JP2016059137A - Charge/discharge control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電部の電圧を監視しながら、蓄電部の充放電制御を行う充放電制御装置に関する。 The present invention relates to a charge / discharge control apparatus that performs charge / discharge control of a power storage unit while monitoring the voltage of the power storage unit.
従来、電池セル(蓄電部)の状態(電圧)を監視する第1の監視部と、第1の監視部が自己診断により自らを異常と診断した場合に、第1の監視部を代替する第2の監視部を備える電力貯蔵装置が知られている(例えば、特許文献1)。 Conventionally, a first monitoring unit that monitors a state (voltage) of a battery cell (power storage unit) and a first monitoring unit that replaces the first monitoring unit when the first monitoring unit diagnoses itself as abnormal by self-diagnosis. An electric power storage device including two monitoring units is known (for example, Patent Document 1).
このように、第2の監視部を備えることで、第1の監視部に異常が発生した場合であっても、第2の監視部により蓄電部の電圧の監視を継続することが可能となり、第2の監視部による監視結果に基づき蓄電部の充放電を継続させることができる。 Thus, by providing the second monitoring unit, even when an abnormality occurs in the first monitoring unit, the second monitoring unit can continue to monitor the voltage of the power storage unit, Based on the monitoring result by the second monitoring unit, charging and discharging of the power storage unit can be continued.
しかしながら、特許文献1では、第2の監視部が、第1の監視部と同等の監視機能(例えば、高分解能のADコンバータ)を有し、第1の監視部が、自らの異常診断を実行するための自己診断回路等を有する。そのため、全体の回路規模やコストが増大するおそれがある。
However, in
そこで、上記問題に鑑み、回路規模やコストの増大を抑制しつつ、蓄電部の電圧の主たる監視機能の異常を確実に検出し、当該監視機能の異常を検出した場合であっても、蓄電部の充放電を継続させることが可能な充放電制御装置を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problem, even when the abnormality of the main monitoring function of the voltage of the power storage unit is reliably detected and the abnormality of the monitoring function is detected while suppressing an increase in circuit scale and cost, the power storage unit It aims at providing the charging / discharging control apparatus which can continue charging / discharging of.
上記の問題を解決するため、一実施形態において、充放電制御装置は、
接続された複数の蓄電部と、
各前記複数の蓄電部の電圧を検出する第1電圧検出部と、
各前記複数の蓄電部の電圧を検出する第2電圧検出部であって、前記第1電圧検出部より検出精度が低い第2電圧検出部と、
各前記複数の蓄電部の電圧に基づき算出可能な所定の回路部位の電圧を検出する第3電圧検出部と、
前記第1電圧検出部により検出された各前記複数の蓄電部の電圧、又は、前記第1電圧検出部により検出された各前記複数の蓄電部の電圧に基づく各前記複数の蓄電部の充電状態が第1所定範囲に収まるように、前記複数の蓄電部の充放電制御を実行する制御部を備え、
前記制御部は、
前記第1電圧検出部及び前記第2電圧検出部により検出された各前記複数の蓄電部の電圧の比較に基づき、前記第1電圧検出部と前記第2電圧検出部の何れかに異常が発生したと判断した場合、前記第3電圧検出部により検出された前記所定の回路部位の電圧に基づき、前記第1電圧検出部の異常の有無を判断すると共に、前記第1電圧検出部の異常を検出した場合、前記第2電圧検出部により検出された各前記複数の蓄電部の電圧、又は、前記第2電圧検出部により検出された各前記複数の蓄電部の電圧に基づく各前記複数の蓄電部の充電状態が前記第1所定範囲より狭い第2所定範囲に収まるように、前記複数の蓄電部の充放電制御を実行することを特徴とする。
In order to solve the above problem, in one embodiment, the charge / discharge control device comprises:
A plurality of connected power storage units;
A first voltage detection unit for detecting a voltage of each of the plurality of power storage units;
A second voltage detection unit that detects a voltage of each of the plurality of power storage units, the second voltage detection unit having lower detection accuracy than the first voltage detection unit;
A third voltage detector that detects a voltage of a predetermined circuit part that can be calculated based on the voltages of each of the plurality of power storage units;
The state of charge of each of the plurality of power storage units based on the voltage of each of the plurality of power storage units detected by the first voltage detection unit or the voltage of each of the plurality of power storage units detected by the first voltage detection unit Is provided with a control unit that performs charge / discharge control of the plurality of power storage units, so as to fall within the first predetermined range,
The controller is
Based on a comparison of the voltages of the plurality of power storage units detected by the first voltage detection unit and the second voltage detection unit, an abnormality has occurred in either the first voltage detection unit or the second voltage detection unit. And determining whether or not there is an abnormality in the first voltage detection unit based on the voltage of the predetermined circuit part detected by the third voltage detection unit, and determining whether or not the first voltage detection unit is abnormal. If detected, the plurality of power storages based on the voltages of the plurality of power storage units detected by the second voltage detection unit or the voltages of the plurality of power storage units detected by the second voltage detection unit. Charging / discharging control of the plurality of power storage units is performed such that a state of charge of the unit falls within a second predetermined range narrower than the first predetermined range.
また、他の実施形態において、充放電制御装置は、
接続された複数の蓄電部と、
各前記複数の蓄電部の電圧を検出する第1電圧検出部と、
各前記複数の蓄電部の電圧に基づき算出可能な所定の一の回路部位の電圧を検出する第2電圧検出部と、
各前記複数の蓄電部の電圧、及び、前記所定の一の回路部位の電圧に基づき算出可能な所定の他の回路部位の電圧を検出する第3電圧検出部と、
前記第1電圧検出部により検出された各前記複数の蓄電部の電圧、又は、前記第1電圧検出部により検出された各前記複数の蓄電部の電圧に基づく各前記複数の蓄電部の充電状態が第1所定範囲に収まるように、前記複数の蓄電部の充放電制御を実行する制御部を備え、
前記制御部は、
前記第1電圧検出部により検出された各前記複数の蓄電部の電圧に基づき算出された前記所定の一の回路部位の電圧と前記第2電圧検出部により検出された前記所定の一の回路部位の電圧の比較に基づき、前記第1電圧検出部と前記第2電圧検出部の何れかに異常が発生したと判断した場合、前記第3電圧検出部により検出された前記所定の他の回路部位の電圧に基づき、前記第1電圧検出部の異常の有無を判断すると共に、前記第1電圧検出部の異常を検出した場合であって、前記第1電圧検出部の異常の程度が所定以下の場合、前記第1電圧検出部により検出された各前記複数の蓄電部の電圧、又は、前記第1電圧検出部により検出された各前記複数の蓄電部の電圧に基づく各前記複数の蓄電部の充電状態が前記第1所定範囲より狭い第3所定範囲に収まるように、前記複数の蓄電部の充放電制御を実行することを特徴とする。
In another embodiment, the charge / discharge control device
A plurality of connected power storage units;
A first voltage detection unit for detecting a voltage of each of the plurality of power storage units;
A second voltage detection unit that detects a voltage of a predetermined circuit portion that can be calculated based on the voltages of each of the plurality of power storage units;
A third voltage detection unit that detects a voltage of each of the plurality of power storage units and a voltage of a predetermined other circuit part that can be calculated based on a voltage of the predetermined one circuit part;
The state of charge of each of the plurality of power storage units based on the voltage of each of the plurality of power storage units detected by the first voltage detection unit or the voltage of each of the plurality of power storage units detected by the first voltage detection unit Is provided with a control unit that performs charge / discharge control of the plurality of power storage units, so as to fall within the first predetermined range,
The controller is
The voltage of the predetermined circuit portion calculated based on the voltages of the plurality of power storage units detected by the first voltage detection unit and the predetermined circuit portion detected by the second voltage detection unit The predetermined other circuit portion detected by the third voltage detector when it is determined that an abnormality has occurred in either the first voltage detector or the second voltage detector based on the comparison of the voltages of And determining whether there is an abnormality in the first voltage detection unit, and detecting an abnormality in the first voltage detection unit, wherein the degree of abnormality in the first voltage detection unit is not more than a predetermined level. The plurality of power storage units based on the voltages of the plurality of power storage units detected by the first voltage detection unit or the voltages of the plurality of power storage units detected by the first voltage detection unit. The charging state is narrower than the first predetermined range. To fit in a predetermined range, and executes the charging and discharging control of the plurality of power storage units.
上記実施形態により、回路規模やコストの増大を抑制しつつ、蓄電部の電圧の主たる監視機能の異常を確実に検出し、当該監視部に異常が発生した場合であっても、蓄電部の充放電を継続させることが可能な充放電制御装置を提供することができる。 According to the above embodiment, the main monitoring function abnormality of the power storage unit voltage is reliably detected while suppressing an increase in circuit scale and cost, and charging of the power storage unit can be performed even when the monitoring unit has an abnormality. It is possible to provide a charge / discharge control apparatus capable of continuing discharge.
