JP4151662B2 - Control method and control device for charge voltage equalization circuit of battery pack - Google Patents

Control method and control device for charge voltage equalization circuit of battery pack Download PDF

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Description

本発明は、組電池の充電電圧均等化回路の制御方法及び制御装置に関する。   The present invention relates to a control method and a control device for a charge voltage equalization circuit of an assembled battery.

近来、ハイブリッド自動車や電気自動車に使用される二次電池として、リチウム電池がエネルギー密度が高く小型軽量化が可能で、さらに発熱が少ないということから注目されている。しかし、ハイブリッド自動車や電気自動車では走行用のモータを電力で駆動する必要があるため電池を高電圧(300V程度)としなければならず、低い電圧のセル単体を多数直列接続して組電池として高電圧を作り出している。
電池の寿命向上と取り出す電力の効率的な使用のためには電池の充電電圧を一定の範囲内に維持することが必要である。特に、有機系の電解液を用いているリチウム電池で組電池を構成した場合は、水溶性の電解液を用いているニッカド電池やニッケル水素電池などのように密閉化現象により単位セル間の充電電圧が均等化される均等化作用がないため、単に多数のセルが直列接続された組電池両端の充電電圧を制御しても、個々のセル単体の充電電圧はその特性のバラツキや周囲温度の違いから等しい値に収束せずにばらついてしまい過充電や過放電のセルがでてくる。そのため、リチウム電池で組電池を構成する場合には、組電池の充電電圧を制御するとともに、セル単体の充電電圧も同時に制御する方法がとられている。
Recently, as a secondary battery used in a hybrid vehicle or an electric vehicle, a lithium battery has attracted attention because it has a high energy density, can be reduced in size and weight, and has less heat generation. However, in a hybrid vehicle or an electric vehicle, it is necessary to drive a driving motor with electric power, so the battery must be set to a high voltage (about 300V). Creating voltage.
In order to improve the battery life and efficiently use the extracted power, it is necessary to maintain the charging voltage of the battery within a certain range. In particular, when an assembled battery is composed of a lithium battery using an organic electrolyte, charging between unit cells due to a sealing phenomenon such as a nickel cadmium battery or a nickel metal hydride battery using a water-soluble electrolyte. Since there is no equalization effect that equalizes the voltage, even if the charge voltage at both ends of the assembled battery in which a large number of cells are connected in series is controlled, the charge voltage of each individual cell will vary depending on its characteristics and ambient temperature. Due to the difference, it does not converge to the same value, but varies and overcharged and overdischarged cells appear. For this reason, when an assembled battery is constituted by a lithium battery, a method of controlling the charging voltage of the assembled battery and simultaneously controlling the charging voltage of a single cell is employed.

例えば、特許文献1では、複数のセルを直列接続してブロックを構成し、さらに複数のブロックを接続して1組の組電池モジュールを構成している。そして、ブロックごとにセル単体の充電電圧の均等化を行うとともに、ブロックに対しても各ブロックの電圧が等しくなるように均等化を行っている。
均等化の方法として、図8に示すように電圧の高いセルを放電させることで電圧の低いセルの電圧に揃える方法がとられている。図8は、1ブロック内のセル単体の均等化の例で7個のセルのばらついている充電電圧が一番低い充電電圧のセルに均等化されていることがわかる。なお、各セルグループの均等化も一番低い電圧のブロックに均等化することは、セル単体の均等化の場合と同様である。
ここで、特許文献1に開示されている発明では、セル電圧を均等化するためのセル放電電流をブロックを均等化させるためのブロック放電電流より大きくすることを特徴としている。セル放電電流をブロック放電電流より大きくすることでセル電圧はブロック電圧より早く所定の電圧に調整され、効率的であり、セルの不必要な放電を抑えることができるためである。
特願2004−225827号公報
For example, in Patent Document 1, a plurality of cells are connected in series to constitute a block, and a plurality of blocks are further connected to constitute a set of assembled battery modules. Then, the charge voltage of the single cell is equalized for each block, and the voltage of each block is also equalized for the block.
As a method of equalization, as shown in FIG. 8, a method is adopted in which cells having a high voltage are discharged so as to align with the voltages of the cells having a low voltage. FIG. 8 shows an example of equalization of a single cell in one block, and it can be seen that the charge voltage of 7 cells varies is equalized to the cell having the lowest charge voltage. It is to be noted that the equalization of each cell group is equalized to the lowest voltage block as in the case of equalization of a single cell.
Here, the invention disclosed in Patent Document 1 is characterized in that the cell discharge current for equalizing the cell voltage is made larger than the block discharge current for equalizing the blocks. This is because by making the cell discharge current larger than the block discharge current, the cell voltage is adjusted to a predetermined voltage earlier than the block voltage, which is efficient and can suppress unnecessary discharge of the cell.
Japanese Patent Application No. 2004-225827

しかしながら、上記従来例の場合は、セル均等化放電回路が異常を起こして(接触不良、断線、オン固着など)ブロック内の特定のセルの電圧が低下した場合、ブロック内のセルの均等化は充電電圧が一番低い電圧のセルに揃えるようにその他のセルを放電させる構成となっているので、図9に示すようにブロック内の全部のセルが放電を続け、ひいてはブロックの電圧も低下することとなる。さらに、各ブロックに対しても均等化を行っているので、電圧が低下する異常ブロックの電圧に揃えるように放電を繰り返し、組電池モジュールの電圧が収束せず異常に低下し続けることとなる。
さらに各ブロックにおける均等化では、異常セルを含んだブロックに合わせブロック均等化を行うが、図6(b)に示すように放電では正常ブロックと異常ブロックの電圧差は徐々に広がり、最終的にはSOCの制御範囲の上下限に至り、電池への充電・放電ができない状態に至る。
However, in the case of the above conventional example, if the cell equalization discharge circuit has an abnormality (contact failure, disconnection, ON fixation, etc.) and the voltage of a specific cell in the block decreases, the cell equalization in the block is Since the other cells are discharged so as to be aligned with the cell having the lowest charging voltage, all the cells in the block continue to be discharged as shown in FIG. 9, and the block voltage is also lowered. It will be. Furthermore, since the equalization is performed for each block, the discharge is repeated so as to match the voltage of the abnormal block where the voltage decreases, and the voltage of the assembled battery module does not converge and continues to decrease abnormally.
Further, in the equalization in each block, the block equalization is performed according to the block including the abnormal cell. However, as shown in FIG. 6B, the voltage difference between the normal block and the abnormal block gradually widens as shown in FIG. Reaches the upper and lower limits of the SOC control range, and the battery cannot be charged / discharged.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、セル均等化放電回路の接触不良、断線、固着、その他の異常が原因でブロック内のセル電圧が過剰に低下するような場合にも、ブロック間の電圧のバラツキを抑え、正常な均等化動作に近づけ、組電池としての性能を維持する組電池の均等化充放電回路の制御方法及び制御装置を提供することをその目的としている。   The present invention has been made to solve the above problems, and in the case where the cell voltage in the block is excessively decreased due to poor contact, disconnection, sticking, or other abnormality of the cell equalization discharge circuit. Another object of the present invention is to provide a control method and a control device for an equalized charge / discharge circuit of an assembled battery that suppresses voltage variation between blocks, approximates normal equalization operation, and maintains the performance of the assembled battery. .

