JP5626190B2 - Power storage system - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電装置の異常を判別する蓄電システムに関する。 The present invention relates to a power storage system that determines an abnormality of a power storage device.
二次電池の抵抗を算出することにより、二次電池が異常状態であるか否かを判別する方法がある。特許文献１では、電池電圧の最大値および最小値の偏差を算出し、偏差および電流値から抵抗を算出している。一方、二次電池には、二次電池の内部における電流経路を遮断するための電流遮断器が設けられているものがある。電流遮断器を作動させることにより、二次電池に電流が流れるのを阻止することができる。 There is a method of determining whether or not the secondary battery is in an abnormal state by calculating the resistance of the secondary battery. In Patent Document 1, the deviation between the maximum value and the minimum value of the battery voltage is calculated, and the resistance is calculated from the deviation and the current value. On the other hand, some secondary batteries are provided with a current breaker for interrupting a current path inside the secondary battery. By operating the current breaker, it is possible to prevent current from flowing through the secondary battery.
特許文献１に記載の技術では、最小二乗法を用いることにより、電池の異常を判別するための内部抵抗の偏差ΔＲを算出しているが、内部抵抗の偏差ΔＲを取得するためには、電流の分散を確保する必要がある。 In the technique described in Patent Document 1, the internal resistance deviation ΔR for determining battery abnormality is calculated by using the least square method. However, in order to obtain the internal resistance deviation ΔR, It is necessary to ensure the dispersion of
ここで、電流遮断器を備えた電池では、電流遮断器が遮断状態となった後に、再び導通状態となるおそれがある。電流遮断器が再び導通状態となったときには、電池の抵抗が急激に上昇する。電池を保護するためには、電流遮断器が再び導通状態となったことを素早く確認する必要がある。特許文献１に記載の技術では、電池の抵抗異常を判別するために、電流の分散を確保しなければならないため、抵抗異常を判別するまでに時間がかかってしまい、電流遮断器が再び導通状態となったことを確認するのが遅れてしまう。 Here, in a battery provided with a current breaker, there is a possibility that the battery breaker becomes conductive again after the current breaker is cut off. When the current breaker becomes conductive again, the resistance of the battery rapidly increases. In order to protect the battery, it is necessary to quickly confirm that the current breaker has become conductive again. In the technique described in Patent Document 1, since it is necessary to ensure the current distribution in order to determine the battery resistance abnormality, it takes time to determine the resistance abnormality, and the current breaker is in the conductive state again. It will be late to confirm that.
本発明である蓄電システムは、蓄電装置と、電圧センサと、電流センサと、コントローラとを有する。蓄電装置は、直列に接続され、充放電を行う複数の蓄電素子を有する。各蓄電素子は、各蓄電素子の内部における電流経路を遮断する電流遮断器を有する。電圧センサは、複数の蓄電素子を複数のブロックに分けたときに、各ブロックの電圧を検出し、検出結果をコントローラに出力する。電流センサは、蓄電装置に流れる電流を検出し、検出結果をコントローラに出力する。コントローラは、電圧センサによる検出電圧および電流センサによる検出電流と、蓄電装置の充放電時にブロックの開放電圧が取り得る限界値とから、ブロックの抵抗を算出する。また、コントローラは、算出した抵抗が閾値よりも高いときに、ブロックの抵抗が異常状態であることを判別する。 The power storage system according to the present invention includes a power storage device, a voltage sensor, a current sensor, and a controller. The power storage device includes a plurality of power storage elements that are connected in series and charge and discharge. Each power storage element has a current breaker that blocks a current path inside each power storage element. The voltage sensor detects the voltage of each block when the plurality of power storage elements are divided into a plurality of blocks, and outputs the detection result to the controller. The current sensor detects a current flowing through the power storage device and outputs a detection result to the controller. The controller calculates the resistance of the block from the detection voltage by the voltage sensor and the detection current by the current sensor, and a limit value that the open circuit voltage of the block can take when the power storage device is charged and discharged. The controller determines that the resistance of the block is in an abnormal state when the calculated resistance is higher than a threshold value.
本発明によれば、電流センサによる検出電流および電圧センサによる検出電圧を取得するだけで、ブロックの抵抗を算出することができる。そして、算出した抵抗を閾値と比較することにより、ブロックの抵抗が異常状態であるか否かを判別することができる。すなわち、特許文献１に記載された技術のように、電流の分散を確保する必要がないため、異常状態の判別を素早く行うことができる。 According to the present invention, it is possible to calculate the resistance of the block only by acquiring the detection current by the current sensor and the detection voltage by the voltage sensor. Then, it is possible to determine whether or not the resistance of the block is in an abnormal state by comparing the calculated resistance with a threshold value. In other words, unlike the technique described in Patent Document 1, it is not necessary to ensure current distribution, so that an abnormal state can be quickly determined.
電流遮断器が遮断状態となった後に、再び導通状態となると、蓄電素子の抵抗が急激に上昇する。したがって、異常状態の判別として、電流遮断器が再び導通状態に変化したことを判別することができる。しかも、電流遮断器が再び導通状態に変化したことを素早く判別することができる。 When the current breaker is turned off and then turned on again, the resistance of the power storage element rapidly increases. Therefore, as the determination of the abnormal state, it can be determined that the current breaker has changed to the conductive state again. In addition, it can be quickly determined that the current breaker has changed to the conductive state again.
蓄電装置を放電するときには、限界値として、ブロックの開放電圧が変化できる範囲の下限値とすることができる。限界値を開放電圧の下限値に設定することにより、算出される抵抗として、ブロックの抵抗（真の抵抗）が取り得る最小値を得ることができる。最小値としての抵抗が閾値よりも高いときには、ブロックの抵抗が異常状態であると判別することができる。 When discharging the power storage device, the lower limit value of the range in which the open circuit voltage of the block can change can be set as the limit value. By setting the limit value to the lower limit value of the open circuit voltage, the minimum value that can be taken by the resistance of the block (true resistance) can be obtained as the calculated resistance. When the resistance as the minimum value is higher than the threshold value, it can be determined that the resistance of the block is abnormal.
ここで、蓄電装置の充放電を開始するときのブロックの開放電圧が下限値よりも低いときには、下限値を低下させることができる。ブロックの開放電圧が下限値よりも低いときに、下限値に基づいてブロックの抵抗を算出すると、算出した抵抗が実際の抵抗よりも高くなってしまうことがあり、異常状態の判別を誤ってしまうおそれがある。そこで、ブロックの開放電圧が下限値よりも低いときには、下限値を低下させることにより、算出した抵抗が実際の抵抗よりも高くなってしまうのを抑制することができる。 Here, when the open circuit voltage of the block when starting charging / discharging of the power storage device is lower than the lower limit value, the lower limit value can be lowered. When the open circuit voltage of a block is lower than the lower limit value, calculating the resistance of the block based on the lower limit value may cause the calculated resistance to be higher than the actual resistance, and erroneously determine the abnormal state There is a fear. Therefore, when the open circuit voltage of the block is lower than the lower limit value, it is possible to suppress the calculated resistance from becoming higher than the actual resistance by lowering the lower limit value.
蓄電装置を充電するときには、限界値として、ブロックの開放電圧が変化できる範囲の上限値とすることができる。限界値を開放電圧の上限値に設定することにより、算出される抵抗として、ブロックの抵抗（真の抵抗）が取り得る最小値を得ることができる。最小値としての抵抗が閾値よりも高いときには、ブロックの抵抗が異常状態であると判別することができる。 When charging the power storage device, the upper limit value in a range where the open circuit voltage of the block can be changed can be set as the limit value. By setting the limit value to the upper limit value of the open circuit voltage, the minimum value that can be taken by the resistance of the block (true resistance) can be obtained as the calculated resistance. When the resistance as the minimum value is higher than the threshold value, it can be determined that the resistance of the block is abnormal.
抵抗を算出するとき、電圧センサの検出電圧に電圧センサの検出誤差を含めた電圧を用いることができる。蓄電装置を放電するときには、抵抗を算出するときの電圧値として、電圧センサの検出電圧に電圧センサの検出誤差を加算した値を用いることができる。また、蓄電装置を充電するときには、抵抗を算出するときの電圧値として、電圧センサの検出電圧から電圧センサの検出誤差を減算した値を用いることができる。 When calculating the resistance, a voltage including a detection error of the voltage sensor can be used for the detection voltage of the voltage sensor. When discharging the power storage device, a value obtained by adding the detection error of the voltage sensor to the detection voltage of the voltage sensor can be used as the voltage value for calculating the resistance. Further, when charging the power storage device, a value obtained by subtracting the detection error of the voltage sensor from the detection voltage of the voltage sensor can be used as the voltage value for calculating the resistance.
抵抗を算出するとき、電流センサの検出電流に電流センサの検出誤差を含めた電流を用いることができる。蓄電装置を放電するときには、抵抗を算出するときの電流値として、電流センサの検出電流に電流センサの検出誤差を加算した値を用いることができる。また、蓄電装置を充電するときには、抵抗を算出するときの電流値として、電流センサの検出電流から電流センサの検出誤差を減算した値を用いることができる。電圧センサや電流センサの検出誤差を含めることにより、検出誤差を考慮して抵抗を算出することができる。 When calculating the resistance, it is possible to use a current including a detection error of the current sensor in the detection current of the current sensor. When discharging the power storage device, a value obtained by adding the detection error of the current sensor to the detection current of the current sensor can be used as the current value for calculating the resistance. When charging the power storage device, a value obtained by subtracting the detection error of the current sensor from the detection current of the current sensor can be used as the current value for calculating the resistance. By including the detection error of the voltage sensor or current sensor, the resistance can be calculated in consideration of the detection error.
以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
本発明の実施例１である電池システム（蓄電システムに相当する）について、図１を用いて説明する。図１は、電池システムの構成を示す図である。本実施例の電池システムは、車両に搭載されている。 A battery system (corresponding to a power storage system) that is Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a battery system. The battery system of this embodiment is mounted on a vehicle.
車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車は、車両を走行させる動力源として、後述する組電池に加えて、エンジン又は燃料電池を備えている。電気自動車は、車両を走行させる動力源として、後述する組電池だけを備えている。以下に説明する実施例では、エンジンを備えたハイブリッド自動車について説明する。 Vehicles include hybrid cars and electric cars. The hybrid vehicle includes an engine or a fuel cell as a power source for running the vehicle in addition to the assembled battery described later. The electric vehicle includes only an assembled battery described later as a power source for running the vehicle. In the embodiments described below, a hybrid vehicle equipped with an engine will be described.
組電池（蓄電装置に相当する）１０は、直列に接続された複数の単電池（蓄電素子に相当する）１１を有する。単電池１１としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることができる。組電池１０を構成する単電池１１の数は、組電池１０の要求出力などに基づいて、適宜設定することができる。本実施例では、組電池１０を構成する、すべての単電池１１が直列に接続されているが、これに限るものではない。並列に接続された複数の単電池１１が組電池１０に含まれていてもよい。 The assembled battery (corresponding to a power storage device) 10 has a plurality of unit cells (corresponding to power storage elements) 11 connected in series. As the cell 11, a secondary battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery can be used. An electric double layer capacitor (capacitor) can be used instead of the secondary battery. The number of unit cells 11 constituting the assembled battery 10 can be appropriately set based on the required output of the assembled battery 10 and the like. In the present embodiment, all the unit cells 11 constituting the assembled battery 10 are connected in series, but the present invention is not limited to this. A plurality of unit cells 11 connected in parallel may be included in the assembled battery 10.
