並列接続されるとともに、前記2次側開閉手段を介して前記2次側コイル及び前記整流手段の直列接続体のそれぞれが並列接続され、
前記整流手段は、前記2次側コイルから前記単位電池の正極側へと向かう方向に電流を流す機能を有することを特徴とする請求項4記載の組電池の容量調節装置。 Rectifying means for restricting the current flow of the secondary coil in one direction;
Each of the transformer, the primary side opening / closing means, the secondary side opening / closing means, and the rectifying means is provided for each of the unit cells,
The transformer includes the primary side coil and the secondary side coil,
In each of the unit cells, a serial connection body of the primary side coil and the primary side opening / closing means is connected in parallel, and the secondary side coil and the rectifying means are connected via the secondary side opening / closing means. Each series connection is connected in parallel,
5. The capacity adjustment device for an assembled battery according to claim 4, wherein the rectifying means has a function of flowing a current in a direction from the secondary coil toward the positive electrode side of the unit battery.
前記トランスは、前記1次側コイル及び前記2次側コイルを複数対備え、
前記1次側開閉手段、前記2次側開閉手段及び前記整流手段のそれぞれは、前記単位電池のそれぞれに対して備えられ、
前記単位電池のそれぞれには、前記1次側コイル及び前記1次側開閉手段の直列接続体とともに、前記2次側コイル、前記2次側開閉手段及び前記整流手段を備える2次側電気経路が並列接続され、
前記2次側開閉手段は、前記2次側電気経路を開閉するものであり、
前記整流手段は、前記単位電池の正極側に向かって前記2次側電気経路に電流が流れるように備えられることを特徴とする請求項4記載の組電池の容量調節装置。 Rectifying means for restricting the current flow of the secondary coil in one direction;
The transformer includes a plurality of pairs of the primary side coil and the secondary side coil,
Each of the primary side opening / closing means, the secondary side opening / closing means and the rectifying means is provided for each of the unit cells,
Each of the unit batteries has a secondary electrical path including the secondary coil, the secondary switching means, and the rectifying means, as well as a serial connection of the primary coil and the primary switching means. Connected in parallel,
The secondary side opening / closing means opens and closes the secondary side electric path,
5. The capacity adjustment device for an assembled battery according to claim 4, wherein the rectifying means is provided such that a current flows through the secondary-side electric path toward the positive electrode side of the unit battery.
前記選択処理手段は、前記補正された内部抵抗に基づき、前記選択する処理を行うことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の組電池の容量調節装置。 And a correction means for correcting the internal resistance of each of the unit cells calculated by the internal resistance calculation means based on the temperature of each of the unit batteries,
The assembled battery capacity adjustment apparatus according to claim 1, wherein the selection processing unit performs the selection process based on the corrected internal resistance.
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