JP2014187807A - Power storage system - Google Patents

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賢司 高橋
Yuji Nishi
勇二 西
Hiroyuki Kaiya
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a fuse from getting melted although there is no need to melt a fuse in a plurality of parallel-connected fuses.SOLUTION: A power storage system has: a power storage device (10) including a plurality of power storage elements (12) connected in parallel, a plurality of fuses (12b) connected in parallel with each of the plurality of power storage elements, and a controller (40) for controlling the charge/discharge of the power storage device. The controller uses the voltage values of the plurality of power storage elements and the internal resistance of each power storage element to calculate a current value flowing in each power storage element. When the amount of damage to each fuse corresponding to the calculated current value is larger than a threshold, the controller limits the charge and/or the discharge of the power storage device.

Description

本発明は、ヒューズのダメージ量を把握して、ヒューズが作動すべき条件以外の条件でヒューズが作動してしまうことを抑制する技術に関する。   The present invention relates to a technique for grasping the amount of damage of a fuse and suppressing the fuse from operating under conditions other than the conditions under which the fuse should operate.

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。   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.

特開平05−275116号公報JP 05-275116 A

特許文献1に記載の構成では、ヒューズの劣化を考慮する必要がある。ヒューズの劣化が進行すると、ヒューズを溶断する必要が無いにもかかわらず、ヒューズが溶断してしまうことがある。ヒューズを不用意に溶断させてしまうと、並列に接続された他のヒューズに電流が流れやすくなり、他のヒューズの劣化を促進させてしまう。   In the configuration described in Patent Document 1, it is necessary to consider the deterioration of the fuse. When the deterioration of the fuse progresses, the fuse may be blown even though it is not necessary to blow the fuse. If the fuse is blown carelessly, a current easily flows through another fuse connected in parallel, and the deterioration of the other fuse is promoted.

本発明の蓄電システムは、蓄電装置と、蓄電装置の充放電を制御するコントローラとを有する。蓄電装置は、並列に接続された複数の蓄電素子を含んでおり、各蓄電素子には、ヒューズが直列に接続されている。ここで、複数の蓄電素子と接続される複数のヒューズは、並列に接続されることになる。   The power storage system of the present invention includes a power storage device and a controller that controls charging / discharging of the power storage device. The power storage device includes a plurality of power storage elements connected in parallel, and a fuse is connected in series to each power storage element. Here, the plurality of fuses connected to the plurality of power storage elements are connected in parallel.

コントローラは、複数の蓄電素子の電圧値および各蓄電素子の内部抵抗を用いて、各蓄電素子に流れる電流値を算出する。複数の蓄電素子は、並列に接続されているため、複数の蓄電素子のそれぞれにおける電圧値が揃えられる。これにより、複数の蓄電素子の電圧値としては、特定の電圧値(1つの電圧値)が得られる。一方、並列に接続された複数の蓄電素子では、劣化状態(内部抵抗)にバラツキが発生することがあり、この劣化状態のバラツキに応じて、蓄電素子に流れる電流値が互いに異なることになる。   The controller calculates the value of the current flowing through each power storage element using the voltage values of the plurality of power storage elements and the internal resistance of each power storage element. Since the plurality of power storage elements are connected in parallel, the voltage values of the plurality of power storage elements are aligned. Thereby, a specific voltage value (one voltage value) is obtained as the voltage values of the plurality of power storage elements. On the other hand, in a plurality of power storage elements connected in parallel, variations may occur in the deterioration state (internal resistance), and the current values flowing in the power storage elements differ from each other according to the variation in the deterioration state.

コントローラは、算出した電流値に応じた各ヒューズのダメージ量が閾値よりも大きいときに、蓄電装置の充電および放電の少なくとも一方(充電/放電という)を制限する。ヒューズの劣化は、ヒューズに流れる電流値に依存する。具体的には、ヒューズに流れる電流値が大きくなるほど、ヒューズの劣化が進行しやすくなる。このため、各蓄電素子(言い換えれば、各ヒューズ)に流れる電流値を算出することにより、各ヒューズのダメージ量を算出することができる。   The controller limits at least one of charging and discharging (referred to as charging / discharging) of the power storage device when the damage amount of each fuse corresponding to the calculated current value is larger than a threshold value. The deterioration of the fuse depends on the value of the current flowing through the fuse. Specifically, as the current value flowing through the fuse increases, the deterioration of the fuse easily proceeds. For this reason, the amount of damage of each fuse can be calculated by calculating the value of the current flowing through each power storage element (in other words, each fuse).

ヒューズのダメージ量が閾値よりも大きいときに、蓄電装置の充電/放電を制限することにより、ヒューズの劣化が進行することを抑制できる。すなわち、充電/放電を制限すれば、ヒューズに電流が流れにくくなり、ヒューズの劣化が進行することを抑制できる。ヒューズの劣化が進行すると、ヒューズを溶断する必要が無いにもかかわらず、ヒューズが溶断してしまうことがある。そこで、上述したように、蓄電装置の充電/放電を制限することにより、ヒューズが溶断しやすくなってしまうことを抑制できる。   By limiting charging / discharging of the power storage device when the amount of damage to the fuse is larger than the threshold value, it is possible to suppress the progress of deterioration of the fuse. That is, if charging / discharging is limited, it is difficult for current to flow through the fuse, and the deterioration of the fuse can be suppressed. When the deterioration of the fuse progresses, the fuse may be blown even though it is not necessary to blow the fuse. Therefore, as described above, by restricting charging / discharging of the power storage device, it is possible to suppress the fuse from being easily blown.

蓄電装置の充放電を制御するときには、充電および放電のそれぞれにおいて、許容される電力の上限値が設定される。具体的には、充電電力又は放電電力が上限値を超えないように、蓄電装置の充放電が制御される。ここで、充電を制限するときには、充電に関する上限値を低下させることになる。また、放電を制限するときには、放電に関する上限値を低下させることになる。   When charging / discharging of the power storage device is controlled, an upper limit value of allowable power is set for each of charging and discharging. Specifically, charging / discharging of the power storage device is controlled so that charging power or discharging power does not exceed an upper limit value. Here, when charging is limited, the upper limit value related to charging is reduced. Moreover, when limiting discharge, the upper limit regarding discharge is reduced.

上述したように、ヒューズに流れる電流値が大きくなるほど、ヒューズの劣化が進行しやすくなるため、電流値が大きくなるほど、ダメージ量を大きくすることができる。各蓄電素子(各ヒューズ)に流れる電流値に対応したダメージ量を算出し、このダメージ量を累積することにより、現在のヒューズにおけるダメージ量を把握することができる。そして、現在のダメージ量に基づいて、蓄電装置の充放電を制御することができる。   As described above, the larger the current value flowing through the fuse, the easier the deterioration of the fuse proceeds. Therefore, the greater the current value, the greater the amount of damage. By calculating the amount of damage corresponding to the current value flowing through each power storage element (each fuse) and accumulating the amount of damage, the current amount of damage in the fuse can be grasped. Based on the current damage amount, charging / discharging of the power storage device can be controlled.

蓄電装置の充電/放電を制限するときには、ダメージ量および閾値の差分に応じた制限量を設定することができる。上述したように、充電/放電に関する上限値を低下させるときには、制限量の分だけ、上限値を低下させることができる。これにより、充電/放電を制限するときにおいて、ダメージ量および閾値の差分を反映させながら、適切な制限を行うことができる。具体的には、充電/放電が過剰に制限されることを抑制したり、充電/放電の制限が不足することを抑制したりすることができる。   When limiting the charging / discharging of the power storage device, a limiting amount corresponding to the difference between the damage amount and the threshold value can be set. As described above, when the upper limit value related to charging / discharging is lowered, the upper limit value can be lowered by the limit amount. Thereby, when limiting charging / discharging, it is possible to perform appropriate limitation while reflecting the difference between the damage amount and the threshold value. Specifically, it is possible to suppress the charge / discharge from being restricted excessively, or to suppress the charge / discharge restriction from being insufficient.

複数のヒューズに流れる電流値が互いに異なるときには、複数のヒューズにおけるダメージ量も互いに異なることになる。この場合には、最も大きいダメージ量を基準として、蓄電装置の充放電を制御することができる。具体的には、最も大きいダメージ量が閾値よりも大きいときに、充電/放電を制限することができる。ダメージ量が最も大きいヒューズでは、最も劣化が進行していることになる。このため、最も劣化の進行しているヒューズが不用意に溶断してしまうことを抑制することが好ましい。   When the current values flowing through the plurality of fuses are different from each other, the damage amounts of the plurality of fuses are also different from each other. In this case, charging / discharging of the power storage device can be controlled based on the largest damage amount. Specifically, charging / discharging can be limited when the largest amount of damage is greater than a threshold value. The fuse with the greatest amount of damage is most degraded. For this reason, it is preferable to prevent the fuse that is most deteriorated from being inadvertently blown out.

蓄電装置は、複数の蓄電ブロックによって構成することができる。ここで、複数の蓄電ブロックは、直列に接続することができ、各蓄電ブロックは、並列に接続された複数の蓄電素子によって構成することができる。このような構成では、各蓄電ブロックにおいて、各蓄電素子に流れる電流値に基づいて、各ヒューズのダメージ量が算出される。そして、これらのヒューズにおけるダメージ量に基づいて、蓄電装置の充放電が制御される。   The power storage device can be configured by a plurality of power storage blocks. Here, the plurality of power storage blocks can be connected in series, and each power storage block can be constituted by a plurality of power storage elements connected in parallel. In such a configuration, the damage amount of each fuse is calculated based on the value of the current flowing through each power storage element in each power storage block. Based on the amount of damage in these fuses, charging / discharging of the power storage device is controlled.

電流センサを用いることにより、蓄電装置に流れる電流値を検出することができる。ここで、複数の蓄電素子は並列に接続されているため、複数の蓄電素子に流れる電流値の総和が、電流センサによって検出された電流値となる。蓄電素子の電圧値および内部抵抗を用いて、各蓄電素子に流れる電流値を算出(推定)するときには、電流値の総和および検出電流値を比較することにより、推定した電流値が実測値に沿っているか否かを確認することができる。そして、電流値の総和および検出電流値が一致しているときには、このときに算出(推定)された電流値を、各蓄電素子に流れる電流値とすることができる。   By using the current sensor, the value of the current flowing through the power storage device can be detected. Here, since the plurality of power storage elements are connected in parallel, the sum of the current values flowing through the plurality of power storage elements becomes the current value detected by the current sensor. When calculating (estimating) the current value flowing through each power storage element using the voltage value and internal resistance of the power storage element, the estimated current value is in accordance with the actual measurement value by comparing the sum of the current values and the detected current value. It can be confirmed whether or not. When the sum of the current values and the detected current value match, the current value calculated (estimated) at this time can be used as the current value flowing through each power storage element.

電圧センサを用いることにより、並列に接続された複数の蓄電素子における電圧値を検出することができる。このように電圧値を検出すれば、各蓄電素子の内部抵抗を特定することにより、各蓄電素子に流れる電流値を算出(推定)することができる。   By using the voltage sensor, it is possible to detect voltage values in a plurality of power storage elements connected in parallel. If the voltage value is detected in this manner, the value of the current flowing through each power storage element can be calculated (estimated) by specifying the internal resistance of each power storage element.

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. 組電池および監視ユニットの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an assembled battery and a monitoring unit. 単電池の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a cell. 組電池の温度を調節する構造を示す図である。It is a figure which shows the structure which adjusts the temperature of an assembled battery. ヒューズの特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of a fuse. 単電池に流れる電流値を推定する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which estimates the electric current value which flows into a cell. 単電池の環境温度を推定する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of estimating the environmental temperature of a cell. 単電池の放熱時における熱抵抗とファンの出力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the thermal resistance at the time of the thermal radiation of a cell, and the output of a fan. 単電池に流れる電流値を推定する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which estimates the electric current value which flows into a cell. ヒューズのダメージ量に基づいて、組電池の出力を制御する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which controls the output of an assembled battery based on the amount of damage of a fuse. ヒューズのダメージ量および出力電力の変化を示す図である。It is a figure which shows the amount of damage of a fuse, and the change of output electric power. ヒューズのダメージ量に基づいて、組電池の入力を制御する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which controls the input of an assembled battery based on the amount of damage of a fuse. ヒューズのダメージ量および入力電力の変化を示す図である。It is a figure which shows the amount of damage of a fuse, and the change of input electric power.

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.

本発明の実施例1である電池システム(本発明の蓄電システムに相当する)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。   A battery system (corresponding to the power storage system of the present invention) that is Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a battery system. The battery system of this embodiment is mounted on a vehicle.

車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車は、車両を走行させる動力源として、後述する組電池に加えて、エンジン又は燃料電池を備えている。電気自動車は、車両を走行させる動力源として、後述する組電池だけを備えている。   Vehicles include hybrid cars and electric cars. The hybrid vehicle includes an engine or a fuel cell as a power source for running the vehicle in addition to the assembled battery described later. The electric vehicle includes only an assembled battery described later as a power source for running the vehicle.

組電池(本発明の蓄電装置に相当する)10の正極端子と接続された正極ラインPLには、システムメインリレーSMR−Bが設けられている。システムメインリレーSMR−Bは、コントローラ40からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。組電池10の負極端子と接続された負極ラインNLには、システムメインリレーSMR−Gが設けられている。システムメインリレーSMR−Gは、コントローラ40からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。   A system main relay SMR-B is provided on the positive electrode line PL connected to the positive electrode terminal of the assembled battery (corresponding to the power storage device of the present invention) 10. System main relay SMR-B is switched between ON and OFF by receiving a control signal from controller 40. A system main relay SMR-G is provided on the negative electrode line NL connected to the negative electrode terminal of the assembled battery 10. System main relay SMR-G is switched between on and off by receiving a control signal from controller 40.

システムメインリレーSMR−Gには、システムメインリレーSMR−Pおよび電流制限抵抗Rが並列に接続されている。システムメインリレーSMR−Pおよび電流制限抵抗Rは、直列に接続されている。システムメインリレーSMR−Pは、コントローラ40からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。電流制限抵抗Rは、組電池10を負荷(具体的には、後述する昇圧回路32)と接続するときに、突入電流が流れることを抑制するために用いられる。   A system main relay SMR-P and a current limiting resistor R are connected in parallel to the system main relay SMR-G. System main relay SMR-P and current limiting resistor R are connected in series. System main relay SMR-P is switched between on and off by receiving a control signal from controller 40. The current limiting resistor R is used for suppressing an inrush current from flowing when the assembled battery 10 is connected to a load (specifically, a booster circuit 32 described later).

