JP2014023278A - Power storage system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To determine the operating state of a current breaker in a power storage block having a plurality of power storage elements connected in parallel.SOLUTION: A power storage system has a plurality of power storage blocks connected in series each having a plurality of power storage elements connected in parallel and a controller for determining the state of each of the power storage blocks. The power storage elements each have a current breaker for cutting off a current path inside the power storage element. The controller sends, to the power storage blocks, a current which is smaller than a reference current value by which the current breaker is actuated and which has the magnitude of a current flowing, by reason that a prescribed number of current breakers inside the power storage block have been actuated, into one or more of the power storage elements whose current breaker is not actuated and rising above the reference current value to become large enough to actuate all of the non-actuated current breakers inside the power storage block, and determines, on the basis of the detected voltage or current value of the power storage block, the power storage block which has had its current breakers actuated.

Description

本発明は、電流遮断器をそれぞれ有する複数の蓄電素子が並列に接続された蓄電ブロックにおいて、電流遮断器の作動状態を判別する蓄電システムに関する。   The present invention relates to a power storage system that determines an operating state of a current breaker in a power storage block in which a plurality of power storage elements each having a current breaker are connected in parallel.

特許文献1に記載の集合電池では、複数の電池を並列に接続した構成において、並列に接続された各単電池に対してヒューズを接続している。ヒューズは、過大な電流が流れたときに溶断することにより、電流経路を遮断する。また、特許文献2に記載の技術では、電池の内部抵抗の変化に基づいて、電池に含まれる電流遮断機構の作動を検出している。   In the assembled battery described in Patent Document 1, in a configuration in which a plurality of batteries are connected in parallel, a fuse is connected to each of the single cells connected in parallel. The fuse cuts off the current path by fusing when an excessive current flows. In the technique described in Patent Document 2, the operation of a current interrupt mechanism included in the battery is detected based on a change in the internal resistance of the battery.

特開平05−275116号公報JP 05-275116 A 特開2008−182779号公報JP 2008-182779 A 特開2011−135657号公報JP 2011-135657 A

複数の電池が並列に接続された構成では、電流遮断器の作動数に応じて、電流遮断器が作動していない電池に流れる電流値が変化する。具体的には、電流遮断器が作動すると、電流遮断器が作動していない電池に流れる電流値が上昇し、電流遮断器が作動していない電池に対する電流負荷が増加してしまう。   In a configuration in which a plurality of batteries are connected in parallel, the value of the current flowing through the battery in which the current breaker is not operating varies depending on the number of activations of the current breaker. Specifically, when the current breaker is activated, the value of the current flowing through the battery whose current breaker is not operating increases, and the current load on the battery whose current breaker is not activated increases.

このため、電流遮断器が作動することにより、電流遮断器が作動していない他の電池の発熱量が増加したり電流負荷が増加するので、電池の安全性の観点から電流遮断器の作動状態を精度よく検出して、電池の継続使用を中止したり、電流遮断器が作動した電池を交換するなどの措置を講ずることが好ましい。   For this reason, when the current breaker is activated, the heat generation amount of other batteries that are not activated or the current load is increased, so that the current breaker is activated from the viewpoint of battery safety. It is preferable to take measures such as detecting the battery accurately and stopping the continuous use of the battery or replacing the battery in which the current breaker is activated.

しかしながら、特許文献2のように、電池の電圧挙動を監視して事前に測定した基準電圧と比較しても並列接続されているために、例えば、電流遮断器の作動数が少ないと、電流遮断器が作動した場合の電圧挙動と電流遮断器が作動していない電圧挙動との間の変化を捉えにくく、電流遮断器の作動状態を精度よく検出することができない課題があった。   However, as in Patent Document 2, since the voltage behavior of the battery is monitored and compared with a reference voltage measured in advance, it is connected in parallel. There is a problem that it is difficult to detect the change between the voltage behavior when the breaker is activated and the voltage behavior when the current breaker is not activated, and the operation state of the current breaker cannot be accurately detected.

また、電池特性は、環境温度、製造時のバラツキや電池の劣化等によって異なる。このため、電流遮断器が作動した場合の電圧挙動と、電池の特性変化による電圧挙動とを適切に識別することができず、電流遮断器の作動状態を精度よく検出することができない。   The battery characteristics vary depending on the environmental temperature, manufacturing variations, battery deterioration, and the like. For this reason, the voltage behavior when the current breaker is activated and the voltage behavior due to the change in battery characteristics cannot be properly identified, and the operating state of the current breaker cannot be detected accurately.

また、電流遮断器が作動することによって複数の電池全体の電池容量が低下するので、SOCの変化を監視して電流遮断器の作動状態を検出することも考えられるが、上述したように電流遮断器の作動数が少ないと、SOCの変化が捉え難く、電流遮断器が作動しているか否かを精度よく検出することができない。   In addition, since the battery capacity of a plurality of batteries decreases due to the operation of the current breaker, it is conceivable to detect the operating state of the current breaker by monitoring the change in the SOC. If the number of operating devices is small, it is difficult to detect the change in the SOC, and it cannot be accurately detected whether or not the current breaker is operating.

そこで、本発明は、電流遮断器をそれぞれ有する複数の蓄電素子が並列に接続された蓄電ブロックにおいて、電流遮断器が作動する基準電流値を利用して電流遮断器の作動有無を精度よく判別することができる蓄電システムを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention accurately determines whether or not the current breaker is activated using a reference current value at which the current breaker operates in a storage block in which a plurality of storage elements each having a current breaker are connected in parallel. An object of the present invention is to provide a power storage system that can perform the above operation.

本願第1の発明である蓄電システムは、複数の蓄電ブロックと、各蓄電ブロックの状態を判別するコントローラと、を有する。複数の蓄電ブロックは、直列に接続されており、各蓄電ブロックは、並列に接続された複数の蓄電素子を有する。各蓄電素子は、蓄電素子の内部における電流経路を遮断する電流遮断器を有する。コントローラは、電流遮断器が作動する基準電流値よりも小さい電流であって蓄電ブロック内において所定数の電流遮断器が作動したことによって電流遮断器が作動していない蓄電素子に流れ込む電流が基準電流値よりも上昇して蓄電ブロック内全ての作動していない電流遮断器を作動させる大きさとなる電流を蓄電ブロックに流し、蓄電ブロックの電圧又は電流の検出値に基づいて、電流遮断器が作動状態にある蓄電ブロックを判別する。   The power storage system according to the first invention of the present application includes a plurality of power storage blocks and a controller that determines the state of each power storage block. The plurality of power storage blocks are connected in series, and each power storage block has a plurality of power storage elements connected in parallel. Each power storage element has a current breaker that blocks a current path inside the power storage element. The controller has a current smaller than a reference current value at which the current breaker is activated, and a current flowing into a storage element in which the current breaker is not activated when a predetermined number of current breakers are activated in the storage block is a reference current. The current breaker is activated based on the detected value of the voltage or current of the storage block. Is determined.

本願第1の発明によれば、並列に接続される蓄電素子の電流遮断器が作動すると、電流遮断器が作動していない残りの蓄電素子に電流が集中し、電流遮断器が作動していない残りの蓄電素子に流れる電流値が大きくなる。このため、電流遮断器が作動する基準電流値よりも小さい電流を蓄電ブロックに流した場合であっても、蓄電ブロック内で既に電流遮断器が作動している状態であれば、作動していない電流遮断器に対して基準電流値よりも大きい電流が流れて蓄電ブロック内の全ての電流遮断器が作動し、電流遮断器が一つも作動していない状態であれば、電流遮断器には基準電流値よりも小さい電流が流れて電流遮断器が作動しない。このため、蓄電ブロックの電圧又は電流の検出値に基づいて、電流遮断器が作動状態にある蓄電ブロックを判別することができる。   According to the first invention of this application, when the current breaker of the power storage elements connected in parallel is activated, the current is concentrated on the remaining power storage elements where the current breaker is not activated, and the current breaker is not activated. The value of current flowing through the remaining power storage elements increases. For this reason, even if a current smaller than the reference current value at which the current breaker is activated flows through the storage block, it is not activated if the current breaker is already activated in the storage block. If a current larger than the reference current value flows to the current breaker, all the current breakers in the storage block are activated, and no current breaker is activated, the current breaker is A current smaller than the current value flows and the current breaker does not operate. For this reason, based on the detected value of the voltage or current of the storage block, it is possible to determine the storage block in which the current breaker is in an operating state.

