JP2003132959A - 電源システムに用いる二次電池の劣化判定方法およびそれを用いた電源システム - Google Patents
電源システムに用いる二次電池の劣化判定方法およびそれを用いた電源システムInfo
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 独立型電源からの出力を負荷に供給し、この
独立型電源の余剰出力を蓄電するとともに、独立型電源
の出力が負荷に対して不足する場合にはその不足電力を
供給する二次電池を備えた電源システムの二次電池の劣
化判定を正確に行うとともに、二次電池の劣化がある程
度まで進行しても二次電池からの電力供給を確保し得る
電源システムを提供すること。 【解決手段】 二次電池のＳＯＣ（充電状態）を検出す
る手段と、前記二次電池の放電電流を検出する手段と、
前記二次電池の放電電圧を検出する手段とを有し、前記
二次電池のＳＯＣと放電電流と放電電圧との関係に基い
て二次電池の劣化判定を行うとともに、劣化と判定され
た場合にはＳＯＣの制御下限値を上昇させる。
独立型電源の余剰出力を蓄電するとともに、独立型電源
の出力が負荷に対して不足する場合にはその不足電力を
供給する二次電池を備えた電源システムの二次電池の劣
化判定を正確に行うとともに、二次電池の劣化がある程
度まで進行しても二次電池からの電力供給を確保し得る
電源システムを提供すること。 【解決手段】 二次電池のＳＯＣ（充電状態）を検出す
る手段と、前記二次電池の放電電流を検出する手段と、
前記二次電池の放電電圧を検出する手段とを有し、前記
二次電池のＳＯＣと放電電流と放電電圧との関係に基い
て二次電池の劣化判定を行うとともに、劣化と判定され
た場合にはＳＯＣの制御下限値を上昇させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は燃料電池等の独立型
電源を用いて負荷に電力を供給する電源システムに関
し、特に出力平準化用の二次電池を備えた電源システム
における二次電池の劣化判定方法およびそれを用いた電
源システムの技術に係るものである。
電源を用いて負荷に電力を供給する電源システムに関
し、特に出力平準化用の二次電池を備えた電源システム
における二次電池の劣化判定方法およびそれを用いた電
源システムの技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池等の独立型電源を用いた電源シ
ステムとして、例えば特開昭５０−１１６９２５号公報
に示されたものが知られている。これらの電源システム
では図４に示したように、二次電池４１を燃料電池４２
に接続し、この燃料電池４２の出力電力よりも負荷４３
の負荷電力が増大した時に、一時的に放電スイッチ４４
を閉じ二次電池４１より負荷４３に電力を供給したり、
反対に負荷４３の電力が減少する時に生じる燃料電池４
２の余剰電力を二次電池４１にＤＣ−ＤＣコンバーター
等の充電制御手段４５を介して蓄電することにより、シ
ステムの発電効率を向上させている。４６は電力変換装
置であり、負荷４３が必要とする電力形態により燃料電
池４２の出力が電力変換装置４６を介して負荷４３に接
続される。
ステムとして、例えば特開昭５０−１１６９２５号公報
に示されたものが知られている。これらの電源システム
では図４に示したように、二次電池４１を燃料電池４２
に接続し、この燃料電池４２の出力電力よりも負荷４３
の負荷電力が増大した時に、一時的に放電スイッチ４４
を閉じ二次電池４１より負荷４３に電力を供給したり、
反対に負荷４３の電力が減少する時に生じる燃料電池４
２の余剰電力を二次電池４１にＤＣ−ＤＣコンバーター
等の充電制御手段４５を介して蓄電することにより、シ
ステムの発電効率を向上させている。４６は電力変換装
置であり、負荷４３が必要とする電力形態により燃料電
池４２の出力が電力変換装置４６を介して負荷４３に接
続される。
【０００３】このような二次電池は、劣化して劣化末期
になるに従って活物質の劣化により放電時間が短くなる
