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JP5491935B2 - Secondary battery discharge control device - Google Patents
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JP5491935B2 - Secondary battery discharge control device - Google Patents

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Description

本発明は二次電池の放電制御装置に関し、特に放電電流の制御に関する。   The present invention relates to a discharge control device for a secondary battery, and more particularly to control of a discharge current.

電動機により車両駆動力を得ている電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両は、二次電池を搭載し、この二次電池に蓄えられた電力により電動機を駆動している。このような電動車両は、回生制動、すなわち、車両制動時に電動機を発電機として機能させ、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換することにより制動する機能を備えている。変換された電気エネルギは二次電池に戻され、加速を行う時等に再利用される。   An electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle that obtains a vehicle driving force by an electric motor is equipped with a secondary battery, and the electric motor is driven by electric power stored in the secondary battery. Such an electric vehicle has a function of braking by regenerative braking, that is, by causing the motor to function as a generator during vehicle braking and converting the kinetic energy of the vehicle into electric energy. The converted electric energy is returned to the secondary battery and reused when acceleration is performed.

二次電池は過放電、過充電を行うと電池性能を劣化させることになるため、二次電池の充電状態(SOC:State of Charge)を把握して充放電を制御する必要がある。   When a secondary battery is overdischarged or overcharged, the battery performance is deteriorated. Therefore, it is necessary to grasp the state of charge (SOC: State of Charge) of the secondary battery and control the charge / discharge.

ところで、製造工程やその後の使用状態によって、電池ブロック毎に電池性能にばらつきが生じ、二次電池を構成する各電池ブロックの充電状態にばらつきが生じる場合がある。このような電池ブロックを直列接続して構成される二次電池に対して、各電池ブロックの充放電を繰り返すと、容量の小さい電池ブロックが過放電あるいは過充電状態となり、電池ブロック間の充電状態のばらつきが拡大する。従って、過放電あるいは過充電状態を防止するためには電池ブロックとして使用できる容量の範囲が狭くなり、二次電池の寿命が見かけ上、低下してしまう。   By the way, depending on the manufacturing process and the subsequent use state, the battery performance varies for each battery block, and the charge state of each battery block constituting the secondary battery may vary. When charging / discharging of each battery block is repeated for a secondary battery configured by connecting such battery blocks in series, the battery block with a small capacity becomes overdischarged or overcharged, and the charge state between the battery blocks The dispersion of Therefore, in order to prevent overdischarge or overcharge, the range of capacity that can be used as a battery block is narrowed, and the lifetime of the secondary battery is apparently reduced.

そこで、従来から、二次電池を構成する電池ブロック間の容量ばらつきを抑制して均等化すべく、各電池ブロックに放電回路を設け、各電池ブロックの電圧を測定して、電圧の高い電池ブロックの放電回路を作動させて当該電池ブロックを放電させる技術が提案されている。   Therefore, conventionally, in order to suppress and equalize the capacity variation between the battery blocks constituting the secondary battery, a discharge circuit is provided in each battery block, the voltage of each battery block is measured, and Techniques for operating a discharge circuit to discharge the battery block have been proposed.

例えば、特許文献1では、発光ダイオードと受光ダイオードとが相互に絶縁されたフォトカプラを用いて高圧系の二次電池側と低圧系のマイクロコンピュータ側とを絶縁するとともに、シリアルパラレルレジスタを用いてマイクロコンピュータからシリアルデータを送信し、二次電池を構成する各電池ブロックに設けられた放電回路にパラレルに制御指令を送信して放電回路を制御する構成が開示されている。   For example, in Patent Document 1, a high voltage secondary battery side and a low voltage microcomputer side are insulated using a photocoupler in which a light emitting diode and a light receiving diode are mutually insulated, and a serial parallel register is used. A configuration is disclosed in which serial data is transmitted from a microcomputer and a control command is transmitted in parallel to a discharge circuit provided in each battery block constituting the secondary battery to control the discharge circuit.

また、特許文献2には、二次電池を構成する各電池ブロックの電圧を測定し、測定された電圧から電池ブロック間の起電力のばらつきを周期的に算出し、ばらつきが基準値を超える場合に最も起電力の高い電池ブロックを放電させる構成が開示されている。   In Patent Document 2, when the voltage of each battery block constituting the secondary battery is measured, the variation in electromotive force between the battery blocks is periodically calculated from the measured voltage, and the variation exceeds the reference value Discloses a configuration for discharging a battery block having the highest electromotive force.

