JP2023161254A - battery system - Google Patents

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Abstract

To reduce a processing load required for heat protection of a current-application component inside a battery system.SOLUTION: A battery system comprises a current-application passage where a current-application component including a battery is placed, a current sensor for detecting current flowing in the current-application passage, and a control circuit for controlling the current flowing in the current-application passage. The control circuit calculates a plurality of current filter values each corresponding to an average current obtained from a plurality of continuous current-application time durations, sets a plurality of current limit values corresponding to the respective continuous current-application time durations so as to be less than an allowable current of the current-application component and limits the current flowing in the current-application passage to the current limit value or less if at least one of the plurality of current filter values exceeds the current limit value corresponding to the current filter value, by subjecting a value detected by the current sensor to filter processing of infinite impulse response.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、電池システム内の通電部品の過熱を防止する技術に関する。 The present disclosure relates to techniques for preventing overheating of current-carrying components within a battery system.

特許第5687340号公報(特許文献1)には、電池を構成する部品の過熱を防止する電池システムが開示されている。この電池システムにおいては、電池システム内の通電部品毎に、過熱を防止するための電流制限値が設定されている。電流制限値は、通電部品の熱許容電流を超えない範囲において、予め設定された複数の時間窓幅(連続通電時間幅)中にそれぞれ許容される複数の電流平均値として設定される。この電池システムは、複数の時間窓幅毎に平均電流を計算し、各平均電流が各平均電流に対応する熱許容電流を超過しないように電池を流れる電流を電流制限値以下に制限している。 Japanese Patent No. 5687340 (Patent Document 1) discloses a battery system that prevents components constituting a battery from overheating. In this battery system, a current limit value for preventing overheating is set for each current-carrying component in the battery system. The current limit value is set as a plurality of average current values that are respectively allowed during a plurality of preset time window widths (continuous energization time width) within a range that does not exceed the thermal allowable current of the energized component. This battery system calculates the average current for each of multiple time window widths, and limits the current flowing through the battery to a current limit value or less so that each average current does not exceed the thermal allowable current corresponding to each average current. .

特許第5687340号公報Patent No. 5687340

特許第5687340号公報に開示された電池システムのように複数の連続通電時間幅毎に平均電流を計算する手法では、通電部品の熱保護に要する処理負荷が膨大となってしまう。たとえば、1つの連続通電時間幅が20秒であり0.1秒周期で電流を検出する場合、過去20秒間に検出された200点の電流検出値のデータをメモリに記憶しておき、これら200点の電流検出値の移動平均値を計算する必要がある。このような処理を、複数の連続通電時間幅毎に行なうことになるため、処理負荷が膨大となる。さらに、複数の通電部品毎に複数の連続通電時間幅を設定すると、処理負荷がさらに増大してしまう。 In the battery system disclosed in Japanese Patent No. 5,687,340, in which the average current is calculated for each of a plurality of continuous energization time widths, the processing load required for thermal protection of energized components becomes enormous. For example, if one continuous energization time width is 20 seconds and current is detected at a 0.1 second cycle, data of 200 current detection values detected in the past 20 seconds is stored in memory, and these 200 It is necessary to calculate the moving average value of the current detection values at the points. Since such processing is performed for each of a plurality of continuous energization time widths, the processing load becomes enormous. Furthermore, if a plurality of continuous energization time widths are set for each of a plurality of energized components, the processing load will further increase.

本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電池システム内の通電部品の熱保護に要する処理負荷を軽減することである。 The present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to reduce the processing load required for thermal protection of current-carrying components in a battery system.

(第1項) 本開示による電池システムは、電池を含む通電部品が配置される通電経路と、通電経路を流れる電流を検出する電流センサと、通電経路を流れる電流を制御する制御回路とを備える。制御回路は、電流センサの検出値に対して無限インパルス応答のフィルタ処理を施すことによって、予め定められた複数の連続通電時間中の平均電流にそれぞれ相当する複数の電流フィルタ値を算出し、複数の連続通電時間にそれぞれ対応する複数の電流制限値を通電部品の許容電流未満となるように設定し、複数の電流フィルタ値の少なくとも1つが当該電流フィルタ値に対応する電流制限値を超えた場合、通電経路を流れる電流を当該電流制限値以下に制限する。 (Section 1) A battery system according to the present disclosure includes a current-carrying path in which a current-carrying component including a battery is arranged, a current sensor that detects a current flowing through the current-carrying path, and a control circuit that controls the current flowing through the current-carrying path. . The control circuit calculates a plurality of current filter values each corresponding to the average current during a plurality of predetermined continuous energization times by performing infinite impulse response filter processing on the detected value of the current sensor. If multiple current limit values corresponding to continuous energization time are set to be less than the allowable current of the energized parts, and at least one of the multiple current filter values exceeds the current limit value corresponding to the current filter value. , limits the current flowing through the energization path to below the current limit value.

(第2項) 第1項に記載の電池システムにおいて、制御回路は、電流センサの検出値に対して、互いに異なるフィルタ係数を有する複数の無限インパルス応答のフィルタ処理を施すことによって、複数の電流フィルタ値を算出する。 (Section 2) In the battery system described in Section 1, the control circuit performs filter processing of a plurality of infinite impulse responses having mutually different filter coefficients on the detected value of the current sensor. Calculate the filter value.

(第3項) 第1または2項に記載の電池システムにおいて、制御回路は、複数の電流制限値の各々を、当該電流制限値に対応する電流フィルタ値に応じて変化させる。 (Section 3) In the battery system according to item 1 or 2, the control circuit changes each of the plurality of current limit values according to a current filter value corresponding to the current limit value.

(第4項) 第3項に記載の電池システムにおいて、制御回路は、電流フィルタ値が第1値よりも小さい第2値未満である場合は当該電流フィルタ値に対応する電流制限値を第1値よりも大きい値に設定し、電流フィルタ値が第2値以上かつ第1値未満である場合は当該電流フィルタ値が大きいほど当該電流フィルタ値に対応する電流制限値を第1値に向けて単調減少させ、電流フィルタ値が第1値よりも大きい場合は当該電流フィルタ値に対応する電流制限値を第1値に設定する。 (Section 4) In the battery system described in Section 3, if the current filter value is less than a second value that is smaller than the first value, the control circuit sets the current limit value corresponding to the current filter value to the first value. If the current filter value is greater than or equal to the second value and less than the first value, the larger the current filter value is, the more the current limit value corresponding to the current filter value is directed toward the first value. If the current filter value is larger than the first value, the current limit value corresponding to the current filter value is set to the first value.

(第5項) 第1~4項のいずれかに記載の電池システムにおいて、制御回路は、通電部品の環境温度および通電部品の使用期間の少なくとも一方に応じて、電流フィルタ値および複数の電流制限値の少なくとも一方を変化させる。 (Section 5) In the battery system according to any one of Items 1 to 4, the control circuit sets a current filter value and a plurality of current limits according to at least one of the environmental temperature of the current-carrying component and the period of use of the current-carrying component. Change at least one of the values.

(第6項) 第5項に記載の電池システムにおいて、制御回路は、通電部品の環境温度が高いほど、および/または、通電部品の使用期間が長いほど、電流フィルタ値を大きい値にする。 (Section 6) In the battery system described in Item 5, the control circuit increases the current filter value as the environmental temperature of the current-carrying component is higher and/or the period of use of the current-carrying component is longer.

(第7項) 第5項に記載の電池システムにおいて、制御回路は、通電部品の環境温度が高いほど、および/または、通電部品の使用期間が長いほど、複数の電流制限値を小さい値にする。 (Section 7) In the battery system described in Section 5, the control circuit sets the plurality of current limit values to smaller values as the environmental temperature of the current-carrying parts is higher and/or the period of use of the current-carrying parts is longer. do.