とともに内部抵抗も上昇するので初期に比べて放電の電
圧も低下する。
になるに従って活物質の劣化により放電時間が短くなる
とともに内部抵抗も上昇するので初期に比べて放電の電
圧も低下する。
【０００４】このため前記したような電源システムで
は、二次電池４１の劣化状態を測定し劣化判定するため
に、放電時の二次電池電圧を放電電圧検出手段４７で検
出し、この放電電圧を基に劣化判定電圧−放電電圧比較
手段４８で比較して、劣化判定電圧以下に低下した時に
劣化と判定し、劣化表示手段４９を用いて使用者に二次
電池の劣化を告知することが一般的に行われ、また劣化
判定の精度を向上させるために、電池温度や放電電流値
で劣化判定値を補正する方法等も提案されている。
は、二次電池４１の劣化状態を測定し劣化判定するため
に、放電時の二次電池電圧を放電電圧検出手段４７で検
出し、この放電電圧を基に劣化判定電圧−放電電圧比較
手段４８で比較して、劣化判定電圧以下に低下した時に
劣化と判定し、劣化表示手段４９を用いて使用者に二次
電池の劣化を告知することが一般的に行われ、また劣化
判定の精度を向上させるために、電池温度や放電電流値
で劣化判定値を補正する方法等も提案されている。
【０００５】ところが、余剰電力を蓄電池に効率よく蓄
電するためには蓄電池を部分充電状態で維持する必要が
ある。また、蓄電池は常に充電・放電を受けるためにそ
の充電状態（以下、ＳＯＣと云う）は一定ではない。こ
のような状況において単に放電電圧を測定するだけでは
蓄電池の劣化状態を正確に判定することは困難であっ
た。
電するためには蓄電池を部分充電状態で維持する必要が
ある。また、蓄電池は常に充電・放電を受けるためにそ
の充電状態（以下、ＳＯＣと云う）は一定ではない。こ
のような状況において単に放電電圧を測定するだけでは
蓄電池の劣化状態を正確に判定することは困難であっ
た。
【０００６】また、蓄電池のＳＯＣはある範囲内で制御
されるが、蓄電池の劣化がある程度進行した状態でＳＯ
Ｃが制御下限値にある場合は、蓄電池から十分な電力を
供給できなくなることがあった。
されるが、蓄電池の劣化がある程度進行した状態でＳＯ
Ｃが制御下限値にある場合は、蓄電池から十分な電力を
供給できなくなることがあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記したよう
な独立型電源からの出力を負荷に供給し、この独立型電
源の余剰出力を蓄電するとともに、前記独立型電源の出
力が負荷に対して不足する場合にはその不足電力を供給
する二次電池を備え、この二次電池のＳＯＣが所定の範
囲内で制御される電源システムにおいて、二次電池の劣
化判定を正確に行うとともに、二次電池の劣化がある程
度まで進行しても二次電池からの負荷への電力供給を確
保し得る電源システムを提供することを目的とする。
な独立型電源からの出力を負荷に供給し、この独立型電
源の余剰出力を蓄電するとともに、前記独立型電源の出
力が負荷に対して不足する場合にはその不足電力を供給
する二次電池を備え、この二次電池のＳＯＣが所定の範
囲内で制御される電源システムにおいて、二次電池の劣
化判定を正確に行うとともに、二次電池の劣化がある程
度まで進行しても二次電池からの負荷への電力供給を確
保し得る電源システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ために、本発明の請求項１記載に係る発明は、独立型電
源からの出力を負荷に供給し、前記独立型電源の余剰出
力を蓄電するとともに、前記独立型電源の出力が負荷に
対して不足する場合にはその不足電力を供給する二次電
池を備えていて、前記二次電池のＳＯＣが所定の範囲内
で制御される電源システムにおいて、前記二次電池のＳ
ＯＣを検出する手段と、前記二次電池の放電電流を検出
する手段と、前記二次電池の放電電圧を検出する手段と
を具備し、前記二次電池のＳＯＣと前記二次電池の放電
電流と前記二次電池の放電電圧との関係に基いて二次電
池の劣化判定を行うことを特徴とする電源システムに用
