JP2013031247A - Battery device discharging system - Google Patents
Battery device discharging system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013031247A JP2013031247A JP2011164001A JP2011164001A JP2013031247A JP 2013031247 A JP2013031247 A JP 2013031247A JP 2011164001 A JP2011164001 A JP 2011164001A JP 2011164001 A JP2011164001 A JP 2011164001A JP 2013031247 A JP2013031247 A JP 2013031247A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- batteries
- switch
- discharge
- switches
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Description
本発明は、バッテリ装置の放電システムに関する。 The present invention relates to a discharge system for a battery device.
モータのみで走行する電気自動車（ＥＶ）やモータ及びエンジンで走行するハイブリッド車（ＨＥＶ、ＰＨＥＶ）等の電動車両に搭載されるバッテリ装置は、蓄電池（二次電池；以降、バッテリと呼ぶ。）を複数直列に接続しており、このような構成により、バッテリ装置に蓄えた電力から所望の電圧を得るようにしている。 A battery device mounted on an electric vehicle such as an electric vehicle (EV) that runs only by a motor or a hybrid vehicle (HEV, PHEV) that runs by a motor and an engine is a storage battery (secondary battery; hereinafter referred to as a battery). A plurality of units are connected in series, and with such a configuration, a desired voltage is obtained from the electric power stored in the battery device.
バッテリ装置のバッテリは、経年変化（充放電サイクルの繰り返し等）により劣化していき、その電池容量が減少していくが、各々のバッテリの温度等の違いにより、電池容量減少の度合いは異なり、一様ではない。そして、劣化の大きい、つまり、電池容量が小さくなったバッテリは、放電時に電圧が下がりやすい性質がある。そのため、バッテリ装置内に他より劣化の大きいバッテリが一部でもあると、ＳＯＣ（State of Charge；充電率）を判定する電圧の残量が減りやすくなり、車両の航続距離（外部からの電気や燃料の補給無しに走行する距離）が短くなってしまう。 The battery of the battery device deteriorates due to secular change (repetition of charge / discharge cycles, etc.), and its battery capacity decreases, but the degree of battery capacity reduction varies depending on the temperature of each battery, etc. It is not uniform. A battery having a large deterioration, that is, having a small battery capacity, has a property that the voltage tends to decrease during discharging. Therefore, if some of the batteries in the battery device are more deteriorated than others, the remaining amount of voltage for determining the SOC (State of Charge) is likely to be reduced, and the cruising distance of the vehicle (electricity from the outside or The distance traveled without refueling will be shortened.
又、バッテリ装置においては、各バッテリ間で電圧差が生じないようにすることが望ましい。しかしながら、劣化により、バッテリ装置内の各々のバッテリの電池容量が異なる状態となった場合には、満充電時にバッテリ同士の電圧のバランスが取れなくなってしまう。電圧のバランスを取ろうとすると、電力を使う必要がなくても、電圧が高いバッテリからの放電が必要となり、電力を無駄に捨てることになる。これは、電池容量の異なる新品の（劣化していない）バッテリを複数使用するバッテリ装置でも起こることである。 Moreover, in the battery device, it is desirable to prevent a voltage difference between the batteries. However, when the battery capacity of each battery in the battery device becomes different due to the deterioration, the voltages of the batteries cannot be balanced when fully charged. When trying to balance the voltage, even if it is not necessary to use power, discharging from a battery having a high voltage is necessary, and power is wasted. This also occurs in a battery device that uses a plurality of new (not deteriorated) batteries having different battery capacities.
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、電池容量が小さいバッテリが一部にあっても、ＳＯＣが減りにくく、電力を無駄に捨てることがないバッテリ装置の放電システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a discharge system for a battery device in which the SOC is difficult to decrease even when a battery with a small battery capacity is in part, and power is not wasted. To do.
上記課題を解決する第１の発明に係るバッテリ装置の放電システムは、
複数のバッテリを直列に接続したバッテリ装置において、当該バッテリ装置の放電を制御するバッテリ装置の放電システムであって、
各バッテリ同士を直列に接続する第１のスイッチと、
各バッテリをバイパスするバイパス線に接続する第２のスイッチと、
各バッテリの状態を検出し、検出した状態に応じて、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、検出した各バッテリの状態に基づき、放電を避けるバッテリを選定し、当該バッテリに対する前記第１のスイッチをオフとし、当該バッテリに対する前記第２のスイッチをオンとすることにより、当該バッテリをバイパスして、他のバッテリから放電することを特徴とする。
A discharging system for a battery device according to a first invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In a battery device in which a plurality of batteries are connected in series, the battery device discharge system controls discharge of the battery device,
A first switch for connecting each battery in series;
A second switch connected to a bypass line that bypasses each battery;
Control means for detecting the state of each battery and controlling the first switch and the second switch according to the detected state;
The control means selects a battery that avoids discharge based on the detected state of each battery, turns off the first switch for the battery, and turns on the second switch for the battery. The battery is bypassed and discharged from another battery.
上記課題を解決する第２の発明に係るバッテリ装置の放電システムは、
上記第１の発明に記載のバッテリ装置の放電システムにおいて、
各バッテリのいずれか一方の極側に前記第１のスイッチを設けると共に、
１つの前記バッテリと１つの前記第１のスイッチを間に挟むように、前記第２のスイッチを各々配置して、前記バイパス線と接続したことを特徴とする。
A discharging system for a battery device according to a second invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the discharge system for the battery device according to the first invention,
While providing the first switch on either pole side of each battery,
Each of the second switches is arranged so as to sandwich one battery and one first switch therebetween, and is connected to the bypass line.