単電池１１は、図２に示すように、発電要素１１ａおよび電流遮断器１１ｂを有する。発電要素１１ａおよび電流遮断器１１ｂは、単電池１１の外装を構成する電池ケースに収容されている。発電要素１１ａは、充放電を行う要素であり、正極板と、負極板と、正極板および負極板の間に配置されるセパレータとを有する。 As shown in FIG. 2, the cell 11 includes a power generation element 11 a and a current breaker 11 b. The power generation element 11 a and the current breaker 11 b are accommodated in a battery case that constitutes the exterior of the unit cell 11. The power generation element 11a is an element that performs charge and discharge, and includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate.
正極板は、集電板と、集電板の表面に形成された正極活物質層とを有する。負極板は、集電板と、集電板の表面に形成された負極活物質層とを有する。正極活物質層は、正極活物質や導電剤などを含んでおり、負極活物質層は、負極活物質や導電剤などを含んでいる。 The positive electrode plate includes a current collector plate and a positive electrode active material layer formed on the surface of the current collector plate. The negative electrode plate has a current collector plate and a negative electrode active material layer formed on the surface of the current collector plate. The positive electrode active material layer includes a positive electrode active material and a conductive agent, and the negative electrode active material layer includes a negative electrode active material and a conductive agent.
単電池１１としてリチウムイオン二次電池を用いるときには、例えば、正極板の集電板をアルミニウムで形成し、負極板の集電板を銅で形成することができる。また、正極活物質としては、例えば、LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2を用い、負極活物質としては、例えば、カーボンを用いることができる。セパレータ、正極活物質層および負極活物質層には、電解液がしみ込んでいる。電解液を用いる代わりに、正極板および負極板の間に、固体電解質層を配置することもできる。 When a lithium ion secondary battery is used as the single battery 11, for example, the current collector plate of the positive electrode plate can be formed of aluminum, and the current collector plate of the negative electrode plate can be formed of copper. As the positive electrode active material, for example, LiCo 1/3 Ni 1/3 Mn 1/3 O 2 can be used, and as the negative electrode active material, for example, carbon can be used. An electrolyte solution is infiltrated into the separator, the positive electrode active material layer, and the negative electrode active material layer. Instead of using the electrolytic solution, a solid electrolyte layer may be disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate.
電流遮断器１１ｂは、単電池１１の内部における電流経路を遮断するために用いられる。すなわち、電流遮断器１１ｂが作動することにより、単電池１１の内部における電流経路が遮断される。これにより、電流遮断器１１ｂが作動した後は、単電池１１（発電要素１１ａ）に電流が流れるのを防止して、単電池１１（発電要素１１ａ）を保護することができる。電流遮断器１１ｂとして、例えば、ヒューズを用いることができる。単電池１１に過大な電流が流れるときに、ヒューズを溶断させることにより、単電池１１の内部における電流経路を遮断して、単電池１１を保護することができる。 The current breaker 11b is used to cut off the current path inside the unit cell 11. That is, when the current breaker 11b is activated, the current path inside the unit cell 11 is cut off. Thus, after the current breaker 11b is activated, it is possible to prevent the current from flowing through the single cell 11 (power generation element 11a) and protect the single cell 11 (power generation element 11a). For example, a fuse can be used as the current breaker 11b. When an excessive current flows through the cell 11, the fuse is blown to cut off the current path inside the cell 11, thereby protecting the cell 11.
また、電流遮断器１１ｂとして、例えば、単電池１１の内圧が上昇することに応じて変形する弁を用いることができる。弁は、単電池１１の内圧上昇に応じて変形し、発電要素１１ａとの機械的な接続を断つことにより、単電池１１の内部における電流経路を遮断することができる。単電池１１の内部は、密閉状態となっており、発電要素１１ａからガスが発生すると、単電池１１の内圧が上昇する。単電池１１の内圧が上昇することに応じて、電流遮断器１１ｂとしての弁を変形させることにより、発電要素１１ａとの機械的な接続を断つことができる。これにより、発電要素１１ａからガスが発生した後に、発電要素１１ａに充放電電流が流れるのを阻止し、単電池１１（発電要素１１ａ）を保護することができる。 Moreover, the valve which deform | transforms according to the internal pressure of the cell 11 rises can be used as the current circuit breaker 11b, for example. The valve is deformed in response to an increase in the internal pressure of the unit cell 11, and the current path inside the unit cell 11 can be interrupted by breaking the mechanical connection with the power generation element 11a. The inside of the unit cell 11 is in a sealed state, and when gas is generated from the power generation element 11a, the internal pressure of the unit cell 11 increases. The mechanical connection with the power generation element 11a can be broken by deforming the valve as the current breaker 11b in response to the increase in the internal pressure of the unit cell 11. Thereby, after gas generate | occur | produces from the electric power generation element 11a, it can block | prevent that charging / discharging electric current flows into the electric power generation element 11a, and can protect the cell 11 (electric power generation element 11a).
監視ユニット（電圧センサに相当する）２０は、図３に示すように、第１監視ユニット２１および第２監視ユニット２２を有する。第１監視ユニット２１は、各単電池１１の端子間電圧（電池電圧という）を検出し、検出結果をコントローラ４０（図１参照）に出力する。本実施例において、組電池１０を構成する複数の単電池１１は、複数の電池ブロック１２に分けられている。複数の電池ブロック１２は、直列に接続されている。各電池ブロック１２では、複数の単電池１１が直列に接続されている。 As shown in FIG. 3, the monitoring unit (corresponding to a voltage sensor) 20 includes a first monitoring unit 21 and a second monitoring unit 22. The first monitoring unit 21 detects the voltage between terminals of each unit cell 11 (referred to as battery voltage) and outputs the detection result to the controller 40 (see FIG. 1). In the present embodiment, the plurality of single cells 11 constituting the assembled battery 10 are divided into a plurality of battery blocks 12. The plurality of battery blocks 12 are connected in series. In each battery block 12, a plurality of single cells 11 are connected in series.
図３では、４つの単電池１１によって、１つの電池ブロック１２が構成されているが、電池ブロック１２を構成する単電池１１の数は、適宜設定することができる。また、電池ブロック１２の数も適宜設定することができる。複数の電池ブロック１２において、各電池ブロック１２を構成する単電池１１の数は、互いに等しくなっている。ここで、一部の電池ブロック１２を構成する単電池１１の数が、他の電池ブロック１２を構成する単電池１１の数と異なっていてもよい。 In FIG. 3, one battery block 12 is constituted by four unit cells 11, but the number of unit cells 11 constituting the battery block 12 can be appropriately set. Moreover, the number of the battery blocks 12 can also be set suitably. In the plurality of battery blocks 12, the number of unit cells 11 constituting each battery block 12 is equal to each other. Here, the number of the single cells 11 constituting the part of the battery blocks 12 may be different from the number of the single cells 11 constituting the other battery blocks 12.
第１監視ユニット２１は、各電池ブロック１２に対して設けられており、第１監視ユニット２１は、電池ブロック１２の数だけ設けられている。第２監視ユニット２２は、各電池ブロック１２の端子間電圧（ブロック電圧という）を検出し、検出結果をコントローラ４０に出力する。 The first monitoring unit 21 is provided for each battery block 12, and the first monitoring units 21 are provided as many as the number of battery blocks 12. The second monitoring unit 22 detects the voltage between terminals of each battery block 12 (referred to as a block voltage) and outputs the detection result to the controller 40.
図１において、電流センサ３１は、組電池１０に流れる電流値を検出し、検出結果をコントローラ４０に出力する。本実施例において、組電池１０を放電しているときには、電流センサ３１によって検出される電流値を正の値とする。また、組電池１０を充電しているときには、電流センサ３１によって検出される電流値を負の値とする。 In FIG. 1, the current sensor 31 detects the value of the current flowing through the assembled battery 10 and outputs the detection result to the controller 40. In the present embodiment, when the battery pack 10 is being discharged, the current value detected by the current sensor 31 is set to a positive value. Further, when the battery pack 10 is being charged, the current value detected by the current sensor 31 is set to a negative value.
コントローラ４０は、メモリ４１を内蔵しており、メモリ４１は、コントローラ４０を動作させるためのプログラムや、特定の情報を記憶している。メモリ４１は、コントローラ４０の外部に設けることもできる。 The controller 40 has a built-in memory 41, and the memory 41 stores a program for operating the controller 40 and specific information. The memory 41 can also be provided outside the controller 40.
組電池１０の正極ラインＰＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｂは、コントローラ４０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。組電池１０の負極ラインＮＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｇは、コントローラ４０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。 A system main relay SMR-B is provided on the positive electrode line PL of the assembled battery 10. System main relay SMR-B is switched between ON and OFF by receiving a control signal from controller 40. A system main relay SMR-G is provided on the negative electrode line NL of the assembled battery 10. System main relay SMR-G is switched between on and off by receiving a control signal from controller 40.
システムメインリレーＳＭＲ−Ｇには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよび電流制限抵抗Ｒが並列に接続されている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよび電流制限抵抗Ｒは、直列に接続されている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｐは、コントローラ４０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。電流制限抵抗Ｒは、組電池１０を負荷（具体的には、後述する昇圧回路３２）と接続するときに、突入電流が流れるのを抑制するために用いられる。 A system main relay SMR-P and a current limiting resistor R are connected in parallel to the system main relay SMR-G. System main relay SMR-P and current limiting resistor R are connected in series. System main relay SMR-P is switched between on and off by receiving a control signal from controller 40. The current limiting resistor R is used to suppress an inrush current from flowing when the assembled battery 10 is connected to a load (specifically, a booster circuit 32 described later).
組電池１０を負荷と接続するとき、コントローラ４０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｐをオフからオンに切り替える。これにより、電流制限抵抗Ｒに電流を流すことができ、突入電流が流れるのを抑制することができる。 When connecting the assembled battery 10 to a load, the controller 40 switches the system main relays SMR-B and SMR-P from off to on. As a result, a current can flow through the current limiting resistor R, and an inrush current can be suppressed.
次に、コントローラ４０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇをオフからオンに切り替えた後に、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐをオンからオフに切り替える。これにより、組電池１０および負荷の接続が完了し、図１に示す電池システムは、起動状態となる。一方、組電池１０および負荷の接続を遮断するとき、コントローラ４０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオンからオフに切り替える。これにより、図１に示す電池システムの動作を停止させることができる。 Next, the controller 40 switches the system main relay SMR-P from on to off after switching the system main relay SMR-G from off to on. Thereby, connection of the assembled battery 10 and load is completed, and the battery system shown in FIG. 1 will be in a starting state. On the other hand, when cutting off the connection between the assembled battery 10 and the load, the controller 40 switches the system main relays SMR-B and SMR-G from on to off. Thereby, the operation of the battery system shown in FIG. 1 can be stopped.
昇圧回路３２は、組電池１０の出力電圧を昇圧し、昇圧後の電力をインバータ３３に出力する。また、昇圧回路３２は、インバータ３３の出力電圧を降圧し、降圧後の電力を組電池１０に出力することができる。昇圧回路３２は、コントローラ４０からの制御信号を受けて動作する。本実施例の電池システムでは、昇圧回路３２を用いているが、昇圧回路３２を省略することもできる。 The booster circuit 32 boosts the output voltage of the assembled battery 10 and outputs the boosted power to the inverter 33. Further, the booster circuit 32 can step down the output voltage of the inverter 33 and output the lowered power to the assembled battery 10. The booster circuit 32 operates in response to a control signal from the controller 40. In the battery system of this embodiment, the booster circuit 32 is used, but the booster circuit 32 may be omitted.
