JP5709827B2 - Secondary battery control device, secondary battery circuit, and control method - Google Patents
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Description
本発明は、負荷に対して並列に接続された複数の二次電池を制御する二次電池制御装置、二次電池回路、及び制御方法に関する。 The present invention relates to a secondary battery control device, a secondary battery circuit, and a control method for controlling a plurality of secondary batteries connected in parallel to a load.
複数の組電池を負荷に対して並列に接続して電池システムを構成する場合、組電池ごとの電圧はほぼ均等であることが求められる。組電池間の電圧のばらつきが大きくなると、接続時において、環流といわれる、組電池間の電圧差により突入電流が流れる現象が発生し、回路などに過大な負荷がかかる。 When a battery system is configured by connecting a plurality of assembled batteries in parallel to a load, the voltage for each assembled battery is required to be substantially equal. When the voltage variation between the assembled batteries becomes large, a phenomenon that an inrush current flows due to a voltage difference between the assembled batteries, which is referred to as recirculation, occurs at the time of connection, and an excessive load is applied to the circuit.
上記問題に対し、特許文献１には、二次電池を搭載したハイブリッド自動車などにおいて、走行を終えて車庫や駐車場に置かれるときに、複数の端子電圧の等しい二次電池を相応の長時間にわたり並列に接続する発明が開示されている。これにより、各二次電池の間に小さい電流が流れ、各二次電池が自己平衡することにより、二次電池の充電状態を平均化することができる。 In response to the above problem, Patent Document 1 discloses that in a hybrid vehicle or the like equipped with a secondary battery, a plurality of secondary batteries having the same terminal voltage are placed for a corresponding long time when the vehicle is finished running and placed in a garage or parking lot. The invention of connecting in parallel is disclosed. Thereby, a small electric current flows between each secondary battery, and each secondary battery self-equilibrates, and it can average the charge condition of a secondary battery.
また、特許文献２には、イグニッションキーがＯＦＦになったときなどの所定のタイミングで組電池を構成するセル電池のバランスをとり、その後に当該組電池間のバランスをとる技術が開示されている。また、特許文献２には、組電池及びセル電池のうち、電圧が高いものを放電させることで、バランスをとることが記載されている。 Patent Document 2 discloses a technique for balancing cell batteries constituting an assembled battery at a predetermined timing such as when an ignition key is turned off, and then balancing the assembled batteries. . Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 describes that a balance is achieved by discharging a battery having a high voltage among the assembled battery and the cell battery.
特許文献１に記載の方法を用いる場合、二次電池を並列に接続することで、電圧が高い二次電池から電圧が低い二次電池へ突入電流が流れる。このとき、二次電池間の電圧の差が過大であると、突入電流によりコンタクタの溶着や電池セルの損傷を引き起こすおそれがある。
また、特許文献２に記載の方法を用いる場合、二次電池それぞれを放電させることで二次電池間のバランスをとるため、二次電池に蓄電された電気の廃棄量が多くなってしまうという問題がある。
When the method described in Patent Document 1 is used, an inrush current flows from a secondary battery having a high voltage to a secondary battery having a low voltage by connecting the secondary batteries in parallel. At this time, if the voltage difference between the secondary batteries is excessive, the inrush current may cause contactor welding or battery cell damage.
Moreover, when using the method of patent document 2, in order to balance between secondary batteries by discharging each secondary battery, the problem that the amount of electricity stored in the secondary battery increases. There is.
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、負荷に対して並列に接続された複数の二次電池を制御する二次電池制御装置であって、前記複数の二次電池が前記負荷と絶縁状態にある場合において、前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超えるか否かを判定する電圧判定部と、前記電圧判定部が、前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超えると判定した場合に、前記複数の二次電池を互いに絶縁し、前記二次電池のうち電圧が最も高いものを放電させる放電制御部と、前記電圧判定部が、前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超えないと判定した場合に、所定の自己平衡時間の間、前記二次電池を互いに並列に接続し、当該自己平衡時間が経過した後、当該自己平衡時間より長い時間である絶縁時間の間、前記二次電池を互いに絶縁する平衡制御部とを備えることを特徴とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and is a secondary battery control device that controls a plurality of secondary batteries connected in parallel to a load, wherein the plurality of secondary batteries are In the case where the load is insulated from the load, a voltage determination unit that determines whether or not a voltage range of the plurality of secondary batteries exceeds a predetermined threshold, and the voltage determination unit includes the plurality of secondary batteries. A discharge controller that insulates the plurality of secondary batteries from each other and discharges the highest voltage of the secondary batteries when it is determined that a voltage range exceeds a predetermined threshold; and the voltage determination unit When it is determined that the voltage range of the plurality of secondary batteries does not exceed a predetermined threshold, the secondary batteries are connected in parallel to each other for a predetermined self-equilibration time, and the self-equilibration time has elapsed. After that, the insulation is longer than the self-equilibrium time Period of, characterized in that it comprises a balancing control unit to insulate from one another the secondary battery.
また、本発明は、前記複数の二次電池の電圧の範囲が、前記二次電池を互いに並列に接続する前における電圧の範囲より大きくなっている場合に、前記複数の二次電池の何れかに障害が発生していることを通知する障害通知部を備えることを特徴とする。 Further, the present invention provides any of the plurality of secondary batteries when the voltage range of the plurality of secondary batteries is larger than the voltage range before the secondary batteries are connected in parallel to each other. A failure notification unit for notifying that a failure has occurred is provided.
また、本発明は、負荷に対して並列に接続された、複数のセル電池を直列に接続した組電池である複数の二次電池を制御する二次電池制御装置であって、前記複数の二次電池が前記負荷と絶縁状態にある場合において、前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超えるか否かを判定する電圧判定部と、前記電圧判定部が、前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超えると判定した場合に、前記複数の二次電池を互いに絶縁し、前記二次電池のうち電圧が最も高いものを放電させる放電制御部と、前記電圧判定部が、前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超えないと判定した場合に、前記複数の二次電池を互いに並列に接続する平衡制御部とを備え、前記放電制御部は、前記二次電池を構成する前記複数のセル電池間のセルバランスをとることで、当該二次電池を放電させることを特徴とする。 The present invention also provides a secondary battery control device for controlling a plurality of secondary batteries, which are battery packs connected in parallel to a load and in which a plurality of cell batteries are connected in series. When the secondary battery is in an insulated state from the load, a voltage determination unit that determines whether a voltage range of the plurality of secondary batteries exceeds a predetermined threshold, and the voltage determination unit includes the plurality of secondary batteries A discharge controller configured to insulate the plurality of secondary batteries from each other and discharge the highest voltage of the secondary batteries when it is determined that a voltage range of the secondary battery exceeds a predetermined threshold; And a balance control unit that connects the plurality of secondary batteries in parallel to each other when the determination unit determines that the voltage range of the plurality of secondary batteries does not exceed a predetermined threshold, and the discharge control unit Is between the plurality of cell batteries constituting the secondary battery By taking the cell balance, and wherein the discharging the secondary battery.
