JP2015089156A - Voltage equalization device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直列接続される複数の電池の電圧を均等化させる技術に関する。 The present invention relates to a technique for equalizing voltages of a plurality of batteries connected in series.
直列接続される複数の電池の長寿命化を図るために、各電池の電圧の均等化が行われる。各電池の電圧を均等化させるための電圧均等化装置として、例えば、各電池それぞれに並列に抵抗を接続し、他の電池と比べて電圧が高い電池をその電池に接続される抵抗を用いて放電させるものがある(例えば、特許文献1参照)。 In order to extend the life of a plurality of batteries connected in series, the voltage of each battery is equalized. As a voltage equalizing device for equalizing the voltage of each battery, for example, a resistor is connected in parallel to each battery, and a battery having a higher voltage than other batteries is used using a resistor connected to the battery. There is what discharges (for example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、このような電圧均等化装置は、抵抗によって電池のエネルギーを消費させる構成であるため、エネルギー損失が大きい。
そこで、エネルギー損失を抑えた電圧均等化装置として、スイッチとインダクタを用いて電池間でエネルギーの授受を行うことにより各電池の電圧をそれら電圧の平均値と等しくさせるものがある。
However, since such a voltage equalizing apparatus is configured to consume battery energy by resistance, energy loss is large.
Therefore, as a voltage equalizing apparatus that suppresses energy loss, there is an apparatus that uses a switch and an inductor to transfer energy between batteries so that the voltage of each battery is equal to the average value of the voltages.
しかしながら、各電池の充放電が終了すると、各電池の分極(電池が充放電しているときに電極などに依る電気的な抵抗成分や電解質などに依る化学的な抵抗成分に起因して電池の電極電位が変動する現象)の影響により各電池の電圧が変動してしまうため、スイッチとインダクタを用いた電圧均等化装置によって各電池の電圧均等化処理を行う場合でも、各電池の電圧をそれら電圧の平均値に等しくさせることができないおそれがある。 However, when charging / discharging of each battery is completed, the polarization of each battery (due to the electrical resistance component depending on the electrode or the like and the chemical resistance component depending on the electrolyte when the battery is charging / discharging) The voltage of each battery fluctuates due to the influence of the phenomenon that the electrode potential fluctuates). Therefore, even when the voltage equalization processing using a switch and an inductor is performed, the voltage of each battery is changed. There is a possibility that it cannot be made equal to the average value of the voltage.
そこで、電池の分極の影響による電池の電圧変動量を考慮して電圧均等化処理を行うことが考えられる。 Therefore, it is conceivable to perform the voltage equalization process in consideration of the voltage fluctuation amount of the battery due to the influence of the polarization of the battery.
しかしながら、電圧均等化処理中に各電池に流れる充放電電流が変化してしまうと、各電池の分極の影響による各電池の電圧変動量が変化してしまうため、各電池の電圧を均等化させることができなくなるおそれがある。 However, if the charge / discharge current flowing through each battery changes during the voltage equalization process, the voltage fluctuation amount of each battery changes due to the polarization of each battery, so that the voltage of each battery is equalized. There is a risk that it will not be possible.
そこで、本発明は、直列接続される複数の電池の電圧を電池の分極を考慮して均等化する場合において、その電圧均等化の精度を向上させることを目的とする。 In view of this, an object of the present invention is to improve the accuracy of voltage equalization when equalizing the voltages of a plurality of batteries connected in series in consideration of the polarization of the batteries.
実施形態の電圧均等化装置は、直列接続される複数の電池の電圧を均等化する電圧均等化装置であって、電圧検出部と、電流検出部と、記憶部と、制御部とを備える。
電圧検出部は、複数の電池の電圧を検出する。
The voltage equalization apparatus according to the embodiment is a voltage equalization apparatus that equalizes voltages of a plurality of batteries connected in series, and includes a voltage detection unit, a current detection unit, a storage unit, and a control unit.
A voltage detection part detects the voltage of a some battery.
電流検出部は、複数の電池に流れる電流を検出する。
記憶部は、電池の充放電時間と、電池の分極の影響による充放電後の電池の電圧変動量を示すオフセット電圧との対応関係を示す情報を記憶する。
The current detection unit detects a current flowing through the plurality of batteries.