いる二次電池の劣化判定方法を示すものである。
ために、本発明の請求項１記載に係る発明は、独立型電
源からの出力を負荷に供給し、前記独立型電源の余剰出
力を蓄電するとともに、前記独立型電源の出力が負荷に
対して不足する場合にはその不足電力を供給する二次電
池を備えていて、前記二次電池のＳＯＣが所定の範囲内
で制御される電源システムにおいて、前記二次電池のＳ
ＯＣを検出する手段と、前記二次電池の放電電流を検出
する手段と、前記二次電池の放電電圧を検出する手段と
を具備し、前記二次電池のＳＯＣと前記二次電池の放電
電流と前記二次電池の放電電圧との関係に基いて二次電
池の劣化判定を行うことを特徴とする電源システムに用
いる二次電池の劣化判定方法を示すものである。
【０００９】また、本発明の請求項２記載に係る発明
は、独立型電源からの出力を負荷に供給し、前記独立型
電源の余剰出力を蓄電するとともに、前記独立型電源の
出力が負荷に対して不足する場合にはその不足電力を供
給する二次電池を備えた電源システムにおいて、前記二
次電池のＳＯＣを検出する手段と、前記二次電池を所定
期間毎に所定電流で所定時間放電する手段と、前記二次
電池の放電電圧を検出する手段とを具備し、前記二次電
池のＳＯＣと前記二次電池の放電電圧との関係に基いて
二次電池の劣化判定を行うことを特徴とする電源システ
ムに用いる二次電池の劣化判定方法を示すものである。
は、独立型電源からの出力を負荷に供給し、前記独立型
電源の余剰出力を蓄電するとともに、前記独立型電源の
出力が負荷に対して不足する場合にはその不足電力を供
給する二次電池を備えた電源システムにおいて、前記二
次電池のＳＯＣを検出する手段と、前記二次電池を所定
期間毎に所定電流で所定時間放電する手段と、前記二次
電池の放電電圧を検出する手段とを具備し、前記二次電
池のＳＯＣと前記二次電池の放電電圧との関係に基いて
二次電池の劣化判定を行うことを特徴とする電源システ
ムに用いる二次電池の劣化判定方法を示すものである。
【００１０】さらに、本発明の請求項３記載に係る発明
は、独立型電源からの出力を負荷に供給し、前記独立型
電源の余剰出力を蓄電するとともに、前記独立型電源の
出力が負荷に対して不足する場合にはその不足電力を供
給する二次電池を備え、前記二次電池のＳＯＣが所定の
範囲内で制御される電源システムにおいて、前記二次電
池のＳＯＣを検出する手段と、前記二次電池の放電電流
を検出する手段と、前記二次電池の放電電圧を検出する
手段とを具備し、前記二次電池のＳＯＣと前記二次電池
の放電電流と前記二次電池の放電電圧との関係に基いて
設定された判定電圧よりも検出された前記二次電池の放
電電圧が低い場合に前記二次電池のＳＯＣの制御下限値
を上昇させることを特徴とする電源システムを示すもの
である。
は、独立型電源からの出力を負荷に供給し、前記独立型
電源の余剰出力を蓄電するとともに、前記独立型電源の
出力が負荷に対して不足する場合にはその不足電力を供
給する二次電池を備え、前記二次電池のＳＯＣが所定の
範囲内で制御される電源システムにおいて、前記二次電
池のＳＯＣを検出する手段と、前記二次電池の放電電流
を検出する手段と、前記二次電池の放電電圧を検出する
手段とを具備し、前記二次電池のＳＯＣと前記二次電池
の放電電流と前記二次電池の放電電圧との関係に基いて
設定された判定電圧よりも検出された前記二次電池の放
電電圧が低い場合に前記二次電池のＳＯＣの制御下限値
を上昇させることを特徴とする電源システムを示すもの
である。
【００１１】また、本発明の請求項４記載に係る発明
は、独立型電源からの出力を負荷に供給し、前記独立型
電源の余剰出力を蓄電するとともに、前記独立型電源の
出力が負荷に対して不足する場合にはその不足電力を供
給する二次電池を備えた電源システムにおいて、前記二
次電池のＳＯＣを検出する手段と、前記二次電池を所定
期間毎に所定電流で所定時間放電する手段と、前記二次
電池の放電電圧を検出する手段とを具備し、前記二次電
池のＳＯＣと前記二次電池の放電電圧との関係に基いて
