JP2000287372A - Method and device for using lithium-ion secondary battery - Google Patents
Method and device for using lithium-ion secondary batteryInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】２次電池を利用した蓄電シス
テムに関するものである。The present invention relates to a power storage system using a secondary battery.
【０００２】[0002]
【従来の技術】充電することが可能な２次電池として鉛
電池があるが、鉛電池は重量、体積当たりの蓄電容量が
小さく、冬期に蓄電容量が減少し、充放電サイクル寿命
が短いといった欠点がある。2. Description of the Related Art Lead batteries are rechargeable secondary batteries. However, lead batteries have the disadvantage that the storage capacity per weight and volume is small, the storage capacity is reduced in winter, and the charge / discharge cycle life is short. There is.
【０００３】この鉛電池のような２次電池の短所を除く
電池として正極にコバルト系を使用したリチウムイオン
２次電池が開発され、民生用の2次電池として普及し始
めている。しかし、コバルト系のリチウムイオン2次電
池は、正極材料のコバルトが希少金属であるために価格
が高いといった問題がある。このため、コバルト形リチ
ウムイオン２次電池は、大きな蓄電容量を必要とする電
気自動車や電力負荷平準化のためのピークカット時の電
力貯蔵用電池としてほとんど使われてこなかった。As a battery excluding the disadvantages of a secondary battery such as a lead battery, a lithium ion secondary battery using a cobalt-based positive electrode has been developed and has begun to spread as a secondary battery for consumer use. However, a cobalt-based lithium ion secondary battery has a problem that the price is high because cobalt as a positive electrode material is a rare metal. For this reason, the cobalt-type lithium ion secondary battery has hardly been used as an electric vehicle requiring a large storage capacity or as a power storage battery at the time of peak cut for power load leveling.
【０００４】この理由から、近年、価格低減を狙った正
極材料としてマンガンを用いたリチウムイオン２次電池
が開発された。このマンガン系のリチウムイオン２次電
池は価格は安く、安全性も高いといった特色がある。こ
のように安価で安全な２次電池は、正極材料については
記載されていないが、特開平６−１８９４６６号公報に
記載されているような電気自動車の電源、無停電電源の
電源、電力負荷平準化（深夜の余剰電力を２次電池に貯
え、昼間の電力需要のピーク時に放出）のための電力貯
蔵用電池として用いることができる。For this reason, in recent years, lithium ion secondary batteries using manganese as a positive electrode material for cost reduction have been developed. This manganese-based lithium ion secondary battery is characterized by its low price and high safety. Such an inexpensive and safe secondary battery does not disclose a positive electrode material. However, as described in JP-A-6-189466, the power source of an electric vehicle, the power source of an uninterruptible power source, and the power load level are disclosed. (Remaining midnight surplus power is stored in a secondary battery and released at the peak of daytime power demand).
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、リチウムイ
オン２次電池を上記従来技術に記載されたシステムに用
いたとき充電容量が劣化することが確認された。However, it has been confirmed that when a lithium ion secondary battery is used in the system described in the above prior art, the charge capacity is deteriorated.
【０００６】本発明は、充電容量の劣化の少ないリチウ
ムイオン２次電池の使用方法及びリチウムイオン２次電
池を用いた装置を提供することにある。[0006] It is an object of the present invention to provide a method of using a lithium ion secondary battery with less deterioration in charge capacity and an apparatus using the lithium ion secondary battery.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】前記目的は、リチウムイ
オン２次電池を充電若しくは放電することがない時間が
所定時間継続する時、このリチウムイオン２次電池を放
電してからこのリチウムイオン２次電池を放置すること
により達成される。SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to discharge a lithium ion secondary battery and discharge the lithium ion secondary battery when the time during which the lithium ion secondary battery is not charged or discharged continues for a predetermined time. This is achieved by leaving the battery unattended.
【０００８】また、前記目的は、リチウムイオン２次電
池を充電した後、予定の期間自然放電以上の放電がなさ
れない時、このリチウムイオン２次電池を放電させてか
ら放置するリことにより達成される。Further, the above object is attained by charging the lithium ion secondary battery and discharging the lithium ion secondary battery and leaving it unattended when no more than a spontaneous discharge is performed for a predetermined period. You.
【０００９】また、前記目的は、リチウムイオン２次電
池と、このリチウムイオン２次電池から電力が供給され
て駆動される負荷と、このリチウムイオン２次電池が前
記負荷に対して電力を供給しない状態が続くことを予測
する手段と、この予測手段の出力に基づいて前記リチウ
ムイオン２次電池を放電する手段とを備えることにより
達成される。Another object of the present invention is to provide a lithium ion secondary battery, a load that is driven by supplying power from the lithium ion secondary battery, and that the lithium ion secondary battery does not supply power to the load. This is achieved by providing means for predicting that the state will continue, and means for discharging the lithium ion secondary battery based on the output of the predicting means.