組電池10を負荷と接続するとき、コントローラ40は、システムメインリレーSMR−B,SMR−Pをオフからオンに切り替える。これにより、電流制限抵抗Rに電流を流すことができ、突入電流が流れることを抑制することができる。ここで、車両のイグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったときに、組電池10が負荷と接続される。イグニッションスイッチのオンおよびオフに関する情報は、コントローラ40に入力される。   When connecting the assembled battery 10 to a load, the controller 40 switches the system main relays SMR-B and SMR-P from off to on. Thereby, a current can be passed through the current limiting resistor R, and the inrush current can be suppressed from flowing. Here, when the ignition switch of the vehicle is switched from OFF to ON, the assembled battery 10 is connected to the load. Information relating to turning on and off the ignition switch is input to the controller 40.

次に、コントローラ40は、システムメインリレーSMR−Gをオフからオンに切り替えるとともに、システムメインリレーSMR−Pをオンからオフに切り替える。これにより、組電池10および負荷の接続が完了し、図1に示す電池システムは、起動状態(Ready-On)となる。一方、組電池10および負荷の接続を遮断するとき、コントローラ40は、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gをオンからオフに切り替える。これにより、図1に示す電池システムは停止状態(Ready-Off)となる。ここで、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わったときに、組電池10および負荷の接続が遮断される。   Next, the controller 40 switches the system main relay SMR-G from off to on and switches the system main relay SMR-P from on to off. Thereby, connection of the assembled battery 10 and load is completed, and the battery system shown in FIG. 1 will be in a starting state (Ready-On). On the other hand, when cutting off the connection between the assembled battery 10 and the load, the controller 40 switches the system main relays SMR-B and SMR-G from on to off. Thereby, the battery system shown in FIG. 1 is in a stopped state (Ready-Off). Here, when the ignition switch is switched from on to off, the connection between the assembled battery 10 and the load is cut off.

電流センサ31は、組電池10に流れる電流値Ibを検出し、検出結果をコントローラ40に出力する。本実施例において、組電池10を放電しているときには、電流センサ31によって検出された電流値を正の値としている。また、組電池10を充電しているときには、電流センサ31によって検出された電流値を負の値としている。   The current sensor 31 detects the current value Ib flowing through the assembled battery 10 and outputs the detection result to the controller 40. In the present embodiment, when the assembled battery 10 is being discharged, the current value detected by the current sensor 31 is set to a positive value. Further, when the battery pack 10 is being charged, the current value detected by the current sensor 31 is a negative value.

本実施例では、電流センサ31が正極ラインPLに設けられているが、これに限るものではない。すなわち、電流センサ31は、組電池10に流れる電流値Ibを検出できればよい。具体的には、電流センサ31は、負極ラインNLに設けることができる。また、複数の電流センサ31を用いることもできる。なお、コストや体格などを考慮すると、本実施例のように、1つの組電池10に対して1つの電流センサ31を設けることが好ましい。   In the present embodiment, the current sensor 31 is provided on the positive electrode line PL, but is not limited thereto. That is, the current sensor 31 only needs to detect the current value Ib flowing through the assembled battery 10. Specifically, the current sensor 31 can be provided in the negative electrode line NL. A plurality of current sensors 31 can also be used. In consideration of cost, physique, and the like, it is preferable to provide one current sensor 31 for one assembled battery 10 as in the present embodiment.

昇圧回路32は、組電池10の出力電圧を昇圧し、昇圧後の電力をインバータ33に出力する。また、昇圧回路32は、インバータ33の出力電圧を降圧し、降圧後の電力を組電池10に出力することができる。昇圧回路32は、コントローラ40からの制御信号を受けて動作する。本実施例の電池システムでは、昇圧回路32を用いているが、昇圧回路32を省略することもできる。   The booster circuit 32 boosts the output voltage of the assembled battery 10 and outputs the boosted power to the inverter 33. Further, the booster circuit 32 can step down the output voltage of the inverter 33 and output the lowered power to the assembled battery 10. The booster circuit 32 operates in response to a control signal from the controller 40. In the battery system of this embodiment, the booster circuit 32 is used, but the booster circuit 32 may be omitted.

インバータ33は、昇圧回路32から出力された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ・ジェネレータ34に出力する。また、インバータ33は、モータ・ジェネレータ34が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を昇圧回路32に出力する。モータ・ジェネレータ34としては、例えば、三相交流モータを用いることができる。   The inverter 33 converts the DC power output from the booster circuit 32 into AC power, and outputs the AC power to the motor / generator 34. The inverter 33 converts AC power generated by the motor / generator 34 into DC power and outputs the DC power to the booster circuit 32. As the motor generator 34, for example, a three-phase AC motor can be used.

モータ・ジェネレータ34は、インバータ33からの交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。組電池10の出力電力を用いて車両を走行させるとき、モータ・ジェネレータ34によって生成された運動エネルギは、車輪に伝達される。   Motor generator 34 receives AC power from inverter 33 and generates kinetic energy for running the vehicle. When the vehicle is driven using the output power of the assembled battery 10, the kinetic energy generated by the motor / generator 34 is transmitted to the wheels.

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34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33は、モータ・ジェネレータ34が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を昇圧回路32に出力する。昇圧回路32は、インバータ33からの電力を組電池10に出力する。これにより、回生電力を組電池10に蓄えることができる。   When the vehicle is decelerated or stopped, the motor generator 34 converts kinetic energy generated during braking of the vehicle into electrical energy (AC power). The inverter 33 converts AC power generated by the motor / generator 34 into DC power and outputs the DC power to the booster circuit 32. The booster circuit 32 outputs the electric power from the inverter 33 to the assembled battery 10. Thereby, regenerative electric power can be stored in the assembled battery 10.

コントローラ40は、メモリ41を有しており、メモリ41には、コントローラ40が所定の処理を行うための各種の情報が記憶されている。本実施例では、メモリ41がコントローラ40に内蔵されているが、コントローラ40の外部にメモリ41を設けることもできる。   The controller 40 includes a memory 41, and various types of information for the controller 40 to perform predetermined processing are stored in the memory 41. In the present embodiment, the memory 41 is built in the controller 40, but the memory 41 may be provided outside the controller 40.

監視ユニット20は、後述するように、組電池10に含まれる電池ブロックの電圧値Vを検出し、検出結果をコントローラ40に出力する。図2には、組電池10および監視ユニット20の構成を示す。図2に示すように、組電池10は、直列に接続された複数の電池ブロック(本発明の蓄電ブロックに相当する)11を有する。複数の電池ブロック11を直列に接続することにより、組電池10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11の数は、組電池10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 will be described later, the monitoring unit 20 detects the voltage value V j of the battery block included in the assembled battery 10 and outputs the detection result to the controller 40. In FIG. 2, the structure of the assembled battery 10 and the monitoring unit 20 is shown. As shown in FIG. 2, the assembled battery 10 includes a plurality of battery blocks (corresponding to the storage block of the present invention) 11 connected in series. By connecting a plurality of battery blocks 11 in series, the output voltage of the assembled battery 10 can be secured. Here, the number of battery blocks 11 can be appropriately set in consideration of the voltage required for the assembled battery 10.

各電池ブロック11は、並列に接続された複数の単電池(本発明の蓄電素子に相当する)12を有する。複数の単電池12を並列に接続することにより、電池ブロック11(組電池10)の満充電容量を増やすことができる。例えば、組電池10の出力を用いて車両を走行させるときには、組電池10の満充電容量を増やすことにより、走行距離を延ばすことができる。各電池ブロック11を構成する単電池12の数は、組電池10に要求される満充電容量などを考慮して、適宜設定することができる。   Each battery block 11 has a plurality of single cells (corresponding to the storage element of the present invention) 12 connected in parallel. By connecting the plurality of single cells 12 in parallel, the full charge capacity of the battery block 11 (the assembled battery 10) can be increased. For example, when the vehicle is driven using the output of the assembled battery 10, the traveling distance can be extended by increasing the full charge capacity of the assembled battery 10. The number of single cells 12 constituting each battery block 11 can be appropriately set in consideration of the full charge capacity required for the assembled battery 10.

各電池ブロック11には、監視IC(Integrated Circuit)21が並列に接続されている。監視ユニット20は、複数の監視IC21を有しており、監視IC21は、電池ブロック11の数だけ設けられている。各監視IC21は、各電池ブロック11の電圧値Vを検出し、検出結果をコントローラ40に出力する。 A monitoring IC (Integrated Circuit) 21 is connected to each battery block 11 in parallel. The monitoring unit 20 has a plurality of monitoring ICs 21, and as many monitoring ICs 21 as the number of battery blocks 11 are provided. Each monitoring IC 21 detects the voltage value V j of each battery block 11 and outputs the detection result to the controller 40.

単電池12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を用いることができる。例えば、単電池12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。   As the unit cell 12, a secondary battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery can be used. An electric double layer capacitor can be used instead of the secondary battery. For example, as the single battery 12, 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].

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。発電要素の構成については、後述する。なお、単電池12の形状は、適宜設定することができる。例えば、単電池12として、角型の電池を用いることができる。角型の電池とは、電池ケースが直方体に沿った形状に形成されている。   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. The configuration of the power generation element will be described later. The shape of the unit cell 12 can be set as appropriate. For example, a square battery can be used as the single battery 12. In the rectangular battery, a battery case is formed in a shape along a rectangular parallelepiped.

単電池12は、図3に示すように、発電要素12aおよびヒューズ12bを有する。発電要素12aおよびヒューズ12bは、単電池12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12aは、充放電を行う要素であり、正極板と、負極板と、正極板および負極板の間に配置されるセパレータとを有する。正極板は、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。負極板は、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。正極活物質層は、正極活物質や導電剤などを含んでおり、負極活物質層は、負極活物質や導電剤などを含んでいる。   As shown in FIG. 3, the unit cell 12 includes a power generation element 12 a and a fuse 12 b. The power generation element 12 a and the fuse 12 b are accommodated in a battery case that constitutes the exterior of the unit cell 12. The power generation element 12a is an element that performs charging and discharging, and includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate. The positive electrode plate includes a current collector plate and a positive electrode active material layer formed on the surface of the current collector plate. The negative electrode plate has a current collector plate and a negative electrode active material layer formed on the surface of the current collector plate. The positive electrode active material layer includes a positive electrode active material and a conductive agent, and the negative electrode active material layer includes a negative electrode active material and a conductive agent.

単電池12としてリチウムイオン二次電池を用いるときには、例えば、正極板の集電板をアルミニウムで形成し、負極板の集電板を銅で形成することができる。また、正極活物質としては、例えば、LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2を用い、負極活物質としては、例えば、カーボンを用いることができる。セパレータ、正極活物質層および負極活物質層には、電解液がしみ込んでいる。なお、電解液を用いる代わりに、正極板および負極板の間に、固体電解質層を配置することもできる。 When a lithium ion secondary battery is used as the single battery 12, for example, the current collector plate of the positive electrode plate can be made of aluminum, and the current collector plate of the negative electrode plate can be made of copper. As the positive electrode active material, for example, LiCo 1/3 Ni 1/3 Mn 1/3 O 2 can be used, and as the negative electrode active material, for example, carbon can be used. An electrolyte solution is infiltrated into the separator, the positive electrode active material layer, and the negative electrode active material layer. Instead of using the electrolytic solution, a solid electrolyte layer can be disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate.

ヒューズ12bは、単電池12の電流経路を遮断するために用いられる。具体的には、ヒューズ12bに流れる電流値が予め設定された値よりも大きくなると、ヒューズ12bが溶断する。ヒューズ12bを溶断させることにより、単電池12の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12aに過大な電流が流れることを防止して、単電池12(発電要素12a)を保護することができる。   The fuse 12b is used to interrupt the current path of the unit cell 12. Specifically, when the value of the current flowing through the fuse 12b becomes larger than a preset value, the fuse 12b is blown. By blowing the fuse 12b, the current path of the unit cell 12 can be mechanically interrupted. Thereby, it can prevent that an excessive electric current flows into the electric power generation element 12a, and can protect the cell 12 (electric power generation element 12a).

本実施例では、ヒューズ12bを電池ケースに収容しているが、電池ケースの外部にヒューズ12bを設けることもできる。電池ケースの外部にヒューズ12bを設ける場合には、各単電池12に対してヒューズ12bが接続され、ヒューズ12bは、単電池12と直列に接続される。   In this embodiment, the fuse 12b is accommodated in the battery case, but the fuse 12b can be provided outside the battery case. When the fuse 12 b is provided outside the battery case, the fuse 12 b is connected to each unit cell 12, and the fuse 12 b is connected in series with the unit cell 12.

次に、組電池10(単電池12)の温度を調節する構造について、図4を用いて説明する。図4に示す矢印は、単電池12の温度調節に用いられる空気の主な移動方向を示している。図4に示す構造では、単電池12として、円筒型電池が用いられており、単電池12は、図4の紙面と直交する方向に延びている。図4に示す単電池12は、単電池12の長手方向と直交する平面で単電池12を切断したときの断面図を示している。   Next, a structure for adjusting the temperature of the assembled battery 10 (unit cell 12) will be described with reference to FIG. The arrow shown in FIG. 4 has shown the main moving direction of the air used for the temperature control of the cell 12. In the structure shown in FIG. 4, a cylindrical battery is used as the single battery 12, and the single battery 12 extends in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 4. The unit cell 12 shown in FIG. 4 is a cross-sectional view when the unit cell 12 is cut along a plane orthogonal to the longitudinal direction of the unit cell 12.

図4に示すように、複数の電池ブロック11は、ケース13に収容されている。ケース13の内部には、仕切り板14が設けられており、仕切り板14によって仕切られたスペースに、各電池ブロック11が収容されている。ここで、複数の電池ブロック11は、所定方向(図4の左右方向)に並んで配置されている。また、各電池ブロック11を構成する複数の単電池12は、2つの方向(図4の上下方向および左右方向)に並んで配置されている。   As shown in FIG. 4, the plurality of battery blocks 11 are accommodated in the case 13. A partition plate 14 is provided inside the case 13, and each battery block 11 is accommodated in a space partitioned by the partition plate 14. Here, the plurality of battery blocks 11 are arranged side by side in a predetermined direction (left-right direction in FIG. 4). Further, the plurality of single cells 12 constituting each battery block 11 are arranged side by side in two directions (vertical direction and horizontal direction in FIG. 4).

