JP5772615B2 - Power storage system - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電素子を充電又は放電させたときの電流積算量に基づいて、劣化状態を判定する蓄電システムに関する。 The present invention relates to a power storage system that determines a deterioration state based on an accumulated current amount when a power storage element is charged or discharged.
二次電池は、劣化が進行するにつれて、容量が低下する傾向がある。したがって、二次電池の容量を測定することにより、二次電池の劣化状態を判定することができる。二次電池の容量は、二次電池を放電させながら電流値を取得し続け、これらの電流値を積算することによって得ることができる。 The secondary battery tends to have a reduced capacity as the deterioration progresses. Therefore, the degradation state of the secondary battery can be determined by measuring the capacity of the secondary battery. The capacity of the secondary battery can be obtained by continuously acquiring current values while discharging the secondary battery and integrating these current values.
組電池では、複数の二次電池が電気的に接続されており、複数の二次電池における電圧値にバラツキが発生することがある。二次電池の電圧値にバラツキが発生していると、二次電池の容量を測定するために二次電池を放電しているとき、最も低い電圧値が、二次電池の過放電を防止するための閾値よりも低下してしまうおそれがある。 In an assembled battery, a plurality of secondary batteries are electrically connected, and voltage values in the plurality of secondary batteries may vary. When the voltage value of the secondary battery varies, when the secondary battery is discharged to measure the capacity of the secondary battery, the lowest voltage value prevents overdischarge of the secondary battery. Therefore, there is a risk of lowering than the threshold value.
二次電池の電圧値が閾値よりも低下すると、二次電池の放電が禁止されるため、電流値を取得できず、電流積算量を算出することもできなくなってしまう。また、電流積算量に基づいて、二次電池の劣化状態を判定することもできなくなってしまう。 When the voltage value of the secondary battery falls below the threshold value, discharging of the secondary battery is prohibited, so that the current value cannot be acquired and the current integrated amount cannot be calculated. Further, it becomes impossible to determine the deterioration state of the secondary battery based on the accumulated current amount.
本願第１の発明である蓄電システムは、蓄電装置と、監視ユニットと、電流センサと、コントローラとを有する。蓄電装置は、充放電を行い、直列に接続された複数の蓄電素子を有する。監視ユニットは、複数の蓄電素子を複数のブロックに分けたときの各ブロックの電圧値を監視する。電流センサは、蓄電装置に流れる電流値を検出する。コントローラは、ブロックの電圧値が第１電圧から第２電圧に変化するまでの間において、電流センサから取得した電流値を積算して、ブロックの容量判定に用いられる電流積算量を算出する。また、コントローラは、積算される電流値を取得するとき、各ブロックの電圧異常を判定するための電圧閾値を変更する。具体的には、蓄電装置の放電によって、ブロックの電圧値を第１電圧から第２電圧に低下させるときには、電圧閾値を低下させる。ここで、複数のブロックの電圧値のうち、最も高い電圧値を、第１電圧から第２電圧に低下させることができる。一方、蓄電装置の充電によって、ブロックの電圧値を第１電圧から第２電圧に上昇させるときには、電圧閾値を上昇させる。ここで、複数のブロックの電圧値のうち、最も低い電圧値を、第１電圧から第２電圧に上昇させることができる。 The power storage system according to the first invention of the present application includes a power storage device, a monitoring unit, a current sensor, and a controller. The power storage device includes a plurality of power storage elements that are charged and discharged and connected in series. The monitoring unit monitors the voltage value of each block when the plurality of power storage elements are divided into a plurality of blocks. The current sensor detects a current value flowing through the power storage device. The controller integrates the current value acquired from the current sensor until the voltage value of the block changes from the first voltage to the second voltage, and calculates a current integrated amount used for block capacity determination. The controller, when acquiring the current value is integrated, changes the voltage threshold for determining a voltage abnormality of each block. Specifically, when the voltage value of the block is decreased from the first voltage to the second voltage by discharging the power storage device, the voltage threshold is decreased. Here, the highest voltage value among the voltage values of the plurality of blocks can be reduced from the first voltage to the second voltage. On the other hand, when the voltage value of the block is increased from the first voltage to the second voltage by charging the power storage device, the voltage threshold is increased. Here, the lowest voltage value among the voltage values of the plurality of blocks can be increased from the first voltage to the second voltage.
複数のブロックにおいて、電圧値のバラツキが発生していると、ブロックの電圧値を第１電圧から第２電圧に変化させるときに、いずれかのブロックの電圧値が電圧閾値を超えてしまうおそれがある。本願第１の発明によれば、上述したように電圧閾値を変更することにより、ブロックの電圧値が電圧閾値を超えてしまうのを抑制することができる。これにより、電流値を取得しやすくなり、電流積算量を算出することもできる。 If there are variations in voltage values in a plurality of blocks, there is a risk that the voltage value of any block will exceed the voltage threshold when the voltage value of the block is changed from the first voltage to the second voltage. is there. According to the first invention of the present application, it is possible to suppress the voltage value of the block from exceeding the voltage threshold by changing the voltage threshold as described above . Thereby, it becomes easy to acquire the current value, and the current integrated amount can also be calculated.
積算される電流値を取得し始めるときの複数のブロックにおける電圧差が増加するほど、電圧閾値の変更量を増加させることができる。ブロックの電圧値が、変更後の電圧閾値を超えにくくすることができる。電流積算量を算出した後は、電圧閾値を変更前の値に戻すことができる。これにより、蓄電装置を負荷と接続して充放電を行うときに、変更前の電圧閾値を用いて、ブロックの電圧異常を判定することができる。 The amount of change in the voltage threshold can be increased as the voltage difference in the plurality of blocks at the start of acquiring the integrated current value increases. It is possible to make it difficult for the voltage value of the block to exceed the changed voltage threshold. After calculating the current integration amount, the voltage threshold can be returned to the value before the change. Thereby, when charging / discharging by connecting an electrical storage apparatus with load, the voltage abnormality of a block can be determined using the voltage threshold value before a change.
本願第２の発明である蓄電システムは、蓄電装置と、監視ユニットと、電流センサと、コントローラとを有する。蓄電装置は、充放電を行い、直列に接続された複数の蓄電素子を有する。監視ユニットは、複数の蓄電素子を複数のブロックに分けたときの各ブロックの電圧値を監視する。電流センサは、蓄電装置に流れる電流値を検出する。コントローラは、複数のブロックにおける電圧値の差が閾値よりも大きいときに、ブロックが異常状態であると判定する。また、コントローラは、ブロックの電圧値が第１電圧から第２電圧に低下するまでの間において、電流センサから取得した電流値を積算して、ブロックの容量判定に用いられる電流積算量を算出するとき、閾値を増加方向に変更する。 The power storage system according to the second invention of the present application includes a power storage device, a monitoring unit, a current sensor, and a controller. The power storage device includes a plurality of power storage elements that are charged and discharged and connected in series. The monitoring unit monitors the voltage value of each block when the plurality of power storage elements are divided into a plurality of blocks. The current sensor detects a current value flowing through the power storage device. The controller determines that the block is in an abnormal state when the difference between the voltage values in the plurality of blocks is larger than the threshold value. In addition, the controller integrates the current values acquired from the current sensor until the block voltage value decreases from the first voltage to the second voltage, and calculates a current integration amount used for block capacity determination. When the threshold value is changed in the increasing direction.
蓄電装置の放電によって、ブロックの電圧値を第１電圧から第２電圧に低下させるときには、複数のブロックにおける電圧値の差が広がりやすく、電圧値の差が閾値よりも大きくなりやすいことがある。電圧値の差が閾値よりも大きいときには、ブロックが異常状態と判定されるため、電流積算量の算出が中断されてしまうことがある。本願第２の発明によれば、閾値を増加方向に変更することにより、蓄電装置を放電しても、電圧値の差が閾値よりも大きくなり難くしている。これにより、電流積算量の算出を中断させることなく完了させることができる。 When the voltage value of the block is decreased from the first voltage to the second voltage by discharging the power storage device, the difference between the voltage values in the plurality of blocks tends to increase, and the difference between the voltage values tends to be larger than the threshold value. When the voltage value difference is larger than the threshold value, the block is determined to be in an abnormal state, and the calculation of the current integration amount may be interrupted. According to the second invention of the present application, by changing the threshold value in the increasing direction, even if the power storage device is discharged, the difference in voltage value is less likely to be larger than the threshold value. As a result, the calculation of the integrated current amount can be completed without interruption.
閾値は、複数のブロックにおける電圧値の差や、複数のブロックにおける電圧値のうち、最小を示す電圧値や、蓄電装置の温度に基づいて、決定することができる。ここで、電流値の積算を開始したときの電圧値の差が増加するほど、又は、電流値を積算している間の電圧値の差が増加するほど、閾値を増加させることができる。また、電流値の積算を開始したときの最小の電圧値が低くなるほど、又は、電流値を積算している間の最小の電圧値が低くなるほど、閾値を増加させることができる。さらに、蓄電装置の温度が高くなるほど、閾値を小さくさせることができる。複数のブロックにおける電圧値の差としては、最大の差を用いることができる。 The threshold value can be determined based on the difference between the voltage values in the plurality of blocks, the voltage value indicating the minimum among the voltage values in the plurality of blocks, or the temperature of the power storage device. Here, the threshold value can be increased as the difference between the voltage values when the integration of the current values starts or as the difference between the voltage values during the integration of the current values increases. Further, the threshold value can be increased as the minimum voltage value at the start of current value integration decreases or as the minimum voltage value during current value integration decreases . Furthermore, the threshold value can be decreased as the temperature of the power storage device increases. The maximum difference can be used as the difference between the voltage values in the plurality of blocks.
電流積算量を算出した後において、ブロックの電圧値が、蓄電装置の充放電制御で用いられる下限電圧よりも高くなったときに、閾値を変更前の値に戻すことができる。電流積算量を算出した直後では、蓄電装置が放電されたままであり、ブロックの電圧値の差が、変更前の閾値よりも大きいままとなっているおそれがある。 After the current integration amount is calculated, the threshold value can be returned to the value before the change when the voltage value of the block becomes higher than the lower limit voltage used in the charge / discharge control of the power storage device. Immediately after calculating the integrated current amount, the power storage device remains discharged, and the difference between the voltage values of the blocks may remain larger than the threshold value before the change.
