JP2016144347A - Battery system - Google Patents

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昌利 内田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To recover a battery performance by performing voltage equalization processing with appropriate discharge power corresponding to a voltage difference and cancelling memory effects for each target battery that is selected in a battery pack.SOLUTION: A battery system 1 comprises: a battery pack 10 including a plurality of unit cells; a plurality of accessories 41-43 for consuming power discharged from a target battery including at least one unit cell with electric energy that is different from each other; a first switching device 20 for switching the target battery to be connected to the accessories 41-43; a second switching device 30 for switching the accessories 41-43 to be connected to the target battery; and a control device 50 for controlling operations of the first switching device 20 and the second switching device 30. If a voltage between target batteries is varied, the control device 50 equalizes the voltages of the target batteries by selecting the accessories 41-43 of power consumption corresponding to the voltage difference and continues discharge to a predetermined voltage at which memory effects are cancelled in all the unit cells included in the target batteries.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、直列に接続された複数の単電池を含む組電池を備えた電池システムに関する。   The present invention relates to a battery system including an assembled battery including a plurality of single cells connected in series.

例えば、特許文献１には、直列に接続された多数の蓄電セルを含む蓄電装置について各蓄電セル間の電圧にばらつきが生じた場合に、電圧差を解消するように各電池セル間で電荷を移動させて均等化するバランス補正装置が記載されている。   For example, in Patent Document 1, when there is a variation in the voltage between the storage cells of a storage device including a large number of storage cells connected in series, the charge is transferred between the battery cells so as to eliminate the voltage difference. A balance correction device for moving and equalizing is described.

特開２０１４−２０４６３８号公報JP 2014-204638 A

特許文献１のバランス補正装置では、各蓄電セル間の電圧のばらつきである電圧差に応じた適切な均等化処理を行うことができず、また、各蓄電セルが二次電池で構成される場合には各蓄電セル間で均等化処理を行った後も二次電池のメモリ効果が継続して電池性能が低下するという問題がある。ここで、メモリ効果とは、二次電池の容量を使い切らない状態で充放電を繰り返すことによって、二次電池の端子間電圧が低下して、見せかけ上の容量が少なくなる現象をいう。   In the balance correction device of Patent Document 1, it is not possible to perform an appropriate equalization process according to a voltage difference that is a variation in voltage between each storage cell, and each storage cell is configured by a secondary battery. However, there is a problem that the memory effect of the secondary battery continues and the battery performance deteriorates even after the equalization process is performed between the storage cells. Here, the memory effect refers to a phenomenon in which the apparent battery capacity decreases due to a decrease in the voltage between the terminals of the secondary battery due to repeated charging and discharging without using up the capacity of the secondary battery.

本発明の目的は、選択された対象電池毎に、電圧差に応じた適切な放電電力で均等化処理を行えるとともに、メモリ効果を除去することができる電池システムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a battery system that can perform an equalization process with an appropriate discharge power corresponding to a voltage difference for each selected target battery and can eliminate a memory effect.

本発明に係る電池システムは、直列に接続された複数の単電池を有する組電池と、少なくとも１つの前記単電池を含む対象電池から放電された電力を互いに異なる値で消費させるための複数の補機類と、前記対象電池に接続されたスイッチ素子を含み、このスイッチ素子のオンおよびオフによって、前記補機類に接続される前記対象電池を切り換える第１切換装置と、前記各補機類に接続されたスイッチ素子を含み、このスイッチ素子のオンおよびオフによって、前記対象電池に接続される前記補機類を切り換える第２切換装置と、前記第１切換装置および第２切換装置の動作を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記対象電池間の電圧にばらつきが生じたとき、その電圧差に応じた消費電力の前記補機類を選択して前記対象電池から放電を行って前記対象電池の電圧を均等化するとともに、前記対象電池に含まれる全ての単電池においてメモリ効果が除去される所定電圧まで放電を継続するものである。   The battery system according to the present invention includes a plurality of supplementary batteries for consuming electric power discharged from a battery pack including a plurality of unit cells connected in series and a target battery including at least one unit cell at different values. A switching device connected to the target battery, and a first switching device that switches the target battery connected to the auxiliary machinery by turning on and off the switching device; and each auxiliary machinery A second switching device that switches the auxiliary devices connected to the target battery, and controls the operations of the first switching device and the second switching device. And when the voltage between the target batteries varies, the control apparatus selects the auxiliary devices with power consumption corresponding to the voltage difference, and the target battery Thereby equalizing the voltage of the target cell by performing the al discharge, is to continue to discharge to a predetermined voltage memory effect is eliminated in all of the cells included in the target cell.

本発明に係る電池システムによれば、選択された対象電池毎に、電圧差に応じた適切な放電電力で均等化処理を行えるとともに、対象電池を構成する単電池のメモリ効果を除去して電池性能を回復させることができる。   According to the battery system of the present invention, for each selected target battery, the equalization process can be performed with an appropriate discharge power corresponding to the voltage difference, and the memory effect of the single cells constituting the target battery is removed. Performance can be restored.

本発明の一実施形態である電池システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the battery system which is one Embodiment of this invention. 図１に示した第２切換装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 2nd switching apparatus shown in FIG. 図１に示した電池パックおよび第１切換装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the battery pack shown in FIG. 1, and a 1st switching device. 図３に示した電池ブロックおよび第１切換装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the battery block shown in FIG. 3, and a 1st switching device. 図４に示した電池ブロックを充放電するときの電流経路を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the electric current path | route when charging / discharging the battery block shown in FIG. 図４に示した電池ブロックに含まれる１つの単電池を充放電するときの電流経路を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the electric current path | route when charging / discharging one single cell contained in the battery block shown in FIG. 図４に示した電池ブロックに含まれる別の単電池を充放電するときの電流経路を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the electric current path | route when charging / discharging another cell contained in the battery block shown in FIG. 図４に示した電池ブロックに含まれる更に別の単電池を充放電するときの電流経路を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the electric current path | route when charging / discharging another another cell contained in the battery block shown in FIG. 図４に示した電池ブロックに含まれるまた更に別の単電池を充放電するときの電流経路を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the electric current path | route when charging / discharging another another cell contained in the battery block shown in FIG. 対象電池について実行される均等化処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the equalization process performed about an object battery. 対象電池について実行されるメモリ効果除去処理を示す、図１０の続きのフローチャートである。FIG. 11 is a continuation flowchart of FIG. 10 showing a memory effect removal process executed for the target battery.

以下に、本発明に係る実施の形態（以下、実施形態という）について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments according to the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this description, specific shapes, materials, numerical values, directions, and the like are examples for facilitating the understanding of the present invention, and can be appropriately changed according to the application, purpose, specification, and the like. In addition, when a plurality of embodiments and modifications are included in the following, it is assumed from the beginning that these characteristic portions are used in appropriate combinations.

図1は、本実施形態における電池システム１の構成を示す。電池システム１は、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両に搭載される。電池システム１は、電池パック（本発明の組電池に相当する）１０、第１切換装置２０、第２切換装置３０、第１ないし第３補機類４１，４２，４３、および、制御装置５０を備える。   FIG. 1 shows a configuration of a battery system 1 in the present embodiment. The battery system 1 is mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, for example. The battery system 1 includes a battery pack (corresponding to the assembled battery of the present invention) 10, a first switching device 20, a second switching device 30, first to third auxiliary devices 41, 42, 43, and a control device 50. Is provided.

