KR20090117838A

KR20090117838A - 2차 전지의 제어장치 및 차량

Info

Publication number: KR20090117838A
Application number: KR1020097020843A
Authority: KR
Inventors: 준타 이즈미; 데루오 이시시타; 준이치 마츠모토
Original assignee: 도요타 지도샤（주）
Priority date: 2007-03-07
Filing date: 2008-03-05
Publication date: 2009-11-12
Also published as: EP2120310A4; JP5093225B2; EP2120310A1; CN101622769A; US8129944B2; WO2008111594A1; CN101622769B; US20090315519A1; JPWO2008111594A1; EP2120310B1; KR101038039B1

Abstract

본 발명의 이차전지의 제어장치는, 복수의 전지 셀 중 어느 하나의 전압값이 미리 설정된 범위 밖에 있는 것을 나타내는 플래그(FLG)가 온되었을 때에, 센서가 검지한 복수의 전압값(V0~Vn)과, 하나의 전지 블럭에 포함되는 전지 셀의 개수와, 미리 설정된 범위에 의거하여 오프셋량을 산출하고, 검지된 전압값(V0~Vn)에 오프셋량을 가산하는 오프셋 가산부(62)와, 오프셋량이 가산된 전압값(V0A~VnA)에 의거하여 배터리의 충방전을 제어하는 입출력 제어부(64)를 구비한다. 배터리 전압을 전지 블럭 단위로 검지하여도 셀 단위로 전압값을 제어하는 것이 가능해진다.

Description

2차 전지의 제어장치 및 차량{SECONDARY BATTERY CONTROL DEVICE AND VEHICLE}

본 발명은 2차 전지의 제어장치 및 그것을 구비하는 차량에 관한 것으로, 특히, 2차 전지의 보호를 가능하게 하는 제어장치 및 그것을 구비하는 차량에 관한 것이다.

최근, 환경문제를 배경으로, 하이브리드 자동차(Hybrid Vehicle)나 전기자동차(Electric Vehicle) 등이 주목받고 있다. 이들 차량은, 동력원으로서 전동기를 탑재하고, 그 전력원으로서 예를 들면 2차 전지가 사용된다. 일반적으로, 이들 차량에 탑재되는 2차 전지는 직렬로 접속된 복수의 전지 블럭을 구비하고 있다. 복수의 전지 블럭의 각각은 직렬로 접속된 복수의 전지 셀을 포함한다.

예를 들면 일본국 특개2002-l01565호 공보는, 조전지(組電池;assembled battery)를 구성하는 복수의 단위 셀의 단자 전압의 불균일을 조정 가능한 전압 조정장치 및 방법을 개시한다. 이 전압 조정장치는, 각 단위 셀의 단자 전압이 상한 전압을 상회한 것을 검출하기 위한 상한 전압 검출수단과, 상한 전압 검출수단이 상한 전압을 상회한 것을 검출한 단위 셀을 방전시키도록 구성되는 방전수단과, 조전지를 구성하는 단위 셀의 몇갠가로 이루어지는 셀 그룹의 전압을 검출하는 전압 검출수단과, 조전지와 부하의 사이에서 행하여지는 충방전을 제어하는 충방전 제어수단을 구비한다. 충방전 제어수단은, 상한 전압 검출수단이 상한 전압을 상회한 단위 셀을 검출한 경우는, 조전지로부터의 방전이 우선하여 행하여지도록 부하의 구동을 제어한다. 충방전 제어수단은, 또한, 상한 전압 검출수단의 검출결과와, 전압 검출수단에 의해 구해지는 셀 그룹의 평균 단위 셀 전압에 의거하여, 그 셀 그룹을 구성하는 각 단위 셀의 단자 전압의 불균일이 소정 레벨 이상으로 확대되었다고 판정된 경우에는, 그 셀 그룹의 평균 단위 셀 전압이 상한 전압을 소정 전압만큼 상회하도록 충전한다.

그러나, 상기한 제어방법을 사용한 경우에는, 평균 단위 셀 전압이 상한 전압보다 소정 전압만큼 상회하도록 셀 그룹이 충전되기 때문에, 그 셀 그룹의 특성이 열화될 가능성이 있다. 일본국 특개2002-101565호 공보는 이와 같은 문제가 생길 가능성을 개시하고 있지 않다.

본 발명의 목적은, 과충전 또는 과방전에 의한 열화를 억제하는 것이 가능한 2차 전지의 제어장치 및 그것을 구비하는 차량을 제공하는 것이다.

본 발명은 요약하면, 복수의 전지 블럭을 구성하는 복수의 전지 셀을 구비하는 2차 전지의 제어장치이다. 제어장치는, 이상 검지부와, 전압 검지부와, 오프셋 가산부와, 충방전 제어부를 구비한다. 이상 검지부는, 복수의 전지 셀 중 어느 하나의 전지 셀의 셀 전압값이, 미리 설정된 범위 밖에 있는 것을 검지하여, 그 검지결과를 나타내는 이상 통지를 출력한다. 전압 검지부는, 복수의 전지 블럭의 각각에 대응하는 복수의 블럭 전압을 검지하여, 검지한 복수의 블럭 전압을 각각 나타내는 복수의 제 1 전압값을 출력한다. 오프셋 가산부는, 이상 통지를 받은 때에, 복수의 제 1 전압값과, 미리 설정된 범위와, 각 복수의 전지 블럭에 포함되는 전지 셀의 개수에 의거하여, 복수의 제 1 전압값에 공통하는 오프셋량을 산출한다. 오프셋 가산부는, 복수의 제 1 전압값의 각각에 오프셋량을 가산함으로써 복수의 제 2 전압값을 생성한다. 충방전 제어부는, 오프셋 가산부가 생성한 복수의 제 2 전압값에 의거하여, 2차 전지의 충전 전력 및 2차 전지의 방전 전력을 제한한다.

바람직하게는, 오프셋 가산부는, 이상 검지부가 이상 통지의 출력을 종료한 것을 검지한 경우에는, 오프셋량을 0으로 설정한다.

더욱 바람직하게는, 오프셋 가산부는, 이상 검지부가 이상 통지의 출력을 종료한 시점부터, 오프셋량을 점감(漸減)한다.

바람직하게는, 오프셋 가산부는, 산출한 오프셋량이 소정량을 넘는 경우에는, 복수의 제 1 전압값의 각각에 오프셋량으로서 소정량을 가산한다.

바람직하게는, 오프셋 가산부는, 2차 전지의 충전 시에는, 복수의 제 1 전압값 중의 최대의 전압값과, 복수의 전지 블럭 중 최대의 전압값에 대응하는 전지 블럭에 포함되는 전지 셀의 개수에 의거하여, 대응하는 전지 블럭에 포함되는 전지 셀의 전압의 평균값을 산출하고, 또한 미리 설정된 범위의 상한값과 평균값의 차 및 대응하는 전지 블럭에 포함되는 전지 셀의 개수에 의거하여, 오프셋량을 산출한다.

바람직하게는, 오프셋 가산부는, 2차 전지의 방전 시에는, 복수의 제 1 전압값 중의 최소의 전압값과, 복수의 전지 블럭 중 최소의 전압값에 대응하는 전지 블럭에 포함되는 전지 셀의 개수에 의거하여, 대응하는 전지 블럭에 포함되는 전지 셀의 전압의 평균값을 산출하고, 또한 미리 설정된 범위의 하한값과 평균값의 차 및 대응하는 전지 블럭에 포함되는 전지 셀의 개수에 의거하여, 오프셋량을 산출한다.

바람직하게는, 이상 검지부는, 미리 설정된 범위로서, 제 1 범위 및 제 1 범위를 포함하는 제 2 범위를 미리 기억하여 둠과 동시에, 셀 전압값이 제 1 범위 밖인 것을 검지한 경우에는, 이상 통지로서 제 1 통지를 출력하는 한편으로, 셀 전압값이 제 2 범위 밖인 것을 검지한 경우에는, 이상 통지로서 제 1 통지 및 제 2 통지를 출력한다.

더욱 바람직하게는, 제 1 범위는, 제 1 상한값을 가진다. 제 2 범위는, 제 2 상한값을 가진다. 충방전 제어부는, 2차 전지의 충전시에 있어서, 셀 전압값이, 제 1 상한값보다 크고, 또한 제 2 상한값보다 작은 경우에는, 충전 전력의 단위시간당의 감소량을 나타내는 감소율이 제 1 값이 되도록 충전 전력을 감소시키는 한편으로, 셀 전압값이 제 2 상한값보다 큰 경우에는, 감소율이 제 1 값보다 큰 제 2 값이 되도록 충전 전력을 감소시킨다.

더욱 바람직하게는, 제어장치는, 진단부를 더 구비한다. 진단부는, 충전 전력이 0 이고, 또한 이상 검지부로부터 상기 제 1 및 제 2 통지가 출력된 경우에, 2차 전지가 과충전 상태라고 진단한다.

더욱 바람직하게는, 제 1 범위는, 제 1 하한값을 가진다. 제 2 범위는, 제 2 하한값을 가진다. 충방전 제어부는, 2차 전지의 방전시에 있어서, 셀 전압값이, 제 1 하한값보다 작고 또한 제 2 하한값보다 큰 경우에는, 방전 전력의 단위시간당의 감소량을 나타내는 감소율이 제 1 값이 되도록 방전 전력을 감소시키는 한편으로, 셀 전압값이 제 2 하한값보다 작은 경우에는, 감소율이 제 1 값보다 큰 제 2 값이 되도록 방전 전력을 감소시킨다.

더욱 바람직하게는, 제어장치는, 진단부를 더 구비한다. 진단부는, 방전 전력이 0 이고, 또한 이상 검지부로부터 제 1 및 제 2 통지가 출력된 경우에, 2차 전지가 과방전 상태라고 진단한다.

바람직하게는, 복수의 전지 셀은, 리튬이온전지를 포함한다.

본 발명의 다른 국면에 따르면, 차량으로서, 복수의 전지 블럭을 구성하는 복수의 전지 셀을 포함하는 2차 전지와, 2차 전지의 충방전을 제어하는 제어장치를 구비한다. 제어장치는, 이상 검지부와, 전압 검지부와, 오프셋 가산부와, 충방전 제어부를 포함한다. 이상 검지부는, 복수의 전지 셀 중 어느 하나의 전지 셀의 셀 전압값이, 미리 설정된 범위 밖에 있는 것을 검지하여, 그 검지결과를 나타내는 이상 통지를 출력한다. 전압 검지부는, 복수의 전지 블럭의 각각에 대응하는 복수의 블럭 전압을 검지하여, 복수의 블럭 전압을 각각 나타내는 복수의 제 1 전압값을 출력한다. 오프셋 가산부는, 이상 통지를 받은 때에, 복수의 제 1 전압값과, 미리 설정된 범위와, 각 복수의 전지 블럭에 포함되는 전지 셀의 개수에 의거하여, 복수의 제 1 전압값에 공통하는 오프셋량을 산출한다. 오프셋 가산부는, 복수의 제 1 전압값의 각각에 오프셋량을 가산함으로써 복수의 제 2 전압값을 생성한다. 충방전 제어부는, 오프셋 가산부가 생성한 복수의 제 2 전압값에 의거하여, 2차 전지의 충전 전력 및 2차 전지의 방전 전력을 제한한다.

더욱 바람직하게는, 오프셋 가산부는, 이상 검지부가 이상 통지의 출력을 종료한 시점부터, 오프셋량을 점감한다.

더욱 바람직하게는, 제 1 범위는, 제 1 상한값을 가진다. 제 2 범위는, 제 2 상한값을 가진다. 충방전 제어부는, 2차 전지의 충전시에 있어서, 셀 전압값이, 제 1 상한값보다 크고 또한 제 2 상한값보다 작은 경우에는, 충전 전력의 단위시간당의 감소량을 나타내는 감소율이 제 1 값이 되도록 충전 전력을 감소시키는 한편으로, 셀 전압값이 제 2 상한값보다 큰 경우에는, 감소율이 제 1 값보다 큰 제 2 값이 되도록 충전 전력을 감소시킨다.

더욱 바람직하게는, 제어장치는, 진단부를 더 포함한다. 진단부는, 충전 전력이 0 이고, 또한 이상 검지부로부터 제 1 및 제 2 통지가 출력된 경우에, 2차 전지가 과충전 상태라고 진단한다.

더욱 바람직하게는, 제어장치는, 진단부를 더 포함한다. 진단부는, 방전 전력이 0 이고, 또한 이상 검지부로부터 제 1 및 제 2 통지가 출력된 경우에, 2차 전지가 과방전 상태라고 진단한다.

본 발명에 의하면, 복수의 전지 셀 중 어느 하나의 셀의 전압이 미리 정해진 범위 밖에 있다는 이상이 검지된 경우에는, 2차 전지의 복수의 전지 블럭의 각각의 전압값에 오프셋량을 가산하여 얻어지는 전압값에 의거하여 2차 전지의 충방전을 행함으로써, 2차 전지의 충전 전력 또는 방전 전력을 제한한다. 이에 의하여, 각 전지 셀에 입력 또는 출력되는 전력이 제한되기 때문에, 과충전 또는 과방전에 의한 2차 전지의 열화를 억제하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 실시형태 1의 하이브리드 차량(1)의 주된 구성을 나타내는 도,

도 2는 도 1의 제어장치(14)의 기능 블럭과 관련되는 주변 장치를 나타낸 도,

도 3은 도 2의 하이브리드 제어부(52)에 포함되는 배터리 제어부(60)의 구성을 나타내는 기능 블럭도,

도 4는 배터리(B)에 입출력되는 전력의 제한값과 배터리의 전압과의 관계를 나타내는 도,

도 5는 하이브리드 차량(1)에 탑재되는 배터리(B) 및 그 주변의 구성을 상세하게 설명하기 위한 도,

도 6은 배터리(B)의 충전시에 있어서의 배터리 제어부(60)의 제어를 설명하기 위한 도,

도 7은 도 6에 나타내는 충전 제어처리를 설명하기 위한 플로우차트,

도 8은 배터리(B)의 방전시에 있어서의 배터리 제어부(60)의 제어를 설명하기 위한 도,

도 9는 도 8에 나타내는 방전 제어처리를 설명하기 위한 플로우차트,

도 10은 실시형태 2의 하이브리드 차량(1A)의 주된 구성을 나타내는 도,

도 11은 도 10의 제어장치(14A)의 기능 블럭과 관련되는 주변 장치를 나타낸 도,

도 12는 도 11의 하이브리드 제어부(52A)에 포함되는 배터리 제어부(60A)의 구성을 나타내는 기능 블럭도,

도 13은 하이브리드 차량(1A)에 탑재되는 배터리(B) 및 그 주변의 구성을 상세하게 설명하기 위한 도,

도 14는 배터리(B)의 충전시에 있어서의 배터리 제어부(60A)의 제어를 설명하기 위한 도,

도 15는 배터리(B)의 방전시에 있어서의 배터리 제어부(60A)의 제어를 설명하기 위한 도면이다.

이하에 있어서, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 도면에서 동일 또는 상당부분에는 동일부호를 붙이고 그 설명은 반복하지 않는다.

(실시형태 1)

도 1은, 실시형태 1의 하이브리드 차량(1)의 주된 구성을 나타내는 도면이다. 하이브리드 차량(1)은, 엔진과 모터를 주행에 병용하는 차량이다. 도 1을 참조하여, 하이브리드 차량(1)은, 전륜(20R, 20L)과, 후륜(22R, 22L)과, 엔진(2)과, 플래니터리 기어(16)와, 디퍼런셜 기어(18)와, 기어(4, 6)와, 제어장치(14)를 포함한다.

하이브리드 차량(1)은, 또한, 차량 뒤쪽에 배치되는 배터리(B)와, 배터리(B)의 전압 및 전류를 감시하는 감시 유닛(10)과, 배터리(B)가 출력하는 직류전력을 승압하는 승압 유닛(32)과, 승압 유닛(32)의 사이에서 직류전력을 수수하는 인버터(36)와, 플래니터리 기어(16)를 거쳐 엔진(2)과 결합되어 주로 발전을 행하는 모터제너레이터(MG1)와, 회전축이 플래니터리 기어(16)에 접속되는 모터제너레이터(MG2)를 포함한다. 인버터(36)는 모터제너레이터(MG1, MG2)에 접속되고, 교류전력과 승압 유닛(32)으로부터의 직류전력의 변환을 행한다.

플래니터리 기어(16)는, 제 1 ∼ 제 3 회전축을 가진다. 제 1 회전축은 엔진(2)에 접속되고, 제 2 회전축은 모터제너레이터(MG1)에 접속되며, 제 3 회전축은 모터제너레이터(MG2)에 접속된다.

이 제 3 회전축에는 기어(4)가 설치되고, 이 기어(4)는 기어(6)를 구동함으로써 디퍼런셜 기어(18)에 동력을 전달한다. 디퍼런셜 기어(18)는 기어(6)로부터 받는 동력을 전륜(20R, 20L)에 전달함과 동시에, 기어(6, 4)를 거쳐 전륜(20R, 20L)의 회전력을 플래니터리 기어의 제 3 회전축에 전달한다.

플래니터리 기어(16)는, 엔진(2), 모터제너레이터(MG1, MG2) 사이에서 동력을 분할하는 역할을 한다. 즉 플래니터리 기어(16)의 3개의 회전축 중 2개의 회전축의 회전이 정해지면, 남는 하나의 회전축의 회전은 강제적으로 결정된다. 따라서, 엔진(2)을 가장 효율이 좋은 영역에서 동작시키면서, 모터제너레이터(MG1)의 발전량을 제어하여 모터제너레이터(MG2)를 구동시킴으로써 차속의 제어를 행하고, 전체로서 에너지 효율이 좋은 자동차를 실현하고 있다.

또한, 모터제너레이터(MG2)의 회전을 감속하여 플래니터리 기어(16)에 전달하는 감속 기어를 설치하여도 되고, 그 감속 기어의 감속비를 변경 가능하게 한 변속 기어를 설치하여도 된다.

배터리(B)는, 예를 들면 니켈수소 또는 리튬이온 등의 2차 전지를 포함하고, 직류전력을 승압 유닛(32)에 공급함과 동시에, 승압 유닛(32)으로부터의 직류전력에 의해 충전된다. 배터리(B)는, 조전지이며, 직렬로 접속된 복수의 전지 블럭(B 0∼Bn)을 포함한다. 전지 블럭(B0∼Bn)의 각각은, 직렬로 접속된 복수의 전지 셀을 포함한다.

감시 유닛(10)은 전압센서(11)와, 전류센서(12)와, 이상 검지부(13)를 포함한다. 전압센서(11)는 복수의 전지 블럭(B0∼Bn)의 각각의 전압(V0∼Vn)(단자간 전압 또는 블럭 전압이라 부르는 경우도 있다)을 검지하여, 검지결과를 제어장치(14)에 출력한다. 전류센서(12)는, 배터리(B)에 흐르는 전류(IB)를 검지하여 검지결과를 제어장치(14)에 출력한다. 이상 검지부(13)는, 전지 블럭(B0∼Bn)에 포 함되는 전지 셀 중 어느 하나의 전압값이 미리 정해진 범위 밖에 있는 경우에는, 플래그(FLG)를 온 상태로 하여 제어장치(14)에 이상 통지를 행한다.

승압 유닛(32)은 배터리(B)로부터 받는 직류전압을 승압하여 그 승압된 직류전압을 인버터(36)에 공급한다. 인버터(36)는 공급된 직류전압을 교류전압으로 변환하여 엔진 시동 시에는 모터제너레이터(MG1)를 구동 제어한다. 또, 엔진 시동 후에는, 모터제너레이터(MG1)가 발전한 교류전력은 인버터(36)에 의해 직류로 변환되고, 승압 유닛(32)에 의해 배터리(B)의 충전에 적절한 전압으로 변환되어 배터리(B)가 충전된다.

또, 인버터(36)는 모터제너레이터(MG2)를 구동한다. 모터제너레이터(MG2)는 엔진(2)을 보조하여 전륜(20R, 20L)을 구동한다. 제동 시에는, 모터제너레이터는 회생운전을 행하고, 차륜의 회전 에너지를 전기 에너지로 변환한다. 얻어진 전기 에너지는, 인버터(36) 및 승압 유닛(32)을 경유하여 배터리(B)로 되돌아간다. 승압 유닛(32)과 배터리(B)의 사이에는 차량 운전 시에 배터리(B)와 승압 유닛(32)을 접속하는 시스템 메인 릴레이(28, 30)가 설치된다. 차량 비운전 시에는 시스템 메인 릴레이(28, 30)가 비도통 상태가 되어 고전압이 차단된다.

제어장치(14)는, 운전자의 지시 및 차량에 설치된 각종 센서로부터의 출력에 따라 엔진(2), 인버터(36), 승압 유닛(32) 및 시스템 메인 릴레이(28, 30)의 제어를 행함과 동시에, 배터리(B)의 충방전 제어를 행한다.

도 2는, 도 1의 제어장치(14)의 기능 블럭과 관련되는 주변 장치를 나타낸 도면이다. 또한, 이 제어장치(14)는, 소프트웨어로도 하드웨어로도 실현이 가능하 다. 도 2를 참조하여, 제어장치(14)는, 하이브리드 제어부(52)와, 엔진 제어부(58)를 포함한다.

엔진 제어부(58)는, 엔진(2)의 스로틀 제어를 행함과 동시에, 엔진(2)의 엔진회전수(Ne)를 검출하여 하이브리드 제어부(52)에 송신한다.

하이브리드 제어부(52)는, 액셀러레이터 포지션 센서(42) 출력신호(Acc)와 차속센서(44)로 검출된 차속(V)에 의거하여, 운전자가 요구하는 출력(요구 파워)을 산출한다. 하이브리드 제어부(52)는, 이 운전자의 요구 파워에 더하여, 배터리(B)의 충전상태를 고려하여 필요한 구동력(토탈 파워)을 산출하고, 엔진에 요구하는 회전수와 엔진에 요구하는 파워를 다시 산출한다.

하이브리드 제어부(52)는, 엔진 제어부(58)에 요구 회전수와 요구 파워를 송신하고, 엔진 제어부(58)에 엔진(2)의 스로틀 제어를 행하게 한다.

하이브리드 제어부(52)는, 주행상태에 따른 운전자 요구 토오크를 산출하고, 인버터(36)에 모터제너레이터(MG2)를 구동시킴과 동시에, 필요에 따라 모터제너레이터(MG1)에 발전을 행하게 한다.

엔진(2)의 구동력은, 차륜을 직접 구동하는 분과 모터제너레이터(MG1)를 구동하는 분으로 분배된다. 모터제너레이터(MG2)의 구동력과 엔진의 직접 구동분과의 합계가 차량의 구동력이 된다.

하이브리드 제어부(52)는, 전압센서(11)로부터 받는 전압값(V0∼Vn) 및 전류센서(12)로부터 받는 전류값(IB) 등에 의거하여 배터리(B)의 충전상태(SOC : State of Charge)를 산출한다. 하이브리드 제어부(52)는, 산출한 SOC에 의거하여 승압 유닛(32) 및 인버터(36)를 제어하여 배터리(B)를 충방전시킨다. 하이브리드 제어부(52)는, 플래그(FLG)가 온 상태가 되면, 뒤에서 설명하는 충방전 제어를 실행한다.

도 3은, 도 2의 하이브리드 제어부(52)에 포함되는 배터리 제어부(60)의 구성을 나타내는 기능 블럭도이다. 도 3을 참조하여, 배터리 제어부(60)는 오프셋 가산부(62)와 입출력 제어부(64)를 포함한다.

오프셋 가산부(62)는 전압값(V0∼Vn) 및 플래그(FLG)를 받는다. 플래그(FLG)의 온 시, 오프셋 가산부(62)는 오프셋값을 산출한다. 오프셋 가산부(62)는 전압값(V0∼Vn)의 각각에 그 오프셋값을 가산하여 전압값(V0A∼VnA)을 출력한다.

입출력 제어부(64), 전류값(IB)을 받음과 동시에, 오프셋 가산부(62)로부터 전압값(V0A∼VnA)을 받아 배터리(B)에 입출력되는 전력의 제한값을 설정하고, 그 제한값에 의거하여 인버터(36) 및 승압 유닛(32)을 제어한다.

도 4는, 배터리(B)에 입출력되는 전력의 제한값과 배터리의 전압의 관계를 나타내는 도면이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 배터리(B)의 방전시에 있어서 전압값이 V1보다 큰 경우에는 전지의 출력밀도 등을 고려한 일정한 제한값이 설치되는 데 대하여, 전압값이 V1을 하회하면 방전량이 제한되고, 또한 전압값이 하한값 V0(V0 < V1)을 하회하면, 방전이 금지된다. 마찬가지로, 배터리(B)의 충전 시에는 전압값이 V2보다 작은 영역에서는, 전지의 충전용량 등을 고려한 일정한 제한값이 설치되는 데 대하여, 전압값이 V2를 넘는 범위에서는 충전량이 제한되고, 또한 전 압값이 상한값 V3(V3 > V2)을 넘으면, 충전이 금지된다.

입출력 제어부(64)는, 배터리(B)의 충전시에 있어서, 오프셋이 가산된 블럭 전압에 의거하여 충전량을 설정하기 때문에, 입출력 제어부(64)에 입력되는 블럭 전압은 실제의 전압보다 높아진다. 이에 의하여, 입출력 제어부(64)가 설정하는 제한값이 작아지기 때문에, 배터리(B)의 충전량이 제한된다.

마찬가지로, 입출력 제어부(64)는, 배터리(B)의 방전 시에 있어서, 오프셋이 가산된 블럭 전압에 의거하여 방전량을 설정하기 때문에, 입출력 제어부(64)에 입력되는 블럭 전압이 실제의 전압보다 낮아진다. 이에 의하여, 입출력 제어부(64)가 설정하는 제한값이 작아지기 때문에, 배터리(B)의 방전량이 제한된다.

도 5는, 하이브리드 차량(1)에 탑재되는 배터리(B) 및 그 주변의 구성을 상세하게 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하여, 배터리(B)는 직렬로 접속된 복수의 전지 블럭(B0∼Bn)을 포함한다. 전지 블럭(B0)은 직렬로 접속되는 복수의 전지 셀(CL)을 포함한다. 전지 블럭(B1∼Bn)은 전지 블럭(B0)과 동일한 구성을 가지기 때문에, 이후의 설명은 반복하지 않는다.

전압센서(11)는 전지 블럭(B0∼Bn)의 각각에 대응하여 설치되고, 대응하는 전지 블럭의 전압을 검지하는 전압 검지부(710∼71n)를 포함한다. 전압 검지부(710∼71n)는 전압값(V0∼Vn)을 각각 출력한다.

이상 검지부(13)는, 전지 블럭(B0∼Bn)의 각각에 대응하여 설치되는 과충전/과방전 검출부(750∼75n)와, 과충전/과방전 검출부(750∼75n)의 출력을 OR 연산(논리합 연산)하는 OR 회로(76)를 포함한다. 과충전/과방전 검출부(750)는 복수의 전 지 셀(CL)에 대응하여 각각 설치되는 복수의 이상 판정부(78)를 포함한다. 복수의 이상 판정부(78)는 대응하는 전지 셀(CL)의 전압값이 상한값을 상회하는 경우 및 하한값을 하회하는 경우에는, 그 전지 셀이 이상인 것을 나타내기 위하여, 출력의 논리값을 「0」에서 「1」로 변화시킨다. 과충전/과방전 검출부(751∼75n)는 과충전/과방전 검출부(750)와 동일한 구성을 가지기 때문에 이후의 설명은 반복하지 않는다.

OR 회로(76)는, 복수의 이상 판정부(78) 중 어느 하나의 출력의 논리값이「1」인 경우, 플래그(FLG)를 온[플래그(FLG)의 논리값을「1」로 설정]하고, 그렇지 않은 경우, 즉, 복수의 이상 판정부(78)의 출력의 논리값이 모두 「0」인 경우에는 플래그(FLG)를 오프[플래그(FLG)의 논리값을「0」으로 설정]한다.

도 6은, 배터리(B)의 충전 시에 있어서의 배터리 제어부(60)의 제어를 설명하기 위한 도면이다. 도 6에서 그래프의 세로축은 셀 전압을 나타내고, 그래프의 가로축은 시간을 나타낸다. 전압값(BVn_maxc)은 전압값(V0∼Vn) 중의 최대의 전압값을 하나의 전지 블럭에 포함되는 셀의 수로 나눔으로써 구해지는 셀 전압의 평균값이다. 전압값(VMAX)은 전압값(BVn_maxc)에 하나의 전지 셀당의 오프셋값을 가산함으로써 얻어지는 전압값이고, 플래그(FLG)가 온한 것에 대응하여 4.25(V) 이상의 값으로 갱신된다. 즉, 시각 t1 이전은 오프셋값이 0 이기[플래그(FLG)가 오프이다] 때문에 전압값(VMAX)은 전압값(BVn_maxc)과 같다. 또한 배터리(B)의 충전 시에는, 오프셋값은 양의 값으로 설정된다.

배터리(B)의 충전에 따라 셀 전압은 상승한다. 전압값(Vcell_max)은 복수의 전지 셀의 전압값 중의 최대값이다. 단, 본 실시형태에서는 전압값(Vcell_max)은 측정되지 않는다(전압값은 전지 블럭 단위로 측정된다). 시각 t1에서 전압값 (Vcell_max)이 상한값(4.25(V))에 도달하면 플래그(FLG)가 온된다. 시각 t1에서, 오프셋 가산부(62)는 플래그(FLG)가 온된 것을 검지하면, 상한값(4.25(V))과 전압값(BVn_maxc)의 차인 전압차(ΔVtag)를 산출한다. 전압차(ΔVtag)는 하나의 전지 셀당의 오프셋값에 상당한다.

오프셋 가산부(62)는, ΔVtag×(하나의 전지 블럭당의 전지 셀의 개수)에 의하여 구해지는 오프셋값을 전압값(V0∼Vn)의 각각에 가산하여, 전압값(V0A∼VnA)을 출력한다. 이 오프셋값에 의하여 셀 전압은 4.25(V)로 시프트한다. 입출력 제어부(64)는, 전압값(V0A∼VnA)에 의거하여 배터리의 충전 제어를 행한다. 이와 같은 처리에 의하여 시각 t1∼t2 기간은 입출력 제어부(64)에 의해 배터리에 대한 충전 전력이 서서히 작게 제한되기 때문에, 전압값(VMAX)은 일단 상승하나, 최종적으로는 상한값(4.25(V))까지 하강한다.

시각 t2∼t3의 기간에서는 플래그(FLG)가 온 상태이기 때문에, 오프셋 가산부(62)는 전압차(ΔVtag)의 산출 및 전압값(V0∼Vn)의 오프셋값(ΔVtag와 1 블럭당의 셀수와의 곱)의 산출을 계속한다. 전압차(ΔVtag)가 소정의 기간마다 산출되기때문에 전압값(VMAX)이 갱신된다. 단, ΔVtag = (4.25 - BVn_maxc), 또한, VMAX = BVn_maxc + ΔVtag 이기 때문에, 전압값(VMAX)은 4.25(V)이다.

시각 t3∼t4의 기간에서는 플래그(FLG)는 온 상태이기 때문에, 오프셋 가산부(62)는 전압차(ΔVtag)의 산출, 및 전압값(V0∼Vn)의 오프셋값의 산출을 행한다. 시각 t3∼t4의 기간에서도 전압차(ΔVtag)가 소정의 기간마다 산출된다. 단, 전압차(ΔVtag)에는 상한이 설정되어 있고, 시각 t3에서 전압차(ΔVtag)가 미리 정해진 최대값(ΔVmax)(예를 들면 0.2 V)에 도달한다. 이후는 전압값(BVn_maxc)과 전압값(VMAX)의 차가 최대값(ΔVmax)으로 유지된 채로, 전압값(BVn_maxc, VMAX)이 저하한다.

전압차(ΔVtag)에 상한이 없으면 전압값(VMAX)이 4.25 V 그대로 유지되기 때문에 배터리에 충전되는 전력의 제한값이 작은 채가 된다. 이 경우에는 차량의 제동 시에 모터제너레이터의 회생운전에 의한 제동력도 작아짐과 동시에, 모터제너레이터의 회생운전에 의해 얻어지는 에너지량이 적어진다. 즉 차량의 운동에너지를 유효하게 회수할 수 없다. 전압차(ΔVtag)에 상한을 마련함으로써, 전압값(BVn_maxc)의 저하에 따라 VMAX가 저하한다. 전압값(VMAX)이 저하한다는 것은, 전압값(V0A∼VnA)의 각각이 저하하는 것을 의미한다. 전압값(V0A∼VnA)의 각각이 저하함으로써, 입출력 제어부는 배터리에 충전되는 전력의 제한값을 증가시킨다. 따라서 전압값(BVn_maxc)이 저하하면 배터리에 충전되는 전력을 늘릴 수 있다. 따라서 이와 같은 문제를 방지하는 것이 가능해진다.

시각 t4 이후에서는, 오프셋 가산부(62)는 오프셋값을 조금씩 줄여 0에 가깝게 한다. 이에 의하여 전압값(VMAX)은 전압값(BVn_maxc)에 조금씩 가까워진다.

시각 t4에서 전압값(Vcell_max)이, 소정의 전압값(4.25(V)보다 약간 낮은 값)에 도달하면 플래그(FLG)가 오프 상태가 된다. 플래그(FLG)가 오프될 때의 셀 전압값을 플래그(FLG)가 온될 때의 셀 전압값과 다르게 함으로써, 셀 전압값이 상 한값 부근에서 미소하게 변동한 경우에도 플래그(FLG)의 상태를 온 상태 또는 오프 상태 중 어느 하나로 확정할 수 있다.

오프셋값을 0 으로 함으로써 전압값(VMAX)의 최대 범위가 미리 설정된 범위(플래그(FLG)가 오프 상태가 되는 전압값의 범위)와 같아지도록 배터리의 충전 제어를 행할 수 있기 때문에, 배터리의 능력을 유효하게 이용할 수 있다.

또한, 플래그(FLG)가 오프 상태가 됨과 동시에 오프셋값을 0 으로 하면(전압차(ΔVtag)를 0 으로 한다), 입출력 제어부(64)가 정하는 제한값이 불연속으로 변화함으로써 승압 유닛(32)이나 인버터(36)의 동작이 갑자기 변화하는 일이 일어날 수 있다. 오프셋 가산부(62)는, 플래그(FLG)가 오프 상태가 되면, 일정한 시간을 들여 전압차(ΔVtag)를 0에 가깝게 한다. 이와 같이 오프셋값을 서서히 감소시킴으로써 입출력 제어부(64)가 정하는 제한값이 불연속으로 변화하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 배터리(B)에 입력되는 전력이 불연속으로 변화하는 것을 방지할 수 있다. 이에 의하여, 예를 들면 차량의 거동에 큰 변화가 생기는 것을 방지하거나, 인버터(36)나 승압 유닛(32)을 보호할 수 있다. 또한 전압차(ΔVtag)의 감소량은 플래그(FLG)가 오프 상태가 되고 나서의 경과시간에 비례하도록 정해지는 것이 바람직하다.

도 6에 나타내는 처리를 요약하여 설명하면, 과충전 플래그의 온 상태에 연동하여 시각 t1부터 시각 t4까지의 기간에 실행되는 처리는 전압값(VMAX)을 시프트시키는 처리(VMAX 시프트처리)이다. 한편, 과충전 플래그의 오프 상태에 연동하여 시각 t4 이후에 실행되는 처리는 전압값(VMAX)의 시프트를 해제하기 위한 처리(해 제처리)이다.

도 7은, 도 6에 나타내는 충전 제어 처리를 설명하기 위한 플로우차트이다. 도 7 및 도 3을 참조하여, 단계 S1에서 오프셋 가산부(62)는 플래그(FLG)에 의거하여 전지 셀의 과충전이 발생하였는지의 여부를 판정한다. 플래그(FLG)가 온 상태인 경우, 즉 과충전이 발생한 경우(단계 S1에서 YES), 오프셋 가산부(62)는 전압값(VMAX)이 4.25 V 이하인지의 여부를 판정한다(단계 S2). 플래그(FLG)가 오프 상태인 경우, 즉 과충전이 생기고 있지 않은 경우(단계 S1에서 NO), 뒤에서 설명하는 단계(S9)의 처리가 실행된다.

전압값(VMAX)이 4.25 V 이하인 경우(단계 S2에서 YES), 오프셋 가산부(62)는 전압차(ΔVtag)를 산출한다(단계 S3). 또한 전압값(VMAX)이 4.25 V보다 큰 경우(단계 S2에서 NO)에는 새롭게 전압차(ΔVtag)를 산출할 필요가 없기 때문에, 전회 산출된 전압차(ΔVtag)를 이용하여, 뒤에서 설명하는 단계 S8의 처리가 실행된다.

단계 S3에 계속되는 단계 S5에서는, 오프셋 가산부(62)는 단계 S3에서 산출한 전압차(ΔVtag)가 최대값(ΔVmax) 이하인지의 여부를 판정한다. 전압차(ΔVtag)가 최대값(ΔVmax) 이하인 경우(단계 S5에서 YES), 전압차(ΔVtag)는 단계 S3에서의 산출값으로 설정된다(단계 S6). 단계 S3에서의 전압차(ΔVtag)가 최대값(ΔVmax)을 넘는 경우(단계 S5에서 NO), 전압차(ΔVtag)는 최대값(ΔVmax)으로 설정된다(단계 S7). 단계 S6, S7 중 어느 하나의 처리가 종료되면, 오프셋 가산부(62)는, 전압차(ΔVtag)와 전지 블럭의 셀수에 의해 정해지는 오프셋값을 전압값(V0∼Vn)에 가산하는 VMAX 시프트처리를 행한다(단계 S8). 입출력 제어부(64) 는, 오프셋 가산부(62)로부터 받는 전압값(V0A∼VnA)에 의거하여 충전 제어를 행한다.

단계 S9에서는, 오프셋 가산부(62)는, 전압값(VMAX)이 전압값(BVn_maxc)보다 큰지의 여부를 판정한다. 또한, 단계 S1에서 전지 셀의 과충전이 발생하고 있지 않다고 판정되는 경우로서는, 원래 전지 셀이 과충전 상태가 아닌 경우와, 전지 셀이 과충전 상태로부터 복귀한 경우를 생각할 수 있다. 원래 전지 셀이 과충전 상태가 아닌 경우에는, VMAX 시프트처리가 행하여지고 있지 않기 때문에, 전압값(VMAX)은 전압값(BVn_maxc)과 같다. 따라서, 이 경우(단계 S9에서 NO), 전체의 처리가 종료된다. 한편, 전지 셀이 과충전 상태로부터 복귀한 경우에는, 전압값(VMAX)은 전압값(BVn_maxc)보다 높아져 있다. 따라서 이 경우(단계 S9에서 YES), 해제처리가 행하여진다(단계 S10). 또한 이 때에도 입출력 제어부(64)는, 오프셋 가산부(62)로부터 받는 전압값(V0A∼VnA)에 의거하여 충전 제어를 행한다. 단계 S10의 처리가 종료하면 전체의 처리가 종료된다.

도 6 및 도 7을 참조하여, 시각 t1∼t2 기간에는, 어느 하나의 셀에서 과충전이 발생하고, 또한, 전압값(VMAX)이 4.25 V보다 크다. 이 기간에는, 처리는, 일단, 단계 S1, S2, S3, S5, S6, S8의 순으로 진행하고, 그 후, 단계 S1, S2, S8의 처리가 계속되어, 전압값(VMAX)은 상한값(4.25(V)) 이상의 값이 된다.

시각 t2∼t3의 기간에는, 상기 과충전이 계속되고, 또한, 시각 t1∼t2 기간에서 산출된 오프셋값에 의하여 전압값(VMAX)이 4.25 V 이하가 된다. 따라서, 이 기간에는, 단계 S1, S2, S3, S5, S6, S8의 처리가 실행되고, VMAX 시프트 처리가 실행된다. 단, 상기한 바와 같이 전압값(VMAX)은 4.25 V 그대로 추이한다.

시각 t3∼t4의 기간에는, 상기 과충전이 계속되고, 또한, 상기와 마찬가지로, 시각 t2∼t3의 기간에서 산출된 오프셋값에 의하여 전압값(VMAX)이 4.25 V 이하가 된다. 단, 전압차(ΔVtag)가 최대값(ΔVmax)에 도달한다. 따라서, 이 기간에는, 단계 S1, S2, S3, S5, S7, S8의 처리가 실행되고, VMAX 시프트 처리가 실행된다. 결과적으로, 전압값(VMAX)과 전압값(BVn_maxc)은 최대값(ΔVmax)의 차를 유지한 채로 추이한다.

시각 t4 이후는, 상기 과충전이 생겨 있지 않고, 또한, 전압값(VMAX)이 전압값(BVn_maxc)보다 크다. 따라서 처리는 단계 S1, S9, S10의 순으로 진행되고, 해제 처리가 실행된다. 이 결과, 전압값(VMAX)은 전압값(BVn_maxc)에 조금씩 가까워진다.

도 8은, 배터리(B)의 방전 시에 있어서의 배터리 제어부(60)의 제어를 설명하기 위한 도면이다. 또한 도 8은 도 6과 대비되는 도면이다. 도 8 및 도 6을 참조하여, 도 8에 나타내는 전압값(Vcell_min, BVn_minc, VMIN)은 도 6에 나타내는 전압값(Vcell_max, BVn_maxc, VMAX)에 각각 대응한다.

전압값(Vcell_min)은, 복수의 전지 셀의 전압값 중의 최소값이다. 전압값 (BVn_minc)은 전압값(V0∼Vn) 중의 최소의 전압값을 하나의 전지 블럭에 포함되는 셀의 수로 나눔으로써 구해지는 셀 전압의 평균값이다. 전압값(VMIN)은 전압값 (BVn_minc)에 하나의 전지 셀당의 오프셋값(전압차(ΔVtag))을 감산함으로써 얻어지는 전압값이며, 플래그(FLG)가 온된 것에 대응하여 1.40(V) 이하의 값으로 갱신 된다. 즉, 시각 t11 이전은 오프셋값이 0 이기(플래그(FLG)가 오프이다) 때문에 전압값(VMIN)은 전압값(BVn_minc)과 같다.

또한, 셀 전압의 하한값은 1.40(V)로 설정되고, ΔVtag = (BVn_minc-1.40)의 관계가 성립한다. 전압차(ΔVtag)는 양의 값이다.

시각 t11에서 전압값(Vcell_max)이 하한값(1.40(V))에 도달하면 플래그(FLG)가 온된다. 시각 t1에서, 오프셋 가산부(62)는 플래그(FLG)가 온된 것을 검지하면, 전압차(ΔVtag)를 산출하고, 음의 오프셋값(-ΔVtag×(하나의 전지 블럭당의 전지 셀의 개수))을 전압값(V0∼Vn)의 각각에 가산하여, 전압값(V0A∼VnA)을 출력한다. 이 오프셋값에 의하여, 셀 전압은 1.40(V)로 시프트한다. 입출력 제어부(64)는 전압값(V0A∼VnA)에 의거하여 배터리의 방전 제어를 행한다. 이와 같은 처리에 의하여, 시각 t11∼t12 기간은 입출력 제어부(64)에 의해 배터리에 대한 방전 전력이 서서히 작게 제한되기 때문에, 전압값(VMIN)은 일단 하강하나, 최종적으로는 하한값(1.40(V))까지 상승한다.

시각 t12∼t13의 기간에서는 플래그(FLG)가 온 상태이기 때문에, 오프셋 가산부(62)는 전압차(ΔVtag)의 산출 및 전압값(V0∼Vn)의 오프셋값(ΔVtag와 1 블럭당의 셀수와의 곱)의 산출을 계속한다. 시각 t12∼t13의 기간에서는 전압차(ΔVtag)가 소정의 기간마다 산출된다. 단, 충전 시와 마찬가지로 시각 t12∼t13의 기간에서는, ΔVtag = (BVn_minc - 1.40), 또한, VMIN = BVn_minc - ΔVtag이기 때문에, 전압값(VMIN)은 1.40(V)이다.

시각 t13∼t14의 기간에서는 플래그(FLG)는 온 상태이기 때문에, 오프셋 가 산부(62)는 전압차(ΔVtag)의 산출 및 전압값(V0∼Vn)의 오프셋값의 산출을 행한다. 시각 t13∼t14의 기간에서도 전압차(ΔVtag)가 소정의 기간마다 산출된다. 단, 충전 시와 마찬가지로, 전압차(ΔVtag)에는 상한이 설정되어 있고, 시각 t13에 서 전압차(ΔVtag)가 미리 정해진, 전압값(BVn_minc)으로부터의 최대 저하량(ΔVmin)(예를 들면 0.2 V)에 도달한다. 전압값(VMIN)과 전압값(BVn_minc)의 차가 최대 저하량(ΔVmin)으로 유지된 채로, 전압값(BVn_minc, VMIN)은 상승한다.

충전 시와 마찬가지로 전압차(ΔVtag)에 상한을 정함으로써, 전압값(BVn_ minc)의 상승에 따라 배터리(B)로부터 전력을 인출하는 것이 가능해진다. 따라서 배터리 중에 과방전 상태의 셀이 있었다 하여도 다른 셀이 정상인 경우에 배터리로부터 전력을 인출할 수 있다.

시각 t14 이후에서는, 오프셋 가산부(62)가 오프셋값을 조금씩 줄여 0에 가깝게 함으로써 전압값(VMIN)은 전압값(BVn_minc)에 조금씩 가까워진다. 이에 의하여 배터리의 능력을 유효하게 이용할 수 있다. 시각 t14에서 플래그(FLG)가 오프 상태가 되면 오프셋 가산부(62)는, 일정 시간을 들여 전압차(ΔVtag)를 0에 가깝게 한다. 이에 의하여 배터리(B)로부터 출력되는 전력이 불연속으로 변화하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 차량의 거동에 큰 변화가 생기는 것을 방지하거나, 인버터(36)나 승압 유닛(32)을 보호할 수 있다.

도 8에 나타내는 처리를 요약하여 설명하면, 과방전 플래그의 온 상태에 연동하여 시각 t11부터 시각 t14까지의 기간에 실행되는 처리는 전압값(VMIN)을 시프트시키는 처리(VMIN 시프트 처리)이다. 한편, 과방전 플래그의 오프 상태에 연동 하여 시각 t14 이후에 실행되는 처리는 전압값(VMIN)의 시프트를 해제하기 위한 처리(해제 처리)이다.

도 9는, 도 8에 나타내는 방전 제어처리를 설명하기 위한 플로우차트이다. 도 9 및 도 7을 참조하여, 도 9의 플로우차트에서는, 단계 S1A, S2A, S8A, S9A의 처리가 도 7의 단계 S1, S2, S8, S9의 처리로 각각 대신 실행된다. 이 점에서 오프셋 가산부(62)의 처리는 방전 시와 충전 시에서 다르다. 또, 도 9의 플로우차트에서의 단계 S5, S7의 처리는, 도 7의 플로우차트에서의 단계 S5, S7의 처리에서, 최대값(ΔVmax)을 최대 저하량(ΔVmin)으로 치환한 것과 같다. 도 9의 플로우차트에서의 다른 단계의 처리는 도 7의 플로우차트에서의 대응하는 단계의 처리와 동일하다. 이하에서는 주로 단계 S1A, S2A, S8A, S9A의 처리를 설명한다. 또한 입출력 제어부(64)는, 오프셋 가산부(62)로부터 받는 전압값(V0A∼VnA)에 의거하여 방전 제어를 행한다.

단계 S1A에서 오프셋 가산부(62)는 플래그(FLG)에 의거하여 전지 셀의 과방전이 발생하였는지의 여부를 판정한다. 플래그(FLG)가 온 상태인 경우, 즉, 과방전이 발생한 경우(단계 S1A에서 YES), 오프셋 가산부(62)는 전압값(VMIN)이 1.40 V 이상인지의 여부를 판정한다(단계 S2A). 플래그(FLG)가 오프 상태인 경우, 즉, 과방전이 생기고 있지 않은 경우(단계 S1A에서 NO), 뒤에서 설명하는 단계 S9A의 처리가 실행된다.

전압값(VMIN)이 1.40 V 이상인 경우(단계 S2A에서 YES), 오프셋 가산부(62)는 전압차(ΔVtag)를 산출한다(단계 S3). 또한 전압값(VMIN)이 1.40 V보다 작은 경우(단계 S2A에서 NO)에는 새롭게 전압차(ΔVtag)를 산출할 필요가 없기 때문에, 전회 산출된 전압차(ΔVtag)를 이용하여, 뒤에서 설명하는 단계 S8A의 처리가 실행된다.

단계 S9A에서는, 오프셋 가산부(62)는, 전압값(VMIN)이 전압값(BVn_minc)보다 작은지의 여부를 판정한다. 또한, 단계 S1A에서 전지 셀의 과방전이 발생하고 있지 않다고 판정되는 경우로서는, 원래부터 전지 셀이 과방전 상태가 아닌 경우와, 전지 셀이 과방전 상태로부터 복귀한 경우를 생각할 수 있다. 원래부터 전지 셀이 과방전 상태가 아닌 경우에는, VMIN 시프트 처리가 행하여지고 있지 않기 때문에, 전압값(VMIN)은 전압값(BVn_minc)과 같다. 따라서, 이 경우(단계 S9A에서 NO), 전체의 처리가 종료된다. 한편, 전지 셀이 과방전 상태로부터 복귀한 경우에는, 전압값(VMIN)은 전압값(BVn_minc)보다 낮아져 있다. 따라서 이 경우(단계 S9A에서 YES), 해제처리가 행하여진다(단계 S10). 단계 S10의 처리가 종료되면 전체의 처리가 종료된다.

도 8 및 도 9를 참조하여, 시각 t11∼tl2의 기간에는, 어느 하나의 셀에서 과방전이 발생하고, 또한, 전압값(VMIN)이 1.40 V보다 작다. 이 기간에는, 처리는, 일단, 단계 S1A, S2A, S3, S5, S6, S8A의 순으로 진행되고, 그 후, 단계 S1A, S2A, S8A의 처리가 계속되어, 전압값(VMIN)은 하한값(1.40(V)) 이하의 값이 된다.

시각 t12∼t13의 기간에는, 상기 과방전이 계속되고, 또한 시각 t11∼t12의 기간에서 산출된 오프셋값에 의하여, 전압값(VMIN)이 1.40 V 이상이 된다. 따라서, 이 기간에는, 단계 S1A, S2A, S3, S5, S6, S8A의 처리가 실행되고, VMIN 시프 트 처리가 실행된다. 단, 전압값(VMIN)은 1.40 V 그대로 추이한다.

시각 t13∼t14의 기간에는, 상기 과방전이 계속되고, 또한 상기와 마찬가지로, 시각 t12∼t13의 기간에서 산출된 오프셋값에 의하여, 전압값(VMIN)이 1.40 V 이상이 된다. 단, 전압차(ΔVtag)가 최대 저하량(ΔVmin)에 도달한다. 따라서, 이 기간에는, 단계 S1A, S2A, S3, S5, S7, S8A의 처리가 실행되고, VMIN 시프트 처리가 실행된다. 결과적으로, 전압값(VMIN)과 전압값(BVn_minc)은 최대 저하량(ΔVmin)의 차를 유지한 채로 추이한다.

시각 t14 이후는, 상기 과방전이 생겨 있지 않고, 또한, 전압값(VMIN)이 전압값(BVn_minc)보다 작다. 따라서 처리는 단계 S1A, S9A, S10의 순으로 진행되고, 해제처리가 실행된다. 이 결과, 전압값(VMIN)은 전압값(BVn_minc)에 조금씩 가까워진다.

이상과 같이 실시형태 1에서는, 2차 전지의 제어장치는, 복수의 전지 셀 중 어느 하나의 전압값이 미리 설정된 범위(1.4 ∼ 4.25 V의 범위) 밖에 있는 것을 검지하였을 때에, 이상 통지를 행하는(플래그(FLG)를 온한다) 이상 검지부(13)를 구비한다. 2차 전지의 제어장치는, 또한, 그 이상 통지에 따라, 전압값(V0∼Vn)과, 전지 블럭(B0∼Bn)에 포함되는 전지 셀의 개수와, 미리 설정된 범위에 의거하여 오프셋량을 산출하고, 전압값(V0∼Vn)에 오프셋량을 가산하여 전압값(V0A∼VnA)을 출력하는 오프셋 가산부(62)와, 전압값(V0A∼VnA)에 의거하여 배터리의 충방전을 제어하는 입출력 제어부(64)를 구비한다.

배터리를 보호하기 위해서는 셀 단위로 전압값이 상하한의 범위 내에 있는 지의 여부를 감시하고, 셀의 전압값이 그 범위 내가 되도록 제어를 행하는 것이 바람직하다. 그러나 셀마다 전압센서를 설치한 경우에는, 전압센서의 개수가 증가함으로써 비용이 높아진다. 또, 이상 검지부(13)가 설치되어 있지 않은 경우에는, 어느 전지 블럭 중에 전압값이 상한값을 넘는 셀이 존재하여도, 복수의 전지 셀의 사이에서 전압값이 불균일함으로써 그 전지 블럭의 전압값이 정상이 되면, 과충전 상태 또는 과방전 상태의 셀이 존재하는 것을 검지할 수 없다.

실시형태 1에서는, 복수의 전지 셀의 적어도 하나에 과충전(또는 과방전)이 발생한 것을 검지하는 이상 검지부(13)를 설치하여, 플래그(FLG)가 온된 경우에, 전압센서(11)의 전압값에 오프셋값을 더한 값에 의거하여 배터리의 충방전을 제어한다. 이에 의하여 배터리 전압을 전지 블럭 단위로 검지하여도 셀 단위로 전압값을 제어하는 것이 가능해진다. 따라서, 과충전 또는 과방전에 의한 배터리의 열화를 억제하는 것이 가능해진다.