The storage unit stores information indicating a correspondence relationship between the charge / discharge time of the battery and the offset voltage indicating the voltage fluctuation amount of the battery after charge / discharge due to the influence of the polarization of the battery.
制御部は、現在の電池の充放電時間に対応するオフセット電圧を、記憶部に記憶されている情報から取得し、電圧検出部により検出される電圧が、目標電圧にオフセット電圧を加算した電圧、又は、目標電圧からオフセット電圧を減算した電圧になるように、複数の電池の電圧を制御する。 The control unit acquires an offset voltage corresponding to the current battery charge / discharge time from the information stored in the storage unit, and the voltage detected by the voltage detection unit is a voltage obtained by adding the offset voltage to the target voltage, Alternatively, the voltages of a plurality of batteries are controlled so that the offset voltage is subtracted from the target voltage.
また、制御部は、電流検出部により検出される電流の変化に応じて、オフセット電圧を補正する。
このように、電圧均等化処理時の電池の充放電電流の変化に応じてオフセット電圧を補正しているため、オフセット電圧をより正確に求めることができ、電圧均等化の精度を向上させることができる。
Further, the control unit corrects the offset voltage in accordance with a change in current detected by the current detection unit.
As described above, since the offset voltage is corrected according to the change in the charge / discharge current of the battery during the voltage equalization process, the offset voltage can be obtained more accurately and the accuracy of voltage equalization can be improved. it can.
本発明によれば、直列接続される複数の電池の電圧を電池の分極を考慮して均等化する場合において、その電圧均等化の精度を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when equalizing the voltage of the some battery connected in series considering the polarization of a battery, the precision of the voltage equalization can be improved.
図1は、実施形態の電圧均等化装置の一例を示す図である。
図1に示す電圧均等化装置1は、直列接続される電池B1〜B3の電圧を均等化するものであって、スイッチSw1〜Sw4と、インダクタL1、L2と、電圧検出部VS1〜VS3と、電流検出部IS1、IS2と、制御部5と、記憶部6とを備える。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a voltage equalization apparatus according to an embodiment.
A
スイッチSw1は電池B1に並列接続され、スイッチSw2は電池B2に並列接続され、スイッチSw3は電池B2に並列接続され、スイッチSw4は電池B3に並列接続される。なお、スイッチSw1〜Sw4は、例えば、MOSFETやIGBTなどとする。 The switch Sw1 is connected in parallel to the battery B1, the switch Sw2 is connected in parallel to the battery B2, the switch Sw3 is connected in parallel to the battery B2, and the switch Sw4 is connected in parallel to the battery B3. Note that the switches Sw1 to Sw4 are, for example, MOSFETs or IGBTs.
インダクタL1は、直列接続される電池B1、B2の接続点とスイッチSw1、Sw2の接続点との間に設けられる。インダクタL2は、直列接続される電池B2、B3の接続点とスイッチSw3、Sw4の接続点との間に設けられる。 The inductor L1 is provided between the connection point of the batteries B1 and B2 connected in series and the connection point of the switches Sw1 and Sw2. The inductor L2 is provided between the connection point of the batteries B2 and B3 connected in series and the connection point of the switches Sw3 and Sw4.
電圧検出部VS1は、電池B1の電圧V1を検出し、電圧検出部VS2は、電池B2の電圧V2を検出し、電圧検出部VS3は、電池B3の電圧V3を検出する。なお、電圧検出部VS1〜VS3は、例えば、電圧計とする。 The voltage detector VS1 detects the voltage V1 of the battery B1, the voltage detector VS2 detects the voltage V2 of the battery B2, and the voltage detector VS3 detects the voltage V3 of the battery B3. The voltage detection units VS1 to VS3 are, for example, voltmeters.
電流検出部IS1は、電池B1又は電池B2に流れる電流I1(放電時の電池B1から充電時の電池B2へ流れる電流、又は、放電時の電池B2から充電時の電池B1へ流れる電流)を検出する。電流検出部IS2は、電池B2又は電池B3に流れる電流I2(放電時の電池B2から充電時の電池B3へ流れる電流、又は、放電時の電池B3から充電時の電池B2へ流れる電流)を検出する。なお、電流検出部IS1、IS2は、例えば、電流計とする。 The current detection unit IS1 detects a current I1 flowing through the battery B1 or the battery B2 (a current flowing from the battery B1 during discharging to the battery B2 during charging or a current flowing from the battery B2 during discharging to the battery B1 during charging). To do. The current detection unit IS2 detects a current I2 flowing through the battery B2 or the battery B3 (a current flowing from the battery B2 during discharging to the battery B3 during charging, or a current flowing from the battery B3 during discharging to the battery B2 during charging). To do. The current detection units IS1 and IS2 are, for example, ammeters.
