JP2003059469A - 組電池の異常検出装置 - Google Patents
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Abstract
く、組電池の劣化係数を正確に演算してセルの異常を検
出する 【解決手段】複数のセルから構成されるモジュールM1〜
M12を管理するセルコントローラCC1〜CC12は、管理する
セルC1〜C96の劣化進行度合いを示す劣化係数を算出
し、最も劣化が進行しているセルの劣化係数を検出す
る。セルコントローラCC1は、検出した劣化係数をセル
コントローラCC2に送信する。セルコントローラCC2〜CC
11は、自己が検出した劣化係数と前段のセルコントロー
ラから送信されてきた劣化係数とを比較して、値が小さ
い方の劣化係数を次段のセルコントローラに送信する。
セルコントローラCC12も上述した処理を行い、値が小さ
い方の劣化係数をバッテリコントローラ3に送信する。
バッテリコントローラ3は、送信されてきた劣化係数に
基づいてセルの異常を判定する。
Description
載される組電池の劣化状態を演算して、セルの異常を検
出する装置に関する。
の劣化状態を演算する方法として、組電池の総電圧を検
出し、検出した総電圧と組電池に流れる充放電電流とに
基づいて全セルの平均劣化係数を演算するものがある。
この方法では、組電池の総電圧と充放電電流とを複数サ
ンプリングして回帰演算を行うことにより、全セルの平
均劣化係数を演算していた。
は組電池を構成する複数のセルのうち、一部のセルの劣
化進行度が大きく、他の大部分のセルはほとんど劣化し
ていない。すなわち、劣化特性にバラツキが生じること
が多いので、従来のように平均化された劣化係数を用い
て電池SOC(充電率:State of Charge)を演算した
場合、演算された電池SOCと実際の電池SOCとの間
に誤差が生じてしまっていた。
して、検出した各セル電圧と充放電電流とを用いて、劣
化係数を演算する方法が考えられる。しかし、この方法
では、検出した全てのセル電圧を含むデータをやり取り
する必要があるので、データ量が増加してデータの送受
信や演算のための負荷が大きくなり、演算装置の処理速
度が遅延するという欠点がある。この欠点を解決するた
めに、高性能の演算装置を用いることも考えられるが、
コストが高くなる。
きくすることなく、組電池の劣化状態を正確に演算して
セルの異常を検出する組電池の異常検出装置を提供する
ことにある。
を参照して本発明を説明する。 (1)請求項1の発明は、複数のセルC1〜C96から構成
されるモジュールM1〜M12を直列に複数個接続して構成
される組電池1の異常を検出する装置であって、モジュ
ールM1〜M12をそれぞれ別個に制御する、直列接続され
た複数のセルコントローラCC1〜CC12と、複数のセルコ
ントローラCC1〜CC12を制御するとともに、セルC1〜C96
の異常を検出するバッテリコントローラ3とを有する組
電池の異常検出装置において、複数のセルコントローラ
CC1〜CC12のうち最上段のセルコントローラCC1は、対応
するモジュールM1内の複数のセルC1〜C8の劣化状態をそ
れぞれ検出し、検出された劣化状態のうち最も劣化が進
行しているセルC1〜C8の劣化状態を次段のセルコントロ
ーラCC2に出力し、最上段のセルコントローラCC1に後続
するセルコントローラCC2〜CC12は、対応するモジュー
ルM2〜M12内の複数のセルC9〜C96の劣化状態をそれぞれ
検出し、検出された劣化状態のうち最も劣化が進行して
いるセルC9〜C96の劣化状態と、前段のセルコントロー
ラCC1〜CC11から入力される劣化状態とを比較し、劣化
が進んでいる劣化状態を次段のセルコントローラCC3〜C
C12に出力し、バッテリコントローラ3は、最下段のセ
ルコントローラCC12から入力される、劣化が最も進んで
いる劣化状態に基づいてセルC1〜C96の異常を検出する
ことにより、上記目的を達成する。 (2)請求項2の発明は、請求項1の組電池の異常検出
装置において、バッテリコントローラ3は、最下段のセ
ルコントローラから入力される劣化状態が所定の劣化状
態より進んでいると判断した場合に、入力される劣化状
態を検出したセルC1〜C96に異常が発生したと判定する
ことを特徴とする。 (3)請求項3の発明は、請求項1または2の組電池の
