JP6805837B2 - How to detect disconnection of the assembled battery - Google Patents

How to detect disconnection of the assembled battery Download PDF

Info

Publication number
JP6805837B2
JP6805837B2 JP2017006339A JP2017006339A JP6805837B2 JP 6805837 B2 JP6805837 B2 JP 6805837B2 JP 2017006339 A JP2017006339 A JP 2017006339A JP 2017006339 A JP2017006339 A JP 2017006339A JP 6805837 B2 JP6805837 B2 JP 6805837B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
cell
disconnection
assembled battery
value
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
Application number
JP2017006339A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018115940A (en
Inventor
麻衣 藤原
麻衣 藤原
広規 田代
広規 田代
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2017006339A priority Critical patent/JP6805837B2/en
Publication of JP2018115940A publication Critical patent/JP2018115940A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6805837B2 publication Critical patent/JP6805837B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

本発明は、複数のセルを並列接続したセルブロックを複数段直列に接続した組電池の並列接続線の断線を検出する方法に関する。 The present invention relates to a method for detecting a disconnection of a parallel connection line of an assembled battery in which cell blocks in which a plurality of cells are connected in parallel are connected in series in a plurality of stages.

車両に搭載される二次電池として、複数のセルを並列接続したセルブロックを複数段直列に接続した組電池が多く用いられている。 As a secondary battery mounted on a vehicle, an assembled battery in which cell blocks in which a plurality of cells are connected in parallel are connected in series in multiple stages is often used.

特許文献1には、このような組電池において、各セルブロックの各電圧もしくは、抵抗値を比較し、各セルブロックの並列接続されたセルの一部の脱落、あるいは、並列接続線の断線を検出する方法が以下のように記載されている。 In Patent Document 1, in such an assembled battery, the voltage or resistance value of each cell block is compared, and a part of the cells connected in parallel of each cell block is dropped or the parallel connection line is broken. The method of detection is described as follows.

すなわち、充電前のテスト期間と満充電後で放電前の期間とにおいて各セルブロックの開放回路電圧(Open Circuit Voltage:OCV)を測定し、充放電時の端子間電圧とOCVとの電圧差を充放電電流で除して各セルブロックの内部抵抗を算出する。セルブロックが2つのセルの並列の場合、セルブロックの内部抵抗は正常時でR(Ω)、2つのセルの並列の一方の接続が脱落あるいは一方の並列接続線が断線すると正常時の倍の2×R(Ω)となることを利用する。 That is, the open circuit voltage (Open Circuit Voltage: OCV) of each cell block is measured in the test period before charging and the period before discharging after full charging, and the voltage difference between the terminal voltage at the time of charging and discharging and the OCV is measured. The internal resistance of each cell block is calculated by dividing by the charge / discharge current. When the cell block is parallel to two cells, the internal resistance of the cell block is R (Ω) in the normal state, and if one of the parallel connections of the two cells is dropped or one of the parallel connection lines is broken, it is double the normal state. It is used that it becomes 2 × R (Ω).

特開2008−027658号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-027658

特許文献1に記載された断線検出の方法は、複数のセルを並列接続線で並列に接続したセルブロックを複数段直列に接続した組電池において、並列接続線の何本かが断線した断線セルブロックの内部抵抗が正常セルブロックの内部抵抗に対して下記の(式1)で計算される抵抗上昇率だけ大きくなることを利用したものである。
抵抗上昇率=(並列数)/(並列数−断線数) ・・・ (式1)
この(式1)は、断線により各セルに流れる電流値が大きくなっても各セルの内部抵抗は変化しないことを前提として断線セルブロックの抵抗増加率を算出するものである。
The method of detecting disconnection described in Patent Document 1 is a disconnection cell in which some of the parallel connection lines are disconnected in an assembled battery in which cell blocks in which a plurality of cells are connected in parallel by parallel connection lines are connected in series in multiple stages. This is based on the fact that the internal resistance of the block is larger than the internal resistance of the normal cell block by the resistance increase rate calculated by the following (Equation 1).
Resistance increase rate = (number of parallels) / (number of parallels-number of disconnections) ... (Equation 1)
In this (Equation 1), the resistance increase rate of the disconnected cell block is calculated on the premise that the internal resistance of each cell does not change even if the current value flowing through each cell increases due to the disconnection.

一方、電流が大きくなると内部抵抗値が小さくなる特性を持つセルがある。このようなセルを用いて構成した組電池で断線が発生した場合、各セルに流れる電流が大きくなることにより各セルの内部抵抗値が小さくなるので、断線セルブロックの抵抗上昇率は、(式1)により計算した値よりも小さな値となる。このため、特許文献1に記載された方法ではセルの特性によっては精度良く組電池の断線検出を行うことが困難な場合がある。 On the other hand, some cells have a characteristic that the internal resistance value decreases as the current increases. When a disconnection occurs in an assembled battery configured using such a cell, the internal resistance value of each cell decreases as the current flowing through each cell increases, so that the resistance increase rate of the disconnected cell block is as follows: The value is smaller than the value calculated in 1). Therefore, it may be difficult to accurately detect the disconnection of the assembled battery by the method described in Patent Document 1 depending on the characteristics of the cell.

そこで、本発明は、精度良く組電池の断線検出を行うことを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to detect disconnection of the assembled battery with high accuracy.

本発明の断線検出方法は、複数のセルを並列接続線で並列に接続したセルブロックを複数段直列に接続した組電池の前記並列接続線の断線検出方法であって、100〜200msecの時間間隔で前記組電池の電流を検出し、現時点の第1電流値と1つ前の検出タイミングにおける第2電流値との積が負の場合で、且つ、前記第1電流値と前記第2電流値との電流値差の絶対値が所定の閾値を超える場合に、前記並列接続線の断線検出を実行することを特徴とする。 The disconnection detection method of the present invention is a disconnection detection method for the parallel connection line of an assembled battery in which cell blocks in which a plurality of cells are connected in parallel by a parallel connection line are connected in series in a plurality of stages, and has a time interval of 100 to 200 msec . When the current of the assembled battery is detected and the product of the current first current value and the second current value at the previous detection timing is negative, and the first current value and the second current value are negative. When the absolute value of the current value difference from the current value exceeds a predetermined threshold value, the disconnection detection of the parallel connection line is executed.

本発明の断線検出方法において、前記組電池の電流の検出と同時に前記各セルブロックの各電圧値を検出し、断線検出の実行は、前記各セルブロックの現時点の各第1電圧値と1つ前の検出タイミングにおける各第2電圧値の各電圧値差に基づいて算出した前記各セルブロック相互の抵抗比により断線判断を実行することとしてもよい。 In the disconnection detection method of the present invention, each voltage value of each cell block is detected at the same time as the current of the assembled battery is detected, and the execution of the disconnection detection is one with each current first voltage value of each cell block. The disconnection determination may be executed based on the resistance ratio between the cell blocks calculated based on the voltage value difference of each second voltage value at the previous detection timing.

また、本発明の断線検出方法において、前記各セルブロック相互の抵抗比を前記各電圧値差と前記電流値差とに基づいて算出してもよい。 Further, in the disconnection detection method of the present invention, the resistance ratio between the cell blocks may be calculated based on the voltage value difference and the current value difference.

本発明は、精度良く組電池の断線検出を行うことができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can detect disconnection of an assembled battery with high accuracy.

