JP2018147804A - Battery pack - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To inhibit, in a battery pack comprising a plurality of battery modules connected in parallel with each other, large reflux current from flowing between battery modules when after a battery module returned into a normal state is reconnected to another battery module power supply to a battery included in each battery module is tried to be stopped.SOLUTION: When after a battery module 2 returned into a normal state is reconnected to another battery module 2 power supply to a battery B included in each battery module 2 is tried to be stopped, the battery module 2 returned into the normal state is separated from the other battery module 2 and power supply to a battery B included in the other battery module 2 is stopped in the case that a difference ΔOCV between an open circuit voltage OCVr of a battery B included in the battery module 2 returned into the normal state and an open circuit voltage OCVo of the battery B included in the other battery module 2 is equal to or larger than a threshold Vth.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電池パックに関する。   The present invention relates to a battery pack.

既存の電池パックとして、互いに並列接続される複数の電池モジュールを備え、複数の電池モジュールのうちのある電池モジュールが異常になった場合に、その異常になった電池モジュールを他の電池モジュールから切り離して、他の電池モジュールのみで負荷への電力供給を継続するものがある。   As an existing battery pack, it has multiple battery modules connected in parallel to each other, and if one of the battery modules becomes abnormal, disconnect the abnormal battery module from the other battery modules. Some other battery modules continue to supply power to the load.

このように構成される電池パックでは、電池モジュール間の電圧差が増加すると、その電圧差の増加に伴って、電池モジュール間に流れる還流電流も増加する。そのため、異常になった電池モジュールが正常に戻り、その正常に戻った電池モジュールを他の電池モジュールに再接続するとき、ヒューズや電池の定格電流よりも大きい還流電流が電池モジュールに流れ続けると、ヒューズが溶断したり、電池が劣化したりするおそれがある。   In the battery pack configured as described above, when the voltage difference between the battery modules increases, the reflux current flowing between the battery modules also increases as the voltage difference increases. Therefore, when a battery module that has become abnormal returns to normal, and when the battery module that has returned to normal is reconnected to another battery module, a reflux current greater than the rated current of the fuse or battery continues to flow to the battery module, There is a risk that the fuse may blow or the battery may deteriorate.

そこで、正常に戻った電池モジュールと他の電池モジュールとの間の電圧差に対応する還流電流を抑えるために、正常に戻った電池モジュールが有する電池の電圧と他の電池モジュールが有する電池の電圧とが同じ電圧または略同じ電圧になったときに、正常に戻った電池モジュールを他の電池モジュールに再接続することが考えられる。   Therefore, in order to suppress the return current corresponding to the voltage difference between the battery module that has returned to normal and the other battery module, the voltage of the battery that the battery module has returned to normal and the voltage of the battery that the other battery module has. It is conceivable that the battery modules that have returned to normal are reconnected to other battery modules when and become the same voltage or substantially the same voltage.

関連する技術として、例えば、特許文献1及び特許文献2がある。   As related technologies, there are, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2.

特開2009−212020号公報JP 2009-212020 A 特開2014−187807号公報JP 2014-187807 A

しかしながら、他の電池モジュールが有する電池の充電中において、正常に戻った電池モジュールを他の電池モジュールに再接続した後、各電池モジュールが有する電池の充電が終了して、各電池に電流が流れなくなる場合、電池に流れていた電流や電池の内部抵抗に応じて各電池の電圧が変動することで、正常に戻った電池モジュールが有する電池の変動後の電圧と、他の電池モジュールが有する電池の変動後の電圧とが互いに異なり、正常に戻った電池モジュールと他の電池モジュールとの間に還流電流が流れるおそれがある。また、その還流電流がヒューズや電池の定格電流よりも大きいと、ヒューズが溶断したり、電池が劣化したりするおそれがある。   However, while recharging the batteries of other battery modules, after reconnecting the battery modules that have returned to normal to the other battery modules, charging of the batteries of each battery module is completed, and current flows to each battery. If there is no battery, the voltage of each battery fluctuates according to the current flowing in the battery and the internal resistance of the battery, so that the voltage after the fluctuation of the battery that the battery module has returned to normal and the battery that the other battery module has There is a possibility that the reflux current may flow between the battery module that has returned to normal and another battery module. Further, if the return current is larger than the rated current of the fuse or battery, the fuse may be blown or the battery may be deteriorated.

そこで、本発明の一側面に係る目的は、互いに並列接続される複数の電池モジュールを備える電池パックにおいて、正常に戻った電池モジュールを他の電池モジュールに再接続した後、各電池モジュールが有する電池への電力供給を停止させようとするとき、電池モジュール間に大きな還流電流が流れることを抑制することである。   Accordingly, an object according to one aspect of the present invention is to provide a battery pack including a plurality of battery modules connected in parallel to each other, and after reconnecting a battery module that has returned to normal to another battery module, each battery module has a battery. When stopping the power supply to the battery module, it is possible to prevent a large return current from flowing between the battery modules.

