(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列接続される複数の電池モジュールを備える蓄電装置であって、
前記複数の電池モジュールにそれぞれ接続されるスイッチと、
前記複数の電池モジュールのうちの少なくとも１つの電池モジュールの状態が異常確定前状態になると、充電器から当該蓄電装置へ供給される電力を電流指令値に基づいて小さくさせ、前記異常確定前状態の電池モジュールが異常確定状態になると、前記異常確定状態の電池モジュールが他の電池モジュールから電気的に切り離されるように前記スイッチの動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記電流指令値＝前記電池モジュールの許容電流×（互いに電気的に接続されている前記電池モジュールの数−前記異常確定前状態の電池モジュールの数）を計算して前記電流指令値を求めることにより、前記充電器から当該蓄電装置へ供給される電力を制御する
ことを特徴とする蓄電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄電装置であって、
前記制御部は、前記電池モジュールの異常を検出した回数が、異常確定前閾値よりも大きい場合、その電池モジュールを前記異常確定前状態にし、前記電池モジュールの異常を検出した回数が、前記異常確定前閾値よりも値が大きい異常確定閾値よりも大きい場合、その電池モジュールを前記異常確定前状態から前記異常確定状態に変更する
ことを特徴とする蓄電装置。
【請求項３】
請求項２に記載の蓄電装置であって、
前記異常確定前閾値は、１以上である
ことを特徴とする蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに並列接続される複数の電池モジュールを有する蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動フォークリフトやプラグインハイブリッド車など、電動モータの動力を利用して走行する車両の普及に伴い、車両に搭載される蓄電装置の技術の向上が図られている。例えば、互いに並列接続される複数の電池モジュールのうちの何れかの電池モジュールに異常が検出されると、その電池モジュールを他の電池モジュールから電気的に切り離す機能を有する蓄電装置がある。例えば、特許文献１〜３参照。
【０００３】
このような蓄電装置では、異常状態の蓄電装置を他の電池モジュールから切り離すとき、残りの電池モジュールに許容電流を超える電流が流れないように、充電器から蓄電装置へ供給される電力を小さくさせる必要がある。
【０００４】
しかしながら、蓄電装置から充電器への電流指令値の通信時間や充電器の出力電流の制御時間の分、充電器から蓄電装置へ供給される電力が変化するタイミングが、電流指令値を変化させるタイミングよりも遅れてしまう。そのため、異常状態の電池モジュールを他の電池モジュールから切り離すと同時に電流指令値を小さくしても、充電器から蓄電装置へ供給される電力が小さくなる前に、異常状態の電池モジュールが他の電池モジュールから切り離されてしまい、残りの電池モジュールに許容電流を超える電流が流れてしまうおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１８５２２８号公報
【特許文献２】特開２０１３−２５５３２５号公報
【特許文献３】特開２０１４−０５０１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、互いに並列接続される複数の電池モジュールを有する蓄電装置において、異常状態の電池モジュールを他の電池モジュールから切り離すとき、残りの電池モジュールに許容電流を超える電流が流れないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の蓄電装置は、並列接続される複数の電池モジュールを備える蓄電装置であって、前記複数の電池モジュールにそれぞれ接続されるスイッチと、前記複数の電池モジュールのうちの少なくとも１つの電池モジュールの状態が異常確定前状態になると、充電器から当該蓄電装置へ供給される電力を小さくさせ、前記異常確定前状態の電池モジュールの状態が異常確定状態になると、前記異常確定状態の電池モジュールが他の電池モジュールから電気的に切り離されるように前記スイッチの動作を制御する制御部とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、互いに並列接続される複数の電池モジュールを有する蓄電装置において、異常状態の電池モジュールを他の電池モジュールから切り離すとき、残りの電池モジュールに許容電流を超える電流が流れないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態の蓄電装置の一例を示す図である。
【図２】制御部の動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、実施形態の蓄電装置の一例を示す図である。