ケース13には、吸気ダクト15および排気ダクト16が接続されている。吸気ダクト15および排気ダクト16は、ケース13を挟む位置に設けられている。吸気ダクト15は、複数の電池ブロック11の配列方向に延びており、吸気ダクト15には、ファン50が接続されている。ファン50の駆動は、コントローラ40によって制御される。   An intake duct 15 and an exhaust duct 16 are connected to the case 13. The intake duct 15 and the exhaust duct 16 are provided at positions sandwiching the case 13. The intake duct 15 extends in the arrangement direction of the plurality of battery blocks 11, and a fan 50 is connected to the intake duct 15. The driving of the fan 50 is controlled by the controller 40.

ファン50を駆動することにより、吸気ダクト15に空気を取り込むことができる。例えば、吸気ダクト15の一端に形成された開口部を、車室内に露出させることにより、車室内の空気を吸気ダクト15に取り込むことができる。車室とは、乗員の乗車するスペースである。吸気ダクト15には、温度センサ51が設けられている。温度センサ51は、吸気ダクト15を移動する空気の温度Tinput、言い換えれば、単電池12に供給される空気の温度Tinputを検出し、検出結果をコントローラ40に出力する。 By driving the fan 50, air can be taken into the intake duct 15. For example, by exposing an opening formed at one end of the intake duct 15 into the vehicle interior, air in the vehicle interior can be taken into the intake duct 15. The passenger compartment is a space where passengers get on. A temperature sensor 51 is provided in the intake duct 15. The temperature sensor 51 detects the temperature T input of air moving through the intake duct 15, in other words, the temperature T input of air supplied to the unit cell 12, and outputs the detection result to the controller 40.

ケース13は、吸気ダクト15との接続部分において、複数の吸気口13aを有する。吸気ダクト15の内部を移動する空気は、吸気口13aを通過して、ケース13の内部に進入する。これにより、空気は、各電池ブロック11の単電池12と接触し、空気および単電池12の間において、熱交換が行われる。   The case 13 has a plurality of air inlets 13 a at the connection portion with the air intake duct 15. The air moving inside the intake duct 15 passes through the intake port 13 a and enters the inside of the case 13. Thereby, air contacts the cell 12 of each battery block 11, and heat exchange is performed between the air and the cell 12.

例えば、充放電などによって単電池12が発熱しているときには、冷却用の空気を単電池12と接触させることにより、単電池12の温度上昇を抑制することができる。また、外部環境などによって単電池12が過度に冷えているときには、加温用の空気を単電池12と接触させることにより、単電池12の温度低下を抑制することができる。車室内の空気は、車両に搭載された空調設備などによって、単電池12の温度調節に適した温度に設定されやすい。このため、車室内の空気を単電池12に導くことにより、単電池12の温度を調節しやすくなる。   For example, when the cell 12 is generating heat due to charging / discharging or the like, the temperature rise of the cell 12 can be suppressed by bringing cooling air into contact with the cell 12. In addition, when the unit cell 12 is excessively cooled due to an external environment or the like, the temperature drop of the unit cell 12 can be suppressed by bringing heating air into contact with the unit cell 12. The air in the passenger compartment is easily set to a temperature suitable for adjusting the temperature of the unit cell 12 by an air conditioner installed in the vehicle. For this reason, it becomes easy to adjust the temperature of the unit cell 12 by guiding the air in the vehicle compartment to the unit cell 12.

ケース13は、排気ダクト16との接続部分において、複数の排気口13bを有する。単電池12との間で熱交換された後の空気は、排気口13bを通過して、排気ダクト16に導かれる。排気ダクト16に導かれた空気は、排気ダクト16に沿って移動して、所定の場所に排出される。排気ダクト16には、温度センサ52が設けられている。温度センサ52は、排気ダクト16を移動する空気の温度Toutput、言い換えれば、単電池12と熱交換された後の空気の温度Toutputを検出し、検出結果をコントローラ40に出力する。 The case 13 has a plurality of exhaust ports 13 b at the connection portion with the exhaust duct 16. The air after heat exchange with the unit cell 12 passes through the exhaust port 13 b and is guided to the exhaust duct 16. The air guided to the exhaust duct 16 moves along the exhaust duct 16 and is discharged to a predetermined place. A temperature sensor 52 is provided in the exhaust duct 16. The temperature sensor 52 detects the temperature T output of the air moving through the exhaust duct 16, in other words, the temperature T output of the air after heat exchange with the unit cell 12, and outputs the detection result to the controller 40.

本実施例では、図4に示す構造を用いて、組電池10(単電池12)の温度を調節しているが、これに限るものではない。単電池12に空気を供給して、単電池12の温度を調節することができればよく、空気を移動させる構造は、公知の構造を適宜採用することができる。例えば、本実施例では、吸気ダクト15にファン50を接続しているが、排気ダクト16にファン50を接続することもできる。   In the present embodiment, the temperature of the assembled battery 10 (unit cell 12) is adjusted using the structure shown in FIG. 4, but the present invention is not limited to this. It is sufficient if air can be supplied to the unit cell 12 to adjust the temperature of the unit cell 12, and a known structure can be appropriately adopted as the structure for moving the air. For example, in the present embodiment, the fan 50 is connected to the intake duct 15, but the fan 50 can be connected to the exhaust duct 16.

本実施例の組電池10では、各単電池12に対してヒューズ12bを設けている。ここで、ヒューズ12bに流れる電流値が大きくなるほど、ヒューズ12bが劣化しやすく、ヒューズ12bの劣化が進行するほど、ヒューズ12bが溶断しやすくなってしまう。ヒューズ12bが溶断しやすくなることとは、ヒューズ12bに流れる電流値が、ヒューズ12bを溶断すべき電流値よりも小さいにもかかわらず、ヒューズ12bが溶断してしまうことである。   In the assembled battery 10 of the present embodiment, a fuse 12 b is provided for each single battery 12. Here, the larger the value of the current flowing through the fuse 12b, the easier the fuse 12b deteriorates, and the more the deterioration of the fuse 12b progresses, the easier the fuse 12b blows. The fact that the fuse 12b is easily blown means that the fuse 12b is blown even though the current value flowing through the fuse 12b is smaller than the current value at which the fuse 12b should be blown.

ヒューズ12bが溶断すると、溶断状態のヒューズ12bを含む単電池12には電流が流れなくなる。ここで、電池ブロック11では、複数の単電池12(複数のヒューズ12b)が並列に接続されているため、電池ブロック11において、少なくとも1つのヒューズ12bが溶断すると、溶断していないヒューズ12bには、溶断状態のヒューズ12bに流れる予定であった電流も流れてしまう。これにより、非溶断状態のヒューズ12bに流れる電流値が上昇してしまう。   When the fuse 12b is blown, no current flows through the unit cell 12 including the blown fuse 12b. Here, since a plurality of single cells 12 (a plurality of fuses 12 b) are connected in parallel in the battery block 11, if at least one fuse 12 b is blown in the battery block 11, the unfused fuse 12 b The current that was supposed to flow through the blown fuse 12b also flows. As a result, the value of the current flowing through the unfused fuse 12b increases.

非溶断状態のヒューズ12bを含む単電池12に流れる電流値が上昇すると、言い換えれば、単電池12に対する電流負荷が増加すると、単電池12の内部において、塩濃度の偏りが発生しやすくなる。そして、塩濃度の偏りに伴う劣化が発生しやすくなり、単電池12の内部抵抗が上昇してしまうことがある。また、単電池12として、リチウムイオン二次電池を用いたときには、単電池12に対する電流負荷の増加によって、リチウムが析出してしまうおそれがある。   When the value of the current flowing through the unit cell 12 including the unfused fuse 12b increases, in other words, when the current load on the unit cell 12 increases, the salt concentration tends to be biased inside the unit cell 12. And it becomes easy to generate | occur | produce with the bias | inclination of salt concentration, and the internal resistance of the cell 12 may rise. Further, when a lithium ion secondary battery is used as the single battery 12, lithium may be deposited due to an increase in current load on the single battery 12.

さらに、非溶断状態のヒューズ12bに流れる電流値が上昇すれば、このヒューズ12bが劣化しやすくなる。ヒューズ12bの劣化が進行すると、図5に示すように、ヒューズ12bが溶断しやすくなる。図5は、ヒューズ12bの特性を示しており、横軸が電流値であり、縦軸が通電時間である。予め設定された特性ラインでは、任意の電流値において、通電し続けることができる時間(通電時間)を規定している。   Furthermore, if the value of the current flowing through the unfused fuse 12b increases, the fuse 12b is likely to deteriorate. As the deterioration of the fuse 12b progresses, the fuse 12b is likely to blow as shown in FIG. FIG. 5 shows the characteristics of the fuse 12b. The horizontal axis represents the current value, and the vertical axis represents the energization time. In the characteristic line set in advance, a time during which energization can be continued at an arbitrary current value (energization time) is defined.

図5に示す特性ラインでは、電流値が大きくなるほど、通電時間を短くしている。言い換えれば、電流値が小さくなるほど、通電時間を長くしている。ここで、特定の電流値での通電時間が、特性ライン(設定値)で規定された通電時間よりも長くなると、ヒューズ12bが溶断するようになっている。また、特性ライン(設定値)によれば、通電時間が同じであっても、電流値が大きくなるほど、ヒューズ12bを溶断しやすくしている。   In the characteristic line shown in FIG. 5, the energization time is shortened as the current value increases. In other words, the energization time is lengthened as the current value decreases. Here, when the energization time at a specific current value becomes longer than the energization time defined by the characteristic line (set value), the fuse 12b is blown. Further, according to the characteristic line (set value), the fuse 12b is easily blown as the current value increases even when the energization time is the same.

ヒューズ12bの劣化が進行すると、図5の矢印で示すように、特性ラインが変化する。劣化後の特性ラインでは、予め設定された特性ラインに比べて、特定の電流値での通電時間が短くなってしまう。これにより、ヒューズ12bが溶断しやすくなる。上述したように、1つの電池ブロック11において、ヒューズ12bが溶断すると、非溶断状態のヒューズ12bに電流が流れやすくなり、非溶断状態のヒューズ12bが劣化しやすくなってしまう。そして、非溶断状態のヒューズ12bを連鎖的に溶断させてしまうおそれがある。   As the deterioration of the fuse 12b proceeds, the characteristic line changes as indicated by the arrows in FIG. In the characteristic line after deterioration, the energization time at a specific current value is shorter than that in the preset characteristic line. Thereby, the fuse 12b is easily blown. As described above, when the fuse 12b is blown in one battery block 11, a current easily flows through the unfused fuse 12b, and the unfused fuse 12b is likely to deteriorate. And there exists a possibility that the fuse 12b in a non-blown state may be blown in a chain.

そこで、本実施例では、ヒューズ12bのダメージ量を算出し、このダメージ量に基づいて、ヒューズ12bが不用意に溶断しないように、組電池10の入出力を制御している。ここで、ヒューズ12bのダメージ量は、上述したように、ヒューズ12bに流れる電流値Iに依存する。このため、まず、電池ブロック11に含まれる複数のヒューズ12bのそれぞれに流れる電流値Iを特定する必要がある。 Thus, in this embodiment, the damage amount of the fuse 12b is calculated, and the input / output of the assembled battery 10 is controlled based on the damage amount so that the fuse 12b is not inadvertently blown. Here, the damage amount of the fuse 12b depends on the current value I i flowing through the fuse 12b as described above. For this reason, first, it is necessary to specify the current value I i flowing through each of the plurality of fuses 12 b included in the battery block 11.

電池ブロック11に含まれる各ヒューズ12b(各単電池12)に対して電流センサを設ければ、各ヒューズ12bに流れる電流値Iを検出することができる。しかし、この場合には、電流センサの数が増えすぎてしまい、コストやサイズなどを考慮すると、各ヒューズ12bに対して電流センサを設けることはできない。そこで、図1に示す電池システムの構成において、言い換えれば、組電池10に対して電流センサ31を設ける構成において、各ヒューズ12bに流れる電流値Iを推定する必要がある。 If a current sensor is provided for each fuse 12b (each cell 12) included in the battery block 11, the current value I i flowing through each fuse 12b can be detected. However, in this case, the number of current sensors increases too much, and considering the cost and size, it is not possible to provide a current sensor for each fuse 12b. Therefore, in the configuration of the battery system shown in FIG. 1, in other words, in the configuration in which the current sensor 31 is provided for the assembled battery 10, it is necessary to estimate the current value I i flowing through each fuse 12b.

各ヒューズ12b(各単電池12)に流れる電流値Iを推定する処理について、図6に示すフローチャートを用いて説明する。図6に示す処理は、コントローラ40によって実行され、所定の周期(dt)で繰り返して行われる。 The process of estimating the current value I i flowing through each fuse 12b (each cell 12) will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The process shown in FIG. 6 is executed by the controller 40 and is repeatedly performed at a predetermined cycle (dt).

ステップS101において、コントローラ40は、温度センサ51,52(図4参照)の出力に基づいて、吸気温度Tinputおよび排気温度Toutputを検出する。また、コントローラ40は、電流センサ31の出力に基づいて、組電池10に流れる電流値Ibを検出する。 In step S101, the controller 40 detects the intake air temperature T input and the exhaust gas temperature T output based on the outputs of the temperature sensors 51 and 52 (see FIG. 4). Further, the controller 40 detects the current value Ib flowing through the assembled battery 10 based on the output of the current sensor 31.

ステップS102において、コントローラ40は、各電池ブロック11の電圧値Vを設定する。この電圧値Vは、監視IC21によって検出された電圧値ではなく、演算上で設定される電圧値である。ステップS103において、コントローラ40は、各電池ブロック11に含まれる各単電池12の抵抗値(内部抵抗)Rを算出する。具体的には、抵抗値Rは、下記式(1)に基づいて算出することができる。 In step S102, the controller 40 sets the voltage value V j of each battery block 11. This voltage value V j is not a voltage value detected by the monitoring IC 21 but a voltage value set in calculation. In step S <b> 103, the controller 40 calculates a resistance value (internal resistance) R i of each unit cell 12 included in each battery block 11. Specifically, the resistance value R i can be calculated based on the following formula (1).

上記式(1)に示すように、各単電池12の現在における抵抗値Rは、初期状態の抵抗値R0iに劣化率rを乗算することによって算出することができる。初期状態とは、単電池12の劣化が発生する前の状態であり、例えば、単電池12を製造した直後の状態である。上記式(1)に示すtは、時間を示す。 As shown in the above formula (1), the current resistance value R i of each unit cell 12 can be calculated by multiplying the initial resistance value R 0i by the deterioration rate r i . The initial state is a state before the deterioration of the unit cell 12, for example, a state immediately after the unit cell 12 is manufactured. T shown in the above formula (1) indicates time.

劣化率rは、単電池12の抵抗値に関する劣化率であり、後述する方法によって特定される。単電池12の劣化が進行するほど、単電池12の抵抗値が上昇するため、単電池12の劣化が進行するほど、劣化率rは、「1」よりも大きくなる。なお、単電池12が劣化していないときには、劣化率rが「1」となる。 The deterioration rate r i is a deterioration rate related to the resistance value of the unit cell 12 and is specified by a method described later. As the deterioration of the unit cell 12 progresses, the resistance value of the unit cell 12 increases. Therefore, as the unit cell 12 progresses, the deterioration rate r i becomes larger than “1”. When the unit cell 12 is not deteriorated, the deterioration rate r i is “1”.

単電池12の抵抗値は、単電池12に流れる電流値、単電池12のSOC(State of Charge)および、単電池12の温度に依存する。このため、初期状態の抵抗値R0iについても、単電池12の電流値I、単電池12のSOC(SOC)および単電池12の温度Tから特定することができる。ここで、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。 The resistance value of the unit cell 12 depends on the value of the current flowing through the unit cell 12, the SOC (State of Charge) of the unit cell 12, and the temperature of the unit cell 12. For this reason, the resistance value R 0i in the initial state can also be specified from the current value I i of the cell 12, the SOC (SOC i ) of the cell 12, and the temperature T i of the cell 12. Here, the SOC is the ratio of the current charge capacity to the full charge capacity.

具体的には、抵抗値R0i、電流値I、SOCおよび温度Tの対応関係を実験などによって予め求めておけば、電流値I、SOCおよび温度Tを特定することによって、抵抗値R0iを算出することができる。ここで、上述した対応関係は、マップ又は関数として表すことができ、対応関係に関する情報は、メモリ41に記憶しておくことができる。電流値I、SOCおよび温度Tは、後述する処理によって特定される。また、劣化率rについても、後述する処理によって特定される。 Specifically, if the correspondence relationship between the resistance value R 0i , the current value I i , the SOC i, and the temperature T i is obtained in advance by experiments or the like, the current value I i , the SOC i, and the temperature T i can be specified. The resistance value R 0i can be calculated. Here, the correspondence relationship described above can be expressed as a map or a function, and information regarding the correspondence relationship can be stored in the memory 41. The current value I i , SOC i and temperature T i are specified by the processing described later. Further, the deterioration rate r i is also specified by the processing described later.

ステップS104において、コントローラ40は、単電池12のOCV(Open Circuit Voltage)を算出する。OCVおよびSOCは、所定の対応関係を有しているため、この対応関係を実験などによって予め求めておけば、SOCからOCVを算出することができる。具体的には、コントローラ40は、SOCに対応するOCVを算出する。OCVおよびSOCの対応関係は、マップ又は関数として表すことができ、この対応関係に関する情報は、メモリ41に記憶することができる。 In step S104, the controller 40 calculates an OCV (Open Circuit Voltage) of the unit cell 12. Since the OCV and the SOC have a predetermined correspondence relationship, the OCV can be calculated from the SOC if the correspondence relationship is obtained in advance by an experiment or the like. Specifically, the controller 40 calculates OCV i corresponding to SOC i . The correspondence relationship between the OCV and the SOC can be expressed as a map or a function, and information regarding this correspondence relationship can be stored in the memory 41.

ステップS105において、コントローラ40は、各単電池12に流れる電流値Iを算出する。電流値Iの算出は、各電池ブロック11に含まれる各単電池12に対して行われる。具体的には、電流値Iは、下記式(2)に基づいて算出することができる。 In step S <b> 105, the controller 40 calculates a current value I i flowing through each unit cell 12. The calculation of the current value I i is performed for each single battery 12 included in each battery block 11. Specifically, the current value I i can be calculated based on the following formula (2).

上記式(2)において、OCVとしては、ステップS104の処理で算出された値が用いられる。また、Vとしては、ステップS102の処理で設定された値が用いられる。さらに、Rとしては、ステップS103の処理で算出された値が用いられる。各電池ブロック11に含まれる複数の単電池12は、並列に接続されているため、複数の単電池12における電圧値は、互いに等しくなり、電圧値Vとなる。一方、各電池ブロック11に含まれる複数の単電池12において、抵抗値Rが互いに異なるときには、電流値Iが互いに異なることになる。 In the above equation (2), the value calculated in the process of step S104 is used as OCV i . Further, as V j , the value set in the process of step S102 is used. Furthermore, as R i , the value calculated in the process of step S103 is used. Since the plurality of single cells 12 included in each battery block 11 are connected in parallel, the voltage values in the plurality of single cells 12 are equal to each other and become the voltage value V j . On the other hand, when the resistance values R i are different from each other in the plurality of single cells 12 included in each battery block 11, the current values I i are different from each other.

ステップS106において、コントローラ40は、電池ブロック11に含まれる、すべての単電池12の電流値Iを積算して、積算値ΣIを算出する。そして、コントローラ40は、ステップS101の処理で検出された電流値Ibが、積算値ΣIと一致しているか否かを判別する。 In step S <b> 106, the controller 40 calculates the integrated value ΣI i by integrating the current values I i of all the unit cells 12 included in the battery block 11. Then, the controller 40 determines whether or not the current value Ib detected in the process of step S101 matches the integrated value ΣI i .

ここで、積算値ΣIが電流値Ibと一致していれば、コントローラ40は、各単電池12で推定した電流値Iが実測値と一致していると判断して、ステップS107の処理を行う。一方、積算値ΣIが電流値Ibと一致していなければ、コントローラ40は、各単電池12で推定した電流値Iが実測値と一致していないと判断して、ステップS102の処理に戻る。 Here, if the integrated value ΣI i matches the current value Ib, the controller 40 determines that the current value I i estimated by each unit cell 12 matches the measured value, and the process of step S107 I do. On the other hand, if the integrated value ΣI i does not match the current value Ib, the controller 40 determines that the current value I i estimated by each unit cell 12 does not match the actual measurement value, and performs the process of step S102. Return.

ステップS102からステップS106までの処理は、積算値ΣIが電流値Ibと一致するまで繰り返される。すなわち、ステップS102からステップS106までの処理では、収束計算が行われ、電流値Ibと一致する積算値ΣIが特定される。言い換えれば、電池ブロック11に含まれる各単電池12の電流値Iが特定される。収束計算の方法としては、例えば、二分法やニュートン法といった公知の方法を用いることができる。 The processing from step S102 to step S106 is repeated until the integrated value ΣI i matches the current value Ib. That is, in the processing from step S102 to step S106, convergence calculation is performed, and an integrated value ΣI i that matches the current value Ib is specified. In other words, the current value I i of each unit cell 12 included in the battery block 11 is specified. As the convergence calculation method, for example, a known method such as a bisection method or a Newton method can be used.

本実施例では、積算値ΣIが電流値Ibと一致しているか否かを判別しているが、これに限るものではない。具体的には、積算値ΣIおよび電流値Ibの差分が許容範囲内であるときには、コントローラ40は、ステップS107の処理を行うことができる。電流値Ibは、電流センサ31による検出値であるため、電流値Ibには、電流センサ31の検出誤差が含まれることがある。この検出誤差を考慮して、上述した許容範囲を設定することができる。許容範囲は、予め設定することができ、許容範囲に関する情報は、メモリ41に記憶しておくことができる。 In this embodiment, it is determined whether or not the integrated value ΣI i matches the current value Ib. However, the present invention is not limited to this. Specifically, when the difference between the integrated value ΣI i and the current value Ib is within the allowable range, the controller 40 can perform the process of step S107. Since the current value Ib is a value detected by the current sensor 31, the current value Ib may include a detection error of the current sensor 31. In consideration of this detection error, the allowable range described above can be set. The allowable range can be set in advance, and information regarding the allowable range can be stored in the memory 41.

ステップS107において、コントローラ40は、各単電池12の環境温度Tiaを算出する。環境温度Tiaとは、単電池12の周囲における温度である。各単電池12の環境温度Tiaは、図7に示すように、吸気温度Tinputおよび排気温度Toutputを用いて特定することができる。図7において、横軸は、電池モジュール11に含まれる単電池12の番号を示し、縦軸は、環境温度Tiaを示す。図4に示す構造において、No.1の単電池12は、吸気口13aに最も近い位置に配置されており、No.1の単電池12の環境温度Tiaは、吸気温度Tinputに等しいとみなすことができる。 In step S107, the controller 40 calculates the environmental temperature T ia of each unit cell 12. The environmental temperature T ia is the temperature around the unit cell 12. The environmental temperature T ia of each unit cell 12 can be specified using the intake air temperature T input and the exhaust gas temperature T output, as shown in FIG. In FIG. 7, the horizontal axis indicates the number of the unit cell 12 included in the battery module 11, and the vertical axis indicates the environmental temperature Tia . In the structure shown in FIG. No. 1 cell 12 is disposed at a position closest to the air inlet 13a. The environmental temperature T ia of one unit cell 12 can be regarded as being equal to the intake air temperature T input .

No.2の単電池12は、No.1の単電池12よりも吸気口13aから離れており、No.2の単電池12の環境温度Tiaは、No.1の単電池12の環境温度Tia(吸気温度Tinput)よりも高くなる。そして、単電池12の番号が大きくなるほど、単電池12が吸気口13aから離れるようになっているため、単電池12の番号が大きくなるほど、単電池12の環境温度Tiaが高くなる。No.kmの単電池12は、排気口13bに最も近い位置に配置されており、No.kmの単電池12の環境温度Tiaは、排気温度Toutputに等しいとみなすことができる。 No. No. 2 unit cell 12 is No.2. No. 1 cell 12 is further away from the air inlet 13a. No. 2 cell 12 has an environmental temperature T ia of No. It becomes higher than the environmental temperature T ia (intake air temperature T input ) of one single cell 12. As the number of the unit cell 12 increases, the unit cell 12 moves away from the air inlet 13a. Therefore, as the number of the unit cell 12 increases, the environmental temperature Tia of the unit cell 12 increases. No. km unit cell 12 is arranged at the position closest to the exhaust port 13b. It can be considered that the environmental temperature T ia of the km unit cell 12 is equal to the exhaust temperature T output .

上述したように、各単電池12が配置される位置を考慮することにより、図7に示すように、吸気温度Tinputおよび排気温度Toutputに基づいて、各単電池12の環境温度Tiaを推定することができる。図7に示す温度特性は、予め実験を行うことにより、関数又はマップとして用意しておくことができる。この関数又はマップと、検出した吸気温度Tinputおよび排気温度Toutputとに基づいて、図7に示す温度特性を特定することができる。図7に示す温度特性を特定すれば、各単電池12の環境温度Tiaを推定することができる。 As described above, the environmental temperature T ia of each unit cell 12 is determined based on the intake temperature T input and the exhaust temperature T output as shown in FIG. 7 by considering the position where each unit cell 12 is disposed. Can be estimated. The temperature characteristics shown in FIG. 7 can be prepared as a function or a map by conducting an experiment in advance. Based on this function or map and the detected intake air temperature T input and exhaust gas temperature T output , the temperature characteristics shown in FIG. 7 can be specified. If the temperature characteristics shown in FIG. 7 are specified, the environmental temperature T ia of each cell 12 can be estimated.

また、コントローラ40は、ステップS107において、単電池12の放熱時における熱抵抗Riaを算出する。熱抵抗Riaは、図8に示す関係を用いて算出することができる。図8において、横軸は、ファン50の出力、言い換えれば、ファン50から供給される風量を示す。また、図8の縦軸は、単電池12の放熱時における熱抵抗Riaを示す。 Moreover, the controller 40 calculates thermal resistance Ria at the time of heat dissipation of the cell 12 in step S107. The thermal resistance R ia can be calculated using the relationship shown in FIG. In FIG. 8, the horizontal axis indicates the output of the fan 50, in other words, the air volume supplied from the fan 50. Further, the vertical axis of FIG. 8 indicates the thermal resistance R ia when the unit cell 12 is radiating heat.

図8に示すように、ファン50の出力が高くなるほど、言い換えれば、ファン50から供給される風量が多くなるほど、各単電池12の熱抵抗Riaが低下する。ここで、熱抵抗Riaが低下するほど、単電池12が放熱されやすくなる。吸気口13aに最も近い単電池12(No.1の電池12)では、ファン50からの空気を受けやすいため、ファン50の出力が高くなるほど、熱抵抗Riaが低下しやすい。 As shown in FIG. 8, the higher the output of the fan 50, in other words, the greater the amount of air supplied from the fan 50, the lower the thermal resistance R ia of each unit cell 12. Here, as the thermal resistance R ia decreases, the unit cell 12 is more easily dissipated. The single battery 12 (No. 1 battery 12) closest to the air inlet 13a is likely to receive air from the fan 50. Therefore , as the output of the fan 50 increases, the thermal resistance Ria tends to decrease.

一方、排気口13bに最も近い単電池12(No.kmの電池12)では、ファン50からの空気を受けにくいため、ファン50の出力が高くなっても、熱抵抗Riaが低下しにくい。このように、単電池12の位置が吸気口13aから離れるほど、熱抵抗Riaが低下しにくくなる。 On the other hand, in the single battery 12 (No. km battery 12) closest to the exhaust port 13b, it is difficult to receive air from the fan 50. Therefore, even if the output of the fan 50 increases, the thermal resistance Ria is unlikely to decrease. Thus, the thermal resistance Ria is less likely to decrease as the position of the unit cell 12 moves away from the air inlet 13a.

