JP2016181985A - 電流制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電池パックが有する複数の電池モジュールに備えられる電池のうちの一部の電池が高温になり、その電池の発熱により電池パック内のその他の部品が破損することを回避する。
【解決手段】並列接続される複数の電池モジュール１１にそれぞれ備えられる温度検出部１１４と、各温度検出部１１４により検出される複数の温度Ｔに基づいて許容電流Ｉａ１を取得する第１の許容電流取得部と、第１の許容電流取得部により取得される許容電流Ｉａ１を閾値Ｉｔｈに設定する閾値設定部１３２と、閾値Ｉｔｈに基づいて電池パック１に流れる電流を制御する電流制御部１３３とを備えて電流制御装置を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、互いに並列接続される複数の電池モジュールを有する電池パックに流れる電流を制御する技術に関する。

電動フォークリフトやプラグインハイブリッド車など、電動モータの動力を利用して走行する車両の普及に伴い、車両に搭載される電池パックの技術の向上が図られている。
電池パックとして、例えば、互いに並列接続される複数の電池モジュールを有するものがある。このような電池パックでは、電池の内部抵抗や特性のバラツキなどにより、充電時や放電時において、各電池モジュールに備えられる電池のうちの一部の電池が高温になり、その電池の発熱により電池パック内のその他の部品が破損するおそれがある。

関連する技術として、例えば、電池の電圧及び電流に基づいて、電池の最高温度及び最低温度に対する電池の最大許容充放電電力若しくは最大許容充放電電流を求め、最高温度及び最低温度に対する電池の最大許容充放電電力若しくは最大許容充放電電流のうち、小さい方を選択するものがある。例えば、特許文献１参照。

また、関連する技術として、例えば、電池の温度、電圧、電流、及び特性に基づいて、電池パックの最大放電および／または再生電流限界値を計算するものがある。例えば、特許文献２参照。

特開２００７−１６５２１１号公報 特表２０１０−５１８５６５号公報

本発明の一側面に係る目的は、電池パックが有する複数の電池モジュールに備えられる電池のうちの一部の電池が高温になり、その電池の発熱により電池パック内のその他の部品が破損することを回避することが可能な電流制御装置を提供することである。

本発明に係る一つの形態である電流制御装置は、並列接続される複数の電池モジュールを有する電池パックに流れる電流を制御する電流制御装置であって、前記各電池モジュールにそれぞれ備えられる温度検出部と、前記各温度検出部により検出される複数の温度に基づいて許容電流を取得する第１の許容電流取得部と、前記第１の許容電流取得部により取得される許容電流を閾値に設定する閾値設定部と、前記閾値に基づいて前記電池パックに流れる電流を制御する電流制御部とを備える。

本発明は、電池パックが有する複数の電池モジュールに備えられる電池のうちの一部の電池が高温になり、その電池の発熱により電池パック内のその他の部品が破損することを回避することができる。

第１実施形態の電流制御装置を含む電池パックの構成例を示す図である。 最大温度と許容電流との関係を示す情報の一例を示す図である。 第１実施形態の制御部の動作の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態の電流制御装置を含む電池パックの構成例を示す図である。 第２実施形態の制御部の動作の一例を示すフローチャートである。

以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の電流制御装置を含む電池パックの構成例を示す図である。

図１に示す電池パック１は、例えば、電動フォークリフトやプラグインハイブリッド車などの車両に搭載され、互いに並列接続される複数の電池モジュール１１と、記憶部１２と、制御部１３とを備える。

各電池モジュール１１は、それぞれ、電池１１１と、電圧検出部１１２と、電流検出部１１３と、複数の温度検出部１１４と、スイッチ１１５とを備える。なお、図１に示す例では、各電池モジュール１１１に３つの温度検出部１１４−１〜１１４−３が備えられているが、温度検出部１１４の数は特に限定されない。また、電流制御装置は、例えば、電圧検出部１１２、電流検出部１１３、温度検出部１１４、スイッチ１１５、記憶部１２、制御部１３などを備えて構成されるものとする。

電池１１１は、直列接続される複数の二次電池（例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池）により構成されている。なお、電池１１１は、１つの二次電池により構成されてもよい。

