JP3882663B2 - Charge / discharge control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の単位セルから構成されるモジュール電池を複数接続して構成される組電池の充放電を制御する充放電制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
複数のモジュール電池から構成される組電池において、異常が発生したモジュール電池を新しいモジュール電池に交換する際に、残りの正常なモジュール電池の容量の平均値に相当するモジュール電池の電圧平均値を算出し、交換する新しいモジュール電池の電圧がこの平均電圧になるように、モジュール電池の充電または放電を行う充放電器が特開平11−149944号公報に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の充放電制御においては、交換する新しいモジュール電池の容量を、交換しないモジュール電池の容量の平均値となるように充放電を行っていたので、交換されるモジュール電池のセル間電圧にバラツキが生じる場合でも、セル間電圧のバラツキが補正されることはなかった。
【0004】
本発明の目的は、複数の単位電池が接続されて構成されるモジュール電池または組電池を充放電する際に、セル間電圧のバラツキを抑制する容量調整を行う充放電制御装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
(1)請求項1の発明は、複数の単位電池が接続されて構成される組電池の充放電を制御する充放電制御装置において、組電池を充電する間は、充電開始時に電圧が最も低い単位電池の電圧を容量調整目標値として複数の単位電池間の容量バラツキを抑制する容量調整を行い、組電池を放電する間は、放電開始時に電圧が最も低い単位電池の電圧より所定電圧低い電圧を容量調整目標値として容量調整を行いながら放電を促進させることを特徴とする。
(2)請求項2の発明は、複数の単位電池が接続されて構成される組電池の充放電を制御する充放電制御装置において、複数の単位電池の電圧を検出する電圧検出装置と、複数の単位電池ごとに設けられて、複数の単位電池間の容量バラツキを抑制する容量調整を行うための容量調整抵抗と、組電池の総電圧を検出する総電圧検出装置と、総電圧検出装置により検出された組電池の総電圧と目標電圧とに基づいて、組電池の充電を行うか放電を行うかを判定する充放電判定装置と、充放電判定装置により組電池の充電を行うと判定されたときに、充電開始時に電圧検出装置により検出された電圧の中で最も低い電圧を容量調整目標値として容量調整抵抗を制御するとともに、充放電判定装置により組電池の放電を行うと判定されたときに、放電開始時に電圧検出装置により検出された電圧の中で最も低い電圧より所定電圧低い電圧を容量調整目標値として容量調整抵抗を制御する容量調整抵抗制御装置とを備えることを特徴とする。
(3)請求項3の発明は、請求項2の充放電制御装置において、組電池の充電時に全ての容量調整抵抗を用いて放電を促進させる期間を算出する放電促進期間算出装置と、放電促進期間算出装置により算出される期間経過後における複数の単位電池の電圧を推定する電圧推定装置とをさらに備え、容量調整抵抗制御装置は、充放電判定装置により組電池の放電を行うと判定されたときに、放電促進期間算出装置により算出される期間中に全ての容量調整抵抗を用いて放電を促進させた後、電圧推定装置により推定される電圧のうち最も低い電圧を容量調整目標値として容量調整抵抗を制御することを特徴とする。
(4)請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれかの充放電制御装置において、組電池の代わりに、複数の単位電池が接続されて構成されるモジュール電池の充放電を制御することを特徴とする。
【0006】
【発明の効果】
請求項1〜4の発明によれば、組電池を充電する間は、充電開始時に電圧が最も低い単位電池の電圧を容量調整目標値とし、組電池を放電する間は、放電開始時に電圧が最も低い単位電池の電圧より所定電圧低い電圧を容量調整目標値として容量調整を行いながら放電を促進させるので、充電後または放電後のセル間の容量バラツキを無くすとともに、放電時には放電時間を短縮することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明による充放電制御装置を用いて組電池の充放電を行うシステムの一実施の形態の構成を示す図である。組電池は、複数のモジュール電池を直列に接続して構成されるが、図1では、1つのモジュール電池10のみを示している。モジュール電池10は、8つのセルC1〜C8を直列に接続して構成される。各セルC1〜C8には、容量調整抵抗R1〜R8を有する容量調整回路50が接続されており、各セルごとに容量調整を行うことができる。セル電圧検出回路60は、各セルC1〜C8の電圧を検出してCPU20に送信する。
【0008】