(第8項) 第1~7項のいずれかに記載の電池システムにおいて、制御回路は、電池システムが作動状態から停止状態に変化するシステム停止時に電流フィルタ値を記憶する。制御回路は、電池システムの停止状態が継続した後に作動状態に変化するシステム起動時に、システム停止時に記憶された電流フィルタ値と、電池システムの停止状態が継続していた時間とを用いて、システム起動時の電流フィルタ値を算出する。 (Section 8) In the battery system according to any one of Items 1 to 7, the control circuit stores the current filter value when the battery system is stopped, when the battery system changes from an operating state to a stopped state. The control circuit uses the current filter value stored when the system was stopped and the time period during which the battery system has been in a stopped state to start the system when it changes to an operating state after the battery system has been in a stopped state. Calculate the current filter value at startup.

本開示によれば、電池システム内の通電部品の熱保護に要する処理負荷を軽減することができる。 According to the present disclosure, it is possible to reduce the processing load required for thermal protection of current-carrying components in a battery system.

電池システムの全体構成を概略的に示す図である。1 is a diagram schematically showing the overall configuration of a battery system. 通電部品の熱限界特性を模式的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing thermal limit characteristics of a current-carrying component. 制御回路の機能ブロック図である。FIG. 3 is a functional block diagram of a control circuit. 従来の平均処理によって算出される平均電流の波形特性と、IIRフィルタ処理によって算出される電流フィルタ値IFの波形特性とを比較する図である。FIG. 7 is a diagram comparing the waveform characteristics of an average current calculated by conventional averaging processing and the waveform characteristics of a current filter value IF calculated by IIR filter processing. 制御回路の処理の流れを示す図(その1)である。FIG. 2 is a diagram (part 1) showing the flow of processing of the control circuit. 制御回路の処理の流れを示す図(その2)である。FIG. 2 is a diagram (part 2) showing the flow of processing of the control circuit.

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Embodiments of the present disclosure will be described in detail below with reference to the drawings. In addition, the same reference numerals are attached to the same or corresponding parts in the drawings, and the description thereof will not be repeated.

<システム構成>
図1は、本実施の形態に係る電池システム1の全体構成を概略的に示す図である。電池システム1は、たとえば、負荷20の一例であるインバータおよびモータジェネレータを駆動力源とする車両に搭載される。
<System configuration>
FIG. 1 is a diagram schematically showing the overall configuration of a battery system 1 according to the present embodiment. The battery system 1 is mounted, for example, on a vehicle that uses an inverter and a motor generator, which are examples of the load 20, as driving power sources.

電池システム1は、電池パック10と、負荷20と、正極線PLと、負極線NLと、制御回路100とを含む。電池パック10は、バッテリ11と、ヒューズ12と、監視ユニット13と、システムメインリレーSMRとを含む。 Battery system 1 includes a battery pack 10, a load 20, a positive electrode line PL, a negative electrode line NL, and a control circuit 100. Battery pack 10 includes a battery 11, a fuse 12, a monitoring unit 13, and a system main relay SMR.

バッテリ11は、複数のセルを含む組電池である。各セルは、たとえばリチウムイオン電池などの二次電池である。 The battery 11 is an assembled battery including a plurality of cells. Each cell is a secondary battery such as a lithium ion battery.

正極線PLは、バッテリ11の正極と負荷20とを電気的に接続する。負極線NLは、バッテリ11の負極と負荷20とを電気的に接続する。 Positive electrode line PL electrically connects the positive electrode of battery 11 and load 20. The negative electrode line NL electrically connects the negative electrode of the battery 11 and the load 20.

システムメインリレーSMRは、バッテリ11と負荷20との間に電気的に接続されている。システムメインリレーSMRは、制御回路100からの指令に従って閉成される。システムメインリレーSMRが閉成されることで、バッテリ11と負荷20との間の通電経路が形成される。 System main relay SMR is electrically connected between battery 11 and load 20. System main relay SMR is closed according to a command from control circuit 100. By closing system main relay SMR, a current-carrying path between battery 11 and load 20 is formed.

ヒューズ12は、バッテリ11とシステムメインリレーSMRとの間に設けられている。ヒューズ12に大電流が流れると、内蔵の合金部品が溶断し、バッテリ11と負荷20との間の通電経路が電気的に遮断される。 Fuse 12 is provided between battery 11 and system main relay SMR. When a large current flows through the fuse 12, the built-in alloy components melt and the current-carrying path between the battery 11 and the load 20 is electrically interrupted.

負荷20は、バッテリ11から供給する電力によって作動する電機部品である。たとえば、負荷20には、車両の駆動力を発生するモータジェネレータと、モータジェネレータを駆動するためのインバータとが含まれる。 The load 20 is an electrical component operated by power supplied from the battery 11. For example, load 20 includes a motor generator that generates driving force for the vehicle and an inverter that drives the motor generator.

監視ユニット13は、電流センサ14、電圧センサ15、温度センサ16を含む。電流センサ14は、バッテリ11を流れる電流(通電経路を流れる電流I)を検出する。なお、電流センサ14によって検出される電流Iは、バッテリ11の放電時に正値、バッテリ11の充電時に負値となるものとする。電圧センサ15は、バッテリ11の電圧を検出する。温度センサ16は、バッテリ11の温度を検出する。監視ユニット13内の各センサは、検出結果を制御回路100に出力する。 Monitoring unit 13 includes a current sensor 14, a voltage sensor 15, and a temperature sensor 16. The current sensor 14 detects the current flowing through the battery 11 (current I flowing through the energization path). Note that the current I detected by the current sensor 14 assumes a positive value when the battery 11 is discharged and a negative value when the battery 11 is charged. Voltage sensor 15 detects the voltage of battery 11. Temperature sensor 16 detects the temperature of battery 11 . Each sensor within the monitoring unit 13 outputs a detection result to the control circuit 100.

制御回路100は、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサ101と、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)などのメモリ102と、各種信号を入出力するためのポートとを含む(いずれも図示せず)。制御回路100は、メモリに記憶されたプログラムおよびマップ、ならびに各センサから受ける信号等に基づいて、システムメインリレーSMRを制御したり、負荷20を制御したりする。 The control circuit 100 includes a processor 101 such as a CPU (Central Processing Unit), a memory 102 such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory), and ports for inputting and outputting various signals. (not shown). Control circuit 100 controls system main relay SMR and load 20 based on programs and maps stored in memory, signals received from each sensor, and the like.

<通電部品の熱保護(過熱抑制)>
電池システム1の通電経路には、上述のように、バッテリ11、システムメインリレーSMR、ヒューズ12等の複数の部品が配置されている。
<Thermal protection of current-carrying parts (overheating suppression)>
As described above, a plurality of components such as the battery 11, the system main relay SMR, the fuse 12, etc. are arranged in the energization path of the battery system 1.

バッテリ11の最大入出力可能電流は、負荷20側の入出力要求を満たしつつ、通電経路上にある各部品(以下「通電部品」ともいう)の熱保護のために、各通電部品の熱限界特性を考慮して決められた定格電流(以下「許容電流」ともいう)を超えない範囲であることが望ましい。なお、本実施の形態による許容電流は、熱許容電流を含む。 The maximum input/output current of the battery 11 is determined based on the thermal limit of each current-carrying component in order to protect each component on the current-carrying path (hereinafter also referred to as "current-carrying component") from heat while satisfying the input/output requirements of the load 20 side. It is desirable that the current be within a range that does not exceed the rated current (hereinafter also referred to as "allowable current") determined in consideration of the characteristics. Note that the allowable current according to this embodiment includes a thermal allowable current.

通電部品の熱限界特性(許容電流の特性)は、通電部品の連続通電時間と、連続通電時間中の平均電流とで規定されることがある。 Thermal limit characteristics (permissible current characteristics) of a current-carrying component are sometimes defined by the continuous current-carrying time of the current-carrying component and the average current during the continuous current-carrying time.

