JP2015061505A - Power storage system - Google Patents

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純太 泉
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純太 泉
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that whether a current path is blocked or not is unknown, in a power storage element included in a power storage block, when a change amount in SOC of a power storage device does not become large.SOLUTION: A power storage device (10) has a plurality of power storage blocks (11) which are connected in series. Each of the power storage blocks has a plurality of power storage elements (12) which are connected in parallel. Whether the power storage element in which a current path is blocked is included or not is determined, in each power storage block, by comparing the change amount in SOC in the plurality of power storage blocks. When a predetermined time is elapsed while the change amount in SOC in the power storage device or each of the power storage blocks is smaller than a predetermined change amount, an upper limit power which permits input or output of the power storage device is lowered. When a predetermined time is elapsed, supposing the current path is blocked, it is suppressed that an excessive current flows to the power storage element in which the current path is not blocked, by lowering the upper limit power.

Description

本発明は、複数の蓄電素子が並列に接続された蓄電ブロックに対して、入力や出力を制御する蓄電システムに関する。   The present invention relates to a power storage system that controls input and output for a power storage block in which a plurality of power storage elements are connected in parallel.

複数の電池ブロックを直列に接続することにより、組電池を構成しているものがある。ここで、各電池ブロックは、並列に接続された複数の単電池を有する。   Some battery packs are configured by connecting a plurality of battery blocks in series. Here, each battery block has a plurality of single cells connected in parallel.

上述した組電池では、特定の電池ブロックに含まれる特定の単電池の電流経路だけが遮断されるおそれがある。例えば、各単電池に過大な電流が流れることを防止するために、電流遮断器(ヒューズなど)を各単電池に設けることがあり、電流遮断器が作動したときには、この電流遮断器に対応する単電池の電流経路だけが遮断されてしまう。また、各単電池を接続する配線において、意図しない断線が発生したときには、この単電池の電流経路だけが遮断されてしまう。   In the assembled battery described above, there is a possibility that only the current path of a specific unit cell included in a specific battery block may be blocked. For example, in order to prevent an excessive current from flowing to each unit cell, a current circuit breaker (such as a fuse) may be provided to each unit cell. When the current circuit breaker is activated, this unit corresponds to this current circuit breaker. Only the current path of the unit cell is interrupted. Further, when an unintentional disconnection occurs in the wiring connecting each unit cell, only the current path of the unit cell is interrupted.

電池ブロックでは、複数の単電池が並列に接続されているため、電流経路が遮断された単電池に電流が流れなくなると、この単電池に流れる電流が、並列に接続された他の単電池に流れる。これにより、他の単電池の電流値は、単電池の電流経路が遮断されていないときの電流値よりも大きくなる。ここで、電流値が大きくなるほど、単電池において、塩濃度の偏りに伴う抵抗上昇が発生しやすくなる。また、単電池としてリチウムイオン二次電池を用いたときには、電流値が大きくなるほど、リチウムの析出が発生しやすくなる。   In the battery block, a plurality of single cells are connected in parallel, so if no current flows through a single cell whose current path is interrupted, the current flowing through this single cell is transferred to the other single cells connected in parallel. Flowing. Thereby, the current value of the other unit cell becomes larger than the current value when the current path of the unit cell is not interrupted. Here, the higher the current value, the more likely the unit cell to increase in resistance due to the uneven salt concentration. In addition, when a lithium ion secondary battery is used as a single battery, lithium deposition is more likely to occur as the current value increases.

そこで、抵抗上昇やリチウム析出の発生などを抑制するためには、単電池の電流経路が遮断されているか否かを判別する必要がある。   Therefore, in order to suppress the increase in resistance and the occurrence of lithium deposition, it is necessary to determine whether or not the current path of the unit cell is interrupted.

ここで、電流経路が遮断された単電池を含む電池ブロック(第1電池ブロックという)と、すべての単電池の電流経路が遮断されていない電池ブロック(第2電池ブロックという)とでは、上述した理由により、単電池の電流値が異なる。これに伴い、これらの電池ブロックにおけるSOC(State of Charge)の変化量が互いに異なる。例えば、組電池を充電するとき、第1電池ブロックにおけるSOCの上昇量は、第2電池ブロックにおけるSOCの上昇量よりも大きくなる。   Here, the battery block including the single cells whose current paths are cut off (referred to as the first battery block) and the battery blocks where the current paths of all the single cells are not cut off (referred to as the second battery blocks) are described above. For the reason, the current value of the unit cell is different. Accordingly, the amount of change in SOC (State of Charge) in these battery blocks is different. For example, when the assembled battery is charged, the amount of increase in SOC in the first battery block is larger than the amount of increase in SOC in the second battery block.

