JP4719163B2

JP4719163B2 - 容量均等化装置

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Publication number: JP4719163B2
Application number: JP2007007843A
Authority: JP
Inventors: 律人山邊
Original assignee: Primearth EV Energy Co Ltd
Current assignee: Primearth EV Energy Co Ltd
Priority date: 2007-01-17
Filing date: 2007-01-17
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2027-01-17
Also published as: JP2008178186A; US20080169789A1; US7965060B2

Description

本発明は、二次電池を構成する電池ブロック間の容量のばらつきを抑制する容量均等化装置に関する。

電動機により車両駆動力を得ている電気自動車やハイブリッド自動車などの電動車両は、二次電池を搭載し、この二次電池に蓄えられた電力により電動機を駆動している。このような電動車両は、回生制動、すなわち、車両制動時に電動機を発電機として機能させ、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換することにより制動する機能を備えている。ここで変換された電気エネルギは二次電池に蓄えられ、加速を行う時などに再利用される。

二次電池は過放電、過充電を行うと電池性能を劣化させることになるため、二次電池の蓄電状態（ＳＯＣ；state of charge）を把握し充放電を調節する必要がある。

ところで、製造工程やその後の使用状態によって、電池ブロックごとに電池性能にばらつきが生じ、二次電池を構成する各電池ブロックの充電状態にばらつきが生じることがある。このような電池ブロックを直列接続して構成される二次電池に対して、各電池ブロックの充放電を繰り返すと、容量の小さい電池ブロックが過放電となり、また容量の大きい電池ブロックが過充電となり、電池ブロック間の充電状態のばらつきが拡大することがある。従って、電池ブロックとして使用できる容量の範囲が狭くなる。すなわち、二次電池の寿命が見かけ上、低下する。よって、二次電池を構成する電池ブロック間の容量のばらつきを抑え、均等化を図ることが重要である。

特許文献１には、電圧測定シーケンスにおいて電池ブロックの電圧測定をした際に容量手段に蓄積された電荷を、容量均等化シーケンスにおいて電圧の低い電池ブロックに充電することで、電池ブロック間の容量のばらつきを抑える手法が開示されている。

また、特許文献２には、各電池ブロックに放電装置を接続し、電圧測定回路によって各電池ブロックの電圧を測定し、電圧が高い電池ブロックの放電装置を作動させて、当該電池ブロックの放電を行うことで、電池ブロック間の容量のばらつきを抑える手法が開示されている。

さらに、特許文献３には、少なくとも電池の電圧が所定値以上となった場合、電池の充電を抑制し、電池を均等に充電する手法が開示されている。

特開２００５−３２８６４２号公報特開２００５−３３３７１７号公報特開２００５−１５１６８３号公報

ところで、各電池ブロックの両端子に放電装置と電圧測定装置とを並列接続し、電圧測定装置で測定した各電池ブロックの端子電圧に基づいて放電対象の電池ブロックを特定し、特定した電池ブロックに対する放電を放電装置により行うことで、電池ブロック間の容量のばらつきを抑制するシステムが考えられる。このようなシステムにおいて、例えば電圧測定装置が所定の測定周期で、少なくとも１つの電池ブロックを単位として端子電圧を測定し、それと並行して放電装置を作動させる場合、１つの電池ブロックに対して電圧測定と放電とが同時に行われる可能性がある。この場合、電圧測定装置と放電装置とは並列接続されているため、電圧測定装置で測定される電圧は、放電装置により分圧される。つまり、放電装置により放電を行っていない場合と放電を行っている場合とで、電圧測定装置において測定される電池ブロックの端子電圧に誤差が生じる。よって、このようなシステムにおいて、電圧測定装置において測定された電池ブロックの端子電圧に基づいて電池ブロック間の容量のばらつき制御を行うと、放電装置の作動状況によっては、電池ブロック間の容量のばらつきを抑制できない場合がある。

