(57)【要約】【課題】電池の充放電や温度によって電池に通電させたくない電流が異なる場合でも、電池に発生する過電流異常を適切に検出する。【解決手段】電池２に流れる電流を検出する電流検出部９と、電池２の温度を検出する温度検出部１０と、電池２の充電中に温度検出部１０により検出される温度に応じて、又は、電池２の放電中に温度検出部１０により検出される温度に応じて、閾値Ｉｔｈを設定する閾値設定部１２１と、電流検出部９により検出される電流が閾値Ｉｔｈ以上になると、電池２に過電流異常が発生していることを検出する過電流異常検出部１２２とを備えて過電流異常検出装置１を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の温度を検出する温度検出部と、
前記電池の充電中に前記温度検出部により検出される温度に応じて、又は、前記電池の放電中に前記温度検出部により検出される温度に応じて、閾値を設定する閾値設定部と、
前記電池に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部により検出される電流が前記閾値以上になると、前記電池に過電流異常が発生していることを検出する過電流異常検出部と、
を備えることを特徴とする過電流異常検出装置。
【請求項２】
電池が搭載される車両の走行時、前記電池の充電時に比べて、閾値を小さくする閾値設定部と、
前記電池に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部により検出される電流が前記閾値以上になると、前記電池に過電流異常が発生していることを検出する過電流異常検出部と、
を備えることを特徴とする過電流異常検出装置。
【請求項３】
電池に発生する過電流異常を検出する過電流異常検出装置が、
前記電池の温度を検出し、
前記電池の充電中に前記検出した温度に応じて、又は、前記電池の放電中に前記検出した温度に応じて、閾値を設定し、
前記電池に流れる電流を検出し、
前記検出した電流が前記閾値以上になると、前記電池に過電流異常が発生していることを検出する
ことを特徴とする過電流異常検出方法。
【請求項４】
電池に発生する過電流異常を検出する過電流異常検出装置が、
前記電池が搭載される車両の走行時、前記電池の充電時に比べて、閾値を小さくし、
前記電池に流れる電流を検出し、
前記検出した電流が前記閾値以上になると、前記電池に過電流異常が発生していることを検出する
ことを特徴とする過電流異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池に発生する過電流異常の検出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池の充電中と放電中とで電池に通電させたくない電流（過電流）が異なる。また、電池の温度によって電池に通電させたくない電流が異なる。
このように、複数の要因によって電池に通電させたくない電流が異なる場合でも、電池に発生する過電流異常を適切に検出して、通電させたくない電流が電池に流れないようにすることが望まれている。
【０００３】
また、互いに並列接続される複数の電池が搭載される車両の走行中において、過電流異常が発生した電池を切り離して残りの電池を使用して車両を外部充電器の設置場所まで走行させる場合、残りの電池の容量が少ないと、車両を外部充電器の設置場所まで走行させることができないおそれがある。
【０００４】
関連する技術として、例えば、電池の温度に応じて電池に過電流異常が発生しているか否かを判断するための閾値を変えるものがある。例えば、特許文献１参照。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００７−５２０１８０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、電池の充放電や温度によって電池に通電させたくない電流が異なる場合でも、電池に発生する過電流異常を適切に検出することが可能な過電流異常検出装置及び過電流異常検出方法を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、車両の走行中において、過電流異常が発生した電池を切り離して残りの電池を使用して車両を外部充電器の設置場所まで走行させる場合、車両をできるだけ長い時間走行させることが可能な過電流異常検出装置及び過電流異常検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の過電流異常検出装置は、電池の温度を検出する温度検出部と、電池の充電中に温度検出部により検出される温度に応じて、又は、電池の放電中に温度検出部により検出される温度に応じて、閾値を設定する閾値設定部と、電池に流れる電流を検出する電流検出部と、電流検出部により検出される電流が閾値以上になると、電池に過電流異常が発生していることを検出する過電流異常検出部とを備える。
