JP6361545B2 - Current control device - Google Patents
Current control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6361545B2 JP6361545B2 JP2015060704A JP2015060704A JP6361545B2 JP 6361545 B2 JP6361545 B2 JP 6361545B2 JP 2015060704 A JP2015060704 A JP 2015060704A JP 2015060704 A JP2015060704 A JP 2015060704A JP 6361545 B2 JP6361545 B2 JP 6361545B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- battery
- allowable
- allowable current
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
本発明は、互いに並列接続される複数の電池モジュールを有する電池パックに流れる電流を制御する技術に関する。 The present invention relates to a technique for controlling a current flowing in a battery pack having a plurality of battery modules connected in parallel to each other.
電動フォークリフトやプラグインハイブリッド車など、電動モータの動力を利用して走行する車両の普及に伴い、車両に搭載される電池パックの技術の向上が図られている。
電池パックとして、例えば、互いに並列接続される複数の電池モジュールを有するものがある。このような電池パックでは、電池の内部抵抗や特性のバラツキなどにより、充電時や放電時において、各電池モジュールに備えられる電池のうちの一部の電池が高温になり、その電池の発熱により電池パック内のその他の部品が破損するおそれがある。
With the widespread use of vehicles that use electric motor power such as electric forklifts and plug-in hybrid vehicles, the technology of battery packs installed in vehicles has been improved.
Some battery packs have, for example, a plurality of battery modules connected in parallel to each other. In such a battery pack, due to variations in internal resistance and characteristics of the battery, some of the batteries included in each battery module become hot during charging and discharging, and the battery generates heat due to the heat generated by the battery. Other parts in the pack may be damaged.
関連する技術として、例えば、電池の電圧及び電流に基づいて、電池の最高温度及び最低温度に対する電池の最大許容充放電電力若しくは最大許容充放電電流を求め、最高温度及び最低温度に対する電池の最大許容充放電電力若しくは最大許容充放電電流のうち、小さい方を選択するものがある。例えば、特許文献1参照。
As a related technique, for example, based on the voltage and current of the battery, the maximum allowable charge / discharge power or maximum allowable charge / discharge current of the battery with respect to the maximum temperature and the minimum temperature of the battery is obtained, and the maximum allowable battery with respect to the maximum temperature and the minimum temperature is determined. Some of the charging / discharging power or the maximum allowable charging / discharging current selects the smaller one. For example, see
また、関連する技術として、例えば、電池の温度、電圧、電流、及び特性に基づいて、電池パックの最大放電および/または再生電流限界値を計算するものがある。例えば、特許文献2参照。
Further, as a related technique, for example, there is a technique for calculating the maximum discharge and / or regeneration current limit value of the battery pack based on the temperature, voltage, current, and characteristics of the battery. For example, see
本発明の一側面に係る目的は、電池パックが有する複数の電池モジュールに備えられる電池のうちの一部の電池が高温になり、その電池の発熱により電池パック内のその他の部品が破損することを回避することが可能な電流制御装置を提供することである。 An object of one aspect of the present invention is that some of the batteries included in a plurality of battery modules included in the battery pack become hot, and other parts in the battery pack are damaged due to heat generated by the battery. It is an object to provide a current control device capable of avoiding the above.
本発明に係る一つの形態である電流制御装置は、並列接続される複数の電池モジュールを有する電池パックに流れる電流を制御する電流制御装置であって、前記各電池モジュールにそれぞれ備えられる温度検出部と、前記各温度検出部により検出される複数の温度に基づいて許容電流を取得する第1の許容電流取得部と、前記第1の許容電流取得部により取得される許容電流を閾値に設定する閾値設定部と、前記閾値に基づいて前記電池パックに流れる電流を制御する電流制御部とを備える。 A current control device according to one aspect of the present invention is a current control device that controls a current flowing through a battery pack having a plurality of battery modules connected in parallel, and each of the battery modules includes a temperature detection unit. A first allowable current acquisition unit that acquires an allowable current based on a plurality of temperatures detected by each of the temperature detection units, and an allowable current acquired by the first allowable current acquisition unit as a threshold value A threshold setting unit; and a current control unit that controls a current flowing through the battery pack based on the threshold.
本発明は、電池パックが有する複数の電池モジュールに備えられる電池のうちの一部の電池が高温になり、その電池の発熱により電池パック内のその他の部品が破損することを回避することができる。 According to the present invention, it is possible to avoid that some of the batteries included in the plurality of battery modules included in the battery pack become hot, and other parts in the battery pack are damaged due to heat generated by the battery. .
以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
<第1実施形態>
図1は、第1実施形態の電流制御装置を含む電池パックの構成例を示す図である。
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a battery pack including the current control device of the first embodiment.