本発明は、たとえ電池ブロックの放電と電圧測定とを並行して行った場合でも、電池ブロック間の容量のばらつき制御を適切に行うことを目的とする。

本発明に係る容量均等化装置は、二次電池を構成する各電池ブロックの両端子に電気的に接続される各電位検出線を介して、電池ブロックごとに周期的に端子電圧を測定する電圧測定部と、前記各電位検出線を介して放電素子の両端を各電池ブロックの両端子に電気的に接続することで、各電池ブロックの放電を電池ブロックごとに行う放電部と、前記電圧測定部による各端子電圧の測定と並行して、前記電圧測定部により測定された各端子電圧に基づいて電池ブロック間の起電力のばらつき量を周期的に算出し、ばらつき量が第１基準量を超える場合に、少なくとも最も起電力が高い電池ブロックの放電を前記放電部に指示する放電制御部であって、前記電圧測定部による端子電圧測定と前記電池ブロックの放電処理は並行して互いに異なる周期で実行され、かつ、前記端子電圧測定と前記放電処理のタイミングが一致する場合に、前記電池ブロックの端子電圧を測定している間に測定対象の電池ブロックの放電処理が行われないように制御する放電制御部とを備えることを特徴とする。

本発明に係る容量均等化装置の１つの態様によれば、前記二次電池の充放電電流を測定する電流測定部と、各電池ブロックの各電池温度を測定する温度測定部と、を備え、前記放電制御部は、測定された各端子電圧と充放電電流とに少なくとも基づいて、各電池ブロックの起電力を算出し、測定された各電池温度に基づいて電池ブロック間の温度ばらつき量を算出し、ばらつき量が第２基準量を超える場合、算出された前記各電池ブロックの起電力を各電池ブロックの電池温度に基づいて補正し、補正された起電力に基づいて前記電池ブロック間の起電力のばらつき量を算出することを特徴とする。

本発明によれば、たとえ電池ブロックの放電と電圧測定とを並行して行った場合でも、電圧測定を行っている電池ブロックについては放電が行われないように制御するため、より精度良く電池ブロックの電圧測定を行うことができ、電池ブロック間の容量のばらつき制御をより適切に行うことができる。

本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態と称す）について、以下図面を用いて説明する。

図１は、駆動源に電力を供給する二次電池が搭載された電気自動車（ＰＥＶ）の概略構成を示す図である。本実施形態では、電気自動車（ＰＥＶ）を例に説明するが、二次電池を構成する各電池ブロックの容量の均等化を行うシステムであれば、エンジンと二次電池とを有するハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、燃料電池と二次電池とを有するハイブリッド車両等の電動車両にも適用することができる。

電気自動車は、二次電池１０、電池電子制御ユニット（以下、電池ＥＣＵと称す）２０、リレー３０、インバータ４０、モータジェネレータ５０、車両電子制御ユニット（以下、車両ＥＣＵと称す）６０を備える。

電池ＥＣＵ２０は、その内部に容量均等化部１００（容量均等化装置）を備え、二次電池１０を構成する各電池ブロックの容量の均等化を行う。また、電池ＥＣＵ２０は、電池電圧Ｖ、充放電電流Ｉ、電池温度Ｔなどの情報に基づいて二次電池１０の充電状態（（以下、ＳＯＣ（State Of Charge）と称す）を演算する。電池ＥＣＵ２０は、二次電池１０のＳＯＣや電池温度などの電池情報を車両ＥＣＵ６０に送信する。さらに、電池ＥＣＵ２０は、電池電圧Ｖに基づいてリレー３０のスイッチ素子の開閉を制御する。車両ＥＣＵ６０は、各種電池情報に基づいてインバータ４０を制御することで、二次電池１０の充放電を制御する。

このように構成された電気自動車は、電池ＥＣＵ２０及び車両ＥＣＵ６０の制御の下、二次電池１０からの直流電力をインバータ４０を介して交流電力に変換し、モータジェネレータ５０を駆動させて走行する。

図２は、電池ＥＣＵ２０の内部に備えられる機能ブロックのうち、各電池ブロックの端子電圧を測定し、測定された各端子電圧に基づいて電池ブロックの容量均等化を行う容量均等化部１００を中心に示した図である。

