JP2022144569A - battery control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載された電池の充放電を制御する電池制御システムに関する。 The present invention relates to a battery control system that controls charging and discharging of a battery mounted on a vehicle.
車両には、複数の電池が配置された組電池を含む電池制御システムが搭載されている。組電池の充電及び放電を制御する観点等から、組電池のSOH(State Of Health)が求められている。電池の劣化を抑制するために、求めた組電池のSOHに基づいて、充電及び放電が制限される。 A vehicle is equipped with a battery control system including an assembled battery in which a plurality of batteries are arranged. A SOH (State Of Health) of the assembled battery is required from the viewpoint of controlling charging and discharging of the assembled battery. In order to suppress deterioration of the battery, charging and discharging are restricted based on the obtained SOH of the assembled battery.
ところで、組電池のSOHは、各電池のSOHを平均したものであるため、各電池のSOHのバラツキが考慮されていない。このため、組電池のSOHに基づいて充電及び放電の制限を行うと、SOHが小さい電池の劣化を抑制できないおそれがある。 By the way, since the SOH of the assembled battery is obtained by averaging the SOH of each battery, variations in the SOH of each battery are not considered. For this reason, if charging and discharging are restricted based on the SOH of the assembled battery, it may not be possible to suppress the deterioration of batteries with small SOH.
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、組電池中のSOHが小さい電池の劣化の進行を抑制することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to suppress progress of deterioration of batteries having a small SOH in the assembled battery.
本発明の一の態様においては、車両に搭載され、直列に配置された複数の電池を含む組電池と、前記複数の電池の充電及び放電を制御する充放電制御部と、前記複数の電池の各々のSOH(State Of Health)を求めるSOH算出部と、を備え、前記充放電制御部は、前記複数の電池のうちの前記SOHが最も小さい電池を特定して、前記複数の電池の充電及び放電を制限する、電池制御システムを提供する。 In one aspect of the present invention, an assembled battery that is mounted on a vehicle and includes a plurality of batteries arranged in series, a charge/discharge control unit that controls charging and discharging of the plurality of batteries, and an SOH calculation unit that obtains each SOH (State Of Health), and the charge/discharge control unit specifies a battery with the smallest SOH among the plurality of batteries, and charges and discharges the plurality of batteries. A battery control system is provided that limits discharge.
また、前記充放電制御部は、前記複数の電池のうちの前記SOHが最も小さい電池の劣化を抑制するように、前記複数の電池の充電及び放電を制限することとしてもよい。 Further, the charge/discharge control unit may limit charging and discharging of the plurality of batteries so as to suppress deterioration of the battery having the smallest SOH among the plurality of batteries.
また、前記充放電制御部は、前記車両のアイドリング時の発電によって前記複数の電池を充電する際に、前記複数の電池のうちの前記SOHが最も小さい電池に基づいて、前記複数の電池の充電を制限することとしてもよい。 In addition, when charging the plurality of batteries by power generation during idling of the vehicle, the charge/discharge control unit charges the plurality of batteries based on the battery having the smallest SOH among the plurality of batteries. may be restricted.
また、前記SOH算出部は、システム起動時に、前記複数の電池を所定値の電流で充電している状態で各電池の前記SOHを求めることとしてもよい。 Further, the SOH calculation unit may obtain the SOH of each battery while the plurality of batteries are being charged with current of a predetermined value when the system is started.
本発明によれば、組電池中のSOHが小さい電池の劣化の進行を抑制できるという効果を奏する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, there exists an effect that progress of deterioration of the battery with small SOH in an assembled battery can be suppressed.
<電池制御システムの構成>
一の実施形態に係る電池制御システムの構成について、図1を参照しながら説明する。
<Configuration of battery control system>
A configuration of a battery control system according to one embodiment will be described with reference to FIG.
図1は、一の実施形態に係る電池制御システム1の構成を説明するための模式図である。電池制御システム1は、例えば、動力源としてエンジン及びモータを有するハイブリッド車に搭載されている。電池制御システム1は、図1に示すように、組電池2と、センサ群5と、電池制御装置10とを有する。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the configuration of a
組電池2は、複数の単電池である電池3a~3nを含むバッテリーパックであり、車両に搭載されている。電池3a~3nは、同じ電池であり、直列に配置されている。電池3a~3nは、モータが発電した電力の供給を受けて充電される。また、電池3a~3nは、車両の各部に電力を供給するために放電を行う。
The assembled battery 2 is a battery pack including a plurality of
センサ群5は、車両の状態を検出する。センサ群5は、例えば、電池3a~3nの温度を検出する温度センサや、車両の走行距離を検出するセンサを含む。センサ群5は、検出した結果を電池制御装置10に出力する。
A sensor group 5 detects the state of the vehicle. The sensor group 5 includes, for example, temperature sensors that detect the temperatures of the
電池制御装置10は、組電池2の電池3a~3nの充電及び放電を制御する。例えば、電池制御装置10は、電池3a~3nの劣化が進行しないように、充電及び放電を制御する。電池制御装置10は、詳細は後述するが、電流値を一定にして組電池2の各電池のSOH(State Of Health)を求め、求めた各電池のSOHに基づいて電池3a~3nの充電及び放電を制御する。これにより、直列に配列された電池3a~3nの一部の電池のSOHが低い場合に、SOHが低い電池に合わせて充電及び放電を制御することにより、組電池2の全体の劣化を抑制できる。
The
電池制御装置10は、図1に示すように、記憶部20と、制御部30とを有する。
記憶部20は、例えばROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)を含む。記憶部20は、制御部30が実行するためのプログラムや各種データを記憶する。
The
The
制御部30は、例えばCPU(Central Processing Unit)である。制御部30は、記憶部20に記憶されたプログラムを実行することにより、参照情報取得部32、SOH算出部34、充放電制御部36及び交換判定部38として機能する。
The
参照情報取得部32は、電池3a~3nのSOHを算出する際の参照情報を取得する。例えば、参照情報取得部32は、センサ群5の検出結果から、参照情報を取得する。例えば、参照情報取得部32は、参照情報として、車両の走行距離や電池3a~3nの温度を取得する。
The reference
SOH算出部34は、組電池2の電池3a~3nのSOHを算出する。本実施形態では、SOH算出部34は、組電池2のSOHではなく、電池3a~3nの各々のSOHを求める。SOH算出部34は、例えば、各電池の電流値と電圧値から、各電池の劣化度合いとしてのSOHを求める。
The
SOH算出部34は、システム起動時に、複数の電池3a~3nを所定値の電流で充電している状態で各電池のSOHを求める。電池3a~3nを所定値の電流で充電している場合には、電池3a~3nを流れる実電流の変化が小さく安定しているため、各電池のSOHを精度良く求めることができる。より詳しく説明すると、電池3a~3nを流れる実電流が大きく変化する場合には、各電池の温度上昇率にバラツキが生じやすくなるため、温度の影響を受けるSOHを精度良く求められない。これに対して、本実施形態のように実電流の変化が小さい場合には、温度上昇率のバラツキを排除できるため、各電池のSOHを精度良く求められる。
The
SOH算出部34は、システム起動時に発電を行い、電池3a~3nを充電している状態で、各電池のSOHを求めてもよい。例えば、SOH算出部34は、車両のアイドリング時に、モータが発電した電力で電池3a~3nを充電している際に、各電池のSOHを求める。
The
SOH算出部34は、参照情報取得部32が取得した参照情報を参照して、電池の劣化が進行しているタイミングで、各電池のSOHを求めてもよい。SOH算出部34は、参照情報からSOHの算出条件を満たすと判定した場合に、各電池のSOHを求める。例えば、SOH算出部34は、車両の走行距離が所定距離(一例として10000km)に達した後のシステム起動時に、各電池SOHを求める。これにより、システム起動の度に各電池のSOHを求める必要がなくなり、電池が劣化している蓋然性がある場合にSOHを求めることになる。
The
なお、上記では、SOH算出部34は、電池3a~3nに流れる電流値を一定にして、各電池のSOHを求めることとしたが、これに限定されず、他の方法で各電池のSOHを求めてもよい。
In the above description, the
充放電制御部36は、複数の電池3a~3nの充電及び放電を制御する。例えば、充放電制御部36は、SOH算出部34が求めた各電池のSOHに基づいて、電池3a~3nの充電及び放電を制御する。これにより、高精度に求めた各電池のSOHに基づいて、電池3a~3nの充電及び放電を精度良く制御可能となる。
A charge/
充放電制御部36は、直列に配置された複数の電池3a~3dの劣化が進行しないように、充電及び放電を制限する。複数の電池3a~3nが直列に配置されている場合には、一つの電池でも劣化が進行すると、他の電池も劣化することになってしまい、組電池2を使用できなくなるためである。
The charge/
ところで、複数の電池3a~3nのSOHは、同じではなく、バラツキが発生する。これは、電池3a~3nが直列に配置された組電池2における電池の位置に応じて、SOHに影響を与える温度が変化するためである。
By the way, the SOH of the plurality of
図2は、複数の電池3a~3dのSOHのバラツキを説明するための模式図である。
図2では、説明の便宜上、複数の電池3a~3nのうちの4つの電池3a~3dのSOHが示されている。電池3a~3dのSOHの大きさは、それぞれ異なる。具体的には、電池3cのSOHが最も大きく、電池3bのSOHが最も小さい。別言すれば、電池3bが最も劣化している。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining variations in SOH among a plurality of
For convenience of explanation, FIG. 2 shows the SOH of four
充放電制御部36は、SOH算出部34が求めた各電池3a~3nのSOHの大きさに基づいて、充電及び放電を制限する。本実施形態では、充放電制御部36は、複数の電池3a~3nのうちのSOHが最も小さい電池を特定して、複数の電池3a~3nの充電及び放電を制限する。具体的には、充放電制御部36は、複数の電池3a~3nのうちのSOHが最も小さい電池(例えば、図2の電池3b)の劣化を抑制するように、特定した電池に合わせて複数の電池3a~3nの充電及び放電を制限する。これにより、SOHが最も小さい電池の劣化進行を抑制できるので、組電池2の劣化進行を抑制できる。
The charge/
充放電制御部36は、車両のアイドリング時の発電によって複数の電池3a~3nを充電する際に、複数の電池3a~3nのうちのSOHが最も小さい電池に基づいて、複数の電池3a~3nの充電を制限してもよい。これにより、アイドリング時の電池3a~3nの充電時の電池の劣化進行を抑制できる。
When charging the plurality of