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係る充放電制御装置1を含む車両100の構成の一例を示すブロック図である。図2は、本実施形態に係る充放電制御装置1に含まれる電池パック2の構成を示すブロック図である。なお、図1において、実線は電力供給ラインを示し、点線は通信ラインを示し、二重線は動力伝達ラインを示す。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a
充放電制御装置1は、シリーズ・パラレル式のハイブリッド車としての車両100に搭載され、車両100の駆動力源の一つであるモータ50に電力を供給可能に構成された電池ユニット10(電池セルC1〜C56)の充放電制御を実行する。
The charge /
なお、電池ユニット10(電池セルC1〜C56)は、モータ用インバータ70を介して、モータ50に電力(三相交流)を供給することで放電する。また、電池ユニット10(電池セルC1〜C56)は、車両100の駆動力源の一つであるエンジン40を動力源とするジェネレータ60による発電電力(三相交流)がジェネレータ用インバータ80を介して直流電力として供給されることで充電される。また、電池ユニット10(電池セルC1〜C56)は、車両100の減速時に発電機として機能するモータ50による回生電力(三相交流)がモータ用インバータ70を介して直流電力として供給されることで充電される。
The battery unit 10 (battery cells C1 to C56) is discharged by supplying electric power (three-phase alternating current) to the
充放電制御装置1は、電池パック2に含まれる電池ユニット10、及び、電池ECU(Electric Control Unit)20と、HV−ECU30を含む。
The charge /
なお、以下において、高電圧を出力する電池ユニット10内を主に高電圧系と呼び、低電圧で駆動する電池ECU20内(電池ユニット10とのインターフェース部を除く)を主に低電圧系と呼ぶ場合がある。
In the following, the inside of the
電池ユニット10は、電池セルC1〜C56、監視IC11、サービスプラグSP等を含んで構成される。
The
電池セルC1〜C56は、56個の蓄電部であり、各電池セルC1〜C56は、例えば、リチウムイオン電池の単位セルであってよい。電池セルC1〜C56は、全て直列接続され、電池セルC1の正極から延設された正極端子V+、及び、電池セルC56の負極から延設された負極端子V−の間で、電池ユニット10全体としての出力電圧(例えば、約300V)を取り出すことができる。
The battery cells C1 to C56 are 56 power storage units, and each of the battery cells C1 to C56 may be a unit cell of a lithium ion battery, for example. The battery cells C1 to C56 are all connected in series, and the
なお、電池セルC1〜C56は、充放電可能な蓄電部であれば、如何なる構成であってもよく、例えば、他の二次電池(ニッケル水素電池等)やキャパシタ等であってもよい。また、電池ユニット10に含まれる電池セルの個数(56個)は例示であり、任意の個数であってよい。また、電池セルC1〜C56は、直列接続されているが、並列接続(例えば、2並列28直列配置等)であってもよい。
The battery cells C1 to C56 may have any configuration as long as they are chargeable / dischargeable power storage units, and may be other secondary batteries (such as nickel metal hydride batteries) or capacitors. Further, the number of battery cells (56) included in the
監視IC11は、電池セルC1〜C56の電圧を検出する電圧検出手段である。監視IC11は、14個の監視IC11−1〜11−14を含み、各監視IC11−1〜11−14は、4個の電池セルの電圧を検出可能に構成される。即ち、14個の監視IC11−1〜11−14が、それぞれ、監視対象となる4個の電池セルの電圧を監視(検出)することにより、監視IC11は、電池セルC1〜C56全ての電圧の監視(検出)を行うことが可能に構成される。
The
なお、各監視IC11−1〜11−14が監視対象とする電池セルの個数(4個)は、例示であり、監視IC11のサイズ等、他の要件に応じて、任意の個数に設定されてよい。
Note that the number (4) of battery cells to be monitored by each monitoring IC 11-1 to 11-14 is an example, and is set to an arbitrary number according to other requirements such as the size of the
図3は、監視IC11(11−1〜11−14)の構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the monitoring IC 11 (11-1 to 11-14).
なお、監視IC11−1〜11−14は、全て同様の構成を有するため、図3では、代表して監視IC11−1の構成例を示す。また、図3において、各電池セルC1〜C56の電圧を均等化するためのセル間電圧均等化回路等は、簡単のため、省略されている。 Since the monitoring ICs 11-1 to 11-14 all have the same configuration, FIG. 3 shows a configuration example of the monitoring IC 11-1 as a representative. In FIG. 3, an inter-cell voltage equalizing circuit for equalizing the voltages of the battery cells C1 to C56 is omitted for simplicity.
図3を参照するに、監視IC11−1は、電源回路12、ADコンバータ(ADC)13、14等を含む。
Referring to FIG. 3, the monitoring IC 11-1 includes a
なお、以下において、監視IC11−1に含まれる電源回路12を電源回路12−1と表記し、他の監視IC11−2〜11−14に含まれる電源回路12についても同様のルール(電源回路12−2〜12−14)で表記する場合がある。
Hereinafter, the
電源回路12−1は、監視IC11−1の監視対象である4個の電池セルC1〜C4より供給される電力から監視IC11−1内の電源を生成する電子回路である。電源回路12−1により生成された電源電圧Vccは、監視IC11−1内のADC13、14等に供給される。
The power supply circuit 12-1 is an electronic circuit that generates a power supply in the monitoring IC 11-1 from the power supplied from the four battery cells C1 to C4 to be monitored by the monitoring IC 11-1. The power supply voltage Vcc generated by the power supply circuit 12-1 is supplied to the
ADC13は、4個のADC13−1〜13−4を含む。各ADC13−1〜13−4は、基準電圧を用いて、入力される各電池セルC1〜C4の電圧(に対応するアナログ信号)を当該電圧に対応するデジタル信号に変換し、電池ECU20(後述するマイコン23)に出力する。マイコン23は、入力された各電池セルC1〜C4の電圧に対応するデジタル信号から各電池セルC1〜C4の電圧を算出することが可能であり、各ADC13−1〜13−4は、各電池セルC1〜C4の電圧検出部として機能する。
The
なお、ADC13は、残りの電池セルC5〜C56の電圧を対応するデジタル信号に変換するADC13−5〜13−56を含み、ADC13−5〜13−56は、順番に4個ずつ、監視IC11−2〜11−14のそれぞれに含まれるように配置される。
The
ADC14は、4個のADC14−1〜14−4を含む。各ADC14−1〜14−4は、基準電圧を用いて、入力される各電池セルC1〜C4の電圧(に対応するアナログ信号)を当該電圧に対応するデジタル信号に変換し、電池ECU20(マイコン23)に出力する。マイコン23は、入力された各電池セルC1〜C4の電圧に対応するデジタル信号から各電池セルC1〜C4の電圧を算出することが可能であり、各ADC14−1〜14−4は、各電池セルC1〜C4の電圧検出部として機能する。
The
なお、ADC14は、ADC13と同様、残りの電池セルC5〜C56の電圧を対応するデジタル信号に変換するADC14−5〜14−56を含み、ADC14−5〜14−56は、順番に4個ずつ、監視IC11−2〜11−14のそれぞれに含まれるように配置される。
The
ここで、ADC13(13−1〜13−56)は、例えば、14〜18ビットの比較的高い分解能を有し、比較的高精度に各電池セルC1〜C56の電圧を検出可能に構成される。 Here, the ADC 13 (13-1 to 13-56) has, for example, a relatively high resolution of 14 to 18 bits and is configured to detect the voltages of the battery cells C1 to C56 with relatively high accuracy. .
一方、ADC14(14−1〜14−56)は、例えば、10ビットの分解能を有し、ADC13(13−1〜13−56)よりも低い精度で各電池セルC1〜C56の電圧を検出可能に構成される。 On the other hand, the ADC 14 (14-1 to 14-56) has, for example, 10-bit resolution, and can detect the voltages of the battery cells C1 to C56 with lower accuracy than the ADC 13 (13-1 to 13-56). Configured.
