JP2018026927A - Power storage system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress in-rush current occurring between power storage sections while a relay is closing, without performing voltage adjustment between power storage sections by a cyclic current, in a power storage system including first and second power storage sections.SOLUTION: A controller 100 controls system main relays 24, 34, 44 so that a battery stack having the highest voltage, out of the battery stacks 20, 30, 40, is electrically connected with a capacitor 52 at first. When the difference of the voltage of other battery stack and the voltage of the capacitor 52 goes below a specified value, the controller 100 controls the system main relays 24, 34, 44 so that both other battery stack and the battery stack having the highest voltage are electrically connected with the capacitor 52.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、蓄電システムに関し、特に、並列に接続された第1及び第2の蓄電部を備える蓄電システムに関する。   The present invention relates to a power storage system, and particularly to a power storage system including first and second power storage units connected in parallel.

特許第5682708号公報(特許文献1)は、並列に接続された第1及び第2の蓄電装置を備える蓄電システムを開示する。第1及び第2の蓄電装置には、第1及び第2のリレーがそれぞれ直列に接続されている。第1及び第2の蓄電装置間においては、起電圧の高い蓄電装置から起電圧の低い蓄電装置に循環電流が流れることが許容されている。第1及び第2のリレーは、循環電流によって第1及び第2の蓄電装置の電圧差が所定値以下となった後に開放される。   Japanese Patent No. 5682708 (Patent Document 1) discloses a power storage system including first and second power storage devices connected in parallel. First and second relays are connected in series to the first and second power storage devices, respectively. Between the first and second power storage devices, a circulating current is allowed to flow from the power storage device having a high electromotive voltage to the power storage device having a low electromotive voltage. The first and second relays are opened after the voltage difference between the first and second power storage devices becomes a predetermined value or less due to the circulating current.

したがって、この蓄電システムによれば、次回の第1及び第2のリレーの閉成時において、第1及び第2の蓄電装置の電圧差が所定値以下であるため、第1及び第2の蓄電装置間に生じる突入電流を抑制することができる(特許文献1参照)。   Therefore, according to this power storage system, when the first and second relays are closed next time, the voltage difference between the first and second power storage devices is equal to or less than a predetermined value. Inrush current generated between the devices can be suppressed (see Patent Document 1).

特許第5682708号公報Japanese Patent No. 5682708

上記特許文献1に開示されている蓄電システムにおいては、第1及び第2の蓄電装置間の電圧調整のために循環電流が生じることによって、電気エネルギーの一部が熱等で消費される。その結果、たとえば、この蓄電システムを搭載する車両が第1及び第2の蓄電装置に蓄えられた電力を用いて走行できる距離は短くなる。   In the power storage system disclosed in Patent Document 1, a part of electric energy is consumed by heat or the like when a circulating current is generated for voltage adjustment between the first and second power storage devices. As a result, for example, the distance that a vehicle equipped with this power storage system can travel using the electric power stored in the first and second power storage devices is shortened.

この発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、第1及び第2の蓄電部を備える蓄電システムにおいて、循環電流による蓄電部間の電圧調整を行なうことなく、リレーの閉成時に蓄電部間に生じる突入電流を抑制することである。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to perform voltage adjustment between power storage units by circulating current in a power storage system including first and second power storage units. Rather, the inrush current generated between the power storage units when the relay is closed is suppressed.

この発明のある局面に従う蓄電システムは、負荷装置に電力を供給する。負荷装置は、電力線対間に接続されたコンデンサを含む。この蓄電システムは、第1及び第2の蓄電部と、第1及び第2のリレーと、制御装置とを備える。第1及び第2の蓄電部は、電力線対間において並列に接続されている。第1及び第2のリレーは、電力線対間において第1及び第2の蓄電部にそれぞれ直列に接続されている。制御装置は、第1及び第2のリレーを制御する。制御装置は、第1及び第2の蓄電部のうち電圧が高い方の蓄電部が最初にコンデンサに電気的に接続されるように第1及び第2のリレーを制御する。制御装置は、第1及び第2の蓄電部のうち電圧が低い方の蓄電部の電圧とコンデンサの電圧との差が所定値以下となった場合に、第1及び第2の蓄電部の両方がコンデンサに電気的に接続されるように第1及び第2のリレーを制御する。   A power storage system according to an aspect of the present invention supplies power to a load device. The load device includes a capacitor connected between the power line pair. The power storage system includes first and second power storage units, first and second relays, and a control device. The first and second power storage units are connected in parallel between the power line pair. The first and second relays are connected in series to the first and second power storage units between the power line pairs, respectively. The control device controls the first and second relays. The control device controls the first and second relays such that the power storage unit having the higher voltage among the first and second power storage units is first electrically connected to the capacitor. When the difference between the voltage of the lower power storage unit and the voltage of the capacitor of the first and second power storage units is equal to or less than a predetermined value, the control device is configured to both the first and second power storage units. Controls the first and second relays to be electrically connected to the capacitor.

