JP2018125970A - Battery management device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、バッテリーパックの各バッテリーセル電圧を均等化するセルバランス方法を用いたバッテリーマネジメント装置に関するものである。 The present invention relates to a battery management apparatus using a cell balance method for equalizing each battery cell voltage of a battery pack.
近年、２次電池は、家庭用または工業用の非常用電源や電気自動車の駆動用電源として用いられるようになってきた。この２次電池は、起電圧や電気容量に制限があるため、用途に応じて複数の２次電池を直並列に接続して使用することが一般的である。このような構造の電池を組電池または単にバッテリーパックとも言う。（以下バッテリーパックと称す。）また、バッテリーパックを構成する単位となる電池をバッテリーセルと言う。 In recent years, secondary batteries have come to be used as household or industrial emergency power supplies and electric vehicle drive power supplies. Since this secondary battery is limited in electromotive voltage and electric capacity, it is common to use a plurality of secondary batteries connected in series and parallel depending on the application. A battery having such a structure is also referred to as an assembled battery or simply a battery pack. (Hereinafter referred to as a battery pack.) A battery constituting a unit constituting the battery pack is referred to as a battery cell.
ところで、バッテリーパックの長時間の使用や、一部のバッテリーセルを新しい電池に交換した場合にバッテリーセル間で容量のばらつきが生じることになる。この容量のばらつきが生じると、バッテリーパックの充放電時に特定のバッテリーセルが過放電や過充電を発生することになり、この結果、バッテリーパックの容量が減少することになるとともに、バッテリーパックを劣化させ、寿命を短縮させることになる。
このようなバッテリーパック内の容量のばらつきを解消するために、従来、バッテリーパックが満充電時に全てのバッテリーセルが満充電状態になるよう、バッテリーセルのバランス制御が行なわれている。（特許文献１参照）
By the way, when the battery pack is used for a long time or when some of the battery cells are replaced with new batteries, the capacity varies among the battery cells. When this capacity variation occurs, specific battery cells may overdischarge or overcharge when the battery pack is charged and discharged, resulting in a decrease in the capacity of the battery pack and a deterioration of the battery pack. And shorten the life.
In order to eliminate such variation in the capacity of the battery pack, conventionally, the balance control of the battery cells is performed so that all the battery cells are fully charged when the battery pack is fully charged. (See Patent Document 1)
この特許文献１におけるセルバランス制御方法技術では、各バッテリーセルの中で最も低い電圧をセルバランス目標値として、各バッテリーセルに設置されたセルバランス抵抗を制御するものである。
一方、バッテリーセルには上述したとおり容量に差があるため、充電時の個々のバッテリーセルの充電率は、一様に変化しない。つまり、充電量が変化すると、電圧が最低となるバッテリーセルも変化することになる。
したがって、充電前の最低電圧であったバッテリーセルに対し、充電中に最低電圧であるバッテリーセルが変化することになるため、本来セルバランスする必要のないバッテリーセルまでセルバランスを行うことになり、充電エネルギーの無駄な消費や、充電時間が延びるといった問題がある。
In the cell balance control method technique in
On the other hand, since the battery cells have different capacities as described above, the charging rate of each battery cell during charging does not change uniformly. That is, when the charge amount changes, the battery cell having the lowest voltage also changes.
Therefore, since the battery cell that is the lowest voltage during charging will change with respect to the battery cell that was the lowest voltage before charging, cell balancing will be performed to battery cells that do not need to be cell-balanced originally, There are problems such as wasteful consumption of charging energy and extended charging time.
このため、各バッテリーセルの充電状態に応じた目標セル電圧を設定することによって上述の問題を解消する技術が提案されている。（特許文献２） For this reason, the technique which solves the above-mentioned problem by setting the target cell voltage according to the charge state of each battery cell is proposed. (Patent Document 2)
上記の特許出願においては、目標となるセル以外のセルのバランサは、全てオンさせるが、隣接するセルのバランサをオンした場合にセルバランススイッチに対して1セル分の
閉ループ電流に加えて、複数セルの電圧の総和がバランサ抵抗に加えられた電流が流れることになり、セルバランススイッチが発熱し、寿命低下を招くことになる。このため、セルバランススイッチに高耐圧性が求められことになるが、一般的に高耐圧であるセルバランススイッチは、高価でサイズが大きく、このようなセルバランススイッチを用いた場合
、装置の価格アップや装置サイズが大きくなる。
したがって、装置の低価格化、省サイズ化するために、低価格で小型な低耐圧のセルバランススイッチを用い、隣接するセルを同時にオンさせないよう、例えば偶数番号と奇数番号のセルのセルバランススイッチを一定時間ごとに交互にオンさせることが行われる。しかし、この場合に、セルバランス時間が長くなってしまう問題がある。
In the above patent application, all balancers of cells other than the target cell are turned on, but when the balancer of an adjacent cell is turned on, in addition to the closed loop current for one cell, a plurality of cell balance switches are used. A current in which the sum of the voltages of the cells is added to the balancer resistance flows, and the cell balance switch generates heat, leading to a reduction in life. For this reason, a high voltage resistance is required for the cell balance switch. Generally, a cell balance switch having a high voltage resistance is expensive and large in size. When such a cell balance switch is used, the price of the device is high. Increases device size.
Therefore, in order to reduce the cost and size of the device, use a low-price, small, low-voltage cell balance switch, so that adjacent cells are not turned on at the same time, for example, even-numbered and odd-numbered cell balance switches Are alternately turned on at regular intervals. However, in this case, there is a problem that the cell balance time becomes long.
以上の動作を分かりやすくするため、各バッテリーセルを目標のセル電圧までセルバランスするのに必要な残り時間をＴｒｅｍ[ｍｉｎ]（分）とし、セルバランス中の時間Ｔｒｅｍの推移を示した図１９に基づいて説明する。
図１９は、バッテリーセルが８セル（♯１〜♯８）直列に接続されたバッテリーパックを例にし、奇数番号のセルと偶数番号のセルのセルバランススイッチを一定期間（１分）ごと交互にオンしてセルバランスを行った時の、セル♯１〜♯８の時間Ｔｒｅｍの推移を示したものである。
In order to make the above operation easy to understand, the remaining time required to balance each battery cell to the target cell voltage is Trem [min] (minutes), and FIG. 19 shows the transition of the time Trem during cell balancing. Based on
FIG. 19 shows an example of a battery pack in which eight battery cells (# 1 to # 8) are connected in series, and cell balance switches of odd-numbered cells and even-numbered cells are alternately switched every fixed period (1 minute). It shows the transition of the time Trem of the
まず、セルバランスを開始するｔ０の時点で、奇数セルの♯１、♯５、♯７のセルバランスをオンし、他のセルは、セルバランスをオフする。奇数セルの♯３は、すでに時間Ｔｒｅｍが０分であり、セルバランスをオフする。
次に、セルバランスを１分継続したｔ１の時点では、偶数セルの♯２、♯４、♯６、♯８のセルバランスをオンし、他のセルは、セルバランスをオフする。このｔ１の時点で、奇数セルの♯１、♯５、♯７の時間Ｔｒｅｍは、ｔ０の時点に対して１分ずつ減少している。
First, at time t0 when the cell balance is started, the cell balances of # 1, # 5, and # 7 of the odd cells are turned on, and the other cells are turned off. For the
Next, at time t1 when the cell balance is continued for one minute, the cell balances of # 2, # 4, # 6, and # 8 of even-numbered cells are turned on, and the other cells turn off the cell balance. At the time t1, the time Trem of the
さらに、セルバランスを継続したｔ２の時点では、奇数セルの♯１、♯５、♯７のセルバランスをオンし、他のセルは、セルバランスをオフする。このｔ２の時点で、偶数セルの♯２、♯４、♯６、♯８の時間Ｔｒｅｍは、ｔ１の時点に対して１分ずつ減少している。
次に、セルバランスを１分継続したｔ３の時点では、偶数セルの♯２、♯４、♯６、♯８のセルバランスをオンし、他のセルは、セルバランスをオフする。このｔ３の時点で、奇数セルの♯１、♯５、♯７の時間Ｔｒｅｍは、ｔ２の時点に対して１分ずつ減少している。
Furthermore, at time t2 when the cell balance is continued, the cell balances of the odd-numbered
Next, at time t3 when the cell balance is continued for 1 minute, the cell balances of the
以降も同様に、時間Ｔｒｅｍが０分となったセルは、セルバランスをオフし、奇数・偶数セルを交互にセルバランスを実施して行くと、ｔ３から３６分経過後のｔ４の時点では、セル♯４以外のセルは、時間Ｔｒｅｍが０分となっている。
その後も奇数・偶数セルを交互にセルバランスを実施していくと、ｔ４から２１分経過後のｔ５の時点ですべてのセルの時間Ｔｒｅｍが０分となり、セルバランスが完了する。
結果として、ｔ０の時点からｔ５の時点に到達するまでに合計で６０分を要することになっている。
Similarly, when the cell whose time Trem is 0 minutes is turned off and the cell balance is alternately performed on the odd and even cells, at time t4 after 36 minutes from t3, The cells other than the
After that, if cell balancing is performed alternately for odd and even cells, the time Trem of all cells becomes 0 minutes at time t5 after 21 minutes from t4, and cell balancing is completed.
As a result, it takes 60 minutes in total to reach the time point t5 from the time point t0.
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、隣接するセルのセルバランススイッチを同時にオンできない場合でも、セルバランス時間の短縮が可能なバッテリーマネジメント装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a battery management device capable of shortening the cell balance time even when the cell balance switches of adjacent cells cannot be turned on simultaneously. It is aimed.
