JP6777588B2 - Battery control device and battery system - Google Patents
Battery control device and battery system Download PDFInfo
- Publication number
- JP6777588B2 JP6777588B2 JP2017101863A JP2017101863A JP6777588B2 JP 6777588 B2 JP6777588 B2 JP 6777588B2 JP 2017101863 A JP2017101863 A JP 2017101863A JP 2017101863 A JP2017101863 A JP 2017101863A JP 6777588 B2 JP6777588 B2 JP 6777588B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- discharge
- target
- energized state
- battery block
- 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.)
- Active
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
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
本発明は、ハイブリッド自動車が備える組電池を制御する電池制御装置、および、ハイブリッド自動車に搭載される電池システムに関する。 The present invention relates to a battery control device for controlling an assembled battery included in a hybrid vehicle and a battery system mounted on the hybrid vehicle.
ハイブリッド自動車は、複数の単電池から構成された組電池を駆動用のバッテリーとして備えている。組電池においては、単電池ごとの開放電圧にばらつきが生じることが避けられず、こうしたばらつきが大きい状態で組電池に一括した充放電制御が行われると、単電池において過充電や過放電が生じやすくなる。そのため、従来から、単電池ごとの開放電圧を検出し、そのばらつきが小さくなるように単電池の充電や放電を行うことにより、各単電池の開放電圧を調整するシステムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 The hybrid vehicle includes an assembled battery composed of a plurality of cell cells as a driving battery. In an assembled battery, it is inevitable that the open circuit voltage of each cell will vary, and if charge / discharge control is performed collectively for the assembled battery in a state where such variation is large, overcharging or overdischarging will occur in the cell. It will be easier. Therefore, conventionally, a system has been proposed in which the open circuit voltage of each cell is adjusted by detecting the open circuit voltage of each cell and charging or discharging the cell so that the variation becomes small (for example). , Patent Document 1).
ところで、組電池に電流が流れているとき、すなわち、組電池と組電池に接続されたインバーターやモータージェネレーター等との間での通電時には、単電池ごとに異なる大きさの分極電圧が生じるため、各単電池の開放電圧およびそのばらつきを正確に検出することが難しい。そのため、各単電池の開放電圧を監視しながらそれを目標値に近づけるように調整することは、車両におけるキーオフ時のように、組電池が無通電状態にあるときにしか行うことができない。このように、上記調整の態様では、開放電圧を調整可能な期間に制約が生じるため、単電池の開放電圧のばらつきを小さくすることには限界があった。
本発明は、組電池を構成する電池における開放電圧のばらつきを抑えることのできる電池制御装置、および、電池システムを提供することを目的とする。
By the way, when a current is flowing through the assembled battery, that is, when the assembled battery and the inverter, motor generator, etc. connected to the assembled battery are energized, a polarization voltage having a different magnitude is generated for each cell. It is difficult to accurately detect the open circuit voltage of each cell and its variation. Therefore, it is possible to monitor the open circuit voltage of each cell and adjust it so as to approach the target value only when the assembled battery is in a non-energized state, such as when the key is off in a vehicle. As described above, in the above adjustment mode, there is a limit to the period during which the open circuit voltage can be adjusted, so that there is a limit to reducing the variation in the open circuit voltage of the cell.
An object of the present invention is to provide a battery control device and a battery system capable of suppressing variations in open circuit voltage in the batteries constituting the assembled battery.
上記課題を解決する電池制御装置は、ハイブリッド自動車に搭載される二次電池である組電池の制御装置であって、前記組電池は、1以上の単電池を各々が含む複数の電池ブロックから構成され、前記組電池が無通電状態と通電状態とのいずれの状態であるかを判定する判定部と、前記組電池が前記無通電状態であると判定されたときに検出された前記電池ブロックごとの電圧の大きさである基準電圧値に基づいて、前記電池ブロックごとの充電容量を求め、前記複数の電池ブロックの前記充電容量のうちの最小の前記充電容量と各電池ブロックの前記充電容量との差に応じて各電池ブロックの目標放電量を決定する目標決定部と、前記目標放電量を目標として、前記電池ブロックごとに設けられた放電回路を通じて、各電池ブロックを放電させる放電処理を行う放電制御部と、を備え、前記放電制御部が前記放電処理を行う期間には、前記組電池が前記通電状態であると判定される期間が含まれる。 The battery control device for solving the above problems is a control device for an assembled battery, which is a secondary battery mounted on a hybrid vehicle, and the assembled battery is composed of a plurality of battery blocks each including one or more single batteries. Each of the determination unit for determining whether the assembled battery is in the non-energized state or the energized state, and the battery block detected when the assembled battery is determined to be in the non-energized state. The charge capacity of each battery block is obtained based on the reference voltage value which is the magnitude of the voltage of the above, and the minimum charge capacity of the charge capacities of the plurality of battery blocks and the charge capacity of each battery block are obtained. A discharge process for discharging each battery block is performed through a target determination unit that determines a target discharge amount of each battery block according to the difference between the above and a discharge circuit provided for each battery block with the target discharge amount as a target. The period in which the discharge control unit is provided and the discharge control unit performs the discharge process includes a period in which the assembled battery is determined to be in the energized state.