この蓄電システムにおいては、第1及び第2の蓄電部のうち電圧が高い方の蓄電部(高電圧蓄電部)が最初にコンデンサに接続される。その後、他方の蓄電部(低電圧蓄電部)の電圧とコンデンサの電圧との差が所定値以下となった場合に、低電圧蓄電部がコンデンサに接続される。高電圧蓄電部から見て、低電圧蓄電部の方がコンデンサよりもインピーダンスが高いため、低電圧蓄電部とコンデンサとの接続時に高電圧蓄電部から低電圧蓄電部に流れる電流は限定的である。また、低電圧蓄電部とコンデンサとの電圧差が所定値以下であり、低電圧蓄電部とコンデンサとの接続時に低電圧蓄電部からコンデンサに流れる電流は限定的であるため、低電圧蓄電部とコンデンサとを接続するためのリレーの閉成は、実質的に無電弧で行なわれる。したがって、この蓄電システムによれば、循環電流による蓄電部間の電圧調整を行なわなかったとしても特に新たな問題を生じることなく、リレーの閉成時に蓄電部間に生じる突入電流を抑制することができる。   In this power storage system, the power storage unit (high voltage power storage unit) having the higher voltage among the first and second power storage units is first connected to the capacitor. Thereafter, when the difference between the voltage of the other power storage unit (low voltage power storage unit) and the voltage of the capacitor becomes equal to or less than a predetermined value, the low voltage power storage unit is connected to the capacitor. Since the impedance of the low voltage storage unit is higher than that of the capacitor when viewed from the high voltage storage unit, the current flowing from the high voltage storage unit to the low voltage storage unit when the low voltage storage unit and the capacitor are connected is limited. . In addition, since the voltage difference between the low voltage power storage unit and the capacitor is less than a predetermined value, and the current flowing from the low voltage power storage unit to the capacitor is limited when the low voltage power storage unit and the capacitor are connected, Closing of the relay for connecting the capacitor is performed substantially without arc. Therefore, according to this power storage system, inrush current generated between the power storage units when the relay is closed can be suppressed without causing any new problem even if the voltage between the power storage units is not adjusted by the circulating current. it can.

この発明によれば、第1及び第2の蓄電部を備える蓄電システムにおいて、循環電流による蓄電部間の電圧調整を行なうことなく、リレーの閉成時に蓄電部間に生じる突入電流を抑制することができる。   According to the present invention, in a power storage system including the first and second power storage units, the inrush current generated between the power storage units when the relay is closed can be suppressed without adjusting the voltage between the power storage units using the circulating current. Can do.

本実施の形態に従う車両に搭載される蓄電システムの構成図である。It is a block diagram of the electrical storage system mounted in the vehicle according to this Embodiment. 車両におけるシステムメインリレーの閉成タイミングの一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the closing timing of the system main relay in a vehicle. システムメインリレーの閉成に関する処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence regarding closure of a system main relay.

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

[車両の構成]
図1は、本実施の形態に従う車両に搭載される蓄電システムの構成図である。図1を参照して、車両1は、電池パック10と、PCU50と、制御装置100とを含む。電池パック10は、PCU50に電力を供給する。PCU50は、電池パック10から供給された電力を用いてたとえば不図示のモータジェネレータを駆動する。これにより、車両1の走行駆動力が生成される。
[Vehicle configuration]
FIG. 1 is a configuration diagram of a power storage system mounted on a vehicle according to the present embodiment. Referring to FIG. 1, vehicle 1 includes a battery pack 10, a PCU 50, and a control device 100. The battery pack 10 supplies power to the PCU 50. The PCU 50 uses a power supplied from the battery pack 10 to drive a motor generator (not shown), for example. Thereby, the driving force of the vehicle 1 is generated.

また、PCU50は、車両1の制動動作時又は加速度の低減時等にモータジェネレータによって発電された電力を、たとえば電池パック10に供給する。電池パック10は、PCU50から供給された電力を蓄える。   Further, the PCU 50 supplies, for example, to the battery pack 10 the electric power generated by the motor generator during the braking operation of the vehicle 1 or when the acceleration is reduced. The battery pack 10 stores electric power supplied from the PCU 50.

PCU50は、不図示のコンバータ及びインバータを含み、さらに、コンデンサ52と電圧センサ54とを含む。コンデンサ52は、平滑コンデンサである。コンデンサ52は、電力線PL,NL間に接続されている。電圧センサ54は、コンデンサ52の電圧VLを検知する。電圧センサ54は、検知結果を示す信号を制御装置100に出力する。   The PCU 50 includes a converter and an inverter (not shown), and further includes a capacitor 52 and a voltage sensor 54. The capacitor 52 is a smoothing capacitor. Capacitor 52 is connected between power lines PL and NL. The voltage sensor 54 detects the voltage VL of the capacitor 52. The voltage sensor 54 outputs a signal indicating the detection result to the control device 100.