図２において、二次電池１０は、２ｎ個の電池ブロックを直列に接続して構成される。電池ブロックはそれぞれ、２個の電池モジュールを電気的に直列接続して構成されており、更に、各電池モジュールは、６個の単電池を電気的に直列に接続して構成されている。各単電池としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等を用いることができる。なお、電池ブロック、電池モジュール、単電池の数は特に限定されるものではない。二次電池の構成も上記した例に限定されるものではない。

容量均等化部１００は、放電部１１０、電圧測定部１２０、放電制御部１３０、電流測定部１４０、温度測定部１４２を備える。

電圧測定部１２０は、所定の測定周期（例えば、５ｍｓｅｃ毎）で各電池ブロックＢの端子電圧Ｖｂを順次測定し、各端子電圧Ｖｂを示す電圧データを順次、放電制御部１３０に出力する。また、電流測定部１４０は、電流センサＡにおいて検知された二次電池１０の充放電電流Ｉを測定し、充放電電流Ｉを示す電流データを放電制御部１３０に出力する。加えて、温度測定部１４２は、各温度センサＴで検知された各電池ブロックＢの電池温度Ｔｂを測定し、各電池温度Ｔｂを示す温度データを放電制御部１３０に出力する。

放電制御部１３０は、順次入力される各電池ブロックＢの電圧データ、電流データ、温度データに基づいて、各電池ブロックＢの起電力Ｅｂを算出する。さらに放電制御部１３０は、所定の判定周期（例えば、１００ｍｓｅｃ毎）で、各起電力Ｅｂのばらつき量を算出し、そのばらつき量が基準ばらつき量ΔＫｅより大きい場合には、最も起電力が高い電池ブロックの放電を放電部１１０に指示する。また、放電制御部１３０は、放電指示を所定期間経過後に放電停止の指示を行う。なお、ばらつき量が基準ばらつき量ΔＫｅより大きい場合に、放電制御部１３０は、最も起電力が高い電池ブロック以外にも例えば、起電力の大きさが上位の複数の電池ブロックに対して放電を指示してもよい。

放電部１１０は、放電素子となる抵抗Ｒｃを電池ブロックごとに備える。各抵抗Ｒｃには、スイッチＳＷｂが直列接続される。放電部１１０は、放電制御部１３０からの放電指示に基づいて、指示された電池ブロックＢに対応するスイッチＳｗｂをオンし、電池ブロックＢの放電を行い、電池ブロック間の容量の均等化処理を行う。また、放電部１１０は、放電制御部１３０から放電停止指示を受けた場合には、放電中の電池ブロックＢに対応するスイッチＳＷｂをオフする。なお、放電部１１０は、新たな放電指示を受けた際に、前回の指示で放電中の電池ブロックＢが存在する場合には、放電中の電池ブロックＢに対応するスイッチＳＷｂをオフするとともに、新たな放電指示に対応するスイッチＳｗｂをオンする。

また、電圧測定部１２０は、コンデンサＣ１に蓄積された電気容量を検出することで、電池ブロックごとの端子電圧を測定する。

図２に示すように、電池ブロックＢ１〜Ｂ２ｎの各端子には、それぞれ一本ずつ電位検出線Ｌａ１〜Ｌａ（２ｎ＋１）が接続される。

第１のマルチプレクサ１２１は、（ｎ＋１）個のスイッチＳＷａ１、ＳＷａ３、・・・、及びＳＷａ（２ｎ＋１）を備え、電位検出線Ｌａ１〜Ｌａ（２ｎ＋１）のうち、電池ブロックの一端側から奇数番目の電位検出線Ｌａ１、Ｌａ３、・・・及びＬａ（２ｎ＋１）が、スイッチＳＷａ１、ＳＷａ３、・・・、及びＳＷａ（２ｎ＋１）の一端に抵抗Ｒａを介して接続される。

一方、第２のマルチプレクサ１２２は、ｎ個のスイッチＳＷａ２、ＳＷａ４、・・・、及びＳＷａ２ｎを備え、偶数番目の電位検出線Ｌａ２、Ｌａ４、・・・及びＬａ２ｎが、スイッチＳＷ２、ＳＷ４、・・・、及びＳＷ２ｎの一端に抵抗Ｒａを介して接続される。

