JP2015012711A - Battery system and current regulation method of battery module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、並列接続された複数の充電可能な電池モジュールを有する電池システム及びその電池モジュールの電流調節方法に関する。 The present invention relates to a battery system having a plurality of rechargeable battery modules connected in parallel, and a current adjustment method for the battery modules.
フォークリフト等の作業用の電動車両や、EV、HV、PHV等の車両では、負荷に大電流を供給し得るよう、複数の充電可能な電池モジュールを並列に接続し、大容量化した電池システムが用いられる。 In electric vehicles for work such as forklifts, and vehicles such as EV, HV, and PHV, a battery system that has a large capacity by connecting a plurality of rechargeable battery modules in parallel so that a large current can be supplied to the load. Used.
このような電池システムでは、複数の電池モジュールを単純に並列接続したまま負荷に給電して使用したとしても、個々の電池モジュールの内部抵抗のバラツキ等により、各電池モジュールの電力が均一に消費されず、各電池モジュールの充電状態が不均一となる。その結果、各電池モジュールの劣化速度にバラツキが生じ、各電池モジュールの寿命が不均一になってしまう。このため、各電池モジュールの寿命を均一化する手法が強く望まれている。 In such a battery system, even when a plurality of battery modules are simply connected in parallel and fed to a load, the power of each battery module is evenly consumed due to variations in the internal resistance of each battery module. Therefore, the state of charge of each battery module becomes uneven. As a result, the deterioration rate of each battery module varies, and the life of each battery module becomes non-uniform. For this reason, the method of equalizing the lifetime of each battery module is strongly desired.
電池モジュールの余寿命は、使用電力量が大きいほど短くなるため、複数の電池モジュールを有する電池システムを用いる場合、各電池モジュールをその蓄電量に応じて切替えて負荷に接続し、各電池モジュールの使用電力量を均一化し、余寿命の均一化を図ることが提案されている(例えば特許文献1等参照)。 Since the remaining life of a battery module becomes shorter as the amount of power used is larger, when using a battery system having a plurality of battery modules, each battery module is switched according to the amount of electricity stored and connected to a load. It has been proposed that the amount of power used is made uniform and the remaining life is made uniform (see, for example, Patent Document 1).
図5に従来の複数の電池モジュールを有する電池システムの構成例を示す。図5に示すように、複数の電池モジュール1a,1b,1cを有する電池システムに100おいて、各電池モジュール1a,1b,1cを、その蓄電量に応じて切り替え手段11により選択的に切替えて負荷14に接続する。
FIG. 5 shows a configuration example of a conventional battery system having a plurality of battery modules. As shown in FIG. 5, in a
切り替え手段11は、電圧検出手段12により検出された各電池モジュール1a,1b,1cの電圧の検出値に基づいて、制御手段13の制御により、電池モジュール1a,1b,1cの蓄電量がより多い電池モジュール1a,1b,1cを選択的に負荷14に接続する。こうすることにより、各電池モジュール1a,1b,1cの使用電力量を均一化し、電池モジュールの余寿命を均一化する。
The switching means 11 has a larger amount of power stored in the
複数の電池モジュールを有する電池システムでは、個々の電池モジュールの内部抵抗のバラツキ等により、各電池モジュールの電力が均一に消費されず、各電池モジュールの充電状態が不均一となり、各電池モジュールの寿命が不均一になってしまう。 In a battery system having a plurality of battery modules, the power of each battery module is not evenly consumed due to variations in the internal resistance of each battery module, etc., and the charging state of each battery module becomes uneven, and the life of each battery module Becomes uneven.
