JP2018170927A - Discharge control device for battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電池パックの放電制御装置に関し、特に、第1電池ユニットおよび第2電池ユニットを並列接続した状態で負荷に対して放電する電池パックの放電制御装置に関する。 The present invention relates to a battery pack discharge control device, and more particularly to a battery pack discharge control device that discharges a load with a first battery unit and a second battery unit connected in parallel.
電池パックの放電制御装置に関係する従来技術としては、例えば、特許文献1に開示された充電器を挙げることができる。特許文献1の充電器は、第1電池と第2電池を直列に接続する直列スイッチと、直列スイッチと第1電池との直列接続回路と並列に接続される第1並列スイッチと、直列スイッチと第2電池との直列接続回路に並列に接続される第2並列スイッチとを備えている。制御部が直列スイッチと第1並列スイッチと第2並列スイッチとをオン・オフに制御して電池を充電する。従って、充電器によれば、3つのスイッチを切り換えて、2個の電池を直列に接続して同じ電流で充電し、あるいは、一方の電池のみを選択して充電することができる。 As a prior art related to the discharge control device of a battery pack, for example, a charger disclosed in Patent Document 1 can be cited. The charger of Patent Document 1 includes a series switch that connects a first battery and a second battery in series, a first parallel switch that is connected in parallel with a series connection circuit of the series switch and the first battery, and a series switch. And a second parallel switch connected in parallel to the series connection circuit with the second battery. A control part controls a series switch, a 1st parallel switch, and a 2nd parallel switch to on / off, and charges a battery. Therefore, according to the charger, three switches can be switched to connect two batteries in series and charge with the same current, or only one battery can be selected and charged.
ところで、特許文献1に開示された充電器は放電について記載はないが、充電器における充電電源部を負荷に代え、第1電池および第2電池を並列接続すると、負荷に対して放電する放電制御装置とすることが可能である。 By the way, although the charger disclosed by patent document 1 does not have description about discharge, if the charge power supply part in a charger is replaced with a load and a 1st battery and a 2nd battery are connected in parallel, the discharge control which discharges with respect to a load It can be a device.
しかしながら、特許文献1に開示された充電器を、負荷に対して放電する放電制御装置とし、第1電池および第2電池を並列に接続して放電する場合、直列スイッチが短絡故障すると、放電時に電池に短絡電流が流れるという問題がある。 However, when the charger disclosed in Patent Document 1 is a discharge control device that discharges to a load and the first battery and the second battery are connected in parallel and discharged, when the series switch is short-circuited, There is a problem that a short-circuit current flows in the battery.
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、第1電池と第2電池を直列接続する直列接続素子が短絡故障しても、放電時に電池パックに短絡電流が流れることなく負荷に対して放電可能な電池パックの放電制御装置の提供にある。 The present invention has been made in view of the above problems. The object of the present invention is to provide a short-circuit current in a battery pack during discharge even if a series connection element that connects the first battery and the second battery in series is short-circuited. An object of the present invention is to provide a battery pack discharge control device capable of discharging a load without flowing.
上記の課題を解決するために、本発明は、第1モジュールリレーと第1電池が直列接続された第1電池ユニットと、第2モジュールリレーと第2電池が直列接続された第2電池ユニットと、前記第1電池ユニットと前記第2電池ユニットとを直列に接続する直列接続素子と、前記第2電池ユニットに直列接続され、前記第1電池ユニットと前記直列接続素子との直列接続回路と並列接続される第1並列スイッチと、前記第1電池ユニットに直列接続され、前記直列接続素子と前記第2電池ユニットとの直列接続回路と並列接続される第2並列スイッチと、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチを制御するスイッチ制御部と、を備え、前記スイッチ制御部は、放電時に前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチをそれぞれオンに制御し、前記直列接続素子が開放され、前記第1電池および前記第2電池は並列接続により放電する電池パックの放電制御装置であって、前記直列接続素子に短絡故障が生じたとき、前記スイッチ制御部は、前記第1モジュールリレー、前記第2モジュールリレー、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチを選択的にオフに制御することにより、前記第1電池および前記第2電池のいずれか一方のみを放電することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a first battery unit in which a first module relay and a first battery are connected in series, a second battery unit in which a second module relay and a second battery are connected in series, and A serial connection element that connects the first battery unit and the second battery unit in series, a serial connection element connected in series to the second battery unit, and a parallel connection with a serial connection circuit of the first battery unit and the serial connection element A first parallel switch to be connected; a second parallel switch connected in series to the first battery unit; and connected in parallel to a series connection circuit of the series connection element and the second battery unit; and the first parallel switch. And a switch control unit that controls the second parallel switch, and the switch control unit controls the first parallel switch and the second parallel switch, respectively, during discharging. The series connection element is opened, and the first battery and the second battery are discharge control devices for a battery pack that discharges in parallel connection, and when the short circuit failure occurs in the series connection element, The switch control unit selectively turns off the first module relay, the second module relay, the first parallel switch, and the second parallel switch, thereby controlling the first battery and the second battery. Only one of them is discharged.