CPU20は、ROM30およびRAM40と接続されており、モジュール電池10を構成する各セルC1〜C8の電圧や、温度センサ70にて検出されるモジュール電池10の温度等の各種情報を収集・管理する。CPU20で管理される各種情報は、制御コネクタ310を介して、充電器100のCPU110に送信可能である。また、CPU20は、充電器側CPU110からの指令に基づいて、容量調整回路50の制御を行う。
【0009】
充電器100のCPU110には、タイマ120、RAM130、ROM140、メインスイッチ150、ブザー160、キーボード170、ディスプレイ180、電圧センサ200、電流センサ210、切替回路220、メインリレー250が接続されている。タイマ120は、モジュール電池10の充放電所要時間および各セルC1〜C8の容量調整所要時間を計測する。RAM130には、CPU20から送信される各セルC1〜C8の電圧およびモジュール総電圧等が記憶される。
【0010】
メインスイッチ150は、充電器100の電源スイッチである。ブザー160は、組電池(モジュール電池10)の異常やモジュール電池10の充放電完了等を操作者に知らせる。キーボード170は、操作者が容量調整を行う際の目標電圧値やモジュール電池10の充放電の開始指令・強制終了指令を入力するための入力装置である。ディスプレイ180は、モジュール電池10の充放電目標電圧(設定値)、充放電中のモジュール電池10の電圧値、電流値、容量調整所要時間などのリアルタイムデータ、充電器およびモジュール電池10の異常等を表示する。
【0011】
メインリレー250は、CPU110からの指令に基づいて、強電コネクタ300を介してモジュール電池10と接続される強電ライン320のオン/オフ制御を行う。電圧センサ200は、モジュール電池10の総電圧を検出してCPU110に送信する。電流センサ210は、モジュール電池10の充放電電流を検出してCPU110に送信する。
【0012】
切替回路220は、CPU110からの指令に基づいて、充電回路230と放電回路240との接続を切り替える。CPU110は、充放電目標電圧と電圧センサ200で検出した電圧との差分に基づいて、充電/放電の判断を行う。放電抵抗260は、モジュール電池10を充放電させる際に、充放電電流を制御するための抵抗である。
【0013】
図2および図3は、モジュール電池10の充放電制御の制御手順を示す一実施の形態のフローチャートである。ステップS10から始まる処理は、充電器100のCPU110にて行われる。ステップS10では、メインスイッチ150がオンとなったか否かを判定する。メインスイッチ150からオン信号が送られてくると、メインスイッチ150がオンとなったと判定してステップS20に進み、オンとなっていないと判定するとオンするまでステップS10で待機する。
【0014】
ステップS20では、強電ライン320に接続され、強電(高圧)が印加される強電系回路および強電ライン320に直接接続されずに、弱電(低圧)が印加される弱電系(制御系)回路のシステムチェックを行う。例えば、強電系回路では漏電していないか否か、弱電系回路では図示しないウォッチドックタイマ(WDT)によるCPU110自身の自己診断等を行う。システムチェックを行うとステップS30に進む。ステップS30では、ステップS20で行ったシステムチェックの結果に基づいて、強電系回路および弱電系回路に異常があるか否かを判定する。異常があると判定するとステップS320(図3)に進み、異常が無いと判定するとステップS40に進む。
【0015】
ステップS40では、制御コネクタ310を介して、モジュール電池10の管理を行うCPU20に対して、各セルC1〜C8の電圧値を送信するように要求する。次のステップS50では、モジュール側のCPU20から、各セルC1〜C8の電圧が送信されてきたか否かを判定する。各セル電圧が送信されてきたと判定するとステップS60に進み、送信されていないと判定すると、送信されてくるまで待機する。
【0016】
ステップS60では、受信した各セルC1〜C8の電圧をRAM130に記憶してステップS70に進む。ステップS70では、ステップS50で受信した各セルC1〜C8の電圧を加算することにより、モジュール電池10の総電圧を算出する。なお、この時点では、メインリレー250がオフとなっているので、電圧センサ200を用いてモジュール電池10の総電圧を検出することはできない。モジュール電池10の総電圧を算出するとステップS80に進む。ステップS80では、ステップS70で算出したモジュール電池10の総電圧をRAM130に記憶して、ステップS90に進む。
【0017】
