JP6680168B2 - Voltage balance control device - Google Patents

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Description

本発明は、直列接続された複数の電池セルの電圧ばらつきを解消する電圧バランス制御装置に関する。   The present invention relates to a voltage balance control device that eliminates voltage variations of a plurality of battery cells connected in series.

従来、車両や電化製品の電力源として、複数の電池セル（二次電池、以下「セル」という）が直列に接続されて構成された組み電池が用いられている。組み電池は充放電が繰り返されることで徐々に劣化していくが、この劣化の進み具合はセル毎に異なることがあり、放電特性もセル毎に異なることがある。そのため、組み電池を使用していくと、複数のセルの電圧値にばらつきが生じてしまい、組み電池の性能低下（容量損失）を招くことになる。   Conventionally, an assembled battery configured by connecting a plurality of battery cells (secondary batteries, hereinafter referred to as “cells”) in series has been used as a power source for vehicles and electric appliances. The assembled battery gradually deteriorates due to repeated charging and discharging, but the progress of this deterioration may vary from cell to cell, and the discharge characteristics may also vary from cell to cell. Therefore, as the assembled battery is used, the voltage values of the plurality of cells are varied, and the performance of the assembled battery is degraded (capacity loss).

これに対し、複数のセルの充電状態を均等化する処理を実施して電圧ばらつきを解消する技術が提案されている。例えば特許文献１では、均等化処理を継続可能な時間を設定するとともに、この時間が長くなるにつれて低くなる目標値を設定し、充電状態が目標値を越えるセルに対して、最も充電状態の高いセルから順に放電を実施している。これにより、均等化処理が中断されたとしても、充電状態のばらつきが最小限に抑えられるとされている。   On the other hand, a technique has been proposed in which a process for equalizing the charge states of a plurality of cells is performed to eliminate voltage variations. For example, in Patent Document 1, a time period during which the equalization process can be continued is set, and a target value that decreases as the time period increases is set, and a cell having a higher charge state than the target value has the highest charge state. The discharge is carried out in order from the cell. As a result, even if the equalization process is interrupted, it is said that the variation in the charge state can be minimized.

特開２００９−５５０７号公報JP, 2009-5507, A

ところで、セルは劣化が進むほど電池容量が低下するため、各セルの劣化の進行度合いに差が生じると、各セルの電池容量にも差が生じることになる。この場合、各セルが同じ容量を放電したとしても、電池容量が大きいセルは電圧降下速度が遅く、電池容量が小さいセルは電圧降下速度が速くなる。そのため、電圧ばらつきを解消する制御において、上記の特許文献１のように、各セルの充電状態（SOC，電圧値等）の大小関係のみに基づいて放電させるセルの順番を決めたのでは、先に放電を開始したセルの電圧値が、後から放電を開始したセルの電圧値を下回ることがある。つまり、後から放電を開始したセルの電圧降下速度が遅い場合には、電圧値の逆転現象が発生してしまうおそれがある。   By the way, since the battery capacity of a cell decreases as the deterioration progresses, if the degree of progress of deterioration of each cell varies, the battery capacity of each cell also varies. In this case, even if each cell discharges the same capacity, a cell with a large battery capacity has a slow voltage drop rate, and a cell with a small battery capacity has a fast voltage drop rate. Therefore, in the control for eliminating the voltage variation, the order of cells to be discharged may be determined based only on the magnitude relation of the charge state (SOC, voltage value, etc.) of each cell as in the above-mentioned Patent Document 1. The voltage value of the cell that has started to be discharged may be lower than the voltage value of the cell that has been started to be discharged later. That is, when the voltage drop rate of the cell that has started the discharge later is slow, there is a possibility that a voltage value inversion phenomenon may occur.

本件は、このような課題に鑑み案出されたもので、逆転現象の発生を防止して効率的に電圧ばらつきを解消することができるようにした、電圧バランス制御装置を提供することを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。   The present invention has been devised in view of such a problem, and an object thereof is to provide a voltage balance control device capable of preventing occurrence of a reverse phenomenon and efficiently eliminating voltage variations. One It is to be noted that the present invention is not limited to this object, and it is another advantage of the present invention that the present invention is not limited to the conventional technology, and is an operation effect derived from each configuration shown in the embodiments for carrying out the invention described later. is there.

（１）ここで開示する電圧バランス制御装置は、直列接続された複数の電池セルの電圧ばらつきを解消する電圧バランス制御装置であって、前記複数の電池セルの中から最高電圧の前記電池セルおよび最低電圧の前記電池セルの一方を基準セルとし他方を対象セルとして選択するとともに、前記基準セルの電圧値との差の絶対値が閾値よりも大きい前記電池セルを動作セルとして選択する選択部と、前記複数の電池セルのうち前記基準セルおよび前記対象セルを除く他の前記電池セルのそれぞれと前記対象セルとの劣化度の差を示す劣化量差、および、前記他の電池セルのそれぞれと前記対象セルとの電圧差を算出する算出部と、前記劣化量差および前記電圧差に基づいて前記閾値を設定する設定部と、前記動作セルを充放電させて前記動作セルの電圧値を前記基準セルの電圧値に一致させるためのバランサー制御を実施する制御部と、を備える。   (1) The voltage balance control device disclosed herein is a voltage balance control device that eliminates the voltage variation of a plurality of battery cells connected in series, wherein the battery cell having the highest voltage among the plurality of battery cells and While selecting one of the battery cells having the lowest voltage as a reference cell and the other as a target cell, a selection unit that selects the battery cell in which the absolute value of the difference from the voltage value of the reference cell is larger than a threshold value as an operating cell. , A deterioration amount difference indicating a difference in deterioration degree between each of the battery cells other than the reference cell and the target cell among the plurality of battery cells and the target cell, and each of the other battery cells A calculation unit that calculates a voltage difference with the target cell, a setting unit that sets the threshold value based on the deterioration amount difference and the voltage difference, and the operation by charging and discharging the operating cell. And a control unit for carrying out the balancer control for matching the voltage value of Le to a voltage value of the reference cell.

（２）前記選択部は、前記他の電池セルのうち前記対象セルの電圧値との差の絶対値が第一所定値未満である前記電池セルを比較セルとして選択し、前記算出部は、前記比較セルの劣化度から前記対象セルの劣化度を減算することで前記劣化量差を算出し、前記設定部は、前記比較セルの前記劣化量差のうちの最大値を選択して前記閾値を設定することが好ましい。
（３）前記設定部は、選択した前記劣化量差が大きいほど前記閾値を小さな値に設定することが好ましい。 (2) The selection unit selects, as a comparison cell, the battery cell in which the absolute value of the difference from the voltage value of the target cell among the other battery cells is less than a first predetermined value, and the calculation unit The deterioration amount difference is calculated by subtracting the deterioration amount of the target cell from the deterioration amount of the comparison cell, and the setting unit selects the maximum value of the deterioration amount difference of the comparison cell to select the threshold value. Is preferably set.
(3) The setting unit preferably sets the threshold value to a smaller value as the selected deterioration amount difference increases.

（４）また、前記設定部は、前記他の電池セルの中に前記比較セルが存在しない場合には、前記閾値を既定値に設定することが好ましい。
（５）前記算出部は、前記基準セル及び前記対象セルの電圧差の絶対値をばらつき量として算出し、前記設定部は、前記ばらつき量が第二所定値未満である場合には、前記閾値をゼロに設定することが好ましい。 (4) Further, it is preferable that the setting unit sets the threshold value to a default value when the comparison cell does not exist in the other battery cells.
(5) The calculation unit calculates an absolute value of a voltage difference between the reference cell and the target cell as a variation amount, and the setting unit determines the threshold value when the variation amount is less than a second predetermined value. Is preferably set to zero.

（６）前記算出部は、前記基準セル及び前記対象セルの電圧差をばらつき量として算出することが好ましい。この場合、前記電圧バランス制御装置は、前記設定部で設定された前記閾値を、前記ばらつき量が大きいほど大きな値に補正するとともに前記ばらつき量が小さいほど小さな値に補正する補正部を備えていることが好ましい。
（７）前記算出部は、前記劣化量差として、前記他の電池セルのそれぞれと前記対象セルとの電池容量差を算出することが好ましい。 (6) It is preferable that the calculation unit calculates a voltage difference between the reference cell and the target cell as a variation amount. In this case, the voltage balance control device includes a correction unit that corrects the threshold value set by the setting unit to a larger value as the variation amount is larger and a smaller value as the variation amount is smaller. It is preferable.
(7) It is preferable that the calculation unit calculates, as the deterioration amount difference, a battery capacity difference between each of the other battery cells and the target cell.

