特開 2023-140952 バッテリ管理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023140952

(43)【公開日】2023-10-05

(54)【発明の名称】バッテリ管理装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/42 20060101AFI20230928BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20230928BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20230928BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20230928BHJP

   H02J 7/02 20160101ALI20230928BHJP

   G01R 31/392 20190101ALI20230928BHJP

   G01R 31/387 20190101ALI20230928BHJP

   G01R 31/385 20190101ALI20230928BHJP

   G01R 31/382 20190101ALI20230928BHJP

   G01R 31/3828 20190101ALI20230928BHJP

【ＦＩ】

H01M10/42 P

H01M10/48 P

H01M10/44 Q

H02J7/00 Y

H02J7/02 J

G01R31/392

G01R31/387

G01R31/385

G01R31/382

G01R31/3828

【審査請求】有

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022047043

(22)【出願日】2022-03-23

(71)【出願人】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】菊地 拓也

(72)【発明者】

【氏名】山根 太志

【テーマコード（参考）】

2G216

5G503

5H030

【Ｆターム（参考）】

2G216BA01

2G216BA02

2G216BA21

2G216BA61

2G216BA64

5G503AA07

5G503BA04

5G503BB01

5G503EA08

5H030AA06

5H030AS06

5H030AS08

5H030BB01

5H030FF41

(57)【要約】

【課題】安全性の確保および利便性の向上を実現できるバッテリ管理装置を提供すること。
【解決手段】バッテリ管理装置は、車両に搭載され、並列に接続された複数のバッテリパックのうちの１つが劣化していると判定されてから、前記複数のバッテリパックの全部に充電される電気量の積算値を算出する算出部と、前記積算値が第１閾値を越えた場合に、前記車両を充電禁止と判定し、その後、当該バッテリパックの充電量が第２閾値以下となった場合に、当該バッテリパックを放電禁止と判定する判定部と、を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載され、並列に接続された複数のバッテリパックのうちの１つが劣化していると判定されてから、前記複数のバッテリパックの全部に充電される電気量の積算値を算出する算出部と、
前記積算値が第１閾値を越えた場合に、前記車両を充電禁止と判定し、その後、当該バッテリパックの充電量が第２閾値以下となった場合に、当該バッテリパックを放電禁止と判定する判定部と、を有する、
バッテリ管理装置。

【請求項2】

前記複数のバッテリパックのそれぞれには、
当該バッテリパックの劣化の判定および当該バッテリパックの充電量の算出を行うコンピュータが含まれ、
前記バッテリ管理装置は、
前記複数のバッテリパックの外部に設けられ、前記コンピュータから、前記劣化の判定の結果を示す情報および前記充電量を示す情報を受信する、
請求項１に記載のバッテリ管理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、バッテリ管理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、自動車において、車載バッテリの劣化度（ＳＯＨ：State Of Health）を検知し、その劣化度と閾値とを比較することにより、車載バッテリが劣化したか否かを判定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－８６８１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

車載バッテリが劣化したと判定された場合、車載バッテリの使用が制限され、自動車の走行が停止される場合があった。よって、安全性および利便性の点で改善の余地があった。

【0005】

本開示の一態様の目的は、安全性の確保および利便性の向上を実現できるバッテリ管理装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様に係るバッテリ管理装置は、車両に搭載され、並列に接続された複数のバッテリパックのうちの１つが劣化していると判定されてから、前記複数のバッテリパックの全部に充電される電気量の積算値を算出する算出部と、前記積算値が第１閾値を越えた場合に、前記車両の充電禁止と判定し、その後、当該バッテリパックの充電量が第２閾値以下となった場合に、当該バッテリパックを放電禁止と判定する判定部と、を有する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、安全性の確保および利便性の向上を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の実施の形態に係るバッテリパックシステムの構成を示す模式図

【図2】本開示の実施の形態に係るＭＢＭＳの構成を示すブロック図

【図3】本開示の実施の形態に係るＭＢＭＳの動作を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

【0010】

まず、本実施の形態に係るバッテリパックシステム１の構成について、図１を用いて説明する。図１は、バッテリパックシステム１の構成例を示す模式図である。

【0011】

図１に示すバッテリパックシステム１は、車両（例えば、電気自動車）に搭載される。

【0012】

バッテリパックシステム１は、１つのＭＢＭＳ（Master Battery Management System）１０、複数のバッテリパック２０、１つのＶＣＵ(Vehicle Control Unit)３０を有する。

【0013】

複数のバッテリパック２０は、並列に接続されている。各バッテリパック２０には、ＰＢＭＳ（Pack Battery Management System）２１が含まれる。なお、図示は省略するが、各バッテリパック２０には、充放電可能な二次電池、高電圧リレー（例えば、正極側リレー、負極側リレー）、抵抗器、電圧計、電流計等も含まれる。各バッテリパック２０は、交換可能である。

【0014】

ＶＣＵ３０は、自動車の全般的な制御を行うコンピュータである。

【0015】

ＭＢＭＳ１０は、主に、各バッテリパック２０の管理を行うコンピュータである。なお、ＭＢＭＳ１０は、「バッテリ管理装置」の一例に相当する。

【0016】

ＰＢＭＳ２１は、主に、バッテリパック２０の状態を監視したり、高電圧リレーの駆動を制御したりするコンピュータである。バッテリパック２０の状態としては、例えば、バッテリパック２０内の電流、電圧、温度や、劣化度、充電量（ＳＯＣ：State Of Charge）等が挙げられる。

【0017】

ＭＢＭＳ１０と、ＶＣＵ３０、ＰＢＭＳ２１のそれぞれとは、ＣＡＮ（Controller Area Network）による通信を行う。

【0018】

以上、バッテリパックシステム１の構成について説明した。

【0019】

次に、本実施の形態に係るＭＢＭＳ１０の構成について、図２を用いて説明する。図２は、ＭＢＭＳ１０の構成例を示すブロック図である。

【0020】

図示は省略するが、ＭＢＭＳ１０は、ハードウェアとして、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、コンピュータプログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）、作業用メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）等を有する。以下に説明する機能は、ＣＰＵがＲＯＭから読み出したコンピュータプログラムをＲＡＭにて実行することにより実現される。

【0021】

図２に示すように、ＭＢＭＳ１０は、算出部１１０および判定部１２０を有する。

【0022】

算出部１１０は、複数のバッテリパック２０のうちの１つが劣化していると判定された場合、複数のバッテリパック２０の全部に充電される電気量（以下、総充電電気量という）の積算値を算出する。

【0023】

具体的には、図１に示す複数のバッテリパック２０のそれぞれでは、ＰＢＭＳ２１は、随時、劣化度が予め定められた劣化閾値を下回ったか否かを判定している。そして、ＰＢＭＳ２１は、劣化度が劣化閾値を下回った場合、バッテリパック２０が劣化している旨を示す情報（以下、劣化判定情報という）をＭＢＭＳ１０へ送信する。ＭＢＭＳ１０の算出部１１０は、劣化判定情報を受信すると、その時点から、総充電電気量の積算を開始する。

【0024】

判定部１２０は、上記積算値が予め定められた第１閾値を越えたか否かを判定する。

【0025】

積算値が第１閾値を越えていない場合、算出部１１０は、積算値の算出を継続する。すなわち、積算値の算出は、積算値が第１閾値を超えるまで繰り返される。

【0026】

一方、積算値が第１閾値を越えた場合、判定部１２０は、車両を充電禁止と判定する。これ以降、車両自体の充電が禁止される。

【0027】

その後、判定部１２０は、劣化しているバッテリパック２０（以下、劣化バッテリパック２０という）のＰＢＭＳ２１から充電量情報を受信し、それに示される充電量が予め定められた第２閾値以下であるか否かを判定する。

【0028】

充電量が第２閾値以下ではない場合、判定部１２０は、再び、劣化バッテリパック２０のＰＢＭＳ２１から充電量情報を受信し、それに示される充電量が第２閾値以下であるか否かを判定する。