このため、各電池ブロックにおいて、SOCの変化量を把握すれば、電池ブロックに含まれる単電池の電流経路が遮断されているか否かを判別することができる。すなわち、2つの電池ブロックにおいて、SOCの変化量を比較すれば、単電池の電流経路が遮断されているか否かを判別できる。   For this reason, if the change amount of SOC is grasped | ascertained in each battery block, it can be discriminate | determined whether the electric current path of the cell contained in a battery block is interrupted | blocked. That is, by comparing the amount of change in SOC between the two battery blocks, it can be determined whether or not the current path of the unit cell is interrupted.

特開2011−135657号公報JP 2011-135657 A 特開2009−216448号公報JP 2009-216448 A 特開2013−160539号公報JP 2013-160539 A

上述したように、単電池の電流経路が遮断されているか否かを判別するときにおいて、組電池や電池ブロックのSOCが変化しにくい状態では、SOCの変化量を比較しにくくなり、単電池の電流経路が遮断されているか否かを判別しにくくなる。   As described above, when determining whether or not the current path of the unit cell is interrupted, in a state where the SOC of the assembled battery or the battery block is difficult to change, it is difficult to compare the amount of change in the SOC, It becomes difficult to determine whether or not the current path is interrupted.

電流経路の遮断を判別できないと、実際には、電流経路が遮断されているにもかかわらず、電流経路が遮断されていることを無視した状態で、組電池の充放電が行われてしまうことがある。この場合には、単電池の電流値が上昇してしまい、上述したように、抵抗上昇やリチウム析出を発生させてしまうおそれがある。   If it is not possible to determine whether the current path is interrupted, the battery pack is actually charged / discharged while ignoring that the current path is interrupted even though the current path is interrupted. There is. In this case, the current value of the cell increases, and as described above, there is a risk that resistance increases and lithium deposition occurs.

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、直列に接続された複数の蓄電ブロックを有しており、各蓄電ブロックは、並列に接続された複数の蓄電素子を有する。コントローラは、蓄電装置又は各蓄電ブロックにおけるSOCの変化量が所定変化量以上であるとき、複数の蓄電ブロックにおけるSOCの変化量を比較することにより、各蓄電ブロックにおいて、電流経路が遮断された蓄電素子が含まれているか否かを判別する。また、コントローラは、蓄電装置又は各蓄電ブロックにおけるSOCの変化量が所定変化量よりも小さい状態で、所定時間が経過したとき、蓄電装置の入力又は出力を許容する上限電力を低下させる。   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 has a plurality of power storage blocks connected in series, and each power storage block has a plurality of power storage elements connected in parallel. When the amount of change in SOC in the power storage device or each power storage block is equal to or greater than a predetermined amount of change, the controller compares the amount of change in SOC in the plurality of power storage blocks, thereby It is determined whether or not an element is included. In addition, the controller reduces the upper limit power that allows the input or output of the power storage device when a predetermined time has passed in a state where the SOC change amount in the power storage device or each power storage block is smaller than the predetermined change amount.

本発明によれば、SOCの変化量が所定変化量よりも小さい状態で、所定時間が経過したときには、蓄電素子の電流経路が遮断されていることを想定した上で、上限電力を低下させている。これにより、蓄電素子の電流経路が遮断されているか否かを判別できない状態において、実際に電流経路が遮断されたとしても、蓄電素子に過大な電流が流れることを抑制できる。   According to the present invention, when a predetermined time has elapsed in a state where the SOC change amount is smaller than the predetermined change amount, the upper limit power is reduced by assuming that the current path of the power storage element is interrupted. Yes. Thereby, even when the current path is actually interrupted in a state where it cannot be determined whether or not the current path of the energy storage element is interrupted, it is possible to suppress an excessive current from flowing through the energy 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. 充電電力又は放電電力を制限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 restrict | limits charging electric power or discharging 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.

本実施例における電池システム(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概略図である。本実施例の電池システムは、ハイブリッド自動車に搭載することができる。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。   A battery system (corresponding to the power storage system of the present invention) in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a battery system. The battery system of the present embodiment can be mounted on a hybrid vehicle. 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.

なお、ハイブリッド自動車では、車両の外部に設置された電源(例えば、商用電源)からの電力を用いて、後述する組電池を充電することもできる。また、ハイブリッド自動車に搭載される電池システムは、特許文献1〜3などに記載されているように公知であるため、詳細な説明は省略する。   In the hybrid vehicle, an assembled battery described later can be charged using electric power from a power source (for example, commercial power source) installed outside the vehicle. Moreover, since the battery system mounted in a hybrid vehicle is well-known as described in patent documents 1-3, detailed description is abbreviate | omitted.