【０００９】
また、実施形態の過電流異常検出装置は、電池が搭載される車両の走行時、電池の充電時に比べて、閾値を小さくする閾値設定部と、電池に流れる電流を検出する電流検出部と、電流検出部により検出される電流が閾値以上になると、電池に過電流異常が発生していることを検出する過電流異常検出部とを備える。
【００１０】
また、実施形態の過電流異常検出方法は、電池に発生する過電流異常を検出する過電流異常検出装置が、電池の温度を検出し、電池の充電中に検出される温度に応じて、又は、電池の放電中に検出される温度に応じて、閾値を設定し、電池に流れる電流を検出し、その検出した電流が閾値以上になると、電池に過電流異常が発生していることを検出する。
【００１１】
また、実施形態の過電流異常検出方法は、電池に発生する過電流異常を検出する過電流異常検出装置が、電池が搭載される車両の走行時、電池の充電時に比べて、閾値を小さくし、電池に流れる電流を検出し、その検出した電流が閾値以上になると、電池に過電流異常が発生していることを検出する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、電池の充放電や温度によって電池に通電させたくない電流が異なる場合でも、電池に発生する過電流異常を適切に検出することができる。
また、本発明は、車両の走行時において、過電流異常が発生した電池を切り離して残りの電池を使用して車両を外部充電器の設置場所まで走行させる場合、車両をできるだけ長い時間走行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態の過電流異常検出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。
【図３】図２に示すＳ２２の動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】充電用の温度−閾値対応情報及び放電用の温度−閾値対応情報の一例を示す図である。
【図５】制御部の他の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】図５に示すＳ５２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】
【００１４】
図１は、実施形態の過電流異常検出装置の一例を示す図である。
図１に示す過電流異常検出装置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の車両に搭載され、互いに並列接続される複数の電池２（２−１〜２−ｎ）に過電流異常（電池２に通電させたくない電流が流れてしまう異常）が発生したことを検出する。各電池２は、それぞれ、直列接続される複数の二次電池（例えば、リチウムイオン電池）により構成されている。なお、各電池２は、それぞれ、一つの二次電池により構成されてもよい。
【００１５】
各電池２の充電時、車両の外部に設けられる外部充電器３は、車両に設けられる充電制御部４から送信される電流指令値Ｉｃ１に応じた電力を車両に供給し、車両に設けられる内部充電器５は、外部充電器３から供給される電力を各電池２に供給し、各電池２を充電する。
【００１６】
車両の走行時、車両に設けられる電力変換部６は、走行用モータ７が電力を消費する場合、各電池２から供給される直流電力を、走行制御部８から送られてくる電流指令値Ｉｃ２に応じた交流電力に変換して走行用モータ７に供給する。また、車両の走行時、電力変換部６は、走行用モータ７において回生電力が発生する場合、その回生電力を、電流指令値Ｉｃ２に応じた直流電力に変換して各電池２に供給し、各電池２を充電する。
【００１７】
過電流異常検出装置１は、各電池２にそれぞれ対応する電流検出部９（９−１〜９−ｎ）と、各電池２にそれぞれ対応する温度検出部１０（１０−１〜１０−ｎ）と、各電池２にそれぞれ対応するスイッチ１１（１１−１〜１１−ｎ）と、制御部１２と、記憶部１３とを備える。例えば、電流検出部９は電流センサを有し、温度検出部１０は温度センサを有する。スイッチ１１はトランジスタなどの半導体スイッチや機械式リレーなどにより構成される。制御部１２はＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）により構成される。記憶部１３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などにより構成される。
