JP2004282799A

JP2004282799A - 組電池の制御装置

Info

Publication number: JP2004282799A
Application number: JP2003066957A
Authority: JP
Inventors: Tomonaga Sugimoto; 智永杉本
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】瞬時的に過放電状態となる等のセルの瞬時的な異常に基づいて、予備電池の電力を使用しない。
【解決手段】組電池１を構成する各セルｓ１〜ｓ３の電圧と、セルの平均電圧との偏差に基づいて、セルの定常的な異常を検出する。定常的な異常が検出されると、異常セルを組電池１から切り離し、切り離した異常セルの代わりに予備電池１０を組電池１に接続する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のセルから構成される組電池の制御装置に関し、特に、いずれかのセルに異常が発生すると、異常が発生したセルの代わりに予備電池の電力を用いる組電池の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のセルから構成される組電池の放電時において、いずれかのセルの端子電圧が所定の下限値まで低下すると、そのセルに対して補助電池の電力を転送して、セルの過放電を防止する技術が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１１３１８３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術では、組電池に対して瞬時的な大電力が要求されたため、一時的にセル電圧が所定の下限値以下となり、その後正常な状態に回復するような場合でも、セルに異常（過放電）が発生したと判定される。この場合、異常と判定されたセルに対して補助電池の電力が供給されるので、補助電池の電力を無駄に使用している可能性があった。
【０００５】
本発明は、セルに定常的な異常が検出された時に予備電池の電力を使用する組電池の制御装置を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による組電池の制御装置は、セルの定常的な異常を検出すると、定常的な異常が検出された異常セルを組電池から切り離し、異常セルの代わりに予備電池を組電池に接続することを特徴とする。
【０００７】
【発明の効果】
本発明による組電池の制御装置によれば、定常的な異常が検出されたセルを組電池から切り離して、異常セルの代わりに予備電池を接続するので、セルの電圧分布のバラツキによって、瞬時的に過放電となるセルが異常と判定されて、予備電池の電力が使用されるのを防ぐことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による組電池の制御装置を電気自動車に適用した一実施の形態の構成を示す図である。図１では、電力線を太い線で、制御線を細い線で示す。
この電気自動車では、組電池１の直流電力をインバータ２で交流電力に変換し、走行駆動源である三相同期モータ３（以下、単にモータ３と呼ぶ）へ交流電力を供給する。供給された交流電力によってモータ３が回転駆動することにより、減速機４を介して左右の駆動輪５ａ、５ｂが回転して電気自動車が駆動することができる。
【０００９】
