JP5870907B2 - Power storage system - Google Patents
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Description
本発明は、電流遮断器をそれぞれ有する複数の蓄電素子が並列に接続された蓄電ブロックにおいて、電流遮断器の作動状態を確認しながら、蓄電ブロックの充電を行う蓄電システムに関する。 The present invention relates to a power storage system that charges a power storage block while confirming an operating state of the current circuit breaker in a power storage block in which a plurality of power storage elements each having a current circuit breaker are connected in parallel.
特許文献1に記載の集合電池では、複数の電池を並列に接続した構成において、並列に接続された各単電池に対してヒューズ(電流遮断器)を接続している。ヒューズは、過大な電流が流れたときに溶断することにより、電流経路を遮断する。また、特許文献2に記載の技術では、電池の内部抵抗の変化に基づいて、電池に含まれる電流遮断機構の作動を検出している。 In the assembled battery described in Patent Document 1, in a configuration in which a plurality of batteries are connected in parallel, a fuse (current breaker) is connected to each of the cells connected in parallel. The fuse cuts off the current path by fusing when an excessive current flows. In the technique described in Patent Document 2, the operation of a current interrupt mechanism included in the battery is detected based on a change in the internal resistance of the battery.
複数の電池が並列に接続された構成では、電流遮断器の作動数に応じて、電流遮断器が作動していない電池に流れる電流値が変化する。具体的には、電流遮断器の作動数が増加すると、電流遮断器が作動していない電池に流れる電流値が上昇してしまい、電池に対する電流負荷が増加してしまう。したがって、電池の充放電を制御するうえでは、電流遮断器の作動を検知する必要がある。本発明は、特許文献2に記載の技術とは異なる方法によって、電流遮断器の作動を検知するものである。 In a configuration in which a plurality of batteries are connected in parallel, the value of the current flowing through the battery in which the current breaker is not operating varies depending on the number of activations of the current breaker. Specifically, when the number of operation of the current breaker increases, the value of the current flowing through the battery in which the current breaker is not operating increases, and the current load on the battery increases. Therefore, in order to control charging / discharging of the battery, it is necessary to detect the operation of the current breaker. In the present invention, the operation of the current breaker is detected by a method different from the technique described in Patent Document 2.
本願第1の発明である蓄電システムは、直列に接続された複数の蓄電ブロックを有する蓄電装置と、各蓄電ブロックの電圧値を検出する電圧センサと、電圧センサの検出結果に基づいて、各蓄電ブロックのSOCを推定するコントローラと、を有する。蓄電ブロックは、並列に接続された複数の蓄電素子を有しており、各蓄電素子に対しては、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が設けられている。 The power storage system according to the first invention of the present application includes a power storage device having a plurality of power storage blocks connected in series, a voltage sensor for detecting a voltage value of each power storage block, and each power storage based on a detection result of the voltage sensor. A controller for estimating the SOC of the block. The power storage block has a plurality of power storage elements connected in parallel, and each power storage element is provided with a current breaker that interrupts a current path inside each power storage element.
コントローラは、第1比率および第2比率の対応関係を用いて、電流遮断器の遮断状態を判定する。ここで、第1比率とは、各蓄電ブロックにおけるSOCの変化量と、遮断状態にある電流遮断器を含まない蓄電ブロックにおけるSOCの変化量との比率である。第2比率とは、蓄電ブロックを構成する蓄電素子の総数と、遮断状態にない電流遮断器の総数との比率である。 The controller determines the breaking state of the current breaker using the correspondence relationship between the first ratio and the second ratio. Here, the first ratio is a ratio between the amount of change in SOC in each power storage block and the amount of change in SOC in a power storage block that does not include a current breaker in a cut-off state. The second ratio is a ratio between the total number of power storage elements constituting the power storage block and the total number of current breakers that are not in a cut-off state.
コントローラは、蓄電装置の充電を開始した後、蓄電ブロックのSOCが上昇することに応じて、第2比率を算出するときの遮断状態にある電流遮断器の総数を大きい側から小さい側に変化させながら、対応関係を用いた遮断状態の判定を行う。ここで、電流遮断器が遮断状態ではないことを判定するたびに、蓄電装置を充電するときの電流値を上昇させる。 After starting the charging of the power storage device, the controller changes the total number of current breakers in the cutoff state when calculating the second ratio from the larger side to the smaller side in accordance with the increase in the SOC of the power storage block. However, the interruption state is determined using the correspondence relationship. Here, every time it is determined that the current breaker is not in the cut-off state, the current value for charging the power storage device is increased.
電流遮断器が遮断状態にあるか否かの判定は、上述した対応関係を用いて行うことができる。蓄電ブロックでは、複数の蓄電素子が並列に接続されているため、電流遮断器が遮断状態となれば、通電状態となる蓄電素子の数が減少し、蓄電ブロックの満充電容量が低下する。蓄電ブロックの満充電容量が低下すれば、蓄電ブロックのSOCが変化することになるため、上述した第1比率を算出すれば、遮断状態にある電流遮断器の総数を特定することができる。 The determination as to whether or not the current breaker is in a cut-off state can be made using the correspondence relationship described above. In the power storage block, since a plurality of power storage elements are connected in parallel, if the current breaker is cut off, the number of power storage elements that are energized decreases, and the full charge capacity of the power storage block decreases. If the full charge capacity of the power storage block decreases, the SOC of the power storage block changes. Therefore, if the first ratio described above is calculated, the total number of current breakers in the cut-off state can be specified.
ここで、蓄電ブロックのSOCは、電圧センサによる検出結果に基づいて推定されるが、電圧センサによる検出誤差が含まれていると、蓄電ブロックにおけるSOCの変化量が変化してしまう。特に、SOCの変化量が小さいときには、電圧センサの検出誤差による影響が大きくなってしまい、第1比率に基づいて、遮断状態にある電流遮断器の総数を特定しにくくなる。一方、遮断状態にある電流遮断器の総数が大きければ、電圧センサの検出誤差による影響が小さくなり、第1比率に基づいて、遮断状態にある電流遮断器の総数を特定しやすくなる。 Here, the SOC of the power storage block is estimated based on the detection result by the voltage sensor, but if the detection error by the voltage sensor is included, the amount of change in the SOC in the power storage block changes. In particular, when the change amount of the SOC is small, the influence due to the detection error of the voltage sensor becomes large, and it becomes difficult to specify the total number of current breakers in the breaking state based on the first ratio. On the other hand, if the total number of current breakers in the interrupted state is large, the influence of the detection error of the voltage sensor is reduced, and the total number of current breakers in the interrupted state can be easily specified based on the first ratio.
そこで、本願第1の発明では、蓄電ブロックのSOCが上昇することに応じて、遮断状態にある電流遮断器の総数を大きい側から小さい側に変化させながら、遮断状態の判定を行っている。蓄電ブロックのSOCが上昇すれば、SOCの変化量を大きくすることができ、SOCの変化量に占める検出誤差の影響を小さくすることができる。これに伴い、第1比率に基づいて、遮断状態にある電流遮断器の総数を特定しやすくなる。 Therefore, in the first invention of this application, the interruption state is determined while changing the total number of current breakers in the interruption state from the larger side to the smaller side in accordance with the increase in the SOC of the power storage block. If the SOC of the power storage block increases, the amount of change in SOC can be increased, and the influence of detection errors on the amount of change in SOC can be reduced. Accordingly, it becomes easier to specify the total number of current breakers in the breaking state based on the first ratio.
本願第1の発明によれば、遮断状態にある電流遮断器の総数を確認しながら、蓄電装置の充電を行うことができる。そして、電流遮断器が遮断状態にないことを判定するたびに、充電電流値を上昇させることにより、充電時間を短縮することができる。 According to the first invention of the present application, the power storage device can be charged while checking the total number of current breakers in a cut-off state. And whenever it determines with a current circuit breaker not being in the interruption | blocking state, charging time can be shortened by raising a charging current value.
ここで、蓄電装置の充電を開始するとき、蓄電装置の充電電流値として、蓄電素子の許容電流値を設定することができる。これにより、仮に、蓄電ブロックにおいて、1つの蓄電素子だけが通電状態となっているときであっても、この蓄電素子には、許容電流値の充電電流が流れるだけであるため、蓄電素子に過大な電流が流れることを抑制できる。 Here, when charging of the power storage device is started, the allowable current value of the power storage element can be set as the charging current value of the power storage device. As a result, even if only one power storage element is energized in the power storage block, only a charging current having an allowable current value flows through the power storage element. Current flow can be suppressed.
電流遮断器が遮断状態ではないことを判定するたびに、遮断状態にない電流遮断器に対応した蓄電素子に対して、許容電流値の充電電流が流れるように、蓄電装置の充電電流値を設定することができる。電流遮断器が遮断状態ではないことを判定すれば、遮断状態ではない電流遮断器に対応した蓄電素子に対して、許容電流値の充電電流を流すことができる。蓄電装置の充電を開始するときに、蓄電装置の充電電流値として、蓄電素子の許容電流値を設定しているときには、電流遮断器が遮断状態ではないことを判定するたびに、蓄電装置の充電電流値を上昇させることができる。これにより、蓄電装置の充電時間を短縮することができる。 Each time it is determined that the current breaker is not in the breaker state, the charge current value of the power storage device is set so that the charge current of the allowable current value flows to the power storage element corresponding to the current breaker that is not in the breaker state. can do. If it is determined that the current breaker is not in the breaking state, a charging current having an allowable current value can be supplied to the power storage element corresponding to the current breaker that is not in the breaking state. When the charging of the power storage device is started, when the allowable current value of the power storage element is set as the charging current value of the power storage device, the charge of the power storage device is determined each time it is determined that the current breaker is not in the cut-off state. The current value can be increased. Thereby, the charge time of an electrical storage apparatus can be shortened.
一方、電流遮断器が遮断状態であることを判定したとき、蓄電装置の充電電流値を固定することができる。電流遮断器が遮断状態であることを判定したとき、蓄電装置の充電電流値を上昇させてしまうと、蓄電素子に過大な電流が流れてしまう。そこで、蓄電装置の充電電流値を固定することにより、蓄電素子に過大な電流が流れることを抑制できる。 On the other hand, when it is determined that the current breaker is in the cut-off state, the charging current value of the power storage device can be fixed. When it is determined that the current breaker is in the cut-off state, if the charging current value of the power storage device is increased, an excessive current flows through the power storage element. Therefore, by fixing the charging current value of the power storage device, it is possible to suppress an excessive current from flowing through the power storage element.
本願第2の発明である蓄電システムは、直列に接続された複数の蓄電ブロックを有する蓄電装置と、各蓄電ブロックの電圧値を検出する電圧センサと、電圧センサの検出結果に基づいて、各蓄電ブロックのSOCを推定するコントローラと、を有する。蓄電ブロックは、並列に接続された複数の蓄電素子を有しており、各蓄電素子に対しては、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が設けられている。 A power storage system according to a second invention of the present application includes a power storage device having a plurality of power storage blocks connected in series, a voltage sensor for detecting a voltage value of each power storage block, and a power storage system based on a detection result of the voltage sensor. A controller for estimating the SOC of the block. The power storage block has a plurality of power storage elements connected in parallel, and each power storage element is provided with a current breaker that interrupts a current path inside each power storage element.
コントローラは、第1比率および第2比率の対応関係を用いて、電流遮断器の遮断状態を判定する。ここで、第1比率とは、各蓄電ブロックにおけるSOCの変化量と、遮断状態にある電流遮断器を含まない蓄電ブロックにおけるSOCの変化量との比率である。第2比率とは、蓄電ブロックを構成する蓄電素子の総数と、遮断状態にない電流遮断器の総数との比率である。 The controller determines the breaking state of the current breaker using the correspondence relationship between the first ratio and the second ratio. Here, the first ratio is a ratio between the amount of change in SOC in each power storage block and the amount of change in SOC in a power storage block that does not include a current breaker in a cut-off state. The second ratio is a ratio between the total number of power storage elements constituting the power storage block and the total number of current breakers that are not in a cut-off state.
コントローラは、蓄電装置の充電を開始した後、蓄電ブロックのSOCが上昇することに応じて、第2比率を算出するときの遮断状態にある電流遮断器の総数を大きい側から小さい側に変化させながら、対応関係を用いた遮断状態の判定を行う。ここで、電流遮断器が遮断状態ではないことを判定するたびに、蓄電ブロックにおける満充電容量の低下量を変更する。 After starting the charging of the power storage device, the controller changes the total number of current breakers in the cutoff state when calculating the second ratio from the larger side to the smaller side in accordance with the increase in the SOC of the power storage block. However, the interruption state is determined using the correspondence relationship. Here, every time it is determined that the current breaker is not in the cut-off state, the amount of decrease in the full charge capacity in the power storage block is changed.
本願第2の発明によれば、本願第1の発明と同様に、電圧センサによる検出誤差を考慮しながら、遮断状態にある電流遮断器の総数を判定することができる。ここで、蓄電ブロックにおける満充電容量の低下量は、遮断状態にある電流遮断器の総数に応じて変化する。このため、遮断状態にある電流遮断器の総数を大きい側から小さい側に変化させながら、遮断状態の判定を行い、電流遮断器が遮断状態ではないことを判定するたびに、満充電容量の低下量を変更することにより、満充電容量の低下量を実際の低下量に近づけることができる。 According to the second invention of the present application, as in the first invention of the present application, it is possible to determine the total number of current breakers in the breaking state while considering the detection error by the voltage sensor. Here, the amount of decrease in the full charge capacity in the power storage block changes according to the total number of current breakers in the cut-off state. For this reason, the full charge capacity decreases every time when the interrupting state is determined while changing the total number of current breakers in the breaking state from the large side to the small side, and it is determined that the current breaker is not in the breaking state. By changing the amount, the reduction amount of the full charge capacity can be brought close to the actual reduction amount.
具体的には、遮断状態の判定によって、遮断状態にある電流遮断器の総数が小さくなるほど、満充電容量の低下量を低下させることができる。遮断状態にある電流遮断器の総数が小さくなるほど、満充電容量の低下量は上昇しにくくなるため、上述したように、満充電容量の低下量を低下させることができる。通常、満充電容量の低下量が許容量に到達するまで、蓄電素子を使用し続けることができるため、遮断状態にある電流遮断器の総数が小さくなるほど、満充電容量の低下量を低下させることにより、蓄電装置を充電し続けることができる。 Specifically, the amount of decrease in the full charge capacity can be reduced as the total number of current breakers in the interrupted state is reduced by the determination of the interrupted state. As the total number of current breakers in the cut-off state becomes smaller, the amount of decrease in the full charge capacity is less likely to increase. As described above, the amount of decrease in the full charge capacity can be reduced. Usually, the storage element can be used until the amount of decrease in the full charge capacity reaches the allowable amount. Therefore, the amount of decrease in the full charge capacity decreases as the total number of current breakers in the interrupted state decreases. Thus, the power storage device can be continuously charged.
蓄電装置の充電を開始するときには、蓄電ブロックを構成する、すべての蓄電素子に許容電流値が流れるように、蓄電装置の充電電流値を設定することができる。これにより、蓄電装置の充電時間を短縮させることができる。 When the charging of the power storage device is started, the charging current value of the power storage device can be set so that the allowable current value flows through all the power storage elements constituting the power storage block. Thereby, the charge time of an electrical storage apparatus can be shortened.
満充電容量の低下量を算出するとき、充電時間および満充電容量の低下量の対応関係を用いることができる。このため、蓄電装置の充電時間を計測しておけば、満充電容量の低下量を算出することができる。充電時間および満充電容量の低下量の対応関係は、遮断状態にある電流遮断器の総数に応じて、求めておくことができる。 When calculating the decrease amount of the full charge capacity, the correspondence relationship between the charge time and the decrease amount of the full charge capacity can be used. For this reason, if the charging time of the power storage device is measured, the amount of decrease in the full charge capacity can be calculated. The correspondence relationship between the charging time and the amount of decrease in the full charge capacity can be obtained in accordance with the total number of current breakers in the breaking state.
電流遮断器の遮断状態の判定は、下記式(I)に基づいて行うことができる。 The determination of the breaking state of the current breaker can be performed based on the following formula (I).
上記式(I)において、ΔSOC_bは、各蓄電ブロックにおけるSOCの変化量であり、ΔSOC_rは、遮断状態にある電流遮断器を含まない蓄電ブロックにおけるSOCの変化量である。Nは、蓄電ブロックを構成する蓄電素子の総数であり、mは、遮断状態にある電流遮断器の総数である。 In the above formula (I), ΔSOC_b is the amount of change in the SOC in each power storage block, and ΔSOC_r is the amount of change in the SOC in the power storage block that does not include the current breaker in the cut-off state. N is the total number of power storage elements constituting the power storage block, and m is the total number of current circuit breakers in the cutoff state.
通常、複数の蓄電ブロックには、遮断状態にある電流遮断器を含む蓄電ブロックと、遮断状態にない電流遮断器を含む蓄電ブロックとが混在している。このため、2つの蓄電ブロックを比較することにより、遮断状態にある電流遮断器の総数を特定することができる。 Normally, a plurality of power storage blocks include a power storage block including a current breaker that is in a cut-off state and a power storage block including a current breaker that is not in a cut-off state. For this reason, by comparing the two power storage blocks, the total number of current breakers in the cut-off state can be specified.
電流遮断器の遮断状態の判定は、下記式(II)に基づいて行うことができる。 The determination of the breaking state of the current breaker can be made based on the following formula (II).