組電池10は、正極ラインPLおよび負極ラインNLを介して、負荷20と接続されている。負荷20としては、モータ・ジェネレータが用いられる。モータ・ジェネレータは、組電池10から出力された電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。また、モータ・ジェネレータは、車両の制動時に発生する運動エネルギを電力に変換し、この電力を組電池10に出力する。   The assembled battery 10 is connected to the load 20 via the positive electrode line PL and the negative electrode line NL. A motor / generator is used as the load 20. The motor generator receives the electric power output from the assembled battery 10 and generates kinetic energy for running the vehicle. The motor / generator converts kinetic energy generated during braking of the vehicle into electric power, and outputs the electric power to the assembled battery 10.

正極ラインPLは、組電池10の正極端子と接続され、負極ラインNLは、組電池10の負極端子と接続される。正極ラインPLおよび負極ラインNLのそれぞれには、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gが設けられており、システムメインリレーSMR−B,SMR−Gは、コントローラ40からの制御信号を受けて、オンおよびオフの間で切り替わる。   The positive electrode line PL is connected to the positive electrode terminal of the assembled battery 10, and the negative electrode line NL is connected to the negative electrode terminal of the assembled battery 10. Each of positive line PL and negative line NL is provided with system main relays SMR-B and SMR-G. System main relays SMR-B and SMR-G receive control signals from controller 40, Switch between on and off.

電流センサ31は、組電池10の電流値を検出し、検出結果をコントローラ40に出力する。ここで、組電池10を放電しているときの電流値を正の値とし、組電池10を充電しているときの電流値を負の値とする。電圧センサ32は、組電池10の電圧値を検出し、検出結果をコントローラ40に出力する。コントローラ40は、メモリ41を有しており、メモリ41には所定情報が記憶されている。また、コントローラ40は、時間の計測に用いられるタイマ42を有する。   The current sensor 31 detects the current value of the assembled battery 10 and outputs the detection result to the controller 40. Here, a current value when the assembled battery 10 is discharged is a positive value, and a current value when the assembled battery 10 is charged is a negative value. The voltage sensor 32 detects the voltage value of the assembled battery 10 and outputs the detection result to the controller 40. The controller 40 has a memory 41, and predetermined information is stored in the memory 41. Further, the controller 40 has a timer 42 used for time measurement.

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。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。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。なお、電池ブロック11の数や、各電池ブロック11内の単電池12の数は、適宜設定することができる。   The assembled battery 10 has a plurality of battery blocks (corresponding to the storage block of the present invention) 11 connected in series. Each battery block 11 has a plurality of single cells (corresponding to the storage element of the present invention) 12 connected in parallel. 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. In addition, the number of the battery blocks 11 and the number of the single cells 12 in each battery block 11 can be set as appropriate.

各単電池12には、電流遮断器を設けることができる。電流遮断器は、各単電池12の電流経路を遮断するために用いられ、単電池12の内部又は外部に設けることができる。電流遮断器としては、例えば、ヒューズや電流遮断弁を用いることができる。   Each cell 12 can be provided with a current breaker. The current breaker is used to interrupt the current path of each unit cell 12 and can be provided inside or outside the unit cell 12. For example, a fuse or a current cutoff valve can be used as the current breaker.

電流遮断弁は、単電池12の内圧上昇に応じた変形によって、単電池12の電流経路を遮断する。単電池12の内部は密閉状態となっており、単電池12の内部からガスが発生すると、ガスの発生に伴って単電池12の内圧が上昇し、単電池12が異常状態となる。単電池12の内圧が上昇したときに、電流遮断弁を変形させて、単電池12の電流経路を遮断することにより、異常状態の単電池12に電流が流れることを防止できる。なお、電流遮断弁の構造については、例えば、特開2013−145737号公報に記載されている。   The current cutoff valve blocks the current path of the unit cell 12 by deformation according to the increase in the internal pressure of the unit cell 12. The inside of the unit cell 12 is in a hermetically sealed state, and when gas is generated from the inside of the unit cell 12, the internal pressure of the unit cell 12 increases as the gas is generated, and the unit cell 12 enters an abnormal state. When the internal pressure of the unit cell 12 rises, the current cutoff valve is deformed to block the current path of the unit cell 12, thereby preventing current from flowing through the unit cell 12 in an abnormal state. Note that the structure of the current cutoff valve is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-145737.

次に、本実施例の電池システムにおいて、組電池10の入力電力や出力電力を制限する処理について、図2に示すフローチャートを用いて説明する。図2に示す処理は、コントローラ40によって実行される。   Next, in the battery system of the present embodiment, processing for limiting the input power and output power of the assembled battery 10 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The process shown in FIG. 2 is executed by the controller 40.