また、本発明は、負荷に対して並列に接続された複数の二次電池と、前記複数の二次電池それぞれに設けられ、前記負荷と当該二次電池とを接続するか絶縁するかを切り替える第１のコンタクタと、電流容量が前記第１のコンタクタの電流容量より小さく、前記複数の二次電池それぞれに対して前記第１のコンタクタと並列に設けられた第２のコンタクタと、前記二次電池を制御する二次電池制御装置とを備え、前記二次電池制御装置は、前記複数の二次電池が前記負荷と絶縁状態にある場合において、前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超えるか否かを判定する電圧判定部と、前記電圧判定部が、前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超えると判定した場合に、前記複数の二次電池を互いに絶縁し、前記二次電池のうち電圧が最も高いものを放電させる放電制御部と、前記電圧判定部が、前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超えないと判定した場合に、前記第２のコンタクタを閉じることにより前記複数の二次電池を互いに並列に接続する平衡制御部とを備えることを特徴とする二次電池回路である。 In addition, the present invention provides a plurality of secondary batteries connected in parallel to a load and each of the plurality of secondary batteries, and switches between connecting and insulating the load and the secondary battery. A first contactor, a second contactor having a current capacity smaller than that of the first contactor and provided in parallel with the first contactor for each of the plurality of secondary batteries; and the secondary contactor A secondary battery control device for controlling the battery, wherein the secondary battery control device has a predetermined voltage range of the plurality of secondary batteries when the plurality of secondary batteries are in an insulated state from the load. A voltage determination unit that determines whether or not the threshold value exceeds a threshold value, and the voltage determination unit determines that the voltage range of the plurality of secondary batteries exceeds a predetermined threshold value, the plurality of secondary batteries Insulated from each other, the secondary battery A discharge control unit that Chi voltage discharges the highest, the voltage determination unit, when the range of the voltage of the plurality of secondary batteries is determined to not exceed a predetermined threshold value, closing the second contactor Thus, a secondary battery circuit comprising a balance control unit that connects the plurality of secondary batteries in parallel with each other.
また、本発明は、前記二次電池に対して、前記第１のコンタクタと並列に接続され、かつ前記第２のコンタクタと直列に接続され、当該二次電池を流れる電流を制限する電流制限部を備えることを特徴とする。 In addition, the present invention provides a current limiting unit that is connected in parallel to the first contactor and connected in series to the second contactor, and limits the current flowing through the secondary battery. It is characterized by providing.
また、本発明は、負荷に対して並列に接続された複数の二次電池の制御方法であって、前記複数の二次電池が前記負荷と絶縁状態にある場合において、前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超えるか否かを判定するステップと、前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超える場合に、前記複数の二次電池を互いに絶縁し、前記二次電池のうち電圧が最も高いものを放電させるステップと、前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超えない場合に、所定の自己平衡時間の間、前記複数の二次電池を互いに並列に接続するステップと前記自己平衡時間が経過した後、当該自己平衡時間より長い時間である絶縁時間の間、前記二次電池を互いに絶縁するステップとを有することを特徴とする。
また、本発明は、負荷に対して並列に接続された、複数のセル電池を直列に接続した組電池である複数の二次電池の制御方法であって、前記複数の二次電池が前記負荷と絶縁状態にある場合において、前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超えるか否かを判定するステップと、前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超える場合に、前記複数の二次電池を互いに絶縁し、前記二次電池のうち電圧が最も高いものを、当該二次電池を構成する前記複数のセル電池間のセルバランスをとることで放電させるステップと、前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超えない場合に、前記複数の二次電池を互いに並列に接続するステップとを有することを特徴とする。
Further, the present invention provides a method for controlling a plurality of secondary batteries connected in parallel to a load, wherein the plurality of secondary batteries are in an insulated state from the load. Determining whether or not a voltage range of a plurality of secondary batteries exceeds a predetermined threshold, and when a voltage range of the plurality of secondary batteries exceeds a predetermined threshold, the plurality of secondary batteries are insulated from each other, and A step of discharging the highest voltage among the secondary batteries, and the plurality of secondary batteries during a predetermined self-equilibrium time when a voltage range of the plurality of secondary batteries does not exceed a predetermined threshold. And connecting the secondary batteries to each other for an insulation time that is longer than the self-equilibration time after the self-equilibration time has elapsed .
The present invention is also a method for controlling a plurality of secondary batteries, which are assembled batteries in which a plurality of cell batteries are connected in series, connected in parallel to a load, wherein the plurality of secondary batteries are the load. And determining whether a voltage range of the plurality of secondary batteries exceeds a predetermined threshold when the voltage range of the plurality of secondary batteries exceeds a predetermined threshold. And isolating the secondary batteries from each other, and discharging the secondary battery having the highest voltage by balancing the cells among the plurality of cell batteries constituting the secondary battery; And a step of connecting the plurality of secondary batteries in parallel to each other when a voltage range of the plurality of secondary batteries does not exceed a predetermined threshold value.
本発明によれば、複数の二次電池の電圧のばらつきが小さい場合に、自己平衡により二次電池間の電圧のバランスをとる。これにより、二次電池間の電圧のバランスをとる際に、二次電池に蓄電された電気の廃棄量を低減することができる。また、本発明によれば、二次電池間の電圧のばらつきが大きい場合、自己平衡を行わず、電圧が最も高い二次電池を放電させる。これにより、二次電池同士を並列に接続するときに二次電池間の電圧の差が過大になることを防ぎ、突入電流による二次電池の損傷を防ぐことができる。 According to the present invention, when the variation in the voltage of the plurality of secondary batteries is small, the voltage between the secondary batteries is balanced by self-equilibrium. Thereby, when balancing the voltage between the secondary batteries, the amount of electricity stored in the secondary battery can be reduced. In addition, according to the present invention, when the voltage variation between the secondary batteries is large, the secondary battery having the highest voltage is discharged without performing self-equilibrium. Thereby, it is possible to prevent the voltage difference between the secondary batteries from becoming excessive when the secondary batteries are connected in parallel, and to prevent the secondary battery from being damaged by the inrush current.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施形態による上位制御装置３０を備える二次電池回路１の構成を示す概略図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a secondary battery circuit 1 including a
二次電池回路１は、リチウムイオン電池などの二次電池である複数のセル電池を直列に接続した組電池１１０−１〜１１０−Ｎ（以下、組電池１１０−１〜１１０−Ｎを総称する場合、単に組電池１１０という。）を、外部の負荷に対して並列に接続した回路である。これにより、二次電池回路１は、負荷が要求する電力を各組電池１１０から供給する。なお、本実施形態では、二次電池回路１は電気自動車やハイブリッド自動車などの車両に搭載され、自動車の動力源であるモータなどに電力を供給するものとして説明する。 The secondary battery circuit 1 is a collective battery 110-1 to 110-N (hereinafter collectively referred to as an assembled battery 110-1 to 110-N) in which a plurality of cell batteries, which are secondary batteries such as lithium ion batteries, are connected in series. In this case, the battery is simply referred to as an assembled battery 110) in parallel with an external load. Thereby, the secondary battery circuit 1 supplies the power required by the load from each assembled battery 110. In the present embodiment, the secondary battery circuit 1 is described as being mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle and supplying electric power to a motor or the like that is a power source of the vehicle.
二次電池回路１は、組電池１１０を有する複数の組電池回路１０−１〜１０−Ｎ（以下、組電池回路１０−１〜１０−Ｎを総称する場合、単に組電池回路１０という。）と、負荷接続用コンタクタ２０と、上位制御装置３０とを備える。
The secondary battery circuit 1 includes a plurality of assembled battery circuits 10-1 to 10-N including the assembled battery 110 (hereinafter, the assembled battery circuits 10-1 to 10-N are simply referred to as an assembled battery circuit 10). And a
負荷接続用コンタクタ２０は、負荷と複数の組電池回路１０との間に設けられた１つのコンタクタである。すなわち、負荷接続用コンタクタ２０がＯＮになることで、組電池１１０から負荷へ電力が供給され、負荷接続用コンタクタ２０がＯＦＦになることで、組電池１１０と負荷とが絶縁される。
The
なお、本実施形態において「コンタクタをＯＮにする」とは、コンタクタを閉じて当該コンタクタの両端に接続された回路同士を接続状態にすることを言う。また、本実施形態において「コンタクタをＯＦＦにする」とは、コンタクタを開いて当該コンタクタの両端に接続された回路同士を絶縁状態にすることを言う。 In the present embodiment, “turning the contactor ON” means closing the contactor and connecting the circuits connected to both ends of the contactor. In the present embodiment, “turning the contactor OFF” means opening the contactor to insulate the circuits connected to both ends of the contactor.
