JP5131533B2 - Battery charge / discharge control method and charge / discharge control apparatus - Google Patents

Battery charge / discharge control method and charge / discharge control apparatus Download PDF

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Description

本発明は、バッテリの充放電制御方法及び充放電制御装置に係り、特に複数の電池セルにより構成された組電池であるバッテリの充放電制御方法及び充放電制御装置に関する。   The present invention relates to a battery charge / discharge control method and a charge / discharge control apparatus, and more particularly to a battery charge / discharge control method and a charge / discharge control apparatus which are assembled batteries composed of a plurality of battery cells.

従来、組電池として構成されたバッテリを構成する複数の電池セル(単電池)毎に設けられた放電回路と、放電回路を制御して各電池セルの容量が均一となるようにセルバランス制御を行う制御部とを備えたバッテリ制御装置が知られている(例えば、特許文献1,2参照)。
特許文献1及び2に記載されたセルバランス制御では、すべての電池セルの容量が均一となるように制御が行われる。これにより、例えば充電時に各電池セルが通電時最大電圧を超えてしまう可能性を低減することができる。
Conventionally, a discharge circuit provided for each of a plurality of battery cells (single cells) constituting a battery configured as an assembled battery, and cell balance control so that the capacity of each battery cell is uniform by controlling the discharge circuit. 2. Description of the Related Art A battery control device including a control unit for performing is known (for example, see Patent Documents 1 and 2).
In the cell balance control described in Patent Documents 1 and 2, control is performed so that the capacities of all the battery cells are uniform. Thereby, for example, the possibility that each battery cell may exceed the maximum voltage when energized during charging can be reduced.

特開2007−244058号公報JP 2007-244058 A 特開2001−190030号公報JP 2001-190030 A

しかしながら、バッテリを長期間使用すると各電池セルで劣化が生じ、電池セルの内部抵抗にバラツキが生じてくる。したがって、上述の先行技術のようにバッテリの電池セルの容量を均一にするように制御すると、電池セル間の内部抵抗バラツキのため、内部抵抗の大きな電池セルでは充電時の電圧上昇分が大きくなる。これにより、内部抵抗が大きくなった電池セルでは最大電圧を超えてしまい劣化が促進されるという問題があった。   However, when the battery is used for a long period of time, each battery cell deteriorates, and the internal resistance of the battery cell varies. Therefore, when the capacity of the battery cells of the battery is controlled to be uniform as in the above-described prior art, the increase in voltage at the time of charging is increased in a battery cell having a large internal resistance due to variation in internal resistance between the battery cells. . As a result, the battery cell having an increased internal resistance has a problem that the maximum voltage is exceeded and deterioration is accelerated.

また、このような充電時においてセル電圧が最大電圧を超えて劣化が促進されることを抑制するために、放電回路によるバランス放電でセル電圧を大きく低下させると、セル電圧が最大電圧を超えることを抑制できても、バランス放電による無駄が大きくなってしまうという問題が生じる。   Also, in order to prevent the cell voltage from exceeding the maximum voltage and promoting deterioration during such charging, the cell voltage will exceed the maximum voltage if the cell voltage is greatly reduced by balanced discharge by the discharge circuit. Even if it can suppress, the problem that the waste by balance discharge will become large arises.

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、バッテリを構成する各電池セルに内部抵抗のバラツキがあっても、充電時に電池セルが最大電圧を超えることによる劣化促進を抑制し、且つ、無駄なバランス放電を抑制することができるバッテリの充放電制御方法及び充放電制御装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve such a problem, and even if there is a variation in internal resistance among the battery cells constituting the battery, the deterioration of the battery cell by exceeding the maximum voltage during charging is promoted. It aims at providing the charging / discharging control method and charging / discharging control apparatus of a battery which can suppress and suppress useless balance discharge.

上記の目的を達成するために、本発明は、複数の電池セルが接続されてなるバッテリの充放電制御方法であって、各電池セルの充電開始電圧を設定する電圧設定工程と、各電池セルに接続された放電回路を用いて、設定された充電開始電圧となるまで各電池セルを放電させる放電工程と、を有し、電圧設定工程では、内部抵抗の大きい電池セルほど、充電開始電圧を低く設定することを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention provides a charge / discharge control method for a battery in which a plurality of battery cells are connected, the voltage setting step for setting the charge start voltage of each battery cell, and each battery cell A discharge step of discharging each battery cell until a set charge start voltage is reached using a discharge circuit connected to the battery, and in the voltage setting step, a battery cell having a higher internal resistance has a charge start voltage It is characterized by a low setting.

このように構成された本発明によれば、電池セルの内部抵抗にバラツキがあっても、内部抵抗の大きな電池セルほど、セルバランス制御時の目標電圧である充電開始電圧を低く設定しておくことにより、バッテリへの充電電流通電時における電圧上昇が生じた際に、特に内部抵抗の大きな電池セルで、電池セルの電圧リミット値を超える電池セルが発生することを抑制することができる。これにより、電池セルの過充電による劣化促進を抑制することができる。また、内部抵抗の小さな電池セルでは、相対的に充電開始電圧が高く設定されるため、無駄なバランス放電を抑制可能となり、バランシング制御による蓄電効率の悪化を低減することができる。   According to the present invention configured as described above, even if the internal resistance of the battery cell varies, the charging start voltage that is the target voltage at the time of cell balance control is set lower for the battery cell having a higher internal resistance. Thus, it is possible to suppress the generation of battery cells exceeding the voltage limit value of the battery cell, particularly in the battery cell having a large internal resistance, when the voltage rise occurs when the charging current is supplied to the battery. Thereby, deterioration promotion by the overcharge of a battery cell can be suppressed. In addition, since the charging start voltage is set relatively high in a battery cell having a small internal resistance, useless balance discharge can be suppressed, and deterioration of power storage efficiency due to balancing control can be reduced.

また、本発明において好ましくは、電圧設定工程では、各電池セルの充電開始電圧を、バッテリに対して設定された通電可能な最大制限充電電流でバッテリを充電したときに、各電池セルの電圧が略等しくなるような値に設定する。
このように構成された本発明によれば、バッテリへの充電電流が最大値である場合に、各セルの充電中電圧が略等しくなるように各セルの充電開始電圧が設定されているので、充電時における電圧上昇によって、一部の電池セルが電圧リミット値を超えてしまうことを防止することができる。
Preferably, in the present invention, in the voltage setting step, when the battery is charged with the maximum limit charging current that can be energized that is set for the battery, the voltage of each battery cell is Set to a value that is approximately equal.
According to the present invention configured as described above, when the charging current to the battery is the maximum value, the charging start voltage of each cell is set so that the charging voltage of each cell becomes substantially equal. It is possible to prevent a part of the battery cells from exceeding the voltage limit value due to the voltage increase during charging.

また、本発明において好ましくは、電圧設定工程では、所定期間におけるバッテリの充電電流値の履歴に応じて、所定期間中の充電電流値の最大値が小さいほど、各電池セルの充電開始電圧を高く設定する。
このように構成された本発明によれば、所定期間中の最大充電電流値が小さいほど、各電池セルの充電開始電圧を高く設定することで、充電中に各電池セルが電圧リミット値を超えてしまうことを防止すると共に、バランシング制御による放電量を少なくし、バッテリ効率を向上させることができる。
Preferably, in the present invention, in the voltage setting step, the charging start voltage of each battery cell is increased as the maximum value of the charging current value during the predetermined period decreases according to the history of the charging current value of the battery during the predetermined period. Set.
According to the present invention configured as described above, each battery cell exceeds the voltage limit value during charging by setting the charging start voltage of each battery cell higher as the maximum charging current value during the predetermined period is smaller. Can be prevented, the amount of discharge by balancing control can be reduced, and the battery efficiency can be improved.

