JP5728877B2 - Battery failure judgment device - Google Patents

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Description

本発明は、電流遮断機構を備えた組電池の故障を検知する電池の故障判定装置に関する。   The present invention relates to a battery failure determination device that detects a failure of an assembled battery having a current interruption mechanism.

電池異常時に電池セルに設けられた電流遮断機構を作動させることにより電流を遮断する機能を備えた電源機器が知られている。特許文献1は、電池セル群の電圧から電流遮断機構の作動した電池セルの有無を判断し、作動が判定された場合は電流経路の一部に接続したスイッチング素子を駆動して組電池の充放電を停止させる電源機器を開示する。   There is known a power supply device having a function of cutting off a current by operating a current cut-off mechanism provided in a battery cell when the battery is abnormal. In Patent Document 1, the presence or absence of a battery cell in which a current interruption mechanism is activated is determined from the voltage of the battery cell group, and when the activation is determined, a switching element connected to a part of the current path is driven to charge the assembled battery. Disclosed is a power supply device for stopping discharge.

特開2008−182779号公報JP 2008-182779 A 特開2008−253064号公報JP 2008-253064 A 特開平08−075811号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-075811

しかしながら、特許文献1の構成では、電池セル群の電圧の変化を検知するまでに時間を要するため、電流遮断機構の作動検知を速やかに行うことができなかった。そこで、本発明は、電流遮断機構の作動検知を速やかに行うことを目的とする。   However, in the configuration of Patent Document 1, since it takes time to detect a change in the voltage of the battery cell group, it is impossible to quickly detect the operation of the current interrupt mechanism. Therefore, an object of the present invention is to quickly detect the operation of the current interrupt mechanism.

上記課題を解決するために、本願発明に係る電池の故障判定装置は、(1)複数の単電池を備え、電池の異常状態において電流を遮断する電流遮断機構を備えた車両用の組電池と、前記組電池とモータに供給される前記組電池の電力の電圧を調整するコンバータとを接続する接続ラインに接続され、前記コンバータのスイッチング動作に伴う電圧変動を抑制するフィルタコンデンサと、前記フィルタコンデンサの電圧値に関する情報を取得する第1の電圧センサと、所定周期内における前記フィルタコンデンサの電圧値の変化の度合いを算出し、前記変化の度合いが閾値よりも高い場合に前記電流遮断機構が作動したと判別するコントローラと、を有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a battery failure determination apparatus according to the present invention includes (1) an assembled battery for a vehicle that includes a plurality of single cells and includes a current interrupting mechanism that interrupts current in an abnormal state of the battery; A filter capacitor that is connected to a connection line that connects the assembled battery and a converter that adjusts the voltage of the power of the assembled battery supplied to the motor, and that suppresses voltage fluctuations associated with a switching operation of the converter; and the filter capacitor A first voltage sensor that obtains information on the voltage value of the filter capacitor, and a degree of change in the voltage value of the filter capacitor within a predetermined period is calculated, and the current interrupting mechanism is activated when the degree of change is higher than a threshold value And a controller for discriminating that it has been performed.

(2)上記(1)の構成において、さらに、前記組電池の電流値に関する情報を取得する電流センサを備え、前記コントローラは、前記電流センサにより検出される電流値が前記組電池に電流が流れていないことを示す値であり、かつ、前記変動の度合いが前記閾値よりも高い場合には、前記電流遮断機構が作動したと判別してもよい。 (2) In the configuration of (1), the controller further includes a current sensor that acquires information related to the current value of the assembled battery, and the controller causes the current value detected by the current sensor to flow through the assembled battery. If it is a value indicating that the current interruption mechanism is not present and the degree of variation is higher than the threshold value, it may be determined that the current interrupting mechanism has been activated.

(2)の構成によれば、電池異常以外の要因でフィルタコンデンサの電圧値が急激に変動した場合に(例えば、車両がスリップした場合)、コントローラが電流遮断機構が作動したものと誤判断するのを防止できる。   According to the configuration of (2), when the voltage value of the filter capacitor fluctuates rapidly due to a factor other than battery abnormality (for example, when the vehicle slips), the controller erroneously determines that the current interrupting mechanism has been activated. Can be prevented.

(3)上記(1)又は(2)の構成において、前記組電池は、複数の前記単電池を備える電池ブロックを複数備え、各前記電池ブロックの電圧値を検出する第2の電圧センサを備えることができる。 (3) In the configuration of (1) or (2), the assembled battery includes a plurality of battery blocks including a plurality of the single cells, and includes a second voltage sensor that detects a voltage value of each of the battery blocks. be able to.

(3)の構成によれば、第2の電圧センサが電池異常により使用できなくなった場合でも、電流遮断機構の作動の有無を判別することができる。また、電流遮断機構の作動の有無が早期に判別されることにより、第2の電圧センサを保護できる場合もある。第2の電圧センサが保護されることにより、不具合の解析が容易となる。   According to the configuration of (3), even when the second voltage sensor cannot be used due to battery abnormality, it is possible to determine whether or not the current interrupting mechanism is activated. In addition, the second voltage sensor may be protected by early determination of whether or not the current interruption mechanism is activated. Since the second voltage sensor is protected, the failure can be easily analyzed.