この場合において、電流積算量を算出した直後に、閾値を変更前の値に戻してしまうと、ブロックが異常状態であると判定されてしまう。そこで、ブロックの電圧値が下限電圧よりも高くなるまでは、閾値を変更後の値に維持することにより、ブロックが異常状態であると判定されるのを抑制することができる。ブロックの電圧値が上昇させれば、ブロックの電圧値の差を小さくすることができ、閾値を変更前の値に戻すことができる。第２電圧は、下限電圧よりも低い値である。 In this case, if the threshold value is returned to the value before the change immediately after calculating the current integration amount, the block is determined to be in an abnormal state. Thus, until the voltage value of the block becomes higher than the lower limit voltage, it is possible to suppress the determination that the block is in an abnormal state by maintaining the threshold value after the change. If the voltage value of the block is increased, the difference in the voltage value of the block can be reduced, and the threshold value can be returned to the value before the change. The second voltage is a value lower than the lower limit voltage.
各ブロックは、直列に接続された複数の蓄電素子で構成することができる。また、各ブロックは、各蓄電素子で構成することができる。蓄電装置は、車両の走行に用いられる運動エネルギを生成するモータに電力を供給することができる。 Each block can be composed of a plurality of power storage elements connected in series. Moreover, each block can be comprised by each electrical storage element. The power storage device can supply electric power to a motor that generates kinetic energy used for traveling of the vehicle.
本願第３の発明は、蓄電装置の容量を判定する判定方法である。蓄電装置は、充放電を行い、直列に接続された複数の蓄電素子を有する。複数の蓄電素子を複数のブロックに分けたときの各ブロックの電圧値が、第１電圧から第２電圧に変化するまでの間において、蓄電装置に流れる電流値を積算して、ブロックの容量判定に用いられる電流積算量を算出する。ここで、積算される電流値を取得するとき、各ブロックの電圧異常を判定するための電圧閾値を変更する。具体的には、蓄電装置の放電によって、ブロックの電圧値を第１電圧から第２電圧に低下させるときには、電圧閾値を低下させる。一方、蓄電装置の充電によって、ブロックの電圧値を第１電圧から第２電圧に上昇させるときには、電圧閾値を上昇させる。本願第２の発明においても、本願第１の発明と同様の効果を得ることができる。 3rd invention of this application is the determination method which determines the capacity | capacitance of an electrical storage apparatus. The power storage device includes a plurality of power storage elements that are charged and discharged and connected in series. The capacity value of the block is determined by integrating the current value flowing through the power storage device until the voltage value of each block when the plurality of power storage elements is divided into a plurality of blocks changes from the first voltage to the second voltage. The amount of integrated current used for is calculated. Here, when obtaining the current value is integrated, it changes the voltage threshold for determining a voltage abnormality of each block. Specifically, when the voltage value of the block is decreased from the first voltage to the second voltage by discharging the power storage device, the voltage threshold is decreased. On the other hand, when the voltage value of the block is increased from the first voltage to the second voltage by charging the power storage device, the voltage threshold is increased. Also in the second invention of the present application, the same effect as that of the first invention of the present application can be obtained.
本願第４の発明は、蓄電装置の異常状態を判定する判定方法である。蓄電装置は、充放電を行い、直列に接続された複数の蓄電素子を有する。複数の蓄電素子を複数のブロックに分けたときにおいて、複数のブロックにおける電圧値の差が閾値よりも大きいときに、ブロックが異常状態であると判定する。ここで、ブロックの電圧値が第１電圧から第２電圧に低下するまでの間において、蓄電装置に流れる電流値を積算して、ブロックの容量判定に用いられる電流積算量を算出するとき、閾値を増加方向に変更する。本願第４の発明においても、本願第２の発明と同様の効果を得ることができる。 4th invention of this application is the determination method which determines the abnormal state of an electrical storage apparatus. The power storage device includes a plurality of power storage elements that are charged and discharged and connected in series. When dividing a plurality of power storage elements into a plurality of blocks, it is determined that the block is in an abnormal state when a difference in voltage value between the plurality of blocks is larger than a threshold value. Here, when the voltage value of the block is decreased from the first voltage to the second voltage, the current value flowing through the power storage device is integrated to calculate the current integrated amount used for block capacity determination. Change to increase. Also in the fourth invention of the present application, the same effect as that of the second invention of the present application can be obtained.
以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
本発明の実施例１である電池システムについて、図１を用いて説明する。図１は、電池システムの構成を示す図である。本実施例の電池システムは、車両に搭載されている。
A battery system that is
車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車は、車両を走行させる動力源として、後述する組電池に加えて、エンジン又は燃料電池を備えている。電気自動車は、車両を走行させる動力源として、後述する組電池だけを備えている。本実施例では、車両で用いられる組電池について説明するが、車両以外の機器で用いられる組電池に対しても本発明を適用することができる。 Vehicles include hybrid cars and electric cars. The hybrid vehicle includes an engine or a fuel cell as a power source for running the vehicle in addition to the assembled battery described later. The electric vehicle includes only an assembled battery described later as a power source for running the vehicle. In this embodiment, an assembled battery used in a vehicle will be described. However, the present invention can be applied to an assembled battery used in a device other than the vehicle.
組電池１０は、直列に接続された複数の単電池１１を有する。単電池１１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、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることができる。単電池１１の数は、組電池１０の要求出力などに基づいて、適宜設定することができる。本実施例では、組電池１０を構成する、すべての単電池１１が直列に接続されているが、並列に接続された複数の単電池１１が組電池１０に含まれていてもよい。
The assembled
監視ユニット２０は、図２に示すように、第１監視ユニット２１および第２監視ユニット２２を有する。第１監視ユニット２１は、各単電池１１の端子間電圧（電池電圧という）を検出し、検出結果をコントローラ３０（図１参照）に出力する。本実施例において、組電池１０を構成する複数の単電池１１は、複数の電池ブロック１２に分けられている。複数の電池ブロック１２は、直列に接続されている。各電池ブロック１２では、複数の単電池１１が直列に接続されている。
As shown in FIG. 2, the
電池ブロック１２を構成する単電池１１の数は、適宜設定することができる。また、組電池１０に含まれる電池ブロック１２の数も適宜設定することができる。複数の電池ブロック１２において、各電池ブロック１２を構成する単電池１１の数は、互いに等しくなっている。第１監視ユニット２１は、各電池ブロック１２に対して設けられており、第１監視ユニット２１は、電池ブロック１２の数だけ設けられている。第２監視ユニット２２は、各電池ブロック１２の端子間電圧（ブロック電圧という）を検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。
The number of the
コントローラ３０は、メモリ３１を有する。メモリ３１は、コントローラ３０が所定の処理を行うための各種の情報を記憶している。本実施例では、メモリ３１が、コントローラ３０に内蔵されているが、コントローラ３０の外部にメモリ３１を設けることもできる。
The
電流センサ４１は、組電池１０に流れる電流値を検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。組電池１０を放電するときには、電流値を正の値とし、組電池１０を充電するときには、電流値を負の値とすることができる。
The
組電池１０の正極ラインＰＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｂは、コントローラ３０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。組電池１０の負極ラインＮＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｇは、コントローラ３０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。
A system main relay SMR-B is provided on the positive electrode line PL of the assembled
システムメインリレーＳＭＲ−Ｇに対しては、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよび電流制限抵抗Ｒが並列に接続されている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよび電流制限抵抗Ｒは、直列に接続されている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｐは、コントローラ３０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。電流制限抵抗Ｒは、組電池１０を負荷（後述する昇圧回路４２など）と接続するときに、突入電流が流れるのを抑制するために用いられる。
A system main relay SMR-P and a current limiting resistor R are connected in parallel to the system main relay SMR-G. System main relay SMR-P and current limiting resistor R are connected in series. System main relay SMR-P is switched between on and off by receiving a control signal from
組電池１０を負荷と接続するとき、コントローラ３０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｐをオフからオンに切り替える。これにより、電流制限抵抗Ｒに電流を流すことができる。次に、コントローラ３０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇをオフからオンに切り替えた後に、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐをオンからオフに切り替える。これにより、組電池１０および負荷の接続が完了する。組電池１０および負荷の接続を遮断するとき、コントローラ３０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオンからオフに切り替える。
When connecting the assembled
昇圧回路４２は、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬを介して、組電池１０と接続されており、組電池１０の出力電圧を昇圧する。昇圧回路４２は、昇圧後の電力をインバータ４３に出力する。また、昇圧回路４２は、インバータ４３の出力電圧を降圧し、降圧後の電力を組電池１０に出力することができる。本実施例の電池システムでは、昇圧回路４２を用いているが、昇圧回路４２を省略することもできる。
The
インバータ４３は、昇圧回路４２から出力された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ・ジェネレータ４４に出力する。モータ・ジェネレータ４４としては、例えば、三相交流モータを用いることができる。モータ・ジェネレータ４４は、インバータ４３から出力された交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。モータ・ジェネレータ４４によって生成された運動エネルギは、車輪に伝達される。
The
車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータ４４は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ（交流電力）に変換する。インバータ４３は、モータ・ジェネレータ４４が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を昇圧回路４２に出力する。昇圧回路４２は、インバータ４３の出力電圧を降圧し、降圧後の電力を組電池１０に出力する。これにより、組電池１０は、回生電力を蓄えることができる。
When the vehicle is decelerated or stopped, the