図2は、通電部品の熱限界特性を模式的に示す図である。図2において、縦軸が連続通電時間(単位:sec(秒))を示し、横軸が連続通電時間中の平均電流(単位:A(アンペア))を示す。なお、図2には、通電部品の熱限界特性として、3つの部品A~Cの許容電流が例示されている。図2に示す部品A~Cの許容電流が、部品A~Cの熱保護を図る上で超えてはいけないラインである。 FIG. 2 is a diagram schematically showing the thermal limit characteristics of current-carrying components. In FIG. 2, the vertical axis shows the continuous energization time (unit: sec), and the horizontal axis shows the average current during the continuous energization time (unit: A (ampere)). Note that, in FIG. 2, the allowable currents of three components A to C are illustrated as thermal limit characteristics of current-carrying components. The allowable current of components A to C shown in FIG. 2 is a line that must not be exceeded in order to thermally protect components A to C.

図2に示すように、各部品A~Cの許容電流は、互いに異なるが、いずれも連続通電時間が長くなるほど小さくなる特性を有する。各部品A~Cの熱保護を適切に図るためには、各部品A~Cを流れる平均電流が各々の許容電流を超えないように、通電経路を流れる電流Iを抑制することが望ましい。 As shown in FIG. 2, the allowable current of each component A to C is different from each other, but all have the characteristic that the longer the continuous energization time, the smaller the allowable current becomes. In order to appropriately thermally protect each component A to C, it is desirable to suppress the current I flowing through the current-carrying path so that the average current flowing through each component A to C does not exceed its respective allowable current.

その手法として、従来では、上述の特許第5687340号公報に開示された電池システムのように、複数の連続通電時間幅を予め設定し、複数の連続通電時間幅毎に電流の移動平均を計算する平均処理が行なわれる場合があった。しかしながら、従来の平均処理では、通電部品の熱保護に要する処理負荷が膨大となってしまうという問題がある。 As a method for this, conventionally, as in the battery system disclosed in the above-mentioned Japanese Patent No. 5,687,340, a plurality of continuous energization time widths are set in advance, and a moving average of the current is calculated for each of the plurality of continuous energization time widths. In some cases, averaging was performed. However, the conventional average processing has a problem in that the processing load required for thermal protection of current-carrying components becomes enormous.

たとえば、図2に示される3つの連続通電時間幅T1=0.1s(秒),T2=1s,T3=20sが予め設定されている場合、3つの連続通電時間幅T1,T2,T3の平均電流をそれぞれ計算する手法が従来の平均処理である。この従来の平均処理では、処理負荷が膨大となる。たとえば0.1s周期で電流センサ14の検出値を取得する場合、連続通電時間幅T3(=20s)の平均電流を算出するためには、過去20秒間に検出された200点の電流検出値のデータをメモリに記憶しておき、これら200点の電流検出値の移動平均値を計算する必要がある。このような平均処理を、連続通電時間幅T1,T2,T3毎に行なう必要があるため、処理負荷が膨大となる。 For example, if the three continuous energization time widths T1=0.1s (seconds), T2=1s, and T3=20s shown in FIG. 2 are set in advance, the average of the three continuous energization time widths T1, T2, and T3 The method of calculating each current is the conventional averaging process. This conventional averaging process imposes an enormous processing load. For example, when acquiring the detected value of the current sensor 14 at a period of 0.1 s, in order to calculate the average current for the continuous energization time width T3 (=20 s), it is necessary to It is necessary to store the data in memory and calculate the moving average value of the current detection values at these 200 points. Since such averaging processing needs to be performed for each continuous energization time width T1, T2, and T3, the processing load becomes enormous.

そこで、本実施の形態による制御回路100は、複数の連続通電時間毎の平均電流を算出するのではなく、電流センサ14の検出値である電流Iに対して無限インパルス応答(IIR;Infinite Impulse Response)フィルタ処理を施すことによって、平均電流に相当する「電流フィルタ値IF」を複数の連続通電時間毎に算出する。そして、制御回路100は、各電流フィルタ値IFに基づいて電流Iの大きさを制限することによって、各通電部品の過熱を抑制する。 Therefore, the control circuit 100 according to the present embodiment does not calculate the average current for each of a plurality of continuous energization times, but instead responds to the current I, which is the detected value of the current sensor 14, by responding to an infinite impulse response (IIR). ) By performing filter processing, a "current filter value IF" corresponding to the average current is calculated for each of a plurality of continuous energization times. Then, the control circuit 100 suppresses overheating of each current-carrying component by limiting the magnitude of the current I based on each current filter value IF.

IIRフィルタは、単純に移動平均をとるのではなく、フィードバックを取り入れることでより少ないタップ数(演算に用いる係数の数)で所望のフィルタ特性を得るディジタルフィルタである。したがって、IIRフィルタ処理を行なうことで、単純に移動平均処理を行なう場合よりも処理負荷を大幅に軽減することができる。そのため、従来のように複数の連続通電時間幅毎の平均電流を計算する場合に比べて、通電部品の熱保護に要する処理負荷を軽減することができる。以下、本実施の形態による通電部品の熱保護について詳しく説明する。 The IIR filter is a digital filter that obtains desired filter characteristics with a smaller number of taps (number of coefficients used in calculations) by incorporating feedback rather than simply taking a moving average. Therefore, by performing IIR filter processing, the processing load can be significantly reduced compared to simply performing moving average processing. Therefore, compared to the conventional case of calculating the average current for each of a plurality of continuous energization time widths, the processing load required for thermal protection of energized components can be reduced. Hereinafter, thermal protection of current-carrying components according to this embodiment will be explained in detail.

<連続通電時間の設定手法>
本実施の形態によるIIRフィルタ処理を説明する前に、本実施の形態による連続通電時間の設定手法を図2を参照して説明する。
<How to set continuous energization time>
Before explaining the IIR filter processing according to the present embodiment, a method for setting the continuous energization time according to the present embodiment will be explained with reference to FIG. 2.

図2に示したように、各部品A~Cの許容電流は互いに異なる。処理負荷を抑えつつ各部品A~Cの熱保護を図るためには、連続通電時間の数および値を適切に設定することが望まれる。本実施の形態においては、連続通電時間の数および値が以下の手順で設定される。 As shown in FIG. 2, the allowable currents of each component A to C are different from each other. In order to protect each component A to C from heat while suppressing the processing load, it is desirable to appropriately set the number and value of continuous energization time. In this embodiment, the number and value of continuous energization time are set in the following procedure.

(手順1) 部品A~Cの許容電流を超えない領域に、図2に示されるような電流制限目標ラインを設定する。 (Step 1) Set a current limit target line as shown in FIG. 2 in a region that does not exceed the allowable current of parts A to C.

(手順2) 部品A~Cの許容電流のうちの最も小さい許容電流値I3(図2に示す例では200A)と電流制限目標ラインとの交点P3における連続通電時間(図2に示す例では20s)を「連続通電時間幅T3」に設定する。また、許容電流値I3を「電流制限値Ilim3」に設定する。 (Step 2) Continuous energization time (20 s in the example shown in FIG. 2) at the intersection P3 of the smallest allowable current value I3 (200 A in the example shown in FIG. 2) and the current limit target line among the allowable currents of parts A to C ) is set to "continuous energization time width T3". Further, the allowable current value I3 is set to the "current limit value Ilim3".

(手順3) 連続通電時間幅T3と部品A~Cの許容電流との交点のうちの最も小さい許容電流値I2(図2に示す例では連続通電時間幅T3=20sと部品Bの許容電流との交点における400A)と電流制限目標ラインとの交点P2における連続通電時間(図2に示す例では1s)を「連続通電時間幅T2」に設定する。また、許容電流値I2を「電流制限値Ilim2」に設定する。 (Step 3) The smallest allowable current value I2 among the intersections of the continuous energization time width T3 and the allowable current of parts A to C (in the example shown in FIG. 2, the continuous energization time width T3 = 20 s and the allowable current of component B) The continuous energization time (1 s in the example shown in FIG. 2) at the intersection P2 between the current limit target line and the current limit target line is set to the "continuous energization time width T2". Further, the allowable current value I2 is set to the "current limit value Ilim2".