本発明に係る一つの形態である電池パックは、複数の電池モジュールと、制御部とを備える。
複数の電池モジュールは、それぞれ、直列接続される電池及びスイッチを有し、互いに並列接続される。
A battery pack according to one embodiment of the present invention includes a plurality of battery modules and a control unit.
Each of the plurality of battery modules has a battery and a switch connected in series, and is connected in parallel to each other.

制御部は、複数の電池モジュールのうち、異常になった電池モジュールが有するスイッチを遮断させることにより、異常になった電池モジュールを他の電池モジュールから切り離す。   A control part isolate | separates the battery module which became abnormal from another battery module by interrupting | blocking the switch which the battery module which became abnormal out of several battery modules.

また、制御部は、他の電池モジュールが有する電池の充電中において、異常になった電池モジュールが正常に戻り、その正常に戻った電池モジュールを他の電池モジュールに再接続した後、正常に戻った電池モジュールが有する電池及び他の電池モジュールが有する電池への電力供給を停止させようとするとき、正常に戻った電池モジュールが有する電池の充電率及び他の電池モジュールが有する電池の充電率から正常に戻った電池モジュールが有する電池の開回路電圧及び他の電池モジュールが有する電池の開回路電圧を推定し、正常に戻った電池モジュールが有する電池の開回路電圧と他の電池モジュールが有する電池の開回路電圧との差分が閾値以上であると、正常に戻った電池モジュールを他の電池モジュールから切り離すとともに、他の電池モジュールが有する電池への電力供給を停止させる。   In addition, the control unit returns to the normal state after the battery module that has become abnormal returns to normal during charging of the battery of the other battery module, reconnects the battery module that has returned to normal to the other battery module, and then returns to normal. When trying to stop the power supply to the battery that the other battery module has and the battery that the other battery module has, the charging rate of the battery that the battery module has returned to normal and the charging rate of the battery that the other battery module has Estimating the open circuit voltage of the battery that the battery module that has returned to normal and the open circuit voltage of the battery that the other battery module has, and the open circuit voltage of the battery that the battery module that has returned to normal and the battery that the other battery module has When the difference from the open circuit voltage of the battery is above the threshold, the battery module that has returned to normal is disconnected from the other battery modules. Stopping electric power supply to the battery having other battery modules.

本発明によれば、互いに並列接続される複数の電池モジュールを備える電池パックにおいて、正常に戻った電池モジュールを他の電池モジュールに再接続した後、各電池モジュールが有する電池への電力供給を停止させようとするとき、電池モジュール間に大きな還流電流が流れることを抑制することができる。   According to the present invention, in a battery pack including a plurality of battery modules connected in parallel to each other, after the battery modules that have returned to normal are reconnected to other battery modules, power supply to the batteries of each battery module is stopped. When trying to make it, it can suppress that a big return current flows between battery modules.

実施形態の電池パックの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the battery pack of embodiment. 制御部の動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of operation | movement of a control part. SOC−OCV曲線の一例及び充電中の電池の電圧変動例を示す図である。It is a figure which shows an example of the voltage change of the battery in charge and an example of a SOC-OCV curve. 制御部の動作の他の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the other example of operation | movement of a control part.

以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
図1は、実施形態の電池パックの一例を示す図である。
図1に示す電池パック1は、例えば、電動フォークリフトやプラグインハイブリッドカーなどの車両に搭載され、互いに並列接続される複数の電池モジュール2と、各電池モジュール2と充電器Chとの間に設けられるメインスイッチSWmと、記憶部3と、制御部4とを備えている。
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
Drawing 1 is a figure showing an example of a battery pack of an embodiment.
A battery pack 1 shown in FIG. 1 is mounted on a vehicle such as an electric forklift or a plug-in hybrid car, and is provided between a plurality of battery modules 2 connected in parallel to each other, and between each battery module 2 and a charger Ch. Main switch SWm, storage unit 3, and control unit 4.

各電池モジュール2は、それぞれ、電池Bと、スイッチSWと、ヒューズHUと、電流検出部21と、温度検出部22と、監視部23とを備えている。
電池Bは、直列接続される複数の二次電池(例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、または電気二重層コンデンサ)により構成される。なお、電池Bは、1つの二次電池により構成されてもよい。
Each battery module 2 includes a battery B, a switch SW, a fuse HU, a current detection unit 21, a temperature detection unit 22, and a monitoring unit 23, respectively.
The battery B is composed of a plurality of secondary batteries (for example, a lithium ion battery, a nickel metal hydride battery, or an electric double layer capacitor) connected in series. Note that the battery B may be configured by one secondary battery.

スイッチSWは、例えば、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)などの半導体リレーや電磁式リレーにより構成され、電池Bに直列接続されている。   The switch SW is configured by, for example, a semiconductor relay such as a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) or an electromagnetic relay, and is connected to the battery B in series.