ステップS101において、コントローラ40は、組電池10のSOCの変化量ΔSOCを算出する。具体的には、コントローラ40は、互いに異なるタイミングにおいて、組電池10のSOCをそれぞれ算出し、これらのSOCの差を変化量ΔSOCとして算出する。組電池10のSOCは、電流センサ31や電圧センサ32を用いて算出(推定)することができる。SOCの算出方法は、公知であるため、詳細な説明は省略する。   In step S <b> 101, the controller 40 calculates the SOC change amount ΔSOC of the assembled battery 10. Specifically, the controller 40 calculates the SOC of the battery pack 10 at different timings, and calculates the difference between these SOCs as the change amount ΔSOC. The SOC of the battery pack 10 can be calculated (estimated) using the current sensor 31 and the voltage sensor 32. Since the calculation method of SOC is well-known, detailed description is abbreviate | omitted.

また、ステップS101において、コントローラ40は、変化量ΔSOCが所定変化量ΔSOC_thよりも小さいか否かを判別する。所定変化量ΔSOC_thは、変化量ΔSOCに関する閾値であり、電池ブロック11に含まれる単電池12の電流経路が遮断されているか否かを判別できる観点に基づいて予め設定される。   In step S101, the controller 40 determines whether or not the change amount ΔSOC is smaller than the predetermined change amount ΔSOC_th. The predetermined change amount ΔSOC_th is a threshold value related to the change amount ΔSOC, and is set in advance based on a viewpoint capable of determining whether or not the current path of the single battery 12 included in the battery block 11 is interrupted.

背景技術で説明したように、変化量ΔSOCが小さくなるほど、単電池12の電流経路が遮断されているか否かを判別しにくくなる。ここで、所定変化量ΔSOC_thは、電流経路の遮断を判別することができる変化量ΔSOCの下限値となる。所定変化量ΔSOC_thを特定する情報は、メモリ41に記憶しておくことができる。   As described in the background art, the smaller the change amount ΔSOC, the harder it is to determine whether or not the current path of the unit cell 12 is interrupted. Here, the predetermined change amount ΔSOC_th is a lower limit value of the change amount ΔSOC that can determine whether the current path is interrupted. Information specifying the predetermined change amount ΔSOC_th can be stored in the memory 41.

組電池10の変化量ΔSOCが所定変化量ΔSOC_th以上であるとき、コントローラ40は、単電池12の電流経路の遮断を判別できると判断し、図2に示す処理を終了する。一方、組電池10の変化量ΔSOCが所定変化量ΔSOC_thよりも小さいとき、コントローラ40は、単電池12の電流経路の遮断を判別できないと判断し、ステップS102以降の処理を行う。なお、本実施例では、組電池10のSOCの変化量ΔSOCを把握しているが、電池ブロック11のSOCの変化量ΔSOCを把握することもできる。   When the change amount ΔSOC of the battery pack 10 is equal to or greater than the predetermined change amount ΔSOC_th, the controller 40 determines that the current path of the unit cell 12 can be cut off, and ends the process shown in FIG. On the other hand, when the change amount ΔSOC of the battery pack 10 is smaller than the predetermined change amount ΔSOC_th, the controller 40 determines that the current path of the unit cell 12 cannot be cut off, and performs the processing from step S102 onward. In the present embodiment, the SOC change ΔSOC of the battery pack 10 is grasped, but the SOC change ΔSOC of the battery block 11 can also be grasped.

各電池ブロック11の電圧値を検出する電圧センサを設ければ、各電池ブロック11のSOCを算出(推定)することができる。そして、電池ブロック11のSOCの変化に基づいて、SOCの変化量ΔSOCを算出することができる。電池ブロック11の変化量ΔSOCを算出するときには、上述したステップS101の処理と同様に、電池ブロック11の変化量ΔSOCが所定変化量ΔSOC_thよりも小さいか否かを判別すればよい。   If a voltage sensor for detecting the voltage value of each battery block 11 is provided, the SOC of each battery block 11 can be calculated (estimated). Then, based on the change in the SOC of the battery block 11, the change amount ΔSOC of the SOC can be calculated. When calculating the change amount ΔSOC of the battery block 11, it is only necessary to determine whether or not the change amount ΔSOC of the battery block 11 is smaller than the predetermined change amount ΔSOC_th, as in the process of step S101 described above.