制御部5は、スイッチSw1のオン、オフを制御する制御信号S1、スイッチSw2のオン、オフを制御する制御信号S2、スイッチSw3のオン、オフを制御する制御信号S3、及びスイッチSw4のオン、オフを制御する制御信号S4を生成して、スイッチSw1〜Sw4の動作を制御することにより、電圧V1〜V3を制御する。
The
例えば、図2に示すように、複数の電池B1〜B3のうち、1つ以上の電池から放電される電力を、1つ以上の他の電池に充電させるアクティブ型の均等化において、電圧V2が平均電圧Vaveよりも高く、電圧V1が平均電圧Vaveよりも低く、電圧V3が電圧V1よりもさらに低い場合を考える。なお、平均電圧Vave(目標電圧)は、電圧V1〜V3の平均電圧とする。また、オフセット電圧Vofsは、電池B1〜B3の分極の影響による充放電後の電池B1〜B3の電圧変動量とする。 For example, as shown in FIG. 2, in the active type equalization in which the electric power discharged from one or more batteries among the plurality of batteries B1 to B3 is charged to one or more other batteries, the voltage V2 is Consider a case where the voltage is higher than the average voltage Vave, the voltage V1 is lower than the average voltage Vave, and the voltage V3 is lower than the voltage V1. The average voltage Vave (target voltage) is an average voltage of the voltages V1 to V3. The offset voltage Vofs is a voltage fluctuation amount of the batteries B1 to B3 after charging and discharging due to the influence of the polarization of the batteries B1 to B3.
まず、制御部5は、スイッチSw1〜Sw4の動作を制御し、電池B2の放電エネルギーにより電池B1、B3を充電させる。このとき、電圧V2は低下し、電圧V1、V3は上昇する。
First, the
次に、制御部5は、電圧V1が(平均電圧Vave+オフセット電圧Vofs)まで上昇すると、スイッチSw1、Sw2を停止させる。その後、電圧V1は分極の影響により平均電圧Vaveまで低下する。
Next, when the voltage V1 rises to (average voltage Vave + offset voltage Vofs), the
次に、制御部5は、スイッチSw3、Sw4の動作を継続して制御し、電池B2の放電エネルギーにより電池B3を充電させる。このとき、電圧V2は低下し、電圧V3は上昇する。
Next, the
そして、制御部5は、電圧V3が(平均電圧Vave+オフセット電圧Vofs)まで上昇するとともに、電圧V2が(平均電圧Vave−オフセット電圧Vofs)まで低下すると、スイッチSw2、Sw3を停止させる。その後、電圧V2は分極の影響により平均電圧Vaveまで上昇し、電圧V3は分極の影響により平均電圧Vaveまで低下する。
Then, when the voltage V3 increases to (average voltage Vave + offset voltage Vofs) and the voltage V2 decreases to (average voltage Vave−offset voltage Vofs), the
これにより、電圧V1〜V3が平均電圧Vaveと一致するため、電圧V1〜V3を均等化することができる。
また、オフセット電圧Vofsは、電池B1〜B3の充放電時間Tに応じて変化する。
Thereby, since the voltages V1 to V3 coincide with the average voltage Vave, the voltages V1 to V3 can be equalized.
Further, the offset voltage Vofs changes according to the charge / discharge time T of the batteries B1 to B3.
そこで、本実施形態では、例えば、図3に示すように、充放電時間Tとオフセット電圧Vofsとの対応関係を示す情報を実験等により求め、その情報を充放電時間−オフセット電圧対応マップとして記憶部6に記憶しておく。制御部5は、記憶部6に記憶される充放電時間−オフセット電圧対応マップを参照して、現在の充放電時間Tに対応するオフセット電圧を取得し、その取得したオフセット電圧を用いて、上述したように、電圧均等化処理の終了タイミングを決定する。
Therefore, in this embodiment, for example, as shown in FIG. 3, information indicating a correspondence relationship between the charge / discharge time T and the offset voltage Vofs is obtained by experiments and the information is stored as a charge / discharge time-offset voltage correspondence map. Stored in the
また、電圧均等化処理中に電池B1〜B3に流れる充放電電流が変化すると、その充放電電流の変化に応じて、充放電時間Tとオフセット電圧Vofsとの対応関係が変化する。 Further, when the charge / discharge current flowing through the batteries B1 to B3 changes during the voltage equalization process, the correspondence between the charge / discharge time T and the offset voltage Vofs changes according to the change in the charge / discharge current.