この発明に係るバッテリーマネジメント装置は、バッテリーパックを構成する複数のバッテリーセルにおける端子間電圧（Ｖｎ）を検出するセル電圧検出手段と、前記各バッテリーセルと並列に接続され、前記各バッテリーセルに流れる充電電流を制御するバランサと、前記バッテリーパックの充放電電流（Ｉ）を検出する電流検出手段と、 前記バッテリーパックの充電状態に基づき前記各バッテリーセルの残充電量（Ｑｒｅｍｎ）を算出するセル残充電量算出手段と、前記各バッテリーセルの残充電量（Ｑｒｅｍｎ）から最大値（Ｑｒｅｍ＿ｍａｘ）を算出する残充電量最大値算出手段と、前記セル残充電量算出手段および前記残充電量最大値算出手段により算出された残充電量（Ｑｒｅｍｎ）と残充電量最大値（Ｑｒｅｍ＿ｍａｘ）とから前記各バッテリーセルが満充電となるまでに前記バランサで消費を必要とする充電量（Ｑｃｎ）を算出する各セルバランサ消費充電量算出手段と、前記セル電圧検出手段により検出された端子間電圧（Ｖｎ）と前記電流検出手段により検出された充放電電流（Ｉ）と前記各バッテリーセルの内部抵抗および前記バランサの抵抗とから前記バランサが単位時間当たりに消費するバランサ消費電流（Ｉｂｎ）を算出する各セルバランサ消費電流算出手段と、前記各セルバランサ消費充電量算出手段および前記各セルバランサ消費電流算出手段により算出された充電量（Ｑｃｎ）およびバランサ消費電流（Ｉｂｎ）から前記各バッテリーセルが満充電となるまでにセルバランスが必要な時間（Ｔｒｅｍｎ）を算出する各セル残セルバランス時間算出手段と、前記各バッテリーセルのセルバランスに必要な時間（Ｔｒｅｍｎ）が最大値となるセルをバランス駆動対象セルとするとともに該バランス駆動対象セルの両隣をバランス停止対象セルとして選択し、さらに、前記バランス駆動対象セルまたは前記バランス停止対象セルと判定していないセルにおいて、セルバランスに必要な時間（Ｔｒｅｍｎ）が最大値となるセルをバランス駆動対象セルとするとともに該バランス駆動対象セルの両隣をバランス停止対象セルとして選択し、全てのセルがバランス駆動対象セルまたはバランス停止対象セルとなるまで、バランス駆動対象セルまたはバランス停止対象セルの選択を行うバランス駆動対象セル選択手段とを備え、前記バランス駆動対象セル選択手段の出力により、前記バランサを駆動制御するようにしたことを特徴とするものである。 The battery management device according to the present invention includes a cell voltage detecting means for detecting a voltage (V n ) between terminals in a plurality of battery cells constituting a battery pack, connected in parallel to each of the battery cells, and connected to each of the battery cells. A balancer that controls the charging current that flows, current detection means that detects charge / discharge current (I) of the battery pack, and a remaining charge amount (Qrem n ) of each battery cell based on the charge state of the battery pack Cell remaining charge amount calculating means; remaining charge amount maximum value calculating means for calculating a maximum value (Qrem_max) from the remaining charge amount (Qrem n ) of each battery cell; the cell remaining charge amount calculating means; and the remaining charge amount remaining charging amount calculated by the maximum value calculation means (Qrem n) and the residual charge amount maximum value (Qrem_max Terminal said detected and the cell balancer consumed charge amount calculating means for calculating a charge amount (Qc n) of each battery cell that requires consumption by the balancer until fully charged, by the cell voltage detecting unit and a The balancer consumption current (Ib) consumed by the balancer per unit time based on the inter-voltage (V n ), the charge / discharge current (I) detected by the current detection means, the internal resistance of each battery cell, and the resistance of the balancer n ), each cell balancer consumption current calculation means for calculating n ), each cell balancer consumption charge amount calculation means, and the charge amount (Qc n ) and balancer consumption current (Ib n ) calculated by each cell balancer consumption current calculation means. each cell remaining cells to calculate the respective battery cells the cell balance the time required until the full charge (Trem n) from Lance time calculating means, said selected as a balance stop target cell both sides of the balance-target cell with time required for cell balancing of each battery cell (Trem n) is a balance-target cell a cell that the maximum value Further, in the cells not determined as the balance drive target cell or the balance stop target cell, the cell having the maximum time (Trem n ) required for cell balance is set as the balance drive target cell and the balance drive target. Selecting both sides of the cell as a balance stop target cell, and balance drive target cell selection means for selecting the balance drive target cell or the balance stop target cell until all the cells become the balance drive target cell or the balance stop target cell; According to the output of the balance drive target cell selection means. It is characterized in that so as to drive and control the balancer.
この発明のバッテリーマネジメント装置によれば、電池監視ＩＣを搭載した回路構成を採用し、各バッテリーセル間の容量ばらつきを考慮した上で、優先的にバランス駆動する対象セルを選択してセルバランスを実施することによってセルバランス時間を短縮することが可能となる。 According to the battery management device of the present invention, a circuit configuration equipped with a battery monitoring IC is adopted, and after considering the capacity variation between the battery cells, a target cell to be preferentially balanced and driven is selected to achieve cell balance. By implementing this, it becomes possible to shorten the cell balance time.
実施の形態１．
以下、この発明を図に基づいて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１に係るバッテリーマネジメント装置を適用した電気自動車１００を示す概要図である。
図において、電気自動車１００は、電気自動車の走行・充電制御などを行う車両制御装置１０１と、車輪を駆動する駆動用モータ１０２と、この駆動用モータ１０２を制御するインバータ１０３と、このインバータ１０３へ電力を供給するバッテリーパック１０４と、このバッテリーパック１０４を監視するバッテリーマネジメント装置１０５とから構成され、外部の充電器１０６を介してバッテリーパック１０４を充電するように構成されている。
ここで、車両制御装置１０１は、電気自動車を走行させるために、インバータ１０３へ駆動用モータ１０２の駆動要求を行い、インバータ１０３は、バッテリーパック１０４の電力を使用して駆動用モータ１０２を駆動する。また、バッテリーパック１０４は、バッテリーマネジメント装置１０５により監視され、このバッテリーマネジメント装置１０５によるバッテリー状態の信号が車両制御装置１０１へ送られることになり、車両制御装置１０１は、バッテリー状態に応じた走行制御を実現するように構成されている。
さらに、車両制御装置１０１は、外部からの充電要求により充電器１０６へバッテリーパック１０４の充電指示を行い、バッテリーパック１０４への充電を制御する。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an
In the figure, an
Here, the
Furthermore, the
図２は、図１におけるバッテリーパック１０４およびバッテリーマネジメント装置１０５の具体的な構成を示すもので、図２において、バッテリーパック１０４は、複数のバッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎにより構成されている。このようなバッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎのそれぞれの出力電圧は、低いものであるため、通常直列に接続して車両駆動に必要な出力電圧が得られるようにバッテリーパック１０４が構成されている。また、このバッテリーパック１０４には、バッテリーパック１０４の充放電電流を検出する電流検出手段１０７が接続されている。
2 shows a specific configuration of the
一方、バッテリーマネジメント装置１０５は、バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎのセル電圧を調整するバランサ２０１と、バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎのそれぞれの端子間電圧を検出する機能を内蔵した電池監視ＩＣ（マイコン）２０３と、セルバランス制御を行うマイコン３０１を備え、各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎのセル電圧を監視し、全バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎのセル電圧を均一化するセルバランス制御を実施するように構成されている。
On the other hand, the
ここで、バランサ２０１は、それぞれバランサ抵抗２０１ａ，２０１ｂ，…２０１ｎとセルバランススイッチ２０２ａ，２０２ｂ，…２０２ｎとの直列回路からなり、各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎにそれぞれ並列に接続されている。すなわち、マイコン３０1からのセルバランス制御の指示に基づき、電池監視ＩＣ２０３を介して各
バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎのセルバランススイッチ２０２ａ，２０２ｂ，…２０２ｎをオン／オフし、これによってバランサ抵抗２０１ａ，２０１ｂ，…２０１ｎを制御し、セルバランスを実施することになる。
また、電池監視ＩＣ２０３は、バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎの各端子間電圧を、マルチプレクサ２０３ａにより順次切り替えてセル電圧検出手段２０３ｂにより検出し、この検出されたセル電圧をマイコン３０１に出力する。
Here, the balancer 201 is composed of a series circuit of balancer resistors 201a, 201b,... 201n and
In addition, the
さらに、マイコン３０１は、セル電圧検出手段２０３ｂにより検出したバッテリーセル電圧から、どのバッテリーセルのセルバランスが必要か判定を行い、セルバランス駆動制御を行うものである。
具体的には、マイコン３０１は、セル電圧検出手段２０３ｂからのセル電圧をバッテリーセル毎にＲＡＭ（Random Access Memory）に格納するセル電圧値格納手段３０２と、バッテリーパック１０４の充放電電流を検出する電流検出手段１０７からの電流値をＲＡＭへ格納する電流値格納手段３０３と、各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎの容量を推定する各セル容量推定手段３０４と、各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎの内部抵抗を推定する各セル内部抵抗推定手段３０５と、セルバランス制御を行うセルバランス制御手段３０６とを備えている。
Further, the microcomputer 301 determines which battery cell needs the cell balance from the battery cell voltage detected by the cell voltage detection means 203b, and performs cell balance drive control.