上位制御装置３０は、二次電池回路１を搭載する車両のイグニッションキーのＯＮ／ＯＦＦを監視する。上位制御装置３０は、イグニッションキーがＯＮの場合に負荷接続用コンタクタ２０をＯＮにして負荷と各組電池１１０とを接続する。また上位制御装置３０は、イグニッションキーがＯＦＦの場合に負荷接続用コンタクタ２０をＯＦＦにして負荷と各組電池１１０とを接続し、組電池１１０の電圧のバランスをとる制御を行う。
The
組電池回路１０−１は、組電池１１０−１、並列接続用コンタクタ１２０−１（第１のコンタクタ）、電圧調整動作用コンタクタ１３０−１（第２のコンタクタ）、電圧調整動作用抵抗１４０−１（電流制限部）、セルバランス回路１５０−１、組電池監視回路１６０−１、及び組電池制御装置１７０−１（二次電池制御装置）を備える。 The assembled battery circuit 10-1 includes an assembled battery 110-1, a parallel connection contactor 120-1 (first contactor), a voltage adjustment operation contactor 130-1 (second contactor), and a voltage adjustment operation resistance 140-. 1 (current limiting unit), a cell balance circuit 150-1, an assembled battery monitoring circuit 160-1, and an assembled battery control device 170-1 (secondary battery control device).
なお、ここでは組電池回路１０−１の構成について説明するが、組電池回路１０−２〜１０−Ｎも、同様の構成を備える。つまり、Ｍを１〜Ｎの任意の数字とすると、組電池回路１０−Ｍは、組電池１１０−Ｍ、並列接続用コンタクタ１２０−Ｍ、電圧調整動作用コンタクタ１３０−Ｍ、電圧調整動作用抵抗１４０−Ｍ、セルバランス回路１５０−Ｍ、組電池監視回路１６０−Ｍ、及び組電池制御装置１７０−Ｍを備える。 In addition, although the structure of the assembled battery circuit 10-1 is demonstrated here, the assembled battery circuits 10-2 to 10-N also have the same structure. That is, when M is an arbitrary number from 1 to N, the assembled battery circuit 10-M includes an assembled battery 110-M, a parallel connection contactor 120-M, a voltage adjustment operation contactor 130-M, and a voltage adjustment operation resistance. 140-M, a cell balance circuit 150-M, an assembled battery monitoring circuit 160-M, and an assembled battery control device 170-M.
並列接続用コンタクタ１２０−１は、組電池１１０−１に対して直列に接続され、組電池１１０−１と組電池回路１０−２〜１０−Ｎ及び負荷接続用コンタクタ２０との間に設けられる。並列接続用コンタクタ１２０−１は、ＯＮになることで、負荷及び組電池回路１０−２〜１０−Ｎと組電池１１０−１とを接続し、ＯＦＦになることで負荷及び組電池回路１０−２〜１０−Ｎと組電池１１０−１とを絶縁する。並列接続用コンタクタ１２０−１の電流容量は、負荷の要求電流の最大値に従って設定される。
The parallel connection contactor 120-1 is connected in series to the assembled battery 110-1, and is provided between the assembled battery 110-1, the assembled battery circuits 10-2 to 10-N, and the
電圧調整動作用コンタクタ１３０−１と電圧調整動作用抵抗１４０−１は、組電池１１０−１に対して直列に接続され、かつ並列接続用コンタクタ１２０−１と並列に接続されている。電圧調整動作用コンタクタ１３０−１の電流容量は、組電池１１０間の電圧の自己平衡を取る際に流れ得る電流の大きさに従って設定される。なお、電圧調整動作用コンタクタ１３０−１の電流容量は、並列接続用コンタクタ１２０−１の電流容量より小さい値となる。電圧調整動作用抵抗１４０−１は、組電池１１０−１を流れる電流を制限する。 The voltage adjustment operation contactor 130-1 and the voltage adjustment operation resistor 140-1 are connected in series to the assembled battery 110-1, and are connected in parallel to the parallel connection contactor 120-1. The current capacity of the voltage adjusting operation contactor 130-1 is set according to the magnitude of the current that can flow when the voltage between the assembled batteries 110 is self-balanced. The current capacity of the voltage adjusting operation contactor 130-1 is smaller than the current capacity of the parallel connection contactor 120-1. The voltage adjusting operation resistor 140-1 limits the current flowing through the assembled battery 110-1.
セルバランス回路１５０−１は、組電池１１０−１を構成するセル電池それぞれについて抵抗とコンタクタとを直列に接続した回路（図示せず）であって、各セル電池を放電させることで、セル電池間の電圧のバランスをとるものである。 The cell balance circuit 150-1 is a circuit (not shown) in which a resistor and a contactor are connected in series for each of the cell batteries constituting the assembled battery 110-1, and the cell battery is discharged by discharging each cell battery. The voltage between the two is balanced.
組電池監視回路１６０−１は、組電池１１０−１を構成するセル電池の電圧を監視する。 The assembled battery monitoring circuit 160-1 monitors the voltage of the cell battery constituting the assembled battery 110-1.
組電池制御装置１７０−１は、上位制御装置３０からの指示に従って、電圧調整動作用コンタクタ１３０−１及びセルバランス回路１５０−１を制御する。また、組電池制御装置１７０−１は、組電池監視回路１６０−１が計測した組電池１１０−１の電圧を組電池制御装置１７０−２〜１７０−Ｎに通知する。これにより組電池回路１０間で組電池１１０の電圧の情報が共有される。
The assembled battery control device 170-1 controls the contactor 130-1 for voltage adjustment operation and the cell balance circuit 150-1 in accordance with an instruction from the
次に、組電池制御装置１７０について説明する。
図２は、組電池制御装置１７０−１の構成を示す概略ブロック図である。
組電池制御装置１７０−１は、接続監視部１７１−１、タイマ部１７２−１、電圧取得部１７３−１、電圧判定部１７４−１、電圧範囲記憶部１７５−１、放電制御部１７６−１、平衡制御部１７７−１、障害通知部１７８−１を備える。
Next, the assembled battery control device 170 will be described.
FIG. 2 is a schematic block diagram showing the configuration of the assembled battery control device 170-1.
The assembled battery control device 170-1 includes a connection monitoring unit 171-1, a timer unit 172-1, a voltage acquisition unit 173-1, a voltage determination unit 174-1, a voltage range storage unit 175-1, and a discharge control unit 176-1. A balance control unit 177-1 and a failure notification unit 178-1.
なお、ここでは組電池制御装置１７０−１の構成について説明するが、他の組電池制御装置１７０−２〜１７０−Ｎも、同様の構成を備える。つまり、Ｍを１〜Ｎの任意の数字とすると、組電池制御装置１７０−Ｍは、接続監視部１７１−Ｍ、タイマ部１７２−Ｍ、電圧取得部１７３−Ｍ、電圧判定部１７４−Ｍ、電圧範囲記憶部１７５−Ｍ、放電制御部１７６−Ｍ、平衡制御部１７７−Ｍ、障害通知部１７８−Ｍを備える。 In addition, although the structure of the assembled battery control apparatus 170-1 is demonstrated here, the other assembled battery control apparatuses 170-2 to 170-N also have the same structure. That is, when M is an arbitrary number from 1 to N, the assembled battery control device 170-M includes a connection monitoring unit 171-M, a timer unit 172-M, a voltage acquisition unit 173-M, a voltage determination unit 174-M, A voltage range storage unit 175-M, a discharge control unit 176-M, a balance control unit 177-M, and a failure notification unit 178-M are provided.