図１に示す蓄電装置１は、例えば、電動フォークリフトやプラグインハイブリッド車など、電動モータの動力を利用して走行する車両に搭載される電池パックであり、車両に搭載される走行用の電動モータや電装部品などに電力を供給する。
【００１１】
また、蓄電装置１は、互いに並列接続される電池モジュール２（２−１〜２−ｎ）と、各電池モジュール２に直列接続されるスイッチ３（３−１〜３−ｎ）と、制御部４とを備える。
【００１２】
各電池モジュール２は、例えば、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池などの１以上の二次電池が直列接続されて構成される。
各スイッチ３は、例えば、機械式リレーやＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）などの半導体スイッチである。なお、図１の例では、各スイッチ３が電池モジュール２のプラス端子側に設けられているが、電池モジュール２のマイナス端子側に設けられていてもよい。スイッチ３がオンからオフになると、そのスイッチ３に接続される電池モジュール２が他の電池モジュール２から電気的に切り離される。また、スイッチ３がオンであるとき、そのスイッチ３に接続されるすべての電池モジュール２が互いに電気的に接続されている。
【００１３】
制御部４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、又はプログラマブルなディバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）である。
【００１４】
また、制御部４は、充電中、制御タイミング毎に、各電池モジュール２に対して異常検出処理を行う。例えば、制御部４は、電池モジュール２−１が過充電状態又は過放電状態であることを判断することにより、電池モジュール２−１の異常を検出する。また、制御部４は、電池モジュール２−１が異常である旨を制御部４以外の制御部から受信することにより、電池モジュール２−１の異常を検出してもよい。
【００１５】
また、制御部４は、充電中、制御タイミング毎に、充電器５から蓄電装置１へ供給される電力（電流）を制御する。例えば、制御部４は、「電流指令値＝電池モジュール２の許容電流×（互いに電気的に接続されている電池モジュール２の数−異常確定前状態の電池モジュール２の数）を計算し、その電流指令値を充電器５へ送信する。充電器５は、受信した電流指令値に応じた電流が充電器５から蓄電装置１へ流れるように、自身の出力電流を制御する。これにより、電流指令値が小さくなると、充電器５から蓄電装置１へ供給される電力（電流）も小さくなる。
【００１６】
また、制御部４は、充電中、各電池モジュール２のうちの少なくとも１つの電池モジュール２が異常確定状態になると、その異常確定状態の電池モジュール２が他の電池モジュール２から電気的に切り離されるように各スイッチ３の動作を制御する。例えば、制御部４は、電池モジュール２−１が異常確定状態になると、電池モジュール２−１に接続されるスイッチ３−１をオンからオフに切り替え、残りのスイッチ３−２〜３−ｎをそれぞれオンのままにする。これにより、異常確定状態の電池モジュール２−１が他の電池モジュール２−２〜２−ｎから電気的に切り離される。
【００１７】
図２は、制御部４の動作の一例を示すフローチャートである。なお、図２に示すフローチャートは、制御タイミング毎に繰り返し行われるものとする。
まず、制御部４は、すべての電池モジュール２に対して異常を検出しない場合（Ｓ２１：Ｎｏ）、互いに電気的に接続されている電池モジュール２の数や異常確定前状態の電池モジュール２の数を変更せずに、充電器５から蓄電装置１へ供給される電力（電流）を制御する（Ｓ２２）。
【００１８】
また、制御部４は、各電池モジュール２のうちの少なくとも１つの電池モジュール２に対して異常を検出し（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、その電池モジュール２に対応する異常カウンタの値（電池モジュール２の異常を検出した回数）をインクリメントする（Ｓ２３）。また、制御部４は、その異常カウンタの値が異常確定閾値及び異常確定前閾値以下である場合（Ｓ２４：Ｎｏ、Ｓ２５：Ｎｏ）、互いに電気的に接続されている電池モジュール２の数や異常確定前状態の電池モジュール２の数を変更せずに、充電器５から蓄電装置１へ供給される電力（電流）を制御する（Ｓ２２）。
【００１９】
一方、制御部４は、各電池モジュール２のうちの少なくとも１つの電池モジュール２に対して異常を検出し（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、その電池モジュール２に対応する異常カウンタの値（電池モジュール２の異常を検出した回数）をインクリメントする（Ｓ２３）。また、制御部４は、その異常カウンタの値が異常確定閾値以下で、かつ、異常確定前閾値よりも大きい場合（Ｓ２４：Ｎｏ、Ｓ２５：Ｙｅｓ）、その電池モジュール２の状態を「正常状態」から「異常確定前状態」に変更し（Ｓ２６）、異常確定前状態の電池モジュール２の数を変更して充電器５から蓄電装置１へ供給される電力（電流）を制御する（Ｓ２７）。