【００１８】
電流検出部９−１は電池２−１に流れる電流Ｉ１を検出する。また、電流検出部９−ｎは電池２−ｎに流れる電流Ｉｎを検出する。
温度検出部１０−１は電池２−１の温度Ｔ１を検出する。また、温度検出部１０−ｎは電池２−ｎの温度Ｔｎを検出する。
【００１９】
スイッチ１１−１は各電池２の接続点と電池２−１との間に設けられ、スイッチ１１−１がオンすると、電池２−１が他の電池２と電気的に接続され、スイッチ１１−１がオフすると、電池２−１が他の電池２から電気的に切り離される。また、スイッチ１１−ｎは各電池２の接続点と電池２−ｎとの間に設けられ、スイッチ１１−ｎがオンすると、電池２−ｎが他の電池２と電気的に接続され、スイッチ１１−ｎがオフすると、電池２−ｎが他の電池２から電気的に切り離される。
【００２０】
制御部１２は、閾値設定部１２１と、過電流異常検出部１２２と、スイッチ制御部１２３とを備える。閾値設定部１２１、過電流異常検出部１２２、及びスイッチ制御部１２３は、例えば、ＣＰＵなどが記憶部１３に記憶されているプログラムを読み出し実行することによって実現される。
【００２１】
閾値設定部１２１は、充電制御部４から送られてくる充放電状態情報や走行制御部８から送られてくる走行状態情報などに基づいて、電池２−１〜２−ｎに対応する閾値Ｉｔｈ１〜Ｉｔｈｎを設定する。充放電状態情報は、電池２−１〜２−ｎが充電中又は放電中であることを示している。走行状態情報は、車両が走行中であるか否かを示している。
【００２２】
過電流異常検出部１２２は、電流検出部９−１により検出される電流Ｉ１が閾値Ｉｔｈ１以上になると、電池２−１に過電流異常が発生していることを検出する。また、過電流異常検出部１２２は、電流検出部９−ｎにより検出される電流Ｉｎが閾値Ｉｔｈｎ以上になると、電池２−ｎに過電流異常が発生していることを検出する。
【００２３】
スイッチ制御部１２３は、過電流異常検出部１２２により電池２−１に過電流異常が発生していることが検出されると、スイッチ１１−１をオフさせて、電池２−１を他の電池２から電気的に切り離す。また、スイッチ制御部１２３は、過電流異常検出部１２２により電池２−ｎに過電流異常が発生していることが検出されると、スイッチ１１−ｎをオフさせて、電池２−ｎを他の電池２から電気的に切り離す。
【００２４】
図２は、制御部１２の動作の一例を示すフローチャートである。なお、図２に示す動作は、一定時間経過毎に行われるものとする。
まず、閾値設定部１２１は、温度検出部１０により検出される温度Ｔを取得する（Ｓ２１）。
【００２５】
次に、閾値設定部１２１は、電池２の充電中に温度検出部１０により検出される温度Ｔに応じて閾値Ｉｔｈを設定する、又は、電池２の放電中に温度検出部１０により検出される温度Ｔに応じて閾値Ｉｔｈを設定する（Ｓ２２）。
【００２６】
次に、過電流異常検出部１２２は、電流検出部９により検出される電流Ｉを取得し（Ｓ２３）、その電流Ｉが閾値Ｉｔｈ以上であると判断すると（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、その電流Ｉに対応する電池２に過電流異常が発生していることを検出する（Ｓ２５）。
【００２７】
また、過電流異常検出部１２２は、電流Ｉ１が閾値Ｉｔｈよりも小さいと判断すると（Ｓ２４：Ｎｏ）、過電流異常検出処理を終了する。
図３は、図２に示すＳ２２の動作の一例を示すフローチャートである。
【００２８】
まず、閾値設定部１２１は、充放電状態情報を取得し（Ｓ３１）、その充放電状態情報に基づいて、電池２が充電中であるか否かを判断する（Ｓ３２）。
次に、閾値設定部１２１は、電池２が充電中であると判断すると（Ｓ３２：Ｙｅｓ）、記憶部１３に記憶されている充電用の温度−閾値対応情報を参照して、図２のＳ２１で取得した温度Ｔに対応する閾値を取得し閾値Ｉｔｈとして設定する（Ｓ３３）。
【００２９】
例えば、電池２−１の充電中、温度Ｔ１が４０℃である場合、閾値設定部１２１は、図４（ａ）に示す充電用の温度−閾値対応情報を参照して、４０℃に対応する１００Ａを閾値Ｉｔｈ１として設定する。なお、図４（ａ）に示す各閾値は、電池２の温度が高くなるに従って小さい値に設定されているとともに、電池２に通電させたくない電流に応じた値に設定されているものとする。
【００３０】
また、閾値設定部１２１は、電池２が充電中でないと判断すると（Ｓ３２：Ｎｏ）、電池２が放電中であると判断し、放電用の温度−閾値対応情報を参照して、図２のＳ２１で取得した温度Ｔに対応する閾値を閾値Ｉｔｈとして設定する（Ｓ３４）。