本発明の実施形態の断線検出方法が適用される電動車両の構成を示す系統図である。It is a system diagram which shows the structure of the electric vehicle to which the disconnection detection method of embodiment of this invention is applied. 図1に示す組電池を構成するセルブロックの正極の並列バスバと接続バスバとを示す平面図である。It is a top view which shows the parallel bus bar and the connection bus bar of the positive electrode of the cell block which comprises the assembled battery shown in FIG. 図1に示す組電池を構成するセルブロックの負極の並列バスバと接続バスバを示す平面図である。It is a top view which shows the parallel bus bar and the connection bus bar of the negative electrode of the cell block which comprises the assembled battery shown in FIG. 図1に示す正常なセルブロックと断線が発生した断線セルブロックの断面図である。It is sectional drawing of the normal cell block shown in FIG. 1 and the disconnection cell block in which disconnection occurred. 図1に示す組電池を構成するセルの電圧と電流密度の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the voltage and the current density of the cell which comprises the assembled battery shown in FIG. 図1に示す電動車両が走行中の組電池の電流変化を示すグラフである。It is a graph which shows the current change of the assembled battery while the electric vehicle shown in FIG. 1 is running. 電流値差の絶対値に対するセルブロックの内部抵抗値のばらつきの変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the change of the variation of the internal resistance value of a cell block with respect to the absolute value of the current value difference. 本実施形態の断線検出方法のフローチャートである。It is a flowchart of the disconnection detection method of this embodiment. 他の実施形態の断線検出方法のフローチャートである。It is a flowchart of the disconnection detection method of another embodiment. 本実施形態の断線検出方法を応用した組電池の電流制御方法のフローチャートである。It is a flowchart of the current control method of the assembled battery which applied the disconnection detection method of this embodiment.

<本実施形態の断線検出方法が適用される電動車両の構成>
以下、図面を参照しながら、まず、本実施形態の断線検出方法が適用される電動車両100の構成について説明する。なお、以下の説明では、電動車両100は、モータジェネレータ14とエンジン16とで駆動されるハイブリッド車両であって、モータジェネレータ14のみによって走行するEV走行が可能で、且つ、外部電源により搭載した組電池10を充電可能なプラグインハイブリッド車両として説明するが、本発明は、これ以外の電動車両、例えば、電気自動車等にも適用することができる。
<Structure of an electric vehicle to which the disconnection detection method of the present embodiment is applied>
Hereinafter, the configuration of the electric vehicle 100 to which the disconnection detection method of the present embodiment is applied will be described with reference to the drawings. In the following description, the electric vehicle 100 is a hybrid vehicle driven by the motor generator 14 and the engine 16, and is capable of EV traveling traveling only by the motor generator 14, and is mounted by an external power source. Although the battery 10 will be described as a rechargeable plug-in hybrid vehicle, the present invention can be applied to other electric vehicles such as electric vehicles.

電動車両100は、組電池10と、正極ライン11と負極ライン12を介して組電池10に接続されたインバータ13と、インバータ13によって駆動制御される車両駆動用のモータジェネレータ14と、エンジン16と、インバータ13とモータジェネレータ14とエンジン16の動作と組電池10の充放電とを制御する制御部70とを含んでいる。また、電動車両100の運転席には、電動車両100の起動、停止を行うスタートスイッチ19が取り付けられている。スタートスイッチ19は制御部70に接続されている。 The electric vehicle 100 includes an assembled battery 10, an inverter 13 connected to the assembled battery 10 via a positive electrode line 11 and a negative electrode line 12, a motor generator 14 for driving a vehicle driven and controlled by the inverter 13, and an engine 16. Includes a control unit 70 that controls the operation of the inverter 13, the motor generator 14, the engine 16, and the charging / discharging of the assembled battery 10. Further, a start switch 19 for starting and stopping the electric vehicle 100 is attached to the driver's seat of the electric vehicle 100. The start switch 19 is connected to the control unit 70.

モータジェネレータ14の出力軸とエンジン16の出力軸はエンジン16の出力を車輪18の駆動力と、モータジェネレータ14を発電機として駆動する際の駆動力とに分割する動力分割機構15に接続されている。動力分割機構15の出力軸は、ディファレンシャルギヤ17を介して車輪18を駆動するよう構成されている。 The output shaft of the motor generator 14 and the output shaft of the engine 16 are connected to a power dividing mechanism 15 that divides the output of the engine 16 into a driving force for the wheels 18 and a driving force for driving the motor generator 14 as a generator. There is. The output shaft of the power split mechanism 15 is configured to drive the wheels 18 via the differential gear 17.

組電池10は、リチウムイオン電池等の充放電可能な二次電池のセル21,31,41,51を複数並列に接続したセルブロック20,30,40,50を直列に接続したものである。以下、セルブロック20を例にセルブロック20,30,40,50の構造を説明する。セルブロック30,40,50の構造は、セルブロック20と同一であり、同一の部品について、セルブロック30は一の位が同一の30番台、セルブロック40は一の位が同一の40番台、セルブロック50は一の位が同一の50番台の符号を付す。 The assembled battery 10 is formed by connecting cell blocks 20, 30, 40, 50 in series, in which a plurality of cells 21, 31, 41, 51 of a rechargeable secondary battery such as a lithium ion battery are connected in parallel. Hereinafter, the structures of the cell blocks 20, 30, 40, and 50 will be described using the cell block 20 as an example. The structures of the cell blocks 30, 40, and 50 are the same as those of the cell block 20, and for the same parts, the cell block 30 has the same ones digit in the 30s, and the cell block 40 has the same ones digit in the 40s. The cell block 50 is coded in the 50s with the same ones digit.

セルブロック20は、複数の円筒型のリチウムイオン電池のセル21と、正極並列バスバ24と、正極接続バスバ25と、負極並列バスバ27と、負極接続バスバ26とで構成されている。 The cell block 20 is composed of a plurality of cylindrical lithium-ion battery cells 21, a positive electrode parallel bus bar 24, a positive electrode connection bus bar 25, a negative electrode parallel bus bar 27, and a negative electrode connection bus bar 26.

図2Aに示すように、正極並列バスバ24は、平板状の金属板にセル21の配列に合わせて開口24aを配置したもので、各開口24aの周縁から各開口24aの中央に向かって複数の正極接続バスバ25が延びている。図3(a)に示すように、正極接続バスバ25は、正極並列バスバ24からセル21の正極22に向かって斜め下向きに折り曲げ成形された細長い板である。図2A、図3(a)に示すように正極接続バスバ25の先端28は、抵抗溶接によって正極22に接続されている。このように、複数のセル21の正極22は、正極並列バスバ24と複数の正極接続バスバ25とによって並列に接続されている。 As shown in FIG. 2A, the positive electrode parallel bus bar 24 has openings 24a arranged on a flat metal plate according to the arrangement of cells 21, and a plurality of openings 24a are arranged from the peripheral edge of each opening 24a toward the center of each opening 24a. The positive electrode connection bus bar 25 is extended. As shown in FIG. 3A, the positive electrode connecting bus bar 25 is an elongated plate that is bent diagonally downward from the positive electrode parallel bus bar 24 toward the positive electrode 22 of the cell 21. As shown in FIGS. 2A and 3A, the tip 28 of the positive electrode connection bus bar 25 is connected to the positive electrode 22 by resistance welding. In this way, the positive electrodes 22 of the plurality of cells 21 are connected in parallel by the positive electrode parallel bus bars 24 and the plurality of positive electrode connection bus bars 25.