電池システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a battery system. 高容量型組電池の単電池の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the cell of a high capacity type assembled battery. 実施例1の電流遮断器の作動判別を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation | movement discrimination | determination of the current circuit breaker of Example 1. FIG. 実施例1の電流遮断器作動判別処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the electric current breaker action | operation discrimination | determination process of Example 1. FIG. 電流遮断器の作動状態を判別する変形例を説明する図である。It is a figure explaining the modification which discriminate | determines the operating state of a current breaker.

以下、本発明の実施例について説明する。   Examples of the present invention will be described below.

本実施例における電池システムについて、図1を用いて説明する。図1は、電池システムの構成を示す概略図である。本実施例の電池システムは、車両に搭載されている。車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。本実施例では、ハイブリッド自動車を一例に説明しているが、例えば、車両を走行させる動力源として電池システム(組電池)だけを備えている電気自動車であってもよい。   The battery system in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a battery system. The battery system of this embodiment is mounted on a vehicle. Vehicles include hybrid cars and electric cars. In the present embodiment, a hybrid vehicle is described as an example. However, for example, an electric vehicle including only a battery system (assembled battery) as a power source for running the vehicle may be used.

電池システムは、電気的に並列に接続された高出力型組電池10および高容量型組電池20を有する。高出力型組電池10の正極端子およびインバータ31は、正極ライン(ケーブル)PL1を介して接続され、高出力型組電池10の負極端子およびインバータ31は、負極ライン(ケーブル)NL1を介して接続されている。正極ラインPL1には、システムメインリレーSMR−B1が設けられており、負極ラインNL1には、システムメインリレーSMR−G1が設けられている。インバータ31は、高出力型組電池10から供給された直流電力を交流電力に変換する。   The battery system includes a high-power assembled battery 10 and a high-capacity assembled battery 20 that are electrically connected in parallel. The positive terminal of the high-power assembled battery 10 and the inverter 31 are connected via a positive line (cable) PL1, and the negative terminal of the high-power assembled battery 10 and the inverter 31 are connected via a negative line (cable) NL1. Has been. A system main relay SMR-B1 is provided in the positive electrode line PL1, and a system main relay SMR-G1 is provided in the negative electrode line NL1. The inverter 31 converts the DC power supplied from the high-power assembled battery 10 into AC power.

高容量型組電池20の正極端子およびインバータ31は、正極ライン(ケーブル)PL2を介して接続され、高容量型組電池20の負極端子およびインバータ31は、負極ライン(ケーブル)NL2を介して接続されている。正極ラインPL2には、システムメインリレーSMR−B2が設けられており、負極ラインNL2には、システムメインリレーSMR−G2が設けられている。インバータ31は、高容量型組電池20から供給された直流電力を交流電力に変換する。   The positive terminal of the high-capacity assembled battery 20 and the inverter 31 are connected via a positive line (cable) PL2, and the negative terminal of the high-capacity assembled battery 20 and the inverter 31 are connected via a negative line (cable) NL2. Has been. A system main relay SMR-B2 is provided in the positive electrode line PL2, and a system main relay SMR-G2 is provided in the negative electrode line NL2. The inverter 31 converts the DC power supplied from the high-capacity assembled battery 20 into AC power.

インバータ31には、モータ・ジェネレータ32(交流モータ)が接続されており、モータ・ジェネレータ32は、インバータ31から供給された交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。モータ・ジェネレータ32は、車輪33と接続されている。また、車輪33には、エンジン34が接続されており、エンジン34で生成された運動エネルギが車輪33に伝達される。これにより、組電池10,20やエンジン34の出力を用いて、車両を走行させることができる。エンジン34は、高出力型組電池10の出力を用いて始動させることができる。   A motor / generator 32 (AC motor) is connected to the inverter 31, and the motor / generator 32 receives AC power supplied from the inverter 31 and generates kinetic energy for running the vehicle. The motor / generator 32 is connected to the wheels 33. An engine 34 is connected to the wheel 33, and kinetic energy generated by the engine 34 is transmitted to the wheel 33. As a result, the vehicle can be driven using the outputs of the assembled batteries 10 and 20 and the engine 34. The engine 34 can be started using the output of the high-power assembled battery 10.

車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータ32は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ(交流電力)に変換する。インバータ31は、モータ・ジェネレータ32が生成した交流電力を直流電力に変換して、組電池10,20に供給する。これにより、組電池10,20は、回生電力を蓄えることができる。   When the vehicle is decelerated or stopped, the motor / generator 32 converts kinetic energy generated during braking of the vehicle into electric energy (AC power). The inverter 31 converts AC power generated by the motor / generator 32 into DC power and supplies the DC power to the assembled batteries 10 and 20. Thereby, the assembled batteries 10 and 20 can store regenerative electric power.

コントローラ35は、インバータ31およびモータ・ジェネレータ32のそれぞれに制御信号を出力して、インバータ31およびモータ・ジェネレータ32の駆動を制御する。また、コントローラ35は、システムメインリレーSMR−B1,SMR−B2,SMR−G1,SMR−G2のそれぞれに制御信号を出力することにより、各システムメインリレーSMR−B1,SMR−B2,SMR−G1,SMR−G2をオンおよびオフの間で切り替える。   The controller 35 outputs a control signal to each of the inverter 31 and the motor / generator 32 to control driving of the inverter 31 and the motor / generator 32. Further, the controller 35 outputs a control signal to each of the system main relays SMR-B1, SMR-B2, SMR-G1, and SMR-G2, so that each system main relay SMR-B1, SMR-B2, SMR-G1. , SMR-G2 is switched between on and off.

システムメインリレーSMR−B1,SMR−G1がオンであるとき、高出力型組電池10の充放電を行うことができ、システムメインリレーSMR−B1,SMR−G1がオフであるとき、高出力型組電池10の充放電が行われない。システムメインリレーSMR−B2,SMR−G2がオンであるとき、高容量型組電池20の充放電を行うことができ、システムメインリレーSMR−B2,SMR−G2がオフであるとき、高容量型組電池20の充放電が行われない。   When the system main relays SMR-B1 and SMR-G1 are on, the high-power assembled battery 10 can be charged and discharged, and when the system main relays SMR-B1 and SMR-G1 are off, the high-power type The assembled battery 10 is not charged or discharged. When the system main relays SMR-B2, SMR-G2 are on, the high-capacity assembled battery 20 can be charged / discharged. When the system main relays SMR-B2, SMR-G2 are off, the high-capacity type The assembled battery 20 is not charged or discharged.

なお、本実施例の各組電池10,20は、インバータ31に直接接続されているが、これに限るものではない。具体的には、組電池10,20の少なくとも一方およびインバータ31の間の電流経路に、昇圧回路を配置することができる。これにより、昇圧回路は、組電池10,20の少なくとも一方における出力電圧を昇圧し、昇圧後の電力をインバータ31に供給することができる。また、昇圧回路は、インバータ31の出力電圧を降圧し、降圧後の電力を組電池10,20の少なくとも一方に供給することができる。   In addition, although each assembled battery 10 and 20 of a present Example is directly connected to the inverter 31, it is not restricted to this. Specifically, a booster circuit can be disposed in a current path between at least one of the assembled batteries 10 and 20 and the inverter 31. Thus, the booster circuit can boost the output voltage in at least one of the assembled batteries 10 and 20 and supply the boosted power to the inverter 31. Further, the booster circuit can step down the output voltage of the inverter 31 and supply the power after the step-down to at least one of the assembled batteries 10 and 20.

本実施例の車両では、車両を走行させるための動力源として、組電池10,20だけでなく、エンジン34も備えている。エンジン34としては、ガソリン、ディーゼル燃料又はバイオ燃料を用いるものがある。   The vehicle according to the present embodiment includes not only the assembled batteries 10 and 20 but also the engine 34 as a power source for running the vehicle. Some engines 34 use gasoline, diesel fuel or biofuel.