上記課題を解決する電池システムは、ハイブリッド自動車に搭載される電池システムであって、1以上の単電池を各々が含む複数の電池ブロックから構成される二次電池である組電池と、前記電池ブロックごとの電圧の大きさを検出する電圧検出回路と、前記電池ブロックごとに設けられた放電回路と、前記組電池の制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記組電池が無通電状態と通電状態とのいずれの状態であるかを判定する判定部と、前記組電池が前記無通電状態であると判定されたときに前記電圧検出回路によって検出された電圧の大きさである基準電圧値に基づいて、前記電池ブロックごとの充電容量を求め、前記複数の電池ブロックの前記充電容量のうちの最小の前記充電容量と各電池ブロックの前記充電容量との差に応じて各電池ブロックの目標放電量を決定する目標決定部と、前記目標放電量を目標として、前記放電回路を通じて、各電池ブロックを放電させる放電処理を行う放電制御部と、を備え、前記放電制御部が前記放電処理を行う期間には、前記組電池が前記通電状態であると判定される期間が含まれる。 The battery system that solves the above problems is a battery system mounted on a hybrid vehicle, and is a combined battery that is a secondary battery composed of a plurality of battery blocks each containing one or more single batteries, and the battery block. It has a voltage detection circuit for detecting the magnitude of each voltage, a discharge circuit provided for each battery block, and a control device for the assembled battery. The control device has a state in which the assembled battery is de-energized. A determination unit that determines which state is in the energized state, and a reference voltage that is the magnitude of the voltage detected by the voltage detection circuit when the assembled battery is determined to be in the non-energized state. The charge capacity of each battery block is obtained based on the value, and the charge capacity of each battery block is determined according to the difference between the minimum charge capacity of the charge capacities of the plurality of battery blocks and the charge capacity of each battery block. A target determination unit for determining a target discharge amount and a discharge control unit for performing a discharge process for discharging each battery block through the discharge circuit with the target discharge amount as a target are provided, and the discharge control unit performs the discharge process. The period for performing the above includes a period in which the assembled battery is determined to be in the energized state.
上記構成によれば、基準電圧値に基づく充電容量を基準として設定された目標放電量に従って電池ブロックの放電が行われるため、各電池ブロックの基準電圧値を、最小の基準電圧値に合わせるように低下させることができる。そして、放電処理が、通電状態である期間にも行われるため、放電処理が無通電状態である期間のみに行われる形態と比較して、放電が行われる期間を長く確保できる。それゆえ、複数の電池ブロックにおける基準電圧値のばらつき、すなわち、組電池を構成する単電池の開放電圧のばらつきを抑えることができる。 According to the above configuration, the battery blocks are discharged according to the target discharge amount set based on the charge capacity based on the reference voltage value, so that the reference voltage value of each battery block is adjusted to the minimum reference voltage value. Can be lowered. Since the discharge process is also performed during the energized state, it is possible to secure a longer period during which the discharge process is performed as compared with the mode in which the discharge process is performed only during the non-energized state. Therefore, it is possible to suppress the variation of the reference voltage value in the plurality of battery blocks, that is, the variation of the open circuit voltage of the unit cells constituting the assembled battery.
上記構成において、前記判定部は、前記組電池の充放電電流の大きさが所定の閾値以下であるときに、前記組電池が前記無通電状態であると判定し、前記目標決定部は、前記基準電圧値として、前記組電池もしくは前記電池ブロックの電圧の単位時間における変化量が所定の閾値以下であるときに検出された電圧値を用いることが好ましい。 In the above configuration, when the magnitude of the charge / discharge current of the assembled battery is equal to or less than a predetermined threshold value, the determining unit determines that the assembled battery is in the non-energized state, and the target determining unit determines that the assembled battery is in the non-energized state. As the reference voltage value, it is preferable to use the voltage value detected when the amount of change in the voltage of the assembled battery or the battery block in a unit time is equal to or less than a predetermined threshold value.
上記構成によれば、無通電状態において電圧が安定したときの電圧値が基準電圧値として用いられるため、電池ブロックの開放電圧に相当する電圧の大きさとしての基準電圧値の検出の精度が高められ、ひいては、目標放電量の的確な設定が可能である。 According to the above configuration, since the voltage value when the voltage is stable in the non-energized state is used as the reference voltage value, the accuracy of detecting the reference voltage value as the magnitude of the voltage corresponding to the open circuit voltage of the battery block is improved. As a result, it is possible to accurately set the target discharge amount.
上記構成において、前記目標決定部は、前記判定部による判定が前記通電状態から前記無通電状態に切り替わる度に、前記目標放電量を更新し、前記放電制御部は、更新された前記目標放電量を用いて、前記放電処理を行うことが好ましい。
上記構成によれば、電池ブロックの開放電圧の変化に迅速に対応した目標放電量の設定が可能である。
In the above configuration, the target determination unit updates the target discharge amount each time the determination by the determination unit switches from the energized state to the non-energized state, and the discharge control unit updates the updated target discharge amount. It is preferable to carry out the discharge treatment using.
According to the above configuration, it is possible to set a target discharge amount that quickly responds to a change in the open circuit voltage of the battery block.
上記構成において、前記放電制御部は、前記電池ブロックごとに検出された電圧値と前記放電回路に含まれる抵抗素子の抵抗値とに基づき算出される電流値の積算値を、前記電池ブロックの放電量として演算する。 In the above configuration, the discharge control unit discharges the battery block with an integrated value of current values calculated based on the voltage value detected for each battery block and the resistance value of the resistance element included in the discharge circuit. Calculate as a quantity.
上記構成によれば、電池ブロックごとの電圧の大きさを検出する回路が、基準電圧値の検出とともに、放電量の算出にも利用される。したがって、電池制御装置による組電池の上記制御を実現するための回路構成が簡易になる。 According to the above configuration, the circuit for detecting the magnitude of the voltage for each battery block is used not only for detecting the reference voltage value but also for calculating the discharge amount. Therefore, the circuit configuration for realizing the above-mentioned control of the assembled battery by the battery control device becomes simple.
図1〜図8を参照して、電池制御装置、および、電池システムの一実施形態について説明する。本実施形態の電池制御装置は、ハイブリッド自動車の駆動用のバッテリーを制御する装置であり、電池システムは、ハイブリッド自動車に搭載されるシステムである。 An embodiment of the battery control device and the battery system will be described with reference to FIGS. 1 to 8. The battery control device of the present embodiment is a device for controlling a battery for driving a hybrid vehicle, and the battery system is a system mounted on the hybrid vehicle.
図1が示すように、電池システム10は、複数の電池ブロック21を含むバッテリー20と電池制御装置としてのバッテリーECU31を含む電池管理部30とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
複数の電池ブロック21の各々は、1以上の所定数の単電池を含み、複数の電池ブロック21は、直列に接続されている。電池ブロック21が複数の単電池を含む場合、これらの単電池は直列に接続されている。すなわち、バッテリー20は、直列に接続された複数の単電池から構成された組電池である。単電池は1つのセルからなる電池であり、例えば、リチウムイオン二次電池である。
Each of the plurality of
バッテリー20は、インバーター40を介してモータージェネレーター(以下、M/Gという)50に接続されている。バッテリー20に蓄電された電力がインバーター40を介してM/G50に供給されることにより、M/G50はモーターとして機能する。M/G50の回転は、トランスミッション等を介してハイブリッド自動車の駆動輪に伝達される。また、M/G50は、例えばアクセルオフ時に、駆動輪から伝達される回転を利用して発電するジェネレーターとして機能し、M/G50が発電した電力は、インバーター40を介してバッテリー20に蓄電される。
The
ハイブリッド自動車は、M/G50とともにエンジンを備え、走行状況に応じてM/G50とエンジンとの少なくとも一方を動力源として作動させることにより走行する。 The hybrid vehicle is equipped with an engine together with the M / G 50, and runs by operating at least one of the M / G 50 and the engine as a power source depending on the traveling situation.
電池管理部30は、電池ブロック21ごとに単電池を放電させるための放電回路C1と、電池ブロック21ごとの電圧の大きさである電圧値Vcを検出する電圧検出回路C2とを含んでいる。また、電池管理部30は、バッテリー20の充放電電流、すなわち、バッテリー20に流れ込むもしくはバッテリー20から流れ出る電流の大きさである電流値Isを検出する電流検出回路C3を含んでいる。
The
放電回路C1は、電池ブロック21ごとに設けられ、負荷として、例えば、所定の抵抗値Rを有する抵抗素子を含む。放電回路C1は、例えば開閉器の開閉によって、電池ブロック21を構成する単電池と負荷との接続と非接続とを切り替え可能に構成されている。放電回路C1における単電池と負荷との接続と非接続とは、バッテリーECU31から放電回路C1に入力される信号に基づいて切り替えられる。
The discharge circuit C1 is provided for each
電圧検出回路C2は、電池ブロック21ごとに設けられ、電池ブロック21の両端子間の電圧の大きさである電圧値Vcを検出可能に構成されている。電流検出回路C3は、例えば、インバーター40とバッテリー20との間に流れる電流の大きさである電流値Isを検出可能に構成されている。電圧検出回路C2が検出した電圧値Vc、および、電流検出回路C3が検出した電流値Isは、バッテリーECU31に入力されて各種の処理に利用される。
The voltage detection circuit C2 is provided for each
バッテリーECU31は、CPU、ROM、RAMなどを含むマイクロコンピュータを中心に構成されており、判定部32と、目標決定部33と、放電制御部34と、記憶部35とを備えている。
The
判定部32は、電流検出回路C3が検出した電流値Isを取得し、その取得した電流値Isに基づき、バッテリー20が無通電状態と通電状態とのいずれの状態であるかを判定する。
The
目標決定部33は、バッテリー20が無通電状態であると判定されたときに電圧検出回路C2が検出した各電池ブロック21の電圧値Vcを基準電圧値Vcoとして取得し、その取得した基準電圧値Vcoに基づいて、各電池ブロック21の充電容量Scを求める。そして、目標決定部33は、各電池ブロック21の充電容量Scの差に基づいて、電池ブロック21ごとの目標放電量Qcを決定する。
The
放電制御部34は、電池ブロック21ごとの放電回路C1を制御して、放電回路C1を通じた各電池ブロック21の放電量が目標放電量Qcとなるまで放電を行わせる。
記憶部35は、判定部32や目標決定部33や放電制御部34の処理に必要なデータを格納している。
The
The
電池システム10の動作に先駆けて、バッテリー20の充放電電流とバッテリー20を構成する単電池の電圧との関係について、図2を参照して説明する。
図2は、横軸を時間軸とするグラフであって、上のグラフは、各別の単電池の端子電圧V1,V2の大きさの推移の一例を示し、下のグラフは、バッテリー20の充放電電流である電流Iの推移の一例を示している。図2が示すように、バッテリー20に充放電電流が流れていないとき、すなわち、電流Iが0Aである期間T1においては、単電池の端子電圧V1,V2は開放電圧Vo1,Vo2に相当する値で安定する。
Prior to the operation of the
FIG. 2 is a graph with the horizontal axis as the time axis, the upper graph shows an example of changes in the magnitudes of the terminal voltages V1 and V2 of each separate cell, and the lower graph shows the
一方、バッテリー20に充放電電流が流れている期間T2においては、単電池の端子電圧V1,V2は、分極電圧が生じることに起因して、開放電圧Vo1,Vo2とは異なる値を示す。そして、分極電圧の大きさや単電池の温度が単電池ごとに異なること等に起因して、端子電圧V1と端子電圧V2とは、互いに異なる態様で変動する。すなわち、開放電圧が大きい単電池ほど、端子電圧が大きいとは限らず、各単電池における端子電圧の差は、開放電圧の差に一致するとは限らない。
On the other hand, during the period T2 in which the charge / discharge current is flowing through the
したがって、各電池ブロック21の電圧値として、電池ブロック21の開放電圧の大きさ、すなわち、電池ブロック21を構成する単電池の開放電圧を合算した大きさの電圧値に相当する基準電圧値Vcoを得るためには、電流値Isが0Aとみなせる程度に小さいときに、電圧値Vcの検出を行えばよい。そして、単電池の開放電圧と充電容量とには相関関係があるため、基準電圧値Vcoに基づき、電池ブロック21の充電容量Scを求めることができる。
Therefore, as the voltage value of each
図3〜図7を参照して、電池システム10の動作を説明する。
図3は、バッテリーECU31の目標決定部33が行う目標設定処理の手順を示す。目標設定処理は、開始条件が成立する度に行われる。開始条件は、判定部32によって、バッテリー20が無通電状態であると判定されること、すなわち、電流値Isの絶対値が0近傍の閾値以下の大きさであることを含む。
The operation of the
FIG. 3 shows a procedure of the target setting process performed by the
ステップS10の処理では、各電池ブロック21の電圧値Vcの単位時間における変化量である電圧変化率が、所定の閾値である電圧判定値以下であるか否かが判定される。電圧変化率が、電圧判定値よりも大きいとき(ステップS10:NO)、ステップS10の処理が繰り返され、電圧変化率が電圧判定値以下となるまで電圧値Vcが監視される。電圧変化率が、電圧判定値以下になると(ステップS10:YES)、ステップS11の処理として、各電池ブロック21の電圧値Vcが基準電圧値Vcoとして格納される。
In the process of step S10, it is determined whether or not the voltage change rate, which is the amount of change in the voltage value Vc of each
図4が示すように、バッテリー20に充放電電流が流れているときに生じる分極電圧の緩和には、充放電電流が停止してから、ある程度の時間を要する。緩和時間tが経過すると、単電池が示す電圧の大きさは、開放電圧に相当する大きさとなって安定する。したがって、電流値Isが電流判定値以下の大きさであるときに、電圧変化率が電圧判定値以下であれば、電池ブロック21の電圧値Vcとして、電池ブロック21の開放電圧とみなせる基準電圧値Vcoが検出できる。
As shown in FIG. 4, it takes a certain amount of time after the charge / discharge current is stopped to relax the polarization voltage generated when the charge / discharge current is flowing through the
なお、基準電圧値Vcoの格納のタイミングは、電池ブロック21ごとの電圧変化率に基づいて、電池ブロック21ごとに決定されてもよいし、すべての電池ブロック21の電圧変化率が電圧判定値以下となることを条件として、すべての電池ブロック21に対して一律に決定されてもよい。あるいは、基準電圧値Vcoの格納のタイミングは、電池ブロック21ごとの電圧変化率に代えて、バッテリー20全体の電圧の変化率に基づいて、すべての電池ブロック21に対して一律に決定されてもよい。
The timing of storing the reference voltage value Vco may be determined for each
図3の目標設定処理において、各電池ブロック21の基準電圧値Vcoが格納されると、ステップS12の処理として、電池ブロック21ごとに、基準電圧値Vcoに基づいて、充電容量Scが求められる。
When the reference voltage value Vco of each
図5は、単電池における開放電圧[V]と充電容量[Ah]との関係の一例を示す。充電容量は、電池が、どのくらいの大きさの電流をどのくらいの時間だけ供給することができるかを電流と時間との積で表した量であり、開放電圧が大きくなるほど、充電容量は大きくなる。バッテリーECU31の記憶部35は、単電池の開放電圧と充電容量との関係に基づき、基準電圧値Vcoと充電容量Scとの関係を規定したマップを記憶しており、このマップとステップS10で確定した基準電圧値Vcoとに基づいて、電池ブロック21ごとの充電容量Scが求められる。なお、マップに代えて、計算式を用いて充電容量Scが求められてもよい。
FIG. 5 shows an example of the relationship between the open circuit voltage [V] and the charge capacity [Ah] in a single battery. The charge capacity is an amount expressed by the product of the current and the time, which is how much current the battery can supply and how long, and the charge capacity increases as the open circuit voltage increases. The
図3の目標設定処理において、各電池ブロック21の充電容量Scが得られると、ステップS13の処理として、電池ブロック21ごとの目標放電量Qcが決定される。詳細には、目標決定部33は、各電池ブロック21の充電容量Scのなかで、最小の充電容量Scminを選出し、各電池ブロック21の充電容量Scから最小の充電容量Scminを減算することにより、各電池ブロック21の目標放電量Qc[Ah]を決定する。すなわち、最小の充電容量Scminを有する電池ブロック21の目標放電量Qcは0Ahであり、最小の充電容量Scminを有する電池ブロック21以外の電池ブロック21については、対象の電池ブロック21の充電容量Scと最小の充電容量Scminとの差分の電気量が、対象の電池ブロック21の目標放電量Qc[Ah]である。