ステップS90では、操作者に対して、モジュール電池10の目標電圧値の入力を促す表示をディスプレイ180に行う。次のステップS100では、操作者により目標電圧値が入力されたか否かを判定する。目標電圧値が入力されたと判定するとステップS110に進み、入力されていないと判定するとステップS90に戻る。ステップS110では、ステップS80でRAM130に記憶したモジュール電池10の総電圧と、ステップS100で入力された目標電圧値との差に基づいて、予め定められた充放電パターンに従った充放電を行うための充電時間または放電時間を演算する。充電時間または放電時間の演算に際し、温度センサ70で検出されたモジュール電池10の温度が考慮される。充電時間または放電時間の演算が行われるとステップS120に進む。
【0018】
ステップS120では、ステップS110の演算結果が充電時間であるのか放電時間であるのか、すなわち、充電を行うのか放電を行うのかを判定する。ステップS70で演算したモジュール電池10の総電圧が目標電圧値よりも大きければ放電を行うと判定し、モジュール電池10の総電圧が目標電圧値以下であれば充電を行うと判定する。ステップS120で充電を行うと判定するとステップS130に進み、放電を行うと判定するとステップS160に進む。
【0019】
ステップS130では、ステップS60でRAM130に記憶した各セル電圧に基づいて、電圧値が最も低いセル(以下、最低セルと呼ぶ)を特定する。最低セルを特定するとステップS140に進む。ステップS140では、ステップS130で特定された最低セルの電圧と、最低セルを除いた他のセルの電圧との差を演算する。最低セルを除く他のセルとの電圧差を各セルごとに演算すると、ステップS150に進む。
【0020】
ステップS150では、ステップS140で演算した電圧差に基づいて、各セルごとに容量調整を行う時間、すなわち、容量調整回路50を用いて放電を行う時間を演算する。ステップS140で演算した電圧差に対する容量調整時間は、ROM140に記憶されており、ステップS140で演算した電圧差が大きいほど容量調整時間が長く、電圧差が小さいほど容量調整時間は短い。各セルごとの容量調整時間を演算すると、ステップS200(図3)に進む。
【0021】
ステップS120で放電を行うと判定されてステップS160に進むと、容量調整回路50をオンさせる時間を演算する。放電時には、放電回路240による放電に加えて、全ての放電抵抗R1〜R8を通電させることにより、放電を促進させる。但し、放電を行う全期間中において全ての容量調整回路50をオンさせると、容量調整自体を行うことができなくなるので、所定の期間のみ全ての容量調整回路50をオンさせる。ステップS160では、ステップS110で演算した放電時間に予め決められた係数を乗ずることにより、この所定の期間を演算する。
【0022】
例えば、放電時間が5時間であり、上述した係数が0.8(80%)とすると、放電開始から4時間は放電回路240および放電抵抗260による放電と全ての容量調整回路50をオンさせることによる放電が行われ、残りの1時間は、放電回路240および放電抵抗260による放電が行われる。また、残りの1時間の間に行われる放電の際には、容量調整回路50を用いて各セルC1〜C8の電圧バラツキを補正するための容量調整が各セルごとに行われる。
【0023】
なお、最終的な充放電の終了は、時間により決まるのではなく、操作者が入力した目標電圧値と電圧センサ200により検出されるモジュール電池10の電圧値とが等しくなった時に終了するので、上述した例では4時間放電が行われた後の残りの放電時間は1時間にはならない場合がある。すなわち、ステップS110で演算した放電時間に対して、所定の時間だけ全ての容量調整回路50をオンさせることにより放電を迅速に行わせるので、予め演算した放電時間よりも早く放電が終了することがある。以下では、全ての容量調整回路50をオンさせている時間を放電助長時間と呼ぶことにする。
【0024】
ステップS160で放電助長時間を演算すると、ステップS170に進む。ステップS170では、ステップS160で演算した放電助長時間の終了時点における全てのセルC1〜C8の電圧を推定するとともに、推定した電圧が最も低いセルを特定(推定)する。放電助長時間終了時点での最低セルを特定すると、ステップS180に進む。ステップS180では、ステップS170で特定した最低セルの電圧と、最低セルを除いた他のセルの推定電圧との差異を演算する。最低セルを除く他のセルとの推定電圧差を各セルごとに演算すると、ステップS190に進む。
【0025】
図3のステップS190では、ステップS180で演算した電圧差に基づいて、各セルごとに容量調整を行う時間、すなわち、容量調整回路50を用いて放電を行う時間を演算する。演算方法は、ステップS150で容量調整時間を演算する方法と同じであるので、詳しい説明は省略する。各セルごとの容量調整時間を演算すると、ステップS200に進む。
【0026】
ステップS200では、ディスプレイ180にモジュール電池10の充放電を開始する旨の表示を行う。次のステップS210では、操作者によりキーボード170からモジュール電池10の充放電開始の指令入力があったか否かを判定する。指令入力があったと判定するとステップS220に進み、指令入力が無いと判定するとステップS200に戻る。
【0027】