特開2005−333717号公報JP 2005-333717 A 特開2008−178186号公報JP 2008-178186 A

放電回路で電池ブロックを放電する場合、放電方式としては、定電流放電、定電力放電、定抵抗放電の各方式があり、この中で定電力放電方式は、相対的に短時間で電池ブロックの電圧を規定電圧まで低下させることができる。定電力放電方式では、放電電力が一定となるように、電池ブロックの端子電圧が低下するに従って放電電流を徐々に増大させるように制御する。   When discharging a battery block in a discharge circuit, there are constant current discharge, constant power discharge, and constant resistance discharge as discharge methods. Among them, the constant power discharge method is a relatively short time for the battery block. The voltage can be reduced to a specified voltage. In the constant power discharge method, control is performed such that the discharge current is gradually increased as the terminal voltage of the battery block decreases so that the discharge power becomes constant.

しかしながら、従来の定電力放電方式では、放電電流は、予め放電回路の能力や特性ばらつきを考慮した設定値の範囲内としているため、放電回路の放電時の環境温度によらずに決定されており、このため必ずしも放電電流が最適値となっていない問題があった。放電電流が最適化されていないと、電池ブロックを規定の電圧まで放電するために要する時間が増大する結果となってしまう。このような放電電流が最適化されないとの問題は、二次電池をリサイクルする際に電池分解の前処理として行う放電や、電池の劣化・余寿命を推定するためにSOCを測定する際に行う放電にも生じる。   However, in the conventional constant power discharge method, the discharge current is determined in advance regardless of the environmental temperature at the time of discharge of the discharge circuit because it is within the set value range in consideration of the capability and characteristic variation of the discharge circuit. For this reason, there has been a problem that the discharge current is not necessarily the optimum value. If the discharge current is not optimized, the time required to discharge the battery block to a specified voltage will increase. The problem that the discharge current is not optimized is the discharge that is performed as a pre-treatment for battery disassembly when the secondary battery is recycled, or the measurement of the SOC in order to estimate the deterioration and remaining life of the battery. It also occurs in the discharge.

本発明の目的は、二次電池を構成する電池ブロックの容量を均等化するために電池ブロックを放電する際に、放電電流を最適化して放電時間を短縮できる装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an apparatus capable of optimizing the discharge current and shortening the discharge time when discharging the battery block in order to equalize the capacity of the battery block constituting the secondary battery.

本発明は、二次電池を構成する電池ブロック毎に放電を行う二次電池の放電制御装置であって、前記電池ブロック毎と接続された放電回路と、前記放電回路の温度を検出する温度検出手段と、前記放電回路における放電電流を、検出された前記温度及び前記電池ブロックの電圧の時間変化の傾きに応じて制御する制御回路とを備えることを特徴とする。 The present invention relates to a discharge control device for a secondary battery that discharges each battery block constituting a secondary battery, a discharge circuit connected to each battery block, and a temperature detection that detects a temperature of the discharge circuit. And a control circuit for controlling the discharge current in the discharge circuit in accordance with the detected temperature and the slope of the voltage change of the battery block over time .

本発明の1つの実施形態では、前記放電回路が前記電池ブロック毎に設けられており、
前記電池ブロックのうち放電すべき電池ブロックを選択し、前記放電を電池ブロック毎に行う。
In one embodiment of the present invention, the discharge circuit is provided for each battery block,
A battery block to be discharged is selected from the battery blocks, and the discharge is performed for each battery block.

また、本発明の他の実施形態では、前記二次電池を構成する電池ブロックを一括して放電する。   In another embodiment of the present invention, the battery blocks constituting the secondary battery are discharged together.

また、本発明の他の実施形態では、前記温度検出手段は、前記放電回路毎に設けられ、前記制御回路は、選択された前記電池ブロックに設けられた前記放電回路の検出された前記温度に応じて放電電流を制御する。   In another embodiment of the present invention, the temperature detecting means is provided for each discharge circuit, and the control circuit is configured to detect the temperature detected by the discharge circuit provided in the selected battery block. The discharge current is controlled accordingly.

また、本発明の他の実施形態では、前記制御回路は、前記放電回路の許容最大温度と、検出された前記温度との差に応じて放電電流を制御する。   In another embodiment of the present invention, the control circuit controls a discharge current according to a difference between an allowable maximum temperature of the discharge circuit and the detected temperature.

本発明によれば、二次電池を構成する電池ブロックの容量を均等化するために電池ブロックを放電する際に、放電回路の温度を考慮するため放電電流を最適化して放電時間を短縮できる。   According to the present invention, when discharging the battery block in order to equalize the capacity of the battery block constituting the secondary battery, the discharge current can be optimized to reduce the discharge time in consideration of the temperature of the discharge circuit.