【００１０】また、前記目的は、リチウムイオン２次電
池と、このリチウムイオン２次電池から電力が供給され
て駆動される負荷と、このリチウムイオン２次電池が前
記負荷に対して供給する電力若しくは電流の積算量を計
測する手段と、この計測手段の出力が予定の値以下とな
った時、前記リチウムイオン２次電池を放電する手段と
を備えることにより達成される。[0010] Further, the object is to provide a lithium ion secondary battery, a load driven by power supplied from the lithium ion secondary battery, an electric power supplied to the load by the lithium ion secondary battery or This is achieved by providing means for measuring the integrated amount of current, and means for discharging the lithium ion secondary battery when the output of the measuring means becomes equal to or less than a predetermined value.
【００１１】また、前記目的は、商用電源から負荷に電
力を供給する第１の回路と、リチウムイオン２次電池か
らこの負荷に電力を供給する第２の回路と、前記負荷へ
の電力の供給元を前記商用電源若しくは前記リチウムイ
オン２次電池の内いずれか一方を選択する切替手段と、
前記第１の回路における電流若しくは電力の積算値を計
測する手段と、この計測手段の出力の基づいて前記リチ
ウムイオン２次電池を放電する手段とを備えることによ
り達成される。[0011] Further, the object is to provide a first circuit for supplying power from a commercial power supply to a load, a second circuit for supplying power to the load from a lithium ion secondary battery, and a supply of power to the load. Switching means for selecting one of the commercial power source and the lithium ion secondary battery as a source,
This is achieved by including means for measuring the integrated value of the current or power in the first circuit, and means for discharging the lithium ion secondary battery based on the output of the measuring means.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】リチウムイオン２次電池を電気自
動車の電源や電力負荷平準化のための電力貯蔵用電池と
して用いると充電容量の劣化が観測された。この原因を
図３を参照して説明する。図３は、周囲温度４０度下に
おいて充電状態のリチウムイオン２次電池（以下、２次
電池と略す）及び放電状態の２次電池を放置（充放電を
しないという意味であり自然放電は含まれない）した時
の電池容量維持率を示すものである。図３に示すよう
に、充電状態のまま高温雰囲気に放置すると、放電状態
で放置された２次電池と比較して電池の容量が劣化して
いることがわかる。すなわち２次電池は、充電状態であ
ること及び高温雰囲気下であるという条件が揃うと電池
容量が減少してしまう特性があることがわかった。そし
て、一旦劣化すると再び初期の状態に戻ることはない。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS When a lithium ion secondary battery was used as a power source for an electric vehicle or a power storage battery for leveling the power load, deterioration of the charge capacity was observed. The cause will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows that a lithium ion secondary battery (hereinafter abbreviated as a secondary battery) in a charged state and a secondary battery in a discharged state at an ambient temperature of 40 ° C. are left uncharged (do not charge / discharge, and spontaneous discharge is included). 3) shows the battery capacity retention ratio when the battery capacity is not changed. As shown in FIG. 3, it can be seen that when the battery is left in a high temperature atmosphere while being charged, the capacity of the battery is deteriorated as compared with a secondary battery which is left in a discharged state. That is, it has been found that the secondary battery has a characteristic that the battery capacity is reduced when the conditions of being in a charged state and in a high-temperature atmosphere are met. Once deteriorated, it does not return to the initial state again.
【００１３】これについては、材料面での改良が行われ
てきたが、まだ図３に示すような劣化性能を示してい
る。このままでは室外に置かれ太陽の輻射熱を受け高温
にさらされるピークカット電力システム、夜間電力を蓄
電する電力貯蔵システム及び電気自動車用な長期の寿命
を必要とするシステム等に用いることはできない。Regarding this, although improvements have been made in terms of materials, it still shows the deterioration performance as shown in FIG. As it is, it cannot be used for a peak cut power system that is placed outdoors and is exposed to high temperature due to the radiation heat of the sun, a power storage system that stores nighttime power, and a system that requires a long life such as an electric vehicle.
【００１４】これらシステムはその使用形態にもよる
が、多くは周囲温度が低い深夜に充電し、昼間に負荷に
対して電力を供給して放電するといった使用形態が取ら
れる。このような通常の使用形態では、電池容量の低下
が著しい周囲温度が高い昼間は例えばルームエアコン等
に電力を供給している状態であるので図３に従えば充電
容量の劣化は起こりにくい。In many cases, these systems are charged in the middle of the night when the ambient temperature is low, and are supplied and supplied with power to the load in the daytime to discharge the system, depending on the usage. In such a normal use mode, power is supplied to, for example, a room air conditioner or the like during the daytime when the ambient temperature at which the battery capacity is significantly reduced is high. Therefore, according to FIG.