Specifically, the microcomputer 301 detects the cell voltage
このセルバランス制御手段３０６は、各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎの満充電までの残りの充電量である各セル残充電量Ｑｒｅｍｎを算出する各セル残充電量算出手段４０１と、各セル残充電量Ｑｒｅｍｎより残充電量最大値Ｑｒｅｍ＿ｍａｘを算出する残充電量最大値算出手段４０２と、各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎが満充電までにバランサ２０１で消費が必要な充電量である各セルバランサ消費充電量Ｑｃｎを算出する各セルバランサ消費充電量算出手段４０３と、各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎのバランサ２０１に流れる電流値である各セルバランサ消費電流Ｉｂｎを算出する各セルバランサ消費電流算出手段４０４と、各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎが満充電までにセルバランスに必要な時間である各セル残セルバランス時間Ｔｒｅｍｎを算出する各セル残セルバランス時間算出手段４０５とを備えている。
The cell balance control means 306 includes each cell remaining charge amount calculating means 401 for calculating each cell remaining charge amount Qrem n which is a remaining charge amount until the
また、セルバランス制御手段３０６は、後述するバランス駆動対象セル選択手段４０８からのバランス駆動対象選択結果により、優先的にバランス駆動を実施する対象セルの中の残セルバランス時間最大値Ｔｒｅｍｔｇ＿ｍａｘを算出するバランス駆動対象残セルバランス時間最大値算出手段４０６と、バランス駆動対象セル選択手段４０８からのバランス駆動対象選択結果により、バランス停止対象セルの中の残セルバランス時間最大値Ｔｒｅｍｕｎｔｇ＿ｍａｘを算出するバランス停止対象残セルバランス時間最大値算出手段４０７と、各セル残セルバランス時間Ｔｒｅｍｎとバランス駆動対象残セルバランス時間最大値Ｔｒｅｍｔｇ＿ｍａｘとバランス停止対象残セルバランス時間最大値Ｔｒｅｍｕｎｔｇ＿ｍａｘとにより、優先的にバランス駆動する対象セルを選択するバランス駆動対象セル選択手段４０８と、上述のバランス駆動対象残セルバランス時間最大値Ｔｒｅｍｔｇ＿ｍａｘとバランス停止対象残セルバランス時間最大値Ｔｒｅｍｕｎｔｇ＿ｍａｘとにより、バランス駆動対象に選択したセルに対してセルバランスを行うか、あるいは奇数・偶数セルを一定期間ごと交互にセルバランスを行うかのバランス方式を選択するバランス方式選択手段４０９と、バランス駆動対象セル選択結果とバランス方式選択結果により、バランサ駆動を行うバッテリーセル対象を判定し、バランサ駆動信号を出力するセルバランス駆動判定手段４１０とを備えて構成されている。
In addition, the cell
次に、このように構成されたバッテリーマネジメント装置の動作について説明する。
まず、バッテリーマネジメント装置１０５における電池監視ＩＣ２０３は、セル電圧検出手段２０３ｂによってバッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎから読み取ったセル電圧をセル電圧値格納手段３０２へ出力する。
この出力に基づき、セル電圧値格納手段３０２は、一定周期毎に各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎのセル電圧Ｖｎを内部のＲＡＭに格納し、各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎのセル電圧を一括してセルバランス制御手段３０６へ出力する。
Next, the operation of the battery management device configured as described above will be described.
First, the
Based on this output, the cell voltage
また、電流検出手段１０７は、接続されているバッテリーパック１０４の充放電電流を検出して電流値格納手段３０３へ出力する。
この出力を受けて電流値格納手段３０３は、一定周期毎に電流値Ｉを内部のＲＡＭへ格納し、セルバランス制御手段３０６へ出力する。
さらに、各セル容量推定手段３０４は、各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎの容量Ｃｐｎを推定し、セルバランス制御手段３０６へ出力する。なお、セル容量の推定方法としては、例えば、特開２０１２−１８１０６６号公報に記載された方法が知られている。
また、各セル内部抵抗推定手段３０５は、各セル内部抵抗Ｒｉｎｎを推定し、セルバランス制御手段３０６へ出力する。なお、セル内部抵抗の推定方法としては、例えば、特開２０１４−６２４５号公報に記載された方法が知られている。
In addition, the
In response to this output, the current value storage means 303 stores the current value I in the internal RAM at regular intervals and outputs it to the cell balance control means 306.
Further, each cell capacity estimation means 304, each
Each cell internal
上述のような各出力を受けたセルバランス制御手段３０６における各セル残充電量算出手段４０１は、電流値格納手段３０３から出力された電流値Ｉと各セル容量推定手段３０４から出力された各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎの容量Ｃｐｎより各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎの充電率を求め、さらに、この充電率より各バッテリーセルの満充電までの残りの充電量を算出し、これを各セル残充電量Ｑｒｅｍｎとして残充電量最大値算出手段４０２へ出力する。
この残充電量最大値算出手段４０２は、各セル残充電量算出手段４０１から出力された各セル残充電量Ｑｒｅｍｎより最大値を算出し、これを残充電量最大値Ｑｒｅｍ＿ｍａｘとして各セルバランサ消費充電量算出手段４０３へ出力する。
Each cell remaining charge amount calculation means 401 in the cell balance control means 306 receiving each output as described above, the current value I output from the current value storage means 303 and each battery output from each cell capacity estimation means 304. cell 104a, calculated 104b, ... each battery cell 104a than the capacitance Cp n of 104n, 104b, the charging rate of ... 104n, further calculates a remaining charge amount until the full charge of each battery cell from the charging rate, which Are output to the remaining charge amount maximum value calculation means 402 as each remaining battery charge amount Qrem n .
This remaining charge amount maximum value calculating means 402 calculates the maximum value from each cell remaining charge amount Qrem n output from each cell remaining charge amount calculating means 401, and uses this as the remaining charge amount maximum value Qrem_max. Output to charge amount calculation means 403.
この各セルバランサ消費充電量算出手段４０３は、残充電量最大値算出手段４０２より出力された残充電量Ｑｒｅｍ＿ｍａｘと各セル残充電量算出手段４０１より出力された各セル残充電量Ｑｒｅｍｎの差分より、各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎが満充電までにバランサ２０１で消費が必要な充電量である各セルバランサ消費充電量Ｑｃｎを算出し、各セル残セルバランス時間算出手段４０５へ出力する。
Each cell balancer consumption charge amount calculation means 403 is a difference between the remaining charge amount Qrem_max output from the remaining charge amount maximum value calculation means 402 and each cell remaining charge amount Qrem n output from each cell remaining charge amount calculation means 401. more, each
各セルバランサ消費電流算出手段４０４は、電流値格納手段３０３から出力された電流値Ｉと、各セル内部抵抗推定手段３０５から出力された各セル内部抵抗Ｒｉｎｎと、図示していないマイコン内部で固有値として記録されたバランサ抵抗値Ｒｂより、各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎのバランサ２０１に流れる電流値である各セルバランサ消費電流Ｉｂｎを算出し、各セル残セルバランス時間算出手段４０５へ出力する。
この各セル残セルバランス時間算出手段４０５は、各セルバランサ消費充電量算出手段４０３から出力された各セルバランサ消費充電量Ｑｃｎと、各セルバランサ消費電流算出手段４０４から出力された各セルバランサ消費電流Ｉｂｎとにより、各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎが満充電までにセルバランスに必要な時間である各セル残セルバランス時間Ｔｒｅｍｎを算出し、バランス駆動対象残セルバランス時間最大値算出手段４０６およびバランス停止対象残セルバランス時間最大値算出手段４０７へ出力する。
Each cell balancer consumption current calculation means 404 includes a current value I output from the current value storage means 303, each cell internal resistance Rin n output from each cell internal resistance estimation means 305, and a microcomputer (not shown). from the recorded balancer resistance value Rb as eigenvalues, each
Each cell remaining cell balance
バランス駆動対象残セルバランス時間最大値算出手段４０６は、各セル残セルバランス時間算出手段４０５から出力されたＴｒｅｍｎと、後述のバランス駆動対象セル選択手段４０８から出力されたバランス駆動対象セル選択結果とにより、優先的にバランス駆動を実施する対象セルの中の残セルバランス時間Ｔｒｅｍｎの最大値であるＴｒｅｍｔｇ＿ｍａｘを算出し、バランス方式選択手段４０９へ出力する。
また、バランス停止対象残セルバランス時間最大値算出手段４０７は、各セル残セルバランス時間算出手段４０５から出力されたＴｒｅｍｎと、バランス駆動対象セル選択手段４０８から出力されたバランス駆動対象セル選択結果とにより、バランス停止対象セルの中の残セルバランス時間Ｔｒｅｍｎの最大値であるＴｒｅｍｕｎｔｇ＿ｍａｘを算出し、バランス方式選択手段４０９へ出力する。
Balance driven remaining cell balance time maximum
Moreover, balanced shutdown target remaining cell balance time maximum
次に、バランス駆動対象セル選択手段４０８は、各セル残セルバランス時間算出手段４０５から出力されたＴｒｅｍｎと、バランス駆動対象残セルバランス時間最大値算出手段４０６から出力されたＴｒｅｍｔｇ＿ｍａｘと、バランス停止対象残セルバランス時間最大値算出手段４０７から出力されたＴｒｅｍｕｎｔｇ＿ｍａｘとにより、優先的にバランス駆動を実施する対象セルを選択し、選択結果をセルバランス駆動判定手段４１０へ出力する。
また、バランス方式選択手段４０９は、バランス駆動対象残セルバランス時間最大値算出手段４０６から出力されたＴｒｅｍｔｇ＿ｍａｘと、バランス停止対象残セルバランス時間最大値算出手段４０７から出力されたＴｒｅｍｕｎｔｇ＿ｍａｘとにより、バランス駆動対象に選択したセルに対してセルバランスを行うか、あるいは奇数・偶数セルを一定期間ごと交互にセルバランスを行うか、のバランス方式の選択を行い、選択結果をセルバランス駆動判定手段４１０へ出力する。
Next, the balance driving target
In addition, the balance
さらに、セルバランス駆動判定手段４１０は、各セル残セルバランス時間算出手段４０５から出力されたＴｒｅｍｎと、バランス駆動対象セル選択手段４０８から出力されたバランス駆動対象セル選択結果と、バランス方式選択手段４０９から出力されたバランス方式選択結果とにより、バランサ駆動を行うバッテリーセル対象を判定し、バランサ駆動信号を出力する。
Further, the cell balancing driver determination unit 410, and Trem n output from each cell remaining cell balance
次に、各セル残セルバランス時間算出手段４０５における各セル残セルバランス時間Ｔｒｅｍｎの算出方法を説明する。
ここで、電流値をＩ［Ａ］、バッテリーセルｎの容量をＣｐｎ［Ａｈ］とすると、バッテリーセルｎの充電率ＳＯＣｎ［％］は、電流値Ｉ（ｔ）［Ａ］の時間積分から求まり、次式で表される。
Next, a method of calculating the respective cells remaining cell balance time Trem n in each cell remaining cell balance
Here, the current value I [A], and the capacitance of the battery cell n and Cp n [Ah], the charging rate of the battery cell n SOC n [%] is the time integral of the current value I (t) [A] And is expressed by the following equation.