また、本発明において好ましくは、放電工程は、各電池セルの電圧の平均電圧値よりも所定電圧を超えて大きな電圧を有する電池セルがある場合に実行される。このように構成された本発明によれば、各電池セルの電圧値のバラツキが大きい場合に、バランシング制御を行うことができる。   In the present invention, it is preferable that the discharging step is performed when there is a battery cell having a voltage that exceeds a predetermined voltage and is larger than an average voltage value of the voltage of each battery cell. According to the present invention configured as described above, balancing control can be performed when the variation in the voltage value of each battery cell is large.

また、上記の目的を達成するために、本発明は、複数の電池セルが接続されてなるバッテリの充放電制御装置であって、電池セル毎に接続された放電回路と、各電池セルの内部抵抗を検出する内部抵抗検出手段と、放電回路により各電池セルを充電開始電圧まで放電させる放電手段と、を有し、放電手段は、内部抵抗の大きい電池セルほど、充電開始電圧を低く設定することを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention provides a battery charge / discharge control apparatus in which a plurality of battery cells are connected, and includes a discharge circuit connected to each battery cell, and the interior of each battery cell. An internal resistance detecting means for detecting resistance; and a discharging means for discharging each battery cell to a charging start voltage by a discharging circuit. The discharging means sets the charging start voltage lower as the battery cell has a higher internal resistance. It is characterized by that.

また、本発明において好ましくは、放電手段は、各電池セルの充電開始電圧を、バッテリに対して設定された通電可能な最大制限充電電流でバッテリを充電したときに、各電池セルの電圧が略等しくなるような値に設定する。   In the present invention, it is preferable that the discharging means is configured to reduce the voltage of each battery cell when the battery is charged with the charging start voltage of each battery cell with the maximum limited charging current that can be energized that is set for the battery. Set the value to be equal.

また、本発明において好ましくは、バッテリへ通電される電流値を検出する電流値検出手段と、バッテリへ通電される電流値の所定期間における履歴を取得する電流値履歴取得手段と、を有し、放電手段は、所定期間におけるバッテリの充電電流値の履歴に応じて、所定期間中の充電電流値の最大値が小さいほど、各電池セルの充電開始電圧を高く設定する。
また、本発明において好ましくは、放電手段は、各電池セルの電圧の平均電圧値よりも所定電圧を超えて大きな電圧を有する電池セルがある場合に、放電回路により各電池セルを放電させる。
In the present invention, preferably, it has a current value detection means for detecting a current value energized to the battery, and a current value history acquisition means for obtaining a history of a current value energized to the battery in a predetermined period, The discharging means sets the charging start voltage of each battery cell to be higher as the maximum value of the charging current value during the predetermined period is smaller according to the history of the charging current value of the battery during the predetermined period.
Preferably, in the present invention, the discharge means discharges each battery cell by the discharge circuit when there is a battery cell having a voltage exceeding a predetermined voltage higher than the average voltage value of the voltage of each battery cell.

本発明のバッテリの充放電制御方法及び充放電制御装置によれば、バッテリを構成する各電池セルに内部抵抗のバラツキがあっても、充電時に電池セルが最大電圧を超えることによる劣化促進を抑制し、且つ、無駄なバランス放電を抑制することができる。   According to the battery charge / discharge control method and the charge / discharge control apparatus of the present invention, even if each battery cell constituting the battery has a variation in internal resistance, the deterioration of the battery cell due to exceeding the maximum voltage during charging is suppressed. In addition, useless balance discharge can be suppressed.

以下、添付図面図1乃至図11を参照して本発明の実施形態について説明する。図1はバッテリの充放電制御装置の説明図、図2はバッテリの充放電制御装置の放電回路の説明図、図3は充電時のセル電圧変化の説明図、図4は従来例に係るバランシング制御の説明図、図5はバランシング制御の説明図、図6は急速充電時を含む充電電流の時間変化を示す図、図7は急速充電制御によるバランシング制御の説明図、図8はセル開放電圧とSOCとの関係を示すマップデータの説明図、図9は急速充電時を含まない充電電流の時間変化を示す図、図10は非急速充電制御によるバランシング制御の説明図、図11は充放電制御処理のフローチャートである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 11. FIG. 1 is an explanatory diagram of a battery charge / discharge control device, FIG. 2 is an explanatory diagram of a discharge circuit of the battery charge / discharge control device, FIG. 3 is an explanatory diagram of a cell voltage change during charging, and FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram of balancing control, FIG. 6 is a diagram showing a change in charging current over time including rapid charging, FIG. 7 is an explanatory diagram of balancing control by rapid charging control, and FIG. 8 is a cell open voltage. 9 is an explanatory diagram of map data showing the relationship between the SOC and the SOC, FIG. 9 is a diagram showing a time change of the charging current not including the time of quick charging, FIG. 10 is an explanatory diagram of balancing control by non-rapid charging control, and FIG. It is a flowchart of a control process.

本実施形態では、ハイブリッド車両等に搭載された高電圧バッテリに本発明のバッテリの充放電制御方法及び充放電制御装置を適用した例を示す。
図1に示すように、本実施形態のバッテリパック1は、複数の単電池(電池セル)11が直列接続された組電池であるバッテリ10と、このバッテリ10を制御する充放電制御装置20とを備えている。
In the present embodiment, an example in which the battery charge / discharge control method and charge / discharge control apparatus of the present invention are applied to a high-voltage battery mounted on a hybrid vehicle or the like will be described.
As shown in FIG. 1, the battery pack 1 of the present embodiment includes a battery 10 that is an assembled battery in which a plurality of single cells (battery cells) 11 are connected in series, and a charge / discharge control device 20 that controls the battery 10. It has.

充放電制御装置20は、各電池セル11に対応して設けられた放電回路21と、電圧検出部23と、内部抵抗検出部25と、充放電判別部27と、これらを制御する制御部29を備えている。
各放電回路21は、図2に示すように、抵抗器22aとスイッチ22bとの直列接続が各電池セル11と並列に接続された構成である。スイッチ22bは、制御部29からの制御信号により、開状態と閉状態の間でオンオフ制御される。スイッチ22bをオン状態(閉状態)にすることで、電池セル11と抵抗器22aからなる閉回路が形成され、この閉回路を流れる電流により、スイッチ22bのオン時間(放電時間)に応じて抵抗器22aで電力消費され、電池セル11の容量を低下させることができるようになっている。
The charge / discharge control device 20 includes a discharge circuit 21 provided corresponding to each battery cell 11, a voltage detection unit 23, an internal resistance detection unit 25, a charge / discharge determination unit 27, and a control unit 29 for controlling them. It has.
As shown in FIG. 2, each discharge circuit 21 has a configuration in which a series connection of a resistor 22 a and a switch 22 b is connected in parallel with each battery cell 11. The switch 22b is ON / OFF controlled between an open state and a closed state by a control signal from the control unit 29. By turning on the switch 22b (closed state), a closed circuit composed of the battery cell 11 and the resistor 22a is formed, and the current flowing through the closed circuit causes resistance according to the on time (discharge time) of the switch 22b. Electric power is consumed by the container 22a, and the capacity of the battery cell 11 can be reduced.