上記目的を達成するために請求項の発明は、充放電可能なセルを複数個直列接続してブロックとし、該ブロックを複数個直列接続して組電池を構成し、各該ブロックごとに該セル単位で充電電圧をそろえるために放電するセル均等化回路を有し、該ブロック単位で充電電圧をそろえるために放電するブロック均等化回路を有する組電池の充電電圧均等化回路の制御方法において、前記各ブロックの充電電圧のばらつきが所定値以内であるときは、前記セル均等化回路の放電電流を前記ブロック均等化回路の放電電流より大きく設定し、該充電電圧のばらつきが所定値以上であるときは、前記セル均等化回路の放電電流を前記ブロック均等化回路の放電電流以下に設定することを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the invention of claim 1 is configured such that a plurality of chargeable / dischargeable cells are connected in series to form a block, and a plurality of the blocks are connected in series to form an assembled battery. In a control method of a charge voltage equalization circuit for a battery pack having a cell equalization circuit that discharges to align the charge voltage in cell units, and a block equalization circuit that discharges to equalize the charge voltage in block units, When the variation in charge voltage of each block is within a predetermined value, the discharge current of the cell equalization circuit is set larger than the discharge current of the block equalization circuit, and the variation in the charge voltage is equal to or greater than a predetermined value In this case, the discharge current of the cell equalization circuit is set to be equal to or lower than the discharge current of the block equalization circuit.

請求項の組電池の均等化充放電回路の制御方法によれば、各ブロックの充電電圧を比較し、充電電圧のばらつきが一定の範囲内にあるときは、全てのセルは正常な状態にあると判断されるのでセル均等化放電電流をブロック均等化放電電流より大きく設定することで、セル電圧の均等化がブロック間の均等化より早く行われ先に終了するので、ブロック均等化電流によるセルの不要な電圧低下を防止することができる。
さらに、監視している各ブロックの充電電圧のばらつきが一定の範囲以上となったときは、電圧低下の著しいブロックのセル均等化放電回路に異常があると判断されるので、セル均等化放電回路の放電電流をブロック均等化放電回路の放電電流以下に設定することで異常な状態にあるセル均等化放電回路を持つブロックの過剰な放電を防止し、ひいては組電池全体の充電電圧の異常な低下を抑え、組電池としての正常動作を可能としたものである。
According to the control method of the equalized charging / discharging circuit of the assembled battery according to claim 1 , the charging voltage of each block is compared, and when the variation in the charging voltage is within a certain range, all the cells are in a normal state. Since it is determined that the cell equalization discharge current is set to be larger than the block equalization discharge current, the cell voltage equalization is performed earlier than the equalization between the blocks and ends earlier. An unnecessary voltage drop of the cell can be prevented.
Furthermore, when the variation in the charging voltage of each block being monitored exceeds a certain range, it is determined that there is an abnormality in the cell equalizing discharge circuit of the block where the voltage drop is significant, so the cell equalizing discharge circuit Is set to be equal to or less than the discharge current of the block equalization discharge circuit to prevent excessive discharge of the block having the cell equalization discharge circuit in an abnormal state, and thus abnormal decrease in the charge voltage of the entire assembled battery This makes it possible to operate normally as an assembled battery.

請求項3の発明は、充放電可能なセルを複数個直列接続してブロックとし、該ブロックを複数個直列接続して組電池を構成し、各該ブロックごとに該セル単位で充電電圧をそろえるために放電するセル均等化回路を有し、該ブロック単位で充電電圧をそろえるために放電するブロック均等化回路を有する組電池の充電電圧均等化回路の制御装置において、前記各ブロックの充電電圧のばらつきが所定値以内であるときは、前記セル均等化回路の放電電流を前記ブロック均等化回路の放電電流より大きく設定し、該充電電圧のばらつきが所定値以上であるときは、前記セル均等化回路の放電電流を前記ブロック均等化回路の放電電流以下に設定する放電電流切替え手段を備えたことを特徴とする。   According to the invention of claim 3, a plurality of chargeable / dischargeable cells are connected in series to form a block, and a plurality of the blocks are connected in series to form an assembled battery, and the charging voltage is arranged in units of each block. In a control apparatus for a charge voltage equalization circuit for an assembled battery having a cell equalization circuit for discharging the battery and having a block equalization circuit for discharging to equalize the charge voltage in units of blocks, the charge voltage of each block When the variation is within a predetermined value, the discharge current of the cell equalization circuit is set larger than the discharge current of the block equalization circuit, and when the variation in the charging voltage is equal to or greater than the predetermined value, the cell equalization Discharge current switching means for setting the discharge current of the circuit to be equal to or lower than the discharge current of the block equalizing circuit is provided.

請求項3の組電池の均等化充放電回路の制御装置は、各ブロックの充電電圧のばらつきの程度によってセル均等化放電回路の異常を検知してセル均等化放電回路とブロック均等化回路の放電電流の大小関係を切替え制御するスイッチ等の手段を設けたので、正常時には、セル電圧の均等化を優先してセルの不要な放電を抑制し効率的に運用し、セル均等化回路に異常が発生した場合は、スイッチにより放電電流の大小関係を切り替えて該当するブロックの異常な電圧低下を防止し、組電池として正常動作を可能とすることができる構成となっている。   The control device for the equalized charge / discharge circuit of the assembled battery according to claim 3 detects an abnormality of the cell equalization discharge circuit according to the degree of variation in the charge voltage of each block, and discharges the cell equalization discharge circuit and the block equalization circuit. Since a switch or other means is provided to control the switching of the magnitude of the current, when normal, priority is given to cell voltage equalization to suppress unnecessary discharge of cells and to operate efficiently, and there is an abnormality in the cell equalization circuit. In the case of occurrence, the switch is configured to change the magnitude relationship of the discharge current to prevent an abnormal voltage drop of the corresponding block and to enable normal operation as an assembled battery.

請求項2の発明は、請求項1に記載の組電池の充電電圧均等化回路の制御方法において、前記セルは、リチウム電池であることを特徴とする。また、請求項4の発明は、請求項3に記載の組電池の充電電圧均等化回路の制御装置において、前記セルは、リチウム電池であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the method for controlling a charge voltage equalizing circuit for an assembled battery according to the first aspect, the cell is a lithium battery. The invention of claim 4 is the control device of the charging voltage equalizing circuit of the assembled battery according to claim 3, wherein the cell is characterized by a lithium battery.

リチウム電池は、前述したようにハイブリッド自動車や電気自動車用として注目されているが、一定の充電電圧の範囲内で使用しないと充分に能力を発揮できず、場合によってはセルの故障の原因ともなる。
本発明によれば、リチウム電池の充電電圧を正確にコントロールして電池の効率的な運用と長寿命化を図ることができる。
As described above, lithium batteries are attracting attention for use in hybrid vehicles and electric vehicles. However, if they are not used within a certain charging voltage range, the lithium batteries cannot fully function, and in some cases may cause cell failure. .
According to the present invention, it is possible to accurately control the charging voltage of a lithium battery to achieve efficient operation and long life of the battery.

以上説明したように本発明の組電池の充電電圧均等化回路の制御方法及び制御装置によれば、組電池のセルの充電電圧を所定の範囲内に制御して組電池を効率的に運用するとともに、万一、セル均等化回路の異常によりセルが放電をつづける場合でも組電池の電圧が異常に低下することを防止し、正常な均等化動作にちかづけ、異常時でも組電池として正常動作を継続することができる。   As described above, according to the control method and the control device for the charge voltage equalization circuit of the assembled battery of the present invention, the charge voltage of the battery of the assembled battery is controlled within a predetermined range to efficiently operate the assembled battery. At the same time, even if the cell continues to discharge due to an abnormality in the cell equalization circuit, the battery voltage is prevented from dropping abnormally, and the normal operation is performed even when there is an abnormality. Can continue.