接続監視部１７１−１は、並列接続用コンタクタ１２０−１のＯＮ／ＯＦＦを監視し、並列接続用コンタクタ１２０−１がＯＦＦになったときに組電池１１０−１の電圧バランス制御を開始する。また接続監視部１７１−１は、並列接続用コンタクタ１２０−１がＯＮになったときに組電池１１０−１の電圧バランス制御を終了する。 The connection monitoring unit 171-1 monitors ON / OFF of the parallel connection contactor 120-1, and starts voltage balance control of the assembled battery 110-1 when the parallel connection contactor 120-1 is turned off. Further, the connection monitoring unit 171-1 ends the voltage balance control of the assembled battery 110-1 when the parallel connection contactor 120-1 is turned on.
タイマ部１７２−１は、接続監視部１７１−１が並列接続用コンタクタ１２０−１のＯＦＦを検知すると、組電池１１０間を絶縁する所定の絶縁時間（例えば、１２０分）の計時を開始する。また、タイマ部１７２−１は、平衡制御部１７７−１が各組電池回路１０の電圧調整動作用コンタクタ１３０−１をＯＮにすると、組電池１１０同士を自己平衡させる所定の自己平衡時間（例えば、１０分）の計時を開始する。なお、自己平衡時間は、絶縁時間より短いものとする。
When the connection monitoring unit 171-1 detects that the parallel connection contactor 120-1 is OFF, the timer unit 172-1 starts measuring a predetermined insulation time (for example, 120 minutes) that insulates the assembled batteries 110 from each other. In addition, when the balance control unit 177-1 turns on the voltage adjustment operation contactor 130-1 of each assembled
電圧取得部１７３−１は、タイマ部１７２−１が絶縁時間の計時を終えたときに、組電池監視回路１６０−１から組電池１１０−１の電圧を取得する。また、電圧取得部１７３−１は、組電池制御装置１７０−２〜１７０−Ｎから組電池１１０−２〜１１０−Ｎの電圧を取得する。 The voltage acquisition unit 173-1 acquires the voltage of the assembled battery 110-1 from the assembled battery monitoring circuit 160-1 when the timer unit 172-1 finishes counting the insulation time. Moreover, the voltage acquisition part 173-1 acquires the voltage of assembled battery 110-2 to 110-N from assembled battery control apparatus 170-2 to 170-N.
電圧判定部１７４−１は、電圧取得部１７３−１が取得した電圧から組電池１１０間の電圧の範囲を算出し、電圧範囲記憶部１７５−１に記録する。また、電圧判定部１７４−１は、算出した電圧の範囲が、組電池１１０同士を並列に接続した場合に組電池１１０に障害が生じ得る所定の電圧閾値を超えているか否かを判定する。 The voltage determination unit 174-1 calculates the voltage range between the assembled batteries 110 from the voltage acquired by the voltage acquisition unit 173-1 and records it in the voltage range storage unit 175-1. In addition, the voltage determination unit 174-1 determines whether or not the calculated voltage range exceeds a predetermined voltage threshold that may cause a failure in the assembled battery 110 when the assembled batteries 110 are connected in parallel.
電圧範囲記憶部１７５−１は、電圧判定部１７４−１が算出した電圧の範囲を記憶する。 The voltage range storage unit 175-1 stores the voltage range calculated by the voltage determination unit 174-1.
放電制御部１７６−１は、電圧判定部１７４−１により、電圧の範囲が電圧閾値を超えると判定された場合において、組電池１１０−１の電圧が最も高いときに、セルバランス回路１５０−１を制御して組電池１１０−１のセルバランスをとる。 When the voltage determination unit 174-1 determines that the voltage range exceeds the voltage threshold, the discharge control unit 176-1 has the highest cell voltage when the battery pack 110-1 has the highest voltage. To control the cell balance of the battery pack 110-1.
平衡制御部１７７−１は、電圧判定部１７４−１により、電圧の範囲が電圧閾値を超えないと判定された場合に、電圧調整動作用コンタクタ１３０−１をＯＮにする。また、平衡制御部１７７−１は、タイマ部１７２−１が自己平衡時間の計時を終了したときに、電圧調整動作用コンタクタ１３０−１をＯＦＦにする。 When the voltage determination unit 174-1 determines that the voltage range does not exceed the voltage threshold, the balance control unit 177-1 turns on the voltage adjustment operation contactor 130-1. In addition, the balance control unit 177-1 turns off the voltage adjustment operation contactor 130-1 when the timer unit 172-1 finishes counting the self-balance time.
障害通知部１７８−１は、電圧判定部１７４−１が算出した組電池１１０間の電圧の範囲と、電圧範囲記憶部１７５−１が記憶する範囲との差が、所定の閾値以上である場合に、組電池１１０に障害が発生していることを通知する。すなわち、障害通知部１７８−１は、電圧判定部１７４−１が算出した組電池１１０間の電圧の範囲と、前回の組電池１１０間の電圧の範囲との差が、所定の閾値以上である場合に、組電池１１０に障害が発生していることを通知する。なお、障害の通知方法としては、障害の発生を上位制御装置３０に通知し、上位制御装置３０が備えるスピーカからアラート音を発させることなどにより行っても良いし、上位制御装置３０が備えるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を点滅させることなどによって行っても良い。
When the failure notification unit 178-1 has a difference between the voltage range between the assembled batteries 110 calculated by the voltage determination unit 174-1 and the range stored in the voltage range storage unit 175-1 is equal to or greater than a predetermined threshold value. The battery pack 110 is notified that a failure has occurred. That is, in the failure notification unit 178-1, the difference between the voltage range between the assembled batteries 110 calculated by the voltage determination unit 174-1 and the previous voltage range between the assembled batteries 110 is equal to or greater than a predetermined threshold. In this case, the battery pack 110 is notified that a failure has occurred. Note that the failure notification method may be performed by notifying the
次に、本実施形態による組電池制御装置１７０の動作について説明する。
図３は、組電池制御装置１７０による電圧バランス制御の動作を示すフローチャートである。
Next, the operation of the assembled battery control device 170 according to the present embodiment will be described.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of voltage balance control by the assembled battery control device 170.
車両のイグニッションキーがＯＦＦになると、上位制御装置３０は負荷接続用コンタクタ２０及び各組電池回路１０の並列接続用コンタクタ１２０をＯＮにする。これにより、組電池回路１０−１〜１０−Ｎの接続監視部１７１−１〜１７１−Ｎは、並列接続用コンタクタ１２０−１〜１２０−ＮがＯＮになっていることを検知し、電圧バランス制御を開始する。つまり、組電池制御装置１７０は、車両の停車時など、二次電池が負荷と絶縁状態にあるときに、電圧バランス制御を行う。
When the ignition key of the vehicle is turned off, the
以下、組電池制御装置１７０−１による電圧バランス制御の動作について説明するが、組電池制御装置１７０−２〜１７０−Ｎも同様の動作を行う。 Hereinafter, although the operation of the voltage balance control by the assembled battery control device 170-1 will be described, the assembled battery control devices 170-2 to 170-N perform the same operation.
組電池制御装置１７０−１が電圧バランス制御を開始すると、まずタイマ部１７２−１は絶縁時間の計時を開始する（ステップＳ１）。次に、接続監視部１７１−１は、並列接続用コンタクタ１２０−１がＯＮになったか否かを判定する（ステップＳ２）。 When the assembled battery control device 170-1 starts voltage balance control, first, the timer unit 172-1 starts measuring the insulation time (step S1). Next, the connection monitoring unit 171-1 determines whether or not the parallel connection contactor 120-1 is turned on (step S2).
接続監視部１７１−１が、並列接続用コンタクタ１２０−１がＯＮになったと判定した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、タイマ部１７２−１は絶縁時間の計時を中止し（ステップＳ３）、電圧バランス制御を終了する。 When the connection monitoring unit 171-1 determines that the parallel connection contactor 120-1 is turned on (step S2: YES), the timer unit 172-1 stops measuring the insulation time (step S3), and the voltage balance. End control.