上記式(II)において、ΔSOC_bは、各蓄電ブロックにおけるSOCの変化量であり、ΔSOC_rは、遮断状態にある電流遮断器を含まない蓄電ブロックにおけるSOCの変化量であう。n,n−k(1<k<n)は、蓄電装置の充電を行った回数であり、Nは、蓄電ブロックを構成する蓄電素子の総数であり、mは、遮断状態にある電流遮断器の総数である。 In the above formula (II), ΔSOC_b is the amount of change in SOC in each power storage block, and ΔSOC_r is the amount of change in SOC in the power storage block that does not include a current breaker that is in a cut-off state. n, n−k (1 <k <n) is the number of times the power storage device has been charged, N is the total number of power storage elements constituting the power storage block, and m is a current breaker in a cut-off state. The total number of
上記式(II)によれば、ΔSOC_b(n)およびΔSOC_b(n−1)の比率を算出しているため、ΔSOC_bを示す蓄電ブロックにおける満充電容量をキャンセルさせることができる。また、上記式(II)によれば、ΔSOC_r(n)およびΔSOC_r(n−1)の比率を算出しているため、ΔSOC_rを示す蓄電ブロックにおける満充電容量をキャンセルさせることができる。これにより、2つの蓄電ブロックの満充電容量において、バラツキが発生していたとしても、数mを算出する上では、このバラツキを無視することができる。 According to the above formula (II), since the ratio of ΔSOC_b (n) and ΔSOC_b (n−1) is calculated, the full charge capacity in the power storage block indicating ΔSOC_b can be canceled. Further, according to the above formula (II), since the ratio of ΔSOC_r (n) and ΔSOC_r (n−1) is calculated, the full charge capacity in the power storage block indicating ΔSOC_r can be canceled. As a result, even if variations occur in the full charge capacities of the two power storage blocks, this variation can be ignored in calculating several meters.
また、上記式(II)によれば、ΔSOC_b(n)およびΔSOC_r(n)の比率を算出しているため、n回目の外部充電における充電量をキャンセルさせることができる。また、上記式(II)によれば、ΔSOC_b(n−1)およびΔSOC_r(n−1)の比率を算出しているため、「n−1」回目の外部充電における充電量をキャンセルさせることができる。これにより、n回目および「n−1」回目における充電量が互いに異なっていても、数mを算出する上では、充電量のバラツキを無視することができる。 Further, according to the above formula (II), since the ratio of ΔSOC_b (n) and ΔSOC_r (n) is calculated, the charge amount in the nth external charge can be canceled. Further, according to the above formula (II), since the ratio of ΔSOC_b (n−1) and ΔSOC_r (n−1) is calculated, it is possible to cancel the charge amount in the “n−1” th external charge. it can. Thereby, even if the charge amount in the n-th time and the “n−1” -th time is different from each other, the variation in the charge amount can be ignored in calculating the number m.
電流遮断器としては、ヒューズ、PTC素子又は、電流遮断弁を用いることができる。ヒューズは、溶断によって電流経路を遮断する。PTC素子は、温度上昇に伴う抵抗の上昇によって、電流経路を遮断する。電流遮断弁は、蓄電素子の内圧が上昇することに応じて変形し、電流経路を遮断する。 As the current breaker, a fuse, a PTC element, or a current cutoff valve can be used. The fuse interrupts the current path by fusing. The PTC element cuts off the current path due to an increase in resistance accompanying a temperature rise. The current cutoff valve is deformed in response to an increase in the internal pressure of the power storage element and cuts off the current path.
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(本発明の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 the power storage system of the present invention) 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。 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.
組電池(本発明の蓄電装置に相当する)10の正極端子と接続された正極ライン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の負極端子と接続された負極ライン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 connected to the positive electrode terminal of the assembled battery (corresponding to the power storage device of the present invention) 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 connected to the negative electrode terminal 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。 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.
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31)と接続するときに、コンデンサCに突入電流が流れることを抑制するために用いられる。コンデンサCは、正極ラインPLおよび負極ラインNLと接続されており、正極ラインPLおよび負極ラインNLの間における電圧を平滑化するために用いられる。 The current limiting resistor R is used to suppress an inrush current from flowing through the capacitor C when the assembled battery 10 is connected to a load (specifically, a booster circuit 31 described later). Capacitor C is connected to positive electrode line PL and negative electrode line NL, and is used to smooth the voltage between positive electrode line PL and negative electrode line NL.
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、コンデンサCに突入電流が流れることを抑制できる。ここで、車両のイグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったときに、組電池10が負荷と接続される。イグニッションスイッチのオンおよびオフに関する情報は、コントローラ40に入力される。 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 prevented from flowing through the capacitor C. Here, when the ignition switch of the vehicle is switched from OFF to ON, the assembled battery 10 is connected to the load. Information relating to turning on and off the ignition switch is input to the controller 40.
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るとともに、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(Ready-On)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は、停止状態(Ready-Off)となる。ここで、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わったときに、組電池10および負荷の接続が遮断される。 Next, the controller 40 switches the system main relay SMR-G from off to on and switches the system main relay SMR-P from on to off. 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 (Ready-On). 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 battery system shown in FIG. 1 is in a stopped state (Ready-Off). Here, when the ignition switch is switched from on to off, the connection between the assembled battery 10 and the load is cut off.
昇圧回路31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32に出力する。また、昇圧回路31は、インバータ32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31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31を用いているが、昇圧回路31を省略することもできる。 The booster circuit 31 boosts the output voltage of the assembled battery 10 and outputs the boosted power to the inverter 32. Further, the booster circuit 31 can step down the output voltage of the inverter 32 and output the lowered power to the assembled battery 10. The booster circuit 31 operates in response to a control signal from the controller 40. In the battery system of the present embodiment, the booster circuit 31 is used, but the booster circuit 31 may be omitted.
インバータ32は、昇圧回路31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33に出力する。また、インバータ32は、モータ・ジェネレータ33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31に出力する。モータ・ジェネレータ33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 32 converts the DC power output from the booster circuit 31 into AC power, and outputs the AC power to the motor / generator 33. Further, the inverter 32 converts AC power generated by the motor / generator 33 into DC power and outputs the DC power to the booster circuit 31. As the motor generator 33, for example, a three-phase AC motor can be used.
モータ・ジェネレータ33は、インバータ32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する。組電池10の出力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33によって生成された運動エネルギは、車輪に伝達される。 The motor / generator 33 receives the AC power from the inverter 32 and generates kinetic energy for running the vehicle. When the vehicle is driven using the output power of the battery pack 10, the kinetic energy generated by the motor / generator 33 is transmitted to the wheels.
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33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32は、モータ・ジェネレータ33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31に出力する。昇圧回路31は、インバータ32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 33 converts kinetic energy generated during braking of the vehicle into electric energy (AC power). The inverter 32 converts the AC power generated by the motor / generator 33 into DC power and outputs the DC power to the booster circuit 31. The booster circuit 31 outputs the electric power from the inverter 32 to the assembled battery 10. Thereby, regenerative electric power can be stored in the assembled battery 10.
図2は、組電池10の構成を示す。組電池10は、直列に接続された複数の電池ブロック(本発明の蓄電ブロックに相当する)11を有する。複数の電池ブロック11を直列に接続することにより、組電池10の出力電圧を確保することができる。ここで、電池ブロック11の数は、組電池10に対して要求される電圧を考慮して、適宜設定することができる。 FIG. 2 shows the configuration of the assembled battery 10. The assembled battery 10 has a plurality of battery blocks (corresponding to the storage block of the present invention) 11 connected in series. By connecting a plurality of battery blocks 11 in series, the output voltage of the assembled battery 10 can be secured. Here, the number of battery blocks 11 can be appropriately set in consideration of the voltage required for the assembled battery 10.
各電池ブロック11は、並列に接続された複数の単電池(本発明の蓄電素子に相当する)12を有する。複数の単電池12を並列に接続することにより、電池ブロック11(組電池10)の満充電容量を増やすことができ、組電池10の出力を用いて車両を走行させるときの距離を延ばすことができる。各電池ブロック11を構成する単電池12の数は、組電池10に要求される満充電容量を考慮して、適宜設定することができる。 Each battery block 11 has a plurality of single cells (corresponding to the storage element of the present invention) 12 connected in parallel. By connecting a plurality of single cells 12 in parallel, the full charge capacity of the battery block 11 (the assembled battery 10) can be increased, and the distance when the vehicle is driven using the output of the assembled battery 10 can be increased. it can. The number of single cells 12 constituting each battery block 11 can be appropriately set in consideration of the full charge capacity required for the assembled battery 10.
ここで、電池ブロック11を構成する単電池12の総数をNとする。各電池ブロック11を構成する単電池12の総数Nは、組電池10を構成する複数の電池ブロック11において、等しくすることができる。 Here, the total number of single cells 12 constituting the battery block 11 is N. The total number N of single cells 12 constituting each battery block 11 can be made equal in the plurality of battery blocks 11 constituting the assembled battery 10.
複数の電池ブロック11は、直列に接続されているため、各電池ブロック11には、等しい電流が流れる。また、各電池ブロック11では、複数の単電池12が並列に接続されているため、各単電池12に流れる電流値は、電池ブロック11に流れる電流値を、電池ブロック11を構成する単電池12の数(総数N)で除算した電流値となる。 Since the plurality of battery blocks 11 are connected in series, an equal current flows through each battery block 11. Further, in each battery block 11, a plurality of unit cells 12 are connected in parallel. Therefore, the current value flowing through each unit cell 12 is the same as the current value flowing through the battery block 11. The current value divided by the number (total number N) of.
具体的には、電池ブロック11を構成する単電池12の総数がN個であり、電池ブロック11に流れる電流値がIbであるとき、各単電池12に流れる電流値は、Ib/Nとなる。ここでは、電池ブロック11を構成する複数の単電池12において、内部抵抗のバラツキが発生していないものとしている。 Specifically, when the total number of single cells 12 constituting the battery block 11 is N and the current value flowing through the battery block 11 is Ib, the current value flowing through each single cell 12 is Ib / N. . Here, it is assumed that variations in internal resistance do not occur in the plurality of single cells 12 constituting the battery block 11.
単電池12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。例えば、単電池12としては、18650型の電池を用いることができる。18650型の電池は、いわゆる円筒型の電池であり、直径が18[mm]であり、長さが65.0[mm]である。円筒型の電池とは、電池ケースが円筒状に形成されており、電池ケースの内部には、充放電を行う発電要素が収容されている。 As the unit cell 12, 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. For example, as the single battery 12, a 18650 type battery can be used. The 18650 type battery is a so-called cylindrical battery, which has a diameter of 18 [mm] and a length of 65.0 [mm]. In a cylindrical battery, a battery case is formed in a cylindrical shape, and a power generation element for charging and discharging is accommodated in the battery case.
単電池12は、図3に示すように、発電要素12aおよび電流遮断器12bを有する。発電要素12aおよび電流遮断器12bは、単電池12の外装を構成する電池ケースに収容することができる。発電要素12a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。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。 As shown in FIG. 3, the unit cell 12 includes a power generation element 12 a and a current breaker 12 b. The power generation element 12a and the current breaker 12b can be housed in a battery case that constitutes the exterior of the unit cell 12. The power generation element 12a is an element that performs charging and discharging, and includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate. 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12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。固体電解質層を用いるときには、セパレータが省略される。 When a lithium ion secondary battery is used as the single battery 12, for example, the current collector plate of the positive electrode plate can be made of aluminum, and the current collector plate of the negative electrode plate can be made 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. When using a solid electrolyte layer, the separator is omitted.
電流遮断器12bは、単電池12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12bが作動することにより、単電池12の内部における電流経路が遮断される。電流遮断器12bとしては、例えば、ヒューズ、PTC(Positive Temperature Coefficient)素子又は、電流遮断弁を用いることができる。これらの電流遮断器12bは、個別に用いることもできるし、併用することもできる。 The current breaker 12b is used to cut off the current path inside the unit cell 12. That is, when the current breaker 12b operates, the current path inside the unit cell 12 is cut off. For example, a fuse, a PTC (Positive Temperature Coefficient) element, or a current cutoff valve can be used as the current breaker 12b. These current breakers 12b can be used individually or in combination.
電流遮断器12bとしてのヒューズは、ヒューズに流れる電流に応じて溶断する。ヒューズを溶断させることにより、単電池12の内部における電流経路を機械的に遮断することができる。これにより、発電要素12aに過大な電流が流れることを防止して、単電池12(発電要素12a)を保護することができる。電流遮断器12bとしてのヒューズは、電池ケースに収容することもできるし、電池ケースの外部に設けることもできる。電池ケースの外部にヒューズを設ける場合には、各単電池12に対してヒューズが設けられ、ヒューズは、単電池12と直列に接続される。 The fuse as the current breaker 12b is blown according to the current flowing through the fuse. By blowing the fuse, the current path inside the unit cell 12 can be mechanically interrupted. Thereby, it can prevent that an excessive electric current flows into the electric power generation element 12a, and can protect the cell 12 (electric power generation element 12a). The fuse as the current breaker 12b can be accommodated in the battery case or can be provided outside the battery case. When a fuse is provided outside the battery case, a fuse is provided for each cell 12, and the fuse is connected in series with the cell 12.
電流遮断器12bとしてのPTC素子は、単電池12の電流経路に配置されており、PTC素子の温度上昇に応じて抵抗を増加させる。PTC素子に流れる電流が増加すると、ジュール熱によってPTC素子の温度が上昇する。PTC素子の温度上昇に応じて、PTC素子の抵抗が増加することにより、PTC素子において、電流を遮断することができる。これにより、発電要素12aに過大な電流が流れることを防止して、単電池12(発電要素12a)を保護することができる。 The PTC element as the current breaker 12b is arranged in the current path of the unit cell 12, and increases the resistance according to the temperature rise of the PTC element. When the current flowing through the PTC element increases, the temperature of the PTC element rises due to Joule heat. As the resistance of the PTC element increases as the temperature of the PTC element rises, current can be cut off in the PTC element. Thereby, it can prevent that an excessive electric current flows into the electric power generation element 12a, and can protect the cell 12 (electric power generation element 12a).
電流遮断器12bとしての電流遮断弁は、単電池12の内圧上昇に応じて変形し、発電要素12aとの機械的な接続を断つことにより、単電池12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12の内部は、密閉状態となっており、過充電などによって発電要素12aからガスが発生すると、単電池12の内圧が上昇する。発電要素12aからガスが発生しているときには、単電池12(発電要素12a)は異常状態となる。単電池12の内圧が上昇することに応じて、電流遮断弁を変形させることにより、発電要素12aとの機械的な接続を断つことができる。これにより、異常状態にある発電要素12aに充放電電流が流れることを阻止し、単電池12(発電要素12a)を保護することができる。 The current cut-off valve as the current breaker 12b is deformed in accordance with the increase in the internal pressure of the unit cell 12, and can cut off the current path inside the unit cell 12 by breaking the mechanical connection with the power generation element 12a. it can. The inside of the unit cell 12 is in a sealed state, and when gas is generated from the power generation element 12a due to overcharging or the like, the internal pressure of the unit cell 12 increases. When gas is generated from the power generation element 12a, the unit cell 12 (power generation element 12a) is in an abnormal state. The mechanical connection with the power generation element 12a can be broken by deforming the current cutoff valve in response to the increase in the internal pressure of the unit cell 12. Thereby, it can block | prevent that charging / discharging electric current flows into the electric power generation element 12a in an abnormal state, and can protect the cell 12 (electric power generation element 12a).
図1に示す監視ユニット(本発明の電圧センサに相当する)20は、各電池ブロック11の電圧を検出し、検出結果をコントローラ40に出力する。電流センサ21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21によって検出された電流値として、正の値を用いる。また、組電池10を充電しているときには、電流センサ21によって検出された電流値として、負の値を用いる。 A monitoring unit (corresponding to a voltage sensor of the present invention) 20 shown in FIG. 1 detects the voltage of each battery block 11 and outputs the detection result to the controller 40. The current sensor 21 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, a positive value is used as the current value detected by the current sensor 21. Further, when the battery pack 10 is being charged, a negative value is used as the current value detected by the current sensor 21.
電流センサ21は、組電池10に流れる電流値を検出できればよく、正極ラインPLではなく、負極ラインNLに設けることもできる。また、複数の電流センサ21を用いることもできる。なお、コストや体格などを考慮すると、本実施例のように、1つの組電池10に対して1つの電流センサ21を設けることが望ましい。 The current sensor 21 only needs to be able to detect the value of the current flowing through the assembled battery 10 and can be provided not on the positive electrode line PL but on the negative electrode line NL. A plurality of current sensors 21 can also be used. In consideration of cost, physique, and the like, it is desirable to provide one current sensor 21 for one assembled battery 10 as in the present embodiment.
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。なお、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. Note that the memory 41 can also be provided outside the controller 40.
正極ラインPLおよび負極ラインNLには、充電リレーCHRを介して、充電器34が接続されている。充電器34は、外部電源からの電力を組電池10に供給するために用いられる。外部電源とは、車両の外部に設けられた電源であり、外部電源としては、例えば、商用電源がある。ここで、外部電源を用いて組電池10を充電することを、外部充電という。充電リレーCHRは、コントローラ40からの制御信号を受けて、オンおよびオフの間で切り替わる。外部充電を行うとき、コントローラ40は、充電リレーCHRをオフからオンに切り替える。 A charger 34 is connected to the positive electrode line PL and the negative electrode line NL via a charging relay CHR. The charger 34 is used to supply power from the external power source to the assembled battery 10. The external power source is a power source provided outside the vehicle, and an example of the external power source is a commercial power source. Here, charging the assembled battery 10 using an external power supply is called external charging. Charging relay CHR receives a control signal from controller 40 and switches between on and off. When performing external charging, the controller 40 switches the charging relay CHR from off to on.
充電器34には、インレット35が接続されており、ケーブルを介して外部電源と接続されたプラグをインレット35に接続することにより、外部電源の電力を充電器34に供給することができる。充電器34は、外部電源からの交流電力を直流電力に変換して、直流電力を組電池10に供給する。ここで、充電器34は、外部電源の電圧を、他の電圧に変換することもできる。コントローラ40は、充電器34の動作を制御することができ、例えば、充電器34から組電池10に供給される電流値(充電電流)を調節することができる。 An inlet 35 is connected to the charger 34. By connecting a plug connected to an external power source via a cable to the inlet 35, the power of the external power source can be supplied to the charger 34. The charger 34 converts AC power from an external power source into DC power, and supplies the DC power to the assembled battery 10. Here, the charger 34 can also convert the voltage of the external power source into another voltage. The controller 40 can control the operation of the charger 34, and can adjust, for example, a current value (charging current) supplied from the charger 34 to the assembled battery 10.