図1に示す電池パック1は、例えば、電動フォークリフトやプラグインハイブリッド車などの車両に搭載され、互いに並列接続される複数の電池モジュール11と、記憶部12と、制御部13とを備える。
A
各電池モジュール11は、それぞれ、電池111と、電圧検出部112と、電流検出部113と、複数の温度検出部114と、スイッチ115とを備える。なお、図1に示す例では、各電池モジュール111に3つの温度検出部114−1〜114−3が備えられているが、温度検出部114の数は特に限定されない。また、電流制御装置は、例えば、電圧検出部112、電流検出部113、温度検出部114、スイッチ115、記憶部12、制御部13などを備えて構成されるものとする。
Each
電池111は、直列接続される複数の二次電池(例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池)により構成されている。なお、電池111は、1つの二次電池により構成されてもよい。
The
電圧検出部112は、例えば、電圧計であり、電池111の電圧(電池モジュール11の電圧)Vを検出する。
電流検出部113は、例えば、電流計であり、電池111に流れる電流(電池モジュール11に流れる電流)Iを検出する。
The
The
温度検出部114−1〜114−3は、例えば、サーミスタであり、電池111または電池111周辺の互いに異なる箇所の温度T1〜T3を検出する。
スイッチ115は、例えば、機械式リレーやMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)などの半導体リレーであり、電池111に接続されている。スイッチ115がオンすると、そのスイッチ115が備えられる電池モジュール11の給電路が通電することで、他に給電路が通電している電池モジュール11と電気的に並列接続される。給電路が通電している電池モジュール11は、車両の外部に設けられる外部充電器2からの電力供給や車両に搭載の電力変換部3及び走行モータ4への電力供給が可能である。また、スイッチ115がオフすると、そのスイッチ115が備えられる電池モジュール11の給電路が遮断することで、その電池モジュール11が電池パック1(給電路が通電している他の電池モジュール11)から電気的に切り離される。
The temperature detectors 114-1 to 114-3 are, for example, thermistors, and detect the temperatures T <b> 1 to T <b> 3 at different locations around the
The
記憶部12は、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)などである。なお、記憶部12は制御部13内に設けられてもよい。
制御部13は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、マルチコアCPU、プログラマブルなデバイス(FPGA(Field Programmable Gate Array)やPLD(Programmable Logic Device)など)などを有して構成され、電池パック1に流れる電流を制御する。
The
The
また、制御部13は、許容電流取得部131と、閾値設定部132と、電流制御部133と、スイッチ制御部134とを備える。なお、許容電流取得部131、閾値設定部132、電流制御部133、及びスイッチ制御部134は、例えば、CPUなどが記憶部12に記憶されているプログラムを読み出し実行することによって実現される。
The
許容電流取得部131は、第1の許容電流取得部を備える。
第1の許容電流取得部は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11(電池パック1から電気的に切り離されていない電池モジュール11)の電池111の温度(要素1)に基づいて、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11毎に許容電流Ia1を取得する。すなわち、第1の許容電流取得部は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11の温度検出部114−1〜114−3により検出される温度T1〜T3のうち、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11毎に最大温度Tmaxを求め、各最大温度Tmaxにそれぞれ対応する許容電流Ia1を取得する。
The allowable current acquisition unit 131 includes a first allowable current acquisition unit.
The first allowable current acquisition unit is based on the temperature (element 1) of the
例えば、電池パック1において、3つの電池モジュール11A〜11Cが互いに電気的に並列接続されている場合、第1の許容電流取得部は、電池モジュール11Aの温度検出部114−1〜114−3により検出される温度T1〜T3のうちの最大値を最大温度TmaxAとして求め、電池モジュール11Bの温度検出部114−1〜114−3により検出される温度T1〜T3のうちの最大値を最大温度TmaxBとして求め、電池モジュール11Cの温度検出部114−1〜114−3により検出される温度T1〜T3のうちの最大値を最大温度TmaxCとして求める。次に、第1の許容電流取得部は、図2に示すように、最大温度Tmaxと許容電流Ia1との対応関係を示す情報を参照して、最大温度TmaxA〜TmaxCにそれぞれ対応する許容電流Ia1を求める。図2に示す情報では、最大温度Tmaxが大きくなるほど、その最大温度Tmaxに対応する許容電流Ia1が小さくなるため、最大温度TmaxA〜TmaxCが大きくなるほど、その最大温度TmaxA〜TmaxCに対応する許容電流Ia1がそれぞれ小さくなる。なお、第1の許容電流取得部は、取得した許容電流Ia1に、電圧検出部112により検出される電圧Vを積算することで、電池モジュール11の許容電力を求め、その求めた許容電力を走行制御部5などに出力してもよい。
For example, in the
閾値設定部132は、第1の許容電流取得部により取得された各許容電流Ia1のうちの最小値(最も温度が高い電池111を有する電池モジュール11に流れる電流)を閾値Ithに設定し、閾値Ith×(互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11の並列数n)を「電流制限値Il」に設定する。
The
電流制御部133は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11に流れる電流のうちの少なくとも1つの電流が、閾値Ith以上になると、「電流制限値Il」を下げる。すなわち、電流制御部133は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11に流れる電流のうちの少なくとも1つの電流が、最も温度が高い電池111を有する電池モジュール11に流れる電流以上になると、「電流制限値Il」を下げる。
The