そこで、各電池モジュールの充電状態を均一化するために、例えば図5に示したように、各電池モジュール1a,1b,1cを、その蓄電量に応じて切り替え手段11により切替えて負荷14に接続する構成では、切り替え手段11による各電池モジュール1a,1b,1cの繋ぎ替え時に、負荷14への電流路に瞬断が発生する。
Therefore, in order to make the charging state of each battery module uniform, for example, as shown in FIG. 5, each
フォークリフト等の電動車両のように大電流が流れる負荷14に対して、電流路の瞬断が発生すると、負荷14において電圧及び電流の急激な変動が発生し、種々の悪影響をもたらす。
When an instantaneous interruption of the current path occurs with respect to a
上記課題に鑑み、本発明は、電池モジュール1a,1b,1cの繋ぎ替えを行うことなく、従って、電池モジュール1a,1b,1cから負荷14への給電中でも、電流路に瞬断等を生じることなく、並列接続した各電池モジュール1a,1b,1cを使用しながら、各電池モジュール1a,1b,1cの充電状態の差の拡大を防止することができる電池システム及びその電池モジュールの電流調節方法を提供することを目的とする。
In view of the above problems, the present invention does not change the
本発明に係る形態の一つである電池システムは、並列接続された複数の電池モジュールを有する電池システムにおいて、前記電池モジュールにそれぞれ接続され、各電池モジュールに流れる電流に対して通電及び遮断を行う通電遮断手段と、前記通電遮断手段に対して、通電の時間と遮断の時間との比率であるオンオフデューティ比が各電池モジュールの充電状態に応じ異なるパルス幅変調信号を出力し、該パルス幅変調信号により前記通電遮断手段を通電及び遮断させるパルス幅変調信号出力手段と、を備えたことを特徴とする。これにより、並列接続した各電池モジュールを使用しながら、各電池モジュールの充電状態を調整し、充電状態の差の拡大を防止することが可能となる。 A battery system according to one aspect of the present invention is a battery system having a plurality of battery modules connected in parallel, and is connected to each of the battery modules, and energizes and shuts off the current flowing through each battery module. An on / off duty ratio, which is a ratio of energization time to on / off time, is output to the energization interruption means and the energization interruption means according to the state of charge of each battery module, and the pulse width modulation is output. And a pulse width modulation signal output means for energizing and interrupting the energization interruption means by a signal. Thereby, while using each battery module connected in parallel, it becomes possible to adjust the charge condition of each battery module, and to prevent the expansion of the difference in charge condition.
また、前記各電池モジュールの残容量を計算する残容量計算手段を備え、前記パルス幅変調信号出力手段は、前記残容量が他の電池モジュールより大きい電池モジュールに対して、前記オンオフデューティ比を他の電池モジュールに比べて大きくし、前記残容量が他の電池モジュールより小さい電池モジュールに対して、前記オンオフデューティ比を他の電池モジュールに比べて小さくしたパルス幅変調信号を出力することを特徴とする。これにより、各電池モジュールの満充電容量が同一の場合、並列接続した各電池モジュールを使用しながら、各電池モジュールの充電状態を調整し、充電状態の差の拡大を防止することが可能となる。 The battery module further comprises a remaining capacity calculating means for calculating a remaining capacity of each battery module, wherein the pulse width modulation signal output means changes the on / off duty ratio with respect to the battery module having the remaining capacity larger than the other battery modules. A pulse width modulation signal having a larger on-off duty ratio than other battery modules is output to a battery module that is larger than the other battery modules and has a smaller remaining capacity than the other battery modules. To do. As a result, when the full charge capacities of the battery modules are the same, it is possible to adjust the charge state of each battery module while using the battery modules connected in parallel, and to prevent an increase in the difference in the charge state. .
