JP7111642B2 - 電池制御装置 - Google Patents
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Description
特許文献1には、組電池の容量に基づいて均等化処理を実施するか否かを判断するための閾値を演算し、単電池間の最高電圧と最低電圧との電圧差と演算した閾値と比較して均等化処理の実施を制御することが開示されている。
最初に電池制御装置100の構成について説明する。電池制御装置100は、複数の単電池111から構成される組電池110、単電池111の状態を監視する単電池管理部120、電池制御装置100に流れる電流を検知する電流検知部130、組電池110の総電圧を検知する電圧検知部140、及び組電池110の制御を行う組電池制御部150を備える。組電池制御部150は、単電池管理部120から送信される単電池111の電池電圧や温度、電流検知部130から送信される電池制御装置100に流れる電流値、電圧検知部140から送信される組電池110の総電圧値が入力されており、入力された情報をもとに組電池110の状態検知などを行う。また、組電池制御部150が行う処理の結果は、単電池管理部120や車両制御部200に送信される。
均等化推定処理は、均等化処理の実施に先立って単電池111を均等化すべきかをシミュレーションするものであり、例えば、車両のイグニションキーがオンの状態において、所定時間ごとに、もしくは均等化処理の実施が要求された任意の時点で行う。
ΔSOCaux(i)=Iaux×t/Qmax(i) ・・・(1)
ここでQmax(i)は各単電池111の満充電容量[Ah]を示す。また、1回の均等化推定処理時間をtとする。放電方向を負とすると、Iaux<0となる。なお、ここでは組電池110への充放電は補機類への電力供給のみとしたが、均等化推定処理において充放電の挙動が予測できるものであれば、補機類への電力供給に限定されない。
ΔSOCbal(i)=Ibal×t/Qmax(i) ・・・(2)
ΔSOCbal(i)=0 ・・・(3)
ここで、放電方向を負とすると、Ibal<0となる。
SOCafter(i)= SOCbefore(i) + ΔSOCaux(i)+ ΔSOCbal(i) ・・・(4)
図5の例では、制御回路128は、単電池111の電池電圧が、単電池群112a、112bごとに設定された目標値と、全て一致するように均等化回路127を利用してSOCの高い単電池111を放電させる。単電池群112aの目標SOCはA、単電池群112bの目標SOCはBである。図5に示すように単電池群112a、112bを構成する単電池111の中で放電対象となった単電池111のSOCが低下し、単電池群112a、112bを構成する全ての単電池111のSOCが目標値と一致したとき放電を終了する。なお、全ての単電池群112a、112bに設定される目標SOCを、最も低い目標SOC、例えば、図5の場合にはBに合わせて均等化処理を行うと、組電池110を構成する全ての単電池111のSOCをBに一致させることができる。
一般に、車両のイグニションキーがオンの状態等の状態、すなわち充放電が行われている状態では、単電池111のSOCが変化するため、単電池111のSOCの推定は一般的には困難が伴う。
図6において、図4で示した均等化推定処理と同一の処理は同一の符号を付してその説明を省略する。
SOCafter(i)= SOCbefore(i) + ΔSOCbal(i) ・・・(6)
その他の処理は、図4に示す均等化推定処理と同様である。
均等化処理の1回の実施時間は基本的には固定値である。しかし電池の状態は特性のバラツキや環境条件、劣化条件などによって変化する。例えば同じ均等化処理を実施しても、均等化処理の進行が速い場合は、具体的にはSOCの履歴を見て、徐々にSOCの低下度合いが大きくなっている場合は、その電池の自己放電が大きい、もしくは容量が劣化して減少している、などの事象が考えられる。この場合には均等化処理の1回の実施時間を短く設定する。
(1)電池制御装置100は、複数の単電池111を直列に接続した組電池110と、複数の単電池111の充電状態を均等化する均等化処理を実施する均等化処理部150bと、複数の単電池111の充電状態に基づいて、複数の単電池111を均等化処理を実施した場合の充電状態の推定値を算出する均等化推定部150aと、を備え、均等化処理部150bによる均等化処理の実施前に、均等化推定部150aにより算出した推定値が所定値未満の場合は均等化処理部150bによる均等化処理を実施しない。これにより、均等化処理を抑制して単電池の充電状態の低下を防ぐことができる。
110 組電池
111 単電池
112a、112b 単電池群
120 単電池管理部
121a、121b 単電池制御部
122 バイパス抵抗
123 バイパススイッチ
124 電圧検出回路
125 SW駆動回路
127 均等化回路
128 制御回路
130 電流検知部
140 電圧検知部
150 組電池制御部
150a 均等化推定部
150b 均等化処理部
160 信号通信手段
170 絶縁素子
200 車両制御部
300、310 リレー
400 インバータ
500 記憶部
Claims (7)
- 複数の単電池を直列に接続した組電池と、
前記複数の単電池の充電状態を均等化する均等化処理を実施する均等化処理部と、
前記複数の単電池の充電状態のバラツキ度合いが許容値を超過している場合に、前記複数の単電池を均等化処理を実施した場合の前記組電池の充電状態の推定値を算出する均等化推定部と、を備え、
前記均等化処理部による前記均等化処理の実施前に、前記均等化推定部により算出した前記推定値が所定値未満の場合は前記均等化処理部による前記均等化処理を実施しない電池制御装置。 - 請求項1に記載の電池制御装置において、
前記均等化推定部は、前記複数の単電池を前記均等化処理を実施した場合の各単電池の充電状態の推定低下量を算出し、前記算出した前記推定低下量に基づいて前記推定値を算出する電池制御装置。 - 請求項2に記載の電池制御装置において、
前記均等化推定部は、前記複数の単電池から所定の機器に供給される供給電力を該単電池の満充電容量で除して前記複数の単電池の充電状態の推定変化量を算出し、前記算出した前記推定変化量および前記推定低下量に基づいて前記推定値を算出する電池制御装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の電池制御装置において、
前記均等化処理部による前記均等化処理は、前記組電池の充放電が行われない期間に実施する電池制御装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の電池制御装置において、
前記均等化処理部は、前記均等化処理を実施する毎に前記組電池のSOCの履歴を記録し、前記均等化処理の実施前に、前記履歴に基づく該SOCの変化量が大きいほど短くなる時間を所定の時間に設定し、該所定の時間だけ前記均等化処理を実施する電池制御装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の電池制御装置において、
前記均等化処理を実施したかどうかを記憶する記憶部を備え、
前記電池制御装置の起動時に、前記均等化処理を実施しなかったことが前記記憶部に記憶されている場合は、前記複数の単電池の充電状態のバラツキが所定値以上であるかどうかを診断する処理を実施しない、もしくは前記診断する処理の診断結果を無効とする電池制御装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の電池制御装置において、
前記充電状態は、前記単電池のSOC、充電率、残容量、電圧のいずれかである電池制御装置。
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- 2019-03-15 JP JP2019048372A patent/JP7111642B2/ja active Active
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