第１のマルチプレクサ１２１が備えるスイッチＳＷａ１、ＳＷａ３、・・・、及びＳＷａ（２ｎ＋１）の他端には、電位検出線Ｌｂ１、Ｌｂ３、・・・、及びＬｂ（２ｎ＋１）の一端が接続され、電位検出線Ｌｂ１、Ｌｂ３、・・・及びＬｂ（２ｎ＋１）の他端はそれぞれ共通接続して、コンデンサＣ１の一端（第１の電位検出端子に相当する）に接続される。

一方、第２のマルチプレクサ１２２が備えるスイッチＳＷａ２、ＳＷａ４、・・・、及びＳＷａ２ｎの他端には、それぞれ電位検出線Ｌｂ２、Ｌｂ４、・・・及びＬｂ２ｎの一端が接続され、電位検出線Ｌｂ２、Ｌｂ４、・・・及びＬｂ２ｎの他端はそれぞれ共通接続して、コンデンサＣ１の他端（第２の電位検出端子に相当する）に接続される。

コンデンサＣ１は、サンプルスイッチ１２３を介して、電圧検知部１２５に接続される。より具体的には、コンデンサＣ１の一端は、サンプルスイッチ１２３が備えるスイッチＳＷｘの一端に接続され、スイッチＳＷｘの他端は、抵抗Ｒｂを介して電圧検知部１２５に接続される。一方、コンデンサＣ１の他端は、サンプルスイッチ１２３が備えるスイッチＳＷｙの一端に接続され、スイッチＳＷｙの他端は、抵抗Ｒｂを介して電圧検知部１２５に接続される。

電圧検知部１２５は、電池ブロックＢ１から順にブロック単位で端子電圧Ｖｂを測定できるように、上記の第１及び第２マルチプレクサやサンプルスイッチが備える各スイッチＳＷのオンオフ制御を行う。

図３は、電圧検知部１２５が参照するスイッチ制御マップである。図３に示すように、例えば、スイッチＳＷａ１、ＳＷａ２を所定時間閉じることで、電池ブロックＢ１が選択され、電池ブロックＢ１の端子電圧Ｖｂ１でコンデンサＣ１が充電される。次いで、スイッチＳＷａ１、ＳＷａ２を開くと共にスイッチＳＷｘ、ＳＷｙを所定時間閉じることで、コンデンサＣ１の充電電圧、すなわち電池ブロックＢ１の端子電圧Ｖｂ１が、電圧検知部１２５に入力される。電圧検知部１２５は、端子電圧Ｖｂ１を計測し、端子電圧Ｖｂ１を示す電圧データを放電制御部１３０に出力する。次に、スイッチＳＷｘ、ＳＷｙを開いて、スイッチＳＷａ３、ＳＷａ２を所定時間閉じると、電池ブロックＢ２が選択され、電池ブロックＢ２の端子電圧Ｖｂ２でコンデンサＣ１が充電される。その後、スイッチＳＷａ３、ＳＷａ２を開くと共にスイッチＳＷｘ、ＳＷｙを所定時間閉じることで、コンデンサＣ１の充電電圧、すなわち電池ブロックＢ２の端子電圧Ｖｂ２が、電圧検知部１２５に入力される。電圧検知部１２５は、端子電圧Ｖｂ２の極性が端子電圧Ｖｂ１の極性から反転しているため、入力された端子電圧Ｖ２の極性を反転させて、端子電圧Ｖｂ２を示す電圧データを放電制御部１３０に出力する。

同様に、図３に示すスイッチ制御マップを参照して、スイッチＳＷのオンオフを制御することで、電池ブロックごとに端子電圧を測定することができる。

以上のように、構成された容量均等化部１００において、電圧測定部１２０における各電池ブロックＢの端子電圧Ｖｂの測定と、放電部１１０における容量均等化処理とは、並行して異なる周期で行われる。よって、タイミングによっては、放電中の電池ブロックＢに対して端子電圧の測定が行われる可能性がある。しかし、放電中の端子電圧測定は、電池ブロックＢの両端に抵抗ＲｃとコンデンサＣ１とが並列接続されることになり、抵抗Ｒｃの影響を受けて、測定される端子電圧Ｖｂに誤差が生じる。このような誤差により、電池ブロック間の容量のばらつきを判定すると、適切に電池ブロック間の容量の均等化を図ることができないおそれがある。