本実施例の車両では、高出力型組電池10の出力や高容量型組電池20の出力だけを用いて、車両を走行させることができる。この走行モードを、EV(Electric Vehicle)走行モードという。例えば、充電状態(SOC:State of Charge)が100%付近から0%付近に到達するまで、高容量型組電池20を放電させて、車両を走行させることができる。SOCとは、満充電容量に対する現在の充電容量の割合である。   In the vehicle of the present embodiment, the vehicle can be run using only the output of the high-power assembled battery 10 or the output of the high-capacity assembled battery 20. This travel mode is referred to as an EV (Electric Vehicle) travel mode. For example, the high-capacity assembled battery 20 can be discharged and the vehicle can run until the state of charge (SOC) reaches near 0% from near 100%. The SOC is the ratio of the current charge capacity to the full charge capacity.

高容量型組電池20のSOCが0%付近に到達した後は、外部電源を用いて、高容量型組電池20を充電することができる(外部充電)。外部電源とは、車両の外部において、車両とは別に設けられた電源であり、外部電源としては、例えば、商用電源を用いることができる。商用電源を用いるときには、交流電力を直流電力に変換する不図示の充電器が必要となる。充電器は、車両の外部において、車両とは別に設けることもできるし、図1に示す電池システムに追加することもできる。   After the SOC of the high-capacity assembled battery 20 reaches around 0%, the high-capacity assembled battery 20 can be charged using an external power source (external charging). The external power source is a power source provided separately from the vehicle outside the vehicle. For example, a commercial power source can be used as the external power source. When using a commercial power supply, a charger (not shown) that converts AC power into DC power is required. The charger can be provided outside the vehicle, separately from the vehicle, or can be added to the battery system shown in FIG.

また、高容量型組電池20のSOCが0%付近に到達した後では、高出力型組電池10およびエンジン34を併用して、車両を走行させることができる。この走行モードを、HV(Hybrid Vehicle)走行モードという。HV走行モードでは、エンジン34の出力だけでなく、高出力型組電池10の出力も用いて、車両を走行させることができる。このとき、エンジン34および高出力型組電池10を併用することもできる。   In addition, after the SOC of the high-capacity assembled battery 20 reaches around 0%, the high-power assembled battery 10 and the engine 34 can be used together to drive the vehicle. This travel mode is referred to as an HV (Hybrid Vehicle) travel mode. In the HV traveling mode, the vehicle can travel using not only the output of the engine 34 but also the output of the high-power assembled battery 10. At this time, the engine 34 and the high-power assembled battery 10 can be used in combination.

また、HV走行モードでは、例えば、高出力型組電池10のSOCが、予め定めた基準SOCに沿って変化するように、高出力型組電池10の充放電を制御することができる。例えば、高出力型組電池10のSOCが基準SOCよりも高いときには、高出力型組電池10を放電して、高出力型組電池10のSOCを基準SOCに近づけることができる。また、高出力型組電池10のSOCが基準SOCよりも低いときには、高出力型組電池10を充電して、高出力型組電池10のSOCを基準SOCに近づけることができる。   Further, in the HV traveling mode, for example, charging / discharging of the high-power assembled battery 10 can be controlled such that the SOC of the high-power assembled battery 10 changes along a predetermined reference SOC. For example, when the SOC of the high-power assembled battery 10 is higher than the reference SOC, the high-power assembled battery 10 can be discharged to bring the SOC of the high-power assembled battery 10 closer to the reference SOC. Further, when the SOC of the high-power assembled battery 10 is lower than the reference SOC, the high-power assembled battery 10 can be charged to bring the SOC of the high-power assembled battery 10 close to the reference SOC.

HV走行モードでは、高出力型組電池10だけではなく、高容量型組電池20も用いることができる。例えば、EV走行モードでの走行を終了させるときに、高容量型組電池20の容量を残しておき、HV走行モードにおいて、高容量型組電池20を放電させることができる。また、HV走行モードにおいて、回生電力を高容量型組電池20に蓄えることもできる。   In the HV traveling mode, not only the high-power assembled battery 10 but also the high-capacity assembled battery 20 can be used. For example, when the traveling in the EV traveling mode is terminated, the capacity of the high capacity assembled battery 20 can be left and the high capacity assembled battery 20 can be discharged in the HV traveling mode. Further, in the HV traveling mode, the regenerative power can be stored in the high capacity assembled battery 20.

このように本実施例の電池システムは、車両走行に用いられる2つの組電池10,20を有しており、例えば、高容量型組電池20は、主にEV走行モードで用いることができ、高出力型組電池10が、主にHV走行モードで用いることができる。   As described above, the battery system of the present embodiment includes the two assembled batteries 10 and 20 used for vehicle travel. For example, the high-capacity assembled battery 20 can be used mainly in the EV travel mode. The high-power assembled battery 10 can be used mainly in the HV traveling mode.

高出力型組電池10は、図1に示すように、電気的に直列に接続された複数の単電池11を有している。単電池11は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池である。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ(コンデンサ)を用いることができる。   As shown in FIG. 1, the high-power assembled battery 10 includes a plurality of single cells 11 that are electrically connected in series. The single battery 11 is a secondary battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery. An electric double layer capacitor (capacitor) can be used instead of the secondary battery.

高出力型組電池10を構成する単電池11の数は、高出力型組電池10の要求出力などを考慮して適宜設定することができる。単電池11としては、例えば、いわゆる角型の単電池を用いることができる。角型の単電池とは、電池の外形が直方体に沿って形成された単電池である。   The number of single cells 11 constituting the high-power assembled battery 10 can be appropriately set in consideration of the required output of the high-power assembled battery 10 and the like. As the cell 11, for example, a so-called square cell can be used. A rectangular unit cell is a unit cell in which the outer shape of the battery is formed along a rectangular parallelepiped.

単電池11は、電池ケースを有しており、電池ケース内部に充放電を行う発電要素が収容されている。発電要素は、正極素子と、負極素子と、正極素子および負極素子の間に配置されるセパレータとを有する。正極素子は、集電板と、集電板の表面に形成された正極活物質層とを有する。負極素子は、集電板と、集電板の表面に形成された負極活物質層とを有する。セパレータ、正極活物質層および負極活物質層には、電解液が含まれている。なお、電解液の代わりに、固体電解質を用いることもできる。   The unit cell 11 has a battery case, and a power generation element that charges and discharges is accommodated inside the battery case. The power generation element includes a positive electrode element, a negative electrode element, and a separator disposed between the positive electrode element and the negative electrode element. The positive electrode element has a current collector plate and a positive electrode active material layer formed on the surface of the current collector plate. The negative electrode element has a current collector plate and a negative electrode active material layer formed on the surface of the current collector plate. The separator, the positive electrode active material layer, and the negative electrode active material layer contain an electrolytic solution. A solid electrolyte may be used instead of the electrolytic solution.

図1に示すように、高出力型組電池10には、監視ユニット12が設けられている。監視ユニット12は、高出力型組電池10の端子間電圧及び各単電池11の電圧を検出し、検出結果をコントローラ35に出力する。電流センサ13は、正極ラインPL1上に設けられ、高出力型組電池10に流れる電流値を検出し、検出結果をコントローラ35に出力する。   As shown in FIG. 1, the high-power assembled battery 10 is provided with a monitoring unit 12. The monitoring unit 12 detects the voltage between the terminals of the high-power assembled battery 10 and the voltage of each unit cell 11 and outputs the detection result to the controller 35. The current sensor 13 is provided on the positive electrode line PL <b> 1, detects the current value flowing through the high-power assembled battery 10, and outputs the detection result to the controller 35.

高出力型組電池10を放電しているときには、電流センサ13によって検出された電流値として、正の値を用いることができる。また、高出力型組電池10を充電しているときには、電流センサ13によって検出された電流値として、負の値を用いることができる。電流センサ13は、高出力型組電池10に流れる電流値を検出できればよく、正極ラインPL1ではなく、負極ラインNL1に設けることもできる。   When the high-power assembled battery 10 is being discharged, a positive value can be used as the current value detected by the current sensor 13. Further, when charging the high-power assembled battery 10, a negative value can be used as the current value detected by the current sensor 13. The current sensor 13 only needs to detect the value of the current flowing through the high-power assembled battery 10, and can be provided not on the positive electrode line PL1 but on the negative electrode line NL1.

高容量型組電池20は、図1に示すように、直列に接続された複数の電池ブロック(蓄電ブロックに相当する)21を有している。複数の電池ブロック21を直列に接続することにより、高容量型組電池20の出力電圧を確保することができる。ここで、電池ブロック21の数は、高容量型組電池20に対して要求される電圧を考慮して、適宜設定することができる。   As shown in FIG. 1, the high-capacity assembled battery 20 has a plurality of battery blocks (corresponding to power storage blocks) 21 connected in series. By connecting a plurality of battery blocks 21 in series, the output voltage of the high-capacity assembled battery 20 can be secured. Here, the number of battery blocks 21 can be appropriately set in consideration of the voltage required for the high-capacity assembled battery 20.

各電池ブロック21は、並列に接続された複数の単電池(蓄電素子に相当する)22を有する。複数の単電池22を並列に接続することにより、電池ブロック21(高容量型組電池20)の満充電容量を増やすことができる。各電池ブロック21を構成する単電池22の数は、高容量型組電池20に要求される満充電容量を考慮して、適宜設定することができる。   Each battery block 21 has a plurality of single cells (corresponding to power storage elements) 22 connected in parallel. By connecting the plurality of single cells 22 in parallel, the full charge capacity of the battery block 21 (high-capacity assembled battery 20) can be increased. The number of single cells 22 constituting each battery block 21 can be appropriately set in consideration of the full charge capacity required for the high-capacity assembled battery 20.

複数の電池ブロック21は、直列に接続されているため、各電池ブロック21には、等しい電流が流れる。各電池ブロック21では、複数の単電池22が並列に接続されているため、各単電池22に流れる電流値は、電池ブロック21に流れる電流値を、電池ブロック21を構成する単電池22の数(総数)で除算した電流値となる。具体的には、電池ブロック21を構成する単電池22の総数がN個であり、電池ブロック21に流れる電流値がIsであるとき、各単電池22に流れる電流値は、Is/Nとなる。なお、本実施例では、電池ブロック21を構成する複数の単電池22において、内部抵抗のバラツキが発生していないものとしている。   Since the plurality of battery blocks 21 are connected in series, an equal current flows through each battery block 21. In each battery block 21, a plurality of single cells 22 are connected in parallel. Therefore, the current value flowing through each single cell 22 is equal to the current value flowing through each battery block 21 by the number of single cells 22 constituting the battery block 21. The current value is divided by (total). Specifically, when the total number of unit cells 22 constituting the battery block 21 is N and the current value flowing through the battery block 21 is Is, the current value flowing through each unit cell 22 is Is / N. . In this embodiment, it is assumed that internal resistance variation does not occur in the plurality of single cells 22 constituting the battery block 21.

単電池22としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ(コンデンサ)を用いることができる。例えば、単電池22としては、18650型の電池を用いることができる。18650型の電池は、いわゆる円筒型の電池であり、直径が18[mm]であり、長さが65.0[mm]である。円筒型の電池とは、電池ケースが円筒状に形成されており、電池ケースの内部には、充放電を行う発電要素が収容されている。   As the unit cell 22, a secondary battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery can be used. An electric double layer capacitor (capacitor) can be used instead of the secondary battery. For example, as the single battery 22, a 18650 type battery can be used. The 18650 type battery is a so-called cylindrical battery, which has a diameter of 18 [mm] and a length of 65.0 [mm]. In a cylindrical battery, a battery case is formed in a cylindrical shape, and a power generation element for charging and discharging is accommodated in the battery case.

単電池22は、図2に示すように、発電要素22aおよび電流遮断器22bを有する。発電要素22aおよび電流遮断器22bは、単電池22の外装を構成する電池ケースに収容されている。発電要素22aは、充放電を行う要素である。単電池22における発電要素の構成部材は、単電池11における発電要素の構成部材と同様である。   As shown in FIG. 2, the unit cell 22 includes a power generation element 22a and a current breaker 22b. The power generation element 22 a and the current breaker 22 b are accommodated in a battery case that constitutes the exterior of the unit cell 22. The power generation element 22a is an element that performs charging and discharging. The constituent members of the power generation element in the unit cell 22 are the same as the constituent members of the power generation element in the unit cell 11.

電流遮断器22bは、単電池22の内部における電流経路を遮断するために用いられる。すなわち、電流遮断器22bが作動することにより、単電池22の内部における電流経路が遮断される。電流遮断器22bとしては、例えば、ヒューズ、PTC(Positive Temperature Coefficient)素子又は、電流遮断弁を用いることができる。これらの電流遮断器22bは、個別に用いることもできるし、併用することもできる。   The current breaker 22b is used to cut off the current path inside the unit cell 22. That is, by operating the current breaker 22b, the current path inside the unit cell 22 is cut off. For example, a fuse, a PTC (Positive Temperature Coefficient) element, or a current cutoff valve can be used as the current breaker 22b. These current breakers 22b can be used individually or in combination.

電流遮断器22bとしてのヒューズは、ヒューズに流れる電流に応じて溶断する。ヒューズを溶断させることにより、単電池22の内部における電流経路を機械的に遮断することができる。これにより、発電要素22aに過大な電流が流れるのを防止して、単電池22(発電要素22a)を保護することができる。電流遮断器22bとしてのヒューズは、電池ケースに収容されていてもよいし、電池ケースの外部に配置されていてもよい。電池ケースの外部にヒューズを配置する場合であっても、ヒューズは、各単電池22に対して設けられる。   The fuse as the current breaker 22b is blown according to the current flowing through the fuse. By blowing the fuse, the current path inside the unit cell 22 can be mechanically interrupted. Thereby, it can prevent that an excessive electric current flows into the electric power generation element 22a, and can protect the cell 22 (electric power generation element 22a). The fuse as the current breaker 22b may be accommodated in the battery case, or may be disposed outside the battery case. Even when a fuse is disposed outside the battery case, the fuse is provided for each unit cell 22.

電流遮断器22bとしてのPTC素子は、単電池22の電流経路に配置されており、PTC素子の温度上昇に応じて抵抗を増加させる。PTC素子に流れる電流が増加すると、ジュール熱によってPTC素子の温度が上昇する。PTC素子の温度上昇に応じて、PTC素子の抵抗が増加することにより、PTC素子において、電流を遮断することができる。これにより、発電要素22aに過大な電流が流れるのを防止して、単電池22(発電要素22a)を保護することができる。   The PTC element as the current breaker 22b is disposed in the current path of the unit cell 22, and increases the resistance in accordance with the temperature rise of the PTC element. When the current flowing through the PTC element increases, the temperature of the PTC element rises due to Joule heat. As the resistance of the PTC element increases as the temperature of the PTC element rises, current can be cut off in the PTC element. Thereby, it can prevent that an excessive electric current flows into the electric power generation element 22a, and can protect the cell 22 (electric power generation element 22a).

電流遮断器22bとしての電流遮断弁は、単電池22の内圧上昇に応じて変形し、発電要素22aとの機械的な接続を断つことにより、単電池22の内部における電流経路を遮断することができる。単電池22の内部は、密閉状態となっており、過充電などによって発電要素22aからガスが発生すると、単電池22の内圧が上昇する。発電要素22aからガスが発生しているときには、単電池22(発電要素22a)は異常状態となる。単電池22の内圧が上昇することに応じて、電流遮断弁を変形させることにより、発電要素22aとの機械的な接続を断つことができる。これにより、異常状態にある発電要素22aに充放電電流が流れるのを阻止し、単電池22(発電要素22a)を保護することができる。   The current cutoff valve as the current breaker 22b is deformed in response to an increase in the internal pressure of the unit cell 22, and can cut off the current path inside the unit cell 22 by breaking the mechanical connection with the power generation element 22a. it can. The inside of the unit cell 22 is in a sealed state, and when gas is generated from the power generation element 22a due to overcharging or the like, the internal pressure of the unit cell 22 increases. When gas is generated from the power generation element 22a, the unit cell 22 (power generation element 22a) is in an abnormal state. The mechanical connection with the power generation element 22a can be broken by deforming the current cutoff valve in response to the increase in the internal pressure of the unit cell 22. Thereby, it can block | prevent that charging / discharging electric current flows into the electric power generation element 22a in an abnormal state, and can protect the cell 22 (electric power generation element 22a).

図1に示すように、高容量型組電池20には、各電池ブロック21の電圧を検出し、検出結果をコントローラ35に出力する監視ユニット23が設けられている。また、電流センサ24は、高容量型組電池20に流れる電流値を検出し、検出結果をコントローラ35に出力する。電流センサ24は、高容量型組電池20に流れる電流値を検出できればよく、正極ラインPL2ではなく、負極ラインNL2に設けることもできる。高出力型組電池10と同様に、電流センサ24によって検出される放電電流値を正の値、充電電流値を負の値を用いることができる。   As shown in FIG. 1, the high-capacity assembled battery 20 is provided with a monitoring unit 23 that detects the voltage of each battery block 21 and outputs the detection result to the controller 35. Further, the current sensor 24 detects the value of the current flowing through the high capacity assembled battery 20 and outputs the detection result to the controller 35. The current sensor 24 only needs to be able to detect the value of the current flowing through the high-capacity assembled battery 20, and can be provided not on the positive electrode line PL2 but on the negative electrode line NL2. As with the high-power assembled battery 10, a positive value can be used for the discharge current value detected by the current sensor 24, and a negative value can be used for the charging current value.

コントローラ35は、不図示のメモリ(記憶部)を内蔵することができ、記憶部にコントローラ35を動作させるためのプログラムや、特定の情報を記憶することができる。なお、メモリは、コントローラ35の外部に設けることもできる。   The controller 35 can incorporate a memory (storage unit) (not shown), and can store a program for operating the controller 35 and specific information in the storage unit. The memory can also be provided outside the controller 35.

次に、本実施例の電池システムにおける電流遮断器22bの作動状態を判別する処理について説明する。   Next, a process for determining the operating state of the current breaker 22b in the battery system of the present embodiment will be described.

本実施例のコントローラ35は、上述したインバータ31およびモータ・ジェネレータ32の駆動等を制御するとともに、所定のタイミングで高容量型組電池20に対し、並列に接続された電流遮断器22bを備える複数の単電池22で構成される電池ブロック21内の電流遮断器22bの作動状態を判別する作動状態判別処理を遂行する。   The controller 35 of the present embodiment controls the drive of the inverter 31 and the motor / generator 32 described above, and includes a plurality of current breakers 22b connected in parallel to the high-capacity assembled battery 20 at a predetermined timing. The operating state determination process for determining the operating state of the current breaker 22b in the battery block 21 composed of the single cells 22 is performed.

所定のタイミングとしては、IG−ON後の電池システムの起動時や外部充電時があり、例えば、コントローラ35は、IG−ONされてシステムメインリレーSMR−B2,SMR−G2をオフからオンに切り替えて(システムメインリレーSMR−B1,SMR−G1はオフのまま)高容量型組電池20をインバータ31に接続した際や外部充電の開始又は終了の際に、電流遮断器22bの作動状態判別処理を遂行することができる。   The predetermined timing includes when the battery system starts up after IG-ON and when it is externally charged. For example, the controller 35 is IG-ON to switch the system main relays SMR-B2 and SMR-G2 from off to on. (The system main relays SMR-B1 and SMR-G1 remain off) When the high-capacity assembled battery 20 is connected to the inverter 31 or at the start or end of external charging, the operating state determination process of the current breaker 22b Can be carried out.

上述したように、電池ブロック21を構成する単電池22の総数がN個、電池ブロック21に流れる電流値がIsであるとき、各単電池22に流れる電流値は、Is/Nとなるので、電池ブロック21内の電流遮断器22bが作動していると、電流遮断器22bが作動していない単電池22に電流が集中し、流れる電流値が大きくなる。   As described above, when the total number of the single cells 22 constituting the battery block 21 is N and the current value flowing through the battery block 21 is Is, the current value flowing through each single cell 22 is Is / N. When the current breaker 22b in the battery block 21 is operating, the current concentrates on the unit cell 22 where the current breaker 22b is not operating, and the flowing current value increases.

ここで、電流遮断器22bは、作動する許容電流値が予め決められており、許容電流値(基準電流値に相当する)を超える電流が一定時間流れると、単電池22の電流経路を遮断するように動作する。電流遮断器22bの許容電流値は、単電池22の電池性能、例えば、電池寿命、過充電や早期劣化を抑制する観点から規定され、全ての電流遮断器22bが作動していない電池ブロック21内の各単電池22に流れる電流に対して電流遮断器が作動する単電池22の充放電電流の上限値である。   Here, the current breaker 22b has a predetermined allowable current value to be activated, and cuts off the current path of the unit cell 22 when a current exceeding the allowable current value (corresponding to the reference current value) flows for a certain period of time. To work. The allowable current value of the current breaker 22b is defined from the viewpoint of suppressing the battery performance of the unit cell 22, for example, battery life, overcharge and early deterioration, and in the battery block 21 in which all the current breakers 22b are not operating. It is the upper limit of the charging / discharging current of the single cell 22 in which the current breaker operates with respect to the current flowing through each single cell 22.

図3は、本実施例の電流遮断器22bの作動状態判別方法を説明するための図である。図3(a)の例では、6つの単電池22が並列に接続されている電池ブロック21が複数直列に接続されている。   FIG. 3 is a diagram for explaining a method for determining the operating state of the current breaker 22b of the present embodiment. In the example of FIG. 3A, a plurality of battery blocks 21 in which six unit cells 22 are connected in parallel are connected in series.

例えば、1つの単電池22が外部短絡すると、電池ブロック21に流れる電流のうち外部短絡した単電池22に対してより多くの電流が流れる「電流の回り込み」が生じ、外部短絡した単電池22に流れる過剰な電流によって電流遮断器22bが作動する。   For example, when one single cell 22 is externally short-circuited, a “current wraparound” occurs in which more current out of the current flowing through the battery block 21 flows to the externally short-circuited cell 22, and The current breaker 22b is activated by the excessive current flowing.

図3(a)に示すように電池ブロック21Bの複数の電流遮断器22bのうちの1つの電流遮断器22bが作動していると、電流遮断器22bが作動していない他の5つの単電池22に電流が集中してこれら5つの単電池22に流れる電流値が大きくなる。例えば、12Aの電流が電池ブロック21に流れる場合、電流遮断器22bが作動していないときは、6つの各単電池22に2Aずつの電流が流れるが、電流遮断器22bが1つ作動している状態では、他の5つの各単電池22に2.4Aずつの電流が流れる。   As shown in FIG. 3 (a), when one current breaker 22b of the plurality of current breakers 22b of the battery block 21B is activated, the other five single cells that are not activated. The current value that flows through these five unit cells 22 is increased due to the current being concentrated on 22. For example, when a current of 12A flows to the battery block 21, when the current breaker 22b is not activated, a current of 2A flows to each of the six unit cells 22, but one current breaker 22b is activated. In this state, a current of 2.4 A flows through each of the other five unit cells 22.

なお、電流遮断器22bが1つも作動していない他の電池ブロック21A、21Cにも、電池ブロック21Bと同じ12Aの電流が流れるが、このとき各単電池22には2Aずつの電流が流れる。つまり、同じ電流が流れる直列に接続された複数の電池ブロック21において、電池ブロック21内で電流遮断器22bが作動している状態だと、電流遮断器22bが1つも作動してない電池ブロック21よりも、各電流遮断器22bに流れる電流値が上昇する。   The current 12A, which is the same as the battery block 21B, flows in the other battery blocks 21A, 21C in which no current breaker 22b is operating. At this time, a current of 2A flows in each unit cell 22. That is, in the plurality of battery blocks 21 connected in series through which the same current flows, when the current breaker 22b is operating in the battery block 21, no battery block 21 is operating. Rather, the value of the current flowing through each current breaker 22b increases.

そこで、本実施例では、電流遮断器22bの許容電流値を利用し、電流遮断器22bが作動する許容電流値よりも小さい電流であって電池ブロック21内において所定数の電流遮断器22bが作動したことによって電流遮断器22bが作動していない単電池22に流れ込む電流が許容電流値よりも上昇して電池ブロック21内全ての作動していない電流遮断器22bを作動させる大きさの電流を電池ブロック21に流すことで、電流遮断器22bが作動状態にある(作動状態にあった)電池ブロック21を判別する。   Therefore, in this embodiment, the allowable current value of the current breaker 22b is used, and the current is smaller than the allowable current value at which the current breaker 22b operates, and a predetermined number of current breakers 22b are activated in the battery block 21. As a result, the current flowing into the unit cell 22 in which the current breaker 22b is not operating rises above the allowable current value, and the current of a magnitude that activates all the non-operating current breakers 22b in the battery block 21 is supplied to the battery. By flowing to the block 21, the battery block 21 in which the current breaker 22b is in an operating state (in an operating state) is determined.

図3(b)に示すように、例えば、電流遮断器22bの許容電流値が3Aであるとする。1つの電流遮断器22bが作動している電池ブロック21を判別する場合、並列接続された6つの単電池22のうち5つの単電池22に流れる電流値が3A以上となれば、5つの各単電池22の作動していない電流遮断器22bが作動するので、高容量型組電池20に対して15Aの電流を流す。   As shown in FIG. 3B, for example, it is assumed that the allowable current value of the current breaker 22b is 3A. When the battery block 21 in which one current breaker 22b is operating is determined, if the current value flowing through the five unit cells 22 among the six unit cells 22 connected in parallel is 3A or more, each of the five unit cells Since the current breaker 22b in which the battery 22 is not operated operates, a current of 15 A flows to the high-capacity assembled battery 20.

電池ブロック21Bでは、5つの各単電池22に流れる電流が3Aとなり、許容電流値よりも大きい電流が流れるので電流遮断器22b全てが作動する。一方、他の電池ブロック21A、21Cにも15Aの電流が流れるものの、各単電池22に流れる電流は、2.5Aであり、電流遮断器22bの許容電流値よりも小さい電流が流れるので、これら他の電池ブロック21A、21Cの電流遮断器22bは作動しない。   In the battery block 21B, the current flowing through each of the five single cells 22 is 3A, and a current larger than the allowable current value flows, so all the current breakers 22b are activated. On the other hand, although the current of 15A flows through the other battery blocks 21A and 21C, the current flowing through each unit cell 22 is 2.5A, and a current smaller than the allowable current value of the current breaker 22b flows. The current breakers 22b of the other battery blocks 21A and 21C do not operate.

このように、電池ブロック21内で所定数の電流遮断器22bが作動したことによって残りの電流遮断器22bに流れる電流が許容電流値よりも大きくなり、1つも電流遮断器22bが作動していない他の電池ブロック21の各電流遮断器22bには許容電流値よりも小さい電流が流れるように規定された電流を、直列に接続された電池ブロック21に流して、所定数の電流遮断器22bが作動している電池ブロック21内で全ての電流遮断器22bを作動させることで、直列に接続された複数の電池ブロック21に、電流遮断器22bが作動している状態の電池ブロック21が存在することを判別することができる。   As described above, when a predetermined number of current breakers 22b are activated in the battery block 21, the current flowing through the remaining current breakers 22b is larger than the allowable current value, and no current breaker 22b is activated. A current that is smaller than the allowable current value flows through each of the current breakers 22b of the other battery blocks 21 through the battery blocks 21 connected in series, and a predetermined number of current breakers 22b are provided. By operating all the current circuit breakers 22b within the battery block 21 that is operating, the battery blocks 21 in a state where the current circuit breakers 22b are operating exist in the plurality of battery blocks 21 connected in series. Can be determined.

そして、電池ブロック21内で所定数の電流遮断器22bが作動したことによって残りの電流遮断器22bに流れる電流が許容電流値よりも大きくなり、1つも電流遮断器22bが作動していない他の電池ブロック21の各電流遮断器22bには許容電流値よりも小さい電流が流れるように規定された電流が流れている間の電池ブロック21の電圧又は電流を監視して、例えば、監視ユニット23で電池ブロック22の電圧値が検出できなくなったり(監視ユニット23から出力値を取得できない又は検出エラーを出力値と取得する)、電流センサ24の検出値が0になる場合に、電流遮断器22bが作動している状態の電池ブロック21の存在、つまり、電池ブロック21における電流遮断器22bの作動状態を判別(把握)することができる。   Then, when a predetermined number of current breakers 22b are activated in the battery block 21, the current flowing through the remaining current breakers 22b is larger than the allowable current value, and no other current breaker 22b is activated. The voltage or current of the battery block 21 is monitored while a current that is smaller than the allowable current value flows in each current breaker 22b of the battery block 21. For example, the monitoring unit 23 When the voltage value of the battery block 22 cannot be detected (the output value cannot be acquired from the monitoring unit 23 or the detection error is acquired as the output value), or the detection value of the current sensor 24 becomes 0, the current breaker 22b The presence of the battery block 21 in an operating state, that is, the operating state of the current breaker 22b in the battery block 21 can be discriminated (obtained). That.

本実施例の電流遮断器22bの作動状態判別処理において流す電流値は、下記の式(1)のように求めることができる。
(式1)電流値I=(並列数−作動数)×許容電流値
並列数は、電池ブロック21を構成する単電池22の並列接続数である。作動数は、いくつの電流遮断器22bが作動している電池ブロック21を判別するかを表す値であり、最小値は1である。
The value of the current that flows in the operation state determination process of the current breaker 22b of the present embodiment can be obtained as in the following equation (1).
(Expression 1) Current value I = (Number of parallels−Number of operations) × Allowable current value The number of parallels is the number of parallel connections of the cells 22 constituting the battery block 21. The operation number is a value indicating how many battery breakers 21 in which the current breaker 22b is operating, and the minimum value is 1.

電池ブロック21の単電池22の並列接続数及び電流遮断器22bの許容電流値は予め把握することができるので、いくつの電流遮断器22bが作動している電池ブロック21を判別するか、言い換えれば、いくつ以上の電流遮断器22bが作動状態である場合の電池ブロック21を検出するかを設定することで、電流遮断器22bの作動状態判別処理において流す電流値Iを予め又は適宜決定することができる。図3(b)の例では、並列数6個、許容電流値3Aなので、電流遮断器22bの作動数が1の電池ブロック21を判別する場合には、電流値Iは、15Aとなる。   Since the number of parallel connections of the single cells 22 of the battery block 21 and the allowable current value of the current breaker 22b can be grasped in advance, how many battery block 21 the current breaker 22b is operating in other words, By setting the number of battery blocks 21 to be detected when more than one current breaker 22b is in an operating state, the current value I to be passed in the operating state determination process of the current breaker 22b can be determined in advance or as appropriate. it can. In the example of FIG. 3B, since the parallel number is 6 and the allowable current value is 3A, the current value I is 15A when determining the battery block 21 in which the number of operation of the current breaker 22b is 1.

図4は、本実施例の電流遮断器22bの作動判別処理を示すフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart showing an operation determination process of the current breaker 22b of the present embodiment.

コントローラ35は、IG−ON後の電池システムの起動時や外部充電の際に、高容量型組電池20における電流遮断器22bの作動判別処理を遂行する(S101)。このとき、システムメインリレーSMR−B2,SMR−G2はオン状態、システムメインリレーSMR−B1,SMR−G1はオフ状態であり、コントローラ35は、各システムメインリレーのオン状態とオフ状態を確認及び切り替える制御を行う。   The controller 35 performs an operation determination process of the current breaker 22b in the high-capacity assembled battery 20 at the time of starting the battery system after IG-ON or external charging (S101). At this time, the system main relays SMR-B2, SMR-G2 are in the on state, the system main relays SMR-B1, SMR-G1 are in the off state, and the controller 35 confirms the on state and the off state of each system main relay. Perform switching control.