設定された判定電圧よりも検出された前記二次電池の放
電電圧が低い場合に前記二次電池のＳＯＣの制御下限値
を上昇させることを特徴とする電源システムを示すもの
である。
は、独立型電源からの出力を負荷に供給し、前記独立型
電源の余剰出力を蓄電するとともに、前記独立型電源の
出力が負荷に対して不足する場合にはその不足電力を供
給する二次電池を備えた電源システムにおいて、前記二
次電池のＳＯＣを検出する手段と、前記二次電池を所定
期間毎に所定電流で所定時間放電する手段と、前記二次
電池の放電電圧を検出する手段とを具備し、前記二次電
池のＳＯＣと前記二次電池の放電電圧との関係に基いて
設定された判定電圧よりも検出された前記二次電池の放
電電圧が低い場合に前記二次電池のＳＯＣの制御下限値
を上昇させることを特徴とする電源システムを示すもの
である。
【００１２】さらに、本発明の請求項５記載に係る発明
は、請求項３または４の構成を備えた電源システムにお
いてＳＯＣの制御下限値が所定の値まで上昇した時点で
前記二次電池の交換時期を告知する手段を備えた電源シ
ステムを示すものである。
は、請求項３または４の構成を備えた電源システムにお
いてＳＯＣの制御下限値が所定の値まで上昇した時点で
前記二次電池の交換時期を告知する手段を備えた電源シ
ステムを示すものである。
【００１３】また、本発明の請求項６記載に係る発明
は、請求項１または２に記載した二次電池の劣化判定方
法において燃料電池を独立型電源に適用することを示す
ものである。
は、請求項１または２に記載した二次電池の劣化判定方
法において燃料電池を独立型電源に適用することを示す
ものである。
【００１４】そして、本発明の請求項７記載に係る発明
は、請求項３ないし５に記載のいずれかの構成を備えた
電源システムにおいて独立型電源として燃料電池を用い
るものである。
は、請求項３ないし５に記載のいずれかの構成を備えた
電源システムにおいて独立型電源として燃料電池を用い
るものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基いて説明する。
に基いて説明する。
【００１６】図１は本発明の実施の形態による電源シス
テムの構成を示すブロック図であり、独立型電源として
燃料電池を用いた例を示す。
テムの構成を示すブロック図であり、独立型電源として
燃料電池を用いた例を示す。
【００１７】燃料電池１の出力は負荷２が必要とする電
力形態により、必要に応じて電力変換装置３を介して負
荷２に接続される。負荷２が交流電力を要求する場合に
は電力変換装置３としてインバーター装置、負荷２が直
流電力を要求する場合には電力変換装置３としてＤＣ−
ＤＣコンバーター装置が用いられる。
力形態により、必要に応じて電力変換装置３を介して負
荷２に接続される。負荷２が交流電力を要求する場合に
は電力変換装置３としてインバーター装置、負荷２が直
流電力を要求する場合には電力変換装置３としてＤＣ−
ＤＣコンバーター装置が用いられる。
【００１８】そして二次電池４の出力は電力変換装置３
に入力されており、燃料電池１の出力が負荷２に対して
不足する場合には二次電池４からの出力を電力変換装置
３を介して負荷２に供給される。
に入力されており、燃料電池１の出力が負荷２に対して
不足する場合には二次電池４からの出力を電力変換装置
３を介して負荷２に供給される。
【００１９】燃料電池１の出力の一部はＤＣ−ＤＣコン
バーター等で構成される充電制御手段５を介して二次電
池４に接続される。そして二次電池４は燃料電池１の出
力により規定のＳＯＣに充電される。ここでのＳＯＣは
例えば６０％〜８０％（二次電池が完全充電状態にある
場合のＳＯＣを１００％とする）に充電制御され、燃料
電池１の出力に余剰が生じた場合に、この余剰の出力は
二次電池４に蓄電され、二次電池４のＳＯＣは一時的に
増加する。
バーター等で構成される充電制御手段５を介して二次電
池４に接続される。そして二次電池４は燃料電池１の出
力により規定のＳＯＣに充電される。ここでのＳＯＣは