図2B、図3(a)に示すように、負極並列バスバ27、負極接続バスバ26の構造は、正極並列バスバ24、正極接続バスバ25と同様であり、負極接続バスバ26は、負極並列バスバ27の開口27aの周縁からセル21の負極23に向かって斜め上向きに折り曲げ成形された細長い板である。図2B、図3(a)に示すように負極接続バスバ26の先端29は、抵抗溶接によって負極23に接続されている。そして、複数のセル21の負極23は、負極並列バスバ27と複数の負極接続バスバ26とに並列に接続されている。従って、正極並列バスバ24と複数の正極接続バスバ25とは、正極側の並列接続線を構成し、負極並列バスバ27と複数の負極接続バスバ26とは、負極側の並列接続線を構成している。 As shown in FIGS. 2B and 3A, the structures of the negative electrode parallel bus bar 27 and the negative electrode connection bus bar 26 are the same as those of the positive electrode parallel bus bar 24 and the positive electrode connection bus bar 25, and the negative electrode connection bus bar 26 is the negative electrode parallel bus bar 27. It is an elongated plate formed by bending diagonally upward from the peripheral edge of the opening 27a toward the negative electrode 23 of the cell 21. As shown in FIGS. 2B and 3A, the tip 29 of the negative electrode connection bus bar 26 is connected to the negative electrode 23 by resistance welding. The negative electrode 23 of the plurality of cells 21 is connected in parallel to the negative electrode parallel bus bar 27 and the plurality of negative electrode connection bus bars 26. Therefore, the positive electrode parallel bus bar 24 and the plurality of positive electrode connection bus bars form a parallel connection line on the positive electrode side, and the negative electrode parallel bus bar 27 and the plurality of negative electrode connection bus bars 26 form a parallel connection line on the negative electrode side. There is.

図3(b)は、図3(a)に示すセル21の負極接続バスバ26が断線した場合を示している。以下、図3(b)に示すように、断線の発生しているセルを断線セル21a、断線セル21aを含むセルブロックを断線セルブロック20aとして説明する。 FIG. 3B shows a case where the negative electrode connection bus bar 26 of the cell 21 shown in FIG. 3A is disconnected. Hereinafter, as shown in FIG. 3B, a cell in which a disconnection has occurred will be referred to as a disconnection cell 21a, and a cell block including the disconnection cell 21a will be described as a disconnection cell block 20a.

図1に示すように、セルブロック20の正極並列バスバ24は、組電池10の正極ライン11に接続され、セルブロック20からセルブロック40の負極並列バスバ27,37,47はセルブロック30からセルブロック50の正極並列バスバ34,44,54とそれぞれ直列バスバで接続されている。また、セルブロック50の負極並列バスバ57は、組電池10の負極ライン12に接続されている。このように、セルブロック20,30,40,50は、直列に接続されている。 As shown in FIG. 1, the positive electrode parallel bus bar 24 of the cell block 20 is connected to the positive electrode line 11 of the assembled battery 10, and the negative electrode parallel bus bars 27, 37, 47 of the cell block 20 to the cell block 40 are connected to the cell from the cell block 30. It is connected to the positive electrode parallel bus bars 34, 44, 54 of the block 50 by series bus bars, respectively. Further, the negative electrode parallel bus bar 57 of the cell block 50 is connected to the negative electrode line 12 of the assembled battery 10. In this way, the cell blocks 20, 30, 40, 50 are connected in series.

図1に示すように、各セルブロック20,30,40,50の各正極並列バスバ24,34,44,54と各負極並列バスバ27,37,47,57との間には、各セルブロック20,30,40,50の各ブロック電圧値V1,V2,V3,V4を検出する電圧センサ64,65,66,67が取り付けられている。また、組電池10の正極ライン11と負極ライン12の間には、組電池10の電圧値Vを検出する電圧センサ61が取り付けられており、正極ライン11には、組電池10の電流値Iを検出する電流センサ62が取り付けられている。また、組電池10には組電池10の温度Tを検出する温度センサ63が取り付けられている。更に、図1に示すように、正極ライン11と負極ライン12には、外部電源に接続可能なコネクタ90が接続されている。 As shown in FIG. 1, between the positive electrode parallel bus bars 24, 34, 44, 54 of each cell block 20, 30, 40, 50 and the negative electrode parallel bus bars 27, 37, 47, 57, each cell block Voltage sensors 64, 65, 66, 67 that detect each block voltage value V1, V2, V3, V4 of 20, 30, 40, 50 are attached. Further, a voltage sensor 61 for detecting the voltage value V of the assembled battery 10 is attached between the positive electrode line 11 and the negative electrode line 12 of the assembled battery 10, and the current value I of the assembled battery 10 is attached to the positive electrode line 11. A current sensor 62 for detecting the voltage is attached. Further, a temperature sensor 63 for detecting the temperature T of the assembled battery 10 is attached to the assembled battery 10. Further, as shown in FIG. 1, a connector 90 that can be connected to an external power source is connected to the positive electrode line 11 and the negative electrode line 12.

制御部70は、内部に情報処理や演算を行うCPU71と、制御プログラム、制御データ等を格納するメモリ72と、電圧センサ61,64〜67、電流センサ62、温度センサ63が接続されるセンサ・機器インターフェース73とを備え、CPU71とメモリ72とセンサ・機器インターフェース73の間が相互にデータバス74によって接続されているコンピュータである。 The control unit 70 is a sensor to which a CPU 71 that performs information processing and calculation internally, a memory 72 that stores a control program, control data, and the like, a voltage sensor 61, 64 to 67, a current sensor 62, and a temperature sensor 63 are connected. It is a computer having a device interface 73, and the CPU 71, the memory 72, and the sensor / device interface 73 are connected to each other by a data bus 74.

モータジェネレータ14は、組電池10から出力された電力を受けて電動車両100を駆動し、電動車両100の制動時に発生する運動エネルギを電力に変換して組電池10に充電する。したがって、電動車両100の走行中には、組電池10は、充放電を繰り返すことになる。なお、組電池10の電流値Iは、放電電流を正(+)、充電電流を負(−)とする。 The motor generator 14 receives the electric power output from the assembled battery 10 to drive the electric vehicle 100, converts the kinetic energy generated during braking of the electric vehicle 100 into electric power, and charges the assembled battery 10. Therefore, while the electric vehicle 100 is running, the assembled battery 10 is repeatedly charged and discharged. The current value I of the assembled battery 10 is such that the discharge current is positive (+) and the charge current is negative (−).

<セルの電圧に対する電流密度特性と断線検出方法の概要>
次に、図4から図6を参照しながら、図1に示すセル21、31、41、51の電圧ηに対する電流密度jの特性とセルブロック20、30、40、50の断線検出方法の概要について説明する。セル21、31、41、51は同一の電圧ηに対する電流密度jの特性を有するので、以下の説明では、セル21、セルブロック20について説明する。なお、図4において、セル21の放電の際の電流密度jは正(+)、充電の際の電流密度jは負(−)である。
<Outline of current density characteristics and disconnection detection method for cell voltage>
Next, with reference to FIGS. 4 to 6, the characteristics of the current density j with respect to the voltage η of the cells 21, 31, 41, and 51 shown in FIG. 1 and the outline of the disconnection detection method of the cell blocks 20, 30, 40, and 50. Will be described. Since the cells 21, 31, 41, and 51 have the characteristics of the current density j with respect to the same voltage η, the cell 21, the cell block 20 will be described in the following description. In FIG. 4, the current density j at the time of discharging the cell 21 is positive (+), and the current density j at the time of charging is negative (−).