本発明では、直列接続素子に短絡故障が生じている場合、スイッチ制御部は、放電時に第1モジュールリレー、第2モジュールリレー、第1並列スイッチおよび第2並列スイッチを選択的にオフに制御する。このため、第1電池および第2電池のいずれか一方が負荷に対して放電され、いずれか他方は放電されない。従って、第1電池と第2電池を直列接続する直列接続素子が短絡故障しても、放電時に電池パックに短絡電流が流れることはなく、第1電池および第2電池のいずれか一方が負荷に対して放電することができる。 In the present invention, when a short circuit failure occurs in the series connection element, the switch control unit selectively controls the first module relay, the second module relay, the first parallel switch, and the second parallel switch to be turned off at the time of discharging. . For this reason, one of the first battery and the second battery is discharged with respect to the load, and the other is not discharged. Therefore, even if the series connection element that connects the first battery and the second battery in series is short-circuited, a short-circuit current does not flow through the battery pack during discharging, and either the first battery or the second battery acts as a load. Can be discharged.
また、電池パックの上記の放電制御装置において、前記直列接続素子に短絡故障が生じたとき、前記スイッチ制御部は、第2モジュールリレーおよび第1並列スイッチをオフに制御し、若しくは、第1モジュールリレーおよび第2並列スイッチをオフに制御することにより、前記第1電池および前記第2電池のいずれか一方を放電する構成としてもよい。
この場合、スイッチ制御部が第2モジュールリレーおよび第1並列スイッチをオフに制御することにより、第2電池は負荷に対して放電されず、第1電池が負荷に対して放電することができる。一方、スイッチ制御部が第1モジュールリレーおよび第2並列スイッチをオフに制御することにより、第1電池は負荷に対して放電されず、第2電池が負荷に対して放電することができる。
Further, in the above-described discharge control device for a battery pack, when a short circuit failure occurs in the series connection element, the switch control unit controls the second module relay and the first parallel switch to be turned off, or the first module It is good also as a structure which discharges any one of a said 1st battery and a said 2nd battery by controlling a relay and a 2nd parallel switch to OFF.
In this case, when the switch control unit controls the second module relay and the first parallel switch to be turned off, the second battery is not discharged to the load, and the first battery can be discharged to the load. On the other hand, when the switch control unit controls the first module relay and the second parallel switch to be off, the first battery is not discharged to the load, and the second battery can be discharged to the load.
また、電池パックの上記の放電制御装置において、前記スイッチ制御部は、前記第1電池および前記第2電池のいずれか一方を放電した後、前記第1電池および前記第2電池のいずれか他方が放電可能となるように、前記第1モジュールリレー、前記第2モジュールリレー、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチを選択的に制御することにより、前記第1電池および前記第2電池のいずれか他方を放電する構成としてもよい。
この場合、第1電池および第2電池のいずれか一方を放電した後、第1電池および第2電池のいずれか他方を放電することにより、第1電池および第2電池のそれぞれを放電に使用できる。その結果、第1電池および第2電池のいずれか一方のみを負荷に対して放電する場合と比較して、負荷に対する放電時間を長くすることができる。
Moreover, in the above-described discharge control device of a battery pack, the switch control unit discharges one of the first battery and the second battery, and then the other of the first battery and the second battery By selectively controlling the first module relay, the second module relay, the first parallel switch, and the second parallel switch so that they can be discharged, any one of the first battery and the second battery Alternatively, the other may be discharged.