【００１５】しかし、何日も電力供給対象となる負荷に
対して電力を供給しないような状態、例えば、住人が何
日も留守であったり、使用しなかったり、ピークカット
電力システムではピークカットをする時間に負荷を使用
しなかったりといった状態、では２次電池は充電状態で
高温下に曝される可能性が高くなり、電池容量が低下し
てしまう。However, in a state where power is not supplied to a load to be supplied for many days, for example, a resident is absent or not using for several days, or a peak-cut power system has a peak cut. In such a state that the load is not used during the required time, the possibility that the secondary battery is exposed to high temperature in the charged state increases, and the battery capacity decreases.
【００１６】このような２次電池の問題を解決するため
には、充電状態で高温下に長時間曝される状態が予想さ
れる時、２次電池を強制的に放電して電池容量の劣化を
抑制する方法が有効である。なお、２次電池を使用しな
い時間については、負荷使用者に判断を任せたり（負荷
使用者が負荷を１日使用しないと判断した場合、こまめ
に２次電池を放電させることで電池容量の維持が図られ
る）、機械にその判定を任せる場合、その負荷の不使用
時間が予定の時間を超えた時長時間不使用であると判定
する手段が考えられるが、この予定の時間に達するまで
も２次電池の容量劣化が進行している場合もあるので、
許容し得る容量劣化割合に到達する時間（例えば、許容
容量劣化割合を１％としてその到達時間が４８時間とす
ればこの４８時間を予定の時間とする）を予定の時間と
して設定する。In order to solve such a problem of the secondary battery, when it is expected that the battery is exposed to a high temperature for a long time in a charged state, the secondary battery is forcibly discharged to deteriorate the battery capacity. Is effective. It is to be noted that the time when the secondary battery is not used is left to the load user (or if the load user determines that the load will not be used for one day, the secondary battery is discharged frequently to maintain the battery capacity. If the machine is left to make the determination, a means for determining that the load is unused for a long time when the unused time of the load exceeds the scheduled time may be considered. Since the capacity deterioration of the secondary battery may be progressing,
The time to reach the allowable capacity deterioration ratio (for example, if the allowable capacity deterioration ratio is 1% and the arrival time is 48 hours, this 48 hours is the scheduled time) is set as the scheduled time.
【００１７】さて、このように高温下充電状態で２次電
池を放置すると電池容量が劣化する原因を説明する。正
極をマンガン系材料としたリチウムイオン２次電池の場
合、上記の環境下で長時間放置すると電解液中にマンガ
ンその他副生成物が溶け出し、これが負極に付着してリ
チウムイオンの移動を阻害するからであると考えられて
いる。また、正極をコバルト系材料としたリチウムイオ
ン２次電池の場合、正極材料のコバルト及び副生成物の
電解液への溶出は、マンガン系リチウムイオン２次電池
よりも少ないが、やはり上記環境下での電池容量が劣化
する傾向はある。このため、コバルト系リチウムイオン
２次電池においてもこの問題の対策は有効である。A description will now be given of the cause of the deterioration of the battery capacity when the secondary battery is left in such a high-temperature charged state. In the case of a lithium ion secondary battery in which the positive electrode is made of a manganese-based material, manganese and other by-products dissolve into the electrolytic solution when left for a long time in the above environment, and this adheres to the negative electrode and hinders the movement of lithium ions. It is believed to be from. Also, in the case of a lithium ion secondary battery using a positive electrode as a cobalt-based material, the elution of cobalt and by-products of the positive electrode material into the electrolytic solution is smaller than that of a manganese-based lithium-ion secondary battery. Battery capacity tends to deteriorate. Therefore, measures against this problem are also effective for cobalt-based lithium ion secondary batteries.
【００１８】以上、２次電池の問題と解決方法について
説明した。次に、具体的システムに本発明を組み込んだ
実施の形態を説明する。The problem and the solution of the secondary battery have been described above. Next, an embodiment in which the present invention is incorporated in a specific system will be described.
【００１９】図１に夜間電力蓄電のピークカット蓄電シ
ステムの主回路を示す。この夜間電力蓄電のピークカッ
ト蓄電システムは、夜間例えば予め設定した１時から６
時にかけて２次電池を充電し、最も電力需要が多い昼間
１時から３時にかけて商用電源からの電力の受電をカッ
トし、２次電池から負荷へ電力を供給することで、電力
需要のピーク値を下げるシステムである。FIG. 1 shows a main circuit of a peak cut power storage system for nighttime power storage. This peak-cut power storage system for nighttime power storage is used at night, for example, from 1:00 to 6 hours.