図4に示すように、セル21の電流密度jが+j0と−j0との間の範囲Aでは、電圧ηと電流密度jとは線形関係となっている。このことは、電流密度jが範囲Aにある場合には、セル21の内部抵抗は略一定となっていることを意味する。一方、セル21の電流密度jが+j0よりも大きい範囲、および、電流密度jが−j0よりも小さい範囲では、電圧ηと電流密度jとは非線形関係となっている。図4に示すように、電流密度jが+j0よりも大きい範囲では、電流密度jが大きくなるに従って電圧ηの上昇度合いは少なくなっている。また、電流密度jが−j0よりも小さい範囲では、電流密度jが小さくなるに従って電圧ηの低下度合いは少なくなっている。このことは、電流密度jが+j0よりも大きい範囲、あるいは、−j0よりも小さい範囲では、電流密度jの絶対値が大きいほどセル21の内部抵抗が小さくなることを意味している。 As shown in FIG. 4, in the range A where the current density j of the cell 21 is between + j0 and −j0, the voltage η and the current density j have a linear relationship. This means that when the current density j is in the range A, the internal resistance of the cell 21 is substantially constant. On the other hand, in the range where the current density j of the cell 21 is larger than + j0 and the current density j is smaller than −j0, the voltage η and the current density j have a non-linear relationship. As shown in FIG. 4, in the range where the current density j is larger than + j0, the degree of increase in the voltage η decreases as the current density j increases. Further, in the range where the current density j is smaller than −j0, the degree of decrease in the voltage η decreases as the current density j decreases. This means that in the range where the current density j is larger than + j0 or smaller than −j0, the larger the absolute value of the current density j, the smaller the internal resistance of the cell 21.

図4に示すような電圧ηと電流密度jの特性を持つセル21によって構成されたセルブロック20の正極接続バスバ25、または、負極接続バスバ26が図3(b)に示すように断線した場合を考える。断線が発生すると断線セル21aには電流が流れないので、断線セルブロック20aでは電流の流れるセル21の数が減少する。このため、断線セルブロック20aのセル21の電流密度jは大きくなる。セル21の電流密度jが図4に示す+j0と−j0との間の範囲Aの場合には、セル21の電流密度jが変化してもセル21の内部抵抗は変化しない。このため、断線セルブロック20aの抵抗上昇率と断線数の関係は先に説明した(式1)のようになる。

抵抗上昇率=(並列数)/(並列数−断線数) ・・・ (式1)
When the positive electrode connection bus bar 25 or the negative electrode connection bus bar 26 of the cell block 20 composed of the cells 21 having the characteristics of voltage η and current density j as shown in FIG. 4 is disconnected as shown in FIG. 3 (b). think of. When a disconnection occurs, no current flows through the disconnection cell 21a, so that the number of cells 21 through which the current flows in the disconnection cell block 20a decreases. Therefore, the current density j of the cell 21 of the disconnection cell block 20a becomes large. When the current density j of the cell 21 is in the range A between + j0 and −j0 shown in FIG. 4, the internal resistance of the cell 21 does not change even if the current density j of the cell 21 changes. Therefore, the relationship between the resistance increase rate of the disconnection cell block 20a and the number of disconnections is as described above (Equation 1).

Resistance increase rate = (number of parallels) / (number of parallels-number of disconnections) ... (Equation 1)

また、抵抗上昇率は、電圧センサ64で検出した断線セルブロック20aのブロック電圧値V1と電圧センサ65で検出した断線の発生していない正常な他のセルブロック30のブロック電圧値V2とから算出できる。従って、セル21の電流密度jが図4に示す+j0と−j0との間の範囲Aの場合にはブロック電圧値V1、V2を検出することによって(式1)から断線数を算出することができる。 Further, the resistance increase rate is calculated from the block voltage value V1 of the disconnection cell block 20a detected by the voltage sensor 64 and the block voltage value V2 of another normal cell block 30 without disconnection detected by the voltage sensor 65. it can. Therefore, when the current density j of the cell 21 is in the range A between + j0 and −j0 shown in FIG. 4, the number of disconnections can be calculated from (Equation 1) by detecting the block voltage values V1 and V2. it can.

一方、セル21の電流密度jが+j0よりも大きい範囲、あるいは、−j0よりも小さい範囲では、電流密度jの絶対値が大きいほどセル21の内部抵抗が小さくなるため、抵抗上昇率と断線数、並列数の関係は、下記の(式2)のようになる。

抵抗上昇率=(並列数)/(並列数−断線数)−C ・・・ (式2)

(式2)においてCは電流密度jの変化による抵抗上昇率の低下を表す項である。Cは、電流密度j、セル21の温度等によって様々に変化し一定ではない。このため、セル21の電流密度jが+j0よりも大きい範囲、あるいは、−j0よりも小さい範囲では、ブロック電圧値V1、V2を検出することによって抵抗上昇率を算出できても、C項が不明のため(式2)から断線数を算出することができない。また、(式1)を用いて断線数を算出して場合、C項の分だけ断線数に誤差ができてしまい、精度良く断線検出を行うことができない。
On the other hand, in the range where the current density j of the cell 21 is larger than + j0 or smaller than −j0, the larger the absolute value of the current density j, the smaller the internal resistance of the cell 21, so the resistance increase rate and the number of disconnections. , The relationship between the number of parallels is as shown in (Equation 2) below.

Resistance increase rate = (number of parallels) / (number of parallels-number of disconnections) -C ... (Equation 2)

In (Equation 2), C is a term representing a decrease in the resistance increase rate due to a change in the current density j. C varies depending on the current density j, the temperature of the cell 21, and the like, and is not constant. Therefore, in the range where the current density j of the cell 21 is larger than + j0 or smaller than −j0, even if the resistance increase rate can be calculated by detecting the block voltage values V1 and V2, the C term is unknown. Therefore, the number of disconnections cannot be calculated from (Equation 2). Further, when the number of disconnections is calculated using (Equation 1), an error is generated in the number of disconnections by the amount of the C term, and the disconnection cannot be detected accurately.

従って、セル21の電流密度jが小さく電流密度jにより内部抵抗が変化しない状態で断線検出を実行することにより断線検出の精度を高めることができる。そこで、本実施形態では、図5に示すように、短い所定の時間間隔Δtで組電池10の電流値Iと各ブロック電圧値V1〜V4を検出し、現時点(t)の第1電流値I(t)と1つ前の検出タイミング(t−1)における第2電流値I(t−1)との積が負となることを断線検出実行の第1条件としている。 Therefore, the accuracy of the disconnection detection can be improved by executing the disconnection detection in a state where the current density j of the cell 21 is small and the internal resistance does not change due to the current density j. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the current value I of the assembled battery 10 and the block voltage values V1 to V4 are detected at a short predetermined time interval Δt, and the first current value I at the present time (t) is detected. The first condition for executing the disconnection detection is that the product of (t) and the second current value I (t-1) at the previous detection timing (t-1) becomes negative.