)上記(1)〜()のいずれかの構成において、前記単電池は、リチウムイオン電池であってもよい。 ( 4 ) In any one of the configurations (1) to ( 3 ), the unit cell may be a lithium ion battery.

)上記()の構成において、前記接続ラインには、電流の通電状態を切り替えるリレーが設けられており、前記コントローラは、前記電流遮断機構が作動すると、前記リレーをオフしてもよい。 (5) In the above configuration (4), to the connection line is provided with a relay that switches the conducting state of the current, the controller, when the current blocking mechanism is activated, even if turning off the relay Good.

(5)の構成によれば、組電池(作動した電流遮断機構)高電圧が印加され続けるのを抑制することができる。 According to the structure of (5), it can suppress that a high voltage continues being applied to an assembled battery (actuated current interruption mechanism) .

本発明によれば、電流遮断機構の作動検知を速やかに行うことができる。   According to the present invention, it is possible to quickly detect the operation of the current interrupt mechanism.

故障判定装置のブロック図である。It is a block diagram of a failure determination apparatus. 充電時に電流遮断機構が作動したときの、昇圧前フィルタコンデンサの電圧挙動を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the voltage behavior of the filter capacitor | condenser before pressure | voltage rise when the electric current interruption mechanism act | operates at the time of charge. 放電時に電流遮断機構が作動したときの、昇圧前フィルタコンデンサの電圧挙動を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the voltage behavior of the filter capacitor | condenser before pressure | voltage rise when the electric current interruption mechanism act | operates at the time of discharge. ΔVLの変動量を算出する方法を模式的に示したグラフである。It is the graph which showed typically the method of calculating the variation | change_quantity of (DELTA) VL. ΔVLの時間的な変化を示したグラフである。It is the graph which showed the time change of (DELTA) VL. 実施例1の故障判定方法を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a failure determination method according to the first embodiment. 実施例2の故障判定方法を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a failure determination method according to a second embodiment.

(実施例1)
図1は電池の故障判定装置のブロック図である。本実施例の故障判定装置1は、バッテリの電力によってモータを駆動し、このモータの駆動力により車輪を回転させる第1の駆動経路と、内燃機関で得られた駆動力により車輪を回転させる第2の駆動経路とを動力源として兼用するハイブリッド自動車に搭載することができる。
Example 1
FIG. 1 is a block diagram of a battery failure determination apparatus. The failure determination apparatus 1 according to the present embodiment drives a motor with battery power, rotates a wheel with a driving force of the motor, and rotates a wheel with a driving force obtained by the internal combustion engine. It can be mounted on a hybrid vehicle that also uses the two drive paths as a power source.

組電池11は、複数の電池ブロック13を備える。これらの電池ブロック13は電気的に直列に接続されている。各電池ブロック13は、複数の単電池12を含む。これらの単電池12は、電気的に直列に接続されている。単電池12は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などの二次電池であってもよい。   The assembled battery 11 includes a plurality of battery blocks 13. These battery blocks 13 are electrically connected in series. Each battery block 13 includes a plurality of single cells 12. These single cells 12 are electrically connected in series. The single battery 12 may be a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery.

コントローラ30は、故障判定装置1全体の制御を司る。各電池ブロック13には、電圧センサ14aが接続されている。各電圧センサ14aは、各電池ブロック13の電圧を検出して、その検出結果をコントローラ30に出力する。電流センサ14bは、組電池11に流れる電流を検出して、その検出結果をコントローラ30に出力する。 The controller 30 controls the entire failure determination apparatus 1. Each battery block 13 is connected to a voltage sensor 14a. Each voltage sensor 14 a detects the voltage value of each battery block 13 and outputs the detection result to the controller 30. The current sensor 14 b detects the value of the current flowing through the assembled battery 11 and outputs the detection result to the controller 30.

各単電池12はそれぞれ、電圧値が使用電圧を超えると、コントローラ30に信号を出力する図示しない出力回路部と、電流遮断機構を備える。単電池12の使用電圧は、電池の劣化を防止する観点から設定される設計値であり、電池の種類に応じて異なる。電流遮断機構は、電流が過剰に流れたときに自己発熱により溶融して電流を遮断する電流ヒューズであってもよい。電流遮断機構は、周辺の温度が伝熱することにより可溶体が溶断して電流を遮断する温度ヒューズであってもよい。電流遮断機構は、特開平10−302744号公報に記載されるような圧力による変形を利用して単電池12内の電流経路を遮断する機構であってもよい。   Each single cell 12 includes an output circuit unit (not shown) that outputs a signal to the controller 30 when the voltage value exceeds the working voltage, and a current interrupt mechanism. The operating voltage of the unit cell 12 is a design value set from the viewpoint of preventing deterioration of the battery, and varies depending on the type of battery. The current interrupt mechanism may be a current fuse that melts by self-heating and interrupts the current when an excessive current flows. The current cut-off mechanism may be a temperature fuse that cuts off the current by melting the fusible body by transferring the ambient temperature. The current interrupting mechanism may be a mechanism that interrupts the current path in the unit cell 12 using deformation due to pressure as described in JP-A-10-302744.