スイッチ制御部134は、「電流制限値Il」が、外部充電器2の充電可能電流範囲を外れると、すべての温度検出部114の検出結果に基づいて、最も温度が高い電池111を特定し、その特定した電池111を有する電池モジュール11のスイッチ115をオンからオフに切り替えて、その電池モジュール11を電池パック1から電気的に切り離す。例えば、電池111の温度が高くなると閾値Ithが小さくなる。閾値Ith小さくなると電流制限値I1が小さくなる。そして、電流制限値I1が外部充電器2の充電可能電流下限値よりも小さくなると、特定した電池111を有する電池モジュール11を電池パック1から電気的に切り離す。これにより、外部充電器2から電池パック1へ流れる電流が、外部充電器2の充電可能電流範囲を外れて、外部充電器2が停止することを防止することができるため、互いに電気的に並列接続される残りの電池モジュール11を継続して充電させることができる。
When the “current limit value Il” is outside the chargeable current range of the
電池パック1の充電時、外部充電器2は、制御部13から送信される電流指令値Ic1に応じた電流を電池パック1に供給する。電池パック1に供給される電流は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11の電池111に供給される。制御部13は、充電時の電池パック1に流れる電流の目標値である目標電流値It1が「電流制限値Il」よりも小さい場合、目標電流値It1を電流指令値Ic1として外部充電器2へ送信し、目標電流値It1が「電流制限値Il」以上である場合、「電流制限値Il」を電流指令値Ic1として外部充電器2へ送信する。目標電流値It1が「電流制限値Il」以上であるときに「電流制限値Il」が下がると、電流指令値Ic1が小さくなり、外部充電器2から電池パック1へ流れる電流が小さくなる。電池パック1に流れる電流が小さくなると、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11の電池111に流れる電流も小さくなる。電池111に流れる電流が小さくなると、電池111の温度が低下する。互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11に流れる電流のうちの少なくとも1つの電流が、最も温度が高い電池111を有する電池モジュール11に流れる電流以上になると、「電流制限値Il」が下がるため、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11の電池111の温度は、最も高い温度よりも高くならない。すなわち、電池パック1の充電時、最も温度が高い電池111を有する電池モジュール11に流れる電流が、それ以上大きくならないようにすることができるため、その電池111の温度が、それ以上大きくならないようにすることができる。
When charging the
車両の走行時(電池パック1の放電時)、電力変換部3は、電池パック1から供給される直流電力を、制御部13から送信される電流指令値Ic2に応じた交流電力に変換して走行モータ4に供給する。制御部13は、走行制御部5から送信される目標電流値It2が「電流制限値Il」よりも小さい場合、目標電流値It2を電流指令値Ic2として電力変換部3へ送信し、目標電流値It2が「電流制限値Il」以上である場合、「電流制限値Il」を電流指令値Ic2として電力変換部3へ送信する。目標電流値It2が「電流制限値Il」以上であるときに「電流制限値Il」が下がると、電流指令値Ic2が小さくなり、電池パック1から電力変換部3及び走行モータ4へ流れる電流が小さくなる。電池パック1に流れる電流が小さくなると、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11の電池111に流れる電流も小さくなる。各電池111に流れる電流が小さくなると、各電池111の温度が低下する。互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11に流れる電流のうちの少なくとも1つの電流が、最も温度が高い電池111を有する電池モジュール11に流れる電流以上になると、「電流制限値Il」が下がるため、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11の電池111の温度は、最も高い温度よりも高くならない。すなわち、車両の走行時、最も温度が高い電池111を有する電池モジュール11に流れる電流が、それ以上大きくならないようにすることができるため、その電池111の温度が、それ以上大きくならないようにすることができる。
When the vehicle travels (when the
また、図2に示す情報のように、最大温度Tmaxが大きくなるほど、その最大温度Tmaxに対応する許容電流Ia1が小さくなる情報が参照されて、許容電流Ia1が取得される場合では、電池111の温度が高くなると、閾値Ithが小さくなるため、電池モジュール11に流れる電流が閾値Ith以上になり易くなり、電流指令値Ic1が小さくなり易くなる。このような場合においても、電池111の温度上昇を抑えることができる。
In addition, when the allowable current Ia1 is obtained by referring to information in which the allowable current Ia1 corresponding to the maximum temperature Tmax decreases as the maximum temperature Tmax increases as in the information illustrated in FIG. As the temperature increases, the threshold value Ith decreases, so the current flowing through the
なお、走行制御部5は、制御部13から送信される「電流制限値Il」を受信し、目標電流値It2が「電流制限値Il」よりも小さい場合、目標電流値It2を電流指令値Ic2として電力変換部3へ送信し、目標電流値It2が「電流制限値Il」以上である場合、「電流制限値Il」を電流指令値Ic2として電力変換部3に送信するように構成してもよい。このように構成する場合、制御部13は、目標電流値It2と「電流制限値Il」との大小比較を行わずに「電流制限値Il」を求めるだけでよい。
The traveling
図3は、第1実施形態の制御部13の動作の一例を示すフローチャートである。
まず、電池パック1の充電または車両の走行が開始されると、許容電流取得部131の第1の許容電流取得部は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11の温度検出部114−1〜114−3により検出される温度T1〜T3のうち、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11毎に最大温度Tmaxを求め、各最大温度Tmaxにそれぞれ対応する許容電流Ia1を取得する(S31)。
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of the operation of the
First, when charging of the