本実施例では、充電器34が車両に搭載されているが、これに限るものではない。具体的には、車両の外部に充電器(外部充電器という)を設置することもできる。この場合には、コントローラ40および外部充電器の間の通信(無線又は有線)によって、コントローラ40は、外部充電器の動作を制御することができる。 In the present embodiment, the charger 34 is mounted on the vehicle, but is not limited thereto. Specifically, a charger (referred to as an external charger) can be installed outside the vehicle. In this case, the controller 40 can control the operation of the external charger by communication (wireless or wired) between the controller 40 and the external charger.
本実施例では、外部電源からの電力を組電池10に供給する手段として、有線(ケーブル)を用いているが、これに限るものではない。具体的には、電磁誘導や共振現象を利用することにより、外部電源からの電力を、非接触方式で組電池10に供給することができる。この場合には、外部電源からの電力を車両側に供給する給電装置と、給電装置からの電力を受け取る受電装置とを用いればよい。 In the present embodiment, a wired (cable) is used as means for supplying power from the external power source to the assembled battery 10, but the present invention is not limited to this. Specifically, by using electromagnetic induction or a resonance phenomenon, power from an external power source can be supplied to the assembled battery 10 in a non-contact manner. In this case, a power feeding device that supplies power from the external power source to the vehicle and a power receiving device that receives power from the power feeding device may be used.
本実施例では、図3を用いて説明したように、各単電池12に対して電流遮断器12bを設けており、電流遮断器12bの作動状態を判別する必要がある。ここで、図2に示すように、各電池ブロック11は、並列に接続された複数の単電池12によって構成されている。このため、電池ブロック11に含まれる一部の単電池12において、電流遮断器12bが作動しても、電池ブロック11には電流が流れ続け、電池ブロック11の電圧値も変化しない。 In the present embodiment, as described with reference to FIG. 3, the current breaker 12b is provided for each single cell 12, and it is necessary to determine the operating state of the current breaker 12b. Here, as shown in FIG. 2, each battery block 11 includes a plurality of single cells 12 connected in parallel. For this reason, in some of the single cells 12 included in the battery block 11, even if the current breaker 12 b operates, current continues to flow through the battery block 11, and the voltage value of the battery block 11 does not change.
電流遮断器12bが作動した後も、電池ブロック11に電流が流れ続けると、電流遮断器12bが作動していない単電池12には、電流遮断器12bが作動している単電池12に流れる予定である電流も流れてしまう。これにより、電流遮断器12bが作動していない単電池12に流れる電流値は、上昇してしまう。 If the current continues to flow through the battery block 11 even after the current breaker 12b has been activated, the unit cell 12 in which the current breaker 12b has not been activated will flow to the cell 12 in which the current breaker 12b has been activated. The current that is also flows. Thereby, the electric current value which flows into the cell 12 in which the current circuit breaker 12b is not operating will rise.
具体的には、電池ブロック11に流れる電流値をIbとすると、電流遮断器12bが作動していない単電池12に流れる電流値は、Ib/(N−m)となる。Nは、電池ブロック11を構成する単電池12の総数であり、mは、電流遮断器12bが作動している単電池12の数である。「N−m」の値は、「N」の値よりも小さいため、電流遮断器12bが作動していない単電池12に流れる電流値は上昇してしまう。 Specifically, when the current value flowing through the battery block 11 is Ib, the current value flowing through the single battery 12 in which the current breaker 12b is not operating is Ib / (N−m). N is the total number of single cells 12 constituting the battery block 11, and m is the number of single cells 12 in which the current breaker 12b is operating. Since the value of “N−m” is smaller than the value of “N”, the value of the current flowing through the unit cell 12 in which the current breaker 12b is not operating increases.
単電池12に流れる電流値が上昇すると、言い換えれば、単電池12に対する電流負荷が増加すると、ハイレート劣化が発生してしまうおそれがある。また、単電池12として、リチウムイオン二次電池を用いたときには、リチウムが析出してしまうおそれがある。さらに、単電池12に流れる電流値が上昇すると、電流遮断器12bが作動しやすくなってしまうことがある。 When the value of the current flowing through the unit cell 12 increases, in other words, when the current load on the unit cell 12 increases, high-rate deterioration may occur. Further, when a lithium ion secondary battery is used as the single battery 12, lithium may be deposited. Furthermore, when the value of the current flowing through the unit cell 12 increases, the current breaker 12b may be easily activated.
そこで、各電池ブロック11において、電流遮断器12bが作動しているか否かを判別する必要がある。具体的には、以下に説明する方法によって、各電池ブロック11において、電流遮断器12bが作動しているか否かを判別することができる。 Therefore, in each battery block 11, it is necessary to determine whether or not the current breaker 12b is operating. Specifically, it is possible to determine whether or not the current breaker 12b is operating in each battery block 11 by the method described below.
電流遮断器12bの作動は、通常、頻繁に発生するものではない。したがって、組電池10を構成する複数の電池ブロック11には、作動状態にある電流遮断器12bを含む電池ブロック11と、作動状態にある電流遮断器12bを含まない電池ブロック11とが混在することがある。ここで、作動状態にある電流遮断器12bを含む電池ブロック11を、異常状態の電池ブロック11といい、作動状態にある電流遮断器12bを含まない電池ブロック11を、正常状態の電池ブロック11という。 The operation of the current breaker 12b does not normally occur frequently. Therefore, a plurality of battery blocks 11 constituting the assembled battery 10 include a battery block 11 including the current breaker 12b in the active state and a battery block 11 not including the current breaker 12b in the active state. There is. Here, the battery block 11 including the current breaker 12b in the operating state is referred to as an abnormal battery block 11, and the battery block 11 not including the current breaker 12b in the operating state is referred to as a normal battery block 11. .
上述した状況を考慮すれば、2つの電池ブロック11におけるSOC(State of Charge)を比較することにより、電流遮断器12bの作動状態を判別することができる。SOCとは、満充電容量に対する、現在の充電容量の割合である。各電池ブロック11のSOCは、各電池ブロック11のOCV(Open Circuit Voltage)から推定することができる。OCVおよびSOCは、対応関係にあるため、この対応関係を用いれば、OCVからSOCを特定(推定)することができる。OCVおよびSOCの対応関係は、実験などによって予め求めておくことができ、メモリ41に記憶しておくことができる。 Considering the situation described above, the operating state of the current breaker 12b can be determined by comparing the SOC (State of Charge) in the two battery blocks 11. The SOC is the ratio of the current charge capacity to the full charge capacity. The SOC of each battery block 11 can be estimated from the OCV (Open Circuit Voltage) of each battery block 11. Since OCV and SOC are in a correspondence relationship, using this correspondence relationship, the SOC can be specified (estimated) from the OCV. The correspondence relationship between the OCV and the SOC can be obtained in advance by an experiment or the like, and can be stored in the memory 41.
単電池12(電池ブロック11)の充放電を行っているときには、発電要素12aにおいて、分極が発生する。ここで、単電池12として、リチウムイオン二次電池を用いたとき、分極は、活物質内のLi濃度分布や、電解液内のLi塩濃度分布に依存する。単電池12(電池ブロック11)の充放電を行わない状態で単電池12を放置すれば、発電要素12aの分極が緩和される。分極が緩和された状態において、単電池12(電池ブロック11)の電圧を検出すれば、単電池12(電池ブロック11)のOCVを取得することができる。すなわち、監視ユニット20によって検出された電池ブロック11の電圧値(CCV:Closed Circuit Voltage)を、電池ブロック11のOCVと見なすことができる。 When the single battery 12 (battery block 11) is being charged / discharged, polarization occurs in the power generation element 12a. Here, when a lithium ion secondary battery is used as the unit cell 12, the polarization depends on the Li concentration distribution in the active material and the Li salt concentration distribution in the electrolytic solution. If the single cell 12 is left without charging / discharging the single cell 12 (battery block 11), the polarization of the power generation element 12a is alleviated. If the voltage of the unit cell 12 (battery block 11) is detected in a state where the polarization is relaxed, the OCV of the unit cell 12 (battery block 11) can be obtained. That is, the voltage value (CCV: Closed Circuit Voltage) of the battery block 11 detected by the monitoring unit 20 can be regarded as the OCV of the battery block 11.
下記式(1)を用いることにより、電流遮断器12bの作動状態を判別することができる。下記式(1)によれば、各電池ブロック11において、作動状態にある電流遮断器12bの総数(遮断数という)mを特定することができる。 By using the following formula (1), it is possible to determine the operating state of the current breaker 12b. According to the following formula (1), in each battery block 11, the total number (referred to as the number of interruptions) of the current breakers 12b in the operating state can be specified.
上記式(1)において、ΔSOC_bは、電流遮断器12bの作動状態の判別対象となる電池ブロック11におけるSOCの変化量であり、ΔSOC_rは、正常状態の電池ブロック11におけるSOCの変化量である。Nは、電池ブロック11を構成する単電池12の総数であり、mは遮断数である。「N−m」の値は、作動状態にない電流遮断器12bの総数となる。 In the above equation (1), ΔSOC_b is the amount of change in SOC in the battery block 11 that is the target for determining the operating state of the current breaker 12b, and ΔSOC_r is the amount of change in SOC in the battery block 11 in the normal state. N is the total number of single cells 12 constituting the battery block 11, and m is the number of cut-offs. The value of “N−m” is the total number of current breakers 12b that are not in an operating state.
ここで、上記式(1)について説明する。電池ブロック11の満充電容量をCfとすると、電池ブロック11のSOCの変化量ΔSOCは、下記式(2)で表される。下記式(2)に示すΣIは、変化量ΔSOCが発生する間に、電池ブロック11に流れる電流値の積算(電流積算値)である。また、下記式(2)において、Cf_rは、正常状態の電池ブロック11の満充電容量を示し、Cf_bは、異常状態の電池ブロック11の満充電容量を示す。 Here, the above formula (1) will be described. When the full charge capacity of the battery block 11 is Cf, the SOC change amount ΔSOC of the battery block 11 is expressed by the following formula (2). ΣI shown in the following formula (2) is an integration (current integration value) of current values flowing through the battery block 11 while the change amount ΔSOC is generated. In the following formula (2), Cf_r represents the full charge capacity of the battery block 11 in the normal state, and Cf_b represents the full charge capacity of the battery block 11 in the abnormal state.
電流遮断器12bが作動しているときには、遮断数mに応じて、電池ブロック11の満充電容量Cfは変化する。電池ブロック11は、並列に接続された複数の単電池12によって構成されているため、電池ブロック11の満充電容量Cfは、電池ブロック11を構成する各単電池12の満充電容量を合計した値となる。 When the current breaker 12b is operating, the full charge capacity Cf of the battery block 11 changes according to the number of breaks m. Since the battery block 11 is composed of a plurality of single cells 12 connected in parallel, the full charge capacity Cf of the battery block 11 is a value obtained by summing up the full charge capacities of the single cells 12 constituting the battery block 11. It becomes.
ここで、電流遮断器12bが作動したとき、作動状態の電流遮断器12bに対応した単電池12は、他の単電池12との並列接続から切り離される。すなわち、電池ブロック11を構成する単電池12の数は、遮断数mだけ減少し、単電池12の数が減少した分だけ、電池ブロック11の満充電容量Cfも低下する。この点を考慮すると、満充電容量Cf_r,Cf_bは、下記式(3)に示す関係を有する。 Here, when the current breaker 12b is activated, the cell 12 corresponding to the activated current breaker 12b is disconnected from the parallel connection with the other cell 12. That is, the number of single cells 12 constituting the battery block 11 is reduced by the number of cut-offs m, and the full charge capacity Cf of the battery block 11 is also reduced by the amount of reduction of the number of single cells 12. Considering this point, the full charge capacities Cf_r and Cf_b have a relationship represented by the following formula (3).
上記式(2),(3)に基づいて、上記式(1)を導き出すことができる。 Based on the above formulas (2) and (3), the above formula (1) can be derived.
上記式(1)に示すΔSOC_r,ΔSOC_bを算出するときにおいて、電池ブロック11のSOCを特定(推定)するためのOCVには、監視ユニット20による検出誤差が含まれてしまう。このため、監視ユニット20の検出誤差によって、ΔSOC_rやΔSOC_bの算出精度が低下してしまうおそれがある。特に、ΔSOC_r,ΔSOC_bが小さくなるほど、ΔSOC_r,ΔSOC_bに占める監視ユニット20の検出誤差の影響が大きくなりやすく、ΔSOC_r,ΔSOC_bの算出精度が低下しやすい。 When calculating ΔSOC_r and ΔSOC_b shown in the above formula (1), the OCV for specifying (estimating) the SOC of the battery block 11 includes a detection error by the monitoring unit 20. For this reason, there is a possibility that the calculation accuracy of ΔSOC_r and ΔSOC_b may be reduced due to the detection error of the monitoring unit 20. In particular, as ΔSOC_r and ΔSOC_b become smaller, the influence of the detection error of the monitoring unit 20 on ΔSOC_r and ΔSOC_b tends to increase, and the calculation accuracy of ΔSOC_r and ΔSOC_b tends to decrease.
ΔSOC_r,ΔSOC_bの算出精度が低下すると、上記式(1)に基づいて、遮断数mを特定しにくくなってしまう。特に、実際の遮断数が小さくなるほど、上記式(1)に示すΔSOC_r,ΔSOC_bの比率に基づいて、遮断数mを特定しにくくなる。 If the calculation accuracy of ΔSOC_r and ΔSOC_b is lowered, it is difficult to specify the number m of cut-offs based on the above equation (1). In particular, the smaller the actual number of interruptions, the more difficult it is to specify the number m of interruptions based on the ratio of ΔSOC_r and ΔSOC_b shown in the above equation (1).
図4には、遮断数mの判定が可能な領域と、遮断数mの判定が不可能な領域とを示している。図4において、境界ラインBLは、遮断数mの判定が可能な領域と、遮断数mの判定が不可能な領域との境界を示す。ここで、境界ラインBLよりも左側の領域では、遮断数mの判定が不可能となり、境界ラインBLよりも右側の領域では、遮断数mの判定が可能となる。 FIG. 4 shows a region where the blockage number m can be determined and a region where the blockage number m cannot be determined. In FIG. 4, a boundary line BL indicates a boundary between a region where the number of blocks m can be determined and a region where the number of blocks m cannot be determined. Here, in the area on the left side of the boundary line BL, the blockage number m cannot be determined, and in the area on the right side of the boundary line BL, the blockage number m can be determined.
図4に示すように、ΔSOC(ΔSOC_r,ΔSOC_b)が大きくなるほど、ΔSOCに占める監視ユニット20の検出誤差の影響が小さくなりやすい。すなわち、監視ユニット20の検出誤差は一定であるため、ΔSOCが大きくなるほど、ΔSOCに占める検出誤差の影響は小さくなる。この場合には、上記式(1)に基づいて、遮断数mを特定しやすくなる。 As shown in FIG. 4, the larger the ΔSOC (ΔSOC_r, ΔSOC_b), the smaller the influence of the detection error of the monitoring unit 20 that occupies ΔSOC. That is, since the detection error of the monitoring unit 20 is constant, the influence of the detection error on ΔSOC decreases as ΔSOC increases. In this case, it becomes easy to specify the number of cut-offs m based on the above formula (1).
一方、ΔSOCが小さくなるほど、ΔSOCに占める監視ユニット20の検出誤差の影響が大きくなりやすいため、上記式(1)に基づいて、遮断数mを特定しにくくなる。ただし、遮断数mが大きくなれば、上記式(1)に示すΔSOC_rおよびΔSOC_bの差が広がりやすくなり、上記式(1)に示すΔSOC_rおよびΔSOC_bの比率が変化しやすくなる。 On the other hand, the smaller the ΔSOC, the greater the influence of the detection error of the monitoring unit 20 that occupies ΔSOC. Therefore, it becomes difficult to specify the number of cut-offs m based on the above equation (1). However, if the cutoff number m increases, the difference between ΔSOC_r and ΔSOC_b shown in the above equation (1) tends to increase, and the ratio between ΔSOC_r and ΔSOC_b shown in the above equation (1) easily changes.
これにより、ΔSOC_rおよびΔSOC_bの比率に対して、監視ユニット20の検出誤差が与える影響が小さくなる。したがって、ΔSOCが小さくなっても、遮断数mが大きくなれば、遮断数mの判定を行うことができる。 Thus, the influence of the detection error of the monitoring unit 20 on the ratio of ΔSOC_r and ΔSOC_b is reduced. Therefore, even if ΔSOC decreases, if the number m of interruptions increases, the number m of interruptions can be determined.
次に、本実施例の電池システムにおいて、組電池10の外部充電を行う処理について説明する。図5は、外部充電を行うときの処理を示すフローチャートであり、図5に示す処理は、コントローラ40によって実行される。本実施例では、外部充電を行うときに、遮断数mの判定を行うようにしている。 Next, a process for externally charging the assembled battery 10 in the battery system of the present embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart showing processing when external charging is performed, and the processing shown in FIG. In this embodiment, when external charging is performed, the number m of cut-offs is determined.
ステップS101において、コントローラ40は、外部充電を開始するときの各電池ブロック11のOCV(OCV_s)を測定する。具体的には、組電池10が昇圧回路31と接続されていない状態において、分極に伴う電圧変化量を発生しにくい微弱な電流を組電池10に流すことにより、監視ユニット20によって、各電池ブロック11のOCV_sを検出することができる。 In step S101, the controller 40 measures the OCV (OCV_s) of each battery block 11 when starting external charging. Specifically, in a state where the assembled battery 10 is not connected to the booster circuit 31, each monitoring unit 20 causes each battery block to flow by passing a weak current that hardly generates a voltage change amount due to polarization to the assembled battery 10. Eleven OCV_s can be detected.
監視ユニット20によって検出されたOCV_sは、コントローラ40に出力される。コントローラ40は、OCVおよびSOCの対応関係を用いることにより、OCV_sに対応したSOC_sを特定することができる。すなわち、コントローラ40は、外部充電を開始する前における各電池ブロック11のSOC_sを推定することができる。 The OCV_s detected by the monitoring unit 20 is output to the controller 40. The controller 40 can specify SOC_s corresponding to OCV_s by using the correspondence relationship between OCV and SOC. That is, the controller 40 can estimate the SOC_s of each battery block 11 before starting external charging.