異常検出装置において、組電池1に流れる充放電電流を
検出する電流検出装置20と、複数のセルの電圧を検出
する電圧検出装置CC1〜CC12とをさらに備え、セルコン
トローラCC1〜CC12は、電流検出装置20により検出し
た充放電電流と、電圧検出装置CC1〜CC12により検出し
たセル電圧とに基づいて、劣化状態を検出することを特
徴とする。 (4)請求項4の発明は、請求項3の組電池の異常検出
装置において、劣化状態を検出する際に用いられる充放
電電流とセル電圧は、同時刻に検出されたものであるこ
とを特徴とする。
では、本発明をわかりやすく説明するために実施の形態
の図1と対応づけたが、これにより本発明が実施の形態
に限定されるものではない。
る。 (1)請求項1〜4の発明は、モジュールごとに設けら
れているセルコントローラのうち最上段のセルコントロ
ーラは、モジュール内のセルの劣化状態を演算し、最も
劣化が進行しているセルの劣化状態を検出して次段のセ
ルコントローラに出力する。最上段のセルコントローラ
に後続する複数のセルコントローラのそれぞれも、対応
するモジュール内の複数のセルのうち最も劣化が進行し
ているセルの劣化状態を検出して、前段のセルコントロ
ーラから入力される劣化状態と比較し、劣化が進んでい
る劣化状態を次段のセルコントローラに出力する。よっ
て、最下段のセルコントローラからバッテリコントロー
ラに入力される劣化状態は、全セルのうち、最も劣化が
進行しているセルの劣化状態であり、バッテリコントロ
ーラはこの劣化状態に基づいて異常セルを検出する。従
って、セルコントローラ間またはセルコントローラとバ
ッテリコントローラとの間で入出力されるデータ量を少
なくすることができ、通信負荷や演算負荷を大きくする
ことなく、組電池の劣化状態を正確に検出して、セルの
異常を検出することができる。 (2)請求項2の発明は、バッテリコントローラに入力
される劣化状態と所定の劣化状態とを比較してセルの異
常を判定するので、請求項1の発明の効果に加えて、異
常が発生したセルを特定することができる。 (3)請求項3の発明は、組電池に流れる充放電電流
と、セル電圧とに基づいて劣化状態を演算するので、セ
ルの劣化状態を正確に検出することができる。 (4)請求項4の発明は、劣化状態を演算する際に用い
られる充放電電流とセル電圧は、同時刻に検出されたも
のであるので、さらに正確にセルの劣化状態を演算する
ことができる。
検出装置を電気自動車に適用した一実施の形態の構成を
示す図である。この電気自動車は、組電池1の直流電力
をインバータ2で交流電力に変換し、走行駆動源である
三相同期モータ6へ交流電力を供給する。供給された交
流電力により三相同期モータ6が回転駆動することによ
り、減速機7を介して左右の駆動輪8a、8bが回転し
て電気自動車が駆動することができる。
が直列に接続されたものであり、セルC1〜C96は8個ず
つまとめられてモジュールM1,…,M12を構成してい
る。なお、組電池および各モジュールを構成するセルの
個数は上述の個数に限定されるものではない。各モジュ
ールM1,…,M12に設けられたセルコントローラCC1,CC
2,…,CC12はモジュール単位にセルを管理するもので
あり、それぞれ補助バッテリ9から電力が供給される。
る各セルの電圧を検出するとともに、後述するバッテリ
コントローラ(B/C)3からの信号に基づいて、接続
されている各セルC1〜C96をそれぞれ図示しない容量調
整回路によって放電させることで、容量調整するための
信号を出力する。セルコントローラCC1〜CC12は、バッ
テリーコントローラ3からの起動信号がオンされること
により起動し、起動信号がオフしたらセルコントローラ
CC1〜CC12もオフとなる。また、各セルコントローラCC1
〜CC12は、タイマを有している。
PU,ROM,RAM,送信端子,受信端子を備えてい
る。バッテリーコントローラ3とセルコントローラCC1
〜 CC12とは通信線で接続されており、バッテリーコン
トローラ3は、シリアル通信により各セルコントローラ
CC1〜CC12を制御するとともに、各セルコントローラCC1
〜CC12からのデータを受信する。これにより、バッテリ
ーコントローラ3は、各セルコントローラCC1〜CC12を
制御して組電池1全体を管理する。なお、バッテリコン