劣化量差および電圧差に基づいて閾値を設定するため、電圧降下速度の違いをも考慮して、充放電させる電池セル（すなわち動作セル）を選択することができる。これにより、電圧ばらつきを解消するバランサー制御において、逆転現象の発生を防止することができ、効率的に電圧ばらつきを解消することができる。   Since the threshold value is set based on the deterioration amount difference and the voltage difference, it is possible to select the battery cell (that is, the operating cell) to be charged / discharged in consideration of the difference in the voltage drop rate. As a result, in the balancer control that eliminates the voltage variation, the occurrence of the reverse rotation phenomenon can be prevented, and the voltage variation can be efficiently eliminated.

実施形態に係る電圧バランス制御装置を例示する模式図である。It is a schematic diagram which illustrates the voltage balance control apparatus which concerns on embodiment. 選択部による複数の電池セルの選択方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the selection method of the some battery cell by a selection part. （ａ）および（ｂ）は設定部が用いるマップ例である。(A) and (b) are examples of maps used by the setting unit. 補正部が用いるマップ例である。It is an example of a map used by the correction unit. 図１の制御装置で実施されるバランサー制御の手順を示すフローチャート例である。3 is an example of a flowchart showing a procedure of balancer control performed by the control device of FIG. 1. （ａ）および（ｂ）は、図１の制御装置で実施されるバランサー制御による作用を説明するための図である。(A) And (b) is a figure for demonstrating the effect | action by balancer control implemented with the control apparatus of FIG. バランサー回路の変形例である。It is a modification of the balancer circuit.

図面を参照して、実施形態としての電圧バランス制御装置について説明する。以下に示す各実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の各実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。   A voltage balance control device as an embodiment will be described with reference to the drawings. The embodiments described below are merely examples, and there is no intention to exclude various modifications and application of techniques that are not explicitly shown in the embodiments below. Each configuration of the present embodiment can be variously modified and implemented without departing from the spirit thereof. Further, they can be selected or combined as needed.

［１．装置構成］
図１に示すように、本実施形態の電圧バランス制御装置１（以下「制御装置１」という）は、組み電池１０を構成する複数の電池セル１１（以下「セル１１」という）の電圧値のばらつき（電圧ばらつき）を解消するものである。ここでいう解消とは、電圧ばらつきをゼロ又は略ゼロにすることを意味する。セル１１は、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池といったエネルギ密度の高い二次電池であり、直列接続されている。なお、組み電池１０は、例えば車両や電化製品の電力源として用いられる。 [1. Device configuration]
As shown in FIG. 1, the voltage balance control device 1 (hereinafter, referred to as “control device 1”) of the present embodiment has a voltage value of a plurality of battery cells 11 (hereinafter, referred to as “cell 11”) that constitute an assembled battery 10. Variations (voltage variations) are eliminated. The elimination here means to make the voltage variation zero or substantially zero. The cell 11 is a secondary battery having a high energy density, such as a lithium ion battery or a nickel hydrogen battery, and is connected in series. The assembled battery 10 is used, for example, as a power source for vehicles and electric appliances.

本実施形態の各セル１１には、固有の番号（セルナンバー）が与えられる。例えば、一つの組み電池１０を構成する複数のセル１１の一側から順に、１番（＃１），２番（＃２），３番（＃３），…とそれぞれ異なる番号が与えられる。以下、複数のセル１１を区別する場合には、セル＃１，セル＃２，セル＃３，…と表す。なお、図１では三つのセル１１を例示しているが、一つの組み電池１０を構成するセル１１の個数はこれに限られない。   A unique number (cell number) is given to each cell 11 of this embodiment. For example, different numbers, such as No. 1 (# 1), No. 2 (# 2), No. 3 (# 3), ... Are given in order from one side of the plurality of cells 11 constituting one assembled battery 10. Hereinafter, when distinguishing a plurality of cells 11, they are expressed as cell # 1, cell # 2, cell # 3, .... Although three cells 11 are illustrated in FIG. 1, the number of cells 11 forming one battery pack 10 is not limited to this.

各セル１１には、電圧ばらつきを解消するためのバランサー回路２と、セル１１の電圧値を検出する電圧モニター３とが設けられる。バランサー回路２は、セル１１に対して並列に接続された放電回路であり、スイッチ２Ａおよび抵抗器２Ｂが介装される。スイッチ２Ａは、バランサー回路２を断接する機能を持った開閉器であり、制御装置１からの制御信号を受けるとオン（閉鎖状態）となり、制御信号がない状態ではオフ（開放状態）となる。スイッチ２Ａと抵抗器２Ｂとは直列接続される。   Each cell 11 is provided with a balancer circuit 2 for eliminating voltage variations and a voltage monitor 3 for detecting the voltage value of the cell 11. The balancer circuit 2 is a discharge circuit connected in parallel to the cell 11, and has a switch 2A and a resistor 2B interposed therein. The switch 2A is a switch having a function of connecting and disconnecting the balancer circuit 2, and is turned on (closed state) when receiving a control signal from the control device 1, and turned off (open state) when there is no control signal. The switch 2A and the resistor 2B are connected in series.

電圧モニター３は、セル１１に対して並列に接続され、検出したセル１１の電圧値を制御装置１へ伝達するものである。なお、電圧モニター３にも、接続されたセル１１の番号と同一の番号が与えられており、制御装置１においてどのセル１１の電圧値であるのかが判断可能となっている。   The voltage monitor 3 is connected in parallel to the cell 11 and transmits the detected voltage value of the cell 11 to the control device 1. The voltage monitor 3 is also given the same number as the connected cell 11 so that the control device 1 can determine which cell 11 has the voltage value.

制御装置１は、組み電池１０およびこれに含まれる各セル１１の状態を監視するとともに充放電状態を制御する電子制御装置である。制御装置１は、例えば組み電池１０毎に設けられるＣＭＵ（Cell Monitoring Unit）であってもよいし、ＣＭＵよりも上位の電子制御装置であるＢＭＵ（Battery Management Unit）であってもよい。制御装置１は、例えばマイクロプロセッサやＲＯＭ，ＲＡＭ等を集積したＬＳＩデバイスや組み込み電子デバイスとして構成される。   The control device 1 is an electronic control device that monitors the states of the assembled battery 10 and each cell 11 included therein and controls the charge / discharge state. The control device 1 may be, for example, a CMU (Cell Monitoring Unit) provided for each assembled battery 10 or a BMU (Battery Management Unit) that is an electronic control device higher than the CMU. The control device 1 is configured as, for example, an LSI device or an embedded electronic device in which a microprocessor, ROM, RAM and the like are integrated.

［２．制御構成］
本実施形態の制御装置１は、所定条件の成立時において電圧ばらつきがある場合に、最も電圧値の低いセル１１と、これ以外のセル１１とが同じ電圧値になるように（電圧値が一致するように）、所定のセル１１を放電させて電圧ばらつきを解消するバランサー制御を実施する。言い換えると、バランサー制御とは、基準となる電圧値を持つセル１１（以下「基準セル」という）と、放電させるセル１１（以下「動作セル」という）とを選択し、動作セルが持つバランサー回路２のスイッチ２Ａを閉鎖状態とすることでこのセル１１の電圧値を下げ、基準セルの電圧値に一致させるための制御である。 [2. Control configuration]
The control device 1 of the present embodiment ensures that the cell 11 having the lowest voltage value and the other cells 11 have the same voltage value when the voltage variation occurs when the predetermined condition is satisfied (the voltage values are the same). As described above), a predetermined cell 11 is discharged to perform balancer control to eliminate voltage variations. In other words, the balancer control is performed by selecting the cell 11 having a reference voltage value (hereinafter referred to as “reference cell”) and the cell 11 to be discharged (hereinafter referred to as “operating cell”), and having the balancer circuit included in the operating cell. This is a control for lowering the voltage value of the cell 11 by closing the switch 2A of No. 2 to match the voltage value of the reference cell.