例えば、図4に示すように、電流I1、I2が1C(完全放電の電池B1〜B3を1時間で満充電にするときの一定電流、又は、満充電の電池B1〜B3を1時間で完全放電にするときの一定電流)のときに求められる充放電時間−オフセット電圧対応マップの充放電時間Tを1/2倍し、オフセット電圧Vofsを2倍したものは、電流I1、I2が2Cのときに求められる充放電時間−オフセット電圧対応マップとほぼ等しくなる。また、電流I1、I2が1Cのときに求められる充放電時間−オフセット電圧対応マップの充放電時間Tを2倍し、オフセット電圧Vofsを1/2倍したものは、電流I1、I2が0.5Cのときに求められる充放電時間−オフセット電圧対応マップとほぼ等しくなる。 For example, as shown in FIG. 4, the currents I1 and I2 are 1C (a constant current when the fully discharged batteries B1 to B3 are fully charged in one hour, or the fully charged batteries B1 to B3 are completely charged in one hour. Charge / discharge time-offset voltage correspondence map obtained by multiplying the charge / discharge time T of the offset voltage Vofs by 1/2 and the current I1 and I2 are 2C. This is almost the same as the charge / discharge time-offset voltage correspondence map required sometimes. Further, when the charge / discharge time T in the charge / discharge time-offset voltage correspondence map obtained when the currents I1 and I2 are 1C is doubled and the offset voltage Vofs is halved, the currents I1 and I2 are 0. This is almost the same as the charge / discharge time-offset voltage correspondence map obtained at 5C.
そこで、本実施形態では、このことを利用することで、電圧均等化処理中に電池B1〜B3に流れる充放電電流の変化に応じて、電圧均等化処理の終了タイミングを決定する際に使用されるオフセット電圧Vofsを補正する。 Therefore, in the present embodiment, by using this fact, it is used when determining the end timing of the voltage equalization process according to the change in the charge / discharge current flowing through the batteries B1 to B3 during the voltage equalization process. The offset voltage Vofs is corrected.
まず、制御部5は、補正後の充放電時間T=補正前の充放電時間T×(1/(変化後の電流I1、I2/変化前の電流I1、I2))を計算する。これにより、変化後の電流I1、I2に対応する充放電時間−オフセット電圧対応マップの充放電時間T(補正後の充放電時間T)を求めることができる。
First, the
次に、制御部5は、補正後のオフセット電圧Vofs=補正前のオフセット電圧Vofs×(変化後の電流I1、I2/変化前の電流I1、I2)を計算する。これにより、変化後の電流I1、I2に対応する充放電時間−オフセット電圧対応マップのオフセット電圧Vofs(補正後のオフセット電圧Vofs)を求めることができる。
Next, the
そして、制御部5は、この変更後の充放電時間−オフセット電圧対応マップを参照して、現在の充放電時間Tに対応するオフセット電圧Vofsを求める。
これにより、電圧均等化処理中に電池B1〜B3に流れる充放電電流の変化に応じて、電圧均等化処理の終了タイミングを決定する際に使用されるオフセット電圧Vofsを補正することができる。
And the
Thereby, the offset voltage Vofs used when determining the end timing of the voltage equalization process can be corrected according to the change in the charge / discharge current flowing through the batteries B1 to B3 during the voltage equalization process.
例えば、現在の充放電時間Tが10[s]で、電流I1、I2が1Cから2Cに変化した場合を考える。なお、図3に示す充放電時間−オフセット電圧対応マップを、電流I1、I2が1Cのときに求められた充放電時間−オフセット電圧対応マップとする。 For example, consider a case where the current charge / discharge time T is 10 [s] and the currents I1 and I2 change from 1C to 2C. The charge / discharge time-offset voltage correspondence map shown in FIG. 3 is a charge / discharge time-offset voltage correspondence map obtained when the currents I1 and I2 are 1C.