上記課題を解決する第３の発明に係るバッテリ装置の放電システムは、
上記第１又は第２の発明に記載のバッテリ装置の放電システムにおいて、
前記制御手段は、
各バッテリの温度及び電圧を検出すると共に、使用時における各バッテリの電圧の変化を検出し、検出した各バッテリの電圧に基づき、各バッテリの充電率を算出すると共に、使用時における各バッテリの電圧の変化に基づき、各バッテリの電池容量を算出し、前記温度、前記充電率及び前記電池容量の条件下において、要求される放電電流値を放電できないバッテリを、放電を避けるバッテリとして選定することを特徴とする。
A discharging system for a battery device according to a third invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the discharge system for the battery device according to the first or second invention,
The control means includes
While detecting the temperature and voltage of each battery, the change of the voltage of each battery at the time of use is detected, the charging rate of each battery is calculated based on the detected voltage of each battery, and the voltage of each battery at the time of use is also calculated. The battery capacity of each battery is calculated based on the change of the battery, and a battery that cannot discharge the required discharge current value under the conditions of the temperature, the charging rate, and the battery capacity is selected as a battery that avoids discharge. Features.
本発明によれば、当初から電池容量が小さい、又は、劣化により電池容量が小さくなったバッテリが一部にあっても、放電を避けるバッテリとして選定し、当該バッテリをバイパスして、他のバッテリから放電を行うので、充電率が減りにくくなり、又、電力を無駄に捨てることが無くなる。 According to the present invention, even if there are some batteries whose battery capacity is small from the beginning or whose battery capacity has become small due to deterioration, the battery is selected as a battery that avoids discharge, bypasses the battery, Therefore, the charging rate is difficult to decrease, and power is not wasted.
以下、図１〜図９を参照して、本発明に係るバッテリ装置の放電システムの実施形態を説明する。なお、本発明に係るバッテリ装置の放電システムは、電気自動車に限らず、ハイブリッド車等の電動車両にも適用可能である。 Hereinafter, with reference to FIGS. 1-9, embodiment of the discharge system of the battery apparatus which concerns on this invention is described. In addition, the discharge system of the battery device according to the present invention is applicable not only to an electric vehicle but also to an electric vehicle such as a hybrid vehicle.
（実施例１）
図１は、本実施例のバッテリ装置の放電システムを示す概略構成図であり、図２は、図１に示したバッテリ装置の放電システムにおける制御を説明するフローチャートであり、図３（ａ）、（ｂ）は、図２に示した制御で用いるマップであり、図４〜図７は、図２に示した制御によるスイッチング例のいくつかを示す図であり、図８は、図２に示した制御による効果を説明する図である。又、図９は、図１に示したバッテリ装置の放電システムの変形例を示す概略構成図である。
Example 1
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a discharge system for a battery device according to the present embodiment, and FIG. 2 is a flowchart for explaining control in the discharge system for the battery device illustrated in FIG. (B) is a map used in the control shown in FIG. 2, FIGS. 4 to 7 are diagrams showing some examples of switching by the control shown in FIG. 2, and FIG. 8 is shown in FIG. It is a figure explaining the effect by other control. FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a modified example of the discharge system of the battery device shown in FIG.
本実施例のバッテリ装置の放電システムは、複数のバッテリＢ1、Ｂ2、Ｂ3を有するバッテリ装置１０と、各バッテリＢ1、Ｂ2、Ｂ3の監視を行うと共に、後述するスイッチの制御を行うＥＣＵ（Electronics Control Unit）２０とを有している。バッテリ装置１０には、放電対象（電力供給対象）となる負荷ＬＤが接続されており、ＥＣＵ２０は、放電電流値に応じて、後述するスイッチの制御を行い、負荷ＬＤへ電力を供給する。負荷ＬＤは、電気自動車の場合には駆動用モータ等が該当する。なお、ここでは、説明を簡単にするため、バッテリを３つ図示しているが、実際のバッテリ装置は、多数のバッテリを有している。
The battery system discharge system of this embodiment monitors a
バッテリ装置１０においては、各バッテリＢ1、Ｂ2、Ｂ3を直列に接続するため、スイッチＳａ1、Ｓａ2、Ｓａ3（第１のスイッチ）を設けており、更に、各バッテリＢ1、Ｂ2、Ｂ3をバイパスするバイパス線ＢＬに接続するため、スイッチＳｂ1、Ｓｂ2、Ｓｂ3、Ｓｂ4（第２のスイッチ）を設けている。
In the
具体的には、図１に示すように、負荷ＬＤとバッテリＢ1との間に、バイパス線ＢＬに接続するスイッチＳｂ1を設け、バッテリＢ1−Ｂ2間を直列に接続するスイッチＳａ1とバッテリＢ2との間に、バイパス線ＢＬに接続するスイッチＳｂ2を設け、バッテリＢ2−Ｂ3間を直列に接続するスイッチＳａ2とバッテリＢ3との間に、バイパス線ＢＬに接続するスイッチＳｂ3を設け、バッテリＢ3−負荷ＬＤ間を直列に接続するスイッチＳａ3と負荷ＬＤとの間に、バイパス線ＢＬに接続するスイッチＳｂ4を設けている。つまり、１つのバッテリと１つの第１のスイッチを間に挟むように、第２のスイッチを各々配置している。 Specifically, as shown in FIG. 1, a switch Sb 1 connected to the bypass line BL is provided between the load LD and the battery B 1, and a switch Sa 1 connecting the batteries B 1 and B 2 in series. connected between the battery B 2, the switch Sb 2 to be connected to the bypass line BL is provided, between the switch Sa 2 and the battery B 3 that connects the battery B 2 -B 3 in series, the bypass line BL and the provided switch Sb 3, the battery B 3 - between the switch Sa 3 for connecting the load LD in series with the load LD, and a switch Sb 4 to be connected to the bypass line BL. That is, the second switches are arranged so that one battery and one first switch are sandwiched therebetween.