また、車両には、コンバータ２、インバータ４およびモータ６が搭載されている。コンバータは、電池パック１０から出力された直流電力を昇圧してインバータ４に供給できる。インバータ４は、コンバータ２から供給された直流電力を交流電力に変換してモータ６に出力する。これにより、モータ６が駆動されて車両がモータ動力により走行することができる。他方、車両の減速時等には車輪からモータ６に動力が伝達され、このときモータ６は発電機として機能する。モータ６で回生された電力は、インバータ４で交流から直流に変換され、コンバータ２によって降圧されて、電池パック１０に充電される。さらに、車両には、外部電源供給装置が設置されてもよい。この場合、外部電源供給装置を介して車両外部の負荷（例えば、整備のための電動工具や空調機など）に対して放電を行うことができる。   Further, the converter 2, the inverter 4 and the motor 6 are mounted on the vehicle. The converter can boost the DC power output from the battery pack 10 and supply it to the inverter 4. Inverter 4 converts the DC power supplied from converter 2 into AC power and outputs the AC power to motor 6. Thereby, the motor 6 is driven and the vehicle can travel with the motor power. On the other hand, power is transmitted from the wheels to the motor 6 when the vehicle is decelerated, and the motor 6 functions as a generator at this time. The electric power regenerated by the motor 6 is converted from alternating current to direct current by the inverter 4, stepped down by the converter 2, and charged to the battery pack 10. Furthermore, an external power supply device may be installed in the vehicle. In this case, discharge can be performed on a load outside the vehicle (for example, a power tool or an air conditioner for maintenance) via the external power supply device.

第１切換装置２０は、電池パック１０の正極端子および負極端子に接続されている。第１切換装置２０は、後述するように、電池パック１０内において、充放電の対象となる電池(以下、対象電池という)を切り換える。第１切換装置２０には、第２切換装置３０が接続されている。   The first switching device 20 is connected to the positive terminal and the negative terminal of the battery pack 10. As will be described later, the first switching device 20 switches a battery to be charged / discharged (hereinafter referred to as a target battery) in the battery pack 10. A second switching device 30 is connected to the first switching device 20.

第２切換装置３０は、第１切換装置２０（すなわち、対象電池）と接続される補機類を切り換える。具体的には、第２切換装置３０は、第１補機類４１、第２補機類４２および第３補機類４３のうちのいずれかを第１切換装置２０と接続させる。   The second switching device 30 switches auxiliary devices connected to the first switching device 20 (that is, the target battery). Specifically, the second switching device 30 connects any one of the first auxiliary machinery 41, the second auxiliary machinery 42, and the third auxiliary machinery 43 to the first switching device 20.

第１補機類４１、第２補機類４２および第３補機類４３は、第１切換装置２０によって切り換えられた対象電池を放電するために用いられる。第１ないし第３補機類４１，４２，４３は、対象電池から放電される電力を互いに異なる値（電力量）で消費する。具体的には、対象電池からの放電時における第１補機類４１の消費電力は、第２補機類４２の消費電力よりも小さい。対象電池からの放電時における第２補機類４２の消費電力は、第３補機類４３の消費電力よりも小さい。言い換えれば、第３補機類４３の消費電力が「大」で、第２補機類４２の消費電力が「中」で、第１補機類４２の消費電力が「小」である。ここで、例えば、第１補機類４１には車載ラジオ、第２補機類４２にはヘッドライト、第３補機類４３にはエアコンをそれぞれ用いることができる。なお、補機類の数は、適宜設定することができる。   The first auxiliary machinery 41, the second auxiliary machinery 42, and the third auxiliary machinery 43 are used for discharging the target battery switched by the first switching device 20. The first to third auxiliary machines 41, 42, and 43 consume the electric power discharged from the target battery at different values (power amounts). Specifically, the power consumption of the first auxiliary machinery 41 when discharging from the target battery is smaller than the power consumption of the second auxiliary machinery 42. The power consumption of the second auxiliary machinery 42 when discharging from the target battery is smaller than the power consumption of the third auxiliary machinery 43. In other words, the power consumption of the third auxiliary machinery 43 is “large”, the power consumption of the second auxiliary machinery 42 is “medium”, and the power consumption of the first auxiliary machinery 42 is “small”. Here, for example, a vehicle-mounted radio can be used for the first auxiliary equipment 41, a headlight can be used for the second auxiliary equipment 42, and an air conditioner can be used for the third auxiliary equipment 43. The number of auxiliary machines can be set as appropriate.

制御装置５０は、第１切換装置２０および第２切換装置３０に接続されている。制御装置５０は、第１切換装置２０に信号を送信して、後述するようにスイッチ素子をオンまたはオフさせる。これにより、第１切換装置２０に接続される対象電池が切り換わる。また、制御装置５０は、第２切換装置３０に信号を送信して、後述するスイッチ素子をオンまたはオフさせる。これにより、第２切換装置３０に接続される補機類４１〜４３が切り換わる。さらに、制御装置５０は、第１ないし第３補機類４１〜４３に図示しない信号線を介してそれぞれ接続されており、各補機類４１〜４３の作動を制御することができる。   The control device 50 is connected to the first switching device 20 and the second switching device 30. The control device 50 transmits a signal to the first switching device 20 to turn on or off the switch element as will be described later. As a result, the target battery connected to the first switching device 20 is switched. Further, the control device 50 transmits a signal to the second switching device 30 to turn on or off a switch element to be described later. Thereby, the auxiliary machinery 41-43 connected to the 2nd switching apparatus 30 switches. Further, the control device 50 is connected to the first to third auxiliary devices 41 to 43 via signal lines (not shown), and can control the operation of the auxiliary devices 41 to 43.

電池パック１０には、電圧センサ１８が設けられている。電圧センサ１８は、電池パック１０に含まれる複数の単電池１３の端子間電圧をそれぞれ検出することができる。電圧センサ１８は、検出した電圧を図示しない信号線を介して制御装置５０に送信する。制御装置５０は、この検出電圧に基づいて、後述する電池パック１０、電池スタック１１、電池ブロック１２、単電池１３等の電圧を算出又は取得できる。   The battery pack 10 is provided with a voltage sensor 18. The voltage sensor 18 can detect the inter-terminal voltages of the plurality of single cells 13 included in the battery pack 10. The voltage sensor 18 transmits the detected voltage to the control device 50 via a signal line (not shown). Based on this detected voltage, the control device 50 can calculate or obtain voltages of a battery pack 10, a battery stack 11, a battery block 12, a single battery 13, and the like, which will be described later.

また、第１切換装置２０と第２切換装置３０とを接続する電力線には、電流センサ２２が設けられている。電流センサ２２は、対象電池から補機類に放電するときの電流を検出し、その検出電流を制御装置５０に送信する。制御装置５０は、その電流を後述する処理に用いる。なお、電流センサ２２は、適宜の位置に設置されてもよく、例えば、電池パック１０と第１切換装置２０との間の電力線に設置されてもよい。   Further, a current sensor 22 is provided on the power line connecting the first switching device 20 and the second switching device 30. The current sensor 22 detects a current when discharging from the target battery to the auxiliary machinery, and transmits the detected current to the control device 50. The control device 50 uses the current for processing to be described later. The current sensor 22 may be installed at an appropriate position, for example, may be installed on a power line between the battery pack 10 and the first switching device 20.

図２は、図１に示した第２切換装置３０の構成を示す図である。図２に示すように、第２切換装置３０は、スイッチ素子ＳＷ１１〜ＳＷ１６を有する。第２切換装置３０の各スイッチ素子ＳＷ１１〜ＳＷ１６は、制御装置５０からの信号によりオンまたはオフに制御される。各スイッチ素子ＳＷ１１，ＳＷ１２の一端は第１補機類４１に接続され、各スイッチ素子ＳＷ１１，ＳＷ１２の他端は第１切換装置２０に接続されている。スイッチ素子ＳＷ１１，ＳＷ１２だけがオンであるとき、第１補機類４１を第１切換装置２０に接続することができる。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the second switching device 30 illustrated in FIG. 1. As illustrated in FIG. 2, the second switching device 30 includes switch elements SW11 to SW16. The switch elements SW11 to SW16 of the second switching device 30 are controlled to be turned on or off by a signal from the control device 50. One end of each switch element SW11, SW12 is connected to the first auxiliary equipment 41, and the other end of each switch element SW11, SW12 is connected to the first switching device 20. When only the switch elements SW11 and SW12 are on, the first auxiliary machinery 41 can be connected to the first switching device 20.

各スイッチ素子ＳＷ１３，ＳＷ１４の一端は第２補機類４２に接続され、各スイッチ素子ＳＷ１３，ＳＷ１４の他端は第１切換装置２０に接続されている。スイッチ素子ＳＷ１３，ＳＷ１４だけがオンであるとき、第２補機類４２を第１切換装置２０に接続することができる。各スイッチ素子ＳＷ１５，ＳＷ１６の一端は第３補機類４３に接続され、各スイッチ素子ＳＷ１５，ＳＷ１６の他端は第１切換装置２０に接続されている。スイッチ素子ＳＷ１５，ＳＷ１６だけがオンであるとき、第３補機類４３を第１切換装置２０に接続することができる。   One end of each switch element SW13, SW14 is connected to the second auxiliary device 42, and the other end of each switch element SW13, SW14 is connected to the first switching device 20. When only the switch elements SW13 and SW14 are on, the second auxiliary device 42 can be connected to the first switching device 20. One end of each switch element SW15, SW16 is connected to the third auxiliary equipment 43, and the other end of each switch element SW15, SW16 is connected to the first switching device 20. When only the switch elements SW15 and SW16 are on, the third auxiliary equipment 43 can be connected to the first switching device 20.

図３は、図１に示した電池パック１０および第１切換装置２０の構成を示す図である。図３に示すように、電池パック１０は、直列に接続された２つの電池スタック１１を有する。ここで、電池パック１０を構成する電池スタック１１の数（直列接続の数）は、適宜設定できる。電池スタック１１は、直列に接続された２つの電池ブロック１２を有する。電池スタック１１を構成する電池ブロック１２の数（直列接続の数）は、適宜設定できる。   3 is a diagram showing the configuration of the battery pack 10 and the first switching device 20 shown in FIG. As shown in FIG. 3, the battery pack 10 has two battery stacks 11 connected in series. Here, the number of battery stacks 11 constituting the battery pack 10 (the number of series connections) can be set as appropriate. The battery stack 11 has two battery blocks 12 connected in series. The number of battery blocks 12 constituting the battery stack 11 (the number of series connections) can be set as appropriate.

第１切換装置２０は、スイッチ素子ＳＷ２１〜ＳＷ２８を有する。第１切換装置２０のスイッチ素子ＳＷ２１〜ＳＷ２８は、制御装置５０からの信号によってオンまたはオフに制御される。各スイッチ素子ＳＷ２１，ＳＷ２２の一端は電池ブロック１２における正極端子および負極端子にそれぞれ接続され、各スイッチ素子ＳＷ２１，ＳＷ２２の他端は第２切換装置３０に接続されている。スイッチ素子ＳＷ２３〜ＳＷ２８についても同様である。   The first switching device 20 includes switch elements SW21 to SW28. The switch elements SW21 to SW28 of the first switching device 20 are controlled to be turned on or off by a signal from the control device 50. One end of each switch element SW21, SW22 is connected to the positive terminal and the negative terminal of the battery block 12, respectively, and the other end of each switch element SW21, SW22 is connected to the second switching device 30. The same applies to the switch elements SW23 to SW28.

スイッチ素子ＳＷ２１〜ＳＷ２８のオンおよびオフを制御することにより、任意の１つの電池ブロック１２を第２切換装置３０に接続したり、任意の１つの電池スタック１１を第２切換装置３０に接続したり、電池パック１０を第２切換装置３０に接続したりすることができる。   By controlling on and off of the switch elements SW21 to SW28, any one battery block 12 is connected to the second switching device 30, or any one battery stack 11 is connected to the second switching device 30. The battery pack 10 can be connected to the second switching device 30.

図４は、図３に示した電池ブロック１２および第１切換装置２０の構成を示す図である。図４に示すように、電池ブロック１２は、直列に接続された４つの単電池１３（１３Ａ〜１３Ｄ）によって構成されている。ここで、電池ブロック１２を構成する単電池１３の数（直列接続の数）は、適宜設定することができる。単電池１３Ａ〜１３Ｄとしては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、単電池１３としては、いわゆる角形電池を用いたり、いわゆる円筒型電池を用いたりすることができる。   4 is a diagram showing the configuration of the battery block 12 and the first switching device 20 shown in FIG. As shown in FIG. 4, the battery block 12 includes four unit cells 13 (13A to 13D) connected in series. Here, the number of single cells 13 constituting the battery block 12 (the number of series connections) can be set as appropriate. As the cells 13A to 13D, secondary batteries such as nickel metal hydride batteries and lithium ion batteries can be used. As the unit cell 13, a so-called square battery or a so-called cylindrical battery can be used.

1つの発電要素を１つの電池ケースに収容することにより、単電池１３を構成することもできるし、直列に接続された複数の発電要素を１つの電池ケースに収容することにより、単電池１３を構成することもできる。発電要素とは、充放電を行う要素であり、公知のように、正極板と、負極板と、セパレータと、正極板および負極板の間に配置される電解質とによって構成される。   The unit cell 13 can be configured by accommodating one power generation element in one battery case, or by accommodating a plurality of power generation elements connected in series in one battery case. It can also be configured. The power generation element is an element that performs charging and discharging, and is configured by a positive electrode plate, a negative electrode plate, a separator, and an electrolyte disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate, as is well known.

図４に示す「＋」および「−」は、単電池１３の電極端子（正極端子および負極端子）を示す。単電池１３Ａの負極端子は、電池ブロック１２の負極端子となる。単電池１３Ｄの正極端子は、電池ブロック１２の正極端子となる。隣り合って配置された２つの単電池１３において、一方の単電池１３の正極端子と、他方の単電池１３の負極端子とには、バスバーが接続される。これにより、単電池１３Ａ〜１３Ｄが直列に接続される。   “+” And “−” shown in FIG. 4 indicate electrode terminals (positive electrode terminal and negative electrode terminal) of the unit cell 13. The negative terminal of the cell 13 </ b> A is the negative terminal of the battery block 12. The positive terminal of the cell 13 </ b> D serves as the positive terminal of the battery block 12. In the two unit cells 13 arranged adjacent to each other, a bus bar is connected to the positive terminal of one unit cell 13 and the negative terminal of the other unit cell 13. Thereby, unit cell 13A-13D is connected in series.

第１切換装置２０は、図３に示すスイッチ素子ＳＷ２１〜ＳＷ２８に加えて、図４に示すスイッチ素子ＳＷ３１〜ＳＷ３８を有する。制御装置５０は、各スイッチ素子ＳＷ３１〜ＳＷ３８のオンおよびオフも制御する。   The first switching device 20 includes switch elements SW31 to SW38 illustrated in FIG. 4 in addition to the switch elements SW21 to SW28 illustrated in FIG. The control device 50 also controls on and off of the switch elements SW31 to SW38.

単電池１３Ａの正極端子には、スイッチ素子ＳＷ３１の一端が接続され、単電池１３Ａの負極端子には、スイッチ素子ＳＷ３２の一端が接続されている。ここで、単電池１３Ａの負極端子には、スイッチ素子ＳＷ２２の一端も接続されている。スイッチ素子ＳＷ３１の他端は、スイッチ素子ＳＷ３２の他端に接続されている。スイッチ素子ＳＷ３１，ＳＷ３２の接続点には、単電池１３Ｂの負極端子が接続されているとともに、スイッチ素子ＳＷ３３の一端が接続されている。   One end of the switch element SW31 is connected to the positive terminal of the unit cell 13A, and one end of the switch element SW32 is connected to the negative terminal of the unit cell 13A. Here, one end of the switch element SW22 is also connected to the negative electrode terminal of the unit cell 13A. The other end of the switch element SW31 is connected to the other end of the switch element SW32. The connection point of the switch elements SW31 and SW32 is connected to the negative terminal of the cell 13B and one end of the switch element SW33.

単電池１３Ｂの正極端子には、スイッチ素子ＳＷ３４の一端が接続されており、スイッチ素子ＳＷ３４の他端は、スイッチ素子ＳＷ３３の他端に接続されている。スイッチ素子ＳＷ３３，ＳＷ３４の接続点には、単電池１３Ｃの負極端子が接続されている。単電池1３Ｃの正極端子には、スイッチ素子ＳＷ３５の一端が接続されている。スイッチ素子ＳＷ３５の他端には、スイッチ素子ＳＷ３６の一端が接続されており、スイッチ素子ＳＷ３６の他端は、スイッチ素子ＳＷ３３，ＳＷ３４の接続点と、単電池１３Ｃの負極端子とに接続されている。   One end of the switch element SW34 is connected to the positive terminal of the unit cell 13B, and the other end of the switch element SW34 is connected to the other end of the switch element SW33. The negative terminal of the unit cell 13C is connected to the connection point of the switch elements SW33 and SW34. One end of the switch element SW35 is connected to the positive terminal of the unit cell 13C. One end of the switch element SW36 is connected to the other end of the switch element SW35, and the other end of the switch element SW36 is connected to the connection point of the switch elements SW33 and SW34 and the negative terminal of the unit cell 13C. .

単電池１３Ｄの負極端子には、スイッチ素子ＳＷ３７の一端が接続されており、スイッチ素子ＳＷ３７の他端は、スイッチ素子ＳＷ３５，ＳＷ３６の接続点に接続されている。単電池１３Ｄの正極端子には、スイッチ素子ＳＷ３８の一端が接続されており、スイッチ素子ＳＷ３８の他端は、スイッチ素子ＳＷ３５，ＳＷ３６，ＳＷ３７の接続点に接続されている。ここで、単電池１３Ｄの正極端子には、スイッチ素子ＳＷ２１の一端も接続されている。   One end of the switch element SW37 is connected to the negative electrode terminal of the unit cell 13D, and the other end of the switch element SW37 is connected to a connection point of the switch elements SW35 and SW36. One end of the switch element SW38 is connected to the positive terminal of the unit cell 13D, and the other end of the switch element SW38 is connected to a connection point of the switch elements SW35, SW36, and SW37. Here, one end of the switch element SW21 is also connected to the positive terminal of the cell 13D.

図４では、図３に示すスイッチ素子ＳＷ２１，ＳＷ２２と接続される電池ブロック１２の構成を示しているが、他の電池ブロック１２の構成についても、図４に示す構成と同様である。図４に示す構成によれば、スイッチ素子ＳＷ３１〜ＳＷ３８のオンおよびオフを制御することにより、単電池１３Ａ〜１３Ｄのいずれか１つを第２切換装置３０に接続することができる。また、各単電池１３Ａ〜１３Ｄを第２切換装置３０に接続するときには、スイッチ素子ＳＷ２１，ＳＷ２２がオンになる。   4 shows the configuration of the battery block 12 connected to the switch elements SW21 and SW22 shown in FIG. 3, the configuration of the other battery blocks 12 is the same as the configuration shown in FIG. According to the configuration shown in FIG. 4, any one of the single cells 13 </ b> A to 13 </ b> D can be connected to the second switching device 30 by controlling on and off of the switch elements SW <b> 31 to SW <b> 38. Further, when each of the single cells 13A to 13D is connected to the second switching device 30, the switch elements SW21 and SW22 are turned on.

図５は、図４に示した電池ブロック１２を充放電するときの電流経路を説明するための図である。図５に示すように、スイッチ素子ＳＷ３１，ＳＷ３４，ＳＷ３５，ＳＷ３７だけをオンにすれば、電池ブロック１２（４つの単電池１３Ａ〜１３Ｄ）を第２切換装置３０に接続することができる。これにより、電池ブロック１２を充放電させることができる。図５では、電池ブロック１２を充放電するときの電流経路を点線で示している。   FIG. 5 is a diagram for explaining a current path when charging / discharging the battery block 12 shown in FIG. 4. As shown in FIG. 5, when only the switch elements SW31, SW34, SW35, and SW37 are turned on, the battery block 12 (four unit cells 13A to 13D) can be connected to the second switching device 30. Thereby, the battery block 12 can be charged / discharged. In FIG. 5, a current path when charging / discharging the battery block 12 is indicated by a dotted line.

図６は、図４に示した電池ブロック１２に含まれる１つの単電池１３Ａを充放電するときの電流経路を説明するための図である。図６に示すように、スイッチ素子ＳＷ３１，ＳＷ３３，ＳＷ３６，ＳＷ３８だけをオンにすれば、単電池１３Ａを第２切換装置３０に接続することができる。これにより、単電池１３Ａを充放電させることができる。図６では、単電池１３Ａを充放電するときの電流経路を点線で示している。   FIG. 6 is a diagram for explaining a current path when charging / discharging one single cell 13A included in battery block 12 shown in FIG. As shown in FIG. 6, if only the switch elements SW31, SW33, SW36, and SW38 are turned on, the unit cell 13A can be connected to the second switching device 30. Thereby, the cell 13A can be charged / discharged. In FIG. 6, the current path when charging / discharging the unit cell 13A is indicated by a dotted line.

図７は、図４に示した電池ブロック１２に含まれる別の単電池１３Ｂを充放電するときの電流経路を説明するための図である。図７に示すように、スイッチ素子ＳＷ３２，ＳＷ３４，ＳＷ３６，ＳＷ３８だけをオンにすれば、単電池１３Ｂを第２切換装置３０に接続することができる。これにより、単電池１３Ｂを充放電させることができる。図７では、単電池１３Ｂを充放電するときの電流経路を点線で示している。   FIG. 7 is a diagram for explaining a current path when charging / discharging another unit cell 13B included in the battery block 12 shown in FIG. As shown in FIG. 7, when only the switch elements SW32, SW34, SW36, SW38 are turned on, the unit cell 13B can be connected to the second switching device 30. Thereby, the cell 13B can be charged / discharged. In FIG. 7, the current path when charging / discharging the cell 13B is shown by a dotted line.

図８は、図４に示した電池ブロック１２に含まれる更に別の単電池１３Ｃを充放電するときの電流経路を説明するための図である。図８に示すように、スイッチ素子ＳＷ３２，ＳＷ３３，ＳＷ３５，ＳＷ３８だけをオンにすれば、単電池１３Ｃを第２切換装置３０に接続することができる。これにより、単電池１３Ｃを充放電させることができる。図８では、単電池１３Ｃを充放電するときの電流経路を点線で示している。   FIG. 8 is a diagram for explaining a current path when charging / discharging still another unit cell 13C included in battery block 12 shown in FIG. As shown in FIG. 8, if only the switch elements SW32, SW33, SW35, and SW38 are turned on, the unit cell 13C can be connected to the second switching device 30. Thereby, the cell 13C can be charged / discharged. In FIG. 8, a current path when charging / discharging the unit cell 13 </ b> C is indicated by a dotted line.

図９は、図４に示した電池ブロック１２に含まれるまた更に別の単電池１３Ｄを充放電するときの電流経路を説明するための図である。図９に示すように、スイッチ素子ＳＷ３２，ＳＷ３３，ＳＷ３６，ＳＷ３７だけをオンにすれば、単電池１３Ｄを第２切換装置３０に接続することができる。これにより、単電池１３Ｄを充放電させることができる。図９では、単電池１３Ｄを充放電するときの電流経路を点線で示している。   FIG. 9 is a diagram for explaining a current path when charging / discharging yet another unit cell 13D included in the battery block 12 shown in FIG. As shown in FIG. 9, when only the switch elements SW32, SW33, SW36, and SW37 are turned on, the unit cell 13D can be connected to the second switching device 30. Thereby, unit cell 13D can be charged / discharged. In FIG. 9, the current path when charging / discharging the cell 13D is indicated by a dotted line.

なお、スイッチ素子の配置は、図４に示す構成に限るものではない。各単電池１３Ａ〜１３Ｄにスイッチ素子を接続し、各単電池１３Ａ〜１３Ｄを充放電できる電流経路を形成できればよい。   Note that the arrangement of the switch elements is not limited to the configuration shown in FIG. It is only necessary to connect a switch element to each of the unit cells 13A to 13D and form a current path that can charge and discharge each unit cell 13A to 13D.

図３から図９で説明したように、電池パック１０、電池スタック１１、電池ブロック１２又は単電池１３を、対象電池として、第２切換装置３０に接続することができる。電池パック１０、電池スタック１１、電池ブロック１２および単電池１３のいずれかを、補機類４１〜４３のいずれかに接続して放電を行うことにより、図１に示す制御装置５０にて下記の均等化およびメモリ効果除去処理を行うことができる。   As described in FIGS. 3 to 9, the battery pack 10, the battery stack 11, the battery block 12, or the single battery 13 can be connected to the second switching device 30 as a target battery. By discharging any one of the battery pack 10, the battery stack 11, the battery block 12, and the single battery 13 to any of the auxiliary equipments 41 to 43, the controller 50 shown in FIG. Equalization and memory effect removal processing can be performed.

図１０は、対象電池について実行される均等化処理を示すフローチャートである。図１１は、対象電池について実行されるメモリ効果除去処理を示す、図１０の続きのフローチャートである。図１０および図１１に示す処理は、車両に搭載されたモータ駆動システムが稼働状態（Ｒｅａｄｙ−ｏｎ状態）でかつ車両が走行していない状態で実行され、例えばディーラー等における車両点検時に実行されてもよい。以下においては、複数の電池ブロック１２が対象電池として選択された場合の処理例について説明する。このような対象電池の選択は、制御装置５０が自動的に行ってもよいし、あるいは、点検者等が図示しない入力装置を用いて行ってもよい。   FIG. 10 is a flowchart showing the equalization process executed for the target battery. FIG. 11 is a flowchart continued from FIG. 10 showing the memory effect removal processing executed for the target battery. The processing shown in FIG. 10 and FIG. 11 is executed when the motor drive system mounted on the vehicle is in an operating state (Ready-on state) and the vehicle is not running, for example, when the vehicle is inspected at a dealer or the like. Also good. Hereinafter, a processing example when a plurality of battery blocks 12 are selected as target batteries will be described. Such selection of the target battery may be automatically performed by the control device 50 or may be performed by an inspector or the like using an input device (not shown).

図１０に示すように、制御装置５０は、ステップＳ１０において、対象電池の電圧を取得する。制御装置５０は、電圧センサ１８により各単電池１３の電圧を電池ブロック１２ごとに加算することによりブロック電圧を算出できる。   As shown in FIG. 10, the control device 50 acquires the voltage of the target battery in step S10. The control device 50 can calculate the block voltage by adding the voltage of each unit cell 13 for each battery block 12 by the voltage sensor 18.

次に、制御装置５０は、ステップＳ１２において、ブロック電圧間の電圧差ΔＶを算出する。具体的には、ステップＳ１０で取得された各ブロック電圧のうち、最大値と最小値との差分を電圧差ΔＶとする。また、制御装置５０は、複数のブロック電圧のうち最小値を電池ブロック１２の放電時における目標電圧Ｖ０に設定する。   Next, in step S12, the control device 50 calculates a voltage difference ΔV between the block voltages. Specifically, the difference between the maximum value and the minimum value among the block voltages acquired in step S10 is defined as a voltage difference ΔV. Further, the control device 50 sets the minimum value among the plurality of block voltages to the target voltage V0 when the battery block 12 is discharged.

続いて、制御装置５０は、ステップＳ１４において、上記電圧差ΔＶが第１電圧閾値Ａ未満か否かを判定する。第１電圧閾値Ａと後述する第２電圧閾値Ｂおよび第３電圧閾値Ｃ（ここでＡ＜Ｂ＜Ｃの関係がある）は、制御装置５０に含まれる記憶部に予め記憶されている。ここで電圧差ΔＶが第１電圧閾値Ａより小さいと判定されると（ステップＳ１４でＹＥＳ）、制御装置５０は図１０および図１１に示す処理を終了する。この場合は、ブロック電圧間の電圧差ΔＶが小さいため、電池ブロック１２間の電圧にばらつきが無いとみなせるからである。   Subsequently, in step S14, the control device 50 determines whether or not the voltage difference ΔV is less than the first voltage threshold A. The first voltage threshold A, a second voltage threshold B and a third voltage threshold C (which have a relationship of A <B <C), which will be described later, are stored in advance in a storage unit included in the control device 50. If it is determined that the voltage difference ΔV is smaller than the first voltage threshold A (YES in step S14), the control device 50 ends the processes shown in FIGS. In this case, since the voltage difference ΔV between the block voltages is small, it can be considered that there is no variation in the voltage between the battery blocks 12.

一方、電圧差ΔＶが第１電圧閾値Ａ未満でないと判定されると（ステップＳ１４でＮＯ）、制御装置５０は、続くステップＳ１６において、電圧差ΔＶが第１電圧閾値Ａ以上で第２電圧閾値Ｂ未満か否かを判定する。ここで電圧差ΔＶが第１電圧閾値Ａ以上で第２電圧閾値Ｂ未満であると判定されると（ステップＳ１６でＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ２０において、電池ブロック１２からの放電電力を消費するために補機類として、消費電力が小さい第１補機類４１を選択する。具体的には、制御装置５０は、図２を参照して上述したように、第２切換装置３０に信号を送信してスイッチ素子ＳＷ１１，ＳＷ１２だけをオンして、第１補機類４１を第１切換装置２０に接続する。   On the other hand, when it is determined that the voltage difference ΔV is not less than the first voltage threshold A (NO in step S14), the control device 50 determines that the voltage difference ΔV is equal to or greater than the first voltage threshold A in the subsequent step S16. It is determined whether it is less than B. If it is determined that the voltage difference ΔV is greater than or equal to the first voltage threshold A and less than the second voltage threshold B (YES in step S16), the control device 50 calculates the discharge power from the battery block 12 in step S20. In order to consume, the 1st auxiliary machinery 41 with small power consumption is selected as auxiliary machinery. Specifically, as described above with reference to FIG. 2, the control device 50 transmits a signal to the second switching device 30 to turn on only the switch elements SW11 and SW12 and to turn on the first auxiliary machinery 41. Connected to the first switching device 20.

上記ステップＳ１６において電圧差ΔＶが第１電圧閾値Ａ以上で第２電圧閾値Ｂ未満でないと判定されると（ステップＳ１６でＮＯ）、ステップＳ１８において、電圧差ΔＶが第２電圧閾値Ｂ以上で第３電圧閾値Ｃ未満か否かを判定する。ここで電圧差ΔＶが第２電圧閾値Ｂ以上で第３電圧閾値Ｃ未満であると判定されると（ステップＳ１８でＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ２２において、電池ブロック１２からの放電電力を消費するために補機類として、消費電力が中程度である第２補機類４２を選択する。具体的には、制御装置５０は、図２を参照して上述したように、第２切換装置３０に信号を送信してスイッチ素子ＳＷ１３，ＳＷ１４だけをオンして、第２補機類４２を第１切換装置２０に接続する。   If it is determined in step S16 that the voltage difference ΔV is not less than the first voltage threshold A and less than the second voltage threshold B (NO in step S16), in step S18, the voltage difference ΔV is not less than the second voltage threshold B and It is determined whether it is less than 3 voltage threshold C. If it is determined that the voltage difference ΔV is greater than or equal to the second voltage threshold B and less than the third voltage threshold C (YES in step S18), the control device 50 calculates the discharge power from the battery block 12 in step S22. In order to consume, the second auxiliary device 42 having medium power consumption is selected as the auxiliary device. Specifically, as described above with reference to FIG. 2, the control device 50 transmits a signal to the second switching device 30 to turn on only the switch elements SW13 and SW14, and sets the second auxiliary devices 42. Connected to the first switching device 20.

他方、上記ステップＳ１８において電圧差ΔＶが第２電圧閾値Ｂ以上で第３電圧閾値Ｃ未満でないと判定された場合（ステップＳ１８でＮＯ）、すなわち、電圧差ΔＶが第３電圧閾値Ｃ以上である場合、制御装置５０は、ステップＳ２４において、電池ブロック１２からの放電電力を消費するために補機類として、消費電力が大きい第３補機類４３を選択する。具体的には、制御装置５０は、図２を参照して上述したように、第２切換装置３０に信号を送信してスイッチ素子ＳＷ１５，ＳＷ１６だけをオンして、第３補機類４３を第１切換装置２０に接続する。   On the other hand, if it is determined in step S18 that the voltage difference ΔV is not less than the second voltage threshold B and not less than the third voltage threshold C (NO in step S18), that is, the voltage difference ΔV is not less than the third voltage threshold C. In this case, in step S24, the control device 50 selects the third auxiliary equipment 43 with large power consumption as auxiliary equipment in order to consume the discharge power from the battery block 12. Specifically, as described above with reference to FIG. 2, the control device 50 transmits a signal to the second switching device 30 to turn on only the switch elements SW15 and SW16 and to turn on the third auxiliary equipment 43. Connected to the first switching device 20.

次に、制御装置５０は、ステップＳ２６において、選択された補機類４１〜４３に応じた放電電流Ｉｈを設定するとともに、ブロック電圧間における最小値を目標電圧Ｖ０に設定する。ここで、放電電流Ｉｈは、各補機類４１〜４３の消費電力と同様に、第１補機類４１に対する放電電流Ｉｈ１が最も小さく、第２補機類４２に対する放電電流Ｉｈ２がその次に小さく、第３補機類４３に対する放電電流Ｉｈ３が最大になる。   Next, in step S26, the control device 50 sets the discharge current Ih according to the selected auxiliary machinery 41 to 43, and sets the minimum value between the block voltages to the target voltage V0. Here, the discharge current Ih has the smallest discharge current Ih1 for the first auxiliary machinery 41 and the discharge current Ih2 for the second auxiliary machinery 42 next to the power consumption of each of the auxiliary machinery 41 to 43. The discharge current Ih3 for the third auxiliary machine 43 is maximized.

そして、制御装置５０は、続くステップＳ２８において、ブロック電圧が最小値である電池ブロック１２を除く他の電池ブロック１２について、放電電流Ｉｈで目標電圧Ｖ０まで放電させる。具体的には、図３を参照して上述したように第１切換装置２０に含まれるスイッチ素子ＳＷ２１〜ＳＷ２８をオンおよびオフして、最小値Ｖ０に対応する電池ブロック１２を除く１つ又は複数の電池ブロック１２を対象電池として第２切換装置３０に接続する。これにより、対象電池として選択された電池ブロック１２が第１切換装置２０および第３切換装置３０を介して補機類４１〜４３のいずれかに接続されて放電が行われる。この場合、放電させるべき対象電池として複数の電池ブロック１２がある場合、各電池ブロック１２を１つずつ選択して順次に放電させる。   In subsequent step S28, control device 50 discharges battery blocks 12 other than battery block 12 having the minimum block voltage to target voltage V0 with discharge current Ih. Specifically, as described above with reference to FIG. 3, the switch elements SW21 to SW28 included in the first switching device 20 are turned on and off, and one or more except for the battery block 12 corresponding to the minimum value V0. The battery block 12 is connected to the second switching device 30 as a target battery. As a result, the battery block 12 selected as the target battery is connected to one of the auxiliary machinery 41 to 43 via the first switching device 20 and the third switching device 30 to be discharged. In this case, when there are a plurality of battery blocks 12 as target batteries to be discharged, each battery block 12 is selected one by one and discharged sequentially.