そこで、本実施形態では、放電制御部１３０は、電圧測定部１２０が行う電池ブロックＢの端子電圧の測定タイミングに応じて、測定対象の電池ブロックに対する放電を行っている場合には、その電池ブロックの放電の停止を放電部１１０に指示する。なお、放電の停止前に電圧測定部１２０が測定を開始するおそれがある。よって、放電制御部１３０は、放電中の電池ブロックＢｍの１つ前の電池ブロックＢｍ−１に対する測定が行われている時に、放電の停止を放電部１１０に指示しても良い。また、放電制御部１３０は、放電を停止した電池ブロックＢｍの端子電圧の測定が終了してから、次の電池ブロックＢｍ＋１に対する測定が行われている間に、電池ブロックＢｍに対する放電を再開する。

このように、電圧測定部１２０が端子電圧を測定している間に測定対象の電池ブロックＢの放電が行われないように制御することで、電池ブロックの端子電圧をより正確に測定することができる。よって、端子電圧に基づく容量均等化処理をより正確に実行することができる。

図４は、放電制御部１３０が実行する容量均等化処理の手順を示すフローチャートである。放電制御部１３０は、例えば１００ｍｓｅｃの間隔でこの手順を繰り返す。

図４において、放電制御部１３０は、各部から入力される各電池ブロックＢの端子電圧Ｖｂ、電池温度Ｔｂ、および充放電電流Ｉを取得し（Ｓ１００）、それらに基づいて各電池ブロックＢの起電力Ｅｂを算出する（Ｓ１２０）。

なお、放電制御部１３０は、周知の手法により起電力Ｅｂの算出を行えばよい。例えば、放電制御部１３０は、端子電圧Ｖｂと充放電電流Ｉとのペアデータを複数個取得して記憶し、そのペアデータから、回帰分析により１次の近似直線（電圧Ｖ−電流Ｉ近似直線）を求め、Ｖ−Ｉ近似直線のＶ切片を無負荷電圧Ｖｂｏとして求める。また、充放電電流Ｉの積算値∫Ｉを計算し、電池温度Ｔｂ、無負荷電圧Ｖｂｏ、電流積算値∫Ｉの関数から電池の分極電圧Ｖｐを求め、無負荷電圧Ｖｂｏから分極電圧Ｖｐを減算して、電池ブロックＢの起電力Ｅｂを求める。

各電池ブロックＢの起電力Ｅｂを算出後、放電制御部１３０は、各電池ブロックの起電力のばらつき量を算出し、そのばらつき量が所定の基準量より大きいか否かの判定を行う。より具体的には、放電制御部１３０は、各起電力Ｅｂのうち最小起電力Ｅｂｍｉｎと最大起電力Ｅｂｍａｘとを抽出して、最小起電力Ｅｂｍｉｎと最大起電力Ｅｂｍａｘとの差分を求め、その差分が所定の基準量ΔＫｅより大きいか否かの判定を行う（Ｓ１４０）。

判定の結果、各電池ブロックの起電力のばらつき量が基準量より大きい場合には（ステップＳ１４０での判定結果が、肯定「Ｙ」）、放電制御部１３０は、最大起電力Ｅｂｍａｘに対応する電池ブロックＢを放電対象電池ブロックと決定して、放電部１１０に放電を指示する。この時、放電制御部１３０は、所定の放電フラグをオンして、さらにそのフラグと関連づけて放電対象の電池ブロックＢの識別番号を記憶する（Ｓ１６０）。

一方、各電池ブロックの起電力のばらつき量が基準量以下の場合には（ステップＳ１４０での判定結果が、否定「Ｎ」）、放電フラグがオンか否かの判定を行う（Ｓ１８０）。放電フラグがオンの時には（ステップＳ１８０の判定結果が、肯定「Ｙ」）、放電制御部１３０は、放電フラグに関連づけられた電池ブロックＢに対する放電停止を放電部１１０に指示し、放電フラグをオフする（Ｓ１８２）。放電フラグがオフの時には（ステップＳ１８０の判定結果が、否定「Ｎ」）、放電制御部１３０は、容量均等化処理を終了する。