電池パック10は、電池スタック20,30,40と、電圧センサ22,32,42と、システムメインリレー24,34,44,62と、プリチャージリレー64と、制限抵抗66と、電力線PL,NLとを含む。   The battery pack 10 includes battery stacks 20, 30, 40, voltage sensors 22, 32, 42, system main relays 24, 34, 44, 62, a precharge relay 64, a limiting resistor 66, and power lines PL, NL. Including.

電池スタック20,30,40は、電力線PL,NL間において互いに並列に接続されている。電池スタック20,30,40の各々は、直列に接続された複数の単電池を含む。単電池は、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池である。   Battery stacks 20, 30, and 40 are connected in parallel to each other between power lines PL and NL. Each of the battery stacks 20, 30, 40 includes a plurality of single cells connected in series. The single battery is, for example, a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery.

電圧センサ22,32,42は、電池スタック20,30,40にそれぞれ並列に接続されている。電圧センサ22,32,42は、電池スタック20,30,40の端子間電圧をそれぞれ検知する。電圧センサ22,32,42は、検知結果を示す信号を制御装置100に出力する。   The voltage sensors 22, 32, and 42 are connected in parallel to the battery stacks 20, 30, and 40, respectively. The voltage sensors 22, 32, and 42 detect the voltage between the terminals of the battery stacks 20, 30, and 40, respectively. The voltage sensors 22, 32 and 42 output a signal indicating the detection result to the control device 100.

システムメインリレー24,34,44は、電力線PL,NL間において、電池スタック20,30,40の正極にそれぞれ直列に接続されている。システムメインリレー62は、電力線NL上において、ノード68(電池スタック20,30,40の負極側)とPCU50との間に接続されている。   System main relays 24, 34, 44 are connected in series to the positive electrodes of battery stacks 20, 30, 40 between power lines PL, NL, respectively. The system main relay 62 is connected between the node 68 (the negative side of the battery stack 20, 30, 40) and the PCU 50 on the power line NL.

プリチャージリレー64は、システムメインリレー62に並列に接続されている。プリチャージリレー64には、制限抵抗66が直列に接続されている。   The precharge relay 64 is connected to the system main relay 62 in parallel. A limiting resistor 66 is connected to the precharge relay 64 in series.

システムメインリレー24,34,44の少なくとも何れかが閉成され、さらに、システムメインリレー62及びプリチャージリレー64の何れかが閉成されると、電池パック10とPCU50とは電気的に接続される。車両1においては、システムメインリレー24,34,44の何れかの閉成時(コンデンサ52のプリチャージ時)に、最初は、システムメインリレー62の開放状態が維持され、プリチャージリレー64が閉成される。プリチャージリレー64には制限抵抗66が直列接続されているため、電池パック10からコンデンサ52への突入電流が抑制される。   When at least one of system main relays 24, 34, 44 is closed, and further, any of system main relay 62 and precharge relay 64 is closed, battery pack 10 and PCU 50 are electrically connected. The In the vehicle 1, when any of the system main relays 24, 34, 44 is closed (when the capacitor 52 is precharged), the system main relay 62 is initially kept open and the precharge relay 64 is closed. Made. Since the limiting resistor 66 is connected in series to the precharge relay 64, the inrush current from the battery pack 10 to the capacitor 52 is suppressed.

制御装置100は、CPU(Central Processing Unit)、記憶装置、及び入出力バッファ(いずれも不図示)を含む。制御装置100は、各センサ等からの入力信号に応じて、車両1の動作を制御する。なお、制御装置100による制御は、ソフトウェアにより実現されてもよいし、専用のハードウェア(電子回路)により実現されてもよい。   The control device 100 includes a CPU (Central Processing Unit), a storage device, and an input / output buffer (all not shown). The control device 100 controls the operation of the vehicle 1 according to input signals from each sensor or the like. Note that the control by the control device 100 may be realized by software, or may be realized by dedicated hardware (electronic circuit).

[電池スタック間に生じ得る循環電流の抑制]
上述のように、車両1においては、電池スタック20,30,40が並列に接続されている。この電池スタック20,30,40間で電圧の差が生じることがある。電池スタック20,30,40の電圧に差がある場合に、車両システムの起動時に仮にシステムメインリレー24,34,44が同時に閉成されると、電池スタック20,30,40間で突入電流が生じる可能性がある。
[Reduction of circulating current that can occur between battery stacks]
As described above, in the vehicle 1, the battery stacks 20, 30, and 40 are connected in parallel. A voltage difference may occur between the battery stacks 20, 30, and 40. If there is a difference in voltage between the battery stacks 20, 30, and 40 and the system main relays 24, 34, and 44 are simultaneously closed when the vehicle system is started, an inrush current is generated between the battery stacks 20, 30, and 40. It can happen.

