JP6007813B2 - In-vehicle power supply - Google Patents
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Description
本発明は、車両に搭載された車載電源装置に関する。 The present invention relates to an in-vehicle power supply device mounted on a vehicle.
従来用いられていたこの種の車載電源装置としては、例えば下記の特許文献1等に示されている構成を挙げることができる。すなわち、従来構成では、複数の電池ブロック(モジュール電池)を直列に接続することで組電池を構成している。各電池ブロックは、直列に接続された少なくとも1つの電池セル及び電流検出部と、各電池セルに並列に接続された電圧検出部と、各電池セルと各電圧検出部との間に設けられたスイッチとを含んでいる。いずれか1つの電圧検出部に異常が生じた場合には、この異常が生じた電圧検出部に対応するスイッチを開成することにより異常な電圧検出部が切り離されるとともに、この電圧検出部が切り離された電池セルのセル電圧が、他の正常な電圧検出部により検出されるセル電圧に基づいて推定される。
As this type of in-vehicle power supply device that has been conventionally used, for example, a configuration shown in
上記のような従来の車載電源装置では、複数の電池ブロックを直列に接続することで組電池を構成しているが、複数の電池ブロックを並列に接続することで組電池を構成する場合もある。複数の電池ブロックを並列に接続する場合には、いずれか1つの電池ブロックに異常が生じた場合に異常ブロックを他の正常ブロックから切り離しても、出力電圧を変えることなく電力供給を続けることができるため、電池ブロックが酷使されることをより確実に回避するために、異常ブロックを他の正常ブロックから切り離すことも考えられる。しかしながら、異常の原因が電池ブロック自体ではなく、その出力電流を検出する電流検出部のみにある場合には、本来であれば活用できる電池ブロックの電力を無駄にしてしまう。 In the conventional vehicle-mounted power supply device as described above, the assembled battery is configured by connecting a plurality of battery blocks in series. However, the assembled battery may be configured by connecting a plurality of battery blocks in parallel. . When multiple battery blocks are connected in parallel, if an abnormality occurs in any one battery block, power supply can continue without changing the output voltage even if the abnormal block is disconnected from other normal blocks. Therefore, it is conceivable to disconnect the abnormal block from other normal blocks in order to more reliably avoid overuse of the battery block. However, when the cause of the abnormality is not the battery block itself but only the current detection unit that detects the output current, the power of the battery block that can be used originally is wasted.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電池ブロックが酷使されることを回避しつつ、電池ブロックの電力をより有効に活用できる車載電源装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an in-vehicle power supply device that can effectively use the power of the battery block while avoiding the battery block from being overused. Is to provide.
本発明に係る車載電源装置は、車両に搭載された車載電源装置であって、直列接続された少なくとも1つの電池セル、電流検出部及びスイッチをそれぞれ含み、互いに並列に接続された複数の電池ブロックと、各電池ブロックの電流検出部に異常が生じているか否かを監視して、少なくとも1つの電流検出部に異常が生じていることを検出した場合に、該異常が生じている電流検出部を含む電池ブロックを異常ブロックとして、該異常ブロックのスイッチを開成することにより該異常ブロックを他の正常ブロックから切り離す制御手段とを備え、制御手段は、少なくとも1つの電流検出部の出力が通常の出力範囲より大きい場合に該電流検出部に異常が生じていることを検出し、異常ブロックを正常ブロックから切り離した後に車両の電源状態を監視して、該電源状態が停車状態である場合に、異常ブロックのスイッチを閉成して、異常ブロックの電力を正常ブロックに供給する。 A vehicle-mounted power supply device according to the present invention is a vehicle-mounted power supply device mounted on a vehicle, and includes at least one battery cell, a current detection unit, and a switch connected in series, and a plurality of battery blocks connected in parallel to each other And monitoring whether or not an abnormality has occurred in the current detection unit of each battery block, and detecting that an abnormality has occurred in at least one current detection unit, the current detection unit in which the abnormality has occurred And a control means for disconnecting the abnormal block from the other normal blocks by opening a switch of the abnormal block as an abnormal block, and the control means has an output of at least one current detection unit as a normal block . detects that an abnormality has occurred in said current detection unit is larger than the output range, the power-like vehicle after disconnecting abnormal block from normal block The monitoring, when the power supply state is the stopped state, by closing the switch of the abnormal block, and supplies the normal block power anomaly block.
本発明の車載電源装置によれば、制御手段は、異常ブロックを正常ブロックから切り離した後に車両の電源状態を監視して、該電源状態が停車状態である場合に、異常ブロックのスイッチを閉成して、異常ブロックの電力を正常ブロックに供給するので、電池ブロックが酷使されることを回避しつつ、電池ブロックの電力をより有効に活用できる。 According to the in-vehicle power supply device of the present invention, the control means monitors the power supply state of the vehicle after disconnecting the abnormal block from the normal block, and closes the switch of the abnormal block when the power supply state is the stop state. And since the electric power of an abnormal block is supplied to a normal block, the electric power of a battery block can be used more effectively, avoiding that a battery block is abused.