一般に、電動機（モータ）は、電力を駆動力に変換して力行運転するものであるが、そのままの構造で駆動力を電力に逆変換して回生運転することが可能である。また、発電機（ジェネレータ）は、駆動力を電力に変換して発電運転（回生運転と同等）するものであるが、そのままの構造で電力を駆動力に逆変換して力行運転することが可能である。つまり、電動機（モータ）と発電機（ジェネレータ）とは基本的に同一構造であり、どちらも駆動（力行）と発電（回生）とが可能である。したがって、本明細書では、電気エネルギー（電力）を回転エネルギー（駆動力）に変換する電動機（モータ）の機能と、回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機（ジェネレータ）の機能を合わせ持つ回転電機を、モータジェネレータまたは単にモータと呼ぶ。
【００１０】
組電池１は、複数のセルｓ１，ｓ２，ｓ３を直列に接続して構成される。図１では、説明を簡単にするために、組電池１が３個のセルｓ１〜ｓ３から構成されるものとしているが、実際には３個以上のセルにより構成される。
【００１１】
電流センサ６は、組電池１からインバータ２を介してモータ３に供給される電流を検出するとともに、モータ３の回生運転により発電される電力を用いて組電池１を充電する際の充電電流を検出する。電圧センサ７は、組電池１全体の電圧を検出する。電流センサ６で検出された電流値、および、電圧センサ７で検出された電圧値は、後述するコントローラ１００のＣＰＵ１００ａに入力される。メインリレー８は、強電ラインＬ１上に設けられており、ＣＰＵ１００ａからの指令信号に基づいて、強電ラインＬ１のオン／オフを行う。
【００１２】
予備電池１０は、組電池１を構成するいずれかのセルｓ１〜ｓｎに異常が発生した時に少なくとも用いられる予備用の電池である。予備電池電流センサ１１は、予備電池１０から流れる放電電流、および、予備電池１０を充電する際の充電電流を検出する。予備電池電圧センサ１２は、予備電池１０の電圧を検出する。
予備電池電流センサ１１により検出された電流値、および、予備電池電圧センサ１２により検出された電圧値は、それぞれ後述するコントローラ１００のＣＰＵ１００ａに入力される。
【００１３】
コントローラ１００は、ＣＰＵ１００ａ，ＲＯＭ１００ｂ，ＲＡＭ１００ｃ、電圧検出回路４０、および、スイッチ駆動回路１１０を備える。ＣＰＵ１００ａは、各センサ６，７，１１，１２，４０から入力されるセンサ値に基づいて、組電池１の充電状態（以下、ＳＯＣ（ＳｔａｔｅＯｆＣｈａｒｇｅ）と呼ぶ）の算出、予備電池１０のＳＯＣの算出、予備電池１０の劣化状態の判定、セルの定常的な異常の検出、後述するスイッチＳＷ１ａ，ＳＷ１ｂ，ＳＷ１ｃ，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４ａ，ＳＷ４ｂ，ＳＷ４ｃのオン／オフの判定を行う。ＲＡＭ１００ｃには、いずれかのセルに異常が発生した時の異常発生履歴が記録される。
【００１４】
電圧検出回路４０は、セルｓ１〜ｓ３ごとの電圧を検出する。検出したセル電圧は、コントローラ１００のＣＰＵ１００ａに送信される。コントローラ１００には、インジケータ２０およびイグニッションスイッチ３０も接続されている。
インジケータ２０は、セルに異常が発生した場合に、コントローラ１００からの指令に基づいて点灯し、異常が発生していることを乗員に報知する。インジケータ２０によって、異常が発生していることを知った乗員は、車両を工場やサービスセンターへ移送することにより、車両を点検してもらうことができる。
【００１５】
スイッチＳＷ１ａ，ＳＷ１ｂ，ＳＷ１ｃ，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４ａ，ＳＷ４ｂ，ＳＷ４ｃは、各セルｓ１〜ｓ３と、予備電池１０との間の接続状態を切り換えるためのスイッチである。図２に、組電池１の状態に応じたスイッチＳＷ１ａ，ＳＷ１ｂ，ＳＷ１ｃ，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４ａ，ＳＷ４ｂ，ＳＷ４ｃのオン／オフの状態を示す。
【００１６】