スイッチSWが導通すると、そのスイッチSWを有する電池モジュール2の電池BはスイッチSWが導通している他の電池モジュール2の電池Bと並列接続される。
スイッチSWが遮断すると、そのスイッチSWを有する電池モジュール2の電池BはスイッチSWが導通している他の電池モジュール2の電池Bから切り離される。
When the switch SW is turned on, the battery B of the battery module 2 having the switch SW is connected in parallel with the battery B of another battery module 2 that is turned on.
When the switch SW is cut off, the battery B of the battery module 2 having the switch SW is disconnected from the battery B of another battery module 2 in which the switch SW is conductive.

ヒューズHUは、スイッチSWに直列接続されている。ヒューズHUの定格電流を超える大きな電流が所定時間以上継続して電池モジュール2に流れることでヒューズHUが溶断すると、その電池モジュール2は他の電池モジュール2から切り離される。なお、図1に示す例では、スイッチSW及びヒューズHUが電池Bのマイナス端子側に接続されているが、スイッチSW及びヒューズHUが電池Bのプラス端子側に接続されてもよい。   The fuse HU is connected in series to the switch SW. When the fuse HU is blown by a large current exceeding the rated current of the fuse HU flowing through the battery module 2 continuously for a predetermined time or longer, the battery module 2 is disconnected from the other battery modules 2. In the example shown in FIG. 1, the switch SW and the fuse HU are connected to the negative terminal side of the battery B, but the switch SW and the fuse HU may be connected to the positive terminal side of the battery B.

電流検出部21は、例えば、ホール素子やシャント抵抗により構成され、電池B、スイッチSW、及びヒューズHUに流れる電流を検出する。
温度検出部22は、例えば、サーミスタにより構成され、電池Bの温度または電池Bの周辺温度を検出する。
The current detection unit 21 includes, for example, a Hall element or a shunt resistor, and detects a current flowing through the battery B, the switch SW, and the fuse HU.
The temperature detection unit 22 is constituted by, for example, a thermistor, and detects the temperature of the battery B or the ambient temperature of the battery B.

監視部23は、例えば、IC(Integrated Circuit)により構成され、電池Bの電圧を検出する。また、監視部23は、制御部4から送られてくる指示により、スイッチSWの導通または遮断を制御する。また、監視部23は、電池Bの電圧、電流検出部21により検出される電流、及び、温度検出部22により検出される温度を示す電池状態情報を制御部4に送る。   The monitoring unit 23 is configured by an IC (Integrated Circuit), for example, and detects the voltage of the battery B. Further, the monitoring unit 23 controls conduction or blocking of the switch SW according to an instruction sent from the control unit 4. In addition, the monitoring unit 23 sends battery state information indicating the voltage of the battery B, the current detected by the current detection unit 21, and the temperature detected by the temperature detection unit 22 to the control unit 4.

メインスイッチSWmは、例えば、MOSFETなどの半導体リレーや電磁式リレーにより構成されている。
メインスイッチSWmが導通すると、スイッチSWが導通している電池モジュール2が有する電池Bと充電器Chとが互いに接続される。
The main switch SWm is configured by, for example, a semiconductor relay such as a MOSFET or an electromagnetic relay.
When the main switch SWm is turned on, the battery B and the charger Ch included in the battery module 2 in which the switch SW is turned on are connected to each other.

メインスイッチSWmが遮断すると、スイッチSWが導通している電池モジュール2が有する電池Bが充電器Chから切り離される。
メインスイッチSWmが導通しているときで、かつ、充電器Chから電池パック1へ電力が供給されているとき、または、不図示の負荷Loから電池パック1へ回生電力が供給されているとき、スイッチSWが導通している電池モジュール2が有する電池Bが充電され、その電池Bの電圧が上昇する。
When the main switch SWm is cut off, the battery B included in the battery module 2 in which the switch SW is conductive is disconnected from the charger Ch.
When the main switch SWm is conducting and when power is being supplied from the charger Ch to the battery pack 1 or when regenerative power is being supplied from the load Lo (not shown) to the battery pack 1, The battery B included in the battery module 2 in which the switch SW is conducted is charged, and the voltage of the battery B increases.

また、メインスイッチSWmが導通しているときで、かつ、電池パック1から不図示の負荷Loへ電力が供給されているとき、スイッチSWが導通している電池モジュール2が有する電池Bが放電され、その電池Bの電圧が下降する。   Further, when the main switch SWm is conductive and when power is supplied from the battery pack 1 to the load Lo (not shown), the battery B included in the battery module 2 with the switch SW conductive is discharged. The voltage of the battery B drops.

記憶部3は、例えば、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)などにより構成され、後述するSOC−OCV曲線などを記憶している。
制御部4は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、マルチコアCPU、プログラマブルなデバイス(FPGA(Field Programmable Gate Array)やPLD(Programmable Logic Device)など)により構成され、電池Bの充放電制御を行う。
The storage unit 3 is configured by, for example, a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and the like, and stores an SOC-OCV curve described later.
The control unit 4 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a multi-core CPU, and a programmable device (FPGA (Field Programmable Gate Array), PLD (Programmable Logic Device), etc.), and performs charge / discharge control of the battery B.