以下に、本発明による組電池の充電電圧均等化回路の制御方法及び制御装置の実施形態についてハイブリッド自動車の組電池の充電電圧均等化回路を引用した実施例1及び実施例2に基づいて説明する。
(実施例1)
図1は、本発明の組電池の均等化充放電回路の制御方法が適用される装置の概略の構成を示す一例であって、1は充電電圧均等化回路、2はセル均等化回路、3はブロック均等化回路である。ブロック均等化回路3にはブロック均等化回路制御部4が接続されている。5はインバータ、6は電動発電機、10は組電池である。
組電池10はブロック1、ブロック2、…、ブロックnを直列接続して構成されている。
各ブロックは、セル単体を複数個直列接続したものである。また、組電池10の正極端子A及び負極端子A´は、インバータ5を介して電動発電機6に接続されている。
セル均等化回路2は、セル均等化回路(1)、セル均等化回路(2)、…、セル均等化回路(n)からなり、ブロック均等化回路3は、ブロック均等化回路(1)、ブロック均等化回路(2)、…、ブロック均等化回路(n)から構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a control method and a control device for an assembled battery charge voltage equalization circuit according to the present invention will be described below based on Example 1 and Example 2 that refer to an assembled battery charge voltage equalization circuit of a hybrid vehicle. .
(Example 1)
FIG. 1 shows an example of a schematic configuration of an apparatus to which a method for controlling an equalization charge / discharge circuit of a battery pack according to the present invention is applied. 1 is a charge voltage equalization circuit, 2 is a cell equalization circuit, 3 Is a block equalization circuit. A block equalization circuit control unit 4 is connected to the block equalization circuit 3. Reference numeral 5 is an inverter, 6 is a motor generator, and 10 is an assembled battery.
The assembled battery 10 is configured by connecting block 1, block 2,..., Block n in series.
Each block has a plurality of single cells connected in series. In addition, the positive electrode terminal A and the negative electrode terminal A ′ of the assembled battery 10 are connected to the motor generator 6 via the inverter 5.
The cell equalization circuit 2 includes a cell equalization circuit (1), a cell equalization circuit (2),..., A cell equalization circuit (n), and the block equalization circuit 3 includes a block equalization circuit (1), The block equalizing circuit (2),..., Is composed of a block equalizing circuit (n).

この構成において、セル均等化回路(1)〜セル均等化回路(n)は、それぞれ対応するブロック1〜ブロックnに接続されており、各ブロックにおいてセル単位の充電電圧を揃えるように高い電圧のセルを放電させて均等化する回路である。
また、ブロック均等化回路(1)〜ブロック均等化回路(n)は、それぞれ対応するブロック1〜ブロックnに接続されており、ブロック1〜ブロックnの電圧をそれぞれ検出し、ブロック均等化回路制御部4の指令に基づいてブロック1〜ブロックnの電圧を揃えるように高い電圧のブロックを放電させて均等化する回路である。
In this configuration, the cell equalization circuit (1) to the cell equalization circuit (n) are connected to the corresponding block 1 to block n, respectively, and a high voltage is set so that the charging voltage for each cell is made uniform in each block. It is a circuit that discharges and equalizes cells.
The block equalization circuit (1) to the block equalization circuit (n) are connected to the corresponding blocks 1 to n, respectively, detect the voltages of the blocks 1 to n, and control the block equalization circuit. This is a circuit that discharges and equalizes high voltage blocks so that the voltages of the blocks 1 to n are made uniform based on the command of the unit 4.

次に、セル均等化回路2の具体的構成について述べる。セル均等化回路(1)〜セル均等化回路(n)は、すべて同じ構成であるのでセル均等化回路(2)について説明する。
図2は、組電池1を構成しているブロック2に接続されたセル均等化回路(2)を示している。
セル均等化回路(2)は、ブロック電圧分圧回路20と、比較回路21〜23と、論理回路24、25と、トランジスタ21〜24と、抵抗R21〜24と、セル放電禁止回路26とから構成されている。
なお、本実施例では、セル均等化回路(2)が接続されるブロック2は4個の単位セル(C21〜C24)が直列接続されたものである。
Next, a specific configuration of the cell equalization circuit 2 will be described. Since the cell equalization circuit (1) to the cell equalization circuit (n) all have the same configuration, the cell equalization circuit (2) will be described.
FIG. 2 shows the cell equalization circuit (2) connected to the block 2 constituting the assembled battery 1.
The cell equalization circuit (2) includes a block voltage dividing circuit 20, comparison circuits 21 to 23, logic circuits 24 and 25, transistors 21 to 24, resistors R21 to 24, and a cell discharge inhibition circuit 26. It is configured.
In this embodiment, the block 2 to which the cell equalization circuit (2) is connected is a unit in which four unit cells (C21 to C24) are connected in series.

ブロック電圧分圧回路20は、同じ抵抗値の抵抗20a〜20dを直列接続して構成され、抵抗20aの一端はブロック2の正極端子に、抵抗20dの一端は負極端子に接続されている。この構成でブロック2の電圧をセルの数に応じて均等に分圧して比較回路21〜23にブロック2の平均セル電圧として出力する。   The block voltage dividing circuit 20 is configured by connecting resistors 20a to 20d having the same resistance value in series. One end of the resistor 20a is connected to the positive terminal of the block 2 and one end of the resistor 20d is connected to the negative terminal. With this configuration, the voltage of the block 2 is equally divided according to the number of cells, and is output as an average cell voltage of the block 2 to the comparison circuits 21 to 23.

比較回路21〜23及び論理回路24、25は、セルC21〜C24のセル電圧をブロック電圧分圧回路20の出力する平均セル電圧と比較し、トランジスタTR21〜TR24をON/OFF制御して平均セル電圧より高い電圧のセルを放電させる回路である。
比較回路21の二つの入力端子(Er1、Ec1)は、抵抗20aと抵抗20bの接続点と、セルC21の負極端子にそれぞれ接続されていて、比較回路21は二つの入力データに基づいてトランジスタTR21をON/OFF制御してセルC21の電圧を放電して調整する。
同様に、比較回路23は、セルC24のセル電圧と、ブロック電圧分圧回路20の出力する平均セル電圧を入力して比較し、その結果に基づいてトランジスタTR24をON/OFF制御してセルC24の電圧を放電して調整する。
The comparison circuits 21 to 23 and the logic circuits 24 and 25 compare the cell voltages of the cells C21 to C24 with the average cell voltage output from the block voltage dividing circuit 20, and control the transistors TR21 to TR24 to turn on / off the average cell. This is a circuit for discharging a cell having a voltage higher than the voltage.
The two input terminals (Er1, Ec1) of the comparison circuit 21 are connected to the connection point of the resistors 20a and 20b and the negative terminal of the cell C21, respectively. The comparison circuit 21 is based on the two input data, and the transistor TR21. ON / OFF control is performed to discharge and adjust the voltage of the cell C21.
Similarly, the comparison circuit 23 inputs and compares the cell voltage of the cell C24 and the average cell voltage output from the block voltage dividing circuit 20, and based on the result, the transistor TR24 is controlled to be turned on / off to control the cell C24. Adjust the voltage by discharging.