また、前記各電池モジュールの、満充電容量に対する残容量の比率である充電率を計算する充電率計算手段を備え、前記パルス幅変調信号出力手段は、前記充電率が他の電池モジュールより大きい電池モジュールに対して、前記オンオフデューティ比を他の電池モジュールに比べて大きくし、前記充電率が他の電池モジュールより小さい電池モジュールに対して、前記オンオフデューティ比を、他の電池モジュールに比べて小さくしたパルス幅変調信号を出力することを特徴とする。これにより、各電池モジュールの満充電容量が異なる場合、並列接続した各電池モジュールを使用しながら、各電池モジュールの充電状態を調整し、充電状態の差の拡大を防止することが可能となる。 The battery module further comprises a charge rate calculation means for calculating a charge rate that is a ratio of a remaining capacity to a full charge capacity of each of the battery modules, and the pulse width modulation signal output means has a higher charge rate than the other battery modules. For the module, the on / off duty ratio is increased compared to other battery modules, and for the battery module whose charge rate is smaller than other battery modules, the on / off duty ratio is decreased compared to other battery modules. The pulse width modulation signal thus output is output. Thereby, when the full charge capacity of each battery module differs, it becomes possible to adjust the charge state of each battery module, using each battery module connected in parallel, and to prevent the expansion of the difference in charge state.
本発明によれば、電池システムの各電池モジュールから負荷への給電中でも、電流路に瞬断等を生じることなく、並列接続した各電池モジュールを使用しながら、各電池モジュールの充電状態を調整し、充電状態の差の拡大を防止することができ、各電池モジュールの劣化速度を均一にすることができる。 According to the present invention, the state of charge of each battery module is adjusted while using the battery modules connected in parallel without causing an instantaneous interruption or the like in the current path even during power feeding from each battery module of the battery system to the load. Thus, it is possible to prevent an increase in the difference between the charged states, and to uniformize the deterioration rate of each battery module.
本発明の電池システムの実施形態の構成例について図1〜図4を参照して説明する。図1において、100は電池システム。1a,1b,1cは各電池モジュール、2a,2b,2cは各電池モジュール1a,1b,1c内の充電可能な蓄電池、3a,3b,3cは各電池モジュール1a,1b,1cに流れる電流値を検出する電流センサ、4a,4b,4cは各電池モジュール1a,1b,1cの電流路を開閉する通電遮断手段、5は各通電遮断手段4a,4b,4cの通電/遮断を制御する電子制御ユニット、6はメインスイッチである。
The structural example of embodiment of the battery system of this invention is demonstrated with reference to FIGS. In FIG. 1, 100 is a battery system. 1a, 1b, and 1c are battery modules, 2a, 2b, and 2c are rechargeable storage batteries in the
図1に示すような複数の充電可能な蓄電池2a,2b,2cを有する電池モジュール1a,1b,1cを並列に接続し、大容量化した電池システム100では、該電池システム100から負荷(図示省略)への電流路の通電/遮断を制御するメインスイッチ6のほかに、各電池モジュール1a,1b,1cの電流路毎に、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)やメカニカルリレー等を用いた通電遮断手段4a,4b,4cが設けられている。
In a
図1では、通電遮断手段4a,4b,4cとして、MOSFET及びダイオードを用いた構成例を示している。この構成例を通電遮断手段4aについて説明すると、電池モジュール1aから負荷(図示省略)への給電時(放電時)に、MOSFET41とMOSFET43を導通状態にすることにより、蓄電池2a→メインスイッチ6→負荷(図示省略)→MOSFET43→MOSFET41の電流路により負荷に給電され、MOSFET41とMOSFET43を遮断状態とすることにより負荷への給電が停止する。
FIG. 1 shows a configuration example in which MOSFETs and diodes are used as the current cutoff means 4a, 4b, 4c. This configuration example will be described with respect to the energization cut-