上記の所定条件は、組み電池１０の状態が安定していることである。つまり、バランサー制御は、組み電池１０の電圧値や電流値等が安定しているときに実施される。例えば、組み電池１０が車両に搭載される場合には、イグニッションスイッチがオフにされてから所定時間が経過したときに「組み電池１０が安定した」と判断され、バランサー制御を実施可能となる。   The above-mentioned predetermined condition is that the state of the assembled battery 10 is stable. That is, the balancer control is performed when the voltage value, the current value, etc. of the assembled battery 10 are stable. For example, when the assembled battery 10 is mounted on a vehicle, it is determined that “the assembled battery 10 is stable” and a balancer control can be performed when a predetermined time has elapsed since the ignition switch was turned off.

本実施形態のバランサー制御では、図２に示すように、複数のセル１１のうち最も電圧値の低いセル１１（最低電圧Vminのセル）が基準セルとして選択される。さらに、基準セルの電圧値に加算する閾値Aが設定され、この閾値Aよりも高い電圧値を持つセル１１が動作セルとして選択される。図２の例では、セル＃４が基準セルとなり、セル＃２，＃３および＃５が動作セルとなる。   In the balancer control of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the cell 11 having the lowest voltage value (cell having the lowest voltage Vmin) among the plurality of cells 11 is selected as the reference cell. Further, a threshold value A to be added to the voltage value of the reference cell is set, and the cell 11 having a voltage value higher than this threshold value A is selected as the operating cell. In the example of FIG. 2, cell # 4 is the reference cell and cells # 2, # 3 and # 5 are the working cells.

閾値Aは、電圧ばらつきを効率よく解消するために設定されるものである。仮に、閾値Aが設定されず、基準セル以外のセル１１を全て放電対象にしたとすると、基準セルの電圧値よりも僅かに高い電圧値を持つセル１１（例えば図２中のセル＃１）が、放電を開始した直後に基準セルの電圧値を下回る。この場合、最低電圧のセル１１が変わる（例えばセル＃４からセル＃１に変わる）ため、再び基準セルが選択されるとともに、基準セル以外のセル１１の放電が開始されることになる。つまり、閾値Aが設定されない場合、最低電圧のセル１１（基準セル）が次々と変わることになり、複数のセル１１のうち電圧値の高いセル１１の放電が進まず、電圧ばらつきの解消に要する時間が長期化してしまう。このような事態を回避するために、本実施形態のバランサー制御では閾値Aが設定される。なお、この設定方法については後述する。   The threshold value A is set in order to efficiently eliminate the voltage variation. If the threshold A is not set and all the cells 11 other than the reference cell are set to be discharged, the cell 11 having a voltage value slightly higher than the voltage value of the reference cell (for example, cell # 1 in FIG. 2). However, it falls below the voltage value of the reference cell immediately after starting the discharge. In this case, the cell 11 having the lowest voltage is changed (for example, the cell # 4 is changed to the cell # 1), so that the reference cell is selected again and the discharge of the cells 11 other than the reference cell is started. That is, when the threshold value A is not set, the lowest voltage cell 11 (reference cell) is changed one after another, and the cell 11 having a higher voltage value among the plurality of cells 11 is not discharged, which is required to eliminate the voltage variation. Time will be prolonged. In order to avoid such a situation, the threshold value A is set in the balancer control of this embodiment. The setting method will be described later.

制御装置１には、このバランサー制御を実施するための要素として、選択部１Ａ，算出部１Ｂ，設定部１Ｃ，補正部１Ｄ及び制御部１Ｅが設けられる。これらの要素は、制御装置１で実行されるプログラムの一部の機能を示すものであり、ソフトウェアで実現されるものとする。ただし、各機能の一部又は全部をハードウェア（電子回路）で実現してもよく、あるいはソフトウェアとハードウェアとを併用して実現してもよい。   The control device 1 is provided with a selection unit 1A, a calculation unit 1B, a setting unit 1C, a correction unit 1D, and a control unit 1E as elements for implementing this balancer control. These elements show a part of the functions of the program executed by the control device 1, and are realized by software. However, a part or all of each function may be realized by hardware (electronic circuit), or may be realized by using software and hardware together.

＜選択部＞
選択部１Ａは、複数のセル１１の中から、バランサー制御で用いるセル１１を選択するものである。具体的には、選択部１Ａは、複数のセル１１の中から最高電圧Vmaxのセル１１および最低電圧Vminのセル１１の一方を「基準セル」として選択するとともに他方を「対象セル」として選択する。また、選択部１Ａは、基準セルと対象セルとを除く他のセル１１のうち、対象セルの電圧値との差の絶対値が第一所定値X未満である電池セル１１を「比較セル」として選択する。さらに選択部１Ａは、後述する補正部１Ｄから伝達された閾値Aを使って、基準セルの電圧値との差の絶対値が閾値Aよりも大きいセル１１を「動作セル」として選択する。 <Selection section>
The selection unit 1A selects the cell 11 used in the balancer control from the plurality of cells 11. Specifically, the selection unit 1A selects one of the cell 11 having the highest voltage Vmax and the cell 11 having the lowest voltage Vmin as the “reference cell” from the plurality of cells 11 and the other as the “target cell”. . In addition, the selection unit 1A selects, as the “comparison cell”, the battery cell 11 whose absolute value of the difference between the voltage value of the target cell and the other cells 11 excluding the reference cell and the target cell is less than the first predetermined value X. To choose as. Further, the selection unit 1A uses the threshold value A transmitted from the correction unit 1D described later to select the cell 11 whose absolute value of the difference from the voltage value of the reference cell is larger than the threshold value A as the “operating cell”.

本実施形態では、図２に示すように、最低電圧Vminのセル＃４が基準セルとして選択され、最高電圧Vmaxのセル＃３が対象セルとして選択される。また、基準セル＃４および対象セル＃３以外のセル１１のうち、対象セル＃３の電圧値Vmaxから第一所定値Xを減算した値（Vmax−X）よりも高い電圧値を持つセル＃２および＃５が比較セルとして選択される。なお、第一所定値Xは、組み電池１０の特性やばらつきの発生量などに基づいて設定されるものであり、事前に実験やシミュレーション等を行うことで最適化した値が求められる。さらに、基準セル＃４の電圧値Vminに閾値Aを加算した値（Vmin＋A）よりも高い電圧値を持つセル＃２，＃３および＃５が動作セルとして選択される。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the cell # 4 having the lowest voltage Vmin is selected as the reference cell, and the cell # 3 having the highest voltage Vmax is selected as the target cell. Further, among the cells 11 other than the reference cell # 4 and the target cell # 3, the cell # having a voltage value higher than a value (Vmax−X) obtained by subtracting the first predetermined value X from the voltage value Vmax of the target cell # 3. 2 and # 5 are selected as comparison cells. The first predetermined value X is set on the basis of the characteristics of the battery pack 10 and the amount of variation generated, and an optimized value can be obtained by performing experiments, simulations, or the like in advance. Further, cells # 2, # 3 and # 5 having a voltage value higher than the value (Vmin + A) obtained by adding the threshold value A to the voltage value Vmin of the reference cell # 4 are selected as the operating cells.

基準セルおよび対象セルは複数のセル１１の中から一つずつ選択される。また、動作セルには対象セルが必ず含まれる（対象セルは動作セルでもある）ため、動作セルは複数のセル１１の中から一つ以上が選択される。一方、比較セルは、基準セルおよび対象セルを除いた他のセル１１の中から一つ以上が選択されることもあれば、一つも選択されないこともある。選択部１Ａは、選択したセル１１の情報を算出部１Ｂ，設定部１Ｃおよび制御部１Ｅに伝達する。   The reference cell and the target cell are selected one by one from the plurality of cells 11. Further, since the target cell is always included in the operating cell (the target cell is also the operating cell), one or more operating cells are selected from the plurality of cells 11. On the other hand, as the comparison cell, one or more cells may be selected from the other cells 11 excluding the reference cell and the target cell, or none may be selected. The selection unit 1A transmits the information of the selected cell 11 to the calculation unit 1B, the setting unit 1C and the control unit 1E.