電圧検出部１１２は、例えば、電圧計であり、電池１１１の電圧（電池モジュール１１の電圧）Ｖを検出する。
電流検出部１１３は、例えば、電流計であり、電池１１１に流れる電流（電池モジュール１１に流れる電流）Ｉを検出する。

温度検出部１１４−１〜１１４−３は、例えば、サーミスタであり、電池１１１または電池１１１周辺の互いに異なる箇所の温度Ｔ１〜Ｔ３を検出する。
スイッチ１１５は、例えば、機械式リレーやＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）などの半導体リレーであり、電池１１１に接続されている。スイッチ１１５がオンすると、そのスイッチ１１５が備えられる電池モジュール１１の給電路が通電することで、他に給電路が通電している電池モジュール１１と電気的に並列接続される。給電路が通電している電池モジュール１１は、車両の外部に設けられる外部充電器２からの電力供給や車両に搭載の電力変換部３及び走行モータ４への電力供給が可能である。また、スイッチ１１５がオフすると、そのスイッチ１１５が備えられる電池モジュール１１の給電路が遮断することで、その電池モジュール１１が電池パック１（給電路が通電している他の電池モジュール１１）から電気的に切り離される。

記憶部１２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などである。なお、記憶部１２は制御部１３内に設けられてもよい。
制御部１３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）などを有して構成され、電池パック１に流れる電流を制御する。

また、制御部１３は、許容電流取得部１３１と、閾値設定部１３２と、電流制御部１３３と、スイッチ制御部１３４とを備える。なお、許容電流取得部１３１、閾値設定部１３２、電流制御部１３３、及びスイッチ制御部１３４は、例えば、ＣＰＵなどが記憶部１２に記憶されているプログラムを読み出し実行することによって実現される。

許容電流取得部１３１は、第１の許容電流取得部を備える。
第１の許容電流取得部は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１（電池パック１から電気的に切り離されていない電池モジュール１１）の電池１１１の温度（要素１）に基づいて、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１毎に許容電流Ｉａ１を取得する。すなわち、第１の許容電流取得部は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１の温度検出部１１４−１〜１１４−３により検出される温度Ｔ１〜Ｔ３のうち、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１毎に最大温度Ｔｍａｘを求め、各最大温度Ｔｍａｘにそれぞれ対応する許容電流Ｉａ１を取得する。

例えば、電池パック１において、３つの電池モジュール１１Ａ〜１１Ｃが互いに電気的に並列接続されている場合、第１の許容電流取得部は、電池モジュール１１Ａの温度検出部１１４−１〜１１４−３により検出される温度Ｔ１〜Ｔ３のうちの最大値を最大温度ＴｍａｘＡとして求め、電池モジュール１１Ｂの温度検出部１１４−１〜１１４−３により検出される温度Ｔ１〜Ｔ３のうちの最大値を最大温度ＴｍａｘＢとして求め、電池モジュール１１Ｃの温度検出部１１４−１〜１１４−３により検出される温度Ｔ１〜Ｔ３のうちの最大値を最大温度ＴｍａｘＣとして求める。次に、第１の許容電流取得部は、図２に示すように、最大温度Ｔｍａｘと許容電流Ｉａ１との対応関係を示す情報を参照して、最大温度ＴｍａｘＡ〜ＴｍａｘＣにそれぞれ対応する許容電流Ｉａ１を求める。図２に示す情報では、最大温度Ｔｍａｘが大きくなるほど、その最大温度Ｔｍａｘに対応する許容電流Ｉａ１が小さくなるため、最大温度ＴｍａｘＡ〜ＴｍａｘＣが大きくなるほど、その最大温度ＴｍａｘＡ〜ＴｍａｘＣに対応する許容電流Ｉａ１がそれぞれ小さくなる。なお、第１の許容電流取得部は、取得した許容電流Ｉａ１に、電圧検出部１１２により検出される電圧Ｖを積算することで、電池モジュール１１の許容電力を求め、その求めた許容電力を走行制御部５などに出力してもよい。

閾値設定部１３２は、第１の許容電流取得部により取得された各許容電流Ｉａ１のうちの最小値（最も温度が高い電池１１１を有する電池モジュール１１に流れる電流）を閾値Ｉｔｈに設定し、閾値Ｉｔｈ×（互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１の並列数ｎ）を「電流制限値Ｉｌ」に設定する。