次に、閾値設定部132は、許容電流取得部131により取得される各許容電流Ia1のうちの最小値を閾値Ithに設定し、閾値Ith×(互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11の並列数n)を「電流制限値Il」に設定する(S32)。
Next, the threshold
次に、電流制御部133は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11の電流検出部113により検出される電流Iのうち、少なくとも1つの電流Iが閾値Ith以上であるか否かを判断する(S33)。
Next, the
電流制御部133は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11の電流検出部113により検出される電流Iのうち、少なくとも1つの電流Iが閾値Ith以上であると判断すると(S33:Yes)、「電流制限値Il」を一定値分下げ(S34)、電池パック1に流れる電流(互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11の電流検出部113により検出される電流Iの合計値)が外部充電器2の出力可能電流範囲外であるか否かを判断する(S35)。
When the
また、電流制御部133は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11の電流検出部113により検出される電流Iのうち、すべての電流Iが閾値Ithよりも小さいと判断すると(S33:No)、「電流制限値Il」を下げずに、電池パック1に流れる電流が外部充電器2の出力可能電流範囲外であるか否かを判断する(S35)。
Further, when the
次に、電流制御部133により、電池パック1に流れる電流が外部充電器2の出力可能電流範囲外であると判断されると(S35:Yes)、スイッチ制御部134は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11の温度検出部114−1〜114−3により検出される温度T1〜T3のうちの最大値に対応する電池111に接続されるスイッチ115をオンからオフに切り替えることで、その電池111を有する電池モジュール11の給電路を遮断させる(S36)。
Next, when the
また、電流制御部133は、電池パック1に流れる電流が外部充電器2の出力可能電流範囲内であると判断すると(S35:No)、給電路が遮断されている電池モジュール11の温度検出部114−1〜114−3により検出される温度T1〜T3のうちの最大値が所定温度以下であるか否かを判断する(S37)。
Further, when the
電流制御部133により、電池パック1に流れる電流が外部充電器2の出力可能電流範囲内で、かつ、給電路が遮断されている電池モジュール11の温度検出部114−1〜114−3により検出される温度T1〜T3のうちの最大値が所定温度以下であると判断されると(S35:No、S37:Yes)、スイッチ制御部134は、その給電路が遮断されている電池モジュール11のスイッチ115をオフからオンに切り替えることで、その電池モジュール11の給電路を通電させる(S38)。
The
次に、電流制御部133は、電池パック1の充電または車両の走行が終了したか否かを判断し(S39)、電池パック1の充電または車両の走行が終了したと判断すると(S39:Yes)、電池パック11の電流制御を終了する。
Next, the
また、電流制御部133により、電池パック1の充電または車両の走行が終了していないと判断されると(S39:No)、許容電流取得部131の第1の許容電流取得部は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11の温度検出部114−1〜114−3により検出される温度T1〜T3のうち、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11毎に最大温度Tmaxを求め、各最大温度Tmaxにそれぞれ対応する許容電流Ia1を取得し(S40)、閾値設定部132は、第1の許容電流取得部により取得される各許容電流Iaのうちの最小値を閾値Ithに設定し(S41)、S33〜S39の動作が繰り返される。
If the
なお、S33の動作において、電流制御部133は、S31の動作で求められた各最大温度Tmaxのうちの最大値に対応する電池111の電流Iが閾値Ith以上であるか否かを判断するように構成してもよい。このように構成する場合、電流制御部133は、各最大温度Tmaxのうちの最大値に対応する電池111の電流Iが閾値Ith以上であると判断すると(S33:Yes)、S34の動作に移行し、各最大温度Tmaxのうちの最大値に対応する電池111の電流Iが閾値Ithよりも小さいと判断すると(S33:No)、S35の動作に移行する。このように構成する場合、最も温度が高い電池111を有する電池モジュール11に流れる電流のみに対して、温度上昇を抑制するためのフィードバック制御を行うことができる。
In the operation of S33, the
第1実施形態の電流制御装置は、電池パック1の充電時または車両の走行時、最も温度が高い電池111を有する電池モジュール11に流れる電流が、それ以上大きくならないようにすることができるため、その電池111の温度が、それ以上大きくならないようにすることができる。そのため、電池111が高温になり、電池パック1内のその他の部品が破損することを回避することができる。
<第2実施形態>
図4は、第2実施形態の電流制御装置を含む電池パックの構成例を示す図である。なお、図4において、図1に示す構成と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。
Since the current control device of the first embodiment can prevent the current flowing through the
Second Embodiment
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a battery pack including the current control device of the second embodiment. In FIG. 4, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
第2実施形態の各電池モジュール11は、それぞれ、温度検出部114を1つのみ備える。
第2実施形態の第1の許容電流取得部は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11の温度検出部114により検出される温度Tのうちの最大値に対応する許容電流Iaを取得する。
Each
The first allowable current acquisition unit of the second embodiment acquires the allowable current Ia corresponding to the maximum value of the temperatures T detected by the