また、制御部4は、電池状態情報に示される電圧、電流、及び温度のうちの少なくとも1つが異常閾値以上であると、その電池状態情報の送り元の電池モジュール2が異常であると判断し、電池状態情報に示される電圧、電流、及び温度がいずれも異常閾値よりも小さいと、その電池状態情報の送り元の電池モジュール2が正常であると判断する。   In addition, when at least one of the voltage, current, and temperature indicated in the battery state information is equal to or higher than the abnormality threshold, the control unit 4 determines that the battery module 2 that is the source of the battery state information is abnormal. If the voltage, current, and temperature indicated in the battery state information are all smaller than the abnormal threshold, it is determined that the battery module 2 that is the source of the battery state information is normal.

また、制御部4は、異常になった電池モジュール2が有するスイッチSWを遮断させることで、その電池モジュール2を他の電池モジュール2から切り離す。
図2は、制御部4の動作の一例を示すフローチャートである。
Further, the control unit 4 disconnects the battery module 2 from the other battery modules 2 by blocking the switch SW of the battery module 2 that has become abnormal.
FIG. 2 is a flowchart showing an example of the operation of the control unit 4.

まず、制御部4は、充電プラグPgが電池パック1のコネクタCoに接続されたことを検知し、充電器Chから送られている充電開始指示を受け取ると(S21:Yes)、電池Bの充電制御を開始する(S22)。   First, when the control unit 4 detects that the charging plug Pg is connected to the connector Co of the battery pack 1 and receives a charging start instruction sent from the charger Ch (S21: Yes), the charging of the battery B is performed. Control is started (S22).

例えば、制御部4は、充電器Chから送られてくる電流値を上限値とする電流指令値を充電器Chへ送り充電器Chから電池Bへ供給される電力を制御することにより、電池Bの充電制御を行う。   For example, the control unit 4 sends a current command value whose upper limit is the current value sent from the charger Ch to the charger Ch, and controls the electric power supplied from the charger Ch to the battery B, whereby the battery B Charge control.

次に、制御部4は、電池パック1の充電が終了したと判断すると(S23:Yes)、電池Bへの電力供給を停止させる(S24)。
例えば、制御部4は、電池Bの充電率がユーザなどにより設定された目標値になると、または、充電器Chから送られてくる充電終了指示を受け取ることにより、または、ユーザにより充電プラグPgが電池パック1のコネクタCoから引き抜かれることを検知することにより、電池Bの充電が終了したと判断する。
Next, if the control part 4 judges that charge of the battery pack 1 was complete | finished (S23: Yes), it will stop the electric power supply to the battery B (S24).
For example, when the charging rate of the battery B reaches the target value set by the user or the like, the control unit 4 receives the charging end instruction sent from the charger Ch, or the charging plug Pg is set by the user. By detecting that the battery pack 1 is pulled out from the connector Co, it is determined that the charging of the battery B is completed.

また、例えば、制御部4は、充電器Chへ送る電流指令値をゼロにすることにより、または、メインスイッチSWmを遮断させることにより、電池Bへの電力供給を停止させる。即ち、電池Bへの充電を停止させる。   Further, for example, the control unit 4 stops the power supply to the battery B by setting the current command value to be sent to the charger Ch to zero or by cutting off the main switch SWm. That is, charging to the battery B is stopped.

一方、制御部4は、電池パック1の充電が終了していないと判断しているとき(S23:No及びS25:No、または、S23:No、S25:Yes、S26:No、及びS27:No)、異常になっていた電池モジュール2が正常に戻り、他の電池モジュール2が有する電池Bの電圧(閉回路電圧CCVo)が、正常に戻った電池モジュール2が有する電池Bの電圧(開回路電圧OCVr)と同じまたは略同じ電圧になると(S25:Yes及びS26:Yes)、正常に戻った電池モジュール2が有するスイッチSWを導通させることにより、正常に戻った電池モジュール2を他の電池モジュール2に再接続させる(S28)。   On the other hand, when the control unit 4 determines that the charging of the battery pack 1 is not completed (S23: No and S25: No, or S23: No, S25: Yes, S26: No, and S27: No ), The battery module 2 that has become abnormal returns to normal, and the voltage of the battery B (closed circuit voltage CCVo) of the other battery module 2 returns to the voltage of the battery B (open circuit) of the battery module 2 that has returned to normal. When the voltage is equal to or substantially the same as the voltage OCVr (S25: Yes and S26: Yes), the battery module 2 that has returned to normal is turned on by switching on the switch SW of the battery module 2 that has returned to normal. 2 is reconnected (S28).