ステップS220では、メインリレー250をオンさせて、ステップS230に進む。ステップS230では、ステップS120で行った充電/放電の判定結果に基づいて、切替スイッチ220をオンすることにより、充電回路230または放電回路240のいずれか一方を接続する。充電回路230または放電回路240のいずれか一方を接続すると、ステップS240に進む。ステップS240では、モジュール電池10の充電または放電を開始してからの経過時間を計測するために、タイマ120をリセット後スタートさせる。タイマをスタートさせるとステップS250に進む。
【0028】
ステップS250では、電圧センサ200によりモジュール電池10の総電圧を検出する。検出したモジュール電池10の総電圧は、CPU110に送信される。次のステップS260では、電流センサ210によりモジュール電池10に流れる充放電電流を検出する。電流センサ210で検出した充放電電流が、CPU110に送信されると、ステップS270に進む。ステップS270では、ステップS110で演算した充放電時間と、ステップS240でスタートさせたタイマ120で計測される充放電時間とを比較し、残りの充電時間または放電時間を演算する。残りの充電時間または放電時間を演算するとステップS280に進む。
【0029】
ステップS280では、ステップS110で演算した充放電時間、ステップS150またはステップS190で演算した容量調整時間、および放電時にはステップS160で演算した放電助長時間をモジュール電池10側のCPU20に送信する。次のステップS290では、ステップS110で演算した充放電時間、ステップS270で演算した残りの充放電時間、および、ステップS250,S260でそれぞれ検出したモジュール電池10の総電圧と充放電電流をディスプレイ180に表示する。これにより、操作者は、モジュール電池10の充放電状況をリアルタイムに知ることができる。
【0030】
ステップS300では、操作者によりキーボード170から充放電を強制終了する指令が入力されたか否かを判定する。強制終了指令が入力されたと判定するとステップS310に進み、入力されていないと判定するとステップS330に進む。ステップS330では、本制御プログラムとは別に、所定時間ごとに行われている異常検出プログラムによる割り込み処理により、異常が発生したか否かを判定する。異常が発生したと判定するとステップS310に進み、異常が発生していないと判定するとステップS340に進む。
【0031】
強制終了指令が入力されたか、または異常が発生した場合にステップS310に進むので、ステップS310でメインリレー250をオフにして、ステップS320に進む。ステップS320では、強制終了指令が入力された場合にはその旨を、ステップS30またはステップS330で異常が発生した場合には、異常の内容をディスプレイ180に表示して、本制御を終了する。
【0032】
ステップS340では、電圧センサ200で検出したモジュール電池10の総電圧が、ステップS100で入力された目標電圧値に到達したか否かを判定する。実際のモジュール電池10の総電圧が目標電圧値に到達したと判定するとステップS350に進み、到達していないと判定するとステップS250に戻る。ステップS350では、モジュール電池10の充電または放電が終了した旨をディスプレイ180に表示して、本制御を終了する。
【0033】
図4は、モジュール電池10の管理を行うCPU20にて行われる制御手順を示す一実施の形態のフローチャートである。ステップS500では、充電器100側のCPU110から各セルC1〜C8の電圧値の送信要求(図2のフローチャートのステップS40)があったか否かを判定する。セル電圧の送信要求があったと判定するとステップS510に進み、送信要求はないと判定すると電圧送信要求信号を受信するまでステップS500で待機する。
【0034】
ステップS510では、セル電圧検出回路60により、各セルC1〜C8の電圧を検出して、ステップS520に進む。ステップS520では、ステップS510で検出したセル電圧を充電器側CPU110に送信する。次のステップS530では、充電器側CPU110が、図2に示すフローチャートのステップS280で送信した充放電時間や容量調整時間等のデータを受信したか否かを判定する。充放電時間等のデータを受信したと判定するとステップS540に進み、受信していないと判定すると、受信するまで待機する。
【0035】
ステップS540では、各セルごとに容量調整を行う。例えば、モジュール電池10の充電時には、ステップS530で受信した各セルごとの容量調整時間に基づいて、容量調整回路50を作動、すなわち、容量調整抵抗R1〜R8を用いて、各セルごとに容量調整を行う。また、モジュール電池10の放電時には、放電助長時間中は、全ての容量調整回路50をオンさせて放電を促進させ、放電助長時間経過後は、ステップS530で受信した容量調整時間に基づいて、各セルごとに容量調整回路50を用いて容量調整を行う。
【0036】