In this case, each of the first battery and the second battery can be used for discharging by discharging either the first battery or the second battery and then discharging the other of the first battery or the second battery. . As a result, compared with the case where only one of the first battery and the second battery is discharged to the load, the discharge time for the load can be lengthened.
また、電池パックの上記の放電制御装置において、前記直列接続素子はダイオードである構成としてもよい。
この場合、ダイオードが正常であるとき、第1電池および第2電池が直列接続された状態にて負荷に放電されることはない。また、電池パックが何らかの理由により外部短絡しても、第1電池および第2電池が直列接続された状態で放電される向きに通電されることはない。
In the above-described discharge control device for a battery pack, the series connection element may be a diode.
In this case, when the diode is normal, the first battery and the second battery are not discharged to the load while being connected in series. Even if the battery pack is externally short-circuited for some reason, the first battery and the second battery are not energized in the direction in which they are discharged in a state of being connected in series.
本発明によれば、第1電池と第2電池を直列接続する直列接続素子が短絡故障しても、放電時に電池パックに短絡電流が流れることなく負荷に対して放電可能な電池パックの放電制御装置を提供することができる。 According to the present invention, even when a series connection element that connects the first battery and the second battery in series is short-circuited, the discharge control of the battery pack can discharge to the load without causing a short-circuit current to flow during the discharge. An apparatus can be provided.
以下、本発明の実施形態に係る電池パックの放電制御装置(以下、「放電制御装置」と表記する)について図面を参照して説明する。本実施形態に係る放電制御装置が適用された負荷と電池と充電器との接続による回路例について説明する。 Hereinafter, a battery pack discharge control device (hereinafter referred to as a “discharge control device”) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. An example of a circuit by connecting a load, a battery, and a charger to which the discharge control device according to this embodiment is applied will be described.
図1に示す放電制御装置10は、例えば、電動フォークリフト等の車両に搭載されるものであり、電池パック11の放電を制御する。図1に示すように、電池パック11は、第1電池ユニット12、第2電池ユニット13と、第1並列スイッチ14と、第2並列スイッチ15と、ダイオード16と、電池ECU(Electronic Control Unit)17と、を備えている。
A
第1電池ユニット12は、第1電池18と第1電池18の負極側に接続された第1モジュールリレー19と、第1電池18と第1モジュールリレー19との間に接続された第1電流検出部20と、を有する。第1電池18は、複数の電池セルが直列接続された組電池であり、電池セルはリチウムイオン二次電池である。第1モジュールリレー19は常閉接点であり、第1電池18の異常時に開放される。第1モジュールリレー19は半導体リレーであり、例えば、MOSFETである。第1電流検出部20は第1電池ユニット12に流れる電流を検出する。
The
第2電池ユニット13は、第2電池21と第2電池21の負極側に接続された第2モジュールリレー22と、第2電池21と第2モジュールリレー22との間に接続された第2電流検出部23と、を有する。第2電池21は、複数の電池セルが直列接続された組電池であり、電池セルはリチウムイオン二次電池である。第2モジュールリレー22は常閉接点であり、第2電池21の異常時に開放される。第2モジュールリレー22は半導体リレーであり、例えば、MOSFETである。第2電流検出部23は第2電池21に流れる電流を検出する。