なお、スイッチＳａ1、Ｓａ2、Ｓａ3及びスイッチＳｂ1、Ｓｂ2、Ｓｂ3、Ｓｂ4の接続構成については、図９に示す変形例のような構成でもよい。具体的には、図９においては、負荷ＬＤと負荷ＬＤ−バッテリＢ1間を直列に接続するスイッチＳａ1との間に、バイパス線ＢＬに接続するスイッチＳｂ1を設け、バッテリＢ1とバッテリＢ1−Ｂ2間を直列に接続するスイッチＳａ2との間に、バイパス線ＢＬに接続するスイッチＳｂ2を設け、バッテリＢ2とバッテリＢ2−Ｂ3間を直列に接続するスイッチＳａ3との間に、バイパス線ＢＬに接続するスイッチＳｂ3を設け、バッテリＢ3と負荷ＬＤとの間に、バイパス線ＢＬに接続するスイッチＳｂ4を設けている。ここでも、１つのバッテリと１つの第１のスイッチを間に挟むように、第２のスイッチを各々配置している。 Incidentally, the connection structure of the switch Sa 1, Sa 2, Sa 3 and the switch Sb 1, Sb 2, Sb 3 , Sb 4 may be configured such as in a modification shown in FIG. Specifically, in FIG. 9, a switch Sb 1 connected to the bypass line BL is provided between the load LD and the switch Sa 1 connecting the load LD and the battery B 1 in series, and the battery B 1 and the battery B 1 are connected. A switch Sb 2 connected to the bypass line BL is provided between the switch Sa 2 connecting B 1 and B 2 in series, and the switch Sa 3 connecting the battery B 2 and the batteries B 2 to B 3 in series. Is provided with a switch Sb 3 connected to the bypass line BL, and a switch Sb 4 connected to the bypass line BL is provided between the battery B 3 and the load LD. Again, the second switches are arranged so as to sandwich one battery and one first switch therebetween.
そして、ＥＣＵ２０は、各バッテリＢ1、Ｂ2、Ｂ3の温度及び電圧を測定しており、測定した温度及び電圧、そして、負荷ＬＤから要求された放電電流値に応じて、図１、図９に示す構成のスイッチＳａ1、Ｓａ2、Ｓａ3及びスイッチＳｂ1、Ｓｂ2、Ｓｂ3、Ｓｂ4のスイッチングを行うことにより、全てのバッテリを直列に接続したり（後述の図４参照）、全てのバッテリの中から任意の１つ又は複数のバッテリをバイパスし、残りのバッテリを直列に接続したり（後述の図５〜図７）することができる。 The ECU 20 measures the temperature and voltage of each of the batteries B 1 , B 2 , B 3 , and according to the measured temperature and voltage and the discharge current value requested from the load LD, FIG. By switching the switches Sa 1 , Sa 2 , Sa 3 and the switches Sb 1 , Sb 2 , Sb 3 , Sb 4 having the configuration shown in FIG. 9, all the batteries are connected in series (see FIG. 4 described later). Any one or a plurality of batteries among all the batteries can be bypassed, and the remaining batteries can be connected in series (FIGS. 5 to 7 described later).
次に、図２のフローチャート、図３（ａ）、（ｂ）のマップ、図４〜図７のスイッチング例を参照して、本実施例のバッテリ装置の放電システムにおける制御を説明する。なお、図３（ａ）は、ある電池容量のバッテリにおいて、温度及びＳＯＣの変化に対する許容放電電流値を示すマップであり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示された各ＳＯＣの間の値を補間するためのマップである。 Next, with reference to the flowchart of FIG. 2, the maps of FIGS. 3A and 3B, and the switching examples of FIGS. 3A is a map showing an allowable discharge current value with respect to changes in temperature and SOC in a battery having a certain battery capacity, and FIG. 3B shows each SOC shown in FIG. It is a map for interpolating the value between.
負荷ＬＤからＥＣＵ２０へ放電要求、例えば、放電電流値２０Ａの放電要求が入力される（ステップＳ１）。この放電要求は、放電を行っていないとき（例えば、充電や回生のとき）の放電要求に限らず、放電を行っているときの放電要求、つまり、放電電流値の変更の要求であってもよい。
A discharge request, for example, a discharge request with a discharge
各バッテリＢ1、Ｂ2、Ｂ3の温度及び電圧を測定する（ステップＳ２〜Ｓ３）。 Temperature and voltage of each battery B 1, B 2, B 3 is measured (steps S2 and S3).