【００３１】
例えば、電池２−１の放電中、温度Ｔ１が４０℃である場合、閾値設定部１２１は、図４（ｂ）に示す放電用の温度−閾値対応情報を参照して、４０℃に対応する１２０Ａを閾値Ｉｔｈ１として設定する。なお、図４（ｂ）に示す各閾値は、電池２の温度が高くなるに従って小さい値に設定されているとともに、電池２に通電させたくない電流に応じた値に設定されているものとする。また、図４（ｂ）に示す各閾値は、図４（ａ）の同じ温度に対応する閾値に比べて、大きい値に設定されているものとする。
【００３２】
このように、閾値Ｉｔｈを電池２の充放電や温度に応じた適切な値に設定することにより、電池２に発生する過電流異常を適切に検出することができる。すなわち、電池２の充放電や温度によって電池２に通電させたくない電流が異なる場合でも、電池２に発生する過電流異常を適切に検出することができる。これにより、過電流異常が発生した電池２を電気的に切り離すことで、通電させたくない電流が電池２や電池２に接続される部品（電線など）に流れないようにすることができる。
【００３３】
なお、車両に電池２−１が一つのみ備えられる場合、過電流異常検出装置１は電流検出部９−１、温度検出部１０−１、スイッチ１１−１をそれぞれ一つのみ備え、閾値設定部１２１は閾値Ｉｔｈ１のみを設定し、過電流異常検出部１２２は電池２−１のみに対して過電流異常が発生していることを検出する。
【００３４】
図５は、制御部１２の他の動作の一例を示すフローチャートである。なお、図５に示す動作は、一定時間経過毎に行われるものとする。
まず、閾値設定部１２１は、走行状態情報を取得し（Ｓ５１）、その走行状態情報に基づいて、車両の走行時であること又は電池２が充電時であることを判断し、車両の走行時であるときの閾値Ｉｔｈを設定する、又は、電池２が充電時であるときの閾値Ｉｔｈを設定する（Ｓ５２）。
【００３５】
次に、過電流異常検出部１２２は、電流検出部９により検出される電流Ｉを取得し（Ｓ５３）、電流Ｉが閾値Ｉｔｈ以上であると判断すると（Ｓ５４：Ｙｅｓ）、その電流Ｉに対応する電池２に過電流異常が発生していることを検出し（Ｓ５５）、その電池２を他の電池２から電気的に切り離す（Ｓ５６）。
【００３６】
また、過電流異常検出部１２２は、電流Ｉが閾値Ｉｔｈよりも小さいと判断すると（Ｓ５４：Ｎｏ）、過電流異常検出処理を終了する。
図６は、図５に示すＳ５２の動作の一例を示すフローチャートである。
【００３７】
まず、閾値設定部１２１は、図５のＳ５１で取得した走行状態情報に基づいて、車両が走行時であるか否かを判断する（Ｓ６１）。
閾値設定部１２１は、車両が走行時でないと判断すると（Ｓ６１：Ｎｏ）、電池２が充電時であると判断し、予め決められている閾値Ｉｔｈを記憶部１３から取得する（Ｓ６２）。
【００３８】
また、閾値設定部１２１は、車両が走行時であると判断すると（Ｓ６１：Ｙｅｓ）、予め決められている閾値Ｉｔｈを記憶部１３から取得し、電池２が充電時であるときに使用される閾値Ｉｔｈに比べて、その取得した閾値Ｉｔｈを小さくする（Ｓ６３）。
【００３９】
このように、車両の走行時の閾値Ｉｔｈを、電池２の充電時に比べて、小さくすることにより、例えば、車両の走行時に電池２−１に過電流異常が発生して電池２−１を切り離したときの残りの電池２の容量を、電池２の充電時に電池２−１に過電流異常が発生して電池２−１を切り離したときの残りの電池２の容量よりも大きくすることができる。これにより、車両の走行時に電池２−１に過電流異常が発生する場合、電池２の充電時に電池２−１に過電流異常が発生する場合に比べて、車両を長い時間走行させることができる。すなわち、車両の走行時において、過電流異常が発生した電池２を切り離して残りの電池２を使用して車両を外部充電器３の設置場所まで走行させる場合、車両をできるだけ長い時間走行させることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  過電流異常検出装置
２  電池
３  外部充電器
４  充電制御部
５  内部充電器
６  電力変換部
７  走行用モータ
８  走行制御部
９  電流検出部
１０  温度検出部
１１  スイッチ
１２  制御部
１３  記憶部
１２１  閾値設定部
１２２  過電流異常検出部
１２３  スイッチ制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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