交換判定部38は、SOH算出部34が求めた各電池のSOHに基づいて、電池の交換時期を判定する。例えば、交換判定部38は、SOHの大きさが閾値よりも低い電池については、交換が必要であると判定する。交換判定部38は、交換が必要である電池に関する情報を出力してもよい。これにより、劣化が進んだ電池のみを適切に交換することができるので、組電池2全体の交換を防止できる。すなわち、劣化が進んでいない電池が交換されることを防止できる。
The
<電池制御装置の動作例>
電池制御装置10の動作例について、図3を参照しながら説明する。
<Example of battery control device operation>
An operation example of the
図3は、電池制御装置10の動作例の一例を説明するためのフローチャートである。
まず、電池制御装置10は、組電池2の複数の電池3a~3nの充電又は放電が行われるか否かを判定する(ステップS102)。
FIG. 3 is a flowchart for explaining an example of the operation of the
First, the
ステップS102で電池3a~3nの充電及び放電が行われないと判定した場合には(No)、電池制御装置10は、充電又は放電が行われるまで待機する。一方で、ステップS102で電池3a~3nの充電又は放電が行われると判定した場合には(Yes)、電池制御装置10のSOH算出部34は、電池3a~3nの各々のSOHを求める(ステップS104)。
When it is determined in step S102 that the
次に、充放電制御部36は、複数の電池3a~3nの中で最もSOHが小さい電池を特定する(ステップS106)。例えば、電池制御装置10は、図2に示すような場合には、電池3bが最もSOHが小さい電池であると特定する。
Next, the charge/
次に、充放電制御部36は、ステップS106で特定した電池に合わせて、電池3a~3nの充電及び放電を制限する(ステップS108)。すなわち、充放電制御部36は、最も劣化している電池に合わせて、充電及び放電を制限することで、最も劣化している電池の劣化進行を抑制できる。
Next, the charge/
<本実施形態における効果>
上述した実施形態の電池制御システム1は、直列に配置された複数の電池3a~3nの各々のSOHを求める。また、電池制御システム1は、複数の電池3a~3nのうちのSOHが最も小さい電池を特定し、複数の電池3a~3nの充電及び放電を制限する。
特定した電池に合わせて複数の電池3a~3nの充電及び放電を制限することによって、最も劣化している電池の更なる劣化進行を抑制できる。これにより、当該電池を含め複数の電池が直列に配置された組電池2全体の劣化進行を抑制できる。この結果、SOHが大きい電池が使用できなくなることを防止できる。
<Effects of this embodiment>
The
By limiting the charging and discharging of the plurality of
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments, and various modifications and changes are possible within the scope of the gist thereof. be. For example, all or part of the device can be functionally or physically distributed and integrated in arbitrary units. In addition, new embodiments resulting from arbitrary combinations of multiple embodiments are also included in the embodiments of the present invention. The effect of the new embodiment caused by the combination has the effect of the original embodiment.
1 電池制御システム
2 組電池
3a~3n 電池
34 SOH算出部
36 充放電制御部
1 battery control system 2 assembled
Claims (4)
前記複数の電池の充電及び放電を制御する充放電制御部と、
前記複数の電池の各々のSOH(State Of Health)を求めるSOH算出部と、
を備え、
前記充放電制御部は、前記複数の電池のうちの前記SOHが最も小さい電池を特定して、前記複数の電池の充電及び放電を制限する、
電池制御システム。 an assembled battery mounted on a vehicle and including a plurality of batteries arranged in series;
a charge/discharge control unit that controls charging and discharging of the plurality of batteries;
an SOH calculator that calculates the SOH (State Of Health) of each of the plurality of batteries;
with
The charge/discharge control unit specifies a battery with the smallest SOH among the plurality of batteries, and limits charging and discharging of the plurality of batteries.
Battery control system.
請求項1に記載の電池制御システム。 The charge/discharge control unit limits charging and discharging of the plurality of batteries so as to suppress deterioration of the battery with the smallest SOH among the plurality of batteries,
The battery control system according to claim 1.
請求項1又は2に記載の電池制御システム。 The charge/discharge control unit limits charging of the plurality of batteries based on a battery having the smallest SOH among the plurality of batteries when the plurality of batteries is charged by power generation during idling of the vehicle. do,
The battery control system according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれか1項に記載の電池制御システム。
The SOH calculation unit calculates the SOH of each battery while the plurality of batteries are being charged with a current of a predetermined value when the system is started.
The battery control system according to any one of claims 1 to 3.
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