ステップS102において、コントローラ40は、タイマ42を用いて、時間tmのカウントアップを行う。ステップS103において、コントローラ40は、ステップS102の処理で得られた時間tmが所定時間t_thよりも長いか否かを判別する。所定時間t_thは、時間tmに関する閾値であり、単電池12において、電流経路の遮断が発生する確率が高くなる時間を考慮して予め設定される。所定時間t_thを特定する情報は、メモリ41に記憶しておくことができる。   In step S102, the controller 40 uses the timer 42 to count up the time tm. In step S103, the controller 40 determines whether or not the time tm obtained in the process of step S102 is longer than the predetermined time t_th. The predetermined time t_th is a threshold value related to the time tm, and is set in advance in consideration of the time during which the probability that the interruption of the current path occurs in the unit cell 12 will be high. Information for specifying the predetermined time t_th can be stored in the memory 41.

具体的には、予め実験などを行うことにより、所定数(例えば、1つ)の単電池12において、電流経路が遮断されてしまうまでの時間を測定しておき、この時間を所定時間t_thとして設定することができる。本実施例では、時間tmが所定時間t_thに到達したときに、所定数の単電池12において、電流経路が遮断されていると想定するようにしている。   Specifically, by performing an experiment or the like in advance, the time until the current path is interrupted in a predetermined number (for example, one) of the unit cells 12 is measured, and this time is set as the predetermined time t_th. Can be set. In the present embodiment, when the time tm reaches the predetermined time t_th, it is assumed that the current path is interrupted in the predetermined number of unit cells 12.

時間tmが所定時間t_thよりも長いとき、コントローラ40は、単電池12の電流経路が遮断されていると判別し、ステップS104以降の処理を行う。一方、時間tmが所定時間t_th以下であるとき、コントローラ40は、単電池12の電流経路が遮断されていないと判別し、図2に示す処理を終了する。   When the time tm is longer than the predetermined time t_th, the controller 40 determines that the current path of the unit cell 12 is interrupted, and performs the processes after step S104. On the other hand, when the time tm is equal to or shorter than the predetermined time t_th, the controller 40 determines that the current path of the unit cell 12 is not interrupted, and ends the process shown in FIG.

ステップS104において、コントローラ40は、現在における組電池10の許容入力電力Winが下限値Win_minよりも高いか否かを判別する。許容入力電力Winとは、組電池10の入力(充電)を許容する上限電力である。ここで、組電池10に要求される入力電力が許容入力電力Winを超えないように、組電池10の充電が制御される。下限値Win_minは、許容入力電力Winの下限値であり、車両の走行性能などを考慮して適宜設定することができる。下限値Win_minを特定する情報は、メモリ41に記憶しておくことができる。   In step S104, the controller 40 determines whether or not the current allowable input power Win of the assembled battery 10 is higher than the lower limit value Win_min. The allowable input power Win is an upper limit power that allows input (charging) of the battery pack 10. Here, charging of the assembled battery 10 is controlled so that the input power required for the assembled battery 10 does not exceed the allowable input power Win. The lower limit value Win_min is a lower limit value of the allowable input power Win, and can be appropriately set in consideration of the running performance of the vehicle. Information specifying the lower limit value Win_min can be stored in the memory 41.

許容入力電力Winが下限値Win_minよりも高いとき、コントローラ40は、ステップS105の処理を行い、許容入力電力Winが下限値Win_min以下であるとき、コントローラ40は、ステップS106の処理を行う。ステップS105において、コントローラ40は、現在設定されている許容入力電力Winから所定電力Xを減算した電力を、新たな許容入力電力Winとして設定する。   When the allowable input power Win is higher than the lower limit value Win_min, the controller 40 performs the process of step S105. When the allowable input power Win is less than or equal to the lower limit value Win_min, the controller 40 performs the process of step S106. In step S105, the controller 40 sets the power obtained by subtracting the predetermined power X from the currently set allowable input power Win as a new allowable input power Win.

上述したように、組電池10を充電するときの電流値は負の値となるため、許容入力電力Winも負の値となる。ここで、所定電力Xを減算することとは、絶対値としての許容入力電力Winから所定電力Xを減算することである。   As described above, since the current value when charging the assembled battery 10 is a negative value, the allowable input power Win is also a negative value. Here, subtracting the predetermined power X is subtracting the predetermined power X from the allowable input power Win as an absolute value.

所定電力Xは、所定数の単電池12において、電流経路が遮断されているときにも、単電池12に過大な充電電流が流れることを抑制することを考慮して設定される。ステップS103の処理からステップS104の処理に進むときには、所定数の単電池12において、電流経路が遮断されていることを想定している。ステップS105の処理では、この想定の下で、単電池12に過大な充電電流が流れることを抑制するために、所定電力Xの分だけ、許容入力電力Winを低下させている。   The predetermined power X is set in consideration of suppressing an excessive charging current from flowing through the single cells 12 even when the current path is interrupted in the predetermined number of single cells 12. When the process proceeds from the process of step S103 to the process of step S104, it is assumed that the current path is interrupted in the predetermined number of unit cells 12. In the process of step S105, the allowable input power Win is reduced by the predetermined power X in order to suppress an excessive charging current from flowing through the single cell 12 under this assumption.