車両システムの起動時における電池スタック20,30,40間の突入電流を抑制するために、たとえば、車両システムの停止前に電池スタック20,30,40間で循環電流を許容する方法が考えられる。この方法によれば、車両システム停止時には電池スタック20,30,40間の電圧が略同一となるため、次回車両システムの起動時にシステムメインリレー24,34,44が同時に閉成されたとしても、電池スタック20,30,40間において突入電流は生じない。   In order to suppress the inrush current between the battery stacks 20, 30, and 40 at the time of starting the vehicle system, for example, a method of allowing a circulating current between the battery stacks 20, 30, 40 before the vehicle system is stopped can be considered. According to this method, when the vehicle system is stopped, the voltage between the battery stacks 20, 30, and 40 is substantially the same. Therefore, even if the system main relays 24, 34, and 44 are simultaneously closed when the vehicle system is started next time, No inrush current occurs between the battery stacks 20, 30, and 40.

しかしながら、この方法によれば、車両システム停止前に生じる循環電流により、電池スタック20,30,40に蓄えられた電力の一部が熱等で消費される。その結果、電池スタック20,30,40に蓄えられた電力によって車両1が走行できる距離は短くなる。   However, according to this method, a part of the electric power stored in the battery stacks 20, 30, 40 is consumed by heat or the like due to the circulating current generated before the vehicle system is stopped. As a result, the distance that the vehicle 1 can travel is shortened by the electric power stored in the battery stacks 20, 30, and 40.

循環電流を許容することによる電池スタック20,30,40間の電圧調整を行なうことなく、システムメインリレー24,34,44の閉成時に電池スタック20,30,40間に生じる突入電流を抑制するために、本実施の形態に従う車両1に含まれる制御装置100は、以下のような制御を実行する。   The inrush current generated between the battery stacks 20, 30, 40 when the system main relays 24, 34, 44 are closed is suppressed without adjusting the voltage between the battery stacks 20, 30, 40 by allowing the circulating current. Therefore, control device 100 included in vehicle 1 according to the present embodiment executes the following control.

制御装置100は、電圧が最も高い電池スタック(たとえば、電池スタック20)が最初にコンデンサ52に電気的に接続されるようにシステムメインリレー24,34,44を制御する。そして、制御装置100は、電圧が最も低い電池スタック(たとえば、電池スタック40)の電圧とコンデンサ52の電圧との差が所定値以下となった場合に、電圧が最も高い電池スタックと電圧が最も低い電池スタックとの両方がコンデンサ52に電気的に接続されるようにシステムメインリレー24,34,44を制御する。たとえば、所定値は、電圧が最も低い電池スタックがコンデンサ52に接続された場合に、電圧が最も低い電池スタックとコンデンサ52との間で生じる電流が問題を生じない範囲に収まるように予め決定されている。たとえば、所定値は0(ゼロ)であってもよい。   Control device 100 controls system main relays 24, 34, and 44 so that the battery stack having the highest voltage (for example, battery stack 20) is first electrically connected to capacitor 52. Then, when the difference between the voltage of the battery stack having the lowest voltage (for example, battery stack 40) and the voltage of capacitor 52 is equal to or less than a predetermined value, control device 100 The system main relays 24, 34 and 44 are controlled so that both the low battery stack and the capacitor 52 are electrically connected. For example, when the battery stack having the lowest voltage is connected to the capacitor 52, the predetermined value is determined in advance so that the current generated between the battery stack having the lowest voltage and the capacitor 52 is within a range that does not cause a problem. ing. For example, the predetermined value may be 0 (zero).

また、制御装置100は、2番目に電圧が低い電池スタック(たとえば、電池スタック30)の電圧とコンデンサ52の電圧との差が所定値以下となった場合に、電池スタック20,30,40のすべてがコンデンサ52に電気的に接続されるようにシステムメインリレー24,34,44を制御する。   In addition, when the difference between the voltage of the battery stack having the second lowest voltage (for example, battery stack 30) and the voltage of capacitor 52 is equal to or less than a predetermined value, control device 100 determines whether battery stacks 20, 30, and 40 The system main relays 24, 34 and 44 are controlled so that all are electrically connected to the capacitor 52.