正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬには、ＤＣ／ＤＣコンバータ４５が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ４５は、組電池１０の出力電圧を降圧し、降圧後の電力を補機４６に出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ４５は、コントローラ３０からの制御信号を受けて動作する。補機４６は、組電池１０からの電力を受けて作動することができる電子機器である。補機４６としては、例えば、コントローラ３０、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐを駆動する回路、空調設備、ランプ、音響設備、ディスプレイがある。
A DC /
次に、組電池１０の劣化を診断する処理について説明する。図３は、劣化診断処理を説明するフローチャートである。図３に示す処理は、コントローラ３０によって実行される。劣化診断処理は、コントローラ３０が劣化診断処理の要求を受けたときに開始される。
Next, a process for diagnosing deterioration of the assembled
ステップＳ１０１において、コントローラ３０は、電池ブロック１２の電圧異常を判定する閾値（異常判定閾値）を変更する。図３に示す処理を行う場合において、異常判定閾値は、電池ブロック１２が過放電状態（電圧異常）であるか否かを判定するための閾値である。電池ブロック１２のブロック電圧が異常判定閾値よりも低いとき、コントローラ３０は、電池ブロック１２が過放電状態であると判定し、電池ブロック１２（組電池１０）の入出力（充放電）を制限することができる。
In step S <b> 101, the
組電池１０の入出力を制限するとき、コントローラ３０は、組電池１０の入出力を許容する上限電力を低下させることができる。上限電力は、組電池１０の入力（充電）および出力（放電）のそれぞれに対して設定される。組電池１０の入力および出力のそれぞれに対して設定される上限電力は、同じ値であってもよいし、互いに異なっていてもよい。上限電力を低下させることには、上限電力を０［ｋＷ］に設定することも含まれる。上限電力を０［ｋＷ］に設定することにより、組電池１０の入出力が行われないことになる。
When limiting the input / output of the assembled
コントローラ３０は、劣化診断処理を行うときには、異常判定閾値を低下させる。図４に示すように、劣化診断処理を行うときの異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｄ）は、劣化診断処理を行わないときの異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｎ）よりも低い。劣化診断処理を行わないときとは、組電池１０を負荷（昇圧回路４２）と接続して、組電池１０の充放電を制御するときである。
The
異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｄ）は、単電池１１の安全性を確保するために必要な最低限の電圧値に基づいて、設定することができる。単電池１１の安全性を確保するための電圧値が分かれば、この電圧値に対して、電池ブロック１２を構成する単電池１１の数を乗算すれば、異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｄ）を求めることができる。
The abnormality determination threshold value Vth (D) can be set based on the minimum voltage value necessary for ensuring the safety of the
ステップＳ１０２において、コントローラ３０は、組電池１０の放電を開始させる。例えば、組電池１０の電力を補機４６に供給することにより、組電池１０を放電させることができる。また、組電池１０の正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬに負荷を接続して、組電池１０を放電させることができる。
In step S <b> 102, the
ステップＳ１０３において、コントローラ３０は、監視ユニット２０（第２監視ユニット２２）の出力に基づいて、電池ブロック１２のブロック電圧Ｖｂを取得する。そして、コントローラ３０は、ブロック電圧Ｖｂが開始電圧（第１電圧に相当する）Ｖｓよりも低いか否かを判別する。複数の電池ブロック１２において、ブロック電圧Ｖｂにバラツキが発生しているときには、例えば、最も高いブロック電圧Ｖｂが開始電圧Ｖｓよりも低いか否かを判別することができる。
In step S103, the
開始電圧Ｖｓは、組電池１０に流れる電流値を取得し始めるタイミングを決定する電圧値であり、適宜設定することができる。本実施例では、後述するように、組電池１０を放電したときの電流積算量ΣＩを取得するため、電流積算量ΣＩを取得しやすいように、開始電圧Ｖｓは、電池ブロック１２のＳＯＣ（State of Charge）が高い状態にあるときのブロック電圧に設定しておくことが好ましい。開始電圧Ｖｓに関する情報は、メモリ３１に記憶することができる。
The start voltage Vs is a voltage value that determines the timing at which the current value flowing through the assembled
劣化診断処理を行うときには、電池ブロック１２のブロック電圧Ｖｂを開始電圧Ｖｓ以上としておく必要がある。例えば、劣化診断処理を行う前には、組電池１０が満充電状態となるまで、組電池１０を充電しておくことができる。組電池１０の放電によって、ブロック電圧Ｖｂが開始電圧Ｖｓよりも低くなったときには、ステップＳ１０４の処理に進む。
When performing the deterioration diagnosis process, it is necessary to set the block voltage Vb of the
ステップＳ１０４において、コントローラ３０は、電流センサ４１の出力に基づいて、組電池１０に流れる電流値Ｉを取得する。組電池１０を放電し続けている間、コントローラ３０は、電流値Ｉを取得し続ける。取得した電流値Ｉは、メモリ３１に記憶することができる。
In step S <b> 104, the
ステップＳ１０５において、コントローラ３０は、監視ユニット２０（第２監視ユニット２２）の出力に基づいて、電池ブロック１２のブロック電圧Ｖｂを取得する。組電池１０は放電し続けているため、ブロック電圧Ｖｂは低下する。コントローラ３０は、ブロック電圧Ｖｂが終了電圧（第２電圧に相当する）Ｖｅよりも低いか否かを判別する。終了電圧Ｖｅは、組電池１０に流れる電流値Ｉの取得を終了させるタイミングを決定する電圧値である。終了電圧Ｖｅに関する情報は、メモリ３１に記憶することができる。
In step S105, the
終了電圧Ｖｅは、開始電圧Ｖｓよりも低い電圧値であり、適宜設定することができる。後述する電流積算量ΣＩを取得しやすいように、終了電圧Ｖｅは、電池ブロック１２のＳＯＣが低い状態にあるときのブロック電圧に設定しておくことが好ましい。
The end voltage Ve is a voltage value lower than the start voltage Vs, and can be set as appropriate. The end voltage Ve is preferably set to a block voltage when the SOC of the
ブロック電圧Ｖｂが終了電圧Ｖｅよりも低いときには、ステップＳ１０６の処理に進み、ブロック電圧Ｖｂが終了電圧Ｖｅよりも高いときには、ステップＳ１０４の処理に戻る。すなわち、ブロック電圧Ｖｂが、開始電圧Ｖｓから終了電圧Ｖｅに変化（低下）するまで、電流値Ｉが取得される。 When the block voltage Vb is lower than the end voltage Ve, the process proceeds to step S106. When the block voltage Vb is higher than the end voltage Ve, the process returns to step S104. That is, the current value I is acquired until the block voltage Vb changes (decreases) from the start voltage Vs to the end voltage Ve.
ステップＳ１０６において、コントローラ３０は、組電池１０の放電を停止させる。具体的には、コントローラ３０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオンからオフに切り替えることができる。組電池１０の放電を停止させた後では、図４に示すように、ブロック電圧Ｖｂは上昇する。組電池１０の放電を停止した直後では、電池ブロック１２（単電池１１）に分極が発生している。分極状態は、時間の経過とともに解消するため、分極状態の解消によって、ブロック電圧Ｖｂが上昇する。
In step S <b> 106, the
ステップＳ１０７において、コントローラ３０は、ステップＳ１０４で取得した電流値Ｉを積算して、電流積算量ΣＩ（放電量）を算出する。ステップＳ１０８において、コントローラ３０は、ステップＳ１０７で算出した電流積算量ΣＩを、基準となる電流積算量ΣＩと比較することにより、組電池１０が劣化しているか否かを判別する。
In step S107, the
基準となる電流積算量ΣＩは、組電池１０の劣化を判別するときに基準となる電流積算量ΣＩである。基準となる電流積算量ΣＩとしては、例えば、初期状態の組電池１０を放電させたときに取得された電流積算量ΣＩを用いることができる。初期状態とは、組電池１０を製造した直後の状態をいう。基準となる電流積算量ΣＩを算出するときにも、ブロック電圧Ｖｂを、開始電圧Ｖｓから終了電圧Ｖｅまで変化させながら、電流値Ｉを取得する。
The reference current integration amount ΣI is the reference current integration amount ΣI when determining deterioration of the assembled
図５は、電池ブロック１２（組電池１０）を放電させたときの電圧の変動（放電カーブ）を示す図である。図５の縦軸は、ブロック電圧を示し、図５の横軸は、電池ブロック１２の放電容量［Ａｈ］を示す。図５の実線は、電池ブロック１２（組電池１０）が劣化していないときの放電カーブを示し、図５の点線は、電池ブロック１２（組電池１０）が劣化したときの放電カーブを示す。点線に示す放電カーブは、電池ブロック１２（組電池１０）の劣化状態に応じて変化する。
FIG. 5 is a diagram showing voltage fluctuations (discharge curves) when the battery block 12 (the assembled battery 10) is discharged. The vertical axis in FIG. 5 represents the block voltage, and the horizontal axis in FIG. 5 represents the discharge capacity [Ah] of the
図５に示すように、電池ブロック１２（組電池１０）が劣化すると、電池ブロック１２（組電池１０）の容量は低下してしまう。言い換えれば、電池ブロック１２（組電池１０）が劣化すると、電流積算量ΣＩは低下してしまう。単電池１１がリチウムイオン二次電池であるときには、例えば、リチウムの析出や摩耗劣化によって、電池ブロック１２が劣化してしまう。
As shown in FIG. 5, when the battery block 12 (assembled battery 10) deteriorates, the capacity of the battery block 12 (assembled battery 10) decreases. In other words, when the battery block 12 (the assembled battery 10) deteriorates, the current integrated amount ΣI decreases. When the
このため、ステップＳ１０７で算出された電流積算量ΣＩが、基準となる電流積算量ΣＩに対して低下するほど、電池ブロック１２（組電池１０）が劣化していることになる。したがって、ステップＳ１０７で算出された電流積算量ΣＩと、基準となる電流積算量ΣＩとを比較することにより、電池ブロック１２（組電池１０）の劣化状態を判定することができる。劣化診断処理を行った後は、組電池１０は、充電することが好ましい。
For this reason, the battery block 12 (the assembled battery 10) is deteriorated as the current integrated amount ΣI calculated in step S107 decreases with respect to the reference current integrated amount ΣI. Therefore, the deterioration state of the battery block 12 (the assembled battery 10) can be determined by comparing the current integrated amount ΣI calculated in step S107 with the reference current integrated amount ΣI. It is preferable to charge the assembled
劣化診断処理を行った後において、コントローラ３０は、異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｄ）を異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｎ）に戻す。ここで、図４に示すように、ブロック電圧Ｖｂは、電池ブロック１２の分極状態が解消することに応じて変化する。このため、電池ブロック１２の分極状態が解消されるのを待ってから、異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｄ）を異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｎ）に戻すことができる。具体的には、分極状態が解消される時間（解消時間）を予め求めておき、組電池１０の放電を停止したときからの経過時間が解消時間よりも長くなったときに、異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｄ）を異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｎ）に変更することができる。または、劣化診断処理を行った後に、組電池１０を充電し、ブロック電圧Ｖｂが異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｎ）よりも一度でも高くなったときに、異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｄ）を異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｎ）に変更することができる。
After performing the deterioration diagnosis process, the
図３に示す処理では、組電池１０を継続的に放電することによって、電流積算量ΣＩ（放電量）を算出しているが、これに限るものではない。具体的には、組電池１０を継続的に充電することによって、電流積算量ΣＩ（充電量）を算出することができる。
In the process shown in FIG. 3, the integrated current amount ΣI (discharge amount) is calculated by continuously discharging the
例えば、外部電源の電力を組電池１０に供給することにより、組電池１０を継続的に充電することができる。外部電源は、車両の外部において、車両とは別に設けられた電源である。外部電源としては、例えば、商用電源を用いることができる。
For example, the assembled
図１に示す電池システムにおいては、充電器を追加することができる。具体的には、組電池１０の正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬに対して、充電器を接続することができる。外部電源が交流電力を供給するとき、充電器は、外部電源からの交流電力を直流電力に変換し、直流電力を組電池１０に供給することができる。外部電源が直流電力を供給するとき、外部電源からの直流電力を組電池１０に供給することができる。
In the battery system shown in FIG. 1, a charger can be added. Specifically, a charger can be connected to the positive electrode line PL and the negative electrode line NL of the assembled
組電池１０を継続的に充電するときにも、電流値Ｉを取得し始めるときのブロック電圧（開始電圧）と、電流値Ｉの取得を終了させるときのブロック電圧（終了電圧）とを設定しておく。そして、ブロック電圧Ｖｂが開始電圧から終了電圧に変化（上昇）するまでの間で電流値Ｉを取得し、電流積算量ΣＩを算出すればよい。複数の電池ブロック１２において、ブロック電圧Ｖｂにバラツキが発生しているときには、例えば、最も低いブロック電圧Ｖｂが開始電圧から終了電圧に上昇するまでの間において、電流値Ｉを取得することができる。
Even when the
開始電圧および終了電圧は、適宜設定することができる。例えば、開始電圧を、本実施例で説明した終了電圧Ｖｅとし、終了電圧を、本実施例で説明した開始電圧Ｖｓとすることができる。組電池１０の充電を開始するときには、ブロック電圧Ｖｂを、開始電圧よりも低くしておく必要がある。
The start voltage and the end voltage can be set as appropriate. For example, the start voltage can be the end voltage Ve described in the present embodiment, and the end voltage can be the start voltage Vs described in the present embodiment. When the charging of the assembled