実施形態の放電装置の構成図である。It is a block diagram of the discharge device of embodiment. 実施形態の処理フローチャートである。It is a processing flowchart of an embodiment. 電池ブロックの電圧、電流の時間変化を示すグラフ図である。It is a graph which shows the time change of the voltage of a battery block, and an electric current. 電池ブロックの電圧の時間変化と領域を示すグラフ図である。It is a graph which shows the time change and area | region of the voltage of a battery block. 他の実施形態の処理フローチャートである。It is a processing flowchart of other embodiments.

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に、本実施形態における放電装置(あるいは容量均等化装置)の構成ブロック図を示す。放電装置は、マイクロコンピュータ110と、発光ダイオードと受光ダイオードとが相互に絶縁されたフォトカプラPD,PR,PCと、制御部100と、各電池ブロックB1〜Bn毎に設けられる放電回路D1〜Dnと、二次電池10とを備える。制御部100は、レベル変換回路130と、シリアル入力/パラレル出力レジスタ120を備える。   FIG. 1 shows a configuration block diagram of a discharge device (or capacity equalization device) in the present embodiment. The discharge device includes a microcomputer 110, photocouplers PD, PR and PC in which light emitting diodes and light receiving diodes are insulated from each other, a control unit 100, and discharge circuits D1 to Dn provided for the respective battery blocks B1 to Bn. And a secondary battery 10. The control unit 100 includes a level conversion circuit 130 and a serial input / parallel output register 120.

二次電池10は、n個の電池ブロックB1〜Bnを直列接続して構成される組電池である。各電池ブロックB1〜Bnはさらに複数の単電池(セル)を直列接続して構成される。単電池は、例えばニッケル水素電池から構成される。   The secondary battery 10 is an assembled battery configured by connecting n battery blocks B1 to Bn in series. Each of the battery blocks B1 to Bn is configured by further connecting a plurality of single cells (cells) in series. The single battery is composed of, for example, a nickel metal hydride battery.

放電回路Dnは、電池ブロックBnに設けられ、互いに直列接続された放電抵抗RnとnpnトランジスタQnから構成される。放電抵抗Rnの一端は電池ブロックBnの正極端子に接続され、他端はnpnトランジスタQnのコレクタ端子に接続される。npnトランジスタQnのエミッタ端子は、電池ブロックBnの負極端子に接続される。npnトランジスタQnのベース端子に供給される制御信号CnによってトランジスタQnがオンされると、放電抵抗Rnに電流が流れ、電池ブロックBnが放電する。電池ブロックBnの放電電流は、制御信号Cnによって制御される。他の放電装置D1,D2,・・についても同様である。   The discharge circuit Dn is provided in the battery block Bn and includes a discharge resistor Rn and an npn transistor Qn connected in series with each other. One end of discharge resistor Rn is connected to the positive terminal of battery block Bn, and the other end is connected to the collector terminal of npn transistor Qn. The emitter terminal of npn transistor Qn is connected to the negative terminal of battery block Bn. When the transistor Qn is turned on by the control signal Cn supplied to the base terminal of the npn transistor Qn, a current flows through the discharge resistor Rn, and the battery block Bn is discharged. The discharge current of the battery block Bn is controlled by the control signal Cn. The same applies to the other discharge devices D1, D2,.

放電回路D1〜Dnの所定部位には温度センサ12が設けられ、放電回路D1〜Dnの温度を検出してマイクロコンピュータ110に供給する。温度センサ12は、放電回路D1〜Dnのそれぞれに設けられ、放電回路D1〜Dnのそれぞれの温度を検出してもよく、1個のみ設けて放電回路D1〜Dnの代表的な温度を検出してもよい。あるいは温度センサ12を複数個設け、これらの平均値を放電回路D1〜Dnの代表温度として検出してもよい。図では、温度センサ12を1個だけ設ける場合について示す。   A temperature sensor 12 is provided at a predetermined portion of the discharge circuits D1 to Dn, and the temperature of the discharge circuits D1 to Dn is detected and supplied to the microcomputer 110. The temperature sensor 12 is provided in each of the discharge circuits D1 to Dn, and may detect the temperature of each of the discharge circuits D1 to Dn. Only one temperature sensor 12 may be provided to detect the representative temperature of the discharge circuits D1 to Dn. May be. Alternatively, a plurality of temperature sensors 12 may be provided, and the average value of these may be detected as the representative temperature of the discharge circuits D1 to Dn. In the figure, a case where only one temperature sensor 12 is provided is shown.