インバータ３３は、昇圧回路３２から出力された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ・ジェネレータ３４に出力する。また、インバータ３３は、モータ・ジェネレータ３４が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を昇圧回路３２に出力する。モータ・ジェネレータ３４としては、例えば、三相交流モータを用いることができる。 The inverter 33 converts the DC power output from the booster circuit 32 into AC power, and outputs the AC power to the motor / generator 34. The inverter 33 converts AC power generated by the motor / generator 34 into DC power and outputs the DC power to the booster circuit 32. As the motor generator 34, for example, a three-phase AC motor can be used.
モータ・ジェネレータ３４は、インバータ３３からの交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成したり、エンジン（図示せず）をクランキングさせるための運動エネルギを生成したりする。組電池１０の電力を用いて車両を走行させるとき、モータ・ジェネレータ３４によって生成された運動エネルギは、車輪に伝達される。エンジンをクランキングするとき、モータ・ジェネレータ３４によって生成された運動エネルギは、エンジンに伝達される。 The motor / generator 34 receives the AC power from the inverter 33 and generates kinetic energy for running the vehicle or kinetic energy for cranking an engine (not shown). When the vehicle is driven using the electric power of the assembled battery 10, the kinetic energy generated by the motor / generator 34 is transmitted to the wheels. When cranking the engine, the kinetic energy generated by the motor generator 34 is transmitted to the engine.
車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータ３４は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ（交流電力）に変換する。インバータ３３は、モータ・ジェネレータ３４が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を昇圧回路３２に出力する。昇圧回路３２は、インバータ３３からの電力を組電池１０に出力する。これにより、回生電力を組電池１０に蓄えることができる。 When the vehicle is decelerated or stopped, the motor generator 34 converts kinetic energy generated during braking of the vehicle into electrical energy (AC power). The inverter 33 converts AC power generated by the motor / generator 34 into DC power and outputs the DC power to the booster circuit 32. The booster circuit 32 outputs the electric power from the inverter 33 to the assembled battery 10. Thereby, regenerative electric power can be stored in the assembled battery 10.
次に、本実施例である電池システムの一部の処理について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。図４に示す処理は、コントローラ４０によって実行される。図４に示す処理は、組電池１０を放電する場合において、電池ブロック１２が異常であるか否かを判別する処理である。図４に示す処理は、各電池ブロック１２に対して行われる。 Next, a part of the process of the battery system according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The process shown in FIG. 4 is executed by the controller 40. The process shown in FIG. 4 is a process for determining whether or not the battery block 12 is abnormal when the battery pack 10 is discharged. The process shown in FIG. 4 is performed for each battery block 12.
ステップＳ１０１において、コントローラ４０は、第２監視ユニット２２の出力に基づいてブロック電圧ｂｖｎを取得し、電流センサ３１の出力に基づいて、電流値ｂｉｂｎを取得する。ブロック電圧ｂｖｎは、電池ブロック１２のＣＣＶ（Closed Circuit Voltage）となる。 In step S <b> 101, the controller 40 acquires the block voltage bvn based on the output of the second monitoring unit 22, and acquires the current value bibn based on the output of the current sensor 31. The block voltage bvn is a CCV (Closed Circuit Voltage) of the battery block 12.
ステップＳ１０２において、コントローラ４０は、ステップＳ１０１で取得した電流値ｂｉｂｎに基づいて、組電池１０（電池ブロック１２）が放電中であるか否かを判別する。電流値ｂｉｂｎが正の値であれば、組電池１０が放電中となる。ここで、電流センサ３１の検出誤差や、電流値ｂｉｂｎの変動などを考慮して、電流値ｂｉｂｎが所定値（正の値）以上であるときに、組電池１０が放電中であると判別することができる。組電池１０が放電中であると判別したときには、ステップＳ１０３の処理に進む。組電池１０が放電中ではないと判別したときには、図４に示す処理を終了する。 In step S102, the controller 40 determines whether or not the assembled battery 10 (battery block 12) is being discharged based on the current value bibn acquired in step S101. If the current value bibn is a positive value, the assembled battery 10 is being discharged. Here, considering the detection error of the current sensor 31 and the fluctuation of the current value bibn, it is determined that the assembled battery 10 is being discharged when the current value bibn is equal to or greater than a predetermined value (positive value). be able to. When it is determined that the assembled battery 10 is being discharged, the process proceeds to step S103. When it is determined that the assembled battery 10 is not being discharged, the processing shown in FIG. 4 is terminated.
ステップＳ１０３において、コントローラ４０は、下記式（１）に基づいて、抵抗Ｒｄ１を算出する。 In step S103, the controller 40 calculates the resistance Rd1 based on the following formula (1).
Ｒｄ１＝（ＯＣＶ_min−（ｂｖｎ−Ｅｖｂ））／（ｂｉｂｎ−Ｅｉｂ） …（１） Rd1 = (OCV_min− (bvn−Evb)) / (bibn−Eib) (1)
式（１）において、ＯＣＶ_minは、車両の走行中、言い換えれば、組電池１０の充放電中において、電池ブロック１２のＯＣＶ（Open Circuit Voltage）が取り得る最小のＯＣＶを示す。電池ブロック１２のＯＣＶは、電池ブロック１２が負荷と接続されていないときの電圧値（起電圧）である。ＯＣＶ_minの値は、予め設定して、メモリ４１に記憶しておくことができる。 In the expression (1), OCV_min indicates the minimum OCV that can be taken by the OCV (Open Circuit Voltage) of the battery block 12 while the vehicle is traveling, in other words, during charging / discharging of the assembled battery 10. The OCV of the battery block 12 is a voltage value (electromotive voltage) when the battery block 12 is not connected to a load. The value of OCV_min can be set in advance and stored in the memory 41.
組電池１０の充放電を制御するときには、通常、組電池１０（電池ブロック１２）のＳＯＣ（State of Charge）の変化を許容する下限値（ＳＯＣ）が設定される。ＳＯＣとは、組電池１０（電池ブロック１２）の満充電容量に対する、現在の充電容量の割合を示す。下限値（ＳＯＣ）は、組電池１０の過放電を抑制する観点などから予め定められたＳＯＣである。ここで、ＳＯＣおよびＯＣＶは、対応関係にあるため、下限値（ＳＯＣ）に対応したＯＣＶを、ＯＣＶ_minとして設定することができる。 When controlling charging / discharging of the assembled battery 10, a lower limit (SOC) that normally allows a change in SOC (State of Charge) of the assembled battery 10 (battery block 12) is set. The SOC indicates the ratio of the current charge capacity to the full charge capacity of the assembled battery 10 (battery block 12). The lower limit value (SOC) is a predetermined SOC from the viewpoint of suppressing overdischarge of the battery pack 10. Here, since SOC and OCV are in a correspondence relationship, the OCV corresponding to the lower limit value (SOC) can be set as OCV_min.
式（１）において、Ｅｖｂは、第２監視ユニット２２の検出誤差を示し、Ｅｉｂは、電流センサ３１の検出誤差を示す。検出誤差Ｅｖｂ，Ｅｉｂは、実験に基づいて個別に定めることもできるし、誤差として取り得る最大値に設定することもできる。検出誤差Ｅｖｂ，Ｅｉｂに関する情報は、予め定めて、メモリ４１に記憶しておくことができる。検出誤差Ｅｖｂ，Ｅｉｂを考慮することにより、後述するように、抵抗Ｒｄ１に基づいて、電池ブロック１２の正常状態を判別するときに（ステップＳ１０５の処理）、誤った判別が行われるのを抑制することができる。 In Expression (1), Evb represents the detection error of the second monitoring unit 22, and Eib represents the detection error of the current sensor 31. The detection errors Evb and Eib can be determined individually based on experiments, or can be set to the maximum values that can be taken as errors. Information about the detection errors Evb and Eib can be determined in advance and stored in the memory 41. By considering the detection errors Evb and Eib, as will be described later, when determining the normal state of the battery block 12 based on the resistance Rd1 (processing in step S105), it is possible to suppress erroneous determination. be able to.
図５に示すように、実測値では、ブロック電圧がｂｖｎであり、電流値がｂｉｂｎである。図５において、横軸は電流値であり、縦軸は電圧値である。ここでは、組電池１０が放電中であるため、電流値ｂｉｂｎは、正の値となる。図５に示すＯＣＶ_trは、実測値（ブロック電圧ｂｖｎ，電流値ｂｉｂｎ）に対応した電池ブロック１２の真のＯＣＶである。ＯＣＶ_trは、実際には求めることができない。 As shown in FIG. 5, in the measured value, the block voltage is bvn and the current value is bibn. In FIG. 5, the horizontal axis is the current value, and the vertical axis is the voltage value. Here, since the battery pack 10 is being discharged, the current value bibn is a positive value. OCV_tr shown in FIG. 5 is a true OCV of the battery block 12 corresponding to the actually measured values (block voltage bvn, current value bibn). OCV_tr cannot actually be obtained.
式（１）では、第２監視ユニット２２の検出誤差Ｅｖｂを考慮して、ブロック電圧ｂｖｎから検出誤差Ｅｖｂを減算している。組電池１０（電池ブロック１２）を放電するときには、真のブロック電圧が、検出誤差Ｅｖｂの範囲内で、実測値としてのブロック電圧ｂｖｎよりも低下するおそれがある。そこで、ブロック電圧ｂｖｎから検出誤差Ｅｖｂを減算することにより、組電池１０（電池ブロック１２）の放電時に取り得るブロック電圧の最小値を考慮している。 In equation (1), the detection error Evb of the second monitoring unit 22 is taken into consideration, and the detection error Evb is subtracted from the block voltage bvn. When the assembled battery 10 (battery block 12) is discharged, the true block voltage may fall below the block voltage bvn as the actual measurement value within the range of the detection error Evb. Therefore, by subtracting the detection error Evb from the block voltage bvn, the minimum value of the block voltage that can be taken when the assembled battery 10 (battery block 12) is discharged is taken into consideration.
また、式（１）では、電流センサ３１の検出誤差Ｅｉｂを考慮して、電流値ｂｉｂｎから検出誤差Ｅｉｂを減算している。組電池１０（電池ブロック１２）を放電するときには、真の電流値が、検出誤差Ｅｉｂの範囲内で、実測値としての電流値ｂｉｂｎよりも低下するおそれがある。そこで、電流値ｂｉｂｎから検出誤差Ｅｉｂを減算することにより、組電池１０（電池ブロック１２）の放電時に取り得る電流値の最小値を考慮している。検出誤差Ｅｖｂ，Ｅｉｂを考慮することにより、図５に示すように、実測値を補正値に変更したうえで、補正値に基づいて抵抗Ｒｄ１を算出している。抵抗Ｒｄ１は、電池ブロック１２のＯＣＶがＯＣＶ_minであるとしたときに、電池ブロック１２の抵抗が取り得る最大値となる。 In the equation (1), the detection error Eib is subtracted from the current value bibn in consideration of the detection error Eib of the current sensor 31. When the battery pack 10 (battery block 12) is discharged, the true current value may be lower than the current value bibn as the actual measurement value within the range of the detection error Eib. Therefore, by subtracting the detection error Eib from the current value bibn, the minimum value of the current value that can be taken when the assembled battery 10 (battery block 12) is discharged is taken into consideration. By considering the detection errors Evb and Eib, the resistance Rd1 is calculated based on the correction value after changing the actual measurement value to the correction value as shown in FIG. The resistance Rd1 is the maximum value that the resistance of the battery block 12 can take when the OCV of the battery block 12 is OCV_min.
