JP6953737B2 - Control device - Google Patents

Description

本発明は、複数の蓄電池を有する電源システムに適用される制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device applied to a power supply system having a plurality of storage batteries.

従来、例えば車両に搭載される車載電源システムとして、発電機（例えば、オルタネータやＩＳＧなど）に対して鉛蓄電池とリチウムイオン蓄電池とが並列接続されているとともに、電気負荷に対して当該鉛蓄電池と当該リチウムイオン蓄電池とが並列接続されているシステムがある（例えば、特許文献１）。この車載電源システムでは、２つの蓄電池を使い分けながら各種電気負荷対して電力を供給するとともに、蓄電池を選択して発電機からの電力を充電している。このような電源システムにおいては、発電機と鉛蓄電池との間の第１電気経路、発電機とリチウムイオン蓄電池との間の第２電気経路にスイッチがそれぞれ設けられており、各スイッチの開閉により各蓄電池の充放電が制御される。 Conventionally, for example, as an in-vehicle power supply system mounted on a vehicle, a lead storage battery and a lithium ion storage battery are connected in parallel to a generator (for example, an alternator or an ISG), and the lead storage battery is connected to an electric load. There is a system in which the lithium ion storage battery is connected in parallel (for example, Patent Document 1). In this in-vehicle power supply system, two storage batteries are used properly to supply electric power to various electric loads, and the storage batteries are selected to charge the electric power from the generator. In such a power supply system, switches are provided in the first electric path between the generator and the lead storage battery and in the second electric path between the generator and the lithium ion storage battery, and by opening and closing each switch. Charging and discharging of each storage battery is controlled.

特開２０１１−１７６９５８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-176958

ところで、発電機とリチウムイオン蓄電池との間の第２電気経路に設けられたスイッチが、オン故障（オフとならない故障）する場合がある。この場合、発電機が、鉛蓄電池へ充電している場合であっても、第２電気経路が通電状態となり、リチウムイオン蓄電池へ充電が行われる可能性がある。この際、発電電圧が高いと、リチウムイオン蓄電池が過充電となる虞がある。 By the way, the switch provided in the second electric path between the generator and the lithium ion storage battery may be turned on (failure that does not turn off). In this case, even when the generator is charging the lead storage battery, the second electric path may be energized and the lithium ion storage battery may be charged. At this time, if the generated voltage is high, the lithium ion storage battery may be overcharged.

特に、リチウムイオン蓄電池は、複数の単電池から構成される組電池とされているため、単電池の電圧にばらつきが生じている可能性があり、リチウムイオン蓄電池の電圧と、各単電池の電圧が比例していない場合がある。このため、一部の単電池の電圧が低いことに基づき、一部の単電池が過充電となる直前の状態であるにもかかわらず、リチウムイオン蓄電池の電圧が発電電圧より低くなる場合がある。この場合、各単電池は充電されるため、一部の単電池が過充電となる虞がある。 In particular, since the lithium ion storage battery is an assembled battery composed of a plurality of cells, the voltage of the cells may vary, and the voltage of the lithium ion storage battery and the voltage of each cell are used. May not be proportional. Therefore, based on the low voltage of some cells, the voltage of the lithium-ion storage battery may be lower than the generated voltage even though some cells are in the state immediately before being overcharged. .. In this case, since each cell is charged, there is a risk that some cell will be overcharged.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、過充電を抑制することができる制御装置を提供することを主たる目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a main object of the present invention is to provide a control device capable of suppressing overcharging.

上記課題を解決するため、第１の発明は、発電機と、第１蓄電池と、複数の単電池（３０ａ〜３０ｅ）を有する組電池である第２蓄電池とを備え、前記発電機に対して前記第１蓄電池と前記第２蓄電池とが並列接続されている電源システムに適用される制御装置において、前記第１蓄電池の蓄電状態に基づき前記発電機の発電電圧を決定する決定部と、前記各単電池の蓄電状態を取得する取得部と、前記第２蓄電池が充電される場合に、前記各単電池のうち蓄電率又は電圧の最も高い単電池が充電完了状態となる時点での前記各単電池の合計電圧が前記発電電圧よりも高いか否かを、前記取得部により取得された前記各単電池の蓄電状態に基づき判定する判定部と、前記発電機の発電を制御する発電制御部と、を備え、前記発電制御部は、前記判定部により前記合計電圧が前記発電電圧よりも高いと判定された場合には、前記発電電圧にて前記発電機を発電させ、前記判定部により前記合計電圧が前記発電電圧よりも高いと判定されなかった場合には、前記合計電圧以下の電圧で前記発電機を発電させる、又は前記発電機の発電を規制させるように制御することを要旨とする。 In order to solve the above problems, the first invention comprises a generator, a first storage battery, and a second storage battery which is an assembled battery having a plurality of cell cells (30a to 30e), and the generator is provided with a second storage battery. In a control device applied to a power supply system in which the first storage battery and the second storage battery are connected in parallel, a determination unit that determines the power generation voltage of the generator based on the storage state of the first storage battery, and each of the above. The acquisition unit that acquires the charge state of the cell, and when the second storage battery is charged, each unit at the time when the cell having the highest charge rate or voltage among the cell cells reaches the charge completion state. A determination unit that determines whether or not the total voltage of the batteries is higher than the power generation voltage based on the storage state of each unit acquired by the acquisition unit, and a power generation control unit that controls the power generation of the generator. When the determination unit determines that the total voltage is higher than the power generation voltage, the power generation control unit generates the generator with the power generation voltage, and the determination unit generates the total. When it is not determined that the voltage is higher than the generated voltage, the gist is to control the generator to be generated at a voltage equal to or lower than the total voltage or to regulate the generation of the generator.

判定部により合計電圧が発電電圧よりも高いと判定された場合には、第１蓄電池の蓄電状態に基づき決定される発電電圧にて第２蓄電池を充電させても、各単電池のうち蓄電率又は電圧の最も高い単電池が充電完了状態となるまで充電されることがない。一方、合計電圧が発電電圧よりも高いと判定されなかった場合には、合計電圧以下の電圧で発電機を発電させる、又は発電を規制させるため、各単電池のうち蓄電率又は電圧の最も高い単電池が充電完了状態よりも高い電圧となるまで充電されることがない。このため、例えば、スイッチのオン故障が発生して発電機と第２蓄電池との間の電気経路が通電状態となり、第２蓄電池に意図せず発電電力が供給されたとしても、いずれかの単電池が過充電となることを抑制できる。 When the determination unit determines that the total voltage is higher than the power generation voltage, even if the second storage battery is charged with the power generation voltage determined based on the power storage state of the first storage battery, the storage rate of each unit battery Alternatively, the cell with the highest voltage will not be charged until it is fully charged. On the other hand, if it is not determined that the total voltage is higher than the generated voltage, the generator is generated with a voltage equal to or less than the total voltage, or the power generation is regulated. The cell will not be charged until the voltage becomes higher than the fully charged state. Therefore, for example, even if a switch-on failure occurs and the electric path between the generator and the second storage battery becomes energized and the second storage battery is unintentionally supplied with the generated power, any one of them is used. It is possible to prevent the battery from being overcharged.

また、合計電圧が発電電圧よりも高い場合には、第１蓄電池の蓄電状態に基づき決定される発電電圧にて発電させるため、第１蓄電池の蓄電状態に応じて適切に充電を行うことができる。 Further, when the total voltage is higher than the generated voltage, the power is generated at the generated voltage determined based on the stored state of the first storage battery, so that the charging can be appropriately performed according to the stored state of the first storage battery. ..

第２の発明は、前記各単電池の蓄電状態が均等となるように制御する均等制御部を備え、前記各単電池がそれぞれ前記充電完了状態となる場合における前記第２蓄電池の電圧は、前記決定部により決定される前記発電電圧よりも高く、前記均等制御部は、前記判定部により前記合計電圧が前記発電電圧よりも高いと判定されなかった場合、前記発電機の発電中に、前記各単電池の蓄電状態が均等となるように制御することを要旨とする。 The second invention includes an equal control unit that controls the storage state of each of the cells to be uniform, and the voltage of the second storage battery when each of the cells is in the fully charged state is described as described above. If the total voltage is higher than the power generation voltage determined by the determination unit and the determination unit does not determine that the total voltage is higher than the power generation voltage, the equal control unit may perform the above-mentioned each during the power generation of the generator. The gist is to control the storage state of the cell so that it is even.

これにより、各単電池の蓄電状態が均等となり、合計電圧が発電電圧よりも高くなるようにすることができる。このため、発電電圧の制限を解除することが可能となり、効率的に第１蓄電池を充電させることができる。 As a result, the storage state of each cell is equalized, and the total voltage can be made higher than the generated voltage. Therefore, the limitation of the generated voltage can be released, and the first storage battery can be charged efficiently.

第３の発明は、発電機と、第１蓄電池と、複数の単電池を有する組電池である第２蓄電池とを備え、前記発電機に対して前記第１蓄電池と前記第２蓄電池とが並列接続されている電源システムに適用される制御装置において、前記第１蓄電池の蓄電状態に基づき前記発電機の発電電圧を決定する決定部と、前記各単電池の蓄電状態を取得する取得部と、前記第２蓄電池が充電される場合に、前記各単電池のうち蓄電率又は電圧の最も高い単電池が充電完了状態となる時点での前記各単電池の合計電圧が前記発電電圧よりも高いか否かを、前記取得部により取得された前記各単電池の蓄電状態に基づき判定する判定部と、前記各単電池の蓄電状態が均等となるように制御する均等制御部と、前記発電電圧にて前記発電機を発電させるように制御する発電制御部と、を備え、前記各単電池がそれぞれ前記充電完了状態となる場合における前記第２蓄電池の電圧は、前記決定部により決定される前記発電電圧よりも高く、前記均等制御部は、前記判定部により前記合計電圧が前記発電電圧よりも高いと判定されなかった場合、前記発電機の発電中に、前記各単電池の蓄電状態が均等となるように制御することを要旨とする。 The third invention includes a generator, a first storage battery, and a second storage battery which is an assembled battery having a plurality of cell batteries, and the first storage battery and the second storage battery are arranged in parallel with the generator. In the control device applied to the connected power supply system, a determination unit that determines the power generation voltage of the generator based on the storage state of the first storage battery, an acquisition unit that acquires the storage state of each unit battery, and a unit. When the second storage battery is charged, is the total voltage of each of the cells higher than the generated voltage at the time when the cell having the highest storage rate or voltage among the cells is in the fully charged state? A determination unit that determines whether or not the battery is stored based on the storage state of each unit acquired by the acquisition unit, a uniform control unit that controls the storage state of each unit to be equal, and the generated voltage. The power generation control unit that controls the generator to generate power is provided, and the voltage of the second storage battery when each of the unit batteries is in the fully charged state is determined by the determination unit. When the total voltage is higher than the voltage and the determination unit does not determine that the total voltage is higher than the power generation voltage, the equalization control unit determines that the storage state of each unit battery is equal during the power generation of the generator. The gist is to control it so that it becomes.

各単電池の蓄電状態が均等である場合、均等の状態をほぼ維持したまま各単電池は充電される。そして、各単電池をそれぞれ充電完了状態となる時点において、各単電池の電圧の合計（すなわち、第２蓄電池の電圧）は発電電圧よりも高い。以上のことにより、各単電池の蓄電状態が均等の場合には、充電完了状態よりも高い電圧となるまで各単電池が充電されることはない。すなわち、いずれかの単電池が過充電となることを抑制できる。 When the electricity storage state of each cell is equal, each cell is charged while maintaining the uniform state. Then, when each cell is in the fully charged state, the total voltage of each cell (that is, the voltage of the second storage battery) is higher than the generated voltage. As described above, when the electricity storage state of each cell is equal, each cell is not charged until the voltage becomes higher than that in the fully charged state. That is, it is possible to prevent any of the cells from being overcharged.