【0029】

一方、充電量が第２閾値以下である場合、判定部１２０は、劣化バッテリパック２０を放電禁止と判定する。これ以降、劣化バッテリパック２０の放電が禁止され、自動車の走行は不可能となる。なお、判定部１２０は、劣化バッテリパック２０を含む全てのバッテリパック２０を放電禁止と判定してもよい。また、本実施の形態では、判定部１２０は、劣化バッテリパック２０の充電量のみに基づいて放電禁止の判定を行う場合を例に挙げたが、劣化バッテリパック２０を含む全てのバッテリパックの充電量に基づいて、放電禁止の判定を行ってもよい。

【0030】

以上、ＭＢＭＳ１０の構成について説明した。

【0031】

次に、ＭＢＭＳ１０の動作について、図３を用いて説明する。図３は、ＭＢＭＳ１０の動作を示すフローチャートである。

【0032】

図３に示すフローは、例えば、ＭＢＭＳ１０が、複数のＰＢＭＳ２１のうちの１つから劣化判定情報を受信した際に開始される。

【0033】

まず、算出部１１０は、総充電電気量の積算を実行する（ステップＳ１）。

【0034】

次に、判定部１２０は、積算値が第１閾値を越えたか否かを判定する（ステップＳ２）。

【0035】

積算値が第１閾値を越えていない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、フローは、ステップＳ１へ戻る。この場合、算出部１１０は、再度、総充電電気量の積算を実行する。

【0036】

一方、積算値が第１閾値を越えた場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、判定部１２０は、車両を充電禁止と判定する（ステップＳ３）。これ以降、車両自体の充電が禁止される。

【0037】

次に、判定部１２０は、劣化バッテリパック２０のＰＢＭＳ２１から充電量情報を受信する（ステップＳ４）。

【0038】

次に、判定部１２０は、充電量情報に示される充電量が第２閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ５）。

【0039】

充電量が第２閾値以下ではない場合（ステップＳ５：ＮＯ）、フローは、ステップＳ４へ戻る。この場合、判定部１２０は、再度、劣化バッテリパック２０のＰＢＭＳ２１から充電量情報を受信する。

【0040】

一方、充電量が第２閾値以下である場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、判定部１２０は、劣化バッテリパック２０を放電禁止と判定する（ステップＳ６）。これ以降、劣化バッテリパック２０の放電が禁止され、自動車の走行は不可能となる。なお、ステップＳ６において、判定部１２０は、劣化バッテリパック２０を含む全てのバッテリパック２０を放電禁止と判定してもよい。

【0041】

以上説明したように、本実施の形態のＭＢＭＳ１０は、車両に搭載され、並列に接続された複数のバッテリパックのうちの１つが劣化していると判定されてから、複数のバッテリパックの全部に充電される電気量の積算値を算出する算出部１１０と、積算値が第１閾値を越えた場合に、車両を充電禁止と判定し、その後、当該バッテリパックの充電量が第２閾値以下となった場合に、当該バッテリパックを放電禁止と判定する判定部１２０と、を有することを特徴とする。

【0042】

従来では、所定のバッテリパックが劣化したと判定された場合、直ちにバッテリパックの使用が制限され、自動車の走行が停止される場合があった。よって、望ましくない場所で自動車が立ち往生するおそれもあった。

【0043】

これに対し、本実施の形態のＭＢＭＳ１０では、上記特徴により、所定のバッテリパックが劣化したと判定されても、総充電電気量の積算値が第１閾値を越え、さらに、劣化バッテリパックの充電量が第２閾値以下となるまで、充放電の禁止を引き延ばすことができる。よって、バッテリパックが劣化したと判定された後、自動車を安全な場所（例えば、バッテリパックを交換できる場所）まで走行させることができる。すなわち、本実施の形態のＭＢＭＳ１０は、安全性の確保および利便性の向上を実現できる。

【0044】

なお、本開示は、上記実施の形態の説明に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0045】

本開示のバッテリ管理装置は、バッテリが劣化した際の延命措置として有用である。

【符号の説明】

【0046】

１ バッテリパックシステム
１０ ＭＢＭＳ
２０ バッテリパック
２１ ＰＢＭＳ
３０ ＶＣＵ
１１０ 算出部
１２０ 判定部

【図1】

【図2】

【図3】