The peak value of power demand is obtained by charging the rechargeable battery over time, cutting off the reception of power from the commercial power supply from 1:00 to 3:00 during the daytime when power demand is highest, and supplying power from the rechargeable battery to the load. System.
【００２０】図１は、負荷６、負荷７が夫々ルームエア
コンである場合を示す。まず、負荷６及び負荷７への電
力供給が商用電源１によって行われている場合を説明す
る。メインブレーカ２、系統別ブレーカ４及び系統別ブ
レーカ５は閉成され、切替スイッチ３は商用電源側
（商）に入れられて商用電源１から負荷６及び負荷７へ
の電力供給回路が構成される。FIG. 1 shows a case where each of the load 6 and the load 7 is a room air conditioner. First, a case where power is supplied to the load 6 and the load 7 by the commercial power supply 1 will be described. The main breaker 2, the system-specific breaker 4, and the system-specific breaker 5 are closed, and the changeover switch 3 is turned on the commercial power supply side (quotient) to form a power supply circuit from the commercial power supply 1 to the load 6 and the load 7. .
【００２１】この状態で、電力需要がピークとなる時間
帯（午後１時から３時）を迎えるとピークカット回路が
形成される。すなわち充放電スイッチ１２が放電側
（放）、切替スイッチ３が電池側（電）に投入され、そ
して直流を交流に変換する電力変換器１１がオンされる
ことにより２次電池１０の直流電力が交流に変換されて
負荷６及び負荷７に供給される。そして、この状態は午
後３時を過ぎるかまたは２次電池１０に蓄電された電荷
がなくなるまで続けられる。In this state, a peak cut circuit is formed when the power demand peaks (from 1 pm to 3 pm). That is, the charging / discharging switch 12 is turned on (discharge), the changeover switch 3 is turned on on the battery side (power), and the power converter 11 for converting DC to AC is turned on, so that the DC power of the secondary battery 10 is reduced. It is converted into an alternating current and supplied to the loads 6 and 7. This state is continued until after 3 pm or until the electric charge stored in the secondary battery 10 is exhausted.
【００２２】さらに、時刻が深夜電力帯（午前１時から
午前６時）になると、この深夜電力を利用して２次電池
１０を充電する。充放電スイッチ１２を充電側（商用電
源と接続される側（充））に入れて充電回路を形成し、
電力変換器１１をオンさせて交流を直流に変換して２次
電池１０を充電する。そして、充電が完力するかまたは
午前６時を過ぎたことをもって電力変換器１１をオフす
る（午前６時を過ぎても充電が完了していない場合、充
電完了まで充電させてもよい）。Further, when the time comes in the midnight power band (from 1:00 am to 6:00 am), the secondary battery 10 is charged using this midnight power. The charging circuit is formed by putting the charging / discharging switch 12 on the charging side (the side connected to the commercial power supply (charging)),
The power converter 11 is turned on to convert an alternating current into a direct current to charge the secondary battery 10. Then, the power converter 11 is turned off when charging is completed or after 6:00 am (if charging is not completed after 6:00 am, charging may be performed until charging is completed).
【００２３】次に、２次電池が高温環境下で長期間充電
状態で放置されている検出の仕方及びその際の放電制御
について説明する。このような状態で２次電池が放置さ
れているということは、負荷６及び７の使用者が長期間
不在（旅行、賃貸住宅の居住者退出等）か負荷６及び負
荷７の使用をしなくなった場合（例えば、季節が変わっ
た等）が考えられる。このように長期間使用しない状態
の検出を、商用電源１から負荷６及び負荷７に流れる電
流を電流センサ８によって検出し、この電流を制御装置
１５内の積算計１６によって積算して、この積算量が所
定の閾値よりも小さい場合に２次電池１０が長期間放置
される予兆であるとする。この電流の積算時間は、前述
したように２次電池１０の電池容量劣化割合も加味して
決める。この場合、例えば、過去４８時間に流れた電流
積算量とする。また閾値は最近のルームエアコンはリモ
コン操作となっておりこのための待機電流が流れるの
で、これら負荷２台分の待機電流を４８時間積算した値
とする。すなわち、負荷２台分の待機電流の４８時間積
算量より多く電流が積算されなければ、２次電池１０が
長期間不使用となると判定する。この判定は制御装置１
５内のマイコン１７によって行われる。このように判定
されたら、２次電池１０を強制放電させる回路が形成さ
れる。主スイッチ９を開成、充放電スイッチ１２を充側
（放側としても構わない）、切替スイッチ３を商側（電
側とすると負荷を再起動させようとしても電源と接続さ
れていないため起動できなくなることを防止するた
め）、電力変換器１１を構成するスイッチング素子を冷
却するためのファンを駆動するモータへの通電をオンオ
フするファンスイッチ１３をオンとする。そして、電力
変換器１１を動作させることで、２次電池１０に蓄えら
れていた電気がファンモータによって消費され２次電池
が放電される。Next, a method of detecting that the secondary battery has been left in a charged state for a long time in a high temperature environment and a discharge control at that time will be described. The fact that the secondary batteries are left in such a state means that the users of the loads 6 and 7 are not in use for a long time (travel, leaving the rental housing, etc.) or stop using the loads 6 and 7. (For example, the season has changed). As described above, the detection of the state of non-use for a long time is performed by detecting the current flowing from the commercial power supply 1 to the load 6 and the load 7 by the current sensor 8 and integrating the current by the integrator 16 in the control device 15. It is assumed that when the amount is smaller than the predetermined threshold, it is a sign that the secondary battery 10 will be left for a long time. The integration time of the current is determined in consideration of the battery capacity deterioration rate of the secondary battery 10 as described above. In this case, for example, the current integration amount flowing in the past 48 hours is set. Also, the threshold value is a value obtained by integrating the standby currents for these two loads for 48 hours, since a recent room air conditioner is operated by remote control and a standby current flows for this purpose. That is, if the current is not integrated more than the 48-hour integrated amount of the standby current for two loads, it is determined that the secondary battery 10 will be unused for a long time. This determination is made by the control device 1
5 is performed by the microcomputer 17. When such a determination is made, a circuit for forcibly discharging the secondary battery 10 is formed. The main switch 9 is opened, the charge / discharge switch 12 is set to the charge side (the discharge side may be used), and the changeover switch 3 is set to the quotient side (the power side. To prevent loss, the fan switch 13 for turning on and off the power supply to the motor that drives the fan for cooling the switching elements that constitute the power converter 11 is turned on. Then, by operating the power converter 11, the electricity stored in the secondary battery 10 is consumed by the fan motor, and the secondary battery is discharged.
【００２４】上記した各種スイッチ類の開閉制御及び電
力変換器１１の制御は制御装置１５内に搭載されたマイ
コン１７に内蔵したプログラムによって行われる。ま
た、ドライバ１８はマイコンによってだされた電力変換
器１１への制御指令に基づいて電力変換器を駆動する増
幅器である。The above-described opening / closing control of the various switches and control of the power converter 11 are performed by a program incorporated in a microcomputer 17 mounted in the control device 15. The driver 18 is an amplifier that drives the power converter based on a control command issued to the power converter 11 by the microcomputer.
【００２５】次にマイコン１７に内蔵されたプログラム
について図２を用いて説明する。まず、ステップ１００
にて電流積算計の値を読み込み、この値が設定値（前述
の閾値）より大きい値であると判定（ステップ１０１）
されるとステップ１０２に進む。ステップ１０２では、
現在時刻が電力需要ピーク帯（午後１時から午後３時）
であるかどうかを判定し、この時間帯に入っていなけれ
ばスッテプ１０３に進む。スッテプ１０３では、現在時
刻が深夜電力時間帯（午前１時から午前６時）であるか
どうかを判定し、この時間帯でなければスッテプ１００
に戻る。Next, a program stored in the microcomputer 17 will be described with reference to FIG. First, step 100
Reads the value of the current integrator and determines that this value is greater than the set value (the above-described threshold) (step 101).
Then, the process proceeds to step 102. In step 102,
The current time is the peak power demand zone (from 1:00 pm to 3:00 pm)
Is determined, and if it is not within this time zone, the process proceeds to step 103. In step 103, it is determined whether or not the current time is in the midnight power time zone (1:00 am to 6:00 am).
Return to
【００２６】スッテプ１０２にて電力需要ピーク時間帯
であることが判定された場合、ステップ１２０に進み負
荷６及び負荷７への電力の供給を商用電源１から２次電
池１０の蓄電電力に切り替えるピークカット運転に移行
する。ステップ１２０にて現在の主回路が放電回路を形
成しているかどうかを判定し、この場合放電回路は形成
されていないので、ステップ１２１に進む。ステップ１
２１にて図示の如く各種スイッチを放電回路が形成され
るように制御指令を送出し、放電回路を構成する。そし
て、ステップ１２２にて電力変換器１１をオンして２次
電池１０から負荷６及び７への電力供給が開始される。
次にステップ１２３及びステップ１２４にて２次電池の
充電量がなくなった（充電量については図示しない充電
状態監視装置にて監視する）かまたは電力需要ピーク時
間帯を脱したかを判定し、いずれか一方でも満足した場
合、ピークカット運転を継続する理由がなくなったと判
断して、ステップ１２５にて電力変換器をオフして、ス
テップ１２６にて切替スイッチ３を商側（商用電源１に
て負荷を運転）ファンスイッチ１３をオフしてステップ
１００に戻る。If it is determined in step 102 that the current time is during the peak power demand time zone, the process proceeds to step 120, where the power supply to the loads 6 and 7 is switched from the commercial power supply 1 to the storage power of the secondary battery 10. Shift to cutting operation. In step 120, it is determined whether or not the current main circuit forms a discharge circuit. In this case, since no discharge circuit has been formed, the process proceeds to step 121. Step 1
At 21, a control command is sent to various switches so that a discharge circuit is formed as shown in FIG. Then, in step 122, the power converter 11 is turned on, and power supply from the secondary battery 10 to the loads 6 and 7 is started.
Next, in steps 123 and 124, it is determined whether the charge amount of the secondary battery has been exhausted (the charge amount is monitored by a charge state monitoring device not shown) or the power demand peak time period has been exceeded. On the other hand, if either condition is satisfied, it is determined that there is no reason to continue the peak cut operation, the power converter is turned off in step 125, and the changeover switch 3 is set in step 126 to the quotient side (the load is The fan switch 13 is turned off, and the process returns to step 100.
【００２７】ステップ１０３にて現在時刻が深夜電力時
間帯であると判定されると２次電池１０を充電する充電
モードとなる。ステップ１１０にて充電回路が形成され
ているかどうかが判定され、この場相身形成であるの
で、ステップ１１１にて主回路に充電回路が形成される
よう各種スイッチを構成制御する（主スイッチ９をオ
ン、充放電スイッチ１２を充側、切替スイッチ商側、フ
ァンスイッチ１３をオン）。充電回路が形成されるとス
テップ１１２にて電力変換器１１を起動させて充電を開
始する。この状態は充電が完了するかまたは深夜電力時
間帯を脱するまで継続される（ステップ１１３、ステッ
プ１１４）。いずれかを満足した場合、ステップ１１５
にて電力変換器１１をオフして、ステップ１１６にてフ
ァンスイッチをオフしてステップ１００に戻る。If it is determined in step 103 that the current time is in the midnight power time zone, the charging mode for charging the secondary battery 10 is set. At step 110, it is determined whether or not a charging circuit is formed. Since this is the formation of a charge, the various switches are configured and controlled so that a charging circuit is formed in the main circuit (step 111). ON, the charge / discharge switch 12 is on the charge side, the changeover switch quotient side, and the fan switch 13 is on). When the charging circuit is formed, the power converter 11 is activated in step 112 to start charging. This state is continued until charging is completed or the vehicle exits the midnight power time zone (steps 113 and 114). If either is satisfied, step 115
Then, the power converter 11 is turned off, and the fan switch is turned off at step 116, and the process returns to step 100.
【００２８】さらに、ステップ１０１で過去４８時間の
電流積算値が前述の閾値以下であると判定されると強制
放電モードに移行する。ステップ１３０で強制放電回路
が形成されているかどうかが判定され、ここでは未形成
であるので、ステップ１３１にて各種スイッチ類を制御
して（主スイッチ９をオフ、充放電スイッチ１２を充
側、切替スイッチを商側、ファンスイッチをオン）強制
放電回路を形成させる。ステップ１３２で電力変換器１
１をオンして２次電池に蓄電された電力を電力変換器冷
却用ファン１４に消費させることで、２次電池１０を放
電する。放電が完了（ステップ１３３）すると電力変換
器をオフ（ステップ１３４）してファンスイッチを閉成
（ステップ１３５）してステップ１００に戻る。この時
未だ電流積算値が設定値以下であるとファンスイッチオ
ン（ステップ１３１）、電力変換器オン（ステップ１３
２）、電力変換器オフ（ステップ１３４）、ファンスイ
ッチオフ（ステップ１３５）といった余分な動作をさせ
てしまうが、わずかな時間であるのであまり問題になら
ない。この現象を防ぐためには、ステップ１０１とステ
ップ１３０との間に放電が終了したかどうかを判定する
ステップを設け、放電完の場合ステップ１００に戻るフ
ローとすることで解決される。Further, when it is determined in step 101 that the current integrated value for the past 48 hours is equal to or smaller than the above-mentioned threshold value, the process shifts to the forced discharge mode. At step 130, it is determined whether or not a forced discharge circuit has been formed. Since no forced discharge circuit has been formed here, various switches are controlled at step 131 (the main switch 9 is turned off, the charge / discharge switch 12 is set to the charge side, The changeover switch is on the quotient side and the fan switch is on.) A forced discharge circuit is formed. In step 132, the power converter 1
1 is turned on to cause the power stored in the secondary battery to be consumed by the power converter cooling fan 14, thereby discharging the secondary battery 10. When the discharge is completed (Step 133), the power converter is turned off (Step 134), the fan switch is closed (Step 135), and the process returns to Step 100. At this time, if the integrated current value is still less than the set value, the fan switch is turned on (step 131), the power converter is turned on (step 13).
2) Extra operations, such as turning off the power converter (step 134) and turning off the fan (step 135), are not a problem because they take only a short time. In order to prevent this phenomenon, a step for determining whether or not the discharge has been completed is provided between step 101 and step 130, and the flow is returned to step 100 when the discharge is completed.
【００２９】さて、居住者が負荷６及び負荷７の使用を
開始すると電流積算計の値が設定値以上になるので、通
常のモードになる。なお、この際、２次電池１０は初期
充電されていないので、初期充電するステップを設けて
もよい。When the occupant starts using the load 6 and the load 7, the value of the current integrator becomes equal to or higher than the set value, so that the normal mode is set. At this time, since the secondary battery 10 is not initially charged, a step of initial charging may be provided.
【００３０】図４に一般家庭における1日当たりの電力
消費の状況と蓄電システムの運転状況を示す。夜間に蓄
電システムは蓄電し、昼間電力消費のピーク時に放電す
る。FIG. 4 shows the state of daily power consumption and the operation of the power storage system in a general household. At night, the power storage system stores power and discharges during peak hours of daytime power consumption.
【００３１】また、図５に強制放電手段を持った蓄電シ
ステムの数日間の運転状況を示す。５月１５日から１７
日にかけてピークカット運転が行われているが、５月１
７日から１８日にかけて電流積算値が閾値以下になって
いるので、５月１９日に２次電池の電池容量劣化抑制の
ため強制運転を行っていることがわかる。FIG. 5 shows the operation status of the power storage system having the forced discharge means for several days. May 15 to 17
The peak cut operation has been conducted over the day, but May 1
Since the integrated current value is equal to or less than the threshold value from the 7th to the 18th, it can be seen that the forced operation was performed on May 19 to suppress the deterioration of the battery capacity of the secondary battery.
【００３２】なお、負荷の使用状態を判別するために上
記実施例では商用電源から負荷に流れる電流を積算して
いたが、２次電池から負荷に流れる電流を積算してもよ
い。この場合、例えば、電力需要がピークに達する時間
帯には負荷を使用しない日が続いた時には有効に作用す
る（その時間帯以外には使用者は負荷を使用しているの
で、商用電源からの電流は流れているため）。また、電
流を積算することとしたが電力を積算してもよいことは
いうまでもない。In the above embodiment, the current flowing from the commercial power supply to the load is integrated in order to determine the use state of the load. However, the current flowing from the secondary battery to the load may be integrated. In this case, for example, when a day when the load is not used continues during a time when the power demand reaches a peak, the operation is effectively performed. Current is flowing). Although the current is integrated, it is needless to say that the power may be integrated.
【００３３】また、本実施例に係る強制放電回路を電気
自動車に用いる場合、負荷（自動車駆動用モータその
他）は必ず２次電池から電力が供給されるのであるから
電流は２次電池から流出する電流を計測することで電気
自動車の使用状態を判別することができる。強制放電用
の負荷としては上記同様電力変換器冷却用ファンモータ
とすることができる。When the forced discharge circuit according to the present embodiment is used in an electric vehicle, the load (motor for driving the vehicle and the like) is always supplied with power from the secondary battery, so that the current flows out of the secondary battery. The usage state of the electric vehicle can be determined by measuring the current. As described above, the load for forced discharge may be a fan motor for cooling the power converter.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上、本発明によればリチウムイオン２
次電池の電池容量が劣化する要因を低減することができ
るという効果がある。As described above, according to the present invention, lithium ion 2
There is an effect that a factor that causes the battery capacity of the secondary battery to deteriorate can be reduced.
【図１】本発明の一実施の形態である主回路を説明する
図。FIG. 1 illustrates a main circuit which is an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施の形態であるフローチャートを
示す図。FIG. 2 is a flowchart showing an embodiment of the present invention.
【図３】リチウムイオン２次電池の特性を示す図。FIG. 3 is a graph showing characteristics of a lithium ion secondary battery.
【図４】一般家庭における1日当たりの電力消費の状況
と蓄電システムの運転状況を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a state of power consumption per day in a general household and an operation state of a power storage system.
【図５】蓄電システムの稼動時及び不使用になり運転を
自動停止する時の蓄電、放電の状況を示す図。FIG. 5 is a diagram illustrating a state of power storage and discharge when the power storage system is operating and when the power storage system is not used and operation is automatically stopped.