一方、均等制御部は、合計電圧が発電電圧よりも高いと判定されなかった場合には、発電中に、各単電池の蓄電状態が均等となるように制御する。このため、蓄電状態を均等化させることができるため、例えば、スイッチのオン故障が発生して発電機と第２蓄電池との間の電気経路が通電状態となり、第２蓄電池に意図せず発電電力が供給されたとしても、いずれかの単電池が過充電となることを抑制できる。 On the other hand, when it is not determined that the total voltage is higher than the generated voltage, the equal control unit controls so that the electricity storage state of each unit cell becomes equal during the power generation. Therefore, since the power storage state can be equalized, for example, when a switch-on failure occurs, the electric path between the generator and the second storage battery becomes energized, and the second storage battery unintentionally generates power. Is supplied, it is possible to prevent one of the batteries from being overcharged.

また、第１蓄電池の蓄電状態に基づき決定される発電電圧にて発電させるため、第１蓄電池の蓄電状態に応じて適切に充電を行うことができる。 Further, since power is generated at a power generation voltage determined based on the storage state of the first storage battery, charging can be appropriately performed according to the storage state of the first storage battery.

第４の発明は、前記発電機と前記第２蓄電池との間における電気経路に設けられたスイッチと、当該スイッチの開閉を制御するスイッチ制御部と、を備え、前記判定部は、前記スイッチ制御部により前記スイッチを開放させている場合であっても、前記各単電池の合計電圧が前記発電電圧よりも高いか否かを判定することを要旨とする。 A fourth invention includes a switch provided in an electric path between the generator and the second storage battery, and a switch control unit that controls opening and closing of the switch, and the determination unit controls the switch. The gist is to determine whether or not the total voltage of each of the cells is higher than the generated voltage even when the switch is opened by the unit.

これにより、スイッチのオン故障が発生しても、いずれかの単電池が過充電となることを抑制できる。また、スイッチのオン故障を検出しなくても、いずれかの単電池が過充電となることを抑制できる。 As a result, even if a switch-on failure occurs, it is possible to prevent one of the cells from being overcharged. Further, it is possible to prevent one of the cells from being overcharged without detecting a switch-on failure.

第５の発明は、前記判定部は、前記取得部により取得された前記各単電池の蓄電率の差又は電圧差に基づいて、前記各単電池のうち蓄電率又は電圧の最も高い単電池が前記充電完了状態となる時点での前記各単電池の電圧を推定し、推定した前記各単電池の電圧を合計した前記合計電圧が前記発電電圧よりも高いか否かを判定することを要旨とする。 In a fifth aspect of the invention, the determination unit determines that the unit having the highest storage rate or voltage among the units is based on the difference in the storage rate or the voltage difference of each unit acquired by the acquisition unit. The gist is to estimate the voltage of each of the cells at the time when the charging is completed, and determine whether or not the total voltage, which is the sum of the estimated voltages of the cells, is higher than the generated voltage. do.

各単電池の蓄電率の差又は電圧差に基づいて、各単電池の電圧についてそれぞれ推定し、推定した電圧の合計電圧に基づき判定する。このため、すべての電圧を推定しない場合と比較して、正確に判定することができ、過充電を防止するとともに、発電電圧を余分に制限することがない。 The voltage of each cell is estimated based on the difference in the storage rate or the voltage difference of each cell, and the determination is made based on the total voltage of the estimated voltage. Therefore, it is possible to make an accurate determination as compared with the case where all the voltages are not estimated, overcharging is prevented, and the generated voltage is not excessively limited.

第６の発明は、前記第２蓄電池が有する前記単電池の数は、３つ以上であり、前記判定部は、前記各単電池のうち蓄電率又は電圧が最も高い単電池と、蓄電率又は電圧が最も低い単電池との蓄電率の差又は電圧差に基づいて、前記合計電圧が前記発電電圧よりも高いか否かを判定することを要旨とする。 In the sixth invention, the number of the cell cells included in the second storage battery is three or more, and the determination unit has the cell battery having the highest storage rate or voltage among the cell cells and the storage rate or The gist is to determine whether or not the total voltage is higher than the generated voltage based on the difference in storage rate or the voltage difference from the cell having the lowest voltage.

蓄電率又は電圧が最も高い単電池と、蓄電率又は電圧が最も低い単電池との蓄電率の差又は電圧差に基づいて判定するため、各単電池の蓄電率の差又は電圧差に基づいて、各単電池の電圧についてそれぞれ推定する場合と比較して、計算量を少なくすることができる。 In order to make a judgment based on the difference in storage rate or voltage difference between the cell with the highest storage rate or voltage and the cell with the lowest storage rate or voltage, it is based on the difference in storage rate or voltage difference of each cell. , The amount of calculation can be reduced as compared with the case of estimating the voltage of each cell.

第７の発明は、前記判定部は、前記蓄電率の差又は前記電圧差と、前記各単電池の平均電圧とに基づいて、前記合計電圧が前記発電電圧よりも高いか否かを判定することを要旨とする。 In the seventh invention, the determination unit determines whether or not the total voltage is higher than the power generation voltage based on the difference in storage rate or the voltage difference and the average voltage of each unit cell. The gist is that.

蓄電率の差又は電圧差と、平均電圧とに基づき判定するため、正確な判定を行うことができる。 Since the determination is made based on the difference in the storage rate or the voltage difference and the average voltage, an accurate determination can be made.

車載源システムを示す電気回路図。An electric circuit diagram showing an in-vehicle source system. 電源ユニットの一部を示す電気回路図。An electric circuit diagram showing a part of a power supply unit. （ａ）〜（ｅ）は、ＳＯＣと電圧との関係を示す図。(A) to (e) are diagrams showing the relationship between SOC and voltage. 発電制御処理を示すフローチャート。A flowchart showing a power generation control process. 別例の車載源システムを示す電気回路図。An electric circuit diagram showing another example of an in-vehicle source system.

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、エンジン（内燃機関）を駆動源として走行する車両において、当該車両の各種機器に電力を供給する車載電源システムを具体化するものとしている。 (First Embodiment)
Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, in a vehicle traveling with an engine (internal combustion engine) as a drive source, an in-vehicle power supply system that supplies electric power to various devices of the vehicle is embodied.

図１に示すように、本電源システムは、鉛蓄電池１１と、リチウムイオン蓄電池１２と、を有する２電源システムであり、各蓄電池１１，１２からは電気負荷１３や、電気負荷１５への放電（給電）が可能となっている。また、各蓄電池１１，１２に対しては発電機１４による充電が可能となっている。本システムでは、発電機１４に対して並列に鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２が接続されるとともに、電気負荷１５に対して並列に鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２が接続されている。本実施形態では、鉛蓄電池１１が、「第１蓄電池」に相当し、リチウムイオン蓄電池１２が、「第２蓄電池」に相当する。 As shown in FIG. 1, this power supply system is a dual power supply system having a lead storage battery 11 and a lithium ion storage battery 12, and each of the storage batteries 11 and 12 discharges to an electric load 13 and an electric load 15 ( Power supply) is possible. Further, each of the storage batteries 11 and 12 can be charged by the generator 14. In this system, the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12 are connected in parallel to the generator 14, and the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12 are connected in parallel to the electric load 15. In the present embodiment, the lead storage battery 11 corresponds to the "first storage battery", and the lithium ion storage battery 12 corresponds to the "second storage battery".

鉛蓄電池１１は周知の汎用蓄電池である。これに対し、リチウムイオン蓄電池１２は、鉛蓄電池１１に比べて、充放電における電力損失が少なく、出力密度、及びエネルギ密度の高い高密度蓄電池である。リチウムイオン蓄電池１２は、鉛蓄電池１１に比べて充放電時のエネルギ効率が高い蓄電池であるとよい。また、リチウムイオン蓄電池１２は、それぞれ複数（本実施形態では５つ）の単電池３０ａ〜３０ｅを有してなる組電池として構成されている。これら各蓄電池１１，１２の定格電圧はいずれも同じであり、例えば１２Ｖである。 The lead storage battery 11 is a well-known general-purpose storage battery. On the other hand, the lithium ion storage battery 12 is a high-density storage battery having a smaller power loss during charging / discharging, a higher output density, and a higher energy density than the lead storage battery 11. The lithium ion storage battery 12 is preferably a storage battery having higher energy efficiency during charging / discharging than the lead storage battery 11. Further, the lithium ion storage battery 12 is configured as an assembled battery having a plurality of (five in this embodiment) single batteries 30a to 30e, respectively. The rated voltage of each of these storage batteries 11 and 12 is the same, for example, 12V.

図示による具体的な説明は割愛するが、リチウムイオン蓄電池１２は、収容ケースに収容されて基板一体の電池ユニットＵとして構成されている。本実施形態では、電池ユニットＵにより「電源装置」が構成されている。図１では、電池ユニットＵを破線で囲んで示す。電池ユニットＵは、外部端子Ｐ０，Ｐ１を有しており、このうち外部端子Ｐ０に鉛蓄電池１１と、電気負荷１３と、発電機１４が接続され、外部端子Ｐ１に電気負荷１５が接続されている。 Although a specific description by illustration is omitted, the lithium ion storage battery 12 is housed in a storage case and is configured as a battery unit U integrated with a substrate. In this embodiment, the battery unit U constitutes a "power supply device". In FIG. 1, the battery unit U is shown surrounded by a broken line. The battery unit U has external terminals P0 and P1, of which the lead-acid battery 11, the electric load 13, and the generator 14 are connected to the external terminal P0, and the electric load 15 is connected to the external terminal P1. There is.

発電機１４の具体例としては、オルタネータが考えられる。発電機１４の回転軸は、ベルトなどを介して図示しないエンジンの出力軸に連結されており、エンジンの出力軸の回転に伴って発電機１４の回転軸が回転するように構成されている。発電機１４は、エンジンの出力軸や車軸の回転により発電（回生発電）を行う。発電機１４は、発電電力を各蓄電池１１，１２や電気負荷１５に供給する。 An alternator can be considered as a specific example of the generator 14. The rotating shaft of the generator 14 is connected to an engine output shaft (not shown) via a belt or the like, and the rotating shaft of the generator 14 is configured to rotate with the rotation of the engine output shaft. The generator 14 generates power (regenerative power generation) by rotating the output shaft and axle of the engine. The generator 14 supplies the generated power to the storage batteries 11 and 12 and the electric load 15.

電気負荷１５には、供給電力の電圧が一定、又はあらかじめ決められた範囲内で変動することが要求される定電圧負荷や、定電圧負荷以外の一般的な電気負荷が含まれる。 The electric load 15 includes a constant voltage load in which the voltage of the supplied power is required to be constant or fluctuate within a predetermined range, and a general electric load other than the constant voltage load.

定電圧負荷の具体例としては、ナビゲーション装置やオーディオ装置、メータ装置、エンジンＥＣＵ等の各種ＥＣＵが挙げられる。一般的な電気負荷の具体例としては、スタータ、シートヒータやリヤウインドウのデフロスタ用ヒータ、ヘッドライト、フロントウインドウのワイパ、空調装置の送風ファン等が挙げられる。 Specific examples of the constant voltage load include various ECUs such as a navigation device, an audio device, a meter device, and an engine ECU. Specific examples of a general electric load include a starter, a seat heater, a heater for a defroster of a rear window, a headlight, a wiper of a front window, a blower fan of an air conditioner, and the like.

電気負荷１３は、定電圧要求負荷以外の一般的な電気負荷である。電気負荷１３の具体例としては、スタータ、シートヒータやリヤウインドウのデフロスタ用ヒータ、ヘッドライト、フロントウインドウのワイパ、空調装置の送風ファン等が挙げられる。 The electric load 13 is a general electric load other than the constant voltage required load. Specific examples of the electric load 13 include a starter, a seat heater, a heater for a defroster of a rear window, a headlight, a wiper of a front window, a blower fan of an air conditioner, and the like.