(手順4) 電流制限値が電流制限目標ラインの最大値を超えるまで、手順3による連続通電時間の設定を繰り返す。図2に示す例では、連続通電時間幅T2と部品A~Cの許容電流との交点のうちの最も小さい許容電流値I1(図2に示す例では連続通電時間幅T2=2sと部品Cの許容電流との交点における700A)が既に電流制限目標ラインの最大値を超えているため、手順3による連続通電時間の設定は1回のみとなる。 (Step 4) Repeat setting of continuous energization time in step 3 until the current limit value exceeds the maximum value of the current limit target line. In the example shown in FIG. 2, the smallest allowable current value I1 among the intersections of the continuous energization time width T2 and the allowable current of components A to C (in the example shown in FIG. 2, the continuous energization time width T2 = 2s and the allowable current of component C 700 A) at the intersection with the allowable current has already exceeded the maximum value of the current limit target line, so the continuous energization time can be set only once in step 3.

(手順5) 最後に、連続通電時間幅T2=1sと部品Cの許容電流との交点における許容電流値I1(=700A)を「電流制限値Ilim1」に設定し、0.1sを「連続通電時間幅T1」に設定する。なお、許容電流値I1(=700A)が電流制限目標ラインの最大値(=400A)を超えていることに鑑み、電流制限値Ilim1を許容電流値I1(=700A)ではなく電流制限目標ラインの最大値(=400A)に設定するようにしてもよい。 (Step 5) Finally, set the allowable current value I1 (=700A) at the intersection of the continuous energization time width T2=1s and the allowable current of component C to the "current limit value Ilim1", and set 0.1s to the "continuous energization time width T1". In addition, considering that the allowable current value I1 (=700A) exceeds the maximum value (=400A) of the current limit target line, the current limit value Ilim1 is set to the current limit target line instead of the allowable current value I1 (=700A). It may be set to the maximum value (=400A).

このような手順で連続通電時間の数および値が設定されることによって、連続通電時間の数を部品A~Cの熱保護を図るのに必要十分な適切な数に抑えることができる。そのため、連続通電時間の数が過剰に多くなることが抑制される。その結果、処理負荷を低減することができる。 By setting the number and value of continuous energization times using such a procedure, the number of continuous energization times can be suppressed to an appropriate number necessary and sufficient for thermal protection of components A to C. Therefore, the number of continuous energization times is suppressed from becoming excessively large. As a result, processing load can be reduced.

また、このような手順で設定される電流制限値Ilimは、いずれも、部品A~Cの許容電流未満の値である。したがって、電流Iを電流制限値Ilim以下に制限することによって、電流Iを部品A~Cの許容電流を超えないように制御することができる。そのため、部品A~Cの熱保護を適切に図ることができる。 Furthermore, the current limit values Ilim set through such a procedure are all values less than the allowable currents of components A to C. Therefore, by limiting the current I to below the current limit value Ilim, the current I can be controlled so as not to exceed the allowable currents of the components A to C. Therefore, the parts A to C can be appropriately thermally protected.

<IIRフィルタ処理を用いた通電部品の熱保護>
本実施の形態による制御回路100は、上述のように設定された連続通電時間幅T1,T2,T3毎にIIRフィルタ処理を行なうことによって、連続通電時間幅T1中の平均電流に相当する「電流フィルタ値IF1」、連続通電時間幅T2中の平均電流に相当する「電流フィルタ値IF2」、連続通電時間幅T3中の平均電流に相当する「電流フィルタ値IF3」をそれぞれ算出する。
<Thermal protection of current-carrying components using IIR filter processing>
The control circuit 100 according to the present embodiment performs IIR filter processing for each of the continuous energization time widths T1, T2, and T3 set as described above. ``filter value IF1'', ``current filter value IF2'' corresponding to the average current during continuous energization time width T2, and ``current filter value IF3'' corresponding to the average current during continuous energization time width T3 are calculated, respectively.

制御回路100は、連続通電時間幅T1,T2,T3にそれぞれ対応する電流制限値Ilim1,Ilim2,Ilim3を設定する。なお、本実施の形態においては、電流制限値Ilim1,Ilim2,Ilim3は、上述したように、それぞれ許容電流値I1(=700A),I2(=400A),I3(=200A)に予め設定されている。 The control circuit 100 sets current limit values Ilim1, Ilim2, and Ilim3 corresponding to continuous energization time widths T1, T2, and T3, respectively. Note that in this embodiment, the current limit values Ilim1, Ilim2, and Ilim3 are set in advance to allowable current values I1 (=700A), I2 (=400A), and I3 (=200A), respectively, as described above. There is.

そして、制御回路100は、電流フィルタ値IF1が電流制限値Ilim1を超えた場合、通電経路を流れる電流Iの大きさを電流制限値Ilim1に制限する。これにより、平均電流が電流制限値Ilim1(=700A)よりも大きく、かつ、連続通電時間が連続通電時間幅T1(=0.1s)を超える「領域Z」での使用が抑制される。 Then, when the current filter value IF1 exceeds the current limit value Ilim1, the control circuit 100 limits the magnitude of the current I flowing through the energization path to the current limit value Ilim1. This suppresses use in "region Z" where the average current is larger than the current limit value Ilim1 (=700 A) and the continuous energization time exceeds the continuous energization time width T1 (=0.1 s).

同様に、制御回路100は、電流フィルタ値IF2が電流制限値Ilim2を超えた場合、通電経路を流れる電流Iの大きさを電流制限値Ilim2に制限する。これにより、平均電流が電流制限値Ilim2(=400A)よりも大きく、かつ、連続通電時間が連続通電時間幅T2(=1s)を超える「領域Y」での使用が抑制される。 Similarly, when the current filter value IF2 exceeds the current limit value Ilim2, the control circuit 100 limits the magnitude of the current I flowing through the energization path to the current limit value Ilim2. This suppresses use in "region Y" where the average current is larger than the current limit value Ilim2 (=400 A) and the continuous energization time exceeds the continuous energization time width T2 (=1 s).

同様に、制御回路100は、電流フィルタ値IF3が電流制限値Ilim3を超えた場合、通電経路を流れる電流Iの大きさを電流制限値Ilim3に制限する。これにより、平均電流が電流制限値Ilim3(=200A)よりも大きく、かつ、連続通電時間が連続通電時間幅T3(=20s)を超える「領域X」での使用が抑制される。 Similarly, when the current filter value IF3 exceeds the current limit value Ilim3, the control circuit 100 limits the magnitude of the current I flowing through the energization path to the current limit value Ilim3. This suppresses use in "region X" where the average current is larger than the current limit value Ilim3 (=200 A) and the continuous energization time exceeds the continuous energization time width T3 (=20 s).

図3は、制御回路100の通電部品の熱保護に関する部分の機能ブロック図である。制御回路100は、電流取得部110と、IIRフィルタ121~123と、判定部131~133と、電流制限部140とを有する。 FIG. 3 is a functional block diagram of a portion of the control circuit 100 related to thermal protection of current-carrying components. The control circuit 100 includes a current acquisition section 110, IIR filters 121 to 123, determination sections 131 to 133, and a current limiting section 140.

電流取得部110は、電流センサ14によって検出された電流Iを取得し、取得した電流Iの大きさ(以下「電流絶対値|I|」ともいう)をIIRフィルタ121~123に送信する。 The current acquisition unit 110 acquires the current I detected by the current sensor 14, and transmits the magnitude of the acquired current I (hereinafter also referred to as "absolute current value |I|") to the IIR filters 121 to 123.

