JP5512181B2 - バッテリシステムおよび電動車両 - Google Patents
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Description
以下、第1の実施の形態に係るバッテリシステムについて図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態に係るバッテリシステムは、電力を駆動源とする電動車両に搭載される。電動車両は、ハイブリッド自動車、バッテリエレクトリックビークルおよびプラグインハイブリッド自動車を含む。
図1は、第1の実施の形態に係るバッテリシステムの構成を示すブロック図である。図1に示すように、バッテリシステム500は、複数のバッテリモジュール100、バッテリECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)101およびコンタクタ102を含み、バス104を介して電動車両の主制御部300に接続されている。
バッテリモジュール100の詳細について説明する。図2はバッテリモジュール100の外観斜視図であり、図3はバッテリモジュール100の平面図であり、図4は、バッテリモジュール100の側面図である。
図5は、検出回路20の詳細な構成を示すブロック図である。図5に示すように、複数のバスバー40,40aは導体線51を介して検出回路20の複数の端子部TE1にそれぞれ接続される。また、複数のサーミスタ11は導体線52を介して検出回路20の端子部TE2にそれぞれ接続される。また、電流センサ210は導体線53を介して検出回路20の端子部TE3に接続される。
(4−1)第1の動作例
各バッテリセル10の充放電時には、各バッテリセル10の内部抵抗による電圧降下が発生する。それにより、充電時には各バッテリセル10の端子電圧が開放電圧よりも内部抵抗による電圧降下分高くなり、放電時には各バッテリセル10の端子電圧が開放電圧よりも内部抵抗による電圧降下分低くなる。
充放電時における電圧降下の大きさは、各バッテリセル10に流れる電流の大きさに比例する。それにより、各バッテリセル10に流れる電流の大きさによって各バッテリセル10の端子電圧が変動する。
放電しきい値=T2−I×TCO …(2)
式(1),(2)において、T1は定数であり、例えば各バッテリセル10の開放電圧の許容上限値である。T2は定数であり、例えば各バッテリセル10の開放電圧の許容下限値である。Iは電流センサ210により検出される電流である。TCOは温度ごとに設定された係数であり、予めマイコン203に記憶される。
第3の動作例においては、各バッテリセル10の内部抵抗の値に応じて、各バッテリセル10に対応する充電しきい値および放電しきい値が調整される。
式(3)において、E1は、全てのバッテリセル10の開放電圧の合計である。I1は、電流センサ210により検出される電流である。R1は、プリチャージ抵抗PRの値であり、既知である。R2は、全てのバッテリセル10の内部抵抗RIの合成値である。
V1=E1−I1R2 …(5)
式(4),(5)において、V1は、マイコン203により算出される全てのバッテリセル10の端子電圧の合計である。式(4)または式(5)により、全てのバッテリセル10の内部抵抗RIの合成値R2を算出することができる。
放電しきい値=T4−R2×K1 …(7)
式(6),(7)において、T3は定数であり、例えば各バッテリセル10の開放電圧の許容上限値である。T4は定数であり、例えば各バッテリセル10の開放電圧の許容下限値である。K1は係数である。
上記のように、充放電時における電圧降下の大きさは、各バッテリセル10に流れる電流の大きさに比例する。それにより、各バッテリセル10に流れる電流の大きさによって各バッテリセル10の端子電圧が変動する。
放電しきい値=T6−(R2×K2+I1×K3) …(9)
式(8),(9)において、T5は定数であり、例えば各バッテリセル10の開放電圧の許容上限値である。T6は定数であり、例えば各バッテリセル10の開放電圧の許容下限値である。K2およびK3は係数である。
各バッテリセル10の内部抵抗RIの値は、各バッテリセル10の充電量によって変動する。具体的には、各バッテリセル10の充電容量(残存容量)が多いほど各バッテリセル10の内部抵抗RIの値が小さくなる。
上記実施の形態では、複数のバッテリセル10に対して1つのサーミスタ11が設けられるが、バッテリセル10ごとに1つのサーミスタ11が取り付けられてもよい。その場合、各バッテリセル10の温度をより正確に検出することができる。
以下、第2の実施の形態に係る電動車両について説明する。本実施の形態に係る電動車両は、第1の実施の形態に係るバッテリシステム500を備える。なお、以下では、電動車両の一例として電動自動車を説明する。
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
11 サーミスタ
20 検出回路
101 バッテリECU
100 バッテリモジュール
102 コンタクタ
202 A/D変換部
203 マイコン
204 しきい値調整部
205 判定部
210 電流センサ
500 バッテリシステム
600 電動自動車
602 モータ
603 駆動輪
Claims (5)
- バッテリセルと、
前記バッテリセルの端子電圧を検出する端子電圧検出部と、
前記バッテリセルの温度を検出する温度検出部と、
前記端子電圧検出部により検出される端子電圧が充電しきい値に達するまで前記バッテリセルが充電されるように前記バッテリセルの充電を制御すると共に、前記端子電圧検出部により検出される端子電圧が放電しきい値に達するまで前記バッテリセルが放電されるように前記バッテリセルの放電を制御する制御部と、
前記温度検出部により検出される温度に基づいて前記充電しきい値及び前記放電しきい値を調整する調整部とを備え、
前記制御部は、充放電の開始から所定時間経過するまでの間は、前記バッテリセルの充放電を停止しないことを特徴とするバッテリシステム。 - 請求項1に記載のバッテリシステムにおいて、
さらに、前記バッテリセルの内部抵抗を検出する内部抵抗検出部を備え、
前記調整部は、前記内部抵抗検出部により検出される内部抵抗に基づいて前記充電しきい値を調整することを特徴とするバッテリシステム。 - 請求項1に記載のバッテリシステムにおいて、
さらに、前記バッテリセルの内部抵抗を検出する内部抵抗検出部を備え、
前記調整部は、前記内部抵抗検出部により検出される内部抵抗に基づいて前記放電しきい値を調整することを特徴とするバッテリシステム。 - 請求項1〜3のいずれかに記載のバッテリシステムにおいて、
前記バッテリセルに流れる電流を検出する電流検出部をさらに備え、
前記調整部は、前記電流検出部により検出される電流に基づいて前記充電しきい値を補正することを特徴とするバッテリシステム。 - 請求項1〜4のいずれかに記載のバッテリシステムと、
前記バッテリシステムの前記バッテリセルからの電力により駆動されるモータと、
前記モータの回転力により回転する駆動輪とを備えることを特徴とする電動車両。
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