論理回路24は、比較回路21及び22の出力に基づいてトランジスタTR22をON/OFF制御してセルC22の電圧を放電して調整する。論理回路24の入力端子S1L、S1Hは比較回路21の出力端子S1L、S1Hに、入力端子S2L、S2Hは比較回路22の出力端子S2L、S2Hにそれぞれ接続されている。また、出力端子SD2はトランジスタTR22に接続されている。
同様に、論理回路25は、比較回路22及び23の出力に基づいてトランジスタTR23をON/OFF制御してセルC23の電圧を放電して調整する。
The logic circuit 24 performs ON / OFF control of the transistor TR22 based on the outputs of the comparison circuits 21 and 22, and discharges and adjusts the voltage of the cell C22. The input terminals S1L and S1H of the logic circuit 24 are connected to the output terminals S1L and S1H of the comparison circuit 21, and the input terminals S2L and S2H are connected to the output terminals S2L and S2H of the comparison circuit 22, respectively. The output terminal SD2 is connected to the transistor TR22.
Similarly, the logic circuit 25 controls ON / OFF of the transistor TR23 based on the outputs of the comparison circuits 22 and 23 to discharge and adjust the voltage of the cell C23.

トランジスタTR21〜TR24は、比較回路21〜23及び論理回路24、25の出力に基づいて、セルC21〜C24を短絡させて放電させるためのスイッチング素子である。抵抗R21〜R24は、トランジスタTR21〜TR24がセルC21〜C24を短絡して放電させるとき放電電流を制限するための電流制限素子である。
トランジスタTR21のベースは比較回路21の出力端子S1Lに、TR22のベースは論理回路24の出力端子SD2に、TR23のベースは論理回路25の出力端子SD3に、TR24のベースは比較回路23の出力端子S3Hに、それぞれ接続されており、比較回路または論理回路の出力に基づいてスイッチング動作を行う。
The transistors TR21 to TR24 are switching elements for discharging the cells C21 to C24 by short-circuiting based on outputs of the comparison circuits 21 to 23 and the logic circuits 24 and 25. The resistors R21 to R24 are current limiting elements for limiting the discharge current when the transistors TR21 to TR24 short-circuit the cells C21 to C24 to discharge them.
The base of the transistor TR21 is the output terminal S1L of the comparison circuit 21, the base of TR22 is the output terminal SD2 of the logic circuit 24, the base of TR23 is the output terminal SD3 of the logic circuit 25, and the base of TR24 is the output terminal of the comparison circuit 23. Each is connected to S3H, and performs a switching operation based on the output of the comparison circuit or the logic circuit.

セル放電禁止回路26は、ブロック均等化回路制御部4からの指令に基づいてトランジスタTR21〜TR24をOFF状態にしてセルC21〜C24の放電を禁止する回路である。セル放電禁止回路26は、ダイオード26a〜26dと、抵抗26e〜26hと、フォトカプラ26iとから構成されている。ダイオード26aのアノードは比較回路21の出力端子S1LとトランジスタTR21の接続点に接続されている。ダイオード26bのアノードは論理回路24の出力端子SD2とトランジスタTR22の接続点に、ダイオード26cのアノードは論理回路25の出力端子SD3とトランジスタTR23の接続点にそれぞれ接続されている。ダイオード26dのアノードは論理回路25の出力端子SD3とトランジスタTR23の接続点に接続されている。各ダイオードのカソードは抵抗26e〜26hを介してフォトカプラ26iにそれぞれ接続されている。フォトカプラ26iの入力端子はブロック均等化回路制御部4に接続され、出力端子の一端は抵抗26e〜26hに、他端はブロック2の負極端子に接続されている。   The cell discharge inhibition circuit 26 is a circuit that inhibits the discharge of the cells C21 to C24 by turning off the transistors TR21 to TR24 based on a command from the block equalization circuit control unit 4. The cell discharge inhibition circuit 26 includes diodes 26a to 26d, resistors 26e to 26h, and a photocoupler 26i. The anode of the diode 26a is connected to the connection point between the output terminal S1L of the comparison circuit 21 and the transistor TR21. The anode of the diode 26b is connected to the connection point between the output terminal SD2 of the logic circuit 24 and the transistor TR22, and the anode of the diode 26c is connected to the connection point of the output terminal SD3 of the logic circuit 25 and the transistor TR23. The anode of the diode 26d is connected to the connection point between the output terminal SD3 of the logic circuit 25 and the transistor TR23. The cathode of each diode is connected to a photocoupler 26i via resistors 26e to 26h. The input terminal of the photocoupler 26 i is connected to the block equalization circuit control unit 4, one end of the output terminal is connected to the resistors 26 e to 26 h, and the other end is connected to the negative terminal of the block 2.

次に、ブロック均等化回路3の具体的構成について述べる。図3は、組電池10を構成しているブロック1〜nに接続されたブロック均等化回路3を示している。
図3に示すようにブロック均等化回路3は、ブロック電圧検出回路VSG1〜VSGnと、トランジスタTR1〜TRnと、抵抗R1〜Rnと、フォトカプラPC1〜PCnとから構成されている。
Next, a specific configuration of the block equalization circuit 3 will be described. FIG. 3 shows the block equalization circuit 3 connected to the blocks 1 to n constituting the assembled battery 10.
As shown in FIG. 3, the block equalization circuit 3 includes block voltage detection circuits VSG1 to VSGn, transistors TR1 to TRn, resistors R1 to Rn, and photocouplers PC1 to PCn.

ブロック電圧検出回路VSG1〜VSGnは、それぞれ対応するブロック1〜nに設けられ、各ブロックの電圧を検出してブロック均等化回路制御部4に送出する回路である。
ブロック電圧検出回路VSG1〜VSGnの二つの入力端は、それぞれブロック1〜nの正極及び負極端子に接続されている。また、ブロック電圧検出回路VSG1〜VSGnの出力は、出力端子OUT1〜OUTnを介してブロック均等化回路制御部4に接続される。
The block voltage detection circuits VSG1 to VSGn are circuits provided in the corresponding blocks 1 to n, respectively, and detect the voltage of each block and send it to the block equalization circuit control unit 4.
Two input terminals of the block voltage detection circuits VSG1 to VSGn are connected to the positive and negative terminals of the blocks 1 to n, respectively. The outputs of the block voltage detection circuits VSG1 to VSGn are connected to the block equalization circuit control unit 4 via the output terminals OUT1 to OUTn.