電流制御部１３３は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１に流れる電流のうちの少なくとも１つの電流が、閾値Ｉｔｈ以上になると、「電流制限値Ｉｌ」を下げる。すなわち、電流制御部１３３は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１に流れる電流のうちの少なくとも１つの電流が、最も温度が高い電池１１１を有する電池モジュール１１に流れる電流以上になると、「電流制限値Ｉｌ」を下げる。

スイッチ制御部１３４は、「電流制限値Ｉｌ」が、外部充電器２の充電可能電流範囲を外れると、すべての温度検出部１１４の検出結果に基づいて、最も温度が高い電池１１１を特定し、その特定した電池１１１を有する電池モジュール１１のスイッチ１１５をオンからオフに切り替えて、その電池モジュール１１を電池パック１から電気的に切り離す。例えば、電池１１１の温度が高くなると閾値Ｉｔｈが小さくなる。閾値Ｉｔｈ小さくなると電流制限値Ｉ１が小さくなる。そして、電流制限値Ｉ１が外部充電器２の充電可能電流下限値よりも小さくなると、特定した電池１１１を有する電池モジュール１１を電池パック１から電気的に切り離す。これにより、外部充電器２から電池パック１へ流れる電流が、外部充電器２の充電可能電流範囲を外れて、外部充電器２が停止することを防止することができるため、互いに電気的に並列接続される残りの電池モジュール１１を継続して充電させることができる。

電池パック１の充電時、外部充電器２は、制御部１３から送信される電流指令値Ｉｃ１に応じた電流を電池パック１に供給する。電池パック１に供給される電流は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１の電池１１１に供給される。制御部１３は、充電時の電池パック１に流れる電流の目標値である目標電流値Ｉｔ１が「電流制限値Ｉｌ」よりも小さい場合、目標電流値Ｉｔ１を電流指令値Ｉｃ１として外部充電器２へ送信し、目標電流値Ｉｔ１が「電流制限値Ｉｌ」以上である場合、「電流制限値Ｉｌ」を電流指令値Ｉｃ１として外部充電器２へ送信する。目標電流値Ｉｔ１が「電流制限値Ｉｌ」以上であるときに「電流制限値Ｉｌ」が下がると、電流指令値Ｉｃ１が小さくなり、外部充電器２から電池パック１へ流れる電流が小さくなる。電池パック１に流れる電流が小さくなると、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１の電池１１１に流れる電流も小さくなる。電池１１１に流れる電流が小さくなると、電池１１１の温度が低下する。互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１に流れる電流のうちの少なくとも１つの電流が、最も温度が高い電池１１１を有する電池モジュール１１に流れる電流以上になると、「電流制限値Ｉｌ」が下がるため、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１の電池１１１の温度は、最も高い温度よりも高くならない。すなわち、電池パック１の充電時、最も温度が高い電池１１１を有する電池モジュール１１に流れる電流が、それ以上大きくならないようにすることができるため、その電池１１１の温度が、それ以上大きくならないようにすることができる。

車両の走行時（電池パック１の放電時）、電力変換部３は、電池パック１から供給される直流電力を、制御部１３から送信される電流指令値Ｉｃ２に応じた交流電力に変換して走行モータ４に供給する。制御部１３は、走行制御部５から送信される目標電流値Ｉｔ２が「電流制限値Ｉｌ」よりも小さい場合、目標電流値Ｉｔ２を電流指令値Ｉｃ２として電力変換部３へ送信し、目標電流値Ｉｔ２が「電流制限値Ｉｌ」以上である場合、「電流制限値Ｉｌ」を電流指令値Ｉｃ２として電力変換部３へ送信する。目標電流値Ｉｔ２が「電流制限値Ｉｌ」以上であるときに「電流制限値Ｉｌ」が下がると、電流指令値Ｉｃ２が小さくなり、電池パック１から電力変換部３及び走行モータ４へ流れる電流が小さくなる。電池パック１に流れる電流が小さくなると、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１の電池１１１に流れる電流も小さくなる。各電池１１１に流れる電流が小さくなると、各電池１１１の温度が低下する。互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１に流れる電流のうちの少なくとも１つの電流が、最も温度が高い電池１１１を有する電池モジュール１１に流れる電流以上になると、「電流制限値Ｉｌ」が下がるため、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１の電池１１１の温度は、最も高い温度よりも高くならない。すなわち、車両の走行時、最も温度が高い電池１１１を有する電池モジュール１１に流れる電流が、それ以上大きくならないようにすることができるため、その電池１１１の温度が、それ以上大きくならないようにすることができる。