組電池１０を充電することによって、電流積算量ΣＩを算出するときにも、本実施例で説明したように、異常判定閾値を変更することができる。この異常判定閾値は、電池ブロック１２が過充電状態（電圧異常）であるか否かを判定するための閾値である。電池ブロック１２のブロック電圧Ｖｂが、過充電を抑制するための異常判定閾値よりも高くなったときには、組電池１０の入出力を制限することができる。組電池１０の入出力を制限する方法は、上述した通りである。過充電を抑制するための異常判定閾値を変更するときには、異常判定閾値を上昇させればよい。
When the
過放電又は過充電を抑制するための異常判定閾値を変更するときには、変更量を固定値とすることもできるし、変更量を変化させることもできる。変更量を固定値とするときには、固定値を予め決めておき、固定値に関する情報をメモリ３１に記憶することができる。
When changing the abnormality determination threshold for suppressing overdischarge or overcharge, the change amount can be a fixed value, or the change amount can be changed. When the change amount is set to a fixed value, the fixed value can be determined in advance and information related to the fixed value can be stored in the
一方、異常判定閾値の変更量を変化させるときには、例えば、図６に示すように、劣化診断処理を開始するときのブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｂと、異常判定閾値の変更量ΔＶｔｈとの関係を予め決めておけばよい。図６に示す情報は、メモリ３１に記憶することができる。劣化診断処理を開始するときにブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｂを算出すれば、図６に示す関係から、異常判定閾値の変更量を決定することができる。
On the other hand, when changing the amount of change of the abnormality determination threshold, for example, as shown in FIG. 6, the relationship between the difference ΔVb of the block voltage Vb when starting the deterioration diagnosis process and the amount of change ΔVth of the abnormality determination threshold is previously set Just decide. The information shown in FIG. 6 can be stored in the
ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｂとしては、複数の電池ブロック１２において、ブロック電圧Ｖｂの差の最大値を用いることができる。ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｂが大きくなるほど、異常判定閾値の変更量ΔＶｔｈを大きくすることができる。 As the difference ΔVb between the block voltages Vb, the maximum value of the difference between the block voltages Vb in the plurality of battery blocks 12 can be used. As the difference ΔVb in the block voltage Vb increases, the change amount ΔVth of the abnormality determination threshold can be increased.
本実施例によれば、劣化診断処理を行うときに、ブロック電圧Ｖｂが異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｎ）よりも低くなってしまうのを抑制することができる。複数の電池ブロック１２では、電池ブロック１２の入出力特性の差などによって、ブロック電圧Ｖｂにバラツキが発生することがある。ブロック電圧Ｖｂにバラツキが発生しているときにおいて、例えば、図４に示すように、最も高いブロック電圧Ｖｂを終了電圧Ｖｅまで低下させようとすると、最も低いブロック電圧Ｖｂが異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｎ）よりも低くなってしまうことがある。 According to the present embodiment, it is possible to suppress the block voltage Vb from becoming lower than the abnormality determination threshold value Vth (N) when performing the deterioration diagnosis process. In the plurality of battery blocks 12, the block voltage Vb may vary due to differences in input / output characteristics of the battery blocks 12. When the block voltage Vb varies, for example, as shown in FIG. 4, if the highest block voltage Vb is reduced to the end voltage Ve, the lowest block voltage Vb is set to the abnormality determination threshold value Vth (N ) May be lower.
最も低いブロック電圧Ｖｂを監視し、最も低いブロック電圧Ｖｂが終了電圧Ｖｅに到達したときに、電流値Ｉの取得を終了させることもできる。しかし、この場合には、高い側のブロック電圧Ｖｂが終了電圧Ｖｅに到達していないことがある。電流積算量ΣＩの算出精度を向上させるためには、最も高いブロック電圧Ｖｂを終了電圧Ｖｅまで低下させることが好ましい。最も高いブロック電圧Ｖｂを終了電圧Ｖｅまで低下させると、最も低いブロック電圧Ｖｂが異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｎ）よりも低くなってしまうことがある。 It is also possible to monitor the lowest block voltage Vb and end the acquisition of the current value I when the lowest block voltage Vb reaches the end voltage Ve. However, in this case, the higher block voltage Vb may not reach the end voltage Ve. In order to improve the calculation accuracy of the current integrated amount ΣI, it is preferable to lower the highest block voltage Vb to the end voltage Ve. When the highest block voltage Vb is lowered to the end voltage Ve, the lowest block voltage Vb may be lower than the abnormality determination threshold value Vth (N).
ブロック電圧Ｖｂが異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｎ）よりも低くなると、電池ブロック１２（組電池１０）の入出力が制限されてしまい、例えば、最も高いブロック電圧Ｖｂを終了電圧Ｖｅまで低下させにくくなってしまう。この場合には、最も高いブロック電圧Ｖｂが終了電圧Ｖｅに到達するまでの電流値Ｉを取得し難くなってしまい、電流積算量ΣＩを算出することができなくなってしまうことがある。 When the block voltage Vb becomes lower than the abnormality determination threshold value Vth (N), input / output of the battery block 12 (the assembled battery 10) is limited, and for example, it becomes difficult to lower the highest block voltage Vb to the end voltage Ve. End up. In this case, it may be difficult to obtain the current value I until the highest block voltage Vb reaches the end voltage Ve, and the current integrated amount ΣI may not be calculated.
本実施例では、劣化診断処理を行うときだけ、異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｎ）を異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｄ）に低下させることにより、ブロック電圧Ｖｂが異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｄ）よりも低下し難くしている。これにより、ブロック電圧Ｖｂを開始電圧Ｖｓから終了電圧Ｖｅまで低下させることができ、電流積算量ΣＩを算出することができる。電流積算量ΣＩを算出することにより、組電池１０（電池ブロック１２）の劣化状態を判定することができる。 In this embodiment, the block voltage Vb is less likely to be lower than the abnormality determination threshold Vth (D) by reducing the abnormality determination threshold Vth (N) to the abnormality determination threshold Vth (D) only when performing the deterioration diagnosis process. doing. Thereby, the block voltage Vb can be reduced from the start voltage Vs to the end voltage Ve, and the current integration amount ΣI can be calculated. By calculating the current integration amount ΣI, the deterioration state of the assembled battery 10 (battery block 12) can be determined.
一方、複数の電池ブロック１２に対して、ブロック電圧Ｖｂを均等化させる処理を行うことができる。均等化処理では、例えば、ブロック電圧Ｖｂが高い側の電池ブロック１２を放電させることにより、複数の電池ブロック１２において、ブロック電圧Ｖｂのバラツキを抑制することができる。
On the other hand, a process for equalizing the block voltage Vb can be performed on the plurality of battery blocks 12. In the equalization process, for example, by discharging the
均等化処理を行えば、ブロック電圧Ｖｂのバラツキを抑制することはできるが、ブロック電圧Ｖｂが一致しないこともある。また、ブロック電圧Ｖｂのバラツキを抑制しても、各電池ブロック１２の劣化状態やＳＯＣに応じて、均等化処理を行った後のブロック電圧Ｖｂの挙動が変化してしまうことがある。例えば、電池ブロック１２のＳＯＣが低下しているときには、ブロック電圧Ｖｂが急激に低下して、異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｎ）よりも低下してしまうおそれがある。そこで、均等化処理を行うときであっても、本実施例のように、異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｎ）を異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｄ）に変更することが好ましい。
If equalization processing is performed, variations in the block voltage Vb can be suppressed, but the block voltages Vb may not match. Even if the variation in the block voltage Vb is suppressed, the behavior of the block voltage Vb after performing the equalization process may change depending on the deterioration state and SOC of each
ブロック電圧Ｖｂが、変更後の異常判定閾値Ｖｔｈ（Ｄ）よりも低下したときには、組電池１０（電池ブロック１２）の放電を終了させることができる。ここで、一部の電池ブロック１２において、ブロック電圧Ｖｂが終了電圧Ｖｅまで到達していないときには、ブロック電圧Ｖｂが終了電圧Ｖｅに到達した電池ブロック１２だけに対して、劣化状態の診断を行うことができる。
When the block voltage Vb falls below the changed abnormality determination threshold value Vth (D), the discharge of the assembled battery 10 (battery block 12) can be terminated. Here, in some battery blocks 12, when the block voltage Vb has not reached the end voltage Ve, the deterioration state diagnosis is performed only for the
具体的には、算出した電流積算量ΣＩと、基準となる電流積算量ΣＩとを比較した結果、電池ブロック１２の劣化が進行していないと判定したときには、ブロック電圧Ｖｂが終了電圧Ｖｅに到達した電池ブロック１２について、使用し続けることができると判定することができる。
Specifically, as a result of comparing the calculated current accumulated amount ΣI with the reference current accumulated amount ΣI, when it is determined that the
組電池１０の充電によって電流積算値ΣＩを算出するときに、異常判定閾値を上昇させた場合であっても、本実施例と同様の効果を得ることができる。すなわち、複数の電池ブロック１２において、ブロック電圧Ｖｂのバラツキが発生しているとき、例えば、最も低いブロック電圧Ｖｂを終了電圧まで上昇させようとすると、最も高いブロック電圧が、過充電を抑制する異常判定閾値よりも高くなってしまうことがある。
Even when the abnormality determination threshold is raised when calculating the current integrated value ΣI by charging the
最も高いブロック電圧Ｖｂを監視し、最も高いブロック電圧Ｖｂが終了電圧に到達したときに、電流値Ｉの取得を終了させることもできる。しかし、この場合には、低い側のブロック電圧Ｖｂが終了電圧に到達していないことがある。電流積算量ΣＩの算出精度を向上させるためには、最も低いブロック電圧Ｖｂを終了電圧Ｖｅまで上昇させることが好ましい。最も低いブロック電圧Ｖｂを終了電圧まで上昇させると、最も高いブロック電圧Ｖｂが、過充電を抑制する異常判定閾値よりも高くなってしまうことがある。 It is also possible to monitor the highest block voltage Vb and terminate the acquisition of the current value I when the highest block voltage Vb reaches the end voltage. However, in this case, the lower block voltage Vb may not reach the end voltage. In order to improve the calculation accuracy of the current integrated amount ΣI, it is preferable to raise the lowest block voltage Vb to the end voltage Ve. When the lowest block voltage Vb is increased to the end voltage, the highest block voltage Vb may become higher than an abnormality determination threshold value that suppresses overcharge.