ところで、従来技術においては、電池容量によって最低セル電圧であるバッテリーセルの残充電量が最大になるとは限らないため、最低セル電圧を基準値としたセルバランス制御では、無駄なセルバランスによる充電エネルギー消費の発生が問題であった。この無駄なセルバランスを無くすためには、全てのバッテリーセルにおいて残充電量が同じになるようセルバランス制御を行えばよく、複数のバッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎが直列に接続されたバッテリーパック１０４においては、全てのバッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎで等しく充電量が加算されることから、残充電量の目標を残充電量最大値Ｑｒｅｍ＿ｍａｘ［Ａｈ］とすればよい。
By the way, in the prior art, the remaining charge amount of the battery cell, which is the lowest cell voltage, is not always maximized depending on the battery capacity. Therefore, in the cell balance control using the lowest cell voltage as a reference value, the charging energy due to useless cell balance is obtained. The occurrence of consumption was a problem. In order to eliminate this useless cell balance, cell balance control may be performed so that the remaining charge amount is the same in all battery cells, and a battery pack in which a plurality of
次に、各バッテリーセルｎにおいて、満充電までにバランサ２０１で消費必要な充電量Ｑｃｎ［Ａｈ］を求める。
各バッテリーセルｎにおける消費充電量Ｑｃｎ［Ａｈ］は、残充電量Ｑｒｅｍｎ［Ａｈ］と残充電量最大値Ｑｒｅｍ＿ｍａｘ［Ａｈ］の差であり、次式で表される。
Next, in each battery cell n, a charge amount Qc n [Ah] required to be consumed by the balancer 201 until full charge is obtained.
The consumed charge amount Qc n [Ah] in each battery cell n is the difference between the remaining charge amount Qrem n [Ah] and the remaining charge amount maximum value Qrem_max [Ah], and is expressed by the following equation.
次に、各バッテリーセルｎにおいて、セルバランススイッチ２０２ｎがオンの状態でバランサ２０１に流れる電流値Ｉｂｎ［Ａ］を求める。
図２には示していないが、バッテリーセルｎには内部抵抗、即ち電圧源に対し直列成分の抵抗が存在しており、バランサ抵抗２０１ｎとの並列回路が構成されている。このため、バッテリーセルｎに流れる電流をＩ［Ａ］、各セル電圧をＶｎ［Ｖ］、各セル内部抵抗値をＲｉｎｎ［Ω］、バランサ抵抗値をＲｂ［Ω］とすると、バッテリーセルｎのバランサ２０１に流れる電流Ｉｂｎ［Ａ］は、キルヒホッフの第1法則や重ね合わせの原理を用いて、次式で表される。
Next, in each battery cell n, a current value Ib n [A] flowing through the balancer 201 with the
Although not shown in FIG. 2, the battery cell n has an internal resistance, that is, a resistance of a series component with respect to the voltage source, and a parallel circuit with the
また、各バッテリーセルｎにおいて、消費充電量Ｑｃｎ［Ａｈ］をバランサで消費するために要する時間である各セル残セルバランス時間Ｔｒｅｍｎ［分］は、次式で表されることになる。 Further, in each battery cell n, each cell remaining cell balance time Trem n [min], which is a time required for consuming the consumed charge amount Qc n [Ah] by the balancer, is expressed by the following equation.
次に、実施の形態１におけるセルバランス制御動作について図３〜図１７に示すフローチャートに基づいて説明する。
図３は、バッテリーマネジメント装置１０５の動作を説明するフローチャートで、この動作は、マイコン３０１に設定された所定時間毎に実行される。
Next, the cell balance control operation in the first embodiment will be described based on the flowcharts shown in FIGS.
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the
まず、ステップＳ１において、セル電圧値格納手段３０２は、電池監視ＩＣ２０３から取得したセル電圧をセル毎に順次ＲＡＭに格納する。
次に、ステップＳ２において、電流値格納手段３０３は、電流検出手段１０７から取得したバッテリーパック１０４の充放電電流をＲＡＭに格納する。
次に、ステップＳ３において、各セル容量推定手段３０４は、各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎの容量を推定し、セル毎に順次ＲＡＭに格納する。
次に、ステップＳ４において、各セル内部抵抗推定手段３０５は、各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎの内部抵抗を推定し、セル毎に順次ＲＡＭへ格納する。
First, in step S1, the cell voltage value storage means 302 stores the cell voltage acquired from the
Next, in step S <b> 2, the current
Next, in step S3, each cell capacity estimation means 304 estimates the capacity of each
Next, in step S4, each cell internal resistance estimation means 305 estimates the internal resistance of each
次に、ステップＳ５において、各セル残充電量算出手段４０１は、ステップＳ１にて格納した各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎのセル電圧とステップＳ３にて格納した各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎの容量とにより、各セル充電率を算出し、さらに各セル充電率から各セル残充電量を算出し、セル毎に順次ＲＡＭに格納する。
次に、ステップＳ６において、残充電量最大値算出手段４０２は、各セル残充電量から残充電量最大値を算出し、ＲＡＭに格納する。
次に、ステップＳ７において、各セルバランサ消費充電量算出手段４０３は、残充電量最大値より、各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎにおける満充電までにバランサ２０１で消費が必要なバランサ消費充電量を算出し、セル毎に順次ＲＡＭに格納する。
Next, in step S5, each cell remaining charge amount calculation means 401 determines the cell voltage of each
Next, in step S6, the remaining charge amount maximum value calculating means 402 calculates the remaining charge amount maximum value from each cell remaining charge amount and stores it in the RAM.
Next, in step S7, each cell balancer consumption charge
次に、ステップＳ８において、各セルバランサ消費電流算出手段４０４は、セルバランススイッチ２０２ａ，２０２ｂ，…２０２ｎがオンの状態でバランサ２０１に流れるバランサ電流値を算出し、セル毎に順次ＲＡＭに格納する。
次に、ステップＳ９において、各セル残セルバランス時間算出手段４０５は、各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎにおけるバランサ消費充電量をセルバランスで消費するのに要する残セルバランス時間を算出し、セル毎に順次ＲＡＭに格納する。
Next, in step S8, each cell balancer consumption current calculation means 404 calculates the balancer current value flowing through the balancer 201 with the
Next, in step S9, each cell remaining cell balance time calculation means 405 calculates the remaining cell balance time required to consume the balancer consumption charge amount in each
次に、ステップＳ１０において、バランス駆動対象残セルバランス時間最大値算出手段４０６は、後述するステップＳ１２においてバランス駆動対象に選択しているバッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎの残セルバランス時間から最大値を算出し、ＲＡＭに格納する。
次に、ステップＳ１１において、バランス停止対象残セルバランス時間最大値算出手段
４０７は、後述するステップＳ１２でバランス停止対象のバッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎの残セルバランス時間から最大値を算出し、ＲＡＭに格納する。
Next, in step S10, the balance drive target remaining cell balance time maximum value calculation means 406 calculates the maximum value from the remaining cell balance time of the
Next, in step S11, the balance stop target remaining cell balance time maximum
次に、ステップＳ１２において、バランス駆動対象セル選択手段４０８は、ステップＳ９〜Ｓ１１の算出結果を基に、優先的にバランス駆動を実施する対象セルを選択し、選択結果をＲＡＭに格納する。
次に、ステップＳ１３において、バランス方式選択手段４０９は、ステップＳ１０〜Ｓ１１の算出結果を基に、バランス方式の選択を行い、選択結果をＲＡＭに格納する。
最後に、ステップＳ１４において、セルバランス駆動判定手段４１０は、ステップＳ１２、Ｓ１３の選択結果に基づいて、いずれのバッテリーセルに対してバランサ駆動を行うか決定してバランサ駆動信号を出力する。
Next, in step S12, the balance drive target
Next, in step S13, the balance
Finally, in step S14, the cell balance drive determination means 410 determines which battery cell is to be balanced based on the selection results in steps S12 and S13, and outputs a balancer drive signal.
次に、図３におけるステップＳ１〜Ｓ４およびステップＳ５〜Ｓ１４の詳細について説明する。
図４は、ステップＳ１（セル電圧値格納処理）の詳細を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１ａにおいて、電池監視ＩＣ２０３により検出されたセル電圧を通信手段等を介してマイコン３０１に読み込み、ステップＳ１ｂにおいて、読み込んだセル電圧を対象のセル電圧格納用ＲＡＭに記憶する。なお、ステップＳ１の処理は、セル電圧値格納手段３０２で行う。
Next, details of steps S1 to S4 and steps S5 to S14 in FIG. 3 will be described.
FIG. 4 is a flowchart showing details of step S1 (cell voltage value storage processing).
First, in step S1a, the cell voltage detected by the
図５は、ステップＳ２（電流値格納処理）の詳細を示すフローチャートである。
ステップＳ２１において、電流検出手段２０６により検出されたバッテリーパック１０４の充放電電流を、通信手段等を介してマイコン３０１に読み込み、ステップＳ２２において、読み込んだ電流値を電流値格納用ＲＡＭに記憶する。なお、ステップＳ２の処理は、電流値格納手段３０３で行う。
FIG. 5 is a flowchart showing details of step S2 (current value storage processing).