図２のパターン１は、セルｓ１〜ｓ３に異常が発生していない時の各スイッチの状態を示している。この場合、スイッチＳＷ１ａ，ＳＷ１ｂ，ＳＷ１ｃは全てオン、スイッチＳＷ２、スイッチＳＷ３、および、スイッチＳＷ４ａ，ＳＷ４ｂ，ＳＷ４ｃはオフとなっている。すなわち、予備電池１０は、組電池１から切り離された状態となっている。
【００１７】
図２のパターン２は、いずれかのセルｓ１〜ｓ３に異常が発生しており、かつ、モータ３が力行運転している時の各スイッチの状態を示している。この場合、異常が発生しているセルと予備電池１０とを入れ替えるための制御が行われる。
例えば、セルｓ２に異常が発生している場合には、パターン１の状態を基準とすると、スイッチＳＷ１ｂがオフ、スイッチＳＷ３がオン、スイッチＳＷ４ｂがオンとなる。これにより、セルｓ２は組電池１から切り離されて、セルｓ２の代わりに予備電池１０が組電池１に接続される。すなわち、組電池１は、セルｓ１と予備電池１０とセルｓ３とが直列に接続された状態となる。
【００１８】
図２のパターン３は、いずれかのセルｓ１〜ｓ３に異常が発生しており、モータ３が回生運転をしている状況であって、組電池１のＳＯＣと予備電池１０のＳＯＣとの間に次式（１）の関係が成り立つ時の各スイッチの状態を示している。
なお、組電池１のＳＯＣとは、後述するように、セルの平均電圧に基づいて算出されたＳＯＣのことである。
予備電池１０のＳＯＣ−組電池１のＳＯＣ＞所定値 …（１）
本実施の形態では、式（１）の判定に用いられる所定値を１０（％）とする。この場合、予備電池１０のＳＯＣが高いため、予備電池１０および異常セルを切り離して、他の正常なセルの充電が行われる。例えば、セルｓ２に異常が発生している場合には、パターン１の状態を基準とすると、スイッチＳＷ１ｂがオフ、スイッチＳＷ２がオン、スイッチＳＷ４ｂがオンとなる。これにより、正常なセルｓ１，ｓ３のみが充電される。
【００１９】
図２のパターン４は、セルに異常が発生しておらず、モータ３が回生運転をしている状況であって、かつ、予備電池１０のＳＯＣが組電池１のＳＯＣより低い時の各スイッチの状態を示している。この場合、予備電池１０の充電を行うために、セルｓ１〜ｓ３のうち、最もＳＯＣが高いセルと予備電池１０とを入れ替える制御が行われる。例えば、セルｓ２のＳＯＣが最も高い場合には、パターン１の状態を基準とすると、スイッチＳＷ１ｂがオフ、スイッチＳＷ３がオン、スイッチＳＷ４ｂがオンとなる。これにより、セルｓ１，ｓ３および予備電池１０の充電が行われる。
【００２０】
ＣＰＵ１００ａは、各センサ６，７，１２，４０から入力されるセンサ値に基づいて、各スイッチの切り換えを図２のいずれのパターンにより行うかを判定し、スイッチ切り換えの指令をスイッチ駆動回路１１０に送信する。スイッチ駆動回路１１０は、ＣＰＵ１００ａからの指令に基づいて、スイッチを切り換える信号を各スイッチに送信する。これにより、各スイッチの切り換えが行われる。
【００２１】
図３は、組電池１としてリチウムイオン電池を用いた時のセル電圧−ＳＯＣ特性を示す図である。縦軸はセル電圧（Ｖ）、横軸はセルのＳＯＣ（％）を示す。コントローラ１００のＲＯＭ１００ｂには、図３に示すようなセル電圧−ＳＯＣ変換テーブルを予め格納しておく。ＣＰＵ１００ａは、電圧検出回路４０により検出されたセル電圧と、ＲＯＭ１００ｂに格納されているセル電圧−ＳＯＣ変換テーブルとに基づいて、セルｓ１〜ｓ３のＳＯＣを算出する。また、ＣＰＵ１００ａは、電圧センサ７により検出された組電池１の電圧をセル数で割ったセルの平均電圧に基づいたＳＯＣ、および、予備電池電圧センサ１２により検出された電圧に基づいた予備電池１０のＳＯＣも算出する。予備電池１０のＳＯＣを算出するための変換テーブルは、組電池１のＳＯＣを算出するために用いる変換テーブルを用いてもよいし、予備電池１０用の変換テーブルを別途ＲＯＭ１００ｂに格納しておいてもよい。