例えば６０％〜８０％（二次電池が完全充電状態にある
場合のＳＯＣを１００％とする）に充電制御され、燃料
電池１の出力に余剰が生じた場合に、この余剰の出力は
二次電池４に蓄電され、二次電池４のＳＯＣは一時的に
増加する。
【００２０】本発明において二次電池４の充放電電流を
電流センサー６を介して充放電電流検出・電気量積算手
段７で検出した後、積算電気量を算出し、この値から二
次電池４のＳＯＣをＳＯＣ算出手段８により算出する。
電流センサー６を介して充放電電流検出・電気量積算手
段７で検出した後、積算電気量を算出し、この値から二
次電池４のＳＯＣをＳＯＣ算出手段８により算出する。
【００２１】ここでＳＯＣはある制御幅、例えば前記し
たような範囲で制御される。ＳＯＣの上限制御（上記例
では９０％）は例えば充電制御手段５により二次電池４
の充電電圧値を制御することにより行われる。ＳＯＣの
下限制御はＳＯＣ算出手段８により得られたＳＯＣ値信
号が充電制御手段５に入力され、充電制御手段５により
ＳＯＣを上昇するように二次電池４が充電されることに
より行われる。
たような範囲で制御される。ＳＯＣの上限制御（上記例
では９０％）は例えば充電制御手段５により二次電池４
の充電電圧値を制御することにより行われる。ＳＯＣの
下限制御はＳＯＣ算出手段８により得られたＳＯＣ値信
号が充電制御手段５に入力され、充電制御手段５により
ＳＯＣを上昇するように二次電池４が充電されることに
より行われる。
【００２２】本発明においては二次電池４の劣化判定を
図２に示したようなフローで行う。すなわち、前記した
ように充放電電流検出・電気量積算手段７により充放電
電流検出（ステップＳ１）、充放電電流積算（ステップ
Ｓ２）が行われた後、これらの値からＳＯＣ算出手段８
により、二次電池４のＳＯＣが算出される（ステップＳ
３）。算出されたＳＯＣ値が規定値内にあるかどうかを
判定し、規定値内にない場合、例えばＳＯＣ下限値より
も低くなる場合には充電制御手段５により、ある一定電
気量を強制的に充電することによってＳＯＣ値を増加さ
せる。また、ＳＯＣが上限値に到達した場合には充電制
御手段５での充電を停止したり、二次電池４から負荷２
に電力を供給することによってＳＯＣ値を下降制御する
（ステップＳ５）。
図２に示したようなフローで行う。すなわち、前記した
ように充放電電流検出・電気量積算手段７により充放電
電流検出（ステップＳ１）、充放電電流積算（ステップ
Ｓ２）が行われた後、これらの値からＳＯＣ算出手段８
により、二次電池４のＳＯＣが算出される（ステップＳ
３）。算出されたＳＯＣ値が規定値内にあるかどうかを
判定し、規定値内にない場合、例えばＳＯＣ下限値より
も低くなる場合には充電制御手段５により、ある一定電
気量を強制的に充電することによってＳＯＣ値を増加さ
せる。また、ＳＯＣが上限値に到達した場合には充電制
御手段５での充電を停止したり、二次電池４から負荷２
に電力を供給することによってＳＯＣ値を下降制御する
（ステップＳ５）。
【００２３】ＳＯＣ値が規定範囲内における場合には、
二次電池４が放電中であるかどうかを判定するステップ
Ｓ６を経て、二次電池４が放電にある場合に以降の劣化
判定に入る。
二次電池４が放電中であるかどうかを判定するステップ
Ｓ６を経て、二次電池４が放電にある場合に以降の劣化
判定に入る。
【００２４】すなわち、充放電電流検出・電気量積算手
段７で得た放電電流値Ｉｄと放電電圧検出手段９により
ステップＳ７で放電電圧値Ｖｄを得る。ここでステップ
Ｓ３で得られたＳＯＣ値からＳＯＣ値毎に設定された放
電電流値Ｉｄ−判定放電電圧テーブルＶｓを参照し（ス
テップＳ８）、実測の放電電圧値Ｖｄとこの判定放電電
圧ＶｓとをステップＳ９において比較する。これらのデ
ータテーブルの参照と比較はＳＯＣ別データテーブル参
照・放電電圧比較手段１０によって行われる。
段７で得た放電電流値Ｉｄと放電電圧検出手段９により
ステップＳ７で放電電圧値Ｖｄを得る。ここでステップ
Ｓ３で得られたＳＯＣ値からＳＯＣ値毎に設定された放