各バッテリＢ1、Ｂ2、Ｂ3の電池容量を算出する（ステップＳ４）。各バッテリＢ1、Ｂ2、Ｂ3の電池容量の算出は、例えば、直前又は直近の使用前後における各バッテリＢ1、Ｂ2、Ｂ3の電圧の変化から電池容量を算出する。より具体的には、直前又は直近の走行時において、走行に使用する前の各バッテリＢ1、Ｂ2、Ｂ3の電圧と走行に使用した後の各バッテリＢ1、Ｂ2、Ｂ3の電圧との変化から電池容量を算出する。一般的に、一定の電流を一定時間供給したときに電圧変化が大きいほど電池容量が小さいと算出することができる。なお、バッテリの電池容量の算出は、他の公知の方法を用いてもよい。 The battery capacities of the respective batteries B 1 , B 2 and B 3 are calculated (step S4). The battery capacity of each battery B 1 , B 2 , B 3 is calculated, for example, from the change in voltage of each battery B 1 , B 2 , B 3 immediately before or after the most recent use. More specifically, the voltage of each battery B 1 , B 2 , B 3 before being used for traveling and the voltage of each battery B 1 , B 2 , B 3 after being used for traveling at the time of traveling immediately before or immediately before. The battery capacity is calculated from the change from the voltage. In general, when a constant current is supplied for a certain period of time, it can be calculated that the larger the voltage change, the smaller the battery capacity. The battery capacity of the battery may be calculated using other known methods.
取得した各バッテリＢ1、Ｂ2、Ｂ3の電圧から各バッテリＢ1、Ｂ2、Ｂ3のＳＯＣを算出する（ステップＳ５）。 Each battery B 1 obtained, B 2, B each battery B 1 from the voltage of the 3, B 2, and calculates the SOC of B 3 (step S5).
要求された放電電流値、取得した各バッテリＢ1、Ｂ2、Ｂ3の温度及び算出した各バッテリＢ1、Ｂ2、Ｂ3の電池容量、ＳＯＣを用い、算出した電池容量に対応するマップ、即ち、図３（ａ）、（ｂ）に示すマップを選択し、当該マップに基づいて、スイッチングが必要なバッテリ、つまり、バイパスするバッテリを判定する（ステップＳ６）。図３（ａ）、（ｂ）に示すマップは、ある電池容量におけるマップであり、ＥＣＵ２０は、図３（ａ）、（ｂ）に示すようなマップを、電池容量毎（例えば、電池容量の劣化率５％毎）に持っている。
A map corresponding to the calculated battery capacity using the requested discharge current value, the acquired temperature of each battery B 1 , B 2 , B 3 and the calculated battery capacity of each battery B 1 , B 2 , B 3 , SOC. That is, the map shown in FIGS. 3A and 3B is selected, and a battery that needs to be switched, that is, a battery to be bypassed is determined based on the map (step S6). The maps shown in FIGS. 3A and 3B are maps for a certain battery capacity, and the
図３（ａ）、（ｂ）に示す、ある電池容量におけるマップにおいて、例えば、要求された放電電流値が１０Ａであり、バッテリＢ1、Ｂ2、Ｂ3の温度が共に２５℃であり、バッテリＢ1、Ｂ2、Ｂ3のＳＯＣが各々４０％、３０％、５０％である場合には、いずれのバッテリＢ1、Ｂ2、Ｂ3も１０Ａ以上の放電電流値の放電が可能であるため、バイパスする必要があるバッテリはなく、後述するように、ステップＳ８において、図４に示す接続状態のスイッチングが行われる。 3 (a) and 3 (b), for example, the requested discharge current value is 10 A, and the temperatures of the batteries B 1 , B 2 and B 3 are both 25 ° C. When the SOCs of the batteries B 1 , B 2 and B 3 are 40%, 30% and 50%, respectively, any of the batteries B 1 , B 2 and B 3 can be discharged with a discharge current value of 10 A or more. Therefore, there is no battery that needs to be bypassed, and, as will be described later, in step S8, the connection state shown in FIG. 4 is switched.
又、要求された放電電流値が２０Ａであり、バッテリＢ1、Ｂ2、Ｂ3の温度が共に２５℃であり、バッテリＢ1、Ｂ2、Ｂ3のＳＯＣが各々４０％、３０％、５０％である場合には、バッテリＢ2のみ２０Ａ以上の放電電流値の放電が不可能となるため、バッテリＢ2のみバイパスする必要があり、後述するように、ステップＳ８において、図６に示す接続状態のスイッチングが行われる。 The requested discharge current value is 20 A, the temperatures of the batteries B 1 , B 2 , B 3 are all 25 ° C., and the SOCs of the batteries B 1 , B 2 , B 3 are 40%, 30%, If it is 50%, only the battery B 2 can not be discharged at a discharge current value of 20 A or more, so it is necessary to bypass only the battery B 2. As will be described later, in step S8, as shown in FIG. Connection state switching is performed.
現在のスイッチングの接続状態とステップＳ６で選定されたバッテリをバイパスするためのスイッチングの接続状態とを比較し、スイッチングを行う必要があるか判定する。スイッチングを行う必要があれば、つまり、両接続状態が異なっていれば、ステップＳ８へ進む。一方、スイッチングを行う必要がなければ、つまり、両接続状態が同じであれば、ステップＳ９へ進む（ステップＳ７）。 The current switching connection state is compared with the switching connection state for bypassing the battery selected in step S6, and it is determined whether switching is necessary. If switching needs to be performed, that is, if both connection states are different, the process proceeds to step S8. On the other hand, if it is not necessary to perform switching, that is, if both connection states are the same, the process proceeds to step S9 (step S7).