なお、閉回路電圧CCVoは、他の電池モジュール2が複数存在する場合、それら他の電池モジュール2が有する電池Bの閉回路電圧CCVoの平均の電圧とする。
また、制御部4は、異常になっていた電池モジュール2が正常に戻った後(S25:Yes)、閉回路電圧CCVoが開回路電圧OCVrと同じまたは略同じ電圧になる前に、電池Bの充電が終了したと判断すると(S27:Yes)、他の電池モジュール2が有する電池Bへの電力供給を停止させる(S24)。
Note that, when there are a plurality of other battery modules 2, the closed circuit voltage CCVo is an average voltage of the closed circuit voltages CCVo of the batteries B included in the other battery modules 2.
In addition, after the battery module 2 that has become abnormal returns to normal (S25: Yes), the control unit 4 determines that the battery B has the same or substantially the same voltage as the open circuit voltage OCVr. When it is determined that the charging is completed (S27: Yes), the power supply to the battery B included in the other battery module 2 is stopped (S24).

また、制御部4は、正常に戻った電池モジュール2を他の電池モジュール2に再接続させた後(S28)、電池パック1の充電が終了したと判断すると(S29:Yes)、正常に戻った電池モジュール2が有する電池Bの開回路電圧OCVr及び他の電池モジュール2が有する電池Bの開回路電圧OCVoを推定する(S30)。   When the control unit 4 reconnects the battery module 2 that has returned to normal to the other battery module 2 (S28), and determines that the charging of the battery pack 1 has ended (S29: Yes), the control unit 4 returns to normal. The open circuit voltage OCVr of the battery B included in the battery module 2 and the open circuit voltage OCVo of the battery B included in the other battery module 2 are estimated (S30).

例えば、制御部4は、再接続時から電池パック1の充電終了時までの間において、正常に戻った電池モジュール2が有する電池Bに流れる電流の積算値を電流積算値ΔIr[Ah]とし、S30において、SOC[%]=((正常に戻った電池モジュール2が有する電池Bの充電開始時の容量[Ah]+電流積算値ΔIr[Ah])/電池Bの満充電容量[Ah])×100を計算し、その計算結果を、正常に戻った電池モジュール2が有する電池Bの充電率SOCrとする。   For example, the control unit 4 sets the integrated value of the current flowing through the battery B of the battery module 2 that has returned to normal from the time of reconnection until the end of charging of the battery pack 1 as the current integrated value ΔIr [Ah], In S30, SOC [%] = ((capacity [Ah] at the start of charging of battery B of battery module 2 returned to normal + current integrated value ΔIr [Ah]) / full charge capacity [Ah] of battery B) X100 is calculated, and the calculation result is defined as the charge rate SOCr of the battery B of the battery module 2 that has returned to normal.

また、制御部4は、他の電池モジュール2が有する電池Bの充電開始時から電池パック1の充電終了時までの間において、他の電池モジュール2に流れる電流の積算値を電流積算値ΔIo[Ah]とし、S30において、SOC[%]=((他の電池モジュール2が有する電池Bの充電開始時の容量[Ah]+電流積算値ΔIo[Ah])/電池Bの満充電容量[Ah])×100を計算し、その計算結果を、他の電池モジュール2が有する電池Bの充電率SOCoとする。なお、充電率SOCrとSOCoは、充電開始時の開回路電圧から充電開始時の充電率を求め、SOC[%]=充電開始時の充電率+(電流積算値[Ah]/電池Bの満充電容量[Ah])×100を計算して求めてもよい。   In addition, the control unit 4 determines the integrated value of the current flowing through the other battery module 2 from the start of charging of the battery B included in the other battery module 2 to the end of charging of the battery pack 1 as the current integrated value ΔIo [ Ah], and in S30, SOC [%] = ((capacity [Ah] at the start of charging of battery B included in another battery module 2 + current integrated value ΔIo [Ah]) / full charge capacity of battery B [Ah] ]) × 100 is calculated, and the calculation result is defined as the charge rate SOCo of the battery B included in the other battery module 2. The charging rates SOCr and SOCo are obtained from the open circuit voltage at the start of charging, and the charging rate at the start of charging is calculated as follows: SOC [%] = charging rate at the start of charging + (current integrated value [Ah] / full of battery B The charging capacity [Ah]) × 100 may be calculated.

また、制御部4は、S30において、図3(a)に示す電池Bの充電率と開回路電圧との対応関係を示すSOC−OCV曲線を参照し、正常に戻った電池モジュール2が有する電池Bの充電率SOCrに対応する開回路電圧を、正常に戻った電池モジュール2が有する電池Bの開回路電圧OCVrとして推定する。   In S30, the control unit 4 refers to the SOC-OCV curve showing the correspondence between the charging rate of the battery B and the open circuit voltage shown in FIG. The open circuit voltage corresponding to the charging rate SOCr of B is estimated as the open circuit voltage OCVr of the battery B included in the battery module 2 that has returned to normal.

また、制御部4は、S30において、図3(a)に示す電池Bの充電率と開回路電圧との対応関係を示すSOC−OCV曲線を参照し、他の電池モジュール2が有する電池Bの充電率SOCoに対応する開回路電圧を、他の電池モジュール2が有する電池Bの開回路電圧OCVoとして推定する。   In S30, the control unit 4 refers to the SOC-OCV curve indicating the correspondence between the charging rate of the battery B and the open circuit voltage shown in FIG. The open circuit voltage corresponding to the charging rate SOCo is estimated as the open circuit voltage OCVo of the battery B included in the other battery module 2.