The
第1電池ユニット12および第2電池ユニット13は互いに並列接続されている。接続点Aは第1電池ユニット12および第2電池ユニット13の正極側の接続点であり、接続点Bは第1電池ユニット12および第2電池ユニット13の負極側の接続点である。
The
ダイオード16は第1電池ユニット12および第2電池ユニット13を直列に接続する直列接続素子に相当する。ダイオード16のアノード側は第1電池ユニット12の負極側と接続され、ダイオード16のカソード側は第2電池ユニット13の正極側と接続されている。従って、ダイオード16は第1電池ユニット12から第2電池ユニット13へ向かう電流を通し、第2電池ユニット13から第1電池ユニット12へ向かう電流を遮断する。接続点Cは、第1電池ユニット12の負極側とダイオード16のアノード側との接続点である。接続点Dは、第2電池ユニット13の正極側とダイオード16のカソード側との接続点である。
The
第1並列スイッチ14は、第1電池ユニット12とダイオード16とが直列接続された第1直列接続回路(接点ACD間の回路)と並列接続されるように第2電池ユニット13の正極側(接点AD間:第1電池ユニット12の正極と接続点Dとの間)に設けられている。第2並列スイッチ15は、ダイオード16と第2電池ユニット13とが直列接続された第2直列接続回路(接点CDB間の回路)と並列接続されるように、第1電池ユニット12の負極側(接点CB間:接続点Cと第2電池ユニット13の負極との間)に設けられている。第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15は、電池ECU17によりオン・オフ制御され、第1電池ユニット12と第2電池ユニット13とを直列接続から並列接続へ切り換えるためのスイッチである。第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15がオンされることにより、第1電池ユニット12と第2電池ユニット13とは並列接続される。第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15は、機械式リレーのほか半導体リレーを用いてもよい。
The first
第1電池ユニット12および第2電池ユニット13は、メインスイッチ25を介して負荷24と接続されている。メインスイッチ25は、第1電池ユニット12の第2電池ユニット13との正極側の接続点Aと負荷24との間に設けられており、電池ECU17によりオン・オフ制御される。負荷24は、並列接続された第1電池ユニット12および第2電池ユニット13から供給される電力を交流に変換して出力するインバータとこのインバータから出力される電力により駆動される走行用モータである。走行用モータの駆動により車両が走行する。
The
メインスイッチ25により第1電池ユニット12および第2電池ユニット13と負荷24とが電気的に接続されると、第1電池ユニット12および第2電池ユニット13から負荷24へ電力が供給される。メインスイッチ25により第1電池ユニット12および第2電池ユニット13と負荷24とが電気的に切断されると、第1電池ユニット12および第2電池ユニット13から負荷24への電力供給が遮断される。
When the
また、第1電池ユニット12および第2電池ユニット13は、コネクタ(図示せず)を介して充電器26と接続可能である。第1電池ユニット12および第2電池ユニット13は、充電器26の充電スイッチ27を介して供給される電力により充電される。充電器26は、商用電源等の外部電源から供給される電力を用いて第1電池ユニット12、第2電池ユニット13へ充電用の電力を供給する。充電スイッチ27は、充電器26が第1電池ユニット12および第2電池ユニット13と接続されている状態では、電池ECU17によりオン・オフ制御される。従って、放電制御装置10は電池パック11の充電を制御する。
Moreover, the
充電器26から電力が出力されているときに、充電スイッチ27により充電器26と第1電池ユニット12および第2電池ユニット13とが電気的に接続されると、充電器26から第1電池ユニット12、第2電池ユニット13へ電力が供給される。充電スイッチ27により充電器26と第1電池ユニット12、第2電池ユニット13とが電気的にそれぞれ切断されると、充電器26から第1電池ユニット12、第2電池ユニット13への電力供給が遮断される。
When the
電圧検出器28が、接続点A、Bに接続されている。電圧検出器28は、第1電池ユニット12の端子間(接続点AB間)の電圧を検出する。電圧検出器28は、ダイオード16の短絡故障を検出するために用いられる。第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15がオフに制御され、第1電池ユニット12および第2電池ユニット13が直列に接続された状態で、電圧検出器28に第1電池18、第2電池21の直列接続の電圧が検出されないとき、ダイオード16は正常である。一方、第1並列スイッチ14と第2並列スイッチ15とがオフに制御され、第1電池ユニット12、第2電池ユニット13が直列接続された状態で、電圧検出器28に第1電池18、第2電池21の直列接続の電圧が検出されると、ダイオード16の短絡故障である。
A