ステップＳ１０４において、コントローラ４０は、下記式（２）に基づいて、抵抗Ｒｄ２を算出する。式（２）に示すＯＣＶ_minは、式（１）に示すＯＣＶ_minと同じである。式（２）で用いられる各検出誤差Ｅｖｂ，Ｅｉｂは、式（１）で用いられる各検出誤差Ｅｖｂ，Ｅｉｂと同じであってもよいし、異なっていてもよい。 In step S104, the controller 40 calculates the resistance Rd2 based on the following equation (2). OCV_min shown in Expression (2) is the same as OCV_min shown in Expression (1). The detection errors Evb and Eib used in Expression (2) may be the same as or different from the detection errors Evb and Eib used in Expression (1).
Ｒｄ２＝（ＯＣＶ_min−（ｂｖｎ＋Ｅｖｂ））／（ｂｉｂｎ＋Ｅｉｂ） …（２） Rd2 = (OCV_min− (bvn + Evb)) / (bibn + Eib) (2)
図６に示すように、実測値では、ブロック電圧がｂｖｎであり、電流値がｂｉｂｎである。図６は、図５に対応した図である。図６に示すＯＣＶ_trは、実測値（ブロック電圧ｂｖｎ，電流値ｂｉｂｎ）に対応した電池ブロック１２の真のＯＣＶである。 As shown in FIG. 6, in the measured value, the block voltage is bvn and the current value is bibn. FIG. 6 corresponds to FIG. OCV_tr shown in FIG. 6 is a true OCV of the battery block 12 corresponding to the actually measured values (block voltage bvn, current value bibn).
式（２）では、第２監視ユニット２２の検出誤差Ｅｖｂを考慮して、ブロック電圧ｂｖｎに検出誤差Ｅｖｂを加算している。組電池１０（電池ブロック１２）を放電するときには、真のブロック電圧が、検出誤差Ｅｖｂの範囲内で、実測値としてのブロック電圧ｂｖｎよりも上昇するおそれがある。そこで、ブロック電圧ｂｖｎに検出誤差Ｅｖｂを加算することにより、組電池１０（電池ブロック１２）の放電時に取り得るブロック電圧の最大値を考慮している。 In Expression (2), the detection error Evb of the second monitoring unit 22 is taken into consideration, and the detection error Evb is added to the block voltage bvn. When the assembled battery 10 (battery block 12) is discharged, the true block voltage may rise above the block voltage bvn as an actual measurement value within the range of the detection error Evb. Therefore, the maximum value of the block voltage that can be taken when the assembled battery 10 (battery block 12) is discharged is taken into consideration by adding the detection error Evb to the block voltage bvn.
また、式（２）では、電流センサ３１の検出誤差Ｅｉｂを考慮して、電流値ｂｉｂｎに検出誤差Ｅｉｂを加算している。組電池１０（電池ブロック１２）を放電するときには、真の電流値が、検出誤差Ｅｉｂの範囲内で、実測値としての電流値ｂｉｂｎよりも上昇するおそれがある。そこで、電流値ｂｉｂｎに検出誤差Ｅｉｂを加算することにより、組電池１０（電池ブロック１２）の放電時に取り得る電流値の最大値を考慮している。検出誤差Ｅｖｂ，Ｅｉｂを考慮することにより、図６に示すように、実測値を補正値に変更したうえで、補正値に基づいて抵抗Ｒｄ２を算出している。補正値から算出された抵抗Ｒｄ２は、真の抵抗が取り得る最小値となる。 In the expression (2), the detection error Eib is added to the current value bibn in consideration of the detection error Eib of the current sensor 31. When the battery pack 10 (battery block 12) is discharged, the true current value may be higher than the actual current value bibn within the range of the detection error Eib. Therefore, by adding the detection error Eib to the current value bibn, the maximum value of the current value that can be taken when the assembled battery 10 (battery block 12) is discharged is taken into consideration. By considering the detection errors Evb and Eib, the resistance Rd2 is calculated based on the correction value after changing the actual measurement value to the correction value as shown in FIG. The resistance Rd2 calculated from the correction value is the minimum value that the true resistance can take.
ステップＳ１０５において、コントローラ４０は、ステップＳ１０３で算出された抵抗Ｒｄ１が閾値Ｒｔｈ_minよりも低いか否かを判別する。閾値Ｒｔｈ_minの値は、適宜設定することができる。例えば、電池ブロック１２（組電池１０）が寿命（想定寿命）に到達するまでの期間において、最も劣化が抑制された電池ブロック１２の抵抗とすることができる。この抵抗は、実験によって予め求めることができる。閾値Ｒｔｈ_minに関する情報は、メモリ４１に記憶することができる。 In step S105, the controller 40 determines whether or not the resistance Rd1 calculated in step S103 is lower than the threshold value Rth_min. The value of the threshold value Rth_min can be set as appropriate. For example, in the period until the battery block 12 (the assembled battery 10) reaches the life (assumed life), the resistance of the battery block 12 in which the deterioration is most suppressed can be set. This resistance can be obtained in advance by experiments. Information regarding the threshold value Rth_min can be stored in the memory 41.
ステップＳ１０５において、抵抗Ｒｄ１が閾値Ｒｔｈ_minよりも低いときには、ステップＳ１０６の処理に進む。抵抗Ｒｄ１が閾値Ｒｔｈ_minよりも低いとき、コントローラ４０は、電池ブロック１２が正常状態であると判別することができる。抵抗Ｒｄ１の算出に用いられる式（１）によれば、検出誤差Ｅｖｂ，Ｅｉｂを考慮して、抵抗が最も高いと想定される値を抵抗Ｒｄ１としている。抵抗Ｒｄ１を閾値Ｒｔｈ_minと比較することにより、電池ブロック１２が正常状態であることを確認することができる。一方、抵抗Ｒｄ１が閾値Ｒｔｈ_min以上であるときには、ステップＳ１０９の処理に進む。 In step S105, when the resistance Rd1 is lower than the threshold value Rth_min, the process proceeds to step S106. When the resistance Rd1 is lower than the threshold value Rth_min, the controller 40 can determine that the battery block 12 is in a normal state. According to the equation (1) used for calculating the resistance Rd1, the resistance Rd1 is set to a value that is assumed to have the highest resistance in consideration of the detection errors Evb and Eib. By comparing the resistance Rd1 with the threshold value Rth_min, it can be confirmed that the battery block 12 is in a normal state. On the other hand, when the resistance Rd1 is greater than or equal to the threshold value Rth_min, the process proceeds to step S109.
ステップＳ１０６において、コントローラ４０は、正常カウンタのカウント値をインクリメントする。抵抗Ｒｄ１が閾値Ｒｔｈ_minよりも低いことを確認するたびに、正常カウンタのカウント値がインクリメントされる。正常カウンタは、電池ブロック１２が正常であるか否かを判別するために用いられる。 In step S106, the controller 40 increments the count value of the normal counter. Each time it is confirmed that the resistance Rd1 is lower than the threshold value Rth_min, the count value of the normal counter is incremented. The normal counter is used to determine whether or not the battery block 12 is normal.
ステップＳ１０７において、コントローラ４０は、正常カウンタのカウント値が所定値以上であるか否かを判別する。ステップＳ１０７の処理で用いられる所定値は、電池ブロック１２が正常状態であることを確定するための値であり、予め定めておくことができる。カウント値が所定値以上であれば、ステップＳ１０８の処理に進み、カウント値が所定値よりも小さければ、図４に示す処理を終了する。図４に示す処理を終了するとき、正常カウンタのカウント値は、現在の値に維持される。 In step S107, the controller 40 determines whether or not the count value of the normal counter is equal to or greater than a predetermined value. The predetermined value used in the process of step S107 is a value for determining that the battery block 12 is in a normal state, and can be determined in advance. If the count value is equal to or greater than the predetermined value, the process proceeds to step S108. If the count value is smaller than the predetermined value, the process illustrated in FIG. When the process shown in FIG. 4 ends, the count value of the normal counter is maintained at the current value.
ステップＳ１０８において、コントローラ４０は、異常カウンタのカウント値をクリアする。異常カウンタは、電池ブロック１２が異常であるか否かを判別するために用いられる。ステップＳ１０８の処理に進んだときには、電池ブロック１２が正常状態であることを確定しているため、異常カウンタのカウント値はリセットされる。 In step S108, the controller 40 clears the count value of the abnormality counter. The abnormality counter is used to determine whether or not the battery block 12 is abnormal. When the process proceeds to step S108, it is determined that the battery block 12 is in a normal state, so the count value of the abnormality counter is reset.
ステップＳ１０９において、コントローラ４０は、ステップＳ１０４で算出された抵抗Ｒｄ２が閾値Ｒｔｈ_maxよりも高いか否かを判別する。閾値Ｒｔｈ_maxは、ステップＳ１０５の処理で用いられた閾値Ｒｔｈ_minよりも高い値であり、正常の電池ブロック１２では取り得ない値とすることができる。例えば、閾値Ｒｔｈ_maxとして、電池ブロック１２（組電池１０）が寿命（想定寿命）に到達するまでの期間において、最も劣化が進んだ電池ブロック１２の抵抗とすることができる。この抵抗は、実験によって予め求めることができる。閾値Ｒｔｈ_maxに関する情報は、メモリ４１に記憶することができる。閾値Ｒｔｈ_max，Ｒｔｈ_minを互いに異ならせることにより、上述した電池ブロック１２が正常状態であるとの判別と、後述する電池ブロック１２が異常状態であるとの判別とが同時に行われてしまうのを防止することができる。 In step S109, the controller 40 determines whether or not the resistance Rd2 calculated in step S104 is higher than a threshold value Rth_max. The threshold value Rth_max is higher than the threshold value Rth_min used in the process of step S105, and can be a value that cannot be taken by the normal battery block 12. For example, the threshold value Rth_max can be the resistance of the battery block 12 that has deteriorated most during the period until the battery block 12 (the assembled battery 10) reaches the end of its life (assumed life). This resistance can be obtained in advance by experiments. Information regarding the threshold value Rth_max can be stored in the memory 41. By making the threshold values Rth_max and Rth_min different from each other, it is possible to prevent the determination that the battery block 12 described above is in a normal state and the determination that the battery block 12 described later is in an abnormal state from being performed simultaneously. be able to.
ステップＳ１０９において、抵抗Ｒｄ２が閾値Ｒｔｈ_maxよりも高いときには、ステップＳ１１０の処理に進む。抵抗Ｒｄ２は、電池ブロック１２の抵抗が取り得る最小値となるため、抵抗Ｒｄ２が閾値Ｒｔｈ_maxよりも高いとき、コントローラ４０は、電池ブロック１２が異常状態であると判別することができる。抵抗Ｒｄ２の算出に用いられる式（２）によれば、検出誤差Ｅｖｂ，Ｅｉｂを考慮して、抵抗が最も低いと想定される値を抵抗Ｒｄ２としている。抵抗Ｒｄ２を閾値Ｒｔｈ_maxと比較することにより、電池ブロック１２が異常状態であることを確認することができる。一方、抵抗Ｒｄ２が閾値Ｒｔｈ_maxよりも低いときには、図４に示す処理を終了する。 In step S109, when the resistance Rd2 is higher than the threshold value Rth_max, the process proceeds to step S110. Since the resistance Rd2 is the minimum value that the resistance of the battery block 12 can take, when the resistance Rd2 is higher than the threshold value Rth_max, the controller 40 can determine that the battery block 12 is in an abnormal state. According to the equation (2) used to calculate the resistance Rd2, the resistance Rd2 is a value that is assumed to have the lowest resistance in consideration of the detection errors Evb and Eib. By comparing the resistance Rd2 with the threshold value Rth_max, it can be confirmed that the battery block 12 is in an abnormal state. On the other hand, when the resistance Rd2 is lower than the threshold value Rth_max, the process shown in FIG.