上述のように電流Iはバッテリ11の放電時に正値となりバッテリ11の充電時に負値となるが、通電部品の発熱量は電流Iの2乗に比例するため、通電部品の温度は、電流Iの正負に関わらず、電流Iの絶対値が大きいほど高くなる。この点を考慮して、電流取得部110は、電流Iそのものではなく、電流絶対値|I|をIIRフィルタ121~123に送信する。これにより、電流絶対値|I|がIIRフィルタ処理の対象となる。なお、IIRフィルタ処理の対象を、電流絶対値|I|に代えて、電流Iの2乗値としてもよい。 As mentioned above, the current I takes a positive value when the battery 11 is discharged and takes a negative value when the battery 11 is charged. However, since the amount of heat generated by the current-carrying parts is proportional to the square of the current I, the temperature of the current-carrying parts is proportional to the current I. Regardless of whether the current I is positive or negative, the larger the absolute value of the current I, the higher the current I becomes. Considering this point, the current acquisition unit 110 transmits the current absolute value |I| to the IIR filters 121 to 123 instead of the current I itself. As a result, the current absolute value |I| becomes a target of IIR filter processing. Note that the object of the IIR filter processing may be the square value of the current I instead of the current absolute value |I|.

IIRフィルタ121は、電流取得部110からの電流絶対値|I|に、IIRフィルタ係数αを「第1係数α1」とするIIRフィルタ処理を施すことによって、連続通電時間幅T1中の平均電流に相当する電流フィルタ値IF1を算出し、算出結果を判定部131に送信する。 The IIR filter 121 performs IIR filter processing on the current absolute value |I| from the current acquisition unit 110 by setting the IIR filter coefficient α to "first coefficient α1", thereby reducing the average current during the continuous energization time width T1. A corresponding current filter value IF1 is calculated, and the calculation result is transmitted to the determination unit 131.

IIRフィルタ122は、電流取得部110からの電流絶対値|I|に、IIRフィルタ係数αを「第2係数α2」とするIIRフィルタ処理を施すことによって、連続通電時間幅T2中の平均電流に相当する電流フィルタ値IF2を算出し、算出結果を判定部132に送信する。 The IIR filter 122 performs IIR filter processing on the current absolute value |I| from the current acquisition unit 110 by setting the IIR filter coefficient α to "second coefficient α2", thereby reducing the average current during the continuous energization time width T2. A corresponding current filter value IF2 is calculated and the calculation result is sent to the determination unit 132.

IIRフィルタ123は、電流取得部110からの電流絶対値|I|に、IIRフィルタ係数αを「第3係数α3」とするIIRフィルタ処理を施すことによって、連続通電時間幅T3中の平均電流に相当する電流フィルタ値IF3を算出し、算出結果を判定部133に送信する。 The IIR filter 123 performs IIR filter processing on the current absolute value |I| from the current acquisition unit 110 by setting the IIR filter coefficient α to "third coefficient α3", thereby reducing the average current during the continuous energization time width T3. A corresponding current filter value IF3 is calculated, and the calculation result is sent to the determination unit 133.

判定部131は、連続通電時間幅T1の電流制限値Ilim1を設定し、IIRフィルタ121からの電流フィルタ値IF1と電流制限値Ilim1との大小関係を判定する。なお、本実施の形態においては、上述のように、電流制限値Ilim1が図2に示した許容電流値I1(=700A)に予め固定されている。 The determination unit 131 sets a current limit value Ilim1 for the continuous energization time width T1, and determines the magnitude relationship between the current filter value IF1 from the IIR filter 121 and the current limit value Ilim1. In this embodiment, as described above, the current limit value Ilim1 is fixed in advance to the allowable current value I1 (=700A) shown in FIG. 2.

判定部132は、連続通電時間幅T2の電流制限値Ilim2を設定し、IIRフィルタ122からの電流フィルタ値IF2と電流制限値Ilim2との大小関係を判定する。なお、本実施の形態においては、上述のように、電流制限値Ilim2が図2に示した許容電流値I2(=400A)に予め固定されている。 The determination unit 132 sets a current limit value Ilim2 for the continuous energization time width T2, and determines the magnitude relationship between the current filter value IF2 from the IIR filter 122 and the current limit value Ilim2. Note that in this embodiment, as described above, the current limit value Ilim2 is fixed in advance to the allowable current value I2 (=400A) shown in FIG. 2.

判定部133は、連続通電時間幅T3の電流制限値Ilim3を設定し、IIRフィルタ123からの電流フィルタ値IF3と電流制限値Ilim3との大小関係を判定する。なお、本実施の形態においては、上述のように、電流制限値Ilim3が図2に示した許容電流値I3(=200A)に予め固定されている。 The determination unit 133 sets a current limit value Ilim3 for the continuous energization time width T3, and determines the magnitude relationship between the current filter value IF3 from the IIR filter 123 and the current limit value Ilim3. Note that in this embodiment, as described above, the current limit value Ilim3 is fixed in advance to the allowable current value I3 (=200A) shown in FIG. 2.

判定部131~133は、判定結果を電流制限部140に送信する。電流制限部140は、判定部131~133からの判定結果に基づいて、電流Iの大きさを制限する。具体的には、電流フィルタ値IF1が電流制限値Ilim1を超えた場合には、電流Iの大きさを電流制限値Ilim1に制限する。電流フィルタ値IF2が電流制限値Ilim2を超えた場合には、電流Iの大きさを電流制限値Ilim2に制限する。電流フィルタ値IF3が電流制限値Ilim3を超えた場合には、電流Iの大きさを電流制限値Ilim3に制限する。 The determining units 131 to 133 transmit the determination results to the current limiting unit 140. Current limiting section 140 limits the magnitude of current I based on the determination results from determining sections 131 to 133. Specifically, when the current filter value IF1 exceeds the current limit value Ilim1, the magnitude of the current I is limited to the current limit value Ilim1. When the current filter value IF2 exceeds the current limit value Ilim2, the magnitude of the current I is limited to the current limit value Ilim2. When the current filter value IF3 exceeds the current limit value Ilim3, the magnitude of the current I is limited to the current limit value Ilim3.

図4は、従来の平均処理によって算出される平均電流の波形特性と、本実施の形態によるIIRフィルタ処理によって算出される電流フィルタ値IFの波形特性とを比較する図である。 FIG. 4 is a diagram comparing the waveform characteristics of the average current calculated by the conventional averaging process and the waveform characteristics of the current filter value IF calculated by the IIR filter process according to the present embodiment.

従来の平均処理は、単純に移動平均を行なうものである。なお、従来の平均処理は、たとえば、FIR(Finite Impulse Response;有限インパルス応答)ローパスフィルタを用いて行なうことができる。FIRローパスフィルタは、移動平均の対象となる複数の要素毎に重み付けのパラメータを追加した構成を有する。図4の下段に、FIRローパスフィルタの構成の一例が示されている。 Conventional averaging processing simply performs a moving average. Note that the conventional averaging process can be performed using, for example, a FIR (Finite Impulse Response) low-pass filter. The FIR low-pass filter has a configuration in which a weighting parameter is added for each of a plurality of elements to be subjected to a moving average. An example of the configuration of the FIR low-pass filter is shown in the lower part of FIG.

これに対し、本実施の形態によるIIRフィルタ(IIRローパスフィルタ)は、単純に移動平均をとるのではなく、フィードバックを取り入れることでより少ないタップ数(演算に用いる係数の数)で所望のフィルタ特性を得る構成を有する。したがって、FIRフィルタのように単純に移動平均を行なう場合に比べて、処理負荷を大幅に軽減することができる。図4の下段に、IIRローパスフィルタの構成の一例が示されている。なお、図4に示されるIIRローパスフィルタの構成は、あくまで一例であって、これに限定されるものではない。たとえば、図4に示される構成を基本的な構成として含んで、より複雑な構成が追加されてもよい。 In contrast, the IIR filter (IIR low-pass filter) according to the present embodiment does not simply take a moving average, but incorporates feedback to achieve desired filter characteristics with a smaller number of taps (number of coefficients used for calculation). It has a configuration that obtains. Therefore, the processing load can be significantly reduced compared to a case where moving average is simply performed as in the case of an FIR filter. An example of the configuration of the IIR low-pass filter is shown in the lower part of FIG. Note that the configuration of the IIR low-pass filter shown in FIG. 4 is just an example, and is not limited thereto. For example, the configuration shown in FIG. 4 may be included as a basic configuration, and more complex configurations may be added.