例えば、電池パック1において、3つの電池モジュール11A〜11Cが互いに電気的に並列接続されている場合、第2実施形態の第1の許容電流取得部は、電池モジュール11Aの温度検出部114により検出される温度TA、電池モジュール11Bの温度検出部114により検出される温度TB、電池モジュール11Cの温度検出部114により検出される温度TCのうちの最大値を最大温度Tmaxとして求める。次に、第1の許容電流取得部は、図2に示すように、最大温度Tmaxと許容電流Ia1との対応関係を示す情報を参照して、最大温度Tmaxに対応する許容電流Ia1を求める。なお、第2実施形態の第1の許容電流取得部131においても、取得した許容電流Ia1に、電圧検出部112により検出される電圧Vを積算することで、電池モジュール11の許容電力を求め、その求めた許容電力を走行制御部5などに出力してもよい。
For example, in the
第2実施形態の閾値設定部132は、第1の許容電流取得部により取得された許容電流Ia(最も温度が高い電池111を有する電池モジュール11に流れる電流)を閾値Ithに設定し、閾値Ith×(互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11の並列数n)を「電流制限値Il」に設定する。
The threshold
第2実施形態の電流制御部133は、第1実施形態の電流制御部133と同様に、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11に流れる電流のうちの少なくとも1つの電流が、閾値Ith以上になると、「電流制限値Il」を下げる。すなわち、電流制御部133は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11に流れる電流のうちの少なくとも1つの電流が、最も温度が高い電池111を有する電池モジュール11に流れる電流以上になると、「電流制限値Il」を下げる。これにより、第1実施形態と同様に、電池パック1の充電時または車両の走行時、最も温度が高い電池111を有する電池モジュール11に流れる電流が、それ以上大きくならないようにすることができるため、その電池111の温度が、それ以上大きくならないようにすることができる。
Similarly to the
また、第2実施形態のスイッチ制御部134の構成は、第1実施形態のスイッチ制御部134の構成と同様である。
図5は、第2実施形態の制御部13の動作の一例を示すフローチャートである。
The configuration of the
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of the operation of the
まず、電池パック1の充電または車両の走行が開始されると、許容電流取得部131の第1の許容電流取得部は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11の温度検出部114により検出される温度Tのうちの最大値に対応する許容電流Ia1を取得する(S51)。
First, when charging of the
次に、閾値設定部132は、許容電流取得部131により取得される許容電流Ia1を閾値Ithに設定し、閾値Ith×(互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11の並列数n)を「電流制限値Il」に設定する(S52)。
Next, the threshold
以降、S53〜S59の処理は、図3に示すS33〜S39と同様であるため、その説明を省略する。
電流制御部133により、電池パック1の充電または車両の走行が終了していないと判断されると(S59:No)、許容電流取得部131の第1の許容電流取得部は、互いに電気的に並列接続されている電池モジュール11の温度検出部114により検出される温度Tのうちの最大値に対応する許容電流Ia1を取得し(S60)、閾値設定部132は、第1の許容電流取得部により取得される許容電流Iaを閾値Ithに設定し(S61)、S53〜S59の動作が繰り返される。
Henceforth, since the process of S53-S59 is the same as that of S33-S39 shown in FIG. 3, the description is abbreviate | omitted.
If the
なお、S53の動作において、電流制御部133は、S51の動作で求められた最大温度Tmaxに対応する電池111の電流Iが閾値Ith以上であるか否かを判断するように構成してもよい。このように構成する場合、電流制御部133は、最大温度Tmaxに対応する電池111の電流Iが閾値Ith以上であると判断すると(S53:Yes)、S54の動作に移行し、最大温度Tmaxに対応する電池111の電流Iが閾値Ithよりも小さいと判断すると(S53:No)、S55の動作に移行する。このように構成する場合、最も温度が高い電池111を有する電池モジュール11に流れる電流のみに対して、温度上昇を抑制するためのフィードバック制御を行うことができる。
In the operation of S53, the
第2実施形態の電流制御装置においても、第1実施形態の電流制御装置と同様に、電池パック1の充電時または車両の走行時、最も温度が高い電池111を有する電池モジュール11に流れる電流が、それ以上大きくならないようにすることができるため、その電池111の温度が、それ以上大きくならないようにすることができる。そのため、電池が高温になり、電池パック内のその他の部品が破損することを回避することができる。
<許容電流取得部131及び閾値設定部132の変形例>
第1実施形態または第2実施形態における許容電流取得部131及び閾値設定部132の変形例について説明する。
Also in the current control device of the second embodiment, as in the current control device of the first embodiment, the current flowing through the
<Modification of Allowable Current Acquisition Unit 131 and
A modification of the allowable current acquisition unit 131 and the
許容電流取得部131は、要素2〜要素5にそれぞれ対応する第2〜第5の許容電流取得部をさらに備える。
第2の許容電流取得部は、電池111のSOC(State Of Charge:電池111の満容量を基準とする現在の電池111の容量の比率)及び電池111の温度(要素2)に基づいて、電池モジュール11毎に許容電流Ia2を取得する。
The allowable current acquisition unit 131 further includes second to fifth allowable current acquisition units corresponding to the
The second allowable current acquisition unit determines whether the