こうした目標設定処理により、各電池ブロック21の目標放電量Qcが設定される。
When the charge capacity Sc of each
By such a target setting process, the target discharge amount Qc of each
図6は、放電処理の手順を示す。放電処理は、目標設定処理によって目標放電量Qcが設定されたときに、電池ブロック21の各々を対象として、放電制御部34によって行われる。
FIG. 6 shows the procedure of the electric discharge process. The discharge process is performed by the
ステップS20の処理として、対象の電池ブロック21の目標放電量Qcが0Ahとは異なる値であるか否かが判定される。目標放電量Qcが0Ahであるとき(ステップS20:NO)、放電制御部34は、以降の処理を行わずに処理を終了する。
As the process of step S20, it is determined whether or not the target discharge amount Qc of the
0Ah以外の目標放電量Qcが設定されているとき(ステップS20:YES)、ステップS21の処理として、放電制御部34は、対象の電池ブロック21の放電を開始させる。すなわち、放電制御部34は、対象の電池ブロック21に対応する放電回路C1の開閉器を閉じる信号を放電回路C1に出力することにより、放電回路C1が含む負荷を電池ブロック21に接続する。なお、放電の開始は、0Ah以外の目標放電量Qcが設定されている電池ブロック21に対して一斉に行われることが好ましい。
When the target discharge amount Qc other than 0Ah is set (step S20: YES), the
続いて、ステップS22の処理として、目標放電量Qcが設定されてから電池ブロック21が放電回路C1を通じて放電した電気量が、目標放電量Qcに達しているか否かが判定される。電池ブロック21の放電量は、放電回路C1の負荷に流れる単位時間の電流の積算値として算出される。放電回路C1の負荷に流れる電流の大きさは、電圧検出回路C2によって検出される電圧値Vcと、放電回路C1に含まれる抵抗素子の抵抗値Rとに基づき算出される。
Subsequently, as the process of step S22, it is determined whether or not the amount of electricity discharged by the
電池ブロック21の放電量が目標放電量Qcに達していないとき(ステップS22:NO)、放電は継続され、ステップS22の処理が繰り返される。電池ブロック21の放電量が目標放電量Qcに達すると(ステップS22:YES)、ステップS23の処理として、放電制御部34は、対象の電池ブロック21の放電を停止させて、処理を終了する。すなわち、放電制御部34は、対象の電池ブロック21に対応する放電回路C1の開閉器を開く信号を放電回路C1に出力し、放電回路C1が含む負荷と電池ブロック21との導通を遮断する。
When the discharge amount of the
目標放電量Qcの電気量が放電されることによって、電池ブロック21を構成する単電池の開放電圧が低下し、電池ブロック21間における基準電圧値Vcoのばらつきが小さくなる。
When the amount of electricity of the target discharge amount Qc is discharged, the open circuit voltage of the single battery constituting the
図7は、目標設定処理の開始条件の成立の有無を判定する開始判定処理の手順を示す。開始判定処理は、例えば、イグニッションスイッチがオンに操作されると、判定部32によって繰り返し行われる。
FIG. 7 shows a procedure of the start determination process for determining whether or not the start condition of the target setting process is satisfied. For example, when the ignition switch is turned on, the start determination process is repeatedly performed by the
まず、ステップS30の処理として、バッテリー20が無通電状態であるか否か、すなわち、電流値Isが、上述の電流判定値以下であるか否かが判定される。バッテリー20が無通電状態でないと判定されたとき、すなわち、電流値Isが電流判定値よりも大きいとき(ステップS30:NO)、ステップS30の処理が繰り返される。なお、バッテリー20が無通電状態でないと判定されることは、すなわち、バッテリー20が通電状態であると判定されることと同意である。バッテリー20が無通電状態であると判定されるときは、例えば、車両の停車時やエンジン走行時であり、バッテリー20が通電状態であると判定されるときは、例えば、モーター走行時や回生時である。
First, as the process of step S30, it is determined whether or not the
ステップS30の処理にて、バッテリー20が無通電状態であると判定されたとき、すなわち、電流値Isが電流判定値以下であるとき(ステップS30:YES)には、ステップS31の処理として、開始条件が成立したと判定される。これにより、目標設定処理が開始され、目標設定処理に引き続いて放電処理が開始される。
When it is determined in the process of step S30 that the
続いて、ステップS32の処理として、バッテリー20が通電状態であるか否か、すなわち、電流値Isが電流判定値よりも大きいか否かが判定される。バッテリー20が通電状態でないと判定されたとき(ステップS32:NO)、すなわち、ステップS30にて肯定判定がなされた時から無通電状態が継続している間は、ステップS32の処理が繰り返される。
一方、バッテリー20が通電状態であると判定されたとき(ステップS32:YES)、判定部32は、一連の処理を一旦終了する。
Subsequently, as the process of step S32, it is determined whether or not the
On the other hand, when it is determined that the
上述の開始判定処理が繰り返されることにより、バッテリー20が通電状態になった後、再び無通電状態になると、開始条件が成立したと判定され、目標設定処理が開始される。したがって、目標設定処理は、バッテリー20が通電状態から無通電状態に切り替わったと判定される度に行われ、新たな目標放電量Qcの設定によって、目標放電量Qcが更新される。そして、目標設定処理に引き続き、更新された目標放電量Qcを用いて、放電処理が行われる。