図4からも理解できるように、IIRフィルタ処理によって算出される電流フィルタ値IFの波形特性は、従来の平均処理によって算出される平均電流の波形特性とほぼ同等である。この点に鑑み、本実施の形態においては、従来の平均処理の代用として、IIRフィルタを用いる。これにより、従来と同等精度の平均電流を、少ない処理負荷で得ることができる。 As can be understood from FIG. 4, the waveform characteristics of the current filter value IF calculated by IIR filter processing are almost equivalent to the waveform characteristics of the average current calculated by conventional averaging processing. In view of this point, in this embodiment, an IIR filter is used as a substitute for the conventional averaging process. This makes it possible to obtain an average current with the same precision as the conventional method with less processing load.

なお、図4に示す例では、電流フィルタ値IF2が連続通電時間幅T2中の平均電流に相当する値に適合するように、電流フィルタ値IF2を算出するためのIIRフィルタ係数α(第2係数α2)が「0.1667」に調整されている。同様に、電流フィルタ値IF3が連続通電時間幅T3中の平均電流に相当する値に適合するように、電流フィルタ値IF3を算出するためのIIRフィルタ係数α(第3係数α3)が「0.0091」に調整されている。このように、IIRフィルタ係数αの値を調整することによって、電流フィルタ値IF1,IF2,IF3を、それぞれ連続通電時間幅T1,T2,T3中の平均電流に相当する値に適合させることができる。 In the example shown in FIG. 4, the IIR filter coefficient α (second coefficient α2) is adjusted to "0.1667". Similarly, the IIR filter coefficient α (third coefficient α3) for calculating the current filter value IF3 is set to “0. 0091". In this way, by adjusting the value of the IIR filter coefficient α, the current filter values IF1, IF2, and IF3 can be adapted to the values corresponding to the average currents during the continuous energization time widths T1, T2, and T3, respectively. .

図5は、制御回路100が通電部品の熱保護を行なう場合の処理の流れを示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing the flow of processing when the control circuit 100 performs thermal protection of current-carrying components.

まず、制御回路100は、電流センサ14によって検出された電流Iを所定周期(たとえば0.1s周期)で取得し(ステップS10)、電流Iの大きさである電流絶対値|I|を算出する(ステップS12)。 First, the control circuit 100 acquires the current I detected by the current sensor 14 at a predetermined period (for example, 0.1 s period) (step S10), and calculates the current absolute value |I|, which is the magnitude of the current I. (Step S12).

次いで、制御回路100は、電流絶対値|I|にα=α1のIIRフィルタ処理を施すことによって、連続通電時間幅T1の平均電流に相当する電流フィルタ値IF1を算出する(ステップS21)。そして、制御回路100は、連続通電時間幅T1の電流制限値Ilim1を設定し、電流フィルタ値IF1と電流制限値Ilim1との大小関係を判定する(ステップS31)。なお、連続通電時間幅T1が0.1sであり、かつ、0.1s周期で電流Iが取得される場合には、電流絶対値|I|をそのまま電流フィルタ値IF1に設定するようにしてもよい。 Next, the control circuit 100 calculates a current filter value IF1 corresponding to the average current of the continuous energization time width T1 by applying IIR filter processing of α=α1 to the current absolute value |I| (step S21). Then, the control circuit 100 sets the current limit value Ilim1 for the continuous energization time width T1, and determines the magnitude relationship between the current filter value IF1 and the current limit value Ilim1 (step S31). Note that if the continuous energization time width T1 is 0.1 s and the current I is acquired at a 0.1 s period, the current absolute value |I| may be set as the current filter value IF1. good.

制御回路100は、電流絶対値|I|にα=α2のIIRフィルタ処理を施すことによって、連続通電時間幅T2の平均電流に相当する電流フィルタ値IF2を算出する(ステップS22)。そして、制御回路100は、連続通電時間幅T2の電流制限値Ilim2を設定し、電流フィルタ値IF2と電流制限値Ilim2との大小関係を判定する(ステップS32)。 The control circuit 100 calculates a current filter value IF2 corresponding to the average current of the continuous energization time width T2 by applying IIR filter processing of α=α2 to the current absolute value |I| (step S22). Then, the control circuit 100 sets the current limit value Ilim2 for the continuous energization time width T2, and determines the magnitude relationship between the current filter value IF2 and the current limit value Ilim2 (step S32).

制御回路100は、電流絶対値|I|にα=α3のIIRフィルタ処理を施すことによって、連続通電時間幅T3の平均電流に相当する電流フィルタ値IF3を算出する(ステップS23)。そして、制御回路100は、連続通電時間幅T3の電流制限値Ilim3を設定し、電流フィルタ値IF3と電流制限値Ilim3との大小関係を判定する(ステップS33)。 The control circuit 100 calculates a current filter value IF3 corresponding to the average current of the continuous energization time width T3 by applying IIR filter processing of α=α3 to the current absolute value |I| (step S23). Then, the control circuit 100 sets a current limit value Ilim3 for the continuous energization time width T3, and determines the magnitude relationship between the current filter value IF3 and the current limit value Ilim3 (step S33).

制御回路100は、ステップS31~S33の判定結果に基づいて電流Iの大きさを制限する(ステップS40)。具体的には、制御回路100は、電流フィルタ値IF1が電流制限値Ilim1よりも大きい場合には、電流Iの大きさを電流制限値Ilim1に制限する。制御回路100は、電流フィルタ値IF2が電流制限値Ilim2よりも大きい場合には、電流Iの大きさを電流制限値Ilim2に制限する。制御回路100は、電流フィルタ値IF3が電流制限値Ilim3を超えた場合には、電流Iの大きさを電流制限値Ilim3に制限する。 The control circuit 100 limits the magnitude of the current I based on the determination results in steps S31 to S33 (step S40). Specifically, when the current filter value IF1 is larger than the current limit value Ilim1, the control circuit 100 limits the magnitude of the current I to the current limit value Ilim1. When the current filter value IF2 is larger than the current limit value Ilim2, the control circuit 100 limits the magnitude of the current I to the current limit value Ilim2. The control circuit 100 limits the magnitude of the current I to the current limit value Ilim3 when the current filter value IF3 exceeds the current limit value Ilim3.

以上のように、本実施の形態による制御回路100は、電流センサ14の検出値である電流Iの大きさに対してIIRフィルタ処理を施すことによって、連続通電時間幅T1,T2,T3中の平均電流にそれぞれ相当する電流フィルタ値IF1,IF2,IF3を算出する。そのため、従来と同等精度の平均電流を、少ない処理負荷で得ることができる。その結果、通電部品の熱保護に要する処理負荷を軽減することができる。 As described above, the control circuit 100 according to the present embodiment performs IIR filter processing on the magnitude of the current I, which is the detected value of the current sensor 14, so that Current filter values IF1, IF2, and IF3 respectively corresponding to the average current are calculated. Therefore, it is possible to obtain an average current with the same accuracy as the conventional method with less processing load. As a result, the processing load required for thermal protection of current-carrying components can be reduced.

[変形例1]
上述の実施の形態においては、各電流フィルタ値IFが各電流制限値Ilimを超えた場合に電流Iの大きさを各電流制限値Ilimに制限しているが、この場合、電流制限前の電流Iの大きさと電流制限後の電流Iの大きさ(=電流制限値Ilim)との差が大きいと、急減な電流制限が作用してしまうことになる。
[Modification 1]
In the embodiment described above, when each current filter value IF exceeds each current limit value Ilim, the magnitude of the current I is limited to each current limit value Ilim, but in this case, the current before current limit If the difference between the magnitude of I and the magnitude of the current I after current limitation (=current limit value Ilim) is large, a sudden current limit will be applied.