充放電判別部27は、バッテリ10の正極端子とバッテリパック1の正極端子との間に接続されており、バッテリ10の充放電電流の電流方向を検出し、これから充電状態,放電状態,休止状態を判別して、判別結果を制御部29に出力している。
電圧検出部23は、各電池セル11の正極及び負極端子に接続されており、各電池セル11の両端子電圧を測定し、電圧値を制御部29に出力するように構成されている。
The charge / discharge determination unit 27 is connected between the positive terminal of the battery 10 and the positive terminal of the battery pack 1, detects the current direction of the charge / discharge current of the battery 10, and from this state, the charge state, the discharge state, and the rest state And the determination result is output to the control unit 29.
The voltage detection unit 23 is connected to the positive and negative terminals of each battery cell 11, and is configured to measure both terminal voltages of each battery cell 11 and output the voltage value to the control unit 29.

内部抵抗検出部25も、各電池セル11の正負両端子に接続されており、各電池セル11の内部抵抗を測定し、内部抵抗値を制御部29に出力するように構成されている。内部抵抗検出部25は、内部で発生させた電流を各電池セル11に通電し、その際に電圧値及び電流値を検出し、検出したそれらの値から各電池セル11の内部抵抗値を算出するように構成されている。   The internal resistance detection unit 25 is also connected to both positive and negative terminals of each battery cell 11, and is configured to measure the internal resistance of each battery cell 11 and output the internal resistance value to the control unit 29. The internal resistance detection unit 25 energizes each battery cell 11 with a current generated inside, detects a voltage value and a current value at that time, and calculates an internal resistance value of each battery cell 11 from the detected values. Is configured to do.

なお、内部抵抗検出部25は、上記構成に限られない。例えば、内部抵抗検出部25が、バッテリパック1を含むバッテリシステムに設けられた電流センサ30からバッテリ10の入出力電流値(充放電電流値)Imを受け取り、また、電圧検出部23から各電池セル11の電圧値を受け取り、これらの時間変化分から、各電池セル11の内部抵抗値を算出するように構成してもよい。   The internal resistance detection unit 25 is not limited to the above configuration. For example, the internal resistance detection unit 25 receives an input / output current value (charge / discharge current value) Im of the battery 10 from the current sensor 30 provided in the battery system including the battery pack 1, and each battery is supplied from the voltage detection unit 23. You may comprise so that the voltage value of the cell 11 may be received and the internal resistance value of each battery cell 11 may be calculated from these time changes.

制御部29は、CPU,制御プログラム等を記憶したROM,作業領域として使用されるRAM等を含むマイクロコンピュータで構成されている。制御部29は、以下に説明するように、電圧検出部23,内部抵抗検出部25,充放電判別部27や外部からの信号に基づいて、放電回路21を制御し、各電池セル11の充放電制御を行うように構成されている。上記外部信号には、バッテリ10の入出力電流を測定する電流センサ30からの充放電電流値Im,イグニッションスイッチからのイグニッション信号IG等が含まれる。   The control unit 29 is constituted by a microcomputer including a CPU, a ROM storing a control program, and a RAM used as a work area. As will be described below, the control unit 29 controls the discharge circuit 21 based on the voltage detection unit 23, the internal resistance detection unit 25, the charge / discharge determination unit 27, and signals from the outside, and charges / recharges each battery cell 11. It is configured to perform discharge control. The external signal includes a charge / discharge current value Im from the current sensor 30 that measures the input / output current of the battery 10, an ignition signal IG from the ignition switch, and the like.

次に、図3に基づいて、充電時における電池セル11の電圧変化を説明する。
図3では、時間tSから時間tEまで電池セル11にステップ状の充電電流ICが流れるものとする。時間tSに充電電流ICが流れ始めると、電池セル11には、内部抵抗Rによる電圧上昇分RICと、充電電流によるSOC上昇分ΔSOCと、分極電圧による上昇分Vpとが充電前の開放電圧OCVSに加算されていく。すなわち、電池セル11の開放電圧OCVは、OCV=OCVS+RIC+ΔSOC+Vpであらわされる。充電電流によるSOC上昇分ΔSOCと、分極電圧上昇分Vpは、時間経過と共に徐々に増加していくが、内部抵抗Rによる電圧上昇分RICは、時間変動しないものとみなすことができる。なお、SOC上昇分ΔSOCは、IC・(tE−tS)で見積もることができる。
Next, the voltage change of the battery cell 11 at the time of charge is demonstrated based on FIG.
In FIG. 3, it is assumed that a stepped charging current I C flows through the battery cell 11 from time t S to time t E. When the time t S charging current I C begins to flow, the battery cell 11, a voltage rise RI C due to the internal resistance R, and the SOC rise ΔSOC by the charging current, rise Vp and is before charging by polarization voltage It is added to the open circuit voltage OCV S. That is, the open circuit voltage OCV of the battery cell 11 is expressed as OCV = OCV S + RI C + ΔSOC + Vp. And SOC rise ΔSOC by the charging current, the polarization voltage rise Vp is gradually increased as time elapses, the voltage rise RI C is due to the internal resistance R, it can be considered as not time varying. The SOC increase ΔSOC can be estimated by I C · (t E −t S ).

そして、時間tEに充電電流ICがなくなると、内部抵抗Rによる電圧上昇分RICがなくなり、さらに時間tEからの時間経過と共に分極電圧上昇分Vpも減少していく。これにより、RIC,Vpによる電圧上昇分がなくなり、電池セル11の開放電圧OCVは、OCV=OCVS+ΔSOCまで低下する。このように、充電電流ICによって電池セル11の開放電圧OCVが、OCVSからOCVS+ΔSOCに上昇する(充電される)。 When the charging current I C disappears at time t E , the voltage increase R C due to the internal resistance R disappears, and the polarization voltage increase V p also decreases with the passage of time from time t E. As a result, the voltage increase due to RI C and Vp disappears, and the open circuit voltage OCV of the battery cell 11 decreases to OCV = OCV S + ΔSOC. Thus, the open circuit voltage OCV of the battery cell 11 by the charging current I C rises from OCV S in OCV S + [Delta] SOC (charged).

しかしながら、充電中の電池セル11の開放電圧OCVは、OCV=OCVS+RIC+ΔSOC+Vpまで上昇する。したがって、この充電中の最高電圧が、電池セル11の通電時(作動)最大電圧Vmaxや上限電圧HCVに到達しないように充電制御を行う必要がある。ここで、通電時最大電圧Vmaxは、セル劣化を考慮して設定された使用制限値であり、これを超えると過充電となりセル劣化が促進されてしまう。HCVは、電池セル11で使用することのできる上限電圧値である。 However, the open circuit voltage OCV of the battery cell 11 being charged rises to OCV = OCV S + RI C + ΔSOC + Vp. Therefore, it is necessary to perform charging control so that the maximum voltage during charging does not reach the maximum voltage Vmax or the upper limit voltage HCV when the battery cell 11 is energized (operated). Here, the energized maximum voltage Vmax is a use limit value set in consideration of cell deterioration, and if it exceeds this, overcharge occurs and cell deterioration is promoted. HCV is an upper limit voltage value that can be used in the battery cell 11.