本発明による充電制御装置によれば、充電時には、モジュール電池10の総電圧と操作者により入力された目標電圧値との差異に基づいて、充電回路230を用いた充電時間を演算するとともに(ステップS110)、充電時間演算時(メインスイッチオン時)に電圧値が最も低いセルと他のセルとの電圧差に基づいて、各セルごとに容量調整時間を演算する(ステップS150)。一方、放電時には、モジュール電池10の総電圧と目標電圧値との差異に基づいて、放電回路240を用いた放電時間を演算するとともに(ステップS110)、全ての容量調整回路50をオンさせる放電助長時間を演算する(ステップS160)。また、放電助長時間経過後の電圧が最も低いセルを推定し、この最低セルと他のセルとの推定電圧差に基づいて容量調整時間を演算する(ステップS190)。
【0037】
すなわち、充電時には容量調整以外の目的で容量調整回路50を作動させることはないので、メインスイッチオン時の最低セルと他のセルの電圧差に基づいて容量調整時間を決定することができる。しかし、放電時には放電助長時間中は全ての容量調整回路50を作動させるので、放電助長時間経過後の最低セルと他のセルの電圧差は、メインスイッチオン時の最低セルと他のセルの電圧差とは異なる可能性が高い。従って、放電時には、放電助長時間経過後の各セルC1〜C8の電圧を推定して(ステップS170)、放電助長時間経過後の最低セルと他のセルの推定電圧差に基づいて容量調整時間を決定している。すなわち、放電時には、放電開始時に電圧が最も低いセルの電圧より所定電圧低い電圧を容量調整目標値として容量調整を行っていることになる。
【0038】
上述した充放電制御により、モジュール電池10の充電中または放電中における各セルC1〜C8間の電圧差が生ずるのを抑制することができる。また、放電時には、所定の時間(放電助長時間)だけ全ての容量調整回路50を作動させるので、放電回路240だけを用いて放電させる場合に比べて放電時間を短縮することができる。
【0039】
本発明は、上述した一実施の形態に限定されることはない。例えば、上述した一実施の形態では、複数のモジュール電池から構成され、モジュール電池10ごとに充放電が管理される組電池において、モジュール電池10を1つの単位として充電または放電する場合について説明したが、組電池全体として充電または放電する場合にも適用することができる。また、モジュール電池10を充放電する際の目標電圧値は操作者がキーボード170から入力したが、他のモジュール電池の総電圧の平均値を目標値としてもよい。すなわち、充放電を行う目標電圧値の設定方法に本発明が限定されることはない。
【0040】
さらに、図2に示すフローチャートのステップS90では、操作者に目標電圧値の入力を促す表示をしたが、モジュール電池10の目標充電率(SOC)の入力を促す表示をしてもよい。この場合、充電器側CPU110は、入力された目標充電率に基づいて目標電圧値を算出する。
【0041】
特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、セルC1〜C8が単位電池を、セル電圧検出回路60が電圧検出装置を、セル電圧検出回路60およびCPU20が総電圧検出装置を、容量調整抵抗R1〜R8が容量調整抵抗を、CPU110が充放電判定装置、放電促進期間算出装置および電圧推定装置を、CPU20およびCPU110が容量調整抵抗制御装置をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による充放電制御装置を用いて組電池の充放電を行うシステムの一実施の形態の構成を示す図
【図2】充電器側CPUにて行われる制御手順を示す一実施の形態のフローチャート
【図3】図2に示すフローチャートに続く制御手順を示す一実施の形態のフローチャート
【図4】モジュール電池側CPUにて行われる制御手順を示す一実施の形態のフローチャート
【符号の説明】
10…モジュール電池、20…モジュール電池側CPU、30…ROM、40…RAM、50…容量調整回路、60…セル電圧検出回路、70…温度センサ、100…充電器、110…充電器側CPU、120…タイマ、130…RAM、140…ROM、150…メインスイッチ、160…ブザー、170…キーボード、180…ディスプレイ、200…電圧センサ、210…電流センサ、220…切替回路、230…充電回路、240…放電回路、250…メインリレー、260…放電抵抗、300…強電コネクタ、310…制御コネクタ、320…強電ライン、C1〜C8…セル、R1〜R8…容量調整抵抗[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a charge / discharge control device for controlling charge / discharge of an assembled battery configured by connecting a plurality of module batteries each composed of a plurality of unit cells.