また、図2に示すフローチャートにおいて、制御部4は、正常に戻った電池モジュール2が有する電池Bの開回路電圧OCVrと、他の電池モジュール2が有する電池Bの開回路電圧OCVoとの差分ΔOCVを求め(S31)、その差分ΔOCVが閾値Vth以上であると(S32:Yes)、正常に戻った電池モジュール2が有する電池B及び他の電池モジュール2が有する電池Bへの電力供給を停止させた後(S33)、正常に戻った電池モジュール2を他の電池モジュール2から切り離す(S34)。   Further, in the flowchart shown in FIG. 2, the control unit 4 determines the difference ΔOCV between the open circuit voltage OCVr of the battery B included in the battery module 2 that has returned to normal and the open circuit voltage OCVo of the battery B included in the other battery modules 2. (S31), and if the difference ΔOCV is equal to or greater than the threshold value Vth (S32: Yes), the power supply to the battery B of the battery module 2 that has returned to normal and the battery B of the other battery module 2 is stopped. After that (S33), the battery module 2 that has returned to normal is disconnected from the other battery modules 2 (S34).

なお、閾値Vthは、例えば、閾値Vth=(ヒューズHUが溶断するおそれがあるときに電池Bに流れる電流、または、電池Bが劣化するおそれがあるときに電池Bに流れる電流)×(正常に戻った電池モジュール2が有する電池B及び他の電池モジュール2が有する電池Bの内部抵抗の合成抵抗)を計算することにより求めてもよい。   The threshold value Vth is, for example, threshold value Vth = (current flowing to the battery B when the fuse HU may be blown or current flowing to the battery B when the battery B may be deteriorated) × (normally You may obtain | require by calculating the combined resistance of the internal resistance of the battery B which the returned battery module 2 has, and the battery B which the other battery module 2 has.

一方、制御部4は、差分ΔOCVが閾値Vthよりも小さいと(S32:No)、正常に戻った電池モジュール2が有する電池B及び他の電池モジュール2が有する電池Bへの電力供給を停止させた後(S24)、正常に戻った電池モジュール2を他の電池モジュール2から切り離さない。   On the other hand, when the difference ΔOCV is smaller than the threshold value Vth (S32: No), the control unit 4 stops power supply to the battery B included in the battery module 2 that has returned to normal and the battery B included in the other battery module 2. (S24), the battery module 2 that has returned to normal is not disconnected from the other battery modules 2.

なお、図2に示す制御部4の動作の一例では、差分ΔOCVが閾値Vth以上であると(S32:Yes)、正常に戻った電池モジュール2が有する電池B及び他の電池モジュール2が有する電池Bへの電力供給を停止させた後(S33)、正常に戻った電池モジュール2を他の電池モジュール2から切り離す(S34)構成であるが、図4に示す制御部4の動作の他の例のように、差分ΔOCVが閾値Vth以上であると(S32:Yes)、正常に戻った電池モジュール2を他の電池モジュール2から切り離した後(S34)、他の電池モジュール2が有する電池Bへの電力供給を停止させる(S33)ように構成してもよい。   In the example of the operation of the control unit 4 shown in FIG. 2, when the difference ΔOCV is equal to or greater than the threshold value Vth (S32: Yes), the battery B included in the battery module 2 that has returned to normal and the battery included in the other battery module 2 are included. After stopping the power supply to B (S33), the battery module 2 that has returned to normal is disconnected from the other battery modules 2 (S34), but another example of the operation of the control unit 4 shown in FIG. When the difference ΔOCV is equal to or greater than the threshold value Vth (S32: Yes), the battery module 2 that has returned to normal is disconnected from the other battery module 2 (S34), and then the battery B included in the other battery module 2 is transferred. The power supply may be stopped (S33).

このように、S33とS34を入れ替えることにより、還流電流が流れ続ける時間をより短縮することができる。
また、ステップS23、S27、S29において充電終了の判断は、これから充電が終了されると判断する場合であってもよい。例えば、ユーザにより充電器の充電停止ボタンが押された場合が想定される。その場合、制御部4は、充電器Chから充電終了指示を受信し、充電が終了されると判断する。
Thus, by replacing S33 and S34, the time during which the reflux current continues to flow can be further shortened.
Further, the determination of the end of charging in steps S23, S27, and S29 may be a case where it is determined that charging will be ended. For example, the case where the charge stop button of a charger was pushed by the user is assumed. In that case, the control unit 4 receives a charge end instruction from the charger Ch, and determines that the charge is ended.

また、ステップS24、S33の電力供給を停止させる動作は、ステップS23、またはS27、またはS29に含まれることで省略されてもよい。つまり、この場合であっても、差分ΔOCVが閾値Vth以上であると、正常に戻った電池モジュール2を他の電池モジュール2から切り離すとともに、他の電池モジュール2が有する電池Bへの電力供給を停止させることができる。   Moreover, the operation | movement which stops the electric power supply of step S24, S33 may be abbreviate | omitted by being included in step S23, S27, or S29. That is, even in this case, when the difference ΔOCV is equal to or greater than the threshold value Vth, the battery module 2 that has returned to normal is disconnected from the other battery module 2 and power is supplied to the battery B of the other battery module 2. Can be stopped.