ステップS102において、コントローラ40は、組電池10の外部充電を開始させる。具体的には、プラグがインレット35と接続されている状態において、コントローラ40は、充電器34を動作させる。ここで、外部充電を行うときには、定電流で組電池10の充電を行うことができる。また、コントローラ40は、組電池10を充電するときの電流レート(充電レート)として、単電池12に流すことができる電流レートの上限値(許容上限レート)を設定する。 In step S <b> 102, the controller 40 starts external charging of the assembled battery 10. Specifically, the controller 40 operates the charger 34 in a state where the plug is connected to the inlet 35. Here, when performing external charging, the assembled battery 10 can be charged with a constant current. Further, the controller 40 sets an upper limit value (allowable upper limit rate) of the current rate that can be passed through the single cell 12 as a current rate (charging rate) when charging the assembled battery 10.
許容上限レートは、1つの単電池12に流すことができる最大の電流値(許容電流値)I_maxに基づいて設定することができる。このように充電レートを設定すれば、各電池ブロック11には、許容上限レートでの充電電流が流れることになる。ここで、各電池ブロック11は、並列に接続された複数の単電池12によって構成されているため、各電池ブロック11を構成する各単電池12には、許容上限レートでの電流値よりも小さい値の電流が流れる。 The allowable upper limit rate can be set based on the maximum current value (allowable current value) I_max that can be passed through one single battery 12. If the charging rate is set in this way, the charging current at the allowable upper limit rate flows through each battery block 11. Here, since each battery block 11 is configured by a plurality of single cells 12 connected in parallel, each single cell 12 constituting each battery block 11 is smaller than the current value at the allowable upper limit rate. Value current flows.
すなわち、電池ブロック11が作動状態の電流遮断器12bを含んでいないとき、電池ブロック11を構成する各単電池12には、許容上限レートでの電流値を総数Nで除算した値の電流が流れることになる。また、電池ブロック11が作動状態の電流遮断器12bを含んでいるとき、電池ブロック11を構成する各単電池12には、許容上限レートでの電流値を数「N−m」で除算した値の電流が流れることになる。 That is, when the battery block 11 does not include the activated current circuit breaker 12b, the current of the value obtained by dividing the current value at the allowable upper limit rate by the total number N flows to each single cell 12 constituting the battery block 11. It will be. Further, when the battery block 11 includes the activated current breaker 12b, each cell 12 constituting the battery block 11 has a value obtained by dividing the current value at the allowable upper limit rate by the number “N−m”. Current will flow.
このように、電池ブロック11を構成する各単電池12には、許容上限レートでの電流値を、総数N又は数「N−m」で除算した値の電流が流れるため、各単電池12に流れる電流値は、許容上限レートでの電流値よりも小さくなる。仮に、遮断数mが「N−1」であるときには、1つの単電池12だけに充電電流が流れるが、このときの電流値は、上述した許容電流値I_maxとなるため、単電池12に対して過大な電流が流れることを防止できる。なお、ステップS102の処理で設定される充電レートは、許容電流値I_maxよりも低い電流値に基づいて設定することもできる。 Thus, each unit cell 12 constituting the battery block 11 has a current value obtained by dividing the current value at the allowable upper limit rate by the total number N or the number “N−m”. The flowing current value is smaller than the current value at the allowable upper limit rate. If the interruption number m is “N−1”, the charging current flows only to one unit cell 12, but the current value at this time becomes the above-described allowable current value I_max. Therefore, it is possible to prevent an excessive current from flowing. Note that the charge rate set in the process of step S102 can also be set based on a current value lower than the allowable current value I_max.
ステップS103において、コントローラ40は、電池ブロック11の充電量が、遮断数mの判定が可能な充電量に到達したか否かを判別する。電池ブロック11の充電量は、外部充電を行っている間に、電流センサ21によって検出された電流値を積算することによって算出することができる。遮断数mの判定が可能な充電量とは、図4に示すΔSOCに相当し、図4の境界ラインBLに示すように、判定が可能な遮断数mに応じて、ΔSOCが変化する。 In step S <b> 103, the controller 40 determines whether or not the charge amount of the battery block 11 has reached a charge amount that allows determination of the cutoff number m. The amount of charge of the battery block 11 can be calculated by integrating the current value detected by the current sensor 21 during external charging. The amount of charge that can be determined for the number of interruptions m corresponds to ΔSOC shown in FIG. 4, and ΔSOC changes according to the number of interruptions m that can be determined, as indicated by the boundary line BL in FIG.
図4に示すΔSOCは、正常状態にある電池ブロック11の満充電容量と、外部充電に伴う電流積算値とから算出できる。このため、外部充電に伴う電流積算値を監視すれば、遮断数mの判定が可能な充電量に到達したか否かを判別することができる。 The ΔSOC shown in FIG. 4 can be calculated from the full charge capacity of the battery block 11 in a normal state and the integrated current value associated with external charging. For this reason, if the current integrated value accompanying external charging is monitored, it is possible to determine whether or not a charge amount that can determine the number m of interruptions has been reached.
外部充電を続けるほど、ΔSOCが上昇することになる。ここで、図4を用いて説明したように、ΔSOCが小さくなるほど、遮断数mの判定を行いにくくなるが、実際の遮断数が大きければ、ΔSOCが小さくても、遮断数mを特定することができる。外部充電を開始した直後では、ΔSOCが小さくなるが、このようなΔSOCであっても、遮断数mが大きければ、遮断数mの判定を行うことができる。そこで、外部充電を開始した後においては、遮断数mが大きい側から、遮断数mの判定を行うことができる。 As the external charging continues, ΔSOC increases. Here, as described with reference to FIG. 4, the smaller the ΔSOC, the more difficult it is to determine the number m of interruptions. However, if the actual number of interruptions is large, the number m of interruptions is specified even if ΔSOC is small. Can do. Immediately after the start of external charging, ΔSOC decreases, but even with such ΔSOC, if the number of interruptions m is large, determination of the number of interruptions m can be made. Therefore, after the external charging is started, it is possible to determine the cutoff number m from the side where the cutoff number m is large.
ステップS103において、電池ブロック11の充電量が、遮断数mの判定が可能な充電量に到達していれば、コントローラ40は、ステップS104の処理を行う。一方、電池ブロック11の充電量が、遮断数mの判定が可能な充電量に到達していなければ、コントローラ40は、外部充電を継続させる。 In step S103, if the amount of charge of the battery block 11 has reached the amount of charge that can be determined for the cutoff number m, the controller 40 performs the process of step S104. On the other hand, if the amount of charge of the battery block 11 has not reached the amount of charge that can be determined for the cutoff number m, the controller 40 continues external charging.
ステップS104において、コントローラ40は、充電器34の動作を制御することにより、組電池10の外部充電を一旦、停止させる。組電池10の外部充電を停止させれば、組電池10(電池ブロック11)の分極を緩和させることができ、監視ユニット20を用いて、電池ブロック11のOCV(OCV_m)を測定することができる。ここで、外部充電を停止させてから所定時間が経過した後に、電池ブロック11のOCV_mを測定することが好ましい。 In step S <b> 104, the controller 40 controls the operation of the charger 34 to temporarily stop external charging of the assembled battery 10. If external charging of the assembled battery 10 is stopped, the polarization of the assembled battery 10 (battery block 11) can be relaxed, and the OCV (OCV_m) of the battery block 11 can be measured using the monitoring unit 20. . Here, it is preferable to measure the OCV_m of the battery block 11 after a predetermined time has elapsed since external charging was stopped.
組電池10(電池ブロック11)の通電(充放電)を停止させる時間が長くなるほど、組電池10(電池ブロック11)の分極を解消させやすくなる。分極を解消させるまでの時間は、実験などによって予め求めておくことができる。また、電池ブロック11のOCV_mを測定することにより、OCVおよびSOCの対応関係を用いて、OCV_mに対応したSOC_mを特定(推定)することができる。 As the time for stopping energization (charging / discharging) of the assembled battery 10 (battery block 11) becomes longer, the polarization of the assembled battery 10 (battery block 11) is more easily eliminated. The time until the polarization is eliminated can be obtained in advance by an experiment or the like. Further, by measuring OCV_m of battery block 11, it is possible to specify (estimate) SOC_m corresponding to OCV_m using the correspondence relationship between OCV and SOC.
ステップS105において、コントローラ40は、遮断数mの判定を行う。具体的には、コントローラ40は、ステップS101の処理で得られたSOC_sと、ステップS104の処理で得られたSOC_mとを用いて、各電池ブロック11のΔSOCを算出する。そして、コントローラ40は、上記式(1)を用いて、遮断数mの判定を行う。 In step S105, the controller 40 determines the number of cut-offs m. Specifically, the controller 40 calculates ΔSOC of each battery block 11 using SOC_s obtained by the process of step S101 and SOC_m obtained by the process of step S104. And the controller 40 determines the interruption | blocking number m using said Formula (1).
電池ブロック11のΔSOCを算出すれば、図4に示す情報を用いて、現在のΔSOCにおいて判別できる遮断数mを特定することができる。現在における電池ブロック11のΔSOC(ΔSOC_r,ΔSOC_b)と、図4を用いて特定した遮断数mとが、上記式(1)の関係を満たすとき、コントローラ40は、ΔSOC_bを示す電池ブロック11において、特定した遮断数mの分だけ、電流遮断器12bが作動していることを判別できる。一方、現在のΔSOCと、特定した遮断数mとが、上記式(1)の関係を満たさないとき、コントローラ40は、ΔSOC_bを示す電池ブロック11において、特定した遮断数mの分だけ、電流遮断器12bが作動していないことを判別できる。 If the ΔSOC of the battery block 11 is calculated, the number of interruptions m that can be determined in the current ΔSOC can be specified using the information shown in FIG. When the current ΔSOC (ΔSOC_r, ΔSOC_b) of the battery block 11 and the shut-off number m specified using FIG. 4 satisfy the relationship of the above formula (1), the controller 40 in the battery block 11 indicating ΔSOC_b, It can be determined that the current breaker 12b is operating by the specified number of breaks m. On the other hand, when the current ΔSOC and the specified number of interruptions m do not satisfy the relationship of the above formula (1), the controller 40 causes the battery block 11 indicating ΔSOC_b to cut off the current by the specified number of interruptions m. It can be determined that the device 12b is not operating.
なお、電池ブロック11に含まれる、すべての単電池12において、電流遮断器12bが作動しているときには、電池ブロック11に電流が流れなくなり、結果として、組電池10にも電流が流れなくなる。したがって、外部充電を行っているにもかかわらず、組電池10に電流が流れていないことを、電流センサ21によって検出すれば、電池ブロック11に含まれるすべての電流遮断器12bが作動していることを判別できる。そこで、上記式(1)を用いれば、遮断数mが数Nではないときにおいて、遮断数mを特定することができる。 Note that in all the single cells 12 included in the battery block 11, when the current breaker 12 b is operating, no current flows through the battery block 11, and as a result, no current flows through the assembled battery 10. Therefore, all current breakers 12b included in the battery block 11 are in operation if the current sensor 21 detects that no current is flowing through the battery pack 10 despite external charging. Can be determined. Therefore, when the above equation (1) is used, the cutoff number m can be specified when the cutoff number m is not the number N.
ステップS106において、コントローラ40は、ステップS105の処理における判定結果に基づいて、電流遮断器12bが作動しているか否かを判別する。ここで、遮断数mが1以上であれば、電流遮断器12bが作動していることになる。電流遮断器12bが作動していると判別したとき、コントローラ40は、ステップS107の処理を行い、電流遮断器12bが作動していないと判別したとき、コントローラ40は、ステップS108の処理を行う。 In step S106, the controller 40 determines whether or not the current breaker 12b is operating based on the determination result in the process of step S105. Here, if the interruption number m is 1 or more, the current breaker 12b is in operation. When it is determined that the current breaker 12b is activated, the controller 40 performs the process of step S107. When it is determined that the current breaker 12b is not activated, the controller 40 performs the process of step S108.
ステップS107において、コントローラ40は、組電池10の外部充電を再開させる。ステップS107の処理では、電流遮断器12bが作動している状態であるため、コントローラ40は、充電レートを変更せずに、組電池10の外部充電を再開させる。すなわち、ステップS107の処理で設定される充電レートは、ステップS107の処理を行う直前に設定されていた充電レートと同じとなる。 In step S <b> 107, the controller 40 restarts external charging of the assembled battery 10. In the process of step S107, since the current breaker 12b is operating, the controller 40 restarts external charging of the assembled battery 10 without changing the charging rate. That is, the charge rate set in the process of step S107 is the same as the charge rate set immediately before the process of step S107 is performed.
ステップS105の処理において、遮断数mの分だけ、電流遮断器12bが作動していると判別したときには、充電レートを変化させないことが好ましい。すなわち、充電レートを上昇させてしまうと、電流遮断器12が作動していない単電池12に対して、過大な電流が流れてしまうおそれがある。そこで、ステップS107の処理では、充電レートを変更しないようにしている。 In the process of step S105, it is preferable not to change the charge rate when it is determined that the current breaker 12b is operating by the number of interruptions m. That is, if the charge rate is increased, an excessive current may flow to the unit cell 12 in which the current breaker 12 is not operating. Therefore, the charge rate is not changed in the process of step S107.
例えば、外部充電を開始した直後において、ステップS107の処理を行うとき、ステップS107の処理で設定される充電レートとしては、ステップS102の処理で設定された充電レートとなる。一方、後述するように、充電レートを上昇させた後において、ステップS107の処理を行うとき、ステップS107の処理で設定される充電レートとしては、直前に設定されていた充電レートとなる。 For example, when the process of step S107 is performed immediately after the start of external charging, the charge rate set in the process of step S107 is the charge rate set in the process of step S102. On the other hand, as will be described later, when the process of step S107 is performed after increasing the charge rate, the charge rate set in the process of step S107 is the charge rate set immediately before.
ステップS107の処理で外部充電を再開した後、ステップS109において、コントローラ40は、外部充電を完了させるか否かを判別する。外部充電を行うときには、外部充電を完了させる電圧値(充電完了電圧値)を設定することができ、電池ブロック11の電圧値が充電完了電圧値に到達したときには、外部充電を完了させることができる。このため、ステップS109の処理では、コントローラ40は、監視ユニット20によって検出された電池ブロック11の電圧値が充電完了電圧値に到達しているか否かを判別する。 After resuming external charging in the process of step S107, in step S109, the controller 40 determines whether or not to complete external charging. When performing external charging, a voltage value (charging completion voltage value) for completing external charging can be set, and when the voltage value of the battery block 11 reaches the charging completion voltage value, external charging can be completed. . For this reason, in the process of step S109, the controller 40 determines whether or not the voltage value of the battery block 11 detected by the monitoring unit 20 has reached the charging completion voltage value.
なお、組電池10の電圧値が、外部充電を完了させる電圧値に到達しているか否かを判別することにより、外部充電を完了させるか否かを判別することもできる。この場合において、外部充電を完了させる電圧値は、組電池10の電圧値に基づいて設定される。また、組電池10の電圧値は、監視ユニット20によって検出することができる。 In addition, it can also be determined whether external charging is completed by determining whether the voltage value of the assembled battery 10 has reached the voltage value which completes external charging. In this case, the voltage value for completing external charging is set based on the voltage value of the assembled battery 10. Further, the voltage value of the assembled battery 10 can be detected by the monitoring unit 20.
外部充電を完了させると判別したとき、コントローラ40は、図5に示す処理を終了する。一方、外部充電を完了させないと判別したとき、コントローラ40は、電池ブロック11(又は組電池10)の電圧値が充電完了電圧値に到達するまで、外部充電を継続させる。ここで、充電レートは、ステップS107の処理で設定された充電レートのままである。 When it is determined that the external charging is completed, the controller 40 ends the process shown in FIG. On the other hand, when it is determined that the external charging is not completed, the controller 40 continues the external charging until the voltage value of the battery block 11 (or the assembled battery 10) reaches the charging completion voltage value. Here, the charge rate remains the charge rate set in step S107.
ステップS108において、コントローラ40は、組電池10の外部充電を再開させる。ステップS108の処理では、電流遮断器12bが作動していない状態であるため、コントローラ40は、充電レートを上昇させることができる。ステップS106の処理からステップS108の処理に進むときには、現在のΔSOCに対応した遮断数m(図4を用いて特定される遮断数m)の分だけ、電流遮断器12bが作動していないことを確認することができる。 In step S108, the controller 40 restarts external charging of the assembled battery 10. In the process of step S108, since the current breaker 12b is not operating, the controller 40 can increase the charging rate. When the process proceeds from the process of step S106 to the process of step S108, it is confirmed that the current breaker 12b is not operated by the number of breaks m corresponding to the current ΔSOC (the number of breaks m specified using FIG. 4). Can be confirmed.
すなわち、ステップS108の処理において、コントローラ40は、少なくとも、現在のΔSOCに対応した遮断数mの分だけは、電流遮断器12bが作動していないことを確認することができる。言い換えれば、コントローラ40は、電流遮断器12bが作動していたとしても、実際の遮断数は、現在のΔSOCに対応した遮断数mよりも小さい数であることを確認することができる。 That is, in the process of step S108, the controller 40 can confirm that the current breaker 12b is not operating at least for the number m of breaks corresponding to the current ΔSOC. In other words, the controller 40 can confirm that the actual number of interruptions is smaller than the number of interruptions m corresponding to the current ΔSOC even if the current breaker 12b is operating.
したがって、充電レートを上昇させたとしても、電池ブロック11に含まれる各単電池12に流れる電流値が、単電池12に流すことができる許容電流値I_maxを超えにくくなる。充電レートを上昇させるときには、電流遮断器12bが作動していない単電池12の数を考慮して、充電レートを設定することができる。 Therefore, even if the charging rate is increased, the current value flowing through each battery cell 12 included in the battery block 11 is less likely to exceed the allowable current value I_max that can be passed through the battery cell 12. When increasing the charging rate, the charging rate can be set in consideration of the number of single cells 12 in which the current breaker 12b is not operating.