ブロック電圧Ｖｂが、過充電を抑制する異常判定閾値よりも高くなると、電池ブロック１２（組電池１０）の入出力が制限されてしまい、例えば、最も低いブロック電圧Ｖｂを終了電圧まで上昇させにくくなってしまう。この場合には、最も低いブロック電圧Ｖｂが終了電圧に到達するまでの電流値Ｉを取得し難くなってしまい、電流積算量ΣＩを算出することができなくなってしまうことがある。 When the block voltage Vb becomes higher than an abnormality determination threshold value that suppresses overcharge, input / output of the battery block 12 (the assembled battery 10) is limited, and for example, it is difficult to raise the lowest block voltage Vb to the end voltage. End up. In this case, it may be difficult to obtain the current value I until the lowest block voltage Vb reaches the end voltage, and the current integrated amount ΣI may not be calculated.
ここで、劣化診断処理を行うときだけ、異常判定閾値を上昇させることにより、ブロック電圧Ｖｂが、過充電を抑制する異常判定閾値よりも高くなりにくくしている。これにより、ブロック電圧Ｖｂを開始電圧から終了電圧まで上昇させることができ、電流積算量ΣＩを算出することができる。電流積算量ΣＩを算出することにより、組電池１０（電池ブロック１２）の劣化状態を判定することができる。 Here, by increasing the abnormality determination threshold only when performing the deterioration diagnosis process, the block voltage Vb is less likely to be higher than the abnormality determination threshold that suppresses overcharge. Thus, the block voltage Vb can be increased from the start voltage to the end voltage, and the current integration amount ΣI can be calculated. By calculating the current integration amount ΣI, the deterioration state of the assembled battery 10 (battery block 12) can be determined.
本実施例では、ブロック電圧Ｖｂが開始電圧Ｖｓから終了電圧Ｖｅに変化するまでの電流積算量ΣＩを算出しているが、これに限るものではない。具体的には、単電池１１の電池電圧を監視し、電池電圧が開始電圧から終了電圧に変化するまでの電流積算量ΣＩを算出することができる。
In this embodiment, the current integration amount ΣI until the block voltage Vb changes from the start voltage Vs to the end voltage Ve is calculated, but the present invention is not limited to this. Specifically, the battery voltage of the
この場合において、開始電圧および終了電圧は、電池電圧に対応した値となる。また、異常判定閾値も、電池電圧に対応した値となる。異常判定閾値には、単電池１１が過放電状態（電圧異常）であるか否かを判定するための閾値や、単電池１１が過充電状態（電圧異常）であるか否かを判定するための閾値が含まれる。
In this case, the start voltage and the end voltage are values corresponding to the battery voltage. Also, the abnormality determination threshold value is a value corresponding to the battery voltage. The abnormality determination threshold value is used to determine whether or not the
電池電圧が開始電圧から終了電圧に変化するまでの間で電流値を取得するときには、本実施例と同様に、異常判定閾値を変更することができる。これにより、最も低い電池電圧が、過放電を抑制する異常判定閾値よりも低くなってしまうのを抑制することができる。また、最も高い電池電圧が、過充電を抑制する異常判定閾値よりも高くなってしまうのを抑制することができる。したがって、電池電圧が開始電圧から終了電圧に変化するまでの間において、電流値Ｉを取得することができる。 When the current value is acquired until the battery voltage changes from the start voltage to the end voltage, the abnormality determination threshold can be changed as in the present embodiment. Thereby, it can suppress that the lowest battery voltage will become lower than the abnormality determination threshold value which suppresses overdischarge. Moreover, it can suppress that the highest battery voltage will become higher than the abnormality determination threshold value which suppresses overcharge. Therefore, the current value I can be acquired until the battery voltage changes from the start voltage to the end voltage.
本発明の実施例２である電池システムについて説明する。本実施例において、実施例１で説明した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。 A battery system that is Embodiment 2 of the present invention will be described. In the present embodiment, the same components as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本実施例では、組電池１０を構成する複数の電池ブロック１２におけるブロック電圧Ｖｂの差に基づいて、電池ブロック１２が異常状態であるか否かを判別するようにしている。特定の電池ブロック１２に異常状態（例えば、短絡による異常）が発生していると、特定の電池ブロック１２のブロック電圧Ｖｂは、他の電池ブロック１２のブロック電圧Ｖｂよりも低くなり、ブロック電圧Ｖｂの差が増加する。
In the present embodiment, whether or not the
そこで、ブロック電圧Ｖｂの差を監視することにより、電池ブロック１２が異常状態であるか否かを判別することができる。電池ブロック１２が異常状態であるときには、実施例１で説明したように、組電池１０の入出力を制限することができる。
Therefore, by monitoring the difference in the block voltage Vb, it can be determined whether or not the
具体的には、ブロック電圧Ｖｂの差に関する閾値（電圧差）ΔＶｔｈを予め設定しておき、ブロック電圧Ｖｂの差が閾値(電圧差)ΔＶｔｈよりも高いときには、電池ブロック１２が異常状態であると判別することができる。ここで、ブロック電圧Ｖｂの差は、ブロック電圧Ｖｂの差の最大値とすることができる。すなわち、最大値を示すブロック電圧Ｖｂと、最小値を示すブロック電圧Ｖｂとの差を、ブロック電圧Ｖｂの差とすることができる。
Specifically, a threshold (voltage difference) ΔVth related to the difference in block voltage Vb is set in advance, and when the difference in block voltage Vb is higher than the threshold (voltage difference) ΔVth, the
ブロック電圧Ｖｂの差の最大値を監視することにより、すべての電池ブロック１２に対して、異常状態の判別を行うことができる。閾値(電圧差)ΔＶｔｈは、電池ブロック１２の異常状態を特定する観点に基づいて、適宜設定することができる。閾値(電圧差)ΔＶｔｈに関する情報は、メモリ３１に記憶しておくことができる。
By monitoring the maximum value of the difference in the block voltage Vb, it is possible to determine the abnormal state for all the battery blocks 12. The threshold value (voltage difference) ΔVth can be appropriately set based on the viewpoint of specifying the abnormal state of the
実施例１で説明したように、劣化診断処理を行うときには、組電池１０を放電し続けることになる。組電池１０の放電によって、電池ブロック１２のＳＯＣが低下すると、ブロック電圧Ｖｂの差が広がりやすくなる。この点に関して、以下に具体的に説明する。
As described in the first embodiment, when the deterioration diagnosis process is performed, the assembled
図７は、電池ブロック１２のＳＯＣおよび開放電圧（ＯＣＶ、Open Circuit Voltage）の関係を示す図である。図７に示すように、電池ブロック１２のＳＯＣが低下することに応じて、電池ブロック１２のＯＣＶも低下する。また、ＳＯＣが低い側の領域では、電池ブロック１２のＯＣＶが急激に低下してしまう。このため、電池ブロック１２のＳＯＣが低下すると、ＳＯＣの変化量ΔＳＯＣに対するＯＣＶの変化量ΔＯＣＶが増加する。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the SOC of the
図７に示すように、同一の変化量ΔＳＯＣに対して、電池ブロック１２のＳＯＣが低い側でのＯＣＶ変化量ΔＯＣＶ１は、電池ブロック１２のＳＯＣが高い側でのＯＣＶ変化量ΔＯＣＶ２よりも大きくなる。したがって、組電池１０の放電によって、電池ブロック１２のＳＯＣを低下させると、ＯＣＶの変化量（低下量）が増加する。ここで、ＯＣＶ（又はＳＯＣ）のバラツキが発生している複数の電池ブロック１２を放電させると、電池ブロック１２のＳＯＣが低下するにつれて、複数の電池ブロック１２におけるＯＣＶの差が広がってしまう。
As shown in FIG. 7, for the same change amount ΔSOC, the OCV change amount ΔOCV1 on the low SOC side of the
また、単電池１１として、リチウムイオン二次電池を用いたときには、単電池１１のＳＯＣが低下するほど、単電池１１の内部抵抗が増加する傾向がある。ここで、監視ユニット２０（第２監視ユニット２２）によって検出されたブロック電圧Ｖｂ（ＣＣＶ、Closed Circuit Voltage）と、電池ブロック１２のＯＣＶとは、下記式（１）の関係を有する。
Further, when a lithium ion secondary battery is used as the
ＣＣＶ＝ＯＣＶ＋Ｉ×Ｒ ・・・（１）
式（１）において、Ｉは、電池ブロック１２に流れる電流値であり、Ｒは、電池ブロック１２の内部抵抗である。電流値Ｉおよび内部抵抗Ｒの積は、電池ブロック１２の内部抵抗による電圧変化量に相当する。
CCV = OCV + I × R (1)
In the formula (1), I is a current value flowing through the
電池ブロック１２のＳＯＣが低下することに応じて、電池ブロック１２の内部抵抗が増加すると、ＩＲに相当する電圧変化量が増加する。複数の電池ブロック１２において、ＯＣＶの差が発生しているときには、ＯＣＶの差の影響だけでなく、ＩＲに相当する電圧変化量の影響を受けて、複数の電池ブロック１２におけるブロック電圧Ｖｂ（ＣＣＶ）の差が広がってしまう。
When the internal resistance of the
一方、劣化診断処理を行うときには、組電池１０（電池ブロック１２）のＳＯＣを、できるだけ低下させることが好ましい。具体的には、車両の走行時において、組電池１０の充放電制御で用いられるＳＯＣの下限値よりも、組電池１０（電池ブロック１２）のＳＯＣを低下させることが好ましい。組電池１０（電池ブロック１２）のＳＯＣを低下させることにより、幅広いＳＯＣの範囲内において、電流積算量ΣＩを取得することができる。このように電流積算量ΣＩを取得すれば、図５に示すような放電容量を確認しやすくなり、劣化診断処理の精度を向上させることができる。
On the other hand, when performing the deterioration diagnosis process, it is preferable to reduce the SOC of the battery pack 10 (battery block 12) as much as possible. Specifically, it is preferable to lower the SOC of the battery pack 10 (battery block 12) than the lower limit value of the SOC used in charge / discharge control of the
劣化診断処理において、電池ブロック１２のＳＯＣを低下させてしまうと、上述した理由により、ブロック電圧Ｖｂの差が広がりやすくなってしまう。すなわち、ブロック電圧Ｖｂの差が閾値(電圧差)ΔＶｔｈよりも大きくなりやすくなってしまう。ブロック電圧Ｖｂの差が閾値(電圧差)ΔＶｔｈよりも大きくなったときには、電池ブロック１２が異常状態であると判別され、組電池１０の入出力が制限されてしまう。ここで、劣化診断処理を行っているときに、組電池１０の入出力が制限されると、劣化診断処理を完了させることができなくなってしまうおそれがある。
In the deterioration diagnosis process, if the SOC of the
本実施例では、劣化診断処理を行うときには、ブロック電圧Ｖｂの差が広がることを考慮して、閾値(電圧差)ΔＶｔｈを変更するようにしている。具体的には、劣化診断処理で用いられる閾値(電圧差)ΔＶｔｈを、劣化診断処理を行わないときの閾値(電圧差)ΔＶｔｈよりも大きくしている。これにより、劣化診断処理が中断してしまうのを抑制することができる。 In this embodiment, when the deterioration diagnosis process is performed, the threshold value (voltage difference) ΔVth is changed in consideration of an increase in the difference in the block voltage Vb. Specifically, the threshold value (voltage difference) ΔVth used in the deterioration diagnosis process is set larger than the threshold value (voltage difference) ΔVth when the deterioration diagnosis process is not performed. Thereby, it can suppress that degradation diagnosis processing interrupts.