次に、図4に基づいて従来の充放電制御の概略について説明する。
図4では、理解の容易のため、3つの電池セル11(電池セル111,電池セル112,電池セル113)でバッテリ10が構成されていると仮定する。また、各電池セル111,電池セル112,電池セル113の内部抵抗をそれぞれR1,R2,R3(R1<R2<R3)とし、各セルを最大制限充電電流(規格最大充電電流)Imaxで時間tの間充電するものとする。ここで、最大制限充電電流Imaxは、バッテリ10の充電電流として設定された上限電流値であり、充電電流値は、装置保護のため充電装置(ジェネレータ)側で最大制限充電電流Imaxを超えないように制限される。
Next, an outline of conventional charge / discharge control will be described with reference to FIG.
In FIG. 4, for easy understanding, it is assumed that the battery 10 includes three battery cells 11 (battery cell 11 1 , battery cell 11 2 , battery cell 11 3 ). Also, the internal resistances of the battery cells 11 1 , battery cells 11 2 , and battery cells 11 3 are R 1 , R 2 , and R 3 (R 1 <R 2 <R 3 ), respectively, and each cell is set to the maximum limited charging current ( It is assumed that charging is performed for a time t at the standard maximum charging current (Imax). Here, the maximum limited charging current Imax is an upper limit current value set as the charging current of the battery 10, and the charging current value does not exceed the maximum limited charging current Imax on the charging device (generator) side for device protection. Limited to

図4では、電池セル111,112,113は、放電回路21により開放電圧OCV1,OCV2,OCV3が同一のバランシング目標電圧Vbalに揃えられた後(OCV1=OCV2=OCV3)、充電される。バランシング目標電圧が充電開始電圧に相当する。
ここで、図4に示すように、電池セル112の充電中電圧が通電時最大電圧Vmaxに達したときに、充電を終了するように制御を行うと、充電終了直前において、電池セル111の電圧はVbal+R1・Imax+ΔSOC+Vp(<Vmax)であり、電池セル112の電圧はVbal+R2・Imax+ΔSOC+Vp(=Vmax)であり、電池セル113の電圧はVbal+R3・Imax+ΔSOC+Vp(>Vmax)となる。この場合、電池セル111,112,113において、ΔSOC(=Imax・t),Vpは略同じ値である。
In FIG. 4, the battery cells 11 1 , 11 2 , and 11 3 are discharged after the open circuit voltages OCV 1 , OCV 2 , and OCV 3 are adjusted to the same balancing target voltage Vbal by the discharge circuit 21 (OCV 1 = OCV 2 = OCV). 3 ) Charged. The balancing target voltage corresponds to the charging start voltage.
Here, as shown in FIG. 4, when the charge in the voltage of the battery cell 11 2 has reached the energization time of the maximum voltage Vmax, the control is performed so as to end the charging, the charging immediately before the end, the battery cell 11 1 Is Vbal + R 1 · Imax + ΔSOC + Vp (<Vmax), the voltage of the battery cell 11 2 is Vbal + R 2 · Imax + ΔSOC + Vp (= Vmax), and the voltage of the battery cell 11 3 is Vbal + R 3 · Imax + ΔSOC + Vp (> Vmax). In this case, in the battery cells 11 1 , 11 2 , and 11 3 , ΔSOC (= Imax · t) and Vp are substantially the same value.

したがって、電池セル111の電圧はVmaxに達しておらず充電継続可能であり、一方、電池セル113の電圧はVmaxを超えており過充電となり劣化が促進されるおそれがある。
このような電池セル113の過充電を防止するために、電池セル113の充電中電圧が通電時最大電圧Vmaxに達したときに、充電を終了するように制御を行うと、電池セル111及び電池セル112が十分に充電できないことになる。
Therefore, the voltage of the battery cell 11 1 does not reach Vmax and charging can be continued. On the other hand, the voltage of the battery cell 11 3 exceeds Vmax and is overcharged, which may promote deterioration.
To avoid overcharging of such a battery cell 11 3, when the charging of the voltage of the battery cell 11 3 reaches the energization time of the maximum voltage Vmax, the control is performed so as to end the charging, the battery cell 11 1 and the battery cell 11 2 cannot be sufficiently charged.

このように、電池セル111,電池セル112,電池セル113のバランシング目標電圧Vbalを同じ値に設定すると、セル間の内部抵抗値の不均一さにより、過充電になるセルや十分に充電できないセルが生じてしまい、バッテリの劣化が促進されたり、全体として電池能力を十分に活用することができなかったりするという問題があった。 As described above, when the balancing target voltage Vbal of the battery cell 11 1 , the battery cell 11 2 , and the battery cell 11 3 is set to the same value, due to the nonuniformity of the internal resistance value between the cells, the cells that are overcharged or sufficiently There is a problem that a cell that cannot be charged is generated, deterioration of the battery is promoted, and battery capacity cannot be fully utilized as a whole.

次に、図5に基づいて本実施形態の充放電制御の概略について説明する。
図4の例と同様に、内部抵抗値R1,R2,R3(R1<R2<R3)の電池セル111,電池セル112,電池セル113を、最大制限充電電流Imaxで充電するものとする。さらに、上述のように、各電池セル111,電池セル112,電池セル113の充電による電圧上昇分のうち、ΔSOC,Vpは各セルで略等しいものとする。一方、充電による電圧上昇分のうち、R1・Imax,R2・Imax,R3・Imaxは、内部抵抗値に応じて異なる。
Next, the outline of the charge / discharge control of this embodiment will be described with reference to FIG.
As in the example of FIG. 4, the battery cells 11 1 , battery cells 11 2 , and battery cells 11 3 having internal resistance values R 1 , R 2 , and R 3 (R 1 <R 2 <R 3 ) are connected to the maximum limited charging current. It shall be charged with Imax. Further, as described above, ΔSOC and Vp are approximately equal among the voltage rises due to the charging of the battery cells 11 1 , battery cells 11 2 , and battery cells 11 3 . On the other hand, among the voltage rises due to charging, R 1 · Imax, R 2 · Imax, R 3 · Imax differ depending on the internal resistance value.

したがって、電池セル111,112,113のバランシング目標電圧をそれぞれVbal1,Vbal2,Vbal3とすると、充電電流の通電開始時には、各セル111,112,113の電圧は、それぞれVbal1+R1・Imax,Vbal2+R2・Imax,Vbal3+R3・Imaxとなり、時間経過と共に、ΔSOC及びVpが加算されていく。 Therefore, if the balancing target voltages of the battery cells 11 1 , 11 2 , 11 3 are Vbal 1 , Vbal 2 , Vbal 3 , respectively, the voltages of the cells 11 1 , 11 2 , 11 3 are Vbal 1 + R 1 · Imax, Vbal 2 + R 2 · Imax, and Vbal 3 + R 3 · Imax, respectively, and ΔSOC and Vp are added over time.

本実施形態では、充電電流が流れたときに、各セル111,112,113での電圧が略等しくなり、充電終了直前に、各電池セル111,112,113の充電中電圧が通電時最大電圧Vmaxに同時に達するように制御が行われる。すなわち、上述の通電開始時の電圧が等しくなるように、内部抵抗値が大きいほど、バランシング目標電圧Vbalが低く設定される。このため、各バランシング目標電圧に、Vbal1−Vbal2=(R2−R1)・Imax、Vbal1−Vbal3=(R3−R1)・Imaxであらわされる電圧差が設けられる。 In the present embodiment, when the charging current flows, the voltages in the cells 11 1 , 11 2 , 11 3 become substantially equal, and the battery cells 11 1 , 11 2 , 11 3 are being charged immediately before the end of charging. Control is performed so that the voltage simultaneously reaches the maximum voltage Vmax when energized. That is, the larger the internal resistance value, the lower the balancing target voltage Vbal is set so that the voltages at the start of energization are equal. Therefore, a voltage difference represented by Vbal 1 −Vbal 2 = (R 2 −R 1 ) · Imax and Vbal 1 −Vbal 3 = (R 3 −R 1 ) · Imax is provided for each balancing target voltage.

このように充放電制御を行うことにより、各電池セル111,112,113を過充電させることなく、充電可能な最大の電圧値Vmaxまで充電することが可能となる。これにより、電池セル11の劣化を抑制すると共に、電池性能を最大限に活用することが可能となる。 By performing charge / discharge control in this way, it is possible to charge each battery cell 11 1 , 11 2 , 11 3 to the maximum voltage value Vmax that can be charged without overcharging. As a result, it is possible to suppress the deterioration of the battery cell 11 and to maximize the battery performance.