また、負荷(図示省略)からの回生電流等による充電時には、MOSFET41とMOSFET43を導通状態にすることにより、負荷(図示省略)→メインスイッチ6→蓄電池2a→MOSFET41→MOSFET43の電流路により、蓄電池2aが充電され、MOSFET41とMOSFET43を遮断状態とすることにより充電が停止する。
Further, when charging by a regenerative current from a load (not shown), the
このように、通電遮断手段4aのMOSFET41,43の導通及び遮断を制御することにより、電池モジュール1aの放電及び充電を制御することができる。各電池モジュール1a,1b,1cの通電遮断手段4a,4b,4cの通電/遮断は、電子制御ユニット5により制御される。
In this way, by controlling the conduction and interruption of the
電子制御ユニット5は、各電池モジュール1a,1b,1cの状態を監視し、各電池モジュール1a,1b,1cの過充電時や過放電時等の異常時に、該通電遮断手段4a,4b,4cを遮断状態にし、各電池モジュール1a,1b,1cの過充電や過放電等を防ぐことができる。
The
このような電池システム100において、電子制御ユニット5による各電池モジュールの充電状態に応じた電流調節方法について説明する。ここで電池モジュールの充電状態として、電池モジュールの残容量又は満充電容量に対する残容量の比率である充電率(SOC:Charge Of State)を用いることができる。
In such a
電子制御ユニット5は、例えば図2に示す第1の動作例のフローのように、電流センサ3a,3b,3cから各電池モジュール1a,1b,1cの電流値を読み取る(ステップS21)。このとき、電子制御ユニット5は電流検出手段51として機能する。
The
電子制御ユニット5は、読み取った電流値から積算電流値を算出し、初期残容量と積算電流値から各電池モジュール1a,1b,1cの残容量を計算し(ステップS22)、また、全電池モジュール1a,1b,1cの残容量の平均値を計算する(ステップS23)。このとき、電子制御ユニット5は、残容量計算手段52として機能する。
The
なお、残容量は、上述の算出法以外に、各電池の電圧値を計測する電圧センサ(図示省略)から電圧値を読み取り、該電圧値からSOC−CCV特性曲線を使って残容量(充電率×満充電容量)を計算することもできる。ここで、SOC−CCV特性曲線は、充電率(SOC)と電池の閉回路電圧(CCV)との相関を示す特性曲線である。また、SOC−CCV特性曲線に限らず、モデル等を利用し、又は、電池の閉回路電圧(CCV)から開回路電圧(OCV)を推定し、該開回路電圧(OCV)を使って残容量を計算することもできる。 In addition to the above calculation method, the remaining capacity is obtained by reading a voltage value from a voltage sensor (not shown) that measures the voltage value of each battery and using the SOC-CCV characteristic curve from the voltage value. X full charge capacity) can also be calculated. Here, the SOC-CCV characteristic curve is a characteristic curve showing a correlation between the charging rate (SOC) and the closed circuit voltage (CCV) of the battery. In addition to the SOC-CCV characteristic curve, a model or the like is used, or the open circuit voltage (OCV) is estimated from the closed circuit voltage (CCV) of the battery, and the remaining capacity is calculated using the open circuit voltage (OCV). Can also be calculated.
電子制御ユニット5は、各電池モジュール1a,1b,1cの残容量と全体の平均値との差を基に、各電池モジュール1a,1b,1cの各通電遮断手段4a,4b,4cに対して、以下のように制御する。
Based on the difference between the remaining capacity of each
電子制御ユニット5は、各電池モジュール1a,1b,1cの通電遮断手段4a,4b,4cに対して、通電と遮断とを所定の周期で繰り返すパルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)信号による制御を行うものとし、該所定の周期内の通電の時間と遮断の時間との比率であるオンオフデューティ比を以下のように決定する(ステップS24)。
The
(1)残容量が全電池モジュール1a,1b,1cの平均値より大きい電池モジュールの通電遮断手段4a,4b,4cに対して、オンオフデューティ比を大きくし、通電の時間の比率を大きくする。
(1) The on / off duty ratio is increased and the energization time ratio is increased with respect to the energization cutoff means 4a, 4b, 4c of the battery modules whose remaining capacity is larger than the average value of all the
(2)残容量が全電池モジュール1a,1b,1cの平均値より小さい電池モジュールの通電遮断手段4a,4b,4cに対して、オンオフデューティ比を小さくし、通電の時間の比率を小さくする。
(2) The on / off duty ratio is reduced and the energization time ratio is reduced with respect to the energization cutoff means 4a, 4b, 4c of the battery modules whose remaining capacity is smaller than the average value of all the
なお、オンオフデューティ比を決定する際に、上述のように全体の平均値との差を基に決定する手法以外に、例えば、各電池モジュール1a,1b,1cの残容量を互いに比較して、残容量が大きい/小さいモジュールのオンオフデューティ比を大きく/小さくすることもできる。
In addition, when determining the on / off duty ratio, for example, the remaining capacity of each of the
電子制御ユニット5は、各電池モジュール1a,1b,1cの各通電遮断手段4a,4b,4cに対して、上述のステップ24により決定したオンオフデューティ比のPWM信号を送出する(ステップS25)。このとき、電子制御ユニット5は、パルス幅変調(PWM)信号出力手段53として機能する。
The
各通電遮断手段4a,4b,4cは、該PWM信号に従い、MOSFET43等による開閉スイッチを駆動し、各電池モジュール1a,1b,1cの電流路を開閉する(ステップS26)。その後、ステップS21に戻り、同様の動作を繰り返す。
Each energization shut-off means 4a, 4b, 4c drives an open / close switch such as
なお、図2の第1の動作例のように、各電池モジュール1a,1b,1cの残容量を基に、各電池モジュール1a,1b,1cの使用電力量を均一化し、各電池モジュール1a,1b,1cの寿命を均一化することができるのは、各電池モジュール1a,1b,1cの満充電容量が同一の場合である。
Note that, as in the first operation example of FIG. 2, based on the remaining capacity of each
各電池モジュール1a,1b,1cの満充電容量が異なる場合には、各電池モジュール1a,1b,1cの残容量を基に、各電池モジュール1a,1b,1cの使用電力量を均一化すると、満充電容量が小さい電池モジュールは、過放電領域で使用される可能性が高くなり、満充電容量が小さい電池モジュールは寿命が短くなってしまう。
When the full charge capacities of the
そこで、図2に示した第1の動作例のように残容量を基に各電池モジュール1a,1b,1cの通電遮断手段4a,4b,4cのオンオフデューティ比を決定するのではなく、各電池モジュール1a,1b,1cの充電率を基に、通電遮断手段4a,4b,4cのオンオフデューティ比を決定する。
Therefore, instead of determining the on / off duty ratios of the energization cutoff means 4a, 4b, 4c of the
図3は、各電池モジュール1a,1b,1cの充電率を基に、通電遮断手段4a,4b,4cのオンオフデューティ比を決定する第2の動作例のフローを示す。なお、図3の第2の動作例のフローにおいて、図2の第1の動作例のフローと同一のステップには同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
FIG. 3 shows a flow of a second operation example in which the on / off duty ratio of the energization cutoff means 4a, 4b, 4c is determined based on the charging rates of the
図3の第2の動作例のフローにおいて、電子制御ユニット5は、図2の第1の動作例と同様に、ステップS21により各電池モジュール1a,1b,1cの電流値を読み取り、該電流値から積算電流値を算出し、初期充電率と積算電流値から各電池モジュール1a,1b,1cの充電率(SOC)を計算し(ステップS31)、全電池モジュール1a,1b,1cの充電率の平均値を計算する(ステップS32)。このとき、電子制御ユニット5は、充電率計算手段として機能する。なお、充電率計算手段は、図1の残容量計算手段52を充電率計算手段に置き換えたものである。
In the flow of the second operation example of FIG. 3, the
なお、充電率(SOC)は、上述の算出法以外に、各電池の電圧値を計測する電圧センサ(図示省略)から電圧値を読み取り、該電圧値からSOC−CCV特性曲線を使って算出することもできる。また、SOC−CCV特性曲線に限らず、モデル等を利用し、又は、電池の閉回路電圧(CCV)から開回路電圧(OCV)を推定し、該開回路電圧(OCV)を使って充電率を計算することもできる。 In addition to the above-described calculation method, the charging rate (SOC) is calculated by reading a voltage value from a voltage sensor (not shown) that measures the voltage value of each battery and using the SOC-CCV characteristic curve from the voltage value. You can also. In addition to the SOC-CCV characteristic curve, a model or the like is used, or the open circuit voltage (OCV) is estimated from the closed circuit voltage (CCV) of the battery, and the charging rate is calculated using the open circuit voltage (OCV). Can also be calculated.
電子制御ユニット5は、各電池モジュール1a,1b,1cの充電率と全体の平均値との差を基に、各電池モジュール1a,1b,1cの各通電遮断手段4a,4b,4cに対して、以下のようにオンオフデューティ比を決定する(ステップS33)。
Based on the difference between the charging rate of each of the
(1)充電率が全電池モジュール1a,1b,1cの平均値より大きい電池モジュールの通電遮断手段4a,4b,4cに対して、オンオフデューティ比を大きくし、通電の時間の比率を大きくする。
(1) The on / off duty ratio is increased and the ratio of energization time is increased with respect to the energization cutoff means 4a, 4b, 4c of the battery modules whose charging rate is larger than the average value of all the
(2)充電率が全電池モジュール1a,1b,1cの平均値より小さい電池モジュールの通電遮断手段4a,4b,4cに対して、オンオフデューティ比を小さくし、通電の時間の比率を小さくする。
(2) The on / off duty ratio is reduced and the energization time ratio is reduced with respect to the current-carrying-off means 4a, 4b, 4c of the battery modules whose charging rate is smaller than the average value of all the
なお、この実施例においても、オンオフデューティ比を決定する際に、上述のように全体の平均値との差を基に決定する手法以外に、例えば、各電池モジュール1a,1b,1cの充電率(SOC)を互いに比較して、充電率(SOC)が大きい/小さいモジュールのオンオフデューティ比を大きく/小さくするようにしてもよい。
Also in this embodiment, when determining the on / off duty ratio, for example, the charging rate of each of the
電子制御ユニット5は、上述の(1)及び(2)のとおり決定したオンオフデューティ比のPWM信号を、各電池モジュール1a,1b,1cの各通電遮断手段4a,4b,4cに送出するが、この動作以降は、図2の動作例のステップS25以降と同様であるので、重複した説明は省略する。
The
図4は、電子制御ユニット5から図2又は図3の動作例のステップ25で送出されるPWM信号のオンオフデューティ比の例を示している。図4において横軸は時間、縦軸はPWM信号の振幅電圧を示し、PWM信号のパルス波形を矩形により示している。
FIG. 4 shows an example of the on / off duty ratio of the PWM signal sent from the
図4の(a)は、残容量又は充電率が平均値と同程度の範囲内にある電池モジュールに対するオンオフデューティ比の例を示している。この例の場合、通電の時間と遮断の時間とが略等しいオンオフデューティ比50パーセントのパルス幅としている。 FIG. 4A shows an example of an on / off duty ratio for a battery module in which the remaining capacity or the charging rate is in a range that is about the same as the average value. In the case of this example, the pulse width with an on / off duty ratio of 50% is substantially equal to the energization time and the cutoff time.
図4の(b)は、残容量又は充電率が平均値より少ない電池モジュールに対するオンオフデューティ比の例を示している。この例の場合、オンオフデューティ比が50パーセント以下のパルス幅としている。図4の(c)は、残容量又は充電率が平均値より多い電池モジュールに対するオンオフデューティ比の例を示している。この例の場合、オンオフデューティ比が50パーセント以上のパルス幅としている。 FIG. 4B shows an example of an on / off duty ratio for a battery module having a remaining capacity or a charging rate smaller than an average value. In this example, the on / off duty ratio is set to a pulse width of 50% or less. FIG. 4C shows an example of an on / off duty ratio for a battery module having a remaining capacity or a charging rate larger than an average value. In this example, the on / off duty ratio is set to a pulse width of 50% or more.
図4には、各電池モジュール1a,1b,1cの残容量又は充電率が、全体の平均値より少ないか、同程度か又は多いかの3段階に分けて、残容量又は充電率が多くなるにつれて、オンオフデューティ比が増大するPWM信号を生成する例を示した。
In FIG. 4, the remaining capacity or the charging rate of each
しかし、各電池モジュール1a,1b,1cの残容量又は充電率と全体の平均値との差又は比に応じて、残容量又は充電率が多くなるにつれて、オンオフデューティ比が連続的に増大する、又は任意の適切な段階数で段階的に増大するPWM信号を生成する構成としてもよい。
However, the on / off duty ratio continuously increases as the remaining capacity or the charging rate increases according to the difference or ratio between the remaining capacity or the charging rate of each
なお、各電池モジュール1a,1b,1cの各通電遮断手段4a,4b,4cに送出するPWM信号の位相を適宜調整することにより、各通電遮断手段4a,4b,4cが一斉に遮断状態とならないようにし、各電池モジュール1a,1b,1cの少なくとも何れか1つは交互に通電状態となるように、PWM信号を送出することにより、電池システム100からの給電に瞬断が生じないようにすることができる。
In addition, by appropriately adjusting the phase of the PWM signal sent to each energization interruption means 4a, 4b, 4c of each
以上説明したように、本発明によれば、各電池モジュール1a,1b,1cを並列接続して、各電池モジュール1a,1b,1cから負荷への給電をしている最中であっても、電池システム100からの電流に瞬断等を生じることなく、各電池モジュール1a,1b,1cを使用しながら、各電池モジュール1a,1b,1cの残容量又は充電率を調整し、各電池モジュール1a,1b,1cの使用電力を均一化することができる。
As described above, according to the present invention, the
その結果、各電池モジュール1a,1b,1cの残容量又は充電率の差の拡大を防止することができ、各電池モジュールの劣化速度を均一にすることができる。以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成又は実施の形態を取ることができる。
As a result, it is possible to prevent the difference between the remaining capacity or the charging rate of each
100 電池システム
1a,1b,1c 電池モジュール
2a,2b,2c 蓄電池
3a,3b,3c 電流センサ
4a,4b,4c 通電遮断手段
41,43 MOSFET
42,44 ダイオード
5 電子制御ユニット
6 メインスイッチ
DESCRIPTION OF
42,44
Claims (6)
前記電池モジュールにそれぞれ接続され、各電池モジュールに流れる電流に対して通電及び遮断を行う通電遮断手段と、
前記通電遮断手段に対して、通電の時間と遮断の時間との比率であるオンオフデューティ比が各電池モジュールの充電状態に応じて異なるパルス幅変調信号を出力し、該パルス幅変調信号により前記通電遮断手段を通電及び遮断させるパルス幅変調信号出力手段と、
を備えたことを特徴とする電池システム。 In a battery system having a plurality of battery modules connected in parallel,
Energization cutoff means connected to each of the battery modules and energizing and shutting off current flowing in each battery module;
The on / off duty ratio, which is the ratio between the energization time and the on-off time, is output to the energization cut-off means according to the charge state of each battery module, and the energization is performed according to the pulse width modulation signal. Pulse width modulation signal output means for energizing and shutting off the shut-off means;
A battery system comprising:
前記パルス幅変調信号出力手段は、前記残容量が他の電池モジュールより大きい電池モジュールに対して、前記オンオフデューティ比を他の電池モジュールに比べて大きくし、前記残容量が他の電池モジュールより小さい電池モジュールに対して、前記オンオフデューティ比を他の電池モジュールに比べて小さくしたパルス幅変調信号を出力する
ことを特徴とする請求項1記載の電池システム。 A remaining capacity calculating means for calculating the remaining capacity of each battery module;
The pulse width modulation signal output means makes the on / off duty ratio larger than that of the other battery modules, and the remaining capacity is smaller than that of the other battery modules, with respect to the battery module having the remaining capacity larger than that of the other battery modules. The battery system according to claim 1, wherein a pulse width modulation signal in which the on / off duty ratio is smaller than that of other battery modules is output to the battery module.
前記パルス幅変調信号出力手段は、前記充電率が他の電池モジュールより大きい電池モジュールに対して、前記オンオフデューティ比を他の電池モジュールに比べて大きくし、前記充電率が他の電池モジュールより小さい電池モジュールに対して、前記オンオフデューティ比を、他の電池モジュールに比べて小さくしたパルス幅変調信号を出力する
ことを特徴とする請求項1記載の電池システム。 Charge rate calculation means for calculating a charge rate that is a ratio of the remaining capacity to the full charge capacity of each battery module,
The pulse width modulation signal output means makes the on / off duty ratio larger than that of the other battery modules, and the charging rate is smaller than that of the other battery modules, for the battery module having the charging rate larger than that of the other battery modules. The battery system according to claim 1, wherein a pulse width modulation signal in which the on / off duty ratio is smaller than that of other battery modules is output to the battery module.
前記各電池モジュールに流れる電流の通電の時間と遮断の時間との比率であるオンオフデューティ比が各電池モジュールの充電状態に応じて異なるパルス幅変調信号を出力するパルス幅変調信号出力ステップと、
前記パルス幅変調信号により前記各電池モジュールを通電及び遮断させる通電遮断ステップと、
を含む電池モジュールの電流調節方法。 A method for adjusting the current of each battery module in a battery system having a plurality of battery modules connected in parallel,
A pulse width modulation signal output step for outputting a pulse width modulation signal in which an on / off duty ratio, which is a ratio between an energization time and an interruption time of the current flowing through each battery module, varies depending on a charge state of each battery module;
Energization interruption step of energizing and interrupting each battery module by the pulse width modulation signal;
For adjusting the current of a battery module.
前記パルス幅変調信号出力ステップは、前記残容量が他の電池モジュールより大きい電池モジュールに対して、前記オンオフデューティ比を他の電池モジュールに比べて大きくし、前記残容量が他の電池モジュールより小さい電池モジュールに対して、前記オンオフデューティ比を他の電池モジュールに比べて小さくしたパルス幅変調信号を出力する
ことを特徴とする請求項4記載の電池モジュールの電流調節方法。 A remaining capacity calculating step of calculating a remaining capacity of each battery module;
In the pulse width modulation signal output step, for the battery module having the remaining capacity larger than the other battery modules, the on / off duty ratio is made larger than that of the other battery modules, and the remaining capacity is smaller than the other battery modules. The battery module current adjustment method according to claim 4, wherein a pulse width modulation signal in which the on / off duty ratio is smaller than that of other battery modules is output to the battery module.
前記パルス幅変調出力ステップは、前記充電率が他の電池モジュールよりより大きい電池モジュールに対して、前記オンオフデューティ比を他の電池モジュールに比べて大きくし、前記充電率が他の電池モジュールより小さい電池モジュールに対して、前記オンオフデューティ比を他の電池モジュールに比べて小さくしたパルス幅変調信号を出力する
ことを特徴とする請求項4記載の電池モジュールの電流調節方法。 A charge rate calculating step of calculating a charge rate that is a ratio of a remaining capacity to a full charge capacity of each battery module;
In the pulse width modulation output step, for the battery module having the charging rate larger than that of the other battery module, the on / off duty ratio is made larger than that of the other battery module, and the charging rate is smaller than that of the other battery module. The battery module current adjustment method according to claim 4, wherein a pulse width modulation signal in which the on / off duty ratio is smaller than that of other battery modules is output to the battery module.
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JP2017034983A (en) * | 2015-07-28 | 2017-02-09 | エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. | Energy management system |
US11631980B2 (en) | 2019-02-20 | 2023-04-18 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Method and battery management system for controlling cell balancing |
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2013
- 2013-06-28 JP JP2013136810A patent/JP2015012711A/en active Pending
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JP2017034983A (en) * | 2015-07-28 | 2017-02-09 | エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. | Energy management system |
US10424945B2 (en) | 2015-07-28 | 2019-09-24 | Lsis Co., Ltd. | Energy storage management system |
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