次に、電池ユニットＵについて説明する。電池ユニットＵには、ユニット内電気経路として、各外部端子Ｐ０，Ｐ１を繋ぐ電気経路Ｌ１と、電気経路Ｌ１上の接続点Ｎ１とリチウムイオン蓄電池１２とを繋ぐ電気経路Ｌ２とが設けられている。このうち電気経路Ｌ１にスイッチ２１が設けられ、電気経路Ｌ２にスイッチ２２が設けられている。発電機１４の発電電力は、電気経路Ｌ１，Ｌ２を介して鉛蓄電池１１やリチウムイオン蓄電池１２に供給される。 Next, the battery unit U will be described. The battery unit U is provided with an electric path L1 connecting the external terminals P0 and P1 and an electric path L2 connecting the connection point N1 on the electric path L1 and the lithium ion storage battery 12 as an electric path in the unit. .. Of these, the switch 21 is provided in the electric path L1 and the switch 22 is provided in the electric path L2. The generated power of the generator 14 is supplied to the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12 via the electric paths L1 and L2.

スイッチ２１，２２は、それぞれ２つ一組の半導体スイッチ２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂを備えている。半導体スイッチ２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂは、ＭＯＳＦＥＴであり、その２つ一組のＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードが互いに逆向きになるように直列に接続されている。 The switches 21 and 22 each include a set of two semiconductor switches 21a, 21b, 22a and 22b. The semiconductor switches 21a, 21b, 22a, and 22b are MOSFETs, and the parasitic diodes of the two sets of MOSFETs are connected in series so as to be opposite to each other.

例えば、スイッチ２２について詳しく説明すると、半導体スイッチ２２ａ，２２ｂが直列に接続されて構成されている。半導体スイッチ２２ａ，２２ｂは、その内部構造上必然的に整流手段を有している。つまり、半導体スイッチ２２ａの内部回路は、スイッチ部Ｓ１と寄生ダイオードＤ１とが並列に接続された回路となっている。同様に、半導体スイッチ２２ｂも、スイッチ部Ｓ２と寄生ダイオードＤ２とが並列に接続された回路となっている。そして、これらの半導体スイッチ２２ａ，２２ｂは、寄生ダイオードＤ１，Ｄ２が互いに逆向きとなるように直列に接続されている。なお、便宜上、スイッチ２２を用いて説明したが、スイッチ２１も同様に構成されている。また、図１では、寄生ダイオードＤ１，Ｄ２が互いにアノード同士で接続されるようにしたが、寄生ダイオードＤ１，Ｄ２のカソード同士が接続されるようにしてもよい。 For example, the switch 22 will be described in detail. The semiconductor switches 22a and 22b are connected in series. The semiconductor switches 22a and 22b inevitably have a rectifying means due to their internal structure. That is, the internal circuit of the semiconductor switch 22a is a circuit in which the switch unit S1 and the parasitic diode D1 are connected in parallel. Similarly, the semiconductor switch 22b is also a circuit in which the switch unit S2 and the parasitic diode D2 are connected in parallel. The semiconductor switches 22a and 22b are connected in series so that the parasitic diodes D1 and D2 are opposite to each other. Although the switch 22 has been described for convenience, the switch 21 is also configured in the same manner. Further, in FIG. 1, the parasitic diodes D1 and D2 are connected to each other by the anodes, but the cathodes of the parasitic diodes D1 and D2 may be connected to each other.

上記のようにして、スイッチ２１，２２が構成されることで、例えばスイッチ２２がオフとなった場合、つまり半導体スイッチ２２ａ，２２ｂがオフとなった場合において、寄生ダイオードＤ１，Ｄ２を通じて電流が流れることが完全に遮断される。つまり、リチウムイオン蓄電池１２に意図せず充電されることを回避できる。 By configuring the switches 21 and 22 as described above, for example, when the switch 22 is turned off, that is, when the semiconductor switches 22a and 22b are turned off, a current flows through the parasitic diodes D1 and D2. Is completely blocked. That is, it is possible to prevent the lithium ion storage battery 12 from being unintentionally charged.

なお、半導体スイッチ２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂとして、ＭＯＳＦＥＴに代えて、ＩＧＢＴやバイポーラトランジスタ等を用いることも可能である。ＩＧＢＴやバイポーラトランジスタをスイッチ部として用いた場合には、上記寄生ダイオードＤ１，Ｄ２の代わりとなるダイオードを当該スイッチ部にそれぞれ並列に接続させればよい。また、スイッチ２１，２２において、２つ一組のＭＯＳＦＥＴを複数設けて、複数組のＭＯＳＦＥＴを並列に接続するようにしてもよい。 As the semiconductor switches 21a, 21b, 22a, 22b, it is also possible to use an IGBT, a bipolar transistor, or the like instead of the MOSFET. When an IGBT or a bipolar transistor is used as the switch unit, diodes alternative to the parasitic diodes D1 and D2 may be connected to the switch unit in parallel. Further, in the switches 21 and 22, a plurality of sets of MOSFETs may be provided to connect the plurality of sets of MOSFETs in parallel.

電池ユニットＵは、各スイッチ２１，２２を制御するスイッチ制御部としての制御装置５０を備えている。制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を含むマイコンにより構成されている。 The battery unit U includes a control device 50 as a switch control unit that controls each of the switches 21 and 22. The control device 50 is composed of a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, and the like.

制御装置５０は、各蓄電池１１，１２の蓄電状態に基づいて、各スイッチ２１，２２等を制御する。例えば、制御装置５０は、リチウムイオン蓄電池１２の電圧を電圧センサから取得し、取得した電圧に基づき、リチウムイオン蓄電池１２のＳＯＣ（蓄電率：State Of Charge）を算出する。そして、制御装置５０は、そのＳＯＣが所定の使用範囲内に維持されるように、各スイッチ２１，２２を制御して、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２の充電及び放電を制御する。すなわち、制御装置５０は、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２とを選択的に用いて充放電を実施する。このため、制御装置５０が、スイッチ制御部として機能する。 The control device 50 controls each of the switches 21 and 22 and the like based on the storage state of each of the storage batteries 11 and 12. For example, the control device 50 acquires the voltage of the lithium ion storage battery 12 from the voltage sensor, and calculates the SOC (state of charge) of the lithium ion storage battery 12 based on the acquired voltage. Then, the control device 50 controls the switches 21 and 22 so that the SOC is maintained within a predetermined range of use, and controls the charging and discharging of the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12. That is, the control device 50 selectively uses the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12 to charge and discharge. Therefore, the control device 50 functions as a switch control unit.

なお、電気負荷１５は、定電圧要求負荷であることから、スイッチ２１とスイッチ２２のいずれか一方は、必ず閉鎖され、電気負荷１５へ電力（暗電流等）が継続して供給されることとなる。 Since the electric load 15 is a constant voltage required load, either the switch 21 or the switch 22 is always closed, and electric power (dark current, etc.) is continuously supplied to the electric load 15. Become.

また、制御装置５０は、電池ユニットＵに関わる異常判定を行う。電池ユニットＵに関わる異常としては、例えば、スイッチ２１，２２を構成する半導体スイッチ２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂのオン故障などがある。オン故障は、接続状態の切り替え時に発生する過渡電流の熱等によって、スイッチ部Ｓ１がオンに固着してしまう状態をいう。この場合には、意図せず電流が流れるという事態が生じる可能性がある。 Further, the control device 50 determines an abnormality related to the battery unit U. Examples of the abnormality related to the battery unit U include an on failure of the semiconductor switches 21a, 21b, 22a, and 22b constituting the switches 21 and 22. The on failure refers to a state in which the switch unit S1 is stuck on due to the heat of the transient current generated when the connection state is switched. In this case, a situation may occur in which a current flows unintentionally.

ここで、スイッチ２２のオン故障の検出について説明する。図１に示すように、半導体スイッチ２２ａ及び半導体スイッチ２２ｂの中間点Ｎ１０には、当該中間点Ｎ１０における電圧を検出（監視）する電圧センサ６０が設けられている。 Here, the detection of the on-failure of the switch 22 will be described. As shown in FIG. 1, a voltage sensor 60 for detecting (monitoring) the voltage at the intermediate point N10 is provided at the intermediate point N10 of the semiconductor switch 22a and the semiconductor switch 22b.

ここで、例えば半導体スイッチ２２ａ及び半導体スイッチ２２ｂのいずれかがオンの状態であれば、中間点Ｎ１０の電圧が所定値以上になる。一方、半導体スイッチ２２ａ及び半導体スイッチ２２ｂがいずれもオフの状態であれば、所定値未満になる。このため、制御装置５０は、電圧センサ６０により検出された電圧に基づき、スイッチ２２のオン故障を判定することができる。なお、制御装置５０は、スイッチ２２を閉鎖（オフ）させている場合に、リチウムイオン蓄電池１２の電圧が上昇した場合、オン故障であると判定してもよい。 Here, for example, if either the semiconductor switch 22a or the semiconductor switch 22b is in the ON state, the voltage at the intermediate point N10 becomes equal to or higher than a predetermined value. On the other hand, if both the semiconductor switch 22a and the semiconductor switch 22b are in the off state, the value becomes less than the predetermined value. Therefore, the control device 50 can determine the on failure of the switch 22 based on the voltage detected by the voltage sensor 60. The control device 50 may determine that the on failure occurs when the voltage of the lithium ion storage battery 12 rises when the switch 22 is closed (off).

制御装置５０には、例えばエンジンＥＣＵからなるＥＣＵ１００が接続されている。ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を含むマイコンにより構成されており、都度のエンジン運転状態や車両走行状態に基づいてエンジンの運転を制御する。制御装置５０及びＥＣＵ１００は、ＣＡＮ等の通信ネットワークにより接続されて相互に通信可能となっており、制御装置５０及びＥＣＵ１００に記憶される各種データが互いに共有できるものとなっている。 An ECU 100 including an engine ECU is connected to the control device 50, for example. The ECU 100 is composed of a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, and the like, and controls the operation of the engine based on the engine operating state and the vehicle running state each time. The control device 50 and the ECU 100 are connected by a communication network such as CAN so that they can communicate with each other, and various data stored in the control device 50 and the ECU 100 can be shared with each other.

前述したように、リチウムイオン蓄電池１２は、複数の単電池３０ａ〜３０ｅから構成されているため、各単電池３０ａ〜３０ｅで蓄電状態（ＳＯＣ又は電圧）のばらつきが生じる可能性がある。蓄電状態のばらつきは、例えば、自己放電において内部抵抗など単電池３０ａ〜３０ｅごとの状態の違いにより生じうる。 As described above, since the lithium ion storage battery 12 is composed of a plurality of cell cells 30a to 30e, there is a possibility that the storage state (SOC or voltage) of each cell cell 30a to 30e varies. The variation in the storage state can occur, for example, due to the difference in the state of each of the cells 30a to 30e such as the internal resistance in self-discharge.

蓄電状態のばらつきが生じると、充電時には高ＳＯＣの単電池により充電が制約される一方、放電時には低ＳＯＣの単電池により放電が制約されることになり、各単電池３０ａ〜３０ｄの使用領域を十分に活用することができない。このため、制御装置５０は、複数の単電池３０ａ〜３０ｅのＳＯＣ及び電圧を均等化するため、各単電池３０ａ〜３０ｅにおけるＳＯＣ及び電圧の均等化処理を行う。 When the storage state varies, charging is restricted by a high SOC cell battery during charging, while discharging is restricted by a low SOC cell battery during discharging, and the usage area of each cell battery 30a to 30d is restricted. It cannot be fully utilized. Therefore, in order to equalize the SOC and voltage of the plurality of cells 30a to 30e, the control device 50 performs the SOC and voltage equalization processing of each of the cells 30a to 30e.