次に、本実施形態のバランシング目標電圧の設定処理について説明する。
まず、図6及び図7により、車両操作で急加速・急減速が頻繁になされる場合(急速充電制御)について説明する。この例においても、理解の容易のため、図4及び図5と同様に、バッテリ10が電池セル111,112,113からなるものとする。
Next, the balancing target voltage setting process of this embodiment will be described.
First, with reference to FIGS. 6 and 7, a case where rapid acceleration / deceleration is frequently performed by vehicle operation (rapid charging control) will be described. Also in this example, for the sake of easy understanding, it is assumed that the battery 10 includes battery cells 11 1 , 11 2 , and 11 3 as in FIGS. 4 and 5.

図6は、制御部29が電流センサ30から受けた電流値Imの時間変化を示している。この例では、現在の時点から所定時間前(本例では10時間前)までの間に、電流値Imが最大制限充電電流Imaxにn回到達しており、到達時には、最大制限充電電流Imaxが、それぞれ時間t1,t2,・・・tnだけ継続している。   FIG. 6 shows the time change of the current value Im received from the current sensor 30 by the control unit 29. In this example, the current value Im reaches the maximum limited charging current Imax n times from the current time point to a predetermined time before (in this example, 10 hours before), and at that time, the maximum limited charging current Imax is , Each continues for time t1, t2,... Tn.

制御部29は、所定期間に(例えば、過去10時間の作動時間中に)、電流値Imが最大制限充電電流Imaxに到達した回数と、各継続時間をメモリに記憶するように構成されている。そして、制御部29は、所定時間の作動時間中に、電流値が最大制限充電電流Imaxに達した回数で、継続時間の和を除すことにより、継続時間の平均値tAVEを算出する。 The control unit 29 is configured to store the number of times that the current value Im has reached the maximum limited charging current Imax and each duration in a memory during a predetermined period (for example, during the past 10 hours of operation time). . Then, the control unit 29 calculates the average value t AVE of the duration time by dividing the sum of the duration times by the number of times the current value has reached the maximum limited charging current Imax during the operation time of the predetermined time.

また、制御部29は、充電電流を最大制限充電電流Imaxに設定し、内部抵抗による電圧上昇分を見積もる。この場合、電池セル111,112,113の内部抵抗による電圧上昇分は、それぞれR1・Imax,R2・Imax,R3・Imaxとなる(R1<R2<R3)。
また、制御部29は、充電時間を平均継続時間tAVEに設定し、充電によるSOC上昇分ΔSOC(=Imax・tAVE)と、このときのオフセット分(分極電圧上昇分Vp)を設定する。これらの値は、各電池セル11で同一の値に設定することができる。なお、オフセット分は、充電電流及び充電時間の関数として算出してもよいし、計算の容易のため所定の一定値としてもよい。
In addition, the control unit 29 sets the charging current to the maximum limited charging current Imax and estimates the voltage increase due to the internal resistance. In this case, the voltage increases due to the internal resistance of the battery cells 11 1 , 11 2 , 11 3 are R 1 · Imax, R 2 · Imax, R 3 · Imax, respectively (R 1 <R 2 <R 3 ).
Further, the control unit 29 sets the charging time to the average duration t AVE, and sets the SOC increase ΔSOC (= Imax · t AVE ) due to charging and the offset amount (polarization voltage increase Vp) at this time. These values can be set to the same value in each battery cell 11. Note that the offset may be calculated as a function of the charging current and the charging time, or may be a predetermined constant value for easy calculation.

そして、制御部29は、各電池セル111,112,113に対して、通電時最大電圧Vmaxから、内部抵抗による電圧上昇分,SOC上昇分ΔSOC,オフセット分を差し引いた電圧値をバランシング目標電圧値Vbal1,Vbal2,Vbal3に設定する(Vbal1>Vbal2>Vbal3)。 Then, the control unit 29 balances the voltage values obtained by subtracting the voltage increase due to the internal resistance, the SOC increase ΔSOC, and the offset from the maximum voltage Vmax during energization for each of the battery cells 11 1 , 11 2 , 11 3 . target voltage value Vbal 1, set to Vbal 2, Vbal 3 (Vbal 1 > Vbal 2> Vbal 3).

また、制御部29は、図8に示すような、電池セル11の蓄電量SOCと開放電圧値OCVとの関係を表すマップデータをメモリに記憶している。制御部29は、このマップデータから、各電池セル11の開放電圧値OCVnとバランシング目標電圧値Vbalnとの差Dvnに相当する、放電量DSOCnを算出する(n=1,2,3)。この放電量DSOCnが各電池セル11毎の目標放電量となる。すなわち、各電池セル11の開放電圧値OCVnが相当する蓄電量SOCnと、バランシング目標電圧値Vbalnが相当する蓄電量SOCbalnとの差が放電すべき目標放電量DSOCnとなる。したがって、放電量DSOCnだけ放電されると、その電池セル11の開放電圧値OCVnは、計算上、バランシング目標電圧値Vbalnに到達することになる。 Moreover, the control part 29 has memorize | stored in the memory the map data showing the relationship between the electrical storage amount SOC of the battery cell 11, and the open circuit voltage value OCV as shown in FIG. The controller 29 calculates a discharge amount D SOCn corresponding to the difference Dv n between the open circuit voltage value OCV n and the balancing target voltage value Vbal n of each battery cell 11 from this map data (n = 1, 2, 3). This discharge amount D SOCn is the target discharge amount for each battery cell 11. That is, the electricity storage amount SOC n that the open circuit voltage value OCV n of each battery cell 11 is equivalent to, the target discharge amount D SOCn difference between the charged amount SOCbal n is to be discharged corresponding the balancing target voltage value Vbal n. Therefore, when the discharge amount D SOCn is discharged, the open circuit voltage value OCV n of the battery cell 11 reaches the balancing target voltage value Vbal n in the calculation.

さらに、制御部29は、各電池セル11の目標放電量DSOCn,各電池セル11の開放電圧値OCVn,放電回路21の抵抗器22aの抵抗値に基づいて、各電池セル11での目標放電時間を算出する。そして、制御部29は、各電池セル11に対応する放電回路21のスイッチ22bを算出した目標放電時間だけ閉状態に作動させて、各電池セル11を目標放電量だけ放電させる。目標放電量だけ放電されると、制御部29は、放電回路21のスイッチ22bを開状態に戻す処理を行う。これにより、すべての電池セル11の開放電圧OCVnが、バランシング目標電圧値Vbalnに到達する。 Further, the control unit 29 sets the target in each battery cell 11 based on the target discharge amount D SOCn of each battery cell 11, the open circuit voltage value OCV n of each battery cell 11, and the resistance value of the resistor 22 a of the discharge circuit 21. Calculate the discharge time. Then, the control unit 29 operates the switch 22b of the discharge circuit 21 corresponding to each battery cell 11 to be closed for the calculated target discharge time, and discharges each battery cell 11 by the target discharge amount. When the target discharge amount is discharged, the control unit 29 performs a process of returning the switch 22b of the discharge circuit 21 to the open state. Thus, the open circuit voltage OCV n of all the battery cells 11 reaches the balancing target voltage value Vbal n.