ここで、所定電力Xは、電流経路が遮断される単電池12の数(想定される数)に応じて予め設定しておけばよい。所定電力Xを特定する情報は、メモリ41に記憶しておくことができる。   Here, the predetermined power X may be set in advance in accordance with the number of cells 12 whose current path is interrupted (assumed number). Information for specifying the predetermined power X can be stored in the memory 41.

ステップS105の処理によれば、所定電力Xの分だけ、許容入力電力Winを低下させることにより、組電池10の入力電力を制限しやすくし、単電池12に流れる充電電流を制限しやすくできる。これにより、電流経路が遮断された単電池12を含む電池ブロック11において、充電される単電池12の塩濃度が充電側に偏ることを抑制して、塩濃度の偏りに伴う抵抗上昇を抑制できる。また、単電池12がリチウムイオン電池であるときには、充電電流を制限することにより、リチウムの析出を抑制しやすくなる。   According to the process of step S105, by reducing the allowable input power Win by the predetermined power X, the input power of the assembled battery 10 can be easily restricted, and the charging current flowing through the single battery 12 can be easily restricted. Thereby, in the battery block 11 including the unit cell 12 in which the current path is interrupted, the salt concentration of the unit cell 12 to be charged can be suppressed from being biased toward the charging side, and an increase in resistance due to the uneven salt concentration can be suppressed. . Moreover, when the single battery 12 is a lithium ion battery, it becomes easy to suppress the precipitation of lithium by limiting the charging current.

ステップS106において、コントローラ40は、現在における組電池10の許容出力電力Woutが下限値Wout_minよりも高いか否かを判別する。許容出力電力Woutとは、組電池10の出力(放電)を許容する上限電力である。ここで、組電池10の出力電力が許容出力電力Woutを超えないように、組電池10の放電が制御される。下限値Wout_minは、車両の走行性能などを考慮して適宜設定することができる。下限値Wout_minを特定する情報は、メモリ41に記憶しておくことができる。   In step S106, the controller 40 determines whether or not the current allowable output power Wout of the assembled battery 10 is higher than the lower limit value Wout_min. The allowable output power Wout is the upper limit power that allows the output (discharge) of the battery pack 10. Here, the discharge of the assembled battery 10 is controlled so that the output power of the assembled battery 10 does not exceed the allowable output power Wout. The lower limit value Wout_min can be appropriately set in consideration of the running performance of the vehicle. Information for specifying the lower limit value Wout_min can be stored in the memory 41.

許容出力電力Woutが下限値Wout_minよりも高いとき、コントローラ40は、ステップS107の処理を行い、許容出力電力Woutが下限値Wout_min以下であるとき、コントローラ40は、ステップS108の処理を行う。ステップS107において、コントローラ40は、現在設定されている許容出力電力Woutから所定電力Yを減算した電力を、新たな許容出力電力Woutとして設定する。   When the allowable output power Wout is higher than the lower limit value Wout_min, the controller 40 performs the process of step S107. When the allowable output power Wout is less than or equal to the lower limit value Wout_min, the controller 40 performs the process of step S108. In step S107, the controller 40 sets the power obtained by subtracting the predetermined power Y from the currently set allowable output power Wout as a new allowable output power Wout.

所定電力Yは、所定数の単電池12において、電流経路が遮断されているときにも、単電池12に過大な放電電流が流れることを抑制することを考慮して設定される。ステップS103の処理からステップS104の処理に進むときには、所定数の単電池12において、電流経路が遮断されていることを想定している。ステップS107の処理では、この想定の下で、単電池12に過大な放電電流が流れることを抑制するために、所定電力Yの分だけ、許容出力電力Woutを低下させている。   The predetermined power Y is set in consideration of suppressing an excessive discharge current from flowing through the single cells 12 even when the current path is interrupted in the predetermined number of single cells 12. When the process proceeds from the process of step S103 to the process of step S104, it is assumed that the current path is interrupted in the predetermined number of unit cells 12. In the process of step S107, the allowable output power Wout is reduced by the predetermined power Y in order to suppress an excessive discharge current from flowing through the cell 12 under this assumption.