ステップS106の処理において、遮断数mでの遮断が発生していないことを判別したとき、少なくとも「N−m」個の単電池12については、電流遮断器12bが作動していないことを確認できる。具体的には、ステップS106の処理からステップS108の処理に進んだときには、少なくとも2個の単電池12については、電流遮断器12bが作動していないことを確認できる。 In the process of step S106, when it is determined that no interruption at the interruption number m has occurred, it can be confirmed that the current breaker 12b is not operating for at least “N−m” unit cells 12. . Specifically, when the process proceeds from the process of step S106 to the process of step S108, it can be confirmed that the current breaker 12b is not operating for at least two unit cells 12.
そこで、電池ブロック11(組電池10)には、単電池12に流すことができる許容電流値I_maxの2倍以上の電流を流すことができる。具体的には、「N−m」個の単電池12について、電流遮断器12bが作動していないことを確認したときには、許容電流値I_maxに「N−m」を乗算した電流値だけ、電池ブロック11に電流を流すことができる。 Therefore, the battery block 11 (the assembled battery 10) can be supplied with a current that is at least twice the allowable current value I_max that can be supplied to the single battery 12. Specifically, when it is confirmed that the current breaker 12b is not operating for the “N−m” number of single cells 12, the battery is set to the current value obtained by multiplying the allowable current value I_max by “N−m”. A current can be passed through the block 11.
電池ブロック11の充電電流値として、電流値「I_max×(N−m)」を設定しても、電池ブロック11に含まれる単電池12には、許容電流値I_max以上の電流が流れることはない。電池ブロック11に電流値「I_max×(N−m)」の充電電流を流せば、少なくとも「N−m」個の単電池12に充電電流が流れる。ここで、各単電池12には、電流値「I_max×(N−m)」を、少なくとも「N−m」個で除算した値の電流が流れることになる。したがって、単電池12には、許容電流値I_max以上の電流が流れることはなく、単電池12に過大な電流が流れることを防止できる。 Even if the current value “I_max × (N−m)” is set as the charging current value of the battery block 11, no current exceeding the allowable current value I_max flows through the single cells 12 included in the battery block 11. . If a charging current having a current value “I_max × (N−m)” is allowed to flow through the battery block 11, the charging current flows through at least “N−m” unit cells 12. Here, a current having a value obtained by dividing the current value “I_max × (N−m)” by at least “N−m” flows through each cell 12. Therefore, the current exceeding the allowable current value I_max does not flow through the single battery 12, and an excessive current can be prevented from flowing through the single battery 12.
ステップS108の処理によって、充電レートを上昇させることにより、外部充電を行う時間を短縮することができる。また、上述したように、充電レートを上昇させたとしても、許容電流値I_maxを超える過大な電流が単電池12に流れてしまうことを防止できる。 By increasing the charging rate by the process of step S108, the time for performing external charging can be shortened. Further, as described above, even if the charging rate is increased, it is possible to prevent an excessive current exceeding the allowable current value I_max from flowing into the single battery 12.
ステップS108の処理で外部充電を再開した後、ステップS110において、コントローラ40は、外部充電を完了させるか否かを判別する。ステップS110の処理は、ステップS109の処理と同様である。ステップS110において、外部充電を完了させないとき、コントローラ40は、ステップS103の処理を再び行う。一方、外部充電を完了させるとき、コントローラ40は、図5に示す処理を終了する。 After resuming external charging in the process of step S108, in step S110, the controller 40 determines whether or not to complete external charging. The process of step S110 is the same as the process of step S109. In step S110, when the external charging is not completed, the controller 40 performs the process of step S103 again. On the other hand, when completing the external charging, the controller 40 ends the process shown in FIG.
ステップS110の処理からステップS103の処理に戻ったとき、ステップS103の処理では、電池ブロック11の充電量が、遮断数mの判定が可能な充電量に到達しているか否かが判別される。ここで、電池ブロック11の充電量は、外部充電を開始したときからの充電量である。このため、外部充電が進行するほど、ステップS103の処理で用いられる電池ブロック11の充電量は、上昇することになる。 When the process returns from the process of step S110 to the process of step S103, it is determined in the process of step S103 whether or not the charge amount of the battery block 11 has reached a charge amount at which the number of interruptions m can be determined. Here, the amount of charge of the battery block 11 is the amount of charge since the start of external charging. For this reason, the amount of charge of the battery block 11 used in the process of step S103 increases as external charging progresses.
図5に示す処理によれば、図6に示すように、充電レートを変化させることができる。図6は、外部充電を開始してから完了するまでの間において、電池ブロック11のSOCの挙動を示す。図6において、横軸は充電時間を示し、縦軸は、電池ブロック11のSOCを示す。 According to the processing shown in FIG. 5, the charging rate can be changed as shown in FIG. FIG. 6 shows the SOC behavior of the battery block 11 from the start to the completion of external charging. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the charging time, and the vertical axis indicates the SOC of the battery block 11.
図6では、時刻t11,t12,t13のそれぞれにおいて、図5のステップS105の処理で説明した遮断数mの判定が行われている。ここで、図4を用いて説明したように、時刻t11でのΔSOCは、最も小さく、時刻t11で判定される遮断数mの数は、最も大きい。そして、時刻t11,t12,t13の順に充電時間が経過するにつれて、ΔSOCは上昇するため、判定される遮断数mの数は小さくなる。 In FIG. 6, at each of times t11, t12, and t13, the determination of the blocking number m described in the process of step S105 in FIG. 5 is performed. Here, as described with reference to FIG. 4, ΔSOC at time t11 is the smallest, and the number of cutoffs m determined at time t11 is the largest. Then, as the charging time elapses in the order of times t11, t12, and t13, ΔSOC increases, so the number of cut-off numbers m to be determined decreases.
時刻t0では、外部充電が開始され、時刻t0から時刻t11までの間は、充電レートがK1[C]に設定される。ここで、充電レートK1は、単電池12の許容電流値I_maxに相当し、各電池ブロック11には、充電レートK1の充電電流が流れることになる。時刻t11において、遮断数mの判定を行い、電流遮断器12bが作動していないことを確認できれば、充電レートがK1[C]からK2[C]に変更される。ここで、充電レートK2は、充電レートK1よりも高い。 At time t0, external charging is started, and the charging rate is set to K1 [C] from time t0 to time t11. Here, the charging rate K1 corresponds to the allowable current value I_max of the unit cell 12, and the charging current of the charging rate K1 flows through each battery block 11. At time t11, when the number of interruptions m is determined and it can be confirmed that the current breaker 12b is not operating, the charging rate is changed from K1 [C] to K2 [C]. Here, the charging rate K2 is higher than the charging rate K1.
時刻t11以降では、充電レートK2において、外部充電が行われ、時刻t12において、遮断数mの判定が行われる。時刻t12で判定される遮断数mは、時刻t11で判定される遮断数mよりも小さい。時刻t12での判定において、電流遮断器12bが作動していないことを確認できれば、充電レートがK2[C]からK3[C]に変更される。ここで、充電レートK3は、充電レートK2よりも高い。 After time t11, external charging is performed at the charging rate K2, and at time t12, the number of cut-offs m is determined. The blocking number m determined at time t12 is smaller than the blocking number m determined at time t11. In the determination at time t12, if it can be confirmed that the current breaker 12b is not operating, the charging rate is changed from K2 [C] to K3 [C]. Here, the charging rate K3 is higher than the charging rate K2.
時刻t12以降では、充電レートK3において、外部充電が行われ、時刻t13において、遮断数mの判定が行われる。時刻t13で判定される遮断数mは、時刻t12で判定される遮断数mよりも小さい。時刻t13での判定において、電流遮断器12bが作動していないことを確認できれば、充電レートがK3[C]からK4[C]に変更される。ここで、充電レートK4は、充電レートK3よりも高い。 After time t12, external charging is performed at the charging rate K3, and at time t13, the number of cut-offs m is determined. The blocking number m determined at time t13 is smaller than the blocking number m determined at time t12. In the determination at time t13, if it can be confirmed that the current breaker 12b is not operating, the charging rate is changed from K3 [C] to K4 [C]. Here, the charging rate K4 is higher than the charging rate K3.
時刻t14では、電池ブロック11(又は組電池10)の電圧値が充電完了電圧値に到達しており、時刻t14において、外部充電が完了する。本実施例によれば、外部充電によってΔSOCが上昇するにつれて、遮断数mの大きい側から小さい側に向かって、遮断数mの判定を行っている。そして、電流遮断器12bが作動していないことを確認するたびに、充電レートを上昇させている。 At time t14, the voltage value of the battery block 11 (or the assembled battery 10) has reached the charging completion voltage value, and external charging is completed at time t14. According to the present embodiment, as ΔSOC increases due to external charging, the number of cut-offs m is determined from the larger side of the cut-off number m toward the smaller side. Each time it is confirmed that the current breaker 12b is not operating, the charging rate is increased.
充電レートを上昇させることにより、外部充電を行う時間を短縮することができる。充電レートがK1[C]のままで、外部充電を続けてしまうと、図6に示すように、時刻t15において、外部充電が完了することになる。本実施例では、充電レートを段階的に上昇させているため、時刻t14および時刻t15の間の時間だけ、外部充電を行う時間を短縮することができる。 By increasing the charging rate, the time for external charging can be shortened. If external charging is continued while the charging rate remains K1 [C], external charging is completed at time t15 as shown in FIG. In this embodiment, since the charging rate is increased stepwise, the time for external charging can be shortened by the time between time t14 and time t15.
なお、時刻t11〜t13のいずれかの時刻において、電流遮断器12bが作動していることを確認すれば、充電レートを上昇させる処理が行われなくなる。すなわち、充電レートは、電流遮断器12bが作動していることを確認した直前に設定されている充電レートに固定される。例えば、時刻t12における遮断数mの判定によって、電流遮断器12bが作動していることを確認すれば、時刻t12から外部充電が完了するまで、充電レートはK2[C]に固定される。 If it is confirmed that the current breaker 12b is operating at any time from time t11 to time t13, the process for increasing the charge rate is not performed. That is, the charge rate is fixed to the charge rate set immediately before confirming that the current breaker 12b is operating. For example, if it is confirmed by the determination of the number of interruptions m at time t12 that the current breaker 12b is operating, the charging rate is fixed at K2 [C] from time t12 until external charging is completed.
図5に示す処理では、外部充電を一旦停止させて、遮断数mの判定を行った後に、外部充電を再開させている。すなわち、時刻t11,t12,t13のそれぞれでは、外部充電を一旦、停止させている。ここで、遮断数mの判定は、上記式(1)を用いた演算処理によって行われるため、遮断数mの判定に要する時間は僅かである。したがって、外部充電を停止させて、遮断数mの判定を行っても、外部充電を行う時間に与える影響は少なく、外部充電を行う時間は延びにくい。 In the process shown in FIG. 5, external charging is temporarily stopped, and after determining the number of cut-offs, external charging is resumed. That is, external charging is temporarily stopped at times t11, t12, and t13. Here, the determination of the blocking number m is performed by the arithmetic processing using the above formula (1), so that the time required for determining the blocking number m is very short. Therefore, even if external charging is stopped and the number m of interruptions is determined, there is little influence on the time for performing external charging, and the time for performing external charging is difficult to extend.
また、本実施例では、上記式(1)に示すように、ΔSOCに基づいて、遮断数mの判定を行っているが、これに限るものではない。上述したように、SOCおよびOCVは、対応関係にあるため、SOCの代わりに、OCVを用いることができる。すなわち、OCVの差ΔOCV(ΔSOCに対応する)に基づいて、遮断数mの判定を行うことができる。 Further, in this embodiment, as shown in the above formula (1), the number of cut-offs m is determined based on ΔSOC. However, the present invention is not limited to this. As described above, since SOC and OCV are in a correspondence relationship, OCV can be used instead of SOC. That is, it is possible to determine the cutoff number m based on the OCV difference ΔOCV (corresponding to ΔSOC).
本実施例の電池システムでは、図2に示す組電池10だけを用いているが、これに限るものではない。具体的には、図7に示すように、2種類の組電池10,50を用いることができる。図7は、本実施例の変形例である電池システムの構成を示しており、図1に対応する図である。図7では、外部電源によって組電池10,50を充電するシステムを省略しているが、本実施例と同様に、組電池10,50の少なくとも一方について、外部充電を行うことができる。 In the battery system of the present embodiment, only the assembled battery 10 shown in FIG. 2 is used, but the present invention is not limited to this. Specifically, as shown in FIG. 7, two types of assembled batteries 10 and 50 can be used. FIG. 7 shows a configuration of a battery system which is a modification of the present embodiment, and corresponds to FIG. In FIG. 7, a system for charging the assembled batteries 10 and 50 with an external power source is omitted, but external charging can be performed on at least one of the assembled batteries 10 and 50 as in the present embodiment.
組電池10は、システムメインリレーSMR−B1,SMR−G1,SMR−P1を介して、インバータ32と接続されている。ここで、コントローラ40は、各システムメインリレーSMR−B1,SMR−G1,SMR−P1をオンおよびオフの間で切り替える。組電池50は、システムメインリレーSMR−B2,SMR−G2,SMR−P2を介して、インバータ32と接続されている。ここで、コントローラ40は、各システムメインリレーSMR−B2,SMR−G2,SMR−P2をオンおよびオフの間で切り替える。 The assembled battery 10 is connected to the inverter 32 via system main relays SMR-B1, SMR-G1, and SMR-P1. Here, the controller 40 switches each system main relay SMR-B1, SMR-G1, SMR-P1 between ON and OFF. The assembled battery 50 is connected to the inverter 32 via system main relays SMR-B2, SMR-G2, and SMR-P2. Here, the controller 40 switches each system main relay SMR-B2, SMR-G2, SMR-P2 between ON and OFF.
組電池10,50は、インバータ32に対して並列に接続されている。図7に示す電池システムでは、昇圧回路31を省略しているが、昇圧回路31を設けることもできる。具体的には、組電池10,50の少なくとも一方とインバータ32との間の電流経路において、昇圧回路31を設けることができる。図7に示す電池システムによれば、2種類の組電池10,50を用意しておくことにより、車両の走行パターンに応じて、2種類の組電池10,50を使い分けることができる。 The assembled batteries 10 and 50 are connected in parallel to the inverter 32. In the battery system shown in FIG. 7, the booster circuit 31 is omitted, but the booster circuit 31 may be provided. Specifically, the booster circuit 31 can be provided in a current path between at least one of the assembled batteries 10 and 50 and the inverter 32. According to the battery system shown in FIG. 7, by preparing the two types of assembled batteries 10 and 50, the two types of assembled batteries 10 and 50 can be used properly according to the traveling pattern of the vehicle.
図7に示す組電池10は、本実施例で説明した組電池10である。組電池50は、図8に示すように、直列に接続された複数の単電池51によって構成されている。ここで、組電池10を構成する単電池12としては、高容量型電池を用いることができ、組電池50を構成する単電池51としては、高出力型電池を用いることができる。高出力型電池(単電池51)は、高容量型電池よりも大きな電流で充放電を行うことができる電池である。高容量型電池(単電池12)は、高出力型電池よりも大きな蓄電容量を有する電池である。 The assembled battery 10 shown in FIG. 7 is the assembled battery 10 described in the present embodiment. As shown in FIG. 8, the assembled battery 50 includes a plurality of single cells 51 connected in series. Here, a high-capacity battery can be used as the single battery 12 constituting the assembled battery 10, and a high-power battery can be used as the single battery 51 constituting the assembled battery 50. The high-power battery (unit cell 51) is a battery that can be charged and discharged with a larger current than the high-capacity battery. The high-capacity battery (single cell 12) is a battery having a larger storage capacity than the high-power battery.
例えば、車両の走行距離を延ばすときには、高容量型電池(単電池12)で構成された組電池10を用いることができる。一方、例えば、アクセルペダルの操作に応じた走行を行うときには、高出力型電池(単電池51)で構成された組電池50を用いることができる。 For example, when extending the travel distance of the vehicle, the assembled battery 10 composed of a high-capacity battery (unit cell 12) can be used. On the other hand, for example, when traveling according to the operation of the accelerator pedal, the assembled battery 50 composed of a high-power battery (unit cell 51) can be used.
図7に示す電池システムでは、組電池10に含まれる電池ブロック11に対して、本実施例で説明した遮断数mの判定を行うことができる。ここで、組電池50では、複数の単電池51が直列に接続されているため、組電池50の電流経路において、1つの電流遮断器を設けておけばよい。 In the battery system shown in FIG. 7, the determination of the number of cut-offs m described in the present embodiment can be performed on the battery block 11 included in the assembled battery 10. Here, in the assembled battery 50, since the plurality of single cells 51 are connected in series, one current breaker may be provided in the current path of the assembled battery 50.
次に、本発明の実施例2について説明する。本実施例において、実施例1で説明した部材と同一の部材については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例1と異なる点について、主に説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the same members as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Hereinafter, differences from the first embodiment will be mainly described.
実施例1では、上記式(1)に示すように、2つの電池ブロック11におけるΔSOC(ΔSOC_b,ΔSOC_r)を比較している。上記式(1)では、2つの電池ブロック11における満充電容量が互いに等しいものと仮定している。しかし、2つの電池ブロック11における満充電容量には、バラツキが発生することがある。すなわち、2つの電池ブロック11における劣化のバラツキによって、満充電容量のバラツキが発生することがある。劣化のバラツキは、2つの電池ブロック11における温度がばらつくことなどによって発生する。 In Example 1, ΔSOC (ΔSOC_b, ΔSOC_r) in the two battery blocks 11 is compared as shown in the above formula (1). In the above formula (1), it is assumed that the full charge capacities of the two battery blocks 11 are equal to each other. However, the full charge capacity of the two battery blocks 11 may vary. In other words, variations in full charge capacity may occur due to variations in deterioration of the two battery blocks 11. The variation in deterioration occurs due to variations in the temperatures of the two battery blocks 11.