＜算出部＞
算出部１Ｂは、バランサー制御に用いるパラメータとして、ばらつき量D，電圧差および劣化量差（電池容量差）を算出するものである。ばらつき量Dとは、複数のセル１１の電圧値のばらつきを示す値であり、例えば基準セルおよび対象セルの電圧差の絶対値や標準偏差が挙げられる。本実施形態では、図２に示すように、対象セルの電圧値Vmaxから基準セルの電圧値Vminを減算した値（Vmax−Vmin）がばらつき量Dとして算出される。電圧差は、基準セルおよび対象セルを除く他のセル１１の各電圧値と対象セルの電圧値との差である。本実施形態では、対象セルの電圧値Vmaxから他のセル１１の各電圧値を減算した値がそれぞれ電圧差として算出される。 <Calculator>
The calculation unit 1B calculates the variation amount D, the voltage difference, and the deterioration amount difference (battery capacity difference) as parameters used for the balancer control. The variation amount D is a value indicating the variation in the voltage value of the plurality of cells 11, and examples thereof include the absolute value and standard deviation of the voltage difference between the reference cell and the target cell. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a value (Vmax−Vmin) obtained by subtracting the voltage value Vmin of the reference cell from the voltage value Vmax of the target cell is calculated as the variation amount D. The voltage difference is the difference between the voltage value of the target cell and each voltage value of the cells 11 other than the reference cell and the target cell. In the present embodiment, a value obtained by subtracting each voltage value of the other cells 11 from the voltage value Vmax of the target cell is calculated as a voltage difference.

また、劣化量差は、基準セルおよび対象セルを除く他のセル１１の各劣化度と対象セルの劣化度との差である。なお、ここでいう劣化度は、例えば、新品時の満充電容量に対するその時点での満充電容量の百分率で表現される。このように表現した場合、劣化度の数値が大きいほど新品に近い（劣化していない）ことを意味し、劣化度の数値が小さいほど劣化が進行していることを意味する。本実施形態では、対象セルの劣化度から、他のセル１１のうちの比較セルの劣化度を減算することで劣化量差が算出される。例えば、対象セルの劣化が最も進行している場合には、劣化量差としてマイナスの値が算出される。   The deterioration amount difference is the difference between the deterioration degrees of the target cell and the deterioration degrees of the cells 11 other than the reference cell and the target cell. The degree of deterioration here is expressed, for example, as a percentage of the full charge capacity at the time with respect to the full charge capacity at the time of new article. When expressed in this way, a larger numerical value of the deterioration degree means that the product is newer (not deteriorated), and a smaller numerical value of the deterioration degree means that the deterioration is progressing. In the present embodiment, the deterioration amount difference is calculated by subtracting the deterioration degree of the comparison cell among the other cells 11 from the deterioration degree of the target cell. For example, when the deterioration of the target cell is most advanced, a negative value is calculated as the deterioration amount difference.

なお、算出部１Ｂは、劣化量差として（劣化量差の代わりに）、他のセル１１の各電池容量と対象セルの電池容量との差（電池容量差）を算出してもよい。この場合には、対象セルの電池容量から、他のセル１１のうちの比較セルの電池容量を減算することで電池容量差が算出される。例えば、対象セルの劣化が最も進行している場合には、対象セルと比較セルとの電圧値が同一であっても、対象セルの電池容量が最も低くなるため、電池容量差としてマイナスの値が算出される。以下の説明では、算出部１Ｂが劣化量差として電池容量差を算出する場合を説明する。なお、各セル１１の劣化度や電池容量は、従来周知の手法を用いて算出される。算出部１Ｂは、算出した各値を設定部１Ｃおよび補正部１Ｄに伝達する。   Note that the calculation unit 1B may calculate the difference (battery capacity difference) between the battery capacities of the other cells 11 and the target cell as the deterioration amount difference (instead of the deterioration amount difference). In this case, the battery capacity difference is calculated by subtracting the battery capacity of the comparison cell among the other cells 11 from the battery capacity of the target cell. For example, when the deterioration of the target cell is the most advanced, even if the voltage value of the target cell and the comparison cell are the same, the battery capacity of the target cell is the lowest, so a negative value for the battery capacity difference. Is calculated. In the following description, the case where the calculation unit 1B calculates the battery capacity difference as the deterioration amount difference will be described. The degree of deterioration and the battery capacity of each cell 11 are calculated using a conventionally known method. The calculation unit 1B transmits the calculated values to the setting unit 1C and the correction unit 1D.

＜設定部＞
設定部１Ｃは、他のセル１１のそれぞれと対象セルとの電池容量差（劣化量差）、および、他のセル１１のそれぞれと対象セルとの電圧差に基づいて、上述した閾値Aを設定するものである。本実施形態の設定部１Ｃは、他のセル１１のうち、対象セルとの電圧差が第一所定値X未満であるセル１１（すなわち比較セル）について算出された電池容量差を使って閾値Aを設定する。具体的には、設定部１Ｃは、比較セルの電池容量差のうちの最大値（最大容量差）を選択し、その最大値を用いて閾値Aを設定する。 <Setting section>
The setting unit 1C sets the above-described threshold A based on the battery capacity difference (deterioration amount difference) between each of the other cells 11 and the target cell, and the voltage difference between each of the other cells 11 and the target cell. To do. The setting unit 1C of the present embodiment uses the battery capacity difference calculated for the cell 11 (that is, the comparison cell) that has the voltage difference from the target cell of the other cells 11 that is less than the first predetermined value X to use the threshold value A. To set. Specifically, the setting unit 1C selects the maximum value (maximum capacity difference) of the battery capacity differences of the comparison cells, and sets the threshold value A using the maximum value.

設定部１Ｃは、選択した最大容量差が大きいほど閾値Aを小さな値に設定する。設定部１Ｃは、例えば図３（ａ）に示すマップを使って閾値Aを設定する。図３（ａ）は、最大容量差と閾値Aとの関係を規定したマップの一例であり、制御装置１に予め設定されている。このマップでは、最大容量差が大きくなるほど閾値Aがステップ状に小さくなるように設定されている。設定部１Ｃは、このマップに最大容量差を適用することで、対応する閾値A（A1〜A3）を設定する。なお、図３（ａ）に示すマップに代えて、図３（ｂ）に示すように、最大容量差が大きくなるほど閾値Aがリニアに小さくなるように設定されたマップを用いてもよい。 The setting unit 1C sets the threshold value A to a smaller value as the selected maximum capacity difference is larger. The setting unit 1C sets the threshold value A using, for example, the map shown in FIG. FIG. 3A is an example of a map defining the relationship between the maximum capacity difference and the threshold value A, which is preset in the control device 1. In this map, the threshold value A is set to decrease stepwise as the maximum capacity difference increases. The setting unit 1C sets the corresponding threshold value A (A 1 to A 3 ) by applying the maximum capacity difference to this map. Note that, instead of the map shown in FIG. 3A, as shown in FIG. 3B, a map in which the threshold value A is linearly decreased as the maximum capacity difference is increased may be used.

本実施形態の設定部１Ｃは、比較セルが存在しない場合には、閾値Aを既定値A0に設定する。この既定値A0は、比較セルが存在する場合に設定される閾値Aの最大値〔例えば図３（ａ）のマップ中の閾値A3〕よりも大きな値である。比較セルが存在しない場合は電圧値の逆転現象が発生しないため、閾値Aを大きな値（既定値A0）に設定することで、電圧ばらつきが効率よく解消される。言い換えると、バランサー制御の高効率化が実現される。 The setting unit 1C of the present embodiment sets the threshold value A to the default value A 0 when there is no comparison cell. The default value A 0 is a value larger than the maximum value of the threshold value A set when the comparison cell is present [for example, the threshold value A 3 in the map of FIG. 3A]. When the comparison cell does not exist, the inversion phenomenon of the voltage value does not occur. Therefore, by setting the threshold value A to a large value (default value A 0 ), the voltage variation can be efficiently eliminated. In other words, high efficiency of balancer control is realized.

さらに本実施形態の設定部１Ｃは、ばらつき量Dが第二所定値Y未満である場合には、閾値Aをゼロに設定する。閾値Aは、上述したように、電圧ばらつきを効率よく解消するために設定されるものであるが、閾値Aが設定されている場合には、ばらつき量Dが閾値Aよりも小さくならない。そのため、電圧ばらつきが小さい場合（または小さくなった場合）には、閾値Aをゼロにすることでばらつき量Dがゼロになるようにする。なお、第二所定値Yは、組み電池１０の特性，ばらつきの発生量，バランサー制御の設定要件等に基づいて予め設定されている。設定要件には、例えば、ばらつきの解消必要目標値（すなわち、発生した電圧ばらつきを解消する必要があるか否かを判断可能な閾値）や、ばらつきの解消に要する時間などが含まれる。   Furthermore, when the variation amount D is less than the second predetermined value Y, the setting unit 1C of the present embodiment sets the threshold value A to zero. As described above, the threshold value A is set to efficiently eliminate the voltage variation, but when the threshold value A is set, the variation amount D does not become smaller than the threshold value A. Therefore, when the voltage variation is small (or small), the threshold value A is set to zero so that the variation amount D becomes zero. The second predetermined value Y is set in advance based on the characteristics of the battery pack 10, the amount of variation, the balancer control setting requirements, and the like. The setting requirements include, for example, a target value required to eliminate the variation (that is, a threshold value capable of determining whether or not the generated voltage variation needs to be eliminated), a time required to eliminate the variation, and the like.