In step S21, the charging / discharging current of the
図６は、ステップＳ３（各セル容量推定演算）の詳細を示すフローチャートである。
ステップＳ３１において、各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎの様々な情報に基づき、各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎの容量推定を行い、ステップＳ３２で各セル容量格納用ＲＡＭに記憶する。なお、ステップＳ３の処理はセル容量推定手段３０４で行う。
FIG. 6 is a flowchart showing details of step S3 (each cell capacity estimation calculation).
In step S31, the capacity of each
図７は、ステップＳ４（各セル内部抵抗の推定演算）の詳細を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ４１において、各バッテリーセルの様々な情報に基づいて、各バッテリーセルの内部抵抗の推定を行い、ステップＳ４２において、各セル内部抵抗格納用ＲＡＭに記憶する。なお、ステップＳ４の処理は、各セル内部抵抗推定手段３０５で行う。
FIG. 7 is a flowchart showing details of step S4 (estimation calculation of each cell internal resistance).
First, in step S41, the internal resistance of each battery cell is estimated based on various information of each battery cell, and stored in each cell internal resistance storage RAM in step S42. The process in step S4 is performed by each cell internal
図８は、ステップＳ５（各セル残充電量算出）の詳細を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ５１において、電流値と各セル容量Ｃｐｎを入力として、上記式(１)に基づき各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎの充電率ＳＯＣｎを求め、次に、ステップＳ５２にて、各バッテリーセルの充電率ＳＯＣｎより上記式(２)に基づき各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎの残充電量Ｑｒｅｍｎを算出する。さらに、ステップＳ５３において、各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎの残充電量Ｑｒｅｍｎを各セル残充電量格納用ＲＡＭに格納する。なお、ステップＳ５の処理は、各セル残充電量算出手段４０１で行う。
FIG. 8 is a flowchart showing details of step S5 (calculation of remaining charge amount of each cell).
First, at step S51, determined as the input current value and the cell capacitance Cp n, each battery cell 104a based on the equation (1), 104b, the charging rate SOC n of ... 104n, then, at step S52, The remaining charge amount Qrem n of each
図９は、ステップＳ６（残充電量最大値算出）の詳細を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ６１において、各セル残充電量Ｑｒｅｍｎから上記式（３）に基づいて残充電量最大値Ｑｒｅｍ＿ｍａｘを算出し、ステップＳ６２において、前記最大値を残
充電量最大値格納用ＲＡＭに格納する。なお、ステップＳ６の処理は、残充電量最大値算出手段４０２で行う。
FIG. 9 is a flowchart showing details of step S6 (calculation of maximum remaining charge amount).
First, in step S61, the remaining charge maximum value Qrem_max is calculated from each cell remaining charge amount Qrem n based on the above equation (3), and in step S62, the maximum value is stored in the remaining charge amount maximum value storage RAM. To do. The process of step S6 is performed by the remaining charge maximum
図１０は、ステップＳ７（各セルバランサ消費充電量算出）の詳細を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ７１において、各セル残充電量Ｑｒｅｍｎと残充電量最大値Ｑｒｅｍ＿ｍａｘを入力として、上記式（４）に基づき各セルバランサ消費充電量Ｑｃｎを算出する。次に、ステップＳ７２において各セルバランサ消費充電量Ｑｃｎを各セルバランサ消費充電量格納用ＲＡＭに格納する。なお、ステップＳ７の処理は、各セルバランサ消費充電量算出手段４０３で行う。
FIG. 10 is a flowchart showing details of step S7 (each cell balancer consumption charge amount calculation).
First, in step S71, the respective cells remaining charging amount Qrem n and the remaining charging amount maximum value Qrem_max as input, calculates the respective cell balancer consumed charge amount Qc n based on the equation (4). Then, storing each cell balancer consumed charge amount Qc n to each cell balancer consumed charge amount storing RAM in step S72. The process of step S7 is performed by each cell balancer consumption charge amount calculation means 403.
図１１は、ステップＳ８（各セルバランサ消費電流算出）の詳細を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ８１において、各セル電圧Ｖｎと、電流値Ｉと、各セル内部抵抗Ｒｉｎｎと、あらかじめマイコン３０１に記録されているバランサ抵抗値Ｒｂとを入力として、上記式(５)に基づき各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎのバランサ消費電流Ｉｂｎを算出する。次に、ステップＳ８２において、各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎのバランサ消費電流Ｉｂｎを各セルバランサ消費電流格納用ＲＡＭに格納する。なお、ステップＳ８の処理は、各セルバランサ消費電流算出手段４０４にて実施する。
FIG. 11 is a flowchart showing details of step S8 (each cell balancer consumption current calculation).
First, in step S81, each cell voltage V n , current value I, each cell internal resistance Rin n, and balancer resistance value Rb recorded in the microcomputer 301 in advance are input and based on the above equation (5). The balancer consumption current Ib n of each
図１２は、ステップＳ９（各セル残バランス時間算出）の詳細を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ９１において、各セルバランサ消費充電量Ｑｃｎと各セルバランサ消費電流Ｉｂｎを入力として、上記式（６)に基づき各セル残セルバランス時間Ｔｒｅｍｎ
を算出する。次に、ステップＳ９２において、各セル残セルバランス時間Ｔｒｅｍｎを各セル残セルバランス時間格納用ＲＡＭに格納する。なお、ステップＳ９の処理は、各セル残セルバランス時間算出手段４０５で行う。
FIG. 12 is a flowchart showing details of step S9 (each cell remaining balance time calculation).
First, in step S91, the each cell balancer consumed charge amount Qc n and each cell balancer consumption current Ib n as input, the equation (6) each cell based on the remaining cell balance time Trem n
Is calculated. Next, in step S92, stores the cells remaining cell balance time Trem n to each cell remaining cell balance time storage RAM. Note that the processing of step S9 is performed by each cell remaining cell balance time calculation means 405.
図１３は、ステップＳ１０（バランス駆動対象残セルバランス時間最大値算出）の詳細を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１０１において、各セル残セルバランス時間Ｔｒｅｍｎの中から、後述するステップＳ１２で選択するバランス駆動対象セルの時間を全て抽出し、その中から最大値Ｔｒｅｍｔｇ＿ｍａｘを算出する。次に、ステップＳ１０２において、前記最大値をバランス駆動対象残セルバランス時間最大値格納用ＲＡＭに格納する。なお、ステップＳ１０の処理は、バランス駆動対象残セルバランス時間最大値算出手段４０６にて実施する。
FIG. 13 is a flowchart showing details of step S10 (calculation of balance drive target remaining cell balance time maximum value).
First, in step S101, from among the cells remaining cell balance time Trem n, extracts all the time balance driven cell to be selected in step S12 to be described later, it calculates a maximum value Tremtg_max from. In step S102, the maximum value is stored in the balance drive target remaining cell balance time maximum value storage RAM. Note that the processing of step S10 is performed by the balance drive target remaining cell balance time maximum value calculation means 406.
図１４は、ステップＳ１１（バランス停止対象残セルバランス時間最大値算出）の詳細を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１１１において、各セル残セルバランス時間Ｔｒｅｍｎの中から、後述するステップＳ１２で選択するバランス駆動対象セル以外のセルの時間を全て抽出し、その中から最大値Ｔｒｅｍｕｎｔｇ＿ｍａｘを算出する。次に、ステップＳ１１２において、前記最大値をバランス停止対象残セルバランス時間最大値格納用ＲＡＭに格納する。なお、ステップＳ１１の処理は、バランス停止対象残セルバランス時間最大値算出手段４０７で行う。
FIG. 14 is a flowchart showing details of Step S11 (calculation of balance stop target remaining cell balance time maximum value).
First, in step S111, from among the cells remaining cell balance time Trem n, extracts all the time of a cell other than the balance driven cell to be selected in step S12 to be described later, calculates a maximum value Tremuntg_max from. Next, in step S112, the maximum value is stored in the balance stop target remaining cell balance time maximum value storage RAM. Note that the processing in step S11 is performed by the balance stop target remaining cell balance time maximum
図１５は、ステップＳ１２（バランス駆動対象セル選択）の詳細を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１２１において、初回演算時であるか否かを判定し、初回演算時であ
る場合にはステップＳ１２５に進み、初回演算時でない場合には、ステップＳ１２２に進む。
次に、ステップＳ１２２において、各セル残セルバランス時間Ｔｒｅｍｎが全て０[分]であるか否かを判定し、全て０[分]である場合には、ステップＳ１２３に進み、全てのバッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎのバランス駆動対象選択結果を非対象に設定し、ステップＳ１２９でこのバランス駆動対象選択結果をＲＡＭに格納する。
FIG. 15 is a flowchart showing details of step S12 (balance drive target cell selection).
First, in step S121, it is determined whether or not it is the time of the first calculation, and if it is the time of the first calculation, the process proceeds to step S125, and if not, the process proceeds to step S122.
Next, in step S122, it is determined whether or not each cell remaining cell balance time Trem n is all 0 [minutes]. If all the remaining cell balance times Trem n are 0 [minutes], the process proceeds to step S123, and all the battery cells. 104a, 104b,... 104n are set as non-target balance drive target selection results, and in step S129, the balance drive target selection results are stored in the RAM.
一方、ステップＳ１２２において、各セル残セルバランス時間Ｔｒｅｍｎが０[分]のセルがあると判定した場合には、ステップＳ１２４に進み、バランス駆動対象残セルバランス時間最大値Ｔｒｅｍｔｇ＿ｍａｘとバランス停止対象残セルバランス時間最大値Ｔｒｅｍｕｎｔｇ＿ｍａｘの比較を行い、一致しない場合には、バランス駆動対象選択結果を更新せず、処理を終了する。
一方、両者の比較が一致した場合、あるいはステップＳ１２１で初回演算時であると判定した場合に、ステップＳ１２５に進み、全てのバッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎのバランス駆動対象選択結果を未選択に設定する。但し、各セル残セルバランス時間Ｔｒｅｍｎが０[分]のセルについては、非対象に設定する。
On the other hand, if it is determined in step S122 that there is a cell with each cell remaining cell balance time Tremn n of 0 [minutes], the process proceeds to step S124, and the balance drive target remaining cell balance time maximum value Tremtg_max and the balance stop target remaining are determined. The cell balance time maximum value Tremountg_max is compared. If they do not match, the balance drive target selection result is not updated, and the process ends.