各単電池12について、図8に示す熱抵抗特性を実験などによって予め求めておけば、ファン50の出力を特定することにより、各単電池12の熱抵抗Riaを算出することができる。図8に示す熱抵抗特性は、マップ又は関数として表すことができ、この熱抵抗特性に関する情報は、メモリ41に記憶することができる。組電池10(単電池12)の温度を調節するときには、コントローラ40がファン50の駆動を制御するため、コントローラ50は、ファン50の出力を特定することができる。 If the thermal resistance characteristics shown in FIG. 8 are obtained in advance for each unit cell 12 through experiments or the like, the thermal resistance R ia of each unit cell 12 can be calculated by specifying the output of the fan 50. The thermal resistance characteristics shown in FIG. 8 can be expressed as a map or a function, and information regarding the thermal resistance characteristics can be stored in the memory 41. When the temperature of the assembled battery 10 (unit cell 12) is adjusted, the controller 40 controls the drive of the fan 50, so the controller 50 can specify the output of the fan 50.

ステップS108において、コントローラ40は、各単電池12の温度Tを算出し、メモリ41に記憶された電池温度Tを更新する。すなわち、電池温度Tを算出するたびに、メモリ41に記憶された電池温度Tを消去し、新たに算出された電池温度Tをメモリ41に記憶する。電池温度Tは、下記式(3)に基づいて算出することができる。 In step S108, the controller 40 calculates the temperature T i of each cell 12, and updates the battery temperature T i stored in the memory 41. That is, each time to calculate the battery temperature T i, erases the battery temperature T i stored in the memory 41, and stores the battery temperature T i which is newly calculated in the memory 41. Battery temperature T i can be calculated based on the following equation (3).

上記式(3)によれば、現在の電池温度T(t+dt)は、前回の電池温度T(t)を基準として、所定時間dtにおける単電池12の発熱量および放熱量を考慮することによって算出することができる。上記式(3)に示すCは、単電池12の熱容量を示す。上記式(3)の右辺第2項は、単電池12に電流が流れることに伴う発熱量を示している。ここで、Iは、ステップS102からステップS106までの処理で特定された電流値(推定値)であり、Rは、ステップS103の処理で算出された抵抗値である。 According to the above equation (3), the current battery temperature T i (t + dt) takes into account the amount of heat generated and the amount of heat released from the unit cell 12 for a predetermined time dt, based on the previous battery temperature T i (t). Can be calculated. C shown in the above formula (3) indicates the heat capacity of the unit cell 12. The second term on the right side of the above formula (3) indicates the amount of heat generated when a current flows through the unit cell 12. Here, I i is the current value (estimated value) specified by the processing from step S102 to step S106, and R i is the resistance value calculated by the processing of step S103.

上記式(3)の右辺第3項は、単電池12から単電池12の周囲に放出される熱量を示す。ここで、T(t)は、前回の電池温度を示し、Tia,Riaは、ステップS107の処理で算出された環境温度および熱抵抗をそれぞれ示す。上記式(3)の右辺第4項は、2つの単電池12の間における放熱量を示す。ここで、Rikは、2つの単電池12の間における熱抵抗を示し、実験などによって予め算出しておくことができる。 The third term on the right side of the formula (3) indicates the amount of heat released from the unit cell 12 to the periphery of the unit cell 12. Here, T i (t) indicates the previous battery temperature, and T ia and R ia indicate the environmental temperature and the thermal resistance calculated in the process of step S107, respectively. The fourth term on the right side of the above formula (3) indicates the amount of heat released between the two unit cells 12. Here, R ik indicates the thermal resistance between the two unit cells 12 and can be calculated in advance by experiments or the like.

kは、1からkmまでの値であり、電池ブロック11を構成する単電池12の数を示す。特定の単電池12の温度Tを算出するときには、特定の単電池12と、他の各単電池12との間における放熱量を考慮する必要がある。したがって、上記式(3)によれば、2つの単電池12の間における放熱量を、上記式(3)の右辺第4項として規定している。 k is a value from 1 to km and indicates the number of unit cells 12 constituting the battery block 11. When calculating the temperature T i of the particular unit cell 12, it is necessary to consider the specific unit cell 12, the heat radiation amount between the other of each cell 12. Therefore, according to the above formula (3), the heat radiation amount between the two single cells 12 is defined as the fourth term on the right side of the above formula (3).

電池温度Tの初期値としては、ステップS107の処理で算出される環境温度Tiaを用いることができる。すなわち、単電池12の温度Tは、単電池12の周囲における温度Tiaに等しいと仮定して、電池温度Tの初期値を環境温度Tiaと見なすことができる。ステップS108の処理で算出された電池温度Tは、ステップS103の処理において、抵抗値R0iを特定するときに用いられる。 As the initial value of the battery temperature T i, the environmental temperature T ia calculated in the process of step S107 can be used. That is, assuming that the temperature T i of the cell 12 is equal to the temperature T ia around the cell 12, the initial value of the battery temperature T i can be regarded as the environmental temperature T ia . The battery temperature T i calculated in the process of step S108 is used when specifying the resistance value R 0i in the process of step S103.

一方、コントローラ40は、ステップS108において、各単電池12のSOCを算出する。SOCは、下記式(4)に基づいて算出することができる。 On the other hand, the controller 40 calculates the SOC i of each unit cell 12 in step S108. The SOC i can be calculated based on the following formula (4).

上記式(4)において、qは、単電池12の満充電容量に関する劣化率を示す。Qは、初期状態の満充電容量を示し、予め測定しておくことができる。初期状態とは、上述したように、単電池12の劣化が発生する前の状態である。満充電容量Qに劣化率qを乗算することにより、現在の単電池12における満充電容量を算出することができる。ここで、単電池12の劣化が進行するほど、単電池12の満充電容量が低下しやすいため、劣化率qは、単電池12の劣化が進行するほど、「1」よりも小さくなる。なお、単電池12が劣化していないときには、劣化率qが「1」となる。 In the above formula (4), q i indicates a deterioration rate related to the full charge capacity of the unit cell 12. Q indicates the full charge capacity in the initial state and can be measured in advance. As described above, the initial state is a state before the cell 12 is deteriorated. By multiplying the full charge capacity Q by the deterioration rate q i , the current full charge capacity of the unit cell 12 can be calculated. Here, since the full charge capacity of the single cell 12 tends to decrease as the deterioration of the single cell 12 progresses, the deterioration rate q i becomes smaller than “1” as the deterioration of the single cell 12 progresses. When the unit cell 12 is not deteriorated, the deterioration rate q i is “1”.

所定時間dtの間における電流値Iを、現在の単電池12における満充電容量で除算することにより、単電池12に電流が流れたときのSOCの変化量を算出することができる。ここで、電流値Iは、ステップS102からステップS106までの処理で推定された値である。単電池12の放電時には、電流値Iが正の値となるため、現在のSOC(t+dt)は、前回のSOC(t)よりも低くなる。一方、単電池12の充電時には、電流値Iが負の値となるため、現在のSOC(t+dt)は、前回のSOC(t)よりも高くなる。 By dividing the current value I i during the predetermined time dt by the current full charge capacity of the cell 12, it is possible to calculate the amount of change in the SOC when the current flows through the cell 12. Here, the current value I i is a value estimated by the processing from step S102 to step S106. When the cell 12 is discharged, the current value I i becomes a positive value, so the current SOC i (t + dt) is lower than the previous SOC i (t). On the other hand, when the unit cell 12 is charged, the current value I i is a negative value, so the current SOC i (t + dt) is higher than the previous SOC i (t).

なお、SOCの初期値は、単電池12のOCVから算出することができる。単電池12のOCVを測定すれば、SOCおよびOCVの対応関係を用いることにより、測定したOCVに対応するSOC(SOC)を算出することができる。SOCの初期値を算出した後は、上記式(4)に基づいて、現在のSOCを算出することができる。ステップS108の処理で算出されたSOCは、ステップS103の処理において抵抗値R0iを特定したり、ステップS104の処理においてOCVを算出したりするときに用いられる。 Note that the initial value of SOC i can be calculated from the OCV of the unit cell 12. If the OCV of the unit cell 12 is measured, the SOC (SOC i ) corresponding to the measured OCV can be calculated by using the correspondence relationship between the SOC and the OCV. After calculating the initial value of the SOC i, based on the equation (4), it is possible to calculate the current SOC i. The SOC i calculated in the process of step S108 is used when the resistance value R0i is specified in the process of step S103 or the OCV i is calculated in the process of step S104.

ステップS109において、コントローラ40は、単電池12の劣化率r,qを算出する。劣化率r,qは、下記式(5),(6)に基づいて算出することができる。 In step S109, the controller 40 calculates the deterioration rates r i and q i of the unit cells 12. The deterioration rates r i and q i can be calculated based on the following formulas (5) and (6).

上記式(5)において、rは、単電池12の抵抗値に関する劣化係数を示す。劣化係数rは、電流値、SOCおよび電池温度に応じて設定される。すなわち、電流値、SOCおよび電池温度の少なくとも1つが変化することに応じて、劣化係数rが変化する。具体的には、劣化係数r、電流値、SOCおよび電池温度の対応関係を示す情報を実験などによって求めておけば、電流値、SOCおよび電池温度を特定することにより、劣化係数rを特定することができる。   In the above formula (5), r represents a deterioration coefficient related to the resistance value of the unit cell 12. The deterioration coefficient r is set according to the current value, the SOC, and the battery temperature. That is, the degradation coefficient r changes according to a change in at least one of the current value, the SOC, and the battery temperature. Specifically, if information indicating the correspondence relationship between the degradation coefficient r, current value, SOC, and battery temperature is obtained through experiments or the like, the degradation coefficient r is identified by identifying the current value, SOC, and battery temperature. be able to.

ここで、電流値としては、ステップS102からステップS106までの処理で算出された電流値(推定値)Iが用いられる。SOCとしては、ステップS108の処理で算出された値(SOC)が用いられる。電池温度としては、ステップS108の処理で算出された温度Tが用いられる。 Here, as the current value, the current value (estimated value) I i calculated by the processing from step S102 to step S106 is used. As the SOC, the value (SOC i ) calculated in the process of step S108 is used. The battery temperature, the temperature T i is used which is calculated by the processing in step S108.

上記式(5)に示すf(t)は、時間の関数を示す。時間tは、電流値、SOCおよび電池温度のそれぞれを複数の区分に分けたときにおいて、単電池12の状態が各区分に存在するときの累積時間を示す。電流値、SOCおよび電池温度のそれぞれに関して、各区分の範囲は適宜設定することができる。   F (t) shown in the above equation (5) represents a function of time. The time t indicates an accumulated time when the state of the unit cell 12 exists in each section when each of the current value, the SOC, and the battery temperature is divided into a plurality of sections. Regarding each of the current value, the SOC, and the battery temperature, the range of each section can be set as appropriate.

単電池12における電流値、SOCおよび電池温度のそれぞれが特定の値を示すとき、このときの電流値、SOCおよび電池温度に対応する区分に関して、時間が累積される。ここで、電流値、SOCおよび電池温度の少なくとも1つに関して、区分を超える変化が発生したときには、時間の累積される区分が変化する。   When each of the current value, the SOC, and the battery temperature in the unit cell 12 indicates a specific value, the time is accumulated for the classification corresponding to the current value, the SOC, and the battery temperature at this time. Here, when at least one of the current value, the SOC, and the battery temperature changes exceeding the category, the category in which the time is accumulated changes.

メモリ41には、電流値、SOCおよび電池温度の各区分に対応づけられた状態で、累積時間が記憶される。この累積時間が、関数f(t)に代入される。上述したように、区分毎に劣化係数rが設定されるため、各区分において、劣化係数rに関数f(t)を乗算することにより、区分毎の劣化率rを算出することができる。本実施例では、すべての区分において、劣化率rを算出し、これらの劣化率rを積算している。積算値としての劣化率rは、ステップS103の処理において、抵抗値Rを算出するときに用いられる。 The memory 41 stores the accumulated time in a state associated with each of the current value, SOC, and battery temperature. This accumulated time is substituted into the function f (t). As described above, since the deterioration coefficient r is set for each section, the deterioration rate r i for each section can be calculated by multiplying the deterioration coefficient r by the function f (t) in each section. In the present embodiment, the deterioration rates r i are calculated in all the sections, and these deterioration rates r i are integrated. The deterioration rate r i as the integrated value is used when calculating the resistance value R i in the process of step S103.

劣化率qについても、劣化率rと同様に算出している。すなわち、電流値、SOCおよび電池温度のそれぞれを複数の区分に分けたときにおいて、単電池12の状態(電流値I、SOC、電池温度T)が各区分に存在するときの累積時間を測定する。この累積時間は、関数g(t)に代入される。また、各区分において劣化係数qが設定されており、各区分において、劣化係数qに関数g(t)を乗算することにより、区分毎の劣化率qを算出することができる。本実施例では、すべての区分において、劣化率qを算出し、これらの劣化率qを積算している。積算値としての劣化率qは、ステップS108の処理において、SOCを算出するときに用いられる。 The deterioration rate q i is also calculated in the same manner as the deterioration rate r i . That is, when each of the current value, the SOC, and the battery temperature is divided into a plurality of sections, the accumulated time when the state of the cell 12 (current value I i , SOC i , battery temperature T i ) exists in each section. Measure. This accumulated time is substituted into the function g (t). In addition, a deterioration coefficient q is set in each section, and the deterioration rate q i for each section can be calculated by multiplying the deterioration coefficient q by a function g (t) in each section. In this embodiment, the deterioration rates q i are calculated in all the sections, and these deterioration rates q i are integrated. The deterioration rate q i as the integrated value is used when calculating SOC i in the process of step S108.

本実施例では、電流値、SOCおよび電池温度のそれぞれに関して、複数の区分を設定しているが、これに限るものではない。具体的には、電流値、SOCおよび電池温度の少なくとも1つに関して、複数の区分を設定することができる。そして、設定された各区分において、本実施例と同様に、劣化係数(r,q)および時間の関数(f(t),g(t))に基づいて、劣化率(r,q)を算出することができる。 In this embodiment, a plurality of sections are set for each of the current value, the SOC, and the battery temperature, but the present invention is not limited to this. Specifically, a plurality of categories can be set for at least one of the current value, the SOC, and the battery temperature. Then, in each set section, as in the present embodiment, the deterioration rate (r i , q i ) is based on the deterioration coefficient (r, q) and the time function (f (t), g (t)). ) Can be calculated.