By repeating the above-mentioned start determination process, when the
図8を参照して、本実施形態の作用を説明する。本実施形態において、放電処理は、目標放電量Qcの設定を条件として、電流値Isに関わらず行われる。すなわち、目標放電量Qcの設定後に、バッテリー20の無通電状態が続く場合はもちろん、モーター走行の開始等によって、バッテリー20が通電状態になった場合であっても、放電処理は継続される。無通電状態の基準電圧値Vcoに基づく充電容量Scを基準として目標放電量Qcを設定し、放電によって充電容量Scを最小の充電容量Scminに近づけることにより、各電池ブロック21の開放電圧に相当する基準電圧値Vcoを、最小の基準電圧値Vcoに合わせるように、低下させることができる。こうした形態であれば、バッテリー20が通電状態であるときにも、放電処理を行い、基準電圧値Vcoのばらつきを小さくすることができる。
The operation of the present embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the discharge process is performed regardless of the current value Is, subject to the setting of the target discharge amount Qc. That is, the discharge process is continued not only when the non-energized state of the
図8は、複数の電池ブロック21のうちの任意の電池ブロック21間における充電容量Scの差の推移の一例を示し、一点鎖線L1は放電処理を行わない場合、二点鎖線L2は無通電状態である期間TNにのみ放電処理を行う場合、実線L3は無通電状態である期間TNに加えて通電状態である期間TEにも放電処理を行う場合を示す。充電容量Scの差は、主として、バッテリー20が使用されている期間TEにおいて放電処理が行われない期間に徐々に拡大する。放電処理が行われることにより、放電処理が行われている期間には、充電容量Scの差は小さくなる。しかし、無通電状態であるときのみに目標設定処理および放電処理が行われる場合には、放電が行われていない期間に拡大した充電容量Scの差が、放電期間Taによっては縮まりきらず、長期間の間には充電容量Scの差が拡大していく場合がある。これに対し、通電状態であるときにも放電処理が行われることによって、放電期間Tbを長く確保することが可能であり、放電が行われていない期間に生じた充電容量Scの差が放電期間Tbの間に解消されやすく、充電容量Scの差が拡大することが抑えられる。したがって、基準電圧値Vcoのばらつきをより小さくすることができる。
FIG. 8 shows an example of the transition of the difference in charge capacity Sc between arbitrary battery blocks 21 among the plurality of battery blocks 21, and when the one-dot chain line L1 is not discharged, the two-dot chain line L2 is in a non-energized state. When the discharge treatment is performed only on the period TN, the solid line L3 indicates the case where the discharge treatment is performed not only on the non-energized period TN but also on the energized period TE. The difference in charge capacity Sc gradually increases mainly during the period in which the
以上説明したように、本実施形態の電池制御装置、および、電池システムによれば、下記の効果が得られる。
(1)無通電状態の基準電圧値Vcoに基づく充電容量Scを基準として各電池ブロック21の目標放電量Qcが設定され、放電が行われる。そのため、開放電圧の監視を要さずに、各電池ブロック21の基準電圧値Vcoを、最小の基準電圧値Vcoに合わせるように、低下させることができる。そして、放電処理が、バッテリー20が通電状態であると判定される期間にも行われるため、放電処理が行われる期間を長く確保できる。それゆえ、複数の電池ブロック21における基準電圧値Vcoのばらつき、すなわち、バッテリーを構成する単電池の開放電圧のばらつきを小さくすることができる。また、単電池間における開放電圧のばらつきが小さい状態が維持されやすくなることで、単電池の過放電および過充電を抑えることができる。
As described above, according to the battery control device and the battery system of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The target discharge amount Qc of each
(2)基準電圧値Vcoとして、無通電状態において、バッテリー20もしくは電池ブロック21の電圧の単位時間における変化量が所定の閾値以下であるときに検出された電圧値が用いられる。したがって、無通電状態において電圧が安定したときの電圧値が基準電圧値Vcoとして用いられるため、開放電圧に相当する電圧の大きさとしての基準電圧値Vcoの検出の精度が高められ、ひいては目標放電量Qcの的確な設定が可能である。
(2) As the reference voltage value Vco, a voltage value detected when the amount of change in the voltage of the
(3)バッテリー20が通電状態から無通電状態に切り替わる度に、目標放電量Qcが更新され、更新された目標放電量Qcに従って、放電処理が行われる。したがって、電池ブロック21を構成する単電池の開放電圧の変化に迅速に対応した目標放電量Qcの設定が可能である。
(3) Every time the
(4)放電制御部34は、電圧値Vcと抵抗値Rとに基づく電流値の積算値を電池ブロック21ごとの放電量として演算する。すなわち、電池ブロック21ごとの電圧検出回路C2が、基準電圧値Vcoの検出とともに、放電量の算出にも利用される。したがって、バッテリー20の上記制御を実現するための回路構成が簡易になる。
(4) The
上記実施形態は、以下のように変更して実施することが可能である。
・基準電圧値Vcoは、電圧変化率に依らず、無通電状態になったと判定されてから予め定められた緩和時間tが経過したときの電圧値Vcとされてもよい。
The above embodiment can be modified and implemented as follows.