以下の表１は、本実施形態の設定部１Ｃが設定する閾値Aをまとめたものである。設定部１Ｃは、設定した閾値Aを補正部１Ｄに伝達する。   Table 1 below summarizes the threshold values A set by the setting unit 1C of the present embodiment. The setting unit 1C transmits the set threshold value A to the correction unit 1D.

Figure 0006680168
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＜補正部＞
補正部１Ｄは、設定部１Ｃで設定された閾値Aを、ばらつき量Dが大きいほど大きな値に補正するとともに、ばらつき量Dが小さいほど小さな値に補正するものである。本実施形態の補正部１Ｄは、ばらつき量Dに応じた係数Kを取得し、その係数Kを設定部１Ｃで設定された閾値Aに乗算することで閾値Aを補正し、補正後の閾値A′を新たな閾値Aとして設定する。係数Kは、例えば図４に示すようなマップを用いて取得される。図４は、ばらつき量Dと係数Kとの関係を規定したマップの一例であり、制御装置１に予め設定されている。このマップでは、ばらつき量Dが大きいほど係数Kがリニアに大きくなるように設定されている。 <Correction part>
The correction unit 1D corrects the threshold value A set by the setting unit 1C to a larger value as the variation amount D is larger, and to a smaller value as the variation amount D is smaller. The correction unit 1D of the present embodiment acquires the coefficient K according to the variation amount D, corrects the threshold value A by multiplying the coefficient K by the threshold value A set by the setting unit 1C, and the corrected threshold value A ′ Is set as a new threshold A. The coefficient K is acquired using a map as shown in FIG. 4, for example. FIG. 4 is an example of a map defining the relationship between the variation amount D and the coefficient K, which is preset in the control device 1. In this map, the coefficient K is set to linearly increase as the variation amount D increases.

ばらつき量Dに応じて閾値Aを補正することで、電圧ばらつきが大きいときには電圧値の高いセル１１が集中的に放電されるようになり、電圧ばらつきが小さいときにはほとんどのセル１１が放電されるようになる。これにより、バランサー制御の高効率化が実現される。なお、閾値Aがゼロに設定されている場合には係数Kを乗じても閾値Aがゼロのままであるため、実質的には補正は行われない。そのため、補正部１Ｄは、閾値Aがゼロでない場合に補正を行ってもよい。補正部１Ｄは、新たな閾値Aを選択部１Ａに伝達する。   By correcting the threshold value A according to the variation amount D, the cells 11 having a high voltage value are intensively discharged when the voltage variation is large, and most of the cells 11 are discharged when the voltage variation is small. become. As a result, high efficiency balancer control is realized. When the threshold value A is set to zero, the threshold value A remains zero even when multiplied by the coefficient K, so that the correction is not substantially performed. Therefore, the correction unit 1D may perform the correction when the threshold A is not zero. The correction unit 1D transmits the new threshold value A to the selection unit 1A.

＜制御部＞
制御部１Ｅは、組み電池１０の状態が安定している場合（すなわち所定条件の成立時）であってばらつき量Dがゼロでない場合に、上述したバランサー制御を実施するものである。すなわち、制御部１Ｅは、バランサー制御が実施可能であるか否かを判定し、実施可能である場合には、動作セルが持つバランサー回路２のスイッチ２Ａを閉鎖状態に制御して、動作セルの電圧値を基準セルの電圧値に一致させる。なお、制御部１Ｅは、所定条件が不成立になった場合、あるいは、ばらつき量Dがゼロになった場合に、バランサー制御を終了する。 <Control part>
The control unit 1E executes the above-mentioned balancer control when the assembled battery 10 is in a stable state (that is, when a predetermined condition is satisfied) and the variation amount D is not zero. That is, the control unit 1E determines whether or not the balancer control is feasible, and if the balancer control is feasible, the control unit 1E controls the switch 2A of the balancer circuit 2 included in the operating cell to the closed state, thereby Match the voltage value with the voltage value of the reference cell. The control unit 1E ends the balancer control when the predetermined condition is not satisfied or when the variation amount D becomes zero.

［３．フローチャート］
図５は、上述したバランサー制御の内容を説明するためのフローチャート例である。このフローチャートは、組み電池１０の状態が安定している場合に所定の演算周期で実施される。
まず、複数のセル１１の中から基準セルと対象セルとが選択され（ステップＴ１）、基準セルと対象セルとの電圧差（Vmax−Vmin）がばらつき量Dとして算出される（ステップＴ２）。 [3. flowchart]
FIG. 5 is an example of a flowchart for explaining the content of the balancer control described above. This flowchart is executed at a predetermined calculation cycle when the state of the battery pack 10 is stable.
First, a reference cell and a target cell are selected from the plurality of cells 11 (step T1), and a voltage difference (Vmax-Vmin) between the reference cell and the target cell is calculated as a variation amount D (step T2).

ステップＴ３では、ばらつき量Dが第二所定値Y以上であるか否かが判定され、D≧Yであれば比較セルが存在するか否かが判定される（ステップＴ４）。すなわち、D≧Yである場合には、選択部１Ａによって比較セルが選択されたか否かが判定される。比較セルが存在しない場合には、閾値Aが既定値A0に設定されて（ステップＴ９）、ステップＴ７へ進む。 In step T3, it is determined whether or not the variation amount D is equal to or greater than the second predetermined value Y, and if D ≧ Y, it is determined whether or not there is a comparison cell (step T4). That is, when D ≧ Y, it is determined whether the comparison cell is selected by the selection unit 1A. If there is no comparison cell, the threshold value A is set to the default value A 0 (step T9), and the process proceeds to step T7.

一方、比較セルが存在する場合には、その比較セルの電池容量から対象セルの電池容量を減算することで電池容量差が算出される（ステップＴ５）。なお、比較セルが複数存在する場合には、比較セル毎に電池容量差が算出され、複数の電池容量差の中から最大値（最大容量差）が選択される。次いで、最大容量差に基づいて閾値Aが設定され（ステップＴ６）、ステップＴ７へ進む。なお、比較セルが一つの場合には、その電池容量差が最大値とされて、閾値Aが設定される。   On the other hand, when the comparison cell exists, the battery capacity difference is calculated by subtracting the battery capacity of the target cell from the battery capacity of the comparison cell (step T5). If there are a plurality of comparison cells, the battery capacity difference is calculated for each comparison cell, and the maximum value (maximum capacity difference) is selected from the plurality of battery capacity differences. Next, the threshold A is set based on the maximum capacity difference (step T6), and the process proceeds to step T7. When the number of comparison cells is one, the battery capacity difference is set to the maximum value and the threshold value A is set.

ステップＴ７では、設定された閾値Aがばらつき量Dに応じて補正され、補正後の閾値A′が新たな閾値Aとされる（ステップＴ７）。そして、基準セルの電圧値Vminに閾値Aを加算した値（Vmin＋A）よりも高い電圧値を持つセル１１が動作セルとして選択され、動作セルの放電が実施されて（ステップＴ８）、このフローをリターンする。   In step T7, the set threshold value A is corrected according to the variation amount D, and the corrected threshold value A'is set as a new threshold value A (step T7). Then, the cell 11 having a voltage value higher than the value (Vmin + A) obtained by adding the threshold value A to the voltage value Vmin of the reference cell is selected as the operation cell, and the operation cell is discharged (step T8). To return.