バランス制御後、各電池セル11は、最大制限充電電流Imaxの大きさの充電電流がバッテリ10に継続して流れてきた場合に、過充電されることなく最大容量まで同時に充電される。詳しくは、制御部29は、バランシング目標電圧Vbalが最も大きい電池セル11(図7の場合は電池セル111)の電圧をモニターし、この電圧値が通電時最大電圧Vmaxに達したときに、充電装置側に充電を終了させる信号を出力し充電を終了する。これにより、充電電流が継続的に最大制限充電電流Imaxの大きさであれば、すべてのセルを充電中に同時に通電時最大電圧Vmaxに到達させることができる。 After the balance control, each battery cell 11 is charged to the maximum capacity at the same time without being overcharged when a charging current having a magnitude of the maximum limited charging current Imax continues to flow to the battery 10. Specifically, the control unit 29 monitors the voltage of the battery cell 11 having the highest balancing target voltage Vbal (in the case of FIG. 7, the battery cell 11 1 ), and when this voltage value reaches the maximum voltage Vmax during energization, A signal for terminating the charging is output to the charging device side to terminate the charging. Thereby, if the charging current is continuously the magnitude of the maximum limited charging current Imax, all the cells can be made to reach the maximum voltage Vmax during energization simultaneously during charging.

次に、図9及び図10により、車両操作で急加速・急減速が頻繁になされず、図6及び図7の例のように急速充電が行われ難い場合(非急速充電制御)について説明する。
図9は、図6と同様に、制御部29が電流センサ30から受けた電流値Imの時間変化を示している。この例では、現在の時点から所定時間前(本例では10時間前)までの間に、電流値Imが最大制限充電電流Imaxに達せず、この間に制御部29が検出した最大電流値が、最大充電電流imaxであったものとする。制御部29は、この最大充電電流imaxをメモリに記憶するように構成されている。
Next, with reference to FIG. 9 and FIG. 10, a case will be described in which rapid acceleration / deceleration is not frequently performed by a vehicle operation and quick charging is difficult to be performed as in the examples of FIG. 6 and FIG. 7 (non-rapid charging control). .
FIG. 9 shows the time change of the current value Im received from the current sensor 30 by the control unit 29, as in FIG. In this example, the current value Im does not reach the maximum limited charging current Imax between a current time and a predetermined time before (10 hours in this example), and the maximum current value detected by the control unit 29 during this time is It is assumed that the maximum charging current imax. The control unit 29 is configured to store the maximum charging current imax in a memory.

そして、制御部29は、現在の時点から所定時間前までの作動時間中に、電流値Imが最大制限充電電流Imaxに達しなかった場合は、充電電流を最大充電電流imaxに設定して、内部抵抗による電圧上昇分を見積もる。この場合、電池セル111,112,113の内部抵抗による電圧上昇分は、それぞれR1・imax,R2・imax,R3・imaxとなる(R1<R2<R3)。 When the current value Im does not reach the maximum limited charging current Imax during the operation time from the current time point to a predetermined time before the current time point, the control unit 29 sets the charging current to the maximum charging current imax, Estimate voltage increase due to resistance. In this case, the voltage increase due to the internal resistance of the battery cells 11 1 , 11 2 , 11 3 is R 1 · imax, R 2 · imax, R 3 · imax, respectively (R 1 <R 2 <R 3 ).

また、制御部29は、充電によるSOC上昇分ΔSOCと、このときのオフセット分(分極電圧上昇分Vp)を設定する。本実施形態では、ΔSOCを固定値に設定している。
そして、制御部29は、各電池セル111,112,113に対して、通電時最大電圧Vmaxから、内部抵抗による電圧上昇分,SOC上昇分ΔSOC,オフセット分を差し引いた電圧値をバランシング目標電圧値Vbal1´,Vbal2´,Vbal3´に設定する。
Further, the control unit 29 sets the SOC increase ΔSOC due to charging and the offset (polarization voltage increase Vp) at this time. In this embodiment, ΔSOC is set to a fixed value.
Then, the control unit 29 balances the voltage values obtained by subtracting the voltage increase due to the internal resistance, the SOC increase ΔSOC, and the offset from the maximum voltage Vmax during energization for each of the battery cells 11 1 , 11 2 , 11 3 . The target voltage values Vbal 1 ′, Vbal 2 ′, and Vbal 3 ′ are set.

ここで、図6及び図7の場合(急速充電制御)は、充電電流を最大充電電流Imaxに設定しているので、内部電圧による電圧上昇分がRn・Imax(n=1,2,3)であったが、図9及び図10の場合(非急速充電制御)は、充電電流を最大充電電流imaxに設定しているので、内部電圧による電圧上昇分がRn・imax(n=1,2,3)となる。すなわち、図9及び図10の場合の方が、内部抵抗による電圧上昇分がRn・(Imax−imax)分だけ小さく見積もられる。これにより、各セルのバランシング目標電圧Vbaln´の大きさを、VbalnよりもRn・(Imax−imax)だけ、大きく設定することができる。すなわち、Vbaln´=Vbaln+Rn・(Imax−imax)である。 Here, in the case of FIGS. 6 and 7 (rapid charging control), the charging current is set to the maximum charging current Imax, so that the voltage increase due to the internal voltage is Rn · Imax (n = 1, 2, 3). However, in the case of FIG. 9 and FIG. 10 (non-rapid charge control), the charging current is set to the maximum charging current imax, so that the voltage increase due to the internal voltage is Rn · imax (n = 1, 2). , 3). That is, in the case of FIGS. 9 and 10, the voltage increase due to the internal resistance is estimated to be smaller by Rn · (Imax−imax). Thereby, the magnitude of the balancing target voltage Vbal n ′ of each cell can be set to be larger than Vbal n by Rn · (Imax−imax). That is, Vbal n ′ = Vbal n + Rn · (Imax−imax).

このように、バランシング目標電圧Vbalを大きく設定しても、過去の運転履歴から、充電電流が最大充電電流Imaxまで大きくなるおそれが極めて小さいので、充電中に大きな充電電流が流れて各セルの電圧が通電時最大電圧Vmaxを超えてしまうことがなく、また、バランシング制御における各セルの放電量を低減することができるので、バッテリ効率を向上させることができる。   Thus, even if the balancing target voltage Vbal is set to be large, there is very little possibility that the charging current will increase to the maximum charging current Imax from the past operation history, so that a large charging current flows during charging and the voltage of each cell Does not exceed the maximum voltage Vmax during energization, and the amount of discharge of each cell in the balancing control can be reduced, so that battery efficiency can be improved.

次に、図11に基づいて本実施形態の充放電制御装置20の処理フローを説明する。
まず、制御部29は、放電制御を開始するための条件が成立したか否かを判定する(ステップS1)。この条件は、各電池セル11に充放電電流が流れていない状態を検出するものであり、制御部29は、例えば、イグニッション・オンによりイグニッション信号IGを受けたとき、電流センサ30からの充放電電流値がゼロ値の状態、充放電判別部27が休止状態であることを検出しているとき等に条件が成立したと判定する。
Next, the process flow of the charge / discharge control apparatus 20 of this embodiment is demonstrated based on FIG.
First, the control unit 29 determines whether or not a condition for starting the discharge control is satisfied (step S1). This condition is to detect a state in which no charging / discharging current flows in each battery cell 11, and the control unit 29 is charged / discharged from the current sensor 30 when the ignition signal IG is received by, for example, ignition on. It is determined that the condition is satisfied, for example, when the current value is zero, or when the charge / discharge determination unit 27 detects that it is in a resting state.

条件が成立していない場合(ステップS1;No)、制御部29は、処理を終了して所定時間後に再びステップS1の処理を行う。
一方、条件が成立している場合(ステップS1;Yes)、制御部29は、充放電電流が流れていない状態における、各電池セル11の開放電圧OCVを電圧検出部23から取得し、メモリに記憶する(ステップS2)。
When the condition is not satisfied (step S1; No), the control unit 29 ends the process and performs the process of step S1 again after a predetermined time.
On the other hand, when the condition is satisfied (step S1; Yes), the control unit 29 acquires the open circuit voltage OCV of each battery cell 11 from the voltage detection unit 23 in a state where the charge / discharge current is not flowing, and stores it in the memory. Store (step S2).

次いで、メモリに記憶した各電池セル11の開放電圧OCVのうち、いずれかが平均開放電圧よりも所定電圧値を超えて大きいか否かを判定する(ステップS3)。すなわち、制御部29は、各セルの開放電圧OCVのバラツキの有無を、メモリに記憶した各電池セル11の開放電圧OCVの平均値を算出し、この平均値よりも所定電圧を超えて大きい開放電圧OCVを有する電池セル11があるか否かで判定する。   Next, it is determined whether any one of the open circuit voltages OCV of the battery cells 11 stored in the memory exceeds the predetermined open circuit voltage by a predetermined voltage value (step S3). That is, the control unit 29 calculates the average value of the open-circuit voltage OCV of each battery cell 11 stored in the memory for the presence or absence of the open-circuit voltage OCV of each cell, and the open circuit is larger than this average value by a predetermined voltage. Judgment is made by whether or not there is a battery cell 11 having the voltage OCV.

平均開放電圧よりも所定電圧値を超えて大きな開放電圧OCVを有するセルがない場合(ステップS3;No)、制御部29は処理を終了する。
一方、平均開放電圧よりも所定電圧値を超えて大きな開放電圧OCVを有するセルがある場合(ステップS3;Yes)、制御部29は、各電池セル11の内部抵抗値を内部抵抗検出部25から取得する(ステップS4)。
If there is no cell having an open circuit voltage OCV that exceeds the predetermined voltage value above the average open circuit voltage (step S3; No), the control unit 29 ends the process.
On the other hand, when there is a cell having an open circuit voltage OCV exceeding the predetermined open circuit voltage value than the average open circuit voltage (step S3; Yes), the control unit 29 determines the internal resistance value of each battery cell 11 from the internal resistance detection unit 25. Obtain (step S4).

さらに、制御部29は、過去所定時間(例えば10時間)の作動中における電流値の履歴情報を取込む(ステップS5)。すなわち、制御部29は、所定期間内の電流値の最大値imaxを読み込み、最大電流値が最大制限充電電流Imaxである場合には、到達後に最大制限充電電流Imaxが流れた平均継続時間tAVEをメモリから読み込む。 Furthermore, the control unit 29 takes in history information of current values during operation for the past predetermined time (for example, 10 hours) (step S5). That is, the control unit 29 reads the maximum value imax of the current value within a predetermined period, and when the maximum current value is the maximum limited charging current Imax, the average duration t AVE during which the maximum limited charging current Imax flows after reaching the maximum current value. Is read from memory.

そして、制御部29は、取得した各電池セル11の内部抵抗値と、電流値の履歴情報から、各電池セル11のバランシング目標電圧Vbalを算出する(ステップS6)。
また、制御部29は、各電池セル11の開放電圧OCVとバランシング目標電圧Vbalから,図8に示したマップデータに基づいて、各電池セル11の目標放電量DSOCを決定する(ステップS7)。さらに、制御部29は、各電池セル11の開放電圧OCV,放電回路21の抵抗器22aのバランシング抵抗値,目標放電量DSOC等に基づいて目標放電時間を算出する(ステップS8)。
And the control part 29 calculates the balancing target voltage Vbal of each battery cell 11 from the acquired internal resistance value of each battery cell 11, and the historical information of an electric current value (step S6).
Further, the control unit 29 determines the target discharge amount D SOC of each battery cell 11 based on the map data shown in FIG. 8 from the open circuit voltage OCV and the balancing target voltage Vbal of each battery cell 11 (step S7). . Further, the control unit 29 calculates a target discharge time based on the open circuit voltage OCV of each battery cell 11, the balancing resistance value of the resistor 22a of the discharge circuit 21, the target discharge amount D SOC, and the like (step S8).

次いで、制御部29は、バッテリ10が充放電されない状態であるか否かを判定する(ステップS9)。この処理では、制御部29は、例えば、イグニッションがオフ、充放電判別部27が休止状態を出力等により判定を行う。
バッテリ10が充放電されない状態ではない場合(ステップS9;No)、制御部29はステップS9の処理を繰り返す。一方、バッテリ10が充放電されない状態である場合(ステップS9;Yes)、制御部29は、バランシング制御を開始する(ステップS10)。
Next, the controller 29 determines whether or not the battery 10 is not charged / discharged (step S9). In this process, for example, the control unit 29 determines whether the ignition is off and the charge / discharge determination unit 27 determines whether the engine is in a pause state based on an output or the like.
When the battery 10 is not in a state where it is not charged / discharged (step S9; No), the control unit 29 repeats the process of step S9. On the other hand, when the battery 10 is not charged / discharged (step S9; Yes), the control unit 29 starts balancing control (step S10).

このバランシング制御では、制御部29は、各電池セル11に対応する放電回路21に制御信号を出力し、スイッチ22bを作動させて閉状態として、目標放電時間を計時する。これにより、各電池セル11で放電され、電力が抵抗器22aで消費される。   In this balancing control, the control unit 29 outputs a control signal to the discharge circuit 21 corresponding to each battery cell 11, operates the switch 22b, and closes it to measure the target discharge time. Thereby, each battery cell 11 is discharged, and electric power is consumed by the resistor 22a.

制御部29は、放電時間が目標放電時間に到達した電池セル11があるか否かを判定する(ステップS11)。
放電時間が目標放電時間に到達した電池セル11がない場合(ステップS11;No)、制御部29はステップS11を繰り返す。一方、放電時間が目標放電時間に到達した電池セル11がある場合(ステップS11;Yes)、制御部29は、放電時間が目標放電時間に到達した電池セル11のバランシング制御を終了し、未だ放電時間が目標放電時間に到達していない電池セル11のバランシング制御を継続する(ステップS12)。ステップS12では、制御部29は、該当する放電回路21のスイッチ22bを開状態に制御する。
The control unit 29 determines whether there is a battery cell 11 whose discharge time has reached the target discharge time (step S11).
When there is no battery cell 11 whose discharge time has reached the target discharge time (step S11; No), the control unit 29 repeats step S11. On the other hand, when there is a battery cell 11 whose discharge time has reached the target discharge time (step S11; Yes), the control unit 29 ends the balancing control of the battery cell 11 whose discharge time has reached the target discharge time, and is still discharged. Balancing control of the battery cells 11 whose time has not reached the target discharge time is continued (step S12). In step S12, the control unit 29 controls the switch 22b of the corresponding discharge circuit 21 to the open state.

そして、制御部29は、すべての電池セル11でバランシング制御が終了したか否かを判定する(ステップS13)。
すべての電池セル11でバランシング制御が終了していない場合(ステップS13;No)、制御部29はステップS11の処理を再び繰り返す。一方、すべての電池セル11でバランシング制御が終了した場合(ステップS13;Yes)、制御部29は処理を終了する。
And the control part 29 determines whether balancing control was complete | finished in all the battery cells 11 (step S13).
When the balancing control is not finished in all the battery cells 11 (step S13; No), the control unit 29 repeats the process of step S11 again. On the other hand, when the balancing control is finished in all the battery cells 11 (step S13; Yes), the control unit 29 finishes the process.

このように、本実施形態では、各電池セル11の内部抵抗の大きさに応じて、内部抵抗が大きい電池セル11ほど、充電開始電圧(バランシング目標電圧Vbal)を低く設定している。これにより、充電電流が流れたとき、一部の電池セル11の電圧が、内部抵抗に起因する電圧上昇分によって、電圧リミット値(通電時最大電圧Vmax)を超えてしまうことを防止することができ、セル劣化を抑制することが可能となる。   Thus, in the present embodiment, the charging start voltage (balancing target voltage Vbal) is set lower for the battery cell 11 having a higher internal resistance in accordance with the magnitude of the internal resistance of each battery cell 11. This prevents the voltage of some of the battery cells 11 from exceeding the voltage limit value (maximum voltage Vmax during energization) due to the voltage increase caused by the internal resistance when the charging current flows. And cell deterioration can be suppressed.

また、本実施形態では、内部抵抗が小さい電池セル11ほど、充電開始電圧を高く設定することができるので、放電回路21を用いたバランシング放電による放電量を抑えることができ、バッテリ効率を向上させることが可能となる。   Moreover, in this embodiment, since the battery cell 11 with smaller internal resistance can set the charge start voltage higher, the discharge amount due to balancing discharge using the discharge circuit 21 can be suppressed, and the battery efficiency is improved. It becomes possible.

本発明の実施形態によるバッテリの充放電制御装置の説明図である。It is explanatory drawing of the charging / discharging control apparatus of the battery by embodiment of this invention. 図1のバッテリの充放電制御装置の放電回路の説明図である。It is explanatory drawing of the discharge circuit of the charging / discharging control apparatus of the battery of FIG. 本発明の実施形態による充電時のセル電圧変化の説明図である。It is explanatory drawing of the cell voltage change at the time of charge by embodiment of this invention. 従来例に係るバランシング制御の説明図である。It is explanatory drawing of the balancing control which concerns on a prior art example. 本発明の実施形態によるバランシング制御の説明図である。It is explanatory drawing of balancing control by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による急速充電時を含む充電電流の時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the charging current including the time of the quick charge by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による急速充電制御によるバランシング制御の説明図である。It is explanatory drawing of the balancing control by the quick charge control by embodiment of this invention. 本発明の実施形態によるセル開放電圧とSOCとの関係を示すマップデータの説明図である。It is explanatory drawing of the map data which shows the relationship between the cell open circuit voltage and SOC by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による急速充電時を含まない充電電流の時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the charging current which does not include the time of the quick charge by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による非急速充電制御によるバランシング制御の説明図である。It is explanatory drawing of the balancing control by the non-rapid charge control by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による充放電制御処理のフローチャートである。It is a flowchart of the charging / discharging control process by embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 バッテリパック
10 バッテリ
11,111,112,113 電池セル
20 充放電制御装置
21 放電回路
22a 抵抗器
22b スイッチ
23 電圧検出部
25 内部抵抗検出部(内部抵抗検出手段)
27 充放電判別部
29 制御部(放電手段)
30 電流センサ
1 battery pack 10 battery 11, 11 1, 11 2, 11 3 cell 20 charging and discharging control unit 21 discharge circuit 22a resistor 22b switch 23 voltage detector 25 detecting the internal resistance section (internal resistance detecting means)
27 Charge / Discharge Discrimination Unit 29 Control Unit (Discharge Unit)
30 Current sensor

Claims (8)

複数の電池セルが接続されてなるバッテリの充放電制御方法であって、
各電池セルの充電開始電圧を設定する電圧設定工程と、
各電池セルに接続された放電回路を用いて、設定された充電開始電圧となるまで各電池セルを放電させる放電工程と、を有し、
前記電圧設定工程では、内部抵抗の大きい電池セルほど、前記充電開始電圧を低く設定することを特徴とするバッテリの充放電制御方法。
A charge / discharge control method for a battery in which a plurality of battery cells are connected,
A voltage setting step for setting the charging start voltage of each battery cell;
Using a discharge circuit connected to each battery cell, and discharging each battery cell until it reaches a set charge start voltage,
In the voltage setting step, the charging / discharging control method for a battery is characterized in that the charging start voltage is set lower for a battery cell having a larger internal resistance.
前記電圧設定工程では、各電池セルの充電開始電圧を、バッテリに対して設定された通電可能な最大制限充電電流でバッテリを充電したときに、各電池セルの電圧が略等しくなるような値に設定することを特徴とする請求項1に記載のバッテリの充放電制御方法。   In the voltage setting step, the charging start voltage of each battery cell is set to a value such that the voltage of each battery cell becomes substantially equal when the battery is charged with the maximum limited charging current that can be energized that is set for the battery. The battery charge / discharge control method according to claim 1, wherein the battery charge / discharge control method is set. 前記電圧設定工程では、所定期間におけるバッテリの充電電流値の履歴に応じて、前記所定期間中の充電電流値の最大値が小さいほど、各電池セルの充電開始電圧を高く設定することを特徴とする請求項1に記載のバッテリの充放電制御方法。   In the voltage setting step, the charging start voltage of each battery cell is set higher as the maximum value of the charging current value during the predetermined period is smaller according to the history of the charging current value of the battery during the predetermined period. The charge / discharge control method for a battery according to claim 1. 前記放電工程は、各電池セルの電圧の平均電圧値よりも所定電圧を超えて大きな電圧を有する電池セルがある場合に実行されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のバッテリの充放電制御方法。   The discharge process is performed when there is a battery cell having a voltage that exceeds a predetermined voltage and is larger than an average voltage value of the voltage of each battery cell, according to any one of claims 1 to 3. The charging / discharging control method of the battery as described. 複数の電池セルが接続されてなるバッテリの充放電制御装置であって、
電池セル毎に接続された放電回路と、
各電池セルの内部抵抗を検出する内部抵抗検出手段と、
前記放電回路により各電池セルを充電開始電圧まで放電させる放電手段と、を有し、
前記放電手段は、内部抵抗の大きい電池セルほど、充電開始電圧を低く設定することを特徴とするバッテリの充放電制御装置。
A battery charge / discharge control device comprising a plurality of battery cells connected,
A discharge circuit connected to each battery cell;
Internal resistance detection means for detecting the internal resistance of each battery cell;
Discharging means for discharging each battery cell to a charging start voltage by the discharge circuit,
The battery charging / discharging control device according to claim 1, wherein the discharging unit sets a lower charging start voltage for a battery cell having a larger internal resistance.
前記放電手段は、各電池セルの充電開始電圧を、バッテリに対して設定された通電可能な最大制限充電電流でバッテリを充電したときに、各電池セルの電圧が略等しくなるような値に設定することを特徴とする請求項5に記載のバッテリの充放電制御装置。   The discharging means sets the charging start voltage of each battery cell to such a value that the voltage of each battery cell becomes substantially equal when the battery is charged with the maximum limited charging current that can be energized that is set for the battery. The charge / discharge control device for a battery according to claim 5. バッテリへ通電される電流値を検出する電流値検出手段と、
バッテリへ通電される電流値の所定期間における履歴を取得する電流値履歴取得手段と、を有し、
前記放電手段は、所定期間におけるバッテリの充電電流値の履歴に応じて、前記所定期間中の充電電流値の最大値が小さいほど、各電池セルの充電開始電圧を高く設定することを特徴とする請求項5に記載のバッテリの充放電制御装置。
Current value detection means for detecting a current value energized to the battery;
Current value history acquisition means for acquiring a history of a current value energized to the battery in a predetermined period;
The discharging means sets the charging start voltage of each battery cell to be higher as the maximum value of the charging current value during the predetermined period is smaller according to the history of the charging current value of the battery during the predetermined period. The battery charge / discharge control device according to claim 5.
前記放電手段は、各電池セルの電圧の平均電圧値よりも所定電圧を超えて大きな電圧を有する電池セルがある場合に、前記放電回路により各電池セルを放電させることを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項に記載のバッテリの充放電制御装置。   The discharge means discharges each battery cell by the discharge circuit when there is a battery cell having a voltage that exceeds a predetermined voltage and is larger than an average voltage value of the voltage of each battery cell. The charging / discharging control apparatus of the battery of any one of thru | or 7.
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