On the other hand, if the comparison between the two matches, or if it is determined in step S121 that it is the time of the first calculation, the process proceeds to step S125, and the balance drive target selection results of all the
次に、ステップＳ１２６において、バランス駆動対象選択結果が未選択のセルの中でＴｒｅｍｎが最大のセルを対象に設定し、ステップS１２７に進む。
このステップS１２７において、ステップＳ１２６で対象に設定した両隣のセルのバラ
ンス駆動対象選択結果を非対象に設定し、ステップＳ１２８に進む。
次に、ステップＳ１２８において、バランス駆動対象選択結果が未選択のセルが残っている場合には、ステップＳ１２６に戻り、上記ステップＳ１２６〜Ｓ１２８を繰り返す。
また、ステップＳ１２８にて、バランス駆動対象選択結果が未選択のセルが残っていない場合には、ステップＳ１２９に進み、バランス駆動対象選択結果をＲＡＭに格納することになる。
なお、以上のステップＳ１２の処理は、バランス駆動対象セル選択手段４０８で行う。
Next, in step S126, the cell with the largest Trem n is set as the target among the cells whose balance drive target selection result is not selected, and the process proceeds to step S127.
In step S127, the balance drive target selection result of the adjacent cells set as targets in step S126 is set as non-target, and the process proceeds to step S128.
Next, in step S128, if there remains a cell whose balance drive target selection result is not selected, the process returns to step S126, and steps S126 to S128 are repeated.
On the other hand, if there is no remaining cell whose balance drive target selection result is not selected in step S128, the process proceeds to step S129, and the balance drive target selection result is stored in the RAM.
Note that the processing in step S12 described above is performed by the balance drive target
図１６は、ステップＳ１３（バランス方式選択）の詳細を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１３１において、バランス駆動対象残セルバランス時間最大値Ｔｒｅｍｔｇ＿ｍａｘとバランス停止対象残セルバランス時間最大値Ｔｒｅｍｕｎｔｇ＿ｍａｘの比較を行い、両者が一致しない場合には、ステップＳ１３３に進み、両者が一致した場合には、ステップＳ１３２に進む。このステップＳ１３２において、両者が一致した対象セルが隣接するセルであるか否かを判定し、隣接するセルである場合には、ステップＳ１３４に進み、隣接するセルでない場合には、ステップＳ１３３に進む。
このステップＳ１３３において、バランス方式選択結果を対象選択方式に設定し、また、ステップＳ１３４において、バランス方式選択結果を奇数・偶数セル交互駆動方式に設定し、それぞれの選択結果をステップＳ１３５においてＲＡＭに格納する。
なお、ステップＳ１３の処理は、バランス方式選択手段４０９で行う。
FIG. 16 is a flowchart showing details of step S13 (balance method selection).
First, in step S131, the balance drive target remaining cell balance time maximum value Tremtg_max is compared with the balance stop target remaining cell balance time maximum value Tremountg_max. If they do not match, the process proceeds to step S133. In step S132, the process proceeds to step S132. In this step S132, it is determined whether or not the target cell matching both is an adjacent cell. If the target cell is an adjacent cell, the process proceeds to step S134, and if not, the process proceeds to step S133. .
In step S133, the balance method selection result is set to the target selection method, and in step S134, the balance method selection result is set to the odd / even cell alternating drive method, and each selection result is stored in the RAM in step S135. To do.
The processing in step S13 is performed by the balance
図１７は、ステップＳ１４（セルバランス駆動判定）の詳細を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１４１において、ステップＳ１３におけるバランス方式選択結果が対象選択方式であるか否かを判定し、対象選択方式である場合には、ステップＳ１４２に進み、ステップＳ１２におけるバランス駆動対象選択結果が対象のセルに対してバランサ駆動指示をオンする。それ以外のセルに対しては、バランサ駆動指示をオフする。
一方、バランス方式選択結果が対象選択方式でない場合には、ステップＳ１４３に進み、奇数・偶数セルのバランサ駆動指示を一定周期で交互にオンする。但し、各セル残セルバランス時間Ｔｒｅｍｎが０［分]であるセルについては、バランサ駆動指示を無条件にオフする。
FIG. 17 is a flowchart showing details of step S14 (cell balance drive determination).
First, in step S141, it is determined whether or not the balance method selection result in step S13 is the target selection method. The balancer drive instruction is turned on for the other cells. For the other cells, the balancer drive instruction is turned off.
On the other hand, if the balance method selection result is not the target selection method, the process proceeds to step S143, and the balancer drive instruction for odd and even cells is alternately turned on at a constant cycle. However, the cells each cell remaining cell balance time Trem n is 0 [min], to turn off the balancer drive instruction unconditionally.
このようにバランサ駆動指示がオンになると、該当するバッテリーセルのセルバランススイッチがオンとなり、バランサ２０１が駆動される。
一方、バランサ駆動指示がオフになると、該当するバッテリーセルのセルバランススイッチがオフとなり、バランサ２０１が停止されることになる。
なお、ステップＳ１４の処理は、セルバランス駆動判定手段４１０で行う。
When the balancer driving instruction is turned on in this way, the cell balance switch of the corresponding battery cell is turned on and the balancer 201 is driven.
On the other hand, when the balancer drive instruction is turned off, the cell balance switch of the corresponding battery cell is turned off, and the balancer 201 is stopped.
Note that the process of step S14 is performed by the cell balance drive determination unit 410.
以上のような動作について、この発明を適応した具体例について図１８に基づいて説明する。
図１８は、バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎを８個（♯１〜♯８）直列に接続したバッテリーパック１０４のセルバランス中の残セルバランス時間Ｔｒｅｍの推移について示したものである。
なお、図１８のセルバランス開始時ｔ１０の各セルの残セルバランス時間Ｔｒｅｍは、先行技術としての図１９と同じものとしている。
ここで、各バッテリーセル１０４ａ，１０４ｂ，…１０４ｎを目標のセル電圧までセルバランスするのに必要な残り時間をＴｒｅｍとしているが、これは、ステップＳ１〜Ｓ９で演算した各セル残セルバランス時間Ｔｒｅｍｎに相当する。
A specific example to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.
FIG. 18 shows the transition of the remaining cell balance time Trem during cell balance of the
Note that the remaining cell balance time Trem of each cell at the start of cell balance t10 in FIG. 18 is the same as that in FIG. 19 as the prior art.
Here, the remaining time required for cell balancing of each
まず、ｔ１０の時点で、ステップＳ１２において、バランス駆動対象とするセルを選択する。図１８においては、図１５の制御フローにより、セル♯４の時間Ｔｒｅｍ：３０[
分]が最大であるので、セル♯４がバランス駆動対象に選択され、セル♯４の両隣である
セル♯３、セル♯５は、バランス停止対象となる。
次に、セル♯３〜♯５を除いたセルの中で、セル♯２の時間Ｔｒｅｍ：２５[分]が最大であるので、セル♯２がバランス駆動対象に選択され、セル♯２の隣であるセル♯１は、バランス停止対象となる。
次に、セル♯１〜♯５を除いたセルの中で、セル♯８の時間Ｔｒｅｍ：１５[分]が最大であるので、セル♯８がバランス駆動対象に選択され、セル♯８の隣であるセル♯７は、バランス停止対象となる。
さらに、セル♯１〜♯５、♯７〜♯８を除いたセルの中で、セル♯６の時間Ｔｒｅｍ：５[分]が最大であるので、セル♯６が対象に選択される。
以上により全てのセルの選択が完了し、ステップＳ１２の処理を終了する。
First, at time t10, a cell to be balanced is selected in step S12. In FIG. 18, according to the control flow of FIG.
Min] is the maximum,
Next, among the cells excluding the
Next, among the cells excluding the
Further, among the cells excluding the
The selection of all the cells is completed as described above, and the process of step S12 is ended.
次に、ステップＳ１０において、バランス駆動対象に選択したセルの時間Ｔｒｅｍ最大値を算出する。
ここで、ステップＳ１２で選択したセル♯２、♯４、♯６、♯８の中でセル♯４の時間Ｔｒｅｍ：３０[分]が最大であるため、バランス対象残セルバランス時間最大値Ｔｒｅｍｔｇ＿ｍａｘは３０［分］となる。
次に、ステップＳ１１において、バランス停止対象に選択したセルの時間Ｔｒｅｍ最大値を算出する。
ここで、ステップＳ１２で選択したセル♯２、♯４、♯６、♯８以外の中でセル♯１の時間Ｔｒｅｍ：２０[分]が最大であるため、バランス停止対象残セルバランス時間最大値Ｔｒｅｍｕｎｔｇ＿ｍａｘは１５[分]となる。
Next, in step S10, the time Trem maximum value of the cell selected as the balance drive target is calculated.
Here, among the
Next, in step S11, the time Trem maximum value of the cell selected as the balance stop target is calculated.
Here, since the time Trem: 20 [minutes] of the
次に、ステップＳ１３において、バランス方式を選択する。
すなわち、図１６における制御フローにより、Ｔｒｅｍｔｇ＿ｍａｘとＴｒｅｍｕｎｔｇ＿ｍａｘとが一致しないため、バランス方式は、対象選択方式を選択してステップＳ１３処理を終了する。
Next, in step S13, a balance method is selected.
That is, Tremtg_max and Tremountg_max do not coincide with each other according to the control flow in FIG. 16, and therefore, the balance method selects the target selection method and ends the processing in step S13.