[0002]
[Prior art]
When an abnormal module battery is replaced with a new module battery in an assembled battery composed of multiple module batteries, the average voltage of the module battery corresponding to the average value of the remaining normal module battery capacity is calculated. Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-149944 discloses a charger / discharger that charges or discharges a module battery so that the voltage of a new module battery to be replaced becomes the average voltage.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional charge / discharge control, the capacity of the new module battery to be replaced is charged / discharged so as to be the average value of the capacity of the module battery not to be replaced. Even when the variation occurs, the variation in the cell-to-cell voltage is not corrected.
[0004]
An object of the present invention is to provide a charge / discharge control device that performs capacity adjustment that suppresses variations in voltage between cells when charging / discharging a module battery or an assembled battery configured by connecting a plurality of unit batteries. is there.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
(1) According to the first aspect of the present invention, in the charge / discharge control device for controlling charge / discharge of the assembled battery configured by connecting a plurality of unit batteries, the voltage is lowest at the start of charging while the assembled battery is charged. While adjusting the capacity to suppress the capacity variation between multiple unit batteries using the unit battery voltage as the capacity adjustment target value, and discharging the battery pack, the voltage that is lower than the voltage of the lowest unit battery by the predetermined voltage at the start of discharge It is characterized in that discharge is promoted while adjusting the capacity with the target value of capacity adjustment.
(2) The invention of claim 2 is a charge / discharge control device for controlling charge / discharge of an assembled battery configured by connecting a plurality of unit cells, a voltage detection device for detecting voltages of the plurality of unit cells, and a plurality Provided for each unit battery, a capacity adjustment resistor for performing capacity adjustment for suppressing capacity variation among the plurality of unit batteries, a total voltage detection device for detecting the total voltage of the assembled battery, and a total voltage detection device Based on the detected total voltage of the assembled battery and the target voltage, it is determined that the assembled battery is charged by the charging / discharging determining device that determines whether to charge or discharge the assembled battery, and the charging / discharging determining device. When the charging is started, it is determined that the capacity adjustment resistor is controlled with the lowest voltage among the voltages detected by the voltage detection device as the capacity adjustment target value, and the assembled battery is discharged by the charge / discharge determination device. Sometimes Characterized in that it comprises a voltage detection device by the capacity adjusting resistor control device for controlling the capacity adjusting resistor a predetermined voltage lower voltage than the lowest voltage among the detected voltage as a capacity adjustment target value at the start.
(3) The invention according to
(4) The charging / discharging control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the charging / discharging control device according to claim 4 controls charging / discharging of a module battery configured by connecting a plurality of unit batteries instead of the assembled battery. It is characterized by that.
[0006]
【The invention's effect】
According to the first to fourth aspects of the present invention, while charging the assembled battery, the voltage of the unit battery having the lowest voltage at the start of charging is set as the capacity adjustment target value, and while discharging the assembled battery, the voltage is at the start of discharging. Discharge is promoted while adjusting the capacity with a voltage that is lower than the lowest unit battery voltage as the capacity adjustment target value, eliminating the variation in capacity between cells after charging or after discharging, and shortening the discharge time during discharging. be able to.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of a system for charging / discharging a battery pack using a charge / discharge control apparatus according to the present invention. Although the assembled battery is configured by connecting a plurality of module batteries in series, only one
[0008]
The
[0009]
A timer 120,
[0010]
The
[0011]
The
[0012]
The switching circuit 220 switches the connection between the
[0013]
2 and 3 are flowcharts of an embodiment showing a control procedure of charge / discharge control of the
[0014]
In step S20, a system of a high-power circuit that is connected to the high-
[0015]
In step S40, the
[0016]
In step S60, the received voltages of the cells C1 to C8 are stored in the
[0017]
In step S90, a display for prompting the operator to input the target voltage value of the
[0018]
In step S120, it is determined whether the calculation result in step S110 is a charging time or a discharging time, that is, whether charging is performed or discharging is performed. If the total voltage of the
[0019]
In step S130, the cell having the lowest voltage value (hereinafter referred to as the lowest cell) is specified based on each cell voltage stored in
[0020]
In step S150, based on the voltage difference calculated in step S140, the time for capacity adjustment for each cell, that is, the time for discharging using the
[0021]
When it is determined in step S120 that discharging is to be performed and the process proceeds to step S160, a time for turning on the
[0022]
For example, if the discharge time is 5 hours and the above-mentioned coefficient is 0.8 (80%), the discharge by discharging the discharge circuit 240 and the discharge resistor 260 and turning on all the
[0023]
Note that the end of the final charge / discharge is not determined by time, but ends when the target voltage value input by the operator and the voltage value of the
[0024]
When the discharge assisting time is calculated in step S160, the process proceeds to step S170. In step S170, the voltages of all the cells C1 to C8 at the end of the discharge assisting time calculated in step S160 are estimated, and the cell having the lowest estimated voltage is specified (estimated). When the lowest cell at the end of the discharge assistant long time is specified, the process proceeds to step S180. In step S180, the difference between the voltage of the lowest cell specified in step S170 and the estimated voltage of other cells excluding the lowest cell is calculated. When the estimated voltage difference with other cells excluding the lowest cell is calculated for each cell, the process proceeds to step S190.
[0025]
In step S190 of FIG. 3, based on the voltage difference calculated in step S180, a time for performing capacity adjustment for each cell, that is, a time for performing discharge using the
[0026]
In step S200, the display 180 displays that the charging / discharging of the
[0027]
In step S220, the
[0028]
In step S250, the
[0029]
In step S280, the charge / discharge time calculated in step S110, the capacity adjustment time calculated in step S150 or S190, and the discharge assisting time calculated in step S160 at the time of discharging are transmitted to the
[0030]
In step S300, it is determined whether a command for forcibly terminating charging / discharging is input from the keyboard 170 by the operator. If it is determined that the forced termination command has been input, the process proceeds to step S310, and if it is determined that it has not been input, the process proceeds to step S330. In step S330, whether or not an abnormality has occurred is determined by an interrupt process performed by the abnormality detection program performed every predetermined time separately from the control program. If it is determined that an abnormality has occurred, the process proceeds to step S310, and if it is determined that no abnormality has occurred, the process proceeds to step S340.
[0031]
If a forced termination command has been input or an abnormality has occurred, the process proceeds to step S310, so the
[0032]
In step S340, it is determined whether or not the total voltage of the
[0033]
FIG. 4 is a flowchart of an embodiment showing a control procedure performed by the
[0034]
In step S510, the cell voltage detection circuit 60 detects the voltages of the cells C1 to C8, and the process proceeds to step S520. In step S520, the cell voltage detected in step S510 is transmitted to the
[0035]
In step S540, capacity adjustment is performed for each cell. For example, when the
[0036]
According to the charging control apparatus of the present invention, during charging, the charging time using the
[0037]
That is, since the
[0038]
By the charge / discharge control described above, it is possible to suppress the voltage difference between the cells C1 to C8 during charging or discharging of the
[0039]
The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, in the above-described embodiment, the case where the
[0040]
Further, in step S90 of the flowchart shown in FIG. 2, a display prompting the operator to input the target voltage value is displayed, but a display prompting the operator to input the target charge rate (SOC) of the
[0041]
The correspondence between the constituent elements of the claims and the constituent elements of the embodiment is as follows. That is, the cells C1 to C8 are unit batteries, the cell voltage detection circuit 60 is a voltage detection device, the cell voltage detection circuit 60 and the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of a system for charging / discharging an assembled battery using a charge / discharge control device according to the present invention. FIG. 2 is an implementation showing a control procedure performed by a charger side CPU. FIG. 3 is a flowchart of an embodiment showing a control procedure following the flowchart shown in FIG. 2. FIG. 4 is a flowchart of an embodiment showing a control procedure performed by the module battery side CPU. Explanation】
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記組電池を充電する間は、充電開始時に電圧が最も低い単位電池の電圧を容量調整目標値として前記複数の単位電池間の容量バラツキを抑制する容量調整を行い、前記組電池を放電する間は、放電開始時に電圧が最も低い単位電池の電圧より所定電圧低い電圧を容量調整目標値として前記容量調整を行いながら前記放電を促進させることを特徴とする充放電制御装置。While charging the assembled battery, while adjusting the capacity to suppress the capacity variation among the plurality of unit batteries with the voltage of the unit battery having the lowest voltage at the start of charging as the capacity adjustment target value, and while discharging the assembled battery Is a charge / discharge control device that promotes the discharge while performing the capacity adjustment using a voltage that is a predetermined voltage lower than the voltage of the unit battery having the lowest voltage at the start of discharge as a capacity adjustment target value.
前記複数の単位電池の電圧を検出する電圧検出装置と、A voltage detection device for detecting voltages of the plurality of unit cells;
前記複数の単位電池ごとに設けられて、前記複数の単位電池間の容量バラツキを抑制する容量調整を行うための容量調整抵抗と、A capacity adjustment resistor provided for each of the plurality of unit cells, for performing capacity adjustment for suppressing capacity variation between the plurality of unit cells;
前記組電池の総電圧を検出する総電圧検出装置と、A total voltage detecting device for detecting a total voltage of the assembled battery;
前記総電圧検出装置により検出された前記組電池の総電圧と目標電圧とに基づいて、前記組電池の充電を行うか放電を行うかを判定する充放電判定装置と、A charge / discharge determination device that determines whether to charge or discharge the assembled battery based on the total voltage and target voltage of the assembled battery detected by the total voltage detection device;
前記充放電判定装置により前記組電池の充電を行うと判定されたときに、前記充電開始時に前記電圧検出装置により検出された電圧の中で最も低い電圧を容量調整目標値として前記容量調整抵抗を制御するとともに、前記充放電判定装置により前記組電池の放電を行うと判定されたときに、前記放電開始時に前記電圧検出装置により検出された電圧の中で最も低い電圧より所定電圧低い電圧を容量調整目標値として前記容量調整抵抗を制御する容量調整抵抗制御装置とを備えることを特徴とする充放電制御装置。When it is determined by the charge / discharge determination device that the assembled battery is to be charged, the capacity adjustment resistor is set with the lowest voltage among the voltages detected by the voltage detection device at the start of the charge as a capacity adjustment target value. When the charge / discharge determination device determines that the assembled battery is to be discharged, a voltage lower than the lowest voltage among the voltages detected by the voltage detection device at the start of the discharge is stored. A charge / discharge control apparatus comprising: a capacity adjustment resistance control apparatus that controls the capacity adjustment resistance as an adjustment target value.
前記組電池の放電時に全ての前記容量調整抵抗を用いて前記放電を促進させる期間を算出する放電促進期間算出装置と、A discharge promotion period calculation device that calculates a period of promoting the discharge using all the capacity adjustment resistors when discharging the assembled battery;
前記放電促進期間算出装置により算出される期間経過後における前記複数の単位電池の電圧を推定する電圧推定装置とをさらに備え、A voltage estimation device for estimating a voltage of the plurality of unit batteries after the period calculated by the discharge promotion period calculation device,
前記容量調整抵抗制御装置は、前記充放電判定装置により前記組電池の放電を行うと判定されたときに、前記放電促進期間算出装置により算出される期間中に全ての前記容量調整抵抗を用いて前記放電を促進させた後、前記電圧推定装置により推定される電圧のうち最も低い電圧を容量調整目標値として前記容量調整抵抗を制御することを特徴とする充放電制御装置。The capacity adjustment resistance control device uses all the capacity adjustment resistors during the period calculated by the discharge promotion period calculation device when it is determined by the charge / discharge determination device to discharge the assembled battery. The charge / discharge control apparatus controls the capacity adjustment resistor using the lowest voltage estimated by the voltage estimation apparatus as a capacity adjustment target value after promoting the discharge.
前記組電池の代わりに、複数の単位電池が接続されて構成されるモジュール電池の充放電を制御することを特徴とする充放電制御装置。A charging / discharging control device that controls charging / discharging of a module battery configured by connecting a plurality of unit batteries instead of the assembled battery.
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