一方、セル21の電流密度jが非常に小さい場合にはセルブロック20、30、40、50の内部抵抗値にばらつきができるため、精度良く断線検出を行うことができない。このため、本実施形態では、図6に示すように、下記の(式3)で算出した現時点(t)の第1電流値I(t)と1つ前の検出タイミング(t−1)における第2電流値I(t−1)との電流値差ΔI

ΔI=|I(t−1)−I(t)| ・・・・・・ (式3)

が所定の閾値S1を超えていることを断線検出実行の第2条件としている。
On the other hand, when the current density j of the cell 21 is very small, the internal resistance values of the cell blocks 20, 30, 40, and 50 can vary, so that the disconnection cannot be detected with high accuracy. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the first current value I (t) at the present time (t) calculated by the following (Equation 3) and the detection timing (t-1) immediately before are set. Current value difference ΔI from the second current value I (t-1)

ΔI = | I (t-1) -I (t) | ... (Equation 3)

The second condition for executing disconnection detection is that the value exceeds the predetermined threshold value S1.

そして、第1条件と第2条件とを満足した場合に各セルブロック20,30,40,50のブロック電圧値V1〜V4に基づいて各セルブロック20,30,40,50相互の間の抵抗比を算出し、算出した抵抗比に基づいて断線数を算出する。 Then, when the first condition and the second condition are satisfied, the resistance between the cell blocks 20, 30, 40, 50 is based on the block voltage values V1 to V4 of the cell blocks 20, 30, 40, 50. The ratio is calculated, and the number of disconnections is calculated based on the calculated resistance ratio.

<断線検出方法の詳細>
以下、図7を参照しながら、電動車両100が走行している場合の断線検出方法について説明する。以下の説明では、電動車両100の制御部70が図7に示すフローチャートに示す各ステップ動作を実行することにより、本実施形態の断線検出方法が実行されるとして説明する。
<Details of disconnection detection method>
Hereinafter, a disconnection detection method when the electric vehicle 100 is traveling will be described with reference to FIG. 7. In the following description, it is assumed that the disconnection detection method of the present embodiment is executed by the control unit 70 of the electric vehicle 100 executing each step operation shown in the flowchart shown in FIG. 7.

電動車両100が走行している場合、図5に示すように、組電池10は放電と充電とを繰り返している。制御部70は、図7に示すステップS101、ステップS102、図5に示すように、所定の時間間隔Δtで組電池10の電流値Iと各ブロック電圧値V1〜V4を検出する。制御部70は、検出した組電池10の電流値Iと各ブロック電圧値V1〜V4をメモリ72に格納する。所定の時間間隔Δtは、例えば、100〜200msec程度の短い時間である。 When the electric vehicle 100 is traveling, as shown in FIG. 5, the assembled battery 10 repeats discharging and charging. As shown in steps S101, S102, and FIG. 5 shown in FIG. 7, the control unit 70 detects the current value I of the assembled battery 10 and the block voltage values V1 to V4 at predetermined time intervals Δt. The control unit 70 stores the detected current value I of the assembled battery 10 and each block voltage value V1 to V4 in the memory 72. The predetermined time interval Δt is, for example, a short time of about 100 to 200 msec.

制御部70は、図7のステップS103において、現時点(t)の第1電流値I(t)と1つ前の検出タイミング(t−1)における第2電流値I(t−1)とをメモリ72から読み出し、その積(I(t−1)×I(t))を計算し、その積(I(t−1)×I(t))が負かどうか判断する。そして、積(I(t−1)×I(t))が負の場合、図5の時刻t0とt1の間のように、1つ前の検出タイミング(t−1)と現時点(t)との間で組電池10の電流が放電から充電に切り替わっており、1つ前の検出タイミング(t−1)と現時点(t)とは電流が放電から充電に切り替わってから短い所定の時間間隔Δt内であり、第1電流値I(t)、第2電流値I(t−1)は共にゼロ近傍の値となっていると判断する。また、制御部70は、積(I(t−1)×I(t))が負の場合、図5の時刻t2とt3の間のように、1つ前の検出タイミング(t−1)と現時点(t)との間で組電池10の電流が充電から放電に切り替わっており、1つ前の検出タイミング(t−1)と現時点(t)とは電流が充電から放電に切り替わってから短い所定の時間間隔Δt内であり、第1電流値I(t)、第2電流値I(t−1)は共にゼロ近傍の値となっていると判断する。 In step S103 of FIG. 7, the control unit 70 sets the first current value I (t) at the present time (t) and the second current value I (t-1) at the previous detection timing (t-1). It is read from the memory 72, its product (I (t-1) × I (t)) is calculated, and it is determined whether or not the product (I (t-1) × I (t)) is negative. Then, when the product (I (t-1) × I (t)) is negative, the previous detection timing (t-1) and the current time (t) are as shown between the times t0 and t1 in FIG. The current of the assembled battery 10 is switched from discharging to charging, and the previous detection timing (t-1) and the current time (t) are short predetermined time intervals after the current is switched from discharging to charging. It is determined that the value is within Δt and both the first current value I (t) and the second current value I (t-1) are close to zero. Further, when the product (I (t-1) × I (t)) is negative, the control unit 70 has the previous detection timing (t-1), such as between the times t2 and t3 in FIG. The current of the assembled battery 10 is switched from charging to discharging between and the current time (t), and the previous detection timing (t-1) and the current time (t) are after the current is switched from charging to discharging. It is determined that the first current value I (t) and the second current value I (t-1) are both within a short predetermined time interval Δt and are close to zero.

そして、制御部70は、図7のステップS103でYESの場合、断線検出実行の第1条件が満足されたと判断して図7のステップS104に進む。一方、図7のステップS103でNOの場合、制御部70は、断線検出実行の第1条件が満足されていないと判断して、断線検出を実行せずルーチンを終了する。そして、制御部70は、図7のステップS101に戻り、Δt後の次の検出タイミングに電流値Iとブロック電圧値V1〜V4の検出を行う。 Then, if YES in step S103 of FIG. 7, the control unit 70 determines that the first condition of the disconnection detection execution is satisfied, and proceeds to step S104 of FIG. On the other hand, if NO in step S103 of FIG. 7, the control unit 70 determines that the first condition for executing the disconnection detection is not satisfied, and ends the routine without executing the disconnection detection. Then, the control unit 70 returns to step S101 of FIG. 7 and detects the current value I and the block voltage values V1 to V4 at the next detection timing after Δt.

制御部70は、図7のステップS104において、メモリ72から読み出した現時点(t)の第1電流値I(t)と1つ前の検出タイミング(t−1)における第2電流値I(t−1)の差の絶対値での電流値差ΔI(=|I(t−1)−I(t)|)を算出する。そして、制御部70は、図7のステップS105に進み、電流値差ΔIが所定の閾値S1を超えているかどうか判断する。セル21の抵抗値は、セル21の温度によって変化するので、閾値S1は、温度センサ63によって検出した組電池10の温度Tに基づいて変化するようにしてもよい。 In step S104 of FIG. 7, the control unit 70 reads the current (t) first current value I (t) from the memory 72 and the second current value I (t) at the previous detection timing (t-1). The current value difference ΔI (= | I (t-1) -I (t) |) in the absolute value of the difference of -1) is calculated. Then, the control unit 70 proceeds to step S105 of FIG. 7 and determines whether or not the current value difference ΔI exceeds the predetermined threshold value S1. Since the resistance value of the cell 21 changes depending on the temperature of the cell 21, the threshold value S1 may be changed based on the temperature T of the assembled battery 10 detected by the temperature sensor 63.