次に、ステップＳ１４でセルバランス駆動判定を実施し、選択したセル♯２、♯４、♯６、♯８のセルバランスをオンし、他のセルは、セルバランスをオフする。
この状態でセルバランス駆動状態を１０分継続すると、各セルの時間Ｔｒｅｍは、ｔ１１の状態に推移する。
すなわち、ｔ１１の時点において、セル♯２、♯４、♯８の時間Ｔｒｅｍは、ｔ１０に対して１０分ずつ減少しており、セル♯６の時間Ｔｒｅｍは、すでに０分となっている。また、このｔ１１の時点で、ステップＳ１０において、バランス駆動対象としたセルの中で時間Ｔｒｅｍが最大であるセル♯４の時間Ｔｒｅｍ：２０[分]により、バランス駆動対象残セルバランス時間最大値Ｔｒｅｍｔｇ＿ｍａｘ＝２０[分]が算出される。
Next, in step S14, cell balance driving determination is performed, the cell balance of the selected
When the cell balance driving state is continued for 10 minutes in this state, the time Trem of each cell changes to the state of t11.
That is, at time t11, the time Trem of the
さらに、ステップＳ１１においてバランス停止対象としたセルの中で時間Ｔｒｅｍが最大であるセル♯１の時間Ｔｒｅｍ：２０[分]により、バランス停止対象残セルバランス時間最大値Ｔｒｅｍｕｎｔｇ＿ｍａｘ＝２０[分]が算出される。
ここで、Ｔｒｅｍｔｇ＿ｍａｘとＴｒｅｍｕｎｔｇ＿ｍａｘが一致し、かつ、セル♯１とセル♯４が隣り合うセルでないため、図１５における制御フローにより、再度バランス駆動対象セルの選択を行う。この結果、新たにセル♯１、♯４、♯７がバランス駆動対象として選択される。
Furthermore, the balance stop target remaining cell balance time maximum value Tremountg_max = 20 [minutes] is calculated from the time Trem: 20 [minutes] of the
Here, since Tremtg_max and Tremountg_max match and
その後、ステップＳ１４でセルバランス駆動判定を実施し、選択したセル♯１、♯４、♯７のセルバランスをオンし、他のセルは、セルバランスをオフする。このようなセルバランス駆動状態を５分継続すると、各セルの時間Ｔｒｅｍは、ｔ１２で示す状態に推移する。
この時点で、ステップＳ１０において、バランス駆動対象としたセルの中で時間Ｔｒｅｍが最大であるセル♯１の時間Ｔｒｅｍ：１５[分]により、バランス駆動対象残セルバランス時間最大値Ｔｒｅｍｔｇ＿ｍａｘ＝１５[分]が算出される。
次に、ステップＳ１１において、バランス停止対象としたセルの中で時間Ｔｒｅｍが最大であるセル♯２の時間Ｔｒｅｍ：１５[分]により、バランス停止対象残セルバランス時間最大値Ｔｒｅｍｕｎｔｇ＿ｍａｘ＝１５[分]が算出される。
Thereafter, cell balance drive determination is performed in step S14, the cell balance of the selected
At this time, in step S10, the balance drive target remaining cell balance time maximum value Tremtg_max = 15 [minutes] by the time Trem: 15 [minutes] of the
Next, in step S11, the balance stop target remaining cell balance time maximum value Tremountg_max = 15 [minutes] based on the time Trem: 15 [minutes] of the
ここで、Ｔｒｅｍｔｇ＿ｍａｘとＴｒｅｍｕｎｔｇ＿ｍａｘが一致し、かつセル♯１とセル♯２が隣り合うセルであるため、ステップＳ１３でバランス方式の選択が奇数・偶数セル交互駆動方式に切り替わり、以降は奇数、偶数セルのセルバランス駆動を一定期間（１分）ごと交互に実施する。
Here, since Tremtg_max and Tremountg_max match and
次に、ｔ１２の時点では、奇数セルの♯１、♯５、♯７をオンし、他のセルは、セルバランスをオフする。
次に、セルバランスを１分継続したｔ１３の時点では、偶数セルの♯２、♯４、♯８のセルバランスをオンし、他のセルは、セルバランスをオフする。このｔ１３の時点で、奇数セルの♯１、♯５、♯７の時間Ｔｒｅｍは、ｔ１２の時点に対して１分ずつ減少している。
さらに、セルバランスを１分継続したｔ１４の時点では、偶数セルの♯１、♯５、♯７のセルバランスをオンし、他のセルは、セルバランスをオフする。このｔ１４の時点で、偶数セルの♯２、♯４、♯８の時間Ｔｒｅｍは、ｔ１３の時点に対して１分ずつ減少している。
以降も同様に、時間Ｔｒｅｍが０分となったセルは、セルバランスをオフし、奇数・偶数セルを交互にセルバランスを実施して行くと、ｔ１４の時点から２８分経過後のｔ１５の時点では全てのセルの時間Ｔｒｅｍが０分となり、セルバランスを完了することになる。
Next, at time t12, the
Next, at time t13 when the cell balance is continued for one minute, the cell balances of the
Further, at time t14 when the cell balance is continued for 1 minute, the cell balances of even-numbered
Similarly, the cell whose time Trem is 0 minute is turned off, and when the cell balance is alternately performed on the odd and even cells, the time point t15 after 28 minutes from the time point t14. Then, the time Trem of all the cells becomes 0 minutes, and the cell balance is completed.
このようにｔ１０の時点からｔ１５の時点に到達するまで、合計で４５分要していることになるが、図１９に示す先行技術と比較すると、セルバランス時間が１５分短縮されていることになる。 Thus, it takes 45 minutes in total from the time point t10 to the time point t15, but the cell balance time is reduced by 15 minutes compared to the prior art shown in FIG. Become.
以上説明したように、この発明によれば、各バッテリーセル間の容量ばらつきを考慮した上で、優先的にバランス駆動する対象セルを選択してセルバランスを実施することによって、全体のセルバランス時間を短縮することが可能となる利点が得られる。 As described above, according to the present invention, the entire cell balance time can be determined by selecting the target cell to be preferentially balanced and driving after considering the capacity variation between the battery cells. The advantage that can be shortened is obtained.
なお、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜、変形、省略することが可能である。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can change suitably and can be abbreviate | omitted.
１００：電気自動車、 １０１：車両制御装置、 １０２：駆動用モータ、
１０３：インバータ、 １０４：バッテリーパック、
１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｎ：バッテリーセル、
１０５：バッテリーマネジメント装置、 １０６：充電器、
１０７：電流検出手段、 ２０１：バランサ、 ２０１ａ：バランサ抵抗、
２０１ｂ：セルバランススイッチ、 ２０３：電池監視ＩＣ、
２０３ｂ：セル電圧検出手段、 ３０１：マイコン、
３０２：セル電圧値格納手段、 ３０３：電流値格納手段、
３０４：各セル容量推定手段、 ３０６：セルバランス制御手段、
４０１：各セル残充電量算出手段、 ４０２：残充電量最大値算出手段、
４０３：各セルバランサ消費充電量算出手段、
４０４：各セルバランサ消費電流算出手段、
４０５：各セル残セルバランス時間算出手段
４０６：バランス駆動対象残セルバランス時間最大値算出手段、
４０７：バランス停止対象残セルバランス時間最大値算出手段、
４０８：バランス駆動対象セル選択手段、 ４０９：バランス方式選択手段、
４１０：セルバランス駆動判定手段
100: Electric vehicle 101: Vehicle control device 102: Motor for driving
103: Inverter, 104: Battery pack,
104a, 104b, 104n: battery cells,
105: Battery management device, 106: Battery charger,
107: current detection means 201: balancer 201a: balancer resistance
201b: cell balance switch, 203: battery monitoring IC,
203b: cell voltage detection means 301: microcomputer
302: Cell voltage value storage means, 303: Current value storage means,
304: Each cell capacity estimation means, 306: Cell balance control means,
401: Remaining charge amount calculation means for each cell, 402: Maximum remaining charge amount calculation means,
403: Each cell balancer consumption charge amount calculation means,
404: Each cell balancer consumption current calculation means,
405: Remaining cell balance
407: Balance stop target remaining cell balance time maximum value calculating means,
408: Balance drive target cell selection means, 409: Balance method selection means,
410: Cell balance drive determination means
Claims (5)
前記各バッテリーセルと並列に接続され、前記各バッテリーセルに流れる充電電流を制御するバランサと、
前記バッテリーパックの充放電電流（Ｉ）を検出する電流検出手段と、
前記バッテリーパックの充電状態に基づき前記各バッテリーセルの残充電量（Ｑｒｅｍｎ）を算出するセル残充電量算出手段と、
前記各バッテリーセルの残充電量（Ｑｒｅｍｎ）から最大値（Ｑｒｅｍ＿ｍａｘ）を算出する残充電量最大値算出手段と、
前記セル残充電量算出手段および前記残充電量最大値算出手段により算出された残充電量（Ｑｒｅｍｎ）と残充電量最大値（Ｑｒｅｍ＿ｍａｘ）とから前記各バッテリーセルが満充電となるまでに前記バランサで消費を必要とする充電量（Ｑｃｎ）を算出する各セルバランサ消費充電量算出手段と、
前記セル電圧検出手段により検出された端子間電圧（Ｖｎ）と前記電流検出手段により検出された充放電電流（Ｉ）と前記各バッテリーセルの内部抵抗および前記バランサの抵抗とから前記バランサが単位時間当たりに消費するバランサ消費電流（Ｉｂｎ）を算出する各セルバランサ消費電流算出手段と、
前記各セルバランサ消費充電量算出手段および前記各セルバランサ消費電流算出手段により算出された充電量（Ｑｃｎ）およびバランサ消費電流（Ｉｂｎ）から前記各バッテリーセルが満充電となるまでにセルバランスが必要な時間（Ｔｒｅｍｎ）を算出する各セル残セルバランス時間算出手段と、
前記各バッテリーセルのセルバランスに必要な時間（Ｔｒｅｍｎ）が最大値となるセルをバランサ駆動対象セルとするとともに該バランサ駆動対象セルの両隣をバランサ停止対象セルとして選択し、さらに、前記バランサ駆動対象セルまたは前記バランサ停止対象セルと判定していないセルにおいて、セルバランスに必要な時間（Ｔｒｅｍｎ）が最大値となるセルをバランサ駆動対象セルとするとともに該バランサ駆動対象セルの両隣をバランサ停止対象セルとして選択し、全てのセルがバランサ駆動対象セルまたはバランサ停止対象セルとなるまで、バランサ駆動対象セルまたはバランサ停止対象セルの選択を行うバランス駆動対象セル選択手段とを備え、
前記バランス駆動対象セル選択手段の出力により、前記バランサを駆動制御するようにしたことを特徴とするバッテリーマネジメント装置。 A cell voltage detecting means for detecting a voltage (V n ) between terminals in a plurality of battery cells constituting the battery pack;
A balancer connected in parallel with each of the battery cells and controlling a charging current flowing through each of the battery cells;
Current detection means for detecting a charge / discharge current (I) of the battery pack;
Cell remaining charge amount calculating means for calculating a remaining charge amount (Qrem n ) of each battery cell based on a charge state of the battery pack;
A remaining charge maximum value calculating means for calculating a maximum value (Qrem_max) from the remaining charge amount (Qrem n ) of each battery cell;
From the remaining charge amount (Qrem n ) calculated by the cell remaining charge amount calculating means and the remaining charge amount maximum value calculating means and the remaining charge amount maximum value (Qrem_max) until the battery cells are fully charged. Each cell balancer consumption charge amount calculating means for calculating a charge amount (Qc n ) that needs to be consumed by the balancer;
The balancer is a unit based on the inter-terminal voltage (V n ) detected by the cell voltage detection means, the charge / discharge current (I) detected by the current detection means, the internal resistance of each battery cell, and the resistance of the balancer. Each cell balancer consumption current calculation means for calculating a balancer consumption current (Ib n ) consumed per time;
A cell balance until each battery cell is fully charged from the charge amount (Qc n ) and the balancer consumption current (Ib n ) calculated by each cell balancer consumption charge calculation means and each cell balancer consumption current calculation means Each cell remaining cell balance time calculating means for calculating the time (Trem n ) required for
The cell having the maximum time (Trem n ) required for the cell balance of each battery cell is selected as a balancer drive target cell, and both neighbors of the balancer drive target cell are selected as balancer stop target cells, and further the balancer drive In a target cell or a cell that is not determined as a balancer stop target cell, a cell having the maximum time required for cell balance (Trem n ) is set as a balancer drive target cell, and both sides of the balancer drive target cell are stopped in balancer Selecting as a target cell, and equipped with balance drive target cell selection means for selecting a balancer drive target cell or a balancer stop target cell until all cells become balancer drive target cells or balancer stop target cells,
The battery management device, wherein the balancer is driven and controlled by an output of the balance driving target cell selecting means.