まず、制御部5は、図3に示す充放電時間−オフセット電圧対応マップの充放電時間Tの10[s]を5[s]に変更し、20[s]を10[s]に変更し、・・・、60[s]を30[s]に変更し、・・・、3600[s]を1800[s]に変更する。
First, the
次に、制御部5は、図3に示す充放電時間−オフセット電圧対応マップのオフセット電圧Vofsの20[mV]を40[mV]に変更し、40[mV]を80[mV]に変更し、・・・、50[mV]を100[mV]に変更する。
Next, the
そして、制御部5は、その変更後の充放電時間−オフセット電圧対応マップを参照して、現在の充放電時間Tである10[s]に対応するオフセット電圧Vofsとして80[mV]を求める。
And the
このように、現在の充放電時間Tである10[s]において、電流I1、I2が1Cから2Cに変化すると、オフセット電圧Vofsを20[mV]から80[mV]に補正することができる。 As described above, when the currents I1 and I2 change from 1C to 2C at the current charge / discharge time T of 10 [s], the offset voltage Vofs can be corrected from 20 [mV] to 80 [mV].
また、上述では、電圧均等化処理中に電池B1〜B3に流れる充放電電流の変化に応じて充放電時間−オフセット電圧対応マップ自身を変更しているが、電圧均等化処理中に電池B1〜B3に流れる充放電電流の変化に応じて充放電時間−オフセット電圧対応マップの充放電時間Tの参照先(現在の充放電時間T)を変更してもよい。 In the above description, the charge / discharge time-offset voltage correspondence map itself is changed according to the change in the charge / discharge current flowing through the batteries B1 to B3 during the voltage equalization process. The reference destination (current charge / discharge time T) of the charge / discharge time T in the charge / discharge time-offset voltage correspondence map may be changed according to the change in the charge / discharge current flowing in B3.
まず、制御部5は、補正後の現在の充放電時間T=補正前の現在の充放電時間T×(変化後の電流I1、I2/変化前の電流I1、I2)を計算する。
次に、制御部5は、図3に示す充放電時間−オフセット電圧対応マップを参照して補正後の現在の充放電時間Tに対応するオフセット電圧Vofsを求める。
First, the
Next, the
そして、制御部5は、補正後のオフセット電圧Vofs=補正後の現在の充放電時間Tに対応するオフセット電圧Vofs×(変化後の電流I1、I2/変化前の電流I1、I2)を計算する。
Then, the
これにより、電圧均等化処理中に電池B1〜B3に流れる充放電電流の変化に応じて、電圧均等化処理の終了タイミングを決定する際に使用されるオフセット電圧Vofsを補正することができる。 Thereby, the offset voltage Vofs used when determining the end timing of the voltage equalization process can be corrected according to the change in the charge / discharge current flowing through the batteries B1 to B3 during the voltage equalization process.
例えば、現在の充放電時間Tが10[s]で、電流I1、I2が1Cから2Cに変化した場合を考える。
まず、制御部5は、補正後の現在の充放電時間Tとして、20[s]=10[s]×(2C/1C)を計算する。
For example, consider a case where the current charge / discharge time T is 10 [s] and the currents I1 and I2 change from 1C to 2C.
First, the
次に、制御部5は、図3に示す充放電時間−オフセット電圧対応マップを参照して20[s]に対応するオフセット電圧Vofsとして40[mV]を求める。
そして、制御部5は、補正後のオフセット電圧Vofsとして、80[mV]=40[mV]×(2C/1C)を計算する。
Next, the
Then, the
このように、現在の充放電時間Tである10[s]において、電流I1、I2が1Cから2Cに変化すると、オフセット電圧Vofsを20[mV]から80[mV]に補正することができる。 As described above, when the currents I1 and I2 change from 1C to 2C at the current charge / discharge time T of 10 [s], the offset voltage Vofs can be corrected from 20 [mV] to 80 [mV].