例えば、第2の許容電流取得部は、電池111の電圧とSOCとの対応関係が示される「電圧−SOCマップ」を参照して、電圧検出部112により検出される電圧Vに対応するSOCを電池111のSOCとして取得する。次に、第2の許容電流取得部は、所定温度(例えば、40℃、25℃、0℃、−10℃)毎に、電池111のSOCと許容電流との対応関係が示される「SOC−許容電流マップ」のうち、温度検出部114−1〜114−3により検出される温度T1〜T3のうちの最大値または温度検出部114により検出される温度Tにより選択される「SOC−許容電流マップ」を参照して、SOCに対応する許容電流を許容電流Ia2として取得する。
For example, the second allowable current acquisition unit refers to a “voltage-SOC map” that indicates the correspondence between the voltage of the
第3の許容電流取得部は、電池111の過充放電抑制に関する情報(要素3)に基づいて、電池モジュール11毎に許容電流Ia3を取得する。
例えば、第3の許容電流取得部は、正常時(電池111が過充電状態または過放電状態でないとき)、予め決められている許容電流Ia3を記憶部12から取得する。また、第2の許容電流取得部は、電圧検出部112により検出される電圧Vが閾値Vth以下になり電池111が過放電状態であると判断すると、許容電流Ia3を小さくする。また、第3の許容電流取得部は、電圧検出部112により検出される電圧Vが閾値Vthよりも大きくなり電池111が過放電状態でなくなったと判断すると、許容電流Ia3を元の値に戻す。
The third allowable current acquisition unit acquires the allowable current Ia3 for each
For example, the third allowable current acquisition unit acquires a predetermined allowable current Ia3 from the
第4の許容電流取得部は、電池111の異常レベル(要素4)に基づいて、電池モジュール11毎に許容電流Ia4を取得する。
例えば、第4の許容電流取得部は、正常時(電池111に異常が発生していないとき)、予め決められている許容電流Ia4を記憶部12から取得する。また、第4の許容電流取得部は、電池111にレベル1の異常(例えば、温度検出部114−1〜114−3により検出される温度T1〜T3のうちの最大値または温度検出部114により検出される温度Tが閾値Tth1以上になる異常)が発生すると、許容電流Ia4を小さくする。また、第4の許容電流取得部は、電池111にレベル2の異常(例えば、温度検出部114−1〜114−3により検出される温度T1〜T3のうちの最大値または温度検出部114により検出される温度Tが閾値Tth1よりも大きい閾値Tth2以上になる異常)が発生すると、レベル1に比べてさらに許容電流Ia4を小さくする。
The fourth allowable current acquisition unit acquires the allowable current Ia4 for each
For example, the fourth allowable current acquisition unit acquires a predetermined allowable current Ia4 from the
第5の許容電流取得部は、電池111の析出抑制に関する情報(要素5)に基づいて、電池モジュール11毎に許容電流Ia5を取得する。
例えば、第5の許容電流取得部は、電池111の劣化度(例えば、電池111の過去の内部抵抗を基準とする現在の内部抵抗の比率や電池111の過去の容量を基準とする現在の容量の比率)毎に、電池111の析出が抑制されているときの電池111の電圧と温度と許容電流との対応関係が示される「電圧−温度−許容電流マップ」のうち、電池111の劣化度により選択される「電圧−温度−許容電流マップ」を参照して、電圧検出部112により検出される電圧V、及び、温度検出部114−1〜114−3により検出される温度T1〜T3のうちの最大値または温度検出部114により検出される温度Tに対応する許容電流を電池111の許容電流Ia5として取得する。
The fifth allowable current acquisition unit acquires the allowable current Ia5 for each
For example, the fifth allowable current acquisition unit may calculate the degree of deterioration of the battery 111 (for example, the current internal resistance ratio based on the past internal resistance of the
そして、閾値設定部132は、第1〜第5の許容電流取得部により取得される許容電流のうちの最小値を閾値Ithに設定する。
なお、許容電流取得部131は、第1の許容電流取得部の他に、第2〜第5の許容電流取得部のうちの少なくとも1つを備え、閾値設定部132は、第1の許容電流取得部で取得される許容電流及び第2〜第5の許容電流取得部のうちの少なくとも1つの許容電流取得部で取得される許容電流のうちの最小値を閾値Ithに設定するように構成してもよい。
Then, the
The allowable current acquisition unit 131 includes at least one of the second to fifth allowable current acquisition units in addition to the first allowable current acquisition unit, and the
また、上記実施形態では、電流制御装置は電流を制御したが、電力を制御する構成も含まれる。つまり、電流制御装置は、許容電力を取得する第1〜第5の許容電力取得部を有し、第1〜第5の許容電力取得部により取得される許容電力を閾値に設定する閾値設定部と、閾値に基づいて電池パックの電力を制御する構成も含まれる。 Moreover, in the said embodiment, although the electric current control apparatus controlled the electric current, the structure which controls electric power is also included. That is, the current control device includes first to fifth allowable power acquisition units that acquire allowable power, and a threshold setting unit that sets the allowable power acquired by the first to fifth allowable power acquisition units as a threshold. And the structure which controls the electric power of a battery pack based on a threshold value is also included.