コントローラ30は、メモリ21に記憶された種々のプログラムを実行する。メモリ21は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、SRAM(Static Random Access Memory)、VRAM(Video RAM)であってもよい。   The controller 30 executes various programs stored in the memory 21. The memory 21 may be, for example, a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a DRAM (Dynamic Random Access Memory), an SRAM (Static Random Access Memory), or a VRAM (Video RAM).

組電池11は、システムメインリレーSMR−G,SMR−B,SMR−Pを介して、コンバータとしての昇圧回路31に接続されている。組電池11のプラス端子には、システムメインリレーSMR−Gが接続され、組電池11のマイナス端子には、システムメインリレーSMR−Bが接続されている。また、システムメインリレーSMR−Pおよびプリチャージ抵抗17は、システムメインリレーSMR−Bに対して並列に接続されている。   The assembled battery 11 is connected to a booster circuit 31 as a converter via system main relays SMR-G, SMR-B, and SMR-P. A system main relay SMR-G is connected to the plus terminal of the assembled battery 11, and a system main relay SMR-B is connected to the minus terminal of the assembled battery 11. The system main relay SMR-P and the precharge resistor 17 are connected in parallel to the system main relay SMR-B.

これらのシステムメインリレーSMR−G,SMR−B,SMR−Pは、コイルに対して通電したときに接点が閉じるリレーである。SMRがオンとは通電状態を意味し、SMRがオフとは非通電状態を意味する。   These system main relays SMR-G, SMR-B, and SMR-P are relays that close contacts when the coil is energized. When SMR is on, it means an energized state, and when SMR is off, it means a non-energized state.

コントローラ30は、電流遮断時、すなわちイグニッションスイッチのポジションがOFF位置になるときには、全てのシステムメインリレーSMR−G,SMR−B,SMR−Pをオフする。すなわち、システムメインリレーSMR−G,SMR−B,SMR−Pのコイルに対する励磁電流をオフにする。なお、イグニッションスイッチのポジションは、OFF位置→ACC位置の順に切り替わる。   The controller 30 turns off all the system main relays SMR-G, SMR-B, and SMR-P when the current is interrupted, that is, when the ignition switch is in the OFF position. That is, the exciting current for the coils of the system main relays SMR-G, SMR-B, and SMR-P is turned off. Note that the position of the ignition switch is switched from the OFF position to the ACC position in this order.

ハイブリッドシステム起動時(メイン電源接続時)、すなわち、たとえば運転者がブレーキペダルを踏み込んでプッシュ式のスタートスイッチを押し込むと、コントローラ30は、最初にシステムメインリレーSMR−Gをオンにする。次に、コントローラ30は、システムメインリレーSMR−Pをオンしてプリチャージを実行する。   When the hybrid system is activated (when the main power supply is connected), that is, for example, when the driver depresses the brake pedal and pushes the push-type start switch, the controller 30 first turns on the system main relay SMR-G. Next, the controller 30 turns on the system main relay SMR-P to execute precharging.

システムメインリレーSMR−Pにはプリチャージ抵抗17が接続されている。このため、システムメインリレーSMR−Pをオンしてもインバータ32への入力電圧は緩やかに上昇し、突入電流の発生を防止できる。   A precharge resistor 17 is connected to the system main relay SMR-P. For this reason, even if the system main relay SMR-P is turned on, the input voltage to the inverter 32 rises gently, and the occurrence of an inrush current can be prevented.

コントローラ30は、インバータ32の電圧値が、例えば、組電池11の電圧値の約80%〜100%程度に達したとき、或いはインバータ32の電圧値が略電池モジュール13の電圧値に等しくなったときに、プリチャージを完了し、システムメインリレーSMR−PをオフしてシステムメインリレーSMR−Bをオンする。   When the voltage value of the inverter 32 reaches, for example, about 80% to 100% of the voltage value of the assembled battery 11, or the voltage value of the inverter 32 becomes substantially equal to the voltage value of the battery module 13. Sometimes, precharging is completed, the system main relay SMR-P is turned off, and the system main relay SMR-B is turned on.

イグニッションスイッチのポジションがON位置からOFF位置に切り替わると、コントローラ30は、先ずシステムメインリレーSMR−Bをオフし、続いてシステムメインリレーSMR−Gをオフする。これにより、組電池11とインバータ32との間の電気的な接続が遮断され、電源遮断状態となる。   When the position of the ignition switch is switched from the ON position to the OFF position, the controller 30 first turns off the system main relay SMR-B, and then turns off the system main relay SMR-G. Thereby, the electrical connection between the assembled battery 11 and the inverter 32 is cut off, and the power supply is cut off.