図5は、電圧均等化処理時の制御部5の動作例を示すフローチャートである。
まず、制御部5は、電池B1〜B3の充放電時間Tの計測を開始し(S41)、電流検出部IS1、IS2により検出される電流I1、I2が変化したか否かを判断する(S42)。
FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation example of the
First, the
次に、制御部5は、電流I1、I2が変化したと判断すると(S42:Yes)、変化前の電流I1、I2と、変化後の電流I1、I2と、充放電時間−オフセット電圧対応マップとを用いて、現在の充放電時間Tに対応するオフセット電圧Vofsを取得する(S43)。このとき、制御部5は、上述したように、充放電時間−オフセット電圧対応マップ自身を変更することにより、又は、充放電時間−オフセット電圧対応マップの充放電時間Tの参照先を変更することにより、オフセット電圧Vofsを補正する。
Next, when the
一方、制御部5は、電流I1、I2が変化していないと判断すると(S42:No)、充放電時間−オフセット電圧対応マップのみを用いて、現在の充放電時間Tに対応するオフセット電圧Vofsを取得する(S44)。
On the other hand, when determining that the currents I1 and I2 have not changed (S42: No), the
次に、制御部5は、電圧V1〜V3が(平均電圧Vave±オフセット電圧Vofs)と一致していないと判断すると(S45:No)、S42に戻り、電圧V1〜V3が(平均電圧Vave±オフセット電圧Vofs)と一致したと判断すると(S45:Yes)、電圧均等化処理を終了する(S46)。
Next, when the
本実施形態の電圧均等化装置1によれば、電圧均等化処理時の電池B1〜B3の充放電電流の変化に応じてオフセット電圧Vofsを補正しているため、オフセット電圧Vofsをより正確に求めることができ、電池B1〜B3の電圧均等化の精度を向上させることができる。
According to the
なお、図6に示すように、制御部5は、電圧V1〜V3が平均電圧Vaveに達していないと判断する場合(S421:No)、S421に戻り、電圧V1〜V3が平均電圧Vaveに達したと判断する場合(S421:Yes)、S42以降の動作を実行するように構成してもよい。このように構成することにより、電圧均等化処理が開始されてから電圧V1〜V3が平均電圧Vaveに達するまで、S42以降の動作を実行する必要がなくなるため、その分電圧均等化処理を簡略化することができる。
As shown in FIG. 6, when the
また、上記実施形態では、インダクタを介して2つの電池間でエネルギーの授受を行うことで各電池の電圧の均等化を行う構成であるが、各電池に接続される負荷により各電池を放電させることで各電池の電圧の均等化を行うように構成してもよい。すなわち、制御部5は、電圧V1〜V3のうち、最も低い電圧を目標電圧とし、その最も低い電圧以外の電圧が(目標電圧−オフセット電圧Vofs)になるように、最も低い電圧の電池以外の電池を放電させる。このとき、制御部5は、上述したように、充放電時間Tに応じてオフセット電圧Vofsを求め、電流I1、I2の変化に応じて、オフセット電圧Vofsを補正する。
Moreover, in the said embodiment, although it is the structure which equalizes the voltage of each battery by exchanging energy between two batteries via an inductor, each battery is discharged by the load connected to each battery. Thus, the voltage of each battery may be equalized. That is, the
また、上記実施形態では、電圧均等化処理中の電池B1〜B3の充放電電流の変化に応じてオフセット電圧Vofsを補正する構成であるが、基準となる電流に対して電圧均等化処理時の電池B1〜B3の充放電電流が異なる場合に、その基準となる電流と電圧均等化処理時の電池B1〜B3の充放電電流とにより、オフセット電圧Vofsを補正するように構成してもよい。 Moreover, in the said embodiment, although it is the structure which correct | amends offset voltage Vofs according to the change of the charging / discharging current of battery B1-B3 in voltage equalization processing, it is the time of voltage equalization processing with respect to the reference | standard electric current. When the charging / discharging currents of the batteries B1 to B3 are different, the offset voltage Vofs may be corrected based on the reference current and the charging / discharging currents of the batteries B1 to B3 during the voltage equalization process.