本実施例の処理について、図８に示すフローチャートを用いて説明する。図８に示す処理は、コントローラ３０によって実行される。
The processing of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The process shown in FIG. 8 is executed by the
ステップＳ２０１において、コントローラ３０は、劣化診断処理を実行するか否かを判別する。具体的には、コントローラ３０は、劣化診断処理の要求を受けているか否かを判別する。劣化診断処理を実行するときには、ステップＳ２０２の処理に進み、劣化診断処理を実行しないときには、ステップＳ２０６の処理に進む。
In step S201, the
ステップＳ２０２において、コントローラ３０は、監視ユニット２０（第２監視ユニット２２）の出力に基づいて、各電池ブロック１２のブロック電圧Ｖｂを取得する。このブロック電圧Ｖｂは、劣化診断処理を開始するときのブロック電圧Ｖｂである。また、コントローラ３０は、取得したブロック電圧Ｖｂに基づいて、ブロック電圧Ｖｂの差（最大値）ΔＶｍａｘを算出する。
In step S202, the
ステップＳ２０３において、コントローラ３０は、上述した閾値(電圧差)ΔＶｔｈとして、第２閾値(電圧差)ΔＶｔｈ２を設定する。第２閾値(電圧差)ΔＶｔｈ２は、ステップＳ２０２で算出したブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘに応じて設定される。具体的には、第２閾値(電圧差)ΔＶｔｈ２は、図９に示すマップに基づいて設定することができる。図９に示すマップ（一例）では、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘが増加するほど、第２閾値(電圧差)ΔＶｔｈ２が増加している。
In step S203, the
劣化診断処理を開始するときのブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘが増加するほど、劣化診断処理（組電池１０の放電）によって、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘが広がりやすい。したがって、図９に示すマップでは、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘが増加するほど、第２閾値(電圧差)ΔＶｔｈ２を増加させている。ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘの変化量に対する第２閾値(電圧差)ΔＶｔｈ２の変化量は、予め実験を行うことにより、決めておくことができる。図９では、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘと、第２閾値(電圧差)ΔＶｔｈ２との関係を、一次関数として表しているが、これは例示であって、これに限るものではない。図９に示すマップは、メモリ３１に予め記憶しておくことができる。
As the difference ΔVmax of the block voltage Vb at the start of the deterioration diagnosis process increases, the difference ΔVmax of the block voltage Vb tends to increase by the deterioration diagnosis process (discharge of the assembled battery 10). Therefore, in the map shown in FIG. 9, the second threshold value (voltage difference) ΔVth2 is increased as the difference ΔVmax in the block voltage Vb is increased. The amount of change in the second threshold value (voltage difference) ΔVth2 with respect to the amount of change in the block voltage Vb difference ΔVmax can be determined in advance through experiments. In FIG. 9, the relationship between the difference ΔVmax in the block voltage Vb and the second threshold value (voltage difference) ΔVth2 is represented as a linear function, but this is an example, and the present invention is not limited to this. The map shown in FIG. 9 can be stored in the
本実施例では、劣化診断処理を開始するときのブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘに基づいて、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を設定しているが、これに限るものではない。具体的には、劣化診断処理を行っている間のブロック電圧Ｖｂの差（最大値）ΔＶｍａｘに基づいて、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を設定することもできる。ブロック電圧Ｖｂは、所定の周期で取得することができるため、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘも所定の周期で算出することができる。したがって、劣化診断処理を行っている間において、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘを算出するたびに、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を更新することができる。 In the present embodiment, the second threshold value (voltage difference) ΔVth2 is set based on the difference ΔVmax of the block voltage Vb when the deterioration diagnosis process is started, but the present invention is not limited to this. Specifically, the second threshold value (voltage difference) ΔVth2 can be set based on the difference (maximum value) ΔVmax of the block voltage Vb during the deterioration diagnosis process. Since the block voltage Vb can be acquired at a predetermined cycle, the difference ΔVmax of the block voltage Vb can also be calculated at a predetermined cycle. Accordingly, the second threshold value (voltage difference) ΔVth2 can be updated every time the difference ΔVmax of the block voltage Vb is calculated during the deterioration diagnosis process.
ステップＳ２０４において、コントローラ３０は、劣化診断処理を行う。劣化診断処理の方法は、実施例１で説明した方法と概ね同様である。ここで、実施例１では、異常判定閾値Ｖｔｈを変更しているが、本実施例では、異常判定閾値Ｖｔｈを変更してもよいし、変更しなくてもよい。本実施例では、図３に示す処理において、少なくともステップＳ１０２〜ステップＳ１０８の処理が行われればよい。
In step S204, the
劣化診断処理を終了した後、ステップＳ２０５において、コントローラ３０は、監視ユニット２０（第２監視ユニット２２）の出力に基づいて、最小値としてのブロック電圧Ｖｂを取得する。そして、コントローラ３０は、ブロック電圧（最小値）Ｖｂが正常閾値Ｖｏｋよりも高いか否かを判別する。
After finishing the deterioration diagnosis process, in step S205, the
劣化診断処理を完了したとき、組電池１０（電池ブロック１２）のＳＯＣは、車両の走行時において組電池１０の充放電制御で用いられるＳＯＣの下限値（下限ＳＯＣという）よりも低くなっている。劣化診断処理を行った後は、車両の走行が行われるため、組電池１０（電池ブロック１２）のＳＯＣを下限ＳＯＣよりも高い値に上昇させる必要がある。このため、正常閾値Ｖｏｋとしては、下限ＳＯＣに対応したブロック電圧Ｖｂに設定したり、このブロック電圧Ｖｂよりも高いブロック電圧Ｖｂに設定したりすることができる。
When the deterioration diagnosis process is completed, the SOC of the battery pack 10 (battery block 12) is lower than the lower limit value (referred to as the lower limit SOC) of the SOC used in charge / discharge control of the
ブロック電圧（最小値）Ｖｂを正常閾値Ｖｏｋよりも高くしておけば、すべての電池ブロック１２におけるブロック電圧Ｖｂを正常閾値Ｖｏｋよりも高くすることができる。正常閾値Ｖｏｋの設定は、組電池１０の充放電によって車両の走行を確保することができる観点に基づいて、適宜設定することができる。正常閾値Ｖｏｋに関する情報は、メモリ３１に予め記憶しておくことができる。
If the block voltage (minimum value) Vb is set higher than the normal threshold value Vok, the block voltage Vb in all the battery blocks 12 can be set higher than the normal threshold value Vok. The normal threshold value Vok can be set as appropriate based on the viewpoint that driving of the vehicle can be ensured by charging and discharging the assembled
ブロック電圧（最小値）Ｖｂが正常閾値Ｖｏｋよりも高くなると、ステップＳ２０６の処理に進む。ステップＳ２０６において、コントローラ３０は、閾値(電圧差)ΔＶｔｈとして、第１閾値(電圧差)ΔＶｔｈ１に設定する。ここで、ブロック電圧（最小値）Ｖｂが正常閾値Ｖｏｋに到達するまでは、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２が維持される。
When the block voltage (minimum value) Vb becomes higher than the normal threshold value Vok, the process proceeds to step S206. In step S206, the
第１閾値(電圧差)ΔＶｔｈ１は、劣化診断処理を行わないときに設定される閾値(電圧差)ΔＶｔｈであり、第２閾値(電圧差)ΔＶｔｈ２よりも小さい値である。一方、ステップＳ２０１の処理からステップＳ２０６の処理に進んだときにも、コントローラ３０は、閾値(電圧差)ΔＶｔｈとして、第１閾値(電圧差)ΔＶｔｈ１を設定する。
The first threshold value (voltage difference) ΔVth1 is a threshold value (voltage difference) ΔVth that is set when the deterioration diagnosis process is not performed, and is smaller than the second threshold value (voltage difference) ΔVth2. On the other hand, also when the process proceeds from step S201 to step S206, the
劣化診断処理を行わないとき、言い換えれば、車両を走行させるときには、電池ブロック１２のＳＯＣが下限ＳＯＣよりも高い範囲内で変化するように、組電池１０の充放電が制御される。この場合には、ブロック電圧が急激に低下しないＳＯＣの範囲内において、電池ブロック１２のＳＯＣが変化することになるため、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘが広がり難くなる。したがって、劣化診断処理を行わないときの閾値（電圧差）ΔＶｔｈとしては、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２よりも小さい第１閾値（電圧差）ΔＶｔｈ１が設定される。
When the deterioration diagnosis process is not performed, in other words, when the vehicle is running, charging / discharging of the assembled
本実施例では、劣化診断処理が完了した後であっても、ブロック電圧（最小値）Ｖｂが正常閾値Ｖｏｋに到達するまでは、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を維持している。劣化診断処理が完了した直後では、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘが第１閾値（電圧差）ΔＶｔｈ１よりも大きいままとなっていることがある。ここで、劣化診断処理が完了した直後に、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２から第１閾値（電圧差）ΔＶｔｈ１に変更すると、劣化診断処理を完了した後の車両の走行において、組電池１０の入出力が直ぐに制限されてしまうことがある。
In the present embodiment, even after the deterioration diagnosis process is completed, the second threshold value (voltage difference) ΔVth2 is maintained until the block voltage (minimum value) Vb reaches the normal threshold value Vok. Immediately after the deterioration diagnosis process is completed, the difference ΔVmax in the block voltage Vb may remain larger than the first threshold value (voltage difference) ΔVth1. Here, immediately after the deterioration diagnosis process is completed, if the second threshold value (voltage difference) ΔVth2 is changed to the first threshold value (voltage difference) ΔVth1, the traveling of the assembled