昇圧回路31は、組電池11の出力電圧を昇圧して、インバータ32に供給する。インバータ32は、昇圧回路31からの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(三相交流モータ)34に供給する。これにより、モータ・ジェネレータ34が駆動され、モータ・ジェネレータ34で生成された運動エネルギは、車輪に伝達されて車両を走行させることができる。ここで、昇圧回路31およびインバータ32により、パワーコントロールユニット33が構成される。   The booster circuit 31 boosts the output voltage of the assembled battery 11 and supplies it to the inverter 32. The inverter 32 converts the DC power from the booster circuit 31 into AC power and supplies the AC power to a motor generator (three-phase AC motor) 34. As a result, the motor / generator 34 is driven, and the kinetic energy generated by the motor / generator 34 is transmitted to the wheels so that the vehicle can travel. Here, the booster circuit 31 and the inverter 32 constitute a power control unit 33.

一方、車両の制動時において、モータ・ジェネレータ34は、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換して、インバータ32に供給する。インバータ32は、モータ・ジェネレータ34からの交流電力を直流電力に変換する。昇圧回路31は、インバータ32からの直流電力を降圧して、昇圧前フィルタコンデンサ18に供給する。   On the other hand, at the time of braking of the vehicle, the motor / generator 34 converts the kinetic energy of the vehicle into electric energy and supplies it to the inverter 32. The inverter 32 converts AC power from the motor / generator 34 into DC power. The booster circuit 31 steps down the DC power from the inverter 32 and supplies it to the pre-boost filter capacitor 18.

昇圧前フィルタコンデンサ18は、昇圧回路31のスイッチング動作に応じて直流電力に付与される電圧の変動を平滑化する。コンデンサ電圧センサ19は、昇圧前フィルタコンデンサ18の両端の電圧を測定する。コントローラ30は、コンデンサ電圧センサ19により測定された電圧値をメモリ21に記憶するが、詳細については後述する。 The pre-boost filter capacitor 18 smoothes fluctuations in the voltage applied to the DC power according to the switching operation of the booster circuit 31. The capacitor voltage sensor 19 measures the voltage value across the filter capacitor 18 before boosting. The controller 30 stores the voltage value measured by the capacitor voltage sensor 19 in the memory 21, which will be described in detail later.

次に、組電池11の内部において電流遮断機構が作動したときの、昇圧前フィルタコンデンサ18の電圧変化について説明する。図2は、組電池11の充電時に単電池12の電流遮断機構が作動した場合における、昇圧前フィルタコンデンサ18の電圧挙動を模式的に示した模式図であり、横軸は経過時間を示し、縦軸は昇圧前電圧VLを示す。同図を参照して、組電池11の充電時に電流遮断機構が作動すると、それまで充電に用いられていた電流が組電池11に流れなくなり、昇圧前フィルタコンデンサ18の昇圧前電圧VLが上昇する。   Next, a change in the voltage of the pre-boost filter capacitor 18 when the current interrupt mechanism is activated inside the assembled battery 11 will be described. FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing the voltage behavior of the pre-boost filter capacitor 18 when the current interruption mechanism of the cell 12 is activated when the battery pack 11 is charged, and the horizontal axis shows the elapsed time, The vertical axis represents the pre-boosting voltage VL. Referring to the figure, when the current interruption mechanism is activated during charging of the assembled battery 11, the current used for charging up to that point no longer flows into the assembled battery 11, and the pre-boosting voltage VL of the pre-boosting filter capacitor 18 increases. .

昇圧前フィルタコンデンサ18は、昇圧前電圧VLが上限電圧値よりも高くならないように設計されている。昇圧前フィルタコンデンサ18の昇圧前電圧VLは、上限電圧値に達すると、徐々に又は急激に低下する。   The pre-boosting filter capacitor 18 is designed so that the pre-boosting voltage VL does not become higher than the upper limit voltage value. When the pre-boosting voltage VL of the pre-boosting filter capacitor 18 reaches the upper limit voltage value, it gradually or suddenly decreases.

図3は、組電池11の放電時に単電池12の電流遮断機構が作動した場合における、昇圧前フィルタコンデンサ18の電圧挙動を模式的に示した模式図であり、横軸は経過時間を示し、縦軸は昇圧前電圧VLを示す。同図を参照して、組電池11の放電時に電流遮断機構が作動すると、パワーコントロールユニット33は、組電池11から電力を取得することが不可能となるため、昇圧前フィルタコンデンサ18にチャージされた電荷を取得するように動作する。その結果、昇圧前フィルタコンデンサ18の昇圧前電圧VLが降下する。   FIG. 3 is a schematic diagram schematically showing the voltage behavior of the pre-boost filter capacitor 18 when the current interruption mechanism of the cell 12 is activated during discharge of the assembled battery 11, and the horizontal axis shows the elapsed time, The vertical axis represents the pre-boosting voltage VL. Referring to the figure, when the current interrupt mechanism is activated during discharge of the assembled battery 11, the power control unit 33 cannot acquire power from the assembled battery 11, and is therefore charged in the pre-boost filter capacitor 18. Operate to get the charge. As a result, the pre-boosting voltage VL of the pre-boosting filter capacitor 18 drops.

このように、組電池11に含まれるいずれかの単電池12において電流遮断機構が作動した場合には、昇圧前フィルタコンデンサ18の昇圧前電圧VLが大きく変動する。したがって、この昇圧前電圧VLの変化の度合いに基づき、電流遮断機構の作動の有無を速やかに判別することができる。 As described above, when the current interruption mechanism is activated in any of the single cells 12 included in the assembled battery 11, the pre-boosting voltage VL of the pre-boosting filter capacitor 18 varies greatly. Therefore, based on the degree of change in the pre-boosting voltage VL, it is possible to quickly determine whether the current interrupting mechanism is activated .

具体的には、昇圧前フィルタコンデンサ18の昇圧前電圧VLの変化の度合いを示すΔVLの変動量が閾値(変化量閾値)を超えたときに、単電池12の電流遮断機構が動作したものと判別することができる。変化量閾値は、電池の種類、解析結果などに応じて設定される設計値であってもよい。   Specifically, when the amount of change in ΔVL indicating the degree of change in the pre-boosting voltage VL of the pre-boost filter capacitor 18 exceeds a threshold value (change amount threshold value), the current cutoff mechanism of the unit cell 12 is activated. Can be determined. The change threshold value may be a design value set according to the type of battery, analysis result, and the like.

図4は、ΔVLの変動量を算出する方法を模式的に示したグラフであり、横軸が時間、縦軸が昇圧前電圧VLである。図5は、ΔVLの時間的な変化を示したグラフであり、横軸が時間、縦軸がΔVLである。   FIG. 4 is a graph schematically showing a method of calculating the variation amount of ΔVL, where the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the pre-boosting voltage VL. FIG. 5 is a graph showing temporal changes in ΔVL, with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing ΔVL.

ΔVLは、図4に示すように、所定周期で所定回数だけサンプリングした昇圧前電圧VLにより算出される。所定周期は8msecであってもよい。所定回数は5回であってもよい。つまり、40msec毎にΔVLを算出してもよい。 ΔVL, as shown in FIG. 4, a more calculated to boost before voltage V L that is a predetermined number of times sampled at a predetermined period. The predetermined period may be 8 msec. The predetermined number of times may be five. That is, ΔVL may be calculated every 40 msec.

ここで、昇圧前電圧VLをサンプリングする周期は、誤検知を防止する観点から、設計的に定められるものであり、車両への搭載条件、電池の種類などに応じて変動する。例えば、車両タイヤの摩擦抵抗が急激に変動する場合(スリップ状態の場合、グリップ状態の場合を含む)、電流遮断機構が作動した場合と同様に昇圧前フィルタコンデンサ18の昇圧前電圧VLは急激に変動する。しかしながら、昇圧前電圧VLのサンプリング周期を適切な値に設定することにより、昇圧前電圧VLの電圧変化の挙動の違いを明確化することができる。   Here, the period for sampling the pre-boosting voltage VL is determined in terms of design from the viewpoint of preventing erroneous detection, and varies according to the mounting condition on the vehicle, the type of battery, and the like. For example, when the frictional resistance of the vehicle tire fluctuates rapidly (including the slip state and the grip state), the pre-boosting voltage VL of the pre-boosting filter capacitor 18 is abruptly the same as when the current interrupt mechanism is activated. fluctuate. However, the difference in the behavior of the voltage change of the pre-boosting voltage VL can be clarified by setting the sampling period of the pre-boosting voltage VL to an appropriate value.

次に、組電池11の内部が断線したときの故障判定方法について、図6のフローチャートを参照しながら説明する。ステップS101において、コントローラ30は、コンデンサ電圧センサ19の出力、つまり昇圧前電圧VLをサンプリングする。ステップS102において、コントローラ30は、サンプリング回数が所定回数に達したか否かを判別する。サンプリング回数が所定回数に達した場合には、ステップS103に進む。   Next, a failure determination method when the inside of the assembled battery 11 is disconnected will be described with reference to the flowchart of FIG. In step S101, the controller 30 samples the output of the capacitor voltage sensor 19, that is, the pre-boosting voltage VL. In step S102, the controller 30 determines whether or not the number of samplings has reached a predetermined number. If the number of samplings reaches the predetermined number, the process proceeds to step S103.