本実施例では、図6に示す処理によって、各電池ブロック11に含まれる各単電池12に流れる電流値Iを推定しているが、これに限るものではない。具体的には、図9に示す処理によって、各電池ブロック11に含まれる各単電池12に流れる電流値Iを推定することができる。図9に示す処理は、コントローラ40によって実行され、所定の周期(dt)で繰り返して行われる。図9に示す処理において、図6に示す処理と同じ処理については、同一の符号を付している。 In the present embodiment, the current value I i flowing through each unit cell 12 included in each battery block 11 is estimated by the process shown in FIG. 6, but the present invention is not limited to this. Specifically, the current value I i flowing through each unit cell 12 included in each battery block 11 can be estimated by the process shown in FIG. The process shown in FIG. 9 is executed by the controller 40 and is repeatedly performed at a predetermined cycle (dt). In the process shown in FIG. 9, the same processes as those shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals.

図9に示す処理では、ステップS110において、コントローラ40が、温度センサ51,52の出力に基づいて、吸気温度Tinputおよび排気温度Toutputを検出する。また、コントローラ40は、ステップS110において、監視ユニット20(監視IC21)の出力に基づいて、各電池ブロック11の電圧値Vを検出する。そして、ステップS103の処理によって、各単電池12の抵抗値Rが算出され、ステップS104の処理によって、各単電池12のOCVが算出される。 In the process shown in FIG. 9, in step S <b> 110, the controller 40 detects the intake air temperature T input and the exhaust gas temperature T output based on the outputs of the temperature sensors 51 and 52. The controller 40, in step S110, based on the output of the monitoring unit 20 (monitoring IC 21), for detecting a voltage value V j of each battery block 11. Then, the resistance value R i of each unit cell 12 is calculated by the process of step S103, and the OCV i of each unit cell 12 is calculated by the process of step S104.

また、ステップS105において、コントローラ40は、上記式(2)に基づいて、各単電池12の電流値Iを算出する。ここで、上記式(2)に示す電圧値Vとしては、ステップS110の処理で検出された電圧値Vが用いられる。電流値Iを算出した後は、図6に示す処理と同様に、ステップS107からステップS109までの処理が行われる。 In step S105, the controller 40 calculates the current value I i of each unit cell 12 based on the above equation (2). Here, the voltage value V j represented by the above formula (2), the voltage value V j used detected by the processing of step S110. After calculating the current value I i , the processing from step S107 to step S109 is performed as in the processing shown in FIG.

なお、本実施例では、図6又は図9に示す処理に基づいて、各単電池12に流れる電流値Iを推定しているが、これに限るものではない。例えば、特開2008−243373号公報などには、電池モデルを用いて、推定電流値を算出する技術が記載されている。この技術では、単電池12の電圧値Vおよび温度Tを入力値として、単電池12に流れる電流値Iを推定することができる。 In the present embodiment, the current value I i flowing through each unit cell 12 is estimated based on the processing shown in FIG. 6 or FIG. 9, but the present invention is not limited to this. For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2008-243373 describes a technique for calculating an estimated current value using a battery model. In this technique, the current value I i flowing through the unit cell 12 can be estimated using the voltage value V j and the temperature T i of the unit cell 12 as input values.

図6又は図9に示す処理などを行うことにより、各電池ブロック11に含まれる各単電池12に流れる電流値Iを推定することができるため、この電流値Iに基づいて、各単電池12に含まれるヒューズ12bのダメージ量FDを算出することができる。具体的には、ヒューズ12bのダメージ量FDは、下記式(7)に基づいて算出することができる。 By performing the processing shown in FIG. 6 or FIG. 9 and the like, it is possible to estimate the current value I i flowing through each single battery 12 included in each battery block 11, so that each single unit is based on this current value I i. The damage amount FD of the fuse 12b included in the battery 12 can be calculated. Specifically, the damage amount FD of the fuse 12b can be calculated based on the following formula (7).

上記式(7)において、FD(t+dt)は、今回のダメージ量であり、FD(t)は、前回のダメージ量である。F(I)は、時間dtの間に発生したダメージ量であり、ヒューズ12bに流れる電流値Iに応じて変化する。 In the above equation (7), FD (t + dt) is the current damage amount, and FD (t) is the previous damage amount. F (I) is the amount of damage generated during the time dt, and changes according to the current value I i flowing through the fuse 12b.

ここで、ダメージ量F(I)および電流値Iの対応関係を実験などによって予め求めておけば、上述したように電流値Iを推定することにより、ダメージ量F(I)を算出することができる。一般的に、ヒューズ12bに流れる電流値が大きくなるほど、ヒューズ12bが劣化しやすいため、電流値Iが大きくなるほど、ダメージ量F(I)を大きくすることができる。ダメージ量F(I)および電流値Iの対応関係は、マップ又は関数として表すことができ、この対応関係に関する情報は、メモリ41に記憶することができる。 Here, if the correspondence between the damage amount F (I) and the current value I i is obtained in advance by experiments or the like, the damage amount F (I) is calculated by estimating the current value I i as described above. be able to. Generally, as the current value flowing through the fuse 12b increases, the fuse 12b is more likely to deteriorate. Therefore, the damage amount F (I) can be increased as the current value I i increases. The correspondence relationship between the damage amount F (I) and the current value I i can be expressed as a map or a function, and information regarding this correspondence relationship can be stored in the memory 41.

本実施例では、ヒューズ12bのダメージ量F(I)を、ヒューズ12bに流れる電流値Iから算出しているが、これに限るものではない。例えば、電流値Iだけでなく、ヒューズ12bの温度を考慮して、ダメージ量F(I,T)を算出することができる。具体的には、電流値I、ヒューズ温度およびダメージ量F(I,T)の対応関係を実験などによって予め求めておけば、電流値Iおよびヒューズ温度を特定することにより、ダメージ量F(I,T)を算出することができる。 In the present embodiment, the damage amount F (I) of the fuse 12b is calculated from the current value I i flowing through the fuse 12b, but is not limited thereto. For example, the damage amount F (I, T) can be calculated in consideration of not only the current value I i but also the temperature of the fuse 12b. Specifically, if the correspondence relationship between the current value I i , the fuse temperature and the damage amount F (I, T) is obtained in advance by experiments or the like, the damage amount F can be determined by specifying the current value I i and the fuse temperature. (I, T) can be calculated.

図6又は図9に示す処理では、単電池12の環境温度Tiaを算出している。このため、環境温度Tiaに基づいて、ヒューズ12bの温度を算出することができる。ここで、電池ケースにヒューズ12bを収容しているときには、ヒューズ12bの温度として、単電池12の温度Tを用いることもできる。 In the process shown in FIG. 6 or FIG. 9, the environmental temperature T ia of the unit cell 12 is calculated. For this reason, the temperature of the fuse 12b can be calculated based on the environmental temperature Tia . Here, when housing the fuse 12b in the battery case, as the temperature of the fuse 12b, it is also possible to use a temperature T i of the cell 12.

ヒューズ12bのダメージ量FDが上昇すれば、ヒューズ12bが溶断しやすくなっているため、ヒューズ12bに流れる電流値を制限することが好ましい。具体的には、組電池10を放電するときには、放電電流を制限することが好ましく、組電池10を充電するときには、充電電流を制限することが好ましい。   If the damage amount FD of the fuse 12b increases, the fuse 12b is likely to be blown, and therefore it is preferable to limit the value of the current flowing through the fuse 12b. Specifically, it is preferable to limit the discharge current when discharging the assembled battery 10, and it is preferable to limit the charging current when charging the assembled battery 10.

このように、各ヒューズ12bのダメージ量FDに基づいて、組電池10の充放電を制御することができる。図10には、ヒューズ12bのダメージ量FDに基づいて、組電池10の放電を制御する処理を示している。図10に示す処理は、コントローラ40によって実行される。   Thus, charging / discharging of the assembled battery 10 can be controlled based on the damage amount FD of each fuse 12b. FIG. 10 shows a process for controlling the discharge of the battery pack 10 based on the damage amount FD of the fuse 12b. The process shown in FIG. 10 is executed by the controller 40.

ステップS201において、コントローラ40は、各ヒューズ12bのダメージ量FDを算出する。ダメージ量FDは、上記式(7)に基づいて算出される。電池ブロック11に含まれる複数の単電池12において、電流値Iがばらつくと、単電池12に含まれるヒューズ12bのダメージ量FDもばらつくことになる。 In step S201, the controller 40 calculates the damage amount FD of each fuse 12b. The damage amount FD is calculated based on the above formula (7). When the current value I i varies among the plurality of unit cells 12 included in the battery block 11, the damage amount FD of the fuse 12b included in the unit cell 12 also varies.

ステップS202において、コントローラ40は、複数のヒューズ12bにおけるダメージ量FD(t)のうち、最も大きいダメージ量FDmax(t)を特定する。上述したように複数のヒューズ12bにおいて、ダメージ量FD(t)のバラツキが発生しているときには、最も大きいダメージ量FDmax(t)が特定される。ここで、ダメージ量FDmax(t)は、組電池10に含まれる、すべてのヒューズ12bにおいて、最も大きいダメージ量FD(t)となる。 In step S202, the controller 40 specifies the largest damage amount FD max (t) among the damage amounts FD (t) in the plurality of fuses 12b. As described above, when the damage amount FD (t) varies in the plurality of fuses 12b, the largest damage amount FD max (t) is specified. Here, the damage amount FD max (t) is the largest damage amount FD (t) in all the fuses 12 b included in the assembled battery 10.

ステップS203において、コントローラ40は、現在の時間tにおける閾値Glim(t)を特定する。ここで、閾値Glim(t)について、図11を用いて説明する。図11において、縦軸は、ダメージ量FD(t)および単電池12の出力電力をそれぞれ示す。また、図11の横軸は、時間を示す。GMAXは、ヒューズ12bで許容されるダメージ量FD(t)の最大値を示す。すなわち、ダメージ量GMAXは、ヒューズ12bが寿命に到達したときのダメージ量FD(t)となる。 In step S203, the controller 40 specifies a threshold value G lim (t) at the current time t. Here, the threshold value G lim (t) will be described with reference to FIG. In FIG. 11, the vertical axis indicates the damage amount FD (t) and the output power of the unit cell 12. Moreover, the horizontal axis of FIG. 11 shows time. G MAX indicates the maximum value of the damage amount FD (t) allowed in the fuse 12b. That is, the damage amount G MAX is the damage amount FD (t) when the fuse 12b reaches the end of its life.

単電池12(又は車両)が予め設定された寿命に到達したときに、ダメージ量FD(t)をダメージ量GMAXに到達させることができる。これにより、ヒューズ12bの寿命を、単電池12(又は車両)の寿命に合わせることができる。単電池12(又は車両)の寿命は、時間tMAXとして規定することができる。時間tMAXは、単電池12(又は車両)を初めて使用したときからの経過時間を示す。このため、経過時間が時間tMAXに到達したときに、単電池12(又は車両)が寿命となる。 When the unit cell 12 (or vehicle) reaches a preset life, the damage amount FD (t) can reach the damage amount G MAX . Thereby, the lifetime of the fuse 12b can be matched with the lifetime of the unit cell 12 (or vehicle). The lifetime of the unit cell 12 (or vehicle) can be defined as time t MAX . The time t MAX indicates an elapsed time from when the single battery 12 (or vehicle) is used for the first time. For this reason, when the elapsed time reaches the time t MAX , the unit cell 12 (or vehicle) has a lifetime.

許容ダメージ量G(t)は、時間tにおいて、許容されるダメージ量FD(t)の最大値である。許容ダメージ量G(t)は、ダメージ量GMAXおよび時間tMAXに基づいて決定される。図11では、時間0であるときのダメージ量FD(t)と、時間tMAXであるときのダメージ量GMAXとを結ぶ直線(一点鎖線)に基づいて、許容ダメージ量G(t)が決定される。図11に示す一点鎖線によれば、時間tおよび許容ダメージ量G(t)は、比例関係にある。 The allowable damage amount G (t) is the maximum value of the allowable damage amount FD (t) at time t. The allowable damage amount G (t) is determined based on the damage amount G MAX and the time t MAX . In FIG. 11, the allowable damage amount G (t) is determined based on a straight line (dashed line) connecting the damage amount FD (t) at time 0 and the damage amount G MAX at time t MAX. Is done. According to the alternate long and short dash line shown in FIG. 11, the time t and the allowable damage amount G (t) are in a proportional relationship.

本実施例では、図11に示す一点鎖線(直線)に基づいて、許容ダメージ量G(t)を決定しているが、これに限るものではない。すなわち、図11の一点鎖線で示す軌跡は、単電池12の使用状態などを考慮して、適宜設定することができる。具体的には、許容ダメージ量G(t)を特定する一点鎖線は、直線ではなく、曲線であってもよい。   In the present embodiment, the allowable damage amount G (t) is determined based on the alternate long and short dash line (straight line) shown in FIG. 11, but the present invention is not limited to this. That is, the trajectory indicated by the alternate long and short dash line in FIG. Specifically, the alternate long and short dash line that specifies the allowable damage amount G (t) may be a curved line instead of a straight line.

閾値Glim(t)は、許容ダメージ量G(t)よりも所定量ΔGだけ小さい値である。許容ダメージ量G(t)を基準として、単電池12(組電池10)の出力を制御することができるが、この場合には、制御遅れなどによって、ダメージ量FDmax(t)が許容ダメージ量G(t)よりも大きくなってしまうおそれがある。 The threshold G lim (t) is a value smaller than the allowable damage amount G (t) by a predetermined amount ΔG. The output of the single battery 12 (the assembled battery 10) can be controlled on the basis of the allowable damage amount G (t). In this case, the damage amount FD max (t) is the allowable damage amount due to a control delay or the like. There is a possibility that it may be larger than G (t).

そこで、本実施例では、許容ダメージ量G(t)よりも小さい閾値Glim(t)を基準として、単電池12(組電池10)の出力を制御している。これにより、ダメージ量FDmax(t)が閾値Glim(t)よりも大きくなってしまっても、ダメージ量FDmax(t)が許容ダメージ量G(t)に到達することを抑制できる。 Therefore, in this embodiment, the output of the unit cell 12 (the assembled battery 10) is controlled with reference to a threshold G lim (t) smaller than the allowable damage amount G (t). Thereby, even if the damage amount FD max (t) becomes larger than the threshold value G lim (t), the damage amount FD max (t) can be prevented from reaching the allowable damage amount G (t).