【００２２】
図４は、予備電池１０の電流−電圧特性を示す図である。図４では、予備電池１０が新品時の電流−電圧特性を実線にて、劣化時の電流−電圧特性を点線にてそれぞれ示している。図４に示すように、予備電池１０の劣化が進行すると、電流−電圧特性を示す直線の傾き（内部抵抗値に相当）が大きくなる。従って、ＣＰＵ１００ａは、予備電池電流センサ１１および予備電池電圧センサ１２により検出された複数の（電流，電圧）データに基づいて、回帰演算を行うことにより、電流−電圧特性を示す直線の傾きを算出し、算出した傾きが所定の傾き以上になると、予備電池１０に異常（劣化）が発生していると判定する。
【００２３】
図５は、一実施の形態における組電池の制御装置により行われる制御内容を示すフローチャートである。ステップＳ１０から始まる処理は、コントローラ１００のＣＰＵ１００ａにより行われる。ステップＳ１０では、車両が起動中であるか否かを判定する。ここでの車両起動中とは、イグニッションスイッチ３０がオンとなって、ＣＰＵ１００ａが初期診断を行い、初期診断結果がＯＫであると判定されてメインリレー８がオンとなっている状態のことである。初期診断では、後述する異常セルの発生履歴がＲＡＭ１００ｃに記憶されているか否かが判定され、異常セルの発生履歴が記憶されていると判定すると、インジゲータ２０を点灯させて、異常が発生していることをドライバーに報知する。
【００２４】
ステップＳ１０の判定が肯定されるとステップＳ２０に進み、否定されると図５に示すフローチャートによる処理を終了する。ステップＳ２０では、電圧検出回路４０で検出されたセルごとの電圧と、ＲＯＭ１００ｂに格納されているセル電圧−ＳＯＣ変換テーブルとに基づいて、セルごとのＳＯＣを算出し、セルごとのＳＯＣ分布状況を把握する。同時に、電圧センサ７により検出された組電池１全体の電圧をセル数で割った電圧（セルの平均電圧）と、ＲＯＭ１００ｂに格納されているセル電圧−ＳＯＣ変換テーブルとに基づいて、組電池１のＳＯＣを算出する。セルごとのＳＯＣおよび組電池１のＳＯＣを算出すると、ステップＳ３０に進む。
【００２５】
ステップＳ３０では、予備電池電圧センサ１２により検出された予備電池１０の電圧と、ＲＯＭ１００ｂに格納されている電圧−ＳＯＣ変換テーブルとに基づいて、予備電池１０のＳＯＣを算出する。予備電池１０のＳＯＣを算出すると、ステップＳ４０に進む。ステップＳ４０では、次式（２）の関係が成り立つか否か、すなわち、ステップＳ２０で算出した組電池１のＳＯＣがステップＳ３０で算出した予備電池１０のＳＯＣ以下であるか否かを判定する。
組電池１のＳＯＣ ≦ 予備電池１０のＳＯＣ ≦ １００（％） …（２）
式（２）の関係が成り立つと判定するとステップＳ８０に進み、式（２）の関係が成り立たないと判定すると、ステップＳ５０に進む。
【００２６】
ステップＳ５０では、電流センサ６により電流値を検出する。ステップＳ５０に続くステップＳ６０では、ステップＳ５０で検出した電流値の正・負に基づいて、モータ３が回生運転を行っているか否かを判定する。例えば、電流センサ６がモータ３から組電池１に流れる向きの電流を正の値（プラス）として検出する場合に、正の値の電流値が検出されると、モータ３は回生運転を行っていると判定する。モータ３が回生運転を行っていると判定するとステップＳ７０に進み、力行運転を行っていると判定すると、ステップＳ８０に進む。
【００２７】