ステップＳ１１０において、コントローラ４０は、異常カウンタのカウント値をインクリメントする。抵抗Ｒｄ２が閾値Ｒｔｈ_maxよりも高いことを確認するたびに、異常カウンタのカウント値がインクリメントされる。コントローラ４０は、異常カウンタのカウント値をインクリメントするとき、正常カウンタのカウント値をクリアする。異常カウンタのカウント値をインクリメントするときには、電池ブロック１２が異常状態である可能性があるため、正常カウンタのカウント値はリセットしておく。 In step S110, the controller 40 increments the count value of the abnormality counter. Each time it is confirmed that the resistance Rd2 is higher than the threshold value Rth_max, the count value of the abnormality counter is incremented. When incrementing the count value of the abnormal counter, the controller 40 clears the count value of the normal counter. When incrementing the count value of the abnormal counter, the battery block 12 may be in an abnormal state, so the count value of the normal counter is reset.
ステップＳ１１１において、コントローラ４０は、異常カウンタのカウント値が所定値以上であるか否かを判別する。ステップＳ１１１で用いられる所定値は、電池ブロック１２が異常状態であることを確定するための値であり、予め定めておくことができる。また、この所定値は、ステップＳ１０７の処理で用いられる所定値と同じであってもよいし、異なっていてもよい。異常カウンタのカウント値が所定値以上であるときには、ステップＳ１１２の処理に進み、カウント値が所定値よりも小さいときには、図４に示す処理を終了する。図４に示す処理を終了するとき、異常カウンタのカウント値は、現在の値に維持される。 In step S111, the controller 40 determines whether or not the count value of the abnormality counter is greater than or equal to a predetermined value. The predetermined value used in step S111 is a value for determining that the battery block 12 is in an abnormal state, and can be determined in advance. The predetermined value may be the same as or different from the predetermined value used in the process of step S107. When the count value of the abnormality counter is greater than or equal to the predetermined value, the process proceeds to step S112, and when the count value is smaller than the predetermined value, the process shown in FIG. When the process shown in FIG. 4 ends, the count value of the abnormality counter is maintained at the current value.
ステップＳ１１２において、コントローラ４０は、電池ブロック１２が異常であると判別する。電池ブロック１２が異常状態であると判別されるとき、電池ブロック１２の抵抗は、電池ブロック１２の性能上において、取り得ない値となっている。ここで、単電池１１の電流遮断器１１ｂは、遮断状態となった後に、再び導通状態となるおそれがある。電流遮断器１１ｂが再び導通状態となったとき、単電池１１（電池ブロック１２）の抵抗は上昇して、単電池１１（電池ブロック１２）の性能上において取り得る抵抗よりも高くなる。したがって、図４に示す処理において、電池ブロック１２が異常状態であると判別したときには、異常状態にある電池ブロック１２に含まれる単電池１１において、電流遮断器１１ｂが再び導通状態になったことを判別することができる。電池ブロック１２が異常状態であるとき、コントローラ４０は、組電池１０（電池ブロック１２）の入出力を制限することができる。 In step S112, the controller 40 determines that the battery block 12 is abnormal. When it is determined that the battery block 12 is in an abnormal state, the resistance of the battery block 12 is a value that cannot be taken in terms of the performance of the battery block 12. Here, the current breaker 11b of the unit cell 11 may become conductive again after being cut off. When the current breaker 11b becomes conductive again, the resistance of the unit cell 11 (battery block 12) rises and becomes higher than the possible resistance in terms of the performance of the unit cell 11 (battery block 12). Therefore, in the process shown in FIG. 4, when it is determined that the battery block 12 is in an abnormal state, the current breaker 11b is again in a conductive state in the unit cell 11 included in the battery block 12 in the abnormal state. Can be determined. When the battery block 12 is in an abnormal state, the controller 40 can limit input / output of the assembled battery 10 (battery block 12).
組電池１０の入出力を制限する方法としては、組電池１０の入出力を許容する上限電力を低下させることができる。上限電力は、組電池１０の入力および出力のそれぞれに対して設定される。上限電力を低下させることには、上限電力を０［ｋＷ］に設定することも含まれる。上限電力を０［ｋＷ］に設定することにより、組電池１０の入出力が行われないことになる。 As a method of limiting the input / output of the assembled battery 10, the upper limit power that allows the input / output of the assembled battery 10 can be reduced. The upper limit power is set for each of the input and output of the battery pack 10. Decreasing the upper limit power includes setting the upper limit power to 0 [kW]. By setting the upper limit power to 0 [kW], input / output of the assembled battery 10 is not performed.
また、電池ブロック１２が異常状態であるとき、コントローラ４０は、組電池１０の充放電を再開させないことができる。具体的には、電池ブロック１２が異常状態であると判別したとき、コントローラ４０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐをオフからオンに切り替えないようにすることができる。 Further, when the battery block 12 is in an abnormal state, the controller 40 can not resume charging / discharging of the assembled battery 10. Specifically, when it is determined that the battery block 12 is in an abnormal state, the controller 40 can prevent the system main relays SMR-B, SMR-G, and SMR-P from being switched from off to on.
図７に示す処理は、組電池１０を充電するときに、電池ブロック１２が異常であるか否かを判別する処理である。図７に示す処理は、各電池ブロック１２に対して行われ、コントローラ４０によって実行される。 The process shown in FIG. 7 is a process for determining whether or not the battery block 12 is abnormal when charging the assembled battery 10. The process shown in FIG. 7 is performed on each battery block 12 and executed by the controller 40.
ステップＳ２０１において、コントローラ４０は、第２監視ユニット２２の出力に基づいてブロック電圧ｂｖｎを取得し、電流センサ３１の出力に基づいて、電流値ｂｉｂｎを取得する。 In step S <b> 201, the controller 40 acquires the block voltage bvn based on the output of the second monitoring unit 22, and acquires the current value bibn based on the output of the current sensor 31.
ステップＳ２０２において、コントローラ４０は、ステップＳ２０１で取得した電流値ｂｉｂｎに基づいて、組電池１０（電池ブロック１２）が充電中であるか否かを判別する。電流値ｂｉｂｎが負の値であれば、組電池１０が充電中となる。ここで、電流センサ３１の検出誤差や、電流値ｂｉｂｎの変動などを考慮して、電流値ｂｉｂｎが所定値（負の値）以下であるときに、組電池１０が充電中であると判別することができる。組電池１０が充電中であると判別したときには、ステップＳ２０３の処理に進む。組電池１０が充電中ではないと判別したときには、図７に示す処理を終了する。 In step S202, the controller 40 determines whether or not the assembled battery 10 (battery block 12) is being charged based on the current value bibn acquired in step S201. If the current value bibn is a negative value, the assembled battery 10 is being charged. Here, considering the detection error of the current sensor 31 and the fluctuation of the current value bibn, it is determined that the assembled battery 10 is being charged when the current value bibn is equal to or less than a predetermined value (negative value). be able to. When it is determined that the assembled battery 10 is being charged, the process proceeds to step S203. When it is determined that the assembled battery 10 is not being charged, the processing shown in FIG.
ステップＳ２０３において、コントローラ４０は、下記式（３）に基づいて、抵抗Ｒｄ３を算出する。 In step S203, the controller 40 calculates the resistance Rd3 based on the following equation (3).
Ｒｄ３＝（ＯＣＶ_max−（ｂｖｎ＋Ｅｖｂ））／（ｂｉｂｎ＋Ｅｉｂ） …（３） Rd3 = (OCV_max− (bvn + Evb)) / (bibn + Eib) (3)
式（３）において、ＯＣＶ_maxは、車両の走行中、言い換えれば、組電池１０の充放電中において、電池ブロック１２のＯＣＶが取り得る最大のＯＣＶを示す。組電池１０の充放電を制御するときには、通常、組電池１０（電池ブロック１２）のＳＯＣの変化を許容する上限値（ＳＯＣ）が設定される。上限値（ＳＯＣ）は、組電池１０の過充電を抑制する観点などから予め定められたＳＯＣである。ここで、ＳＯＣおよびＯＣＶは、対応関係にあるため、上限値（ＳＯＣ）に対応したＯＣＶを、ＯＣＶ_maxとして設定することができる。ＯＣＶ_maxの値は、予めメモリ４１に記憶しておくことができる。 In Expression (3), OCV_max indicates the maximum OCV that can be taken by the OCV of the battery block 12 while the vehicle is traveling, in other words, during charging and discharging of the battery pack 10. When charging / discharging of the assembled battery 10 is controlled, an upper limit value (SOC) that allows a change in SOC of the assembled battery 10 (battery block 12) is normally set. The upper limit value (SOC) is a predetermined SOC from the viewpoint of suppressing overcharge of the battery pack 10. Here, since SOC and OCV are in a correspondence relationship, the OCV corresponding to the upper limit value (SOC) can be set as OCV_max. The value of OCV_max can be stored in the memory 41 in advance.
式（３）で用いられる各検出誤差Ｅｖｂ，Ｅｉｂは、式（１）で用いられる各検出誤差Ｅｖｂ，Ｅｉｂと同じであってもよいし、異なっていてもよい。式（３）に示すように、検出誤差Ｅｖｂ，Ｅｉｂを考慮することにより、後述するように、抵抗Ｒｄ３に基づいて、電池ブロック１２の正常状態を判別するときに（ステップＳ２０５の処理）、誤った判別が行われるのを抑制することができる。 The detection errors Evb and Eib used in Expression (3) may be the same as or different from the detection errors Evb and Eib used in Expression (1). As shown in Equation (3), when the normal state of the battery block 12 is determined based on the resistance Rd3 by considering the detection errors Evb and Eib, as will be described later (processing in step S205), an error occurs. It is possible to suppress the determination.
図８に示すように、実測値では、ブロック電圧がｂｖｎであり、電流値がｂｉｂｎである。図８において、横軸は電流値であり、縦軸は電圧値である。ここでは、組電池１０が充電中であるため、電流値ｂｉｂｎは、負の値となる。図８に示すＯＣＶ_trは、実測値（ブロック電圧ｂｖｎ，電流値ｂｉｂｎ）に対応した電池ブロック１２の真のＯＣＶである。ＯＣＶ_trは、実際には求めることができない。 As shown in FIG. 8, in the actual measurement value, the block voltage is bvn and the current value is bibn. In FIG. 8, the horizontal axis is the current value, and the vertical axis is the voltage value. Here, since the assembled battery 10 is being charged, the current value bibn is a negative value. OCV_tr shown in FIG. 8 is a true OCV of the battery block 12 corresponding to the actually measured values (block voltage bvn, current value bibn). OCV_tr cannot actually be obtained.