또한 실시형태 1의 2차 전지의 제어장치는, 니켈수소전지나 리튬이온전지에 대한 적용이 가능하다. 특히, 리튬이온전지에서는 온도 상승에 따르는 충전 효율의 저하가 작기 때문에, 복수의 셀 사이의 전압의 불균일이 커지기 쉽다. 따라서, 리튬이온전지의 경우에는 셀마다 과충전 상태 또는 과방전 상태에 도달하고 있지 않은 지의 여부를 감시하는 것이 요구된다. 본 실시형태의 2차 전지의 제어장치는, 전지 셀 단위에서의 전압 관리가 요구되는 2차 전지에 대하여, 비용 증가를 억제하면서 전지 셀 단위로 전압 관리(전지 셀의 보호)를 행할 수 있다.

(실시형태 2)

도 10은, 실시형태 2의 하이브리드 차량(1A)의 주된 구성을 나타내는 도면이다.

도 10 및 도 1을 참조하여, 하이브리드 차량(1A)은, 이상 검지부(13) 대신 이상 검지부(13A)를 구비하는 점 및 제어장치(14) 대신 제어장치(14A)를 구비하는 점에서 하이브리드 차량(1)과 다르다. 또한, 하이브리드 차량(1A)의 다른 부분의 구성은, 하이브리드 차량(1)의 대응하는 부분의 구성과 동일하기 때문에, 이후의 설명은 반복하지 않는다.

이상 검지부(13A)는, 전지 셀의 전압값의 범위로서, 제 1 범위(Vd1∼Vu1) 및, 그 제 1 범위를 포함하는 제 2 범위(Vd2∼Vu2)를 미리 기억한다. 이상 검지부(13A)는, 전지 블럭(B0∼Bn)에 포함되는 전지 셀의 전압값이 어느 것이나 제 1 범위 내인 경우에는, 플래그(FLG1, FLG2)를 모두 오프 상태로 한다. 이상 검지부 (13A)는, 전지 블럭(B0∼Bn)에 포함되는 전지 셀 중 어느 하나의 전압값이 제 1 범위 밖, 또한 제 2 범위 내인 경우에는, 플래그(FLG1, FLG2)를 각각 온 상태 및 오프 상태로 한다. 이상 검지부(13A)는, 전지 블럭(B0∼Bn)에 포함되는 전지 셀 중 어느 하나의 전압값이 제 2 범위 밖인 경우에는, 플래그(FLG1, FLG2)를 모두 온 상태로 한다. 이상 검지부(13A)는, 플래그(FLG1)를 온 상태로 함으로써, 제어장치(14A)에 이상 통지(제 1 통지)를 행한다. 또 이상 검지부(13A)는, 플래그(FLG2)를 온 상태로 함으로써, 제어장치(14A)에 이상 통지(제 2 통지)를 행한다.

제어장치(14A)는, 플래그(FLG1, FLG2)에 의거하여, 배터리(B)의 충방전 제어를 행한다.

도 11은, 도 10의 제어장치(14A)의 기능 블럭과 관련되는 주변장치를 나타낸 도면이다. 도 11 및 도 2를 참조하여, 제어장치(14A)는 하이브리드 제어부(52) 대신 하이브리드 제어부(52A)를 포함하는 점에서 제어장치(14)와 다르다. 제어장치(14A)의 다른 부분의 구성은, 제어장치(14)가 대응하는 부분의 구성과 동일하기 때문에 이후의 설명은 반복하지 않는다.

하이브리드 제어부(52A)는, 전압센서(11)로부터 받는 전압값(V0∼Vn) 및 전류센서(12)로부터 받는 전류값(IB) 등에 의거하여 배터리(B)의 충전상태(SOC : State of Charge)를 산출한다. 하이브리드 제어부(52)는, 산출한 SOC에 의거하여 승압 유닛(32) 및 인버터(36)를 제어하여 배터리(B)를 충방전시킨다. 하이브리드 제어부(52A)는, 플래그(FLG1)의 온 시 및 플래그(FLG2)의 온 시에 있어서, 뒤에서 설명하는 충방전 제어를 실행한다.

도 12는, 도 11의 하이브리드 제어부(52A)에 포함되는 배터리 제어부(60A)의 구성을 나타내는 기능 블럭도이다. 도 12를 참조하여, 배터리 제어부(60A)는, 오프셋 가산부(62A)와, 입출력 제어부(64A)와, 진단부(66)를 포함한다.

오프셋 가산부(62A)는, 전압값(V0∼Vn)을 받는다. 플래그(FLG1)의 온 시 및 플래그(FLG2)의 온 시에 있어서, 오프셋 가산부(62A)는 전압값(V0∼Vn)에 공통하는 오프셋값을 산출한다. 오프셋 가산부(62A)는 전압값(V0∼Vn)의 각각에 그 오프셋값을 가산하여 전압값(V0A∼VnA)을 출력한다.

입출력 제어부(64A)는, 플래그(FLG1, FLG2)와, 전류값(IB)과, 전압값(V0A∼VnA)에 의거하여, 배터리(B)에 입출력되는 전력의 제한값을 설정한다. Win은, 배 터리(B)에 입력되는 전력의 제한값을 나타내고, Wout는, 배터리(B)로부터 출력되는 전력의 제한값을 나타낸다. 입출력 제어부(64A)는, 입력 제한값(Win) 또는 출력 제한값(Wout)에 의거하여, 인버터(36) 및 승압 유닛(32)을 제어한다.

진단부(66)는, 플래그(FLG1, FLG2)와, 입력 제한값(Win)에 의거하여, 배터리(B)의 과충전 상태를 진단한다. 마찬가지로 진단부(66)는, 플래그(FLG1, FLG2)와, 출력 제한값(Wout)에 의거하여, 배터리(B)의 과방전 상태를 진단한다. 그리고, 진단부(66)는, 그 진단결과를 나타내는 신호(DG1, DG2)를 출력한다.

도 13은, 하이브리드 차량(1A)에 탑재되는 배터리(B) 및 그 주변의 구성을 상세하게 설명하기 위한 도면이다. 도 13을 참조하여, 배터리(B)의 구성은 도 5에 나타낸 구성과 동일하기 때문에 이후의 설명은 반복하지 않는다. 이상 검지부(13A)는, 전지 블럭(B0∼Bn)의 각각에 대응하여 설치되는 과충전/과방전 검출부(750A∼75nA)와, 과충전/과방전 검출부(750A∼75nA)의 출력에 의거하여, 플래그(FLG1, FLG2)의 각각을 온 상태 및 오프 상태 중 어느 하나로 제어하는 플래그 제어회로(76A)를 포함한다.

과충전/과방전 검출부(750A)는, 복수의 전지 셀(CL)에 대응하여 각각 설치되는 복수의 이상 판정부(78A)를 포함한다.

이상 판정부(78A)는, 대응하는 전지 셀(CL)의 전압값이 제 1 범위의 상한값(이하, 제 1 상한값이라 한다)을 상회하고, 또한, 제 2 범위의 상한값(이하, 제 2 상한값이라 한다)보다 작은 경우에는, 제 1 신호를 출력한다. 이상 판정부(78A)는, 대응하는 전지 셀(CL)의 전압값이 제 2 상한값을 상회하는 경우에는, 제 2 신 호를 출력한다.

마찬가지로 이상 판정부(78A)는, 대응하는 전지 셀(CL)의 전압값이 제 1 범위의 하한값(이하, 제 1 하한값이라 한다)을 하회하고, 또한, 제 2 범위의 하한값(이하, 제 2 범위의 하한값이라 한다)보다 큰 경우에는, 상기 제 1 신호를 출력한다. 이상 판정부(78A)는, 대응하는 전지 셀(CL)의 전압값이 제 2 하한값을 하회하는 경우에는, 상기 제 2 신호를 출력한다.

과충전/과방전 검출부(751A∼75nA)의 각각은, 과충전/과방전 검출부(750A)와 동일한 구성을 가지기 때문에, 이후의 설명은 반복하지 않는다.

플래그 제어회로(76A)는, 복수의 이상 판정부(78A) 중 어느 하나로부터 제 1 신호가 출력된 경우에는, 플래그(FLG1)만을 온 상태로 한다. 플래그 제어회로(76A)는, 복수의 이상 판정부(78A) 중 어느 하나로부터 제 2 신호가 출력된 경우에는, 플래그(FLG1, FLG2)의 양쪽을 온 상태로 한다.

이와 같이, 이상 검지부(13A)는, 어느 전지 셀의 전압값이 제 1 범위 밖 또한 제 2 범위 내에 있는 경우에, 플래그(FLG1)를 온하고, 그 전압값이 제 2 범위 밖으로 있는 경우에, 플래그(FLG1, FLG2)를 온한다. 단, 이상 검지부(13A)는, 어느 전지 셀의 전압값이 제 1 상한값보다 큰 경우에 제 1 플래그를 온하고, 그 셀의 전압값이 제 2 상한값보다 큰 경우에 제 2 플래그를 온하도록 구성되어 있어도 된다. 또한, 이상 검지부(13A)는, 어느 전지 셀의 전압값이 제 1 하한값보다 작은 경우에 제 3 플래그를 온하고, 그 전압값이 제 2 하한값보다 작은 경우에 제 4 플래그를 온하도록 구성되어 있어도 된다.

도 14는, 배터리(B)의 충전 시에 있어서의 배터리 제어부(60A)의 제어를 설명하기 위한 도면이다. 도 14를 참조하여, 전압값(BVn_maxc)은 전압값(V0∼Vn)(전지 블럭의 전압) 중의 최대의 전압값을, 하나의 전지 블럭에 포함되는 셀의 수로 나눔으로써 구해지는 셀 전압의 평균값이다. 전압값(VMAX)은 전압값(BVn_maxc)에 하나의 전지 셀당의 오프셋값을 가산함으로써 얻어지는 전압값이다. 또한, 배터리(B)의 충전 시에는, 오프셋값은 양의 값으로 설정된다. Vcell_max은, 복수의 전지 셀의 전압값 중의 최대값이다.

시각 t21 이전에 있어서는, 전압값(Vcell_max)이 제 1 상한값(Vu1)보다 작다. 따라서, 오프셋 가산부(62A)는, 오프셋값을 0으로 설정한다. 이에 의하여 전압값(VMAX)은 전압값(BVn_maxc)과 같아진다. 또 이상 검지부(13A)는, 플래그(FLG1, FLG2)를 모두 오프 상태로 설정한다.

시각 t21 이전에 있어서, 입력 제한값(Win)은 어느 양의 일정값이다. 진단부(66)는, 플래그(FLG1, FLG2) 중 어느 것이나 오프 상태이며, 또한 입력 제한값 (Win)이 0 이 아니기 때문에, 신호(DG1, DG2)의 각각을 L 레벨로 설정한다.

시각 t21에서, 전압값(Vcell_max)이 제 1 상한값(Vu1)에 도달한다. 이에 의하여, 그 전압값(Vcell_max)을 출력하는 전지 셀에 대응하는 이상 판정부(78A)로부터 제 1 신호가 출력된다. 이 제 1 신호에 따라 플래그 제어회로(76A)(도 13 참조)는, 플래그(FLG1)를 온 상태로 설정한다.

오프셋 가산부(62A)는, 플래그(FLG1)가 온 상태가 되면, 전압차(ΔVtag)(하나의 전지 셀당의 오프셋값)로 하고, 제 1 상한값(Vu1)과 전압값(BVn_maxc)의 차를 산출한다. 또한, 도 14에서는, 시각 t21에서 산출되는 전압차(ΔVtag)를 ΔVtag1로 나타낸다.

오프셋 가산부(62A)는, ΔVtag1×(하나의 전지 블럭당의 전지 셀의 개수)에 의해 구해지는 오프셋값을 전압값(V0∼Vn)의 각각에 가산하여 전압값(V0A∼VnA)을 출력한다. 입출력 제어부(64A)는, 전압값(V0A∼VnA)에 의거하여, 입력 제한값(Win)을 설정함으로써 배터리의 충전 제어를 행한다.

구체적으로는, 입출력 제어부(64A)는, 시각(t21)으로부터 소정 시간이 경과한 시각 t22부터, 입력 제한값(Win)을 점차로 감소시킨다. 입출력 제어부(64A)는, 일정 시간마다(예를 들면 1초마다) 전압값(VMAX)이 제 1 상한값(Vu1)보다 높고, 또한, 제 2 상한값(Vu2)보다 낮은지의 여부를 판정한다. 그리고, 입출력 제어부(64A)는, 전압값(VMAX)이 제 1 상한값(Vu1)보다 높고, 또한 제 2 상한값(Vu2)보다 낮은 경우에는, 입력 제한값(Win)을 일정량 줄인다.

전압값(VMAX)이 제 1 상한값(Vu1)보다 높고, 또한, 제 2 상한값(Vu2)보다 낮은 상태란, 전압값(Vcell_max)이 제 1 상한값(Vu1)보다 높고, 또한 제 2 상한값(Vu2)보다 낮은 것을 나타낸다. 이 상태에서, 입출력 제어부(64A)는, 입력 제한값(Win)의 단위시간당의 감소량을 나타내는 감소율이 제 1 값이 되도록 입력 제한값(Win)을 감소시킨다. 이에 의하여 충전 전력도 그 제 1 값에 따라 감소한다.

또한, 플래그(FLG1)가 온된 시점, 즉 시각 t21부터 입력 제한값(Win)을 감소하는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 이와 같은 제어가 행하여지는 경우에는, 시각 t21 이후, 모터제너레이터(MG2)에 의한 회생 에너지량이 제한됨으로써, 모터제너레 이터(MG2)의 회생에 의한 제동력이 저하된다고 생각된다. 따라서, 본 실시형태에서는, 플래그(FLG1)가 온이 되어도 곧바로는 입력 제한값(Win)을 감소시키지 않는다. 이것에 의해, 차량의 제동력이 저하할 가능성을 작게 할 수 있다.

시각 t22 이전에서는 입력 제한값(Win)이 일정하다. 즉, 배터리(B)에 입력되는 전력이 제한되지 않는다. 따라서, 시각 t21∼t22 기간에는, 전압값(BVn_maxc) 및 전압값(VMAX)이 상승한다. 한편, 시각 t22∼시각 t23의 기간에서는, 입출력 제어부(64A)에 의해 입력 제한값(Win)이 점차로 저하한다. 이에 의하여, 배터리(B)에 입력되는 전력이 점차로 저하하기 때문에, 전압값(VMAX) 및 전압값(BVn_maxc)이 저하한다. 또한, 오프셋 가산부(62A)는, 시각 t21∼t22 기간도 오프셋값의 산출을 계속한다.

단, 배터리(B)의 충전이 계속되고 있음으로써, 전압값(Vcell_max)은 시각 t21 이후도 상승을 계속한다. 시각 t23에서, 전압값(Vcell_max)은 제 2 상한값(Vu2)에 도달한다. 이에 의하여 그 전압값(Vcell_max)을 출력하는 전지 셀에 대응하는 이상 판정부(78A)로부터 제 2 신호가 출력된다. 이 제 2 신호에 따라 플래그 제어회로(76A)는, 플래그(FLG2)를 온 상태로 설정한다.

오프셋 가산부(62A)는, 플래그(FLG2)가 온 상태가 되면, 전압차(ΔVtag)로서, 제 2 상한값(Vu2)과 전압값(BVn_maxc)의 차를 산출한다. 오프셋 가산부(62A)는, ΔVtag×(하나의 전지 블럭당의 전지 셀의 개수)에 의해 구해지는 오프셋값을 전압값(V0∼Vn)의 각각에 가산한다. 따라서 시각 t23에서, 전압값(VMAX)은, 제 2 상한값(Vu2)에 도달한다. 오프셋값(ΔVtag2)은, 시각 t23에서의 전압값(VMAX)의 증가분을 나타낸다. 플래그(FLG2)가 온 상태를 계속하는 동안, 오프셋 가산부(62A)는, 전압값(VMAX)이 제 2 상한값(Vu2)으로 유지되도록 오프셋값(ΔVtag)의 산출을 계속한다.

입출력 제어부(64A)는, 플래그(FLG2)가 온되면, 일정 시간마다(예를 들면 1초마다) 전압값(VMAX)이 제 2 상한값(Vu2)인지의 여부를 판정한다. 그리고, 입출력 제어부(64A)는, 전압값(VMAX)이 제 2 상한값(Vu2)인 경우에는, 입력 제한값(Win)을 일정량 줄인다.

전압값(VMAX)이 제 2 상한값(Vu2)인 상태란, 전압값(Vcell_max)이 제 2 상한값(Vu2)보다 높은 것을 나타낸다. 이 상태에서, 입출력 제어부(64A)는, 입력 제한값(Win)의 단위시간당의 감소량을 나타내는 감소율이 상기한 제 1 값보다 큰 제 2 값이 되도록 입력 제한값(Win)을 감소시킨다. 이에 따라 충전 전력도 그 제 2 값에 따라 감소한다. 즉, 플래그(FLG2)가 온된 경우에는, 플래그(FLG1)만이 온 되어 있는 경우에 비하여, 배터리(B)에 입력되는 전력이 더욱 제한된다.

시각 t24에서 입력 제한값(Win)은 0에 도달한다. 즉 배터리(B)에는 전력이 입력되지 않게 된다. 진단부(66)는, 입력 제한값(Win)이 0이 된 시점(시각 t24)부터 소정의 시간(예를 들면 1초)마다, 플래그(FLG1, FLG2)가 온되어 있는지의 여부를 판정한다. 플래그(FLG1, FLG2)가 모두 온되어 있는 경우, 진단부(66)는, 신호 (DG1, DG2)를 H 레벨로 한다. 따라서, 시각 t24부터 소정 시간 후에 신호(DG1, DG2)가 H 레벨이 된다. 신호(DG1, DG2)가 모두 H 레벨인 것은 배터리(B)가 과충전 상태인 것을 나타낸다.

진단부(66)는, 시간 계산을 행하기 위한 카운터 기능을 가진다. 진단부(66)는, 이 카운터 기능을 사용함으로써, 소정 시간마다 플래그(FLG1, FLG2)가 온되어 있는지의 여부를 판정한다.

또한, 진단부(66)는, 입력 제한값(Win)이 0 이고, 또한, 플래그(FLG1)만이 온되어 있는 경우에는, 신호(DG1)만을 H 레벨로 한다. 신호(DG1)만이 H 레벨이라는 것은, 배터리(B)의 과충전 상태를 방지하기 위하여 배터리(B)의 충전이 정지하고 있는 것을 나타낸다.

시각 t23∼t24의 사이는 전압값(Vcell_max)은 상승을 계속한다. 그러나, 시각 t24에서 입력 제한값(Win)이 0에 도달하면 전압값(Vcell_max)은 저하한다. 시각 t25 이후, 전압값(Vcell_max)은 제 2 상한값(Vu2)보다 낮아진다. 이에 의하여, 이상 검지부(13A)는, 플래그(FLG2)만을 오프 상태로 설정한다.

플래그(FLG2)가 오프 상태가 되면, 오프셋 가산부(62A)는 전압값(VMAX)이 제 2 상한값(Vu2)으로부터 일정량(ΔVtag3)만큼 낮아지도록, 전압값(V0∼Vn)의 각각에 가산하는 오프셋값을 산출한다. 단, 플래그(FLG1)가 온되어 있기 때문에 입출력 제어부(64A)는, 입력 제한값(Win)을 0으로 유지한다. 이에 의하여 전압값(VMAX)은, 서서히 작아진다.

진단부(66)는, 시각 t26에서 플래그(FLG2)가 오프되었다고 판정하여 신호 (DG2)를 온 상태로부터 오프 상태로 변화시킨다. 또한, 시각 t26에서 플래그(FLG1)는 온 상태이기 때문에, 진단부(66)는, 신호(DG1)를 온 상태로 유지한다.

시각 t27에서 전압값(VMAX)이 제 1 상한값(Vu1)에 도달한다. 오프셋 가산 부(62A)는, 전압값(VMAX)이 제 1 상한값(Vu1)에 도달한 시점(시각 t27)부터, 플래그(FLG1)가 오프 상태가 될 때까지, 전압값(VMAX)이 제 1 상한값(Vu1)으로 유지되도록 전압차(ΔVtag)(전압값(V0∼Vn)의 오프셋값)의 산출을 계속한다.

입력 제한값(Win)이 0인 것에 의하여, 전압값(Vcell_max)은 저하를 계속한다. 시각 t28에서 전압값(Vcell_max)이 제 1 상한값(Vu1)에 도달하면, 이상 검지부(13A)는, 플래그(FLG1)를 오프 상태로 설정한다.

오프셋 가산부(62A)는, 플래그(FLG1)가 오프 상태가 되면, 오프셋값을 점차로 감소시킴으로써(예를 들면 단위시간당의 오프셋량의 감소량을 일정하게 한다), 오프셋값을 0에 가깝게 한다. 이에 의하여 전압값(VMAX)은 전압값(BVn_maxc)에 점차로 가까워진다.

신호(DG1)는, 시각 t29에서 L 레벨이 된다. 입출력 제어부(64A)는, 신호 (DG1)를 L 레벨로 설정한 후에 입력 제한값(Win)을 점차로 증가시킨다.

실시형태 1과 마찬가지로, 일정한 시간을 들여 전압차(ΔVtag)를 0에 가깝게 함으로써 배터리(B)에 입력되는 전력이 불연속으로 변화되는 것을 방지할 수 있기때문에, 차량의 거동에 큰 변화가 생기는 것을 방지하거나, 인버터(36)나 승압 유닛(32)을 보호할 수 있다.

실시형태 2에 따르는 2차 전지의 충전 제어는, 각각이 복수의 전지 셀을 포함하는 복수의 전지 블럭에 의해 구성된 2차 전지에 적용 가능하다. 따라서, 그 2차 전지의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 단, 이하에 설명하는 바와 같이 본 제어는 리튬이온전지의 충전에 적합하게 사용할 수 있다.

리튬이온전지의 경우, 전지의 과충전 상태에서 리튬이 석출될 뿐만 아니라, 전지의 파손(예를 들면 전지의 파열 또는 발화 등)이 발생할 수 있다. 리튬이 석출될 때의 충전 전압은 전지가 파손에 이를 때의 충전 전압보다 낮다. 단, 리튬의 석출 시에 있어서의 충전 전압은, SOC 값이 100%일(바꿔 말하면 만충전 상태이다) 때의 개방 전압과 대략 같다.

예를 들면 하나의 셀의 전압이, 리튬을 석출할 수 있는 전압에 도달함으로써 충전을 정지한 경우, 다른 셀의 전압은, 그 충전 전압보다 낮다. 따라서, 리튬이온전지의 충전 부족이 일어날 수 있다. 또, 상기한 바와 같이 모터제너레이터(MG2)의 회생 에너지량이 0이 되기 때문에, 하이브리드 차량(1A)의 제동력이 저하할 가능성도 생긴다.

따라서, 리튬이온전지의 충전 시에는 리튬의 석출 및 전지의 파손을 회피하면서, 리튬이온전지를 가능한한 많은 전력을 받아 들일 수 있도록, 그 입력 전력을 제어하는 것이 바람직하다.

실시형태 2에 의하면, 이와 같은 요구를 만족하는 것이 가능해진다. 제 1 상한값(Vu1)은 리튬을 석출할 수 있는 충전 전압에 의거하여 정해진다. 한편, 제 2 상한값(Vu2)은 전지의 파손이 생길 수 있는 충전 전압에 의거하여 정해진다(예를 들면 그 충전 전압보다 약간 낮은 전압이다).

실시형태 2에서는, 플래그(FLG1)만 온된 경우, 즉, 전압값(Vcell_max)이 제 1 상한값(Vu1)보다 크고, 또한, 제 2 상한값(Vu2)보다 작은 경우에 있어서, 오프셋 가산부(62A)가 전압값(V0∼Vn)의 각각에 오프셋값을 가산하여 전압값(V0A∼VnA)을 출력한다. 이 때의 오프셋값은, 제 1 상한값(Vu1)과 전압값(BVn_maxc)의 차에 1 블럭당의 셀수를 곱한 것과 같다. 입출력 제어부(64A)는, 전압값(V0A∼VnA)에 의거하여, 입력 제한값(Win)을 설정한다. 입출력 제어부(64A)는, 오프셋이 가산된 블럭 전압에 의거하여 입력 제한값(Win)을 설정하기 때문에, 그 입력 제한값(Win)은 작아진다. 즉 배터리(B)에 입력되는 전력은 작아진다. 단, 배터리(B)의 충전은 계속된다. 따라서 배터리(B)에 가능한 한 많은 전력을 입력하는 것이 가능하게 된다.

또한, 전압값(Vcell_max)이 제 2 상한값(Vu2)에 도달하면 플래그(FLG2)가 온된다. 플래그(FLG2)가 온된 경우에도 오프셋 가산부(62A)는, 전압값(V0∼Vn)의 각각에 오프셋을 가산하여 전압값(V0A∼VnA)을 출력한다. 이 때의 오프셋값은, 제 2 상한값(Vu2)과 전압값(BVn_maxc)의 차에 1 블럭당의 셀수를 곱한 것과 같다. 이 전압값(V0A∼VnA)에 의거하여, 입출력 제어부(64A)가 입력 제한값(Win)을 설정한다. 입출력 제어부(64A)는, 플래그(FLG2, FLG1)의 양쪽이 온되어 있는 경우, 입력 제한값(Win)의 감소의 비율을, 플래그(FLG1)만이 온되어 있는 경우의 입력 제한값(Win)의 감소의 비율보다 크게 한다. 이에 의하여, 배터리(B)의 입력 전력이 대폭으로 제한된다(또는 충전이 정지한다). 이에 의하여 배터리(B)에 포함되는 모든 셀이 전지의 파손이 생길 수 있는 전압이 되는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 실시형태 2에 의하면, 과충전에 의한 배터리의 열화를 억제하는 것이 가능하게 된다.

도 15는, 배터리(B)의 방전 시에 있어서의 배터리 제어부(60A)의 제어를 설 명하기 위한 도면이다. 도 15를 참조하여, 전압값(BVn_minc)은 전압값(V0∼Vn) (전지 블럭의 전압) 중의 최소의 전압값을, 하나의 전지 블럭에 포함되는 셀의 수로 나눔으로써 구해지는 셀 전압의 평균값이다. 전압값(VMIN)은 전압값(BVn_minc)에 하나의 전지 셀당의 오프셋값을 가산함으로써 얻어지는 전압값이다. 또한, 배터리(B)의 방전 시에는, 오프셋값은 음의 값으로 설정된다. Vcell_min은, 셀의 전압의 최소값이다.

시각 t31 이전에서는, 전압값(Vcell_min)이 제 1 하한값(Vd1)보다 크다. 따라서, 오프셋 가산부(62A)는, 오프셋값을 0으로 설정한다. 이에 의하여 전압값 (VMIN)은 전압값(BVn_minc)과 같아진다. 또, 이상 검지부(13A)는, 플래그(FLG1, FLG2)를 모두 오프 상태로 설정한다.

또, 시각 t31 이전에 있어서, 출력 제한값(wout)은, 어느 양의 일정값이다. 진단부(66)는, 플래그(FLG1, FLG2)의 어느 것이나 오프 상태이고, 또한 출력 제한값(Wout)이 0이 아니기 때문에, 신호(DG1, DG2)의 각각을 L 레벨로 설정한다.

시각 t31에서, 전압값(Vcell_min)이 제 1 하한값(Vd1)에 도달한다. 이에 의하여, 그 전압값(Vcell_min)을 출력하는 전지 셀에 대응하는 이상 판정부(78A)로부터 제 1 신호가 출력된다. 이 제 1 신호에 따라, 플래그 제어회로(76A)는, 플래그(FLG1)를 온 상태로 설정한다.

오프셋 가산부(62A)는, 플래그(FLG1)가 온 상태가 되면, 전압차(ΔVtag)(하나의 전지 셀당의 오프셋값)로서, 제 1 하한값(Vd1)과 전압값(BVn_minc)의 차를 산출한다. 또한, 도 14와 마찬가지로, 도 15에서는, 시각 t31에서 산출되는 오프셋 값을 ΔVtag1로 나타낸다.

오프셋 가산부(62A)는, ΔVtag1 × (하나의 전지 블럭당의 전지 셀의 개수)에 의해 구해지는 오프셋값을 전압값(V0∼Vn)의 각각에 가산하여 전압값(V0A∼VnA)을 출력한다. 입출력 제어부(64A)는, 전압값(V0A∼VnA)에 의거하여, 출력 제한값 (Wout)을 설정함으로써 배터리의 방전 제어를 행한다.

구체적으로는, 입출력 제어부(64A)는, 시각(t31)으로부터 소정 시간이 경과한 시각 t32부터, 출력 제한값(Wout)을 점차로 감소시킨다. 입출력 제어부(64A)는, 일정 시간마다(예를 들면 1초 마다) 전압값(VMIN)이 제 1 하한값(Vd1)보다 낮고, 또한 제 2 하한값(Vd2)보다 높은 지의 여부를 판정한다. 그리고, 입출력 제어부(64A)는, 전압값(VMIN)이 제 1 하한값(Vd1)보다 낮고, 또한 제 2 하한값(Vd2)보다 높은 경우에는, 출력 제한값(Wout)을 일정량 줄인다.

전압값(VMIN)이 제 1 하한값(Vd1)보다 낮고, 또한 제 2 하한값(Vd2)보다 높은 상태란, 전압값(Vcell_min)이 제 1 하한값(Vd1)보다 높고, 또한 제 2 하한값 (Vd2)보다 낮은 것을 나타낸다. 이 상태에서, 입출력 제어부(64A)는, 출력 제한값 (Wout)의 단위시간당의 감소량을 나타내는 감소율이 제 1 값이 되도록 출력 제한값 (Wout)을 감소시킨다. 이에 따라 방전 전력도 그 제 1 값에 따라 감소한다.

시각 t32 이전에서는 출력 제한값(Wout)이 일정하다. 즉, 배터리(B)로부터 출력되는 전력이 제한되지 않는다. 따라서, 시각 t31∼t32 기간에는, 전압값 (BVn_minc) 및 전압값(VMIN)이 저하한다. 한편, 시각 t32∼시각 t33의 기간에서는, 입출력 제어부(64A)에 의해 출력 제한값(Wout)이 점차로 저하한다. 이에 의하 여, 배터리(B)로부터 출력되는 전력이 점차로 저하하기 때문에, 전압값(VMIN) 및 전압값(BVn_minc)이 상승한다. 또한, 오프셋 가산부(62A)는, 시각 t31∼t32의 기간도 오프셋값의 산출을 계속한다.

배터리(B)의 방전이 계속되고 있음으로써, 전압값(Vcell_min)은 시각 t31 이후도 저하를 계속한다. 시각 t33에서, 전압값(Vcell_min)은 제 2 하한값(Vd2)에 도달한다. 이에 의하여 그 전압값(Vcell_min)을 출력하는 전지 셀에 대응하는 이상 판정부(78A)로부터 제 2 신호가 출력된다. 이 제 2 신호에 따라 플래그 제어회로(76A)는, 플래그(FLG2)를 온 상태로 설정한다.

오프셋 가산부(62A)는, 플래그(FLG2)가 온 상태가 되면, 오프셋값(ΔVtag)으로서, 제 2 하한값(Vd2)과 전압값(BVn_minc)의 차를 산출한다. 오프셋 가산부(62A)는, ΔVtag × (하나의 전지 블럭당의 전지 셀의 개수)에 의해 구해지는 오프셋값을 전압값(V0∼Vn)의 각각에 가산한다. 따라서 시각 t33에서, 전압값(VMIN)은 제 2 하한값(Vd2)에 도달한다. 또한, 오프셋값(ΔVtag2)은, 시각 t33에서의 전압값(VMIN)의 감소분을 나타낸다. 플래그(FLG2)가 온 상태인 동안, 오프셋 가산부(62A)는, 전압값(VMIN)이 제 2 하한값(Vd2)으로 유지되도록 전압차(ΔVtag)의 산출을 계속한다.

입출력 제어부(64A)는, 플래그(FLG2)가 온되면 일정한 시간마다(예를 들면 1초마다) 전압값(VMIN)이 제 2 하한값(Vd2)인지의 여부를 판정한다. 그리고, 입출력 제어부(64A)는, 전압값(VMIN)이 제 2 하한값(Vd2)인 경우에는, 출력 제한값(Wout)을 일정량 줄인다.

전압값(VMIN)이 제 2 하한값(Vd2)인 상태란, 전압값(Vcell_min)이 제 2 하한값(Vd2)보다 낮은 것을 나타낸다. 이 상태에서, 입출력 제어부(64A)는, 출력 제한값(Wout)의 단위시간당의 감소량을 나타내는 감소율이 상기한 제 1 값보다 큰 제 2 값이 되도록 출력 제한값(Wout)을 감소시킨다. 이에 의하여 방전 전력도 그 제 2 값에 따라 감소한다. 즉 플래그(FLG2)가 온된 경우에는, 플래그(FLG1)만이 온되어 있는 경우에 비하여, 배터리(B)로부터 출력되는 전력이 더욱 제한된다.

시각 t34에서 출력 제한값(Wout)은 0에 도달한다. 즉, 배터리(B)로부터 전력이 출력되지 않게 된다. 진단부(66)는, 출력 제한값(Wout)이 0이 된 시점(시각 t34)부터 소정의 시간(예를 들면 1초)마다, 플래그(FLG1, FLG2)가 온되어 있는지의 여부를 판정한다. 플래그(FLG1, FLG2)가 모두 온되어 있는 경우, 진단부(66)는, 신호(DG1, DG2)를 H 레벨로 한다. 따라서, 시각 t34부터 소정 시간 후에 신호 (DG1, DG2)가 H 레벨이 된다. 신호(DG1, DG2)가 모두 H 레벨인 것은 배터리(B)가 과방전 상태인 것을 나타낸다.

또, 진단부(66)는, 출력 제한값(Wout)이 0이고, 또한, 플래그(FLG1)만이 온되어 있는 경우에는, 신호(DG1)만을 H 레벨로 한다. 신호(DG1)만이 H 레벨인 것은, 배터리(B)가 과방전 상태를 방지하기 위하여 배터리(B)의 방전이 정지하고 있는 것을 나타낸다.

시각 t33∼t34의 동안은 전압값(Vcell_max)은 하강을 계속한다. 그러나, 시각 t34에서 출력 제한값(Wout)이 0에 도달하면 전압값(Vcell_min)이 상승한다. 시각 t35 이후, 전압값(Vcell_min)은 제 2 하한값(Vd2)보다 높아진다. 이에 의하여, 이상 검지부(13A)는, 플래그(FLG2)만을 오프 상태로 설정한다.

플래그(FLG2)가 오프 상태가 되면, 오프셋 가산부(62A)는 전압값(VMIN)이 제 2 하한값(Vd2)으로부터 일정량(ΔVtag3)만큼 높아지도록, 전압값(V0∼Vn)의 각각에 가산하는 오프셋값을 산출한다. 단, 플래그(FLG1)가 온되어 있기 때문에 입출력 제어부(64A)는, 출력 제한값(Wout)을 0으로 유지한다. 이에 의하여 전압값(VMIN)은, 서서히 감소한다.

진단부(66)는, 시각 t36에서 플래그(FLG2)가 오프되었다고 판정하여 신호 (DG2)를 온 상태로부터 오프 상태로 변화시킨다. 또한, 시각 t36에서 플래그(FLG1)는 온 상태이기 때문에, 진단부(66)는, 신호(DG1)를 온 상태로 유지한다.

시각 t37에서 전압값(VMIN)이 제 1 하한값(Vd1)에 도달한다. 오프셋 가산부(62A)는, 전압값(VMIN)이 제 1 하한값(Vd1)에 도달한 시점(시각 t37)부터, 플래그(FLG1)가 오프 상태가 될 때까지, 전압값(VMIN)이 제 1 하한값(Vdl)으로 유지되 도록 전압차(ΔVtag)(전압값(V0∼Vn)의 오프셋값)의 산출을 계속한다.

출력 제한값(Wout)이 O인 것에 의하여, 전압값 (Vccll_min)은 상승을 계속한다. 시각 t38에서 전압값(Vcell_min)이 제 1 하한값(Vd1)에 도달하면, 이상 검지부(13A)는, 플래그(FLG1)를 오프 상태로 설정한다.

오프셋 가산부(62A)는, 플래그(FLG1)가 오프 상태가 되면, 오프셋값을 점차로 감소시킴으로써(예를 들면 단위시간당의 오프셋량의 감소량을 일정하게 한다), 오프셋값을 0에 가깝게 한다. 이에 의하여 전압값(VMIN)은 전압값(BVn_minc)에 점차로 가까워진다.

신호(DG1)는, 시각 t39에서 L 레벨이 된다. 입출력 제어부(64A)는, 신호 (DG1)를 L 레벨로 설정한 후에 출력 제한값(Wout)을 점차로 증가시킨다.

배터리(B)의 충전 시와 마찬가지로, 일정시간을 들여 전압차(ΔVtag)를 0에 가깝게 함으로써 배터리(B)로부터 출력되는 전력이 불연속으로 변화되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 차량의 거동에 큰 변화가 생기는 것을 방지하거나, 인버터(36)나 승압 유닛(32)을 보호할 수 있다.

예를 들면 제 2 하한값(Vd2)은, 전지의 과방전 상태가 생겼을 때의 전압보다 조금 높은 전압으로서 정해진다. 배터리(B)의 충전 시와 마찬가지로, 플래그(FLG1)만 온된 경우(즉 전압값(Vcell_min)이 제 1 하한값(Vd1)보다 작고, 또한, 제 2 하한값(Vd2)보다 큰 경우), 오프셋 가산부(62A)가 전압값(V0∼Vn)의 각각에 오프셋값을 가산하여 전압값(V0A∼VnA)을 출력한다. 이 때의 오프셋값은, 제 1 하한값과 전압값(BVn_minc)의 차에 1 블럭당의 셀수를 곱한 것과 같다. 입출력 제어부(64A)는, 전압값(V0A∼VnA)에 의거하여, 출력 제한값(Wout)을 설정한다. 입출력 제어부(64A)는, 오프셋이 가산된 블럭 전압에 의거하여 출력 제한값(Wout)을 설정하기 때문에, 그 출력 제한값(Wout)은 작아진다. 즉 배터리(B)로부터 출력되는 전력은 작아진다. 단 배터리(B)의 방전은 계속된다. 따라서 배터리(B)로부터 가능한 한 많은 전력을 출력하는 것이 가능하게 된다.

또한, 전압값(Vcell_max)이 제 2 하한값(Vd2)에 도달하면 플래그(FLG2)가 온된다. 플래그(FLG2)가 온된 경우에도 오프셋 가산부(62A)는, 전압값(V0∼Vn)의 각각에 오프셋을 가산하여 전압값(V0A∼VnA)을 출력한다. 이 때의 오프셋값은, 제 2 하한값(Vd2)과 전압값(BVn_minc)의 차에 1 블럭당의 셀수를 곱한 것과 같다. 이 전압값(V0A∼VnA)에 의거하여, 입출력 제어부(64A)가 출력 제한값(Wout)을 설정한다. 입출력 제어부(64A)는, 플래그(FLG2, FLG1)의 양쪽이 온되어 있는 경우, 출력제한값(Wout)의 감소의 비율을, 플래그(FLG1)만이 온되어 있는 경우의 출력 제한값(Wout)의 감소의 비율보다 크게 한다. 이에 의하여, 배터리(B)의 출력 전력이 대폭으로 제한된다(또는 방전이 정지한다). 이에 의하여 배터리(B)가 과방전 상태가 되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 실시형태 2에 따르는 2차 전지의 방전 제어는, 각각이 복수의 전지 셀을 포함하는 복수의 전지 블럭에 의해 구성된 2차 전지에 적용 가능하다. 따라서, 그 2차 전지의 종류는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 리튬이온전지, 니켈수소전지에 대하여 적용 가능하다.