The reference voltage value Vco may be the voltage value Vc when a predetermined relaxation time t has elapsed after the determination that the non-energized state has been established, regardless of the voltage change rate.
・目標設定処理の開始条件は、上記実施形態で示した条件に限られない。すなわち、目標放電量Qcの更新は、バッテリー20が通電状態から無通電状態に切り替わる度に行われなくてもよい。例えば、前回の放電処理が終了してから所定時間が経過したときに、無通電状態の判定および目標設定処理が行われ、目標放電量Qcの更新が行われてもよい。
-The start condition of the target setting process is not limited to the condition shown in the above embodiment. That is, the target discharge amount Qc does not have to be updated every time the
・判定部32は、例えば、ハイブリッド自動車の運転状態に関する情報を取得し、取得した情報に基づき、バッテリー20が無通電状態であるか通電状態であるかを判定してもよい。
・電池制御装置が制御対象とする組電池は、リチウムイオン二次電池に限られない。単電池の開放電圧のばらつきが生じ得る二次電池であれば、電池制御装置の制御対象とすることができる。
The
-The assembled battery controlled by the battery control device is not limited to the lithium ion secondary battery. Any secondary battery that can cause variations in the open circuit voltage of the cell can be controlled by the battery control device.
10…電池システム、20…バッテリー、21…電池ブロック、30…電池管理部、31…バッテリーECU、32…判定部、33…目標決定部、34…放電制御部、35…記憶部、40…インバーター、50…モータージェネレーター、C1…放電回路、C2…電圧検出回路、C3…電流検出回路、Sc…充電容量、Qc…目標放電量、Vco…基準電圧値。 10 ... Battery system, 20 ... Battery, 21 ... Battery block, 30 ... Battery management unit, 31 ... Battery ECU, 32 ... Judgment unit, 33 ... Target determination unit, 34 ... Discharge control unit, 35 ... Storage unit, 40 ... Inverter , 50 ... motor generator, C1 ... discharge circuit, C2 ... voltage detection circuit, C3 ... current detection circuit, Sc ... charge capacity, Qc ... target discharge amount, Vco ... reference voltage value.
Claims (5)
前記組電池は、1以上の単電池を各々が含む複数の電池ブロックから構成され、
前記組電池が無通電状態と通電状態とのいずれの状態であるかを判定する判定部と、
前記組電池が前記無通電状態であると判定されたときに検出された前記電池ブロックごとの電圧の大きさである基準電圧値に基づいて、前記電池ブロックごとの充電容量を求め、前記複数の電池ブロックの前記充電容量のうちの最小の前記充電容量と各電池ブロックの前記充電容量との差に応じて各電池ブロックの目標放電量を決定する目標決定部と、
前記目標放電量を目標として、前記電池ブロックごとに設けられた放電回路を通じて、各電池ブロックを放電させる放電処理を行う放電制御部と、を備え、
前記放電制御部が前記放電処理を行う期間には、前記組電池が前記通電状態であると判定される期間が含まれる
電池制御装置。 It is a control device for a built-in battery, which is a secondary battery installed in a hybrid vehicle.
The assembled battery is composed of a plurality of battery blocks, each containing one or more cell cells.
A determination unit for determining whether the assembled battery is in a non-energized state or an energized state,
Based on the reference voltage value, which is the magnitude of the voltage for each battery block detected when the assembled battery is determined to be in the non-energized state, the charge capacity for each battery block is obtained, and the plurality of batteries are obtained. A target determination unit that determines the target discharge amount of each battery block according to the difference between the minimum charge capacity of the charge capacity of the battery block and the charge capacity of each battery block.
A discharge control unit that performs a discharge process for discharging each battery block through a discharge circuit provided for each battery block with the target discharge amount as a target is provided.
A battery control device in which the period during which the discharge control unit performs the discharge process includes a period during which the assembled battery is determined to be in the energized state.
前記目標決定部は、前記基準電圧値として、前記組電池もしくは前記電池ブロックの電圧の単位時間における変化量が所定の閾値以下であるときに検出された電圧値を用いる
請求項1に記載の電池制御装置。 When the magnitude of the charge / discharge current of the assembled battery is equal to or less than a predetermined threshold value, the determination unit determines that the assembled battery is in the non-energized state.
The battery according to claim 1, wherein the target determination unit uses a voltage value detected when the amount of change in the voltage of the assembled battery or the battery block in a unit time is equal to or less than a predetermined threshold value as the reference voltage value. Control device.
前記放電制御部は、更新された前記目標放電量を用いて、前記放電処理を行う
請求項1または2に記載の電池制御装置。 The target determination unit updates the target discharge amount each time the determination by the determination unit switches from the energized state to the non-energized state.