ステップＳ７０では、ステップＳ４０およびＳ６０の判定により、予備電池１０のＳＯＣが組電池１のＳＯＣより低く、かつ、モータ３が回生運転を行っている場合なので、ステップＳ２０で算出した各セルのＳＯＣのうち、最もＳＯＣが高いセルと予備電池１０とを入れ替えて、組電池１および予備電池１０の充電を行う。すなわち、スイッチ駆動回路１１０に対して、図２のパターン４によるスイッチの切り換えを行うための指令を送る。なお、予備電池１０の充電を行っている際に、予備電池１０の劣化判定処理を行う。すなわち、上述したように、予備電池１０の電流および電圧を予備電池電流センサ１１および予備電池電圧センサ１２により複数検出し、検出した複数の（電流，電圧）データに基づいて、電流−電圧特性を示す直線の傾きを算出し、算出した傾きに基づいて劣化判定処理を行う。充電が終了すると、各スイッチを図２のパターン１の状態に戻すための指令をスイッチ駆動回路１１０に送る。
【００２８】
ステップＳ７０に続くステップＳ８０では、セルｓ１〜ｓ３に定常的な異常が発生しているか否かを判定する。すなわち、ステップＳ２０で算出した組電池１のＳＯＣとセルごとのＳＯＣとの偏差（差異）を各セルごとに算出し、最も大きい偏差が所定のしきい値より大きい場合に、最も偏差の大きいセルに異常が発生していると判定する。いずれかのセルｓ１〜ｓ３に定常的な異常が発生していると判定するとステップＳ９０に進み、定常的な異常が発生していないと判定するとステップＳ１０に戻る。
【００２９】
ステップＳ９０では、スイッチ駆動回路１１０に対して、図２のパターン２によるスイッチの切り換えを行うための指令を送る。すなわち、異常が発生しているセルを組電池１から切り離して、異常セルの代わりに予備電池１０を組電池１に接続する。なお、この時にも、上述した予備電池１０の劣化判定処理を行う。
ステップＳ９０に続くステップＳ１００では、セルに異常が発生したことを示す異常発生履歴をＲＡＭ１００ｃに記録して、ステップＳ１１０に進む。
【００３０】
ステップＳ１１０では、ステップＳ２０で算出した組電池１のＳＯＣと、ステップＳ３０で算出した予備電池１０のＳＯＣとに基づいて、上式（１）の関係が成り立つか否か、すなわち、予備電池１０のＳＯＣと組電池１のＳＯＣとの差異が所定値よりも大きいか否かを判定する。式（１）の関係が成り立つと判定するとステップＳ１２０に進み、式（１）の関係が成り立たないと判定するとステップＳ１５０に進む。ステップＳ１２０では、電流センサ６により電流値を検出してステップＳ１３０に進む。ステップＳ１３０では、ステップＳ１２０で検出した電流値の正・負に基づいて、モータ３が回生運転を行っているか否かを判定する。モータ３が回生運転を行っていると判定するとステップＳ１４０に進み、力行運転を行っていると判定するとステップＳ１５０に進む。
【００３１】
ステップＳ１４０では、スイッチ駆動回路１１０に対して、図２のパターン３によるスイッチの切り換えを行うための指令を送る。すなわち、ステップＳ９０において、異常セルと予備電池１０とを入れ替えたが、予備電池１０のＳＯＣが組電池１のＳＯＣより所定値以上高いので、予備電池１０を切り離して組電池１の充電を行う。この時、ステップＳ８０で異常が発生していると判定されたセルは、組電池１からは切り離されているので、正常なセルのみが充電される。充電が終了すると、再び各スイッチを図２のパターン２の状態に戻して、ステップＳ１５０に進む。
【００３２】
ステップＳ１５０では、イグニッションスイッチ３０がオフされたか否かを判定する。イグニッションスイッチ３０がオフされていないと判定するとステップＳ１１０に戻り、オフされたと判定するとステップＳ１６０に進む。ステップＳ１６０では、終了処理を行って、図５に示すフローチャートによる処理を終了する。終了処理とは、例えば、インバータ２内に設けられている平滑コンデンサ（不図示）に蓄積されている電荷を放電し、メインリレー８をオフする処理である。
【００３３】
一実施の形態における組電池の制御装置によれば、定常的な異常が検出されたセルを組電池１から切り離して、異常セルの代わりに予備電池１０を接続するので、セルの電圧分布のバラツキによって、瞬時的に過放電となるセルが異常と判定されることにより、予備電池１０の電力が使用されるのを防ぐことができる。