ステップＳ６で選定されたバッテリをバイパスするためのスイッチングを行う（ステップＳ８）。 Switching for bypassing the battery selected in step S6 is performed (step S8).
ステップＳ８でスイッチングを行った後、放電を行う（ステップＳ９）。事前に放電を行っている場合には、ステップＳ８でのスイッチングにより、一時的に放電が停止するが、その後、引き続き放電を行うことになる。 After switching in step S8, discharging is performed (step S9). If the discharge is performed in advance, the discharge is temporarily stopped by the switching in step S8, but then the discharge is continued.
放電を継続するかどうか、つまり、負荷ＬＤからＥＣＵ２０への放電要求が継続しているかどうか確認し、放電を継続する場合にはステップＳ２へ戻り、放電を継続しない場合には、一連の制御を終了する（ステップＳ１０）。
It is confirmed whether or not the discharge is continued, that is, whether or not the discharge request from the load LD to the
ここで、ステップＳ８でのスイッチングのいくつかの例を、図４〜図７を参照して、説明する。 Here, some examples of switching in step S8 will be described with reference to FIGS.
図４は、要求された放電電流値に対して、バイパスする必要があるバッテリはないと判定された場合であり、スイッチＳａ1、Ｓａ2、Ｓａ3を全てオン状態とし、スイッチＳｂ1、Ｓｂ2、Ｓｂ3、Ｓｂ4を全てオフ状態とすることにより、全てのバッテリＢ1、Ｂ2、Ｂ3が直列に接続されて、Ｃ１で示す供給経路により、負荷ＬＤへ電力が供給されることになる。 FIG. 4 shows a case where it is determined that there is no battery that needs to be bypassed with respect to the requested discharge current value. All the switches Sa 1 , Sa 2 , Sa 3 are turned on, and the switches Sb 1 , Sb 2 , Sb 3 , Sb 4 are all turned off, all the batteries B 1 , B 2 , B 3 are connected in series, and power is supplied to the load LD through the supply path indicated by C 1. become.
又、図５は、要求された放電電流値に対して、バッテリＢ1のみバイパスする必要があると判定された場合であり、バッテリＢ1のみをバイパスするために、スイッチＳａ1をオフ状態とする一方、スイッチＳｂ1、Ｓｂ2をオン状態としている。バッテリＢ2、Ｂ3は直列接続状態を維持するので、スイッチＳａ2、Ｓａ3をオン状態とし、スイッチＳｂ3、Ｓｂ4をオフ状態としている。このような接続状態により、バッテリＢ1がバイパスされ、バッテリＢ2、Ｂ3が直列に接続されて、Ｃ２で示す供給経路により、負荷ＬＤへ電力が供給されることになる。 FIG. 5 shows a case where it is determined that only the battery B 1 needs to be bypassed with respect to the requested discharge current value. In order to bypass only the battery B 1 , the switch Sa 1 is turned off. On the other hand, the switches Sb 1 and Sb 2 are turned on. Since the batteries B 2 and B 3 maintain the serial connection state, the switches Sa 2 and Sa 3 are turned on and the switches Sb 3 and Sb 4 are turned off. With such a connection state, the battery B 1 is bypassed, the batteries B 2 and B 3 are connected in series, and power is supplied to the load LD through the supply path indicated by C2.
又、図６は、要求された放電電流値に対して、バッテリＢ2のみバイパスする必要があると判定された場合であり、バッテリＢ2のみをバイパスするために、スイッチＳａ2をオフ状態とする一方、スイッチＳｂ2、Ｓｂ3をオン状態としている。バッテリＢ1、Ｂ3は直列接続状態を維持するので、スイッチＳａ1、Ｓａ3をオン状態とし、スイッチＳｂ1、Ｓｂ4をオフ状態としている。このような接続状態により、バッテリＢ2がバイパスされ、バッテリＢ1、Ｂ3が直列に接続されて、Ｃ３で示す供給経路により、負荷ＬＤへ電力が供給されることになる。 FIG. 6 shows a case where it is determined that only the battery B 2 needs to be bypassed with respect to the requested discharge current value. In order to bypass only the battery B 2 , the switch Sa 2 is turned off. On the other hand, the switches Sb 2 and Sb 3 are turned on. Since the batteries B 1 and B 3 maintain the serial connection state, the switches Sa 1 and Sa 3 are turned on and the switches Sb 1 and Sb 4 are turned off. With such a connection state, the battery B 2 is bypassed, the batteries B 1 and B 3 are connected in series, and power is supplied to the load LD through the supply path indicated by C 3.