具体的には、図２に示すように、各単電池３０ａ〜３０ｅの両端側（正極側及び負極側）には、それぞれ電気経路である検出用ラインＬ１１〜Ｌ１６が接続されている。電圧センサ４０は、各検出用ラインＬ１１〜Ｌ１６と接続されており、各単電池３０ａ〜３０ｅの両端側（正極側及び負極側）の検出用ラインＬ１１〜Ｌ１６における電圧差から、各単電池３０ａ〜３０ｅの電圧を検出する。 Specifically, as shown in FIG. 2, detection lines L11 to L16, which are electrical paths, are connected to both end sides (positive electrode side and negative electrode side) of the cells 30a to 30e, respectively. The voltage sensor 40 is connected to each of the detection lines L11 to L16, and from the voltage difference in the detection lines L11 to L16 on both ends (positive electrode side and negative electrode side) of each of the cell 30a to 30e, each cell 30a A voltage of ~ 30e is detected.

また、各単電池３０ａ〜３０ｅの両端側（正極側及び負極側）の検出用ラインＬ１１〜Ｌ１６は、電気経路である接続経路Ｌ２１〜Ｌ２５によりそれぞれ接続されている。接続経路Ｌ２１〜Ｌ２５には、接続経路Ｌ２１〜Ｌ２５を通電又は通電遮断の状態とするスイッチＳＷ１〜ＳＷ５が、それぞれ設けられている。また、接続経路Ｌ２１〜Ｌ２５には抵抗Ｒ１がそれぞれ設けられており、スイッチＳＷ１〜ＳＷ５が閉鎖されると、各単電池３０ａ〜３０ｅの両端側（正極側及び負極側）が抵抗Ｒ１を介して接続されることとなる。制御装置５０は、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ５の開閉を制御することにより、各単電池３０ａ〜３０ｅの電圧が均等となるまで、単電池３０ａ〜３０ｅ毎に均等化放電を実施させることができる。 Further, the detection lines L11 to L16 on both end sides (positive electrode side and negative electrode side) of the cells 30a to 30e are connected by connection paths L21 to L25, which are electrical paths, respectively. The connection paths L21 to L25 are provided with switches SW1 to SW5 for energizing or shutting off the connection paths L21 to L25, respectively. Further, resistors R1 are provided in the connection paths L21 to L25, respectively, and when the switches SW1 to SW5 are closed, both ends (positive electrode side and negative electrode side) of the cells 30a to 30e are connected via the resistor R1. It will be connected. By controlling the opening and closing of the switches SW1 to SW5, the control device 50 can perform equalized discharge for each of the cells 30a to 30e until the voltages of the cells 30a to 30e become equal.

この均等化処理は、原則として、車載電源システムが停止状態である場合、すなわち、イグニッションスイッチがオフ状態である場合に実行される。イグニッションスイッチがオフ状態である場合、スイッチ２２は、開放状態とされている。 As a general rule, this equalization process is executed when the in-vehicle power supply system is in the stopped state, that is, when the ignition switch is in the off state. When the ignition switch is in the off state, the switch 22 is in the open state.

ところで、スイッチ２２がオン故障（ずっと閉鎖状態となり、開放状態とならない故障）する場合がある。スイッチ２２がオン故障すると、電気経路Ｌ２が通電の状態となる。そして、発電機１４が発電を行い、鉛蓄電池１１へ発電電力が供給されている場合、すなわち、鉛蓄電池１１を充電している場合に、スイッチ２２がオン故障していると、リチウムイオン蓄電池１２も充電される場合がある。 By the way, the switch 22 may be turned on (a failure that keeps the switch 22 closed and does not open). When the switch 22 is turned on and fails, the electric path L2 is energized. Then, when the generator 14 generates power and the generated power is supplied to the lead storage battery 11, that is, when the lead storage battery 11 is being charged and the switch 22 is on and failed, the lithium ion storage battery 12 May also be charged.

具体的には、スイッチ２２が開放させている場合、電気負荷１５へ鉛蓄電池１１又は発電機１４から電力（暗電流等）を供給する必要があることから、スイッチ２１は閉鎖される。このため、スイッチ２２がオン故障し、電気経路Ｌ２が通電の状態となると、発電電力がスイッチ２１，２２を介してリチウムイオン蓄電池１２へも供給される場合がある。 Specifically, when the switch 22 is open, the switch 21 is closed because it is necessary to supply electric power (dark current or the like) from the lead storage battery 11 or the generator 14 to the electric load 15. Therefore, when the switch 22 is turned on and the electric path L2 is energized, the generated power may be supplied to the lithium ion storage battery 12 via the switches 21 and 22.

なお、制御装置５０は、前述したようにスイッチ２２のオン故障を検出することが可能であるが、電気経路Ｌ２の電流が流れなければ、検出することができない。このため、オン故障の検出する際に時間がかかり、リチウムイオン蓄電池１２が充電される可能性がある。 The control device 50 can detect the on-failure of the switch 22 as described above, but cannot detect it unless the current of the electric path L2 flows. Therefore, it takes time to detect the on failure, and the lithium ion storage battery 12 may be charged.

また、各単電池３０ａ〜３０ｅの蓄電状態が均等である場合、発電機１４の発電電圧は、リチウムイオン蓄電池１２が過充電となるまで充電可能な電圧でない。しかしながら、各単電池３０ａ〜３０ｅでＳＯＣ（及び電圧）のばらつきが生じていると、一部の単電池が過充電となる可能性がある。過充電となりうる状況について詳しく説明する。 Further, when the storage states of the cells 30a to 30e are equal, the generated voltage of the generator 14 is not a voltage that can be charged until the lithium ion storage battery 12 is overcharged. However, if the SOC (and voltage) of each of the cells 30a to 30e varies, some of the cells may be overcharged. The situation that can lead to overcharging will be described in detail.

まず、各単電池３０ａ〜３０ｅの蓄電状態（ＳＯＣ及び電圧）が均等である場合について説明する。図３（ａ）に示すように、各単電池３０ａ〜３０ｅの蓄電状態が均等である場合に、リチウムイオン蓄電池１２を充電すると、各単電池３０ａ〜３０ｅも均等に充電される。すなわち、図３（ｂ）に示すように、充電後も、各単電池３０ａ〜３０ｅの蓄電状態が均等となるように維持される。 First, a case where the storage states (SOC and voltage) of the cells 30a to 30e are equal will be described. As shown in FIG. 3A, when the lithium ion storage batteries 12 are charged when the storage states of the cells 30a to 30e are equal, the cells 30a to 30e are also charged evenly. That is, as shown in FIG. 3B, even after charging, the storage states of the cells 30a to 30e are maintained to be uniform.

このように蓄電状態が均等である場合、仮に、すべての単電池３０ａ〜３０ｅが充電完了電状態となるまで充電がされると、各単電池３０ａ〜３０ｅの合計電圧（つまり、リチウムイオン蓄電池１２の電圧）は、発電機１４の発電電圧よりも高くなる。 In this way, when the electricity storage state is uniform, if all the cells 30a to 30e are charged until the charging is completed, the total voltage of each cell 30a to 30e (that is, the lithium ion storage battery 12) is charged. Voltage) is higher than the generated voltage of the generator 14.

なお、単電池３０ａ〜３０ｅの蓄電状態には、適正な範囲（本実施形態では、ＳＯＣが第１所定値Ｔ１０から第２所定値Ｔ２０までの範囲）が定められており、この範囲内で使用（充放電）することにより、過充電となることや、劣化が早くなることを防止することができる。充電完了状態とは、適正な範囲のうち、例えば、最もＳＯＣ（又は電圧）が高い蓄電状態（ＳＯＣが第２所定値Ｔ２０である蓄電状態）のことを指す。充電完了状態は、適正な範囲に限らず、任意に変更してもよいが、過充電となる直前の蓄電状態であることが望ましい。 An appropriate range (in the present embodiment, the SOC is in the range from the first predetermined value T10 to the second predetermined value T20) is defined for the storage state of the cells 30a to 30e, and the cells are used within this range. By (charging / discharging), it is possible to prevent overcharging and accelerated deterioration. The charging complete state refers to, for example, a power storage state having the highest SOC (or voltage) within an appropriate range (a power storage state in which the SOC is the second predetermined value T20). The charging complete state is not limited to an appropriate range and may be changed arbitrarily, but it is desirable that the charging completed state is the state of electricity storage immediately before overcharging.

例えば、発電電圧が１０Ｖ〜１３Ｖの範囲内である一方、充電完了状態となった場合における各単電池３０ａ〜３０ｅの電圧が例えば３Ｖであるとすると、各単電池３０ａ〜３０ｅの合計電圧は、１５Ｖとなる。このため、各単電池３０ａ〜３０ｅの蓄電状態が均等である場合、発電電圧は１０〜１３Ｖの範囲内であることから、各単電池３０ａ〜３０ｅが過充電となるまで充電されることはない。 For example, if the generated voltage is in the range of 10V to 13V, while the voltage of each cell 30a to 30e in the fully charged state is, for example, 3V, the total voltage of each cell 30a to 30e is It becomes 15V. Therefore, when the storage states of the cells 30a to 30e are uniform, the generated voltage is in the range of 10 to 13V, so that the batteries 30a to 30e are not charged until they are overcharged. ..

一方、図３（ｃ）に示すように、各単電池３０ａ〜３０ｅの蓄電状態にばらつきがある場合（不均等である場合）、リチウムイオン蓄電池１２を充電すると、ばらつきを維持したまま各単電池３０ａ〜３０ｅが充電される。 On the other hand, as shown in FIG. 3C, when the storage states of the cells 30a to 30e vary (when they are uneven), when the lithium ion storage battery 12 is charged, the cells maintain the variation. 30a to 30e are charged.

このため、図３（ｄ）に示すように、ＳＯＣ又は電圧が最も高い単電池（以下、単に最高電圧単電池と示す）が、充電完了状態となっても、他の単電池３０ｂ〜３０ｅの電圧が低い場合には、各単電池３０ａ〜３０ｅの合計電圧が、発電電圧よりも低くなる可能性がある。なお、図３（ｃ）〜（ｅ）では単電池３０ａが最高電圧単電池として例示する。 Therefore, as shown in FIG. 3D, even if the cell with the highest SOC or voltage (hereinafter, simply referred to as the maximum voltage cell) is in the fully charged state, the other cells 30b to 30e When the voltage is low, the total voltage of each of the cells 30a to 30e may be lower than the generated voltage. In FIGS. 3 (c) to 3 (e), the cell 30a is illustrated as the maximum voltage cell.

例えば、最高電圧単電池３０ａの電圧が３Ｖ（充電完了状態）となっても、他の単電池３０ｂ〜３０ｅの電圧がそれぞれ１．６Ｖ，１．８Ｖ，２Ｖ，２．５Ｖである場合、単電池３０ａ〜３０ｅの合計電圧は、１０．９Ｖとなる。この場合に、発電電圧が１２Ｖであるとすると、図３（ｅ）に示すように、単電池３０ａ〜３０ｅの合計電圧が発電電圧に達するまで、さらに充電され続けられることとなる。これにより、少なくとも最高電圧単電池３０ａは、３Ｖ以上の電圧となり、過充電となる虞がある。 For example, even if the voltage of the maximum voltage cell 30a is 3V (charge completed state), if the voltages of the other cells 30b to 30e are 1.6V, 1.8V, 2V, and 2.5V, respectively, the single cell is used. The total voltage of the batteries 30a to 30e is 10.9V. In this case, assuming that the generated voltage is 12 V, as shown in FIG. 3 (e), the batteries will continue to be charged until the total voltage of the cells 30a to 30e reaches the generated voltage. As a result, at least the maximum voltage cell 30a becomes a voltage of 3 V or more, and there is a risk of overcharging.