電圧が最も高い電池スタックから見て、電圧が最も低い電池スタックの方がコンデンサ52よりもインピーダンスが高いため、電圧が最も低い電池スタックとコンデンサ52との接続時に電圧が最も高い電池スタックから電圧が最も低い電池スタックに流れる電流は限定的である。また、電圧が最も低い電池スタックの電圧とコンデンサ52の電圧との差が所定値以下であり、電圧が最も低い電池スタックからコンデンサ52に流れる電流は限定的であるため、電圧が最も低い電池スタックとコンデンサ52とを電気的に接続するためのリレーの閉成は、実質的に無電弧で行なわれる。これらは、電圧が2番目に低い電池スタックとコンデンサ52とを接続する場合も同様である。したがって、車両1によれば、循環電流による電池スタック20,30,40間の電圧調整を行なわなかったとしても特に新たな問題を生じることなく、システムメインリレー24,34,44の閉成時に電池スタック20,30,40間に生じる突入電流を抑制することができる。   Since the impedance of the battery stack having the lowest voltage is higher than that of the capacitor 52 when viewed from the battery stack having the highest voltage, the voltage from the battery stack having the highest voltage is connected when the battery stack having the lowest voltage is connected to the capacitor 52. The current flowing through the lowest battery stack is limited. In addition, since the difference between the voltage of the battery stack having the lowest voltage and the voltage of the capacitor 52 is equal to or less than a predetermined value and the current flowing from the battery stack having the lowest voltage to the capacitor 52 is limited, the battery stack having the lowest voltage is used. The relay for electrically connecting the capacitor 52 and the capacitor 52 is substantially arc-free. The same applies to the case where the battery stack having the second lowest voltage and the capacitor 52 are connected. Therefore, according to the vehicle 1, even if the voltage between the battery stacks 20, 30, and 40 is not adjusted by the circulating current, the battery is not closed when the system main relays 24, 34, and 44 are closed without causing any new problem. Inrush current generated between the stacks 20, 30, 40 can be suppressed.

図2は、車両1におけるシステムメインリレー24,34,44の閉成タイミングの一例を説明するための図である。図2を参照して、横軸は時間を示し、縦軸は電圧センサ54の検知結果を示す。なお、この例では、電池スタック20,30,40のうち、電池スタック20の電圧が最も高く、次に電池スタック30の電圧が高く、電池スタック40の電圧が最も低いものとする。   FIG. 2 is a diagram for explaining an example of closing timing of the system main relays 24, 34, 44 in the vehicle 1. With reference to FIG. 2, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the detection result of the voltage sensor 54. In this example, it is assumed that the voltage of the battery stack 20 is the highest among the battery stacks 20, 30, and 40, the voltage of the battery stack 30 is the next highest, and the voltage of the battery stack 40 is the lowest.

電池スタック20,30,40のうち電池スタック20の電圧が最大であるため、時刻t0において、制御装置100は、システムメインリレー24(電池スタック20に対応)を閉成する。この時点では、システムメインリレー62及びプリチャージリレー64の何れも閉成されていないため、電圧センサ54は0Vを示す。すなわち、システムメインリレー24の閉成は、無電弧で行なわれる。   Since the voltage of the battery stack 20 is the highest among the battery stacks 20, 30, and 40, the control device 100 closes the system main relay 24 (corresponding to the battery stack 20) at time t0. At this time, since neither the system main relay 62 nor the precharge relay 64 is closed, the voltage sensor 54 indicates 0V. That is, the system main relay 24 is closed with no electric arc.

時刻t1において、制御装置100は、プリチャージリレー64を閉成する。これにより、電池スタック20とコンデンサ52とは電気的に接続される。上述の通り、プリチャージリレー64には制限抵抗66が直列接続されているため、電池スタック20からコンデンサ52への突入電流は抑制される。   At time t1, control device 100 closes precharge relay 64. Thereby, the battery stack 20 and the capacitor 52 are electrically connected. As described above, since the limiting resistor 66 is connected in series to the precharge relay 64, the inrush current from the battery stack 20 to the capacitor 52 is suppressed.

その後、コンデンサ52の電圧VLが上昇し、時刻t2において、電圧センサ54の検知結果が、最も電圧が低い電池スタック40の電圧と同一のVB3に達したものとする。このタイミングで、制御装置100は、システムメインリレー44(電池スタック40に対応)を閉成するための制御を実行する。システムメインリレー44が閉成されたとしても、電池スタック20から見て、電池スタック40の方がコンデンサ52よりもインピーダンスが高いため、電池スタック20から電池スタック40に流れる電流は限定的である。すなわち、電池スタック20から電池スタック40に流れる突入電流は抑制される。また、電池スタック40とコンデンサ52とは電圧が同一であるため、電池スタック40からコンデンサ52に流れる電流は限定的である。すなわち、システムメインリレー44の閉成は、実質的に無電弧で行なわれる。   Thereafter, the voltage VL of the capacitor 52 rises, and at time t2, the detection result of the voltage sensor 54 reaches VB3 which is the same as the voltage of the battery stack 40 having the lowest voltage. At this timing, control device 100 executes control for closing system main relay 44 (corresponding to battery stack 40). Even when the system main relay 44 is closed, since the impedance of the battery stack 40 is higher than that of the capacitor 52 when viewed from the battery stack 20, the current flowing from the battery stack 20 to the battery stack 40 is limited. That is, the inrush current flowing from the battery stack 20 to the battery stack 40 is suppressed. Further, since the voltages of the battery stack 40 and the capacitor 52 are the same, the current flowing from the battery stack 40 to the capacitor 52 is limited. That is, the system main relay 44 is closed with substantially no arc.