ステップS103において、コントローラ30は、所定回数サンプリングした昇圧前電圧VLに基づいてΔVLを算出する。ステップS104において、コントローラ30は、メモリ21に記憶された直近に算出したΔVLと比較して、ΔVLの変動量を算出する。 In step S103, the controller 30 calculates ΔVL based on the pre-boosting voltage VL sampled a predetermined number of times. In step S <b> 104, the controller 30 calculates the variation amount of ΔVL by comparing with the most recently calculated ΔVL stored in the memory 21.

ステップS105において、コントローラ30は、ΔVLの変動量が閾値を超えたか否かを判別する。ΔVLの変動量が閾値を超えている場合には、ステップS106に進む。
ステップS106において、コントローラ30は、電流遮断機構が作動したものと判別する。
In step S105, the controller 30 determines whether or not the amount of change in ΔVL exceeds a threshold value. When the variation amount of ΔVL exceeds the threshold value, the process proceeds to step S106.
In step S106, the controller 30 determines that the current interrupt mechanism has been activated.

コントローラ30は、電流遮断機構が作動したと判別した場合には、システムメインリレーSMR−G、SMR−Bをオフに切り替える。これにより、高電圧が組電池11(作動した電流遮断機構)に継続して印加されるのを防止できる。その結果、組電池11を高圧から保護することができる。 When the controller 30 determines that the current interrupting mechanism is activated, the controller 30 switches off the system main relays SMR-G and SMR-B. Thereby, it can prevent that a high voltage is continuously applied to the assembled battery 11 (actuated current interruption mechanism) . As a result, the assembled battery 11 can be protected from high voltage.

電流遮断機構が作動した場合、電流遮断機構が作動した箇所の電圧値は増大する。このため、組電池11の電圧値から電流遮断機構の作動の有無を判別する方法が考えられる。しかしながら、電流遮断機構が作動するような電池の異常状態においては、単電池12から受ける熱などによって電圧センサ14aが正常に機能しないおそれがある。本実施の故障判定装置によれば、電圧センサ14aが正常に機能しない場合であっても、コンデンサ電圧センサ19により検出される昇圧前フィルタコンデンサ18の昇圧前電圧VLの変化の度合いに基づき、電流遮断機構が作動したか否かを判別することができる。したがって、信頼性の高い故障判定装置を提供することができる。 When the current interruption mechanism is activated, the voltage value at the location where the current interruption mechanism is activated increases. For this reason, the method of discriminating the presence or absence of the operation | movement of a current interruption mechanism from the voltage value of the assembled battery 11 can be considered. However, in an abnormal battery state in which the current interrupt mechanism is activated, the voltage sensor 14a may not function normally due to heat received from the unit cell 12 or the like. According to the failure determination device of the present embodiment, even when the voltage sensor 14a does not function correctly, based on the degree of change in voltage before VL of boost before the filter capacitor 18 detected by the capacitor voltage sensor 19, It can be determined whether or not the current interrupt mechanism has been activated. Therefore, a highly reliable failure determination device can be provided.

各単電池12に設けられた電圧が所定値を超えると信号を出力する各出力回路部から出力される信号に基づき、電流遮断機構の作動の有無を判別する方法も考えられる。しかしながら、電流遮断機構が作動するような電池の異常状態では、組電池11から受ける熱などによって出力回路部が正常に機能しないおそれがある。本実施の構成によれば、出力回路部が正常に機能しない場合であっても、コンデンサ電圧センサ19により検出される昇圧前フィルタコンデンサ18の昇圧前電圧VLの変化の度合いに基づき、電流遮断機構が作動したか否かを判別することができる。したがって、信頼性の高い故障判定装置を提供することができる。 A method of determining whether or not the current interrupting mechanism is activated based on a signal output from each output circuit unit that outputs a signal when the voltage value provided in each cell 12 exceeds a predetermined value is also conceivable. However, in an abnormal state of the battery in which the current interruption mechanism is activated, the output circuit unit may not function normally due to heat received from the assembled battery 11 or the like. According to the configuration of the present embodiment, even when the output circuit does not function normally, on the basis of the degree of change in voltage before VL of boost before the filter capacitor 18 detected by the capacitor voltage sensor 19, current interruption It can be determined whether the mechanism has been activated. Therefore, a highly reliable failure determination device can be provided.

その一方、電流遮断機構が作動したことを早期に判別することにより、各電圧センサ14aの機能を損なうことなく保護できる場合がある。この場合、電圧センサ14aにより検出された電圧値を回収時に調べることにより、故障した電池ブロック13が特定され、不具合の解析が容易となる。
(実施例2)
実施例1では、昇圧前フィルタコンデンサ18の昇圧前電圧VLの変化の度合いのみに基づき、電流遮断機構の作動の有無を判別したが、本実施例ではさらに電流センサ14bの電流値を判別基準に含める。
On the other hand, it may be possible to protect the current without interrupting the function of each voltage sensor 14a by quickly determining that the current interrupting mechanism has been activated. In this case, by examining the voltage value detected by the voltage sensor 14a at the time of recovery, the failed battery block 13 is specified, and the failure analysis becomes easy.
(Example 2)
In the first embodiment, the presence or absence of the operation of the current interrupting mechanism is determined based only on the degree of change in the pre-boosting voltage VL of the pre-boost filter capacitor 18. However, in this embodiment, the current value of the current sensor 14b is further used as a determination criterion. include.