過充電となると、劣化が早くなるなど様々な不都合が生じる。そこで、制御装置５０は、過充電を規制するため、以下のような構成及び処理を行うこととした。詳しく説明する。 Overcharging causes various inconveniences such as accelerated deterioration. Therefore, in order to regulate overcharging, the control device 50 is configured and processed as follows. explain in detail.

制御装置５０は、発電電圧を決定する決定部５１と、蓄電状態を取得する取得部５２と、判定部５３と、発電制御部５４と、均等制御部５５と、による各種機能を実行する。制御装置５０が備える記憶装置に記憶されたプログラムが実行されることで、各種機能が実現される。なお、各種機能は、ハードウェアである電子回路によって実現されてもよく、あるいは、少なくとも一部をソフトウェア、すなわちコンピュータ上で実行される処理によって実現されてもよい。 The control device 50 executes various functions by the determination unit 51 that determines the power generation voltage, the acquisition unit 52 that acquires the electricity storage state, the determination unit 53, the power generation control unit 54, and the equal control unit 55. Various functions are realized by executing the program stored in the storage device included in the control device 50. The various functions may be realized by electronic circuits that are hardware, or at least a part of them may be realized by software, that is, processing executed on a computer.

決定部５１は、鉛蓄電池１１の蓄電状態（ＳＯＣ及び電圧）に基づき、発電機１４の発電電圧を決定する。発電電圧は、所定の範囲内、例えば、１０Ｖ〜１３Ｖの範囲内で決定される。 The determination unit 51 determines the power generation voltage of the generator 14 based on the storage state (SOC and voltage) of the lead storage battery 11. The generated voltage is determined within a predetermined range, for example, within the range of 10V to 13V.

取得部５２は、電圧センサ４０により検出される各単電池３０ａ〜３０ｅの電圧を取得する。なお、各単電池３０ａ〜３０ｅのＳＯＣを算出し、算出されたＳＯＣを取得してもよい。 The acquisition unit 52 acquires the voltage of each of the cells 30a to 30e detected by the voltage sensor 40. The SOC of each of the cells 30a to 30e may be calculated and the calculated SOC may be obtained.

判定部５３は、リチウムイオン蓄電池１２が充電される場合に、各単電池３０ａ〜３０ｅのうち最高電圧単電池が充電完了状態となる時点での各単電池３０ａ〜３０ｅの合計電圧が発電電圧よりも高いか否かを、取得部５２により取得された各単電池３０ａ〜３０ｅの蓄電状態に基づいて判定する。なお、以下では、各単電池３０ａ〜３０ｅのうち最高電圧単電池が充電完了状態となる時点の状態ことを、単に特定状態と示す。 When the lithium ion storage battery 12 is charged, the determination unit 53 determines that the total voltage of the cells 30a to 30e at the time when the maximum voltage cell of the cells 30a to 30e is fully charged is the total voltage of the cells 30a to 30e from the generated voltage. It is determined whether or not the voltage is high based on the storage state of each of the cells 30a to 30e acquired by the acquisition unit 52. In the following, the state at the time when the maximum voltage cell among the cells 30a to 30e is in the fully charged state is simply referred to as a specific state.

より詳しく説明すると、判定部５３は、まず、取得部５２により取得された各単電池３０ａ〜３０ｅの蓄電状態に基づいて、特定状態における各単電池３０ａ〜３０ｅの電圧を推定する。 More specifically, the determination unit 53 first estimates the voltage of each of the cells 30a to 30e in a specific state based on the electricity storage state of each of the cells 30a to 30e acquired by the acquisition unit 52.

推定方法について具体的に説明する。各単電池３０ａ〜３０ｅの電圧とＳＯＣは、図３に示すような相関関係を有することが知られている。つまり、各単電池３０ａ〜３０ｅのＳＯＣと電圧は、比例関係を有し、ＳＯＣ及び電圧の範囲により、比例係数が異なっている。 The estimation method will be specifically described. It is known that the voltage of each of the cells 30a to 30e and the SOC have a correlation as shown in FIG. That is, the SOC of each of the cells 30a to 30e and the voltage have a proportional relationship, and the proportional coefficient differs depending on the SOC and the voltage range.

例えば、ＳＯＣが第１閾値Ｔ１よりも低い場合又は第２閾値Ｔ２よりも高い場合の比例係数Ｃ１は、ＳＯＣが第１閾値Ｔ１〜第２閾値Ｔ２の範囲内である場合の比例係数Ｃ２よりも大きくなっている。なお、ＳＯＣが第１所定値Ｔ１０（ただし、第１所定値Ｔ１０＜第１閾値Ｔ１）よりも小さい場合、又は第２所定値Ｔ２０（ただし、第２閾値Ｔ２＜第２所定値Ｔ２０）よりも大きい場合、単電池３０ａ〜３０ｅは、劣化しやすい。本実施形態では、単電池３０ａ〜３０ｅのＳＯＣが、第２所定値Ｔ２０である場合、又は単電池３０ａ〜３０ｅの電圧が、第２所定値Ｔ２０に応じた電圧である場合、単電池３０ａ〜３０ｅは充電完了状態であることとしている。 For example, the proportional coefficient C1 when the SOC is lower than the first threshold T1 or higher than the second threshold T2 is larger than the proportional coefficient C2 when the SOC is within the range of the first threshold T1 to the second threshold T2. It's getting bigger. The SOC is smaller than the first predetermined value T10 (however, the first predetermined value T10 <first threshold value T1), or smaller than the second predetermined value T20 (however, the second threshold value T2 <second predetermined value T20). If it is large, the cells 30a to 30e are likely to deteriorate. In the present embodiment, when the SOC of the cells 30a to 30e is the second predetermined value T20, or when the voltage of the cells 30a to 30e is a voltage corresponding to the second predetermined value T20, the cells 30a to 30a 30e is in the fully charged state.

制御装置５０の記憶装置には、電圧とＳＯＣの相関関係が予め記憶されており、判定部５３は、取得部５２により取得された各単電池３０ａ〜３０ｅの蓄電状態に基づいて、特定状態における各単電池３０ａ〜３０ｅの電圧を推定する。 The storage device of the control device 50 stores the correlation between the voltage and the SOC in advance, and the determination unit 53 sets the storage state in the specific state based on the storage state of the cells 30a to 30e acquired by the acquisition unit 52. The voltage of each cell 30a to 30e is estimated.

具体的には、判定部５３は、まず、取得部５２により取得された現時点における各単電池３０ａ〜３０ｅの電圧に基づき、現時点における各単電池３０ａ〜３０ｅのＳＯＣを算出する。そして、判定部５３は、算出された各単電池３０ａ〜３０ｅのうち最高電圧単電池を特定する。 Specifically, the determination unit 53 first calculates the SOC of each of the cells 30a to 30e at the present time based on the voltage of the cells 30a to 30e at the present time acquired by the acquisition unit 52. Then, the determination unit 53 identifies the maximum voltage cell among the calculated cells 30a to 30e.

次に、判定部５３は、特定した最高電圧単電池のＳＯＣが第２所定値Ｔ２０となったと想定して、各単電池３０ａ〜３０ｅのＳＯＣ差に基づき、各単電池３０ａ〜３０ｅのＳＯＣを推定する。詳しく説明すると、各単電池３０ａ〜３０ｅのＳＯＣの差は、充電されても維持される。このため、判定部５３は、特定した最高電圧単電池のＳＯＣと、他の単電池のＳＯＣとのＳＯＣ差をそれぞれ算出し、第２所定値Ｔ２０から算出したＳＯＣ差をそれぞれ減算することにより、特定状態における各単電池３０ａ〜３０ｅのＳＯＣを推定する。 Next, the determination unit 53 assumes that the SOC of the specified maximum voltage cell has reached the second predetermined value T20, and determines the SOC of each cell 30a to 30e based on the SOC difference of each cell 30a to 30e. presume. More specifically, the difference in SOC between the cells 30a to 30e is maintained even when charged. Therefore, the determination unit 53 calculates the SOC difference between the SOC of the specified maximum voltage cell and the SOC of the other cell, and subtracts the SOC difference calculated from the second predetermined value T20. The SOC of each cell 30a to 30e in a specific state is estimated.

例えば、現時点における単電池３０ａ〜３０ｅのＳＯＣがそれぞれ５０％、４５％、４０％、３５％、３０％である場合について説明する。最高電圧単電池３０ａのＳＯＣが第２所定値Ｔ２０である８０％となるまで充電されると想定した場合、ＳＯＣ差に基づき単電池３０ｂ〜３０ｅのＳＯＣは、それぞれ７５％、７０％、６５％、６０％と推定される。 For example, a case where the SOCs of the cells 30a to 30e at the present time are 50%, 45%, 40%, 35%, and 30%, respectively, will be described. Assuming that the SOC of the maximum voltage cell 30a is charged to 80%, which is the second predetermined value T20, the SOCs of the cells 30b to 30e are 75%, 70%, and 65%, respectively, based on the SOC difference. , Estimated to be 60%.

そして、判定部５３は、電圧とＳＯＣの相関関係に基づき、推定された各単電池３０ａ〜３０ｅのＳＯＣに対応する各単電池３０ａ〜３０ｅの電圧を特定（推定）する。 Then, the determination unit 53 specifies (estimates) the voltage of each of the cells 30a to 30e corresponding to the estimated SOC of each of the cells 30a to 30e based on the correlation between the voltage and the SOC.

なお、充電されても各単電池３０ａ〜３０ｅの電圧差はほとんど維持される。このため、取得部５２により取得された各単電池３０ａ〜３０ｅの電圧差を求め、電圧差に基づき、特定状態における各単電池３０ａ〜３０ｅの電圧を推定してもよい。 Even if the batteries are charged, the voltage difference between the cells 30a to 30e is almost maintained. Therefore, the voltage difference of each of the cells 30a to 30e acquired by the acquisition unit 52 may be obtained, and the voltage of each of the cells 30a to 30e in a specific state may be estimated based on the voltage difference.

より詳しく説明すると、判定部５３は、取得部５２により取得された各単電池３０ａ〜３０ｅのうち最高電圧単電池を特定する。そして、判定部５３は、他の単電池との間において、最高電圧との電圧差をそれぞれ算出する。そして、判定部５３は、第２所定値Ｔ２０に対応する電圧Ｖ２０から算出した各電圧差をそれぞれ減算することにより、特定状態における各単電池３０ａ〜３０ｅの電圧を推定する。 More specifically, the determination unit 53 identifies the maximum voltage cell among the cells 30a to 30e acquired by the acquisition unit 52. Then, the determination unit 53 calculates the voltage difference from the maximum voltage with the other cell. Then, the determination unit 53 estimates the voltage of each of the cells 30a to 30e in the specific state by subtracting each voltage difference calculated from the voltage V20 corresponding to the second predetermined value T20.

例えば、現時点における単電池３０ａ〜３０ｅの電圧がそれぞれ１Ｖ、１．２Ｖ、１．５Ｖ、１．８Ｖ，２Ｖである場合について説明する。最高電圧単電池３０ｅの電圧が、第２所定値Ｔ２０に対応する３Ｖとなるまで充電されると想定した場合、各電圧差に基づき、単電池３０ａ〜３０ｄの電圧は、それぞれ２Ｖ、２．２Ｖ、２．５Ｖ、２．８Ｖと推定される。 For example, a case where the voltages of the cells 30a to 30e at the present time are 1V, 1.2V, 1.5V, 1.8V, and 2V, respectively, will be described. Assuming that the maximum voltage cell 30e is charged until it reaches 3V corresponding to the second predetermined value T20, the voltages of the cell 30a to 30d are 2V and 2.2V, respectively, based on each voltage difference. , 2.5V, 2.8V.

そして、判定部５３は、推定した特定状態の各単電池３０ａ〜３０ｅの電圧を合計した合計電圧が、決定部５１により決定された発電電圧よりも高い否かを判定する。 Then, the determination unit 53 determines whether or not the total voltage obtained by summing the estimated voltages of the cells 30a to 30e in the specific state is higher than the generated voltage determined by the determination unit 51.