シリアル入力/パラレル出力レジスタ120は、データ入力端子DATA、リセット端子RST、クロック入力端子CLK、電池ブロックB1〜Bnと同数のパラレル出力端子Y1〜Ynを備え、マイクロコンピュータ110からのシリアルデータが入力される。シリアル入力/パラレル出力レジスタ120は、所定のビット数のデータを取り込んだタイミングで、シリアルデータの各データビットをパラレル出力端子Y1〜Ynから出力する。パラレル出力端子Y1〜Ynのうち、放電させるべき電池ブロックに対応する出力端子のみをハイレベルに切り替え、残りの出力端子はローレベルとする。   The serial input / parallel output register 120 includes a data input terminal DATA, a reset terminal RST, a clock input terminal CLK, and the same number of parallel output terminals Y1 to Yn as the battery blocks B1 to Bn, and serial data from the microcomputer 110 is input thereto. The The serial input / parallel output register 120 outputs each data bit of the serial data from the parallel output terminals Y1 to Yn at a timing when a predetermined number of bits of data are taken. Of the parallel output terminals Y1 to Yn, only the output terminal corresponding to the battery block to be discharged is switched to the high level, and the remaining output terminals are set to the low level.

レベル変換回路130は、シリアル入力/パラレル出力レジスタ120のパラレル出力端子Y1〜Ynからの信号が入力され、放電回路D1〜Dnを構成するnpnトランジスタQ1〜Qnをオンオフ制御するための制御信号C1〜Cnに変換して出力する。レベル変換回路130の各出力端子は、npnトランジスタQ1〜Qnのベース端子に接続される。   The level conversion circuit 130 receives signals from the parallel output terminals Y1 to Yn of the serial input / parallel output register 120, and controls signals C1 to C1 to turn on and off the npn transistors Q1 to Qn constituting the discharge circuits D1 to Dn. Convert to Cn and output. Each output terminal of level conversion circuit 130 is connected to the base terminals of npn transistors Q1-Qn.

マイクロコンピュータ110は、図示しない電圧測定回路によって測定された電池ブロックB1〜Bnの各電圧(端子電圧)が入力され、電圧が高い電池ブロックを選択する。そして、電圧が高い電池ブロックを放電させるためのシリアルデータを生成し、制御部100に光信号として出力する。シリアルデータを作成する際には、温度センサ12で検出された放電回路D1〜Dnの温度が考慮される。マイクロコンピュータ110から出力されたシリアルデータは、フォトカプラPDを介して制御部100のシリアル入力/パラレル出力レジスタ120に供給される。なお、フォトカプラPR,PCは、それぞれマイクロコンピュータ110からのリセット信号、クロック信号を伝送するためのものである。マイクロコンピュータ110は、フォトカプラにより高電圧の二次電池10から電気的に絶縁される。   The microcomputer 110 receives each voltage (terminal voltage) of the battery blocks B1 to Bn measured by a voltage measurement circuit (not shown), and selects a battery block having a high voltage. Then, serial data for discharging the battery block having a high voltage is generated and output to the control unit 100 as an optical signal. When creating serial data, the temperature of the discharge circuits D1-Dn detected by the temperature sensor 12 is taken into consideration. The serial data output from the microcomputer 110 is supplied to the serial input / parallel output register 120 of the control unit 100 via the photocoupler PD. The photocouplers PR and PC are for transmitting a reset signal and a clock signal from the microcomputer 110, respectively. The microcomputer 110 is electrically insulated from the high voltage secondary battery 10 by a photocoupler.

このような構成において、マイクロコンピュータ110において放電回路D1〜Dnを作動させるか否かを判定し、判定結果に応じてマイクロコンピュータ110からのシリアルデータをフォトカプラPD、制御部100を介して放電回路D1〜Dnに供給する。放電回路D1〜Dnは、マイクロコンピュータ110からの指令に従って、二次電池10を構成する電池ブロックB1〜Bnを個別に放電させ、電池ブロックB1〜Bnの容量を均等化する。マイクロコンピュータ110は、定電力放電方式により電池ブロックB1〜Bnを放電させるが、放電電流を放電回路D1〜Dnの温度に応じて最適化することで、放電時間を短縮する。すなわち、従来においては放電電流は予め設定された範囲内としているが、本実施形態では放電回路D1〜Dnの温度に基づき、放電回路D1〜Dnが許容し得る温度範囲において最大放電電流で放電するように制御する。   In such a configuration, the microcomputer 110 determines whether or not to operate the discharge circuits D1 to Dn, and the serial data from the microcomputer 110 is discharged via the photocoupler PD and the control unit 100 according to the determination result. Supply to D1 to Dn. The discharge circuits D1 to Dn discharge the battery blocks B1 to Bn constituting the secondary battery 10 individually according to a command from the microcomputer 110, and equalize the capacities of the battery blocks B1 to Bn. The microcomputer 110 discharges the battery blocks B1 to Bn by the constant power discharge method, but shortens the discharge time by optimizing the discharge current according to the temperature of the discharge circuits D1 to Dn. In other words, the discharge current is conventionally set within a preset range, but in the present embodiment, the discharge is performed at the maximum discharge current in a temperature range that can be allowed by the discharge circuits D1 to Dn based on the temperature of the discharge circuits D1 to Dn. To control.