単電池12が正常に動作している場合には、組電池11に電流が流れる。他方、単電池12の電流遮断機構が作動している場合には、組電池11に電流が流れない。したがって、組電池11に流れる電流値を検知する電流センサ14bの検知結果を用いることにより、より正確な遮断検知を行うことができる。すなわち、実施例1では、昇圧前電圧VLのサンプリング周期を適切な値に設定することにより、いわゆるスリップ状態などの場合と電流遮断機構が作動する場合とを区別したが、本実施例においては必ずしもこのような区別を行う必要がない。組電池11の回路には、スリップなどにより昇圧前電圧VLが急激に変化した場合には電流が流れ、電流遮断機構が作動した場合には電流が流れない。   When the cell 12 is operating normally, a current flows through the assembled battery 11. On the other hand, when the current cutoff mechanism of the unit cell 12 is operating, no current flows through the assembled battery 11. Therefore, by using the detection result of the current sensor 14b that detects the value of the current flowing through the assembled battery 11, more accurate interruption detection can be performed. That is, in the first embodiment, the sampling period of the pre-boosting voltage VL is set to an appropriate value to distinguish between a so-called slip state and the case where the current interrupting mechanism is activated. There is no need to make such a distinction. In the circuit of the assembled battery 11, a current flows when the pre-boosting voltage VL changes suddenly due to slipping or the like, and no current flows when the current interrupting mechanism is activated.

したがって、電流センサ14bにより検出される電流値が断線を示す値(以下、断線閾値という)であり、かつ、昇圧前フィルタコンデンサ18の昇圧前電圧VLの変化の度合いが閾値よりも大きい場合には、単電池12の電流遮断機構が作動したものと判別することができる。   Therefore, when the current value detected by the current sensor 14b is a value indicating disconnection (hereinafter referred to as a disconnection threshold), and the degree of change in the pre-boosting voltage VL of the pre-boosting filter capacitor 18 is greater than the threshold. It can be determined that the current interruption mechanism of the unit cell 12 has been activated.

ここで、断線閾値は、0A、或いは0A以外であってもよい。組電池11の内部が断線している場合、当然のことながら、組電池11の内部には電流が流れない。しかしながら、電流センサ14bのオフセット誤差により、組電池11の内部が断線しているにも拘わらず、電流センサ14bにより検出される電流値が0Aとならない場合(例えば、±4A)がある。また、このようにオフセット誤差がある場合でも、いわゆる学習機能を備えることにより、オフセット誤差が徐々に小さくなる場合もある(例えば、±0.5A)。このように断線閾値は、故障判定装置の設計条件に基づき変動するものである。   Here, the disconnection threshold may be 0A or other than 0A. When the inside of the assembled battery 11 is disconnected, as a matter of course, no current flows inside the assembled battery 11. However, there is a case where the current value detected by the current sensor 14b does not become 0A (for example, ± 4A) even though the inside of the assembled battery 11 is disconnected due to the offset error of the current sensor 14b. Even if there is an offset error in this way, the offset error may be gradually reduced by providing a so-called learning function (for example, ± 0.5 A). In this way, the disconnection threshold varies based on the design conditions of the failure determination device.

図7のフローチャートを参照しながら、組電池11の内部が断線した場合の故障判定方法について説明する。ステップS201において、コントローラ30は、電流センサ14bにより検出される電流値が断線閾値であるか否かを判別する。本フローチャートでは、断線閾値が0Aであるものとする。   A failure determination method when the inside of the assembled battery 11 is disconnected will be described with reference to the flowchart of FIG. In step S201, the controller 30 determines whether or not the current value detected by the current sensor 14b is a disconnection threshold value. In this flowchart, it is assumed that the disconnection threshold is 0A.

ステップS202において、コントローラ30は、コンデンサ電圧センサ19の出力、つまり昇圧前電圧VLをサンプリングする。ステップS203において、コントローラ30は、サンプリング回数が所定回数に達したか否かを判別する。サンプリング回数が所定回数に達した場合には、ステップS204に進む。   In step S202, the controller 30 samples the output of the capacitor voltage sensor 19, that is, the pre-boosting voltage VL. In step S203, the controller 30 determines whether or not the number of samplings has reached a predetermined number. If the number of samplings reaches the predetermined number, the process proceeds to step S204.

ステップS204において、コントローラ30は、サンプリングした昇圧前電圧VLに基づいてΔVLを算出する。ステップS205において、コントローラ30は、メモリ21に記憶された直近に算出したΔVLと比較して、ΔVLの変動量を算出する。 In step S204, the controller 30 calculates ΔVL based on the sampled pre-boosting voltage VL. In step S <b> 205, the controller 30 calculates the variation amount of ΔVL by comparing with the most recently calculated ΔVL stored in the memory 21.