トローラ3は補助バッテリ9を電源としている。
に、バッテリコントローラ3とセルコントローラCC1〜C
C12との通信は、直列伝送方式により行われている。こ
れは、通信ライン数を最小にして複数のセルC1〜C96の
最新のデータを取得するためである。また、各セルコン
トローラCC1〜CC12からバッテリーコントローラ3へと
送信されるセル電圧情報は、各セルC1〜C96の個々のセ
ル電圧ではなく、モジュール内のセル電圧の総和(以
下、モジュール電圧と呼ぶ)としている。これにより、
各セル電圧を送信する場合に比べて通信速度が早くな
り、通信中にセル電圧の変動が生じた場合にも、最新の
データを送信することができる。
PC)4は、不図示のCPUやメモリなどから構成さ
れ、アクセルペダル10の踏み込み量(アクセル開度)
や、車速情報などに基づいて三相同期モータ6のトルク
指令値を演算する。演算したトルク指令値は、モータコ
ントローラ5に送信する。モータコントローラ5は、T
PC4から送られてきたトルク指令値や、三相同期モー
タ6の回転位置情報、ブレーキ情報などに基づいて、イ
ンバータ2から三相同期モータ6へ供給するための電流
指令値を演算する。演算した電流指令値は、インバータ
2に送信する。また、モータコントローラ5は、時間を
計測するためのタイマを有している。
電電流を検出する。すなわち、組電池1を充電・放電す
る際に流れる電流を検出する。検出した電流値は、バッ
テリコントローラ3に出力する。電圧センサ30は、組
電池1の総電圧を検出して、バッテリコントローラ3に
出力する。トルクプロセッシングコントローラ4と接続
されているモニタ40は、劣化が進行して異常と判定さ
れたセルがある場合に、その旨を表示する。
ーラ3とセルコントローラCC1〜CC12でそれぞれ行われ
る制御手順を示すフローチャートである。初めに、バッ
テリコントローラ3で行われる制御手順について説明す
る。図2(a)に示す処理は、不図示のイグニッション
スイッチがオンされることにより始まり、以後、所定の
時間間隔にて行われる。ステップS10では、不図示の
イグニッションスイッチがオンされたか否かを判定す
る。オンされていると判定するとステップS20に進
み、オンされていないと判定すると、オンされるまでス
テップS10で待機する。
イマをスタートさせてステップS30に進む。ステップ
S30では、電流センサ20により、組電池1に流れる
充放電電流を検出する。検出した充放電電流は、タイマ
により計測した時間とともに記憶する。次のステップS
40では、ステップS30で検出した充放電電流が所定
電流範囲内であるか否かを判定する。組電池1にリチウ
ムイオン電池を用いた場合、充電電流が大きい領域、も
しくは放電電流が大きい領域の電流に基づいて電池の劣
化係数を演算すると、演算誤差が大きくなる。このた
め、ステップS40では、検出した充放電電流が所定電
流の範囲内であるか否かを判定し、所定の範囲内である
と判定した場合の電流値を用いて、後述する手順により
劣化係数を演算するようにしている。
範囲内であると判定するとステップS50に進み、所定
の範囲内ではないと判定するとステップS30に戻る。
ステップS50では、検出した電流値とタイマ計測時間
とを1セットとして、セルコントローラCC1〜CC12に送
信する。尚、この電流値とタイマ計測時間のデータは、
シリアル通信にて全てのセルコントローラCC1〜CC12に
同時に送信する。データを送信するとステップS60に
進む。ステップS60では、データのサンプル数nを1
つ増加してステップS70に進む。尚、図2(a)の処
理の開始時には、サンプル数nの初期値として1が設定
されている。ステップS70では、データのサンプル数
nが所定の数np以上になったか否かを判定する。劣化
係数を演算する際に、後述する回帰演算を行うので、所
定の数以上のサンプル数が必要となる。所定の数np以
上でないと判定するとステップS30に戻り、ステップ
S70までの処理を再度行う。所定の数np以上である
と判定すると本制御を終了する。
る制御手順について説明する。以下で説明する制御は、
全てのセルコントローラCC1〜CC12で行われる。図2
(b)に示す処理は、不図示のイグニッションスイッチ
がオンされることにより始まり、以後、所定の時間間隔
にて行われる。この所定の時間間隔は、上述したバッテ
リコントローラ3で行われる制御フローの所定の時間間
隔と同一である。すなわち、図2(a)に示す処理と図
2(b)に示す処理とを同期を取って同時にスタートさ
せる。ステップS100では、不図示のイグニッション
スイッチがオンされたか否かを判定する。オンされてい
ると判定するとステップS110に進み、オンされてい
ないと判定すると、オンされるまでステップS100で
待機する。
タイマをスタートさせてステップS120に進む。ステ
ップS120では、各セルC1〜C96の電圧を検出する。
セル電圧の検出は、各セルコントローラCC1〜CC12が管
理しているセルの電圧を検出する。例えば、セルコント
ローラCC1は、セルC1〜C8の電圧を検出する。全てのセ
ル電圧を検出すると、ステップS130に進む。ステッ
プS130では、ステップS120で検出した各セルの
電圧を、ステップS110でスタートさせたタイマによ
り計測した時間とともに記憶する。
ーラ3から充放電電流とタイマ計測時間の1セットのデ
ータが送信されてきたか否かを判定する。すなわち、上
述したバッテリコントローラ3により行われる処理手順
のステップS50で送信したデータが、セルコントロー
ラCC1〜CC12に送信されてきたか否かを判定する。送信
されていないと判定すると、ステップS120に戻って
再びセル電圧を検出し、次のステップS130で検出し
たセル電圧を記憶する。ここで記憶するセル電圧は、前
回記憶したセル電圧の値を更新するものではなく、新た
に記憶するものである。従って、ステップS140の判
定で、バッテリコントローラ3からのデータが送信され
ていないと判定し続けると、記憶するセル電圧の数が増
え続けるが、記憶するセル電圧の数に制限を設け、制限
数を超えると古いセル電圧データを消去して、順次更新
していくようにする。
きたと判定するとステップS150に進む。ステップS
150では、バッテリコントローラ3から送信されてき
たデータのうち、タイマ値(タイマ計測時間)に対応す
る各セル電圧を読み出す。すなわち、ステップS130
で記憶したタイマ計測時間のうち、バッテリコントロー
ラ3から送信されてきたタイマ計測時間と一致もしくは
最も近いタイマ計測時間を抽出する。上述したように、
セル電圧とタイマ計測時間とは1セットで記憶されてい
るので、抽出したタイマ計測時間に対応するセル電圧を
読み出す。セル電圧を読み出すとステップS160に進
む。
数nを1つ増加してステップS170に進む。尚、図2
(b)の処理の開始時には、サンプル数nの初期値とし
て1が設定されている。ステップS170では、データ
のサンプル数nが所定の数np以上になったか否かを判
定する。所定の数np以上でないと判定するとステップ
S120に戻り、ステップS170までの処理を再度行
う。所定の数np以上であると判定するとステップS1
80に進む。ステップS180では、内部抵抗劣化係数
γと容量劣化係数βの2つの劣化係数を演算する。
ついて説明する。図3は、放電電流と放電電圧との関係
を示す図である。図3において、a1〜a4およびb1〜
b4は、放電中に放電電流Iおよび放電電圧Vを複数回
測定してそのデータ(I,V)をプロットしたものであ
る。データa1〜a4は電池が新品のときの測定データで
あり、データb1〜b4は電池を長期間使用して劣化が生
じたときの測定データである。また、f0,f1は各々の
データ(a1〜a4),(b1〜b4)から一次回帰演算に
より得られる放電IV特性直線である。これらのIV特
性直線の傾きは電池の内部抵抗Rを表しており、IV特
性直線と放電電圧Vを表す縦軸との交点は電池の推定開
放電圧Eを表している。従って、IV特性直線は次式
(1)で表すことができる。 V=E−IR …(1)
のデータに基づいて得ることができ、予め求めておく。
特性直線f1は、バッテリコントローラ3で行われる処
理のステップS30で検出する電流と、セルコントロー
ラCC1〜CC12で行われる処理のステップS150で読み
出される電圧とに基づいて求める。特性直線f0からは
電池の初期内部抵抗R0(電池が新品の時の内部抵抗)
が得られ、特性直線f1からは劣化時内部抵抗R1が得ら
れる。内部抵抗劣化係数γは、初期内部抵抗R0と劣化
時内部抵抗R1とを用いて、次式(2)により算出され
る。 γ=R0/R1 …(2)
いて説明する。図4(a)は種々の放電深度DODにお
ける電池の放電IV特性を示した図である。直線f10は
放電電気量Ah=0のとき、すなわちDODがゼロ(満
充電時)の場合を表しており、直線f11,f12,f13の
場合の放電電気量Ahは順にAh1,Ah2,Ah3(た
だし、Ah1<Ah2<Ah3)である。すなわち、放電
電気量Ahが0→Ah1→Ah2→Ah3と大きくなるに
つれて特性直線はf10→f11→f12→f13と変化し、各
々の推定開放電圧もE0→E1→E2→E3と変化する。な
お、開放電圧としては、充放電IV特性を用いて推定し
たり、無負荷時の電圧を測定して得られる実際の開放電
圧を用いても良い。組電池1にリチウムイオン電池やニ
ッケル水素電池を用いる場合には、充放電IV特性によ
る直線を用いて求める推定開放電圧の推定精度が高く、
推定開放電圧と実際の開放電圧との誤差は小さい。
ステップS30で検出した電流と、セルコントローラCC
1〜CC12で行われる処理のステップS150で読み出さ
れた電圧とに基づいて、推定開放電圧E0〜Ejを求め、
放電電気量C(Ah)に対する開放電圧E(V)の関係
を一次以上の回帰演算で算出する。図4(b)はリチウ
ムイオン電池に関して算出された回帰曲線を示す図であ
る。リチウムイオン電池の場合には、一次回帰演算でも
電池特性を精度良く求めることができる。f20は電池初
期時の、f21は実際の(劣化時の)特性をそれぞれ示し
ており、一次回帰の場合にはこれらの特性は次式(3)
で表される。 E=Vf−C・K …(3) ここで、Kは特性直線の傾き、Vfは特性直線の電圧切
片である。図4(b)に示す特性直線f20の場合には傾
きがK0,電圧切片がVfであり、特性直線f21の場合
には傾きがKd,電圧切片がVf’である。式(3)で
求めた回帰直線と予め定めた放電容量規定電圧Veとの
交点の放電電気量、すなわち図4(b)に示す電池容量
C0,Cdを求める。電池容量C0,Cdは、次式(4)で
表すことができる。 C0=(Vf−Ve)/K0 Cd=(Vf’−Ve)/Kd …(4) 容量劣化補正係数βは、式(4)を用いて算出した電池
容量C0,Cdを用いて、次式(5)により求められる。 β=Cd/C0 …(5)
って説明を続ける。ステップS180では、上述した方
法により、各セルコントローラCC1〜CC12が管理するセ
ルの内部抵抗劣化係数γと容量劣化補正係数βの2つの
劣化係数を演算する。すなわち、1つのセルコントロー
ラは8つのセルを管理しているので、各セルコントロー
ラCC1〜CC12にて、内部抵抗劣化係数γと容量劣化補正
係数βとをそれぞれ8つずつ求める。各セルコントロー
ラCC1〜CC12は、8つの内部抵抗劣化係数γのうち、最
も小さい、すなわち最も劣化が進行しているセルの内部
抵抗劣化係数γを選択するとともに、8つの容量劣化補
正係数βのうち、最も小さい容量劣化補正係数βを選択
する。ステップS190では、ステップS180で選択
した内部抵抗劣化係数γと容量劣化補正係数βを、その
劣化係数に対応するセルと共に記憶して、本制御を終了
する。
の処理は、全てのセルコントローラCC1〜CC12により行
われる。ステップS190で内部抵抗劣化係数γと容量
劣化補正係数βとを記憶すると、各セルコントローラCC
1〜CC12によって異なる処理が始まる。尚、以下では、
内部抵抗劣化係数γと容量劣化補正係数βとを区別する
必要がないので、まとめて劣化係数と呼ぶ。初めに、セ
ルコントローラCC1で行われる処理について図5のフロ
ーチャートを用いて説明する。
チャートのステップS190で記憶した劣化係数をセル
コントローラCC2に送信する。次に、セルコントローラC
C2〜CC11にて行われる処理について図6に示すフローチ
ャートを用いて説明する。ステップS310では、上段
セルコントローラが送信した劣化係数を受信したか否か
を判定する。例えば、セルコントローラCC2が本処理を
行う場合、セルコントローラCC1が送信した劣化係数を
受信したか否かを判定し、セルコントローラCC11が本処
理を行う場合、セルコントローラCC10が送信した劣化係
数を受信したか否かを判定する。受信したと判定すると
ステップS320に進み、受信していないと判定すると
受信するまでステップS310で待機する。
るセルコントローラが記憶している劣化係数を読み出
す。劣化係数の読み出しを行うとステップS330に進