この点に鑑み、本変形例1による制御回路100は、各電流制限値Ilim1を、各電流制限値Ilimに対応する電流フィルタ値IFに応じて変化させる。 In view of this point, the control circuit 100 according to the first modification changes each current limit value Ilim1 according to the current filter value IF corresponding to each current limit value Ilim.

図6は、本変形例1による制御回路100Aが通電部品の熱保護を行なう場合の処理の流れを示す図である。図6の処理は、上述の図5のステップS31~S33,S40をそれぞれステップS31A~S33A,S40Aに変更したものである。図6のその他の処理は、上述の図5の処理と同じであるため、ここでの詳細な説明は繰り返さない。 FIG. 6 is a diagram showing the flow of processing when the control circuit 100A according to Modification 1 performs thermal protection of energized components. The process in FIG. 6 is obtained by changing steps S31 to S33 and S40 in FIG. 5 described above to steps S31A to S33A and S40A, respectively. The other processing in FIG. 6 is the same as the processing in FIG. 5 described above, so detailed description will not be repeated here.

制御回路100は、電流フィルタ値IF2に応じて電流制限値Ilim2を設定する(ステップS32A)。具体的には、電流フィルタ値IF2が許容電流値I2の0.9倍の値(=400A×0.9=360A)未満である場合、制御回路100は、電流制限値Ilim2を許容電流値I2よりも大きい値(制限なしの値)に設定する。電流フィルタ値IF2が許容電流値I2の0.9倍の値以上かつ許容電流値I2未満である場合、制御回路100は、電流フィルタ値IF2が大きいほど、電流制限値Ilim2を許容電流値I2に向けて単調減少させる。電流フィルタ値IF2が許容値Ilim2よりも大きい場合、制御回路100は、電流制限値Ilim2を許容電流値I2に設定する。 Control circuit 100 sets current limit value Ilim2 according to current filter value IF2 (step S32A). Specifically, when the current filter value IF2 is less than 0.9 times the allowable current value I2 (=400A×0.9=360A), the control circuit 100 sets the current limit value Ilim2 to the allowable current value I2. Set to a value greater than (unlimited value). When the current filter value IF2 is at least 0.9 times the allowable current value I2 and less than the allowable current value I2, the control circuit 100 sets the current limit value Ilim2 to the allowable current value I2 as the current filter value IF2 becomes larger. Monotonically decreases towards. When the current filter value IF2 is larger than the allowable value Ilim2, the control circuit 100 sets the current limit value Ilim2 to the allowable current value I2.

同様に、制御回路100は、電流フィルタ値IF3に応じて電流制限値Ilim3を設定する(ステップS33A)。具体的には、電流フィルタ値IF3が許容電流値I3の0.9倍の値(=200A×0.9=180A)未満である場合、制御回路100は、電流制限値Ilim3を許容電流値I3よりも大きい値(制限なしの値)に設定する。電流フィルタ値IF3が許容電流値I3の0.9倍の値以上かつ許容電流値I3未満である場合、制御回路100は、電流フィルタ値IF3が大きいほど、電流制限値Ilim3を許容電流値I3に向けて単調減少させる。電流フィルタ値IF3が許容電流値I3よりも大きい場合、制御回路100は、電流制限値Ilim3を許容電流値I3に設定する。 Similarly, the control circuit 100 sets the current limit value Ilim3 according to the current filter value IF3 (step S33A). Specifically, when the current filter value IF3 is less than 0.9 times the allowable current value I3 (=200A×0.9=180A), the control circuit 100 sets the current limit value Ilim3 to the allowable current value I3. Set to a value greater than (unlimited value). When the current filter value IF3 is at least 0.9 times the allowable current value I3 and less than the allowable current value I3, the control circuit 100 sets the current limit value Ilim3 to the allowable current value I3 as the current filter value IF3 becomes larger. Monotonically decreases towards. When the current filter value IF3 is larger than the allowable current value I3, the control circuit 100 sets the current limit value Ilim3 to the allowable current value I3.

同様の手法で、制御回路100は、電流フィルタ値IF1に応じて電流制限値Ilim1を設定する(ステップS31A)。 In a similar manner, the control circuit 100 sets the current limit value Ilim1 according to the current filter value IF1 (step S31A).

そして、制御回路100は、電流Iの大きさを電流制限値Ilim1,Ilim2,Ilim3未満に制限する(ステップS40A)。 Then, the control circuit 100 limits the magnitude of the current I to less than the current limit values Ilim1, Ilim2, and Ilim3 (step S40A).

このように、各電流フィルタ値IFが各許容電流値に近づくに連れて徐々に各電流制限値Ilimを各許容電流値に向けて減少させることで、急激に電流制限がかかることを抑制することができる。 In this way, as each current filter value IF approaches each allowable current value, each current limit value Ilim is gradually decreased toward each allowable current value, thereby suppressing the sudden application of current limit. I can do it.

[変形例2]
上述の実施の形態においては、上述の図2に示したように、通電部品の熱限界特性が通電部品の連続通電時間と連続通電時間中の平均電流とで規定される場合を想定していた。
[Modification 2]
In the embodiment described above, as shown in FIG. 2 described above, it is assumed that the thermal limit characteristics of the current-carrying component are defined by the continuous current-carrying time of the current-carrying component and the average current during the continuous current-carrying time. .

しかしながら、実際には、通電部品の熱限界特性は、通電部品の環境温度(暴露温度)、および通電部品の使用期間(劣化状態)によっても変化し得る。具体的には、通電部品の許容電流値は、連続通電時間および平均電流が同じであっても、環境温度が高いほど、また、使用期間が長いほど(経年劣化の度合いが大きいほど)、低下する。特に、ヒューズ12は部品劣化によって溶断温度が変化するため、使用期間の影響を受け易い傾向にある。 However, in reality, the thermal limit characteristics of a current-carrying component may also change depending on the environmental temperature (exposure temperature) of the current-carrying component and the period of use (deterioration state) of the current-carrying component. Specifically, even if the continuous current-carrying time and average current are the same, the allowable current value of current-carrying parts decreases as the environmental temperature increases and the period of use increases (the degree of deterioration over time increases). do. In particular, the fuse 12 tends to be easily affected by the period of use because its fusing temperature changes due to component deterioration.

この点に鑑み、通電部品の環境温度および使用期間の少なくとも一方に応じて、電流フィルタ値IFおよび電流制限値Ilimの少なくとも一方を変化させるようにしてもよい。たとえば、制御回路100は、通電部品の環境温度が高いほど、および/または、通電部品の使用期間が長いほど、電流フィルタ値IFを大きい値にすることで、電流制限がかかり易くするようにしてもよい。また、制御回路100は、通電部品の環境温度が高いほど、および/または、通電部品の使用期間が長いほど、電流制限値Ilimを小さい値にすることで、電流制限がかかり易くするようにしてもよい。なお、制御回路100は、通電部品の環境温度および使用期間に応じてIIRフィルタ係数αを変化させることによって、各電流フィルタ値IFを変化させることができる。なお、通電部品の環境温度は、たとえば温度センサ16の検出結果から把握するようにすればよい。 In view of this point, at least one of the current filter value IF and the current limit value Ilim may be changed depending on at least one of the environmental temperature and the period of use of the current-carrying component. For example, the control circuit 100 sets the current filter value IF to a larger value as the environmental temperature of the current-carrying component is higher and/or the period of use of the current-carrying component is longer, thereby making it easier to apply current restriction. Good too. In addition, the control circuit 100 sets the current limit value Ilim to a smaller value, so that the higher the environmental temperature of the current-carrying component is and/or the longer the period of use of the current-carrying component is, the easier the current restriction is applied. Good too. Note that the control circuit 100 can change each current filter value IF by changing the IIR filter coefficient α according to the environmental temperature and period of use of the current-carrying component. Note that the environmental temperature of the current-carrying component may be ascertained from the detection result of the temperature sensor 16, for example.