発電制御部５４は、合計電圧が発電電圧よりも高いと判定された場合、発電電圧にて発電機１４を発電させるように制御する。すなわち、発電制御部５４は、決定された発電電圧をＥＣＵ１００に通知する。これにより、ＥＣＵ１００は、決定部５１により決定された発電電圧で発電させるように、発電機１４を制御する。 When it is determined that the total voltage is higher than the power generation voltage, the power generation control unit 54 controls the generator 14 to generate power at the power generation voltage. That is, the power generation control unit 54 notifies the ECU 100 of the determined power generation voltage. As a result, the ECU 100 controls the generator 14 so as to generate power at the generated voltage determined by the determination unit 51.

一方、合計電圧が発電電圧よりも高いと判定されなかった場合、発電制御部５４は、推定した合計電圧以下の電圧で発電させるように制御する。つまり、制御装置５０は、合計電圧以下の電圧を発電電圧としてＥＣＵ１００に通知する。これにより、ＥＣＵ１００は、合計電圧以下の電圧で発電させるように、発電機１４を制御する。なお、合計電圧が発電電圧よりも高いと判定されなかった場合、発電を規制させてもよい。 On the other hand, when it is not determined that the total voltage is higher than the power generation voltage, the power generation control unit 54 controls to generate power at a voltage equal to or lower than the estimated total voltage. That is, the control device 50 notifies the ECU 100 of a voltage equal to or less than the total voltage as a generated voltage. As a result, the ECU 100 controls the generator 14 so as to generate electricity at a voltage equal to or lower than the total voltage. If it is not determined that the total voltage is higher than the generated voltage, the power generation may be regulated.

均等制御部５５は、合計電圧が発電電圧よりも高いと判定されなかった場合、発電中に、各単電池３０ａ〜３０ｅの蓄電状態が均等となるように制御する。すなわち、均等制御部５５は、発電中に、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ５の開閉を制御することにより、各単電池３０ａ〜３０ｅの電圧が均等となるまで、単電池３０ａ〜３０ｅ毎に均等化放電を実施させる。 When it is not determined that the total voltage is higher than the generated voltage, the equal control unit 55 controls so that the stored states of the cells 30a to 30e become equal during the power generation. That is, the equal control unit 55 controls the opening and closing of the switches SW1 to SW5 during power generation to perform equalization discharge for each of the cells 30a to 30e until the voltages of the cells 30a to 30e become equal. Let it be carried out.

次に、発電制御処理について図４に基づき説明する。発電制御処理は、ＩＧオン状態中、所定周期ごとに制御装置５０により実行される。 Next, the power generation control process will be described with reference to FIG. The power generation control process is executed by the control device 50 at predetermined intervals while the IG is on.

制御装置５０は、まず、発電機１４による回生発電が行われる発電条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１０１）。発電条件は、例えば、車両速度が減速した場合に成立する。なお、発電条件が成立したか否かは、例えば、ＥＣＵ１００からの通知に基づき判定する。すなわち、ＥＣＵ１００から発電条件が成立した旨の通知がされた場合、制御装置５０は、発電条件が成立したと判定する。発電条件が成立していない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、制御装置５０は、発電制御処理を終了する。 First, the control device 50 determines whether or not the power generation condition for performing the regenerative power generation by the generator 14 is satisfied (step S101). The power generation condition is satisfied, for example, when the vehicle speed is decelerated. Whether or not the power generation condition is satisfied is determined based on, for example, a notification from the ECU 100. That is, when the ECU 100 notifies that the power generation condition is satisfied, the control device 50 determines that the power generation condition is satisfied. If the power generation condition is not satisfied (step S101: NO), the control device 50 ends the power generation control process.

発電条件が成立した場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、制御装置５０は、鉛蓄電池１１の蓄電状態に基づき、発電機１４の発電電圧を決定する（ステップＳ１０２）。 When the power generation condition is satisfied (step S101: YES), the control device 50 determines the power generation voltage of the generator 14 based on the power storage state of the lead storage battery 11 (step S102).

次に、制御装置５０は、電圧センサ４０により検出される各単電池３０ａ〜３０ｅの電圧を取得する（ステップＳ１０３）。そして、制御装置５０は、取得した各単電池３０ａ〜３０ｅの電圧に基づき、特定状態における各単電池３０ａ〜３０ｅの合計電圧を推定する（ステップＳ１０４）。 Next, the control device 50 acquires the voltage of each of the cells 30a to 30e detected by the voltage sensor 40 (step S103). Then, the control device 50 estimates the total voltage of each of the cells 30a to 30e in the specific state based on the acquired voltage of each of the cells 30a to 30e (step S104).

次に、制御装置５０は、特定状態における各単電池３０ａ〜３０ｅの合計電圧が、発電電圧よりも高いか否かを判定する（ステップＳ１０５）。具体的には、制御装置５０は、ステップＳ１０４で推定した合計電圧が、ステップＳ１０２で決定された発電電圧よりも高いか否かに基づき判定する。 Next, the control device 50 determines whether or not the total voltage of the cells 30a to 30e in the specific state is higher than the generated voltage (step S105). Specifically, the control device 50 determines whether or not the total voltage estimated in step S104 is higher than the generated voltage determined in step S102.

合計電圧が発電電圧よりも高いと判定された場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ１０３にて決定された発電電圧で、発電機１４を発電させるように制御する（ステップＳ１０６）。 When it is determined that the total voltage is higher than the power generation voltage (step S105: YES), the control device 50 controls the generator 14 to generate power at the power generation voltage determined in step S103 (step S106). ..

一方、合計電圧が発電電圧よりも高いとと判定されなかった場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、制御装置５０は、ステップＳ１０４で推定された合計電圧以下の電圧で、発電機１４を発電させるように制御する（ステップＳ１０７）。すなわち、ステップＳ１０３で決定された発電電圧を制限する。 On the other hand, when it is not determined that the total voltage is higher than the generated voltage (step S105: NO), the control device 50 causes the generator 14 to generate power at a voltage equal to or lower than the total voltage estimated in step S104. Control (step S107). That is, the generated voltage determined in step S103 is limited.

また、制御装置５０は、発電中、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ５の開閉を制御することにより、各単電池３０ａ〜３０ｅの電圧が均等となるまで、単電池３０ａ〜３０ｅ毎に均等化放電を実施させる（ステップＳ１０８）。そして、制御装置５０は、発電制御処理を終了する。 Further, the control device 50 controls the opening and closing of the switches SW1 to SW5 during power generation to carry out equalized discharge for each of the cells 30a to 30e until the voltages of the cells 30a to 30e become equal. (Step S108). Then, the control device 50 ends the power generation control process.

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to the present embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.

特定状態における各単電池３０ａ〜３０ｅの合計電圧が発電電圧よりも高いと判定された場合、制御装置５０は、鉛蓄電池１１の蓄電状態に基づき決定される発電電圧にて発電させる。この場合、当該発電電圧でリチウムイオン蓄電池１２を充電させても、各単電池３０ａ〜３０ｅのうち最高電圧単電池が充電完了状態となるまで充電されることがない。一方、合計電圧が発電電圧よりも高いと判定されなかった場合、制御装置５０は、合計電圧以下の電圧で発電機１４を発電させる、又は発電を規制する。このため、各単電池３０ａ〜３０ｅのうち最高電圧単電池が、充電完了状態よりも電圧が高くなるまで充電されることがない。このため、例えば、スイッチ２２のオン故障が発生して発電機１４とリチウムイオン蓄電池１２との間の電気経路Ｌ２が通電状態となり、リチウムイオン蓄電池１２に意図せず発電電力が供給されたとしても、いずれかの単電池３０ａ〜３０ｅが過充電となることを抑制できる。 When it is determined that the total voltage of the cells 30a to 30e in the specific state is higher than the power generation voltage, the control device 50 generates power at the power generation voltage determined based on the power storage state of the lead storage battery 11. In this case, even if the lithium ion storage battery 12 is charged with the generated voltage, the lithium ion storage battery 12 is not charged until the maximum voltage cell among the cells 30a to 30e is in the fully charged state. On the other hand, if it is not determined that the total voltage is higher than the generated voltage, the control device 50 causes the generator 14 to generate power with a voltage equal to or lower than the total voltage, or regulates the power generation. Therefore, the maximum voltage cell among the cells 30a to 30e is not charged until the voltage becomes higher than that in the fully charged state. Therefore, for example, even if the switch 22 is turned on and the electric path L2 between the generator 14 and the lithium ion storage battery 12 is energized and the lithium ion storage battery 12 is unintentionally supplied with the generated power. , It is possible to prevent any of the cells 30a to 30e from being overcharged.

また、合計電圧が発電電圧よりも高い場合には、鉛蓄電池１１の蓄電状態に基づき決定される発電電圧にて発電させるため、鉛蓄電池１１の蓄電状態に応じて適切に充電を行うことができる。 Further, when the total voltage is higher than the power generation voltage, the power is generated at the power generation voltage determined based on the power storage state of the lead storage battery 11, so that charging can be appropriately performed according to the power storage state of the lead storage battery 11. ..

各単電池３０ａ〜３０ｅの蓄電状態が均等である場合、均等の状態をほぼ維持したまま各単電池３０ａ〜３０ｅは充電される。そして、各単電池３０ａ〜３０ｅをそれぞれ充電完了状態となるまでリチウムイオン蓄電池１２を充電させた場合、各単電池３０ａ〜３０ｅの電圧の合計は発電電圧よりも高くなる。以上のことにより、各単電池３０ａ〜３０ｅの蓄電状態が均等の場合には、充電完了状態よりも高い電圧となるまで各単電池３０ａ〜３０ｅが充電されることはない。すなわち、いずれかの単電池３０ａ〜３０ｅが過充電となることを抑制できる。 When the storage states of the cells 30a to 30e are equal, the cells 30a to 30e are charged while maintaining the uniform state. When the lithium ion storage batteries 12 are charged until the charging of the cells 30a to 30e is completed, the total voltage of the cells 30a to 30e becomes higher than the generated voltage. As described above, when the storage states of the cells 30a to 30e are equal, the cells 30a to 30e are not charged until the voltage becomes higher than the state in which the charging is completed. That is, it is possible to prevent any of the cells 30a to 30e from being overcharged.

一方、制御装置５０は、合計電圧が発電電圧よりも高いと判定されなかった場合、各単電池の蓄電状態が均等となるように制御する。蓄電状態を均等化させることができるため、例えば、スイッチ２２のオン故障が発生して発電機１４とリチウムイオン蓄電池１２との間の電気経路Ｌ２が通電状態となり、リチウムイオン蓄電池１２に意図せず発電電力が供給されたとしても、いずれかの単電池３０ａ〜３０ｅが過充電となることを抑制できる。 On the other hand, when it is not determined that the total voltage is higher than the generated voltage, the control device 50 controls so that the electricity storage state of each cell is equal. Since the power storage state can be equalized, for example, when the switch 22 is turned on, the electric path L2 between the generator 14 and the lithium ion storage battery 12 becomes energized, and the lithium ion storage battery 12 is unintentionally energized. Even if the generated power is supplied, it is possible to prevent any of the cells 30a to 30e from being overcharged.

スイッチ２２が開放させている場合であっても、制御装置５０は、合計電圧が発電電圧よりも高いか否かを判定する。このため、スイッチ２２のオン故障が発生しても、いずれかの単電池が過充電となることを抑制できる。また、スイッチ２２のオン故障を検出しなくても、いずれかの単電池が過充電となることを抑制できる。 Even when the switch 22 is open, the control device 50 determines whether or not the total voltage is higher than the generated voltage. Therefore, even if the switch 22 is turned on, it is possible to prevent one of the cells from being overcharged. Further, even if the on failure of the switch 22 is not detected, it is possible to prevent one of the cells from being overcharged.