2つの電池ブロック11における満充電容量にバラツキが発生してしまうと、上記式(1)を用いても、遮断数mの判定を行うことができなくなってしまうことがある。2つの電池ブロック11における満充電容量が互いに異なっていると、2つの電池ブロック11に対する充電量(上記式(2)に示すΣI)が同じであっても、2つの電池ブロック11におけるΔSOCが互いに異なってしまう。この場合には、電流遮断器12bが作動していなくても、ΔSOCのバラツキによって、電流遮断器12bが作動していると判別されてしまうおそれがある。 If the full charge capacities of the two battery blocks 11 vary, it may not be possible to determine the number of cut-offs m using the above formula (1). If the full charge capacities of the two battery blocks 11 are different from each other, ΔSOC in the two battery blocks 11 is equal to each other even if the charge amount (ΣI shown in the above formula (2)) is the same for the two battery blocks 11. It will be different. In this case, even if the current breaker 12b is not activated, it may be determined that the current breaker 12b is activated due to variations in ΔSOC.
そこで、本実施例では、下記式(4)に基づいて、遮断数mの判定を行うようにしている。 Therefore, in this embodiment, the number of cut-offs m is determined based on the following formula (4).
上記式(4)において、ΔSOC_b(n)は、電流遮断器12bの作動状態の判定対象となる電池ブロック11において、n回目の外部充電を行ったときのSOC変化量である。ΔSOC_b(n−1)は、判定対象となる電池ブロック11において、「n−1」回目の外部充電を行ったときのSOC変化量である。n回目および「n−1」回目の外部充電とは、互いに異なる時期に複数回の外部充電を行ったときにおいて、n回目に行われた外部充電と、「n−1」回目に行われた外部充電とを示す。 In the above equation (4), ΔSOC_b (n) is the SOC change amount when the nth external charge is performed in the battery block 11 that is the target of determination of the operating state of the current breaker 12b. ΔSOC_b (n−1) is the SOC change amount when the battery block 11 to be determined is subjected to the “n−1” th external charge. The n-th and "n-1" external chargings were performed for the n-th external charging and the "n-1" -th external charging when a plurality of external chargings were performed at different times. Indicates external charging.
また、ΔSOC_r(n)は、正常状態の電池ブロック11において、n回目の外部充電を行ったときのSOC変化量である。ΔSOC_r(n−1)は、正常状態の電池ブロック11において、「n−1」回目の外部充電を行ったときのSOC変化量である。上記式(4)では、n回目および「n−1」回目を比較しているが、これに限るものではなく、n回目および「n−k」回目を比較することもできる。ここで、kは、1よりも大きく、nよりも小さい整数である。すなわち、互いに異なる時期に外部充電を行ったときのΔSOC_b,ΔSOC_rを比較すればよい。 ΔSOC_r (n) is the SOC change amount when the battery block 11 in the normal state performs the nth external charge. ΔSOC_r (n−1) is the SOC change amount when the battery block 11 in the normal state performs the “n−1” external charging. In the above formula (4), the n-th and “n−1” times are compared, but the present invention is not limited to this, and the n-th and “n-k” times can also be compared. Here, k is an integer larger than 1 and smaller than n. That is, ΔSOC_b and ΔSOC_r when external charging is performed at different times may be compared.
上記式(4)によれば、ΔSOC_b(n)およびΔSOC_b(n−1)の比率を算出しているため、判定対象となる電池ブロック11の満充電容量Cf_b(上記式(2)参照)をキャンセルさせることができる。また、上記式(4)によれば、ΔSOC_r(n)およびΔSOC_r(n−1)の比率を算出しているため、正常状態の電池ブロック11における満充電容量Cf_r(上記式(2)参照)をキャンセルさせることができる。 According to the above equation (4), since the ratio of ΔSOC_b (n) and ΔSOC_b (n−1) is calculated, the full charge capacity Cf_b (see the above equation (2)) of the battery block 11 to be determined is calculated. Can be canceled. Further, according to the above equation (4), since the ratio of ΔSOC_r (n) and ΔSOC_r (n−1) is calculated, the full charge capacity Cf_r in the battery block 11 in the normal state (see the above equation (2)) Can be canceled.
このように、上記式(2)に示す満充電容量Cf_b,Cf_rが互いに異なっていても、上記式(4)を用いれば、満充電容量Cf_b,Cf_rのバラツキを考慮しなくても、遮断数mを算出することができる。上記式(4)によれば、n回目および「n−1」回目において、電流遮断器12bが作動していなければ、上記式(4)に示す左辺の値は、1となる。すなわち、上記式(4)に示す遮断数mが0となる。 Thus, even if the full charge capacities Cf_b and Cf_r shown in the above formula (2) are different from each other, the number of shut-offs can be obtained using the above formula (4) without considering the variation of the full charge capacities Cf_b and Cf_r. m can be calculated. According to the above equation (4), the value of the left side shown in the above equation (4) is 1 if the current breaker 12b is not operating at the n-th and “n−1” -th times. That is, the cutoff number m shown in the above equation (4) is zero.
一方、n回目において、電流遮断器12bが初めて作動したときには、上記式(4)に示す左辺の値が1よりも小さくなる。すなわち、上記式(4)に示す遮断数mが1以上となる。これに伴い、上記式(4)から遮断数mを算出することができる。 On the other hand, when the current breaker 12b is activated for the first time at the n-th time, the value of the left side shown in the above equation (4) becomes smaller than 1. That is, the cutoff number m shown in the above formula (4) is 1 or more. Along with this, the cutoff number m can be calculated from the above equation (4).
なお、n回目および「n−1」回目の外部充電において、1つの電池ブロック11におけるΔSOCを比較すれば、満充電容量のバラツキを考慮せずに、遮断数mを算出することができる。具体的には、下記式(5)に基づいて、遮断数mを算出することができる。 In addition, in the n-th and “n−1” -th external charging, if the ΔSOC in one battery block 11 is compared, the cutoff number m can be calculated without considering the variation of the full charge capacity. Specifically, the number of cut-offs m can be calculated based on the following formula (5).
上記式(5)によれば、「n−1」回目の外部充電において、電流遮断器12bが作動していなく、n回目の外部充電において、電流遮断器12bが作動しているときには、遮断数mを算出することができる。ここで、上記式(5)を用いて、遮断数mを算出するときには、「n−1」回目の外部充電を行うときの充電量(上記式(2)に示すΣI)と、n回目の外部充電を行うときの充電量(上記式(2)に示すΣI)とを等しくする必要がある。 According to the above formula (5), when the current breaker 12b is not activated in the “n−1” external charging and the current breaker 12b is activated in the nth external charging, m can be calculated. Here, when calculating the cutoff number m using the above equation (5), the charge amount (ΣI shown in the above equation (2)) when performing the “n−1” th external charge, and the nth time It is necessary to make the charge amount (ΣI shown in the above formula (2)) equal when performing external charging.
すなわち、n回目および「n−1」回目における充電量が互いに異なってしまうと、ΔSOC_b(n)およびΔSOC_b(n−1)を比較しても、遮断数mを特定しにくくなってしまう。n回目および「n−1」回目における充電量に差が発生しているときには、この差に応じた遮断数mが算出されてしまうおそれがあり、電流遮断器12bが実際に作動していることを判別しにくくなってしまう。 That is, if the charge amounts at the n-th time and the “n−1” -th time are different from each other, it is difficult to specify the number of cut-offs m even when ΔSOC_b (n) and ΔSOC_b (n−1) are compared. When there is a difference in the charge amount between the nth time and the “n−1” th time, there is a possibility that the number of interruptions m corresponding to this difference may be calculated, and the current breaker 12b is actually operating. It becomes difficult to distinguish.
ここで、実際に外部充電を行うときを想定すると、外部充電を開始するときの電池ブロック11のSOCは、組電池10の使用状態(充放電履歴)に応じて変化してしまう。外部充電を開始するときのSOCが変化してしまうと、外部充電を完了させるまでの充電量が変化してしまう。 Here, assuming that the external charging is actually performed, the SOC of the battery block 11 when the external charging is started changes depending on the use state (charge / discharge history) of the assembled battery 10. If the SOC at the start of external charging changes, the amount of charge until external charging is completed changes.
実施例1で説明したように、電池ブロック11又は組電池10の電圧値が充電完了電圧値に到達するまで、外部充電が行われる。このため、外部充電を開始するときの電池ブロック11又は組電池10のSOCが異なっていると、外部充電を完了させるまでの充電量が異なってしまう。このように、外部充電を行ったときの充電量が、n回目および「n−1」回目において異なってしまうと、上記式(5)を用いて、遮断数mを特定しにくくなってしまう。 As described in the first embodiment, external charging is performed until the voltage value of the battery block 11 or the assembled battery 10 reaches the charging completion voltage value. For this reason, if the SOC of the battery block 11 or the assembled battery 10 when starting external charging is different, the amount of charge until the external charging is completed will be different. Thus, if the amount of charge when external charging is performed differs between the n-th time and the “n−1” -th time, it becomes difficult to specify the number m of interruptions using the above formula (5).
上記式(4)によれば、ΔSOC_b(n)およびΔSOC_r(n)の比率を算出しているため、n回目の外部充電における充電量(上記式(2)に示すΣI)をキャンセルさせることができる。また、上記式(4)によれば、ΔSOC_b(n−1)およびΔSOC_r(n−1)の比率を算出しているため、「n−1」回目の外部充電における充電量(上記式(2)に示すΣI)をキャンセルさせることができる。このため、n回目および「n−1」回目における充電量が互いに異なっていても、遮断数mを算出する上では、充電量のバラツキを無視することができる。 According to the above equation (4), since the ratio of ΔSOC_b (n) and ΔSOC_r (n) is calculated, it is possible to cancel the charge amount (ΣI shown in the above equation (2)) in the nth external charge. it can. Further, according to the above equation (4), since the ratio of ΔSOC_b (n−1) and ΔSOC_r (n−1) is calculated, the charge amount in the “n−1” th external charge (the above equation (2 ΣI) shown in FIG. For this reason, even when the charge amounts at the n-th time and the “n−1” -th time are different from each other, the variation in the charge amount can be ignored in calculating the cutoff number m.
上述したように、上記式(4)を用いることにより、外部充電を行ったときの充電量のバラツキを考慮せずに、また、2つの電池ブロック11における満充電容量のバラツキを考慮せずに、遮断数mを算出することができる。上記式(4)を用いた遮断数mの判定は、図5に示すステップS105の処理で行うことができる。 As described above, by using the above equation (4), it is possible not to consider the variation in the amount of charge when external charging is performed, and without considering the variation in the full charge capacity in the two battery blocks 11. The number m of interruptions can be calculated. The determination of the blocking number m using the above equation (4) can be performed by the process of step S105 shown in FIG.
次に、本発明の実施例3について説明する。本実施例において、実施例1で説明した部材と同一の部材については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例1,2と異なる点について、主に説明する。 Next, Embodiment 3 of the present invention will be described. In the present embodiment, the same members as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Hereinafter, differences from the first and second embodiments will be mainly described.
実施例1では、遮断数mの判定を行い、電流遮断器12bが作動していないことを確認するたびに、充電レートを上昇させている。ここで、実際の組電池10の使用状態においては、電流遮断器12bが作動することは稀である。そこで、各電池ブロック11において、すべての単電池12に対する電流遮断器12bが作動していないと仮定して、組電池10(電池ブロック11)の外部充電を行うことができる。 In Example 1, the number m of interruptions is determined, and the charge rate is increased every time it is confirmed that the current breaker 12b is not operating. Here, in the actual use state of the assembled battery 10, the current breaker 12b rarely operates. Therefore, in each battery block 11, it is possible to perform external charging of the assembled battery 10 (battery block 11) on the assumption that the current breakers 12b for all the unit cells 12 are not activated.
この場合には、電池ブロック11に含まれる各単電池12に許容電流値I_maxの充電電流が流れるように、電池ブロック11を充電することができる。ここで、電池ブロック11は、並列に接続された複数の単電池12によって構成されているため、電池ブロック11には、許容電流値I_maxに対して、電池ブロック11を構成する単電池12の総数Nを乗算した電流値を流すことができる。 In this case, the battery block 11 can be charged such that a charging current having an allowable current value I_max flows through each single battery 12 included in the battery block 11. Here, since the battery block 11 includes a plurality of single cells 12 connected in parallel, the total number of the single cells 12 constituting the battery block 11 with respect to the allowable current value I_max is included in the battery block 11. A current value multiplied by N can be passed.
このように、電池ブロック11を構成する各単電池12に対して、許容電流値I_maxの充電電流を流すことにより、電池ブロック11(単電池12)の充電時間を短縮することができる。 Thus, the charging time of the battery block 11 (single battery 12) can be shortened by supplying a charging current having an allowable current value I_max to each single battery 12 constituting the battery block 11.
上述した充電レートで外部充電を開始するときにおいて、電流遮断器12bが作動している単電池12が存在していると、実施例1で説明したように、この単電池12と並列に接続された他の単電池12に対して、より多くの電流が流れてしまう。このように、他の単電池12に対する電流負荷が上昇すると、負極での皮膜形成などといった不可逆反応が発生してしまい、単電池12の満充電容量が低下してしまう。 When external charging is started at the above-described charging rate, if there is a unit cell 12 in which the current breaker 12b is operating, it is connected in parallel with the unit cell 12 as described in the first embodiment. More current flows through the other unit cells 12. As described above, when the current load on the other unit cell 12 increases, an irreversible reaction such as formation of a film on the negative electrode occurs, and the full charge capacity of the unit cell 12 decreases.
ここで、単電池12を使用するときには、単電池12における満充電容量の低下量(容量低下量という)が閾値に到達するまで、単電池12を使用し続けることができる。電流遮断器12bが作動している状態において、上述した充電レートで外部充電を継続させると、容量低下量が上昇して閾値に到達しやすくなってしまう。 Here, when the unit cell 12 is used, the unit cell 12 can continue to be used until the amount of decrease in the full charge capacity of the unit cell 12 (referred to as capacity decrease amount) reaches a threshold value. If external charging is continued at the above-described charging rate in the state where the current breaker 12b is operating, the capacity reduction amount increases and the threshold value is easily reached.
そこで、本実施例では、上述した充電レートで組電池10(電池ブロック11)の外部充電を行う間、容量低下量が許容量に到達しないことを確認しながら、遮断数mの判定を行うようにしている。ここで、許容量は、上述した容量低下量の閾値よりも小さい値とすることができる。また、遮断数mの判定を行うときには、実施例1と同様に、外部充電に伴う充電量の上昇に応じて、遮断数mが大きい側から小さい側に向かって、遮断数mの判定を行うことができる。 Therefore, in the present embodiment, while the external charging of the assembled battery 10 (battery block 11) is performed at the above-described charging rate, the interruption number m is determined while confirming that the capacity reduction amount does not reach the allowable amount. I have to. Here, the allowable amount can be set to a value smaller than the threshold value of the capacity reduction amount described above. Further, when determining the number of interruptions m, as in the first embodiment, the number of interruptions m is determined from the larger number of interruptions m toward the smaller side in accordance with the increase in the amount of charge accompanying external charging. be able to.
本実施例では、上述したように、電池ブロック11に含まれる各単電池12に対して、許容電流値I_maxでの充電電流が流れるように、外部充電を開始している。ここで、外部充電を開始するときに、既に、遮断数mが「N−1」であるときには、電池ブロック11に含まれる1つの単電池12に充電電流が流れてしまう。すなわち、1つの単電池12には、許容電流値I_maxを超える電流が流れてしまい、容量低下量が上昇してしまう。 In the present embodiment, as described above, external charging is started so that the charging current at the allowable current value I_max flows to each single cell 12 included in the battery block 11. Here, when external charging is started, if the interruption number m is already “N−1”, a charging current flows through one unit cell 12 included in the battery block 11. That is, a current exceeding the allowable current value I_max flows through one unit cell 12, and the capacity reduction amount increases.
そこで、本実施例では、外部充電を開始するときには、遮断数mが「N−1」であるときの容量低下量が発生していると仮定しておく。すなわち、外部充電を開始するときには、容量低下量が最も上昇しやすい状態を仮定しておく。ここで、充電時間が長くなるほど、容量低下量が上昇するため、充電時間および容量低下量の関係を予め求めておけば、充電時間に対応した容量低下量を推定することができる。 Therefore, in this embodiment, when external charging is started, it is assumed that a capacity reduction amount occurs when the cutoff number m is “N−1”. That is, when external charging is started, it is assumed that the capacity decrease amount is most likely to increase. Here, the capacity reduction amount increases as the charging time becomes longer. Therefore, if the relationship between the charging time and the capacity reduction amount is obtained in advance, the capacity reduction amount corresponding to the charging time can be estimated.
実施例1で説明したように、外部充電の進行に伴ってΔSOCが上昇すれば、遮断数mが「N−1」であるか否かを判定することができる。ここで、遮断数mが「N−1」ではないことを判定できれば、実際の容量低下量は、遮断数mが「N−1」であるときの容量低下量(仮定値)に沿って変化していないことを確認できる。すなわち、実際の容量低下量は、容量低下量(仮定値)よりも小さいことを確認できる。 As described in the first embodiment, if ΔSOC increases with the progress of external charging, it can be determined whether or not the cutoff number m is “N−1”. Here, if it can be determined that the interruption number m is not “N−1”, the actual capacity reduction amount changes along with the capacity reduction amount (assumed value) when the interruption number m is “N−1”. I can confirm that I have not done it. That is, it can be confirmed that the actual capacity reduction amount is smaller than the capacity reduction amount (assumed value).
遮断数mが「N−1」ではないことを判定できれば、実際の遮断数は、「N−2」以下となる可能性がある。そこで、遮断数mが「N−2」であるときの容量低下量が発生していると仮定することができる。そして、この仮定に基づいて、充電時間に対応した容量低下量(仮定値)を算出することができる。 If it can be determined that the block number m is not “N−1”, the actual block number may be “N−2” or less. Therefore, it can be assumed that a capacity reduction amount occurs when the cutoff number m is “N−2”. And based on this assumption, the amount of capacity reduction (assumed value) corresponding to the charging time can be calculated.
外部充電の進行に伴ってΔSOCが更に上昇すれば、遮断数mが「N−2」であるか否かを判定することができる。ここで、遮断数mが「N−2」ではないことを判定できれば、実際の容量低下量は、遮断数mが「N−2」であるときの容量低下量(仮定値)に沿って変化していないことを確認できる。すなわち、実際の容量低下量は、容量低下量(仮定値)よりも小さいことを確認できる。 If ΔSOC further increases with the progress of external charging, it can be determined whether or not the cutoff number m is “N−2”. Here, if it can be determined that the interruption number m is not “N−2”, the actual capacity decrease amount changes along with the capacity decrease amount (assumed value) when the interruption number m is “N−2”. I can confirm that I have not done it. That is, it can be confirmed that the actual capacity reduction amount is smaller than the capacity reduction amount (assumed value).