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1による車載電源装置を示す構成図である。図において、車載電源装置は、例えばハイブリッド自動車及び電気自動車等の車両に搭載されたものであり、組電池1及び制御手段2を含んでいる。組電池1は、図示しない負荷(例えばモータ等)及び充電回路に接続されており、負荷に電力を供給するとともに充電回路からの電力により充電されるものである。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram showing an in-vehicle power supply device according to
この組電池1には、互いに並列に接続された第1〜第3電池ブロック11〜13と、この第1〜第3電池ブロック11〜13の並列接続体に直列に接続された第1電流検出部14とが含まれている。各電池ブロック11〜13は、直列に接続された複数の電池セル11a、第2電流検出部11b及びスイッチ11cをそれぞれ含むものであり、各電池ブロック11〜13のスイッチ11cが開成(Open)されることにより他の電池ブロック11〜13から切り離し可能に構成されている。各電池ブロック11〜13が並列に接続されていることから、1つ又は2つの電池ブロック11〜13のスイッチ11cが開成された場合でも、組電池1全体としては出力電圧を変えることなく電力供給を維持できる。第2電流検出部11bは各電池ブロック11〜13の出力電流を個々に検出するものであり、第1電流検出部14は第1〜3電池ブロック11〜13の合計出力電流を検出するものである。なお、電池ブロック11〜13を他の電池ブロック11〜13から切り離すとは、他の電池ブロック11〜13の出力電流が、切り離された電池ブロック11〜13に流入しないようにすることを意味する。
The assembled
制御手段2は、例えば電子制御ユニット(ECU)等により構成されるものである。この制御手段2は、組電池1に接続されており、組電池1の電力によって動作する。また、制御手段2は、第2電流検出部11bに異常が生じているか否か等に基づいて、各電池ブロック11〜13のスイッチ11cの開閉を制御する。以下、フローチャートを用いて、制御手段2の動作についてより詳細に説明する。
The control means 2 is comprised by an electronic control unit (ECU) etc., for example. The control means 2 is connected to the assembled
図2は、図1の制御手段2によるスイッチ開閉制御動作を示すフローチャートである。図において、制御手段2は、第1〜第3電池ブロック11〜13の第2電流検出部11bに異常が生じているか否かを監視する(ステップS1)。この監視動作は、少なくとも1つの第2電流検出部11bに異常が生じるまで繰り返し行われる。制御手段2は、例えば第2電流検出部11bの出力が通常の出力範囲を超えて著しく大きい等の場合に第2電流検出部11bに異常が生じていることを検出する。
FIG. 2 is a flowchart showing the switch opening / closing control operation by the control means 2 of FIG. In the figure, the control means 2 monitors whether or not an abnormality has occurred in the second current detectors 11b of the first to
以下、第1電池ブロック11の第2電流検出部11bに異常が生じたこととする。制御手段2は、第1電池ブロック11の第2電流検出部11bに異常が生じたことを検出した場合、この第1電池ブロック11を異常ブロックとして、この異常ブロックのスイッチ11cを開成することにより、この異常ブロックを他の正常ブロック(第2及び第3電池ブロック12,13)から切り離す(ステップS2)。このように異常ブロックを切り離すのは、異常ブロックからの出力電流を直接検出できる状態ではないため、過電流等により異常ブロックが酷使されることを回避するためである。
Hereinafter, it is assumed that an abnormality has occurred in the second current detection unit 11b of the
異常ブロックを正常ブロックから切り離した後に、制御手段2は、車両の電源状態が停車状態であるか否かを監視する(ステップS3)。一般に、車両の電源状態は、イグニッションOFF、ACC、イグニッションON及びエンジン始動と遷移するものである。電源状態が停車状態であるとは電源状態がイグニッションOFF又はACCであることを意味し、電源状態が非停車状態であるとは電源状態がイグニッションON又はエンジン始動であることを意味する。 After separating the abnormal block from the normal block, the control means 2 monitors whether or not the power supply state of the vehicle is a stopped state (step S3). In general, the power state of the vehicle changes from ignition OFF, ACC, ignition ON, and engine start. The power supply state being a stopped state means that the power supply state is ignition OFF or ACC, and the power supply state being a non-stop state means that the power supply state is ignition ON or engine start.