なお、各監視IC11−1〜11−14に含まれる各4個のADC13、14は、それぞれ、各電池セルの電圧を1系統の時系列信号に変換するマルチプレクサと1個のADCにより代用されてもよい。
Each of the four
図2に戻り、監視IC11−1〜11−7は、通信線15を介して、双方向で通信可能に接続され、監視IC11−7は、電池ECU20(マイコン23)と双方向で通信可能に接続される。即ち、電池ECU20(マイコン23)と監視IC11−1〜11−7は、デイジーチェーン接続され、ADC13−1〜13〜28、ADC14−1〜14−28等からの出力信号は、監視IC11−7から電池ECU20(マイコン23)に送信される。
Returning to FIG. 2, the monitoring ICs 11-1 to 11-7 are connected so as to be capable of bidirectional communication via the
同様に、監視IC11−8〜11−14は、通信線16を介して、双方向で通信可能に接続され、監視IC11−14は、電池ECU20(マイコン23)と双方向で通信可能に接続される。即ち、電池ECU20(マイコン23)と監視IC11−8〜11−14は、デイジーチェーン接続され、ADC13−29〜13−56、ADC14−29〜14−56等からの出力信号は、監視IC11−14から電池ECU20(マイコン23)に送信される。
Similarly, the monitoring ICs 11-8 to 11-14 are connected so as to be capable of bidirectional communication via the
サービスプラグSPは、直列接続された電池セルC1〜C56の中間位置(電池セルC28と電池セルC29の間)の接続線上に設けられ、取り外すことにより電池セルC1〜C56の接続を遮断することが可能に構成される。これにより、電池ユニット10の点検作業等における安全性を確保することができる。本実施形態において、直列接続された電池セルC1〜C56は、サービスプラグSPを境に、直列接続された電池セルC1〜C28を含む電池スタックST1と直列接続された電池セルC29〜C56を含む電池スタックST2とに分けられる。
The service plug SP is provided on a connection line at an intermediate position (between the battery cell C28 and the battery cell C29) of the battery cells C1 to C56 connected in series, and the connection of the battery cells C1 to C56 can be cut off by being removed. Configured to be possible. Thereby, the safety | security in the inspection operation etc. of the
なお、電池スタックの個数(2個)は、例示であり、直列接続された電池セルC1〜C56をより多くの電池スタックに分割してもよい。 Note that the number (two) of battery stacks is an example, and the battery cells C1 to C56 connected in series may be divided into more battery stacks.
電池ECU20は、電池ユニット10(電池セルC1〜C56)の監視を行う電子制御ユニットであり、監視結果(ADC13−1〜13−56、14−1〜14−56からの出力信号に基づき算出される電池セルC1〜C56の電圧等)をHV−ECU30に送信する。電池ECU20は、スタック電圧検出部21、アイソレータ22、マイコン23等を含んで構成される。
The
スタック電圧検出部21は、電池スタックST1(直列接続された電池セルC1〜C28)、及び、電池スタックST2(直列接続された電池セルC29〜C56)の電圧を検出する電圧検出部であり、各電池スタックST1、ST2に対応するスタック電圧検出部21−1、21−2を含む。各スタック電圧検出部21−1、21−2は、検出した電池スタックST1、ST2の電圧に対応するデジタル信号をマイコン23に送信する。ADC13による各電池セルC1〜C56の電圧の検出に加えて、スタック電圧検出部21による各電池セルC1〜C56を含む電池スタックST1、ST2の電圧を検出することで、各電池セルC1〜C56の過電圧(過充電)判定の二重化を図ることができる。また、監視IC11と電池ECU20(マイコン23)との通信が不可能な状態になった場合であっても、マイコン23は、スタック電圧検出部21により検出された電池スタックST1、ST2の電圧を用いて、電池ユニット10全体の電圧を検出することができる。
The stack
なお、スタック電圧検出部21−1、21−2は、高電圧系に属する電池スタックST1、ST2と低電圧系に属するマイコン23との電気的絶縁を実現する機能を有し、例えば、アイソレーションアンプ等であってよい。
The stack voltage detection units 21-1 and 21-2 have a function of realizing electrical insulation between the battery stacks ST1 and ST2 belonging to the high voltage system and the
アイソレータ22は、高電圧系に属する電池ユニット10と低電圧系に属するマイコン23との電気的絶縁を実現しつつ、電池ユニット10内の監視IC11−7、11−14とマイコン23との間での通信を可能にする既知の絶縁インターフェースである。アイソレータ22は、各監視IC11−7、11−14に対応するアイソレータ22−1、22−2を含む。
The
マイコン23は、監視IC11、スタック電圧検出部21等から送信された出力信号に基づき、ROMに格納された各種プログラムをCPU上で実行することにより、各種演算処理を実行する。
The
マイコン23は、監視IC11(ADC13、14)からの出力信号(電池セルC1〜C56の電圧等に対応するデジタル信号)に基づき、電池セルC1〜C56の電圧を算出する。また、マイコン23は、スタック電圧検出部21(21−1、21−2)の出力信号(電池スタックST1、ST2の電圧に対応するデジタル信号)に基づき、電池スタックST1、ST2の電圧を算出する。電池ECU20とHV−ECU30は、車載LAN等を介して、通信可能に接続され、マイコン23は、算出された電池セルC1〜C56の電圧、電池スタックST1、ST2の電圧等の情報をHV−ECU30に送信する。
The
また、マイコン23は、監視IC11(11−1〜11−14)による監視機能(ADC13、14による電池セルC1〜C56の電圧検出機能)の異常検出処理を実行する。マイコン23は、異常検出処理の結果(ADC13、14の異常の有無)をHV−ECU30に送信する。マイコン23による異常検出処理の具体的な内容については、後述する。
Further, the
HV−ECU30は、電池ユニット10(電池セルC1〜C56)の充放電制御を実行する電子制御ユニットである。HV−ECU30は、例えば、マイクロコンピュータにより構成されてよく、ROMに格納された各種プログラムをCPU上で実行することにより充放電制御を含む各種制御処理を実行してよい。
The HV-
HV−ECU30は、電池ECU20(マイコン23)から送信された電池セルC1〜C56の電圧に基づいて、充電状態(State Of Charge(SOC))が上限値及び下限値により定まる所定範囲に収まるように電池セルC1〜C56の充放電制御を実行する。HV−ECU30は、エンジン40、モータ50、及び、ジェネレータ60を制御可能に構成され、車両100の走行状態や運転者による操作等に応じて、エンジン40、モータ50、及び、ジェネレータ60を制御することにより電池ユニット10(電池セルC1〜C56)の充放電制御を実行する。
The HV-
なお、HV−ECU30は、モータ用インバータ70、ジェネレータ用インバータ80を駆動制御することによりモータ50、ジェネレータ60の動作を制御する。また、HV−ECU30は、エンジン40、モータ50(モータ用インバータ70)、ジェネレータ60(ジェネレータ用インバータ80)を直接制御する他のECUを介して、エンジン40、モータ50(モータ用インバータ70)、ジェネレータ60(ジェネレータ用インバータ80)の制御を実行してよい。
The HV-
ここで、充放電制御装置1による電池ユニット10(電池セルC1〜C56)の充放電制御について、通常時(ADC13が正常の場合)と異常時(ADC13が異常の場合)に分けて説明する。
Here, charge / discharge control of the battery unit 10 (battery cells C1 to C56) by the charge /
図4は、充放電制御装置1(HV−ECU30)による電池ユニット10(電池セルC1〜C56)の充放電制御手法の一例を説明する図であり、具体的には、横軸を各電池セルC1〜C56のSOC、縦軸を各電池セルC1〜C56の電圧とするグラフである。なお、横軸の各電池セルC1〜C56のSOCは、充電率(0%〜100%)として表示され、原点を100%とし、原点から離れる(右に進む)につれて0%に近づくように表示されている。 FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a charge / discharge control method of the battery unit 10 (battery cells C1 to C56) by the charge / discharge control device 1 (HV-ECU 30). Specifically, the horizontal axis represents each battery cell. It is a graph which makes SOC of C1-C56 and makes a vertical axis | shaft the voltage of each battery cell C1-C56. Note that the SOC of each of the battery cells C1 to C56 on the horizontal axis is displayed as a charging rate (0% to 100%), the origin is set to 100%, and the SOC is displayed so as to approach 0% as it moves away from the origin (goes to the right). Has been.
各電池セルC1〜C56は、例えば、劣化抑制の観点や車両100の減速時における回生電力の受け入れ性向上による燃費改善の観点等からSOCの許容範囲が設定されている。図4に示すように、本例では、各電池セルC1〜C56のSOCの許容範囲として、下限値S1と上限値S2の間の許容SOC範囲SRが設定されている。
For each of the battery cells C1 to C56, for example, an allowable range of SOC is set from the viewpoint of suppressing deterioration and improving the fuel consumption by improving the acceptability of regenerative power when the
図4に示すように、各電池セルC1〜C56のSOCと電圧の間には、既知の相関関係が存在し、下限値S1は電圧の下限値V1に対応し、上限値S2は電圧の上限値V2に対応する。即ち、各電池セルC1〜C56の許容SOC範囲SR(下限値S1〜上限値S2)は、各電池セルC1〜C56の許容電圧範囲VR(下限値V1〜上限値V2)に置換可能である。 As shown in FIG. 4, there is a known correlation between the SOC and the voltage of each battery cell C1 to C56, the lower limit value S1 corresponds to the lower limit value V1 of the voltage, and the upper limit value S2 is the upper limit of the voltage. Corresponds to the value V2. That is, the allowable SOC range SR (lower limit value S1 to upper limit value S2) of each battery cell C1 to C56 can be replaced with the allowable voltage range VR (lower limit value V1 to upper limit value V2) of each battery cell C1 to C56.