他方、接続監視部１７１−１が、並列接続用コンタクタ１２０−１がＯＦＦのままであると判定した場合（ステップＳ２：ＮＯ）、タイマ部１７２−１は、絶縁時間の計時が終了したか否かを判定する（ステップＳ４）。タイマ部１７２−１が、絶縁時間の計時が終了していないと判定した場合（ステップＳ４：ＮＯ）、ステップＳ２に戻る。なおステップＳ１〜ステップＳ４の間、組電池１１０それぞれは互いに絶縁された状態となっている。 On the other hand, when the connection monitoring unit 171-1 determines that the parallel connection contactor 120-1 remains off (step S2: NO), the timer unit 172-1 determines whether or not the time measurement of the insulation time has ended. Is determined (step S4). When the timer unit 172-1 determines that the time measurement of the insulation time has not ended (step S4: NO), the process returns to step S2. In addition, between step S1-step S4, each assembled battery 110 is the state insulated from each other.
他方、タイマ部１７２−１が、絶縁時間の計時が終了したと判定した場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、放電制御部１７６−１は、セルバランス回路１５０−１が動作している場合、セルバランス回路１５０−１の動作を停止させる（ステップＳ５）。 On the other hand, when the timer unit 172-1 determines that the time measurement of the insulation time has ended (step S4: YES), the discharge control unit 176-1 performs cell balance when the cell balance circuit 150-1 is operating. The operation of the circuit 150-1 is stopped (step S5).
次に、接続監視部１７１−１は、並列接続用コンタクタ１２０−１がＯＮになったか否かを判定する（ステップＳ６）。接続監視部１７１−１が、並列接続用コンタクタ１２０−１がＯＮになったと判定した場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、電圧バランス制御を終了する。 Next, the connection monitoring unit 171-1 determines whether or not the parallel connection contactor 120-1 is turned on (step S6). When the connection monitoring unit 171-1 determines that the parallel connection contactor 120-1 is turned on (step S6: YES), the voltage balance control is terminated.
他方、接続監視部１７１−１が、並列接続用コンタクタ１２０−１がＯＦＦのままであると判定した場合（ステップＳ６：ＮＯ）、電圧取得部１７３−１は、組電池監視回路１６０−１から組電池１１０−１の電圧を取得し、さらに組電池制御装置１７０−２〜１７０−Ｎから組電池１１０−２〜１１０−Ｎの電圧を取得する（ステップＳ７）。これにより、電圧取得部１７３−１は、すべての組電池１１０の電圧を取得する。 On the other hand, when the connection monitoring unit 171-1 determines that the parallel connection contactor 120-1 remains off (step S <b> 6: NO), the voltage acquisition unit 173-1 starts from the assembled battery monitoring circuit 160-1. The voltage of the assembled battery 110-1 is acquired, and further the voltages of the assembled batteries 110-2 to 110-N are acquired from the assembled battery control devices 170-2 to 170-N (step S7). Thereby, the voltage acquisition part 173-1 acquires the voltage of all the assembled batteries 110. FIG.
次に、電圧判定部１７４−１は、電圧取得部１７３−１が取得した電圧の範囲を算出する（ステップＳ８）。そして、電圧判定部１７４−１は、算出した電圧の範囲が、電圧範囲記憶部１７５−１が記憶する電圧の範囲を超えるか否かを判定する（ステップＳ９）。なお、電圧範囲記憶部１７５−１が記憶する電圧の範囲は、電圧判定部１７４−１が前回算出した電圧の範囲を示す。 Next, the voltage determination unit 174-1 calculates the voltage range acquired by the voltage acquisition unit 173-1 (step S8). Then, the voltage determination unit 174-1 determines whether or not the calculated voltage range exceeds the voltage range stored in the voltage range storage unit 175-1 (step S9). The voltage range stored in the voltage range storage unit 175-1 indicates the voltage range previously calculated by the voltage determination unit 174-1.
電圧判定部１７４−１は、算出した電圧の範囲が、電圧範囲記憶部１７５−１が記憶する電圧の範囲を超えないと判定した場合（ステップＳ９：ＮＯ）、当該電圧の範囲を電圧範囲記憶部１７５−１に上書きして記録する（ステップＳ１０）。次に、電圧判定部１７４−１は、ステップＳ８で算出した電圧の範囲が所定の電圧閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ１１）。なお、電圧閾値とは、組電池１１０同士を並列に接続した場合に組電池１１０に障害が生じ得る電圧差の閾値である。 If the voltage determination unit 174-1 determines that the calculated voltage range does not exceed the voltage range stored in the voltage range storage unit 175-1 (step S9: NO), the voltage range is stored in the voltage range. Overwrite the part 175-1 and record (step S10). Next, the voltage determination unit 174-1 determines whether or not the voltage range calculated in step S8 exceeds a predetermined voltage threshold (step S11). The voltage threshold value is a threshold value of a voltage difference that may cause a failure in the assembled battery 110 when the assembled batteries 110 are connected in parallel.
電圧判定部１７４−１は、ステップＳ８で算出した電圧の範囲が所定の電圧閾値を超えると判定した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、組電池１１０−１の電圧が複数の組電池１１０の中で最大であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。 When the voltage determination unit 174-1 determines that the voltage range calculated in step S8 exceeds the predetermined voltage threshold (step S11: YES), the voltage of the assembled battery 110-1 is among the plurality of assembled batteries 110. It is determined whether or not it is the maximum (step S12).
電圧判定部１７４−１が、組電池１１０−１の電圧が複数の組電池１１０の中で最大であると判定した場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、放電制御部１７６−１は、組電池１１０−１とセルバランス回路１５０−１とを接続し、セルバランス動作を開始する（ステップＳ１３）。つまり、放電制御部１７６は、全体として、電圧判定部１７４−１が、複数の組電池１１０のうち電圧が最も高いものを放電させる。これにより、組電池制御装置１７０は、電圧が最大である組電池１１０の総電圧を下げ、組電池１１０間の電圧の範囲を小さくすることができる。 When the voltage determination unit 174-1 determines that the voltage of the assembled battery 110-1 is the maximum among the plurality of assembled batteries 110 (step S12: YES), the discharge control unit 176-1 includes the assembled battery 110-. 1 and the cell balance circuit 150-1 are connected to start a cell balance operation (step S13). That is, as a whole, the discharge control unit 176 causes the voltage determination unit 174-1 to discharge the one having the highest voltage among the plurality of assembled batteries 110. Thereby, the assembled battery control apparatus 170 can reduce the total voltage of the assembled battery 110 having the maximum voltage, and can reduce the voltage range between the assembled batteries 110.
そして、放電制御部１７６によるセルバランス動作を終えると、ステップＳ５に戻り、再度組電池１１０の電圧の範囲の判定を行う。また、電圧判定部１７４−１が、組電池１１０−１の電圧が複数の組電池１１０の中で最大でないと判定した場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、組電池１１０−２〜１１０−Ｎのうち電圧が最大の組電池１１０のセルバランス動作が終了するまで待機し、電圧が最大の組電池１１０のセルバランス動作が終了すると、ステップＳ５に戻り、再度組電池１１０の電圧の範囲の判定を行う。 When the cell balance operation by the discharge control unit 176 is finished, the process returns to step S5, and the voltage range of the assembled battery 110 is determined again. Moreover, when the voltage determination part 174-1 determines with the voltage of the assembled battery 110-1 not being the maximum in the some assembled battery 110 (step S12: NO), among the assembled batteries 110-2 to 110-N Wait until the cell balance operation of the assembled battery 110 having the maximum voltage is completed, and when the cell balance operation of the assembled battery 110 having the maximum voltage is completed, the process returns to step S5 and the range of the voltage of the assembled battery 110 is determined again. .