The battery control device according to claim 1 or 2, wherein the discharge control unit performs the discharge process using the updated target discharge amount.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の電池制御装置。 The discharge control unit calculates the integrated value of the current value calculated based on the voltage value detected for each battery block and the resistance value of the resistance element included in the discharge circuit as the discharge amount of the battery block. The battery control device according to any one of claims 1 to 3.
1以上の単電池を各々が含む複数の電池ブロックから構成される二次電池である組電池と、
前記電池ブロックごとの電圧の大きさを検出する電圧検出回路と、
前記電池ブロックごとに設けられた放電回路と、
前記組電池の制御装置と、を有し、
前記制御装置は、
前記組電池が無通電状態と通電状態とのいずれの状態であるかを判定する判定部と、
前記組電池が前記無通電状態であると判定されたときに前記電圧検出回路によって検出された電圧の大きさである基準電圧値に基づいて、前記電池ブロックごとの充電容量を求め、前記複数の電池ブロックの前記充電容量のうちの最小の前記充電容量と各電池ブロックの前記充電容量との差に応じて各電池ブロックの目標放電量を決定する目標決定部と、
前記目標放電量を目標として、前記放電回路を通じて、各電池ブロックを放電させる放電処理を行う放電制御部と、を備え、
前記放電制御部が前記放電処理を行う期間には、前記組電池が前記通電状態であると判定される期間が含まれる
電池システム。 A battery system installed in hybrid vehicles
A rechargeable battery, which is a secondary battery composed of a plurality of battery blocks each containing one or more cell cells,
A voltage detection circuit that detects the magnitude of the voltage for each battery block,
The discharge circuit provided for each battery block and
It has the control device of the assembled battery and
The control device is
A determination unit for determining whether the assembled battery is in a non-energized state or an energized state,
Based on the reference voltage value, which is the magnitude of the voltage detected by the voltage detection circuit when the assembled battery is determined to be in the non-energized state, the charge capacity for each battery block is obtained, and the plurality of batteries are obtained. A target determination unit that determines the target discharge amount of each battery block according to the difference between the minimum charge capacity of the charge capacity of the battery block and the charge capacity of each battery block.
A discharge control unit that performs a discharge process for discharging each battery block through the discharge circuit with the target discharge amount as a target is provided.
A battery system in which the period during which the discharge control unit performs the discharge process includes a period during which the assembled battery is determined to be in the energized state.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017101863A JP6777588B2 (en) | 2017-05-23 | 2017-05-23 | Battery control device and battery system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017101863A JP6777588B2 (en) | 2017-05-23 | 2017-05-23 | Battery control device and battery system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018198483A JP2018198483A (en) | 2018-12-13 |
JP6777588B2 true JP6777588B2 (en) | 2020-10-28 |
Family
ID=64663152
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017101863A Active JP6777588B2 (en) | 2017-05-23 | 2017-05-23 | Battery control device and battery system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6777588B2 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5287089B2 (en) * | 2008-09-26 | 2013-09-11 | マツダ株式会社 | Battery control method and apparatus for automobile |
JP2013247772A (en) * | 2012-05-25 | 2013-12-09 | Toyota Motor Corp | Power storage system and voltage equalization method |
JP2015041513A (en) * | 2013-08-22 | 2015-03-02 | 株式会社デンソー | Device for controlling power storage battery |
JP2015070653A (en) * | 2013-09-27 | 2015-04-13 | 株式会社豊田自動織機 | Battery voltage equalization control device and method |
-
2017
- 2017-05-23 JP JP2017101863A patent/JP6777588B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018198483A (en) | 2018-12-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9438059B2 (en) | Battery control apparatus and battery control method | |
CN110011368B (en) | Power storage element protection device, power storage device, and power storage element protection method | |
JP6384412B2 (en) | Power supply | |
KR101245788B1 (en) | Method and device for controlling the operating point of a battery | |
US8493031B2 (en) | Equalization device, battery system and electric vehicle including the same, equalization processing program, and equalization processing method | |
JP4767220B2 (en) | Charge state equalizing device and electric vehicle equipped with the same | |
WO2013035511A1 (en) | Vehicle battery control device | |
CN108475829B (en) | Lithium ion battery charging and discharging control device | |
EP2058891B1 (en) | Charging control device for a storage battery | |
KR20170058291A (en) | Battery system | |
KR100341754B1 (en) | Controlling method for battery charge of electric vehicle | |
JP6711221B2 (en) | Battery system | |
JP2018125965A (en) | Power storage device and power storage control method | |
KR20170037260A (en) | Battery Management System for vehicle and controlling method thereof | |
JP2009232659A (en) | Charge-discharge control method and charge-discharge control device of battery | |
JP6011265B2 (en) | Battery system | |
JP2019041497A (en) | Power source management device | |
JP6777588B2 (en) | Battery control device and battery system | |
JP5092903B2 (en) | Vehicle battery charge / discharge control device | |
US8994324B2 (en) | Charge capacity parameter estimation system of electric storage device | |
JP6708120B2 (en) | Power storage system | |
JP2002340996A (en) | Battery capacity judging apparatus | |
JP2020014289A (en) | vehicle | |
JP2013176271A (en) | Determination device for determining memory effect of battery and discharge control device of battery | |
JP5772615B2 (en) | Power storage system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191128 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200821 |
|
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: 20200915 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201008 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6777588 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |