JP2003189486A - 蓄電装置の残容量均等化装置 - Google Patents
蓄電装置の残容量均等化装置Info
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- JP2003189486A JP2003189486A JP2001380573A JP2001380573A JP2003189486A JP 2003189486 A JP2003189486 A JP 2003189486A JP 2001380573 A JP2001380573 A JP 2001380573A JP 2001380573 A JP2001380573 A JP 2001380573A JP 2003189486 A JP2003189486 A JP 2003189486A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 セルの均等化処理が行われているときに、メ
ンテナンス等が行われた場合には、その旨を速やかに検
出して均等化処理を終了させ、過放電等によるセルの劣
化・故障を防ぐ。 【解決手段】 複数のセル11,12を直列に接続され
てなり、走行用モータの駆動電源として用いられるバッ
テリ1と、バッテリ1の各セルに並列に設けられた電流
バイパス回路20,30と、各セルの電圧を検出する電
圧センサ13a,13bとを備え、バイパス回路制御部
10が、車両が停止した場合に、12Vバッテリ50か
らの電力供給により起動し、各セルの電圧に応じて電流
バイパス回路20,30を作動させるとともに、12V
バッテリ50からの電力供給が不可能になった場合に、
バックアップ電源15から電力供給を受けて、全ての電
流バイパス回路の作動を停止させる。
ンテナンス等が行われた場合には、その旨を速やかに検
出して均等化処理を終了させ、過放電等によるセルの劣
化・故障を防ぐ。 【解決手段】 複数のセル11,12を直列に接続され
てなり、走行用モータの駆動電源として用いられるバッ
テリ1と、バッテリ1の各セルに並列に設けられた電流
バイパス回路20,30と、各セルの電圧を検出する電
圧センサ13a,13bとを備え、バイパス回路制御部
10が、車両が停止した場合に、12Vバッテリ50か
らの電力供給により起動し、各セルの電圧に応じて電流
バイパス回路20,30を作動させるとともに、12V
バッテリ50からの電力供給が不可能になった場合に、
バックアップ電源15から電力供給を受けて、全ての電
流バイパス回路の作動を停止させる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、セルが複数個直列
又は直並列に接続された蓄電装置において、各セルの残
容量(SOC;State Of Charge)のバラツキを均等化
する蓄電装置の残容量均等化装置に関するものである。
又は直並列に接続された蓄電装置において、各セルの残
容量(SOC;State Of Charge)のバラツキを均等化
する蓄電装置の残容量均等化装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】EV(Electrical Vehicle:電気自動
車)又はHEV(Hybrid Electrical Vehicle:ハイブ
リッド車)においては、エネルギーストレージとして、
複数の電池セル(以下、単にセルという)を直列につな
いで高電圧バッテリとして搭載する必要がある。このよ
うなバッテリにおいて、充放電を繰り返して長期間使用
したり放置しておくと、バッテリを構成するセル単体の
充放電効率のバラツキや、セルの置かれる環境温度のバ
ラツキによりバッテリ内で各セルの残容量のバラツキ
(以下、SOCバラツキという)が発生する。
車)又はHEV(Hybrid Electrical Vehicle:ハイブ
リッド車)においては、エネルギーストレージとして、
複数の電池セル(以下、単にセルという)を直列につな
いで高電圧バッテリとして搭載する必要がある。このよ
うなバッテリにおいて、充放電を繰り返して長期間使用
したり放置しておくと、バッテリを構成するセル単体の
充放電効率のバラツキや、セルの置かれる環境温度のバ
ラツキによりバッテリ内で各セルの残容量のバラツキ
(以下、SOCバラツキという)が発生する。
【0003】また、バッテリの充放電にあたっては、各
セルの耐久性や安全確保の観点より、SOC値(又はセ
ル電圧)の最も高いセルが設定上限SOC値(又は上限
セル電圧値)に到達した時点で充電を禁止し、SOC値
(又はセル電圧)の最も低いセルが設定下限SOC値
(又は下限セル電圧値)に到達した時点で放電を禁止す
る必要がある。従って、各セルにSOCのバラツキが生
じると、実質上、バッテリの使用可能容量が減少するこ
とになる。このため、HEVにおいては、登坂時にガソ
リンに対してバッテリエネルギーを補充したり、降坂時
にバッテリにエネルギーを回生したりする、いわゆるア
シスト・回生が不十分となり、実車動力性能や燃費を低
下させることになる。
セルの耐久性や安全確保の観点より、SOC値(又はセ
ル電圧)の最も高いセルが設定上限SOC値(又は上限
セル電圧値)に到達した時点で充電を禁止し、SOC値
(又はセル電圧)の最も低いセルが設定下限SOC値
(又は下限セル電圧値)に到達した時点で放電を禁止す
る必要がある。従って、各セルにSOCのバラツキが生
じると、実質上、バッテリの使用可能容量が減少するこ
とになる。このため、HEVにおいては、登坂時にガソ
リンに対してバッテリエネルギーを補充したり、降坂時
にバッテリにエネルギーを回生したりする、いわゆるア
シスト・回生が不十分となり、実車動力性能や燃費を低
下させることになる。
【0004】この対応として、各セルのSOCバラツキ
を均等化して、バッテリの使用可能容量を確保する手段
が必要となる。特に、リチウムイオン電池や電気二重層
キャパシタ等のように、過充電領域まで充放電効率が変
化しないようなエネルギーストレージにとっては、均等
化処理を行うための付加システムが必須となる。このよ
うな均等化処理の手法としては、セル毎に、電圧センサ
やバイパス抵抗及びバイパススイッチ(制御トランジス
タ)を備えるバイパス回路などを設定し、バイパススイ
ッチをマイコンでコントロールする手法(いわゆるバイ
パス回路方法)が提案されており、HEVなどに搭戴さ
れ実用化に至っている。
を均等化して、バッテリの使用可能容量を確保する手段
が必要となる。特に、リチウムイオン電池や電気二重層
キャパシタ等のように、過充電領域まで充放電効率が変
化しないようなエネルギーストレージにとっては、均等
化処理を行うための付加システムが必須となる。このよ
うな均等化処理の手法としては、セル毎に、電圧センサ
やバイパス抵抗及びバイパススイッチ(制御トランジス
タ)を備えるバイパス回路などを設定し、バイパススイ
ッチをマイコンでコントロールする手法(いわゆるバイ
パス回路方法)が提案されており、HEVなどに搭戴さ
れ実用化に至っている。
【0005】上述したリチウムイオン電池や電気二重層
キャパシタのような大容量のバッテリにおいては、残容
量均等化処理を長時間に渡って確保できる期間、即ち車
両のイグニッションオフ時にセルの残容量均等化処理を
実施することにより、バイパス電流値を小さく設定する
ことができ、バイパス抵抗発熱を低減させることが可能
となる。また、電流バイパス回路の作動を制御している
制御装置等への電力供給は、補機用電源である12Vバ
ッテリから供給されている。
キャパシタのような大容量のバッテリにおいては、残容
量均等化処理を長時間に渡って確保できる期間、即ち車
両のイグニッションオフ時にセルの残容量均等化処理を
実施することにより、バイパス電流値を小さく設定する
ことができ、バイパス抵抗発熱を低減させることが可能
となる。また、電流バイパス回路の作動を制御している
制御装置等への電力供給は、補機用電源である12Vバ
ッテリから供給されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、車両のイグ
ニッションオフ時には、上述したセルの均等化処理が実
施されるだけでなく、実車のメンテナンス等が実施され
ることもある。実車のメンテナンスでは、例えば12V
バッテリを取り外して点検したり、各部を接続している
ハーネスのコネクタをはずして各部を点検することなど
が想定される。しかしながら、セルの残容量均等化処理
を行っている最中に、このような実車のメンテナンスが
実施されてしまうと、残容量均等化処理を制御している
制御装置への電力供給が不安定となったり、制御装置か
らの制御信号が各セルに対応して設けられているバイパ
ス回路へ正確に伝達されない等の不具合が生じ、必要以
上のバイパス放電を招来し、セルの劣化・故障を引き起
こす要因となる。
ニッションオフ時には、上述したセルの均等化処理が実
施されるだけでなく、実車のメンテナンス等が実施され
ることもある。実車のメンテナンスでは、例えば12V
バッテリを取り外して点検したり、各部を接続している
ハーネスのコネクタをはずして各部を点検することなど
が想定される。しかしながら、セルの残容量均等化処理
を行っている最中に、このような実車のメンテナンスが
実施されてしまうと、残容量均等化処理を制御している
制御装置への電力供給が不安定となったり、制御装置か
らの制御信号が各セルに対応して設けられているバイパ
ス回路へ正確に伝達されない等の不具合が生じ、必要以
上のバイパス放電を招来し、セルの劣化・故障を引き起
こす要因となる。
【0007】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、セルの均等化処理が行われているときに、メン
テナンス等が行われた場合には、その旨を速やかに検出
して均等化処理を終了させ、過放電等によるセルの劣化
・故障を防ぐことを目的とする。
もので、セルの均等化処理が行われているときに、メン
テナンス等が行われた場合には、その旨を速やかに検出
して均等化処理を終了させ、過放電等によるセルの劣化
・故障を防ぐことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の発明は、複数のセル(セル11、
12)を直列に接続されてなり、走行用モータ(走行用
モータ4)の駆動電源として用いられる第1の蓄電装置
(バッテリ1)と、第1の蓄電装置の各セルに並列に設
けられた電流バイパス回路(電流バイパス回路20、3
0)と、各セルの電圧を検出する第1の電圧検出手段
(電圧センサ13a、13b)と、車両が停止した場合
に、第2の蓄電装置(12Vバッテリ50)からの電力
供給により起動し、各セルの電圧に応じて前記電流バイ
パス回路を作動させるとともに、前記第2の蓄電装置か
らの電力供給が不可能になった場合に、全ての電流バイ
パス回路の作動を停止させるバイパス回路制御手段(バ
イパス回路制御部10)とを具備する蓄電装置の残容量
均等化装置を提供する。
に、請求項1に記載の発明は、複数のセル(セル11、
12)を直列に接続されてなり、走行用モータ(走行用
モータ4)の駆動電源として用いられる第1の蓄電装置
(バッテリ1)と、第1の蓄電装置の各セルに並列に設
けられた電流バイパス回路(電流バイパス回路20、3
0)と、各セルの電圧を検出する第1の電圧検出手段
(電圧センサ13a、13b)と、車両が停止した場合
に、第2の蓄電装置(12Vバッテリ50)からの電力
供給により起動し、各セルの電圧に応じて前記電流バイ
パス回路を作動させるとともに、前記第2の蓄電装置か
らの電力供給が不可能になった場合に、全ての電流バイ
パス回路の作動を停止させるバイパス回路制御手段(バ
イパス回路制御部10)とを具備する蓄電装置の残容量
均等化装置を提供する。
【0009】このように、第2の蓄電装置の充電状態が
不安定、或いは、第2の蓄電装置の点検等により第2の
蓄電装置とバイパス回路制御手段との接続が切断される
等して、バイパス回路制御手段への電力供給が不可能な
状態となり、バイパス回路制御手段が電流バイパス回路
の制御を正確に行えなくなった場合には、バイパス回路
制御手段が、全ての電流バイパス回路の作動を停止さ
せ、第1の蓄電装置を構成する全てのセルの均等化処理
を終了させる。これにより、セルのバイパス放電が続行
されることによるセルの劣化・故障を防止することがで
きる。
不安定、或いは、第2の蓄電装置の点検等により第2の
蓄電装置とバイパス回路制御手段との接続が切断される
等して、バイパス回路制御手段への電力供給が不可能な
状態となり、バイパス回路制御手段が電流バイパス回路
の制御を正確に行えなくなった場合には、バイパス回路
制御手段が、全ての電流バイパス回路の作動を停止さ
せ、第1の蓄電装置を構成する全てのセルの均等化処理
を終了させる。これにより、セルのバイパス放電が続行
されることによるセルの劣化・故障を防止することがで
きる。
【0010】また、請求項2に記載の発明は、複数のセ
ル(セル11,12)を直列に接続されてなり、走行用
モータ(走行用モータ4)の駆動電源として用いられる
第1の蓄電装置(バッテリ1)と、第1の蓄電装置の各
セルに並列に設けられた電流バイパス回路(電流バイパ
ス回路20,30)と、各セルの電圧を検出する第1の
電圧検出手段(電圧センサ13a,13b)と、車両が
停止した場合(イグニッションがオフした場合)に、第
2の蓄電装置(12Vバッテリ50)からの電力供給に
より起動し、各セルの電圧に応じて前記電流バイパス回
路を作動させるとともに、前記第1の蓄電装置内に設け
られたブレーカが開放された場合には、全ての電流バイ
パス回路の作動を停止させるバイパス回路制御手段(バ
イパス回路制御部10)とを具備する蓄電装置の残容量
均等化装置を提供する。
ル(セル11,12)を直列に接続されてなり、走行用
モータ(走行用モータ4)の駆動電源として用いられる
第1の蓄電装置(バッテリ1)と、第1の蓄電装置の各
セルに並列に設けられた電流バイパス回路(電流バイパ
ス回路20,30)と、各セルの電圧を検出する第1の
電圧検出手段(電圧センサ13a,13b)と、車両が
停止した場合(イグニッションがオフした場合)に、第
2の蓄電装置(12Vバッテリ50)からの電力供給に
より起動し、各セルの電圧に応じて前記電流バイパス回
路を作動させるとともに、前記第1の蓄電装置内に設け
られたブレーカが開放された場合には、全ての電流バイ
パス回路の作動を停止させるバイパス回路制御手段(バ
イパス回路制御部10)とを具備する蓄電装置の残容量
均等化装置を提供する。
【0011】このように、実車のメンテナンスを実施す
る際に義務づけられている第1の蓄電装置の(メイン)
ブレーカの開放を検知して、メンテナンス開始を認識す
る。そして、このようなメンテナンス開始を認識した場
合には、コネクタの取り外し等により電流バイパス回路
の制御が正確に行えない虞があることを考慮し、バイパ
ス回路制御手段が、全てのセルの均等化処理を強制的に
終了させる。これにより、メンテナンスの最中に電流バ
イパス回路が作動しているという状況を回避することが
でき、安全性を確保することができるとともに、バイパ
ス放電が続行されることによるセルの劣化・故障を防止
することができる。
る際に義務づけられている第1の蓄電装置の(メイン)
ブレーカの開放を検知して、メンテナンス開始を認識す
る。そして、このようなメンテナンス開始を認識した場
合には、コネクタの取り外し等により電流バイパス回路
の制御が正確に行えない虞があることを考慮し、バイパ
ス回路制御手段が、全てのセルの均等化処理を強制的に
終了させる。これにより、メンテナンスの最中に電流バ
イパス回路が作動しているという状況を回避することが
でき、安全性を確保することができるとともに、バイパ
ス放電が続行されることによるセルの劣化・故障を防止
することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の一
実施形態について説明する。ここでは、本発明の一実施
形態として本発明の蓄電装置の残容量均等化装置を電気
自動車に適用した場合について説明する。
実施形態について説明する。ここでは、本発明の一実施
形態として本発明の蓄電装置の残容量均等化装置を電気
自動車に適用した場合について説明する。
【0013】以下、図4を用いて、電気自動車について
概略説明する。図4は、電気自動車の制御系のブロック
を示した図である。同図において、高圧系のバッテリ1
は、複数のセルを直列に接続したモジュールを1単位と
して、更に複数個のモジュールを直列に接続して構成さ
れている。なお、上記セルとしては、リチウムイオン電
池やキャパシタ等が挙げられる。また、バッテリ1内に
は、実車のメンテナンスを行う際に、安全性を確保する
ために開放(オフ)することが義務づけられているブレ
ーカ17が設けられている。また、ブレーカ開放検出部
16は、ブレーカ17が開放されたことを検知し、その
旨をバッテリECUへ出力する。
概略説明する。図4は、電気自動車の制御系のブロック
を示した図である。同図において、高圧系のバッテリ1
は、複数のセルを直列に接続したモジュールを1単位と
して、更に複数個のモジュールを直列に接続して構成さ
れている。なお、上記セルとしては、リチウムイオン電
池やキャパシタ等が挙げられる。また、バッテリ1内に
は、実車のメンテナンスを行う際に、安全性を確保する
ために開放(オフ)することが義務づけられているブレ
ーカ17が設けられている。また、ブレーカ開放検出部
16は、ブレーカ17が開放されたことを検知し、その
旨をバッテリECUへ出力する。
【0014】一方、バッテリ1を構成する各セルには、
セル間の残容量を均等化するための電流バイパス回路
や、各セル電圧を検出するための電圧検出回路13が設
けられている。電圧検出回路13によって検出された各
セルの電圧は、バッテリECU5へ出力され、バッテリ
ECU5は、これらの電圧値に基づいてセルの残容量を
検出し、この検出値に基づいてバッテリ1の充放電を制
御するとともに、このバッテリ1の残容量を実車ECU
6へ出力する。
セル間の残容量を均等化するための電流バイパス回路
や、各セル電圧を検出するための電圧検出回路13が設
けられている。電圧検出回路13によって検出された各
セルの電圧は、バッテリECU5へ出力され、バッテリ
ECU5は、これらの電圧値に基づいてセルの残容量を
検出し、この検出値に基づいてバッテリ1の充放電を制
御するとともに、このバッテリ1の残容量を実車ECU
6へ出力する。
【0015】走行用モータ4は、三相交流モータであ
り、この走行用モータ4の駆動力は、オートマチックト
ランスミッションあるいはマニュアルトランスミッショ
ンよりなるトランスミッション(図示せず)を介して駆
動輪(図示せず)に伝達される。また、電気自動車の減
速時には、駆動輪から走行用モータ4に駆動力が伝達さ
れ、走行用モータ4は発電機として機能していわゆる回
生制動力を発生し、バッテリ1の充電を行う。なお、走
行用モータ4とは別に、バッテリ1の充電用の発電機を
備える構成としてもよい。
り、この走行用モータ4の駆動力は、オートマチックト
ランスミッションあるいはマニュアルトランスミッショ
ンよりなるトランスミッション(図示せず)を介して駆
動輪(図示せず)に伝達される。また、電気自動車の減
速時には、駆動輪から走行用モータ4に駆動力が伝達さ
れ、走行用モータ4は発電機として機能していわゆる回
生制動力を発生し、バッテリ1の充電を行う。なお、走
行用モータ4とは別に、バッテリ1の充電用の発電機を
備える構成としてもよい。
【0016】走行用モータ4の駆動及び回生は、実車E
CU6からの制御指令を受けてインバータ2により行わ
れる。具体的には、インバータ2は、スイッチング素子
が2つ直列接続されたものが3つ並列接続されて構成さ
れており、各スイッチング素子のオンオフ制御信号が実
車ECU6により出力されることにより、走行用モータ
4の駆動時にはバッテリ1の直流電力を三相交流電力に
変換して走行用モータ4に供給し、走行用モータ4の回
生時には、走行用モータ4が発電した三相交流電力を直
流電力に変換してバッテリ1へ供給する。
CU6からの制御指令を受けてインバータ2により行わ
れる。具体的には、インバータ2は、スイッチング素子
が2つ直列接続されたものが3つ並列接続されて構成さ
れており、各スイッチング素子のオンオフ制御信号が実
車ECU6により出力されることにより、走行用モータ
4の駆動時にはバッテリ1の直流電力を三相交流電力に
変換して走行用モータ4に供給し、走行用モータ4の回
生時には、走行用モータ4が発電した三相交流電力を直
流電力に変換してバッテリ1へ供給する。
【0017】更に、バッテリ1には、降圧器としてのD
C/DCコンバータ40を介して補機用電源として用い
られる12Vバッテリ50が接続されており、車両の走
行時等には、DC/DCコンバータ40が作動すること
により、12Vバッテリ50がバッテリ1の電力により
充電される。また、12Vバッテリ50には、バッテリ
ECU5や実車ECU6、図示しない補機類(例えば、
車載のエアコンやワイパー等)、オーディオ等の電気負
荷が接続されており、12Vバッテリ50の電力がこれ
ら各部へ供給される。
C/DCコンバータ40を介して補機用電源として用い
られる12Vバッテリ50が接続されており、車両の走
行時等には、DC/DCコンバータ40が作動すること
により、12Vバッテリ50がバッテリ1の電力により
充電される。また、12Vバッテリ50には、バッテリ
ECU5や実車ECU6、図示しない補機類(例えば、
車載のエアコンやワイパー等)、オーディオ等の電気負
荷が接続されており、12Vバッテリ50の電力がこれ
ら各部へ供給される。
【0018】次に、本発明の一実施形態に係る蓄電装置
の残容量均等化装置について説明する。図1は、本発明
の一実施形態に係る蓄電装置の残容量均等化装置の内部
構成を示す図である。同図において、符号1は、上述し
たように複数のセルが直列に接続されてなるバッテリで
あり、ここでは、説明の便宜上、2つのセル11,12
により構成した例を示している。また、セル11とセル
12との接続点にはブレーカ17が設けられている。そ
して、車両のメンテナンス作業を行うために、手動でブ
レーカ17がオフにされると、このブレーカ17の開放
がブレーカ開放検出部16により検知され、その旨がバ
イパス回路制御部10へ通知される。符号20,30は
バッテリ1を構成するセル11,12の各々に並列にそ
れぞれ設けられた電流バイパス回路である。電流バイパ
ス回路20,30は、それぞれスイッチング素子21,
31とバイパス抵抗22,32とを備えており、スイッ
チング素子22,32がバイパス回路制御部10によっ
て制御されることにより、その作動が制御される。
の残容量均等化装置について説明する。図1は、本発明
の一実施形態に係る蓄電装置の残容量均等化装置の内部
構成を示す図である。同図において、符号1は、上述し
たように複数のセルが直列に接続されてなるバッテリで
あり、ここでは、説明の便宜上、2つのセル11,12
により構成した例を示している。また、セル11とセル
12との接続点にはブレーカ17が設けられている。そ
して、車両のメンテナンス作業を行うために、手動でブ
レーカ17がオフにされると、このブレーカ17の開放
がブレーカ開放検出部16により検知され、その旨がバ
イパス回路制御部10へ通知される。符号20,30は
バッテリ1を構成するセル11,12の各々に並列にそ
れぞれ設けられた電流バイパス回路である。電流バイパ
ス回路20,30は、それぞれスイッチング素子21,
31とバイパス抵抗22,32とを備えており、スイッ
チング素子22,32がバイパス回路制御部10によっ
て制御されることにより、その作動が制御される。
【0019】バイパス回路制御部10は、所定の条件に
基づいて、電流バイパス回路の作動を制御することによ
り、セルの残容量均等化を行う。また、バイパス回路制
御部10は、12Vバッテリ50からの電力供給が不可
能となった場合に、自己の起動を維持するためのバック
アップ電源15を備えている。このバックアップ電源1
5は、例えば、整流器(ダイオード)とコンデンサとに
より構成されており、コンデンサの充電は12Vバッテ
リ50からの電力供給により行われる。なお、このバッ
クアップ電源15は、12Vバッテリ50からの電力供
給が不可能となった後、バイパス回路制御部10が全て
のバイパス回路の作動を停止することができる程度の容
量を有していれば十分である。
基づいて、電流バイパス回路の作動を制御することによ
り、セルの残容量均等化を行う。また、バイパス回路制
御部10は、12Vバッテリ50からの電力供給が不可
能となった場合に、自己の起動を維持するためのバック
アップ電源15を備えている。このバックアップ電源1
5は、例えば、整流器(ダイオード)とコンデンサとに
より構成されており、コンデンサの充電は12Vバッテ
リ50からの電力供給により行われる。なお、このバッ
クアップ電源15は、12Vバッテリ50からの電力供
給が不可能となった後、バイパス回路制御部10が全て
のバイパス回路の作動を停止することができる程度の容
量を有していれば十分である。
【0020】また、符号13a,13bは所定のタイミ
ングで、それぞれセル11,セル12のセル電圧を検出
し、検出結果をバイパス回路制御部10へ出力する電圧
センサである。なお、この電圧センサは、図4に示した
電圧検出回路13に相当するものである。
ングで、それぞれセル11,セル12のセル電圧を検出
し、検出結果をバイパス回路制御部10へ出力する電圧
センサである。なお、この電圧センサは、図4に示した
電圧検出回路13に相当するものである。
【0021】また、バッテリ1にはDC/DCコンバー
タ40を介して12Vバッテリ50が接続されている。
12Vバッテリ50は、バイパス回路制御部10等へ電
力を供給する。また、符号51は12Vバッテリ50の
電圧を検出し、バイパス回路制御部10へ通知する電圧
センサである。なお、上記バイパス回路制御部10、並
びに12Vバッテリ50の電圧を検出する電圧センサ5
1は、図4におけるバッテリECU5内に設けられてい
る。
タ40を介して12Vバッテリ50が接続されている。
12Vバッテリ50は、バイパス回路制御部10等へ電
力を供給する。また、符号51は12Vバッテリ50の
電圧を検出し、バイパス回路制御部10へ通知する電圧
センサである。なお、上記バイパス回路制御部10、並
びに12Vバッテリ50の電圧を検出する電圧センサ5
1は、図4におけるバッテリECU5内に設けられてい
る。
【0022】次に、上記構成からなる蓄電装置の残容量
均等化装置の動作について図2及び図3を参照して説明
する。
均等化装置の動作について図2及び図3を参照して説明
する。
【0023】図2は、本発明の第1の実施形態に係るバ
イパス回路制御部10の動作を示すフローチャートであ
る。まず、バイパス回路制御部10は、イグニッション
オフの信号を受信すると、12Vバッテリ50の電力供
給を受けて起動し、電圧センサ13a、13bから通知
されるセル電圧に基づいて、セルの残容量均等化処理を
開始する(図2のステップSP1)。ここで、セルの残
容量均等化処理について図5を参照して具体的に説明す
る。セルの残容量均等化処理では、まず、バイパス回路
制御部10は、電圧センサ13a,13bから通知され
るセル電圧を確認し、セル電圧のバラツキが設定値Vs
以上であるか否かを判断する(図5のステップSP3
1)。例えば、セル電圧のバラツキは、セル電圧の最大
値とセル電圧の最小値との差が設定値Vs以上であるか
否かによって判断する。
イパス回路制御部10の動作を示すフローチャートであ
る。まず、バイパス回路制御部10は、イグニッション
オフの信号を受信すると、12Vバッテリ50の電力供
給を受けて起動し、電圧センサ13a、13bから通知
されるセル電圧に基づいて、セルの残容量均等化処理を
開始する(図2のステップSP1)。ここで、セルの残
容量均等化処理について図5を参照して具体的に説明す
る。セルの残容量均等化処理では、まず、バイパス回路
制御部10は、電圧センサ13a,13bから通知され
るセル電圧を確認し、セル電圧のバラツキが設定値Vs
以上であるか否かを判断する(図5のステップSP3
1)。例えば、セル電圧のバラツキは、セル電圧の最大
値とセル電圧の最小値との差が設定値Vs以上であるか
否かによって判断する。
【0024】この結果、セル電圧のバラツキが設定値V
s以上であった場合には、続いて、バイパススイッチを
オンさせるセルを選定する(ステップSP32)。具体
的には、まず、最も低いセル電圧Vminを均等化目標電
圧として設定し、各セル電圧と均等化目標電圧との差が
設定値Vs以上であるセルを残容量均等化の対象セルと
して選定する。
s以上であった場合には、続いて、バイパススイッチを
オンさせるセルを選定する(ステップSP32)。具体
的には、まず、最も低いセル電圧Vminを均等化目標電
圧として設定し、各セル電圧と均等化目標電圧との差が
設定値Vs以上であるセルを残容量均等化の対象セルと
して選定する。
【0025】続いて、ステップSP32において選定し
たセルに対応する電流バイパス回路に対して、バイパス
スイッチをオンさせる旨の制御信号を出力する(ステッ
プSP33)。これにより、係る制御信号を受信した電
流バイパス回路のバイパススイッチがオンすることによ
り、セルの残容量均等化を開始させる。続いて、バイパ
ス回路制御部10は、再度、ステップSP31へ戻り、
上述した処理を繰り返し行う。
たセルに対応する電流バイパス回路に対して、バイパス
スイッチをオンさせる旨の制御信号を出力する(ステッ
プSP33)。これにより、係る制御信号を受信した電
流バイパス回路のバイパススイッチがオンすることによ
り、セルの残容量均等化を開始させる。続いて、バイパ
ス回路制御部10は、再度、ステップSP31へ戻り、
上述した処理を繰り返し行う。
【0026】なお、バイパス放電が行われることによ
り、セルの電圧が徐々に低下し、セル間の残容量バラツ
キがVs未満となると、上述したステップSP31の処
理において「YES」と判断される。この場合には、バイ
パス回路制御部10は、全てのセルの電流バイパス回路
の作動を停止することによりバイパス放電を終了させ
(ステップSP34)、その後、バイパス回路制御部1
0自らの起動を停止して(ステップSP35)、当該セ
ルの残容量均等化処理を終了する。
り、セルの電圧が徐々に低下し、セル間の残容量バラツ
キがVs未満となると、上述したステップSP31の処
理において「YES」と判断される。この場合には、バイ
パス回路制御部10は、全てのセルの電流バイパス回路
の作動を停止することによりバイパス放電を終了させ
(ステップSP34)、その後、バイパス回路制御部1
0自らの起動を停止して(ステップSP35)、当該セ
ルの残容量均等化処理を終了する。
【0027】一方、上述したセルの残容量均等化処理を
行っている最中に、12Vバッテリ50との接続が切断
された旨が検出されると、図2に示す処理のステップS
P2において「YES」と判断される。この場合、バイパ
ス回路制御部10は、バックアップ電源15からの電力
供給を受けることにより自己の起動を維持し(ステップ
SP3)、続いて、全セルの電流バイパス回路に対して
バイパススイッチをオフする旨の制御信号を出力する
(ステップSP4)。これにより、全セルの電流バイパ
ス回路の作動が停止すると、バイパス回路制御部10は
自己の起動を停止し(ステップSP5)、当該処理を終
了する。
行っている最中に、12Vバッテリ50との接続が切断
された旨が検出されると、図2に示す処理のステップS
P2において「YES」と判断される。この場合、バイパ
ス回路制御部10は、バックアップ電源15からの電力
供給を受けることにより自己の起動を維持し(ステップ
SP3)、続いて、全セルの電流バイパス回路に対して
バイパススイッチをオフする旨の制御信号を出力する
(ステップSP4)。これにより、全セルの電流バイパ
ス回路の作動が停止すると、バイパス回路制御部10は
自己の起動を停止し(ステップSP5)、当該処理を終
了する。
【0028】ここで、ステップSP1における12Vバ
ッテリ50の接続切断の判断は、例えば、電圧センサ5
1から通知される12Vバッテリ50の電圧値が、予め
設定されている所定値(例えば、バイパス回路制御部1
0の起動又は起動維持が不可能であるような電圧値)以
下であった場合に、12Vバッテリ50との接続が切断
されたと判断する。また、12Vバッテリ50とバイパ
ス回路制御部10との接続点に物理的なスイッチを設け
ておき、このスイッチがオフされたことを検出して、上
記判断を行うようにしても良い。
ッテリ50の接続切断の判断は、例えば、電圧センサ5
1から通知される12Vバッテリ50の電圧値が、予め
設定されている所定値(例えば、バイパス回路制御部1
0の起動又は起動維持が不可能であるような電圧値)以
下であった場合に、12Vバッテリ50との接続が切断
されたと判断する。また、12Vバッテリ50とバイパ
ス回路制御部10との接続点に物理的なスイッチを設け
ておき、このスイッチがオフされたことを検出して、上
記判断を行うようにしても良い。
【0029】以上説明してきたように、第1の実施形態
に係るバイパス回路制御部10によれば、セルの残容量
均等化処理が実施されている最中に(即ち、図5におけ
るフローチャートの処理を開始した後からステップSP
35において起動停止するまでの期間に)、12Vバッ
テリ50との接続が切断された場合には、バックアップ
電源15の電力供給により自己の起動を維持して、全て
の電流バイパス回路の作動を停止させ、その後、自己の
作動も停止する。これにより、セルのバイパス放電が続
行されることによるセルの劣化・故障を防止することが
できる。
に係るバイパス回路制御部10によれば、セルの残容量
均等化処理が実施されている最中に(即ち、図5におけ
るフローチャートの処理を開始した後からステップSP
35において起動停止するまでの期間に)、12Vバッ
テリ50との接続が切断された場合には、バックアップ
電源15の電力供給により自己の起動を維持して、全て
の電流バイパス回路の作動を停止させ、その後、自己の
作動も停止する。これにより、セルのバイパス放電が続
行されることによるセルの劣化・故障を防止することが
できる。
【0030】次に、本発明の第2の実施形態に係るバイ
パス回路制御部10の動作について、図3を参照して説
明する。まず、バイパス回路制御部10は、イグニッシ
ョンオフの信号を受信すると、12Vバッテリ50の電
力供給を受けて起動し、電圧センサ13a、13bから
通知されるセル電圧に基づいて図5に示すセルの残容量
均等化処理を開始する(図3のステップSP10)。
パス回路制御部10の動作について、図3を参照して説
明する。まず、バイパス回路制御部10は、イグニッシ
ョンオフの信号を受信すると、12Vバッテリ50の電
力供給を受けて起動し、電圧センサ13a、13bから
通知されるセル電圧に基づいて図5に示すセルの残容量
均等化処理を開始する(図3のステップSP10)。
【0031】そして、バイパス回路制御部10は、図5
に示したセルの残容量均等化処理が行われている最中
に、ブレーカ開放検出部16からブレーカ17が開放状
態となった旨の通知を受けると、図3のステップSP1
1において「YES」と判断し、全セルの電流バイパス回
路に対してバイパススイッチをオフする旨の制御信号を
出力する(ステップSP12)。これにより、全セルの
電流バイパス回路の作動が停止すると、バイパス回路制
御部10は自己の起動を停止し(ステップSP13)、
当該処理を終了する。
に示したセルの残容量均等化処理が行われている最中
に、ブレーカ開放検出部16からブレーカ17が開放状
態となった旨の通知を受けると、図3のステップSP1
1において「YES」と判断し、全セルの電流バイパス回
路に対してバイパススイッチをオフする旨の制御信号を
出力する(ステップSP12)。これにより、全セルの
電流バイパス回路の作動が停止すると、バイパス回路制
御部10は自己の起動を停止し(ステップSP13)、
当該処理を終了する。
【0032】なお、本実施形態では、上述した第1の実
施形態とは異なり、12Vバッテリ50からの電力供給
が受けられる状態にあるため、バックアップ電源15か
らの電力供給を受けることなく、上記処理を行うことが
できる。
施形態とは異なり、12Vバッテリ50からの電力供給
が受けられる状態にあるため、バックアップ電源15か
らの電力供給を受けることなく、上記処理を行うことが
できる。
【0033】以上説明したように、本実施形態では、実
車のメンテナンスを実施する際に義務づけられているブ
レーカ17の開放を検知したときに、バイパス回路制御
部10が、全てのセルの均等化処理を終了させる。これ
により、実車のメンテナンスの最中に電流バイパス回路
が作動しているという状況を回避することができ、安全
性を確保することができるとともに、バイパス放電が続
行されることによるセルの劣化・故障を防止することが
できる。
車のメンテナンスを実施する際に義務づけられているブ
レーカ17の開放を検知したときに、バイパス回路制御
部10が、全てのセルの均等化処理を終了させる。これ
により、実車のメンテナンスの最中に電流バイパス回路
が作動しているという状況を回避することができ、安全
性を確保することができるとともに、バイパス放電が続
行されることによるセルの劣化・故障を防止することが
できる。
【0034】なお、図1に示した本実施形態におけるバ
イパス回路制御部10は、それぞれ専用のハードウェア
により実現されるものであってもよく、また、メモリお
よびCPU(中央演算装置)により構成され、図2、図
3及び図5に示した各処理を実現するためのプログラム
をメモリに記録して、このメモリに記録されたプログラ
ムをCPUがロードして実行することによりその機能を
実現させるものであってもよい。また、上記プログラム
は、前述した機能の一部を実現するためのものであって
も良い。さらに、上記プログラムは、前述した機能を蓄
電装置の残容量均等化装置を構成するメモリに既に記録
されている種々のプログラムとの組み合わせで実現でき
るもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であ
っても良い。
イパス回路制御部10は、それぞれ専用のハードウェア
により実現されるものであってもよく、また、メモリお
よびCPU(中央演算装置)により構成され、図2、図
3及び図5に示した各処理を実現するためのプログラム
をメモリに記録して、このメモリに記録されたプログラ
ムをCPUがロードして実行することによりその機能を
実現させるものであってもよい。また、上記プログラム
は、前述した機能の一部を実現するためのものであって
も良い。さらに、上記プログラムは、前述した機能を蓄
電装置の残容量均等化装置を構成するメモリに既に記録
されている種々のプログラムとの組み合わせで実現でき
るもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であ
っても良い。
【0035】また、本発明の蓄電装置の残容量均等化装
置は、上述した電気自動車の他、ハイブリッド車両等の
高圧バッテリを備える車両に適用可能であり、その場合
においても、上述した電気自動車と同様の効果を奏す
る。
置は、上述した電気自動車の他、ハイブリッド車両等の
高圧バッテリを備える車両に適用可能であり、その場合
においても、上述した電気自動車と同様の効果を奏す
る。
【0036】以上、図面を参照して本発明の一実施形態
について詳述してきたが、具体的な構成は上記実施形態
に限られるものではなく、この発明の要旨の範囲で種々
の変形が可能である。例えば、上記の実施形態では、バ
ッテリが、2つのセルを直列接続してなる構成の場合に
ついて述べたが、これには限られない。
について詳述してきたが、具体的な構成は上記実施形態
に限られるものではなく、この発明の要旨の範囲で種々
の変形が可能である。例えば、上記の実施形態では、バ
ッテリが、2つのセルを直列接続してなる構成の場合に
ついて述べたが、これには限られない。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
蓄電装置の残容量均等化装置によれば、第2の蓄電装置
の充電状態が不安定、或いは、第2の蓄電装置の点検等
により第2の蓄電装置とバイパス回路制御手段との接続
が切断されるなどして、バイパス回路制御手段への電力
供給が不可能な状態となり、バイパス回路制御手段が電
流バイパス回路の制御が正確に行えなくなった場合に
は、バイパス回路制御手段が、全ての電流バイパス回路
の作動を停止させ、第1の蓄電装置を構成する全てのセ
ルの均等化処理を終了させるので、セルのバイパス放電
が続行されることによるセルの劣化・故障を防止するこ
とができる。
蓄電装置の残容量均等化装置によれば、第2の蓄電装置
の充電状態が不安定、或いは、第2の蓄電装置の点検等
により第2の蓄電装置とバイパス回路制御手段との接続
が切断されるなどして、バイパス回路制御手段への電力
供給が不可能な状態となり、バイパス回路制御手段が電
流バイパス回路の制御が正確に行えなくなった場合に
は、バイパス回路制御手段が、全ての電流バイパス回路
の作動を停止させ、第1の蓄電装置を構成する全てのセ
ルの均等化処理を終了させるので、セルのバイパス放電
が続行されることによるセルの劣化・故障を防止するこ
とができる。
【0038】また、請求項2に記載の蓄電装置の残容量
均等化装置によれば、実車のメンテナンスを実施する際
に義務づけられている第1の蓄電装置のブレーカの開放
を検知して、メンテナンス開始を認識する。そして、こ
のようなメンテナンス開始を認識した場合には、コネク
タの取り外し等により電流バイパス回路の制御が正確に
行えない虞があることを考慮し、バイパス回路制御手段
が、全てのセルの均等化処理を強制的に終了させるの
で、メンテナンスの最中に電流バイパス回路が作動して
いるという状況を回避することができ、安全性を確保す
ることができるとともに、バイパス放電が続行されるこ
とによるセルの劣化・故障を防止することができる。
均等化装置によれば、実車のメンテナンスを実施する際
に義務づけられている第1の蓄電装置のブレーカの開放
を検知して、メンテナンス開始を認識する。そして、こ
のようなメンテナンス開始を認識した場合には、コネク
タの取り外し等により電流バイパス回路の制御が正確に
行えない虞があることを考慮し、バイパス回路制御手段
が、全てのセルの均等化処理を強制的に終了させるの
で、メンテナンスの最中に電流バイパス回路が作動して
いるという状況を回避することができ、安全性を確保す
ることができるとともに、バイパス放電が続行されるこ
とによるセルの劣化・故障を防止することができる。
【図1】 本発明の一実施形態に係る蓄電装置の残容量
均等化装置の内部構成を示す図である。
均等化装置の内部構成を示す図である。
【図2】 本発明の第1の実施形態に係るバイパス回路
制御部10の動作を示すフローチャートである。
制御部10の動作を示すフローチャートである。
【図3】 本発明の第2の実施形態に係るバイパス回路
制御部10の動作を示すフローチャートである。
制御部10の動作を示すフローチャートである。
【図4】 電気自動車の制御系のブロックを示した図で
ある。
ある。
【図5】 セルの残容量均等化処理の一例を示すフロー
チャートである。
チャートである。
1 バッテリ(第1の蓄電装置)
2 インバータ
4 走行用モータ
5 バッテリECU
6 実車ECU
10 バイパス回路制御部(バイパス回路制御手段)
11,12 セル
13 電圧検出回路
13a,13b 電圧センサ(第1の電圧検出手段)
15 バックアップ電源
16 ブレーカ開放検出部
17 ブレーカ
20,30 電流バイパス回路
21,31 バイパススイッチ
22,32 バイパス抵抗
40 DC/DCコンバータ
50 12Vバッテリ
51 電圧センサ
Claims (2)
- 【請求項1】 複数のセルを直列に接続されてなり、走
行用モータの駆動電源として用いられる第1の蓄電装置
と、第1の蓄電装置の各セルに並列に設けられた電流バ
イパス回路と、各セルの電圧を検出する第1の電圧検出
手段と、車両が停止した場合に、第2の蓄電装置からの
電力供給により起動し、各セルの電圧に応じて前記電流
バイパス回路を作動させるとともに、前記第2の蓄電装
置からの電力供給が不可能になった場合に、全ての電流
バイパス回路の作動を停止させるバイパス回路制御手段
とを具備する蓄電装置の残容量均等化装置。 - 【請求項2】 複数のセルを直列に接続されてなり、走
行用モータの駆動電源として用いられる第1の蓄電装置
と、第1の蓄電装置の各セルに並列に設けられた電流バ
イパス回路と、各セルの電圧を検出する第1の電圧検出
手段と、車両が停止した場合に、第2の蓄電装置からの
電力供給により起動し、各セルの電圧に応じて前記電流
バイパス回路を作動させるとともに、前記第1の蓄電装
置内に設けられたブレーカが開放された場合には、全て
の電流バイパス回路の作動を停止させるバイパス回路制
御手段とを具備する蓄電装置の残容量均等化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001380573A JP2003189486A (ja) | 2001-12-13 | 2001-12-13 | 蓄電装置の残容量均等化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001380573A JP2003189486A (ja) | 2001-12-13 | 2001-12-13 | 蓄電装置の残容量均等化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003189486A true JP2003189486A (ja) | 2003-07-04 |
Family
ID=27591561
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001380573A Withdrawn JP2003189486A (ja) | 2001-12-13 | 2001-12-13 | 蓄電装置の残容量均等化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003189486A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008092660A (ja) * | 2006-10-02 | 2008-04-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蓄電回路 |
JP2008228518A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 蓄電システム |
JP2012115103A (ja) * | 2010-11-26 | 2012-06-14 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 直流電源装置及びキャパシタモジュールの電圧不均等化抑制方法 |
JP2021517448A (ja) * | 2018-10-26 | 2021-07-15 | エルジー・ケム・リミテッド | バランシング装置、それを含むバッテリー管理システム及びバッテリーパック |
WO2024011753A1 (zh) * | 2022-07-14 | 2024-01-18 | 沃太能源股份有限公司 | 储能*** |
-
2001
- 2001-12-13 JP JP2001380573A patent/JP2003189486A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2021517448A (ja) * | 2018-10-26 | 2021-07-15 | エルジー・ケム・リミテッド | バランシング装置、それを含むバッテリー管理システム及びバッテリーパック |
JP7059507B2 (ja) | 2018-10-26 | 2022-04-26 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | バランシング装置、それを含むバッテリー管理システム及びバッテリーパック |
US11689031B2 (en) | 2018-10-26 | 2023-06-27 | Lg Energy Solution, Ltd. | Balancing apparatus, and battery management system and battery pack including the same |
WO2024011753A1 (zh) * | 2022-07-14 | 2024-01-18 | 沃太能源股份有限公司 | 储能*** |
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Legal Events
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---|---|---|---|
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