[変形例3]
電池システム1が停止状態から作動状態に変化するシステム起動時(たとえば、電池システム1が車両に搭載される場合には車両のユーザによるIGオン操作が行なわれた時)には、前回のシステム停止時の電流フィルタ値IFをメモリ102から読み出し、システム起動時の電流フィルタ値IFを、前回のシステム停止時の電流フィルタ値IFと、前回のシステム停止時から今回のシステム起動時までの時間(システム停止時間)とから算出するようにしてもよい。
[Modification 3]
When the battery system 1 changes from a stopped state to an operating state (for example, when the battery system 1 is installed in a vehicle and the vehicle user turns on the IG), the previous system stoppage is detected. The current filter value IF at the time of system startup is read from the memory 102, and the current filter value IF at the time of system startup is calculated based on the current filter value IF at the time of the previous system stop and the time from the previous system stop to the current system startup (system (stop time).

たとえば、システム停止中の電流絶対値|I|が0であることを前提として、前回のシステム停止時の電流フィルタ値IFをシステム停止時間で割った値を、システム起動時の電流フィルタ値IFとしてもよい。これにより、システム起動時の電流フィルタ値IFを、システム停止中の通電部品の放熱量を加味した値にすることができる。 For example, assuming that the absolute current value |I| is 0 while the system is stopped, the current filter value IF at the time of the previous system stop divided by the system stop time is set as the current filter value IF at the time of system startup. Good too. Thereby, the current filter value IF at the time of system startup can be set to a value that takes into account the amount of heat dissipated from the energized components while the system is stopped.

[変形例4]
上述の実施の形態においては通電部品の熱保護のために電流制限値を設定したが、電流を制限する目的は、通電部品の熱保護に限定されず、さまざまな目的が存在し得る。そのため、複数の目的に沿って複数の電流制限値をそれぞれ算出し、複数の電流制限値のうちの最小値を選択するようにしてもよい。
[Modification 4]
In the embodiments described above, the current limit value is set for thermal protection of current-carrying components, but the purpose of limiting the current is not limited to thermal protection of current-carrying components, and various purposes may exist. Therefore, a plurality of current limit values may be calculated in accordance with a plurality of purposes, and the minimum value among the plurality of current limit values may be selected.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present disclosure is indicated by the claims rather than the above description, and it is intended that all changes within the meaning and range equivalent to the claims are included.

1 電池システム、10 電池パック、11 バッテリ、12 ヒューズ、13 監視ユニット、14 電流センサ、15 電圧センサ、16 温度センサ、20 負荷、100,100A 制御回路、101 プロセッサ、102 メモリ、110 電流取得部、121,122,123 IIRフィルタ、131,132,133 判定部、140 電流制限部、NL 負極線、PL 正極線、SMR システムメインリレー。 1 battery system, 10 battery pack, 11 battery, 12 fuse, 13 monitoring unit, 14 current sensor, 15 voltage sensor, 16 temperature sensor, 20 load, 100,100A control circuit, 101 processor, 102 memory, 110 current acquisition unit, 121, 122, 123 IIR filter, 131, 132, 133 judgment section, 140 current limiting section, NL negative electrode line, PL positive electrode line, SMR system main relay.

Claims (8)

電池を含む通電部品が配置される通電経路と、
前記通電経路を流れる電流を検出する電流センサと、
前記通電経路を流れる電流を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、
前記電流センサの検出値に対して無限インパルス応答のフィルタ処理を施すことによって、予め定められた複数の連続通電時間中の平均電流にそれぞれ相当する複数の電流フィルタ値を算出し、
前記複数の連続通電時間にそれぞれ対応する複数の電流制限値を前記通電部品の許容電流未満となるように設定し、
前記複数の電流フィルタ値の少なくとも1つが当該電流フィルタ値に対応する電流制限値を超えた場合、前記通電経路を流れる電流を当該電流制限値以下に制限する、電池システム。
a current-carrying path in which current-carrying parts including batteries are placed;
a current sensor that detects the current flowing through the current-carrying path;
and a control circuit that controls the current flowing through the energization path,
The control circuit includes:
calculating a plurality of current filter values each corresponding to an average current during a plurality of predetermined continuous energization times by performing infinite impulse response filter processing on the detected value of the current sensor;
setting a plurality of current limit values respectively corresponding to the plurality of continuous energization times to be less than the allowable current of the energized component;
A battery system in which, when at least one of the plurality of current filter values exceeds a current limit value corresponding to the current filter value, the current flowing through the energization path is limited to below the current limit value.
前記制御回路は、前記電流センサの検出値に対して、互いに異なるフィルタ係数を有する複数の無限インパルス応答のフィルタ処理を施すことによって、前記複数の電流フィルタ値を算出する、請求項1に記載の電池システム。 The control circuit calculates the plurality of current filter values by subjecting the detection value of the current sensor to filter processing of a plurality of infinite impulse responses having mutually different filter coefficients. battery system. 前記制御回路は、前記複数の電流制限値の各々を、当該電流制限値に対応する電流フィルタ値に応じて変化させる、請求項1または2に記載の電池システム。 The battery system according to claim 1 or 2, wherein the control circuit changes each of the plurality of current limit values according to a current filter value corresponding to the current limit value. 前記制御回路は、
前記電流フィルタ値が第1値よりも小さい第2値未満である場合は当該電流フィルタ値に対応する電流制限値を前記第1値よりも大きい値に設定し、
前記電流フィルタ値が前記第2値以上かつ前記第1値未満である場合は当該電流フィルタ値が大きいほど当該電流フィルタ値に対応する電流制限値を前記第1値に向けて単調減少させ、
前記電流フィルタ値が前記第1値よりも大きい場合は当該電流フィルタ値に対応する電流制限値を前記第1値に設定する、請求項3に記載の電池システム。
The control circuit includes:
If the current filter value is less than a second value smaller than the first value, setting a current limit value corresponding to the current filter value to a value larger than the first value,
If the current filter value is greater than or equal to the second value and less than the first value, the larger the current filter value is, the more the current limit value corresponding to the current filter value is monotonically decreased toward the first value;
The battery system according to claim 3, wherein when the current filter value is larger than the first value, a current limit value corresponding to the current filter value is set to the first value.
前記制御回路は、前記通電部品の環境温度および前記通電部品の使用期間の少なくとも一方に応じて、前記電流フィルタ値および前記複数の電流制限値の少なくとも一方を変化させる、請求項1に記載の電池システム。 The battery according to claim 1, wherein the control circuit changes at least one of the current filter value and the plurality of current limit values in accordance with at least one of an environmental temperature of the current-carrying component and a usage period of the current-carrying component. system. 前記制御回路は、前記通電部品の環境温度が高いほど、および/または、前記通電部品の使用期間が長いほど、前記電流フィルタ値を大きい値にする、請求項5に記載の電池システム。 The battery system according to claim 5, wherein the control circuit increases the current filter value as the environmental temperature of the current-carrying component is higher and/or the period of use of the current-carrying component is longer. 前記制御回路は、前記通電部品の環境温度が高いほど、および/または、前記通電部品の使用期間が長いほど、前記複数の電流制限値を小さい値にする、請求項5に記載の電池システム。 The battery system according to claim 5, wherein the control circuit sets the plurality of current limit values to smaller values as the environmental temperature of the current-carrying component is higher and/or the period of use of the current-carrying component is longer. 前記制御回路は、前記電池システムが作動状態から停止状態に変化するシステム停止時に電流フィルタ値を記憶し、
前記制御回路は、前記電池システムの停止状態が継続した後に作動状態に変化するシステム起動時に、前記システム停止時に記憶された電流フィルタ値と、前記電池システムの停止状態が継続していた時間とを用いて、前記システム起動時の電流フィルタ値を算出する、請求項1に記載の電池システム。
The control circuit stores a current filter value when the battery system changes from an operating state to a stopped state when the system is stopped;
The control circuit stores the current filter value stored when the system was stopped and the time period during which the battery system remained in a stopped state when the system starts up and changes to an operating state after the battery system continues to be in a stopped state. The battery system according to claim 1, wherein the current filter value at the time of system startup is calculated using the battery system.
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