なお、ステップＳ９において電圧判定部１７４−１が、ステップＳ８で算出した電圧の範囲が、電圧範囲記憶部１７５−１が記憶する電圧の範囲を超えると判定した場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、何れかの組電池１１０に障害が発生している可能性がある。これは、組電池１１０を構成するセル電池の短絡が発生したことなどにより、組電池１１０同士が絶縁されているにも関わらず、当該組電池１１０が放電されているために検出される障害である。なお、セル電池の短絡は、セル電池が劣化により膨張した場合に、面圧がかかることにより生じることがある。この場合、障害通知部１７８−１は、組電池１１０に障害が発生していることを通知し（ステップＳ１４）、電圧バランス制御を終了する。 When the voltage determination unit 174-1 determines in step S9 that the voltage range calculated in step S8 exceeds the voltage range stored in the voltage range storage unit 175-1 (step S9: YES), There is a possibility that a failure has occurred in the assembled battery 110. This is a failure detected because the assembled battery 110 is discharged even though the assembled batteries 110 are insulated from each other due to a short circuit of the cell batteries constituting the assembled battery 110. is there. Note that a short circuit of the cell battery may occur due to surface pressure when the cell battery expands due to deterioration. In this case, the failure notification unit 178-1 notifies that a failure has occurred in the assembled battery 110 (step S14), and ends the voltage balance control.
ステップＳ１１において電圧判定部１７４−１が、ステップＳ８で算出した電圧の範囲が所定の電圧閾値を超えないと判定した場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、平衡制御部１７７−１は、電圧調整動作用コンタクタ１３０−１をＯＮにする（ステップＳ１５）。このとき、組電池回路１０−２〜１０−Ｎにおいても同様の動作が行われ、電圧調整動作用コンタクタ１３０−２〜１３０−ＮがＯＮになるため、組電池１１０−１〜１１０−Ｎは、それぞれ電圧調整動作用抵抗１４０−１〜１４０−Ｎを介して互いに並列に接続される。 When the voltage determination unit 174-1 determines in step S11 that the voltage range calculated in step S8 does not exceed the predetermined voltage threshold (step S11: NO), the balance control unit 177-1 is for voltage adjustment operation. The contactor 130-1 is turned on (step S15 ). At this time, similar operations are performed in the assembled battery circuits 10-2 to 10-N, and the voltage adjustment operation contactors 130-2 to 130-N are turned on. Are connected in parallel to each other through respective resistors 140-1 to 140-N for voltage adjustment operation.
次に、タイマ部１７２−１は自己平衡時間の計時を開始する（ステップＳ１６）。次に、接続監視部１７１−１は、並列接続用コンタクタ１２０−１がＯＮになったか否かを判定する（ステップＳ１７）。接続監視部１７１−１が、並列接続用コンタクタ１２０−１がＯＮになったと判定した場合（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、平衡制御部１７７−１は、電圧調整動作用コンタクタ１３０をＯＦＦにし（ステップＳ１８）、またタイマ部１７２−１は自己平衡時間の計時を中止し（ステップＳ１９）、電圧バランス制御を終了する。 Next, the timer unit 172-1 starts measuring the self-equilibrium time (step S16). Next, the connection monitoring unit 171-1 determines whether or not the parallel connection contactor 120-1 is turned on (step S17). When the connection monitoring unit 171-1 determines that the parallel connection contactor 120-1 is turned on (step S17: YES), the balance control unit 177-1 turns off the voltage adjustment operation contactor 130 (step S18). In addition, the timer unit 172-1 stops counting the self-equilibrium time (step S19) and ends the voltage balance control.
他方、接続監視部１７１−１が、並列接続用コンタクタ１２０−１がＯＦＦのままであると判定した場合（ステップＳ１７：ＮＯ）、タイマ部１７２−１は、自己平衡時間の計時が終了したか否かを判定する（ステップＳ２０）。タイマ部１７２−１が、自己平衡時間の計時が終了していないと判定した場合（ステップＳ２０：ＮＯ）、ステップＳ１７に戻る。なおステップＳ１７〜ステップＳ２０の間、組電池１１０それぞれは互いに接続された状態となっている。 On the other hand, if the connection monitoring unit 171-1 determines that the parallel connection contactor 120-1 remains OFF (step S17: NO), has the timer unit 172-1 finished counting the self-equilibrium time? It is determined whether or not (step S20). When the timer unit 172-1 determines that the self-equilibrium time has not been counted (step S20: NO), the process returns to step S17. In addition, between step S17-step S20, each assembled battery 110 will be in the state mutually connected.
他方、タイマ部１７２−１が、自己平衡時間の計時が終了したと判定した場合（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、平衡制御部１７７−１は、電圧調整動作用コンタクタ１３０をＯＦＦにし（ステップＳ２１）、ステップＳ１に戻る。つまり、並列接続用コンタクタ１２０がＯＦＦとなっている間、ステップＳ１〜ステップＳ２１の動作を繰り返し実行する。つまり、電圧判定部１７４は、絶縁時間と自己平衡時間を加算した時間の周期で、電圧の範囲が電圧閾値を超えているか否かの判定を行っている。 On the other hand, when the timer unit 172-1 determines that the self-equilibrium time has been measured (step S20: YES), the balance control unit 177-1 turns off the voltage adjustment operation contactor 130 (step S21). Return to step S1. That is, while the parallel connection contactor 120 is OFF, the operations in steps S1 to S21 are repeatedly executed. That is, the voltage determination unit 174 determines whether or not the voltage range exceeds the voltage threshold at a period of time obtained by adding the insulation time and the self-equilibrium time.
以上、本実施形態によれば、複数の組電池１１０の電圧の範囲が電圧閾値を超えない場合に、組電池１１０を互いに並列に接続する。これにより、組電池１１０間の電圧のバランスをとる際に、組電池１１０に蓄電された電気の廃棄量を低減することができる。また、本実施形態によれば、複数の組電池１１０の電圧の範囲が電圧閾値を超える場合に、組電池１１０を互いに絶縁し、電圧が最も高い組電池１１０を放電させる。これにより、これにより、組電池１１０同士を並列に接続するときに組電池１１０間の電圧の差が過大になることを防ぎ、突入電流による組電池１１０の損傷を防ぐことができる。 As described above, according to the present embodiment, when the voltage range of the plurality of assembled batteries 110 does not exceed the voltage threshold, the assembled batteries 110 are connected in parallel to each other. Thereby, when the voltage between the assembled batteries 110 is balanced, the amount of electricity stored in the assembled battery 110 can be reduced. Further, according to the present embodiment, when the voltage range of the plurality of assembled batteries 110 exceeds the voltage threshold, the assembled batteries 110 are insulated from each other and the assembled battery 110 having the highest voltage is discharged. Thereby, when connecting the assembled batteries 110 in parallel, it is possible to prevent a voltage difference between the assembled batteries 110 from becoming excessive, and to prevent damage to the assembled battery 110 due to an inrush current.
また、本実施形態によれば、平衡制御部１７７は、自己平衡時間の間、組電池１１０を互いに並列に接続し、自己平衡時間が経過した後、自己平衡時間より長い時間である絶縁時間の間、組電池１１０を互いに絶縁する。これにより、電圧調整動作用コンタクタ１３０の駆動用の消費電力を低減させることができる。特に、電圧調整動作用コンタクタ１３０の駆動用の電力を組電池１１０から供給する場合は、組電池１１０の電力消費を抑えることができる。また、これにより、組電池１１０の何れかに短絡が発生したとしても、組電池１１０に常時電流が流れることを防ぐことができるため、安全性を向上させることができる。 In addition, according to the present embodiment, the balance controller 177 connects the assembled batteries 110 in parallel during the self-equilibration time, and after the self-equilibration time has elapsed, the insulation control time is longer than the self-equilibration time. Meanwhile, the assembled batteries 110 are insulated from each other. As a result, power consumption for driving the voltage adjusting operation contactor 130 can be reduced. In particular, when power for driving the voltage adjusting operation contactor 130 is supplied from the assembled battery 110, power consumption of the assembled battery 110 can be suppressed. In addition, as a result, even if a short circuit occurs in any of the assembled batteries 110, it is possible to prevent a current from constantly flowing through the assembled battery 110, and thus safety can be improved.