図2に、本実施形態の処理フローチャートを示す。まず、マイクロコンピュータ110は、放電回路D1〜Dnを作動させるか否かを判定する(S101)。この判定は、例えば以下のように行う。すなわち、各電池ブロックB1〜Bnの電圧のばらつきを算出し、算出した電圧のばらつきを所定のしきい値と大小比較し、算出した電圧のばらつきがしきい値を超える場合に、最も電圧の高い電池ブロックを放電させるべき電池ブロックとして選択する。そして、選択した電池ブロックに接続された放電回路を作動させるものと判定する。もちろん、他の方法、例えば電池ブロック毎の起電力を算出し、この起電力に基づいて判定してもよい。   FIG. 2 shows a processing flowchart of the present embodiment. First, the microcomputer 110 determines whether or not to operate the discharge circuits D1 to Dn (S101). This determination is performed as follows, for example. That is, the voltage variation of each of the battery blocks B1 to Bn is calculated, the calculated voltage variation is compared with a predetermined threshold value, and when the calculated voltage variation exceeds the threshold value, the highest voltage is obtained. The battery block is selected as a battery block to be discharged. And it determines with operating the discharge circuit connected to the selected battery block. Of course, other methods, for example, an electromotive force for each battery block may be calculated and a determination may be made based on the electromotive force.

次に、いずれかの放電回路D1〜Dnを作動させると判定した場合、マイクロコンピュータ110は、放電回路D1〜Dnの温度Tを検出し(S102)、放電回路D1〜Dnにおける許容最大温度Tmaxと検出温度Tとを比較する(S103)。そして、温度の比較結果に応じて、シリアルデータを生成して放電回路D1〜Dnに供給し、放電電流を制御する(S104)。具体的には、許容最大温度Tmaxと検出温度Tとの差(Tmax−T)が大きい程、放電電流を増大させる。マイクロコンピュータ110は、予め許容最大温度Tmaxと検出温度Tとの差と、放電電流との関係をマップあるいはテーブルとしてメモリに記憶しておき、マップあるいはテーブルを参照することにより、算出された許容最大温度Tmaxと検出温度Tとの差に対応する放電電流を読み出してシリアルデータを作成することができる。   Next, when it is determined that any one of the discharge circuits D1 to Dn is to be operated, the microcomputer 110 detects the temperature T of the discharge circuits D1 to Dn (S102), and the allowable maximum temperature Tmax in the discharge circuits D1 to Dn is determined. The detected temperature T is compared (S103). Then, according to the temperature comparison result, serial data is generated and supplied to the discharge circuits D1 to Dn to control the discharge current (S104). Specifically, the discharge current is increased as the difference (Tmax−T) between the maximum allowable temperature Tmax and the detected temperature T is larger. The microcomputer 110 stores the relationship between the difference between the allowable maximum temperature Tmax and the detected temperature T and the discharge current in advance in a memory as a map or table, and calculates the allowable maximum value by referring to the map or table. Serial data can be created by reading the discharge current corresponding to the difference between the temperature Tmax and the detected temperature T.

例えば、電池ブロックB1〜Bnの電圧のばらつきがしきい値を超え、電池ブロックB1が最も高い電圧であるとする。この場合、マイクロコンピュータ110は、電池ブロックB1を放電すべく、電池ブロックB1に接続された放電回路B1を作動させることを決定する。そして、温度データTを検出し、許容最大温度Tmaxと比較し、その差が大きい程放電電流が大きくなるようにシリアルデータを作成して放電回路D1〜Dnに供給する。放電回路B1を構成するnpnトランジスタQ1のベース端子には、許容最大温度Tmaxと検出温度Tとの差に応じたベース電流が供給され、これにより放電電流が制御される。   For example, it is assumed that the voltage variation of the battery blocks B1 to Bn exceeds the threshold value, and the battery block B1 is the highest voltage. In this case, the microcomputer 110 determines to operate the discharge circuit B1 connected to the battery block B1 in order to discharge the battery block B1. Then, the temperature data T is detected, compared with the maximum allowable temperature Tmax, serial data is generated and supplied to the discharge circuits D1 to Dn so that the discharge current increases as the difference increases. A base current corresponding to the difference between the allowable maximum temperature Tmax and the detected temperature T is supplied to the base terminal of the npn transistor Q1 constituting the discharge circuit B1, thereby controlling the discharge current.