このように、電流遮断器12bが作動していないことを確認するたびに、容量低下量(仮定値)を低下させることにより、容量低下量(仮定値)が許容量に到達しにくくなる。すなわち、容量低下量(仮定値)が許容量に到達するまでは、最大の充電レートで外部充電を行い続けることができる。このように、容量低下量(仮定値)が許容量に到達しないことを確認しながら、最大の充電レートで外部充電を継続させることにより、外部充電を行う時間を短縮することができる。 Thus, every time it is confirmed that the current breaker 12b is not operating, the capacity decrease amount (assumed value) is less likely to reach the allowable amount by decreasing the capacity decrease amount (assumed value). That is, external charging can be continued at the maximum charging rate until the capacity reduction amount (assumed value) reaches the allowable amount. In this way, the external charging time can be shortened by continuing the external charging at the maximum charging rate while confirming that the capacity decrease amount (assumed value) does not reach the allowable amount.
本実施例における外部充電を行うときの処理について、図9に示すフローチャートを用いて説明する。図9に示す処理は、コントローラ40によって実行される。図9に示す処理では、外部充電を行いながら、遮断数mの判定を行っている。 Processing when external charging is performed in this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The process shown in FIG. 9 is executed by the controller 40. In the process shown in FIG. 9, the number m of interruptions is determined while performing external charging.
ステップS201において、コントローラ40は、外部充電を開始するときの各電池ブロック11のOCV(OCV_s)を測定する。また、OCV_sを測定することにより、OCV_sに対応したSOC_sを特定することができる。ステップS201の処理は、図5に示すステップS101の処理と同様である。 In step S201, the controller 40 measures the OCV (OCV_s) of each battery block 11 when starting external charging. Further, by measuring OCV_s, it is possible to identify SOC_s corresponding to OCV_s. The process of step S201 is the same as the process of step S101 shown in FIG.
ステップS202において、コントローラ40は、組電池10の外部充電を開始させる。具体的には、プラグがインレット35と接続されている状態において、コントローラ40は、充電器34を動作させる。ここで、外部充電を行うときには、定電流で充電を行うことができる。また、コントローラ40は、組電池10を充電するときの電流レート(充電レート)として、電池ブロック11に流すことができる電流レートの上限値(許容上限レート)を設定する。 In step S <b> 202, the controller 40 starts external charging of the assembled battery 10. Specifically, the controller 40 operates the charger 34 in a state where the plug is connected to the inlet 35. Here, when external charging is performed, charging can be performed with a constant current. Further, the controller 40 sets an upper limit value (allowable upper limit rate) of the current rate that can be passed through the battery block 11 as a current rate (charging rate) when charging the assembled battery 10.
許容上限レートは、上述したように、遮断数mが0であると仮定し、各電池ブロック11に含まれる、すべての単電池12に許容電流値I_maxが流れるように設定される。すなわち、許容上限レートでの電流値は、許容電流値I_maxに対して、電池ブロック11を構成する単電池12の総数Nを乗算した値となる。なお、ステップS202の処理では、電池ブロック11を構成するすべての単電池12に対して、許容電流値I_maxよりも低い電流値が流れるように、充電レートを設定することもできる。 As described above, the allowable upper limit rate is set so that the allowable current value I_max flows in all the unit cells 12 included in each battery block 11 on the assumption that the cutoff number m is zero. That is, the current value at the allowable upper limit rate is a value obtained by multiplying the allowable current value I_max by the total number N of the single cells 12 constituting the battery block 11. In the process of step S202, the charge rate can also be set so that a current value lower than the allowable current value I_max flows for all the cells 12 constituting the battery block 11.
また、ステップS202において、コントローラ40は、容量低下量(仮定値)の算出を開始する。具体的には、図10に示すマップ(一例)を予め用意しておき、図10に示すマップを用いて、コントローラ40は、容量低下量(仮定値)を算出する。図10に示すように、充電時間が経過するほど、容量低下量が上昇する。したがって、コントローラ40は、充電時間を計測することにより、計測時間(充電時間)に対応した容量低下量を特定することができる。 In step S202, the controller 40 starts calculating the amount of capacity reduction (assumed value). Specifically, a map (an example) shown in FIG. 10 is prepared in advance, and the controller 40 calculates a capacity reduction amount (assumed value) using the map shown in FIG. As shown in FIG. 10, the capacity reduction amount increases as the charging time elapses. Therefore, the controller 40 can specify the amount of capacity reduction corresponding to the measurement time (charging time) by measuring the charging time.
なお、図10では、容量低下量および充電時間の関係が、一次関数となっているが、これに限るものではない。すなわち、容量低下量および充電時間の関係は、実験などによって予め求められた関係となる。 In FIG. 10, the relationship between the capacity reduction amount and the charging time is a linear function, but is not limited thereto. That is, the relationship between the capacity reduction amount and the charging time is a relationship obtained in advance by experiments or the like.
図10に示す容量低下量の変化率は、遮断数mが変化することに応じて変化する。容量低下量の変化率とは、所定の充電時間に対する容量低下量の変化量を示す。ここで、遮断数mが大きくなるほど、容量低下量の変化率が大きくなる。言い換えれば、遮断数mが小さくなるほど、容量低下量の変化率が小さくなる。遮断数mが大きくなるほど、電流遮断器12bが作動していない単電池12に対する電流負荷が大きくなる。 The change rate of the capacity reduction amount shown in FIG. 10 changes according to the change in the number of interruptions m. The change rate of the capacity decrease amount indicates the change amount of the capacity decrease amount with respect to a predetermined charging time. Here, the rate of change in the amount of decrease in capacity increases as the number of interruptions m increases. In other words, the rate of change in the amount of decrease in capacity decreases as the number of interruptions m decreases. The larger the interruption number m, the greater the current load on the unit cell 12 in which the current breaker 12b is not operating.
ここで、図11に示すように、充電レートが高くなるほど、容量の低下速度が上昇する。このため、電流遮断器12bが作動していない単電池12においては、遮断数mが大きくなるほど、充電レートが高くなり、容量低下量が上昇しやすくなる。図10に示すマップは、遮断数m毎に用意しておくことができる。そして、後述するように、遮断数mの判定に応じて、容量低下量(仮定値)の算出に用いられるマップが変更される。 Here, as shown in FIG. 11, the rate of decrease in capacity increases as the charging rate increases. For this reason, in the single battery 12 in which the current breaker 12b is not operated, the charging rate increases and the capacity reduction amount tends to increase as the number of interruptions m increases. The map shown in FIG. 10 can be prepared for each blockage number m. Then, as will be described later, the map used for calculating the capacity decrease amount (assumed value) is changed according to the determination of the number of interruptions m.
例えば、外部充電を開始した直後では、遮断数mの判定が行われていなく、電池ブロック11を構成する、すべての単電池12に対して許容電流値I_maxが流れるように、充電レートが設定されている。この場合には、遮断数mが「N−1」であるときの容量低下量の挙動を示すマップを用いて、容量低下量(仮定値)が算出される。 For example, immediately after the start of external charging, the determination of the number of interruptions m is not performed, and the charging rate is set so that the allowable current value I_max flows for all the unit cells 12 constituting the battery block 11. ing. In this case, the capacity decrease amount (assumed value) is calculated using a map showing the behavior of the capacity decrease amount when the number of interruptions m is “N−1”.
一方、遮断数mの判定が行われたときには、判定が行われた遮断数mよりも1つ少ない数に基づいて、容量低下量(仮定値)が算出される。例えば、遮断数mが「N−1」ではないことを判定したときには、遮断数mが「N−2」であるときの容量低下量の挙動を示すマップを用いて、容量低下量(仮定値)が算出される。 On the other hand, when the determination of the shut-off number m is made, the capacity decrease amount (assumed value) is calculated based on a number that is one less than the judged shut-off number m. For example, when it is determined that the interruption number m is not “N−1”, the capacity reduction amount (assumed value) is used using a map indicating the behavior of the capacity reduction amount when the interruption number m is “N-2”. ) Is calculated.
ステップS203において、コントローラ40は、外部充電を完了させるか否かを判別する。具体的には、コントローラ40は、電池ブロック11(又は組電池10)の電圧値が充電完了電圧値に到達したか否かを判別する。ここで、外部充電が完了したとき、コントローラ40は、図9に示す処理を終了する。一方、外部充電が完了していないとき、コントローラ40は、ステップS204の処理を行う。 In step S203, the controller 40 determines whether or not to complete external charging. Specifically, the controller 40 determines whether or not the voltage value of the battery block 11 (or the assembled battery 10) has reached the charging completion voltage value. Here, when the external charging is completed, the controller 40 ends the processing shown in FIG. On the other hand, when the external charging is not completed, the controller 40 performs the process of step S204.
ステップS204において、コントローラ40は、電池ブロック11の充電量が、遮断数mの判定が可能な充電量に到達したか否かを判別する。電池ブロック11の充電量は、外部充電を行っている間に、電流センサ21によって検出された電流値を積算することによって算出することができる。遮断数mの判定が可能な充電量とは、図4に示すΔSOCに相当し、図4の境界ラインBLに示すように、判定が可能な遮断数mに応じて、ΔSOCが変化する。 In step S <b> 204, the controller 40 determines whether or not the charge amount of the battery block 11 has reached a charge amount that allows determination of the cutoff number m. The amount of charge of the battery block 11 can be calculated by integrating the current value detected by the current sensor 21 during external charging. The amount of charge that can be determined for the number of interruptions m corresponds to ΔSOC shown in FIG. 4, and ΔSOC changes according to the number of interruptions m that can be determined, as indicated by the boundary line BL in FIG.
実施例1と同様に、外部充電に伴う電流積算値を監視すれば、遮断数mの判定が可能な充電量に到達したか否かを判別することができる。電池ブロック11の充電量が、遮断数mの判定が可能な充電量に到達していれば、コントローラ40は、ステップS205の処理を行う。一方、電池ブロック11の充電量が、遮断数mの判定が可能な充電量に到達していなければ、コントローラ40は、ステップS203の処理を行う。 Similar to the first embodiment, if the current integrated value associated with external charging is monitored, it is possible to determine whether or not the charging amount at which the number of interruptions m can be determined has been reached. If the amount of charge of the battery block 11 has reached the amount of charge that can be determined as the number of interruptions m, the controller 40 performs the process of step S205. On the other hand, if the amount of charge of the battery block 11 has not reached the amount of charge that can be determined for the cutoff number m, the controller 40 performs the process of step S203.
ステップS205において、コントローラ40は、充電器34の動作を制御することにより、組電池10の外部充電を一旦、停止させる。組電池10の外部充電を停止させれば、組電池10(電池ブロック11)の分極を緩和させることができ、監視ユニット20を用いて、電池ブロック11のOCV(OCV_m)を測定することができる。 In Step S <b> 205, the controller 40 temporarily stops the external charging of the assembled battery 10 by controlling the operation of the charger 34. If external charging of the assembled battery 10 is stopped, the polarization of the assembled battery 10 (battery block 11) can be relaxed, and the OCV (OCV_m) of the battery block 11 can be measured using the monitoring unit 20. .
電池ブロック11のOCV_mを測定することにより、OCVおよびSOCの対応関係を用いて、OCV_mに対応したSOC_mを特定(推定)することができる。ここで、図5に示すステップS104の処理と同様に、外部充電を停止させてから所定時間が経過した後に、電池ブロック11のOCV_mを測定することが好ましい。 By measuring OCV_m of battery block 11, it is possible to specify (estimate) SOC_m corresponding to OCV_m using the correspondence relationship between OCV and SOC. Here, as in the process of step S104 shown in FIG. 5, it is preferable to measure the OCV_m of the battery block 11 after a predetermined time has elapsed since the external charging was stopped.
ステップS206において、コントローラ40は、遮断数mの判定を行う。具体的には、コントローラ40は、ステップS201の処理で得られたSOC_sと、ステップS205の処理で得られたSOC_mとを用いて、各電池ブロック11のΔSOCを算出する。そして、コントローラ40は、上記式(1)を用いて、遮断数mの判定を行う。なお、実施例2で説明した方法によって、遮断数mの判定を行うこともできる。 In step S206, the controller 40 determines the cutoff number m. Specifically, the controller 40 calculates ΔSOC of each battery block 11 using the SOC_s obtained by the process of step S201 and the SOC_m obtained by the process of step S205. And the controller 40 determines the interruption | blocking number m using said Formula (1). Note that the number m of interruptions can be determined by the method described in the second embodiment.
電池ブロック11のΔSOCを算出すれば、図4に示す情報を用いて、現在のΔSOCにおいて判別できる遮断数mを特定することができる。現在における電池ブロック11のΔSOC(ΔSOC_r,ΔSOC_b)と、図4を用いて特定した遮断数mとが、上記式(1)の関係を満たすとき、コントローラ40は、ΔSOC_bを示す電池ブロック11において、特定した遮断数mの分だけ、電流遮断器12bが作動していることを判別できる。 If the ΔSOC of the battery block 11 is calculated, the number of interruptions m that can be determined in the current ΔSOC can be specified using the information shown in FIG. When the current ΔSOC (ΔSOC_r, ΔSOC_b) of the battery block 11 and the shut-off number m specified using FIG. 4 satisfy the relationship of the above formula (1), the controller 40 in the battery block 11 indicating ΔSOC_b, It can be determined that the current breaker 12b is operating by the specified number of breaks m.
一方、現在のΔSOC(ΔSOC_r,ΔSOC_b)と、特定した遮断数mとが、上記式(1)の関係を満たさないとき、コントローラ40は、ΔSOC_bを示す電池ブロック11において、特定した遮断数mの分だけ、電流遮断器12bが作動していないことを判別できる。 On the other hand, when the current ΔSOC (ΔSOC_r, ΔSOC_b) and the specified cutoff number m do not satisfy the relationship of the above formula (1), the controller 40 determines the specified cutoff number m in the battery block 11 indicating ΔSOC_b. It can be determined that the current breaker 12b is not activated by the amount.
ステップS207において、コントローラ40は、ステップS206の処理における判定結果に基づいて、電流遮断器12bが作動しているか否かを判別する。ここで、遮断数mが1以上であれば、電流遮断器12bが作動していることになる。電流遮断器12bが作動していると判別したとき、コントローラ40は、ステップS208の処理を行い、電流遮断器12bが作動していないと判別したとき、コントローラ40は、ステップS211の処理を行う。 In step S207, the controller 40 determines whether or not the current breaker 12b is operating based on the determination result in the process of step S206. Here, if the interruption number m is 1 or more, the current breaker 12b is in operation. When it is determined that the current breaker 12b is activated, the controller 40 performs the process of step S208. When it is determined that the current breaker 12b is not activated, the controller 40 performs the process of step S211.
ステップS208において、コントローラ40は、容量低下量(仮定値)が許容量に到達したか否かを判別する。コントローラ40は、ステップS202の処理によって外部充電を開始したときから、ステップS205の処理によって外部充電を停止するまでの時間を計測することにより、図10に示すマップを用いて、容量低下量(仮定値)を算出することができる。ここで、外部充電を行っている時間は、タイマを用いて計測することができる。 In step S208, the controller 40 determines whether or not the capacity decrease amount (assumed value) has reached an allowable amount. The controller 40 uses the map shown in FIG. 10 to measure the amount of decrease in capacity (assumed that the external charging is started by the process of step S202 until the external charging is stopped by the process of step S205. Value) can be calculated. Here, the time during which external charging is performed can be measured using a timer.
そして、コントローラ40は、算出した容量低下量(仮定値)が許容量に到達しているか否かを判別する。容量低下量(仮定値)が許容量に到達しているとき、コントローラ40は、ステップS209の処理を行う。一方、容量低下量(仮定値)が許容量に到達していないとき、コントローラ40は、ステップS210の処理を行う。 Then, the controller 40 determines whether or not the calculated capacity reduction amount (assumed value) has reached an allowable amount. When the capacity reduction amount (assumed value) reaches the allowable amount, the controller 40 performs the process of step S209. On the other hand, when the capacity reduction amount (assumed value) does not reach the allowable amount, the controller 40 performs the process of step S210.
ステップS209において、コントローラ40は、充電レートを低下させた状態において、組電池10の外部充電を再開させる。ステップS209の処理では、ステップS209の処理を行う前に設定されている充電レートよりも低い値に充電レートが設定される。例えば、ステップS202の処理によって、充電レートが設定されているときには、この充電レートよりも低い値に充電レートが設定される。また、既に充電レートを低下させているときには、この充電レートよりも低い値に充電レートが設定される。 In step S209, the controller 40 restarts external charging of the assembled battery 10 in a state where the charging rate is lowered. In the process of step S209, the charge rate is set to a value lower than the charge rate set before performing the process of step S209. For example, when the charge rate is set by the process of step S202, the charge rate is set to a value lower than the charge rate. Further, when the charge rate is already lowered, the charge rate is set to a value lower than this charge rate.
充電レートを低下させることにより、単電池12に対する電流負荷を低減することができ、容量低下量の上昇を抑制することができる。すなわち、容量低下量(仮定値)が許容量に到達した後において、容量低下量が上述した閾値(容量低下量)に到達しにくくすることができる。 By reducing the charging rate, the current load on the single battery 12 can be reduced, and the increase in the capacity reduction amount can be suppressed. That is, after the capacity reduction amount (assumed value) reaches the allowable amount, the capacity reduction amount can hardly reach the threshold value (capacity reduction amount) described above.
ステップS209の処理によって外部充電を再開させた後、コントローラ40は、ステップS203の処理を行う。一方、ステップS210において、コントローラ40は、充電レートを変化させずに、組電池10の外部充電を再開させる。ステップS210の処理に進んだときには、判定された遮断数mの分だけ、電流遮断器12bが作動していることになる。 After resuming external charging by the process of step S209, the controller 40 performs the process of step S203. On the other hand, in step S210, the controller 40 restarts external charging of the assembled battery 10 without changing the charging rate. When the process proceeds to step S210, the current breaker 12b is in operation for the determined number of breaks m.