式（３）では、第２監視ユニット２２の検出誤差Ｅｖｂを考慮して、ブロック電圧ｂｖｎに検出誤差Ｅｖｂを加算している。組電池１０（電池ブロック１２）を充電するときには、真のブロック電圧が、検出誤差Ｅｖｂの範囲内で、実測値としてのブロック電圧ｂｖｎよりも上昇するおそれがある。そこで、ブロック電圧ｂｖｎに検出誤差Ｅｖｂを加算することにより、組電池１０（電池ブロック１２）の充電時に取り得るブロック電圧の最大値を考慮している。 In Expression (3), the detection error Evb of the second monitoring unit 22 is taken into consideration, and the detection error Evb is added to the block voltage bvn. When charging the assembled battery 10 (battery block 12), the true block voltage may be higher than the block voltage bvn as the actual measurement value within the range of the detection error Evb. Therefore, the maximum value of the block voltage that can be taken when charging the assembled battery 10 (battery block 12) is taken into consideration by adding the detection error Evb to the block voltage bvn.
また、式（３）では、電流センサ３１の検出誤差Ｅｉｂを考慮して、電流値ｂｉｂｎに検出誤差Ｅｉｂを加算している。組電池１０（電池ブロック１２）を充電するときには、真の電流値が、検出誤差Ｅｉｂの範囲内で、実測値としての電流値ｂｉｂｎよりも上昇するおそれがある。そこで、電流値ｂｉｂｎに検出誤差Ｅｉｂを加算することにより、組電池１０（電池ブロック１２）の充電時に取り得る電流値の最大値を考慮している。検出誤差Ｅｖｂ，Ｅｉｂを考慮することにより、図８に示すように、実測値を補正値に変更したうえで、補正値に基づいて抵抗Ｒｄ３を算出している。抵抗Ｒｄ３は、電池ブロック１２のＯＣＶがＯＣＶ_maxであるとしたときに、電池ブロック１２の抵抗が取り得る最大値となる。 In the expression (3), the detection error Eib is added to the current value bibn in consideration of the detection error Eib of the current sensor 31. When charging the assembled battery 10 (battery block 12), the true current value may be higher than the current value bibn as the actual measurement value within the range of the detection error Eib. Therefore, by adding the detection error Eib to the current value bibn, the maximum value of the current value that can be taken when the assembled battery 10 (battery block 12) is charged is taken into consideration. By considering the detection errors Evb and Eib, the resistance Rd3 is calculated based on the correction value after changing the actually measured value to the correction value as shown in FIG. The resistance Rd3 is the maximum value that the resistance of the battery block 12 can take when the OCV of the battery block 12 is OCV_max.
ステップＳ２０４において、コントローラ４０は、下記式（４）に基づいて、抵抗Ｒｄ４を算出する。式（４）に示すＯＣＶ_minは、式（３）に示すＯＣＶ_maxと同じである。式（４）で用いられる検出誤差Ｅｖｂ，Ｅｉｂは、式（３）で用いられる検出誤差Ｅｖｂ，Ｅｉｂと同じであってもよいし、異なっていてもよい。 In step S204, the controller 40 calculates the resistance Rd4 based on the following equation (4). OCV_min shown in Expression (4) is the same as OCV_max shown in Expression (3). The detection errors Evb and Eib used in Expression (4) may be the same as or different from the detection errors Evb and Eib used in Expression (3).
Ｒｄ４＝（ＯＣＶ_max−（ｂｖｎ−Ｅｖｂ））／（ｂｉｂｎ−Ｅｉｂ） …（４） Rd4 = (OCV_max− (bvn−Evb)) / (bibn−Eib) (4)
図９に示すように、実測値では、ブロック電圧がｂｖｎであり、電流値がｂｉｂｎである。図９は、図８に対応した図である。図９に示すＯＣＶ_trは、実測値（ブロック電圧ｂｖｎ，電流値ｂｉｂｎ）に対応した電池ブロック１２の真のＯＣＶである。 As shown in FIG. 9, in the actual measurement value, the block voltage is bvn and the current value is bibn. FIG. 9 corresponds to FIG. OCV_tr shown in FIG. 9 is a true OCV of the battery block 12 corresponding to the actually measured values (block voltage bvn, current value bibn).
式（４）では、第２監視ユニット２２の検出誤差Ｅｖｂを考慮して、ブロック電圧ｂｖｎから検出誤差Ｅｖｂを減算している。組電池１０（電池ブロック１２）を充電するときには、真のブロック電圧が、検出誤差Ｅｖｂの範囲内で、実測値としてのブロック電圧ｂｖｎよりも低下するおそれがある。そこで、ブロック電圧ｂｖｎから検出誤差Ｅｖｂを減算することにより、組電池１０（電池ブロック１２）の充電時に取り得るブロック電圧の最小値を考慮している。 In equation (4), the detection error Evb of the second monitoring unit 22 is taken into consideration, and the detection error Evb is subtracted from the block voltage bvn. When the assembled battery 10 (battery block 12) is charged, the true block voltage may fall below the block voltage bvn as the actual measurement value within the range of the detection error Evb. Therefore, by subtracting the detection error Evb from the block voltage bvn, the minimum value of the block voltage that can be taken when the assembled battery 10 (battery block 12) is charged is taken into consideration.
また、式（４）では、電流センサ３１の検出誤差Ｅｉｂを考慮して、電流値ｂｉｂｎから検出誤差Ｅｉｂを減算している。組電池１０（電池ブロック１２）を充電するときには、真の電流値が、検出誤差Ｅｉｂの範囲内で、実測値としての電流値ｂｉｂｎよりも低下するおそれがある。そこで、電流値ｂｉｂｎから検出誤差Ｅｉｂを減算することにより、組電池１０（電池ブロック１２）の充電時に取り得る電流値の最小値を考慮している。検出誤差Ｅｖｂ，Ｅｉｂを考慮することにより、図９に示すように、実測値を補正値に変更したうえで、補正値に基づいて抵抗Ｒｄ４を算出している。補正値から算出された抵抗Ｒｄ４は、真の抵抗が取り得る値の最小値となる。 In the equation (4), the detection error Eib of the current sensor 31 is taken into consideration, and the detection error Eib is subtracted from the current value bibn. When the battery pack 10 (battery block 12) is charged, the true current value may be lower than the current value bibn as the actual measurement value within the range of the detection error Eib. Therefore, by subtracting the detection error Eib from the current value bibn, the minimum value of the current value that can be taken when the assembled battery 10 (battery block 12) is charged is taken into consideration. By taking the detection errors Evb and Eib into consideration, as shown in FIG. 9, the resistance Rd4 is calculated based on the correction value after changing the actual measurement value to the correction value. The resistance Rd4 calculated from the correction value is the minimum value that can be taken by the true resistance.
ステップＳ２０５において、コントローラ４０は、ステップＳ２０３で算出された抵抗Ｒｄ３が閾値Ｒｔｈ_minよりも低いか否かを判別する。閾値Ｒｔｈ_minの値は、適宜設定することができる。ステップＳ２０５の処理で用いられる閾値Ｒｔｈ_minは、図４のステップＳ１０５の処理で用いられる閾値Ｒｔｈ_minと同じ値であってもよいし、異なっていてもよい。閾値Ｒｔｈ_minに関する情報は、メモリ４１に記憶することができる。 In step S205, the controller 40 determines whether or not the resistance Rd3 calculated in step S203 is lower than the threshold value Rth_min. The value of the threshold value Rth_min can be set as appropriate. The threshold value Rth_min used in the process of step S205 may be the same value as or different from the threshold value Rth_min used in the process of step S105 of FIG. Information regarding the threshold value Rth_min can be stored in the memory 41.
ステップＳ２０５において、抵抗Ｒｄ３が閾値Ｒｔｈ_minよりも低いときには、ステップＳ２０６の処理に進む。抵抗Ｒｄ３が閾値Ｒｔｈ_minよりも低いとき、コントローラ４０は、電池ブロック１２が正常状態であると判別することができる。抵抗Ｒｄ３の算出に用いられる式（３）によれば、検出誤差Ｅｖｂ，Ｅｉｂを考慮して、抵抗が最も高いと想定される値を抵抗Ｒｄ３としている。抵抗Ｒｄ３を閾値Ｒｔｈ_minと比較することにより、電池ブロック１２が正常状態であることを確認することができる。一方、抵抗Ｒｄ３が閾値Ｒｔｈ_min以上であるときには、ステップＳ２０９の処理に進む。 In step S205, when the resistance Rd3 is lower than the threshold value Rth_min, the process proceeds to step S206. When the resistance Rd3 is lower than the threshold value Rth_min, the controller 40 can determine that the battery block 12 is in a normal state. According to the equation (3) used for calculating the resistance Rd3, the resistance Rd3 is set to a value assumed to have the highest resistance in consideration of the detection errors Evb and Eib. By comparing the resistance Rd3 with the threshold value Rth_min, it can be confirmed that the battery block 12 is in a normal state. On the other hand, when the resistance Rd3 is equal to or greater than the threshold value Rth_min, the process proceeds to step S209.
ステップＳ２０６において、コントローラ４０は、正常カウンタのカウント値をインクリメントする。抵抗Ｒｄ３が閾値Ｒｔｈ_minよりも小さいことを確認するたびに、正常カウンタのカウント値がインクリメントされる。 In step S206, the controller 40 increments the count value of the normal counter. Every time it is confirmed that the resistance Rd3 is smaller than the threshold value Rth_min, the count value of the normal counter is incremented.
ステップＳ２０７において、コントローラ４０は、正常カウンタのカウント値が所定値以上であるか否かを判別する。ステップＳ２０７の処理で用いられる所定値としては、図４のステップＳ１０７で用いられる所定値と同じ値を用いることができる。カウント値が所定値以上であれば、ステップＳ２０８の処理に進み、カウント値が所定値よりも小さければ、図７に示す処理を終了する。図７に示す処理を終了するとき、正常カウンタのカウント値は、現在の値に維持される。ステップＳ２０８において、コントローラ４０は、異常カウンタのカウント値をクリアする。ステップＳ２０８の処理に進んだときには、電池ブロック１２が正常状態であることを確定しているため、異常カウンタのカウント値はリセットされる。 In step S207, the controller 40 determines whether or not the count value of the normal counter is greater than or equal to a predetermined value. As the predetermined value used in the process of step S207, the same value as the predetermined value used in step S107 of FIG. 4 can be used. If the count value is equal to or greater than the predetermined value, the process proceeds to step S208. If the count value is smaller than the predetermined value, the process illustrated in FIG. 7 ends. When the process shown in FIG. 7 ends, the count value of the normal counter is maintained at the current value. In step S208, the controller 40 clears the count value of the abnormality counter. When the process proceeds to step S208, it is confirmed that the battery block 12 is in a normal state, and thus the count value of the abnormality counter is reset.
ステップＳ２０９において、コントローラ４０は、ステップＳ２０４で算出された抵抗Ｒｄ４が閾値Ｒｔｈ_maxよりも高いか否かを判別する。閾値Ｒｔｈ_maxは、適宜設定することができる。ステップＳ２０９の処理で用いられる閾値Ｒｔｈ_maxは、図４のステップＳ１０９の処理で用いられる閾値Ｒｔｈ_maxと同じであってもよいし、異なっていてもよい。閾値Ｒｔｈ_maxに関する情報は、メモリ４１に記憶することができる。 In step S209, the controller 40 determines whether or not the resistance Rd4 calculated in step S204 is higher than the threshold value Rth_max. The threshold value Rth_max can be set as appropriate. The threshold value Rth_max used in the process of step S209 may be the same as or different from the threshold value Rth_max used in the process of step S109 in FIG. Information regarding the threshold value Rth_max can be stored in the memory 41.
ステップＳ２０９において、抵抗Ｒｄ４が閾値Ｒｔｈ_maxよりも高いときには、ステップＳ２１０の処理に進む。抵抗Ｒｄ４は、電池ブロック１２の抵抗が取り得る最小値となるため、抵抗Ｒｄ４が閾値Ｒｔｈ_maxよりも高いとき、コントローラ４０は、電池ブロック１２が異常状態であると判別することができる。抵抗Ｒｄ４の算出に用いられる式（４）によれば、検出誤差Ｅｖｂ，Ｅｉｂを考慮して、抵抗が最も低いと想定される値を抵抗Ｒｄ４としている。抵抗Ｒｄ４を閾値Ｒｔｈ_maxと比較することにより、電池ブロック１２が異常状態であることを確認することができる。一方、抵抗Ｒｄ４が閾値Ｒｔｈ_maxよりも低いときには、図７に示す処理を終了する。 In step S209, when the resistance Rd4 is higher than the threshold value Rth_max, the process proceeds to step S210. Since the resistance Rd4 is the minimum value that the resistance of the battery block 12 can take, when the resistance Rd4 is higher than the threshold value Rth_max, the controller 40 can determine that the battery block 12 is in an abnormal state. According to the equation (4) used for calculating the resistance Rd4, the resistance Rd4 is set to a value assumed to have the lowest resistance in consideration of the detection errors Evb and Eib. It is possible to confirm that the battery block 12 is in an abnormal state by comparing the resistance Rd4 with the threshold value Rth_max. On the other hand, when the resistance Rd4 is lower than the threshold value Rth_max, the process shown in FIG.
ステップＳ２１０において、コントローラ４０は、異常カウンタのカウント値をインクリメントする。抵抗Ｒｄ４が閾値Ｒｔｈ_maxよりも高いことを確認するたびに、異常カウンタのカウント値がインクリメントされる。コントローラ４０は、異常カウンタのカウント値をインクリメントするとき、正常カウンタのカウント値をクリアする。異常カウンタのカウント値をインクリメントするときには、電池ブロック１２が異常状態である可能性があるため、正常カウンタのカウント値はリセットしておく。 In step S210, the controller 40 increments the count value of the abnormality counter. Each time it is confirmed that the resistance Rd4 is higher than the threshold value Rth_max, the count value of the abnormality counter is incremented. When incrementing the count value of the abnormal counter, the controller 40 clears the count value of the normal counter. When incrementing the count value of the abnormal counter, the battery block 12 may be in an abnormal state, so the count value of the normal counter is reset.
ステップＳ２１１において、コントローラ４０は、異常カウンタのカウント値が所定値以上であるか否かを判別する。ステップＳ２１１で用いられる所定値は、電池ブロック１２が異常状態であることを確定するための値であり、予め定めておくことができる。また、この所定値は、ステップＳ２０７の処理で用いられる所定値と同じであってもよいし、異なっていてもよい。カウント値が所定値以上であるときには、ステップＳ２１２の処理に進み、カウント値が所定値よりも小さいときには、図７に示す処理を終了する。図７に示す処理を終了するとき、異常カウンタのカウント値は、現在の値に維持される。 In step S211, the controller 40 determines whether or not the count value of the abnormality counter is greater than or equal to a predetermined value. The predetermined value used in step S211 is a value for determining that the battery block 12 is in an abnormal state, and can be determined in advance. Further, this predetermined value may be the same as or different from the predetermined value used in the process of step S207. When the count value is equal to or larger than the predetermined value, the process proceeds to step S212. When the count value is smaller than the predetermined value, the process shown in FIG. When the process shown in FIG. 7 ends, the count value of the abnormality counter is maintained at the current value.
ステップＳ２１２において、コントローラ４０は、電池ブロック１２が異常であると判別する。電池ブロック１２が異常状態であると判別されるとき、電池ブロック１２の抵抗は、電池ブロック１２の性能上において、取り得ない値となっている。ここで、電流遮断器１１ｂが再び導通状態となったとき、単電池１１（電池ブロック１２）の抵抗は上昇して、単電池１１（電池ブロック１２）の性能上において取り得る抵抗よりも高くなる。したがって、図７に示す処理において、電池ブロック１２が異常状態であると判別したときには、異常状態にある電池ブロック１２に含まれる単電池１１において、電流遮断器１１ｂが再び導通状態になったことを判別することができる。 In step S212, the controller 40 determines that the battery block 12 is abnormal. When it is determined that the battery block 12 is in an abnormal state, the resistance of the battery block 12 is a value that cannot be taken in terms of the performance of the battery block 12. Here, when the current breaker 11b becomes conductive again, the resistance of the unit cell 11 (battery block 12) rises and becomes higher than the possible resistance in terms of the performance of the unit cell 11 (battery block 12). . Therefore, when it is determined in the process shown in FIG. 7 that the battery block 12 is in an abnormal state, in the unit cell 11 included in the battery block 12 in the abnormal state, it is determined that the current breaker 11b is in a conductive state again. Can be determined.
電池ブロック１２が異常状態であるとき、コントローラ４０は、組電池１０の入出力を制限することができる。入出力を制限する方法としては、図４のステップＳ１１２の処理で説明した方法と同様である。また、コントローラ４０は、電池ブロック１２が異常状態であるとき、組電池１０の充放電を再開させないことができる。 When the battery block 12 is in an abnormal state, the controller 40 can limit the input / output of the assembled battery 10. The method for restricting input / output is the same as the method described in step S112 in FIG. Moreover, the controller 40 can not restart charging / discharging of the assembled battery 10 when the battery block 12 is in an abnormal state.
本実施例で説明した処理を行えば、ブロック電圧ｂｖｎおよび電流値ｂｉｂｎを取得するだけであるため、短時間において、電池ブロック１２が異常状態であるか否かを判別することができる。すなわち、特許文献１に記載された技術のように、電流の分散を確保して抵抗を算出しなくても、電池ブロック１２の異常状態を判別することができる。具体的には、電池ブロック１２の異常状態として、電流遮断器１１ｂが再び導通状態となったことを、短時間で判別することができる。電池ブロック１２の異常判定を短時間で行うことにより、異常判定を完了するまでの間に単電池１１に流れる電流量を低減でき、例えば、再び導通状態となっている電流遮断器１１ｂに電流が流れて発熱するのを抑制することができる。 If the processing described in this embodiment is performed, only the block voltage bvn and the current value bibn are acquired, and therefore it is possible to determine whether or not the battery block 12 is in an abnormal state in a short time. That is, as in the technique described in Patent Document 1, it is possible to determine the abnormal state of the battery block 12 without securing the current distribution and calculating the resistance. Specifically, it can be determined in a short time that the current breaker 11b is again in a conductive state as an abnormal state of the battery block 12. By performing the abnormality determination of the battery block 12 in a short time, the amount of current flowing through the unit cell 11 until the abnormality determination is completed can be reduced. For example, a current is supplied to the current breaker 11b that is in a conductive state again. It can suppress flowing and generating heat.
本実施例によれば、異常カウンタのカウント値が所定値以上であるときに、電池ブロック１２が異常状態であると判別しているが、これに限るものではない。具体的には、異常カウンタをカウントせずに、抵抗Ｒｄ２，Ｒｄ４が閾値Ｒｔｈ_maxよりも高くなったタイミングにおいて、電池ブロック１２が異常状態であると判別することができる。 According to the present embodiment, the battery block 12 is determined to be in an abnormal state when the count value of the abnormality counter is equal to or greater than a predetermined value, but the present invention is not limited to this. Specifically, it is possible to determine that the battery block 12 is in an abnormal state at the timing when the resistances Rd2 and Rd4 become higher than the threshold value Rth_max without counting the abnormality counter.
また、本実施例によれば、正常カウンタのカウント値が所定値以上であるときに、電池ブロック１２が正常状態であると判別しているが、これに限るものではない。具体的には、正常カウンタをカウントせずに、抵抗Ｒｄ１，Ｒｄ３が閾値Ｒｔｈ_minよりも低くなったタイミングにおいて、電池ブロック１２が正常状態であると判別することができる。 Further, according to this embodiment, when the count value of the normal counter is equal to or greater than the predetermined value, it is determined that the battery block 12 is in the normal state, but the present invention is not limited to this. Specifically, it is possible to determine that the battery block 12 is in a normal state at the timing when the resistances Rd1 and Rd3 become lower than the threshold value Rth_min without counting the normal counter.
本実施例では、ブロック電圧ｂｖｎを取得して、電池ブロック１２が異常状態であるか否かを判別しているが、これに限るものではない。具体的には、第１監視ユニット２１の出力に基づいて、単電池１１の電圧を取得して、単電池１１が異常状態であるか否かを判別することができる。この場合には、本実施例で説明した処理において、ブロック電圧ｂｖｎの代わりに、単電池１１の電圧を用いればよい。単電池１１の電圧を用いるときには、式（１）〜式（４）で用いられる、ＯＣＶ_minおよびＯＣＶ_maxの値も、単電池１１に対応したＯＣＶに設定すればよい。また、検出誤差Ｅｖｂとしては、第１監視ユニット２１の検出誤差を用いればよい。 In this embodiment, the block voltage bvn is acquired and it is determined whether or not the battery block 12 is in an abnormal state. However, the present invention is not limited to this. Specifically, based on the output of the first monitoring unit 21, it is possible to acquire the voltage of the unit cell 11 and determine whether or not the unit cell 11 is in an abnormal state. In this case, in the processing described in this embodiment, the voltage of the unit cell 11 may be used instead of the block voltage bvn. When the voltage of the unit cell 11 is used, the values of OCV_min and OCV_max used in the equations (1) to (4) may be set to the OCV corresponding to the unit cell 11. Further, the detection error of the first monitoring unit 21 may be used as the detection error Evb.
本発明の実施例２である電池システムについて説明する。本実施例では、実施例１と異なる点について、主に説明する。 A battery system that is Embodiment 2 of the present invention will be described. In the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.
本実施例では、実施例１で説明した式（１），（２）で用いられるＯＣＶ_minを変更するものである。この処理について、図１０を用いて説明する。図１０に示す処理は、式（１），（２）で用いられるＯＣＶ_minを変更する処理であり、コントローラ４０によって実行される。 In this embodiment, the OCV_min used in the equations (1) and (2) described in the first embodiment is changed. This process will be described with reference to FIG. The process shown in FIG. 10 is a process for changing OCV_min used in equations (1) and (2), and is executed by the controller 40.
ステップＳ３０１において、コントローラ４０は、組電池１０の劣化診断処理を行うか否かを判別する。劣化診断処理とは、組電池１０の劣化状態を診断する処理である。 In step S <b> 301, the controller 40 determines whether or not to perform a deterioration diagnosis process for the assembled battery 10. The deterioration diagnosis process is a process for diagnosing the deterioration state of the assembled battery 10.
劣化診断処理では、組電池１０の放電によって、組電池１０の電圧を、第１電圧から第２電圧まで変化させ、組電池１０の放電中における電流積算量を取得する。取得した電流積算量を、劣化していない組電池１０を用いたときに取得した電流積算量と比較することにより、組電池１０の劣化状態を判定することができる。すなわち、取得した電流積算量が、劣化していない組電池１０の電流積算量よりも少ないときには、組電池１０が劣化状態であることを判別することができる。 In the deterioration diagnosis process, the voltage of the assembled battery 10 is changed from the first voltage to the second voltage due to the discharge of the assembled battery 10, and the integrated current amount during the discharge of the assembled battery 10 is acquired. The deterioration state of the assembled battery 10 can be determined by comparing the acquired accumulated current amount with the accumulated current amount obtained when the assembled battery 10 that has not deteriorated is used. That is, when the acquired current integrated amount is smaller than the current integrated amount of the battery pack 10 that has not deteriorated, it can be determined that the battery pack 10 is in a deteriorated state.