制御装置５０は、各単電池３０ａ〜３０ｅのＳＯＣ差又は電圧差に基づいて、特定状態における各単電池３０ａ〜３０ｅの電圧を推定して、推定した電圧を合計した合計電圧に基づき、発電電圧が高いか否かを判定する。このため、すべての電圧を推定しない場合と比較して、正確に判定することができ、発電電圧を余分に規制することがない。 The control device 50 estimates the voltage of each cell 30a to 30e in a specific state based on the SOC difference or voltage difference of each cell 30a to 30e, and the generated voltage is based on the total voltage obtained by summing the estimated voltages. Is high or not. Therefore, it is possible to make an accurate determination as compared with the case where all the voltages are not estimated, and the generated voltage is not excessively regulated.

単電池３０ａ〜３０ｅの内部抵抗と比較して、抵抗Ｒ１の抵抗値の方が大きい。このため、各単電池３０ａ〜３０ｅの均等化放電に要する時間は、単電池３０ａ〜３０ｅの充電に要する時間と比較して時間がかかる場合がある。そこで、合計電圧が発電電圧よりも高いと判定されなかった場合、制御装置５０は、発電電圧を制限することにより、過充電を確実に防止できる。 The resistance value of the resistor R1 is larger than the internal resistance of the cells 30a to 30e. Therefore, the time required for the equalized discharge of each of the cells 30a to 30e may be longer than the time required for charging the cells 30a to 30e. Therefore, when it is not determined that the total voltage is higher than the generated voltage, the control device 50 can surely prevent overcharging by limiting the generated voltage.

発電電圧は、各単電池３０ａ〜３０ｅの蓄電状態が均等化されるまで、制限されることとなる。このため、発電中であっても、各単電池３０ａ〜３０ｅの蓄電状態を均等にさせるように制御することにより、発電電圧の制限を解除することができる。 The generated voltage will be limited until the storage states of the cells 30a to 30e are equalized. Therefore, even during power generation, the limitation on the power generation voltage can be released by controlling the storage states of the cells 30a to 30e to be even.

（第２実施形態）
第２実施形態について以下、詳しく説明する。第２実施形態では、判定部５３による判定方法が異なる。なお、以下では、第１実施形態と同一又は均等である部分には同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。 (Second Embodiment)
The second embodiment will be described in detail below. In the second embodiment, the determination method by the determination unit 53 is different. In the following, the same or equal parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be incorporated for the parts having the same reference numerals.

第２実施形態の判定部５３は、各単電池３０ａ〜３０ｅのうち最高電圧単電池と、ＳＯＣ又は電圧が最も低い単電池（以下、単に最低電圧単電池と示す）とのＳＯＣ差（又は電圧差）に基づいて、特定状態における各単電池３０ａ〜３０ｅの合計電圧が発電電圧よりも高いか否かを判定する。 The determination unit 53 of the second embodiment has an SOC difference (or voltage) between the highest voltage cell among the cells 30a to 30e and the cell having the lowest SOC or voltage (hereinafter, simply referred to as the lowest voltage cell). Based on the difference), it is determined whether or not the total voltage of each of the cells 30a to 30e in the specific state is higher than the generated voltage.

より詳しく説明すると、判定部５３は、まず、取得部５２により取得された各単電池３０ａ〜３０ｅの蓄電状態に基づいて、各単電池３０ａ〜３０ｅのうち最高電圧単電池と、最低電圧単電池とを特定する。次に、判定部５３は、最高電圧単電池と、最低電圧単電池とのＳＯＣ差（又は電圧差）を算出する。 More specifically, the determination unit 53 first determines the maximum voltage unit and the minimum voltage unit among the units 30a to 30e based on the storage state of the units 30a to 30e acquired by the acquisition unit 52. And identify. Next, the determination unit 53 calculates the SOC difference (or voltage difference) between the maximum voltage cell and the minimum voltage cell.

そして、判定部５３は、最高電圧単電池以外の単電池のＳＯＣ（及び電圧）は、最低電圧単電池と同じであるとして、特定状態における各単電池３０ａ〜３０ｅの電圧を推定する。 Then, the determination unit 53 estimates the voltages of the cells 30a to 30e in a specific state, assuming that the SOC (and voltage) of the cells other than the maximum voltage cell is the same as that of the minimum voltage cell.

ＳＯＣ差に基づき推定する場合について具体的に説明する。例えば、現時点における単電池３０ａ〜３０ｅのＳＯＣがそれぞれ５０％、４５％、４０％、３５％、３０％である場合について説明する。この場合、最高電圧単電池３０ａのＳＯＣが第２所定値Ｔ２０である８０％となるまで充電されたと想定すると、最低電圧単電池３０ｅとのＳＯＣ差に基づき、各単電池３０ｂ〜３０ｅのＳＯＣは、６０％と推定される。そして、判定部５３は、電圧とＳＯＣの相関関係に基づき、推定された各単電池３０ａ〜３０ｅのＳＯＣに対応する各単電池３０ａ〜３０ｅの電圧を特定（推定）する。 The case of estimating based on the SOC difference will be specifically described. For example, a case where the SOCs of the cells 30a to 30e at the present time are 50%, 45%, 40%, 35%, and 30%, respectively, will be described. In this case, assuming that the SOC of the maximum voltage cell 30a is charged to 80%, which is the second predetermined value T20, the SOC of each cell 30b to 30e is based on the SOC difference from the minimum voltage cell 30e. , Estimated to be 60%. Then, the determination unit 53 specifies (estimates) the voltage of each of the cells 30a to 30e corresponding to the estimated SOC of each of the cells 30a to 30e based on the correlation between the voltage and the SOC.

また、電圧差に基づき推定する場合について具体的に説明する。例えば、現時点における単電池３０ａ〜３０ｅの電圧がそれぞれ１Ｖ、１．２Ｖ、１．５Ｖ、１．８Ｖ，２Ｖである場合について説明する。この場合、最高電圧単電池３０ｅの電圧が第２所定値Ｔ２０に対応する３Ｖとなるまで充電されたと想定すると、最低電圧単電池３０ａとの電圧差に基づき、単電池３０ａ〜３０ｄの電圧は、２Ｖと推定される。 Further, a case of estimating based on the voltage difference will be specifically described. For example, a case where the voltages of the cells 30a to 30e at the present time are 1V, 1.2V, 1.5V, 1.8V, and 2V, respectively, will be described. In this case, assuming that the maximum voltage cell 30e is charged to 3V corresponding to the second predetermined value T20, the voltages of the cell 30a to 30d are set based on the voltage difference from the minimum voltage cell 30a. Estimated to be 2V.

そして、判定部５３は、推定した特定状態の各単電池３０ａ〜３０ｅの電圧を合計した合計電圧が、決定部５１により決定された発電電圧よりも高い否かを判定する。これにより、特定状態における各単電池３０ａ〜３０ｅの合計電圧は、低く推定されやすくなるが、各単電池３０ａ〜３０ｅの電圧をそれぞれ推定する場合と比較して、計算量を少なくすることができる。 Then, the determination unit 53 determines whether or not the total voltage obtained by summing the estimated voltages of the cells 30a to 30e in the specific state is higher than the generated voltage determined by the determination unit 51. As a result, the total voltage of each of the cells 30a to 30e in the specific state can be easily estimated to be low, but the amount of calculation can be reduced as compared with the case of estimating the voltage of each of the cells 30a to 30e. ..

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to the present embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.

制御装置５０は、各単電池３０ａ〜３０ｅのうち最高電圧単電池と、最低電圧単電池とのＳＯＣ差又は電圧差に基づいて、特定状態における各単電池３０ａ〜３０ｅの合計電圧が発電電圧よりも高いか否かを判定する。また、制御装置５０は、発電電圧よりも高いと判定されなかった場合、最高電圧単電池と、最低電圧単電池とのＳＯＣ差又は電圧差に基づいて推定された合計電圧以下の電圧で発電機を発電させる。このため、特定状態における各単電池３０ａ〜３０ｅの電圧をそれぞれ推定すると比較して、計算量が少なくなる。 In the control device 50, the total voltage of each of the cells 30a to 30e in a specific state is calculated from the generated voltage based on the SOC difference or the voltage difference between the maximum voltage cell and the minimum voltage cell of the cells 30a to 30e. Is also high or not. If the control device 50 is not determined to be higher than the generated voltage, the controller 50 uses a voltage equal to or less than the total voltage estimated based on the SOC difference or the voltage difference between the maximum voltage cell and the minimum voltage cell. To generate electricity. Therefore, the amount of calculation is smaller than when the voltages of the cells 30a to 30e in a specific state are estimated.

（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限定されず、例えば以下のように実施してもよい。なお、以下では、各実施形態で互いに同一又は均等である部分には同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。 (Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented as follows, for example. In the following, the parts that are the same or equal to each other in each embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be incorporated for the parts having the same reference numerals.

・上記第２実施形態では、最高電圧単電池と最低電圧単電池とのＳＯＣ差又は電圧差に基づいて、特定状態における各単電池３０ａ〜３０ｅの合計電圧を推定し、推定した合計電圧に基づき判定した。この別例として、制御装置５０は、最高電圧単電池と最低電圧単電池とのＳＯＣ差又は電圧差が所定値以下の場合（差が少ない場合）、特定状態における各単電池３０ａ〜３０ｅの合計電圧が発電電圧よりも高いと判定してもよい。なお、所定値は、決定可能な発電電圧よりも低い合計電圧が算出される場合における最高電圧単電池と最低電圧単電池とのＳＯＣ差又は電圧差に応じて設定すればよい。 In the second embodiment, the total voltage of each of the cells 30a to 30e in a specific state is estimated based on the SOC difference or the voltage difference between the maximum voltage cell and the minimum voltage cell, and based on the estimated total voltage. Judged. As another example, when the SOC difference or voltage difference between the maximum voltage cell and the minimum voltage cell is equal to or less than a predetermined value (when the difference is small), the control device 50 is the total of the cells 30a to 30e in a specific state. It may be determined that the voltage is higher than the generated voltage. The predetermined value may be set according to the SOC difference or the voltage difference between the maximum voltage unit battery and the minimum voltage unit battery when the total voltage lower than the decidable power generation voltage is calculated.

・上記第２実施形態において、判定部５３が、最高電圧単電池と最低電圧単電池とのＳＯＣ差（又は電圧差）と、各単電池３０ａ〜３０ｅの平均電圧とに基づいて、特定状態における各単電池３０ａ〜３０ｅの合計電圧を推定してもよい。例えば、判定部５３は、最高電圧単電池以外の単電池のＳＯＣ（又は電圧）は、最低電圧単電池と同じであるとして算出された合計電圧を、平均電圧に応じた値を加算して、補正してもよい。これにより、合計電圧を実際よりも低く推定されやすくなることを抑制することができる。 In the second embodiment, the determination unit 53 sets the determination unit 53 in a specific state based on the SOC difference (or voltage difference) between the maximum voltage cell and the minimum voltage cell and the average voltage of each cell 30a to 30e. The total voltage of each cell 30a to 30e may be estimated. For example, the determination unit 53 adds a value corresponding to the average voltage to the total voltage calculated assuming that the SOC (or voltage) of the cell other than the maximum voltage cell is the same as that of the minimum voltage cell. It may be corrected. As a result, it is possible to prevent the total voltage from being estimated to be lower than the actual voltage.

・上記実施形態において、各単電池３０ａ〜３０ｅの蓄電状態を均等化させるために、均等化放電を実施していたが、均等化させるために充電（均等化充電）を実施してもよい。すなわち、電圧の低い単電池３０ａ〜３０ｅを充電して、電圧の高い単電池の蓄電状態と均等化させるようにしてもよい。 -In the above embodiment, equalization discharge is performed in order to equalize the storage state of each of the cells 30a to 30e, but charging (equalization charging) may be performed in order to equalize. That is, the low-voltage cells 30a to 30e may be charged to equalize the storage state of the high-voltage cells.