トランジスタTR1〜TRnは、ブロック1〜nをそれぞれ短絡して放電させるためのスイッチング素子であり、抵抗R1〜Rnは、トランジスタTR1〜TRnがブロック1〜nを短絡して放電させたとき、それぞれのブロックを流れる放電電流を制限するための電流制限素子である。トランジスタTR1〜TRnのベースは、フォトカプラPC1〜PCnの出力端子に、コレクタは抵抗R1〜Rnを介してブロック1〜nの正極端子に、エミッタはブロック1〜nの負極端子にそれぞれ接続されている。
フォトカプラPC1〜PCnは、入力端子はブロック均等化回路制御部4のデコーダ出力に接続され、ブロック均等化回路制御部4の出力に基づいてトランジスタTR1〜TRnをON/OFF制御する素子で入力端と出力端とは電気的に切り離されている。
The transistors TR1 to TRn are switching elements for short-circuiting and discharging the blocks 1 to n, and the resistors R1 to Rn are respectively connected when the transistors TR1 to TRn short-circuiting the blocks 1 to n and discharging. It is a current limiting element for limiting the discharge current flowing through the block. The bases of the transistors TR1 to TRn are connected to the output terminals of the photocouplers PC1 to PCn, the collectors are connected to the positive terminals of the blocks 1 to n via the resistors R1 to Rn, and the emitters are connected to the negative terminals of the blocks 1 to n, respectively. Yes.
The photocouplers PC1 to PCn are connected at their input terminals to the decoder output of the block equalization circuit control unit 4, and based on the output of the block equalization circuit control unit 4, the transistors TR1 to TRn are ON / OFF-controlled elements. And the output end are electrically disconnected.

ブロック均等化回路制御部4の具体的構成は、図4に示すように、マルチプレクサ41と、ADコンバータ42と、マイクロコンピュータ43と、デコーダ44とから構成されている。   As shown in FIG. 4, the specific configuration of the block equalization circuit control unit 4 includes a multiplexer 41, an AD converter 42, a microcomputer 43, and a decoder 44.

マルチプレクサ41は、ブロック1〜nのそれぞれの検出電圧を入力してそのいずれか1つを選択し、ADコンバータ42に送出する回路である。マルチプレクサ41の入力端子VSIN1〜VSINnは、ブロック電圧検出回路VSG1〜VSGnの出力端子VSOUT1〜VSOUTnにそれぞれ接続されている。
ADコンバータ42は、マルチプレクサ41で選択されたブロック1〜nの検出電圧をAD変換してマイクロコンピュータ43に出力する。
The multiplexer 41 is a circuit that inputs the detection voltages of the blocks 1 to n, selects one of them, and sends it to the AD converter 42. Input terminals VSIN1 to VSINn of the multiplexer 41 are connected to output terminals VSOUT1 to VSOUTn of the block voltage detection circuits VSG1 to VSGn, respectively.
The AD converter 42 AD converts the detection voltages of the blocks 1 to n selected by the multiplexer 41 and outputs the converted voltages to the microcomputer 43.

マイクロコンピュータ43は、入力されたブロック電圧検出回路VSG1〜VSGnの検出電圧に基づいて放電させるべきブロックを決定して、スイッチング素子であるトランジスタTR1〜TRnをON/OFF制御するためにデコーダ44に出力する。デコーダ44の出力端子POUT1〜POUTnはブロック均等化回路3のフォットカプラPC1〜PCnの入力端子であるPIN1〜PINnにそれぞれ接続されている。
また、マイクロコンピュータ43は、イグニッションスイッチの操作状況、組電池を流れる電流値に基づいてセル均等化回路2の動作の制御も行う。さらに、マイクロコンピュータ43は、各ブロックの検出電圧、セル均等化回路の出力及び電流値に基づいて組電池10に関するデータの送出も行う。
マイクロコンピュータ43には、上記ブロック電圧検出回路VSG1〜VSGnの検出電圧の他にイグニッションスイッチの操作状況のデータ、組電池の電流値がIG端子、IB端子から取り込まれている。組電池に関するデータは、CMD端子から出力されている。
The microcomputer 43 determines a block to be discharged based on the input detection voltages of the block voltage detection circuits VSG1 to VSGn, and outputs it to the decoder 44 for ON / OFF control of the transistors TR1 to TRn as switching elements. To do. Output terminals POUT1 to POUTn of the decoder 44 are respectively connected to PIN1 to PINn which are input terminals of the photocouplers PC1 to PCn of the block equalization circuit 3.
The microcomputer 43 also controls the operation of the cell equalization circuit 2 based on the operation state of the ignition switch and the current value flowing through the assembled battery. Further, the microcomputer 43 also sends out data related to the assembled battery 10 based on the detection voltage of each block, the output of the cell equalization circuit, and the current value.
In addition to the detection voltages of the block voltage detection circuits VSG <b> 1 to VSGn, the microcomputer 43 takes in data on the operation state of the ignition switch and the current value of the assembled battery from the IG terminal and IB terminal. Data on the assembled battery is output from the CMD terminal.

次に、本願請求項1及び3に係る発明の動作について、実施例1に基づいて説明する。
ハイブリッド自動車では、エンジンの運転効率のよい定速走行時には、エンジンの駆動力により走行する。このとき、組電池の充電量が不足していると判断された場合、図1の組電池の充電電圧均等化回路の構成において、車両の制御部は電動発電機6を発電機としてエンジンにより駆動し、インバータ5を介して組電池10を充電するように制御する。
一方、エンジンの運転効率のよくない始動時やフル加速時には自動車走行は、組電池10を電力の供給源として電動発電機6を電動機として駆動して行われる。
従って、組電池の充電は、エンジンによる定速走行時に行われ、組電池の充電電圧均等化は停車中に主として行われている。
Next, the operation of the invention according to claims 1 and 3 of the present application will be described based on the first embodiment.
A hybrid vehicle travels with the driving force of the engine when traveling at a constant speed with good engine operation efficiency. At this time, when it is determined that the charge amount of the assembled battery is insufficient, the control unit of the vehicle is driven by the engine using the motor generator 6 as a generator in the configuration of the charge voltage equalization circuit of the assembled battery in FIG. Then, the battery pack 10 is controlled to be charged via the inverter 5.
On the other hand, during start-up or full acceleration when the engine operation efficiency is not good, the vehicle travels by driving the motor generator 6 using the assembled battery 10 as a power supply source and the motor as a motor.
Therefore, the assembled battery is charged during constant speed running by the engine, and the charge voltage equalization of the assembled battery is mainly performed while the vehicle is stopped.

図5は、セル均等化回路とブロック均等化回路の請求項1及び3の発明に係わる主要部分を抜き出して図示したもので、ブロック1に接続されたセル均等化回路とブロック均等化回路の放電の形態を示している。ブロック1はn個の単体セルが直列接続されて構成されている。
セル均等化回路は、ブロック内のセル平均電圧と各セル電圧を比較し、セル電圧がセル平均電圧より高い場合、各セルごとに設けられた放電回路を動作させて(例えば、セル1であればR11とTR11)最終的にブロック内のすべてのセルをセル平均電圧に均等化する。
ブロック均等化回路は、図1及び図3に示すように複数あるブロックの各ブロックごとに電圧検出回路と放電回路が設けられたもので、ブロック均等化回路制御部は、電圧検出回路で検出した各ブロックの電圧に基づいて、最も低い電圧のブロックに電圧を揃えるように各ブロックを放電させてブロック電圧を均等化させる。
FIG. 5 shows the main parts of the cell equalization circuit and the block equalization circuit according to the first and third aspects of the present invention. FIG. 5 shows the discharge of the cell equalization circuit connected to the block 1 and the block equalization circuit. The form of is shown. The block 1 is composed of n single cells connected in series.
The cell equalization circuit compares the cell average voltage in the block with each cell voltage. When the cell voltage is higher than the cell average voltage, the cell equalization circuit operates the discharge circuit provided for each cell (for example, cell 1). R11 and TR11) Finally, all the cells in the block are equalized to the cell average voltage.
As shown in FIGS. 1 and 3, the block equalization circuit is provided with a voltage detection circuit and a discharge circuit for each of a plurality of blocks, and the block equalization circuit controller detects the voltage with the voltage detection circuit. Based on the voltage of each block, each block is discharged so that the voltage is aligned with the block having the lowest voltage to equalize the block voltage.

