JP2020156119A - Management device and electrical power system - Google Patents
Management device and electrical power system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020156119A JP2020156119A JP2017137737A JP2017137737A JP2020156119A JP 2020156119 A JP2020156119 A JP 2020156119A JP 2017137737 A JP2017137737 A JP 2017137737A JP 2017137737 A JP2017137737 A JP 2017137737A JP 2020156119 A JP2020156119 A JP 2020156119A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cells
- voltage
- cell
- discharge
- voltage detection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 68
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 9
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 3
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000156302 Porcine hemagglutinating encephalomyelitis virus Species 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
本発明は、蓄電モジュールの状態を管理する管理装置、及び電源システムに関する。 The present invention relates to a management device for managing the state of a power storage module and a power supply system.
近年、ハイブリッド車(HV)、プラグインハイブリッド車(PHV)、電気自動車(EV)が普及してきている。これらの車にはキーデバイスとして二次電池が搭載される。車載用二次電池としては主に、ニッケル水素電池およびリチウムイオン電池が普及している。今後、エネルギー密度が高いリチウムイオン電池の普及が加速すると予想される。 In recent years, hybrid vehicles (HVs), plug-in hybrid vehicles (PHVs), and electric vehicles (EVs) have become widespread. These cars are equipped with a secondary battery as a key device. Nickel-metal hydride batteries and lithium-ion batteries are mainly used as in-vehicle secondary batteries. It is expected that the spread of lithium-ion batteries with high energy density will accelerate in the future.
リチウムイオン電池は常用領域と使用禁止領域が近接しているため、他の種類の電池より厳格な電圧管理が必要である。複数のリチウムイオン電池セルが直列に接続された組電池を使用する場合、各セルの電圧を検出するための電圧検出回路が設けられる。複数のセルの各ノードと電圧検出回路は、複数の電圧検出線で接続される。検出されたセル電圧は、SOC(State Of Charge)管理、均等化制御などに使用される(例えば、特許文献1参照)。 Lithium-ion batteries require stricter voltage control than other types of batteries because the normal area and the prohibited area are close to each other. When using an assembled battery in which a plurality of lithium ion battery cells are connected in series, a voltage detection circuit for detecting the voltage of each cell is provided. Each node of a plurality of cells and a voltage detection circuit are connected by a plurality of voltage detection lines. The detected cell voltage is used for SOC (State Of Charge) management, equalization control, and the like (see, for example, Patent Document 1).
一般的な均等化制御では複数のセルの内、SOCが高い(=電圧が高い)セルから微少電流を放電させることで、複数のセルの各SOCを略均等に保つように制御される。その際、複数のセルのSOCを揃えるように複数のセルの放電制御を行うことが多い。 In general equalization control, by discharging a minute current from a cell having a high SOC (= high voltage) among a plurality of cells, each SOC of the plurality of cells is controlled to be kept substantially equal. At that time, discharge control of a plurality of cells is often performed so that the SOCs of the plurality of cells are aligned.
しかしながら複数のセルのSOCを合わせる均等化制御では、電圧検出回路や電圧検出線の一部の不具合により一部のセルの電圧が検出できなくなると、SOCを、できるだけ上限値および下限値から離れた位置に合わせる必要がある。また、電圧検出系に不具合が発生したセルは過放電と過充電を検出できなくなるため、放電時は過放電を発生させないように大きなマージンを持って放電停止させる必要があり、充電時は過充電を発生させないように大きなマージンを持って充電停止させる必要がある。即ち、セルの容量を十分に活用することができなくなる。 However, in the equalization control that combines the SOCs of multiple cells, if the voltage of some cells cannot be detected due to a defect in the voltage detection circuit or the voltage detection line, the SOC is moved away from the upper and lower limits as much as possible. It needs to be aligned. In addition, since cells with a malfunction in the voltage detection system cannot detect over-discharge and over-charge, it is necessary to stop the discharge with a large margin so as not to cause over-discharge during discharge, and over-charge during charging. It is necessary to stop charging with a large margin so as not to generate. That is, the capacity of the cell cannot be fully utilized.
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、電圧検出系の一部に不具合が発生しても、セルの容量を十分に活用することができる技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a technique capable of fully utilizing the capacity of a cell even if a defect occurs in a part of the voltage detection system.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の管理装置は、直列接続された複数のセルのそれぞれの電圧を検出する電圧検出回路と、前記複数のセルに、それぞれ並列に接続される複数の放電回路と、前記電圧検出回路により検出された電圧をもとに、前記複数の放電回路を制御して均等化制御を実行する制御部と、を備える。前記制御部は、前記複数のセルのそれぞれの現在の満充電容量と検出電圧をもとに前記複数のセルの充電可能な実容量を揃える第1モードと、前記複数のセルのそれぞれの現在の満充電容量と検出電圧をもとに前記複数のセルの放電可能な実容量を揃える第2モードを選択可能である。 In order to solve the above problems, the management device of one embodiment of the present invention includes a voltage detection circuit that detects the voltage of each of a plurality of cells connected in series, and a plurality of cells connected in parallel to the plurality of cells. The discharge circuit is provided with a control unit that controls the plurality of discharge circuits and executes equalization control based on the voltage detected by the voltage detection circuit. The control unit has a first mode in which the actual chargeable capacities of the plurality of cells are arranged based on the current full charge capacity and the detection voltage of each of the plurality of cells, and the current current capacity of each of the plurality of cells. It is possible to select a second mode in which the actual dischargeable capacities of the plurality of cells are aligned based on the fully charged capacity and the detected voltage.
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above components and the conversion of the expression of the present invention between methods, devices, systems and the like are also effective as aspects of the present invention.
本発明によれば、電圧検出系の一部に不具合が発生しても、セルの容量を十分に活用することができる。 According to the present invention, even if a defect occurs in a part of the voltage detection system, the capacity of the cell can be fully utilized.
