JP2017005985A - 二次電池の監視装置、電池パック、二次電池の保護システム、車両 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】組電池30の監視装置50は、組電池30の使用状態を検出する検出部と、切換部とを備える制御部70を有する。検出部は、二次電池31夫々が、走行中又は走行準備中の車両で使用される第1使用状態であるかを検出し、切換部は、検出される使用状態に応じて、二次電池の保護条件を切り換える。
【効果】使用状態によって保護条件を切り換えるので、電池の使用状態に適した安全性能を確保することが可能となる。
【選択図】図1
Description
本発明は、上記のような事情に基づいて完成させたものであって、使用状態に適した安全性能、或いは電池性能の劣化抑制が得られるようにすることを課題とする。
始めに、本実施形態にて開示する二次電池の監視装置の概要について説明する。二次電池の監視装置は、前記二次電池の使用状態を検出する検出部と、切換部と、を備え、前記切換部は、前記二次電池の使用状態に応じて、前記二次電池に適用する保護条件を切り換える。この構成では、二次電池の使用状態によって保護条件を切り換えるので、使用状態に適した安全性能、或いは電池性能の劣化抑制が得られる。尚、「保護条件」とは、二次電池を安全に、或いは電池性能の劣化を抑制させながら使用することを目的として二次電池又は二次電池を保護する機器等に適用する条件に加え、車両など二次電池から電力供給を受けて動作する機器の安全を確保、或いは電池性能を劣化抑制することを目的として二次電池又は二次電池を保護する機器等に対して適用する条件を含む。
前記検出部は、前記二次電池が、走行中又は走行準備中の車両で使用される第1使用状態であるかを検出し、前記切換部は、検出される使用状態に応じて、前記二次電池の保護条件を切り換える。走行中又は走行準備中の車両で使用される使用状態と、それ以外の使用状態では、要求される安全性能、或いは電池性能の劣化抑制のための方法が異なるので、2つの使用状態を検出することで、二次電池の保護条件を好適に切り換えることが出来る。
実施形態1について図1ないし図5を参照して説明する。
1.電池パック20の構成
図1は、本実施形態における電池パック20の構成を示す図である。本実施形態の電池パック20は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車に搭載され、エンジン始動装置など車両負荷10Aへ電力を供給すると共に、車両発電機(オルタネータ)10Aにより充電を受ける。尚、図1に示す符号21は電池パック20の正極端子、符号22は負極端子である。
組電池30は、安全使用のため、2つの保護条件A、Bが設定されている。「保護条件A」は、走行中の車両又は走行準備中の車両で電池パック20が使用される第1使用状態にて適用される保護条件である。「保護条件B」は、第1使用状態以外の使用状態で適用される保護条件である。尚、走行準備中とは、車両が直ぐに走行に移行できる状態を意味し、イグニッションキーが挿され、オンの位置まで回動された状態(イグニッションキー回動式では無く、ボタン型エンジン始動タイプ(プッシュスタート、或いはボタンスタート)ではイグニッションがオン状態)で車両が停車している状態や、アイドリングストップ中の状態が含まれる。「保護条件B」は、第1使用状態以外の使用状態にて適用される保護条件である。
次に保護条件の切換シーケンスを説明する。図3に示す保護条件の切換シーケンスは、S10〜S40のステップから構成されており、例えば、BM50が起動して、組電池30の監視を開始するのと同時に実行される。
IGスイッチ110がオフからオンに切り換わると、車両ECU100は、IGスイッチ110のオン動作を検出して、BM50にIG_ON信号を送信する構成となっている。従って、制御部70は、車両ECU100との通信により、IG_ON信号の有無を検出することが出来る。尚、IG_ON信号が本発明の「車両からの信号」の一例である。
組電池30に流れる電流は電流検出抵抗41が検出している。そのため、電流検出抵抗41の検出値により、充放電電流の有無を検出することが出来る。本実施形態では、電流検出抵抗41の検出値を閾値と比較して、電流値が閾値を下回っている場合、充放電電流は無し、と判断し、電流値が閾値を超えている場合、充放電電流は有り、と判断する。
以上説明したように、BM50は、組電池30の使用状態によって保護条件を切り換えるので、使用状態に適した安全性能を確保することが出来る。或いは、電池性能の劣化抑制方法を状況に応じて切り換え、電池性能を最大限活用しつつ、電池性能の劣化抑制を実現させることが出来る。すなわち、保護条件Aの適用時(第1使用状態の場合)、保護条件として、総電圧Vの使用範囲が狭く設定される。使用範囲を狭くすることで、組電池30の総電圧Vが使用範囲V2〜V5の制限値に達してから劣化領域に達するまでに余裕が出来ることから、規定期間T1を設けることが可能となる。そのため、ユーザは、規定期間T1中に車両を安全な場所に移動できる。
次に、本発明の実施形態2を図6〜図9によって説明する。
実施形態2の電池パック20は、実施形態1の電池パック20と同様に、組電池30と、電流検出抵抗41と、電流遮断装置45と、組電池30を管理するBM50を有している。実施形態1では、BM50の制御部70にて、組電池30の使用状態が第1使用状態であるか検出し、検出結果に応じて、保護条件を切り換える例を説明した。実施形態2では、BM50の制御部70にて、組電池30の使用状態が第1使用状態〜第3使用状態のいずれに該当するかを検出し、検出結果に応じて、保護条件A〜Cを切り換える。
次に、本発明の実施形態3を図10によって説明する。
実施形態1では、保護条件A、Bの切り換え例として、組電圧30の使用範囲を切り換える例を説明した。すなわち、BM50の制御部70にて、組電池30の使用状態が第1使用状態であるか検出し、検出結果に応じて、組電池30の総電圧Vの使用範囲を切り換える例を説明した。そして、組電池30を遮断する条件が成立してから組電池30を遮断するまでの規定期間Tについても切り換える構成とし、保護条件Aが適用される場合(第1使用状態の場合)、組電池30を遮断する条件が成立してから規定期間T1が経過した時に電流遮断装置45に指令を与えて組電池30を遮断した。また、保護条件Bが適用される場合(第1使用状態以外の使用状態の場合)、組電池30を遮断する条件が成立した段階で電流遮断装置45に指令を与えて組電池30を直に遮断した。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態1では、二次電池31の一例に、リチウムイオン二次電池を例示したが、電池の種類はリチウムイオン二次電池に限定されるものではなく、例えば、鉛蓄電池など、他の二次電池であってもよい。
30...組電池
31...二次電池
41...電流検出抵抗
45...電流遮断装置
50...バッテリマネージャ(本発明の「監視装置」に相当)
60...電圧検出回路
70...制御部
Claims (17)
- 二次電池の監視装置であって、
前記二次電池の使用状態を検出する検出部と、
切換部と、を備え、
前記切換部は、前記二次電池の使用状態に応じて、前記二次電池に適用する保護条件を切り換える、二次電池の監視装置。 - 請求項1に記載の二次電池の監視装置であって、
前記検出部は、前記二次電池が、走行中又は走行準備中の車両で使用される第1使用状態であるかを検出し、
前記切換部は、検出される使用状態に応じて、前記二次電池の保護条件を切り換える、二次電池の監視装置。 - 請求項2に記載の二次電池の監視装置であって、
前記検出部は、前記二次電池が、前記第1使用状態以外の前記車両で使用される第2使用状態であるかを検出し、
前記切換部は、検出される使用状態に応じて、前記二次電池の保護条件を切り換える、二次電池の監視装置。 - 請求項3に記載の二次電池の監視装置であって、
前記検出部は、前記二次電池が、前記第1使用状態及び前記第2使用状態以外の第3使用状態であるかを検出し、
前記切換部は、検出される使用状態に応じて、前記二次電池の保護条件を切り換える、二次電池の監視装置。 - 請求項1から請求項4のうち、いずれか一項に記載の二次電池の監視装置であって、
前記切換部は、前記保護条件として、前記二次電池の電圧もしくはSOCの使用範囲を切り換える、二次電池の監視装置。 - 請求項1から請求項5のうち、いずれか一項に記載の二次電池の監視装置であって、
前記切換部は、前記保護条件として、前記二次電池の電流を遮断する条件が成立してから遮断するまでの期間を切り換える、二次電池の監視装置。 - 請求項1から請求項6のうち、いずれか一項に記載の二次電池の監視装置であって、
前記保護条件の切り換えに関する情報を外部に通知する、二次電池の監視装置。 - 請求項5から請求項7のうち、いずれか一項に記載の二次電池の監視装置であって、
前記切換部は、検出される使用状態に応じて、前記使用範囲の上限値を切り換える、二次電池の監視装置。 - 請求項8に記載の二次電池の監視装置であって、
前記使用範囲は、上限値の異なる複数の使用範囲を含み、
前記切換部は、
前記二次電池が走行中もしくは走行準備中の車両で使用される第1使用状態の場合、上限値の低い使用範囲を適用し、
前記二次電池がそれ以外の使用状態の場合、上限値の高い使用範囲を適用する、二次電池の監視装置。 - 請求項5から請求項9のうち、いずれか一項に記載の二次電池の監視装置であって、
前記切換部は、検出される使用状態に応じて、前記使用範囲の下限値を切り換える、二次電池の監視装置。 - 請求項10に記載の二次電池の監視装置であって、
前記使用範囲は、下限値の異なる複数の使用範囲を含み、
前記切換部は、
前記二次電池が走行中もしくは走行準備中の車両で使用される第1使用状態の場合、下限値の高い使用範囲を適用し、
前記二次電池がそれ以外の使用状態の場合、下限値の低い使用範囲を適用する、二次電池の監視装置。 - 請求項1から請求項11のうち、いずれか一項に記載の二次電池の監視装置であって、
前記検出部は、前記車両側からの信号と、充放電電流の有無とに基づいて、前記二次電池の前記使用状態を検出する、二次電池の監視装置。 - 電池パックであって、
リチウムイオン二次電池と、
請求項1から請求項12のうち、いずれか一項に記載の二次電池の監視装置と、を備えた電池パック。 - 二次電池の保護システムであって、
請求項1から請求項12のうち、いずれか一項に記載の二次電池の監視装置と、
前記二次電池への通電を遮断する電流遮断装置と、を備え、
前記監視装置は、
前記二次電池の保護条件に前記第1使用範囲を適用している期間に、前記二次電池の電圧又はSOCが適用する前記第1使用範囲の上限値に達した場合、前記車両に対して前記二次電池を遮断する条件が成立したこと通知すると共に、前記二次電池の電圧又はSOCが前記第1使用範囲の上限値に達してから規定期間が経過した時に、前記電流遮断装置に指令を送り、前記二次電池への通電を遮断し、
前記二次電池の保護条件に前記第2使用範囲を適用している期間に、前記二次電池の電圧又はSOCが適用する前記第2使用範囲の上限値に達した場合、前記二次電池の電圧又はSOCが上限値に達した時点で、前記電流遮断装置に指令を送り、前記二次電池への通電を直ちに遮断する、二次電池の保護システム。 - 車両であって、
請求項13に記載の電池パックを備えた車両。 - 電池パックであって、
リチウムイオン二次電池と、
請求項1から請求項12のうち、いずれか一項に記載の二次電池の監視装置と、
前記電池パックの位置変化を検出するセンサと、を備え、
前記検出部は、前記センサの出力に基づいて、前記リチウムイオン二次電池の使用状態を検出する、電池パック。 - 請求項16に記載の電池パックであって、
前記監視装置は、前記使用状態の変化に応じて前記保護条件を切り換えた場合、前記保護条件の切り換えに関する情報を外部に通知する、電池パック。
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