なお、温度センサ12を放電回路D1〜Dn毎に設置し、各放電回路D1〜Dn毎に温度を検出した場合には、作動させると決定した放電回路に対応する温度を用いて放電電流を制御することは言うまでもない。例えば、放電回路B1を作動させる場合、放電回路B1の温度T1に応じて放電電流を制御する。この場合、作動させるべき放電回路の温度に応じて放電電流を制御できるので、より最適な放電が可能となる。   In addition, when the temperature sensor 12 is installed for each of the discharge circuits D1 to Dn and the temperature is detected for each of the discharge circuits D1 to Dn, the discharge current is controlled using the temperature corresponding to the discharge circuit determined to be activated. Needless to say. For example, when operating the discharge circuit B1, the discharge current is controlled according to the temperature T1 of the discharge circuit B1. In this case, since the discharge current can be controlled in accordance with the temperature of the discharge circuit to be operated, more optimal discharge can be performed.

図3に、本実施形態における、放電対象の電池ブロックの電圧電流の時間変化を示す。図において、横軸は時間tであり、左縦軸は電圧V、右縦軸は電流Iを示す。図中、符号aは電圧変化であり、符号b,c,dはそれぞれ定抵抗放電、定電流放電、定電力放電の場合の電流変化を示す。また、符号eは本実施形態の放電電流の時間変化であり、放電回路の温度を考慮した場合の時間変化である。放電開始初期においては、放電回路の温度は未だ許容最大温度Tmaxに比べて十分低温であるから、放電電流もこれに応じて従来の定電力放電の場合(符号d)に比べて増大する。その後、放電とともに放電回路の温度が上昇し、やがて許容最大温度Tmax近傍になると、従来の定電力放電の場合とほぼ同じような放電電流となる。このように、本実施形態の放電方式によれば、特に放電開始初期において放電電流を増大させることができるので、その分だけ従来に比べて放電時間を短縮することができる。   In FIG. 3, the time change of the voltage current of the battery block of discharge object in this embodiment is shown. In the figure, the horizontal axis represents time t, the left vertical axis represents voltage V, and the right vertical axis represents current I. In the figure, symbol a represents a voltage change, and symbols b, c, and d represent current changes in the case of constant resistance discharge, constant current discharge, and constant power discharge, respectively. Further, the symbol e is a time change of the discharge current of the present embodiment, which is a time change when the temperature of the discharge circuit is taken into consideration. In the initial stage of discharge, the temperature of the discharge circuit is still sufficiently lower than the allowable maximum temperature Tmax, so that the discharge current also increases in comparison with the case of the conventional constant power discharge (symbol d). Thereafter, when the temperature of the discharge circuit rises along with the discharge and eventually reaches the vicinity of the maximum allowable temperature Tmax, the discharge current becomes almost the same as in the case of the conventional constant power discharge. As described above, according to the discharge method of the present embodiment, the discharge current can be increased particularly in the initial stage of the discharge, so that the discharge time can be shortened as compared with the conventional case.

本実施形態では、放電回路D1〜Dnの温度に応じて放電電流を制御しているが、放電回路D1〜Dnの温度に加え、さらに別のパラメータを用いて放電電流を制御してもよい。図4に、電池ブロックB1〜Bnの放電時の代表的な電圧時間変化を示す。電池ブロックB1〜Bnの電圧は、放電初期においては相対的に急峻に減少し、その後相対的に穏やかに減少し、その後相対的に再び急峻に減少する特性がある。従って、図4に示すように、電圧時間変化を3つの領域A,B,Cに分けることができる。領域A,Cにおいては電圧が相対的に急峻に減少する領域であり、定電力放電する際に電圧の急減な減少を考慮して放電電流の増加分ΔIを相対的に大きく設定する。また、領域Bにおいては電圧が相対的に穏やかに減少する領域であり、定電力放電する際に電圧の穏やかな減少を考慮して放電電流の増加分ΔIも相対的に小さく設定する。マイクロコンピュータ110は、放電回路D1〜Dnの温度Tに加え、電池ブロックB1〜Bnの電圧Vを取得し、電圧Vの時間変化の傾きdV/dtを算出し、dV/dtに応じて電池ブロックB1〜Bnが図4に示す領域A〜Cのいずれの領域に位置しているかを識別し、識別した領域に応じて放電電流の増大分を制御する。   In the present embodiment, the discharge current is controlled according to the temperature of the discharge circuits D1 to Dn, but the discharge current may be controlled using another parameter in addition to the temperature of the discharge circuits D1 to Dn. FIG. 4 shows a typical voltage-time change at the time of discharging the battery blocks B1 to Bn. The voltages of the battery blocks B1 to Bn have a characteristic of decreasing relatively steeply at the initial stage of discharge, decreasing relatively gently thereafter, and then decreasing again relatively steeply. Therefore, as shown in FIG. 4, the voltage time change can be divided into three regions A, B, and C. Regions A and C are regions where the voltage decreases relatively steeply, and the discharge current increase ΔI is set relatively large in consideration of the sudden decrease in voltage when discharging at constant power. The region B is a region where the voltage decreases relatively gently, and the discharge current increase ΔI is also set relatively small in consideration of the gentle decrease of the voltage when performing constant power discharge. The microcomputer 110 acquires the voltage V of the battery blocks B1 to Bn in addition to the temperature T of the discharge circuits D1 to Dn, calculates the gradient dV / dt of the time change of the voltage V, and the battery block according to dV / dt It is identified which of the areas A to C shown in FIG. 4 B1 to Bn are located, and the increase in the discharge current is controlled according to the identified area.