劣化診断処理を行うときには、ステップＳ３０２の処理に進み、劣化診断処理を行わないときには、ステップＳ３０３の処理に進む。 When the deterioration diagnosis process is performed, the process proceeds to step S302. When the deterioration diagnosis process is not performed, the process proceeds to step S303.
ステップＳ３０２において、コントローラ４０は、式（１），（２）で用いられるＯＣＶ_minを、劣化診断処理を行うときに到達しうるＯＣＶ１１に設定する。ステップＳ３０３において、コントローラ４０は、図１に示す電池システムを起動したときの電池ブロック１２のＯＣＶがＯＣＶ１２よりも低いか否かを判別する。ＯＣＶ１２は、組電池１０（電池ブロック１２）の出力電力を０［ｋＷ］に設定するときのＳＯＣに対応したＯＣＶである。出力電力を０［ｋＷ］に設定するときのＳＯＣとは、具体的には、組電池１０の充放電制御を行うときに、組電池１０のＳＯＣの変化を許容する下限値（ＳＯＣ）である。 In step S302, the controller 40 sets the OCV_min used in the expressions (1) and (2) to the OCV 11 that can be reached when the deterioration diagnosis process is performed. In step S303, the controller 40 determines whether or not the OCV of the battery block 12 when the battery system shown in FIG. 1 is activated is lower than the OCV 12. The OCV 12 is an OCV corresponding to the SOC when the output power of the assembled battery 10 (battery block 12) is set to 0 [kW]. Specifically, the SOC when the output power is set to 0 [kW] is a lower limit (SOC) that allows a change in the SOC of the assembled battery 10 when charge / discharge control of the assembled battery 10 is performed. .
図１１に示すように、ＯＣＶ１２は、ＯＣＶ１１よりも高い。劣化診断処理を行うときには、組電池１０の電圧を変化させる範囲を広げることが好ましいため、ＯＣＶ１１の値は最も低くなりやすい。電池システムを起動したときのＯＣＶがＯＣＶ１２よりも低いときには、ステップＳ３０４の処理に進み、電池システムを起動したときのＯＣＶがＯＣＶ１２よりも高いときには、ステップＳ３０５の処理に進む。 As shown in FIG. 11, OCV12 is higher than OCV11. When performing the deterioration diagnosis process, it is preferable to widen the range in which the voltage of the assembled battery 10 is changed, so the value of the OCV 11 tends to be the lowest. When the OCV when the battery system is activated is lower than OCV12, the process proceeds to step S304. When the OCV when the battery system is activated is higher than OCV12, the process proceeds to step S305.
ステップＳ３０４において、コントローラ４０は、式（１），（２）で用いられるＯＣＶ_minを、ＯＣＶ１３に設定する。ＯＣＶ１３は、組電池１０（電池ブロック１２）の放電を禁止するときのＳＯＣに対応したＯＣＶである。図１１に示すように、ＯＣＶ１３は、ＯＣＶ１２よりも低く、ＯＣＶ１１よりも高い。 In step S304, the controller 40 sets OCV_min used in the equations (1) and (2) to the OCV 13. The OCV 13 is an OCV corresponding to the SOC when the discharge of the assembled battery 10 (battery block 12) is prohibited. As shown in FIG. 11, the OCV 13 is lower than the OCV 12 and higher than the OCV 11.
ステップＳ３０５において、コントローラ４０は、式（１），（２）で用いられるＯＣＶ_minとして、起動時のＯＣＶから所定値Ｃ１を減算したＯＣＶ１４を設定する。所定値Ｃ１は、組電池１０の出力電力が０［ｋＷ］に設定されてから組電池１０の放電を禁止するまでのＯＣＶの低下量である。すなわち、所定値Ｃ１は、ＯＣＶ１２およびＯＣＶ１３の差に相当する。 In step S305, the controller 40 sets OCV14 obtained by subtracting a predetermined value C1 from the OCV at the time of startup as the OCV_min used in equations (1) and (2). The predetermined value C1 is the amount of decrease in OCV from when the output power of the assembled battery 10 is set to 0 [kW] until the discharge of the assembled battery 10 is prohibited. That is, the predetermined value C1 corresponds to the difference between OCV12 and OCV13.
ステップＳ３０６において、コントローラ４０は、式（３），（４）で用いられるＯＣＶ_maxとして、組電池１０（電池ブロック１２）の充電を禁止するときのＳＯＣに対応したＯＣＶ１５に設定する。 In step S306, the controller 40 sets the OCV_max used in the equations (3) and (4) to the OCV 15 corresponding to the SOC when prohibiting charging of the assembled battery 10 (battery block 12).
劣化診断処理を行うときには、電池ブロック１２のＯＣＶがＯＣＶ１２よりも低下してしまうおそれがある。また、組電池１０を放置したときなどには、組電池１０の自己放電によって、電池ブロック１２のＯＣＶがＯＣＶ１２よりも低下してしまうおそれがある。 When performing the deterioration diagnosis process, the OCV of the battery block 12 may be lower than the OCV 12. Further, when the assembled battery 10 is left unattended, the OCV of the battery block 12 may be lower than the OCV 12 due to self-discharge of the assembled battery 10.
この場合には、図５および図６に示すＯＣＶ_trがＯＣＶ_min（ＯＣＶ１２に相当する）よりも低下してしまう。ＯＣＶ_trがＯＣＶ_minよりも低下したときには、図６に示す補正値から算出される電池ブロック１２の抵抗は、抵抗Ｒｄ２よりも低くなる。言い換えれば、図６に示す抵抗Ｒｄ２は、実際の電池ブロック１２の抵抗よりも高い値となってしまう。 In this case, OCV_tr shown in FIGS. 5 and 6 is lower than OCV_min (corresponding to OCV12). When OCV_tr is lower than OCV_min, the resistance of the battery block 12 calculated from the correction value shown in FIG. 6 is lower than the resistance Rd2. In other words, the resistance Rd2 shown in FIG. 6 is higher than the actual resistance of the battery block 12.
このように電池ブロック１２の抵抗にずれが発生してしまうと、図４に示すステップＳ１０９の処理において、誤った判別が行われてしまう。そこで、本実施例では、抵抗Ｒｄ１，Ｒｄ２の算出に用いられるＯＣＶ_minを、ＯＣＶ１２よりも低い値に変更している。図１０に示すステップＳ３０４の処理では、組電池１０の自己放電などを考慮して、ＯＣＶ_minを、ＯＣＶ１２よりも低いＯＣＶ１３に設定している。 If the resistance of the battery block 12 is shifted as described above, an erroneous determination is made in the process of step S109 shown in FIG. Therefore, in this embodiment, the OCV_min used for calculating the resistances Rd1 and Rd2 is changed to a value lower than the OCV12. In the process of step S304 shown in FIG. 10, OCV_min is set to OCV13 lower than OCV12 in consideration of self-discharge of the assembled battery 10 and the like.
また、電池システムを起動するときの電池ブロック１２のＯＣＶがＯＣＶ１２よりも低いときには、電池システムを起動した後の電池ブロック１２の電圧降下量（所定値Ｃ１に相当する）を考慮して、ＯＣＶ_minを、ＯＣＶ１２やＯＣＶ１３よりも低いＯＣＶ１４に設定している。さらに、劣化診断処理を行うときには、ＯＣＶ_minを、劣化診断処理を行うときに到達しうる最も低いＯＣＶ１１に設定している。 Further, when the OCV of the battery block 12 when starting the battery system is lower than the OCV 12, the OCV_min is determined in consideration of the voltage drop amount (corresponding to the predetermined value C1) of the battery block 12 after starting the battery system. , OCV14 lower than OCV12 and OCV13 is set. Furthermore, when performing the deterioration diagnosis process, OCV_min is set to the lowest OCV 11 that can be reached when the deterioration diagnosis process is performed.
上述したようにＯＣＶ_minを設定しておけば、実際の電池ブロック１２のＯＣＶがＯＣＶ１２よりも低くなっても、式（２）から算出される抵抗Ｒｄ２が実際の抵抗よりも高くなってしまうのを抑制することができる。これにより、電池ブロック１２の異常状態を判別する処理（図４のステップＳ１０９）において、誤った判別が行われてしまうのを防止することができる。 If OCV_min is set as described above, even if the OCV of the actual battery block 12 is lower than the OCV 12, the resistance Rd2 calculated from the equation (2) becomes higher than the actual resistance. Can be suppressed. Thereby, in the process (step S109 of FIG. 4) which discriminate | determines the abnormal state of the battery block 12, it can prevent performing wrong discrimination | determination.
本実施例において、組電池１０の充電によって、電池ブロック１２のＳＯＣが、上述した下限値（ＳＯＣ）（ＯＣＶ１２に対応したＳＯＣ）よりも高くなったときには、抵抗Ｒｄ１，Ｒｄ２の算出に用いられるＯＣＶ_minをＯＣＶ１２に変更することができる。 In this embodiment, when the SOC of the battery block 12 becomes higher than the above-described lower limit (SOC) (the SOC corresponding to the OCV12) due to the charging of the assembled battery 10, the OCV_min used for calculating the resistances Rd1 and Rd2 Can be changed to OCV12.
１０：組電池（蓄電装置） １１：単電池（蓄電素子）
２０：監視ユニット（電圧センサ） ２１：第１監視ユニット
２２：第２監視ユニット ３１：電流センサ
３２：昇圧回路 ３３：インバータ
３４：モータ・ジェネレータ ４０：コントローラ
ＰＬ：正極ライン ＮＬ：負極ライン
Ｒ：電流制限抵抗
ＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐ：システムメインリレー
10: assembled battery (power storage device) 11: single battery (power storage element)
20: Monitoring unit (voltage sensor) 21: First monitoring unit 22: Second monitoring unit 31: Current sensor 32: Booster circuit 33: Inverter 34: Motor generator 40: Controller PL: Positive line NL: Negative line R: Current Limiting resistors SMR-B, SMR-G, SMR-P: System main relay
Claims (7)
前記複数の蓄電素子を複数のブロックに分けたときに、前記各ブロックの電圧を検出する電圧センサと、
前記蓄電装置に流れる電流を検出する電流センサと、
前記各ブロックの異常状態を判別するコントローラと、を有し、
前記各蓄電素子は、前記各蓄電素子の内部における電流経路を遮断する電流遮断器を有しており、
前記コントローラは、
前記電圧センサによる検出電圧および前記電流センサによる検出電流と、前記蓄電装置の充放電時に前記ブロックの開放電圧が取り得る限界値とから、前記ブロックの抵抗を算出し、
算出した抵抗が閾値よりも高いときに、前記ブロックの抵抗が異常状態であることを判別することを特徴とする蓄電システム。 A power storage device in which a plurality of power storage elements for charging and discharging are connected in series;
A voltage sensor that detects a voltage of each block when the plurality of power storage elements are divided into a plurality of blocks;
A current sensor for detecting a current flowing in the power storage device;
A controller for determining an abnormal state of each block,
Each of the storage elements has a current breaker that interrupts a current path inside each of the storage elements,
The controller is
From the detection voltage by the voltage sensor and the detection current by the current sensor, and the limit value that the open circuit voltage of the block can take when charging and discharging the power storage device, calculate the resistance of the block,
A power storage system, wherein when the calculated resistance is higher than a threshold, it is determined that the resistance of the block is in an abnormal state.
The power storage according to any one of claims 1 to 6, wherein the controller determines, as the abnormal state, that the current breaker has changed to a conductive state after the current breaker has been turned off. system.
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