また、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
1 電池パック
2 外部充電器
3 電力変換部
4 走行モータ
5 走行制御部
11 電池モジュール
12 記憶部
13 制御部
111 電池
112 電圧検出部
113 電流検出部
114 温度検出部
115 スイッチ
131 許容電流取得部
132 閾値設定部
133 電流制御部
134 スイッチ制御部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記各電池モジュールにそれぞれ備えられる温度検出部と、
前記各温度検出部により検出される複数の温度に基づいて許容電流を取得する第1の許容電流取得部と、
前記第1の許容電流取得部により取得される許容電流を閾値に設定する閾値設定部と、
前記閾値に基づいて前記電池パックに流れる電流を制御する電流制御部と、
前記各電池にそれぞれ接続されるスイッチと、
前記電池パックに流れる電流が、前記電池パックに電流を供給する充電器の出力可能電流範囲外になると、前記各温度検出部により検出される複数の温度のうちの最大温度に対応する電池モジュールの給電路が電気的に遮断されるように前記スイッチのオン、オフを制御するスイッチ制御部と、
を備える電流制御装置。 A current control device for controlling a current flowing in a battery pack having a plurality of battery modules connected in parallel,
A temperature detector provided in each of the battery modules;
A first allowable current acquisition unit that acquires an allowable current based on a plurality of temperatures detected by each of the temperature detection units;
A threshold setting unit that sets the allowable current acquired by the first allowable current acquisition unit as a threshold;
A current control unit for controlling a current flowing through the battery pack based on the threshold;
A switch connected to each of the batteries;
When the current flowing through the battery pack falls outside the outputable current range of the charger that supplies current to the battery pack, the battery module corresponding to the maximum temperature among the plurality of temperatures detected by each temperature detection unit A switch control unit for controlling on and off of the switch so that the power supply path is electrically interrupted;
A current control device comprising:
前記温度検出部は、前記各電池モジュールにそれぞれ複数設けられ、
前記第1の許容電流取得部は、前記各温度検出部により検出される複数の温度のうち、前記電池モジュール毎に最大温度を求め、それら最大温度にそれぞれ対応する許容電流のうちの最小の許容電流を取得し、
前記閾値設定部は、前記第1の許容電流取得部により取得される最小の許容電流を前記閾値に設定し、
前記電流制御部は、前記各電池モジュールに流れる電流が前記閾値よりも小さくなるように前記電池パックに流れる電流を制御する
ことを特徴とする電流制御装置。 The current control device according to claim 1,
A plurality of the temperature detectors are provided in each of the battery modules,
The first allowable current acquisition unit obtains a maximum temperature for each of the battery modules among a plurality of temperatures detected by the respective temperature detection units, and the minimum allowable of the allowable currents corresponding to each of the maximum temperatures. Get the current
The threshold setting unit sets the minimum allowable current acquired by the first allowable current acquisition unit to the threshold,
The current control unit controls a current flowing through the battery pack such that a current flowing through each battery module is smaller than the threshold value.
前記第1の許容電流取得部は、前記各温度検出部により検出される複数の温度のうちの最大温度に対応する許容電流を取得し、
前記電流制御部は、前記最大温度に対応する電池モジュールに流れる電流が前記閾値よりも小さくなるように前記電池パックに流れる電流を制御する
ことを特徴とする電流制御装置。 The current control device according to claim 1,
The first allowable current acquisition unit acquires an allowable current corresponding to a maximum temperature among a plurality of temperatures detected by the temperature detection units,
The current control unit controls the current flowing through the battery pack so that the current flowing through the battery module corresponding to the maximum temperature is smaller than the threshold value.
前記各電池モジュールの電池のSOC及び温度に基づいて、前記電池モジュール毎に許容電流を取得する第2の許容電流取得部、
前記各電池モジュールの電池の過充放電抑制に関する情報に基づいて、前記電池モジュール毎に許容電流を取得する第3の許容電流取得部、
前記各電池モジュールの電池の異常レベルに基づいて、前記電池モジュール毎に許容電流を取得する第4の許容電流取得部、
前記各電池モジュールの電池の析出抑制に関する情報に基づいて、前記電池モジュール毎に許容電流を取得する第5の許容電流取得部、
のうちの少なくとも1つの許容電流取得部をさらに備え、
前記閾値設定部は、前記第1の許容電流取得部で取得される許容電流及び前記第2〜第5の許容電流取得部のうちの少なくとも1つの許容電流取得部で取得される許容電流のうちの最小値を前記閾値に設定する
ことを特徴とする電流制御装置。 The current control device according to any one of claims 1 to 3,
A second allowable current acquisition unit that acquires an allowable current for each battery module based on the SOC and temperature of the battery of each battery module;
A third allowable current acquisition unit for acquiring an allowable current for each of the battery modules based on the information on the overcharge / discharge suppression of the battery of each of the battery modules;
A fourth allowable current acquisition unit that acquires an allowable current for each battery module based on an abnormal level of the battery of each battery module;
A fifth allowable current acquisition unit that acquires an allowable current for each of the battery modules, based on information related to suppression of deposition of the battery of each of the battery modules;
Further comprising an allowable current acquisition unit of at least one of
The threshold setting unit includes an allowable current acquired by the first allowable current acquisition unit and an allowable current acquired by at least one of the second to fifth allowable current acquisition units. The minimum value of the current control device is set to the threshold value.