図5に、この場合の処理フローチャートを示す。S201〜S203までの処理は、図2におけるS101〜S103の処理と同様である。次に、マイクロコンピュータ110は、放電させるべき電池ブロックの電圧の時間変化の傾きdV/dtを検出する(S204)。そして、検出したdV/dtに応じて当該電池ブロックが図4に示す領域A〜Cのいずれの領域に位置しているかを判定する(S205)。領域を判定する際に、当該電池ブロックの電圧を付加的に用いてもよい。例えば、dV/dtを基準値と大小比較し、基準値以下であれば領域Bであると判定し、基準値を超えていれば領域Aあるいは領域Cのいずれかであると判定し、さらに当該電池ブロックの電圧を考慮して電圧が相対的に高ければ領域Aと判定し、電圧が相対的に低ければ領域Cと判定する。dV/dtと電圧Vの2次元マップあるいは2次元テーブルを用いて領域を判定することもできる。   FIG. 5 shows a processing flowchart in this case. The processing from S201 to S203 is the same as the processing from S101 to S103 in FIG. Next, the microcomputer 110 detects the slope dV / dt of the time change of the voltage of the battery block to be discharged (S204). Then, according to the detected dV / dt, it is determined in which of the areas A to C shown in FIG. 4 the battery block is located (S205). When determining the region, the voltage of the battery block may be additionally used. For example, dV / dt is compared with a reference value, and if it is less than or equal to the reference value, it is determined that the region is B. Considering the voltage of the battery block, if the voltage is relatively high, it is determined as the region A, and if the voltage is relatively low, it is determined as the region C. The region can also be determined using a two-dimensional map or table of dV / dt and voltage V.

領域を判定した後、マイクロコンピュータ110は、S203での比較結果、及びS205での判定結果に応じて放電電流を制御する(S206)。具体的には、放電電流の増大分をΔIとすると、ΔI=K1・(Tmax−T)+K2・(領域毎の設定値)により放電電流を制御する。ここで、K1,K2は係数であり、「領域毎の設定値」は、領域A〜C毎に予め設定された定数である。(領域A,Cの設定値)>(領域Bの設定値)である。もちろん、dV/dtに応じて領域を判定するのではなく、直接的にdV/dtを用いることもできる。この場合、上式は、ΔI=K1・(Tmax−T)+K2・dV/dtとなる。   After determining the area, the microcomputer 110 controls the discharge current according to the comparison result in S203 and the determination result in S205 (S206). Specifically, assuming that the increase in the discharge current is ΔI, the discharge current is controlled by ΔI = K1 · (Tmax−T) + K2 · (set value for each region). Here, K1 and K2 are coefficients, and the “set value for each area” is a constant set in advance for each of the areas A to C. (Set values of areas A and C)> (Set value of area B). Of course, instead of determining the region according to dV / dt, dV / dt can also be used directly. In this case, the above equation is ΔI = K1 · (Tmax−T) + K2 · dV / dt.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, A various change is possible.

例えば、本実施形態において、二次電池10としてニッケル水素電池を例示したが、リチウムイオン電池であってもよい。   For example, in the present embodiment, a nickel metal hydride battery is illustrated as the secondary battery 10, but a lithium ion battery may be used.

また、本実施形態において、放電回路D1〜Dnを放電抵抗とnpnトランジスタとしたが、これに限定されるものではなく、放電抵抗を可変抵抗とし、この可変抵抗の抵抗値を制御することで放電電流を制御してもよい。   In the present embodiment, the discharge circuits D1 to Dn are discharge resistors and npn transistors. However, the present invention is not limited to this. The discharge resistors are variable resistors, and discharge is performed by controlling the resistance values of the variable resistors. The current may be controlled.