制御部70は、図7のステップS105でYESと判断した場合、断線検出実行の第2条件が満足されたと判断して図7のステップS106に進む。一方、図7のステップS105でNOと判断した場合、制御部70は、断線検出実行の第2条件が満足されていないと判断して、断線検出を実行せずルーチンを終了する。そして、制御部70は、図7のステップS101に戻り、Δt後の次の検出タイミングに電流値Iとブロック電圧値V1〜V4の検出を行う。 If the control unit 70 determines YES in step S105 of FIG. 7, it determines that the second condition of the disconnection detection execution is satisfied, and proceeds to step S106 of FIG. On the other hand, if NO is determined in step S105 of FIG. 7, the control unit 70 determines that the second condition for executing the disconnection detection is not satisfied, and ends the routine without executing the disconnection detection. Then, the control unit 70 returns to step S101 of FIG. 7 and detects the current value I and the block voltage values V1 to V4 at the next detection timing after Δt.

図7に示すステップS106からステップS109において、制御部70は、以下に説明するように、断線検出を実行する。まず、制御部70は、図7のステップS106において、各セルブロック20,30,40,50の現時点(t)の各第1ブロック電圧値V1(t)〜V4(t)と1つ前の検出タイミング(t−1)における各第2ブロック電圧値V1(t−1)〜V4(t−1)の各ブロック電圧値差ΔV1〜ΔV4を以下のように算出する。

ΔV(n)=|Vn(t−1)−Vn(t)| ・・・ (式4)
(nは検出したブロック電圧の番号、1から4)

制御部70は、各ブロック電圧値差ΔV1〜ΔV4を算出したら図7のステップS107に進む。
From step S106 to step S109 shown in FIG. 7, the control unit 70 executes disconnection detection as described below. First, in step S106 of FIG. 7, the control unit 70 has the voltage values V1 (t) to V4 (t) of the first block at the present time (t) of each cell block 20, 30, 40, 50, which is one before. Each block voltage value difference ΔV1 to ΔV4 of each second block voltage value V1 (t-1) to V4 (t-1) at the detection timing (t-1) is calculated as follows.

ΔV (n) = | Vn (t-1) -Vn (t) | ... (Equation 4)
(N is the number of the detected block voltage, 1 to 4)

After calculating each block voltage value difference ΔV1 to ΔV4, the control unit 70 proceeds to step S107 in FIG.

次に制御部70は、図7のステップS107に示すように、下記の(式5)で各セルブロック20、30、40、50相互の抵抗比を算出する。

抵抗比i=(ΔV(n)/ΔV(n+1)) ・・・ (式5)

(式5)を用いた抵抗比iの算出は、抵抗値を比較するセルブロック20,30,40,50の組み合わせ毎に行う。iは計算する組み合わせの番号で、1以上の整数である。例えば、セルブロック20の抵抗値とセルブロック30の抵抗値とを比較する場合には、抵抗比1=(ΔV(1)/ΔV(2))、セルブロック40の抵抗値とセルブロック50の抵抗値とを比較する場合には、抵抗比2=(ΔV(3)/ΔV(4))を算出する。抵抗比iを算出するセルブロック20,30,40,50の組み合わせは任意であるが、例えば、複数のセルブロック20,30,40,50の全ての組み合わせについて抵抗比iを算出してもよいし、予め定めた特定の組み合わせについて抵抗比iを算出するようにしてもよい。制御部70は、抵抗比iを算出したら図7のステップS108に進む。
Next, as shown in step S107 of FIG. 7, the control unit 70 calculates the resistivity ratio between the cell blocks 20, 30, 40, and 50 by the following (formula 5).

Resistivity i = (ΔV (n) / ΔV (n + 1)) ... (Equation 5)

The resistivity ratio i using (Equation 5) is calculated for each combination of cell blocks 20, 30, 40, and 50 for which resistance values are compared. i is the number of the combination to be calculated, and is an integer of 1 or more. For example, when comparing the resistance value of the cell block 20 and the resistance value of the cell block 30, the resistance ratio 1 = (ΔV (1) / ΔV (2)), the resistance value of the cell block 40 and the resistance value of the cell block 50. When comparing with the resistance value, the resistance ratio 2 = (ΔV (3) / ΔV (4)) is calculated. The combination of the cell blocks 20, 30, 40, 50 for calculating the resistance ratio i is arbitrary, but for example, the resistance ratio i may be calculated for all the combinations of the plurality of cell blocks 20, 30, 40, 50. Then, the resistivity ratio i may be calculated for a specific combination determined in advance. After calculating the resistance ratio i, the control unit 70 proceeds to step S108 of FIG.

制御部70は、図7のステップS108において、以下のように比較用抵抗比iを算出してメモリ72に格納する。制御部70は、下記の(式6)に示すように、(式5)を用いて算出した抵抗比iが1以上の場合には(式5)を用いて算出した抵抗比iの数値を比較用抵抗比iとしてメモリ72に格納する。また、制御部70は、下記の(式7)に示すように、抵抗比iが1未満の場合には(式5)を用いて算出した抵抗比iの逆数を比較用抵抗比iとしてメモリ72に格納する。

比較用抵抗比i=抵抗比i (抵抗比i≧1) ・・・ (式6)
比較用抵抗比i=1/抵抗比i (抵抗比i<1) ・・・ (式7)
In step S108 of FIG. 7, the control unit 70 calculates the resistivity ratio i for comparison as follows and stores it in the memory 72. As shown in (Equation 6) below, the control unit 70 calculates the value of the resistivity ratio i using (Equation 5) when the resistivity ratio i calculated using (Equation 5) is 1 or more. It is stored in the memory 72 as the resistivity ratio i for comparison. Further, as shown in the following (Equation 7), the control unit 70 stores the reciprocal of the resistance ratio i calculated using (Equation 5) as the comparison resistance ratio i when the resistance ratio i is less than 1. Store in 72.

Comparison resistance ratio i = resistance ratio i (resistor ratio i ≧ 1) ・ ・ ・ (Equation 6)
Comparison resistance ratio i = 1 / resistance ratio i (resistor ratio i <1) ... (Equation 7)

そして、制御部70は、図7のステップS108において下記の(式8)に示すように、比較用抵抗比iのなかの最大値を最大抵抗比とする。

最大抵抗比=MAX(比較用抵抗比i) ・・・ (式8)

制御部70は、最大抵抗比を算出したら、図7のステップS109に進む。
Then, in step S108 of FIG. 7, the control unit 70 sets the maximum value in the comparison resistance ratio i as the maximum resistance ratio, as shown in the following (Equation 8).

Maximum resistivity = MAX (comparative resistivity i) ... (Equation 8)

After calculating the maximum resistance ratio, the control unit 70 proceeds to step S109 of FIG.

制御部70は、図7のステップS109において、異常検出処理を実行する。異常検出処理は、例えば、最大抵抗比が所定の閾値を超えている場合には、断線が発生の信号を出力する処理や、最大抵抗比と(式1)とから断線数を算出して出力する処理や、断線の発生しているセルブロックを特定して出力する処理等の処理である。 The control unit 70 executes the abnormality detection process in step S109 of FIG. The abnormality detection process is, for example, a process of outputting a signal of disconnection when the maximum resistance ratio exceeds a predetermined threshold value, or a process of calculating the number of disconnections from the maximum resistance ratio and (Equation 1) and outputting. This is a process such as a process of identifying and outputting a cell block in which a disconnection has occurred.