このため、充電レートを上昇させてしまうと、容量低下量を上昇させてしまうことになる。そこで、ステップS210の処理では、充電レートを変化させないようにしている。なお、ステップS210の処理では、充電レートを低下させることもできる。ステップS210の処理によって外部充電を再開させた後、コントローラ40は、ステップS203の処理を行う。 For this reason, if the charge rate is increased, the capacity reduction amount is increased. Therefore, in the process of step S210, the charge rate is not changed. In the process of step S210, the charge rate can be reduced. After resuming external charging by the process of step S210, the controller 40 performs the process of step S203.
ステップS211において、コントローラ40は、組電池10の外部充電を再開させる。ここで、ステップS207の処理からステップS211の処理に進んだときには、現在のΔSOCに対応した遮断数m(図4を用いて特定される遮断数m)の分だけ、電流遮断器12bが作動していないことを確認することができる。 In step S211, the controller 40 restarts external charging of the assembled battery 10. Here, when the process proceeds from the process of step S207 to the process of step S211, the current breaker 12b is activated by the number of interruptions m (the interruption number m specified using FIG. 4) corresponding to the current ΔSOC. You can be sure that it is not.
言い換えれば、電流遮断器12bが作動していたとしても、実際の遮断数は、現在のΔSOCに対応した遮断数mよりも小さい数であることを確認することができる。実際の遮断数が、容量低下量(仮定値)の算出に用いられている遮断数よりも小さければ、実際の容量低下量は、現在算出している容量低下量(仮定値)よりも小さくなる。そこで、コントローラ40は、現在の容量低下量(仮定値)のうち、過剰に見積もっている容量低下量(仮定値)の分(余剰分)だけ、容量低下量(仮定値)を低下させる。 In other words, even if the current breaker 12b is operating, it can be confirmed that the actual number of breaks is smaller than the number m of breaks corresponding to the current ΔSOC. If the actual number of interruptions is smaller than the number of interruptions used to calculate the capacity reduction amount (assumed value), the actual capacity reduction amount is smaller than the currently calculated capacity reduction amount (assumed value). . Therefore, the controller 40 reduces the capacity decrease amount (assumed value) by the amount (excess amount) of the capacity decrease amount (assumed value) that is excessively estimated from the current capacity decrease amount (assumed value).
ステップS207の処理において、遮断数mでの遮断が発生していないとき、少なくとも「N−m」個の単電池12については、電流遮断器12bが作動していないことを確認できる。具体的には、ステップS207の処理からステップS211の処理に進んだときには、少なくとも遮断数mの分だけ、電流遮断器12bが作動していないことを確認できる。 In the process of step S207, when the interruption at the interruption number m does not occur, it can be confirmed that the current breaker 12b is not operating for at least “N−m” unit cells 12. Specifically, when the process proceeds from the process of step S207 to the process of step S211, it can be confirmed that the current breaker 12b has not been operated by at least the number of interruptions m.
そこで、コントローラ40は、容量低下量(仮定値)を特定するためのマップ(図10に示すマップ)を変更する。具体的には、コントローラ40は、現在の遮断数mよりも1つ小さい遮断数mの分だけ、電流遮断器12bが作動しているおそれがあると仮定し、この遮断数に対応したマップを用いて、容量低下量(仮定値)を算出し直す。ステップS211の処理を行った後、コントローラ40は、ステップS203の処理を行う。 Therefore, the controller 40 changes a map (map shown in FIG. 10) for specifying the capacity decrease amount (assumed value). Specifically, the controller 40 assumes that the current circuit breaker 12b may be operated by the number of interruptions m that is one smaller than the current interruption number m, and displays a map corresponding to the interruption number. Use it to recalculate the capacity drop (assumed value). After performing the process of step S211, the controller 40 performs the process of step S203.
図9に示す処理によれば、図12に示すように、容量低下量(仮定値)を変化させることができる。図12は、外部充電を開始した後において、容量低下量(仮定値)の挙動を示す。図12において、横軸は充電時間を示し、縦軸は、容量低下量(仮定値)を示す。図12には、遮断数mが「N−1」、「N−2」、「N−3」、「N−4」、「N−5」であるときの容量低下量の挙動を示している。この容量低下量の挙動は、図10に示すマップで特定される。 According to the process shown in FIG. 9, the capacity reduction amount (assumed value) can be changed as shown in FIG. FIG. 12 shows the behavior of the capacity decrease amount (assumed value) after starting external charging. In FIG. 12, the horizontal axis indicates the charging time, and the vertical axis indicates the capacity decrease amount (assumed value). FIG. 12 shows the behavior of the capacity decrease when the number of interruptions m is “N−1”, “N-2”, “N-3”, “N-4”, “N-5”. Yes. The behavior of the capacity reduction amount is specified by the map shown in FIG.
時刻t0において外部充電を開始した後では、遮断数mが「N−1」であると仮定したときの容量低下量の挙動(図10に示すマップに相当する)に基づいて、容量低下量(仮定値)を算出する。ここで、充電時間が延びるほど、容量低下量(仮定値)は、上昇することになる。 After external charging is started at time t0, the capacity reduction amount (corresponding to the map shown in FIG. 10) based on the behavior of the capacity reduction amount when it is assumed that the cutoff number m is “N−1” ( (Assumed value) is calculated. Here, the capacity reduction amount (assumed value) increases as the charging time increases.
時刻t21において、遮断数mの判定が行われ、遮断数mの分だけ、電流遮断器12bが作動していないことを確認すれば、容量低下量(仮定値)の算出に用いられるマップ(図10に示すマップ)を変更する。具体的には、遮断数mが「N−2」であると仮定としたときの容量低下量の挙動(図10に示すマップに相当する)に基づいて、容量低下量(仮定値)を算出し直す。ここで、遮断数mが「N−2」であるときの容量低下量の変化率は、遮断数mが「N−1」であるときの容量低下量の変化率よりも低くなる。 At time t21, the number of interruptions m is determined, and if it is confirmed that the current breaker 12b is not operated by the number of interruptions m, a map used for calculating the capacity reduction amount (assumed value) (FIG. 10) is changed. Specifically, the capacity decrease amount (assumed value) is calculated based on the behavior of the capacity decrease amount (corresponding to the map shown in FIG. 10) when it is assumed that the shut-off number m is “N-2”. Try again. Here, the change rate of the capacity decrease amount when the interruption number m is “N−2” is lower than the change rate of the capacity decrease amount when the interruption number m is “N−1”.
このため、時刻t21では、時刻t21までに算出した容量低下量(仮定値)のうち、余剰分がリセットされる。具体的には、時刻t21では、遮断数mが「N−1」であるときの容量低下量(仮定値)から、遮断数mが「N−2」であるときの容量低下量(仮定値)に変更される。そして、時刻t21以降では、遮断数mが「N−2」であると仮定したときの容量低下量の挙動に基づいて、充電時間に対応した容量低下量(仮定値)が算出される。 For this reason, the surplus part is reset among the capacity | capacitance fall amount (assumed value) calculated by time t21 at the time t21. Specifically, at time t21, the capacity reduction amount (assumed value) when the interruption number m is “N−2” from the capacity reduction amount (assumed value) when the interruption number m is “N−1”. ). Then, after time t21, the capacity reduction amount (assumed value) corresponding to the charging time is calculated based on the behavior of the capacity reduction amount when it is assumed that the interruption number m is “N-2”.
時刻t22において、遮断数mの判定が行われ、遮断数mの分だけ、電流遮断器12bが作動していないことを確認すれば、容量低下量(仮定値)の算出に用いられるマップ(図10に示すマップ)を変更する。具体的には、遮断数mが「N−3」であると仮定としたときの容量低下量の挙動(図10に示すマップに相当する)に基づいて、容量低下量(仮定値)を算出し直す。ここで、遮断数mが「N−3」であると仮定したときの容量低下量の変化率は、遮断数mが「N−2」であると仮定したときの容量低下量の変化率よりも低くなる。 At time t22, the determination of the number of interruptions m is made, and if it is confirmed that the current breaker 12b is not operated by the number of interruptions m, a map used for calculating the capacity reduction amount (assumed value) (see FIG. 10) is changed. Specifically, the capacity decrease amount (assumed value) is calculated based on the behavior of the capacity decrease amount (corresponding to the map shown in FIG. 10) when it is assumed that the shut-off number m is “N-3”. Try again. Here, the rate of change of the capacity decrease when it is assumed that the interruption number m is “N-3” is the rate of change of the capacity reduction amount when the interruption number m is assumed to be “N-2”. Also lower.
このため、時刻t22では、時刻t22までに算出した容量低下量(仮定値)のうち、余剰分がリセットされる。具体的には、時刻t22では、遮断数mが「N−2」であるときの容量低下量(仮定値)から、遮断数mが「N−3」であるときの容量低下量(仮定値)に変更される。そして、時刻t22以降では、遮断数mが「N−3」であると仮定したときの容量低下量の挙動に基づいて、充電時間に対応した容量低下量(仮定値)が算出される。 For this reason, at time t22, the surplus is reset among the amount of capacity decrease (assumed value) calculated up to time t22. Specifically, at time t22, the capacity reduction amount (assumed value) when the interruption number m is "N-3" from the capacity reduction amount (assumed value) when the interruption number m is "N-2". ). Then, after time t22, the capacity decrease amount (assumed value) corresponding to the charging time is calculated based on the behavior of the capacity decrease amount when it is assumed that the interruption number m is “N-3”.
時刻t23,t24においても、時刻t21,t22と同様の処理が行われる。そして、遮断数mの判定によって、電流遮断器12bが作動していないことを確認すれば、容量低下量(仮定値)の算出に用いられるマップ(図10に示すマップ)を変更する。ここで、電流遮断器12bが作動していないことを確認するたびに、図10に示すマップとしては、容量低下量(仮定値)の変化率が低くなるマップが用いられる。 At times t23 and t24, processing similar to that at times t21 and t22 is performed. And if it is confirmed by the determination of the number of interruptions m that the current breaker 12b is not operating, the map (map shown in FIG. 10) used for calculating the capacity reduction amount (assumed value) is changed. Here, every time it is confirmed that the current breaker 12b is not operating, the map shown in FIG. 10 is a map in which the rate of change of the capacity reduction amount (assumed value) is low.
本実施例によれば、図12に示すように、容量低下量を仮定して、容量低下量(仮定値)が許容量に到達していないことを把握しながら、外部充電を行うことができる。図4を用いて説明したように、外部充電が進行するほど、ΔSOCを大きくすることができ、より小さい遮断数mの判定を行うことができる。そして、遮断数mが小さくなることを確認するたびに、容量低下量(仮定値)を余剰分だけリセットすることができるため、容量低下量(仮定値)が許容量に到達しないことを確認しながら、予め設定された充電レートで外部充電を継続させることができる。 According to the present embodiment, as shown in FIG. 12, it is possible to perform external charging while assuming that the capacity reduction amount is assumed and the capacity reduction amount (assumed value) has not reached the allowable amount. . As described with reference to FIG. 4, as the external charging progresses, ΔSOC can be increased, and the determination of the smaller cutoff number m can be performed. Each time it is confirmed that the shut-off number m is small, the capacity decrease amount (assumed value) can be reset by the surplus amount, so it is confirmed that the capacity decrease amount (assumed value) does not reach the allowable amount. However, external charging can be continued at a preset charging rate.
10:組電池(蓄電装置)、11:電池ブロック(蓄電ブロック)、
12:単電池(蓄電素子)、12a:発電要素、12b:電流遮断器、
20:監視ユニット(電圧センサ)、21:電流センサ、31:昇圧回路、
32:インバータ、33:モータ・ジェネレータ、34:充電器、35:インレット、
40:コントローラ、41:メモリ、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: battery block (power storage block),
12: single cell (storage element), 12a: power generation element, 12b: current breaker,
20: monitoring unit (voltage sensor), 21: current sensor, 31: booster circuit,
32: Inverter, 33: Motor generator, 34: Charger, 35: Inlet,
40: Controller, 41: Memory, PL: Positive line, NL: Negative line,
R: current limiting resistor, SMR-B, SMR-G, SMR-P: system main relay
Claims (11)
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と、
前記各蓄電ブロックの電圧値を検出する電圧センサと、
前記電圧センサの検出結果に基づいて、前記各蓄電ブロックのSOCを推定するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、
前記各蓄電ブロックにおけるSOCの変化量および遮断状態にある前記電流遮断器を含まない前記蓄電ブロックにおけるSOCの変化量の比率である第1比率と、前記蓄電ブロックを構成する前記蓄電素子の総数および遮断状態にない前記電流遮断器の総数の比率である第2比率との対応関係を用いて、前記電流遮断器の遮断状態を判定し、
前記蓄電装置の充電を開始した後、前記蓄電ブロックのSOCが上昇することに応じて、前記第2比率を算出するときの遮断状態にある前記電流遮断器の総数を大きい側から小さい側に変化させながら、前記対応関係を用いた遮断状態の判定を行い、
前記電流遮断器が遮断状態ではないことを判定するたびに、前記蓄電装置を充電するときの電流値を上昇させ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 blocks each having a plurality of power storage elements connected in parallel are connected in series ;
A current breaker that cuts off a current path inside each of the storage elements ;
A voltage sensor for detecting a voltage value before Symbol respective storage block,
A controller that estimates the SOC of each power storage block based on the detection result of the voltage sensor;
The controller is
Wherein a first ratio is the ratio of the SOC variation amount in the power storage block not including the current breaker in the amount of change and shielding disconnection state of SOC of each power storage block, the storage element constituting the power storage block Using the correspondence relationship with the second ratio , which is the ratio of the total number of current breakers and the total number of current breakers that are not in a break state,
After starting the charging of the power storage device, the total number of the current breakers in the cut-off state when calculating the second ratio is changed from the larger side to the smaller side in accordance with the increase in the SOC of the power storage block While determining the blocking state using the correspondence,
A power storage system characterized by increasing a current value when charging the power storage device each time it is determined that the current breaker is not in a cut-off state.
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と、
前記各蓄電ブロックの電圧値を検出する電圧センサと、
前記電圧センサの検出結果に基づいて、前記各蓄電ブロックのSOCを推定するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、
前記各蓄電ブロックにおけるSOCの変化量および遮断状態にある前記電流遮断器を含まない前記蓄電ブロックにおけるSOCの変化量の比率である第1比率と、前記蓄電ブロックを構成する前記蓄電素子の総数および遮断状態にない前記電流遮断器の総数の比率である第2比率との対応関係を用いて、前記電流遮断器の遮断状態を判定し、
前記蓄電装置の充電を開始した後、前記蓄電ブロックのSOCが上昇することに応じて、前記第2比率を算出するときの遮断状態にある前記電流遮断器の総数を大きい側から小さい側に変化させながら、前記対応関係を用いた遮断状態の判定を行い、
前記電流遮断器が遮断状態ではないことを判定するたびに、前記蓄電ブロックにおける満充電容量の低下量を変更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 blocks each having a plurality of power storage elements connected in parallel are connected in series ;
A current breaker that cuts off a current path inside each of the storage elements ;
A voltage sensor for detecting a voltage value before Symbol respective storage block,
A controller that estimates the SOC of each power storage block based on the detection result of the voltage sensor;
The controller is
Wherein a first ratio is the ratio of the SOC variation amount in the power storage block not including the current breaker in the amount of change and shielding disconnection state of SOC of each power storage block, the storage element constituting the power storage block Using the correspondence relationship with the second ratio , which is the ratio of the total number of current breakers and the total number of current breakers that are not in a break state,
After starting the charging of the power storage device, the total number of the current breakers in the cut-off state when calculating the second ratio is changed from the larger side to the smaller side in accordance with the increase in the SOC of the power storage block While determining the blocking state using the correspondence,
Each time it is determined that the current breaker is not in a cut-off state, the amount of decrease in the full charge capacity in the power storage block is changed.
前記蓄電装置の充電時間を計測し、
充電時間および満充電容量の低下量の対応関係を用いて、計測した充電時間に対応した満充電容量の低下量を算出することを特徴とする請求項5から7のいずれか1つに記載の蓄電システム。 The controller is
Measure the charging time of the power storage device,
The amount of decrease in the full charge capacity corresponding to the measured charge time is calculated using the correspondence relationship between the charge time and the amount of decrease in the full charge capacity, according to any one of claims 5 to 7, Power storage system.
上記式(I)において、ΔSOC_bは、前記各蓄電ブロックにおけるSOCの変化量であり、ΔSOC_rは、遮断状態にある前記電流遮断器を含まない前記蓄電ブロックにおけるSOCの変化量であり、Nは、前記蓄電ブロックを構成する前記蓄電素子の総数であり、mは、遮断状態にある前記電流遮断器の総数である、
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1つに記載の蓄電システム。 The controller determines the breaking state of the current breaker based on the following formula (I):
In the above formula (I), ΔSOC_b is the amount of change in SOC in each power storage block, ΔSOC_r is the amount of change in SOC in the power storage block that does not include the current breaker in a cut-off state, and N is The total number of power storage elements constituting the power storage block, and m is the total number of the current breakers in a cut-off state.
The power storage system according to any one of claims 1 to 8, wherein
上記式(II)において、ΔSOC_bは、前記各蓄電ブロックにおけるSOCの変化量であり、ΔSOC_rは、遮断状態にある前記電流遮断器を含まない前記蓄電ブロックにおけるSOCの変化量であり、n,n−k(1<k<n)は、前記蓄電装置の充電を行った回数であり、Nは、前記蓄電ブロックを構成する前記蓄電素子の総数であり、mは、遮断状態にある前記電流遮断器の総数である、
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1つに記載の蓄電システム。 The controller determines the breaking state of the current breaker based on the following formula (II):
In the above formula (II), ΔSOC_b is the amount of change in SOC in each power storage block, ΔSOC_r is the amount of change in SOC in the power storage block that does not include the current breaker in the cut-off state, and n, n -K (1 <k <n) is the number of times the power storage device has been charged, N is the total number of the power storage elements constituting the power storage block, and m is the current cutoff in the cutoff state The total number of vessels,
The power storage system according to any one of claims 1 to 8, wherein
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