또, 실시형태 1과 마찬가지로, 실시형태 2에 의하면, 복수의 전지 셀의 적어도 하나에 과충전(또는 과방전)이 발생한 것을 검지하는 이상 검지부(13A)가 설치된다. 그리고, 이상 검지부(l3A)에 의해 플래그(FLG1), 또는 플래그(FLG2)가 온된 경우에, 전압센서(11)의 전압값에 오프셋값을 더한 값에 의거하여 배터리의 충방전이 제어된다. 이에 의하여 배터리 전압을 전지 블럭 단위로 검지하여도 셀 단위로 전압값을 제어하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 과충전 또는 과방전에 의한 배터리의 열화를 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 실시형태에서는 동력 분할기구에 의해 엔진의 동력을 차축과 발전기로 분할하여 전달 가능한 직렬/병렬형 하이브리드 시스템에 적용한 예를 나타내 었다. 그러나 본 발명은, 전력원으로서 2차 전지를 탑재하는 자동차에 널리 적용할 수 있다.

금회 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 할 것이다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 청구범위에 의해 나타나고, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

Claims

복수의 전지 블럭을 구성하는 복수의 전지 셀을 구비하는 2차 전지의 제어장치에 있어서,

상기 복수의 전지 셀 중 어느 하나의 전지 셀의 셀 전압값이, 미리 설정된 범위 밖에 있는 것을 검지하고, 그 검지결과를 나타내는 이상 통지를 출력하는 이상 검지부(13, 13A)와,

상기 복수의 전지 블럭의 각각에 대응하는 복수의 블럭 전압을 검지하여, 상기 복수의 블럭 전압을 각각 나타내는 복수의 제 1 전압값을 출력하는 전압 검지부(11)와,

상기 이상 통지를 받은 때에, 상기 복수의 제 1 전압값과, 상기 미리 설정된 범위와, 각 상기 복수의 전지 블럭에 포함되는 상기 전지 셀의 개수에 의거하여, 상기 복수의 제 1 전압값에 공통하는 오프셋량을 산출하고, 또한, 상기 복수의 제 1 전압값의 각각에 상기 오프셋량을 가산함으로써 복수의 제 2 전압값을 생성하는 오프셋 가산부(62, 62A)와,

상기 오프셋 가산부(62, 62A)가 생성한 상기 복수의 제 2 전압값에 의거하여, 상기 2차 전지의 충전 전력 및 상기 2차 전지의 방전 전력을 제한하는 충방전 제어부(64, 64A)를 구비하는 2차 전지의 제어장치.
제 1항에 있어서,

상기 오프셋 가산부(62, 62A)는, 상기 이상 검지부(13, 13A)가 상기 이상 통지의 출력을 종료한 것을 검지한 경우에는, 상기 오프셋량을 0으로 설정하는 2차 전지의 제어장치.
제 2항에 있어서,

상기 오프셋 가산부(62, 62A)는, 상기 이상 검지부(13, 13A)가 상기 이상 통지의 출력을 종료한 시점부터, 상기 오프셋량을 점감하는 2차 전지의 제어장치.
제 1항에 있어서,

상기 오프셋 가산부(62, 62A)는, 산출한 상기 오프셋량이 소정량을 넘는 경우에는, 상기 복수의 제 1 전압값의 각각에 상기 오프셋량으로서 상기 소정량을 가산하는 2차 전지의 제어장치.
제 1항에 있어서,

상기 오프셋 가산부(62, 62A)는, 상기 2차 전지의 충전 시에는, 상기 복수의 제 1 전압값 중의 최대의 전압값과, 상기 복수의 전지 블럭 중 상기 최대의 전압값에 대응하는 전지 블럭에 포함되는 상기 전지 셀의 개수에 의거하여, 상기 대응하는 전지 블럭에 포함되는 상기 전지 셀의 전압의 평균값을 산출하고, 또한 상기 미리 설정된 범위의 상한값과 상기 평균값의 차 및 상기 대응하는 전지 블럭에 포함되는 상기 전지 셀의 개수에 의거하여, 상기 오프셋량을 산출하는 2차 전지의 제어 장치.
제 1항에 있어서,

상기 오프셋 가산부(62, 62A)는, 상기 2차 전지의 방전 시에는, 상기 복수의 제 1 전압값 중의 최소의 전압값과, 상기 복수의 전지 블럭 중 상기 최소의 전압값에 대응하는 전지 블럭에 포함되는 상기 전지 셀의 개수에 의거하여, 상기 대응하는 전지 블럭에 포함되는 상기 전지 셀의 전압의 평균값을 산출하고, 또한 상기 미리 설정된 범위의 하한값과 상기 평균값의 차 및 상기 대응하는 전지 블럭에 포함되는 상기 전지 셀의 개수에 의거하여, 상기 오프셋량을 산출하는 2차 전지의 제어장치.
제 1항에 있어서,

상기 이상 검지부(13A)는, 상기 미리 설정된 범위로서, 제 1 범위 및 상기 제 1 범위를 포함하는 제 2 범위를 미리 기억하여 둠과 동시에, 상기 셀 전압값이 상기 제 1 범위 밖인 것을 검지한 경우에는, 상기 이상 통지로서 제 1 통지를 출력하는 한편으로, 상기 셀 전압값이 상기 제 2 범위 밖인 것을 검지한 경우에는, 상기 이상 통지로서 상기 제 1 통지 및 제 2 통지를 출력하는 2차 전지의 제어장치.
제 7항에 있어서,

상기 제 1 범위는, 제 1 상한값을 가지고,

상기 제 2 범위는, 제 2 상한값을 가지고,

상기 충방전 제어부(64, 64A)는, 상기 2차 전지의 충전 시에 있어서, 상기 셀 전압값이, 상기 제 1 상한값보다 크고 또한 상기 제 2 상한값보다 작은 경우에는, 상기 충전 전력의 단위시간당의 감소량을 나타내는 감소율이 제 1 값이 되도록 상기 충전 전력을 감소시키는 한편으로, 상기 셀 전압값이 상기 제 2 상한값보다 큰 경우에는, 상기 감소율이 제 1 값보다 큰 제 2 값이 되도록 상기 충전 전력을 감소시키는 2차 전지의 제어장치.
제 8항에 있어서,

상기 제어장치는,

상기 충전 전력이 0 이고, 또한 상기 이상 검지부(13A)로부터 상기 제 1 및 제 2 통지가 출력된 경우에, 상기 2차 전지가 과충전 상태라고 진단하는 진단부(66)를 더 구비하는 2차 전지의 제어장치.
제 7항에 있어서,

상기 제 1 범위는, 제 1 하한값을 가지고,

상기 제 2 범위는, 제 2 하한값을 가지고,

상기 충방전 제어부(64, 64A)는, 상기 2차 전지의 방전 시에 있어서, 상기 셀 전압값이, 상기 제 1 하한값보다 작고 또한 상기 제 2 하한값보다 큰 경우에는, 상기 방전 전력의 단위시간당의 감소량을 나타내는 감소율이 제 1 값이 되도록 상 기 방전 전력을 감소시키는 한편으로, 상기 셀 전압값이 상기 제 2 하한값보다 작은 경우에는, 상기 감소율이 제 1 값보다 큰 제 2 값이 되도록 상기 방전 전력을 감소시키는 2차 전지의 제어장치.
제 10항에 있어서,

상기 제어장치는,

상기 방전 전력이 0 이고, 또한 상기 이상 검지부(13, 13A)로부터 상기 제 1 및 제 2 통지가 출력된 경우에, 상기 2차 전지가 과방전 상태라고 진단하는 진단부(66)를 더 구비하는 2차 전지의 제어장치.
제 1항에 있어서,

상기 복수의 전지 셀은, 리튬이온전지를 포함하는 2차 전지의 제어장치.
복수의 전지 블럭을 구성하는 복수의 전지 셀을 포함하는 2차 전지와,

상기 2차 전지의 충방전을 제어하는 제어장치를 구비하고,

상기 제어장치는,

상기 복수의 전지 셀 중 어느 하나의 전지 셀의 셀 전압값이, 미리 설정된 범위 밖에 있는 것을 검지하여, 그 검지결과를 나타내는 이상 통지를 출력하는 이상 검지부(13, 13A)와,

상기 복수의 전지 블럭의 각각에 대응하는 복수의 블럭 전압을 검지하여, 상 기 복수의 블럭 전압을 각각 나타내는 복수의 제 1 전압값을 출력하는 전압 검지부(11)와,

상기 이상 통지를 받은 때에, 상기 복수의 제 1 전압값과, 상기 미리 설정된 범위와, 각 상기 복수의 전지 블럭에 포함되는 상기 전지 셀의 개수에 의거하여, 상기 복수의 제 1 전압값에 공통하는 오프셋량을 산출하고, 또한 상기 복수의 제 1 전압값의 각각에 상기 오프셋량을 가산함으로써 복수의 제 2 전압값을 생성하는 오프셋 가산부(62, 62A)와,

상기 오프셋 가산부(62, 62A)가 생성한 상기 복수의 제 2 전압값에 의거하여, 상기 2차 전지의 충전 전력 및 상기 2차 전지의 방전 전력을 제한하는 충방전 제어부(64, 64A)를 포함한 차량.
제 13항에 있어서,

상기 오프셋 가산부(62, 62A)는, 상기 이상 검지부(13, 13A)가 상기 이상 통지의 출력을 종료한 것을 검지한 경우에는, 상기 오프셋량을 0 으로 설정한 차량.
제 14항에 있어서,

상기 오프셋 가산부(62, 62A)는, 상기 이상 검지부(13, 13A)가 상기 이상 통지의 출력을 종료한 시점부터, 상기 오프셋량을 점감하는 차량.
제 13항에 있어서,

상기 오프셋 가산부(62, 62A)는, 산출한 상기 오프셋량이 소정량을 넘는 경우에는, 상기 복수의 제 1 전압값의 각각에 상기 오프셋량으로서 상기 소정량을 가산하는 차량.
제 13항에 있어서,

상기 오프셋 가산부(62, 62A)는, 상기 2차 전지의 충전 시에는, 상기 복수의 제 1 전압값 중의 최대의 전압값과, 상기 복수의 전지 블럭 중 상기 최대의 전압값에 대응하는 전지 블럭에 포함되는 상기 전지 셀의 개수에 의거하여, 상기 대응하는 전지 블럭에 포함되는 상기 전지 셀의 전압의 평균값을 산출하고, 또한 상기 미리 설정된 범위의 상한값과 상기 평균값의 차 및 상기 대응하는 전지 블럭에 포함되는 상기 전지 셀의 개수에 의거하여, 상기 오프셋량을 산출하는 차량.
제 13항에 있어서,

상기 오프셋 가산부(62, 62A)는, 상기 2차 전지의 방전 시에는, 상기 복수의 제 1 전압값 중의 최소의 전압값과, 상기 복수의 전지 블럭 중 상기 최소의 전압값에 대응하는 전지 블럭에 포함되는 상기 전지 셀의 개수에 의거하여, 상기 대응하는 전지 블럭에 포함되는 상기 전지 셀의 전압의 평균값을 산출하고, 또한 상기 미리 설정된 범위의 하한값과 상기 평균값의 차 및 상기 대응하는 전지 블럭에 포함되는 상기 전지 셀의 개수에 의거하여, 상기 오프셋량을 산출하는 차량.
제 13항에 있어서,

상기 이상 검지부(13A)는, 상기 미리 설정된 범위로서, 제 1 범위 및 상기 제 1 범위를 포함하는 제 2 범위를 미리 기억하여 둠과 동시에, 상기 셀 전압값이 상기 제 1 범위 밖인 것을 검지한 경우에는, 상기 이상 통지로서 제 1 통지를 출력하는 한편으로, 상기 셀 전압값이 상기 제 2 범위 밖인 것을 검지한 경우에는, 상기 이상 통지로서 상기 제 1 통지 및 제 2 통지를 출력하는 차량.
제 19항에 있어서,

상기 제 1 범위는, 제 1 상한값을 가지고,

상기 제 2 범위는, 제 2 상한값을 가지고,

상기 충방전 제어부(64, 64A)는, 상기 2차 전지의 충전시에 있어서, 상기 셀 전압값이, 상기 제 1 상한값보다 크고 또한 상기 제 2 상한값보다 작은 경우에는, 상기 충전 전력의 단위시간당의 감소량을 나타내는 감소율이 제 1 값이 되도록 상기 충전 전력을 감소시키는 한편으로, 상기 셀 전압값이 상기 제 2 상한값보다 큰 경우에는, 상기 감소율이 제 1 값보다 큰 제 2 값이 되도록 상기 충전 전력을 감소시키는 차량.
제 20항에 있어서,

상기 제어장치(14)는,

상기 충전 전력이 0 이고, 또한 상기 이상 검지부(13A)로부터 상기 제 1 및 제 2 통지가 출력된 경우에, 상기 2차 전지가 과충전 상태라고 진단하는 진단부(66)를 더 포함하는 차량.
제 19항에 있어서,

상기 제 1 범위는, 제 1 하한값을 가지고,

상기 제 2 범위는, 제 2 하한값을 가지고,

상기 충방전 제어부(64, 64A)는, 상기 2차 전지의 방전시에 있어서, 상기 셀 전압값이, 상기 제 1 하한값보다 작고 또한 상기 제 2 하한값보다 큰 경우에는, 상기 방전 전력의 단위시간당의 감소량을 나타내는 감소율이 제 1 값이 되도록 상기 방전 전력을 감소시키는 한편으로, 상기 셀 전압값이 상기 제 2 하한값보다 작은 경우에는, 상기 감소율이 제 1 값보다 큰 제 2 값이 되도록 상기 방전 전력을 감소시키는 차량.
제 22항에 있어서,

상기 제어장치(14)는,

상기 방전 전력이 0 이고, 또한 상기 이상 검지부(13, 13A)로부터 상기 제 1및 제 2 통지가 출력된 경우에, 상기 2차 전지가 과방전 상태라고 진단하는 진단부(66)를 더 포함하는 차량.
제 13항에 있어서,

상기 복수의 전지 셀은, 리튬이온전지를 포함하는 차량.