コントローラ35は、上記式1に基づいて算出される電流値Iを高容量型組電池20に流す(S102)。上述のように、電流値Iは、電池ブロック21の単電池22の並列接続数、電流遮断器22bの許容電流値、いくつ以上の電流遮断器22bが作動状態である場合の電池ブロック21を検出するかを示す作動数に基づいて、予め又は適宜決定することができる。   The controller 35 causes the current value I calculated based on the above formula 1 to flow through the high-capacity assembled battery 20 (S102). As described above, the current value I detects the number of parallel connections of the single cells 22 of the battery block 21, the allowable current value of the current breaker 22b, and the battery block 21 when more than one current breaker 22b is in an operating state. It can be determined in advance or as appropriate based on the number of operations indicating whether or not to do so.

コントローラ35は、電流値Iに応じた充放電電流を所定時間、高容量型組電池20に流すように制御する。なお、所定時間は、許容電流値を超える電流が一定時間流れると作動するように予め規定された電流遮断器22bの動作特性に基づくものである。   The controller 35 controls the charging / discharging current corresponding to the current value I to flow through the high-capacity assembled battery 20 for a predetermined time. The predetermined time is based on the operating characteristics of the current breaker 22b that is defined in advance so as to operate when a current exceeding the allowable current value flows for a certain period of time.

コントローラ35は、例えば、IG−ON後であれば、エンジン34を駆動してモータ・ジェネレータ32により生成された電力を充電させて充電電流を高容量型組電池20に流したり、車両の電力消費機器(例えば、エアコン)に電力を消費させて放電電流を高容量型組電池20に流すことができる。また、外部充電の際は、外部電源から供給される外部電力を充電させて充電電流を高容量型組電池20に流すことができる。   For example, after the IG-ON, the controller 35 drives the engine 34 to charge the electric power generated by the motor / generator 32 so that the charging current flows to the high-capacity assembled battery 20 or the power consumption of the vehicle. A device (for example, an air conditioner) can consume electric power, and a discharge current can be passed through the high-capacity assembled battery 20. In addition, when external charging is performed, external power supplied from an external power source can be charged to allow a charging current to flow through the high-capacity assembled battery 20.

コントローラ35は、電流値Iに応じた充放電電流を高容量型組電池20(電池ブロック21)に流している間の監視ユニット23によって検出される高容量型組電池20又は各電池ブロック21の電圧値を取得する(S103)。電池ブロック21内の電流遮断器22b全てが作動した電池ブロック21が存在しない場合は、直列接続されるいずれかの電池ブロック21が開回路(オープン回路)となっていないので、電池ブロック21の電圧値を取得できる。他方、直列接続されるいずれかの電池ブロック21内の電流遮断器22b全てが作動した電池ブロック21が存在する場合は、電池ブロック21が開回路となっている、すなわち、高容量型組電池20が断線しているので、電池ブロック21の電圧値は取得できない(S104)。   The controller 35 detects the high-capacity assembled battery 20 or each battery block 21 detected by the monitoring unit 23 while the charging / discharging current corresponding to the current value I flows through the high-capacity assembled battery 20 (battery block 21). A voltage value is acquired (S103). When there is no battery block 21 in which all the current breakers 22b in the battery block 21 are operated, any one of the battery blocks 21 connected in series is not an open circuit (open circuit), so the voltage of the battery block 21 You can get the value. On the other hand, when there is a battery block 21 in which all of the current breakers 22b in any of the battery blocks 21 connected in series exist, the battery block 21 is an open circuit, that is, the high-capacity assembled battery 20 Is disconnected, the voltage value of the battery block 21 cannot be acquired (S104).

コントローラ35は、電流値Iに応じた充放電電流を流している間の電池ブロック21の電圧値が取得できない場合は、直列接続された複数の電池ブロック21のいずれか1つにおいて電流遮断器22bが作動した状態であると判別する(S105)。一方でコントローラ35は、電流値Iに応じた充放電電流を流している間の電池ブロック21の電圧値が取得できる場合は、直列接続された複数の電池ブロック21全てにおいて電流遮断器22bが作動していないと判別する(S106)。   If the controller 35 cannot acquire the voltage value of the battery block 21 while the charging / discharging current corresponding to the current value I is flowing, the current breaker 22b in any one of the plurality of battery blocks 21 connected in series. Is determined to be in an activated state (S105). On the other hand, when the controller 35 can acquire the voltage value of the battery block 21 while the charge / discharge current corresponding to the current value I is flowing, the current breaker 22b is activated in all of the battery blocks 21 connected in series. It is determined that it has not been performed (S106).

なお、ステップS103、S104では、電池ブロック21の電圧値以外に電流センサ24の出力値を用いて電流遮断器22bの作動状態を判別することができる。コントローラ35は、例えば、高容量型組電池20に電流値Iに応じた充放電電流を流している間の電流センサ24が検出する出力値(検出値)を取得し、電池ブロック21内の電流遮断器22b全てが作動した電池ブロック21が存在する場合は、電池ブロック21が開回路(オープン回路)となっているので、電流センサ24の出力値は0となる。   In steps S103 and S104, the operating state of the current breaker 22b can be determined using the output value of the current sensor 24 in addition to the voltage value of the battery block 21. For example, the controller 35 acquires an output value (detected value) detected by the current sensor 24 while charging / discharging current corresponding to the current value I is flowing through the high-capacity assembled battery 20, and the current in the battery block 21 is When there is a battery block 21 in which all the circuit breakers 22b are operated, the battery block 21 is an open circuit (open circuit), so the output value of the current sensor 24 is zero.

他方、電池ブロック21内の電流遮断器22b全てが作動した電池ブロック21が存在しない場合は、電池ブロック21が開回路となっていないので、電流値Iに応じた充放電電流の検出値(>0)を電流センサ24から取得できる。コントローラ35は、電流値Iに応じた充放電電流が電流センサ24によって検出できない(検出値=0)場合は、直列接続された複数の電池ブロック21のいずれか1つにおいて電流遮断器22bが作動した状態であると判別する(S105)。また、コントローラ35は、電流値Iに応じた充放電電流を電流センサ24によって検出できた場合は、直列接続された複数の電池ブロック21全てにおいて電流遮断器22bが作動していないと判別する(S106)。   On the other hand, when there is no battery block 21 in which all of the current breakers 22b in the battery block 21 are operated, the battery block 21 is not an open circuit, and therefore, a detected value of charge / discharge current according to the current value I (> 0) can be obtained from the current sensor 24. When the charge / discharge current corresponding to the current value I cannot be detected by the current sensor 24 (detection value = 0), the controller 35 activates the current breaker 22b in any one of the plurality of battery blocks 21 connected in series. It is determined that it is in the state (S105). Moreover, the controller 35 discriminate | determines that the current circuit breaker 22b is not act | operating in all the several battery blocks 21 connected in series, when the charge / discharge current according to the electric current value I can be detected by the current sensor 24 ( S106).

コントローラ35は、ステップS105において、電池ブロック21の電流遮断器22bが作動したものと判別した場合は、高容量型組電池20におけるいずれかの電池ブロック21内の電流遮断器22bが全て作動している状態なので、高容量型組電池20を電池システムから切り離して高容量型組電池20の充放電をさせないように制御し、高出力型組電池10及びエンジン34による車両走行(HV走行モード又は高出力型組電池10を用いたEV走行モード)が行えるようにすることができる。このとき、コントローラ35は、高容量型組電池20に異常が発生した旨をユーザに知らせる警告処理(ランプの点灯、表示部を介したメッセージ表示など)をすることができる。   If the controller 35 determines in step S105 that the current breaker 22b of the battery block 21 has been activated, all of the current breakers 22b in any of the battery blocks 21 in the high-capacity assembled battery 20 have been activated. Therefore, the high-capacity assembled battery 20 is controlled so as not to be charged and discharged by disconnecting the high-capacity assembled battery 20 from the battery system. EV traveling mode using the output type assembled battery 10) can be performed. At this time, the controller 35 can perform warning processing (lighting of the lamp, message display via the display unit, etc.) for notifying the user that an abnormality has occurred in the high-capacity assembled battery 20.