続いて、制御装置５０は、図１０に示すように、ステップＳ３０において、放電している電池ブロック１２の電圧が目標電圧Ｖ０になったか否かを判定する。ここで、制御装置５０は、放電させるべき１つ又は複数の電池ブロック１２の各電圧が目標電圧Ｖ０になるまで、ステップＳ２８による放電電流Ｉｈでの放電を継続する。そして、制御装置５０は、放電させた１つ又は複数の電池ブロック１２の各電圧が目標電圧Ｖ０になったとき、図１１に示すステップＳ３２に進む。   Subsequently, as shown in FIG. 10, the control device 50 determines whether or not the voltage of the discharged battery block 12 has reached the target voltage V <b> 0 in step S <b> 30. Here, the control device 50 continues the discharge with the discharge current Ih in step S28 until each voltage of the one or more battery blocks 12 to be discharged reaches the target voltage V0. And the control apparatus 50 progresses to step S32 shown in FIG. 11, when each voltage of the discharged 1 or several battery block 12 becomes the target voltage V0.

上述したように図１０に示すステップＳ１０〜Ｓ３０の処理により、電池パック１０に含まれる電池ブロック１２ごとに、電圧差ΔＶに応じて異なる放電電力で放電を行うことで、各電池ブロック１２の電圧を正確に均等化させることができる。また、上記においては、対象電池として電池ブロック１２を選択した場合の例について説明したが、対象電池として単電池１３を選択して各単電池１３の電圧を均等化する処理を同様に行うこともできるし、電池スタック１１を対象電池として選択して各電池スタック１１の電圧を均等化する処理を同様に行うことができる。したがって、本実施形態の電池システム１によれば、任意の対象電池を選択して、対象電池の電圧差に応じた異なる放電電力で放電させることによって、対象電池の電圧均等化処理を正確に行うことができる。   As described above, each battery block 12 included in the battery pack 10 is discharged with different discharge power depending on the voltage difference ΔV by the processing of steps S10 to S30 shown in FIG. Can be equalized accurately. In the above description, the example in which the battery block 12 is selected as the target battery has been described. However, the process of selecting the single battery 13 as the target battery and equalizing the voltage of each single battery 13 may be performed in the same manner. In addition, the process of selecting the battery stack 11 as the target battery and equalizing the voltage of each battery stack 11 can be similarly performed. Therefore, according to the battery system 1 of the present embodiment, the voltage equalization process of the target battery is accurately performed by selecting an arbitrary target battery and discharging with a different discharge power corresponding to the voltage difference of the target battery. be able to.

次に、制御装置５０は、図１０に示す処理に続いて、図１１に示す処理を実行する。図１１に示すように、制御装置５０は、ステップＳ３２において、メモリ効果除去電圧（所定電圧）Ｖｍ０を設定する。このメモリ効果除去電圧Ｖｍ０は、上記目標電圧Ｖ０よりも低く、かつ、対象電池となる電池ブロック１２に含まれる単電池１３のメモリ効果を効果的に除去できる電圧値に設定される。メモリ効果除去電圧Ｖｍ０は、電池パック１０、電池スタック１１、電池ブロック１２および単電池１３のそれぞれについて、実機試験やシミュレーション等で得られた電池パック１０、電池スタック１１、電池ブロック１２および単電池１３ごとの値Ｖｐｍ０，Ｖｓｍ０，Ｖｂｍ０，Ｖｃｍ０として制御装置５０の記憶部に予め記憶させておくことができる。また、メモリ効果除去電圧Ｖｍ０は、電池パック１０等の使用状況や使用期間などに応じて適宜に設定されてもよい。   Next, the control apparatus 50 performs the process shown in FIG. 11 following the process shown in FIG. As shown in FIG. 11, the control device 50 sets a memory effect removal voltage (predetermined voltage) Vm0 in step S32. The memory effect removal voltage Vm0 is set to a voltage value that is lower than the target voltage V0 and that can effectively remove the memory effect of the unit cell 13 included in the battery block 12 that is the target battery. The memory effect removal voltage Vm0 is the battery pack 10, the battery stack 11, the battery block 12, and the single battery 13 obtained by actual machine tests, simulations, and the like for the battery pack 10, the battery stack 11, the battery block 12, and the single battery 13. Each value Vpm0, Vsm0, Vbm0, Vcm0 can be stored in advance in the storage unit of the control device 50. In addition, the memory effect removal voltage Vm0 may be set as appropriate according to the usage status or usage period of the battery pack 10 or the like.

続いて、制御装置５０は、上記ステップＳ３２で設定されたメモリ効果除去電圧Ｖｍ０（すなわちＶｍｂ０）へ向けて電池ブロック１２の放電電流Ｉｈでの放電を継続する。この場合、図１１に示した処理で各電池ブロック１２の電圧が均等化されていることから、ブロック電圧が最小であった電池ブロック１２を含めて各電池ブロック１２を直列接続して一括に放電することができる。   Subsequently, the control device 50 continues the discharge with the discharge current Ih of the battery block 12 toward the memory effect removal voltage Vm0 (that is, Vmb0) set in step S32. In this case, since the voltage of each battery block 12 is equalized by the process shown in FIG. 11, the battery blocks 12 including the battery block 12 having the lowest block voltage are connected in series and discharged all at once. can do.

次いで、制御装置５０は、ステップＳ３６において、対象電池に含まれるいずれかの電池ブロック１２の電圧がメモリ効果除去電圧Ｖｍ０に到達したか否かを判定する。ここで、いずれの電池ブロック１２もメモリ効果除去電圧Ｖｍ０に達していないと判定されると（ステップＳ３６でＮＯ）、制御装置５０は、ステップＳ３４による放電を継続する。   Next, in step S36, the control device 50 determines whether or not the voltage of any battery block 12 included in the target battery has reached the memory effect removal voltage Vm0. Here, if it is determined that none of the battery blocks 12 has reached the memory effect removal voltage Vm0 (NO in step S36), the control device 50 continues the discharge in step S34.

そして、ステップＳ３６において、いずれかの電池ブロック１２の電圧がメモリ効果除去電圧Ｖｍ０まで下がったと判定されると（ステップＳ３６でＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ３８においてメモリ効果除去電圧Ｖｍ０を維持しながら放電電流Ｉｈを次第に下げて放電を継続する。具体的には、メモリ効果除去電圧Ｖｍ０まで電圧が下がった電池ブロック１２をスイッチ素子ＳＷ２１〜ＳＷ２８のうち対応するスイッチ素子をオフして放電停止させ、他の電池ブロック１２については放電電流Ｉｈを下げながら放電を継続する。続いて、制御装置５０は、ステップＳ４０において放電電流Ｉｈが予め設定される電流下限値Ｉｍｉｎ未満になったか否かを判定する。このように放電電流Ｉｈを次第に下げることで、対象電池である電池ブロック１２の電圧がメモリ効果除去電圧Ｖｍ０を大きく超えて低下するのを抑制することができる。   When it is determined in step S36 that the voltage of any battery block 12 has dropped to the memory effect removal voltage Vm0 (YES in step S36), the control device 50 maintains the memory effect removal voltage Vm0 in step S38. The discharge current Ih is gradually lowered while continuing the discharge. Specifically, the battery block 12 whose voltage has decreased to the memory effect removal voltage Vm0 is turned off by turning off the corresponding switch element among the switch elements SW21 to SW28, and the discharge current Ih is lowered for the other battery blocks 12. Continue to discharge. Subsequently, control device 50 determines whether or not discharge current Ih is less than preset current lower limit value Imin in step S40. Thus, by gradually lowering the discharge current Ih, it is possible to suppress the voltage of the battery block 12 that is the target battery from significantly lowering the memory effect removal voltage Vm0.

ここで、上記ステップＳ３８における放電電流Ｉｈの低下は、制御装置５０から各補機類４１に送信される信号によって、各補機類の動作状態を調整することにより実現できる。例えば、第１補機類４１がラジオである場合にはボリュームを下げる、第２補機類４２がヘッドライトである場合には照度を落とす、第３補機類４３がエアコンである場合にはエアコンに含まれるモータの回転数を低下させるといった具合である。また、上記ステップＳ３８における放電電流Ｉｈの低下は、階段状に行われてもよいし、あるいは、直線状または曲線状に連続的に行われてもよい。   Here, the reduction of the discharge current Ih in step S38 can be realized by adjusting the operation state of each auxiliary device by a signal transmitted from the control device 50 to each auxiliary device 41. For example, when the first auxiliary equipment 41 is a radio, the volume is reduced, when the second auxiliary equipment 42 is a headlight, the illuminance is reduced, and when the third auxiliary equipment 43 is an air conditioner. For example, the rotational speed of the motor included in the air conditioner is reduced. Further, the reduction of the discharge current Ih in step S38 may be performed stepwise, or may be performed continuously in a straight line or a curved line.

そして、ステップＳ４０において放電電流Ｉｈが電流下限値Ｉｍｉｎ未満になったと判定されると、制御装置５０は、対象電池の放電を停止させる。具体的には、制御装置５０は、第１切換装置２０のスイッチ素子ＳＷ２１〜ＳＷ２８をオフさせる。これにより、対象電池となる全ての電池ブロック１２の接続が解除され、放電が停止される。なお、これと同時に制御装置５０は、第２切換装置３０のスイッチ素子ＳＷ１１〜ＳＷ１６をオフして、放電装置である補機類４１〜４３を接続解除してもよい。   When it is determined in step S40 that the discharge current Ih is less than the current lower limit value Imin, the control device 50 stops the discharge of the target battery. Specifically, the control device 50 turns off the switch elements SW21 to SW28 of the first switching device 20. Thereby, connection of all the battery blocks 12 used as an object battery is cancelled | released, and discharge is stopped. At the same time, the control device 50 may turn off the switch elements SW11 to SW16 of the second switching device 30 and disconnect the auxiliary devices 41 to 43 that are discharge devices.

このように図１１に示す処理を実行することにより、対象電池となった電池ブロック１２に含まれる全ての単電池１３についてメモリ効果を効果的に除去することができる。その結果、電池ブロック１２がリフレッシュされて、それを含む電池スタック１１や電池パック１０の電池性能が回復する。   By executing the processing shown in FIG. 11 in this way, the memory effect can be effectively removed for all the unit cells 13 included in the battery block 12 that is the target battery. As a result, the battery block 12 is refreshed, and the battery performance of the battery stack 11 and the battery pack 10 including the battery block 12 is restored.

上述したように本実施形態の電池システム１によれば、選択された対象電池ごとに、電圧差ΔＶに応じて適切な放電電流Ｉｈで均等化処理を行えるとともに、対象電池を構成する単電池１３のメモリ効果を除去して電池性能を回復させることができる。   As described above, according to the battery system 1 of the present embodiment, for each selected target battery, the equalization process can be performed with an appropriate discharge current Ih according to the voltage difference ΔV, and the unit cell 13 that constitutes the target battery. The battery performance can be recovered by removing the memory effect.

なお、本発明は上述した実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲において種々の変更や改良が可能であることはいうまでもない。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications thereof, and various modifications and improvements can be made within the matters described in the claims of the present application and their equivalent ranges. Not too long.

１ 電池システム、２ コンバータ、４ インバータ、６ モータ、１０ 電池パック、１１ 電池スタック、１２ 電池ブロック、１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ 単電池、１８ 電圧センサ、２０ 第１切換装置、２２ 電流センサ、３０ 第２切換装置、４１ 第１補機類、４２ 第２補機類、４３ 第３補機類、５０ 制御装置、Ａ 第１電圧閾値、Ｂ 第２電圧閾値、Ｃ 第３電圧閾値、Ｉｈ，Ｉｈ１，Ｉｈ２，Ｉｈ３ 放電電流、Ｉｍｉｎ 電流下限値、ＳＷ１１-ＳＷ１６，ＳＷ２１−ＳＷ２８，ＳＷ３１-ＳＷ３８ スイッチ素子、Ｖ０ 目標電圧または最小値、Ｖｍ０，Ｖｐｍ０，Ｖｓｍ０，Ｖｂｍ０，Ｖｃｍ０ メモリ効果除去電圧、ΔＶ 電圧差。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery system, 2 Converter, 4 Inverter, 6 Motor, 10 Battery pack, 11 Battery stack, 12 Battery block, 13, 13A, 13B, 13C, 13D Single cell, 18 Voltage sensor, 20 1st switching device, 22 Current sensor 30 second switching device, 41 first auxiliary machinery, 42 second auxiliary machinery, 43 third auxiliary machinery, 50 control device, A first voltage threshold, B second voltage threshold, C third voltage threshold, Ih, Ih1, Ih2, Ih3 Discharge current, Imin current lower limit value, SW11-SW16, SW21-SW28, SW31-SW38 switch element, V0 target voltage or minimum value, Vm0, Vpm0, Vsm0, Vbm0, Vcm0 Memory effect elimination voltage, ΔV Voltage difference.

Claims (1)

直列に接続された複数の単電池を有する組電池と、
少なくとも１つの前記単電池を含む対象電池から放電された電力を互いに異なる値で消費させるための複数の補機類と、
前記対象電池に接続されたスイッチ素子を含み、このスイッチ素子のオンおよびオフによって、前記補機類に接続される前記対象電池を切り換える第１切換装置と、
前記各補機類に接続されたスイッチ素子を含み、このスイッチ素子のオンおよびオフによって、前記対象電池に接続される前記補機類を切り換える第２切換装置と、
前記第１切換装置および第２切換装置の動作を制御する制御装置と、を備える電池システムであって、
前記制御装置は、前記対象電池間の電圧にばらつきが生じたとき、その電圧差に応じた消費電力の前記補機類を選択して前記対象電池から放電を行って前記対象電池の電圧を均等化するとともに、前記対象電池に含まれる全ての単電池においてメモリ効果が除去される所定電圧まで放電を継続する、
電池システム。 An assembled battery having a plurality of cells connected in series;
A plurality of auxiliary machines for consuming electric power discharged from a target battery including at least one unit cell at different values;
A first switching device including a switching element connected to the target battery, and switching the target battery connected to the auxiliary machinery by turning on and off the switching element;
A second switching device that includes a switching element connected to each of the auxiliary devices, and switches the auxiliary devices connected to the target battery by turning on and off the switching device;
A control device that controls operations of the first switching device and the second switching device, and a battery system comprising:
When the voltage between the target batteries varies, the control device selects the auxiliary devices having power consumption according to the voltage difference, discharges the target battery, and equalizes the voltage of the target battery. And continuing the discharge to a predetermined voltage at which the memory effect is removed in all the single cells included in the target battery,
Battery system.
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