電池ECU17は、第1並列スイッチ14、第2並列スイッチ15、第1モジュールリレー19、第2モジュールリレー22、メインスイッチ25および充電スイッチ27のオン・オフを制御するスイッチ制御部に相当する。電池ECU17は、異常がない状態では充電時に第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15をオフに制御する。第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15がオフに制御されることにより、第1電池ユニット12および第2電池ユニット13は直列接続により充電される。一方、電池ECU17は、放電時に第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15をオンに制御する。第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15がオンに制御されることにより、第1電池ユニット12および第2電池ユニット13は並列接続により放電される。また、電池ECU17は、第1電池18、第2電池21に異常がない状態では、第1モジュールリレー19、第2モジュールリレー22をオンに制御する。
The
電池ECU17は充電器26に対して充電のための電流指令値を出力する。また、電池ECU17は第1電池18および第2電池21の充電率を検出して満充電となったときに充電器26へ充電停止の指令を出力する。電池ECU17は電圧検出器28に検出された電圧値の検出信号を受信する。電圧検出器28に検出された電圧値の信号が、第1電池ユニット12、第2電池ユニット13が直列接続された状態で、電圧検出器28に第1電池18、第2電池21の直列接続の電圧を示すとき、電池ECU17はダイオード16の短絡故障を検知する。さらに、電池ECU17は、第1電流検出部20、第2電流検出部23に検出された電流値の検出信号を受信する。電池ECU17は、第1電流検出部20および第2電流検出部23により検出された電流値の信号により、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15の異常(開放故障又は短絡故障)のほか、ダイオード16の異常(開放故障)を検知する。なお、開放故障とは通電不可能な開放状態の故障であり、短絡故障は、通電の遮断が不可能な短絡状態の故障である。
The
次に、放電制御装置10による電池パック11の放電について説明する。
ダイオード16に短絡故障がない正常な状態では、図2に示すように、第1並列スイッチ14、第2並列スイッチ15がオンに制御され、第1電池ユニット12および第2電池ユニット13が並列接続された状態で放電される。このとき、ダイオード16には電流が流れないので、直列接続素子が開放された状態に相当する。なお、ダイオード16に短絡故障がない正常な状態では、充電時には第1並列スイッチ14、第2並列スイッチ15がオフに制御される。従って、第1電池ユニット12および第2電池ユニット13が直列接続された状態で第1電池18および第2電池21は充電される。
Next, the discharge of the
In a normal state in which there is no short circuit failure in the
ダイオード16に短絡故障が生じた状態では、第1並列スイッチ14、第2並列スイッチ15がオフに制御された状態であっても、電圧検出器28により電圧値が0でないことを示す電圧値の信号が検出され、電池ECU17はダイオード16の短絡故障を検知する。ダイオード16の短絡故障が検知されると、図3に示すように、電池ECU17は、放電時に第1並列スイッチ14および第2モジュールリレー22をオフに制御するとともに、第2並列スイッチ15をオンに制御する。このとき、第1モジュールリレー19はオンになっている。そして、メインスイッチ25がオンに制御され負荷24が第1電池ユニット12と接続される。
In a state where a short-circuit failure has occurred in the
図3に示す状態では、第1電池ユニット12が負荷24と接続されるが、第2モジュールリレー22がオフに制御されているため、第2電池ユニット13は負荷24と接続されない。このため、第2電池21は負荷24に対して放電されず、第1電池18のみが負荷24に対して放電される。そして、第1電池ユニット12および第2電池ユニット13の直列接続による高圧の電流が負荷24へ流れることはない。また、第1並列スイッチ14がオフに制御されているため、第1電池ユニット12からダイオード16を通る短絡電流は生じない。このように、ダイオード16が短絡故障しても、第1電池18による放電は可能であり、ダイオード16の短絡故障により車両が直ちに停止することはない。因みに、ダイオード16の短絡故障の場合、充電はダイオード16が正常の場合と同様に、第1電池ユニット12および第2電池ユニット13の直列接続による充電が可能である。
In the state shown in FIG. 3, the
図3では、第1電池ユニット12が負荷24と接続され、第2電池ユニット13は負荷24と接続されないが、図4に示すように、第2電池ユニット13と負荷24とを接続し、第1電池ユニット12と負荷24とを接続しないようにしてもよい。図4では、ダイオード16に短絡故障が生じた状態で、放電時に第2並列スイッチ15および第1モジュールリレー19をオフに制御するとともに、第1並列スイッチ14をオンに制御する。このとき、第2モジュールリレー22はオンになっている。そして、メインスイッチ25がオンに制御され負荷24が第2電池ユニット13と接続される。
In FIG. 3, the
図4に示す状態では、第2電池ユニット13が負荷24と接続されるが、第1モジュールリレー19がオフに制御されているため第1電池ユニット12は負荷24と接続されない。このため、第1電池18は負荷24に対して放電されず、第2電池21のみが負荷24に対して放電される。そして、第1電池ユニット12および第2電池ユニット13の直列接続による高圧の電流が負荷24へ流れることはない。また、第2並列スイッチ15がオフに制御されているため、第2電池ユニット13からダイオード16を通る短絡電流は生じない。
In the state shown in FIG. 4, the
本実施形態では、ダイオード16の短絡故障の状態では、放電時に第1電池18および第2電池21のいずれか一方を負荷24に接続し、第1電池18および第2電池21のいずれか他方を負荷24に接続しない。このため、電池ECU17は、第1モジュールリレー19、第2モジュールリレー22、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15を選択的にオフに制御する。
In the present embodiment, in the state of a short circuit failure of the
ところで、ダイオード16の短絡故障の状態では、第1電池18および第2電池21のいずれか一方を放電した後、第1電池18および第2電池21のいずれか他方が放電可能となるように、第1モジュールリレー19、第2モジュールリレー22、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15を選択的に制御してもよい。例えば、図3に示すように、第1電池18のみが負荷24に対して放電される状態から、図4に示すように、第2電池21のみが負荷24に対して放電される状態に切り替えるようにしてもよい。この場合、第1電池18の負荷24に対する放電を一時的に中断するタイミングで、第1並列スイッチ14および第2モジュールリレー22をオンに制御し、第2並列スイッチ15および第1モジュールリレー19をオフに制御する。ダイオード16の短絡故障では、第1電池18のみが負荷24に対して放電される状態から、第2電池21のみが負荷24に対して放電される状態に切り替えることにより、第1電池18、第2電池21のそれぞれが負荷24に対する放電可能となる。なお、最初に、図4に示すように、第2電池21のみが負荷24に対して放電される状態とした場合には、第2電池21の放電後に、図3に示すように、第1電池18のみが負荷24に対して放電される状態に切り替えるようにしてもよい。
By the way, in the state of the short circuit failure of the
本実施形態の放電制御装置10によれば以下の作用効果を奏する。
(1)ダイオード16に短絡故障が生じている場合、電池ECU17は、放電時に第1モジュールリレー19、第2モジュールリレー22、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15を選択的にオフに制御する。このため、第1電池18および第2電池21のいずれか一方が負荷24に対して放電され、いずれか他方は放電されない。従って、第1電池18と第2電池21を直列接続するダイオード16が短絡故障しても、放電時に電池パック11に短絡電流が流れることはなく、第1電池18および第2電池21のいずれか一方が負荷24に対して放電することができる。第1電池18および第2電池21のいずれか一方が負荷24に対して放電できるため、ダイオード16の短絡故障によって直ちに車両が停止することはなく、放電中にオペレータにダイオード16の短絡故障の通知し、電池パック11の交換を促すことができる。
According to the
(1) When a short circuit failure has occurred in the
(2)電池ECU17が第2モジュールリレー22および第1並列スイッチ14をオフに制御することにより、第2電池21は負荷24に対して放電されず、第1電池18のみが負荷24に対して放電することができる。一方、電池ECU17が第1モジュールリレー19および第2並列スイッチ15をオフに制御することにより、第1電池18は負荷24に対して放電されず、第2電池21のみが負荷24に対して放電することができる。
(2) When the
(3)ダイオード16の短絡故障の状態では、第1電池18および第2電池21のいずれか一方を放電した後、第1電池18および第2電池21のいずれか他方を放電することにより、第1電池18および第2電池21のそれぞれを放電に使用できる。その結果、第1電池18および第2電池21のいずれか一方のみを負荷24に対して放電する場合と比較して、負荷24に対する放電時間を長くすることができる。
(3) In the state of the short circuit failure of the
(4)ダイオード16が正常であるとき、第1電池18および第2電池21が直列接続された状態にて負荷24に放電されることはない。また、電池パック11が何らかの理由により外部短絡しても、第1電池18および第2電池21が直列接続された状態で放電される向きに通電されることはない。
(4) When the
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible within the scope of the gist of the invention. For example, the following modifications may be made.
○ 上記の実施形態では、直列接続素子としてダイオードを用いた例を説明したが、直列接続素子はダイオードに限定されない。直列接続素子は、例えば、スイッチ制御部により制御される直列スイッチを用いてもよい。この場合、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15をオフに制御して第1電池ユニット12および第2電池ユニット13を直列に接続する。そして、直列スイッチをオフにしたとき、第1電池18および第2電池21の直列接続の電圧値を示す信号が電圧検出器28に検出されるとき、スイッチ制御部は、直列スイッチの短絡故障を検知する。直列スイッチが短絡故障している場合もダイオードの短絡故障と同様に、第1電池18および第2電池21のいずれか一方のみが負荷に対して放電され、いずれか他方を放電しないようにすればよい。なお、直列スイッチに短絡故障がない正常な状態では、第1並列スイッチ14、第2並列スイッチ15がオンに制御され、直列スイッチがオフ(開放)に制御され、第1電池ユニット12および第2電池ユニット13が並列接続された状態で放電される。また、直列スイッチに短絡故障がない正常な状態では、充電時には第1並列スイッチ14、第2並列スイッチ15がオフに制御され、直列スイッチがオンに制御される。従って、第1電池ユニット12および第2電池ユニット13が直列接続された状態で第1電池18および第2電池21は充電される。
○ 上記の実施形態では、電動フォークリフト等の車両に搭載される電池パックとし、放電制御装置は電池パックの放電を制御するほか充電を制御するとしたが、電池パックは車両に搭載される電池パックに限定されない。また、第1電池および第2電池は、複数の電池セルが直列接続された組電池としたが、単一の電池セルを有する構成でもよい。また、電池セルはリチウムイオン二次電池に限らず、ニッケル水素二次電池、鉛蓄電池でもよい。
○ 上記の実施形態では、充電器に充電スイッチが設けられるとしたが、充電スイッチは電池パックに設けるようにしてもよい。
○ 上記の実施形態では、第1モジュールリレー19を第1電池18の負極側に接続したが第1電池18の正極側に接続してもよい。また、第1電流検出部20を第1電池18の正極側に接続してもよい。また、第2モジュールリレー22を第2電池21の正極側に接続してもよい。また、第2電流検出部23を第2電池21の正極側に接続してもよい。
In the above embodiment, an example in which a diode is used as a series connection element has been described. However, the series connection element is not limited to a diode. For example, a series switch controlled by a switch control unit may be used as the series connection element. In this case, the first
○ In the above embodiment, the battery pack is mounted on a vehicle such as an electric forklift, and the discharge control device controls the charging in addition to controlling the discharging of the battery pack, but the battery pack is mounted on the battery pack mounted on the vehicle. It is not limited. Moreover, although the 1st battery and the 2nd battery were set as the assembled battery in which the some battery cell was connected in series, the structure which has a single battery cell may be sufficient. The battery cell is not limited to a lithium ion secondary battery, but may be a nickel hydride secondary battery or a lead storage battery.
In the above embodiment, the charging switch is provided in the charger, but the charging switch may be provided in the battery pack.
In the above embodiment, the
10 充電制御装置
11 電池パック
12 第1電池ユニット
13 第2電池ユニット
14 第1並列スイッチ
15 第2並列スイッチ
16 ダイオード(直列接続素子)
17 電池ECU(スイッチ制御部)
18 第1電池
19 第1モジュールリレー
20 第1電流検出部
21 第2電池
22 第2モジュールリレー
23 第2電流検出部
24 負荷
25 メインスイッチ
26 充電器
27 充電スイッチ
28 電圧検出器
A、B、C、D 接続点
DESCRIPTION OF
17 Battery ECU (Switch control unit)
18
Claims (4)
第2モジュールリレーと第2電池が直列接続された第2電池ユニットと、
前記第1電池ユニットと前記第2電池ユニットとを直列に接続する直列接続素子と、
前記第2電池ユニットに直列接続され、前記第1電池ユニットと前記直列接続素子との直列接続回路と並列接続される第1並列スイッチと、
前記第1電池ユニットに直列接続され、前記直列接続素子と前記第2電池ユニットとの直列接続回路と並列接続される第2並列スイッチと、
前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチを制御するスイッチ制御部と、を備え、
前記スイッチ制御部は、放電時に前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチをそれぞれオンに制御し、
前記直列接続素子が開放され、前記第1電池および前記第2電池は並列接続により放電する電池パックの放電制御装置であって、
前記直列接続素子に短絡故障が生じたとき、
前記スイッチ制御部は、前記第1モジュールリレー、前記第2モジュールリレー、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチを選択的にオフに制御することにより、
前記第1電池および前記第2電池のいずれか一方のみを放電することを特徴とする電池パックの放電制御装置。 A first battery unit in which a first module relay and a first battery are connected in series;
A second battery unit in which a second module relay and a second battery are connected in series;
A series connection element for connecting the first battery unit and the second battery unit in series;
A first parallel switch connected in series to the second battery unit and connected in parallel to a series connection circuit of the first battery unit and the series connection element;
A second parallel switch connected in series to the first battery unit and connected in parallel to a series connection circuit of the series connection element and the second battery unit;
A switch control unit for controlling the first parallel switch and the second parallel switch,
The switch control unit controls each of the first parallel switch and the second parallel switch to be turned on at the time of discharging,
The series connection element is opened, and the first battery and the second battery are discharge controllers for battery packs that discharge by parallel connection,
When a short circuit failure occurs in the series connection element,
The switch control unit selectively turns off the first module relay, the second module relay, the first parallel switch, and the second parallel switch,
A discharge control device for a battery pack, wherein only one of the first battery and the second battery is discharged.
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JP2020195168A (en) * | 2019-05-24 | 2020-12-03 | 株式会社Subaru | Vehicle power supply |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07135025A (en) * | 1993-11-08 | 1995-05-23 | Takeda Gijutsu Kenkyusho:Kk | Charging method for cordless equipment using electric double-layer capacitor and this cordless equipment and charger |
JP2005143221A (en) * | 2003-11-06 | 2005-06-02 | Sanyo Electric Co Ltd | Charger |
JP2014057398A (en) * | 2012-09-11 | 2014-03-27 | Panasonic Corp | Storage battery management apparatus and storage battery management method |
JP2016158430A (en) * | 2015-02-25 | 2016-09-01 | トヨタ自動車株式会社 | Power system |
-
2017
- 2017-03-30 JP JP2017068847A patent/JP6772931B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07135025A (en) * | 1993-11-08 | 1995-05-23 | Takeda Gijutsu Kenkyusho:Kk | Charging method for cordless equipment using electric double-layer capacitor and this cordless equipment and charger |
JP2005143221A (en) * | 2003-11-06 | 2005-06-02 | Sanyo Electric Co Ltd | Charger |
JP2014057398A (en) * | 2012-09-11 | 2014-03-27 | Panasonic Corp | Storage battery management apparatus and storage battery management method |
JP2016158430A (en) * | 2015-02-25 | 2016-09-01 | トヨタ自動車株式会社 | Power system |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020195168A (en) * | 2019-05-24 | 2020-12-03 | 株式会社Subaru | Vehicle power supply |
US11710858B2 (en) | 2019-05-24 | 2023-07-25 | Subaru Corporation | Vehicle power supply apparatus |
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