続いて、電圧測定部１２０が端子電圧を測定している間に測定対象の電池ブロックＢの放電が行われないように、放電制御部１３０は、電池ブロックＢの放電制御を行う手順について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。

放電制御部１３０は、例えば、図５に示す手順を電圧測定部１２０が電池ブロックの電圧測定を行う周期と同じ周期（例えば、５ｍｓｅｃ毎）で行う。

まず、放電制御部１３０は、次回の測定対象電池ブロックが放電中の電池ブロックか否かの判定を行う（Ｓ２００）。

放電制御部１３０は、例えば、電圧測定部１２０から順次次回の測定対象の電池ブロックの識別番号の入力を受ける。次いで、放電制御部１３０は、放電フラグを参照して、オン・オフを確認し、オンの場合には、放電フラグと関連づけられた識別番号と、放電制御部１３０から入力された識別場号とを照合する。照合の結果、一致する場合には、放電制御部１３０は、次回の測定対象電池ブロックが放電中の電池ブロックであると判定する。

あるいは、放電制御部１３０は、測定順序および測定周期の情報を含む測定スケジュール情報の入力を電圧測定部１２０から測定開始前に取得し、記憶しておく。放電制御部１３０は、電圧測定部１２０が測定を開始すると、その測定スケジュールに基づいて、順次当該判定を行う。

判定の結果、放電中の電池ブロックの場合には（ステップＳ２００の判定結果が、肯定「Ｙ」）、放電制御部１３０は、放電中の電池ブロックの放電停止を放電部１１０に指示して、放電フラグをオフする（Ｓ２１０）。その後、放電制御部１３０は、当該電池ブロックの電圧測定が終了すると（ステップＳ２００の判定結果が、肯定「Ｙ」）、再度当該電池ブロックの放電の開始を放電部１１０に指示して、放電フラグをオンする（２３０）。なお、放電制御部１３０は、例えば、電圧測定部１２０から測定終了の通知を受けることで、電池ブロックの電圧測定の終了を検知する。あるいは、放電制御部１３０は、測定スケジュール情報に基づいて１周期分の時間が経過した時点で、当該電池ブロックの電圧測定が終了したと判断する。

以上の通り、放電制御部１３０は、電圧測定部１２０が行う電池ブロックＢの端子電圧の測定タイミングに応じて、測定対象の電池ブロックに対する放電を行っている場合には、その電池ブロックの放電の停止を放電部１１０に指示する。これにより、電池ブロックＢの端子電圧の測定がより精度よく行うことができる。よって、その測定結果に基づいて放電制御部１３０が行う電池ブロック間の容量均等化処理も精度よく行うことができる。

ところで、電池ブロックＢの端子電圧は、電池温度によっても変化する。よって、電池ブロック間の電池温度にばらつきが生じている場合、電圧測定部１２０において測定される端子電圧にも影響が生じる。つまり、電池温度のばらつき量によっては、起電力のばらつき量の誤差も無視しないほうがよい。

そこで、放電制御部１３０は、電池温度のばらつき量が多い場合には、電池ブロックＢごとに、電池温度に応じて起電力の補正を行った後に、起電力のばらつき量を判定してもよい。

図６は、電池温度のばらつき量の判定を起電力のばらつき量の判定の前に行う場合の放電制御部１３０の処理手順を示すフローチャートである。なお、図６において、図４に示す手順と同一の手順については、同一符号を付して説明を省略する。

放電制御部１３０は、各電池ブロックの起電力Ｅｂを算出後（Ｓ１２０）、各電池ブロックＢの電池温度Ｔｂのばらつきの有無を判定する（Ｓ１３０）。より具体的には、放電制御部１３０は、各電池ブロックＢの電池温度Ｔｂの中から、最低の電池温度Ｔｂｍｉｎと最高の電池温度Ｔｂｍａｘとを抽出して、それらの差分（＝Ｔｂｍａｘ−Ｔｂｍｉｎ）を算出する。放電制御部１３０は、その差分が所定の基準温度ばらつき量ΔＫｔより大きいか否かにより、電池温度Ｔｂのばらつきの有無を判定する。