まず、HV−ECU30は、通常時において、ADC13(13−1〜13−56)により検出された各電池セルC1〜C56の電圧に基づき、各電池セルC1〜C56のSOCが許容SOC範囲SRに収まるように充放電制御を行う。この際、HV−ECU30は、ADC13(13−1〜13−56)の検出精度(ばらつき)を考慮した充放電制御を実行する。具体的には、図4に示すように、下限値V1にADC13の検出誤差(ばらつき)分を加えたものに相当する下限値V3と、上限値V2からADC13の検出誤差(ばらつき)分を減じたものに相当する上限値V4との間の制御電圧範囲VR1に、ADC13により検出された各電池セルC1〜C56の電圧が収まるように、電池セルC1〜C56の充放電制御を実行する。換言すれば、HV−ECU30は、ADC13により検出された各電池セルC1〜C56の電圧に基づく各電池セルC1〜C56のSOCが(電圧の下限値V3に対応する)下限値S3と、(電圧の上限値V4に対応する)上限値S4との間の制御SOC範囲SR1に収まるように、電池セルC1〜C56の充放電制御を実行する。
First, the HV-
なお、「ADC13により検出された各電池セルC1〜C56の電圧」は、ADC13から出力される各電池セルC1〜C56の電圧に対応するデジタル信号に基づき、マイコン23が算出した各電池セルC1〜C56の電圧を意味する。
The “voltages of the battery cells C1 to C56 detected by the
一方、HV−ECU30は、電池ECU20(マイコン23)によりADC13の異常が検出された場合、ADC14(14−1〜14−56)により検出された各電池セルC1〜C56の電圧に基づき、各電池セルC1〜C56のSOCが許容SOC範囲SRに収まるように充放電制御を行う。この際、HV−ECU30は、ADC14(14−1〜14−56)の検出精度(ばらつき)を考慮した充放電制御を実行する。具体的には、図4に示すように、下限値V1にADC14の検出誤差(ばらつき)分を加えたものに相当する下限値V5と、上限値V2からADC14の検出誤差(ばらつき)分を減じたものに相当する上限値V6との間の制御電圧範囲VR2に、ADC14により検出された各電池セルC1〜C56の電圧が収まるように、電池セルC1〜C56の充放電制御を実行する。換言すれば、HV−ECU30は、ADC14により検出された各電池セルC1〜C56の電圧に基づく各電池セルC1〜C56のSOCが(電圧の下限値V5に対応する)下限値S5と、(電圧の上限値V6に対応する)上限値S6との間の制御SOC範囲SR2に収まるように、電池セルC1〜C56の充放電制御を実行する。
On the other hand, when the abnormality of the
なお、「ADC14により検出された各電池セルC1〜C56の電圧」は、ADC14から出力される各電池セルC1〜C56の電圧に対応するデジタル信号に基づき、マイコン23が算出した各電池セルC1〜C56の電圧を意味する。
The “voltages of the battery cells C1 to C56 detected by the
上述したとおり、ADC14は、ADC13より電圧の検出精度が低いため、制御電圧範囲VR2及び制御SOC範囲SR2は、制御電圧範囲VR1及び制御SOC範囲SR1より狭い範囲となる。即ち、HV−ECU30は、ADC13に異常が検出された場合、ADC14の検出精度に応じて、電池セルC1〜C56の電圧(SOC)を制御する範囲の制限を行った上で、ADC14により検出された各電池セルC1〜C56の電圧に基づく電池セルC1〜C56の充放電制御を継続する。
As described above, since the
このように、本実施形態に係る充放電制御装置1は、電池セルC1〜C56の主たる監視機能を果たすADC13に異常が発生しても、ADC14を用いて、電池ユニット10(電池セルC1〜C56)の充放電制御を継続させることができる。そのため、電池ユニット10(電池セルC1〜C56)の充放電停止による車両100の燃費悪化を防止することができる。
Thus, even if abnormality occurs in ADC13 which performs the main monitoring function of battery cell C1-C56, charge /
また、ADC14は、ADC13より分解能が低い(検出精度が低い)ため、充放電制御における電池セルC1〜C56の電圧(SOC)を制御する範囲の制限を行う必要はあるものの、充放電制御装置1の回路規模やコストの増大を抑制することができる。
In addition, since the
即ち、本実施形態に係る充放電制御装置1は、回路規模やコストの増大を抑制しつつ、電池セルC1〜C56の主たる監視機能に異常が発生した場合であっても、電池セルC1〜C56の充放電を継続させることができる。
That is, the charge /
なお、電池ECU20、及び、HV−ECU30の機能は、任意のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの組み合わせにより実現されてもよい。また、電池ECU20、及び、HV−ECU30の機能の一部又は全部は、他のECUにより実現されてもよい。また、電池ECU20、及び、HV−ECU30は、他のECUの機能の一部又は全部を実現するものであってもよい。例えば、HV−ECU30の機能の一部又は全部は、電池ECU20(マイコン23)により実現されてもよい。
Note that the functions of the
次に、充放電制御装置1(電池ECU20、HV−ECU30)による監視IC11(ADC13、14)の異常検出処理について説明する。
Next, abnormality detection processing of the monitoring IC 11 (
図5は、充放電制御装置1(電池ECU20、HV−ECU30)による監視IC11(ADC13、14)の異常検出処理の一例を示すフローチャートである。当該フローチャートは、車両100の起動状態(イグニッションオン状態)において、所定時間毎に繰り返し実行される。
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of an abnormality detection process of the monitoring IC 11 (
なお、ADC13により検出された各電池セルCi(i=1〜56)の電圧をVMi(i=1〜56)とし、ADC14により検出された各電池セルCi(i=1〜56)の電圧をVSi(i=1〜56)とする。また、スタック電圧検出部21により検出された電池スタックSTj(j=1、2)の電圧をVSTj(j=1、2)とする。また、当該フローチャートにおいて、ADC13又はADC14に異常が検出された場合、それ以降の当該フローチャートによる異常検出処理は、ディーラー等での修理、部品交換等が行われるまで、スキップされてもよい。
Note that the voltage of each battery cell Ci (i = 1 to 56) detected by the
まず、ステップS101〜S102にて、マイコン23は、ADC13又はADC14の異常検出のための前処理を実行する。
First, in steps S <b> 101 to S <b> 102, the
ステップS101にて、マイコン23は、内部メモリからADC13、14により検出された各電池セルC1〜C56の電圧(VM1〜VM56、VS1〜VS56)を読み込む。
In step S101, the
ステップS102にて、マイコン23は、カウンタ値iを「0」に設定する。
In step S102, the
続いて、ステップS103〜S105にて、マイコン23は、ADC13とADC14の何れかに異常が発生しているか否かを判定する処理を実行する。
Subsequently, in steps S <b> 103 to S <b> 105, the
ステップS103にて、マイコン23は、カウンタ値iをインクリメントする。
In step S103, the
ステップS104にて、マイコン23は、カウンタ値iが電池ユニット10に含まれる電池セルの個数n(本実施形態では、n=56)以下か否かを判定する。カウンタ値iが電池セルの個数n以下の場合、ステップS105に進み、電池セルの個数n以下でない、即ち、電池セルの個数nより大きい場合、今回の処理を終了する。
In step S <b> 104, the
ステップS105にて、マイコン23は、ADC13により検出された電池セルCiの電圧VMiとADC14により検出された電池セルCiの電圧VSiの差が第1閾値Vth1より小さいか否かを判定する。ADC13により検出された電池セルCiの電圧VMiとADC14により検出された電池セルCiの電圧VSiの差が第1閾値Vth1より小さい場合、ステップS103に戻り、第1閾値Vth1より小さくない、即ち、第1閾値Vth1以上の場合、ステップS106に進む。
In step S105, the
このように、ステップS103〜S105にて、マイコン23は、カウンタ値iを1からn(=56)までインクリメントしながら、ADC13により検出された電池セルCiの電圧VMiとADC14により検出された電池セルCiの電圧VSiの差が第1閾値Vth1より小さいか否かを繰り返し判定する。そして、マイコン23は、ADC13により検出された電池セルCiの電圧VMiとADC14により検出された電池セルCiの電圧VSiの差が第1閾値Vth1以上である場合、ADC13又はADC14に異常が発生していると判断し、ステップS106以降の処理を実行する。
As described above, in steps S103 to S105, the
ADC13及びADC14が共に正常な場合、ADC13により検出される電池セルCiの電圧VMiとADC14により検出される電池セルCiの電圧VSiは、略同等である(検出精度の違いに起因する程度の差異しかない)はずである。そのため、ADC13により検出される電池セルCiの電圧VMiとADC14により検出される電池セルCiの電圧VSiの差が検出精度の違いに起因して想定される差異(第1閾値Vth1)以上の場合、ADC13又はADC14に異常が発生していると判断することができる。
When the
続いて、ステップS106〜S107にて、マイコン23は、ADC13とADC14の何れに異常が発生しているかを特定するための前処理を実行する。
Subsequently, in steps S106 to S107, the
ステップS106にて、マイコン23は、内部メモリからスタック電圧検出部21により検出された電池スタックST1、ST2の電圧VST1、VST2を読み込む。
In step S106, the
ステップS107にて、マイコン23は、カウンタ値jを「0」に設定する。
In step S107, the
続いて、ステップS108〜S111にて、マイコン23は、ADC13とADC14の何れに異常が発生しているか否かを特定する処理を実行する。
Subsequently, in steps S <b> 108 to S <b> 111, the
ステップS108にて、マイコン23は、カウンタ値jをインクリメントする。
In step S108, the
ステップS109にて、マイコン23は、カウンタ値jが電池ユニット10に含まれる電池スタックの個数m(本実施形態では、m=2)以下か否かを判定する。カウンタ値jが電池スタックの個数m以下の場合、ステップS110に進み、電池スタックの個数m以下でない、即ち、電池スタックの個数mより大きい場合、今回の処理を終了する。
In step S109, the
ステップS110にて、マイコン23は、スタック電圧検出部21により検出された電池スタックSTjの電圧VSTjと、ADC13により検出された電池スタックSTjに含まれる電池セルCiの電圧VMiの和ΣVMiとの差が第2閾値Vth2より小さいか否かを判定する。換言すれば、マイコン23は、スタック電圧検出部21により検出された電池スタックSTjの電圧VSTjとADC13により検出された電池セルCiの電圧VMiに基づき算出される電池スタックSTjの電圧との差が第2閾値Vth2より小さいか否かを判定する。当該判定条件を満足する場合、ステップS111に進み、当該判定条件を満足しない場合、ステップS112に進む。
In step S110, the
ステップS111にて、マイコン23は、スタック電圧検出部21により検出された電池スタックSTjの電圧VSTjと、ADC14により検出された電池スタックSTjに含まれる電池セルCiの電圧VSiの和ΣVSiとの差が第3閾値Vth3より小さいか否かを判定する。換言すれば、マイコン23は、スタック電圧検出部21により検出された電池スタックSTjの電圧VSTjとADC14により検出された電池セルCiの電圧VSiに基づき算出される電池スタックSTjの電圧との差が第3閾値Vth3より小さいか否かを判定する。当該判定条件を満足する場合、ステップS108に戻り、当該判定条件を満足しない場合、ステップS114に進む。
In step S111, the
このように、ステップS108〜ステップS111にて、マイコン23は、カウンタ値jを1からm(=2)までインクリメントしながら、スタック電圧検出部21により検出された電池スタックSTjの電圧VSTjとADC13により検出された電池セルCiの電圧VMiに基づき算出される電池スタックSTjの電圧との差が第2閾値Vth2より小さいか否か、及び、スタック電圧検出部21により検出された電池スタックSTjの電圧VSTjとADC14により検出された電池セルCiの電圧VSiに基づき算出される電池スタックSTjの電圧との差が第3閾値Vth3より小さいか否かを繰り返し判定する。
As described above, in steps S108 to S111, the
マイコン23は、スタック電圧検出部21により検出された電池スタックSTjの電圧VSTjとADC13により検出された電池セルCiの電圧VMiに基づき算出される電池スタックSTjの電圧との差が第2閾値Vth2以上の場合、ADC13の異常を特定(検出)し、ステップS112〜S113の処理を実行する。
The
一方、マイコン23は、スタック電圧検出部21により検出された電池スタックSTjの電圧VSTjとADC14により検出された電池セルCiの電圧VSiに基づき算出される電池スタックSTjの電圧との差が第3閾値Vth3以上の場合、ADC14の異常を特定(検出)し、ステップS114〜S115の処理を実行する。
On the other hand, the
ADC13が正常な場合、スタック電圧検出部21により検出された電池スタックSTjの電圧VSTjとADC13により検出された電池セルCiの電圧VMiに基づき算出される電池スタックSTjの電圧とは、略同等である(検出精度の違いに起因する程度の差異しかない)はずである。また、ADC14が正常な場合についても同様である。そのため、スタック電圧検出部21により検出された電池スタックSTjの電圧VSTjとADC13により検出された電池セルCiの電圧VMiに基づき算出される電池スタックSTjの電圧の差が検出精度の違いに起因して想定される差異(第2閾値Vth2)以上の場合、ADC13に異常が発生していると判断できる。また、スタック電圧検出部21により検出された電池スタックSTjの電圧VSTjとADC14により検出された電池セルCiの電圧VSiに基づき算出される電池スタックSTjの電圧の差が検出精度の違いに起因して想定される差異(第3閾値Vth3)以上の場合、ADC14に異常が発生していると判断できる。
When the
続いて、ステップS112〜S113では、ADC13の異常に対応する処理を実行し、ステップS114〜S115では、ADC14の異常に対応する処理を実行する。
Subsequently, in steps S112 to S113, processing corresponding to the abnormality of the
ステップS112では、マイコン23は、図示しない表示手段(例えば、車両100の車室内のメータパネル)に警告表示を行うと共に、ADC13に異常を検出した旨の異常信号をHV−ECU30に送信する。
In step S <b> 112, the
なお、警告表示は、ADC13が異常である旨を特定する警告表示であってもよいし、電池パック2の監視機能に何等かの異常が発生している旨を示す警告表示であってもよく、車両100の運転者が警告表示に応じて、ディーラーに持ち込む等の対応が可能なものであればよい。また、マイコン23は、警告表示の代わりに、又は、警告表示と併せて、例えば、車両100内のスピーカー等を通じて音声による警告を行ってもよい。
Note that the warning display may be a warning display that specifies that the
ステップS113にて、HV−ECU30は、上述したように、マイコン23から送信されたADC13に関する異常信号に応じて、ADC14により検出された各電池セルC1〜C56の電圧に基づく電池セルC1〜C56の充放電制御を開始し、今回の処理を終了する。
In step S113, as described above, the HV-
一方、ステップS114にて、マイコン23は、ステップS112と同様、図示しない表示手段(例えば、車両100の車室内のメータパネル)に警告表示を行うと共に、ADC14に異常を検出した旨の異常信号をHV−ECU30に送信する。
On the other hand, in step S114, as in step S112, the
なお、警告表示は、ADC14が異常である旨を特定する警告表示であってもよいし、電池パック2の監視機能に何等かの異常が発生している旨を示す警告表示であってもよく、車両100の運転者が警告表示に応じて、ディーラーに持ち込む等の対応が可能なものであればよい。また、マイコン23は、警告表示の代わりに、又は、警告表示と併せて、例えば、車両100内のスピーカー等を通じて音声による警告を行ってもよい。
Note that the warning display may be a warning display that specifies that the
ステップS115にて、HV−ECU30は、ADC13により検出された各電池セルC1〜C56の電圧に基づく電池セルC1〜C56の充放電制御を継続し、今回の処理を終了する。
In step S115, the HV-
なお、ADC13又はADC14の異常が検出された場合、それ以降、異常が検出されなかった(正常な)ADC13、14の何れかについて、所定時間毎に、ステップS106以降の処理が実行されてよい。これにより、異常が検出されなかったADC13又はADC14についての異常検出処理を実行することができる。この際、ステップS110とステップS111の内、異常が検出されたADC13又はADC14に対応するステップはスキップされる。また、当該処理により正常なADC13、14についても異常が検出された場合、HV−ECU30は、電池ユニット10(電池セルC1〜C56)の充放電を停止する。各電池セルC1〜C56の電圧を適切に監視できないからである。
When an abnormality of the
このように、本実施形態に係る充放電制御装置1は、ADC13及びADC14により検出された各電池セルC1〜C56の電圧の差の何れかが第1閾値Vth1以上の場合、スタック電圧検出部21により検出された電池スタックST1、ST2の電圧に基づき、ADC13の異常の有無を判断する。具体的には、スタック電圧検出部21により検出された電池スタックST1、ST2の電圧と、ADC13により検出された電池セルC1〜C56の電圧に基づき算出された電池スタックST1、ST2の電圧との差の何れかが第2閾値Vth2以上の場合、ADC13の異常を検出する。
As described above, the charge /
これにより、ADC13の異常を確実に検出することができる。即ち、ADC13及びADC14により検出された各電池セルC1〜C56の電圧の差が第1閾値Vth1以上であることにより、ADC13とADC14の何れかに異常が発生していると判断できる。その上で、スタック電圧検出部21により検出された電池スタックST1、ST2の電圧に基づく、ADC13の異常の検出(特定)が行われるため、スタック電圧検出部21の異常等と切り分けて、ADC13の異常を確実に検出することができる。
Thereby, abnormality of ADC13 can be detected reliably. That is, when the voltage difference between the battery cells C1 to C56 detected by the
また、異常検出のための自己診断回路等を設けることなく、電池セルC1〜C56の電圧の主たる監視機能を果たすADC13の異常検出を行うことができ、全体の回路規模やコストの増大を抑制することができる。
Further, it is possible to detect the abnormality of the
即ち、本実施形態に係る充放電制御装置1は、回路規模やコストの増大を抑制しつつ、電池セルC1〜C56の電圧の主たる監視機能を果たすADC13の異常を確実に検出することができる。
That is, the charge /
また、本実施形態に係る充放電制御装置1は、ADC13及びADC14により検出された各電池セルC1〜C56の電圧の差の何れかが第1閾値Vth1以上の場合、スタック電圧検出部21により検出された電池スタックST1、ST2の電圧に基づき、ADC14の異常の有無を判断する。具体的には、スタック電圧検出部21により検出された電池スタックST1、ST2の電圧と、ADC14により検出された電池セルC1〜C56の電圧に基づき算出された電池スタックST1、ST2の電圧との差の何れかが第3閾値Vth3以上の場合、ADC14の異常を検出する。
In addition, the charge /
これにより、ADC13の場合と同様、ADC14の異常を確実に検出することができる。 Thereby, the abnormality of ADC14 can be detected reliably like the case of ADC13.