また、本実施形態において、許容最大温度Tmaxと検出温度Tとの差に応じて放電電流を制御しているが、まず、許容最大温度Tmaxと検出温度Tとを大小比較し、Tmax>Tであることを確認した上で、検出温度Tに応じて放電電流を制御してもよい。要するに、放電電流値を放電回路D1〜Dnの温度、すなわち放電回路D1〜Dnの動作温度あるいは環境温度に応じてダイナミックに変化させればよい。   In this embodiment, the discharge current is controlled according to the difference between the allowable maximum temperature Tmax and the detected temperature T. First, the allowable maximum temperature Tmax and the detected temperature T are compared in magnitude, and Tmax> T. The discharge current may be controlled according to the detected temperature T after confirming that there is. In short, the discharge current value may be dynamically changed according to the temperature of the discharge circuits D1 to Dn, that is, the operating temperature or the environmental temperature of the discharge circuits D1 to Dn.

また、本実施形態では、電池ブロック毎に放電を行っているが、複数の電池ブロックを一括して放電を行ってもよい。この場合、放電回路の数は限定されず、複数の電池ブロックで1個だけ設けてもよいし、電池ブロック毎に設けてもよい。また、温度センサの数も限定されない。このような複数の電池ブロックに対して一括して行う放電は、二次電池をリサイクルする際に電池分解の前処理として行う放電や、電池の劣化・余寿命を推定するためにSOCを測定する際に行う放電に好適に利用可能である。   Moreover, in this embodiment, although discharge is performed for every battery block, you may discharge a some battery block collectively. In this case, the number of discharge circuits is not limited, and only one battery block may be provided or may be provided for each battery block. Further, the number of temperature sensors is not limited. For such a discharge that is collectively performed on a plurality of battery blocks, a discharge is performed as a pre-treatment for battery disassembly when the secondary battery is recycled, and SOC is measured in order to estimate battery deterioration and remaining life. It can be suitably used for the discharge performed at the time.

10 二次電池(組電池)、12 温度センサ、100 制御部、110 マイクロコンピュータ、D1〜Dn 放電回路。   10 secondary battery (assembled battery), 12 temperature sensor, 100 control unit, 110 microcomputer, D1-Dn discharge circuit.

Claims (5)

二次電池を構成する電池ブロック毎に放電を行う二次電池の放電制御装置であって、
前記電池ブロック毎と接続された放電回路と、
前記放電回路の温度を検出する温度検出手段と、
前記放電回路における放電電流を、検出された前記温度及び前記電池ブロックの電圧の時間変化の傾きに応じて制御する制御回路と、
を備えることを特徴とする二次電池の放電制御装置。
A secondary battery discharge control device that discharges each battery block constituting the secondary battery,
A discharge circuit connected to each battery block;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the discharge circuit;
A control circuit that controls the discharge current in the discharge circuit according to the detected temperature and the slope of the voltage change of the battery block over time ;
A discharge control device for a secondary battery, comprising:
請求項1記載の装置において、
前記放電回路が前記電池ブロック毎に設けられており、
前記電池ブロックのうち放電すべき電池ブロックを選択し、前記放電を電池ブロック毎に行うことを特徴とする二次電池の放電制御装置。
The apparatus of claim 1.
The discharge circuit is provided for each battery block;
A secondary battery discharge control device, wherein a battery block to be discharged is selected from the battery blocks, and the discharge is performed for each battery block.
請求項1記載の装置において、
前記二次電池を構成する電池ブロックを一括して放電することを特徴とする二次電池の放電制御装置。
The apparatus of claim 1.
A discharge control device for a secondary battery, wherein the battery blocks constituting the secondary battery are discharged together.
請求項2記載の装置において、
前記温度検出手段は、前記放電回路毎に設けられ、
前記制御回路は、選択された前記電池ブロックに設けられた前記放電回路の検出された前記温度に応じて放電電流を制御することを特徴とする二次電池の放電制御装置。
The apparatus of claim 2.
The temperature detection means is provided for each of the discharge circuits,
The control circuit controls a discharge current according to the detected temperature of the discharge circuit provided in the selected battery block.
請求項1〜4のいずれかに記載の装置において、
前記制御回路は、前記放電回路の許容最大温度と、検出された前記温度との差に応じて放電電流を制御することを特徴とする二次電池の放電制御装置。
In the apparatus in any one of Claims 1-4,
The control circuit controls a discharge current according to a difference between an allowable maximum temperature of the discharge circuit and the detected temperature.
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