判定の結果、電池温度Ｔｂのばらつきがある場合（ステップＳ１３０の判定結果が、肯定「Ｙ」）、放電制御部１３０は、各電池温度Ｔｂに基づいて各起電力Ｅｂの補正を行う（Ｓ１３２）。例えば、放電制御部１３０は、図７に示すような参照テーブルに基づいて、各起電力Ｅｂに対する補正係数Ｆを特定し、特定した補正係数Ｆを起電力Ｅｂに乗じることで補正を行う。

以上のように、電池温度のばらつき量が多い場合に、電池ブロックＢごとに電池温度に応じて起電力の補正を行うことで、電池ブロック間の容量均等化処理をより精度よく実行することができる。

本実施形態に係る電気自動車の概略構成を示す図である。電池ＥＣＵの内部に備えられる機能ブロックのうち、容量均等化部を中心に示した図である。電圧検知部が参照するスイッチ制御マップの一例を示す図である。放電制御部が実行する容量均等化処理の手順を示すフローチャートである。端子電圧の測定状況に応じて放電制御部１３０が行う電池ブロックＢの放電制御の手順を示すフローチャートである。電池温度のばらつき量の判定を起電力のばらつき量の判定の前に行う場合の放電制御部の処理手順を示すフローチャートである。起電力に対する電池温度に応じた補正係数を定めた参照マップの一例を示す図である。

符号の説明

１０二次電池、２０電池ＥＣＵ、３０リレー、４０インバータ、５０モータジェネレータ、６０電池ＥＣＵ、１００容量均等化部、１１０放電部、１２０電圧測定部、１２１第１のマルチプレクサ、１２２第２のマルチプレクサ、１２３サンプルスイッチ、１２５電圧検知部、１３０放電制御部、１４０電流測定部、１４２温度測定部。

Claims

二次電池を構成する各電池ブロックの両端子に電気的に接続される各電位検出線を介して、電池ブロックごとに周期的に端子電圧を測定する電圧測定部と、
前記各電位検出線を介して放電素子の両端を各電池ブロックの両端子に電気的に接続することで、各電池ブロックの放電を電池ブロックごとに行う放電部と、
前記電圧測定部による各端子電圧の測定と並行して、前記電圧測定部により測定された各端子電圧に基づいて電池ブロック間の起電力のばらつき量を周期的に算出し、ばらつき量が第１基準量を超える場合に、少なくとも最も起電力が高い電池ブロックの放電を前記放電部に指示する放電制御部であって、前記電圧測定部による端子電圧測定と前記電池ブロックの放電処理は並行して互いに異なる周期で実行され、かつ、前記端子電圧測定と前記放電処理のタイミングが一致する場合に、前記電池ブロックの端子電圧を測定している間に測定対象の電池ブロックの放電処理が行われないように制御する放電制御部と、
を備える容量均等化装置。
請求項１に記載の容量均等化装置において、
前記二次電池の充放電電流を測定する電流測定部と、
各電池ブロックの各電池温度を測定する温度測定部と、
を備え、
前記放電制御部は、
測定された各端子電圧と充放電電流とに少なくとも基づいて、各電池ブロックの起電力を算出し、
測定された各電池温度に基づいて電池ブロック間の温度ばらつき量を算出し、ばらつき量が第２基準量を超える場合、算出された前記各電池ブロックの起電力を各電池ブロックの電池温度に基づいて補正し、補正された起電力に基づいて前記電池ブロック間の起電力のばらつき量を算出する、
ことを特徴とする容量均等化装置。
請求項１に記載の容量均等化装置において、
前記放電制御部は、前記端子電圧測定と前記放電処理のタイミングが一致する場合に、放電を中止するとともに、前記端子電圧測定が終了した後に中止した放電を再開するように制御する
ことを特徴とする容量均等化装置。