そこで、本実施例では、ブロック電圧（最小値）Ｖｂが正常閾値Ｖｏｋに到達するのを待ってから、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２から第１閾値（電圧差）ΔＶｔｈ１に変更している。ブロック電圧（最小値）Ｖｂを正常閾値Ｖｏｋよりも高くすれば、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘを狭めることができ、第１閾値（電圧差）ΔＶｔｈ１に変更しても、組電池１０の入出力が直ぐに制限されてしまうのを抑制することができる。
Therefore, in this embodiment, after waiting for the block voltage (minimum value) Vb to reach the normal threshold value Vok, the second threshold value (voltage difference) ΔVth2 is changed to the first threshold value (voltage difference) ΔVth1. If the block voltage (minimum value) Vb is set higher than the normal threshold value Vok, the difference ΔVmax in the block voltage Vb can be narrowed, and even if the first threshold value (voltage difference) ΔVth1 is changed, the input / output of the assembled
図１０には、図８に示す処理を行ったときにおいて、ブロック電圧Ｖｂの変化、組電池１０に流れる電流値の変化、閾値(電圧差)ΔＶｔｈの変化を示す。図１０では、放電電流値を正の値とし、充電電流値を負の値としている。
FIG. 10 shows changes in the block voltage Vb, changes in the current value flowing through the assembled
劣化診断処理を開始するまでは、閾値(電圧差)ΔＶｔｈは、第１閾値（電圧差）ΔＶｔｈ１に設定されている。劣化診断処理を行うために、時刻ｔ１において、放電を開始させると、閾値（電圧差）ΔＶｔｈは、第１閾値（電圧差）ΔＶｔｈ１から第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２に変更される。 Until the deterioration diagnosis process is started, the threshold (voltage difference) ΔVth is set to the first threshold (voltage difference) ΔVth1. When discharging is started at time t1 to perform the deterioration diagnosis process, the threshold value (voltage difference) ΔVth is changed from the first threshold value (voltage difference) ΔVth1 to the second threshold value (voltage difference) ΔVth2.
劣化診断処理を行っている間は、定電流で放電が行われる。ここで、放電電流値は、適宜設定することができる。なお、図１０では、定電流で放電しているが、劣化診断処理を行っている間において、電流値を変化させてもよい。例えば、ブロック電圧Ｖｂが開始電圧Ｖｓよりも低下してから、ブロック電圧Ｖｂが終了電圧Ｖｅに到達する前までの間において、電流値を増加させることができる。これにより、ブロック電圧Ｖｂを開始電圧Ｖｓから終了電圧Ｖｅまで素早く変化させることができ、劣化診断処理に要する時間を短縮することができる。 During the deterioration diagnosis process, discharging is performed at a constant current. Here, the discharge current value can be set as appropriate. In FIG. 10, the discharge is performed with a constant current, but the current value may be changed while the deterioration diagnosis process is being performed. For example, the current value can be increased during the period from when the block voltage Vb drops below the start voltage Vs to before the block voltage Vb reaches the end voltage Ve. As a result, the block voltage Vb can be quickly changed from the start voltage Vs to the end voltage Ve, and the time required for the deterioration diagnosis process can be shortened.
時刻ｔ２において、ブロック電圧（最大値）Ｖｂが終了電圧Ｖｅに到達すると、劣化診断処理を終了する。終了電圧Ｖｅは、正常閾値Ｖｏｋよりも低い値である。時刻ｔ２では、組電池１０（電池ブロック１２）の放電が停止し、電流値が０［Ａ］となる。電流値が０［Ａ］となった後は、組電池１０（電池ブロック１２）の分極状態に応じて、ブロック電圧Ｖｂが上昇した後に特定の電圧値に維持される。 When the block voltage (maximum value) Vb reaches the end voltage Ve at time t2, the deterioration diagnosis process ends. The end voltage Ve is a value lower than the normal threshold value Vok. At time t2, discharging of the assembled battery 10 (battery block 12) stops and the current value becomes 0 [A]. After the current value becomes 0 [A], the block voltage Vb is increased and maintained at a specific voltage value according to the polarization state of the assembled battery 10 (battery block 12).
ブロック電圧Ｖｂが正常閾値Ｖｏｋよりも低いときには、組電池１０の充電が積極的に行われ、ブロック電圧Ｖｂが上昇する。図１０では、時刻ｔ３以降において、組電池１０の充電が行われ、ブロック電圧Ｖｂが上昇している。時刻ｔ４において、ブロック電圧（最小値）Ｖｂが正常閾値Ｖｏｋに到達したときには、閾値（電圧差）ΔＶｔｈが、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２から第１閾値（電圧差）ΔＶｔｈ１に変更される。ここで、ブロック電圧（最小値）Ｖｂが正常閾値Ｖｏｋよりも一度でも高くなったときに、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２から第１閾値（電圧差）ΔＶｔｈ１に変更することができる。
When the block voltage Vb is lower than the normal threshold Vok, the assembled
本実施例によれば、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘと閾値（電圧差）ΔＶｔｈとを比較して、電池ブロック１２の異常状態を判別するシステムにおいて、劣化診断処理を行う間は、閾値（電圧差）ΔＶｔｈを変更することにより、劣化診断処理が中断されてしまうのを抑制することができる。また、劣化診断処理を行っている間も、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を設定しておくことにより、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘおよび第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２の関係を監視し続けることができる。ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘおよび第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２の関係を監視するうえでは、本実施例で説明したように、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘに応じて、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を変更することが好ましい。
According to this embodiment, in the system that compares the difference ΔVmax of the block voltage Vb with the threshold value (voltage difference) ΔVth to determine the abnormal state of the
本実施例では、ブロック電圧Ｖｂを監視しているが、実施例１でも説明したように、ブロック電圧Ｖｂの代わりに、単電池１１の電圧を監視することができる。単電池１１の電圧を監視するときには、閾値（電圧差）ΔＶｔｈ１，ΔＶｔｈ２や正常閾値Ｖｏｋは、単電池１１が取り得る電圧に対応した値とすればよい。
In the present embodiment, the block voltage Vb is monitored, but as described in the first embodiment, the voltage of the
次に、本実施例の変形例について、図１１に示すフローチャートを用いて説明する。図１１に示す処理は、コントローラ３０によって実行される。図１１に示す処理において、図８で説明した処理と同じ処理については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、図８に示す処理とは異なる処理について、主に説明する。
Next, a modification of the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The process shown in FIG. 11 is executed by the
劣化診断処理を実行するときには、ステップＳ２０７において、コントローラ３０は、図８のステップＳ２０２の処理と同様に、ブロック電圧Ｖｂの差（最大値）ΔＶｍａｘを算出する。また、コントローラ３０は、複数の電池ブロック１２におけるブロック電圧Ｖｂのうち、最小値としてのブロック電圧Ｖｂ＿ｍｉｎを取得する。
When executing the deterioration diagnosis process, in step S207, the
ステップＳ２０８において、コントローラ３０は、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘと、ブロック電圧（最小値）Ｖｂ＿ｍｉｎとに基づいて、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を設定する。具体的には、図９に示すマップと、図１２に示すマップとを用いて、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を設定することができる。図１２に示すマップ（一例）では、ブロック電圧（最小値）Ｖｂ＿ｍｉｎが低下するほど、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２が増加している。
In step S208, the
本変形例では、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘと、ブロック電圧（最小値）Ｖｂ＿ｍｉｎと、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２とを座標軸とした３次元のマップが用いられる。３次元のマップは、実験によって予め求めておくことができ、３次元のマップに関する情報は、メモリ３１に記憶しておくことができる。コントローラ３０は、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘと、ブロック電圧（最小値）Ｖｂ＿ｍｉｎとを特定すれば、３次元のマップから、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を特定することができる。
In the present modification, a three-dimensional map using the difference ΔVmax of the block voltage Vb, the block voltage (minimum value) Vb_min, and the second threshold value (voltage difference) ΔVth2 as coordinate axes is used. The three-dimensional map can be obtained in advance by experiments, and information regarding the three-dimensional map can be stored in the
本変形例において、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を特定するためのブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘは、劣化診断処理を開始するときに取得したブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘであってもよいし、劣化診断処理を行っている間に取得したブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘであってもよい。劣化診断処理を行っている間では、所定の周期において、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘを取得することができ、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘを取得するたびに、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を更新することができる。 In this modification, the difference ΔVmax in the block voltage Vb for specifying the second threshold value (voltage difference) ΔVth2 may be the difference ΔVmax in the block voltage Vb acquired when the deterioration diagnosis process is started, or the deterioration The difference ΔVmax of the block voltage Vb acquired during the diagnosis process may be used. While the deterioration diagnosis process is being performed, the block voltage Vb difference ΔVmax can be acquired in a predetermined cycle, and the second threshold value (voltage difference) ΔVth2 is updated each time the block voltage Vb difference ΔVmax is acquired. can do.