その後、さらにコンデンサ52の電圧VLが上昇し、時刻t3において、電圧センサ54の検知結果が、2番目に電圧が低い電池スタック30の電圧と同一のVB2に達したものとする。このタイミングで、制御装置100は、システムメインリレー34(電池スタック30に対応)を閉成するための制御を実行する。この場合においても、電池スタック20から電池スタック30に流れる電流、及び、電池スタック30からコンデンサ52に流れる電流は限定的である。   Thereafter, it is assumed that the voltage VL of the capacitor 52 further increases, and at time t3, the detection result of the voltage sensor 54 reaches VB2 that is the same as the voltage of the battery stack 30 having the second lowest voltage. At this timing, the control device 100 executes control for closing the system main relay 34 (corresponding to the battery stack 30). Even in this case, the current flowing from the battery stack 20 to the battery stack 30 and the current flowing from the battery stack 30 to the capacitor 52 are limited.

その後、コンデンサ52の電圧が所定電圧(たとえば、電池スタック20の電圧VB1近傍)に達した後に、制御装置100は、システムメインリレー62を閉成するための制御を実行し、プリチャージリレー64を開放するための制御を実行する(不図示)。このように、車両1によれば、循環電流による電池スタック20,30,40間の電圧調整を行なうことなく、システムメインリレー24,34,44の閉成時に電池スタック20,30,40間に生じる突入電流を抑制することができる。   After that, after the voltage of the capacitor 52 reaches a predetermined voltage (for example, near the voltage VB1 of the battery stack 20), the control device 100 executes control for closing the system main relay 62, and turns off the precharge relay 64. Control for opening is executed (not shown). Thus, according to the vehicle 1, the voltage between the battery stacks 20, 30, 40 is not adjusted by the circulating current, and the battery stacks 20, 30, 40 are connected when the system main relays 24, 34, 44 are closed. The generated inrush current can be suppressed.

次に、車両1におけるシステムメインリレー24,34,44の閉成に関する具体的処理手順について説明する。   Next, a specific processing procedure for closing the system main relays 24, 34, 44 in the vehicle 1 will be described.

[リレーの閉成処理手順]
図3は、システムメインリレー24,34,44の閉成に関する処理手順を示すフローチャートである。図3を参照して、このフローチャートに示される処理は、ユーザから車両システムの起動指示を受けた後、制御装置100により実行される。
[Relay closing procedure]
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure related to closing of the system main relays 24, 34, 44. Referring to FIG. 3, the process shown in this flowchart is executed by control device 100 after receiving a vehicle system activation instruction from the user.

制御装置100は、電池スタック20,30,40のうち最も電圧が高い電池スタックに対応するシステムメインリレー(システムメインリレー24,34又は44)を閉成するための制御を実行する(ステップS100)。その後、制御装置100は、プリチャージリレー64を閉成するための制御を実行する(ステップS110)。   The control device 100 executes control for closing the system main relay (system main relay 24, 34 or 44) corresponding to the battery stack having the highest voltage among the battery stacks 20, 30, and 40 (step S100). . Thereafter, control device 100 executes control for closing precharge relay 64 (step S110).

上述のように、車両1においては、電圧が最も高い電池スタックに対応するシステムメインリレーが閉成された後、電圧の低い電池スタックに対応するシステムメインリレーから順に閉成される。制御装置100は、次に閉成するシステムメインリレーに対応する電池スタックの電圧が何番目(n番目)に低いかを示す変数nを内部メモリに記憶する。ステップS110においてプリチャージリレー64が閉成されると、制御装置100は、変数nの初期値として1を代入する(ステップS120)。   As described above, in the vehicle 1, after the system main relay corresponding to the battery stack having the highest voltage is closed, the system main relay corresponding to the battery stack having the lowest voltage is sequentially closed. The control device 100 stores in the internal memory a variable n indicating what number (nth) voltage of the battery stack corresponding to the system main relay to be closed next is the lowest. When precharge relay 64 is closed in step S110, control device 100 substitutes 1 as the initial value of variable n (step S120).

その後、制御装置100は、n番目に電圧が低い電池スタックの電圧(n番目に電圧が低い電池スタックに対応する電圧センサの検知結果)と、コンデンサ52の電圧(電圧センサ54の検知結果)との差が所定値以下か否かを判定する(ステップS130)。n番目に電圧が低い電池スタックの電圧とコンデンサ52の電圧との差が所定値より大きいと判定されると(ステップS130においてNO)、制御装置100は、差が所定値以下になるまで待機する。   Thereafter, the control device 100 determines the voltage of the battery stack having the nth lowest voltage (the detection result of the voltage sensor corresponding to the battery stack having the nth lowest voltage) and the voltage of the capacitor 52 (the detection result of the voltage sensor 54). It is determined whether or not the difference is equal to or less than a predetermined value (step S130). When it is determined that the difference between the voltage of the battery stack having the nth lowest voltage and the voltage of capacitor 52 is greater than the predetermined value (NO in step S130), control device 100 waits until the difference becomes equal to or smaller than the predetermined value. .