すなわち、従来技術では、セルの瞬時的な異常状態に基づいて予備電池１０の電力が使用されることにより、セルに定常的な異常が発生した時に予備電池１０の電力を有効活用できなくなる可能性があったが、一実施の形態における組電池の制御装置によれば、そのような問題が生じることはない。
【００３４】
セルの定常的な異常は、各セルの電圧（ＳＯＣ）とセルの平均電圧（ＳＯＣ）との偏差が所定値以上であるか否かに基づいて判定するので、定常的な異常を確実に検出することができる。すなわち、従来技術のように、各セルの電圧としきい値電圧との差に基づいてセルの異常を検出するのではなく、複数のセルの電圧に基づいて、セルの定常的な異常を検出する。これにより、瞬間的に組電池１から大電流が流れる場合でも、各セルの電圧（ＳＯＣ）とセルの平均電圧（ＳＯＣ）との偏差は大きく変動しないので、あるセルが瞬時的に過放電状態となるような場合でもそのセルが異常と判定されることはない。
【００３５】
セルに異常が発生した場合には（ステップＳ８０）、異常セルと予備電池１０とを入れ替えるが（ステップＳ９０）、予備電池１０のＳＯＣが組電池１のＳＯＣより所定値以上高く（ステップＳ１１０）、かつ、モータ３が回生運転を行っている（ステップＳ１３０）場合には、組電池１と接続した予備電池１０を切り離すので（ステップＳ１４０）、ＳＯＣの高い予備電池１０が充電されて過充電状態になることを防ぐことができる。また、他の正常なセルの充電効率を向上させることができる。さらに、ＳＯＣのバラツキを補正することができるので、ＳＯＣバラツキによる車両制御への制限を低減することができる。
【００３６】
また、異常セルが検出されていない状態において、予備電池１０のＳＯＣが組電池１のＳＯＣよりも低く（ステップ４０の判定を否定）、かつ、モータ３が回生運転を行っている（ステップＳ６０）場合には、予備電池１０をいずれかのセル、特に、ＳＯＣの最も高いセルと入れ替えて充電を行うので、予備電池１０とセルｓ１〜ｓ３とのＳＯＣの差異を低減させることができる。これにより、異常セルが検出されて予備電池１０を組電池１に接続した時に、ＳＯＣバラツキによる車両制御への制限を低減することができる。
【００３７】
さらに、予備電池１０を組電池１に接続する前における予備電池１０と組電池１とのＳＯＣ算出処理および劣化演算処理を別々に行うので、予備電池１０の電池容量、セル数、電池の種類などの制約を少なくすることができる。すなわち、予備電池１０と組電池１とは使用頻度が異なるので、別々に処理を行うことにより、電池搭載スペース確保が課題となる車載条件に対して、柔軟に対応することができる。
【００３８】
本発明は、上述した一実施の形態に限定されることはない。例えば、図５に示すフローチャートのステップＳ８０では、各セルの電圧に基づいて算出したＳＯＣと、セルの平均電圧に基づいて算出したＳＯＣとに基づいて、セルの異常を検出したが、セルの平均電圧と各セルの電圧とに基づいて、セルの異常を検出してもよい。また、組電池１を構成するセルの種類およびセル数によって本発明が限定されることもない。さらに、上述した一実施の形態では、本発明による組電池の制御装置を電気自動車に適用した例について説明したが、ハイブリッド自動車に適用することもできる。
【００３９】
特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、スイッチＳＷ１ａ，ＳＷ１ｂ，ＳＷ１ｃ，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４ａ，ＳＷ４ｂ，ＳＷ４ｃが制御手段を、電圧検出回路４０がセル電圧検出手段を、電圧センサ７が組電池電圧検出手段を、コントローラ１００が異常検出手段、平均電圧算出手段、組電池ＳＯＣ算出手段、予備電池ＳＯＣ算出手段、セルＳＯＣ算出手段をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による組電池の制御装置を電気自動車に適用した一実施の形態の構成を示す図