【００２０】
また、制御部４は、各電池モジュール２のうちの少なくとも１つの電池モジュール２に対して異常を検出し（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、その電池モジュール２に対応する異常カウンタの値をインクリメントする（Ｓ２３）。また、制御部４は、その異常カウンタの値が異常確定閾値よりも大きい場合（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、その電池モジュール２の状態を「異常確定前状態」から「異常確定状態」に変更し（Ｓ２８）、互いに電気的に接続されている電池モジュール２の数や異常確定前状態の電池モジュール２の数を変更して充電器５から蓄電装置１へ供給される電力（電流）を制御し（Ｓ２９）、異常確定状態の電池モジュール２が他の電池モジュール２から切り離されるように各スイッチ３の動作を制御する（Ｓ３０）。
【００２１】
例えば、蓄電装置１に備えられる、すべての電池モジュール２−１〜２−５に対して異常が検出されない場合を想定する。なお、電池モジュール２の許容電流を４０［Ａ］とする。
【００２２】
この場合、制御部４は、「電流指令値＝電池モジュール２の許容電流：４０［Ａ］×（互いに電気的に接続されている電池モジュール２の数：「５」−異常確定前状態の電池モジュール２の数：「０」）」を計算することにより電流指令値：２００［Ａ］を求める。充電器５から蓄電装置１へは２００［Ａ］の電流が流れ、各電池モジュール２−１〜２−５には、それぞれ、許容電流を超えない４０［Ａ］の電流が流れる。
【００２３】
次の制御タイミングにおいて、例えば、電池モジュール２−１〜２−５のうちの電池モジュール２−１に対して、異常が検出される場合を想定する。なお、異常確定前閾値を「０」とする。
【００２４】
この場合、制御部４は、電池モジュール２−１に対応する異常カウンタの値を「０」から「１」にインクリメントし、その異常カウンタの値が異常確定前閾値よりも大きくなると、電池モジュール２−１の状態を「正常状態」から「異常確定前状態」に変更し、異常確定前状態の電池モジュール２の数を「０」から「１」に変更し、「電流指令値＝電池モジュール２の許容電流：４０［Ａ］×（互いに電気的に接続されている電池モジュール２の数：「５」−異常確定前状態の電池モジュール２の数：「１」）を計算することにより電流指令値：１６０［Ａ］を求める。充電器５から蓄電装置１へは、１６０［Ａ］の電流が流れ、各電池モジュール２−１〜２−５には、それぞれ、許容電流を超えない３２［Ａ］の電流が流れる。
【００２５】
さらに次の制御タイミングにおいて、例えば、継続して、電池モジュール２−１に対して、異常が検出される場合を想定する。なお、異常確定閾値を「１」とする。
この場合、制御部４は、電池モジュール２−１に対応する異常カウンタの値を「１」から「２」にインクリメントし、その異常カウンタの値が異常確定閾値よりも大きくなると、電池モジュール２−１の状態を「異常確定前状態」から「異常確定状態」に変更し、互いに電気的に接続されている電池モジュール２の数を「５」から「４」に変更するとともに、異常確定前状態の電池モジュール２の数を「１」から「０」に変更し、「電流指令値＝電池モジュール２の許容電流：４０［Ａ］×（互いに電気的に接続されている電池モジュール２の数：「４」−異常確定前状態の電池モジュール２の数：「０」）を計算することにより電流指令値：１６０［Ａ］を求める。充電器５から蓄電装置１へは、電池モジュール２−１が切り離される直前と同様に、１６０［Ａ］の電流が流れ、各電池モジュール２−２〜２−５には、それぞれ、許容電流を超えない４０［Ａ］の電流が流れる。
【００２６】
なお、上記実施例では、異常確定前閾値を「０」に設定しているが、異常確定前閾値を「１」以上に設定してもよい。異常確定前閾値を「１」以上に設定することにより、ある電池モジュール２に対して、正常状態であるにもかかわらず異常が検出されて異常カウンタの値がインクリメントされてしまっても、その電池モジュール２の状態が「正常状態」から「異常確定前状態」に変更され難くなるため、異常の誤検出による充電器５から蓄電装置１への電力低下を抑えることができる。
【００２７】
このように、実施形態の蓄電装置１では、異常確定状態の電池モジュール２が他の電池モジュール２から切り離される前において、異常確定前状態の電池モジュール２の数の分だけ、充電器５から蓄電装置１へ供給される電力（電流）を小さくさせている。これにより、充電器５から蓄電装置１へ供給される電力（電流）が変化するタイミングが、異常確定状態の電池モジュール２が他の電池モジュール２から切り離されるタイミングよりも遅れる場合でも、各電池モジュール２に許容電流を超える電流が流れないようにすることができる。
【符号の説明】
【００２８】
１  蓄電装置
２  電池モジュール
３  スイッチ
４  制御部
５  充電器
【図１】
0006409582.tif 000002
【図２】
0006409582.tif 000003