n番目に電圧が低い電池スタックの電圧とコンデンサ52の電圧との差が所定値以下であると判定されると(ステップS130においてYES)、制御装置100は、n番目に電圧が低い電池スタックに対応するシステムメインリレーを閉成する(ステップS140)。その後、制御装置100は、電池スタック20,30,40にそれぞれ対応するシステムメインリレー24,34,44のすべてが閉成されたか否かを判定する(ステップS150)。   If it is determined that the difference between the voltage of the battery stack having the nth lowest voltage and the voltage of capacitor 52 is equal to or less than a predetermined value (YES in step S130), control device 100 sets the battery stack having the nth lowest voltage. The corresponding system main relay is closed (step S140). Thereafter, control device 100 determines whether or not all system main relays 24, 34, and 44 corresponding to battery stacks 20, 30, and 40 are closed (step S150).

システムメインリレー24,34,44の一部が閉成されていないと判定されると(ステップS150においてNO)、制御装置100は、変数nに1を加算する(ステップS160)。その後、処理はステップS130に移行する。ステップS130〜S160の処理は、システムメインリレー24,34,44のすべてが閉成されるまで繰り返し実行される。   If it is determined that some of system main relays 24, 34, 44 are not closed (NO in step S150), control device 100 adds 1 to variable n (step S160). Thereafter, the process proceeds to step S130. The processes of steps S130 to S160 are repeatedly executed until all the system main relays 24, 34, 44 are closed.

システムメインリレー24,34,44のすべてが閉成されたと判定されると(ステップS150においてYES)、制御装置100は、コンデンサ52の電圧が所定電圧に達したか否かを判定する(ステップS170)。コンデンサ52の電圧が所定電圧に達していないと判定されると(ステップS170においてNO)、制御装置100は、コンデンサ52の電圧が所定電圧に達するまで待機する。   If it is determined that all of system main relays 24, 34, 44 are closed (YES in step S150), control device 100 determines whether the voltage of capacitor 52 has reached a predetermined voltage (step S170). ). If it is determined that the voltage of capacitor 52 has not reached the predetermined voltage (NO in step S170), control device 100 waits until the voltage of capacitor 52 reaches the predetermined voltage.

コンデンサ52の電圧が所定電圧に達したと判定されると(ステップS170においてYES)、制御装置100は、システムメインリレー62を閉成するための制御を実行する(ステップS180)。その後、制御装置100は、プリチャージリレー64を開放するための制御を実行する(ステップS190)。これにより、このフローチャートに示される処理は完了する。   If it is determined that the voltage of capacitor 52 has reached the predetermined voltage (YES in step S170), control device 100 executes control for closing system main relay 62 (step S180). Thereafter, the control device 100 executes control for opening the precharge relay 64 (step S190). Thereby, the processing shown in this flowchart is completed.

以上のように、本実施の形態に従う車両1において、制御装置100は、電圧が最も高い電池スタック(たとえば、電池スタック20)が最初にコンデンサ52に電気的に接続されるようにシステムメインリレー24,34,44を制御する。そして、制御装置100は、他の電池スタック(たとえば、電池スタック40)の電圧とコンデンサ52の電圧との差が所定値以下となった場合に、他の電池スタックと電圧が最も高い電池スタックとの両方がコンデンサ52に電気的に接続されるようにシステムメインリレー24,34,44を制御する。   As described above, in vehicle 1 according to the present embodiment, control device 100 includes system main relay 24 such that the battery stack having the highest voltage (for example, battery stack 20) is electrically connected to capacitor 52 first. , 34, 44 are controlled. Then, when the difference between the voltage of another battery stack (for example, battery stack 40) and the voltage of capacitor 52 is equal to or less than a predetermined value, control device 100 determines the battery stack having the highest voltage as compared with the other battery stack. The system main relays 24, 34 and 44 are controlled so that both of them are electrically connected to the capacitor 52.

これにより、車両1によれば、循環電流による電池スタック20,30,40間の電圧調整をすることなく、システムメインリレー24,34,44の閉成時に電池スタック20,30,40間に生じる突入電流を抑制することができる。   Thus, according to the vehicle 1, the voltage is generated between the battery stacks 20, 30, 40 when the system main relays 24, 34, 44 are closed without adjusting the voltage between the battery stacks 20, 30, 40 by circulating current. Inrush current can be suppressed.