ここで、許容ダメージ量G(t)および閾値Glim(t)の差分ΔGは、適宜設定することができる。なお、許容ダメージ量G(t)を基準として、単電池12(組電池10)の出力を制御してもよい。 Here, the difference ΔG between the allowable damage amount G (t) and the threshold G lim (t) can be set as appropriate. In addition, you may control the output of the cell 12 (assembled battery 10) on the basis of the allowable damage amount G (t).

上述したように、閾値Glim(t)は、許容ダメージ量G(t)に基づいて予め設定される。このため、閾値Glim(t)に関する情報は、メモリ41に記憶しておくことができる。コントローラ40は、現在の時間tを計測すれば、この計測時間tに対応した閾値Glim(t)を特定することができる。ここで、現在の時間tは、単電池12(組電池10)を初めて使用してからの経過時間であり、タイマを用いて計測することができる。ステップS203の処理では、上述したように閾値Glim(t)が特定される。 As described above, the threshold G lim (t) is set in advance based on the allowable damage amount G (t). For this reason, information regarding the threshold value G lim (t) can be stored in the memory 41. The controller 40 can specify the threshold value G lim (t) corresponding to the measurement time t by measuring the current time t. Here, the current time t is an elapsed time since the unit cell 12 (the assembled battery 10) is used for the first time, and can be measured using a timer. In the process of step S203, the threshold value G lim (t) is specified as described above.

ステップS204において、コントローラ40は、ステップS202の処理で特定されたダメージ量FDmax(t)が、ステップS203の処理で特定された閾値Glim(t)よりも大きいか否かを判別する。ダメージ量FDmax(t)が閾値Glim(t)よりも大きければ、コントローラ40は、ステップS205の処理を行う。一方、ダメージ量FDmax(t)が閾値Glim(t)よりも小さければ、コントローラ40は、ステップS210の処理を行う。 In step S204, the controller 40 determines whether or not the damage amount FD max (t) specified in the process of step S202 is larger than the threshold value G lim (t) specified in the process of step S203. If the damage amount FD max (t) is larger than the threshold value G lim (t), the controller 40 performs the process of step S205. On the other hand, if the damage amount FD max (t) is smaller than the threshold value G lim (t), the controller 40 performs the process of step S210.

ここで、ダメージ量FDmax(t)が閾値Glim(t)よりも大きいとき、コントローラ40は、単電池12(組電池10)の出力を制限する必要があると判別し、ステップS205以降の処理を行う。単電池12(組電池10)の出力を制限することにより、ヒューズ12bに流れる電流を抑制でき、ヒューズ12bの劣化が進行することを抑制できる。このように、ヒューズ12bの劣化進行を抑制することにより、ダメージ量FDmax(t)を閾値Glim(t)よりも低下させることができる。 Here, when the damage amount FD max (t) is larger than the threshold value G lim (t), the controller 40 determines that it is necessary to limit the output of the unit cell 12 (the assembled battery 10), and after step S205. Process. By limiting the output of the unit cell 12 (the assembled battery 10), the current flowing through the fuse 12b can be suppressed, and the progress of the deterioration of the fuse 12b can be suppressed. In this manner, the damage amount FD max (t) can be reduced below the threshold G lim (t) by suppressing the progress of deterioration of the fuse 12b.

ステップS205において、コントローラ40は、現在の時間tにおける許容ダメージ量G(t)を特定する。上述したように、許容ダメージ量G(t)は、ダメージ量GMAXおよび時間tMAXに基づいて、予め設定される。このため、許容ダメージ量G(t)に関する情報は、メモリ41に記憶しておくことができる。すなわち、単電池12を初めて使用してからの経過時間tと、許容ダメージ量G(t)との対応関係をメモリ41に記憶しておくことができる。これにより、コントローラ40は、現在までの時間tを計測すれば、現在の時間tに対応した許容ダメージ量G(t)を特定することができる。 In step S205, the controller 40 specifies the allowable damage amount G (t) at the current time t. As described above, the allowable damage amount G (t) is set in advance based on the damage amount G MAX and the time t MAX . For this reason, information regarding the allowable damage amount G (t) can be stored in the memory 41. That is, the correspondence between the elapsed time t after the first use of the unit cell 12 and the allowable damage amount G (t) can be stored in the memory 41. Thereby, the controller 40 can specify the allowable damage amount G (t) corresponding to the current time t by measuring the time t until the present time.

ステップS206において、コントローラ40は、時間tで許容される最大の出力電力Wout,max(t)を算出する。出力電力Wout,max(t)は、下記式(8)に基づいて算出される。 In step S206, the controller 40 calculates the maximum output power W out, max (t) allowed at time t. The output power W out, max (t) is calculated based on the following equation (8).

上記式(8)において、Wout,MAXは、組電池10を放電するときに得られる最大の電力値である。出力電力Wout,MAXは、組電池10の出力特性に基づいて予め設定される。ここで、出力電力Wout,MAXに関する情報は、メモリ41に記憶しておくことができる。Wlimitは、組電池10の出力を制限するときの電力量である。上記式(8)から分かるように、組電池10の出力を制限するとき、出力電力Wout,max(t)は、制限電力量Wlimitの分だけ、出力電力Wout,MAXよりも低くなる。 In the above formula (8), W out, MAX is the maximum power value obtained when the battery pack 10 is discharged. The output power W out, MAX is set in advance based on the output characteristics of the battery pack 10. Here, information on the output power W out, MAX can be stored in the memory 41. W limit is the amount of power when limiting the output of the battery pack 10. As can be seen from the above equation (8), when the output of the battery pack 10 is limited, the output power W out, max (t) is lower than the output power W out, MAX by the limit power amount W limit. .

制限電力量Wlimitは、例えば、下記式(9)に基づいて算出することができる。 The limit power amount W limit can be calculated based on, for example, the following formula (9).

上記式(9)において、FDmax(t)は、時間tにおける最大のダメージ量を示し、Glimit(t)は、時間tにおける閾値を示す。kは、重み付け係数を示し、適宜設定することができる。重み付け係数kは、メモリ41に記憶しておくことができる。 In the above equation (9), FD max (t) indicates the maximum amount of damage at time t, and G limit (t) indicates the threshold value at time t. k represents a weighting coefficient and can be set as appropriate. The weighting coefficient k can be stored in the memory 41.

上記式(9)によれば、閾値Glimit(t)およびダメージ量FDmax(t)の差分に応じて、制限電力量Wlimitが決定される。このように制限電力量Wlimitを決定すれば、組電池10の出力を制限する処理において、閾値Glimit(t)およびダメージ量FDmax(t)の差分を反映させることができる。すなわち、ダメージ量FDmax(t)および閾値Glimit(t)の差分が大きくなるほど、制限電力量Wlimitが増加して、組電池10の出力が制限されやすくなる。言い換えれば、ダメージ量FDmax(t)および閾値Glimit(t)の差分が小さくなるほど、制限電力量Wlimitが減少して、組電池10の出力が制限されにくくなる。 According to the above equation (9), the limit power amount W limit is determined according to the difference between the threshold value G limit (t) and the damage amount FD max (t). If the limited power amount W limit is determined in this way, the difference between the threshold value G limit (t) and the damage amount FD max (t) can be reflected in the process of limiting the output of the assembled battery 10. That is, as the difference between the damage amount FD max (t) and the threshold value G limit (t) increases, the limit power amount W limit increases and the output of the assembled battery 10 is more likely to be limited. In other words, as the difference between the damage amount FD max (t) and the threshold value G limit (t) becomes smaller, the limit power amount W limit decreases and the output of the assembled battery 10 becomes less likely to be restricted.

ステップS207において、コントローラ40は、組電池10に要求される出力電力Wout(t)を特定する。例えば、車両のアクセルペダルが押し込まれるほど、要求される出力電力Wout(t)が上昇する。ステップS208において、コントローラ40は、ステップS207の処理で特定された出力電力Wout(t)が、ステップS206の処理で算出された出力電力Wout,max(t)よりも高いか否かを判別する。 In step S207, the controller 40 specifies the output power W out (t) required for the assembled battery 10. For example, the required output power W out (t) increases as the accelerator pedal of the vehicle is pushed. In step S208, the controller 40 determines whether or not the output power W out (t) specified in the process of step S207 is higher than the output power W out, max (t) calculated in the process of step S206. To do.

出力電力Wout(t)が出力電力Wout,max(t)よりも高いとき、コントローラ40は、ステップS209の処理を行う。一方、出力電力Wout(t)が出力電力Wout,max(t)よりも低いとき、コントローラ40は、ステップS210の処理を行う。ステップS210において、コントローラ40は、組電池10の実際の出力電力Wout(t)として、要求された出力電力Wout(t)を設定する。 When the output power W out (t) is higher than the output power W out, max (t), the controller 40 performs the process of step S209. On the other hand, when the output power W out (t) is lower than the output power W out, max (t), the controller 40 performs the process of step S210. In step S210, the controller 40, as the actual output power W out of the assembled battery 10 (t), sets the required output power W out (t).

ステップS208の処理からステップS209の処理に進むときには、要求される出力電力Wout(t)が出力電力Wout,max(t)よりも高くなっている。このため、ステップS209の処理において、組電池10の実際の出力電力Wout(t)を出力電力Wout,max(t)に設定すれば、実際の出力電力Wout(t)は、要求される出力電力Wout(t)よりも低くなる。すなわち、組電池10の出力が制限されることになる。 When the process proceeds from step S208 to step S209, the required output power W out (t) is higher than the output power W out, max (t). For this reason, if the actual output power W out (t) of the assembled battery 10 is set to the output power W out, max (t) in the process of step S209, the actual output power W out (t) is required. Output power W out (t). That is, the output of the assembled battery 10 is limited.

ステップS210において、コントローラ40は、組電池10の実際の出力電力Wout(t)として、要求された出力電力Wout(t)を設定する。ステップS208の処理からステップS210の処理に進むとき、要求される出力電力Wout(t)は、出力電力Wout,max(t)よりも低くなっている。ここで、出力電力Wout,max(t)は、ダメージ量FDmax(t)を考慮した最大の出力電力である。 In step S210, the controller 40, as the actual output power W out of the assembled battery 10 (t), sets the required output power W out (t). When the process proceeds from step S208 to step S210, the required output power W out (t) is lower than the output power W out, max (t). Here, the output power W out, max (t) is the maximum output power in consideration of the damage amount FD max (t).

このため、要求される出力電力Wout(t)が出力電力Wout,max(t)よりも低ければ、ヒューズ12bの劣化を許容しつつ、組電池10の実際の出力電力Wout(t)として、要求される出力電力Wout(t)を設定することができる。このように、ステップS210の処理では、組電池10の出力が制限されない。 For this reason, if the required output power W out (t) is lower than the output power W out, max (t), the actual output power W out (t) of the assembled battery 10 is allowed while allowing the fuse 12b to deteriorate. The required output power W out (t) can be set as Thus, in the process of step S210, the output of the assembled battery 10 is not limited.

ここで、ステップS204の処理からステップS210の処理に進んだときにも、組電池10の出力は制限されない。ステップS204の処理からステップS210の処理に進むときには、ダメージ量FDmax(t)が閾値Glimit(t)に到達していない。このため、ダメージ量FDmax(t)の増加を許容することができ、組電池10の出力を制限する必要も無い。 Here, the output of the assembled battery 10 is not limited even when the process proceeds from step S204 to step S210. When the process proceeds from the process of step S204 to the process of step S210, the damage amount FD max (t) has not reached the threshold value G limit (t). For this reason, an increase in the damage amount FD max (t) can be allowed, and there is no need to limit the output of the assembled battery 10.

図11は、図10に示す処理を行ったときにおいて、ダメージ量FDmax(t)の変化と、出力電力Wout,max(t)の変化とを示す図(一例)である。図11に示すように、ダメージ量FDmax(t)が閾値Glimit(t)よりも大きくなると、出力電力Wout,max(t)は、出力電力Wout,MAXよりも低くなり、組電池10の出力が制限される。 FIG. 11 is a diagram (an example) showing changes in the damage amount FD max (t) and changes in the output power W out, max (t) when the processing shown in FIG. 10 is performed. As shown in FIG. 11, when the damage amount FD max (t) becomes larger than the threshold value G limit (t), the output power W out, max (t) becomes lower than the output power W out, MAX , and the assembled battery 10 outputs are limited.

上述したように、組電池10の出力を制限すれば、ヒューズ12bに電流が流れにくくなり、ヒューズ12bの劣化が進行することを抑制できる。これに伴い、ダメージ量FDmax(t)を閾値Glimit(t)よりも小さくすることができる。ダメージ量FDmax(t)が閾値Glimit(t)よりも小さくなれば、組電池10の出力制限が解除される。すなわち、出力電力Wout,max(t)は、出力電力Wout,MAXに設定される。これにより、各ヒューズ12bのダメージ量FDmax(t)を監視しながら、組電池10の出力を制御することができる。 As described above, if the output of the assembled battery 10 is limited, it is difficult for current to flow through the fuse 12b, and the deterioration of the fuse 12b can be suppressed. Accordingly, the damage amount FD max (t) can be made smaller than the threshold value G limit (t). If the damage amount FD max (t) is smaller than the threshold value G limit (t), the output restriction of the assembled battery 10 is released. That is, the output power W out, max (t) is set to the output power W out, MAX . Thereby, the output of the assembled battery 10 can be controlled while monitoring the damage amount FD max (t) of each fuse 12b.

また、本実施例によれば、ダメージ量FDmax(t)を閾値Glimit(t)に沿って変化させることができる。これにより、組電池10(又は車両)の寿命となる時間tMAXまで、ヒューズ12bを溶断させる必要がある場合を除き、ヒューズ12bを溶断させることなく使用し続けることができる。 Further, according to the present embodiment, the damage amount FD max (t) can be changed along the threshold value G limit (t). Thereby, it is possible to continue using the fuse 12b without blowing it, unless it is necessary to blow the fuse 12b until the time t MAX at which the assembled battery 10 (or vehicle) reaches the end of life.

図10に示す処理では、ダメージ量FDmax(t)および閾値Glimit(t)の大小関係に基づいて、組電池10の出力を制御しているが、これに限るものではない。具体的には、ダメージ量FDmax(t)および閾値Glimit(t)の大小関係に基づいて、組電池10の入力を制御することもできる。組電池10の入力時でも、ヒューズ12bに電流が流れ、ヒューズ12bの劣化を進行させてしまう。そこで、ダメージ量FDmax(t)に基づいて、組電池10の入力を制御することができる。 In the process shown in FIG. 10, the output of the assembled battery 10 is controlled based on the magnitude relationship between the damage amount FD max (t) and the threshold value G limit (t), but the present invention is not limited to this. Specifically, the input of the assembled battery 10 can be controlled based on the magnitude relationship between the damage amount FD max (t) and the threshold value G limit (t). Even when the battery pack 10 is input, a current flows through the fuse 12b, causing the fuse 12b to deteriorate. Therefore, the input of the assembled battery 10 can be controlled based on the damage amount FD max (t).

図12は、組電池10の入力を制御するときの処理を示すフローチャートである。図12に示す処理は、コントローラ40によって実行される。   FIG. 12 is a flowchart showing a process when the input of the assembled battery 10 is controlled. The process shown in FIG. 12 is executed by the controller 40.

ステップS301からステップS305までの処理は、図10に示すステップS201からステップS205までの処理と同様である。ステップS306において、コントローラ40は、時間tにおいて許容される最大の入力電力Win,max(t)を算出する。入力電力Win,max(t)は、下記式(10)に基づいて算出される。 The processing from step S301 to step S305 is the same as the processing from step S201 to step S205 shown in FIG. In step S306, the controller 40 calculates the maximum input power W in, max (t) allowed at time t. The input power W in, max (t) is calculated based on the following equation (10).

上記式(10)において、Win,MAXは、組電池10を充電するときに得られる最大の電力値である。Wlimitは、組電池10の入力を制限するときの電力量である。上記式(10)から分かるように、組電池10の入力を制限するとき、入力電力Win,max(t)は、制限電力量Wlimitの分だけ、入力電力Win,MAXよりも低くなる。制限電力量Wlimitは、上記式(9)と同様に、閾値Glimit(t)およびダメージ量FDmax(t)の差分に応じて決定することができる。 In the above formula (10), Win , MAX is the maximum power value obtained when charging the assembled battery 10. W limit is the amount of electric power when the input of the battery pack 10 is limited. As can be seen from the above equation (10), when the input of the battery pack 10 is limited, the input power W in, max (t) is lower than the input power W in, MAX by the limit power amount W limit. . The limited power amount W limit can be determined according to the difference between the threshold value G limit (t) and the damage amount FD max (t), similarly to the above equation (9).

このように制限電力量Wlimitを決定すれば、組電池10の入力を制限する処理において、閾値Glimit(t)およびダメージ量FDmax(t)の差分を反映させることができる。すなわち、ダメージ量FDmax(t)および閾値Glimit(t)の差分が増加するほど、制限電力量Wlimitが増加して、組電池10の入力が制限されやすくなる。また、ダメージ量FDmax(t)および閾値Glimit(t)の差分が増加するほど、制限電力量Wlimitが減少して、組電池10の入力が制限されにくくなる。 If the limited power amount W limit is determined in this way, the difference between the threshold value G limit (t) and the damage amount FD max (t) can be reflected in the process of limiting the input of the assembled battery 10. That is, as the difference between the damage amount FD max (t) and the threshold value G limit (t) increases, the limit power amount W limit increases and the input of the assembled battery 10 is more likely to be limited. Further, as the difference between the damage amount FD max (t) and the threshold value G limit (t) increases, the limit power amount W limit decreases, and the input of the assembled battery 10 is less likely to be limited.

ステップS307において、コントローラ40は、組電池10に入力される電力Win(t)を特定する。ステップS308において、コントローラ40は、ステップS307の処理で特定された入力電力Win(t)が、ステップS306の処理で算出された入力電力Win,max(t)よりも高いか否かを判別する。 In step S307, the controller 40 specifies the power W in (t) input to the assembled battery 10. In step S308, the controller 40 determines whether or not the input power W in (t) specified in step S307 is higher than the input power W in, max (t) calculated in step S306. To do.

入力電力Win(t)が入力電力Win,max(t)よりも高いとき、コントローラ40は、ステップS309の処理を行う。一方、入力電力Win(t)が入力電力Win,max(t)よりも低いとき、コントローラ40は、ステップS310の処理を行う。ステップS310において、コントローラ40は、組電池10の実際の入力電力Win(t)として、入力しようとする電力Win(t)を設定する。 When the input power W in (t) is higher than the input power W in, max (t), the controller 40 performs the process of step S309. On the other hand, when the input power W in (t) is lower than the input power W in, max (t), the controller 40 performs the process of step S310. In step S310, the controller 40, as the actual input power W in the assembled battery 10 (t), setting the power W in (t) to be input.

ステップS308の処理からステップS309の処理に進むときには、入力電力Win(t)が許容最大入力Win,max(t)よりも高くなっている。このため、ステップS309の処理において、組電池10の実際の入力電力Win(t)を入力電力Win,max(t)に設定すれば、実際の入力電力Win(t)は、入力しようとする電力Win(t)よりも低くなる。すなわち、組電池10の入力が制限されることになる。 When the process proceeds from step S308 to step S309, the input power W in (t) is higher than the allowable maximum input W in, max (t). Therefore, in the process of step S309, the input power W in the actual input power W in (t) of the assembled battery 10, is set to max (t), actual input power W in (t) will try to enter It becomes lower than the power W in (t). That is, the input of the assembled battery 10 is limited.

ステップS310において、コントローラ40は、組電池10の実際の入力電力Win(t)として、入力しようとする電力Win(t)を設定する。ステップS308の処理からステップS310の処理に進むとき、入力しようとする電力Win(t)は、入力電力Wout,max(t)よりも低くなっている。入力電力Wout,max(t)は、ダメージ量FDmax(t)を考慮した最大の入力電力である。 In step S310, the controller 40, as the actual input power W in the assembled battery 10 (t), setting the power W in (t) to be input. When the process proceeds from step S308 to step S310, the power W in (t) to be input is lower than the input power W out, max (t). The input power W out, max (t) is the maximum input power considering the damage amount FD max (t).

このため、入力しようとする電力Win(t)が入力電力Win,max(t)よりも低ければ、組電池10の実際の入力電力Wout(t)として、入力しようとする電力Wout(t)を設定することができる。このように、ステップS310の処理では、組電池10の入力が制限されない。 For this reason, if the power W in (t) to be input is lower than the input power W in, max (t), the power W out to be input as the actual input power W out (t) of the battery pack 10. (T) can be set. Thus, in the process of step S310, the input of the assembled battery 10 is not limited.

ここで、ステップS304の処理からステップS310の処理に進んだときにも、組電池10の入力は制限されない。ステップS304の処理からステップS310の処理に進むときには、ダメージ量FDmax(t)が閾値Glimit(t)に到達していない。このため、ダメージ量FDmax(t)の増加を許容することができ、組電池10の入力を制限する必要も無い。 Here, when the process proceeds from the process of step S304 to the process of step S310, the input of the assembled battery 10 is not limited. When the process proceeds from the process of step S304 to the process of step S310, the damage amount FD max (t) has not reached the threshold value G limit (t). For this reason, an increase in the damage amount FD max (t) can be allowed, and there is no need to limit the input of the assembled battery 10.

図13は、図12に示す処理を行ったときにおいて、ダメージ量FDmax(t)の変化と、入力電力Win,max(t)の変化とを示す図(一例)である。図13に示すように、ダメージ量FDmax(t)が閾値Glimit(t)よりも大きくなると、入力電力Win,max(t)は、入力電力Win,MAXよりも低くなり、組電池10の入力が制限される。 FIG. 13 is a diagram (an example) showing a change in the damage amount FD max (t) and a change in the input power Win , max (t) when the process shown in FIG. 12 is performed. As shown in FIG. 13, when the damage amount FD max (t) becomes larger than the threshold value G limit (t), the input power W in, max (t) becomes lower than the input power Win , MAX , and the assembled battery Ten inputs are limited.

組電池10の入力を制限すると、ヒューズ12bに電流が流れにくくなり、ヒューズ12bの劣化が進行することを抑制できる。これに伴い、ダメージ量FDmax(t)を閾値Glimit(t)よりも小さくすることができる。ダメージ量FDmax(t)が閾値Glimit(t)よりも小さくなれば、組電池10の入力制限が解除される。すなわち、入力電力Win,max(t)は、入力電力Win,MAXに設定される。これにより、各ヒューズ12bのダメージ量FDmax(t)を監視しながら、組電池10の入力を制御することができる。 When the input of the assembled battery 10 is restricted, it is difficult for a current to flow through the fuse 12b, and the deterioration of the fuse 12b can be suppressed. Accordingly, the damage amount FD max (t) can be made smaller than the threshold value G limit (t). If the damage amount FD max (t) is smaller than the threshold value G limit (t), the input restriction of the assembled battery 10 is released. That is, the input power Win , max (t) is set to the input power Win , MAX . Thereby, the input of the assembled battery 10 can be controlled while monitoring the damage amount FD max (t) of each fuse 12b.

10:組電池(蓄電装置)、11:電池ブロック(蓄電ブロック)、
12:単電池(蓄電素子)、12a:発電要素、12b:ヒューズ、13:ケース、
13a:吸気口、13b:排気口、14:仕切り板、15:吸気ダクト、
16:排気ダクト、20:監視ユニット(電圧センサ)、
21:監視IC(電圧センサ)、31:電流センサ、32:昇圧回路、
33:インバータ、34:モータ・ジェネレータ、40:コントローラ、41:メモリ、
50:ファン、51,52:温度センサ、PL:正極ライン、NL:負極ライン、
R:電流制限抵抗、SMR−B,SMR−G,SMR−P:システムメインリレー
10: assembled battery (power storage device), 11: battery block (power storage block),
12: single cell (storage element), 12a: power generation element, 12b: fuse, 13: case,
13a: intake port, 13b: exhaust port, 14: partition plate, 15: intake duct,
16: Exhaust duct, 20: Monitoring unit (voltage sensor),
21: Monitoring IC (voltage sensor), 31: Current sensor, 32: Booster circuit,
33: Inverter, 34: Motor generator, 40: Controller, 41: Memory,
50: Fan, 51, 52: Temperature sensor, PL: Positive line, NL: Negative line,
R: current limiting resistor, SMR-B, SMR-G, SMR-P: system main relay

Claims (7)

並列に接続された複数の蓄電素子を含む蓄電装置と、
前記複数の蓄電素子のそれぞれと直列に接続された複数のヒューズと、
前記蓄電装置の充放電を制御するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、
前記複数の蓄電素子の電圧値および前記各蓄電素子の内部抵抗を用いて、前記各蓄電素子に流れる電流値を算出し、
算出した電流値に応じた前記各ヒューズのダメージ量が閾値よりも大きいときに、前記蓄電装置の充電および放電の少なくとも一方を制限することを特徴とする蓄電システム。
A power storage device including a plurality of power storage elements connected in parallel;
A plurality of fuses connected in series with each of the plurality of power storage elements;
A controller for controlling charging and discharging of the power storage device,
The controller is
Using the voltage values of the plurality of power storage elements and the internal resistance of each power storage element, the current value flowing through each power storage element is calculated,
A power storage system that restricts at least one of charging and discharging of the power storage device when a damage amount of each fuse corresponding to the calculated current value is larger than a threshold value.
前記コントローラは、前記電流値が大きくなるほど、前記ダメージ量が大きくなる関係を用いて、前記各ヒューズのダメージ量を算出することを特徴とする請求項1に記載の蓄電システム。   The power storage system according to claim 1, wherein the controller calculates a damage amount of each fuse using a relationship in which the damage amount increases as the current value increases. 前記コントローラは、前記蓄電装置の充電および放電の少なくとも一方を制限するとき、前記ダメージ量および前記閾値の差分に応じた制限量を設定することを特徴とする請求項1又は2に記載の蓄電システム。   3. The power storage system according to claim 1, wherein the controller sets a limit amount according to a difference between the damage amount and the threshold when limiting at least one of charging and discharging of the power storage device. . 前記コントローラは、前記複数のヒューズにおけるダメージ量のうち、最も大きいダメージ量が前記閾値よりも大きいときに、前記蓄電装置の充電および放電の少なくとも一方を制限することを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の蓄電システム。   The controller limits at least one of charging and discharging of the power storage device when the largest damage amount among the damage amounts in the plurality of fuses is larger than the threshold value. The electrical storage system as described in any one of these. 前記蓄電装置は、並列に接続された前記複数の蓄電素子によってそれぞれ構成され、直列に接続される複数の蓄電ブロックを有することを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の蓄電システム。   The power storage device according to any one of claims 1 to 4, wherein the power storage device includes a plurality of power storage blocks that are respectively configured by the plurality of power storage elements connected in parallel and connected in series. system. 前記蓄電装置に流れる電流値を検出する電流センサを有しており、
前記コントローラは、並列に接続された前記複数の蓄電素子において、算出した電流値の総和が、前記電流センサによって検出された電流値に等しいとき、前記各蓄電素子に流れる電流値として、算出した電流値を用いることを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の蓄電システム。
A current sensor for detecting a current value flowing through the power storage device;
In the plurality of power storage elements connected in parallel, the controller is configured to calculate a current value as a current value flowing through each power storage element when a total sum of calculated current values is equal to a current value detected by the current sensor. The power storage system according to claim 1, wherein a value is used.
並列に接続された前記複数の蓄電素子における電圧値を検出する電圧センサを有しており、
前記コントローラは、前記各蓄電素子の内部抵抗と、前記電圧センサによって検出された電圧値とを用いて、前記各蓄電素子に流れる電流値を算出することを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の蓄電システム。
Having a voltage sensor for detecting a voltage value in the plurality of power storage elements connected in parallel;
The said controller calculates the electric current value which flows into each said electrical storage element using the internal resistance of each said electrical storage element, and the voltage value detected by the said voltage sensor, Any one of Claim 1 to 5 characterized by the above-mentioned. The electrical storage system as described in any one.
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