ここで、所定電力Yは、電流経路が遮断される単電池12の数(想定される数)に応じて予め設定しておけばよい。所定電力Yを特定する情報は、メモリ41に記憶しておくことができる。   Here, the predetermined power Y may be set in advance in accordance with the number of cells 12 (the expected number) in which the current path is interrupted. Information for specifying the predetermined power Y can be stored in the memory 41.

ステップS107の処理によれば、所定電力Yの分だけ、許容出力電力Woutを低下させることにより、組電池10の出力電力を制限しやすくし、単電池12に流れる放電電流を制限しやすくできる。これにより、電流経路が遮断された単電池12を含む電池ブロック11において、放電される単電池12の塩濃度が放電側に偏ることを抑制して、塩濃度の偏りに伴う抵抗上昇を抑制できる。   According to the process of step S107, by reducing the allowable output power Wout by the predetermined power Y, the output power of the assembled battery 10 can be easily restricted, and the discharge current flowing through the single battery 12 can be easily restricted. Thereby, in the battery block 11 including the unit cell 12 in which the current path is cut off, it is possible to suppress the salt concentration of the discharged unit cell 12 from being biased toward the discharge side, and it is possible to suppress an increase in resistance due to the salt concentration bias. .

ステップS108において、コントローラ40は、時間tmをリセットする。図2に示す処理によれば、組電池10の変化量ΔSOCが所定変化量ΔSOC_thよりも小さい間は、時間tmのカウントアップが継続される。そして、時間tmが所定時間t_thよりも長くなったときには、許容入力電力Winが下限値Win_minよりも高いことを条件として、許容入力電力Winが低下したり、許容出力電力Woutが下限値Wout_minよりも高いことを条件として、許容出力電力Woutが低下したりする。   In step S108, the controller 40 resets the time tm. According to the process shown in FIG. 2, the count up of the time tm is continued while the change amount ΔSOC of the battery pack 10 is smaller than the predetermined change amount ΔSOC_th. When the time tm becomes longer than the predetermined time t_th, the allowable input power Win decreases or the allowable output power Wout becomes lower than the lower limit value Wout_min on condition that the allowable input power Win is higher than the lower limit value Win_min. On the condition that it is high, the allowable output power Wout decreases.

また、組電池10の変化量ΔSOCが所定変化量ΔSOC_thよりも小さいままであるとき、所定時間t_thが経過するたびに、所定電力Xの減算(ステップS105の処理)や、所定電力Yの減算(ステップS107の処理)が行われる。すなわち、所定時間t_thが経過するたびに、許容入力電力Winや許容出力電力Woutが低下し続ける。ただし、許容入力電力Winが下限値Win_min以下であるとき、許容入力電力Winは、下限値Win_minに維持される。また、許容出力電力Woutが下限値Wout_min以下であるとき、許容出力電力Woutは、下限値Wout_minに維持される。   Further, when the change amount ΔSOC of the assembled battery 10 remains smaller than the predetermined change amount ΔSOC_th, every time the predetermined time t_th elapses, the predetermined power X is subtracted (processing in step S105) or the predetermined power Y is subtracted ( Step S107) is performed. That is, every time the predetermined time t_th elapses, the allowable input power Win and the allowable output power Wout continue to decrease. However, when the allowable input power Win is equal to or lower than the lower limit value Win_min, the allowable input power Win is maintained at the lower limit value Win_min. Further, when the allowable output power Wout is equal to or lower than the lower limit value Wout_min, the allowable output power Wout is maintained at the lower limit value Wout_min.

本実施例によれば、組電池10の変化量ΔSOCが所定変化量ΔSOC_thよりも小さく、単電池12の電流経路が遮断されているか否かを判別できない状態であっても、所定時間t_thの経過に応じて、単電池12の電流経路が遮断されていることを想定している。そして、この想定の下で、組電池10の入力電力や出力電力を制限するようにしている。これにより、電流経路の遮断を判別できないまま、組電池10の入力電力や出力電力が制限されないことを抑制できる。   According to the present embodiment, even if the change amount ΔSOC of the battery pack 10 is smaller than the predetermined change amount ΔSOC_th and it cannot be determined whether or not the current path of the unit cell 12 is interrupted, the elapse of the predetermined time t_th. Accordingly, it is assumed that the current path of the unit cell 12 is interrupted. Under this assumption, the input power and output power of the assembled battery 10 are limited. Thereby, it can suppress that the input electric power and output electric power of the assembled battery 10 are not restrict | limited, without interrupting | blocking of an electric current path | route.