【図２】組電池および予備電池の状態に応じた各スイッチのオン／オフの動作状態を示す図
【図３】リチウムイオン電池のセル電圧−ＳＯＣ特性を示す図
【図４】予備電池の電流−電圧特性を示す図
【図５】一実施の形態における組電池の制御装置により行われる制御内容を示すフローチャート
【符号の説明】
１…組電池、２…インバータ、３…三相同期モータ、４…減速機、５ａ，５ｂ…車輪、６…電流センサ、７…電圧センサ、８…メインリレー、１０…予備電池、１１…予備電池電流センサ、１２…予備電池電圧センサ、２０…インジケータ、３０…イグニッションスイッチ、４０…電圧検出回路、１００…コントローラ、１００ａ…ＣＰＵ、１００ｂ…ＲＯＭ、１００ｃ…ＲＡＭ、１１０…スイッチ駆動回路、ｓ１，ｓ２，ｓ３…セル、ＳＷ１ａ，ＳＷ１ｂ，ＳＷ１ｃ，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４ａ，ＳＷ４ｂ，ＳＷ４ｃ…スイッチ、Ｌ１…強電ライン

Claims

複数のセルから構成される組電池において、いずれかのセルに異常が発生すると異常が発生したセルの代わりに予備電池の電力を用いる組電池の制御装置において、
セルの定常的な異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段により定常的な異常が検出されたセル（以下、異常セルと呼ぶ）を前記組電池から切り離し、前記異常セルの代わりに前記予備電池を前記組電池に接続する制御手段とを備えることを特徴とする組電池の制御装置。
請求項１に記載の組電池の制御装置において、
前記セルごとの電圧を検出するセル電圧検出手段と、
前記組電池の電圧を検出する組電池電圧検出手段と、
前記組電池電圧検出手段により検出された組電池の電圧に基づいて、セルの平均電圧を算出する平均電圧算出手段とをさらに備え、
前記異常検出手段は、前記セル電圧検出手段により検出されたセルごとの電圧と、前記平均電圧算出手段により算出された平均電圧との偏差が所定値以上の場合に、定常的な異常が発生していると判定することを特徴とする組電池の制御装置。
請求項１または２に記載の組電池の制御装置において、
前記組電池のＳＯＣを算出する組電池ＳＯＣ算出手段と、
前記予備電池のＳＯＣを算出する予備電池ＳＯＣ算出手段と、
前記組電池が充電状態であるか放電状態であるかを判定する充放電判定手段とをさらに備え、
前記制御手段は、前記異常検出手段により前記異常セルが検出されると共に、前記予備電池ＳＯＣが前記組電池ＳＯＣより所定値以上高く、かつ、前記充放電判定手段により前記組電池が充電状態であると判定されると、前記組電池と接続した前記予備電池を切り離すことを特徴とする組電池の制御装置。
請求項３に記載の組電池の制御装置において、
前記制御手段は、前記異常検出手段により前記異常セルが検出されておらず、前記予備電池ＳＯＣが前記組電池ＳＯＣよりも低い場合であって、かつ、前記充放電判定手段により前記組電池が充電状態であると判定されると、いずれかのセルと前記予備電池とを入れ替えることを特徴とする組電池の制御装置。
請求項４に記載の組電池の制御装置において、
各セルのＳＯＣを算出するセルＳＯＣ算出手段をさらに備え、
前記予備電池と入れ替えるいずれかのセルは、前記セルＳＯＣ算出手段により算出された各セルのＳＯＣのうち、最もＳＯＣの高いセルであることを特徴とする組電池の制御装置。
請求項３〜５のいずれかに記載の組電池の制御装置において、
前記予備電池を前記組電池に接続する前における前記予備電池と前記組電池とのＳＯＣ算出処理および劣化演算処理は、別々に行われることを特徴とする組電池の制御装置。