又、図７は、要求された放電電流値に対して、バッテリＢ3のみバイパスする必要があると判定された場合であり、バッテリＢ3のみをバイパスするために、スイッチＳａ3をオフ状態とする一方、スイッチＳｂ3、Ｓｂ4をオン状態としている。バッテリＢ1、Ｂ2は直列接続状態を維持するので、スイッチＳａ1、Ｓａ2をオン状態とし、スイッチＳｂ1、Ｓｂ2をオフ状態としている。このような接続状態により、バッテリＢ3がバイパスされ、バッテリＢ1、Ｂ2が直列に接続されて、Ｃ４で示す供給経路により、負荷ＬＤへ電力が供給されることになる。 FIG. 7 shows a case where it is determined that only the battery B 3 needs to be bypassed with respect to the requested discharge current value. In order to bypass only the battery B 3 , the switch Sa 3 is turned off. On the other hand, the switches Sb 3 and Sb 4 are turned on. Since the batteries B 1 and B 2 maintain the serial connection state, the switches Sa 1 and Sa 2 are turned on, and the switches Sb 1 and Sb 2 are turned off. With such a connection state, the battery B 3 is bypassed, the batteries B 1 and B 2 are connected in series, and power is supplied to the load LD through the supply path indicated by C 4.
図５〜図７に示したように、バッテリの周囲に配置したスイッチにおいて、当該バッテリを直列に接続するための第１のスイッチをオフ状態とし、第１のスイッチと共に当該バッテリを間に挟むように配置してバイパス線ＢＬと接続した２つの第２のスイッチをオン状態とすることにより、所望のバッテリを直列接続からバイパスすることができる。 As shown in FIG. 5 to FIG. 7, in the switch arranged around the battery, the first switch for connecting the battery in series is turned off, and the battery is sandwiched between the first switch and the battery. The desired battery can be bypassed from the series connection by turning on the two second switches connected to the bypass line BL.
図５〜図７では、１つのバッテリのみをバイパスしたが、複数のバッテリをバイパスしたい場合、図５〜図７に示したスイッチングを、複数のバッテリに対して行うことで、複数のバッテリをバイパスすることができる。例えば、バッテリＢ1とバッテリＢ3をバイパスしたい場合、図５、図７を参照して説明すると、バッテリＢ1を直列に接続するためのスイッチＳａ1をオフ状態とし、バッテリＢ1を間に挟むように配置してバイパス線ＢＬと接続した２つのスイッチＳｂ1、Ｓｂ2をオン状態とし、バッテリＢ2を直列に接続するためのスイッチＳａ2はオン状態とし、更に、バッテリＢ3を直列に接続するためのスイッチＳａ3をオフ状態とし、バッテリＢ3を間に挟むように配置してバイパス線ＢＬと接続した２つのスイッチＳｂ3、Ｓｂ4をオン状態とすることで、バッテリＢ1とバッテリＢ3を直列接続からバイパスすることができる。 5 to 7, only one battery is bypassed, but when a plurality of batteries are to be bypassed, the plurality of batteries are bypassed by performing the switching shown in FIGS. 5 to 7 for the plurality of batteries. can do. For example, when it is desired to bypass the battery B 1 and the battery B 3 , the switch Sa 1 for connecting the battery B 1 in series is turned off and the battery B 1 is interposed between the battery B 1 and the battery B 1. Two switches Sb 1 and Sb 2 that are arranged so as to be sandwiched and connected to the bypass line BL are turned on, a switch Sa 2 for connecting the battery B 2 in series is turned on, and the battery B 3 is connected in series. The switch Sa 3 for connecting to the battery B 1 is turned off, and the two switches Sb 3 and Sb 4 arranged so as to sandwich the battery B 3 and connected to the bypass line BL are turned on, whereby the battery B 1 it can be to bypass the battery B 3 connected in series.
上述したように、本実施例では、要求された放電電流値以上の放電が不可能なバッテリを、放電を避けるバッテリとしてバイパスするようにしている。ここで、要求された放電電流値以上の放電が不可能なバッテリとは、他のバッテリと比較して電池容量が小さいバッテリのことであり、当初から（新品の状態において）電池容量が小さい場合や劣化により電池容量が小さくなってしまった場合も含まれる。 As described above, in this embodiment, a battery that cannot discharge more than the requested discharge current value is bypassed as a battery that avoids discharge. Here, the battery that cannot discharge more than the requested discharge current value is a battery that has a smaller battery capacity than other batteries, and has a small battery capacity from the beginning (in a new state). It also includes the case where the battery capacity is reduced due to deterioration.
即ち、本実施例では、要求された放電電流値に応じて、電池容量の小さいバッテリをバイパスし、電池容量の大きいバッテリのみを使用するようにしている。従って、放電時には、電池容量の大きいバッテリのみから放電することになり、劣化している電池容量の小さいバッテリからも放電している従来例と比較して、電圧、つまり、ＳＯＣが減少しにくくなり、図８のグラフに示すように、実質的に放電可能な容量を増やすことができる。なお、図８において、最低電圧とは、放電を許容する最低限の電圧を意味する。 In other words, in this embodiment, a battery having a small battery capacity is bypassed according to a required discharge current value, and only a battery having a large battery capacity is used. Therefore, at the time of discharging, the battery is discharged only from the battery having a large battery capacity, and the voltage, that is, the SOC is less likely to be reduced as compared with the conventional example in which the battery is discharged from a battery having a deteriorated battery capacity. As shown in the graph of FIG. 8, the substantially dischargeable capacity can be increased. In FIG. 8, the minimum voltage means a minimum voltage that allows discharge.