む。ステップS330では、前段セルコントローラから
送信されて、ステップS310で受信した劣化係数と、
ステップS320で読み出した劣化係数とを比較する。
前段セルコントローラから送信されてきた劣化係数が、
本セルコントローラで記憶していた劣化係数よりも小さ
い、すなわち、前段セルコントローラで管理しているセ
ルの方が、本セルコントローラで管理しているセルより
も劣化が進行していると判定するとステップS340に
進む。それ以外の場合は、ステップS350に進む。
ーラから送信されてきた劣化係数を次段セルコントロー
ラに送信する。例えば、セルコントローラCC2が本処理
を行っている場合、劣化係数が小さいと判定されたセル
コントローラCC1の劣化係数をセルコントローラCC3に送
信する。一方、ステップS350では、ステップS32
0で読み出した劣化係数を次段セルコントローラに送信
する。すなわち、ステップS330〜S350で行う処
理では、前段セルコントローラから送信されてきた劣化
係数と、本セルコントローラで読み出した劣化係数とを
比較して、値が小さい方の劣化係数、すなわち劣化が進
行しているセルの劣化係数を次段セルコントローラに送
信する。
ルコントローラCC12で行われる処理について説明する。
ステップS360では、セルコントローラCC11が送信し
た劣化係数を受信したか否かを判定する。図6に示すフ
ローチャートのステップS310〜S350までの処理
をセルコントローラCC2〜CC11が行うことにより、最も
小さい劣化係数がセルコントローラCC12に送信される。
受信したと判定するとステップS370に進み、受信し
ていないと判定すると受信するまでステップS360で
待機する。ステップS370では、セルコントローラCC
12で記憶している劣化係数を読み出す。
ーラ、すなわちセルコントローラCC11から送信されてき
た劣化係数と、ステップS370で読み出した劣化係数
とを比較する。セルコントローラCC11から送信されてき
た劣化係数が、セルコントローラCC12で記憶していた劣
化係数よりも小さいと判定すると、ステップS390に
進む。それ以外の場合には、ステップS400に進む。
ステップS390では、セルコントローラCC11から送信
されてきた劣化係数をバッテリコントローラ3に送信す
る。一方、ステップS400では、ステップS370で
読み出した劣化係数をバッテリコントローラ3に送信す
る。
る制御手順を説明するためのフローチャートである。図
8の処理は、図2に示すフローチャートのステップS7
0の判定で、データのサンプル数nが所定の数np以上
になったと判定したときに始まる。ステップS500で
は、セルコントローラCC12が送信した劣化係数を受信し
たか否かを判定する。セルコントローラCC12から送信さ
れてくる劣化係数は、全セルC1〜C96のうちで最も劣化
が進行しているセルの劣化係数である。受信したと判定
するとステップS510に進み、受信していないと判定
すると受信するまでステップS500で待機する。
で受信した劣化係数を記憶して、ステップS520に進
む。ステップS520では、ステップS510で記憶し
た劣化係数が所定値以上であるか否かを判定する。所定
値以上であると判定するとステップS540に進む。所
定値より小さいと判定すると、バッテリコントローラ3
に送信された劣化係数のセルは異常であると判定してス
テップS530に進む。これにより、例えば新品に交換
されたセルの劣化係数は大きいため、異常と判定される
ことはない。ステップS530では、異常セルが発生し
ている旨をモニタ40に表示して、ステップS540に
進む。ステップS540では、ステップS510で記憶
した劣化係数を用いて車両制御を行う。ここでの車両制
御には、セルの容量調整や電池SOCの演算等が含まれ
る。
によれば、各セルコントローラCC1〜CC12が管理する複
数のセルの劣化係数を演算して、最も値が小さい(最も
劣化が進行している)劣化係数を記憶する。セルコント
ローラCC1は、セルコントローラCC2に記憶した劣化係数
を送信する。セルコントローラCC2は、自己が記憶して
いる劣化係数とセルコントローラCC1から送信されてき
た劣化係数とを比較して、値が小さい方の劣化係数をセ
ルコントローラCC3に送信する。以後、各セルコントロ
ーラは、自己が記憶している劣化係数と前段のセルコン
トローラから送信されてきた劣化係数とを比較して、値
が小さい方の劣化係数を次段のセルコントローラに送信
する。セルコントローラCC12も上述した処理を行い、値
が小さい方の劣化係数をバッテリコントローラ3に送信
する。バッテリコントローラ3は、送信されてきた劣化
係数を記憶すると共に、劣化係数を所定の値と比較する
ことにより、セルの異常を判定する。
してバッテリコントローラ3に送信する方法と比べて、
送信するデータ量が少なくて済むので、演算処理等の制
御速度が遅延することはない。従って、演算処理装置も
高性能のものを用いる必要がなく、従来の演算装置を用
いることができる。また、劣化係数とその劣化係数を演
算したセルの識別データを1セットとしているので、セ
ルの異常を検出したときに、異常が発生したセルを特定
することができる。従って、異常が発生したセルのみを
交換するだけでよく、全てのセルを交換する必要がな
い。
ることはない。例えば、本発明による組電池の異常検出
装置をハイブリッド車両に適用することもできるし、本
発明が適用できるものであれば、車両以外のものにも適
用することができる。また、劣化係数の算出も上述した
方法に限定されることはなく、他の方法により算出して
もよい。さらに、セルの劣化進行度を示すものは、上述
した劣化係数に限られず、他のパラメータを用いても良
い。
車に適用した一実施の形態の構成を示す図
行われる制御手順を示すフローチャート
の図
の図
で行われる制御手順を示すフローチャート
〜CC11で行われる制御手順を示すフローチャート
で行われる制御手順を示すフローチャート
テリコントローラで行われる制御手順を示すフローチャ
ート
ラ、4…トルクプロセッシングコントローラ、5…モー
タコントローラ、6…モータ、7…減速機、8a,8b
…駆動輪、9…補助バッテリ、10…アクセルペダル、
20…電流センサ、30…電圧センサ、40…モニタ、
C1〜C96…セル、CC1〜CC12…セルコントローラ、M1〜M1
2…モジュール
Claims (4)
- 【請求項1】複数のセルから構成されるモジュールを直
列に複数個接続して構成される組電池の異常を検出する
装置であって、前記モジュールをそれぞれ別個に制御す
る、直列接続された複数のセルコントローラと、複数の
セルコントローラを制御するとともに、前記セルの異常
を検出するバッテリコントローラとを有する組電池の異
常検出装置において、 前記複数のセルコントローラのうち最上段のセルコント
ローラは、対応するモジュール内の複数のセルの劣化状
態をそれぞれ検出し、検出された劣化状態のうち最も劣
化が進行しているセルの劣化状態を次段のセルコントロ
ーラに出力し、 最上段のセルコントローラに後続する複数のセルコント
ローラのそれぞれは、対応するモジュール内の複数のセ
ルの劣化状態をそれぞれ検出し、検出された劣化状態の
うち最も劣化が進行しているセルの劣化状態と、前段の
セルコントローラから入力される劣化状態とを比較し、
劣化が進んでいる劣化状態を次段のセルコントローラに
出力し、 前記バッテリコントローラは、最下段のセルコントロー
ラから入力される、劣化が最も進んでいる劣化状態に基
づいて前記セルの異常を検出することを特徴とする組電
池の異常検出装置。 - 【請求項2】請求項1に記載の組電池の異常検出装置に
おいて、 前記バッテリコントローラは、前記最下段のセルコント
ローラから入力される劣化状態が所定の劣化状態より進
んでいると判断した場合に、前記入力される劣化状態を
検出したセルに異常が発生したと判定することを特徴と
する組電池の異常検出装置。 - 【請求項3】請求項1または2に記載の組電池の異常検
出装置において、 前記組電池に流れる充放電電流を検出する電流検出装置
と、 前記複数のセルの電圧を検出する電圧検出装置とをさら
に備え、 前記セルコントローラは、前記電流検出装置により検出
した充放電電流と、前記電圧検出装置により検出したセ
ル電圧とに基づいて、前記劣化状態を検出することを特
徴とする組電池の異常検出装置。 - 【請求項4】請求項3に記載の組電池の異常検出装置に
おいて、 前記劣化状態を検出する際に用いられる充放電電流とセ
ル電圧は、同時刻に検出されたものであることを特徴と
する組電池の異常検出装置。
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