同様に、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を特定するためのブロック電圧（最小値）Ｖｂ＿ｍｉｎは、劣化診断処理を開始するときに取得したブロック電圧（最小値）Ｖｂ＿ｍｉｎであってもよいし、劣化診断処理を行っている間に取得したブロック電圧（最小値）Ｖｂ＿ｍｉｎであってもよい。劣化診断処理を行っている間では、所定の周期において、ブロック電圧（最小値）Ｖｂ＿ｍｉｎを取得することができ、ブロック電圧（最小値）Ｖｂ＿ｍｉｎを取得するたびに、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を更新することができる。 Similarly, the block voltage (minimum value) Vb_min for specifying the second threshold value (voltage difference) ΔVth2 may be the block voltage (minimum value) Vb_min acquired when the deterioration diagnosis process is started, or the deterioration It may be the block voltage (minimum value) Vb_min acquired during the diagnosis process. While the deterioration diagnosis process is being performed, the block voltage (minimum value) Vb_min can be acquired in a predetermined cycle. Every time the block voltage (minimum value) Vb_min is acquired, the second threshold value (voltage difference) ΔVth2 is obtained. Can be updated.
本実施例および本変形例では、組電池１０（電池ブロック１２）の温度も考慮して、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を設定することができる。組電池１０の温度を取得するためには、例えば、温度センサを用いればよい。具体的には、図１３に示すように、組電池１０の温度と、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２との関係を示すマップを予め用意しておき、このマップを用いて、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を設定することができる。図１３に示すマップ（一例）では、組電池１０の温度が上昇するにつれて、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２は低下する。
In this embodiment and this modification, the second threshold value (voltage difference) ΔVth2 can be set in consideration of the temperature of the assembled battery 10 (battery block 12). In order to acquire the temperature of the assembled
本実施例および本変形例では、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘなどに基づいて、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を設定しているが、これに限るものではない。具体的には、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘなどの値に拘わらず、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を固定値として設定しておくことができる。この場合において、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２としては、設定できる値の最大値を用いることができる。 In this embodiment and this modification, the second threshold value (voltage difference) ΔVth2 is set based on the difference ΔVmax in the block voltage Vb, but is not limited to this. Specifically, the second threshold value (voltage difference) ΔVth2 can be set as a fixed value regardless of a value such as the difference ΔVmax in the block voltage Vb. In this case, a maximum value that can be set can be used as the second threshold value (voltage difference) ΔVth2.
本実施例および本変形例では、劣化診断処理を行っている間、第２閾値（電圧差）ΔＶｔｈ２を設定しているが、これに限るものではない。具体的には、劣化診断処理を行っている間は、閾値（電圧差）ΔＶｔｈを設定せずに、ブロック電圧Ｖｂの差ΔＶｍａｘと閾値（電圧差）ΔＶｔｈとを比較する処理を省略することができる。この場合には、劣化診断処理が中断されることなく、劣化診断処理を完了させることができる。 In this embodiment and this modification, the second threshold value (voltage difference) ΔVth2 is set while the deterioration diagnosis process is being performed, but the present invention is not limited to this. Specifically, during the deterioration diagnosis process, the process of comparing the difference ΔVmax of the block voltage Vb with the threshold value (voltage difference) ΔVth is omitted without setting the threshold value (voltage difference) ΔVth. it can. In this case, the deterioration diagnosis process can be completed without interrupting the deterioration diagnosis process.
１０：組電池（蓄電装置） １１：単電池（蓄電素子）
２０：監視ユニット ２１：第１監視ユニット
２２：第２監視ユニット ３０：コントローラ
３１：メモリ ４１：電流センサ
４２：昇圧回路 ４３：インバータ
４４：モータ・ジェネレータ ４５：ＤＣ／ＤＣコンバータ
４６：補機 ＰＬ：正極ライン
ＮＬ：負極ライン Ｒ：電流制限抵抗
ＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐ：システムメインリレー
10: assembled battery (power storage device) 11: single battery (power storage element)
20: Monitoring unit 21: First monitoring unit 22: Second monitoring unit 30: Controller 31: Memory 41: Current sensor 42: Booster circuit 43: Inverter 44: Motor generator 45: DC / DC converter 46: Auxiliary equipment PL: Positive line NL: Negative line R: Current limiting resistors SMR-B, SMR-G, SMR-P: System main relay
Claims (18)
前記複数の蓄電素子を複数のブロックに分けたときの前記各ブロックの電圧値を監視する監視ユニットと、
前記蓄電装置に流れる電流値を検出する電流センサと、
前記蓄電装置の放電によって、前記ブロックの電圧値が第１電圧から第２電圧に低下するまでの間において、前記電流センサから取得した電流値を積算して、前記ブロックの容量判定に用いられる電流積算量を算出するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、積算される電流値を取得するとき、前記各ブロックの電圧異常を判定するための電圧閾値が低下するように、前記電圧閾値を変更することを特徴とする蓄電システム。 A power storage device in which a plurality of power storage elements for charging and discharging are connected in series;
A monitoring unit for monitoring the voltage value of each block when the plurality of power storage elements are divided into a plurality of blocks;
A current sensor for detecting a current value flowing through the power storage device;
The current used for determining the capacity of the block by integrating the current value acquired from the current sensor until the voltage value of the block decreases from the first voltage to the second voltage due to discharge of the power storage device. A controller for calculating the integrated amount,
When the controller acquires the integrated current value, the controller changes the voltage threshold value so that the voltage threshold value for determining the voltage abnormality of each block decreases .
前記複数の蓄電素子を複数のブロックに分けたときの前記各ブロックの電圧値を監視する監視ユニットと、
前記蓄電装置に流れる電流値を検出する電流センサと、
前記蓄電装置の充電によって、前記ブロックの電圧値が第１電圧から第２電圧に上昇するまでの間において、前記電流センサから取得した電流値を積算して、前記ブロックの容量判定に用いられる電流積算量を算出するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、積算される電流値を取得するとき、前記各ブロックの電圧異常を判定するための電圧閾値が上昇するように、電圧閾値を変更することを特徴とする蓄電システム。 A power storage device in which a plurality of power storage elements for charging and discharging are connected in series;
A monitoring unit for monitoring the voltage value of each block when the plurality of power storage elements are divided into a plurality of blocks;
A current sensor for detecting a current value flowing through the power storage device;
The current used for determining the capacity of the block by accumulating the current value acquired from the current sensor until the voltage value of the block rises from the first voltage to the second voltage due to charging of the power storage device. A controller for calculating the integrated amount,
Wherein the controller, when obtaining the current value is integrated, the as voltage threshold for determining a voltage abnormality of each block is increased, a charge reservoir system that is characterized in that to change the voltage threshold.
前記複数の蓄電素子を複数のブロックに分けたときの前記各ブロックの電圧値を監視する監視ユニットと、
前記蓄電装置に流れる電流値を検出する電流センサと、
前記複数のブロックにおける電圧値の差が閾値よりも大きいときに、前記ブロックが異常状態であると判定するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、前記ブロックの電圧値が第１電圧から第２電圧に低下するまでの間において、前記電流センサから取得した電流値を積算して、前記ブロックの容量判定に用いられる電流積算量を算出するとき、前記閾値を増加方向に変更することを特徴とする蓄電システム。 A power storage device in which a plurality of power storage elements for charging and discharging are connected in series;
A monitoring unit for monitoring the voltage value of each block when the plurality of power storage elements are divided into a plurality of blocks;
A current sensor for detecting a current value flowing through the power storage device;
A controller that determines that the block is in an abnormal state when a difference between voltage values in the plurality of blocks is greater than a threshold value;
The controller integrates the current value acquired from the current sensor until the voltage value of the block decreases from the first voltage to the second voltage, and calculates an accumulated current amount used for determining the capacity of the block. When calculating, the power storage system is characterized in that the threshold value is changed in an increasing direction.
前記蓄電装置は、充放電を行い、直列に接続された複数の蓄電素子を有しており、
前記複数の蓄電素子を複数のブロックに分けたときの前記各ブロックの電圧値が、前記蓄電装置の放電によって、第１電圧から第２電圧に低下するまでの間において、前記蓄電装置に流れる電流値を積算して、前記ブロックの容量判定に用いられる電流積算量を算出し、
積算される電流値を取得するとき、前記各ブロックの電圧異常を判定するための電圧閾値を低下させることを特徴とする判定方法。 A determination method for determining the capacity of a power storage device,
The power storage device includes a plurality of power storage elements that are charged and discharged and connected in series.
The current flowing through the power storage device until the voltage value of each block when the plurality of power storage elements is divided into a plurality of blocks decreases from the first voltage to the second voltage due to the discharge of the power storage device. Accumulate the value to calculate the current accumulated amount used for the capacity determination of the block,
A determination method characterized by lowering a voltage threshold for determining a voltage abnormality of each block when obtaining an integrated current value.
前記蓄電装置は、充放電を行い、直列に接続された複数の蓄電素子を有しており、The power storage device includes a plurality of power storage elements that are charged and discharged and connected in series.
前記複数の蓄電素子を複数のブロックに分けたときの前記各ブロックの電圧値が、前記蓄電装置の充電によって、第１電圧から第２電圧に上昇するまでの間において、前記蓄電装置に流れる電流値を積算して、前記ブロックの容量判定に用いられる電流積算量を算出し、The current flowing through the power storage device during the time until the voltage value of each block when the plurality of power storage elements is divided into a plurality of blocks rises from the first voltage to the second voltage due to charging of the power storage device Accumulate the value to calculate the current accumulated amount used for the capacity determination of the block,
積算される電流値を取得するとき、前記各ブロックの電圧異常を判定するための電圧閾値を上昇させることを特徴とする判定方法。A determination method, comprising: increasing a voltage threshold value for determining a voltage abnormality of each block when obtaining an integrated current value.
前記蓄電装置は、充放電を行い、直列に接続された複数の蓄電素子を有しており、
前記複数の蓄電素子を複数のブロックに分けたときにおいて、前記複数のブロックにおける電圧値の差が閾値よりも大きいときに、前記ブロックが異常状態であると判定し、
前記ブロックの電圧値が第１電圧から第２電圧に低下するまでの間において、前記蓄電装置に流れる電流値を積算して、前記ブロックの容量判定に用いられる電流積算量を算出するとき、前記閾値を増加方向に変更する、
ことを特徴とする判定方法。 A determination method for determining an abnormal state of a power storage device,
The power storage device includes a plurality of power storage elements that are charged and discharged and connected in series.
When dividing the plurality of power storage elements into a plurality of blocks, when a difference in voltage value in the plurality of blocks is larger than a threshold, it is determined that the block is in an abnormal state,
When the voltage value of the block is reduced from the first voltage to the second voltage, the current value flowing through the power storage device is integrated to calculate the integrated current amount used for capacity determination of the block. Change the threshold in the increasing direction,
The determination method characterized by this.
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