車両の電源状態が非停車状態である場合、制御手段2は、上述したステップS1〜S3の動作を繰り返す。これに対して、車両の電源状態が停車状態である場合、制御手段2は、異常ブロックのスイッチ11cを閉成して(ステップS4)、異常ブロックを正常ブロックに接続する。この接続により、異常ブロックの電力が他の正常ブロックに供給される。停車状態のときに接続するのは、停車状態であれば組電池1から大電流が出力される可能性が低く、異常ブロックが酷使される可能性が低いためである。すなわち、車両の電源状態が停車状態である場合に、異常ブロックを正常ブロックに接続することで、電池ブロックが酷使されることを回避しつつ、電池ブロックの電力をより有効に活用できる。
When the power supply state of the vehicle is a non-stop state, the control unit 2 repeats the operations of steps S1 to S3 described above. On the other hand, when the power supply state of the vehicle is a stop state, the control means 2 closes the abnormal block switch 11c (step S4), and connects the abnormal block to the normal block. By this connection, the power of the abnormal block is supplied to other normal blocks. The connection is made when the vehicle is stopped because it is unlikely that a large current is output from the
異常ブロックのスイッチ11cを閉成した後に、制御手段2は、異常ブロックの電圧と正常ブロックの電圧とが等しくなったか否かを監視する(ステップS5)。例えば電池セル11aがリチウムイオン電池により構成されている場合には、異常ブロックを正常ブロックに接続した直後に異常ブロックの電圧と正常ブロックの電圧とが等しくなる。制御手段2は、異常ブロックの電圧と正常ブロックの電圧とが等しくなった場合に、異常ブロックのスイッチ11cを開成して異常ブロックを改めて切り離す(ステップS6)。これにより、異常ブロックの電力を正常ブロックに供給した後に、異常ブロックが酷使されることを確実に回避できる。このスイッチ開閉制御動作は、制御手段2が起動されているときに繰り返し行われる。
After closing the abnormal block switch 11c, the control means 2 monitors whether the voltage of the abnormal block is equal to the voltage of the normal block (step S5). For example, when the
このような車載電源装置によれば、制御手段2は、異常ブロックを正常ブロックから切り離した後に車両の電源状態を監視して、該電源状態が停車状態である場合に、異常ブロックのスイッチ11cを閉成して、異常ブロックの電力を正常ブロックに供給するので、電池ブロックが酷使されることを回避しつつ、電池ブロックの電力をより有効に活用できる。 According to such an in-vehicle power supply device, the control means 2 monitors the power supply state of the vehicle after disconnecting the abnormal block from the normal block, and when the power supply state is a stop state, the control means 2 switches the abnormal block switch 11c. Since it is closed and the power of the abnormal block is supplied to the normal block, the power of the battery block can be utilized more effectively while avoiding overuse of the battery block.
また、制御手段2は、異常ブロックのスイッチ11cを閉成した後に異常ブロックの電圧と正常ブロックの電圧とが等しくなった場合に、異常ブロックのスイッチ11cを開成するので、異常ブロックの電力を正常ブロックに供給した後に、異常ブロックが酷使されることを確実に回避できる。 Further, the control means 2 opens the abnormal block switch 11c when the abnormal block voltage becomes equal to the normal block voltage after the abnormal block switch 11c is closed. After supplying the block, the abnormal block can be reliably prevented from being overused.
なお、実施の形態では組電池1は3つの電池ブロック11〜13を含むように説明しているが、組電池に含まれる電池ブロックの数は2以上であれば任意である。また、実施の形態では各電池ブロック11〜13は複数の電池セル11aを含むように説明しているが、各電池ブロックに含まれる電池セルは1つでもよい。
In the embodiment, the assembled
2 制御手段
11〜12 第1〜第3電池ブロック
11a 電池セル
11b 第2電流検出部(電流検出部)
11c スイッチ
2 Control means 11-12 1st-
11c switch
Claims (2)
直列接続された少なくとも1つの電池セル、電流検出部及びスイッチをそれぞれ含み、互いに並列に接続された複数の電池ブロックと、
各電池ブロックの前記電流検出部に異常が生じているか否かを監視して、少なくとも1つの前記電流検出部に異常が生じていることを検出した場合に、該異常が生じている電流検出部を含む前記電池ブロックを異常ブロックとして、該異常ブロックの前記スイッチを開成することにより該異常ブロックを他の正常ブロックから切り離す制御手段と
を備え、
前記制御手段は、
少なくとも1つの前記電流検出部の出力が通常の出力範囲より大きい場合に該電流検出部に異常が生じていることを検出し、
前記異常ブロックを前記正常ブロックから切り離した後に前記車両の電源状態を監視して、該電源状態が停車状態である場合に、前記異常ブロックの前記スイッチを閉成して、前記異常ブロックの電力を前記正常ブロックに供給する
ことを特徴とする車載電源装置。 An in-vehicle power supply device mounted on a vehicle,
A plurality of battery blocks each including at least one battery cell connected in series, a current detection unit and a switch, and connected in parallel to each other;
Whether or not an abnormality has occurred in the current detection unit of each battery block and when it is detected that an abnormality has occurred in at least one of the current detection units, the current detection unit in which the abnormality has occurred A control means for separating the abnormal block from other normal blocks by opening the switch of the abnormal block, with the battery block including
The control means includes
Detecting that an abnormality has occurred in the current detection unit when the output of at least one of the current detection units is larger than a normal output range;
After the abnormal block is separated from the normal block, the power state of the vehicle is monitored, and when the power state is a stop state, the switch of the abnormal block is closed to reduce the power of the abnormal block. An in-vehicle power supply device that supplies the normal block.
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