ステップS206において、コントローラ30は、ΔVLの変動量が閾値を超えたか否かを判別する。ΔVLの変動量が閾値を超えている場合には、ステップS207に進む。
ステップS207において、電流センサ14bにより検出される電流値を再度サンプリングし、0Aから変化がない場合にはステップS208に進む。
In step S206, the controller 30 determines whether or not the amount of change in ΔVL exceeds a threshold value. When the variation amount of ΔVL exceeds the threshold value, the process proceeds to step S207.
In step S207, the current value detected by the current sensor 14b is sampled again. If there is no change from 0A, the process proceeds to step S208.

ステップS208において、コントローラ30は、電流遮断機構が作動したものと判別する。   In step S208, the controller 30 determines that the current interrupt mechanism has been activated.

コントローラ30は、電流遮断機構が作動したと判別した場合には、システムメインリレーSMR−G、SMR−Bをオフに切り替える。これにより、高電圧が組電池11(作動した電流遮断機構)に継続して印加されるのを防止できる。 When the controller 30 determines that the current interrupting mechanism is activated, the controller 30 switches off the system main relays SMR-G and SMR-B. Thereby, it can prevent that a high voltage is continuously applied to the assembled battery 11 (actuated current interruption mechanism) .

1 故障判定装置 11 組電池 12 単電池
13 電池ブロック 14a 電圧センサ 14b 電流センサ
17 プリチャージ抵抗 18 昇圧前フィルタコンデンサ
19 コンデンサ電圧センサ 31 昇圧回路 32 インバータ
34 モータ・ジェネレータ34
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Failure determination apparatus 11 Battery assembly 12 Cell 13 Battery block 14a Voltage sensor 14b Current sensor 17 Precharge resistor 18 Filter capacitor before boost 19 Capacitor voltage sensor 31 Booster circuit 32 Inverter 34 Motor generator 34

Claims (5)

複数の単電池を備え、電池の異常状態において電流を遮断する電流遮断機構を備えた車両用の組電池と、
前記組電池とモータに供給される前記組電池の電力の電圧を調整するコンバータとを接続する接続ラインに接続され、前記コンバータのスイッチング動作に伴う電圧変動を抑制するフィルタコンデンサと、
前記フィルタコンデンサの電圧値に関する情報を取得する第1の電圧センサと、
所定周期内における前記フィルタコンデンサの電圧値の変化の度合いを算出し、前記変化の度合いが閾値よりも高い場合に前記電流遮断機構が作動したと判別するコントローラと、を有することを特徴とする電池の故障判定装置。
An assembled battery for a vehicle that includes a plurality of single cells and includes a current interrupting mechanism that interrupts current in an abnormal state of the battery;
A filter capacitor that is connected to a connection line that connects the assembled battery and a converter that adjusts the voltage of power of the assembled battery supplied to the motor, and suppresses voltage fluctuations associated with the switching operation of the converter;
A first voltage sensor for obtaining information relating to a voltage value of the filter capacitor;
A battery that calculates a degree of change of the voltage value of the filter capacitor within a predetermined period, and determines that the current interrupting mechanism is activated when the degree of change is higher than a threshold value. Failure determination device.
さらに、前記組電池の電流値に関する情報を取得する電流センサを備え、
前記コントローラは、前記電流センサにより検出される電流値が前記組電池に電流が流れていないことを示す値であり、かつ、前記変化の度合いが前記閾値よりも高い場合には、前記電流遮断機構が作動したと判別することを特徴とする請求項1に記載の電池の故障判定装置。
Furthermore, a current sensor for obtaining information on the current value of the assembled battery is provided,
The controller, when the current value detected by the current sensor is a value indicating that no current flows through the assembled battery, and the degree of change is higher than the threshold value, the current interruption mechanism The battery failure determination device according to claim 1, wherein the battery failure determination device is determined to be activated.
前記組電池は、複数の前記単電池を備える電池ブロックを複数備え、各前記電池ブロックの電圧値を検出する第2の電圧センサを備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の電池の故障判定装置。   3. The battery according to claim 1, wherein the battery pack includes a plurality of battery blocks including a plurality of the single cells, and includes a second voltage sensor that detects a voltage value of each of the battery blocks. Failure determination device. 前記単電池は、リチウムイオン電池であることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一つに記載の電池の故障判定装置。   4. The battery failure determination device according to claim 1, wherein the single battery is a lithium ion battery. 5. 前記接続ラインには、電流の通電状態を切り替えるリレーが設けられており、
前記コントローラは、前記電流遮断機構が作動すると、前記リレーをオフにすることを特徴とする請求項4に記載の電池の故障判定装置。
The connection line is provided with a relay for switching a current application state,
The battery failure determination device according to claim 4, wherein the controller turns off the relay when the current interrupt mechanism is activated.
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