なお、上記実施の形態においては、電池スタック20,30,40間の突入電流を抑制するために、システムメインリレー24,34,44の閉成順序が調整された。しかしながら、本技術の適用範囲はこれに限定されない。たとえば、複数の電池パックが並列接続される車両においても、複数の電池パック間での突入電流を抑制するために本技術を適用することができる。この場合には、たとえば、複数の電池パックの各々にシステムメインリレーが設けられ、複数の電池パックのうち電圧が最も高い電池パックに対応するシステムメインリレーを最初に閉成し、その後、電圧が低い電池パックに対応するシステムメインリレーから順番に閉成してもよい。   In the above embodiment, the closing order of the system main relays 24, 34, 44 is adjusted in order to suppress the inrush current between the battery stacks 20, 30, 40. However, the scope of application of the present technology is not limited to this. For example, even in a vehicle in which a plurality of battery packs are connected in parallel, the present technology can be applied to suppress an inrush current between the plurality of battery packs. In this case, for example, a system main relay is provided in each of the plurality of battery packs, and the system main relay corresponding to the battery pack having the highest voltage among the plurality of battery packs is closed first, and then the voltage is You may close in order from the system main relay corresponding to a low battery pack.

また、上記実施の形態においては、3個の電池スタック(電池スタック20,30,40)が並列に接続された。しかしながら、並列に接続される電池スタック(蓄電部)の数はこれに限定されない。たとえば、2個であってもよいし、4個以上であってもよい。   In the above embodiment, three battery stacks (battery stacks 20, 30, 40) are connected in parallel. However, the number of battery stacks (power storage units) connected in parallel is not limited to this. For example, two may be sufficient and four or more may be sufficient.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 車両、10 電池パック、20,30,40 電池スタック、22,32,42,54 電圧センサ、24,34,44,62 システムメインリレー、50 PCU、52 コンデンサ、64 プリチャージリレー、66 制限抵抗、68 ノード、100 制御装置、PL,NL 電力線。   1 vehicle, 10 battery pack, 20, 30, 40 battery stack, 22, 32, 42, 54 voltage sensor, 24, 34, 44, 62 system main relay, 50 PCU, 52 capacitor, 64 precharge relay, 66 limiting resistance , 68 nodes, 100 control devices, PL, NL power lines.

Claims (1)

負荷装置に電力を供給する蓄電システムであって、前記負荷装置は、電力線対間に接続されたコンデンサを含み、
前記電力線対間において並列に接続された第1及び第2の蓄電部と、
前記電力線対間において前記第1及び第2の蓄電部にそれぞれ直列に接続された第1及び第2のリレーと、
前記第1及び第2のリレーを制御するように構成された制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記第1及び第2の蓄電部のうち電圧が高い方の蓄電部が最初に前記コンデンサに電気的に接続されるように前記第1及び第2のリレーを制御し、
前記第1及び第2の蓄電部のうち電圧が低い方の蓄電部の電圧と前記コンデンサの電圧との差が所定値以下となった場合に、前記第1及び第2の蓄電部の両方が前記コンデンサに電気的に接続されるように前記第1及び第2のリレーを制御する、蓄電システム。
A power storage system for supplying power to a load device, wherein the load device includes a capacitor connected between a pair of power lines,
First and second power storage units connected in parallel between the power line pair;
A first relay and a second relay connected in series to the first and second power storage units between the power line pair;
A control device configured to control the first and second relays,
The controller is
Controlling the first and second relays such that the higher voltage storage unit of the first and second storage units is first electrically connected to the capacitor;
When the difference between the voltage of the lower power storage unit of the first and second power storage units and the voltage of the capacitor is equal to or less than a predetermined value, both the first and second power storage units A power storage system that controls the first and second relays to be electrically connected to the capacitor.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010004611A (en) * 2008-06-18 2010-01-07 Toyota Motor Corp Drive device, control method therefor, and hybrid vehicle
WO2012049963A1 (en) * 2010-10-15 2012-04-19 三洋電機株式会社 Power system comprising storage batteries
JP2013255325A (en) * 2012-06-06 2013-12-19 Toyota Motor Corp Power storage system
US20140002003A1 (en) * 2012-06-29 2014-01-02 Samsung Sdi Co., Ltd. Energy storage device and method for decreasing rush current
JP2014036469A (en) * 2012-08-07 2014-02-24 Toyota Industries Corp Power storage module controller

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010004611A (en) * 2008-06-18 2010-01-07 Toyota Motor Corp Drive device, control method therefor, and hybrid vehicle
WO2012049963A1 (en) * 2010-10-15 2012-04-19 三洋電機株式会社 Power system comprising storage batteries
JP2013255325A (en) * 2012-06-06 2013-12-19 Toyota Motor Corp Power storage system
US20140002003A1 (en) * 2012-06-29 2014-01-02 Samsung Sdi Co., Ltd. Energy storage device and method for decreasing rush current
JP2014036469A (en) * 2012-08-07 2014-02-24 Toyota Industries Corp Power storage module controller

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019170006A (en) * 2018-03-22 2019-10-03 いすゞ自動車株式会社 Battery control system and battery control device

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