このとき、セル均等化放電電流(aとする)がブロック均等化放電電流(bとする)以下となるように設定されている場合次のような効果がある。
図6は、セル均等化回路に異常が起きた場合の本願発明と従来例との組電池システムの充放電特性を比較したもので、図6(a)は、本願発明による組電池システムの充放電特性を示し、図6(b)は、従来の組電池システムの充放電特性を示したものである。図6のグラフは、説明を解り易くするために複数のブロックの中で代表的な正常なブロックと異常なブロックの充放電の動作を示している。グラフの縦軸はブロックのSOC(充電率)を表し、横軸は時間を表している。
図6(a)では、最初の停車中(時間:0→t1)に均等化が行われるが、正常ブロックはSOCが高い(電圧が高い)ためブロック均等化回路による放電が行われる。一方、
異常ブロックは、SOCが低い(電圧が低い)ためブロック均等化回路による放電は行われず、セル均等化による放電が行われる。しかし、セル均等化放電電流がブロック均等化放電電流以下となるように設定されているので、正常ブロックのSOCの低下率に対して異常ブロックのSOCの低下率の方が小さく、時間0→t1の間に両ブロックのSOCの差は小さくなる。次に、時間t1→t2の間は走行中で充電されるが、正常ブロック及び異常ブロックに流れる充電電流は同じなので図のようにSOCの増加率は同一となる。次の、時間t2→t3の均等化動作では、両ブロックのSOCの差はさらに小さくなる。このように均等化と充電を繰り返して両ブロックのSOCは収束する方向で動作する。
従って、正常ブロックが異常ブロックの電圧低下に合わせて過剰に放電することもなく、異常ブロックの電圧を正常ブロックの電圧に近づけるよう動作するので組電池システムとしては正常な機能を維持することができる。
At this time, the cell (and a) equalizing the discharge current has the following advantages if it is set to be equal to or less than the block equalizing the discharge current (a b).
Figure 6 is a comparison of charge and discharge characteristics of the battery pack system of the present invention and the conventional example in which the abnormality in the cell equalization circuit occurs, FIG. 6 (a), the battery pack system according gun onset bright FIG. 6B shows the charge / discharge characteristics of a conventional assembled battery system. The graph of FIG. 6 shows charge / discharge operations of a typical normal block and an abnormal block among a plurality of blocks for easy understanding. The vertical axis of the graph represents the SOC (charge rate) of the block, and the horizontal axis represents time.
In FIG. 6A, equalization is performed during the first stop (time: 0 → t1). However, since the normal block has high SOC (voltage is high), discharge by the block equalization circuit is performed. on the other hand,
In the abnormal block, the SOC is low (the voltage is low), so that the discharge by the block equalization circuit is not performed, but the discharge by the cell equalization is performed. However, since the cell equalization discharge current is set to be equal to or less than the block equalization discharge current, the SOC decrease rate of the abnormal block is smaller than the SOC decrease rate of the normal block, and the time 0 → t1 During this period, the difference in SOC between both blocks becomes small. Next, during the time t1 → t2, the vehicle is charged while traveling, but since the charging currents flowing through the normal block and the abnormal block are the same, the SOC increase rate is the same as shown in the figure. In the next equalization operation from time t2 to time t3, the difference in SOC between both blocks is further reduced. In this way, the equalization and charging are repeated, and the SOCs of both blocks operate in the direction of convergence.
Therefore, the normal block does not discharge excessively in accordance with the voltage drop of the abnormal block, and operates so that the voltage of the abnormal block approaches the voltage of the normal block, so that the normal function of the assembled battery system can be maintained. .

図6(b)に示す従来例では、セル均等化放電電流がブロック均等化放電電流より大きな値となるよう設定されているので、最初の停車中(時間:0→t1)の均等化で正常ブロックと異常ブロックのSOCの差は広がり、次の停車時(時間:t1→t2)の均等化でさらにSOCの差は広がる。この場合、両ブロックが正常であれば、セル均等化回路による均等化は最低電圧のセルに均等化された時点で終了し、それ以上の電圧低下は起こらないが、セル均等化回路に異常が起きたときは、図のように、さらにセル均等化放電が行われ、異常ブロックのSOCは低下を続けることとなる。最終的にはSOCの制御範囲の上下限に至り、電池への充電・放電ができない状態に至る。   In the conventional example shown in FIG. 6B, since the cell equalization discharge current is set to be larger than the block equalization discharge current, normalization is performed during the first stop (time: 0 → t1). The SOC difference between the block and the abnormal block is widened, and the SOC difference is further widened by equalization at the next stop (time: t1 → t2). In this case, if both blocks are normal, equalization by the cell equalization circuit ends when equalization to the lowest voltage cell is made, and no further voltage drop occurs, but there is an abnormality in the cell equalization circuit. When this occurs, cell equalization discharge is further performed as shown in the figure, and the SOC of the abnormal block continues to decrease. Eventually, the upper and lower limits of the SOC control range are reached, and the battery cannot be charged or discharged.

(実施例2)
次に、請求項及び3の発明に係わる実施例2について、図7に基づいて説明する。実施例2が実施される組電池システムの機器の構成は、実施例1と同一で図1に示す構成である。
実施例2が実施例1と異なる点は、図7に示すようにブロック均等化回路3に放電電流切替え手段31〜3nが設けられていることである。実施例1と共通する回路あるいは素子については同一の符号を使用している。また、構成と動作については実施例1と共通する部分は、実施例2の説明に必要とされる部分以外は説明を省略している。
(Example 2)
Next, a second embodiment according to the first and third aspects of the invention will be described with reference to FIG. The configuration of the battery pack system in which the second embodiment is implemented is the same as that of the first embodiment and is the configuration shown in FIG.
The second embodiment is different from the first embodiment in that discharge current switching means 31 to 3n are provided in the block equalization circuit 3 as shown in FIG. The same reference numerals are used for circuits or elements common to the first embodiment. Further, with respect to the configuration and operation, the description of the parts common to the first embodiment is omitted except for the parts necessary for the description of the second embodiment.

図7は、組電池に接続されたブロック均等化回路3を示すもので、組電池を構成するブロック1〜nに対して、ブロック均等化回路(1)〜(n)がそれぞれ設けられ、各ブロック均等化回路は、均等化放電回路とブロック電圧検出から構成されている。
均等化放電回路は、例えば、ブロック均等化回路(1)であれば、抵抗R1と、放電電流切替え手段31と、トランジスタTR1とが直列接続されている。トランジスタTR1のベースにはフォトカプラPC1の出力端が接続され、ブロック均等化回路制御部4からの制御信号に基づいてON/OFF駆動されるようになっている。
放電電流切替え手段31は、抵抗R1aとスイッチSW1が並列に接続され、一端は抵抗R1に、他端はトランジスタTR1のコレクタに接続されている。スイッチSW1は入力端子SIN1に接続され、入力端子SIN1はブロック均等化回路制御部4の図示しない出力端子に接続されている。
なお、スイッチSW1はスイッチング用トランジスタTR1と同様の素子を使用することができる。
FIG. 7 shows the block equalization circuit 3 connected to the assembled battery. For the blocks 1 to n constituting the assembled battery, block equalization circuits (1) to (n) are respectively provided. The block equalization circuit includes an equalization discharge circuit and block voltage detection.
If the equalization discharge circuit is, for example, the block equalization circuit (1), the resistor R1, the discharge current switching means 31, and the transistor TR1 are connected in series. The output terminal of the photocoupler PC1 is connected to the base of the transistor TR1, and is driven ON / OFF based on a control signal from the block equalization circuit control unit 4.
The discharge current switching means 31 has a resistor R1a and a switch SW1 connected in parallel, one end connected to the resistor R1, and the other end connected to the collector of the transistor TR1. The switch SW1 is connected to the input terminal SIN1, and the input terminal SIN1 is connected to an output terminal (not shown) of the block equalization circuit controller 4.
The switch SW1 can use the same element as the switching transistor TR1.

次に、実施例2の動作について説明する。
図1及び図7の構成において、セル均等化回路に異常がなく、組電池の充電電圧均等化回路が正常動作をしているときは、スイッチSW1〜SWnは、開かれている(OFF)いるので、例えば、ブロック1に接続されたブロック均等化回路(1)では、抵抗R1と抵抗R1aとトランジスタTR1とが直列接続された状態にある。ここで、抵抗R1と抵抗R1aとの合成抵抗によって決定されるブロック1のブロック放電電流は、セル放電電流より小さな値となるように抵抗R1と抵抗R1aとは設定されている。
しかし、ブロック電圧検出回路VSG1〜VSGnの検出電圧をブロック均等化回路制御部4で比較監視していて、各ブロックの検出電圧のばらつきが、あらかじめ定められた所定値以上となったとき、放電電流切替え手段のスイッチSW1〜SWnをブロック均等化回路制御部4からの指令に基づき閉じて(ONとする)導通させることで各ブロックの放電電流は、それぞれ抵抗R1〜Rnで定められるので、このとき、各ブロックの放電電流がセル放電電流より小さな値となるように抵抗R1〜Rnが設定されている。
Next, the operation of the second embodiment will be described.
In the configuration of FIGS. 1 and 7, when the cell equalization circuit is normal and the battery pack charge voltage equalization circuit is operating normally, the switches SW1 to SWn are open (OFF). Therefore, for example, in the block equalization circuit (1) connected to the block 1, the resistor R1, the resistor R1a, and the transistor TR1 are connected in series. Here, the resistor R1 and the resistor R1a are set so that the block discharge current of the block 1 determined by the combined resistance of the resistor R1 and the resistor R1a is smaller than the cell discharge current.
However, when the detected voltages of the block voltage detection circuits VSG1 to VSGn are compared and monitored by the block equalization circuit control unit 4, when the variation in the detection voltage of each block becomes a predetermined value or more, the discharge current Since the switches SW1 to SWn of the switching means are closed (turned on) on the basis of a command from the block equalization circuit controller 4, the discharge current of each block is determined by the resistors R1 to Rn, respectively. The resistors R1 to Rn are set so that the discharge current of each block is smaller than the cell discharge current.

すなわち、充電電圧均等化回路が正常な状態にあるときは、セル均等化放電電流をブロック均等化放電電流より大きな値とすることで、セル均等化をブロック均等化より早く行わせ不要なセルの放電を防止してセルの保護と組電池の効率的な運用を行っている。
しかしながら、セル均等化回路の異常などでセル電圧が過剰に低下をつづけ、ひいては該当するブロックの電圧も低下するときは、ブロック均等化回路制御部がブロック電圧の
異常低下を察知して、セル均等化放電電流とブロック均等化放電電流の大小関係を切替え、組電池の充電電圧均等化回路の制御を正常な動作に近づけ、組電池システムとして正常動作を継続することができるようにしたものである。
That is, when the charge voltage equalization circuit is in a normal state, the cell equalization discharge current is set to a value larger than the block equalization discharge current, so that the cell equalization is performed earlier than the block equalization and unnecessary cell It prevents discharge and protects the cell and operates the battery pack efficiently.
However, if the cell voltage continues to drop excessively due to an abnormality in the cell equalization circuit and the voltage of the corresponding block also decreases, the block equalization circuit control unit detects the abnormal drop in the block voltage and Switching the magnitude relationship between the equalization discharge current and the block equalization discharge current, the control of the charge voltage equalization circuit of the assembled battery is brought close to the normal operation, and the normal operation as the assembled battery system can be continued. .

なお、実施例2では放電電流切替え手段をブロック均等化回路3に設けたが、セル均等化回路2に設け、セル均等化放電電流を変えることでセル均等化放電電流とブロック均等化放電電流との大小関係を切替えてもよい。さらに、放電電流切替え手段をブロック均等化回路3及びセル均等化回路2の両方に設けたものでもよい。   In the second embodiment, the discharge current switching means is provided in the block equalization circuit 3, but the cell equalization circuit 2 is provided to change the cell equalization discharge current and the block equalization discharge current. The magnitude relationship may be switched. Further, the discharge current switching means may be provided in both the block equalization circuit 3 and the cell equalization circuit 2.

また、実施例1及び2では、セル均等化回路のセル均等化の単位として、セル単体を対象としてしているが、単体のセルを複数個直列接続してセルの小ブロックを構成し、小ブロックに対して1つの均等化放電回路を接続してもよい。   Further, in the first and second embodiments, the unit cell unit of the cell equalization circuit is targeted to a single cell, but a plurality of single cells are connected in series to form a small block of cells. One equalizing discharge circuit may be connected to the block.

本発明の実施の形態における概略の全体構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the schematic whole structure in embodiment of this invention. 実施例1のセル均等化回路の回路図である。3 is a circuit diagram of a cell equalization circuit according to Embodiment 1. FIG. 実施例1のブロック均等化回路の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a block equalization circuit according to the first embodiment. 実施例1のブロック均等化回路制御部のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a block equalization circuit control unit according to the first embodiment. 実施例1のセル均等化放電電流とブロック均等化放電電流の説明図である。It is explanatory drawing of the cell equalization discharge current of Example 1, and a block equalization discharge current. 本発明と従来例の組電池の充放電均等化動作の説明図である。It is explanatory drawing of the charging / discharging equalization operation | movement of the assembled battery of this invention and a prior art example. 実施例2のブロック均等化回路の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a block equalization circuit according to a second embodiment. 従来例の正常なセル均等化動作の説明図である。It is explanatory drawing of the normal cell equalization operation | movement of a prior art example. 従来例の異常なセル均等化動作の説明図である。It is explanatory drawing of the abnormal cell equalization operation | movement of a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1:充電電圧均等化回路
2:セル均等化回路
3:ブロック均等化回路
4:ブロック均等化回路制御部
5:インバータ
6:電動発電機
10:組電池
20:ブロック電圧分圧回路
21〜23:比較回路
24,25:論理回路
26:放電禁止回路
31〜3n:放電電流切替え手段
41:マルチプレクサ
42:ADコンバータ
43:マイクロコンピュータ
44:デコーダ
VSG1〜VSGn:ブロック電圧検出回路
1: Charge voltage equalization circuit 2: Cell equalization circuit 3: Block equalization circuit 4: Block equalization circuit control unit 5: Inverter 6: Motor generator 10: Battery pack 20: Block voltage division circuit 21-23: Comparison circuits 24 and 25: Logic circuit 26: Discharge inhibition circuit 31 to 3n: Discharge current switching means 41: Multiplexer 42: AD converter 43: Microcomputer 44: Decoder VSG1 to VSGn: Block voltage detection circuit