ここで、例えば、図3(b)に示すように、電池パック1の充電開始時(時刻t0)において、正常に戻った電池モジュール2が有する電池Bの開回路電圧OCVrが、他の電池モジュール2が有する電池Bの閉回路電圧CCVoよりも大きい場合を想定する。   Here, for example, as shown in FIG. 3B, when the battery pack 1 is started to be charged (time t0), the open circuit voltage OCVr of the battery B of the battery module 2 that has returned to normal is changed to other battery modules. 2 is assumed to be larger than the closed circuit voltage CCVo of the battery B of the battery B.

まず、制御部4は、時刻t1において、閉回路電圧CCVoが開回路電圧OCVrと同じまたは略同じ電圧になると、正常に戻った電池モジュール2を他の電池モジュール2に再接続させる。   First, when the closed circuit voltage CCVo becomes the same or substantially the same voltage as the open circuit voltage OCVr at time t1, the control unit 4 reconnects the battery module 2 that has returned to normal to the other battery module 2.

その後、制御部4は、時刻t2において、電池パック1の充電が終了したと判断し、そのときに推定した開回路電圧OCVrと開回路電圧OCVoとの差分ΔOCVが閾値Vth以上であると、正常に戻った電池モジュール2を他の電池モジュール2から切り離すとともに、少なくとも他の電池モジュール2が有する電池Bへの電力供給を停止させる。   Thereafter, the control unit 4 determines that the charging of the battery pack 1 is completed at time t2, and if the difference ΔOCV between the open circuit voltage OCVr and the open circuit voltage OCVo estimated at that time is greater than or equal to the threshold value Vth, the control unit 4 is normal. The battery module 2 that has returned to is disconnected from the other battery modules 2, and power supply to the battery B included in at least the other battery modules 2 is stopped.

このように、実施形態の電池パック1では、他の電池モジュール2が有する電池Bの充電中において、異常になった電池モジュール2が正常に戻り、その正常に戻った電池モジュール2を他の電池モジュール2に再接続した後、正常に戻った電池モジュール2が有する電池B及び他の電池モジュール2が有する電池Bへの電力供給を停止させようとするとき、正常に戻った電池モジュール2が有する電池Bの充電率SOCr及び他の電池モジュール2が有する電池Bの充電率SOCoから正常に戻った電池モジュール2が有する電池Bの開回路電圧OCVr及び他の電池モジュール2が有する電池Bの開回路電圧OCVoを推定し、正常に戻った電池モジュール2が有する電池Bの開回路電圧OCVrと他の電池モジュール2が有する電池Bの開回路電圧OCVoとの差分ΔOCVが閾値Vth以上であると、正常に戻った電池モジュール2を他の電池モジュール2から切り離すとともに、他の電池モジュール2が有する電池Bへの電力供給を停止させる構成である。   Thus, in the battery pack 1 of the embodiment, the battery module 2 that has become abnormal returns to normal while the battery B included in the other battery module 2 is being charged, and the battery module 2 that has returned to normal is replaced with another battery. After reconnecting to the module 2, when the power supply to the battery B included in the battery module 2 returned to normal and the battery B included in the other battery module 2 is to be stopped, the battery module 2 returned to normal has The open circuit voltage OCVr of the battery B that the battery module 2 has returned to the normal state from the charge rate SOCr of the battery B and the charge rate SOCo of the battery B that the other battery module 2 has, and the open circuit of the battery B that the other battery module 2 has Estimating the voltage OCVo, the open circuit voltage OCVr of the battery B included in the battery module 2 returned to normal and the battery B included in the other battery module 2 When the difference ΔOCV from the open circuit voltage OCVo is equal to or greater than the threshold value Vth, the battery module 2 that has returned to normal is disconnected from the other battery module 2 and the power supply to the battery B included in the other battery module 2 is stopped. It is.

これにより、正常に戻った電池モジュール2が他の電池モジュール2に再接続した後、各電池Bへの電力供給が停止して、電池Bに流れていた電流や電池Bの内部抵抗に応じて各電池Bの電圧が変動し、開回路電圧OCVrと開回路電圧OCVoとが互いに異なったとしても、開回路電圧OCVrと開回路電圧OCVoとの差分ΔOCVが閾値Vth以上である場合、正常に戻った電池モジュール2を他の電池モジュール2から切り離すことができるため、ヒューズHUや電池Bの定格電流よりも大きい還流電流が、正常に戻った電池モジュール2と他の電池モジュール2との間に流れることを防止することができる。   Thereby, after the battery module 2 that has returned to normal is reconnected to the other battery module 2, the power supply to each battery B is stopped, and depending on the current flowing in the battery B and the internal resistance of the battery B Even if the voltage of each battery B fluctuates and the open circuit voltage OCVr and the open circuit voltage OCVo differ from each other, if the difference ΔOCV between the open circuit voltage OCVr and the open circuit voltage OCVo is greater than or equal to the threshold value Vth, it returns to normal. Since the battery module 2 can be disconnected from the other battery modules 2, a reflux current larger than the rated current of the fuse HU or the battery B flows between the battery module 2 and the other battery modules 2 that have returned to normal. This can be prevented.