例えば、基準となる電流(1C)に対応する充放電時間−オフセット電圧対応マップを1つ用意しておく。制御部5は、電圧均等化処理時の電池B1〜B3の充放電電流(2C)が基準となる電流(1C)と異なると判断すると、上述したように、充放電時間−オフセット電圧対応マップ自身を変更することにより、又は、充放電時間−オフセット電圧対応マップの充放電時間Tの参照先を変更することにより、オフセット電圧Vofsを補正する。
For example, one charge / discharge time-offset voltage correspondence map corresponding to the reference current (1C) is prepared. When the
すなわち、充放電時間−オフセット電圧対応マップ自身を変更することにより、オフセット電圧Vofsを補正する場合では、まず、制御部5は、補正後の充放電時間T=補正前の充放電時間T×(1/(電圧均等化処理時の電池B1〜B3の充放電電流/基準となる電流))を計算する。これにより、電圧均等化処理時の電池B1〜B3の充放電電流に対応する充放電時間−オフセット電圧対応マップの充放電時間T(補正後の充放電時間T)を求めることができる。次に、制御部5は、補正後のオフセット電圧Vofs=補正前のオフセット電圧Vofs×(電圧均等化処理時の電池B1〜B3の充放電電流/基準となる電流)を計算する。これにより、電圧均等化処理時の電池B1〜B3の充放電電流に対応する充放電時間−オフセット電圧対応マップのオフセット電圧Vofs(補正後のオフセット電圧Vofs)を求めることができる。そして、制御部5は、この変更後の充放電時間−オフセット電圧対応マップを参照して、現在の充放電時間Tに対応するオフセット電圧Vofsを求める。
That is, when the offset voltage Vofs is corrected by changing the charge / discharge time-offset voltage correspondence map itself, first, the
また、充放電時間−オフセット電圧対応マップの充放電時間Tの参照先を変更することにより、オフセット電圧Vofsを補正する場合では、まず、制御部5は、補正後の現在の充放電時間T=補正前の現在の充放電時間T×(電圧均等化処理時の電池B1〜B3の充放電電流/基準となる電流)を計算する。次に、制御部5は、充放電時間−オフセット電圧対応マップを参照して補正後の現在の充放電時間Tに対応するオフセット電圧Vofsを求める。そして、制御部5は、補正後のオフセット電圧Vofs=補正後の現在の充放電時間Tに対応するオフセット電圧Vofs×(電圧均等化処理時の電池B1〜B3の充放電電流/基準となる電流)を計算する。
When the offset voltage Vofs is corrected by changing the reference destination of the charge / discharge time T in the charge / discharge time-offset voltage correspondence map, first, the
1 電圧均等化装置
Sw1〜Sw4 スイッチ
L1、L2 インダクタ
VS1〜VS3 電圧検出部
IS1、IS2 電流検出部
5 制御部
6 記憶部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記複数の電池の電圧を検出する電圧検出部と、
前記複数の電池に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電池の充放電時間と、前記電池の分極の影響による充放電後の前記電池の電圧変動量を示すオフセット電圧との対応関係を示す情報を記憶する記憶部と、
現在の前記電池の充放電時間に対応する前記オフセット電圧を、前記記憶部に記憶されている情報から取得し、前記電圧検出部により検出される電圧が、目標電圧に前記取得したオフセット電圧を加算した電圧、又は、前記目標電圧から前記取得したオフセット電圧を減算した電圧になるように、前記複数の電池の電圧を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記電流検出部により検出される電流に応じて、前記オフセット電圧を補正する
ことを特徴とする電圧均等化装置。 A voltage equalizing device for equalizing voltages of a plurality of batteries connected in series,
A voltage detector for detecting voltages of the plurality of batteries;
A current detection unit for detecting current flowing in the plurality of batteries;
A storage unit for storing information indicating a correspondence relationship between a charge / discharge time of the battery and an offset voltage indicating a voltage fluctuation amount of the battery after charge / discharge due to an influence of polarization of the battery;
The offset voltage corresponding to the current charge / discharge time of the battery is acquired from information stored in the storage unit, and the voltage detected by the voltage detection unit adds the acquired offset voltage to a target voltage. A control unit that controls the voltages of the plurality of batteries so as to be a voltage obtained by subtracting the acquired offset voltage from the target voltage, or
With
The control unit corrects the offset voltage according to a current detected by the current detection unit.
前記制御部は、補正後の前記電池の充放電時間=補正前の前記電池の充放電時間×(1/(前記電池に流れる電流/基準となる電流))を計算するとともに、補正後の前記オフセット電圧=補正前の前記オフセット電圧×(前記電池に流れる電流/基準となる電流)を計算して、前記記憶部に記憶される情報を変更することにより、前記オフセット電圧を補正する
ことを特徴とする電圧均等化装置。 The voltage equalization apparatus according to claim 1,
The control unit calculates the charge / discharge time of the battery after correction = charge / discharge time of the battery before correction × (1 / (current flowing through the battery / current as a reference)), and the corrected charge / discharge time. The offset voltage is corrected by calculating the offset voltage before correction × (current flowing in the battery / current as a reference) and changing information stored in the storage unit. Voltage equalizing device.