以上説明した実施形態の断線検出方法は、図5に示すように、短い所定の時間間隔Δtで組電池10の電流値Iと各ブロック電圧値V1〜V4を検出し、現時点(t)の第1電流値I(t)と1つ前の検出タイミング(t−1)における第2電流値I(t−1)との積が負となっているという第1条件と、現時点(t)の第1電流値I(t)と1つ前の検出タイミング(t−1)における第2電流値I(t−1)との電流値差ΔIが所定の閾値S1を超えているという第2条件とを共に満たした場合に断線検出を実行するものである。これにより、セル21,31,41,51の電流密度jが小さく電流密度jにより内部抵抗が変化しない状態で、且つ、セル21,31,41,51の電流密度jがセルブロック20,30,40,50の内部抵抗値にばらつきができない程度に大きい状態で断線検出を実行するので、組電池10の断線検出の精度を高めることができる。 As shown in FIG. 5, the disconnection detection method of the embodiment described above detects the current value I and the block voltage values V1 to V4 of the assembled battery 10 at a short predetermined time interval Δt, and is the current (t) th. The first condition that the product of the first current value I (t) and the second current value I (t-1) at the previous detection timing (t-1) is negative, and the current state (t) The second condition that the current value difference ΔI between the first current value I (t) and the second current value I (t-1) at the previous detection timing (t-1) exceeds a predetermined threshold value S1. When both of the above are satisfied, the disconnection detection is executed. As a result, the current densities j of the cells 21, 31, 41, 51 are small and the internal resistance does not change due to the current densities j, and the current densities j of the cells 21, 31, 41, 51 are the cell blocks 20, 30, Since the disconnection detection is executed in a state where the internal resistance values of 40 and 50 are large enough not to vary, the accuracy of the disconnection detection of the assembled battery 10 can be improved.

<他の断線検出方法>
次に図8を参照しながら本発明の他の実施形態について説明する。図7を参照して説明した動作と同様の動作については同様の符号を付して説明は省略する。
<Other disconnection detection methods>
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same operations as those described with reference to FIG. 7 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

図8に示す実施形態は、図8のステップS201〜S202に示すように、図8のステップS104において(式3)で計算した電流値差ΔIと、図8のステップS106において(式4)で計算したブロック電圧値差ΔV(n)とからΔR(n)を算出し、このΔR(n)を用い最大抵抗比を算出するものである。 In the embodiment shown in FIG. 8, as shown in steps S201 to S202 of FIG. 8, the current value difference ΔI calculated in (Equation 3) in step S104 of FIG. 8 and (Equation 4) in step S106 of FIG. 8 ΔR (n) is calculated from the calculated block voltage value difference ΔV (n), and the maximum resistance ratio is calculated using this ΔR (n).

制御部70は、図8のステップS201において下記の(式9)によりΔR(n)を算出する。

ΔR(n)=ΔV(n)/ΔI ・・・ (式9)
(nは検出したブロック電圧の番号、1から4)

制御部70は、ΔR(n)を算出したら図8のステップS202に進む。
The control unit 70 calculates ΔR (n) by the following (Equation 9) in step S201 of FIG.

ΔR (n) = ΔV (n) / ΔI ・ ・ ・ (Equation 9)
(N is the number of the detected block voltage, 1 to 4)

After calculating ΔR (n), the control unit 70 proceeds to step S202 of FIG.

制御部70は、図8のステップS202において、下記の(式10)により、抵抗値を比較するセルブロック20,30,40,50の組み合わせ毎に抵抗比iを算出する。

抵抗比i=(ΔR(n)/ΔR(n+1)) ・・・ (式10)
(iは計算する組み合わせの番号で、1以上の整数)

制御部70は、抵抗比iを算出したら図8のステップS108に進む。
In step S202 of FIG. 8, the control unit 70 calculates the resistance ratio i for each combination of the cell blocks 20, 30, 40, and 50 for which the resistance values are compared according to the following (Equation 10).

Resistivity i = (ΔR (n) / ΔR (n + 1)) ... (Equation 10)
(I is the number of the combination to be calculated, and is an integer of 1 or more)

After calculating the resistance ratio i, the control unit 70 proceeds to step S108 in FIG.

制御部70は、図8のステップS108において、先に図7を参照説明したと同様、(式6)、(式7)で比較用抵抗比iを算出し、(式8)を用いて最大抵抗比を算出する。そして、図8のステップS109で異常検出処理を行う。 In step S108 of FIG. 8, the control unit 70 calculates the resistivity ratio i for comparison in (Equation 6) and (Equation 7) in the same manner as described above with reference to FIG. 7, and uses (Equation 8) to maximize. Calculate the resistivity. Then, the abnormality detection process is performed in step S109 of FIG.

本実施形態は、先に図7を参照して説明した実施形態と同様の効果を奏する。 This embodiment has the same effect as that of the embodiment described above with reference to FIG. 7.

<実施形態の断線検出方法を応用した組電池の電流制御方法>
次に、図9を参照しながら、図7を参照した説明した本実施形態の断線検出方法を応用した組電池10の電流制御方法について説明する。図9のステップS101からステップS108までの動作は、図7を参照して説明した本実施形態の断線検出方法と同様である。図9に示す電流制御方法は、図9のステップS301において以下のように、電流制御を実行する。
<Current control method of the assembled battery to which the disconnection detection method of the embodiment is applied>
Next, with reference to FIG. 9, a current control method of the assembled battery 10 to which the disconnection detection method of the present embodiment described with reference to FIG. 7 is applied will be described. The operation from step S101 to step S108 in FIG. 9 is the same as the disconnection detection method of the present embodiment described with reference to FIG. 7. The current control method shown in FIG. 9 executes current control in step S301 of FIG. 9 as follows.

先に説明したように、本実施形態の断線検出方法は、精度良く最大抵抗比を求めることができる。最大抵抗比は、全く断線の発生していないセルブロックの抵抗値と一番断線数の多いセルブロックの抵抗値の比率であり、下記の(式11)で計算できる。

最大抵抗比=(並列数)/(並列数−最大断線数) ・・・ (式11)

また、一番断線数の多い断線セルブロック20aのセル21に流れるセル電流は、電流センサ62によって検出した電流値Iの最大抵抗比倍で、この電流がセル21,31,41,51に流れる最大電流となる。

最大セル電流値=検出電流値×最大抵抗比 ・・・ (式12)

以上のことから、セル21,31,41,51がリチウムイオン二次電池の場合、下記の(式13)に示す制御電流値がリチウム析出の限界電流に達した際に電流制限を行うことにより、断線を考慮したリチウム析出抑制制御を行うことができる。

制御電流値=検出電流値×(最大抵抗比+設定誤差) ・・・ (式13)

また、リチウムイオン電池のハイレート抑制電流制御、セル内部過熱保護制御等においても、(式13)によって算出した制御電流値によって電流制限等の制御を行うことにより、断線を考慮したハイレート抑制、セル内部過熱保護を行うことができる。
As described above, the disconnection detection method of the present embodiment can accurately obtain the maximum resistivity. The maximum resistance ratio is the ratio of the resistance value of the cell block in which no disconnection has occurred to the resistance value of the cell block having the largest number of disconnections, and can be calculated by the following (Equation 11).

Maximum resistivity = (number of parallels) / (number of parallels-maximum number of disconnections) ... (Equation 11)

Further, the cell current flowing through the cell 21 of the disconnected cell block 20a having the largest number of disconnections is the maximum resistance ratio of the current value I detected by the current sensor 62, and this current flows through the cells 21, 31, 41, 51. It becomes the maximum current.