Claims (4)

充放電可能なセルを複数個直列接続してブロックとし、該ブロックを複数個直列接続して組電池を構成し、各該ブロックごとに該セル単位で充電電圧をそろえるために放電するセル均等化回路を有し、該ブロック単位で充電電圧をそろえるために放電するブロック均等化回路を有する組電池の充電電圧均等化回路の制御方法において、  Cell equalization in which a plurality of chargeable / dischargeable cells are connected in series to form a block, and a plurality of the blocks are connected in series to form an assembled battery, and each block is discharged to equalize the charging voltage in units of cells. In a control method of a charge voltage equalization circuit of an assembled battery having a circuit and a block equalization circuit that discharges in order to align the charge voltage in units of blocks,
前記各ブロックの充電電圧のばらつきが所定値以内であるときは、前記セル均等化回路の放電電流を前記ブロック均等化回路の放電電流より大きく設定し、該充電電圧のばらつきが所定値以上であるときは、前記セル均等化回路の放電電流を前記ブロック均等化回路の放電電流以下に設定することを特徴とする組電池の充電電圧均等化回路の制御方法。  When the variation in charge voltage of each block is within a predetermined value, the discharge current of the cell equalization circuit is set larger than the discharge current of the block equalization circuit, and the variation in the charge voltage is equal to or greater than a predetermined value When the discharge current of the cell equalization circuit is set to be equal to or lower than the discharge current of the block equalization circuit, the control method of the charge voltage equalization circuit of the assembled battery.
前記セルは、リチウム電池であることを特徴とする請求項1に記載の組電池の充電電圧均等化回路の制御方法。2. The method for controlling a charge voltage equalization circuit for an assembled battery according to claim 1, wherein the cell is a lithium battery. 充放電可能なセルを複数個直列接続してブロックとし、該ブロックを複数個直列接続して組電池を構成し、各該ブロックごとに該セル単位で充電電圧をそろえるために放電するセル均等化回路を有し、該ブロック単位で充電電圧をそろえるために放電するブロック均等化回路を有する組電池の充電電圧均等化回路の制御装置において、
前記各ブロックの充電電圧のばらつきが所定値以内であるときは、前記セル均等化回路の放電電流を前記ブロック均等化回路の放電電流より大きく設定し、該充電電圧のばらつきが所定値以上であるときは、前記セル均等化回路の放電電流を前記ブロック均等化回路の放電電流以下に設定する放電電流切替え手段を備えたことを特徴とする組電池の充電電圧均等化回路の制御装置。
Cell equalization in which a plurality of chargeable / dischargeable cells are connected in series to form a block, and a plurality of the blocks are connected in series to form an assembled battery, and each block is discharged to equalize the charging voltage in units of cells. In a control device for a charge voltage equalization circuit of an assembled battery having a circuit and having a block equalization circuit that discharges to equalize the charge voltage in units of blocks,
When the variation in charge voltage of each block is within a predetermined value, the discharge current of the cell equalization circuit is set larger than the discharge current of the block equalization circuit, and the variation in the charge voltage is equal to or greater than a predetermined value In this case, the control device for the charge voltage equalization circuit of the assembled battery, comprising discharge current switching means for setting the discharge current of the cell equalization circuit to be equal to or lower than the discharge current of the block equalization circuit.
前記セルは、リチウム電池であることを特徴とする請求項3に記載の組電池の充電電圧均等化回路の制御装置。  The said cell is a lithium battery, The control apparatus of the charging voltage equalization circuit of the assembled battery of Claim 3 characterized by the above-mentioned.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101552903B1 (en) 2008-12-01 2015-09-15 삼성에스디아이 주식회사 Management system and method of battery

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100433497C (en) * 2006-12-11 2008-11-12 赵建和 A device for charging protection of the battery unit and detection of the charging and discharging feature of the battery
KR101124800B1 (en) * 2007-02-09 2012-03-23 한국과학기술원 Charge Equalization Apparatus
EP2118670B1 (en) * 2007-03-02 2020-02-05 Analog Devices, Inc. Method and apparatus for battery monitoring
JP4967162B2 (en) * 2007-08-20 2012-07-04 Necエナジーデバイス株式会社 Secondary battery pack
JP2010029050A (en) * 2008-07-24 2010-02-04 Toshiba Corp Battery system
US8928283B2 (en) 2009-10-14 2015-01-06 Fdk Corporation Electricity storage system having a plurality of series-connected storage cells
JP2011091897A (en) * 2009-10-20 2011-05-06 Fdk Corp Charge balance correction circuit of multi-series power accumulation cell
JP2011087377A (en) * 2009-10-14 2011-04-28 Fdk Corp Circuit for correcting charge balance in multiserial accumulating cell
JP5453184B2 (en) * 2010-06-28 2014-03-26 日立ビークルエナジー株式会社 Battery control circuit
JP5508180B2 (en) * 2010-08-02 2014-05-28 日立ビークルエナジー株式会社 Power storage device, power storage device charge / discharge method, power storage device driving method, and vehicle
WO2012127764A1 (en) * 2011-03-23 2012-09-27 三洋電機株式会社 Battery system, equalizing device, equalizing system, electric vehicle, moving body, power storage device, and power supply device
JP2012221881A (en) * 2011-04-13 2012-11-12 Ydk:Kk Group battery unit for deep-sea, method and program of equalizing voltage value of cell
WO2012157747A1 (en) * 2011-05-18 2012-11-22 古河電気工業株式会社 Method for controlling battery assembly and control device
JP5821619B2 (en) 2011-12-26 2015-11-24 ソニー株式会社 Power storage device, power system, and electric vehicle
JP2013162662A (en) * 2012-02-07 2013-08-19 Ntt Facilities Inc System and method for charging battery pack
JP5317245B2 (en) * 2012-03-22 2013-10-16 Necエナジーデバイス株式会社 Secondary battery pack
JP6344116B2 (en) * 2014-07-25 2018-06-20 富士電機株式会社 Electric propulsion device charging control system
JP6107836B2 (en) * 2015-01-07 2017-04-05 トヨタ自動車株式会社 Battery monitoring device
CN105406551A (en) * 2015-12-23 2016-03-16 桂林信通科技有限公司 On-line monitor and monitoring device having equilibrium function of monomer storage battery
JP7007681B2 (en) * 2017-09-29 2022-01-25 NExT-e Solutions株式会社 Control device, balance correction system, power storage system, and device
EP3776685A1 (en) 2018-03-26 2021-02-17 Milwaukee Electric Tool Corporation High-power battery-powered portable power source
US11271415B2 (en) 2018-05-18 2022-03-08 Milwaukee Electric Tool Corporation Portable power source
CN108767948B (en) * 2018-08-30 2023-09-12 深圳源码智能照明有限公司 Automatic balancing protective plate
USD933010S1 (en) 2019-05-29 2021-10-12 Milwaukee Electric Tool Corporation Portable power source
JP2021191011A (en) * 2020-05-25 2021-12-13 株式会社デンソー Battery monitoring device
CN116819405A (en) * 2023-08-31 2023-09-29 绿进新能源科技(常熟)有限公司 BMS sampling line detection system and method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101552903B1 (en) 2008-12-01 2015-09-15 삼성에스디아이 주식회사 Management system and method of battery

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