このように本実施例では、電池ブロック21内で既に電流遮断器22bが作動している状態であれば、電流遮断器22bが作動していない残りの単電池22に電流が集中して電流遮断器22bが作動しつつ、電流遮断器22bが一つも作動していない状態であれば、電流遮断器22bには許容電流値よりも小さい電流が流れて電流遮断器22bは作動しないので、電流が流れている間に検出される電池ブロック21の電圧又は電流の検出値(出力値)に基づいて、直列に接続された複数の電池ブロックのうちで電流遮断器22bが作動状態にある電池ブロック21を正確に把握することができる。   As described above, in this embodiment, if the current breaker 22b is already operating in the battery block 21, the current is concentrated on the remaining single cells 22 where the current breaker 22b is not operating. If the current breaker 22b is activated but no current breaker 22b is activated, a current smaller than the allowable current value flows through the current breaker 22b and the current breaker 22b does not operate. Based on the detected value (output value) of the voltage or current of the battery block 21 detected during the flow, the battery block 21 in which the current breaker 22b is in an operating state among the plurality of battery blocks connected in series. Can be grasped accurately.

そして、本実施例は、電流遮断器22bが所定数作動していた電池ブロック21内の残りの作動していない電流遮断器22bを作動させ、その電池ブロック21内の全ての電流遮断器22bを作動状態にさせるので、電流遮断器22bが作動状態にある電池ブロック21の存在を正確に把握しつつ、異常が発生した状態での高容量型組電池20の使用を適切に中止させることができる。   In this embodiment, the remaining non-operating current circuit breakers 22b in the battery block 21 in which the predetermined number of current circuit breakers 22b have been operated are activated, and all the current circuit breakers 22b in the battery block 21 are activated. Since the operation state is set, the use of the high-capacity assembled battery 20 in a state where an abnormality has occurred can be appropriately stopped while accurately grasping the presence of the battery block 21 in which the current breaker 22b is in the operation state. .

なお、本実施例では、電流値Iに応じた充放電電流を流し、少なくとも1以上の電流遮断器22bが作動している電池ブロック21の全ての電流遮断器22bを作動させ、直列に接続された複数のいずれかの電池ブロック21に、電流遮断器22bが作動状態にある電池ブロック21が存在することを正確に把握できるが、例えば、各電池ブロック21を特定した電流遮断器22bの作動状態の判別を行うこともできる。   In this embodiment, a charging / discharging current corresponding to the current value I is supplied, and all the current breakers 22b of the battery block 21 in which at least one current breaker 22b is activated are connected in series. It can be accurately grasped that any one of the plurality of battery blocks 21 includes the battery block 21 in which the current breaker 22b is in an operating state. For example, the operating state of the current breaker 22b specifying each battery block 21 Can also be determined.

例えば、複数の各電池ブロック21に対して抵抗を含む均等化回路や電圧検出用抵抗を設けることで、電池ブロック21別に監視ユニット23から各電圧値を取得することができる。コントローラ35は、電流値Iに応じた充放電電流が流れている間の各電池ブロック21の電圧値、すなわち、監視ユニット23からの出力値を監視して、電圧値が検出できない1つ以上の電池ブロック21それぞれを、電流遮断器22bが作動している電池ブロック21として特定することができる。   For example, each voltage value can be acquired from the monitoring unit 23 for each battery block 21 by providing an equalization circuit including a resistance and a voltage detection resistor for each of the plurality of battery blocks 21. The controller 35 monitors the voltage value of each battery block 21 during the charging / discharging current corresponding to the current value I, that is, the output value from the monitoring unit 23, and detects one or more voltage values that cannot be detected. Each of the battery blocks 21 can be identified as the battery block 21 in which the current breaker 22b is operating.

また、本実施例では、電流値Iに応じた充放電電流が流れている間の電池ブロック21の電圧又は電流を監視しているが、これに限るものではない。例えば、電流値Iに応じた充放電電流を流した後に、別途所定の充放電電流を流して電池ブロック21の電圧又は電流を監視し、電流遮断器22bが作動状態にある電池ブロックを判別することができる。   In the present embodiment, the voltage or current of the battery block 21 is monitored while the charging / discharging current corresponding to the current value I flows, but the present invention is not limited to this. For example, after a charging / discharging current corresponding to the current value I is supplied, a predetermined charging / discharging current is supplied separately to monitor the voltage or current of the battery block 21 to determine a battery block in which the current breaker 22b is in an operating state. be able to.

図5は、電流遮断器22bの作動状態判別の変形例を説明する図である。図5に示すように、電池ブロック21内のいずれか1つの単電池22に流れる電流を検出する電流センサ24aを、各電池ブロック21それぞれに設けることができる。   FIG. 5 is a diagram for explaining a modification of the operating state determination of the current breaker 22b. As shown in FIG. 5, each battery block 21 can be provided with a current sensor 24 a that detects a current flowing through any one unit cell 22 in the battery block 21.

例えば、電流センサ24aが設けられた単電池22に接続される電流遮断器22bが作動した場合、電流センサ24aの出力値は0となり、電流センサ24aが設けられた単電池22以外の並列接続される単電池22の電流遮断器22bが作動した場合は、上述のように、電流遮断器22bが作動していない電流センサ24aが設けられた単電池22の電流値が大きくなる。コントローラ35は、電流センサ24aの出力値に基づいて電池ブロック21内の電流遮断器22bの作動状態を各電池ブロック別に判別することができる。   For example, when the current breaker 22b connected to the unit cell 22 provided with the current sensor 24a is activated, the output value of the current sensor 24a becomes 0, and other than the unit cell 22 provided with the current sensor 24a is connected in parallel. When the current breaker 22b of the unit cell 22 is activated, as described above, the current value of the unit cell 22 provided with the current sensor 24a in which the current breaker 22b is not activated increases. The controller 35 can determine the operating state of the current breaker 22b in the battery block 21 for each battery block based on the output value of the current sensor 24a.

10:高出力型組電池
11:単電池
12:監視ユニット
13:電流センサ
20:高容量型組電池
21:電池ブロック
22:単電池
22b:電流遮断器
23:監視ユニット
24:電流センサ
31:インバータ
32:モータ・ジェネレータ
33:車輪
34:エンジン
35:コントローラ
10: High-power assembled battery 11: Single battery 12: Monitoring unit 13: Current sensor 20: High-capacity assembled battery 21: Battery block 22: Single battery 22b: Current breaker 23: Monitoring unit 24: Current sensor 31: Inverter 32: Motor generator 33: Wheel 34: Engine 35: Controller

Claims (1)

並列に接続された複数の蓄電素子をそれぞれ有し、直列に接続された複数の蓄電ブロックと、
前記各蓄電ブロックの状態を判別するコントローラと、を有し、
前記各蓄電素子は、前記蓄電素子の内部における電流経路を遮断する電流遮断器を有しており、
前記コントローラは、
電流遮断器が作動する基準電流値よりも小さい電流であって蓄電ブロック内において所定数の電流遮断器が作動したことによって前記電流遮断器が作動していない蓄電素子に流れ込む電流が前記基準電流値よりも上昇して前記蓄電ブロック内全ての作動していない電流遮断器を作動させる大きさとなる電流を蓄電ブロックに流し、蓄電ブロックの電圧又は電流の検出値に基づいて、前記電流遮断器が作動状態にある蓄電ブロックを判別することを特徴とする蓄電システム。
Each having a plurality of power storage elements connected in parallel, a plurality of power storage blocks connected in series,
A controller for determining the state of each power storage block,
Each of the electricity storage elements has a current breaker that interrupts a current path inside the electricity storage element,
The controller is
The reference current value is a current that is smaller than a reference current value at which the current breaker is activated and flows into a storage element in which the current breaker is not activated due to activation of a predetermined number of current breakers in the storage block. The current breaker is activated based on the voltage or current detected value of the storage block. A power storage system characterized by determining a power storage block in a state.
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