また、所定時間t_thは、電流経路が遮断される確率が高くなる時間であるため、組電池10の入力電力や出力電力が必要以上に制限されてしまうことを抑制できる。ここで、電流経路が遮断される確率を考慮しなければ、電流経路が遮断される確率が低いにもかかわらず、組電池10の入力電力や出力電力を制限してしまう。これに伴い、組電池10の入力電力や出力電力が不必要に制限されてしまう。本実施例では、電流経路が遮断されていることを高い確率で把握しながら、組電池10の入力電力や出力電力を制限することができる。   Moreover, since the predetermined time t_th is a time when the probability that the current path is interrupted is high, it is possible to suppress the input power and output power of the assembled battery 10 from being restricted more than necessary. Here, if the probability that the current path is interrupted is not considered, the input power and output power of the battery pack 10 are limited even though the probability that the current path is interrupted is low. As a result, the input power and output power of the battery pack 10 are unnecessarily limited. In the present embodiment, it is possible to limit the input power and output power of the assembled battery 10 while grasping with high probability that the current path is interrupted.

本実施例において、組電池10の変化量ΔSOCが所定変化量ΔSOC_th以上であるときには、複数の電池ブロック11において、変化量ΔSOCを比較することにより、各電池ブロック11において、電流経路が遮断された単電池12が含まれているか否かを判別できる。ここで、例えば、特許文献3に記載された技術を用いることにより、電流経路が遮断された単電池12の数を特定することができる。   In the present embodiment, when the change amount ΔSOC of the assembled battery 10 is equal to or greater than the predetermined change amount ΔSOC_th, the current paths are blocked in each battery block 11 by comparing the change amounts ΔSOC in the plurality of battery blocks 11. It can be determined whether or not the unit cell 12 is included. Here, for example, by using the technique described in Patent Document 3, it is possible to specify the number of unit cells 12 whose current paths are blocked.

この場合には、電流経路が遮断された単電池12の数に応じて、許容入力電力Winや許容出力電力Woutを低下させればよい。具体的には、電流経路が遮断された単電池12の数が増えるほど、許容入力電力Winや許容出力電力Woutを低下させる量を増やすことができる。   In this case, the allowable input power Win and the allowable output power Wout may be reduced according to the number of single cells 12 whose current paths are interrupted. Specifically, the amount by which the allowable input power Win and the allowable output power Wout are reduced can be increased as the number of the single cells 12 whose current paths are blocked increases.

また、電流経路が遮断されていないと判別したときには、図2に示すステップS105,S107の処理による設定を解除することができる。この場合には、所定電力Xが減算される前の値に、許容入力電力Winを戻すことができる。また、所定電力Yが減算される前の値に、許容出力電力Woutを戻すことができる。   Further, when it is determined that the current path is not interrupted, the setting by the processes in steps S105 and S107 shown in FIG. 2 can be canceled. In this case, the allowable input power Win can be returned to the value before the predetermined power X is subtracted. Further, the allowable output power Wout can be returned to the value before the predetermined power Y is subtracted.

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)、20:負荷、31:電流センサ、32:電圧センサ、
40:コントローラ、41:メモリ、42:タイマ、PL:正極ライン、
NL:負極ライン、SMR−B,SMR−G:システムメインリレー
10: assembled battery (power storage device), 11: battery block (power storage block),
12: Cell (electric storage element), 20: Load, 31: Current sensor, 32: Voltage sensor,
40: Controller, 41: Memory, 42: Timer, PL: Positive line,
NL: Negative electrode line, SMR-B, SMR-G: System main relay

Claims (1)

並列に接続された複数の蓄電素子をそれぞれ含む複数の蓄電ブロックが直列に接続された蓄電装置と、
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、
前記蓄電装置又は前記各蓄電ブロックにおけるSOCの変化量が所定変化量以上であるとき、前記複数の蓄電ブロックにおけるSOCの変化量を比較することにより、前記各蓄電ブロックにおいて、電流経路が遮断された前記蓄電素子が含まれているか否かを判別し、
前記蓄電装置又は前記各蓄電ブロックにおけるSOCの変化量が前記所定変化量よりも小さい状態のままで、所定時間が経過したとき、前記蓄電装置の入力又は出力を許容する上限電力を低下させることを特徴とする蓄電システム。
A power storage device in which a plurality of power storage blocks each including a plurality of power storage elements connected in parallel are connected in series,
A controller for controlling charging and discharging of the power storage device,
The controller is
When the amount of change in SOC in the power storage device or each power storage block is greater than or equal to a predetermined change amount, the current path is blocked in each power storage block by comparing the amount of change in SOC in the plurality of power storage blocks Determining whether the power storage element is included;
When a predetermined time elapses with the SOC change amount in the power storage device or each power storage block being smaller than the predetermined change amount, the upper limit power that allows the input or output of the power storage device is reduced. A featured power storage system.
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