図1は、本発明の実施の形態に係る電源システム1を示す図である。電源システム1は、蓄電モジュール10及び管理装置30を備える。蓄電モジュール10は、直列接続された複数のセルを含む。セルには、リチウムイオン電池セル、ニッケル水素電池セル、鉛電池セル、電気二重層キャパシタセル、リチウムイオンキャパシタセル等を用いることができる。以下、本明細書ではリチウムイオン電池セル(公称電圧:3.6−3.7V)を使用する例を想定する。図1では、8個のリチウムイオン電池セル(セルS1−S8)が直列に接続された組電池を使用する例を描いている。
FIG. 1 is a diagram showing a
管理装置30は、均等化回路、入力フィルタ、セル電圧検出回路31及び制御回路32を含み、それらはプリント配線基板上に実装される。セル電圧検出回路31は、直列接続された複数のセルS1−S8の各ノードと複数の電圧検出線L1−L9で接続され、隣接する電圧検出線間の電圧を検出して各セルS1−S8の電圧を検出する。セル電圧検出回路31は例えば、専用のカスタムICであるASIC(Application Specific Integrated Circuit)により構成される。セル電圧検出回路31は、検出した各セルS1−S8の電圧を制御回路32に送信する。
The
蓄電モジュール10の複数のセルS1−S8の各ノードにはワイヤーハーネスが接続され、各ワイヤーハーネスの先端のコネクタが、プリント配線基板に実装された管理装置30の各コネクタに装着される。即ち、蓄電モジュール10と管理装置30間は、ハーネス・コネクタ20を介して電気的に接続される。
A wire harness is connected to each node of the plurality of cells S1-S8 of the
複数の電圧検出線L1−L9にそれぞれ抵抗R1−R9が挿入され、隣接する2本の電圧検出線間にそれぞれコンデンサC1−C8が接続される。抵抗R1−R9及びコンデンサC1−C8は入力フィルタ(ローパスフィルタ)を構成し、セル電圧検出回路31に入力される電圧を安定化させる作用を有する。
Resistors R1-R9 are inserted into each of the plurality of voltage detection lines L1-L9, and capacitors C1-C8 are connected between the two adjacent voltage detection lines, respectively. The resistors R1-R9 and the capacitors C1-C8 form an input filter (low-pass filter) and have an action of stabilizing the voltage input to the cell
管理装置30の各コネクタと、セル電圧検出回路31の各検出端子間は、複数の電圧検出線L1−L9で接続される。隣接する2本の電圧検出線間にそれぞれ均等化回路が接続される。図1に示す例では、均等化回路は放電抵抗R11−R18と放電スイッチQ1−Q8の直列回路で構成されている。放電スイッチQ1−Q8は例えば、トランジスタで構成される。
Each connector of the
なお図1に示していないが、複数のセルS1−S8に流れる電流の値を検出するための電流センサが設置される。電流センサには例えば、ホール素子やシャント抵抗を使用することができる。また複数のセルS1−S8の温度を検出するための温度センサが少なくとも1つ設置される。温度センサには例えば、サーミスタを使用することができる。電流センサ及び温度センサの検出値は制御回路32に出力される。
Although not shown in FIG. 1, a current sensor for detecting the value of the current flowing through the plurality of cells S1-S8 is installed. For example, a Hall element or a shunt resistor can be used for the current sensor. Further, at least one temperature sensor for detecting the temperature of the plurality of cells S1-S8 is installed. For example, a thermistor can be used as the temperature sensor. The detected values of the current sensor and the temperature sensor are output to the
制御回路32は、セル電圧検出回路31から取得した複数のセルS1−S8の電圧値、電流センサから取得した複数のセルS1−S8の電流値、温度センサから取得した複数のセルS1−S8の温度値をもとに複数のセルS1−S8を管理する。制御回路32は複数のセルS1−S8のSOC、SOH(State Of Health)を推定する。SOCは例えば、OCV(Open Circuit Voltage)法または電流積算法により推定できる。
The
SOHは、初期の満充電容量に対する現在の満充電容量の比率で規定され、数値が低いほど(0%に近いほど)劣化が進行していることを示す。SOHは、内部抵抗との相関関係をもとに推定することができる。内部抵抗は、電池に所定の電流を所定時間流した際に発生する電圧降下を、当該電流で割ることにより推定することができる。内部抵抗は温度が上がるほど低下する関係にあり、電池の劣化が進行するほど増加する関係にある。電池の劣化は充放電回数が増加するにつれ進行する。また電池の劣化は個体差や使用環境にも依存する。従って使用期間が長くになるにつれ基本的に、複数のセルS1−S8の容量のばらつきが大きくなっていく。 SOH is defined by the ratio of the current full charge capacity to the initial full charge capacity, and the lower the value (closer to 0%), the more the deterioration progresses. SOH can be estimated based on the correlation with the internal resistance. The internal resistance can be estimated by dividing the voltage drop that occurs when a predetermined current is passed through the battery for a predetermined time by the current. The internal resistance is related to decrease as the temperature rises, and increases as the deterioration of the battery progresses. The deterioration of the battery progresses as the number of times of charging and discharging increases. In addition, battery deterioration depends on individual differences and the usage environment. Therefore, as the usage period becomes longer, the capacity variation of the plurality of cells S1-S8 basically increases.
複数のセルS1−S8は、経時劣化による要因ばかりでなく、現在の使用環境の要因によっても容量がばらつく。例えば複数のセルS1−S8の設置位置により、複数のセルS1−S8間に温度の違いが発生している場合、容量がばらつく。これに対して制御回路32は、複数のセルS1−S8間の均等化制御を実行する。放電による均等化制御では、複数のセルS1−S8の内、最も容量が少ないセルに他のセルの容量を合わせる制御となる。その際、容量の合わせ方に複数の方法がある。
The capacity of the plurality of cells S1-S8 varies not only due to factors due to deterioration over time but also due to factors in the current usage environment. For example, when there is a difference in temperature between the plurality of cells S1-S8 depending on the installation position of the plurality of cells S1-S8, the capacity varies. On the other hand, the
図2(a)、(b)は、均等化制御において複数のセルのSOCを合わせる方式を説明するための図である。以下、図面を簡略化するためセルの直列数が4つの場合を例に説明する。図2(a)は均等化前の複数のセルS1−S4の蓄電容量を示し、図2(b)は均等化後の複数のセルS1−S4の蓄電容量を示している。各棒の幅は、各セルの現在の満充電容量(劣化度)を示しており、各棒の面積は各セルの容量を示している。制御回路32は、複数のセルS1−S4のSOCをそれぞれ推定し、SOCが最も低いセル(図2(a)ではセルS1)に他のセル(図2(a)ではセルS2−S4)のSOCを合わせるように制御する。制御回路32は、当該他のセルS2−S4と並列に接続されている均等化回路の放電スイッチQ2−Q4をターンオンして、当該他のセルS2−S4を放電させる。当該他のセルS2−S4のSOCが、最もSOCが低いセルS1の電圧まで低下したら、当該他のセルS2−S4と並列に接続されている均等化回路の放電スイッチQ2−Q4をターンオフする。SOCは上述のようにOCVまたは電流積算により推定することができる。
2A and 2B are diagrams for explaining a method of combining SOCs of a plurality of cells in equalization control. Hereinafter, in order to simplify the drawing, a case where the number of cells in series is four will be described as an example. FIG. 2A shows the storage capacity of the plurality of cells S1-S4 before equalization, and FIG. 2B shows the storage capacity of the plurality of cells S1-S4 after equalization. The width of each bar indicates the current full charge capacity (deterioration degree) of each cell, and the area of each bar indicates the capacity of each cell. The
図3(a)、(b)は、均等化制御において複数のセルの充電可能量を合わせる方式を説明するための図である。図3(a)は均等化前の複数のセルS1−S4の蓄電容量を示し、図3(b)は均等化後の複数のセルS1−S4の蓄電容量を示している。各棒の長さは、各セルの現在の満充電容量(劣化度)を示している。セルの充電可能量は、セルに充電可能な実容量(Ah)で規定される。制御回路32は、複数のセルS1−S4の充電可能量をそれぞれ推定し、充電可能量が最も大きいセル(図3(a)ではセルS1)に他のセル(図3(a)ではセルS2−S4)の充電可能量を合わせるように制御する。制御回路32は、当該他のセルS2−S4と並列に接続されている均等化回路の放電スイッチQ2−Q4をターンオンして、当該他のセルS2−S4を放電させる。当該他のセルS2−S4の充電可能量が、最も充電可能量が大きいセルS1の充電可能量まで増加したら、当該他のセルS2−S4と並列に接続されている均等化回路の放電スイッチQ2−Q4をターンオフする。
3A and 3B are diagrams for explaining a method of matching the chargeable amounts of a plurality of cells in equalization control. FIG. 3A shows the storage capacity of the plurality of cells S1-S4 before equalization, and FIG. 3B shows the storage capacity of the plurality of cells S1-S4 after equalization. The length of each bar indicates the current full charge capacity (deterioration degree) of each cell. The chargeable amount of the cell is defined by the actual capacity (Ah) that can be charged to the cell. The
制御回路32はセルの充電可能量を、セルの現在の満充電容量と検出電圧をもとに推定することができる。現在の満充電容量はセルのSOH、及び満充電容量とSOHの関係を規定した寿命曲線をもとに推定することができる。セルの満充電容量はBOL(Begining Of Life)からEOL(End Of Life)に向かって低下していく。制御回路32は、内部抵抗などをもとに推定したSOHを当該寿命曲線に適用することにより、SOH(%)を現在の満充電容量の実容量(Ah)に換算することができる。また制御回路32は、セルの検出電圧をもとに推定したSOC(%)を現在の満充電容量の実容量(Ah)に適用することにより、SOC(%)を現在の蓄電容量の実容量(Ah)に換算することができる。制御回路32は、推定した現在の満充電容量の実容量(Ah)から、推定した現在の蓄電容量の実容量(Ah)を減算することにより充電可能量(Ah)を推定することができる。
The
図4(a)、(b)は、均等化制御において複数のセルの放電可能量を合わせる方式を説明するための図である。図4(a)は均等化前の複数のセルS1−S4の蓄電容量を示し、図4(b)は均等化後の複数のセルS1−S4の蓄電容量を示している。各棒の長さは、各セルの現在の満充電容量(劣化度)を示している。セルの放電可能量は、セルから放電可能な実容量(Ah)で規定される。制御回路32は、複数のセルS1−S4の放電可能量をそれぞれ推定し、放電可能量が最も小さいセル(図4(a)ではセルS1)に他のセル(図4(a)ではセルS2−S4)の放電可能量を合わせるように制御する。制御回路32は、当該他のセルS2−S4と並列に接続されている均等化回路の放電スイッチQ2−Q4をターンオンして、当該他のセルS2−S4を放電させる。当該他のセルS2−S4の放電可能量が、最も放電可能量が小さいセルS1の放電可能量まで減少したら、当該他のセルS2−S4と並列に接続されている均等化回路の放電スイッチQ2−Q4をターンオフする。
4 (a) and 4 (b) are diagrams for explaining a method of matching the dischargeable amounts of a plurality of cells in equalization control. FIG. 4A shows the storage capacity of the plurality of cells S1-S4 before equalization, and FIG. 4B shows the storage capacity of the plurality of cells S1-S4 after equalization. The length of each bar indicates the current full charge capacity (deterioration degree) of each cell. The dischargeable amount of the cell is defined by the actual capacity (Ah) that can be discharged from the cell. The
制御回路32はセルの放電可能量を、セルの現在の満充電容量と検出電圧をもとに推定することができる。制御回路32は上述の手法により、セルの現在の蓄電容量の実容量(Ah)を推定し、当該セルの放電可能量(Ah)とする。
The
複数のセルS1−S4の満充電容量がばらついている場合、図2(b)に示した複数のセルS1−S4のSOCを合わせるモード(以下、SOC合わせモードという)では、複数のセルS1−S4の充電可能量および放電可能量もばらつく。図3(b)に示した複数のセルS1−S4の充電可能量を合わせるモード(以下、充電合わせモードという)では、複数のセルS1−S4の充電可能量は揃うが放電可能量はばらつく。図4(b)に示した複数のセルS1−S4の放電可能量を合わせるモード(以下、放電合わせモードという)では、複数のセルS1−S4の放電可能量は揃うが充電可能量はばらつく。 When the full charge capacity of the plurality of cells S1-S4 varies, in the mode of matching the SOCs of the plurality of cells S1-S4 shown in FIG. 2B (hereinafter referred to as the SOC matching mode), the plurality of cells S1- The chargeable amount and the dischargeable amount of S4 also vary. In the mode in which the chargeable amounts of the plurality of cells S1-S4 shown in FIG. 3B are combined (hereinafter referred to as the charge matching mode), the chargeable amounts of the plurality of cells S1-S4 are the same, but the dischargeable amounts vary. In the mode in which the dischargeable amounts of the plurality of cells S1-S4 shown in FIG. 4B are combined (hereinafter referred to as the discharge matching mode), the dischargeable amounts of the plurality of cells S1-S4 are the same, but the chargeable amount varies.
図1に示した回路構成において、経時劣化や振動などにより電圧検出系の一部に不具合が発生し、複数のセルS1−S8の一部のセルの電圧が検出できなくなる場合が発生する。例えば、電圧検出線の断線、抵抗などの素子の基板からの剥離などが発生すると、一部のセルの電圧が検出できなくなる。なお本実施の形態では、複数のセルS1−S8の全ての電圧が検出できない状態は対象としていない。少なくとも1つのセルの電圧が検出可能な状態であることを前提としている。 In the circuit configuration shown in FIG. 1, a problem may occur in a part of the voltage detection system due to deterioration over time, vibration, or the like, and the voltage of some cells of the plurality of cells S1-S8 may not be detected. For example, if the voltage detection line is broken or the element such as a resistor is peeled off from the substrate, the voltage of some cells cannot be detected. In this embodiment, the state in which all the voltages of the plurality of cells S1-S8 cannot be detected is not targeted. It is assumed that the voltage of at least one cell is in a detectable state.
SOC合わせモードで均等化された複数のセルの1つのセルの電圧が検出できなくなると、当該セルの過放電と過充電を高精度に検出することができなくなる。例えば、図2(b)のセルS2の電圧が検出できなくなった場合において、セルS2の過放電判定を、隣接するセルS1の下限SOCを基準に行うとセルS2の過放電領域への突入を阻止することができない。またセルS2の過充電判定を、隣接するセルS1の上限SOCを基準に行うとセルS2の過充電領域への突入を阻止することができない。 If the voltage of one cell of the plurality of cells equalized in the SOC matching mode cannot be detected, the over-discharge and over-charge of the cell cannot be detected with high accuracy. For example, when the voltage of the cell S2 in FIG. 2B cannot be detected, if the over-discharge determination of the cell S2 is performed based on the lower limit SOC of the adjacent cell S1, the cell S2 enters the over-discharge region. It cannot be stopped. Further, if the overcharge determination of the cell S2 is performed based on the upper limit SOC of the adjacent cell S1, it is not possible to prevent the cell S2 from entering the overcharge region.
充電合わせモードで均等化された複数のセルの1つのセルの電圧が検出できなくなると、当該セルの過放電を高精度に検出することができなくなる。例えば、図3(b)のセルS2の電圧が検出できなくなった場合において、セルS2の過放電判定を、隣接するセルS1のSOCの下限を基準に行うとセルS2の過放電領域への突入を阻止することができない。一方、セルS2の過充電判定を、隣接するセルS1の実容量(Ah)の上限を基準に行うとセルS2の過充電領域への突入を阻止することができる。図3(b)では複数のセルS1−S4の充電可能量が揃っているため、少なくとも1つのセルの電圧が検出できれば、全てのセルS1−S4の充電を適切な実容量(Ah)の位置で停止させることができる。 If the voltage of one cell of the plurality of cells equalized in the charge matching mode cannot be detected, the over-discharge of the cell cannot be detected with high accuracy. For example, when the voltage of the cell S2 in FIG. 3B cannot be detected, the over-discharge determination of the cell S2 is performed based on the lower limit of the SOC of the adjacent cell S1, and the cell S2 enters the over-discharge region. Cannot be stopped. On the other hand, if the overcharge determination of the cell S2 is performed based on the upper limit of the actual capacity (Ah) of the adjacent cell S1, it is possible to prevent the cell S2 from entering the overcharge region. In FIG. 3B, since the chargeable amounts of the plurality of cells S1-S4 are the same, if the voltage of at least one cell can be detected, all the cells S1-S4 can be charged at the appropriate actual capacity (Ah) position. Can be stopped with.
放電合わせモードで均等化された複数のセルの1つのセルの電圧が検出できなくなると、当該セルの過充電を高精度に検出することができなくなる。例えば、図4(b)のセルS2の電圧が検出できなくなった場合において、セルS2の過充電判定を、隣接するセルS1のSOCの上限を基準に行うとセルS1の過充電領域への突入を阻止することができない。一方、セルS2の過放電判定を、隣接するセルS1の実容量(Ah)の下限を基準に行うとセルS2の過放電領域への突入を阻止することができる。図4(b)では複数のセルS1−S4の放電可能量が揃っているため、少なくとも1つのセルの電圧が検出できれば、全てのセルS1−S4の放電を適切な実容量(Ah)の位置で停止させることができる。 If the voltage of one cell of the plurality of cells equalized in the discharge matching mode cannot be detected, the overcharge of the cell cannot be detected with high accuracy. For example, when the voltage of the cell S2 in FIG. 4B cannot be detected and the overcharge determination of the cell S2 is performed based on the upper limit of the SOC of the adjacent cell S1, the cell S1 enters the overcharge area. Cannot be stopped. On the other hand, if the over-discharge determination of the cell S2 is performed with reference to the lower limit of the actual capacity (Ah) of the adjacent cell S1, it is possible to prevent the cell S2 from entering the over-discharge region. In FIG. 4B, since the dischargeable amounts of the plurality of cells S1-S4 are uniform, if the voltage of at least one cell can be detected, the discharge of all the cells S1-S4 can be performed at an appropriate actual capacity (Ah) position. Can be stopped with.
以上を踏まえ本実施の形態では、制御回路32は均等化制御する際、充電合わせモードと放電合わせモードを使い分ける。均等化制御は充放電の停止中に行うことが一般的である。制御回路32は、均等化終了後の蓄電モジュール10の動作が充電のとき充電合わせモードを選択する。均等化終了時に充電可能量が揃った状態となるため、その後の蓄電モジュール10の充電中に電圧検出系の一部に不具合が発生しても、不具合が発生していない電圧検出系の検出値を使用することにより、全てのセルS1−S8の過充電を発生させずに実容量(Ah)の上限まで充電させることができる。
Based on the above, in the present embodiment, the
一方、制御回路32は、均等化終了後の蓄電モジュール10の動作が放電のとき放電合わせモードを選択する。均等化終了時に放電可能量が揃った状態となるため、その後の蓄電モジュール10の放電中に電圧検出系の一部に不具合が発生しても、不具合が発生していない電圧検出系の検出値を使用することにより、全てのセルS1−S8の過放電を発生させずに実容量(Ah)の下限まで放電させることができる。
On the other hand, the
なお均等化制御は蓄電モジュール10の充放電中に行うことも可能である。制御回路32は蓄電モジュール10の充電中の均等化制御において充電合わせモードを選択する。全てのセルS1−S8の蓄電容量は同じタイミングで満充電になる。一方、制御回路32は蓄電モジュール10の放電中の均等化制御において放電合わせモードを選択する。全てのセルS1−S8の蓄電容量は同じタイミングでゼロになる。
The equalization control can also be performed during charging / discharging of the
図5は、本発明の実施の形態に係る電源システム1を搭載した車両2を説明するための図である。本実施の形態では車両1として、商用電力系統(以下、単に系統3という)から充電可能な電気自動車(EV)を想定する。
FIG. 5 is a diagram for explaining a
車両2は、電源システム1、インバータ40、モータ50、充電部60、第1リレーRY1及び第2リレーRY2を備える。電源システム1は、上述したように蓄電モジュール10、ハーネス・コネクタ20及び管理装置30を備える。
The
インバータ40は力行時、蓄電モジュール10から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ50に供給する。回生時、モータ50から供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電モジュール10に供給する。モータ50は力行時、インバータ40から供給される交流電力に応じて回転する。回生時、減速による回転エネルギーを交流電力に変換してインバータ40に供給する。
The
蓄電モジュール10とインバータ40を繋ぐ配線間に第1リレーRY1が挿入される。管理装置30は走行時、第1リレーRY1をオン状態(クローズ状態)に制御し、蓄電モジュール10と動力系を電気的に接続する。管理装置30は非走行時、原則として第1リレーRY1をオフ状態(オープン状態)に制御し、蓄電モジュール10と動力系を電気的に遮断する。
The first relay RY1 is inserted between the wiring connecting the
蓄電モジュール10は、車両2の外に設置された充電装置4から充電することができる。充電装置4と車両2は充電ケーブル5で接続される。車両2内において、充電ケーブル5に接続された給電線は充電部60に接続される。充電部60は第2リレーRY2を介して蓄電モジュール10に接続され、充電装置4から供給される電力を蓄電モジュール10に充電する。管理装置30は蓄電モジュール10の過電圧、過小電圧、過電流、又は温度異常を検出すると第1リレーRY1及び第2リレーRY2をターンオフして、蓄電モジュール10を保護する。
The
充電装置4は、家庭、カーディーラ、サービスエリア、商業施設、公共施設などに設置される。充電装置4は系統3に接続され、AC100/200Vの単相交流電力を充電ケーブル5を介して車両2に供給する。一般的な蓄電モジュール10であれば、15A以上の電流で充電すれば、数時間以内に蓄電モジュール10を満充電まで充電することができる。7A以下の電流で充電する場合、満充電まで12時間以上かかる。なお、AC100Vで低電流で充電する場合、充電装置4を設けずに、家庭用のコンセントに充電ケーブル5のプラグを直接差し込んでもよい。
The charging
蓄電モジュール10の電圧検出系の一部に不具合が発生した場合、車両2を停止させて電源システム1を停止させるのが原則的な対処法である。しかしながら内燃機関を搭載しない純粋な電気自動車の場合、電源システム1を停止させると自走することができなくなる。電圧検出系の不具合はセル自体の不具合ではないため、カーディーラや修理工場に移動するために限定的に自走を認めることの要請が強い。図4(b)に示したように複数のセルの放電可能量が揃っている場合、電圧を検出することができないセルが存在しても、他のセルの検出電圧をもとに過放電を抑制できる。従って、現在の蓄電容量分については走行用の電力として使用することを許容できる。なお電圧検出系の一部に不具合が発生した場合、運転席前の計器盤にバッテリエラーが表示される。
When a problem occurs in a part of the voltage detection system of the
管理装置30の制御回路32は、蓄電モジュール10内の複数のセルS1−S8の均等化制御を定期的に実行する。車両2内の蓄電モジュール10が充電装置4から充電中の場合、制御回路32は充電合わせモードで均等化制御する。また車両2がモータ50で走行中の場合、制御回路32は放電合わせモードで均等化制御する。なお回生電力は微量であり、複数のセルS1−S8に充電される量も等しくなるため、均等化制御においては回生電力は無視して考える。
The
車両2が駐車中の場合、制御回路32は車両2の次の状態が「充電」であるか「走行」であるかによりモードを使い分ける。車両2の次の状態が「充電」である場合、制御回路32は充電合わせモードで均等化制御する。車両2の次の状態が「走行」である場合、制御回路32は放電合わせモードで均等化制御する。制御回路32は車両2の走行履歴、充電履歴、現在時刻、蓄電モジュール10の残容量の少なくとも1つを参照して車両2の次の状態を予測する。
When the
例えば、夜間の走行が少なく、夜間に家庭用の充電装置4から充電することが多く、かつ時刻が夜間である場合、制御回路32は車両2の次の状態を「充電」と予測し、充電合わせモードで均等化制御する。また制御回路32は蓄電モジュール10の残容量が100%の場合、車両2の次の状態を「走行」と予測し、放電合わせモードで均等化制御する。また蓄電モジュール10の残容量が5%未満の場合、車両2の次の状態を「充電」と予測し、充電合わせモードで均等化制御する。
For example, when the vehicle travels less at night, is often charged from the
充電合わせモードで均等化制御中に電圧検出系の一部に不具合が発生した場合、制御回路32は当該均等化制御を完遂させるとともに、次の「充電」も完遂させる。制御回路32は「充電」の次の「走行」を、通常の放電終止電圧にマージンを持たせた電圧を放電終止電圧とした上で許容する。即ち、通常の放電終止電圧より高い電圧で放電を終了させる。放電可能量は揃っていないため、電圧を検出できないセルが過放電を起こさないようにマージンを持たせる。なお、「走行」の次の「充電」は電圧検出系の不具合が解消しない限り禁止される。
When a problem occurs in a part of the voltage detection system during the equalization control in the charge matching mode, the
充電合わせモードでの均等化制御が完遂し、充電可能量が揃った状態から「充電」が開始された後、「充電」中に電圧検出系の一部に不具合が発生した場合、制御回路32は「充電」を完遂させる。制御回路32は「充電」の次の「走行」を、通常の放電終止電圧にマージンを持たせた電圧を放電終止電圧とした上で許容する。なお、「走行」の次の「充電」は、電圧検出系の不具合が解消しない限り禁止される。
If a problem occurs in a part of the voltage detection system during "charging" after "charging" is started from the state where the equalization control in the charge matching mode is completed and the chargeable amount is complete, the
放電合わせモードで均等化制御中に電圧検出系の一部に不具合が発生した場合、制御回路32は当該均等化制御を完遂させるとともに、次の「走行」も完遂させる。制御回路32は当該「走行」において、放電可能量が揃っているため、通常の放電終止電圧までの放電を許容する。なお安全性を重視して放電終止電圧にマージンを持たせてもよい。なお、「走行」の次の「充電」は電圧検出系の不具合が解消しない限り禁止される。
When a problem occurs in a part of the voltage detection system during the equalization control in the discharge matching mode, the
放電合わせモードでの均等化制御が完遂し、放電可能量が揃った状態から「走行」が開始された後、「走行」中に電圧検出系の一部に不具合が発生した場合、制御回路32は当該「走行」を完遂させる。制御回路32は当該「走行」において、放電可能量が揃っているため、通常の放電終止電圧までの放電を許容する。なお安全性を重視して放電終止電圧にマージンを持たせてもよい。なお、「走行」の次の「充電」は電圧検出系の不具合が解消しない限り禁止される。以上の制御により、電圧検出系の一部に不具合が発生した場合でも、カーディーラや修理工場に自走で移動することができる。
If a problem occurs in a part of the voltage detection system during "running" after "running" is started from the state where the equalization control in the discharge matching mode is completed and the dischargeable amount is complete, the
以上説明したように本実施の形態によれば、充電合わせモードと放電合わせモードを適宜使い分けることにより、電圧検出系の一部に不具合が発生しても過放電または過充電を発生させずに複数のセルS1−S8をフルに活用することができる。即ち、充電前は充電合わせモードで均等化制御することにより、複数のセルS1−S8の充電可能量を合わせる。これにより、電圧検出系の一部に不具合が発生しても全てのセルS1−S8を満充電容量まで充電することができる。一方、放電前は放電合わせモードで均等化制御することにより、複数のセルS1−S8の放電可能量を合わせる。これにより、電圧検出系の一部に不具合が発生しても全てのセルS1−S8を放電終止容量まで放電することができる。 As described above, according to the present embodiment, by appropriately using the charge matching mode and the discharge matching mode, even if a problem occurs in a part of the voltage detection system, a plurality of modes are not over-discharged or over-charged. The cells S1-S8 of the above can be fully utilized. That is, before charging, the chargeable amounts of the plurality of cells S1-S8 are matched by equalizing control in the charge matching mode. As a result, all cells S1-S8 can be charged to the full charge capacity even if a problem occurs in a part of the voltage detection system. On the other hand, before discharging, the dischargeable amounts of the plurality of cells S1-S8 are matched by equalizing control in the discharge matching mode. As a result, all cells S1-S8 can be discharged to the discharge end capacity even if a problem occurs in a part of the voltage detection system.
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。これら実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described above based on the embodiments. It will be understood by those skilled in the art that these embodiments are examples, and that various modifications are possible for each of the components and combinations of each processing process, and that such modifications are also within the scope of the present invention. is there.
図5では、本実施の形態に係る電源システム1を純粋な電気自動車(EV)に適用する例を説明したが、プラグインハイブリッド車(PHEV)にも適用可能である。ただし、ハイブリッド車に搭載される電池は、EVに搭載される電池より、SOCの使用範囲が狭くなる傾向にある。従ってSOC合わせモードで均等化制御しても過放電または過充電になるリスクは小さい。また上述のように電圧検出系の一部に不具合が発生した場合、電源システム1を停止させてもエンジン走行により、カーディーラや修理工場まで移動可能である。逆に言えば、純粋な電気自動車に本実施の形態に係る電源システム1を使用するメリットが大きいことを意味する。
In FIG. 5, an example in which the
また上述の実施の形態では電源システム1を車両用電源装置に利用する例を想定したが、車載用途に限らず、航空用電源装置、船舶用電源装置、定置型蓄電システム等、他の用途にも利用可能である。
Further, in the above-described embodiment, an example in which the
なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。 In addition, the embodiment may be specified by the following items.
[項目1]
直列接続された複数のセル(S1−S8)のそれぞれの電圧を検出する電圧検出回路(31)と、
前記複数のセル(S1−S8)に、それぞれ並列に接続される複数の放電回路(R11−R18、Q1−Q8)と、
前記電圧検出回路(31)により検出された電圧をもとに、前記複数の放電回路(R11−R18、Q1−Q8)を制御して均等化制御を実行する制御部(32)と、を備え、
前記制御部(32)は、前記複数のセル(S1−S8)のそれぞれの現在の満充電容量と検出電圧をもとに前記複数のセル(S1−S8)の充電可能な実容量を揃える第1モードと、前記複数のセル(S1−S8)のそれぞれの現在の満充電容量と検出電圧をもとに前記複数のセル(S1−S8)の放電可能な実容量を揃える第2モードを選択可能であることを特徴とする管理装置(30)。
これによれば、過充電を防止する必要がある場面と過放電を防止する必要がある場面とで第1モードと第2モードを適宜使い分けることができる。
[項目2]
前記制御部(32)は、前記複数のセル(S1−S8)の充電前または充電中は前記第1モードで均等化制御を実行し、前記複数のセル(S1−S8)の放電前または放電中は第2モードで均等化制御を実行することを特徴とする項目1に記載の管理装置(30)。
これによれば、充電前または充電中は充電可能量を揃えることにより一部のセルに過充電が発生することを抑制し、放電前または放電中は放電可能量を揃えることにより一部のセルに過放電が発生することを抑制することができる。
[項目3]
前記制御部(32)は、前記第1モードでの均等化制御後の前記複数のセル(S1−S8)の充電中に、電圧検出系の一部に不具合が発生した場合でも、前記複数のセル(S1−S8)の充電を継続することを特徴とする項目1または2に記載の管理装置(30)。
これによれば、複数のセル(S1−S8)の充電可能量が揃っているため、充電を継続しても一部のセルに過充電を発生させることなく、複数のセル(S1−S8)を充電することができる。
[項目4]
前記制御部(32)は、前記第2モードでの均等化制御後の前記複数のセル(S1−S8)の放電中に、電圧検出系の一部に不具合が発生した場合でも、前記複数のセル(S1−S8)の放電を継続することを特徴とする項目1または2に記載の管理装置(30)。
これによれば、複数のセル(S1−S8)の放電可能量が揃っているため、放電を継続しても一部のセルに過放電を発生させることなく、複数のセル(S1−S8)を放電することができる。
[項目5]
複数のセル(S1−S8)が直列接続された蓄電モジュール(10)と、
前記蓄電モジュール(10)を管理する項目1から4のいずれかに記載の管理装置(30)と、
を備えることを特徴とする電源システム(1)。
これによれば、過充電を防止する必要がある場面と過放電を防止する必要がある場面とで第1モードと第2モードを適宜使い分けることができる電源システム(1)を構築することができる。
[項目5]
前記電源システム(1)は、車両(2)に搭載され、
前記制御(32)部は、前記蓄電モジュール(10)を外部の充電装置(4)から充電する前または充電中に、前記第1モードで均等化制御を実行することを特徴とする項目5に記載の電源システム(1)。
これによれば、充電装置(4)からの充電前または充電中に、充電可能量を揃えることにより一部のセルに過充電が発生することを抑制することができる。
[項目6]
前記電源システム(1)は、車両(2)に搭載され、
前記蓄電モジュール(10)は、前記車両(2)内の走行用モータ(50)に電力を供給し、
前記制御部(32)は、前記走行用モータ(50)による走行を開始する前または走行中に、前記第2モードで均等化制御を実行することを特徴とする項目5に記載の電源システム(1)。
これによれば、走行前または走行中に、放電可能量を揃えることにより一部のセルに過放電が発生することを抑制することができる。
[Item 1]
A voltage detection circuit (31) that detects the voltage of each of a plurality of cells (S1-S8) connected in series, and
A plurality of discharge circuits (R11-R18, Q1-Q8) connected in parallel to the plurality of cells (S1-S8), respectively.
A control unit (32) that controls the plurality of discharge circuits (R11-R18, Q1-Q8) to execute equalization control based on the voltage detected by the voltage detection circuit (31) is provided. ,
The control unit (32) arranges the actual chargeable capacities of the plurality of cells (S1-S8) based on the current full charge capacity and the detection voltage of each of the plurality of cells (S1-S8). Select one mode and the second mode in which the actual dischargeable capacities of the plurality of cells (S1-S8) are aligned based on the current full charge capacity and the detection voltage of each of the plurality of cells (S1-S8). A management device (30) characterized in that it is possible.
According to this, the first mode and the second mode can be appropriately used depending on the situation where it is necessary to prevent overcharging and the situation where it is necessary to prevent overdischarging.
[Item 2]
The control unit (32) executes equalization control in the first mode before or during charging of the plurality of cells (S1-S8), and before or during discharge of the plurality of cells (S1-S8). The management device (30) according to
According to this, it is possible to prevent overcharging of some cells by aligning the chargeable amount before or during charging, and by aligning the dischargeable amount before or during discharging, some cells. It is possible to suppress the occurrence of over-discharge.
[Item 3]
The control unit (32) may use the plurality of cells (S1-S8) even if a problem occurs in a part of the voltage detection system during charging of the plurality of cells (S1-S8) after equalization control in the first mode. The management device (30) according to
According to this, since the chargeable amounts of the plurality of cells (S1-S8) are uniform, the plurality of cells (S1-S8) do not overcharge even if the charging is continued. Can be charged.
[Item 4]
The control unit (32) has the plurality of cells (S1-S8) even if a problem occurs in a part of the voltage detection system during discharging of the plurality of cells (S1-S8) after equalization control in the second mode. The management device (30) according to
According to this, since the dischargeable amounts of the plurality of cells (S1-S8) are uniform, the plurality of cells (S1-S8) do not over-discharge even if the discharge is continued. Can be discharged.
[Item 5]
A power storage module (10) in which a plurality of cells (S1-S8) are connected in series, and
The management device (30) according to any one of
A power supply system (1), which comprises.
According to this, it is possible to construct a power supply system (1) capable of appropriately using the first mode and the second mode depending on the situation where it is necessary to prevent overcharging and the situation where it is necessary to prevent overdischarging. ..
[Item 5]
The power supply system (1) is mounted on the vehicle (2).
According to this, it is possible to suppress the occurrence of overcharging in some cells by adjusting the chargeable amount before or during charging from the charging device (4).
[Item 6]
The power supply system (1) is mounted on the vehicle (2).
The power storage module (10) supplies electric power to the traveling motor (50) in the vehicle (2).
The power supply system according to
According to this, it is possible to suppress the occurrence of over-discharging in some cells by adjusting the dischargeable amount before or during the running.
1 電源システム、 10 蓄電モジュール、 S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8 セル、 L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8,L9 電圧検出線、 20 ハーネス・コネクタ、 30 管理装置、 R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9 抵抗、 C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8 コンデンサ、 R11,R12,R13,R14,R15,R16,R17,R18 放電抵抗、 Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7,Q8 放電スイッチ、 31 セル電圧検出回路、 32 制御回路、 2 車両、 3 系統、 4 充電装置、 5 充電ケーブル、 40 インバータ、 50 モータ、 60 充電部、 RY1 第1リレー、 RY2 第2リレー。 1 Power supply system, 10 Power storage module, S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 cell, L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8, L9 Voltage detection line, 20 Harness connector , 30 Management device, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 resistor, C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 capacitor, R11, R12, R13, R14, R15 , R16, R17, R18 Discharge resistance, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7, Q8 Discharge switch, 31 cell voltage detection circuit, 32 control circuit, 2 vehicles, 3 systems, 4 charging devices, 5 charging cables , 40 Inverter, 50 Motor, 60 Charging unit, RY1 1st relay, RY2 2nd relay.
Claims (7)
前記複数のセルに、それぞれ並列に接続される複数の放電回路と、
前記電圧検出回路により検出された電圧をもとに、前記複数の放電回路を制御して均等化制御を実行する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記複数のセルのそれぞれの現在の満充電容量と検出電圧をもとに前記複数のセルの充電可能な実容量を揃える第1モードと、前記複数のセルのそれぞれの現在の満充電容量と検出電圧をもとに前記複数のセルの放電可能な実容量を揃える第2モードを選択可能であることを特徴とする管理装置。 A voltage detection circuit that detects the voltage of each of multiple cells connected in series,
A plurality of discharge circuits connected in parallel to the plurality of cells,
A control unit that controls the plurality of discharge circuits to execute equalization control based on the voltage detected by the voltage detection circuit is provided.
The control unit has a first mode in which the actual chargeable capacities of the plurality of cells are arranged based on the current full charge capacity and the detection voltage of each of the plurality of cells, and the current current capacity of each of the plurality of cells. A management device characterized in that a second mode in which the actual dischargeable capacities of the plurality of cells are aligned can be selected based on the fully charged capacity and the detected voltage.
前記蓄電モジュールを管理する請求項1から4のいずれかにに記載の管理装置と、
を備えることを特徴とする電源システム。 A power storage module in which multiple cells are connected in series,
The management device according to any one of claims 1 to 4, which manages the power storage module.
A power supply system characterized by being equipped with.
前記制御部は、前記蓄電モジュールを外部の充電装置から充電する前または充電中に、前記第1モードで均等化制御を実行することを特徴とする請求項5に記載の電源システム。 The power supply system is mounted on the vehicle and
The power supply system according to claim 5, wherein the control unit executes equalization control in the first mode before or during charging of the power storage module from an external charging device.
前記蓄電モジュールは、前記車両内の走行用モータに電力を供給し、
前記制御部は、前記走行用モータによる走行を開始する前または走行中に、前記第2モードで均等化制御を実行することを特徴とする請求項5に記載の電源システム。 The power supply system is mounted on the vehicle and
The power storage module supplies electric power to the traveling motor in the vehicle.
The power supply system according to claim 5, wherein the control unit executes equalization control in the second mode before or during traveling by the traveling motor.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017137737A JP2020156119A (en) | 2017-07-14 | 2017-07-14 | Management device and electrical power system |
PCT/JP2018/025432 WO2019013077A1 (en) | 2017-07-14 | 2018-07-05 | Management device and power supply system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017137737A JP2020156119A (en) | 2017-07-14 | 2017-07-14 | Management device and electrical power system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020156119A true JP2020156119A (en) | 2020-09-24 |
Family
ID=65002474
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017137737A Pending JP2020156119A (en) | 2017-07-14 | 2017-07-14 | Management device and electrical power system |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020156119A (en) |
WO (1) | WO2019013077A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022145270A1 (en) * | 2020-12-28 | 2022-07-07 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Electricity storage device control circuit and backup power supply system using same |
EP4138259A1 (en) | 2021-08-18 | 2023-02-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Battery management device and method |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7401216B2 (en) * | 2019-07-26 | 2023-12-19 | 株式会社デンソーテン | Equalization device and equalization method |
JP7427320B2 (en) * | 2020-11-05 | 2024-02-05 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Battery management device and method |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5466564B2 (en) * | 2010-04-12 | 2014-04-09 | 本田技研工業株式会社 | Battery degradation estimation method, battery capacity estimation method, battery capacity equalization method, and battery degradation estimation apparatus |
US9438059B2 (en) * | 2010-12-16 | 2016-09-06 | Honda Motor Co., Ltd. | Battery control apparatus and battery control method |
JP2017073911A (en) * | 2015-10-08 | 2017-04-13 | スズキ株式会社 | Battery pack equalization device |
-
2017
- 2017-07-14 JP JP2017137737A patent/JP2020156119A/en active Pending
-
2018
- 2018-07-05 WO PCT/JP2018/025432 patent/WO2019013077A1/en active Application Filing
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022145270A1 (en) * | 2020-12-28 | 2022-07-07 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Electricity storage device control circuit and backup power supply system using same |
EP4138259A1 (en) | 2021-08-18 | 2023-02-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Battery management device and method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2019013077A1 (en) | 2019-01-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11050268B2 (en) | Power supply system | |
US9187000B2 (en) | Battery pack and electrically driven automobile | |
US11351887B2 (en) | Management device and power supply system | |
US9358899B2 (en) | Method for revitalizing and increasing lithium ion battery capacity | |
EP2413420B1 (en) | Electric storage device | |
JP5546370B2 (en) | Capacitor control circuit and power storage device | |
EP3151360B1 (en) | Battery system | |
JP5775935B2 (en) | Battery system monitoring device and power storage device including the same | |
US9293937B2 (en) | Electric storage device | |
JP7199021B2 (en) | Management device, power storage system | |
JP2015052590A (en) | Battery pack, device having battery pack, and management method for battery pack | |
JP2020156119A (en) | Management device and electrical power system | |
US11230205B2 (en) | Vehicular power supply system, and management device | |
KR20120079453A (en) | Battery system and xev including the same | |
CN102347629A (en) | Power supply device | |
JPWO2019163301A1 (en) | Management device, power storage system | |
GB2536657A (en) | Auxiliary battery charging apparatus and method | |
KR101863700B1 (en) | Battery Management System | |
CN103963656A (en) | Storage battery system | |
JP7182110B2 (en) | battery system, battery management device | |
JP7112483B2 (en) | Management device, power storage system | |
JP2014087243A (en) | Power storage system | |
US11603011B2 (en) | Lithium plating detection and mitigation in electric vehicle batteries | |
CN107431370B (en) | Method for operating a battery cell | |
KR20160050918A (en) | Battery Charging Apparatus for Electric Vehicles Having Battery Protection Function |