前記スイッチ制御部は、前記電池パックに流れる電流が前記充電器の出力可能電流範囲内になり、かつ、給電路が遮断されている前記電池モジュールの電池の温度が所定温度以下になると、前記給電路が遮断されている電池モジュールの給電路が通電されるように前記スイッチのオン、オフを制御する
ことを特徴とする電流制御装置。
The current control device according to claim 1 ,
When the current flowing through the battery pack falls within a current range that can be output by the charger, and the temperature of the battery of the battery module in which the power supply path is cut off is equal to or lower than a predetermined temperature, the switch control unit An on-off control of the switch is controlled so that a power supply path of a battery module whose path is interrupted is energized.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015060704A JP6361545B2 (en) | 2015-03-24 | 2015-03-24 | Current control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015060704A JP6361545B2 (en) | 2015-03-24 | 2015-03-24 | Current control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016181985A JP2016181985A (en) | 2016-10-13 |
JP6361545B2 true JP6361545B2 (en) | 2018-07-25 |
Family
ID=57131171
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015060704A Expired - Fee Related JP6361545B2 (en) | 2015-03-24 | 2015-03-24 | Current control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6361545B2 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018213333A1 (en) * | 2018-08-08 | 2020-02-13 | Robert Bosch Gmbh | Method for operating a battery system and electric vehicle |
CN112638694B (en) * | 2018-09-11 | 2024-09-03 | 罗伯特·博世有限公司 | Method for operating a battery system and battery system |
JP7226296B2 (en) * | 2019-12-19 | 2023-02-21 | トヨタ自動車株式会社 | vehicle, vehicle control system |
JP7276113B2 (en) * | 2019-12-19 | 2023-05-18 | トヨタ自動車株式会社 | vehicle, vehicle control system |
JP7272258B2 (en) | 2019-12-19 | 2023-05-12 | トヨタ自動車株式会社 | vehicle |
CN114030357A (en) * | 2021-07-14 | 2022-02-11 | 山西赛坦科技有限公司 | Control device and control method for preventing BMS (battery management system) recharging overcurrent |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5517692B2 (en) * | 2010-03-26 | 2014-06-11 | 三菱重工業株式会社 | Battery pack and battery control system |
JP2011211861A (en) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Hitachi Koki Co Ltd | Battery pack and power tool |
JP2012182915A (en) * | 2011-03-01 | 2012-09-20 | Sanyo Electric Co Ltd | Power storage apparatus, power supply unit, battery unit, and controller |
JP5741153B2 (en) * | 2011-04-06 | 2015-07-01 | トヨタ自動車株式会社 | Charge control device |
JP5974914B2 (en) * | 2013-01-29 | 2016-08-23 | 株式会社豊田自動織機 | Battery system and battery status judgment setting change method |
-
2015
- 2015-03-24 JP JP2015060704A patent/JP6361545B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016181985A (en) | 2016-10-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6361545B2 (en) | Current control device | |
US9705343B2 (en) | Voltage equalizer | |
US9933491B2 (en) | Electric storage system | |
US11011920B2 (en) | Energy storage apparatus for engine start-up, method for controlling the same, and vehicle | |
JP5819443B2 (en) | Battery control device, battery system | |
JP5682708B2 (en) | Power storage system | |
US20180083460A1 (en) | System and method of managing battery by using balancing battery | |
WO2012169062A1 (en) | Battery control device and battery system | |
JP2016091613A (en) | Battery system and soc recovery method | |
JP2007259612A (en) | Power supply controller | |
WO2012157065A1 (en) | Battery control device | |
US10581121B2 (en) | Balance correction control apparatus, balance correction system and electric storage system | |
US10391880B2 (en) | Battery pack and electric vehicle including the same | |
JP5477366B2 (en) | Battery charge amount control apparatus and method | |
JP2013121242A (en) | Soc estimation device and battery pack | |
JP2017229152A (en) | Battery pack | |
CN107005077B (en) | Power control device and power control system | |
JP2014171323A (en) | Cell balance device | |
JP6733581B2 (en) | Battery pack | |
JP6311616B2 (en) | Charging current control device and charging current control method | |
JP2020198183A (en) | Connection controller and connection control method | |
JP7509014B2 (en) | Secondary Battery System | |
JP2018050401A (en) | Battery pack connection determination method of power supply system and power supply system | |
JP2016082642A (en) | Overcurrent abnormality detection device and overcurrent abnormality detection method | |
JP6365222B2 (en) | Control apparatus and control method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170607 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180314 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180320 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180510 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180529 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180611 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6361545 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |