JP6787208B2 - Battery pack charge control device and charge control method - Google Patents

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Description

この発明は、電池パックの充電制御装置および充電制御方法に関する。 The present invention relates to a battery pack charge control device and a charge control method.

電池パックの充電制御装置および充電制御方法の従来技術としては、例えば、特許文献1に開示された充電器を挙げることができる。特許文献1の充電器は、第1電池と第2電池を直列に接続する直列スイッチと、直列スイッチと第1電池との直列接続回路と並列に接続される第1並列スイッチと、直列スイッチと第2電池との直列接続回路に並列に接続される第2並列スイッチとを備えている。制御部が直列スイッチと第1並列スイッチと第2並列スイッチとをオン・オフに制御して電池を充電する。従って、充電器によれば、3つのスイッチを切り換えて、2個の電池を直列に接続して同じ電流で充電し、あるいは、一方の電池のみを選択して充電することができる。 As a conventional technique of the charge control device and the charge control method of the battery pack, for example, the charger disclosed in Patent Document 1 can be mentioned. The charger of Patent Document 1 includes a series switch that connects the first battery and the second battery in series, a first parallel switch that is connected in parallel with the series connection circuit of the series switch and the first battery, and a series switch. It includes a second parallel switch that is connected in parallel to the series connection circuit with the second battery. The control unit controls the series switch, the first parallel switch, and the second parallel switch on and off to charge the battery. Therefore, according to the charger, three switches can be switched to connect two batteries in series and charge with the same current, or only one battery can be selected and charged.

特開2005−143221号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-143221

しかしながら、特許文献1に開示された充電器では、直列スイッチに開放故障が生じたり、第1並列スイッチおよび第2並列スイッチのいずれか一方に開放故障や短絡故障が生じたりすると、第1電池および第2電池の直列接続による充電が不可能となる。例えば、第1並列スイッチおよび第2並列スイッチのいずれか一方に開放故障が生じる場合では、第1電池又は第2電池が放電不可能となり、一方の電池が放電不可能になると、直列接続による充電時に放電不可能の電池が直ぐに満充電となり、充電ができなくなる。第1並列スイッチおよび第2並列スイッチのいずれかが短絡故障する場合では、第1電池および第2電池の直列接続が成立しない。直列スイッチに開放故障が生じた場合には、第1電池および第2電池を直列接続により充電することができず、第1電池および第2電池は直列接続により充電できない。 However, in the charger disclosed in Patent Document 1, if an open failure occurs in the series switch, or an open failure or a short circuit failure occurs in either the first parallel switch or the second parallel switch, the first battery and the charger Charging by connecting the second battery in series becomes impossible. For example, when either the first parallel switch or the second parallel switch has an open failure, the first battery or the second battery cannot be discharged, and when one of the batteries cannot be discharged, charging by series connection is performed. Occasionally, a non-dischargeable battery quickly becomes fully charged and cannot be charged. If either the first parallel switch or the second parallel switch fails due to a short circuit, the series connection of the first battery and the second battery cannot be established. When an open failure occurs in the series switch, the first battery and the second battery cannot be charged by the series connection, and the first battery and the second battery cannot be charged by the series connection.

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、直列接続素子、第1並列スイッチおよび第2並列スイッチいずれかに異常が生じても、第1電池および第2電池の少なくとも一方を充電可能とする電池パックの充電制御装置および電池パックの充電制御方法の提供にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is that even if an abnormality occurs in any of the series connection element, the first parallel switch and the second parallel switch, the first battery and the second battery It is an object of the present invention to provide a battery pack charge control device capable of charging at least one of the above and a battery pack charge control method.

上記の課題を解決するために、本発明は、第1電池と第2電池とを直列に接続する直列接続素子と、前記第2電池に直列接続され、前記第1電池と前記直列接続素子との直列接続回路と並列接続される第1並列スイッチと、前記第1電池に直列接続され、前記直列接続素子と前記第2電池との直列接続回路と並列接続される第2並列スイッチと、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチを制御するスイッチ制御部と、を備え、前記スイッチ制御部は、充電時に、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチをそれぞれオフに制御し、放電時に、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチをそれぞれオンに制御する電池パックの充電制御装置であって、前記直列接続素子の短絡故障を除く、前記直列接続素子、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチのいずれかに異常が生じたとき、前記スイッチ制御部は、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチのうちオン可能な少なくとも一方をオンに制御して充電することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention comprises a series connection element that connects a first battery and a second battery in series, and a series connection element that is connected in series to the second battery and that is connected to the first battery and the series connection element. A first parallel switch connected in parallel with the series connection circuit of the above, a second parallel switch connected in series with the first battery and connected in parallel with the series connection circuit of the series connection element and the second battery, and the above. A switch control unit for controlling the first parallel switch and the second parallel switch is provided, and the switch control unit controls the first parallel switch and the second parallel switch to be off at the time of charging and at the time of discharging. , The battery pack charge control device that controls the first parallel switch and the second parallel switch to be turned on, respectively, excluding the short-circuit failure of the series connection element, the series connection element, the first parallel switch, and the said. When an abnormality occurs in any of the second parallel switches, the switch control unit is characterized in that at least one of the first parallel switch and the second parallel switch that can be turned on is controlled to be turned on and charged. To do.

本発明では、直列接続素子、第1並列スイッチおよび第2並列スイッチのいずれかに異常が生じたとき、第1並列スイッチおよび第2並列スイッチのうちオン可能な少なくとも一方がスイッチ制御装置によりオンに制御される。このため、第1電池および第2電池の少なくとも一方が充電可能に接続されて充電が可能となる。ただし、直列接続素子、第1並列スイッチおよび第2並列スイッチのいずれかの異常は、直列接続素子の短絡故障を除く、直列接続素子の開放短絡、第1並列スイッチおよび第2並列スイッチのいずれかの短絡故障又は開放故障を指す。 In the present invention, when an abnormality occurs in any of the series connection element, the first parallel switch, and the second parallel switch, at least one of the first parallel switch and the second parallel switch that can be turned on is turned on by the switch control device. Be controlled. Therefore, at least one of the first battery and the second battery is rechargeably connected and can be charged. However, any abnormality of the series connection element, the first parallel switch, or the second parallel switch is any of the open short circuit of the series connection element, the first parallel switch, and the second parallel switch, except for the short circuit failure of the series connection element. Refers to short-circuit failure or open failure.

また、上記の電池パックの充電制御装置において、前記異常は、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチのいずれか一方の開放故障であり、前記スイッチ制御部は、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチのいずれか他方をオンに制御して充電可能な前記第1電池又は前記第2電池に充電する構成としてもよい。
この場合、第1並列スイッチおよび第2並列スイッチのいずれか一方が開放故障しても、第1並列スイッチおよび第2並列スイッチのいずれか他方がオンに制御されるため、第1電池又は第2電池に充電することができる。
Further, in the charge control device of the battery pack, the abnormality is an open failure of either the first parallel switch or the second parallel switch, and the switch control unit is the first parallel switch and the second parallel switch. The first battery or the second battery, which can be charged by controlling either one of the second parallel switches to ON, may be charged.
In this case, even if either one of the first parallel switch and the second parallel switch fails to open, either the first parallel switch or the second parallel switch is controlled to be ON, so that the first battery or the second battery is used. The battery can be charged.

また、上記の電池パックの充電制御装置において、前記異常は、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチのいずれか一方の短絡故障であり、前記スイッチ制御部は、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチのいずれか他方をオンに制御して前記第1電池および前記第2電池に充電する構成としてもよい。
この場合、第1並列スイッチおよび第2並列スイッチのいずれか一方が短絡故障しても、第1並列スイッチおよび第2並列スイッチのいずれか他方がオンに制御されるため、第1電池および第2電池は並列接続され、第1電池および第2電池に充電できる。
Further, in the charge control device of the battery pack, the abnormality is a short-circuit failure of either the first parallel switch or the second parallel switch, and the switch control unit is the first parallel switch and the second parallel switch. The first battery and the second battery may be charged by controlling either one of the second parallel switches to be turned on.
In this case, even if one of the first parallel switch and the second parallel switch fails due to a short circuit, the other of the first parallel switch and the second parallel switch is controlled to be ON, so that the first battery and the second battery are used. The batteries are connected in parallel and can charge the first battery and the second battery.

また、上記の電池パックの充電制御装置において、前記異常は、前記直列接続素子の開放故障であり、前記スイッチ制御部は、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチをオンに制御して前記第1電池および前記第2電池に充電する構成としてもよい。
この場合、回路素子が開放故障しても、第1並列スイッチおよび第2並列スイッチがオンされるため、第1電池および第2電池は並列接続され、第1電池および第2電池に充電できる。
Further, in the charge control device of the battery pack, the abnormality is an opening failure of the series connection element, and the switch control unit controls the first parallel switch and the second parallel switch to be turned on. The first battery and the second battery may be charged.
In this case, even if the circuit element fails to open, the first parallel switch and the second parallel switch are turned on, so that the first battery and the second battery are connected in parallel, and the first battery and the second battery can be charged.

また、上記の電池パックの充電制御装置において、前記直列接続素子はダイオードである構成としてもよい。
この場合、第1電池および第2電池が直列接続された状態にて負荷に放電されることはない。また、電池パックが何らかの理由により外部短絡しても、第1電池および第2電池が直列接続された状態で放電される向きに通電されることはない。
Further, in the charge control device of the battery pack, the series connection element may be configured to be a diode.
In this case, the load is not discharged while the first battery and the second battery are connected in series. Further, even if the battery pack is externally short-circuited for some reason, the first battery and the second battery are not energized in the direction of being discharged while being connected in series.

また、本発明は、第1電池と第2電池とを直列に接続する直列接続素子と、前記第2電池に直列接続され、前記第1電池と前記直列接続素子との直列接続回路と並列接続される第1並列スイッチと、前記第1電池に直列接続され、前記直列接続素子と前記第2電池との直列接続回路と並列接続される第2並列スイッチと、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチを制御するスイッチ制御部と、を備え、前記スイッチ制御部は、充電時に、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチをそれぞれオフに制御し、放電時に、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチをそれぞれオンに制御する電池パックの充電制御方法であって、前記直列接続素子の短絡故障を除く、前記直列接続素子、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチのいずれかに異常が生じたとき、前記スイッチ制御部は、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチのうちオン可能な少なくとも一方をオンに制御して充電することを特徴とする。 Further, in the present invention, a series connection element for connecting the first battery and the second battery in series and a series connection circuit for connecting the first battery and the series connection element in series with the second battery are connected in parallel. The first parallel switch to be used, the second parallel switch connected in series to the first battery and connected in parallel with the series connection circuit of the series connection element and the second battery, the first parallel switch and the first parallel switch. A switch control unit that controls two parallel switches is provided, and the switch control unit controls the first parallel switch and the second parallel switch to be off at the time of charging, and the first parallel switch and the first parallel switch at the time of discharging. A battery pack charge control method for controlling each of the second parallel switches to be turned on, and any one of the series connection element, the first parallel switch, and the second parallel switch, excluding a short-circuit failure of the series connection element. When an abnormality occurs in the switch control unit, the switch control unit is characterized in that at least one of the first parallel switch and the second parallel switch that can be turned on is controlled to be turned on and charged.

本発明では、回路素子、第1並列スイッチおよび第2並列スイッチのいずれかに異常が生じたとき、第1並列スイッチおよび第2並列スイッチのうちオン可能な少なくとも一方がスイッチ制御装置によりオンに制御される。このため、第1電池および第2電池の少なくとも一方が充電可能に接続されて充電が可能となる。 In the present invention, when an abnormality occurs in any of the circuit element, the first parallel switch, and the second parallel switch, at least one of the first parallel switch and the second parallel switch that can be turned on is controlled by the switch control device. Will be done. Therefore, at least one of the first battery and the second battery is rechargeably connected and can be charged.

本発明によれば、回路素子、第1並列スイッチおよび第2並列スイッチいずれかに異常が生じても、第1電池および第2電池の少なくとも一方を充電可能とする電池パックの充電制御装置および電池パックの充電制御方法を提供することができる。 According to the present invention, a charge control device and a battery of a battery pack capable of charging at least one of the first battery and the second battery even if an abnormality occurs in any of the circuit element, the first parallel switch and the second parallel switch. A charge control method for the pack can be provided.

第1の実施形態に係る電池パックの充電制御装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the charge control device of the battery pack which concerns on 1st Embodiment. 故障判別の手順を示すフロー図である。It is a flow chart which shows the procedure of failure determination. (a)は正常時に直列充電される状態を示す図であり、(b)は正常時の負荷への放電時の状態を示す図である。(A) is a diagram showing a state of being charged in series during normal operation, and (b) is a diagram showing a state of discharging to a load during normal operation. (a)第1並列スイッチの開放故障における充電時の状態を示す図であり、(b)は、第1並列スイッチの開放故障における負荷への放電時の状態を示す図である。(A) is a diagram showing a state at the time of charging in an open failure of the first parallel switch, and (b) is a diagram showing a state at the time of discharging to a load in an open failure of the first parallel switch. (a)はダイオードの開放故障における充電時の状態を示す図であり、(b)はダイオードの開放故障における負荷への放電時の状態を示す図である。(A) is a diagram showing a state during charging due to a diode open failure, and (b) is a diagram showing a state during discharge to a load due to a diode open failure. (a)は第1並列スイッチの短絡故障における充電時の状態を示す図であり、(b)は第1並列スイッチの短絡故障における負荷への放電時の状態を示す図である。(A) is a diagram showing a state at the time of charging in a short-circuit failure of the first parallel switch, and (b) is a diagram showing a state at the time of discharging to a load in a short-circuit failure of the first parallel switch. 第2の実施形態に係る電池パックの充電制御装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the charge control device of the battery pack which concerns on 2nd Embodiment. (a)は直列スイッチの開放故障における充電時の状態を示す図であり、(b)は直列スイッチの開放故障における負荷への放電時の状態を示す図である。(A) is a diagram showing a state at the time of charging in an open failure of a series switch, and (b) is a diagram showing a state at the time of discharging to a load in an open failure of a series switch.

(第1の実施形態)
以下、第1の実施形態に係る電池パックの充電制御装置(以下、「充電制御装置」と表記する)について図面を参照して説明する。本実施形態に係る充電制御装置が適用された負荷と電池と充電器との接続による回路例について説明する。
(First Embodiment)
Hereinafter, the battery pack charge control device (hereinafter, referred to as “charge control device”) according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. An example of a circuit by connecting a load, a battery, and a charger to which the charge control device according to the present embodiment is applied will be described.

図1に示す充電制御装置10は、例えば、電動フォークリフト等の車両に搭載されるものであり、電池パック11の充電を制御する。図1に示すように、電池パック11は、第1電池12、第2電池13と、第1並列スイッチ14と、第2並列スイッチ15と、ダイオード16と、電池ECU(Electronic Control Unit)17と、を備えている。 The charge control device 10 shown in FIG. 1 is mounted on a vehicle such as an electric forklift and controls the charge of the battery pack 11. As shown in FIG. 1, the battery pack 11 includes a first battery 12, a second battery 13, a first parallel switch 14, a second parallel switch 15, a diode 16, and a battery ECU (Electronic Control Unit) 17. , Is equipped.

第1電池12および第2電池13は、複数の電池セルが直列接続された組電池であり、電池セルはリチウムイオン二次電池である。第1電池12および第2電池13は互いに並列接続されている。接続点Aは第1電池12および第2電池13の正極側の接続点であり、接続点Bは第1電池12および第2電池13の負極側の接続点である。 The first battery 12 and the second battery 13 are assembled batteries in which a plurality of battery cells are connected in series, and the battery cells are lithium ion secondary batteries. The first battery 12 and the second battery 13 are connected in parallel to each other. The connection point A is the connection point on the positive electrode side of the first battery 12 and the second battery 13, and the connection point B is the connection point on the negative electrode side of the first battery 12 and the second battery 13.

ダイオード16は第1電池12および第2電池13を直列に接続する直列接続素子に相当する。ダイオード16のアノード側は第1電池12の負極側と接続され、ダイオード16のカソード側は第2電池13の正極側と接続されている。従って、ダイオード16は第1電池12から第2電池13へ向かう電流を通し、第2電池13から第1電池12へ向かう電流を遮断する。接続点Cは、第1電池12の負極側とダイオード16のアノード側との接続点である。接続点Dは、第2電池13の正極側とダイオード16のカソード側との接続点である。 The diode 16 corresponds to a series connection element that connects the first battery 12 and the second battery 13 in series. The anode side of the diode 16 is connected to the negative electrode side of the first battery 12, and the cathode side of the diode 16 is connected to the positive electrode side of the second battery 13. Therefore, the diode 16 passes the current from the first battery 12 to the second battery 13 and cuts off the current from the second battery 13 to the first battery 12. The connection point C is a connection point between the negative electrode side of the first battery 12 and the anode side of the diode 16. The connection point D is a connection point between the positive electrode side of the second battery 13 and the cathode side of the diode 16.

第1並列スイッチ14は、第1電池12とダイオード16とが直列接続された第1直列接続回路(接点ACD間の回路)と並列接続されるように第2電池13の正極側(接点AD間:第1電池12の正極と接続点Dとの間)に設けられている。第2並列スイッチ15は、ダイオード16と第2電池13とが直列接続された第2直列接続回路(接点CDB間の回路)と並列接続されるように、第1電池12の負極側(接点CB間:接続点Cと第2電池13の負極との間)に設けられている。第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15は、電池ECU17によりオン・オフ制御され、第1電池12と第2電池13とを直列接続から並列接続へ切り換えるためのスイッチである。第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15がオンされることにより、第1電池12と第2電池13とは並列接続される。第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15は、機械式リレーのほか半導体リレーを用いてもよい。 The first parallel switch 14 is connected to the positive electrode side of the second battery 13 (between the contacts AD) in parallel with the first series connection circuit (circuit between the contacts ACD) in which the first battery 12 and the diode 16 are connected in series. : It is provided between the positive electrode of the first battery 12 and the connection point D). The second parallel switch 15 is connected to the negative electrode side (contact CB) of the first battery 12 in parallel with the second series connection circuit (circuit between the contact CDBs) in which the diode 16 and the second battery 13 are connected in series. Between: It is provided between the connection point C and the negative electrode of the second battery 13). The first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 are on / off controlled by the battery ECU 17, and are switches for switching the first battery 12 and the second battery 13 from the series connection to the parallel connection. When the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 are turned on, the first battery 12 and the second battery 13 are connected in parallel. As the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15, a semiconductor relay may be used in addition to the mechanical relay.

第1電池12の負極側(接点AC間)には、第1電池12に流れる電流を検出する第1電流検出部18が設けられている。第2電池13の負極側(接点DB間)には、第2電池13に流れる電流を検出する第2電流検出部19が設けられている。 On the negative electrode side (between the contacts AC) of the first battery 12, a first current detection unit 18 for detecting the current flowing through the first battery 12 is provided. A second current detection unit 19 for detecting the current flowing through the second battery 13 is provided on the negative electrode side (between the contact DBs) of the second battery 13.

第1電池12および第2電池13は、メインスイッチ21を介して負荷20と接続されている。メインスイッチ21は、第1電池12の第2電池13との正極側の接続点Aと負荷20との間に設けられており、電池ECU17によりオン・オフ制御される。負荷20は、並列接続された第1電池12および第2電池13から供給される電力を交流に変換して出力するインバータとこのインバータから出力される電力により駆動される走行用モータである。走行用モータの駆動により車両が走行する。 The first battery 12 and the second battery 13 are connected to the load 20 via the main switch 21. The main switch 21 is provided between the connection point A on the positive electrode side of the first battery 12 with the second battery 13 and the load 20, and is controlled on / off by the battery ECU 17. The load 20 is an inverter that converts the electric power supplied from the first battery 12 and the second battery 13 connected in parallel into alternating current and outputs the load, and a traveling motor driven by the electric power output from the inverter. The vehicle travels by driving the travel motor.

メインスイッチ21により第1電池12および第2電池13と負荷20とが電気的に接続されると、第1電池12および第2電池13から負荷20へ電力が供給される。メインスイッチ21により第1電池12および第2電池13と負荷20とが電気的に切断されると、第1電池12および第2電池13から負荷20への電力供給が遮断される。 When the first battery 12, the second battery 13, and the load 20 are electrically connected by the main switch 21, power is supplied from the first battery 12 and the second battery 13 to the load 20. When the first battery 12, the second battery 13, and the load 20 are electrically disconnected by the main switch 21, the power supply from the first battery 12 and the second battery 13 to the load 20 is cut off.

また、第1電池12および第2電池13は、コネクタ(図示せず)を介して充電器22と接続可能である。第1電池12および第2電池13は、充電器22の充電スイッチ23を介して供給される電力により充電される。充電器22は、商用電源等の外部電源から供給される電力を用いて第1電池12、第2電池13へ充電用の電力を供給する。充電スイッチ23は、充電器22が第1電池12および第2電池13と接続されている状態では、電池ECU17によりオン・オフ制御される。 Further, the first battery 12 and the second battery 13 can be connected to the charger 22 via a connector (not shown). The first battery 12 and the second battery 13 are charged by the electric power supplied through the charging switch 23 of the charger 22. The charger 22 supplies electric power for charging to the first battery 12 and the second battery 13 by using the electric power supplied from an external power source such as a commercial power source. The charging switch 23 is on / off controlled by the battery ECU 17 when the charger 22 is connected to the first battery 12 and the second battery 13.

充電器22から電力が出力されているときに、充電スイッチ23により充電器22と第1電池12および第2電池13とが電気的に接続されると、充電器22から第1電池12、第2電池13へ電力が供給される。充電スイッチ23により充電器22と各第1電池12、第2電池13とが電気的に切断されると、充電器22から第1電池12、第2電池13への電力供給が遮断される。 When the charger 22 and the first battery 12 and the second battery 13 are electrically connected by the charging switch 23 while the power is being output from the charger 22, the charger 22 to the first battery 12 and the second battery 13 are connected. 2 Power is supplied to the battery 13. When the charger 22 and each of the first battery 12 and the second battery 13 are electrically disconnected by the charging switch 23, the power supply from the charger 22 to the first battery 12 and the second battery 13 is cut off.

電池ECU17は、第1並列スイッチ14、第2並列スイッチ15、充電スイッチ23およびメインスイッチ21のオン・オフを制御するスイッチ制御部に相当する。電池ECU17は、異常がない状態では充電時に第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15をオフに制御する。第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15がオフに制御されることにより、第1電池12および第2電池13は直列接続により充電される。一方、電池ECU17は、放電時に第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15をオンに制御する。第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15がオンに制御されることにより、第1電池12および第2電池13は並列接続により放電される。 The battery ECU 17 corresponds to a switch control unit that controls on / off of the first parallel switch 14, the second parallel switch 15, the charging switch 23, and the main switch 21. The battery ECU 17 controls the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 to be turned off during charging when there is no abnormality. By controlling the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 to be off, the first battery 12 and the second battery 13 are charged by the series connection. On the other hand, the battery ECU 17 controls the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 to be turned on at the time of discharging. When the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 are controlled to be ON, the first battery 12 and the second battery 13 are discharged by the parallel connection.

電池ECU17は充電器22に対して充電のための電流指令値を出力する。また、電池ECU17は第1電池12および第2電池13の充電率を検出して満充電となったときに充電器22へ充電停止の指令を出力する。さらに、電池ECU17は、第1電流検出部18、第2電流検出部19に検出された電流値の検出信号を受信する。電池ECU17は、第1電流検出部18および第2電流検出部19により検出された電流値の信号により、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15の異常(開放故障又は短絡故障)のほか、ダイオード16の異常(開放故障)を検知する。なお、開放故障とは通電不可能な開放状態の故障であり、短絡故障は、通電の遮断が不可能な短絡状態の故障である。 The battery ECU 17 outputs a current command value for charging to the charger 22. Further, the battery ECU 17 detects the charge rates of the first battery 12 and the second battery 13, and outputs a charge stop command to the charger 22 when the battery is fully charged. Further, the battery ECU 17 receives the detection signal of the current value detected by the first current detection unit 18 and the second current detection unit 19. The battery ECU 17 uses signals of the current values detected by the first current detection unit 18 and the second current detection unit 19 to cause an abnormality (open failure or short circuit failure) of the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15. Detects an abnormality (open circuit failure) of the diode 16. An open failure is a failure in an open state in which energization cannot be performed, and a short-circuit failure is a failure in a short-circuit state in which energization cannot be cut off.

電池ECU17は、予め設定された故障判定プログラムの実行により、第1電流検出部18、第2電流検出部19に検出される電流値に基づき、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15の異常やダイオード16の異常を判定する。図2に示すように、一連のステップ(S01〜S14)を含む故障判定プログラムでは、放電時、充電前の充電チェック時に、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15の異常やダイオード16の異常を判定する。そして、電池ECU17は、第1電流検出部18、第2電流検出部19に検出された電流値の信号に基づいて、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15のオン・オフを制御する。電池ECU17が第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15に開放故障又は短絡故障が生じたり、ダイオード16に開放故障が生じたりしていると判定すると、電池ECU17は、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15のうち、充電時にオン可能な少なくとも一方をオンに制御する。 The battery ECU 17 has an abnormality in the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 based on the current values detected by the first current detection unit 18 and the second current detection unit 19 by executing the preset failure determination program. And the abnormality of the diode 16 are determined. As shown in FIG. 2, in the failure determination program including a series of steps (S01 to S14), an abnormality of the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 and an abnormality of the diode 16 are performed during discharging and charging check before charging. To judge. Then, the battery ECU 17 controls the on / off of the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 based on the signals of the current values detected by the first current detection unit 18 and the second current detection unit 19. When the battery ECU 17 determines that the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 have an open failure or a short circuit failure, or the diode 16 has an open failure, the battery ECU 17 determines that the first parallel switch 14 and the second parallel switch 14 and the second parallel switch 15 have an open failure. Of the two parallel switches 15, at least one that can be turned on during charging is controlled to be turned on.

故障判定プログラムの一連のステップ(S01〜S14)について説明すると、まず、第1電池12と第2電池13との並列接続による負荷20への放電中(ステップS01参照)に、電池ECU17は、第1電流検出部18又は第2電流検出部19の電流値が0であるか否かを判別する(ステップS02参照)。第1電流検出部18又は第2電流検出部19の電流値が0であると判別したとき、電池ECU17は、第1並列スイッチ14又は第2並列スイッチ15の開放故障と判定する(ステップS03参照)。開放故障の判定後、放電を終了する(ステップS04参照)。次に、電池ECU17は、充電時に第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15のうちオン可能な一方をオンにして充電を行う(ステップS05参照)。 Explaining a series of steps (S01 to S14) of the failure determination program, first, the battery ECU 17 is in the process of discharging to the load 20 by connecting the first battery 12 and the second battery 13 in parallel (see step S01). 1 It is determined whether or not the current value of the current detection unit 18 or the second current detection unit 19 is 0 (see step S02). When it is determined that the current value of the first current detection unit 18 or the second current detection unit 19 is 0, the battery ECU 17 determines that the first parallel switch 14 or the second parallel switch 15 has an open failure (see step S03). ). After determining the open failure, the discharge is terminated (see step S04). Next, the battery ECU 17 charges by turning on one of the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 that can be turned on during charging (see step S05).

このとき、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15のうちオン可能な一方と直列接続されている第1電池12および第2電池13の一方が充電される。第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15のうち開放故障している他方と直列接続されている第1電池12および第2電池13の他方は充電されない。 At this time, one of the first battery 12 and the second battery 13 connected in series with one of the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 that can be turned on is charged. Of the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15, the other of the first battery 12 and the second battery 13 which are connected in series with the other of the open failures is not charged.

ステップS02にて第1電流検出部18又は第2電流検出部19の電流値が0でないと判別すると、負荷20への放電を終了した後に、第1電池12と第2電池13とが直列接続された状態で充電チェックを行う(ステップS06参照)。次に、電池ECU17は、第1電流検出部18および第2電流検出部19の電流値が0であるか否かを判別する(ステップS07参照)。第1電流検出部18および第2電流検出部19の電流値がいずれも0であると判別したとき、電池ECU17は、ダイオード16の開放故障と判定する(ステップS08参照)。次に、電池ECU17は、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15をそれぞれオンにして充電を行う(ステップS09参照) When it is determined in step S02 that the current value of the first current detection unit 18 or the second current detection unit 19 is not 0, the first battery 12 and the second battery 13 are connected in series after the discharge to the load 20 is completed. The charge is checked in this state (see step S06). Next, the battery ECU 17 determines whether or not the current values of the first current detection unit 18 and the second current detection unit 19 are 0 (see step S07). When it is determined that the current values of the first current detection unit 18 and the second current detection unit 19 are both 0, the battery ECU 17 determines that the diode 16 has an open failure (see step S08). Next, the battery ECU 17 charges by turning on the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15, respectively (see step S09).

このとき、第1電池12および第2電池13は並列接続となり、第1電池12および第2電池13は同時に充電される。 At this time, the first battery 12 and the second battery 13 are connected in parallel, and the first battery 12 and the second battery 13 are charged at the same time.

ステップS07にて第1電流検出部18および第2電流検出部19の電流値が0でないと判別すると、電池ECU17は、第1電流検出部18又は第2電流検出部19の電流値が0であるか否かを判別する(ステップS10参照)。第1電流検出部18又は第2電流検出部19の電流値が0であると判別したとき、電池ECU17は、第1並列スイッチ14又は第2並列スイッチ15の短絡故障と判定する(ステップS11参照)。次に、電池ECU17は、充電時に第1並列スイッチ14又は第2並列スイッチ15のうちオン可能な一方をオンにして充電を行う(ステップS12参照) When it is determined in step S07 that the current values of the first current detection unit 18 and the second current detection unit 19 are not 0, the battery ECU 17 determines that the current value of the first current detection unit 18 or the second current detection unit 19 is 0. It is determined whether or not there is (see step S10). When it is determined that the current value of the first current detection unit 18 or the second current detection unit 19 is 0, the battery ECU 17 determines that the first parallel switch 14 or the second parallel switch 15 has a short-circuit failure (see step S11). ). Next, the battery ECU 17 charges by turning on one of the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 that can be turned on during charging (see step S12).

このとき、第1電池12および第2電池13は並列接続となり、第1電池12および第2電池13は同時に充電される。 At this time, the first battery 12 and the second battery 13 are connected in parallel, and the first battery 12 and the second battery 13 are charged at the same time.

次に、ステップS10にて第1電流検出部18又は第2電流検出部19の電流値が0でないと判別すると、電池ECU17は、異常なしと判定する(ステップS13参照)。次に、直列接続の充電を行う(ステップS14)。このとき、第1電池12および第2電池13は直列接続の状態で充電される。なお、ステップS06〜S14については、直列接続による充電前のチェックだけでなく、直列接続による充電中に繰り返される。 Next, when it is determined in step S10 that the current value of the first current detection unit 18 or the second current detection unit 19 is not 0, the battery ECU 17 determines that there is no abnormality (see step S13). Next, the series connection is charged (step S14). At this time, the first battery 12 and the second battery 13 are charged in a series connection state. It should be noted that steps S06 to S14 are repeated not only during the check before charging by the series connection but also during the charging by the series connection.

次に、充電制御装置10による充電制御方法について説明する。
本実施形態では、第1並列スイッチ14、第2並列スイッチ15およびダイオード16に異常がない正常な状態では、第1電池12および第2電池13は直列接続の状態で充電され、第1電池12および第2電池13が並列接続された状態で放電される。具体的には、図3(a)に示すように、充電時には、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15がそれぞれオフに制御され、第1電池12および第2電池13は直列接続された状態で充電される。図3(b)に示すように、放電時には、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15がそれぞれオンに制御され、第1電池12および第2電池13は並列接続された状態で放電される。
Next, the charge control method by the charge control device 10 will be described.
In the present embodiment, in a normal state where the first parallel switch 14, the second parallel switch 15, and the diode 16 are normal, the first battery 12 and the second battery 13 are charged in a series connection state, and the first battery 12 is charged. And the second battery 13 is discharged in a state of being connected in parallel. Specifically, as shown in FIG. 3A, the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 are controlled to be off, respectively, and the first battery 12 and the second battery 13 are connected in series during charging. It is charged in the state. As shown in FIG. 3B, at the time of discharging, the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 are controlled to be on, respectively, and the first battery 12 and the second battery 13 are discharged in a state of being connected in parallel. ..

次に、第1並列スイッチ14又は第2並列スイッチ15の異常(開放故障又は溶着故障)、ダイオード16の異常(開放故障)の各異常の場合についての充電制御方法について説明する。本実施形態では、第1並列スイッチ14、第2並列スイッチ15およびダイオード16のいずれかに異常が生じた場合、充電制御装置10は、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15のうちオン可能な少なくとも一方をオンして充電を行う。 Next, a charge control method for each abnormality of the first parallel switch 14 or the second parallel switch 15 (open failure or welding failure) and the diode 16 abnormality (open failure) will be described. In the present embodiment, when an abnormality occurs in any of the first parallel switch 14, the second parallel switch 15, and the diode 16, the charge control device 10 can be turned on among the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15. Turn on at least one of them to charge.

<第1並列スイッチ14(又は第2並列スイッチ15)の開放故障>
第1並列スイッチ14が開放故障した場合、並列接続での放電時に第2電流検出部19の電流値の検出信号が電流値0を示す。このため、電池ECU17は、第1並列スイッチ14の開放故障と判定する。第1並列スイッチ14が開放故障の場合、第2電池13の放電が不可能となる。このため、第1電池12および第2電池13を直列接続して充電しても、放電不可能の第2電池13が電池ECU17により直ぐに満充電と判定されることにより第1電池12は充電されない。そこで、本実施形態では、図4(a)に示すように、第1並列スイッチ14が開放故障の場合、電池ECU17は、充電時にオン可能な第2並列スイッチ15をオンに制御して第1電池12を充電する。第2並列スイッチ15がオンに制御されることにより、第1電池12の充電は可能となる。第2電池13の充電および放電は不可能であり、電池パック11の電池容量としては半分となるが、図4(b)に示すように、第1電池12に充電された電力により負荷20に対する放電は可能となる。
<Open failure of the first parallel switch 14 (or the second parallel switch 15)>
When the first parallel switch 14 fails to open, the current value detection signal of the second current detection unit 19 indicates a current value of 0 when discharging in parallel connection. Therefore, the battery ECU 17 determines that the first parallel switch 14 has an open failure. If the first parallel switch 14 fails to open, the second battery 13 cannot be discharged. Therefore, even if the first battery 12 and the second battery 13 are connected in series and charged, the second battery 13 that cannot be discharged is immediately determined by the battery ECU 17 to be fully charged, so that the first battery 12 is not charged. .. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 4A, when the first parallel switch 14 has an open failure, the battery ECU 17 controls the second parallel switch 15 that can be turned on at the time of charging to be turned on, and the first one. Charge the battery 12. By controlling the second parallel switch 15 to be turned on, the first battery 12 can be charged. The second battery 13 cannot be charged and discharged, and the battery capacity of the battery pack 11 is halved. However, as shown in FIG. 4B, the electric power charged in the first battery 12 is applied to the load 20. Discharge is possible.

図示はしないが、第2並列スイッチ15が開放故障した場合、並列接続での放電時に第1電流検出部18の電流値の検出信号が電流値0を示す。このため、第1電池12の充電および放電は不可能となる。この場合、電池ECU17は充電時に第1並列スイッチ14をオンに制御して第2電池13を充電する。第1並列スイッチ14がオンに制御されることにより、第2電池13の充電は可能となる。この場合も電池パック11の電池容量としては半分となるが、第2電池13に充電された電力により負荷20に対する放電は可能となる。 Although not shown, when the second parallel switch 15 fails to open, the current value detection signal of the first current detection unit 18 indicates a current value of 0 when discharging in parallel connection. Therefore, charging and discharging of the first battery 12 becomes impossible. In this case, the battery ECU 17 controls the first parallel switch 14 to be turned on during charging to charge the second battery 13. By controlling the first parallel switch 14 to be turned on, the second battery 13 can be charged. In this case as well, the battery capacity of the battery pack 11 is halved, but the electric power charged in the second battery 13 enables discharge to the load 20.

このように、第1並列スイッチ14又は第2並列スイッチ15が開放故障した場合、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15のうちオン可能な少なくとも一方をオンに制御する。そして、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15のうちオン可能な一方と直列接続されている第1電池12および第2電池13のいずれか一方を充電する。第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15のうち開放故障している他方と直列接続されている第1電池12および第2電池13のいずれか他方は充電されない。 In this way, when the first parallel switch 14 or the second parallel switch 15 fails to open, at least one of the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 that can be turned on is controlled to be turned on. Then, either one of the first battery 12 and the second battery 13 connected in series with one of the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 that can be turned on is charged. Of the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15, one of the first battery 12 and the second battery 13 connected in series with the other open failure is not charged.

<ダイオード16の開放故障>
ダイオード16の開放故障の場合、放電時に第1電流検出部18および第2電流検出部19の電流値の検出信号が正常であっても、直列接続での充電時に第1電流検出部18および第2電流検出部19の電流値の検出信号がそれぞれ電流値0を示す。このため、電池ECU17は、ダイオード16の開放故障と判定する。そこで、本実施形態では、図5(a)に示すように、電池ECU17は、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15をオンに制御し、並列接続された第1電池12と第2電池13を充電する。ダイオード16の開放故障では、直列接続による第1電池12および第2電池13の充電は不可能であるが、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15がオンに制御されることにより、第1電池12および第2電池13は並列に接続されて充電は可能となる。また、図5(b)に示すように、第1電池12および第2電池13に充電された電力により負荷20に対する並列接続での放電は可能となる。
<Open failure of diode 16>
In the case of open failure of the diode 16, even if the current value detection signals of the first current detection unit 18 and the second current detection unit 19 are normal during discharging, the first current detection unit 18 and the first current detection unit 18 and the second current detection unit 18 and the second current detection unit 18 are charged during series connection charging. 2 The current value detection signals of the current detection unit 19 each indicate a current value of 0. Therefore, the battery ECU 17 determines that the diode 16 has an open failure. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 5A, the battery ECU 17 controls the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 to be turned on, and the first battery 12 and the second battery connected in parallel. Charge 13 In the open failure of the diode 16, the first battery 12 and the second battery 13 cannot be charged by series connection, but the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 are controlled to be ON, so that the first battery 12 and the second battery 13 cannot be charged. The battery 12 and the second battery 13 are connected in parallel and can be charged. Further, as shown in FIG. 5B, the electric power charged in the first battery 12 and the second battery 13 enables discharge in parallel connection with respect to the load 20.

このように、ダイオード16が開放故障した場合、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15をオンし、第1電池12および第2電池13を並列接続する。そして、並列接続されている第1電池12および第2電池13の両方を充電する。 In this way, when the diode 16 fails to open, the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 are turned on, and the first battery 12 and the second battery 13 are connected in parallel. Then, both the first battery 12 and the second battery 13 connected in parallel are charged.

<第1並列スイッチ14(又は第2並列スイッチ15)の短絡故障>
第1並列スイッチ14の短絡故障(溶着)の場合、直列接続での充電前のチェック時に第1電流検出部18の電流値の検出信号が適切な電流値を示さないため、電池ECU17は、第1並列スイッチ14の短絡故障と判定する。図6(a)に示すように、電池ECU17は、充電時に第2並列スイッチ15をオンに制御して並列接続された第1電池12と第2電池13を充電する。第1並列スイッチ14の短絡故障の場合、直列接続による第1電池12、第2電池13の充電は不可能であるが、第2並列スイッチ15がオンに制御されることにより、第1電池12および第2電池13は並列接続されて充電は可能となる。また、図6(b)に示すように、第1電池12および第2電池13に充電された電力により負荷20に対する並列接続での放電は可能となる。
<Short-circuit failure of the first parallel switch 14 (or the second parallel switch 15)>
In the case of a short-circuit failure (welding) of the first parallel switch 14, the detection signal of the current value of the first current detection unit 18 does not show an appropriate current value at the time of checking before charging in series connection, so that the battery ECU 17 is the first. 1 It is determined that the parallel switch 14 has a short circuit failure. As shown in FIG. 6A, the battery ECU 17 controls the second parallel switch 15 to be turned on at the time of charging to charge the first battery 12 and the second battery 13 connected in parallel. In the case of a short-circuit failure of the first parallel switch 14, it is impossible to charge the first battery 12 and the second battery 13 by series connection, but the first battery 12 is controlled by turning on the second parallel switch 15. And the second battery 13 is connected in parallel and can be charged. Further, as shown in FIG. 6B, the electric power charged in the first battery 12 and the second battery 13 enables discharge in parallel connection with respect to the load 20.

図示はしないが、第2並列スイッチ15が短絡故障(溶着)した場合は、充電時に第1並列スイッチ14をオンに制御する。直列接続による第1電池12、第2電池13の充電は不可能であるが、第1並列スイッチ14がオンに制御されることにより、第1電池12および第2電池13は並列接続されて充電は可能となる。この場合も第1電池12および第2電池13に充電された電力により負荷20に対する並列接続での放電は可能となる。 Although not shown, when the second parallel switch 15 has a short-circuit failure (welding), the first parallel switch 14 is controlled to be turned on during charging. Although it is not possible to charge the first battery 12 and the second battery 13 by series connection, the first battery 12 and the second battery 13 are connected in parallel and charged by controlling the first parallel switch 14 to be turned on. Is possible. In this case as well, the electric power charged in the first battery 12 and the second battery 13 enables discharge in parallel connection with respect to the load 20.

このように、第1並列スイッチ14又は第2並列スイッチ15が短絡故障した場合、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15のうちオン可能な少なくとも一方をオンし、第1電池12および第2電池13を並列接続する。そして、並列接続されている第1電池12および第2電池13の両方を充電する。 In this way, when the first parallel switch 14 or the second parallel switch 15 fails in a short circuit, at least one of the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 that can be turned on is turned on, and the first battery 12 and the second battery 12 and the second parallel switch 15 are turned on. The batteries 13 are connected in parallel. Then, both the first battery 12 and the second battery 13 connected in parallel are charged.

なお、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15がそれぞれ開放故障した場合は、直列状態での充電は可能であるが、並列接続での放電や第1電池12又は第2電池13のいずれかによる放電は不可能となる。また、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15がそれぞれ短絡故障した場合は、直列接続による充電は不可能となるが、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15を制御することなく、並列接続による充電および放電は可能である。 If the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 fail to open, they can be charged in series, but can be discharged in parallel or either the first battery 12 or the second battery 13. Discharge is impossible. Further, when the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 are short-circuited and failed, charging by series connection becomes impossible, but the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 are not controlled in parallel. Charging and discharging by connection is possible.

本実施形態によれば以下の作用効果を奏する。
(1)ダイオード16、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15のいずれかに異常が生じたとき、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15のうちオン可能な少なくとも一方が電池ECU17によりオンに制御される。このため、第1電池12および第2電池13の少なくとも一方が充電可能に接続されて充電が可能となる。
According to this embodiment, the following effects are exhibited.
(1) When an abnormality occurs in any of the diode 16, the first parallel switch 14, and the second parallel switch 15, at least one of the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 that can be turned on is turned on by the battery ECU 17. Is controlled by. Therefore, at least one of the first battery 12 and the second battery 13 is rechargeably connected and can be charged.

(2)第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15のいずれか一方が開放故障しても、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15のいずれか他方がオンに制御されるため、第1電池12又は第2電池13に充電することができる。 (2) Even if either one of the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 fails to open, one of the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 is controlled to be ON, so that the first The battery 12 or the second battery 13 can be charged.

(3)第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15のいずれか一方が短絡故障しても、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15のいずれか他方がオンに制御されるため、第1電池12および第2電池13は並列接続されて充電することができる。 (3) Even if either one of the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 fails due to a short circuit, either the first parallel switch 14 or the second parallel switch 15 is controlled to be ON, so that the first The battery 12 and the second battery 13 can be connected in parallel and charged.

(4)ダイオード16が開放故障しても、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15がオンに制御されるため、第1電池12および第2電池13は並列接続されて充電することができる。 (4) Even if the diode 16 fails to open, the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 are controlled to be ON, so that the first battery 12 and the second battery 13 can be connected in parallel and charged. ..

(5)第1電池12および第2電池13を直列接続する直列接続素子としてダイオード16を用いているが、ダイオード16は直列接続された第1電池12および第2電池13の電力が放電する方向への電流を阻止する向きに設けられている。このため、直列接続された第1電池12および第2電池13の高電圧の電力が負荷20に対して放電されることはない。また、電池パック11のコネクタにて何らかの外部短絡が生じても、同様に、直列接続された第1電池12および第2電池13の電力が負荷20に放電されることはない。 (5) A diode 16 is used as a series connection element for connecting the first battery 12 and the second battery 13 in series, but the diode 16 is in a direction in which the electric power of the first battery 12 and the second battery 13 connected in series is discharged. It is provided so as to block the current to the battery. Therefore, the high-voltage power of the first battery 12 and the second battery 13 connected in series is not discharged to the load 20. Further, even if some external short circuit occurs in the connector of the battery pack 11, the electric power of the first battery 12 and the second battery 13 connected in series is not discharged to the load 20.

(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態に係る電池パックの充電制御装置および電池パックの充電制御方法について説明する。本実施形態は、直列接続素子をダイオードに代えてスイッチとした点で第1の実施形態と異なる。
(Second Embodiment)
Next, the battery pack charge control device and the battery pack charge control method according to the second embodiment will be described. This embodiment is different from the first embodiment in that the series connection element is a switch instead of a diode.

図7に示すように、充電制御装置30では、直列接続素子としての直列スイッチ31は第1電池12および第2電池13を直列に接続する。直列スイッチ31は電池ECU17によりオン・オフに制御される常開接点であり、機械式リレーのほか半導体リレーを用いてもよい。直列接続により第1電池12および第2電池13を充電するとき、直列スイッチ31はオンに制御される。一方、第1電池12および第2電池13を並列接続して放電するとき、直列スイッチ31はオフに制御される。 As shown in FIG. 7, in the charge control device 30, the series switch 31 as a series connection element connects the first battery 12 and the second battery 13 in series. The series switch 31 is a normally open contact controlled to be turned on and off by the battery ECU 17, and a semiconductor relay may be used in addition to the mechanical relay. When the first battery 12 and the second battery 13 are charged by the series connection, the series switch 31 is controlled to be ON. On the other hand, when the first battery 12 and the second battery 13 are connected in parallel and discharged, the series switch 31 is controlled to be off.

直列スイッチ31が開放故障すると、直列接続による第1電池12および第2電池13の充電は不可能となる。直列スイッチ31の開放故障は、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15がオフに制御され、かつ、直列接続された第1電池12および第2電池13の充電時に第1電流検出部18および第2電流検出部19の電流値が0になることにより判定される。図8(a)に示すように、直列スイッチ31が開放故障した場合、第1並列スイッチ14および第2並列スイッチ15をオンに制御し、第1電池12および第2電池13を並列接続する。そして、並列接続されている第1電池12および第2電池13の両方を充電する。また、図8(b)に示すように、第1電池12および第2電池13に充電された電力により負荷20に対する並列接続での放電は可能となる。 If the series switch 31 fails to open, charging of the first battery 12 and the second battery 13 by series connection becomes impossible. When the series switch 31 is opened, the first current detector 18 and the first current detector 18 and the second parallel switch 15 are controlled to be off when the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 are turned off and the first battery 12 and the second battery 13 connected in series are charged. The determination is made when the current value of the second current detection unit 19 becomes 0. As shown in FIG. 8A, when the series switch 31 fails to open, the first parallel switch 14 and the second parallel switch 15 are controlled to be turned on, and the first battery 12 and the second battery 13 are connected in parallel. Then, both the first battery 12 and the second battery 13 connected in parallel are charged. Further, as shown in FIG. 8B, the electric power charged in the first battery 12 and the second battery 13 enables discharge in parallel connection with respect to the load 20.

本実施形態は、第1の実施形態の作用効果(1)〜(4)と同等の作用効果を奏する。また、本実施形態によれば、ダイオードに代えて直列スイッチ31を用いることができる。 The present embodiment exhibits the same effects as those of the first embodiment (1) to (4). Further, according to the present embodiment, the series switch 31 can be used instead of the diode.