また、異常検出のための自己診断回路等を設けることなく、電池セルC1〜C56の電圧の監視機能を代替可能なADC14の異常検出を行うことができ、全体の回路規模やコストの増大を抑制することができる。
Further, it is possible to detect an abnormality of the
即ち、本実施形態に係る充放電制御装置1は、回路規模やコストの増大を抑制しつつ、電池セルC1〜C56の電圧の監視機能を代替可能なADC14の異常を確実に検出することができる。
That is, the charge /
なお、本実施形態では、ADC13及びADC14により検出された各電池セルC1〜C56の電圧の差の何れかが第1閾値Vth1以上の場合、ADC13とADC14の何れかに異常が発生したと判断したが、ADC13及びADC14により検出された各電池セルC1〜C56の電圧の比較(差)に基づく他の方法を用いてもよい。例えば、ADC13及びADC14により検出された各電池セルC1〜C56の電圧の差のうち、所定数以上が第1閾値Vth1以上の場合、ADC13とADC14の何れかに異常が発生したと判断してよい。また、ADC13及びADC14により検出された各電池セルC1〜C56の電圧の差の何れかが第1閾値Vth1以上の状態が所定回数継続した場合や所定の割合で発生した場合に、ADC13とADC14の何れかに異常が発生したと判断してよい。
In the present embodiment, when any of the voltage differences between the battery cells C1 to C56 detected by the
また、図5におけるステップS107〜S111の代わりに、ステップS105の判定条件を満足しなかった際のカウンタ値iに対応する電池セルCiを含む電池スタックSTjに対してのみ、ステップS110、S111の判定処理を実行してもよい。 Further, instead of steps S107 to S111 in FIG. 5, the determinations of steps S110 and S111 are performed only for the battery stack STj including the battery cell Ci corresponding to the counter value i when the determination condition of step S105 is not satisfied. Processing may be executed.
また、本実施形態では、電池スタックST1、ST2の電圧を検出するスタック電圧検出部21を用いて、ADC13及びADC14の異常を検出したが、他の回路部位の電圧を検出する他の電圧検出部を用いることも可能である。即ち、当該他の電圧検出部は、電池セルC1〜C56の電圧との所定の関係に基づき算出(推定)可能な所定の回路部位の電圧を検出するものであればよい。これにより、上述した図5におけるステップS110、S111に相当する判定処理を実行することができる。
In the present embodiment, the stack
例えば、所定の回路部位の電圧として、スタック電圧検出部21の代わりに、各電源回路12(12−1〜12−14)の電圧(電源電圧Vcc)を検出する電源電圧検出部を用いるとよい。各監視IC11の電源電圧Vccは、各監視IC11の監視対象となる直列接続された4個の電池セルの電圧から電源回路12により生成されるため、電源回路12の構成に応じて、各電池セルの電圧から算出(推定)することができる。そのため、電源電圧検出部により検出された各監視IC11の電源電圧Vccと、ADC13により検出された各電池セルC1〜C56の電圧に基づき算出された各監視IC11の電源電圧Vccとの比較に基づき、ADC13の異常の有無を判断することができる。また、電源電圧検出部により検出された各監視IC11の電源電圧Vccと、ADC14により検出された各電池セルC1〜C56の電圧に基づき算出された各監視IC11の電源電圧Vccとの比較に基づき、ADC14の異常の有無を判断することができる。なお、各監視IC11に対応する電源電圧検出部は、各監視IC11内に設けられてもよいし、各監視IC11外(例えば、スタック電圧検出部21と同様、電池ECU20内)に設けられてもよい。
For example, instead of the stack
[変形例]
次に、上述した実施形態の変形例について説明をする。
[Modification]
Next, a modified example of the above-described embodiment will be described.
本変形例は、ADC14(14−1〜14−56)の代わりに、各監視IC11(11−1〜11−14)の各電源回路12(12−1〜12−14)により生成される電源電圧Vccを検出する電源電圧検出部を用いる点において、上述した実施形態と異なる。以下、上述した実施形態と同様の構成要素には、同一の符号を付し、異なる部分を中心に説明をする。 In this modification, the power supply generated by each power supply circuit 12 (12-1 to 12-14) of each monitoring IC 11 (11-1 to 11-14) instead of the ADC 14 (14-1 to 14-56). This embodiment is different from the above-described embodiment in that a power supply voltage detection unit that detects the voltage Vcc is used. Hereinafter, the same reference numerals are given to the same components as those in the above-described embodiment, and different portions will be mainly described.
なお、各監視IC11に対応する当該電源電圧検出部は、上述した実施形態におけるADC14と同様、各監視IC11内に設けられたものであってもよいし、各監視IC11外(例えば、電池ECU20内)に設けられたものであってもよい。
The power supply voltage detection unit corresponding to each monitoring
当該電源電圧検出部により検出された各監視IC11の電源電圧Vcc(に対応するデジタル信号)は、マイコン23に送信される。例えば、当該電源電圧検出部が各監視IC11内に含まれる場合、当該電源電圧検出部により検出された各監視IC11の電源電圧Vcc(に対応するデジタル信号)は、監視IC11−7、11−14からアイソレータ22(22−1、22−2)を介して、マイコン23に送信される。
The power supply voltage Vcc (corresponding to the digital signal) of each monitoring
マイコン23は、上述した実施形態(図5のステップS105)と同様、ADC13と当該電源電圧検出部の何れかに異常が発生しているか否かを判定する。上述したとおり、各監視IC11の電源電圧Vccは、各監視IC11の監視対象となる直列接続された4個の電池セルの電圧から電源回路12により生成されるため、電源回路12の構成に応じて、各電池セルの電圧から算出(推定)することができる。そのため、電源電圧検出部により検出された各監視IC11の電源電圧Vccと、ADC13により検出された各電池セルC1〜C56の電圧に基づき算出された各監視IC11の電源電圧Vccとの比較に基づき、ADC13と当該電源電圧検出部の何れかに異常が発生していると判断することができる。なお、かかる処理は、図5のステップS103〜S105と同様、カウンタ値iを1から監視ICの個数分(14)までインクリメントしながら、実行される。
Similar to the above-described embodiment (step S105 in FIG. 5), the
また、マイコン23は、当該処理によりADC13と当該電源電圧検出部の何れかに異常が発生していると判断した場合、上述した実施形態(図5のステップS110、S111)と同様、ADC13と当該電源電圧検出部の何れに異常が発生しているかを特定する。
Further, when the
即ち、マイコン23は、図5のステップS110と同様、ADC13により検出された各電池セルC1〜C56の電圧とスタック電圧検出部21により検出された電池スタックST1、ST2の電圧に基づき、ADC13の異常の有無を判定する。具体的には、カウンタ値jを1から2までインクリメントしながら、判定条件を満足する限り、図5におけるステップS110の判定処理を繰り返し実行する。カウンタ値j=1〜2の全てにおいて、ステップS110の判定条件を満足する場合、ADC13は正常と判断し、カウンタ値j=1〜2の何れかにおいて、ステップS110の判定条件を満足しない場合、ADC13は異常と判断する。
That is, the
なお、マイコン23は、ADC13の異常を検出した場合、上述した実施形態(図5のステップS112)と同様、図示しない表示手段(例えば、車両100の車室内のメータパネル)に警告表示を行うと共に、ADC13に異常を検出した旨の異常信号をHV−ECU30に送信する。
When the
同様に、マイコン23は、図5のステップS111と同様、当該電源電圧検出部により検出された各監視IC11の電源電圧Vccとスタック電圧検出部21により検出された電池スタックST1、ST2の電圧に基づき、当該電源電圧検出部の異常の有無を判断する。上述したとおり、各監視IC11の電源電圧Vccは、電源回路12により各監視IC11の監視対象となる直列接続された4個の電池セルの電圧から生成されるため、電源回路12の構成に応じて、電源電圧Vccから直列接続された4個の電池セルの電圧を算出(推定)することができる。そのため、当該電源電圧検出部により検出された各監視IC11の電源電圧Vccに基づき電池スタックST1、ST2の電圧を算出(推定)し、スタック電圧検出部21により検出された電池スタックST1、ST2の電圧と比較することで、当該電源電圧検出部の異常の有無を判断できる。例えば、当該電源電圧検出部により検出された電源電圧Vccに基づき算出された電池スタックST1、ST2の電圧と、スタック電圧検出部21により検出された電池スタックST1、ST2の電圧VSTj(j=1、2)との差の何れかが第4閾値Vth4以上の場合、当該電源電圧検出部は異常と判断してよい。具体的には、カウンタ値jを1から2までインクリメントしながら、かかる判定条件を満足する限り、かかる判定処理を繰り返し実行する。カウンタ値j=1〜2の全てにおいて、かかる判定条件を満足する場合、当該電源電圧検出部は正常と判断し、カウンタ値j=1〜2の何れかにおいて、かかる判定条件を満足しない場合、当該電源電圧検出部は異常と判断する。
Similarly, the
なお、マイコン23は、当該電源電圧検出部の異常を検出した場合、上述した実施形態(図5のステップS114)と同様、図示しない表示手段(例えば、車両100の車室内のメータパネル)に警告表示を行うと共に、当該電源電圧検出部に異常を検出した旨の異常信号をHV−ECU30に送信する。
If the
このように、変形例に係る充放電制御装置1は、当該電源電圧検出部により検出された各監視IC11の電源電圧Vccを用いて、電池セルC1〜C56の電圧の主たる監視機能を果たすADC13の異常を確実に検出することができる。
Thus, the charge /
また、異常検出のための自己診断回路等を設けることなく、電池セルC1〜C56の電圧の主たる監視機能を果たすADC13の異常検出を行うことができ、全体の回路規模やコストの増大を抑制することができる。
Further, it is possible to detect the abnormality of the
即ち、変形例に係る充放電制御装置1は、回路規模やコストの増大を抑制しつつ、電池セルC1〜C56の電圧の主たる監視機能を果たすADC13の異常を確実に検出することができる。
That is, the charge /
HV−ECU30は、上述した実施形態と同様、通常時(ADC13が正常な場合)において、ADC13により検出された各電池セルC1〜C56の電圧に基づき、充放電制御を実行する。
As in the above-described embodiment, the HV-
一方、HV−ECU30は、ADC13の異常が検出された場合、ADC13により検出される各電池セルC1〜C56の電圧、又は、当該電圧に基づく各電池セルC1〜C56のSOCを制御する範囲を大幅に制限して、充放電制御を継続するか、又は、充放電制御を停止する。
On the other hand, when the abnormality of the
例えば、ADC13により検出された各電池セルC1〜C56の電圧に基づき算出された電池スタックST1、ST2の電圧とスタック電圧検出部21により検出された電池スタックST1、ST2の電圧との差が限界値Vlim(>第2閾値Vth2)より小さい場合は、ADC13により検出される各電池セルC1〜C56の電圧、又は、当該電圧に基づく各電池セルC1〜C56のSOCを制御する範囲を大幅に制限して、充放電制御を継続する。これに対して、ADC13により検出された各電池セルC1〜C56の電圧に基づき算出された電池スタックST1、ST2の電圧とスタック電圧検出部21により検出された電池スタックST1、ST2の電圧との差が限界値Vlim以上の場合は、充放電制御を停止する。
For example, the difference between the voltage of the battery stacks ST1 and ST2 calculated based on the voltages of the battery cells C1 to C56 detected by the
このように、変形例に係る充放電制御装置1は、電池セルC1〜C56の主たる監視機能を果たすADC13に異常が発生しても、異常の程度が所定以下の場合、電池ユニット10(電池セルC1〜C56)の充放電制御を継続することができる。そのため、電池ユニット10(電池セルC1〜C56)の充放電停止による車両100の燃費悪化を最低限抑制することができる。
As described above, the charge /
なお、電池スタックST1、ST2の電圧を検出するスタック電圧検出部21を用いて、ADC13及び当該電源電圧検出部の異常を検出したが、上述した実施形態と同様、他の回路部位の電圧を検出する他の電圧検出部を用いることも可能である。即ち、当該他の電圧検出部は、電池セルC1〜C56の電圧及び電源電圧Vccとの所定の関係に基づき算出(推定)可能な所定の回路部位の電圧を検出するものであればよい。但し、上述した実施形態において例示した電源電圧検出部を用いる場合は、本変形例における当該電源電圧検出部とは別に設ける必要がある。
The stack
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was explained in full detail, this invention is not limited to this specific embodiment, In the range of the summary of this invention described in the claim, various Can be modified or changed.
例えば、上述した実施形態及び変形例では、充放電制御装置1が、蓄電部として各電池セルの単位での電圧監視を行ったが、蓄電部の種類等に応じて、蓄電部として、例えば、複数の電池セルを直列又は並列に接続したモジュール単位での電圧監視を行ってもよい。
For example, in the above-described embodiment and modification, the charge /
また、外部給電により電池ユニット10(電池セルC1〜C56)の充電が可能な場合、上述した実施形態又は変形例に係る充放電制御装置1は、車両100の駐車状態(イグニッションオフ状態)での充電時における充電制御を実行してもよい。
Moreover, when the battery unit 10 (battery cells C1 to C56) can be charged by external power feeding, the charge /
また、上述した実施形態及び変形例に係る充放電制御装置1は、シリーズ・パラレル式のハイブリッド車以外の電動車両(レンジエクステンダ車、モータのみを駆動力源とする電気自動車等)に搭載された蓄電部の充放電制御に適用されてもよい。
The charge /
また、上述した実施形態及び変形例に係る充放電制御装置1は、車載以外の蓄電部(例えば、定置用の蓄電装置内の電池セル等)の充放電制御に適用されてもよい。
Further, the charge /
1 充放電制御装置
2 電池パック
10 電池ユニット
11、11−1〜11−14 監視IC
12、12−1〜12−14 電源回路
13、13−1〜13−56 ADコンバータ(第1電圧検出部)
14、14−1〜14−56 ADコンバータ(第2電圧検出部)
15、16 通信線
20 電池ECU
21、21−1、21−2 スタック電圧検出部(第3電圧検出部)
22、22−1、22−2 アイソレータ
23 マイコン(制御部)
30 HV−ECU(制御部)
40 エンジン
50 モータ
60 ジェネレータ
70 モータ用インバータ
80 ジェネレータ用インバータ
C1〜C56 電池セル(蓄電部)
SP サービスプラグ
ST1、ST2 電池スタック(蓄電ブロック)
V+ 正極端子
V− 負極端子
DESCRIPTION OF
12, 12-1 to 12-14
14, 14-1 to 14-56 AD converter (second voltage detector)
15, 16
21, 21-1, 21-2 Stack voltage detector (third voltage detector)
22, 22-1, 22-2
30 HV-ECU (control unit)
40
SP Service plug ST1, ST2 Battery stack (storage block)
V + Positive terminal V- Negative terminal
Claims (5)
各前記複数の蓄電部の電圧を検出する第1電圧検出部と、
各前記複数の蓄電部の電圧を検出する第2電圧検出部であって、前記第1電圧検出部より検出精度が低い第2電圧検出部と、
各前記複数の蓄電部の電圧に基づき算出可能な所定の回路部位の電圧を検出する第3電圧検出部と、
前記第1電圧検出部により検出された各前記複数の蓄電部の電圧、又は、前記第1電圧検出部により検出された各前記複数の蓄電部の電圧に基づく各前記複数の蓄電部の充電状態が第1所定範囲に収まるように、前記複数の蓄電部の充放電制御を実行する制御部を備え、
前記制御部は、
前記第1電圧検出部及び前記第2電圧検出部により検出された各前記複数の蓄電部の電圧の比較に基づき、前記第1電圧検出部と前記第2電圧検出部の何れかに異常が発生したと判断した場合、前記第3電圧検出部により検出された前記所定の回路部位の電圧に基づき、前記第1電圧検出部の異常の有無を判断すると共に、前記第1電圧検出部の異常を検出した場合、前記第2電圧検出部により検出された各前記複数の蓄電部の電圧、又は、前記第2電圧検出部により検出された各前記複数の蓄電部の電圧に基づく各前記複数の蓄電部の充電状態が前記第1所定範囲より狭い第2所定範囲に収まるように、前記複数の蓄電部の充放電制御を実行することを特徴とする、
充放電制御装置。 A plurality of connected power storage units;
A first voltage detection unit for detecting a voltage of each of the plurality of power storage units;
A second voltage detection unit that detects a voltage of each of the plurality of power storage units, the second voltage detection unit having lower detection accuracy than the first voltage detection unit;
A third voltage detector that detects a voltage of a predetermined circuit part that can be calculated based on the voltages of each of the plurality of power storage units;
The state of charge of each of the plurality of power storage units based on the voltage of each of the plurality of power storage units detected by the first voltage detection unit or the voltage of each of the plurality of power storage units detected by the first voltage detection unit Is provided with a control unit that performs charge / discharge control of the plurality of power storage units, so as to fall within the first predetermined range,
The controller is
Based on a comparison of the voltages of the plurality of power storage units detected by the first voltage detection unit and the second voltage detection unit, an abnormality has occurred in either the first voltage detection unit or the second voltage detection unit. And determining whether or not there is an abnormality in the first voltage detection unit based on the voltage of the predetermined circuit part detected by the third voltage detection unit, and determining whether or not the first voltage detection unit is abnormal. If detected, the plurality of power storages based on the voltages of the plurality of power storage units detected by the second voltage detection unit or the voltages of the plurality of power storage units detected by the second voltage detection unit. Charging / discharging control of the plurality of power storage units is performed such that a state of charge of the unit falls within a second predetermined range narrower than the first predetermined range,
Charge / discharge control device.
前記第1電圧検出部及び前記第2電圧検出部により検出された各前記複数の蓄電部の電圧の差の何れかが所定の第1閾値以上の場合、前記第3電圧検出部により検出された前記所定の回路部位の電圧に基づき、前記第1電圧検出部の異常の有無を判断することを特徴とする、
請求項1に記載の充放電制御装置。 The controller is
When any of the voltage differences of the plurality of power storage units detected by the first voltage detection unit and the second voltage detection unit is equal to or greater than a predetermined first threshold, the third voltage detection unit detects the difference. Based on the voltage of the predetermined circuit part, it is determined whether there is an abnormality in the first voltage detection unit,
The charge / discharge control apparatus according to claim 1.
前記所定の回路部位の電圧として、前記複数の蓄電部を2以上のブロックに分割して構成された2以上の蓄電ブロックの電圧を検出し、
前記制御部は、
前記第1電圧検出部及び前記第2電圧検出部により検出された各前記複数の蓄電部の差の何れかが前記所定の第1閾値以上の場合であって、前記第1電圧検出部により検出された前記複数の蓄電部の電圧に基づき算出された各前記蓄電ブロックの電圧と前記第3電圧検出部により検出された各前記蓄電ブロックの電圧との差の何れかが所定の第2閾値以上の場合、前記第1電圧検出部の異常を検出することを特徴とする、
請求項2に記載の充放電制御装置。 The third voltage detector is
Detecting a voltage of two or more power storage blocks configured by dividing the plurality of power storage units into two or more blocks as a voltage of the predetermined circuit portion;
The controller is
The difference between each of the plurality of power storage units detected by the first voltage detection unit and the second voltage detection unit is not less than the predetermined first threshold value and is detected by the first voltage detection unit. Any of the differences between the voltages of the storage blocks calculated based on the voltages of the plurality of stored storage units and the voltages of the storage blocks detected by the third voltage detection unit is greater than or equal to a predetermined second threshold value In this case, the abnormality of the first voltage detection unit is detected.
The charge / discharge control apparatus according to claim 2.
前記所定の回路部位の電圧として、前記第1電圧検出部及び前記第2電圧検出部に駆動電力を供給する電源であって、前記複数の蓄電部より供給される電力から生成される電源の電圧を検出し、
前記制御部は、
前記第1電圧検出部及び前記第2電圧検出部により検出された各前記複数の蓄電部の電圧の差の何れかが前記所定の第1閾値以上の場合、前記第1電圧検出部により検出された前記複数の蓄電部の電圧に基づき算出された前記電源の電圧と、前記第3電圧検出部により検出された前記電源の電圧との比較に基づき、前記第1電圧検出部の異常の有無を判断することを特徴とする、
請求項2に記載の充放電制御装置。 The third voltage detector is
A voltage of the power source that supplies driving power to the first voltage detection unit and the second voltage detection unit as the voltage of the predetermined circuit part, and is generated from the power supplied from the plurality of power storage units Detect
The controller is
If any of the voltage differences of the plurality of power storage units detected by the first voltage detection unit and the second voltage detection unit is equal to or greater than the predetermined first threshold, the first voltage detection unit detects the difference. Based on the comparison between the voltage of the power source calculated based on the voltages of the plurality of power storage units and the voltage of the power source detected by the third voltage detection unit, the presence or absence of abnormality of the first voltage detection unit is determined. It is characterized by judging,
The charge / discharge control apparatus according to claim 2.
各前記複数の蓄電部の電圧を検出する第1電圧検出部と、
各前記複数の蓄電部の電圧に基づき算出可能な所定の一の回路部位の電圧を検出する第2電圧検出部と、
各前記複数の蓄電部の電圧、及び、前記所定の一の回路部位の電圧に基づき算出可能な所定の他の回路部位の電圧を検出する第3電圧検出部と、
前記第1電圧検出部により検出された各前記複数の蓄電部の電圧、又は、前記第1電圧検出部により検出された各前記複数の蓄電部の電圧に基づく各前記複数の蓄電部の充電状態が第1所定範囲に収まるように、前記複数の蓄電部の充放電制御を実行する制御部を備え、
前記制御部は、
前記第1電圧検出部により検出された各前記複数の蓄電部の電圧に基づき算出された前記所定の一の回路部位の電圧と前記第2電圧検出部により検出された前記所定の一の回路部位の電圧の比較に基づき、前記第1電圧検出部と前記第2電圧検出部の何れかに異常が発生したと判断した場合、前記第3電圧検出部により検出された前記所定の他の回路部位の電圧に基づき、前記第1電圧検出部の異常の有無を判断すると共に、前記第1電圧検出部の異常を検出した場合であって、前記第1電圧検出部の異常の程度が所定以下の場合、前記第1電圧検出部により検出された各前記複数の蓄電部の電圧、又は、前記第1電圧検出部により検出された各前記複数の蓄電部の電圧に基づく各前記複数の蓄電部の充電状態が前記第1所定範囲より狭い第3所定範囲に収まるように、前記複数の蓄電部の充放電制御を実行することを特徴とする、
充放電制御装置。 A plurality of connected power storage units;
A first voltage detection unit for detecting a voltage of each of the plurality of power storage units;
A second voltage detection unit that detects a voltage of a predetermined circuit portion that can be calculated based on the voltages of each of the plurality of power storage units;
A third voltage detection unit that detects a voltage of each of the plurality of power storage units and a voltage of a predetermined other circuit part that can be calculated based on a voltage of the predetermined one circuit part;
The state of charge of each of the plurality of power storage units based on the voltage of each of the plurality of power storage units detected by the first voltage detection unit or the voltage of each of the plurality of power storage units detected by the first voltage detection unit Is provided with a control unit that performs charge / discharge control of the plurality of power storage units, so as to fall within the first predetermined range,
The controller is
The voltage of the predetermined circuit portion calculated based on the voltages of the plurality of power storage units detected by the first voltage detection unit and the predetermined circuit portion detected by the second voltage detection unit The predetermined other circuit portion detected by the third voltage detector when it is determined that an abnormality has occurred in either the first voltage detector or the second voltage detector based on the comparison of the voltages of And determining whether there is an abnormality in the first voltage detection unit, and detecting an abnormality in the first voltage detection unit, wherein the degree of abnormality in the first voltage detection unit is not more than a predetermined level. The plurality of power storage units based on the voltages of the plurality of power storage units detected by the first voltage detection unit or the voltages of the plurality of power storage units detected by the first voltage detection unit. The charging state is narrower than the first predetermined range. To fit in a predetermined range, and executes the charging and discharging control of the plurality of power storage units,
Charge / discharge control device.
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