また、差分ΔOCVが閾値Vthよりも小さい場合では、正常に戻った電池モジュール2と他の電池モジュール2との間に差分ΔOCVに応じた還流電流が流れるが、その還流電流をヒューズHUや電池Bの定格電流よりも小さくすることができる。   Further, when the difference ΔOCV is smaller than the threshold value Vth, a return current corresponding to the difference ΔOCV flows between the battery module 2 that has returned to normal and the other battery modules 2, and the return current is used as the fuse HU or the battery B. Can be made smaller than the rated current.

すなわち、実施形態の電池パック1によれば、電池モジュール2間に大きな還流電流が流れることを抑制することができるため、ヒューズHUが溶断したり電池Bが劣化したりすることを抑えることができる。   That is, according to the battery pack 1 of the embodiment, it is possible to suppress a large reflux current from flowing between the battery modules 2, and thus it is possible to suppress the fuse HU from being blown or the battery B from being deteriorated. .

また、実施形態の電池パック1では、差分ΔOCVが閾値Vthよりも小さいと、正常に戻った電池モジュール2を他の電池モジュール2から切り離さない構成である。
これにより、電池パック1の充電中において、電池パック1全体の容量を増加させる機会を増やすことができる。
Further, the battery pack 1 of the embodiment has a configuration in which the battery module 2 that has returned to normal is not separated from the other battery modules 2 when the difference ΔOCV is smaller than the threshold value Vth.
Thereby, the opportunity to increase the capacity | capacitance of the battery pack 1 whole can be increased during charge of the battery pack 1. FIG.

また、本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。   Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and changes can be made without departing from the gist of the present invention.

1 電池パック
2 電池モジュール
3 記憶部
4 制御部
21 電流検出部
22 温度検出部
23 監視部
Ch 充電器
B 電池
SW スイッチ
SWm メインスイッチ
HU ヒューズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery pack 2 Battery module 3 Memory | storage part 4 Control part 21 Current detection part 22 Temperature detection part 23 Monitoring part Ch Battery charger B Battery SW Switch SWm Main switch HU Fuse

Claims (2)

それぞれ、直列接続される電池及びスイッチを有し、互いに並列接続される複数の電池モジュールと、
前記複数の電池モジュールのうち、異常になった電池モジュールが有するスイッチを遮断させることにより、前記異常になった電池モジュールを他の電池モジュールから切り離す制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記他の電池モジュールが有する電池の充電中において、前記異常になった電池モジュールが正常に戻り、その正常に戻った電池モジュールを前記他の電池モジュールに再接続した後、前記正常に戻った電池モジュールが有する電池及び前記他の電池モジュールが有する電池への電力供給を停止させようとするとき、前記正常に戻った電池モジュールが有する電池の充電率及び前記他の電池モジュールが有する電池の充電率から前記正常に戻った電池モジュールが有する電池の開回路電圧及び前記他の電池モジュールが有する電池の開回路電圧を推定し、前記正常に戻った電池モジュールが有する電池の開回路電圧と前記他の電池モジュールが有する電池の開回路電圧との差分が閾値以上であると、前記正常に戻った電池モジュールを前記他の電池モジュールから切り離すとともに、前記他の電池モジュールが有する電池への電力供給を停止させる
ことを特徴とする電池パック。
A plurality of battery modules each having a battery and a switch connected in series, and connected in parallel to each other;
A control unit that disconnects the abnormal battery module from other battery modules by shutting off a switch of the abnormal battery module among the plurality of battery modules;
With
The control unit, while charging the battery of the other battery module, the abnormal battery module returns normally, and after reconnecting the battery module returned to normal to the other battery module, When trying to stop the power supply to the battery of the battery module returned to normal and the battery of the other battery module, the charging rate of the battery of the battery module returned to normal and the other battery module Estimating the open circuit voltage of the battery included in the battery module returned to normal and the open circuit voltage of the battery included in the other battery module from the charge rate of the battery having When the difference between the voltage and the open circuit voltage of the battery of the other battery module is equal to or greater than a threshold value, the battery module that has returned to normal is returned. With disconnecting Lumpur from the other battery modules, battery pack, characterized in that to stop the power supply to a battery the other battery modules have.
請求項1に記載の電池パックであって、
前記制御部は、前記差分が前記閾値よりも小さいと、前記正常に戻った電池モジュールを前記他の電池モジュールから切り離さない
ことを特徴とする電池パック。
The battery pack according to claim 1,
When the difference is smaller than the threshold, the control unit does not disconnect the battery module that has returned to normal from the other battery module.
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