前記各セル残セルバランス時間算出手段の出力に基づき、バランサ駆動対象セルの中の残セルバランス時間最大値（Ｔｒｅｍｔｇ＿ｍａｘ）を算出するバランス駆動対象セル残セルバランス時間最大値算出手段と、バランサ停止対象セルの中の残セルバランス時間最大値（Ｔｒｅｍｕｎｔｇ＿ｍａｘ）を算出するバランス停止対象セル残セルバランス時間最大値算出手段を備え、
前記バランサ駆動対象セルの中の残セルバランス時間最大値（Ｔｒｅｍｔｇ＿ｍａｘ）が前記バランサ停止対象セルの中の残セルバランス時間最大値（Ｔｒｅｍｕｎｔｇ＿ｍａｘ）に一致するまでセルバランス制御を継続するようにしたことを特徴とするバッテリーマネジメント装置。 The battery management device according to claim 1,
Balance driving target cell remaining cell balance time maximum value calculating means for calculating a remaining cell balance time maximum value (Tremtg_max) in the balancer driving target cell based on the output of each cell remaining cell balance time calculating means, and a balancer stop target A balance stop target cell remaining cell balance time maximum value calculating means for calculating a remaining cell balance time maximum value (Tremountg_max) in the cell;
The cell balance control is continued until the maximum remaining cell balance time (Tremtg_max) in the balancer driving target cell matches the maximum remaining cell balance time (Tremuntg_max) in the balancer stop target cell. A battery management device.
前記バランサ駆動対象セルの中の残セルバランス時間最大値（Ｔｒｅｍｔｇ＿ｍａｘ）と前記バランサ停止対象セルの中の残セルバランス時間最大値（Ｔｒｅｍｕｎｔｇ＿ｍａｘ）が一致したとき、前記バランサ駆動対象セルの中の残セルバランス時間最大値（Ｔｒｅｍｔｇ＿ｍａｘ）となるセルと前記バランサ停止対象セルの中の残セルバランス時間最
大値（Ｔｒｅｍｕｎｔｇ＿ｍａｘ）となるセルが隣り合っていなければ、前記バランス駆動対象セル選択手段を再度動作させ、バランサ駆動対象セルの選択を行わせるようにしたことを特徴とするバッテリーマネジメント装置。 The battery management device according to claim 1,
When the remaining cell balance time maximum value (Tremtg_max) in the balancer driving target cell and the remaining cell balance time maximum value (Tremuntg_max) in the balancer stop target cell match, the remaining cells in the balancer driving target cell If the cell having the maximum balance time (Tremtg_max) and the cell having the maximum remaining cell balance time (Tremuntg_max) in the balancer stop target cell are not adjacent to each other, the balance driving target cell selecting unit is operated again. A battery management apparatus characterized in that a balancer drive target cell is selected.
前記バランサ駆動対象セルの中の残セルバランス時間最大値（Ｔｒｅｍｔｇ＿ｍａｘ）と前記バランサ停止対象セルの中の残セルバランス時間最大値（Ｔｒｅｍｕｎｔｇ＿ｍａｘ）とにより、前記バランサ駆動対象セルに選択したセルに対してセルバランスを行うか、奇数・偶数セルを一定期間ごと交互にセルバランスを行うかのバランス方式を選択するバランス方式選択手段を備えたことを特徴とするバッテリーマネジメント装置。 The battery management device according to claim 1,
Based on the maximum remaining cell balance time (Tremtg_max) in the balancer driving target cell and the maximum remaining cell balance time (Tremuntg_max) in the balancer stopped target cell, the cell selected as the balancer driving target cell A battery management apparatus comprising a balance method selection means for selecting a balance method for performing cell balance or alternately performing cell balance for odd-numbered and even-numbered cells every predetermined period.
前記バランス方式選択手段は、前記バランサ駆動対象セルの中の残セルバランス時間最大値（Ｔｒｅｍｔｇ＿ｍａｘ）と前記バランサ停止対象セルの中の残セルバランス時間最大値（Ｔｒｅｍｕｎｔｇ＿ｍａｘ）とが一致したとき、前記バランサ駆動対象セルの中の残セルバランス時間最大値（Ｔｒｅｍｔｇ＿ｍａｘ）となるセルと前記バランサ停止対象セルの中の残セルバランス時間最大値（Ｔｒｅｍｕｎｔｇ＿ｍａｘ）となるセルが隣り合っていれば、前記奇数・偶数セルを交互にセルバランスする方式に切り替えるようにしたことを特徴とするバッテリーマネジメント装置。 The battery management device according to claim 4,
The balance method selection means, when the remaining cell balance time maximum value (Tremtg_max) in the balancer driving target cell and the remaining cell balance time maximum value (Tremuntg_max) in the balancer stop target cell match, If the cell having the maximum remaining cell balance time (Tremtg_max) in the driving target cell and the cell having the maximum remaining cell balance time (Tremuntg_max) in the balancer stop target cell are adjacent to each other, the odd / even A battery management device characterized in that cells are switched to a method in which cells are alternately balanced.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020105303A1 (en) * | 2018-11-22 | 2020-05-28 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Cell-controller, battery controller, battery management system, and battery system |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7112483B2 (en) | 2018-03-08 | 2022-08-03 | 三洋電機株式会社 | Management device, power storage system |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006164882A (en) * | 2004-12-10 | 2006-06-22 | Nissan Motor Co Ltd | Capacity adjusting device for battery pack |
| JP2011115016A (en) * | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Sanyo Electric Co Ltd | Equalization device, equalization processing program, battery system, electric vehicle |
| WO2013024541A1 (en) * | 2011-08-18 | 2013-02-21 | 日立ビークルエナジー株式会社 | Cell monitoring device and cell control device provided with same |
| JP2013121302A (en) * | 2011-12-09 | 2013-06-17 | Toyota Industries Corp | Battery charging amount control device and related method |
-
2017
- 2017-02-01 JP JP2017016426A patent/JP6242516B1/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006164882A (en) * | 2004-12-10 | 2006-06-22 | Nissan Motor Co Ltd | Capacity adjusting device for battery pack |
| JP2011115016A (en) * | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Sanyo Electric Co Ltd | Equalization device, equalization processing program, battery system, electric vehicle |
| WO2013024541A1 (en) * | 2011-08-18 | 2013-02-21 | 日立ビークルエナジー株式会社 | Cell monitoring device and cell control device provided with same |
| JP2013121302A (en) * | 2011-12-09 | 2013-06-17 | Toyota Industries Corp | Battery charging amount control device and related method |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020105303A1 (en) * | 2018-11-22 | 2020-05-28 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Cell-controller, battery controller, battery management system, and battery system |
| JPWO2020105303A1 (en) * | 2018-11-22 | 2021-10-07 | 日立Astemo株式会社 | Cell controller, battery controller, battery management system and battery system |
| JP7087110B2 (en) | 2018-11-22 | 2022-06-20 | 日立Astemo株式会社 | Cell controller, battery management system and battery system |
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