1…商用電源、2…メインブレーカ、3…切替スイッチ、
4、５…系統別ブレーカ、6、７…負荷、８…電流セン
サ、９…主スイッチ、１０…リチウムイオン２次電池、
１１…電力変換器、１２…充放電スイッチ、１３…ファ
ンスイッチ、１４…ファン、１５…制御装置、１６…電
流積算計、１７…マイコン、１８…ドライバ。1 ... Commercial power supply, 2 ... Main breaker, 3 ... Changeover switch,
4, 5: Breaker by system, 6, 7, ... load, 8: current sensor, 9: main switch, 10: lithium ion secondary battery,
11: power converter, 12: charge / discharge switch, 13: fan switch, 14: fan, 15: control device, 16: current integrator, 17: microcomputer, 18: driver.
フロントページの続き (72)発明者 宮本 好美 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 Ｆターム(参考） 5G003 AA01 BA01 CC02 DA07 DA18 FA08 GB06 GC05 5H030 AA08 AA10 AS11 BB21 FF42 FF52 Continuation of the front page (72) Yoshimi Miyamoto 800 Tomita, Ohira-machi, Ohira-machi, Shimotsuga-gun, Tochigi Prefecture F-term (Ref.) 5G003 AA01 BA01 CC02 DA07 DA18 FA08 GB06 GC05 5H030 AA08 AA10 AS11 BB21 FF42 FF52
Claims (7)
電することがない時間が所定時間継続する時、このリチ
ウムイオン２次電池を放電してからこのリチウムイオン
２次電池を放置するリチウムイオン２次電池の使用方
法。When a predetermined period of time during which a lithium ion secondary battery is not charged or discharged continues for a predetermined time, the lithium ion secondary battery is discharged and then the lithium ion secondary battery is left standing. How to use batteries.
定の期間自然放電以上の放電がなされない時、このリチ
ウムイオン２次電池を放電させてから放置するリチウム
イオン２次電池の使用方法。2. A method of using a lithium ion secondary battery in which, after charging the lithium ion secondary battery, when no more than natural discharge is performed for a predetermined period, the lithium ion secondary battery is discharged and left to stand.
イオン２次電池は正極材料にマンガン系の材料を用いた
ものであるリチウムイオン２次電池の使用方法。3. The method according to claim 1, wherein the lithium ion secondary battery uses a manganese-based material for a positive electrode material.
イオン２次電池から電力が供給されて駆動される負荷
と、このリチウムイオン２次電池が前記負荷に対して電
力を供給しない状態が続くことを予測する手段と、この
予測手段の出力に基づいて前記リチウムイオン２次電池
を放電する手段とを備えたリチウムイオン２次電池を用
いた装置。4. A lithium ion secondary battery, a load driven by supplying power from the lithium ion secondary battery, and a state in which the lithium ion secondary battery does not supply power to the load continues. And a means for discharging the lithium ion secondary battery based on the output of the prediction means.
イオン２次電池から電力が供給されて駆動される負荷
と、このリチウムイオン２次電池が前記負荷に対して供
給する電力若しくは電流の積算量を計測する手段と、こ
の計測手段の出力が予定の値以下となった時、前記リチ
ウムイオン２次電池を放電する手段とを備えたリチウム
イオン２次電池を用いた装置。5. A lithium-ion secondary battery, a load driven by power supplied from the lithium-ion secondary battery, and an integrated amount of power or current supplied to the load by the lithium-ion secondary battery And a means for discharging the lithium ion secondary battery when the output of the measuring means falls below a predetermined value.
回路と、リチウムイオン２次電池からこの負荷に電力を
供給する第２の回路と、前記負荷への電力の供給元を前
記商用電源若しくは前記リチウムイオン２次電池の内い
ずれか一方を選択する切替手段と、前記第１の回路にお
ける電流若しくは電力の積算値を計測する手段と、この
計測手段の出力の基づいて前記リチウムイオン２次電池
を放電する手段とを備えたリチウムイオン２次電池を用
いた装置。6. A first circuit for supplying electric power from a commercial power supply to a load, a second circuit for supplying electric power from a lithium ion secondary battery to the load, and a power supply source for supplying electric power to the load. Switching means for selecting one of a power supply and the lithium ion secondary battery; means for measuring an integrated value of current or power in the first circuit; and An apparatus using a lithium ion secondary battery, comprising: means for discharging a secondary battery.
て、前記リチウムイオン２次電池は正極材料にマンガン
系の材料を用いたものであるリチウムイオン２次電池を
用いた装置。7. The apparatus according to claim 4, wherein the lithium ion secondary battery uses a manganese-based material for a positive electrode material.
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|---|---|---|---|
| JP11092424A JP2000287372A (en) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Method and device for using lithium-ion secondary battery |
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| JP11092424A JP2000287372A (en) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Method and device for using lithium-ion secondary battery |
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|---|---|
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- 1999-03-31 JP JP11092424A patent/JP2000287372A/en active Pending
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