また、図２に示す情報のように、最大温度Ｔｍａｘが大きくなるほど、その最大温度Ｔｍａｘに対応する許容電流Ｉａ１が小さくなる情報が参照されて、許容電流Ｉａ１が取得される場合では、電池１１１の温度が高くなると、閾値Ｉｔｈが小さくなるため、電池モジュール１１に流れる電流が閾値Ｉｔｈ以上になり易くなり、電流指令値Ｉｃ１が小さくなり易くなる。このような場合においても、電池１１１の温度上昇を抑えることができる。

なお、走行制御部５は、制御部１３から送信される「電流制限値Ｉｌ」を受信し、目標電流値Ｉｔ２が「電流制限値Ｉｌ」よりも小さい場合、目標電流値Ｉｔ２を電流指令値Ｉｃ２として電力変換部３へ送信し、目標電流値Ｉｔ２が「電流制限値Ｉｌ」以上である場合、「電流制限値Ｉｌ」を電流指令値Ｉｃ２として電力変換部３に送信するように構成してもよい。このように構成する場合、制御部１３は、目標電流値Ｉｔ２と「電流制限値Ｉｌ」との大小比較を行わずに「電流制限値Ｉｌ」を求めるだけでよい。

図３は、第１実施形態の制御部１３の動作の一例を示すフローチャートである。
まず、電池パック１の充電または車両の走行が開始されると、許容電流取得部１３１の第１の許容電流取得部は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１の温度検出部１１４−１〜１１４−３により検出される温度Ｔ１〜Ｔ３のうち、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１毎に最大温度Ｔｍａｘを求め、各最大温度Ｔｍａｘにそれぞれ対応する許容電流Ｉａ１を取得する（Ｓ３１）。

次に、閾値設定部１３２は、許容電流取得部１３１により取得される各許容電流Ｉａ１のうちの最小値を閾値Ｉｔｈに設定し、閾値Ｉｔｈ×（互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１の並列数ｎ）を「電流制限値Ｉｌ」に設定する（Ｓ３２）。

次に、電流制御部１３３は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１の電流検出部１１３により検出される電流Ｉのうち、少なくとも１つの電流Ｉが閾値Ｉｔｈ以上であるか否かを判断する（Ｓ３３）。

電流制御部１３３は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１の電流検出部１１３により検出される電流Ｉのうち、少なくとも１つの電流Ｉが閾値Ｉｔｈ以上であると判断すると（Ｓ３３：Ｙｅｓ）、「電流制限値Ｉｌ」を一定値分下げ（Ｓ３４）、電池パック１に流れる電流（互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１の電流検出部１１３により検出される電流Ｉの合計値）が外部充電器２の出力可能電流範囲外であるか否かを判断する（Ｓ３５）。

また、電流制御部１３３は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１の電流検出部１１３により検出される電流Ｉのうち、すべての電流Ｉが閾値Ｉｔｈよりも小さいと判断すると（Ｓ３３：Ｎｏ）、「電流制限値Ｉｌ」を下げずに、電池パック１に流れる電流が外部充電器２の出力可能電流範囲外であるか否かを判断する（Ｓ３５）。

次に、電流制御部１３３により、電池パック１に流れる電流が外部充電器２の出力可能電流範囲外であると判断されると（Ｓ３５：Ｙｅｓ）、スイッチ制御部１３４は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１の温度検出部１１４−１〜１１４−３により検出される温度Ｔ１〜Ｔ３のうちの最大値に対応する電池１１１に接続されるスイッチ１１５をオンからオフに切り替えることで、その電池１１１を有する電池モジュール１１の給電路を遮断させる（Ｓ３６）。

また、電流制御部１３３は、電池パック１に流れる電流が外部充電器２の出力可能電流範囲内であると判断すると（Ｓ３５：Ｎｏ）、給電路が遮断されている電池モジュール１１の温度検出部１１４−１〜１１４−３により検出される温度Ｔ１〜Ｔ３のうちの最大値が所定温度以下であるか否かを判断する（Ｓ３７）。