次回以降の演算周期では、上述したステップＴ１およびＴ２の処理が実施され、ばらつき量Dが第二所定値Yを下回らない限り、上述したステップＴ４〜Ｔ９の処理が繰り返し実施される。ステップＴ６，Ｔ７，Ｔ９の処理によって閾値Aが変更されることで、ステップＴ８において適切な動作セルが選択され、その動作セルの放電が継続されることで電圧ばらつきが調整されていく。そして、ばらつき量Dが第二所定値Y未満になると（ステップＴ３）、ばらつき量Dがゼロであるか否かが判定される（ステップＴ１０）。   In the next and subsequent calculation cycles, the processes of steps T1 and T2 described above are performed, and unless the variation amount D is less than the second predetermined value Y, the processes of steps T4 to T9 described above are repeatedly performed. By changing the threshold value A by the processing of steps T6, T7, and T9, an appropriate operating cell is selected in step T8, and the voltage variation is adjusted by continuing the discharging of the operating cell. Then, when the variation amount D becomes less than the second predetermined value Y (step T3), it is determined whether or not the variation amount D is zero (step T10).

ばらつき量Dがゼロでない場合には、閾値Aがゼロに設定され（ステップＴ１１）、動作セルの放電が実施される（ステップＴ８）。これにより、基準セルの電圧値よりも僅かに高い電圧値を持つセル１１も放電対象となるため（動作セルとして選択されるため）、やがて全てのセル１１の電圧値が同一となる。すなわち、ばらつき量Dがゼロとなり（ステップＴ１０）、このフローを終了する。   When the variation amount D is not zero, the threshold value A is set to zero (step T11), and the operating cell is discharged (step T8). As a result, the cell 11 having a voltage value slightly higher than the voltage value of the reference cell is also a discharge target (being selected as an operating cell), so that the voltage values of all the cells 11 eventually become the same. That is, the variation amount D becomes zero (step T10), and this flow ends.

［４．作用］
本実施形態のバランサー制御について、図６（ａ）および（ｂ）を用いて説明する。図６（ａ）および（ｂ）はいずれも、セル＃４，セル＃３がそれぞれ基準セル，対象セルとして選択され、ばらつき量Dが第二所定値Yよりも大きい状態を示す。また、セル＃２のみが、対象セル＃３の電圧値Vmaxから第一所定値Xを減算した値よりも高い電圧値を持つ。すなわち、図６（ａ）および（ｂ）では、セル＃２だけが比較セルとして選択される。なお、これらの図では、ばらつき量Dが同一であるため補正部１Ｄによる補正の説明は省略する。 [4. Action]
The balancer control of this embodiment will be described with reference to FIGS. 6 (a) and 6 (b). 6A and 6B both show a state in which the cell # 4 and the cell # 3 are selected as the reference cell and the target cell, respectively, and the variation amount D is larger than the second predetermined value Y. Further, only the cell # 2 has a voltage value higher than the value obtained by subtracting the first predetermined value X from the voltage value Vmax of the target cell # 3. That is, in FIGS. 6A and 6B, only the cell # 2 is selected as the comparison cell. It should be noted that in these figures, since the variation amount D is the same, the description of the correction by the correction unit 1D is omitted.

図６（ａ）に示すように、比較セル＃２の電池容量差が大きい場合、すなわち対象セル＃３の電池容量が比較セル＃２の電池容量に比べて小さい場合には、セル＃２および＃３の各スイッチ２Ａを閉鎖状態にして同じ容量を放電すると、図中に太矢印で示すように、対象セル＃３の方が比較セル＃２よりも電圧降下速度が速くなる。このため、仮に対象セル＃３のみを集中的に放電させ、対象セル＃３と比較セル＃２との電圧差が小さくなってから比較セル＃２の放電を開始したとすると、対象セル＃３が比較セル＃２よりも先に基準セル＃４の電圧値に近づくことになり、電圧値の逆転現象が発生しうる。   As shown in FIG. 6A, when the battery capacity difference of the comparison cell # 2 is large, that is, when the battery capacity of the target cell # 3 is smaller than the battery capacity of the comparison cell # 2, the cells # 2 and When the switches 2A of # 3 are closed and the same capacity is discharged, the voltage drop rate of the target cell # 3 becomes faster than that of the comparison cell # 2, as indicated by the thick arrow in the figure. Therefore, if it is assumed that only the target cell # 3 is discharged intensively and the discharge of the comparison cell # 2 is started after the voltage difference between the target cell # 3 and the comparison cell # 2 becomes small, the target cell # 3 is discharged. Becomes closer to the voltage value of the reference cell # 4 before the comparison cell # 2, and a reversal phenomenon of the voltage value may occur.

これに対し、本実施形態のバランサー制御では、図６（ａ）に示すように、比較セル＃２の電池容量差が大きい場合には、閾値Aを小さな値に設定する。これにより、対象セル＃３の放電開始と同時に、あるいは、対象セル＃３の放電を開始した直後に、比較セル＃２が動作セルとして選択されて比較セル＃２の放電も開始されるため、対象セル＃３の方が比較セル＃２よりも先に基準セル＃４の電圧値に近づくことがなく、電圧値の逆転現象の発生が防止される。   On the other hand, in the balancer control of the present embodiment, as shown in FIG. 6A, when the battery capacity difference of the comparison cell # 2 is large, the threshold value A is set to a small value. As a result, the comparison cell # 2 is selected as the operation cell and the discharge of the comparison cell # 2 is started at the same time as the discharge of the target cell # 3 is started or immediately after the discharge of the target cell # 3 is started. The target cell # 3 does not approach the voltage value of the reference cell # 4 earlier than the comparison cell # 2, and the occurrence of the voltage reversal phenomenon is prevented.

また、図６（ｂ）に示すように、比較セル＃２の電池容量差が小さい場合、すなわち対象セル＃３の電池容量が比較セル＃２の電池容量に比べて大きい場合には、対象セル＃３の方が比較セル＃２よりも電圧降下速度が遅くなる。この場合には、対象セル＃３のみを集中的に放電させ、対象セル＃３と比較セル＃２との電圧差が小さくなってから比較セル＃２の放電を開始したとしても、対象セル＃３が比較セル＃２よりも先に基準セル＃４の電圧値に近づくことがない。つまり、電圧値の逆転現象が発生する可能性は極めて低い。そのため、本実施形態のバランサー制御では、図６（ｂ）に示すように、比較セル＃２の電池容量差が小さい場合には、閾値Aを大きな値に設定する。これにより、対象セル＃３のみを集中的に放電させることができ、電圧ばらつきが効率よく解消される。   In addition, as shown in FIG. 6B, when the battery capacity difference of the comparison cell # 2 is small, that is, when the battery capacity of the target cell # 3 is larger than the battery capacity of the comparison cell # 2, the target cell The voltage drop speed of # 3 is slower than that of the comparison cell # 2. In this case, even if the target cell # 3 is intensively discharged and the discharge of the comparison cell # 2 is started after the voltage difference between the target cell # 3 and the comparison cell # 2 becomes small, the target cell # 3 is discharged. 3 does not approach the voltage value of the reference cell # 4 earlier than the comparison cell # 2. That is, it is extremely unlikely that the voltage value inversion phenomenon occurs. Therefore, in the balancer control of this embodiment, as shown in FIG. 6B, when the battery capacity difference of the comparison cell # 2 is small, the threshold value A is set to a large value. As a result, only the target cell # 3 can be discharged intensively, and the voltage variation can be efficiently eliminated.

［５．効果］
（１）上述した制御装置１では、バランサー制御において、基準セルの電圧値との差の絶対値が閾値Aよりも大きいセル１１のみを放電させるため、基準セルが次々と変わることを防ぐことができる。つまり、電圧値の高いセル１１の放電の進行が妨げられることないため、電圧ばらつきの解消に要する時間を短縮することができる。 [5. effect]
(1) In the control device 1 described above, in the balancer control, since only the cells 11 whose absolute value of the difference from the voltage value of the reference cell is larger than the threshold value A are discharged, it is possible to prevent the reference cells from changing one after another. it can. That is, since the progress of the discharge of the cell 11 having a high voltage value is not hindered, it is possible to shorten the time required to eliminate the voltage variation.

さらに、閾値Aが、基準セルと対象セルとを除く他のセル１１のそれぞれと対象セルとの劣化量差（電池容量差）および電圧差に基づいて設定されるため、電圧値の逆転現象の発生を防ぐことができる。つまり、バランサー制御の実施中に対象セルの電圧値が他のセル１１の電圧値を追い越す可能性がある場合には、他のセル１１の放電が早めに開始されるように閾値Aが設定され、反対に追い越す可能性が極めて低い場合には他のセル１１の放電が遅めに開始されるように閾値Aが設定される。このような閾値Aの設定によって、複数のセル１１が適切なタイミングで動作セルとして選択されることから、効率的に電圧ばらつきを解消することができる。言い換えると、バランサー機能の効率を向上させることができる。   Further, the threshold value A is set based on the difference in the amount of deterioration (battery capacity difference) and the voltage difference between the target cell and each of the other cells 11 other than the reference cell and the target cell. It can prevent the occurrence. That is, when the voltage value of the target cell is likely to pass the voltage value of the other cell 11 during the balancer control, the threshold value A is set so that the discharge of the other cell 11 is started earlier. On the contrary, when the probability of overtaking is extremely low, the threshold value A is set so that the discharge of the other cell 11 is started later. By setting the threshold value A as described above, the plurality of cells 11 are selected as operating cells at appropriate timings, and thus it is possible to efficiently eliminate the voltage variation. In other words, the efficiency of the balancer function can be improved.

（２）上述した制御装置１では、対象セルとの電圧差が第一所定値X未満であるセル（比較セル）として選択し、比較セルが複数存在する場合には最大の劣化量差（電池容量差）を持つ比較セルに着目して閾値Aが設定されるため、制御構成を簡素化しながら逆転現象の発生を防ぐことができる。
（３）また、選択した比較セルの劣化量差（電池容量差）が大きいほど閾値Aが小さな値に設定されるため、対象セルの劣化の進行度合いを考慮して動作セルを選択することができ、効率的に電圧ばらつきを解消することができる。 (2) In the control device 1 described above, the voltage difference from the target cell is selected as a cell (comparison cell) having a value less than the first predetermined value X, and when there are a plurality of comparison cells, the maximum deterioration amount difference (battery) Since the threshold value A is set by focusing on the comparison cell having the capacity difference, it is possible to prevent the occurrence of the reversal phenomenon while simplifying the control configuration.
(3) Since the threshold value A is set to a smaller value as the deterioration amount difference (battery capacity difference) of the selected comparison cells is larger, it is possible to select the operating cell in consideration of the progress of deterioration of the target cell. It is possible to efficiently eliminate the voltage variation.

（４）上述した制御装置１では、基準セルと対象セルとを除く他のセル１１の中に比較セルが存在しない場合には、閾値Aが既定値A0に設定される。つまり、対象セル以外のセル１１の電圧値が対象セルの電圧値から離れている場合には、劣化量差や電圧差を考慮して閾値Aを設定しなくても逆転現象が起こりにくいため、予め設定された値A0を閾値Aとして設定することで制御構成を簡素化することができる。また、既定値A0を、例えば比較セルが存在する場合に設定される閾値Aの最大値〔例えば図３（ａ）のマップ中の閾値A3〕よりも大きな値としておくことで、電圧ばらつきを早期に解消することができる。 (4) In the control device 1 described above, the threshold value A is set to the default value A 0 when the comparison cell does not exist in the cells 11 other than the reference cell and the target cell. That is, when the voltage value of the cell 11 other than the target cell is far from the voltage value of the target cell, the reverse phenomenon is unlikely to occur even if the threshold A is not set in consideration of the deterioration amount difference and the voltage difference. By setting the value A 0 set in advance as the threshold value A, the control configuration can be simplified. Further, by setting the default value A 0 to a value larger than the maximum value of the threshold value A set when, for example, the comparison cell exists [for example, the threshold value A 3 in the map of FIG. 3A], the voltage variation Can be resolved early.

（５）上述した制御装置１では、ばらつき量Dが第二所定値Y未満である場合には閾値Aがゼロに設定されるため、最終的には全てのセル１１の電圧値をそろえることができる。
（６）また、上述した制御装置１では、劣化量差として電池容量差が算出されることから、劣化度の差を容易に把握することができ、かつ、簡単に算出することができる。 (5) In the control device 1 described above, the threshold value A is set to zero when the variation amount D is less than the second predetermined value Y, so that the voltage values of all the cells 11 can be finally aligned. it can.
(6) Further, in the above-described control device 1, since the battery capacity difference is calculated as the deterioration amount difference, the difference in the deterioration degree can be easily grasped and easily calculated.

（７）上述した制御装置１によれば、ばらつき量Dに応じて閾値Aが補正されるため、動作セルをより適切に選択することができる。例えば、ばらつき量Dが大きいほど閾値Aをより大きな値に補正することで、基準セルの電圧値から大きく離れた電圧値のセル１１を集中的に放電させることができ、反対にばらつき量Dが小さいほど閾値Aをより小さな値に補正することで、ほとんどのセル１１を放電させることができる。これにより、電圧ばらつきをより効率よく解消することができる。   (7) According to the control device 1 described above, since the threshold value A is corrected according to the variation amount D, the operating cell can be more appropriately selected. For example, by correcting the threshold value A to a larger value as the variation amount D is larger, it is possible to intensively discharge the cells 11 having a voltage value far apart from the voltage value of the reference cell. By correcting the threshold value A to a smaller value as it is smaller, most of the cells 11 can be discharged. This makes it possible to more efficiently eliminate the voltage variation.

［６．その他］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述した実施形態等に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
上述した実施形態では、動作セルを放電することで電圧ばらつきを解消しているが、動作セルを充電することによって電圧ばらつきを解消してもよい。例えば、図７に示すように、各セル１１のバランサー回路２′に、放電構成（スイッチ２Ａおよび抵抗器２Ｂ）と充電構成（スイッチ２Ｃおよびサブバッテリ２Ｄ）とを設けてもよい。 [6. Other]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and the like, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
In the above-described embodiment, the voltage variations are eliminated by discharging the operating cells, but the voltage variations may be eliminated by charging the operating cells. For example, as shown in FIG. 7, the balancer circuit 2'of each cell 11 may be provided with a discharging configuration (switch 2A and resistor 2B) and a charging configuration (switch 2C and sub-battery 2D).

この場合、制御装置１（選択部１Ａ）は、複数のセル１１の中から最高電圧Vmaxのセル１１および最低電圧Vminのセル１１の一方を「基準セル」として選択するとともに他方を「対象セル」として選択すればよい。また、基準セルと対象セルとを除く他のセル１１のうち、対象セルの電圧値との差の絶対値が第一所定値X未満である電池セル１１を「比較セル」として選択し、基準セルの電圧値との差の絶対値が閾値Aよりも大きいセル１１を「動作セル」として選択すればよい。   In this case, the control device 1 (selection unit 1A) selects one of the cell 11 having the highest voltage Vmax and the cell 11 having the lowest voltage Vmin as the “reference cell” from the plurality of cells 11 and the other as the “target cell”. You can select as. Further, among the other cells 11 excluding the reference cell and the target cell, the battery cell 11 in which the absolute value of the difference from the voltage value of the target cell is less than the first predetermined value X is selected as the “comparison cell”, and the reference cell is selected. The cell 11 whose absolute value of the difference from the voltage value of the cell is larger than the threshold value A may be selected as the “operating cell”.

例えば、最高電圧Vmaxのセル１１を基準セルとして選択し、最低電圧Vminのセル１１を対象セルとして選択した場合には、基準セルおよび対象セル以外のセル１１のうち、対象セルの電圧値Vminに第一所定値Xを加算した値（Vmin＋X）よりも低い電圧値を持つセル１１が比較セルとして選択される。さらに、基準セルの電圧値Vmaxから閾値Aを減算した値（Vmax−A）よりも低い電圧値を持つセル１１が動作セルとして選択される。選択された動作セルは、スイッチ２Ｃが閉鎖状態に制御されることで充電される。閾値Aは、上述した実施形態と同様に、劣化量差および電圧差に応じて設定される。このような構成であっても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、充電構成のみを備えたバランサー回路をセル１１に設けてもよい。   For example, when the cell 11 having the highest voltage Vmax is selected as the reference cell and the cell 11 having the lowest voltage Vmin is selected as the target cell, the voltage value Vmin of the target cell among the cells 11 other than the reference cell and the target cell is selected. The cell 11 having a voltage value lower than the value (Vmin + X) obtained by adding the first predetermined value X is selected as the comparison cell. Further, the cell 11 having a voltage value lower than the value (Vmax-A) obtained by subtracting the threshold value A from the voltage value Vmax of the reference cell is selected as the operating cell. The selected operation cell is charged by controlling the switch 2C to the closed state. The threshold value A is set according to the deterioration amount difference and the voltage difference, as in the above-described embodiment. Even with such a configuration, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained. The cell 11 may be provided with a balancer circuit having only a charging configuration.

また、設定部１Ｃによる閾値Aの設定方法は一例であって、上述したものに限られない。上述した実施形態では、劣化量差として電池容量差を算出する構成を例示したが、各セル１１の劣化度を算出し、比較セルの劣化度から対象セルの劣化度を減算することで劣化量差を算出してもよい。また、比較セルが複数存在する場合、最大値を選択する代わりに、複数の比較セルの劣化度（あるいは電池容量）の平均値や中間値を選択して劣化量差（電池容量差）を算出してもよい。   Further, the method of setting the threshold value A by the setting unit 1C is an example, and is not limited to the above. In the above-described embodiment, the configuration in which the battery capacity difference is calculated as the deterioration amount difference is exemplified, but the deterioration amount is calculated by calculating the deterioration degree of each cell 11 and subtracting the deterioration degree of the target cell from the deterioration degree of the comparison cell. The difference may be calculated. Also, when there are multiple comparison cells, instead of selecting the maximum value, the deterioration amount difference (battery capacity difference) is calculated by selecting an average value or an intermediate value of the deterioration degrees (or battery capacities) of the plurality of comparison cells. You may.

なお、比較セルを選択せず、複数のセル１１から基準セルと対象セルとを除いた他のセル１１の全てについて、劣化量差と電圧値とを算出して閾値Aを設定してもよい。この場合、例えば劣化量差と電圧値と閾値Aとの関係を規定した三次元マップを予め用意しておき、セル１１毎に取得した閾値Aの中から、バランサー機能の効率が最も高くなる閾値Aを選択して設定してもよい。あるいは、閾値Aの初期値を与えておき、基準セルの電圧値との差の絶対値がこの初期値よりも大きい電池セルについて劣化量差と電圧値とを算出し、閾値Aを設定（更新）してもよい。いずれの設定方法であっても、劣化量差と電圧差とに基づいて閾値Aを設定することで上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。   Note that the threshold value A may be set by calculating the deterioration amount difference and the voltage value for all of the other cells 11 excluding the reference cell and the target cell from the plurality of cells 11 without selecting the comparison cell. . In this case, for example, a three-dimensional map that defines the relationship between the deterioration amount difference, the voltage value, and the threshold value A is prepared in advance, and the threshold value that maximizes the efficiency of the balancer function from the threshold values A acquired for each cell 11. A may be selected and set. Alternatively, an initial value of the threshold value A is given, and the deterioration amount difference and the voltage value are calculated for the battery cell whose absolute value of the difference from the voltage value of the reference cell is larger than this initial value, and the threshold value A is set (updated). ) May be. In any setting method, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained by setting the threshold value A based on the deterioration amount difference and the voltage difference.

なお、バランサー制御が開始される条件は一例であって、上述したものに限られない。また、制御装置１から補正部１Ｄを省略してもよい。この場合、設定部１Ｃは、設定した閾値Aを選択部１Ａに伝達し、選択部１Ａはこの閾値Aを使って動作セルを選択すればよい。   The condition for starting the balancer control is an example, and is not limited to the above. Further, the correction unit 1D may be omitted from the control device 1. In this case, the setting unit 1C may transmit the set threshold value A to the selection unit 1A, and the selection unit 1A may use the threshold value A to select the operating cell.

１ 制御装置（電圧バランス制御装置）
１Ａ 選択部
１Ｂ 算出部
１Ｃ 設定部
１Ｄ 補正部
１Ｅ 制御部
１１ セル（電池セル）
A 閾値
D ばらつき量
Vmax 最高電圧
Vmin 最低電圧
X 第一所定値
Y 第二所定値 1 Control device (voltage balance control device)
1A selection unit 1B calculation unit 1C setting unit 1D correction unit 1E control unit 11 cells (battery cell)
A threshold
D variation
Vmax Maximum voltage
Vmin Minimum voltage
X first predetermined value
Y second predetermined value

Claims (7)

直列接続された複数の電池セルの電圧ばらつきを解消する電圧バランス制御装置であって、
前記複数の電池セルの中から最高電圧の前記電池セルおよび最低電圧の前記電池セルの一方を基準セルとし他方を対象セルとして選択するとともに、前記基準セルの電圧値との差の絶対値が閾値よりも大きい前記電池セルを動作セルとして選択する選択部と、
前記複数の電池セルのうち前記基準セルおよび前記対象セルを除く他の前記電池セルのそれぞれと前記対象セルとの劣化度の差を示す劣化量差、および、前記他の電池セルのそれぞれと前記対象セルとの電圧差を算出する算出部と、
前記劣化量差および前記電圧差に基づいて前記閾値を設定する設定部と、
前記動作セルを充放電させて前記動作セルの電圧値を前記基準セルの電圧値に一致させるためのバランサー制御を実施する制御部と、を備えた
ことを特徴とする、電圧バランス制御装置。 A voltage balance control device that eliminates voltage variations of a plurality of battery cells connected in series,
While selecting one of the battery cells of the highest voltage and the lowest voltage of the battery cells as a reference cell from the plurality of battery cells as the target cell, the absolute value of the difference between the reference cell voltage value and the threshold value is a threshold value. A selection unit that selects the larger battery cell as an operating cell,
Of the plurality of battery cells, a deterioration amount difference indicating a difference in deterioration degree between each of the battery cells other than the reference cell and the target cell, and the target cell, and each of the other battery cells and the A calculation unit that calculates a voltage difference between the target cell and
A setting unit that sets the threshold value based on the deterioration amount difference and the voltage difference,
A voltage balance control device, comprising: a control unit that performs a balancer control for charging and discharging the operating cell to match the voltage value of the operating cell with the voltage value of the reference cell. 前記選択部は、前記他の電池セルのうち前記対象セルの電圧値との差の絶対値が第一所定値未満である前記電池セルを比較セルとして選択し、
前記算出部は、前記比較セルの劣化度から前記対象セルの劣化度を減算することで前記劣化量差を算出し、
前記設定部は、前記比較セルの前記劣化量差のうちの最大値を選択して前記閾値を設定する
ことを特徴とする、請求項１記載の電圧バランス制御装置。 The selection unit selects, as a comparison cell, the battery cell in which the absolute value of the difference from the voltage value of the target cell among the other battery cells is less than a first predetermined value,
The calculation unit calculates the deterioration amount difference by subtracting the deterioration degree of the target cell from the deterioration degree of the comparison cell,
The voltage balance control device according to claim 1, wherein the setting unit selects the maximum value of the deterioration amount differences of the comparison cells and sets the threshold value. 前記設定部は、選択した前記劣化量差が大きいほど前記閾値を小さな値に設定する
ことを特徴とする、請求項２記載の電圧バランス制御装置。 The voltage balance control device according to claim 2, wherein the setting unit sets the threshold to a smaller value as the selected deterioration amount difference is larger. 前記設定部は、前記他の電池セルの中に前記比較セルが存在しない場合には、前記閾値を既定値に設定する
ことを特徴とする、請求項２又は３記載の電圧バランス制御装置。 The voltage balance control device according to claim 2 or 3, wherein the setting unit sets the threshold value to a default value when the comparison cell does not exist in the other battery cells. 前記算出部は、前記基準セル及び前記対象セルの電圧差の絶対値をばらつき量として算出し、
前記設定部は、前記ばらつき量が第二所定値未満である場合には、前記閾値をゼロに設定する
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電圧バランス制御装置。 The calculator calculates the absolute value of the voltage difference between the reference cell and the target cell as a variation amount,
The voltage balance control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the setting unit sets the threshold to zero when the variation amount is less than a second predetermined value. . 前記算出部は、前記基準セル及び前記対象セルの電圧差をばらつき量として算出するものであって、
前記設定部で設定された前記閾値を、前記ばらつき量が大きいほど大きな値に補正するとともに前記ばらつき量が小さいほど小さな値に補正する補正部を備えた
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電圧バランス制御装置。 The calculator calculates a voltage difference between the reference cell and the target cell as a variation amount,
The correction unit that corrects the threshold value set by the setting unit to a larger value as the variation amount is larger and to a smaller value as the variation amount is smaller, is provided. The voltage balance control device according to claim 1. 前記算出部は、前記劣化量差として、前記他の電池セルのそれぞれと前記対象セルとの電池容量差を算出する
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電圧バランス制御装置。 7. The voltage according to claim 1, wherein the calculator calculates, as the deterioration amount difference, a battery capacity difference between each of the other battery cells and the target cell. Balance control device.
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