又、電池容量の大きいバッテリ及び電池容量の小さいバッテリが共に満充電状態であっても、放電時には、電池容量の大きいバッテリのみから放電することになるので、電力を無駄に捨てることなく、電池容量の大きいバッテリと電池容量の小さいバッテリのバランスを取って、互いの電圧差を小さくすることができる。 In addition, even when a battery with a large battery capacity and a battery with a small battery capacity are both fully charged, the battery capacity is discharged without wasting electric power because it is discharged only from a battery with a large battery capacity. By balancing a battery with a large battery and a battery with a small battery capacity, the voltage difference between them can be reduced.
本発明に係るバッテリ装置の放電システムは、電気自動車やハイブリッド車等の電動車両に搭載された駆動用バッテリ装置に好適なものであるが、電動車両に限らず、バッテリ装置で駆動する機器等にも適用可能である。 The discharge system of the battery device according to the present invention is suitable for a drive battery device mounted on an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. Is also applicable.
１０ バッテリ装置
２０ ＥＣＵ（制御手段）
Ｂ1〜Ｂ3 バッテリ
ＢＬ バイパス線
ＬＤ 負荷
Ｓａ1〜Ｓａ3 スイッチ（第１のスイッチ）
Ｓｂ1〜Ｓｂ3 スイッチ（第２のスイッチ）
10
B 1 .about.B 3 Battery BL bypass line LD load Sa 1 -SA 3 switch (first switch)
Sb 1 to Sb 3 switch (second switch)
Claims (3)
各バッテリ同士を直列に接続する第１のスイッチと、
各バッテリをバイパスするバイパス線に接続する第２のスイッチと、
各バッテリの状態を検出し、検出した状態に応じて、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、検出した各バッテリの状態に基づき、放電を避けるバッテリを選定し、当該バッテリに対する前記第１のスイッチをオフとし、当該バッテリに対する前記第２のスイッチをオンとすることにより、当該バッテリをバイパスして、他のバッテリから放電することを特徴とするバッテリ装置の放電システム。 In a battery device in which a plurality of batteries are connected in series, the battery device discharge system controls discharge of the battery device,
A first switch for connecting each battery in series;
A second switch connected to a bypass line that bypasses each battery;
Control means for detecting the state of each battery and controlling the first switch and the second switch according to the detected state;
The control means selects a battery that avoids discharge based on the detected state of each battery, turns off the first switch for the battery, and turns on the second switch for the battery. A discharge system for a battery device, wherein the battery is bypassed and discharged from another battery.
各バッテリのいずれか一方の極側に前記第１のスイッチを設けると共に、
１つの前記バッテリと１つの前記第１のスイッチを間に挟むように、前記第２のスイッチを各々配置して、前記バイパス線と接続したことを特徴とするバッテリ装置の放電システム。 In the discharge system of the battery device according to claim 1,
While providing the first switch on either pole side of each battery,
A discharge system for a battery device, wherein the second switches are arranged so as to sandwich one battery and one first switch, and are connected to the bypass line.
前記制御手段は、
各バッテリの温度及び電圧を検出すると共に、使用時における各バッテリの電圧の変化を検出し、検出した各バッテリの電圧に基づき、各バッテリの充電率を算出すると共に、使用時における各バッテリの電圧の変化に基づき、各バッテリの電池容量を算出し、前記温度、前記充電率及び前記電池容量の条件下において、要求される放電電流値を放電できないバッテリを、放電を避けるバッテリとして選定することを特徴とするバッテリ装置の放電システム。 In the discharge system of the battery device according to claim 1 or 2,
The control means includes
While detecting the temperature and voltage of each battery, the change of the voltage of each battery at the time of use is detected, the charging rate of each battery is calculated based on the detected voltage of each battery, and the voltage of each battery at the time of use is also calculated. The battery capacity of each battery is calculated based on the change of the battery, and a battery that cannot discharge the required discharge current value under the conditions of the temperature, the charging rate, and the battery capacity is selected as a battery that avoids discharge. A battery system discharge system characterized by the above.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011164001A JP2013031247A (en) | 2011-07-27 | 2011-07-27 | Battery device discharging system |
| PCT/JP2012/068150 WO2013015162A1 (en) | 2011-07-27 | 2012-07-18 | Battery-device charging and discharging system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011164001A JP2013031247A (en) | 2011-07-27 | 2011-07-27 | Battery device discharging system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013031247A true JP2013031247A (en) | 2013-02-07 |
Family
ID=47787750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011164001A Withdrawn JP2013031247A (en) | 2011-07-27 | 2011-07-27 | Battery device discharging system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2013031247A (en) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108461696A (en) * | 2017-02-20 | 2018-08-28 | 通用电气航空系统有限公司 | The battery pack that voltage change reduces |
| US10250055B2 (en) | 2014-04-28 | 2019-04-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for estimating state of battery |
| JP2022001007A (en) * | 2020-06-19 | 2022-01-04 | 矢崎総業株式会社 | Battery control unit and battery system |
| DE102021119005A1 (en) | 2020-08-04 | 2022-02-10 | Yazaki Corporation | CHARGER CONTROLLER, BATTERY SYSTEM AND CHARGE CONTROL METHOD |
| CN114079310A (en) * | 2020-08-19 | 2022-02-22 | 矢崎总业株式会社 | Battery control device and battery system |
| DE102021209003A1 (en) | 2020-08-19 | 2022-02-24 | Yazaki Corporation | Power supply control device, power supply system and power supply method |
| EP3965254A1 (en) | 2020-09-07 | 2022-03-09 | Yazaki Corporation | Charging control device, battery system and charging control method |
| EP4142101A1 (en) | 2021-08-17 | 2023-03-01 | Yazaki Corporation | Storage battery control device, energy storage system, and storage battery control method |
| EP4156448A1 (en) | 2021-08-24 | 2023-03-29 | Yazaki Corporation | Storage battery control device, power storage system, and storage battery control method |
| DE102023109098A1 (en) | 2022-04-26 | 2023-10-26 | Yazaki Corporation | Bypass circuit and power storage system |
| DE102023204520A1 (en) | 2022-06-06 | 2023-12-07 | Yazaki Corporation | STORAGE BATTERY CONTROL DEVICE, ENERGY STORAGE SYSTEM AND STORAGE BATTERY CONTROL METHOD |
-
2011
- 2011-07-27 JP JP2011164001A patent/JP2013031247A/en not_active Withdrawn
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10250055B2 (en) | 2014-04-28 | 2019-04-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for estimating state of battery |
| CN108461696A (en) * | 2017-02-20 | 2018-08-28 | 通用电气航空系统有限公司 | The battery pack that voltage change reduces |
| US10958083B2 (en) | 2017-02-20 | 2021-03-23 | Ge Aviation Systems Limited | Battery pack with reduced voltage variance |
| CN108461696B (en) * | 2017-02-20 | 2022-01-25 | 通用电气航空系统有限公司 | Battery pack with reduced voltage variation |
| JP2022001007A (en) * | 2020-06-19 | 2022-01-04 | 矢崎総業株式会社 | Battery control unit and battery system |
| JP7157101B2 (en) | 2020-06-19 | 2022-10-19 | 矢崎総業株式会社 | Battery control unit and battery system |
| DE102021119005A1 (en) | 2020-08-04 | 2022-02-10 | Yazaki Corporation | CHARGER CONTROLLER, BATTERY SYSTEM AND CHARGE CONTROL METHOD |
| US20220060029A1 (en) * | 2020-08-19 | 2022-02-24 | Yazaki Corporation | Battery Control Device and Battery System |
| DE102021209002A1 (en) | 2020-08-19 | 2022-02-24 | Yazaki Corporation | Battery control device and battery system |
| DE102021209003A1 (en) | 2020-08-19 | 2022-02-24 | Yazaki Corporation | Power supply control device, power supply system and power supply method |
| CN114079310A (en) * | 2020-08-19 | 2022-02-22 | 矢崎总业株式会社 | Battery control device and battery system |
| EP3965254A1 (en) | 2020-09-07 | 2022-03-09 | Yazaki Corporation | Charging control device, battery system and charging control method |
| US11936218B2 (en) | 2020-09-07 | 2024-03-19 | Yazaki Corporation | Charging control device, battery system and charging control method |
| EP4142101A1 (en) | 2021-08-17 | 2023-03-01 | Yazaki Corporation | Storage battery control device, energy storage system, and storage battery control method |
| JP2023027446A (en) * | 2021-08-17 | 2023-03-02 | 矢崎総業株式会社 | Storage battery control device, power storage system, and storage battery control method |
| EP4156448A1 (en) | 2021-08-24 | 2023-03-29 | Yazaki Corporation | Storage battery control device, power storage system, and storage battery control method |
| DE102023109098A1 (en) | 2022-04-26 | 2023-10-26 | Yazaki Corporation | Bypass circuit and power storage system |
| DE102023204520A1 (en) | 2022-06-06 | 2023-12-07 | Yazaki Corporation | STORAGE BATTERY CONTROL DEVICE, ENERGY STORAGE SYSTEM AND STORAGE BATTERY CONTROL METHOD |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2013015162A1 (en) | Battery-device charging and discharging system | |
| JP2013031247A (en) | Battery device discharging system | |
| JP2013031249A (en) | Battery device charging system | |
| JP6445190B2 (en) | Battery control device | |
| JP6317031B2 (en) | Battery control device and vehicle system | |
| US9696380B2 (en) | Relay control system and method for controlling same | |
| JP5682708B2 (en) | Power storage system | |
| US9077181B2 (en) | Battery section balancing methods and systems | |
| JP5753764B2 (en) | Battery system monitoring device and power storage device including the same | |
| US10071646B2 (en) | Electrical system and method for operating an electrical system | |
| WO2018202003A1 (en) | Distributed battery, battery control method, and electric automobile | |
| EP2670018B1 (en) | Electric vehicle battery system | |
| US10320204B2 (en) | Electric storage apparatus and electric-storage controlling method | |
| JP2016146728A (en) | Battery monitoring device | |
| JP7043944B2 (en) | Power storage device | |
| US10391880B2 (en) | Battery pack and electric vehicle including the same | |
| WO2015178075A1 (en) | Battery control device | |
| JP2013121242A (en) | Soc estimation device and battery pack | |
| US20160254685A1 (en) | Voltage detecting device, voltage detecting method, and battery pack system | |
| JP2013121302A (en) | Battery charging amount control device and related method | |
| US20210408804A1 (en) | Cell Controller, Battery Controller, Battery Management System, and Battery System | |
| WO2013084663A1 (en) | Battery charging amount control device and method | |
| JP2019041497A (en) | Power source management device | |
| JP2014233183A (en) | Power storage system and control method | |
| JP2014102076A (en) | Battery system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20141007 |