電流制御部１３３により、電池パック１に流れる電流が外部充電器２の出力可能電流範囲内で、かつ、給電路が遮断されている電池モジュール１１の温度検出部１１４−１〜１１４−３により検出される温度Ｔ１〜Ｔ３のうちの最大値が所定温度以下であると判断されると（Ｓ３５：Ｎｏ、Ｓ３７：Ｙｅｓ）、スイッチ制御部１３４は、その給電路が遮断されている電池モジュール１１のスイッチ１１５をオフからオンに切り替えることで、その電池モジュール１１の給電路を通電させる（Ｓ３８）。

次に、電流制御部１３３は、電池パック１の充電または車両の走行が終了したか否かを判断し（Ｓ３９）、電池パック１の充電または車両の走行が終了したと判断すると（Ｓ３９：Ｙｅｓ）、電池パック１１の電流制御を終了する。

また、電流制御部１３３により、電池パック１の充電または車両の走行が終了していないと判断されると（Ｓ３９：Ｎｏ）、許容電流取得部１３１の第１の許容電流取得部は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１の温度検出部１１４−１〜１１４−３により検出される温度Ｔ１〜Ｔ３のうち、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１毎に最大温度Ｔｍａｘを求め、各最大温度Ｔｍａｘにそれぞれ対応する許容電流Ｉａ１を取得し（Ｓ４０）、閾値設定部１３２は、第１の許容電流取得部により取得される各許容電流Ｉａのうちの最小値を閾値Ｉｔｈに設定し（Ｓ４１）、Ｓ３３〜Ｓ３９の動作が繰り返される。

なお、Ｓ３３の動作において、電流制御部１３３は、Ｓ３１の動作で求められた各最大温度Ｔｍａｘのうちの最大値に対応する電池１１１の電流Ｉが閾値Ｉｔｈ以上であるか否かを判断するように構成してもよい。このように構成する場合、電流制御部１３３は、各最大温度Ｔｍａｘのうちの最大値に対応する電池１１１の電流Ｉが閾値Ｉｔｈ以上であると判断すると（Ｓ３３：Ｙｅｓ）、Ｓ３４の動作に移行し、各最大温度Ｔｍａｘのうちの最大値に対応する電池１１１の電流Ｉが閾値Ｉｔｈよりも小さいと判断すると（Ｓ３３：Ｎｏ）、Ｓ３５の動作に移行する。このように構成する場合、最も温度が高い電池１１１を有する電池モジュール１１に流れる電流のみに対して、温度上昇を抑制するためのフィードバック制御を行うことができる。

第１実施形態の電流制御装置は、電池パック１の充電時または車両の走行時、最も温度が高い電池１１１を有する電池モジュール１１に流れる電流が、それ以上大きくならないようにすることができるため、その電池１１１の温度が、それ以上大きくならないようにすることができる。そのため、電池１１１が高温になり、電池パック１内のその他の部品が破損することを回避することができる。
＜第２実施形態＞
図４は、第２実施形態の電流制御装置を含む電池パックの構成例を示す図である。なお、図４において、図１に示す構成と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。

第２実施形態の各電池モジュール１１は、それぞれ、温度検出部１１４を１つのみ備える。
第２実施形態の第１の許容電流取得部は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１の温度検出部１１４により検出される温度Ｔのうちの最大値に対応する許容電流Ｉａを取得する。

例えば、電池パック１において、３つの電池モジュール１１Ａ〜１１Ｃが互いに電気的に並列接続されている場合、第２実施形態の第１の許容電流取得部は、電池モジュール１１Ａの温度検出部１１４により検出される温度ＴＡ、電池モジュール１１Ｂの温度検出部１１４により検出される温度ＴＢ、電池モジュール１１Ｃの温度検出部１１４により検出される温度ＴＣのうちの最大値を最大温度Ｔｍａｘとして求める。次に、第１の許容電流取得部は、図２に示すように、最大温度Ｔｍａｘと許容電流Ｉａ１との対応関係を示す情報を参照して、最大温度Ｔｍａｘに対応する許容電流Ｉａ１を求める。なお、第２実施形態の第１の許容電流取得部１３１においても、取得した許容電流Ｉａ１に、電圧検出部１１２により検出される電圧Ｖを積算することで、電池モジュール１１の許容電力を求め、その求めた許容電力を走行制御部５などに出力してもよい。

第２実施形態の閾値設定部１３２は、第１の許容電流取得部により取得された許容電流Ｉａ（最も温度が高い電池１１１を有する電池モジュール１１に流れる電流）を閾値Ｉｔｈに設定し、閾値Ｉｔｈ×（互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１の並列数ｎ）を「電流制限値Ｉｌ」に設定する。

第２実施形態の電流制御部１３３は、第１実施形態の電流制御部１３３と同様に、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１に流れる電流のうちの少なくとも１つの電流が、閾値Ｉｔｈ以上になると、「電流制限値Ｉｌ」を下げる。すなわち、電流制御部１３３は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１に流れる電流のうちの少なくとも１つの電流が、最も温度が高い電池１１１を有する電池モジュール１１に流れる電流以上になると、「電流制限値Ｉｌ」を下げる。これにより、第１実施形態と同様に、電池パック１の充電時または車両の走行時、最も温度が高い電池１１１を有する電池モジュール１１に流れる電流が、それ以上大きくならないようにすることができるため、その電池１１１の温度が、それ以上大きくならないようにすることができる。

また、第２実施形態のスイッチ制御部１３４の構成は、第１実施形態のスイッチ制御部１３４の構成と同様である。
図５は、第２実施形態の制御部１３の動作の一例を示すフローチャートである。

まず、電池パック１の充電または車両の走行が開始されると、許容電流取得部１３１の第１の許容電流取得部は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１の温度検出部１１４により検出される温度Ｔのうちの最大値に対応する許容電流Ｉａ１を取得する（Ｓ５１）。

次に、閾値設定部１３２は、許容電流取得部１３１により取得される許容電流Ｉａ１を閾値Ｉｔｈに設定し、閾値Ｉｔｈ×（互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１の並列数ｎ）を「電流制限値Ｉｌ」に設定する（Ｓ５２）。

以降、Ｓ５３〜Ｓ５９の処理は、図３に示すＳ３３〜Ｓ３９と同様であるため、その説明を省略する。
電流制御部１３３により、電池パック１の充電または車両の走行が終了していないと判断されると（Ｓ５９：Ｎｏ）、許容電流取得部１３１の第１の許容電流取得部は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール１１の温度検出部１１４により検出される温度Ｔのうちの最大値に対応する許容電流Ｉａ１を取得し（Ｓ６０）、閾値設定部１３２は、第１の許容電流取得部により取得される許容電流Ｉａを閾値Ｉｔｈに設定し（Ｓ６１）、Ｓ５３〜Ｓ５９の動作が繰り返される。

なお、Ｓ５３の動作において、電流制御部１３３は、Ｓ５１の動作で求められた最大温度Ｔｍａｘに対応する電池１１１の電流Ｉが閾値Ｉｔｈ以上であるか否かを判断するように構成してもよい。このように構成する場合、電流制御部１３３は、最大温度Ｔｍａｘに対応する電池１１１の電流Ｉが閾値Ｉｔｈ以上であると判断すると（Ｓ５３：Ｙｅｓ）、Ｓ５４の動作に移行し、最大温度Ｔｍａｘに対応する電池１１１の電流Ｉが閾値Ｉｔｈよりも小さいと判断すると（Ｓ５３：Ｎｏ）、Ｓ５５の動作に移行する。このように構成する場合、最も温度が高い電池１１１を有する電池モジュール１１に流れる電流のみに対して、温度上昇を抑制するためのフィードバック制御を行うことができる。

第２実施形態の電流制御装置においても、第１実施形態の電流制御装置と同様に、電池パック１の充電時または車両の走行時、最も温度が高い電池１１１を有する電池モジュール１１に流れる電流が、それ以上大きくならないようにすることができるため、その電池１１１の温度が、それ以上大きくならないようにすることができる。そのため、電池が高温になり、電池パック内のその他の部品が破損することを回避することができる。
＜許容電流取得部１３１及び閾値設定部１３２の変形例＞
第１実施形態または第２実施形態における許容電流取得部１３１及び閾値設定部１３２の変形例について説明する。

許容電流取得部１３１は、要素２〜要素５にそれぞれ対応する第２〜第５の許容電流取得部をさらに備える。
第２の許容電流取得部は、電池１１１のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：電池１１１の満容量を基準とする現在の電池１１１の容量の比率）及び電池１１１の温度（要素２）に基づいて、電池モジュール１１毎に許容電流Ｉａ２を取得する。

例えば、第２の許容電流取得部は、電池１１１の電圧とＳＯＣとの対応関係が示される「電圧−ＳＯＣマップ」を参照して、電圧検出部１１２により検出される電圧Ｖに対応するＳＯＣを電池１１１のＳＯＣとして取得する。次に、第２の許容電流取得部は、所定温度（例えば、４０℃、２５℃、０℃、−１０℃）毎に、電池１１１のＳＯＣと許容電流との対応関係が示される「ＳＯＣ−許容電流マップ」のうち、温度検出部１１４−１〜１１４−３により検出される温度Ｔ１〜Ｔ３のうちの最大値または温度検出部１１４により検出される温度Ｔにより選択される「ＳＯＣ−許容電流マップ」を参照して、ＳＯＣに対応する許容電流を許容電流Ｉａ２として取得する。

第３の許容電流取得部は、電池１１１の過充放電抑制に関する情報（要素３）に基づいて、電池モジュール１１毎に許容電流Ｉａ３を取得する。
例えば、第３の許容電流取得部は、正常時（電池１１１が過充電状態または過放電状態でないとき）、予め決められている許容電流Ｉａ３を記憶部１２から取得する。また、第２の許容電流取得部は、電圧検出部１１２により検出される電圧Ｖが閾値Ｖｔｈ以下になり電池１１１が過放電状態であると判断すると、許容電流Ｉａ３を小さくする。また、第３の許容電流取得部は、電圧検出部１１２により検出される電圧Ｖが閾値Ｖｔｈよりも大きくなり電池１１１が過放電状態でなくなったと判断すると、許容電流Ｉａ３を元の値に戻す。

第４の許容電流取得部は、電池１１１の異常レベル（要素４）に基づいて、電池モジュール１１毎に許容電流Ｉａ４を取得する。
例えば、第４の許容電流取得部は、正常時（電池１１１に異常が発生していないとき）、予め決められている許容電流Ｉａ４を記憶部１２から取得する。また、第４の許容電流取得部は、電池１１１にレベル１の異常（例えば、温度検出部１１４−１〜１１４−３により検出される温度Ｔ１〜Ｔ３のうちの最大値または温度検出部１１４により検出される温度Ｔが閾値Ｔｔｈ１以上になる異常）が発生すると、許容電流Ｉａ４を小さくする。また、第４の許容電流取得部は、電池１１１にレベル２の異常（例えば、温度検出部１１４−１〜１１４−３により検出される温度Ｔ１〜Ｔ３のうちの最大値または温度検出部１１４により検出される温度Ｔが閾値Ｔｔｈ１よりも大きい閾値Ｔｔｈ２以上になる異常）が発生すると、レベル１に比べてさらに許容電流Ｉａ４を小さくする。

第５の許容電流取得部は、電池１１１の析出抑制に関する情報（要素５）に基づいて、電池モジュール１１毎に許容電流Ｉａ５を取得する。
例えば、第５の許容電流取得部は、電池１１１の劣化度（例えば、電池１１１の過去の内部抵抗を基準とする現在の内部抵抗の比率や電池１１１の過去の容量を基準とする現在の容量の比率）毎に、電池１１１の析出が抑制されているときの電池１１１の電圧と温度と許容電流との対応関係が示される「電圧−温度−許容電流マップ」のうち、電池１１１の劣化度により選択される「電圧−温度−許容電流マップ」を参照して、電圧検出部１１２により検出される電圧Ｖ、及び、温度検出部１１４−１〜１１４−３により検出される温度Ｔ１〜Ｔ３のうちの最大値または温度検出部１１４により検出される温度Ｔに対応する許容電流を電池１１１の許容電流Ｉａ５として取得する。

そして、閾値設定部１３２は、第１〜第５の許容電流取得部により取得される許容電流のうちの最小値を閾値Ｉｔｈに設定する。
なお、許容電流取得部１３１は、第１の許容電流取得部の他に、第２〜第５の許容電流取得部のうちの少なくとも１つを備え、閾値設定部１３２は、第１の許容電流取得部で取得される許容電流及び第２〜第５の許容電流取得部のうちの少なくとも１つの許容電流取得部で取得される許容電流のうちの最小値を閾値Ｉｔｈに設定するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、電流制御装置は電流を制御したが、電力を制御する構成も含まれる。つまり、電流制御装置は、許容電力を取得する第１〜第５の許容電力取得部を有し、第１〜第５の許容電力取得部により取得される許容電力を閾値に設定する閾値設定部と、閾値に基づいて電池パックの電力を制御する構成も含まれる。

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。

１ 電池パック
２ 外部充電器
３ 電力変換部
４ 走行モータ
５ 走行制御部
１１ 電池モジュール
１２ 記憶部
１３ 制御部
１１１ 電池
１１２ 電圧検出部
１１３ 電流検出部
１１４ 温度検出部
１１５ スイッチ
１３１ 許容電流取得部
１３２ 閾値設定部
１３３ 電流制御部
１３４ スイッチ制御部

Claims (6)

1. 並列接続される複数の電池モジュールを有する電池パックに流れる電流を制御する電流制御装置であって、
   前記各電池モジュールにそれぞれ備えられる温度検出部と、
   前記各温度検出部により検出される複数の温度に基づいて許容電流を取得する第１の許容電流取得部と、
   前記第１の許容電流取得部により取得される許容電流を閾値に設定する閾値設定部と、
   前記閾値に基づいて前記電池パックに流れる電流を制御する電流制御部と、
   を備える電流制御装置。
2. 請求項１に記載の電流制御装置であって、
   前記温度検出部は、前記各電池モジュールにそれぞれ複数設けられ、
   前記第１の許容電流取得部は、前記各温度検出部により検出される複数の温度のうち、前記電池モジュール毎に最大温度を求め、それら最大温度にそれぞれ対応する許容電流のうちの最小の許容電流を取得し、
   前記閾値設定部は、前記第１の許容電流取得部により取得される最小の許容電流を前記閾値に設定し、
   前記電流制御部は、前記各電池モジュールに流れる電流が前記閾値よりも小さくなるように前記電池パックに流れる電流を制御する
   ことを特徴とする電流制御装置。
3. 請求項１に記載の電流制御装置であって、
   前記第１の許容電流取得部は、前記各温度検出部により検出される複数の温度のうちの最大温度に対応する許容電流を取得し、
   前記電流制御部は、前記最大温度に対応する電池モジュールに流れる電流が前記閾値よりも小さくなるように前記電池パックに流れる電流を制御する
   ことを特徴とする電流制御装置。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の電流制御装置であって、
   前記各電池モジュールの電池のＳＯＣ及び温度に基づいて、前記電池モジュール毎に許容電流を取得する第２の許容電流取得部、
   前記各電池モジュールの電池の過充放電抑制に関する情報に基づいて、前記電池モジュール毎に許容電流を取得する第３の許容電流取得部、
   前記各電池モジュールの電池の異常レベルに基づいて、前記電池モジュール毎に許容電流を取得する第４の許容電流取得部、
   前記各電池モジュールの電池の析出抑制に関する情報に基づいて、前記電池モジュール毎に許容電流を取得する第５の許容電流取得部、
   のうちの少なくとも１つの許容電流取得部をさらに備え、
   前記閾値設定部は、前記第１の許容電流取得部で取得される許容電流及び前記第２〜第５の許容電流取得部のうちの少なくとも１つの許容電流取得部で取得される許容電流のうちの最小値を前記閾値に設定する
   ことを特徴とする電流制御装置。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の電流制御装置であって、
   前記各電池にそれぞれ接続されるスイッチと、
   前記電池パックに流れる電流が、前記電池パックに電流を供給する充電器の出力可能電流範囲外になると、前記各温度検出部により検出される複数の温度のうちの最大温度に対応する電池モジュールの給電路が電気的に遮断されるように前記スイッチのオン、オフを制御するスイッチ制御部と、
   を備えることを特徴とする電流制御装置。
6. 請求項５に記載の電流制御装置であって、
   前記スイッチ制御部は、前記電池パックに流れる電流が前記充電器の出力可能電流範囲内になり、かつ、給電路が遮断されている前記電池モジュールの電池の温度が所定温度以下になると、前記給電路が遮断されている電池モジュールの給電路が通電されるように前記スイッチのオン、オフを制御する
   ことを特徴とする電流制御装置。
   

Images