Maximum cell current value = detected current value x maximum resistivity ratio ... (Equation 12)

From the above, when the cells 21, 31, 41, 51 are lithium ion secondary batteries, the current is limited when the control current value shown in the following (Equation 13) reaches the limit current of lithium precipitation. , Lithium precipitation suppression control can be performed in consideration of disconnection.

Control current value = Detected current value x (maximum resistance ratio + setting error) ... (Equation 13)

Further, in the high rate suppression current control of the lithium ion battery, the cell internal overheat protection control, etc., by controlling the current limit etc. by the control current value calculated by (Equation 13), the high rate suppression in consideration of disconnection and the cell internal Overheat protection can be performed.

このように、本実施形態の断線検出方法により精度良く最大抵抗比を求め、その最大抵抗比に基づいて組電池10の電流を制限することにより、組電池10の断線を考慮した電流抑制を行い、リチウムの析出、劣化等を効果的に抑制することができる。 In this way, the maximum resistance ratio is accurately obtained by the disconnection detection method of the present embodiment, and the current of the assembled battery 10 is limited based on the maximum resistance ratio to suppress the current in consideration of the disconnection of the assembled battery 10. , Lithium precipitation, deterioration, etc. can be effectively suppressed.

10 組電池、11 正極ライン、12 負極ライン、13 インバータ、14 モータジェネレータ、15 動力分割機構、16 エンジン、17 ディファレンシャルギヤ、18 車輪、19 スタートスイッチ、20,30,40,50 セルブロック、20a 断線セルブロック、21,31,41,51 セル、21a 断線セル、22 正極、23 負極、24,34,44,54 正極並列バスバ、24a,27a 開口、25,35,45,55 正極接続バスバ、26,36,46,56 負極接続バスバ、27,37,47,57 負極並列バスバ、28,29 先端、61,64〜67 電圧センサ、62 電流センサ、63 温度センサ、70 制御部、71 CPU、72 メモリ、73 センサ・機器インターフェース、74 データバス、90 コネクタ、100 電動車両。 10 sets of batteries, 11 positive electrode line, 12 negative electrode line, 13 inverter, 14 motor generator, 15 power split mechanism, 16 engine, 17 differential gear, 18 wheels, 19 start switch, 20, 30, 40, 50 cell block, 20a disconnection Cell block, 21,31,41,51 cell, 21a disconnection cell, 22 positive electrode, 23 negative electrode, 24,34,44,54 positive electrode parallel bus bar, 24a, 27a opening, 25,35,45,55 positive electrode connection bus bar, 26 , 36, 46, 56 Negative electrode connection bus bar, 27, 37, 47, 57 Negative electrode parallel bus bar, 28, 29 Tip, 61, 64-67 Voltage sensor, 62 Current sensor, 63 Temperature sensor, 70 Control unit, 71 CPU, 72 Memory, 73 sensor / equipment interfaces, 74 data buses, 90 electrodes, 100 electric vehicles.

Claims (1)

複数のセルを並列接続線で並列に接続したセルブロックを複数段直列に接続した組電池の前記並列接続線の断線検出方法であって、
100〜200msecの時間間隔で前記組電池の電流を検出し、
現時点の第1電流値と1つ前の検出タイミングにおける第2電流値との積が負の場合で、且つ、前記第1電流値と前記第2電流値との電流値差の絶対値が所定の閾値を超える場合に、前記並列接続線の断線検出を実行する断線検出方法。
This is a method for detecting disconnection of the parallel connection line of an assembled battery in which cell blocks in which a plurality of cells are connected in parallel by a parallel connection line are connected in series in multiple stages.
The current of the assembled battery is detected at a time interval of 100 to 200 msec , and the current is detected.
When the product of the current first current value and the second current value at the previous detection timing is negative, and the absolute value of the current value difference between the first current value and the second current value is predetermined. A disconnection detection method for executing disconnection detection of the parallel connection line when the threshold value of is exceeded.
JP2017006339A 2017-01-18 2017-01-18 How to detect disconnection of the assembled battery Active JP6805837B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017006339A JP6805837B2 (en) 2017-01-18 2017-01-18 How to detect disconnection of the assembled battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017006339A JP6805837B2 (en) 2017-01-18 2017-01-18 How to detect disconnection of the assembled battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018115940A JP2018115940A (en) 2018-07-26
JP6805837B2 true JP6805837B2 (en) 2020-12-23

Family

ID=62984047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017006339A Active JP6805837B2 (en) 2017-01-18 2017-01-18 How to detect disconnection of the assembled battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6805837B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110907746B (en) * 2018-09-18 2022-08-30 深圳供电局有限公司 High-voltage alternating-current line open-circuit fault identification method, device, equipment and storage medium
JP7103253B2 (en) * 2019-02-04 2022-07-20 トヨタ自動車株式会社 Battery cell disconnection detector

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4667276B2 (en) * 2006-03-07 2011-04-06 三洋電機株式会社 A battery pack in which multiple secondary batteries are connected in series or in parallel
JP5097365B2 (en) * 2006-07-19 2012-12-12 パナソニック株式会社 Battery pack and disconnection detection method thereof
JP4945206B2 (en) * 2006-09-13 2012-06-06 パナソニック株式会社 Battery pack and disconnection detection method thereof
JP5644080B2 (en) * 2009-09-25 2014-12-24 日産自動車株式会社 Battery abnormality determination device and method
JP5708384B2 (en) * 2011-09-01 2015-04-30 理化工業株式会社 Heater disconnection detection device, power adjustment device, and heater disconnection detection method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018115940A (en) 2018-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102179677B1 (en) Apparatus and method for calculating soc
US10553896B2 (en) Battery capacity degradation resolution methods and systems
US10955479B2 (en) Battery control device
JP4275078B2 (en) Battery current limit control method
US10137792B2 (en) Vehicle control based on lithium plating detection in electrified vehicle battery
JP6119402B2 (en) Internal resistance estimation device and internal resistance estimation method
US9880224B2 (en) Battery system monitoring device
JP5104416B2 (en) Abnormality detection device for battery pack
JP5623629B2 (en) Remaining life judgment method
EP3168954B1 (en) Battery control device
JP2008135310A (en) Abnormality detecting device, abnormality detection method, and abnormality detection program
CN102473982A (en) Lithium-ion secondary battery system and battery pack
US10207596B2 (en) Adaptive identification of the wiring resistance in a traction battery
JP2010066229A (en) Device and method for detecting failure of battery
JP2013145175A (en) Battery system and short circuit detection method
WO2016132895A1 (en) Battery system monitoring apparatus
JP6805837B2 (en) How to detect disconnection of the assembled battery
JP4866156B2 (en) Secondary battery charge state estimation device, charge state estimation method, and program
JP6907595B2 (en) How to detect disconnection of the assembled battery
JP6647986B2 (en) Secondary battery deterioration determination device, secondary battery deterioration determination method, and secondary battery control device
JP6323311B2 (en) In-vehicle secondary battery capacity estimation device
JP2023047092A (en) Charging method for battery
JP2018037273A (en) Abnormality detection device of battery pack
KR102375843B1 (en) Apparatus and method for managing battery
JP5975925B2 (en) Battery control device, power storage device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190423

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200310

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200407

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200602

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: 20201104

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201117

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6805837

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151