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the gist of the invention. For example, the present invention may be modified as follows.

○ 上記の実施形態では、電動フォークリフト等の車両に搭載される電池パックとし、充電制御装置は電池パックの充電を制御するほか放電を制御するとしたが、電池パックは車両に搭載される電池パックに限定されない。また、第1電池および第2電池は、複数の電池セルが直列接続された組電池としたが、単一の電池セルを有する構成でもよい。また、電池セルはリチウムイオン二次電池に限らず、ニッケル水素二次電池、鉛蓄電池でもよい。
○ 上記の実施形態では、充電器に充電スイッチが設けられるとしたが、充電スイッチは電池パックに設けるようにしてもよい。
○ In the above embodiment, the battery pack is mounted on a vehicle such as an electric forklift, and the charge control device controls the charging and discharging of the battery pack. However, the battery pack is a battery pack mounted on the vehicle. Not limited. Further, although the first battery and the second battery are assembled batteries in which a plurality of battery cells are connected in series, a configuration having a single battery cell may be used. Further, the battery cell is not limited to the lithium ion secondary battery, and may be a nickel hydrogen secondary battery or a lead storage battery.
○ In the above embodiment, the charger is provided with a charging switch, but the charging switch may be provided in the battery pack.

10 充電制御装置
11 電池パック
12 第1電池
13 第2電池
14 第1並列スイッチ
15 第2並列スイッチ
16 ダイオード(直列接続素子としての)
17 電池ECU(スイッチ制御部としての)
18 第1電流検出部
19 第2電流検出部
20 負荷
21 メインスイッチ
22 充電器
23 充電スイッチ
A、B、C、D 接点
10 Charge control device 11 Battery pack 12 1st battery 13 2nd battery 14 1st parallel switch 15 2nd parallel switch 16 Diode (as a series connection element)
17 Battery ECU (as a switch control unit)
18 1st current detector 19 2nd current detector 20 Load 21 Main switch 22 Charger 23 Charge switch A, B, C, D contacts

Claims (6)

第1電池と第2電池とを直列に接続する直列接続素子と、
前記第2電池に直列接続され、前記第1電池と前記直列接続素子との直列接続回路と並列接続される第1並列スイッチと、
前記第1電池に直列接続され、前記直列接続素子と前記第2電池との直列接続回路と並列接続される第2並列スイッチと、
前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチを制御するスイッチ制御部と、を備え、
前記スイッチ制御部は、
充電時に、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチをそれぞれオフに制御し、
放電時に、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチをそれぞれオンに制御する電池パックの充電制御装置であって、
前記直列接続素子の短絡故障を除く、前記直列接続素子、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチのいずれかに異常が生じたとき、
前記スイッチ制御部は、
前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチのうちオン可能な少なくとも一方をオンに制御して充電することを特徴とする電池パックの充電制御装置。
A series connection element that connects the first battery and the second battery in series,
A first parallel switch that is connected in series to the second battery and is connected in parallel with the series connection circuit of the first battery and the series connection element.
A second parallel switch that is connected in series to the first battery and is connected in parallel with the series connection circuit of the series connection element and the second battery.
A switch control unit that controls the first parallel switch and the second parallel switch is provided.
The switch control unit
At the time of charging, the first parallel switch and the second parallel switch are controlled to be off, respectively.
A battery pack charge control device that controls the first parallel switch and the second parallel switch to be turned on at the time of discharging.
When an abnormality occurs in any of the series connection element, the first parallel switch, and the second parallel switch, excluding the short circuit failure of the series connection element.
The switch control unit
A battery pack charge control device for charging by controlling at least one of the first parallel switch and the second parallel switch that can be turned on.
前記異常は、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチのいずれか一方の開放故障であり、
前記スイッチ制御部は、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチのいずれか他方をオンに制御して充電可能な前記第1電池又は前記第2電池に充電することを特徴とする請求項1記載の電池パックの充電制御装置。
The abnormality is an open failure of either the first parallel switch or the second parallel switch.
Claim 1 is characterized in that the switch control unit charges the first battery or the second battery that can be charged by controlling the on or the other of the first parallel switch and the second parallel switch. The battery pack charge control device described.
前記異常は、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチのいずれか一方の短絡故障であり、
前記スイッチ制御部は、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチのいずれか他方をオンに制御して前記第1電池および前記第2電池に充電することを特徴とする請求項1記載の電池パックの充電制御装置。
The abnormality is a short-circuit failure of either the first parallel switch or the second parallel switch.
The battery according to claim 1, wherein the switch control unit controls either one of the first parallel switch and the second parallel switch to be turned on to charge the first battery and the second battery. Charge control device for the pack.
前記異常は、前記直列接続素子の開放故障であり、
前記スイッチ制御部は、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチをオンに制御して前記第1電池および前記第2電池に充電することを特徴とする請求項1記載の電池パックの充電制御装置。
The abnormality is an open failure of the series connection element.
The charge control of the battery pack according to claim 1, wherein the switch control unit controls the first parallel switch and the second parallel switch to be turned on to charge the first battery and the second battery. apparatus.
前記直列接続素子はダイオードであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項記載の電池パックの充電制御装置。 The battery pack charge control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the series connection element is a diode. 第1電池と第2電池とを直列に接続する直列接続素子と、
前記第2電池に直列接続され、前記第1電池と前記直列接続素子との直列接続回路と並列接続される第1並列スイッチと、
前記第1電池に直列接続され、前記直列接続素子と前記第2電池との直列接続回路と並列接続される第2並列スイッチと、
前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチを制御するスイッチ制御部と、を備え、
前記スイッチ制御部は、
充電時に、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチをそれぞれオフに制御し、
放電時に、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチをそれぞれオンに制御する電池パックの充電制御方法であって、
前記直列接続素子の短絡故障を除く、前記直列接続素子、前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチのいずれかに異常が生じたとき、
前記スイッチ制御部は、
前記第1並列スイッチおよび前記第2並列スイッチのうちオン可能な少なくとも一方をオンに制御して充電することを特徴とする電池パックの充電制御方法。
A series connection element that connects the first battery and the second battery in series,
A first parallel switch that is connected in series to the second battery and is connected in parallel with the series connection circuit of the first battery and the series connection element.
A second parallel switch that is connected in series to the first battery and is connected in parallel with the series connection circuit of the series connection element and the second battery.
A switch control unit that controls the first parallel switch and the second parallel switch is provided.
The switch control unit
At the time of charging, the first parallel switch and the second parallel switch are controlled to be off, respectively.
It is a charge control method of a battery pack that controls the first parallel switch and the second parallel switch to be turned on at the time of discharging.
When an abnormality occurs in any of the series connection element, the first parallel switch, and the second parallel switch, excluding the short circuit failure of the series connection element.
The switch control unit
A method for controlling charging of a battery pack, which comprises controlling and charging at least one of the first parallel switch and the second parallel switch that can be turned on.
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