前記制御部は、補正後の現在の前記電池の充放電時間=補正前の現在の前記電池の充放電時間×(前記電池に流れる電流/基準となる電流)を計算し、前記補正後の現在の前記電池の充放電時間に対応するオフセット電圧を、前記記憶部に記憶されている情報から取得し、補正後の前記オフセット電圧=前記補正後の現在の前記電池の充放電時間に対応するオフセット電圧×(前記電池に流れる電流/基準となる電流)を計算することにより、前記オフセット電圧を補正する
ことを特徴とする電圧均等化装置。 The voltage equalization apparatus according to claim 1,
The control unit calculates the current charge / discharge time of the battery after correction = the current charge / discharge time of the battery before correction × (current flowing through the battery / reference current), and the corrected current The offset voltage corresponding to the charging / discharging time of the battery is acquired from the information stored in the storage unit, and the offset voltage after correction = the offset corresponding to the current charging / discharging time of the battery The voltage equalizing apparatus, wherein the offset voltage is corrected by calculating voltage x (current flowing through the battery / reference current).
前記制御部は、前記電流検出部により検出される電流の変化に応じて、前記オフセット電圧を補正する
ことを特徴とする電圧均等化装置。 The voltage equalization apparatus according to claim 1,
The voltage equalizing apparatus, wherein the control unit corrects the offset voltage in accordance with a change in current detected by the current detection unit.
前記制御部は、補正後の前記電池の充放電時間=補正前の前記電池の充放電時間×(1/(変化後の前記電池に流れる電流/変化前の前記電池に流れる電流))を計算するとともに、補正後の前記オフセット電圧=補正前の前記オフセット電圧×(変化後の前記電池に流れる電流/変化前の前記電池に流れる電流)を計算して、前記記憶部に記憶される情報を変更することにより、前記オフセット電圧を補正する
ことを特徴とする電圧均等化装置。 The voltage equalization apparatus according to claim 4, wherein
The controller calculates the charge / discharge time of the battery after correction = charge / discharge time of the battery before correction × (1 / (current flowing through the battery after change / current flowing through the battery before change)). And calculating the offset voltage after correction = the offset voltage before correction × (current flowing through the battery after change / current flowing through the battery before change) to store information stored in the storage unit. The voltage equalizing apparatus, wherein the offset voltage is corrected by changing.
前記制御部は、補正後の現在の前記電池の充放電時間=補正前の現在の前記電池の充放電時間×(変化後の前記電池に流れる電流/変化前の前記電池に流れる電流)を計算し、前記補正後の現在の前記電池の充放電時間に対応するオフセット電圧を、前記記憶部に記憶されている情報から取得し、補正後の前記オフセット電圧=前記補正後の現在の前記電池の充放電時間に対応するオフセット電圧×(変化後の前記電池に流れる電流/変化前の前記電池に流れる電流)を計算することにより、前記オフセット電圧を補正する
ことを特徴とする電圧均等化装置。
The voltage equalization apparatus according to claim 4, wherein
The controller calculates the current charge / discharge time of the battery after correction = the current charge / discharge time of the battery before correction × (current flowing through the battery after change / current flowing through the battery before change). Then, an offset voltage corresponding to the current charge / discharge time of the battery after the correction is acquired from the information stored in the storage unit, and the offset voltage after correction = the current battery after the correction The voltage equalizing apparatus, wherein the offset voltage is corrected by calculating an offset voltage corresponding to a charge / discharge time × (current flowing through the battery after change / current flowing through the battery before change).
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KR20190055525A (en) * | 2017-11-15 | 2019-05-23 | 주식회사 엘지화학 | Cell balancing circuit for preventing polarization of battery and method preventing polarization of battery using thereof |
CN113296003A (en) * | 2021-05-14 | 2021-08-24 | 奇瑞商用车(安徽)有限公司 | Power battery voltage difference early warning method and system |
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- 2013-10-28 JP JP2013223275A patent/JP2015089156A/en active Pending
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