また、本実施形態によれば、障害通知部１７８は、複数の組電池１１０の電圧の範囲が、組電池１１０を互いに並列に接続する前における電圧の範囲より大きくなっている場合に、複数の組電池１１０の何れかに障害が発生していることを通知する。これにより、組電池制御装置１７０は、障害が発生した組電池１１０の点検・交換を促すことができ、二次電池回路１全体の保守性を向上することができる。 In addition, according to the present embodiment, the failure notification unit 178 includes a plurality of battery packs 110 when the voltage ranges of the plurality of assembled batteries 110 are larger than the voltage ranges before the battery packs 110 are connected in parallel to each other. Notifies that any of the assembled batteries 110 has failed. Thereby, the assembled battery control apparatus 170 can prompt inspection and replacement of the assembled battery 110 in which a failure has occurred, and can improve the maintainability of the entire secondary battery circuit 1.
また、本実施形態によれば、放電制御部１７６は、組電池１１０を構成する複数のセル電池間のセルバランスをとることで、当該組電池１１０を放電させる。これにより、組電池１１０間の電力の範囲を狭めつつ、組電池１１０を構成するセル電池の電圧バランスをとることができる。 Further, according to the present embodiment, the discharge control unit 176 discharges the assembled battery 110 by taking a cell balance between the plurality of cell batteries constituting the assembled battery 110. Thereby, the voltage balance of the cell battery which comprises the assembled battery 110 can be taken, narrowing the range of the electric power between the assembled batteries 110. FIG.
また、本実施形態によれば、平衡制御部１７７は、組電池１１０と負荷とを接続する並列接続用コンタクタ１２０の電流容量より用量が小さい電圧調整動作用コンタクタ１３０を閉じることにより組電池１１０を互いに並列に接続する。これにより、並列接続用コンタクタ１２０を用いて電圧バランス制御を行う場合と比較して、電圧バランス制御の消費電力を低減させることができる。また、電流容量の小さいコンタクタを用いることにより、二次電池回路の小型化を図ることができる。また電流容量の小さいコンタクタは、電流容量の大きいコンタクタと比較して応答性が良いというメリットもある。 Further, according to the present embodiment, the balance control unit 177 closes the battery pack 110 by closing the voltage adjustment operation contactor 130 whose dose is smaller than the current capacity of the parallel connection contactor 120 that connects the battery pack 110 and the load. Connect in parallel to each other. Thereby, compared with the case where voltage balance control is performed using the contactor 120 for parallel connection, the power consumption of voltage balance control can be reduced. Further, by using a contactor having a small current capacity, the secondary battery circuit can be miniaturized. In addition, a contactor having a small current capacity also has an advantage that it has better responsiveness than a contactor having a large current capacity.
また、本実施形態によれば、組電池回路１０は、電圧調整動作用抵抗１４０が電圧調整動作用コンタクタ１３０に対して直列に接続されている。これにより、組電池１１０が放電する電流または充電する電流が過剰になることを防ぐことができる。
Further, according to the present embodiment, in the assembled
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。 As described above, the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the above, and various design changes and the like can be made without departing from the scope of the present invention. It is possible to
例えば、本実施形態では、組電池回路１０ごとに設けられた組電池制御装置１７０に本発明に係る二次電池制御装置を搭載し、当該組電池制御装置１７０のそれぞれが、当該組電池回路１０の組電池１１０の電圧を制御する場合について説明したが、これに限られない。例えば、本発明に係る二次電池制御装置を上位制御装置３０に搭載し、当該上位制御装置３０が各組電池１１０の制御を行っても良い。この場合、本実施形態のステップＳ１１〜Ｓ１３の動作に代えて、放電制御部１７６は、複数の組電池１１０のうち電圧が最も高いものを放電させる動作を行う。
For example, in the present embodiment, the secondary battery control device according to the present invention is mounted on the battery pack control device 170 provided for each
また、本実施形態では、二次電池回路１が、複数のセル電池を直列に接続した組電池１１０を、負荷に対して並列に接続した回路である場合について説明したが、これに限られない。例えば、二次電池回路１が、単体の二次電池を並列に接続した回路であっても良い。この場合、放電制御部１７６は、セルバランス制御に代えて、当該二次電池に抵抗を接続することなどにより二次電池を放電する。 Moreover, although this embodiment demonstrated the case where the secondary battery circuit 1 was the circuit which connected the assembled battery 110 which connected the some cell battery in series with respect to the load in parallel, it is not restricted to this. . For example, the secondary battery circuit 1 may be a circuit in which single secondary batteries are connected in parallel. In this case, the discharge control unit 176 discharges the secondary battery by connecting a resistance to the secondary battery instead of the cell balance control.
また、本実施形態では、二次電池回路１が車両に搭載される場合について説明したが、これに限られず、無停電源装置や発電プラントなどに設けられる定置型の二次電池回路１に本発明を適用しても良い。 Moreover, although this embodiment demonstrated the case where the secondary battery circuit 1 was mounted in a vehicle, it is not restricted to this, This is fixed to the stationary secondary battery circuit 1 provided in a non-stop power supply device, a power generation plant, etc. The invention may be applied.
また、本実施形態では、組電池１１０に対して並列接続用コンタクタ１２０と並列に電圧調整動作用コンタクタ１３０及び電圧調整動作用抵抗１４０を設ける場合について説明したが、これに限られず、電圧調整動作用コンタクタ１３０及び電圧調整動作用抵抗１４０を設けない構成であっても良い。この場合、平衡制御部１７７は、電圧調整動作用コンタクタ１３０の代わりに並列接続用コンタクタ１２０をＯＮにすることで、二次電池を互いに並列に接続するようにしても良い。 In the present embodiment, the case where the voltage adjustment operation contactor 130 and the voltage adjustment operation resistor 140 are provided in parallel to the parallel connection contactor 120 with respect to the assembled battery 110 has been described. The configuration may be such that the contactor 130 for voltage and the resistor 140 for voltage adjustment operation are not provided. In this case, the balance control unit 177 may connect the secondary batteries in parallel by turning on the parallel connection contactor 120 instead of the voltage adjustment operation contactor 130.
なお、上述の組電池制御装置１７０は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。 The assembled battery control device 170 described above has a computer system inside. The operation of each processing unit described above is stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the above processing is performed by the computer reading and executing this program. Here, the computer-readable recording medium means a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like. Alternatively, the computer program may be distributed to the computer via a communication line, and the computer that has received the distribution may execute the program.