・上記実施形態の発電制御処理において、特定状態における合計電圧が発電電圧よりも高いと判定されなかった場合、発電電圧を合計電圧以下の電圧とするのであれば、発電中に、単電池３０ａ〜３０ｅの蓄電状態を均等化させなくてもよい。すなわち、ステップＳ１０７の処理を実行するのであれば、ステップＳ１０８の処理を実行させなくてもよい。 -In the power generation control process of the above embodiment, if it is not determined that the total voltage in the specific state is higher than the power generation voltage, and if the power generation voltage is equal to or less than the total voltage, the cell 30a to It is not necessary to equalize the electricity storage state of 30e. That is, if the process of step S107 is executed, it is not necessary to execute the process of step S108.

・上記実施形態の発電制御処理において、特定状態における合計電圧が発電電圧よりも高いと判定されなかった場合、単電池３０ａ〜３０ｅの蓄電状態を均等化させるのであれば、発電電圧を合計電圧以下の電圧としなくてもよい。すなわち、ステップＳ１０８の処理を実行するのであれば、ステップＳ１０７の処理を実行させなくてもよい。 -In the power generation control process of the above embodiment, when it is not determined that the total voltage in the specific state is higher than the power generation voltage, the power generation voltage is equal to or less than the total voltage if the storage states of the cells 30a to 30e are equalized. It does not have to be the voltage of. That is, if the process of step S108 is executed, it is not necessary to execute the process of step S107.

・上記実施形態では、外部端子Ｐ０に鉛蓄電池１１と発電機１４が接続され、外部端子Ｐ１に電気負荷１５が接続された電源システムに、制御装置５０を適用したが、その他の電源システムに適用してもよい。 -In the above embodiment, the control device 50 is applied to the power supply system in which the lead storage battery 11 and the generator 14 are connected to the external terminal P0 and the electric load 15 is connected to the external terminal P1, but it is applied to other power supply systems. You may.

例えば、発電機としてのＩＳＧ（Integrated Starter Generator）に対して各蓄電池１１，１２が並列に接続されるとともに、電気負荷１５に対して各蓄電池１１，１２が並列に接続される電源システムに適用してもよい。 For example, it is applied to a power supply system in which the storage batteries 11 and 12 are connected in parallel to the ISG (Integrated Starter Generator) as a generator and the storage batteries 11 and 12 are connected in parallel to the electric load 15. You may.

この電源システムについて詳しく説明すると、図５に示すように、鉛蓄電池１１とＩＳＧ７０との電気経路Ｌ１に、スイッチ２１が設けられ、リチウムイオン蓄電池１２とＩＳＧ７０との電気経路Ｌ２に、スイッチ２２が設けられる。また、鉛蓄電池１１と電気負荷１５との電気経路Ｌ３に、スイッチ２３が設けられ、リチウムイオン蓄電池１２と電気負荷１５との電気経路Ｌ４に、スイッチ２４が設けられる。 Explaining this power supply system in detail, as shown in FIG. 5, a switch 21 is provided in the electric path L1 between the lead storage battery 11 and the ISG70, and a switch 22 is provided in the electric path L2 between the lithium ion storage battery 12 and the ISG70. Be done. Further, a switch 23 is provided in the electric path L3 between the lead-acid battery 11 and the electric load 15, and a switch 24 is provided in the electric path L4 between the lithium ion storage battery 12 and the electric load 15.

・ＥＣＵ１００に、決定部５１と、取得部５２と、判定部５３と、発電制御部５４と、均等制御部５５と、による各種機能の一部又は全部を備えてもよい。 The ECU 100 may be provided with a part or all of various functions by the determination unit 51, the acquisition unit 52, the determination unit 53, the power generation control unit 54, and the equalization control unit 55.

１１…鉛蓄電池、１２…リチウムイオン蓄電池、１４…発電機、３０ａ〜３０ｅ…単電池、５０…制御装置、５１…決定部、５２…取得部、５３…判定部、５４…発電制御部、５５…均等制御部。 11 ... Lead-acid battery, 12 ... Lithium-ion storage battery, 14 ... Generator, 30a-30e ... Cellular battery, 50 ... Control device, 51 ... Decision unit, 52 ... Acquisition unit, 53 ... Judgment unit, 54 ... Power generation control unit, 55 … Equal control unit.

Claims (6)

発電機（１４）と、第１蓄電池（１１）と、複数の単電池（３０ａ〜３０ｅ）を有する組電池である第２蓄電池（１２）と、前記発電機と前記第１蓄電池とから電気負荷へ至る電気経路上に設けられた第１スイッチ（２１）と、前記電気経路から分岐して前記第２蓄電池へ至る間に設けられた第２スイッチ（２２）と、を備え、前記発電機に対して前記第１蓄電池と前記第２蓄電池とが並列接続されている電源システムに適用される制御装置（５０）において、
前記制御装置は、
前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の蓄電状態に基づいて、前記第１蓄電池と前記第２蓄電池とを選択的に用いて充放電させるように、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの開閉を制御するスイッチ制御部としての機能を有し、
前記発電機の発電電圧を決定する決定部（５１）と、
前記各単電池の蓄電状態を取得する取得部（５２）と、
前記各単電池の合計電圧が前記発電電圧よりも高いか否かを判定する判定部（５３）と、
前記発電機の発電を制御する発電制御部（５４）と、を備え、
前記判定部は、
前記決定部により前記第１蓄電池の蓄電状態に基づいて前記発電電圧が決定されたとき、前記取得部により取得された前記各単電池の蓄電状態に基づいて、前記各単電池のうち蓄電率又は電圧の最も高い単電池が充電完了状態となるまで前記第２蓄電池が充電された場合における前記各単電池の合計電圧を推定し、
推定された前記各単電池の合計電圧が、前記第１蓄電池の蓄電状態に基づいて決定された前記発電電圧よりも高いか否かを判定するように構成され、
前記発電制御部は、
前記判定部により前記合計電圧が前記発電電圧よりも高いと判定された場合には、前記第１蓄電池の蓄電状態に基づいて決定された前記発電電圧にて前記発電機を発電させて前記第１蓄電池を充電させ、
前記判定部により前記合計電圧が前記発電電圧よりも高いと判定されなかった場合には、前記合計電圧以下の電圧で前記発電機を発電させて前記第１蓄電池を充電させる、又は前記発電機の発電を規制させるように制御する制御装置。 Electric load from the generator (14), the first storage battery (11), the second storage battery (12) which is an assembled battery having a plurality of single batteries (30a to 30e), and the generator and the first storage battery. The generator is provided with a first switch (21) provided on the electric path leading to the electric path and a second switch (22) provided between the electric path and the second storage battery. On the other hand, in the control device (50) applied to the power supply system in which the first storage battery and the second storage battery are connected in parallel,
The control device is
The opening and closing of the first switch and the second switch are opened and closed so that the first storage battery and the second storage battery are selectively used to charge and discharge based on the storage state of the first storage battery and the second storage battery. It has a function as a switch control unit to control,
A determination unit (51) that determines the generated voltage of the generator, and
The acquisition unit (52) that acquires the charge state of each of the cells,
A determination unit (53) for determining whether or not the total voltage of each of the cells is higher than the generated voltage.
A power generation control unit (54) that controls the power generation of the generator is provided.
The determination unit
When the power generation voltage is determined by the determination unit based on the electricity storage state of the first storage battery, the electricity storage rate or the electricity storage rate of each of the cells is based on the electricity storage state of each cell acquired by the acquisition unit. The total voltage of each of the cells when the second storage battery is charged until the cell having the highest voltage is fully charged is estimated.
It is configured to determine whether or not the estimated total voltage of each of the cells is higher than the generated voltage determined based on the storage state of the first storage battery.
The power generation control unit
When the determination unit determines that the total voltage is higher than the generated voltage, the generator is generated with the generated voltage determined based on the storage state of the first storage battery to generate the first. Charge the storage battery,
When the determination unit does not determine that the total voltage is higher than the generated voltage, the generator is generated with a voltage equal to or lower than the total voltage to charge the first storage battery, or the generator of the generator. A control device that controls power generation. 前記各単電池の蓄電状態が均等となるように制御する均等制御部（５５）を備え、
前記均等制御部は、前記判定部により前記合計電圧が前記発電電圧よりも高いと判定されなかった場合、前記発電機の発電中に、前記各単電池の蓄電状態が均等となるように制御し、
その後、前記判定部は、再び前記合計電圧を推定し、当該合計電圧が前記発電電圧よりも高いか否かを判定し、
前記発電制御部は、前記判定部により前記合計電圧が前記発電電圧よりも高いと判定された場合には、前記第１蓄電池の蓄電状態に基づいて決定された前記発電電圧にて前記発電機を発電させて前記第１蓄電池を充電させる請求項１に記載の制御装置。 A uniform control unit (55) for controlling the storage state of each of the cells so as to be uniform is provided.
When the determination unit does not determine that the total voltage is higher than the power generation voltage, the equal control unit controls the storage state of each unit cell to be equal during the power generation of the generator. ,
After that, the determination unit estimates the total voltage again, determines whether or not the total voltage is higher than the generated voltage, and determines whether or not the total voltage is higher than the generated voltage.
When the determination unit determines that the total voltage is higher than the power generation voltage, the power generation control unit uses the power generation voltage determined based on the storage state of the first storage battery to generate the generator. The control device according to claim 1, wherein power is generated to charge the first storage battery. 前記判定部は、前記第１蓄電池を充電する際、前記スイッチ制御部により前記第２スイッチを開放させている場合であっても、前記各単電池の合計電圧が前記発電電圧よりも高いか否かを判定する請求項１又は２に記載の制御装置。 When charging the first storage battery, the determination unit determines whether or not the total voltage of each unit battery is higher than the generated voltage even when the second switch is opened by the switch control unit. The control device according to claim 1 or 2. 前記判定部は、前記取得部により取得された前記各単電池の蓄電率の差又は電圧差に基づいて、前記各単電池のうち蓄電率又は電圧の最も高い単電池が前記充電完了状態となる時点での前記各単電池の電圧を推定し、推定した前記各単電池の電圧を合計することにより、前記合計電圧を推定する請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の制御装置。 Based on the difference in the storage rate or the voltage difference of each of the cells acquired by the acquisition unit, the determination unit sets the unit having the highest storage rate or voltage among the cells in the fully charged state. The control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the total voltage is estimated by estimating the voltage of each of the cells at a time point and summing the estimated voltages of the cells. 前記第２蓄電池が有する前記単電池の数は、３つ以上であり、
前記判定部は、前記各単電池のうち蓄電率又は電圧が最も高い単電池と、蓄電率又は電圧が最も低い単電池との蓄電率の差又は電圧差に基づいて、前記各単電池の電圧を推定し、推定した前記各単電池の電圧を合計することにより、前記合計電圧を推定する請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の制御装置。 The number of the cell cells included in the second storage battery is three or more, and the number of the cell cells is three or more.
The determination unit determines the voltage of each of the cells based on the difference in the storage rate or the voltage difference between the cell having the highest storage rate or voltage and the cell having the lowest storage rate or voltage. The control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the total voltage is estimated by estimating and summing the estimated voltages of the respective cells. 前記判定部は、前記蓄電率の差又は前記電圧差と、前記各単電池の平均電圧とに基づいて、前記各単電池の電圧を推定し、推定した前記各単電池の電圧を合計することにより、前記合計電圧を推定する請求項５に記載の制御装置。 The determination unit estimates the voltage of each cell based on the difference in storage rate or the voltage difference and the average voltage of each cell, and totals the estimated voltage of each cell. The control device according to claim 5, wherein the total voltage is estimated accordingly.

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