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。 The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
１…二次電池回路 １０…組電池回路 ２０…負荷接続用コンタクタ ３０…上位制御装置３０ １１０…組電池 １２０…並列接続用コンタクタ １３０…電圧調整動作用コンタクタ １４０…電圧調整動作用抵抗 １５０…セルバランス回路 １６０…組電池監視回路 １７０…組電池制御装置 １７１…接続監視部 １７２…タイマ部 １７３…電圧取得部 １７４…電圧判定部 １７５…電圧範囲記憶部 １７６…放電制御部 １７７…平衡制御部 １７８…障害通知部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (7)
前記複数の二次電池が前記負荷と絶縁状態にある場合において、前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超えるか否かを判定する電圧判定部と、
前記電圧判定部が、前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超えると判定した場合に、前記複数の二次電池を互いに絶縁し、前記二次電池のうち電圧が最も高いものを放電させる放電制御部と、
前記電圧判定部が、前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超えないと判定した場合に、所定の自己平衡時間の間、前記二次電池を互いに並列に接続し、当該自己平衡時間が経過した後、当該自己平衡時間より長い時間である絶縁時間の間、前記二次電池を互いに絶縁する平衡制御部と
を備える
ことを特徴とする二次電池制御装置。 A secondary battery control device that controls a plurality of secondary batteries connected in parallel to a load,
A voltage determination unit that determines whether a voltage range of the plurality of secondary batteries exceeds a predetermined threshold when the plurality of secondary batteries are insulated from the load;
When the voltage determination unit determines that the voltage range of the plurality of secondary batteries exceeds a predetermined threshold value, the plurality of secondary batteries are insulated from each other, and the highest voltage among the secondary batteries A discharge control unit for discharging
When the voltage determination unit determines that the voltage range of the plurality of secondary batteries does not exceed a predetermined threshold, the secondary batteries are connected in parallel to each other for a predetermined self-equilibrium time, A secondary battery control apparatus comprising: an equilibrium control unit that insulates the secondary batteries from each other for an insulation time that is longer than the self-equilibrium time after the equilibrium time has elapsed .
ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池制御装置。 When a voltage range of the plurality of secondary batteries is larger than a voltage range before the secondary batteries are connected in parallel with each other, a failure has occurred in any of the plurality of secondary batteries. The secondary battery control device according to claim 1 , further comprising a failure notification unit that notifies that the battery is present.
前記複数の二次電池が前記負荷と絶縁状態にある場合において、前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超えるか否かを判定する電圧判定部と、
前記電圧判定部が、前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超えると判定した場合に、前記複数の二次電池を互いに絶縁し、前記二次電池のうち電圧が最も高いものを放電させる放電制御部と、
前記電圧判定部が、前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超えないと判定した場合に、前記複数の二次電池を互いに並列に接続する平衡制御部と
を備え、
前記放電制御部は、前記二次電池を構成する前記複数のセル電池間のセルバランスをとることで、当該二次電池を放電させる
ことを特徴とする二次電池制御装置。 A secondary battery control device for controlling a plurality of secondary batteries, which are battery packs connected in parallel to a load and connected in series with a plurality of cell batteries ,
A voltage determination unit that determines whether a voltage range of the plurality of secondary batteries exceeds a predetermined threshold when the plurality of secondary batteries are insulated from the load;
When the voltage determination unit determines that the voltage range of the plurality of secondary batteries exceeds a predetermined threshold value, the plurality of secondary batteries are insulated from each other, and the highest voltage among the secondary batteries A discharge control unit for discharging
A balance control unit configured to connect the plurality of secondary batteries in parallel to each other when the voltage determination unit determines that the voltage range of the plurality of secondary batteries does not exceed a predetermined threshold;
With
The said discharge control part discharges the said secondary battery by taking the cell balance between these cell batteries which comprise the said secondary battery . The secondary battery control apparatus characterized by the above-mentioned.
前記複数の二次電池それぞれに設けられ、前記負荷と当該二次電池とを接続するか絶縁するかを切り替える第１のコンタクタと、
電流容量が前記第１のコンタクタの電流容量より小さく、前記複数の二次電池それぞれに対して前記第１のコンタクタと並列に設けられた第２のコンタクタと、
前記二次電池を制御する二次電池制御装置と
を備え、
前記二次電池制御装置は、
前記複数の二次電池が前記負荷と絶縁状態にある場合において、前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超えるか否かを判定する電圧判定部と、
前記電圧判定部が、前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超えると判定した場合に、前記複数の二次電池を互いに絶縁し、前記二次電池のうち電圧が最も高いものを放電させる放電制御部と、
前記電圧判定部が、前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超えないと判定した場合に、前記第２のコンタクタを閉じることにより前記複数の二次電池を互いに並列に接続する平衡制御部と
を備える
ことを特徴とする二次電池回路。 A plurality of secondary batteries connected in parallel to the load;
A first contactor that is provided in each of the plurality of secondary batteries and that switches between connecting or insulating the load and the secondary battery;
A second contactor having a current capacity smaller than a current capacity of the first contactor and provided in parallel with the first contactor for each of the plurality of secondary batteries;
A secondary battery control device for controlling the secondary battery;
With
The secondary battery control device includes:
A voltage determination unit that determines whether a voltage range of the plurality of secondary batteries exceeds a predetermined threshold when the plurality of secondary batteries are insulated from the load;
When the voltage determination unit determines that the voltage range of the plurality of secondary batteries exceeds a predetermined threshold value, the plurality of secondary batteries are insulated from each other, and the highest voltage among the secondary batteries A discharge control unit for discharging
When the voltage determination unit determines that the voltage range of the plurality of secondary batteries does not exceed a predetermined threshold, the plurality of secondary batteries are connected in parallel by closing the second contactor. With balance controller
A secondary battery circuit comprising:
を備えることを特徴とする請求項４に記載の二次電池回路。 The secondary battery includes a current limiting unit that is connected in parallel to the first contactor and is connected in series to the second contactor and limits a current flowing through the secondary battery. The secondary battery circuit according to claim 4 .
前記複数の二次電池が前記負荷と絶縁状態にある場合において、前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超えるか否かを判定するステップと、
前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超える場合に、前記複数の二次電池を互いに絶縁し、前記二次電池のうち電圧が最も高いものを放電させるステップと、
前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超えない場合に、所定の自己平衡時間の間、前記複数の二次電池を互いに並列に接続するステップと
前記自己平衡時間が経過した後、当該自己平衡時間より長い時間である絶縁時間の間、前記二次電池を互いに絶縁するステップと
を有することを特徴とする制御方法。 A method for controlling a plurality of secondary batteries connected in parallel to a load,
Determining whether a voltage range of the plurality of secondary batteries exceeds a predetermined threshold when the plurality of secondary batteries are insulated from the load; and
When the voltage range of the plurality of secondary batteries exceeds a predetermined threshold, the plurality of secondary batteries are insulated from each other, and the secondary battery having the highest voltage is discharged;
Connecting the plurality of secondary batteries in parallel to each other during a predetermined self-equilibration time when a voltage range of the plurality of secondary batteries does not exceed a predetermined threshold;
And a step of insulating the secondary batteries from each other for an insulation time that is longer than the self-equilibration time after the self-equilibration time has elapsed .
前記複数の二次電池が前記負荷と絶縁状態にある場合において、前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超えるか否かを判定するステップと、 Determining whether a voltage range of the plurality of secondary batteries exceeds a predetermined threshold when the plurality of secondary batteries are insulated from the load; and
前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超える場合に、前記複数の二次電池を互いに絶縁し、前記二次電池のうち電圧が最も高いものを、当該二次電池を構成する前記複数のセル電池間のセルバランスをとることで放電させるステップと、 When the voltage range of the plurality of secondary batteries exceeds a predetermined threshold value, the plurality of secondary batteries are insulated from each other, and the secondary battery having the highest voltage constitutes the secondary battery. Discharging by taking a cell balance between the plurality of cell batteries;
前記複数の二次電池の電圧の範囲が所定の閾値を超えない場合に、前記複数の二次電池を互いに並列に接続するステップと Connecting the plurality of secondary batteries in parallel to each other when a voltage range of the plurality of secondary batteries does not exceed a predetermined threshold;
を有することを特徴とする制御方法。 A control method characterized by comprising:
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| JP2012265640A JP5709827B2 (en) | 2012-12-04 | 2012-12-04 | Secondary battery control device, secondary battery circuit, and control method |
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| JP2014110741A JP2014110741A (en) | 2014-06-12 |
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