電電流値Ｉｄ−判定放電電圧テーブルＶｓを参照し（ス
テップＳ８）、実測の放電電圧値Ｖｄとこの判定放電電
圧ＶｓとをステップＳ９において比較する。これらのデ
ータテーブルの参照と比較はＳＯＣ別データテーブル参
照・放電電圧比較手段１０によって行われる。
【００２５】そして判定放電電圧Ｖｓよりも実測の放電
電圧値Ｖｄが低下した時点で二次電池４の劣化であると
判定する（ステップＳ１０）。この劣化判定が一度なさ
れた場合に劣化表示手段１１により二次電池４の劣化表
示を行うこともできるが、劣化判定が連続して複数回行
われた場合にはじめて劣化表示を行うのがよい。
電圧値Ｖｄが低下した時点で二次電池４の劣化であると
判定する（ステップＳ１０）。この劣化判定が一度なさ
れた場合に劣化表示手段１１により二次電池４の劣化表
示を行うこともできるが、劣化判定が連続して複数回行
われた場合にはじめて劣化表示を行うのがよい。
【００２６】このような本発明の電源システムに用いる
二次電池の劣化によれば二次電池のＳＯＣが変化しても
その二次電池の正確な劣化判定を行うことができる。
二次電池の劣化によれば二次電池のＳＯＣが変化しても
その二次電池の正確な劣化判定を行うことができる。
【００２７】また、前記したように劣化判定を行う放電
（ステップＳ６）は二次電池４の放電を検出して行うこ
とも可能であるが、ステップＳ６に変えて一定電流での
判定放電を一定時間行うことも可能である。この場合に
放電電流は一定であるので、ステップＳ８においてＳＯ
Ｃ値毎に設定された放電電流値Ｉｄ−判定放電電圧テー
ブルＶｓのデータ量を少なくすることができる利点が生
じる。例えば判定放電での放電電流値を２０Ａと一定と
した場合には図３で示したような劣化状態別の放電電圧
とＳＯＣグラフデータをテーブルとして有していればよ
い。また、当然、電池温度によってこれらのテーブル値
は変化するので、温度測定手段を設けて、温度によるテ
ーブル値補正を行えばより一層判定精度を高めることが
できる。
（ステップＳ６）は二次電池４の放電を検出して行うこ
とも可能であるが、ステップＳ６に変えて一定電流での
判定放電を一定時間行うことも可能である。この場合に
放電電流は一定であるので、ステップＳ８においてＳＯ
Ｃ値毎に設定された放電電流値Ｉｄ−判定放電電圧テー
ブルＶｓのデータ量を少なくすることができる利点が生
じる。例えば判定放電での放電電流値を２０Ａと一定と
した場合には図３で示したような劣化状態別の放電電圧
とＳＯＣグラフデータをテーブルとして有していればよ
い。また、当然、電池温度によってこれらのテーブル値
は変化するので、温度測定手段を設けて、温度によるテ
ーブル値補正を行えばより一層判定精度を高めることが
できる。
【００２８】また、ＳＯＣが規定値内にある場合に判定
を行うのではなく、ＳＯＣ規定値内のさらに狭いＳＯＣ
領域を設定し、ＳＯＣがこの領域内にある時にのみ判定
を行うこともできる。この場合においてもステップＳ８
におけるＳＯＣ値毎に設定された放電電流値Ｉｄ−判定
放電電圧テーブルＶｓのデータ量を少なくすることもで
きる。
を行うのではなく、ＳＯＣ規定値内のさらに狭いＳＯＣ
領域を設定し、ＳＯＣがこの領域内にある時にのみ判定
を行うこともできる。この場合においてもステップＳ８
におけるＳＯＣ値毎に設定された放電電流値Ｉｄ−判定
放電電圧テーブルＶｓのデータ量を少なくすることもで
きる。
【００２９】また、この判定を行うＳＯＣ領域を複数設
定することもできる。例えばＳＯＣが５０％〜９０％の
範囲内で制御されている場合に第１のＳＯＣ領域を５０
％〜６０％、第２のＳＯＣ領域を８０％〜９０％に設定
し、それぞれの領域においてのみ判定を行うように設定
する。また、それぞれの領域での劣化判定の論理積で劣
化判定するのか、あるいは劣化判定の論理和で劣化判定
するのかを選択することも可能になる。
定することもできる。例えばＳＯＣが５０％〜９０％の
範囲内で制御されている場合に第１のＳＯＣ領域を５０
％〜６０％、第２のＳＯＣ領域を８０％〜９０％に設定
し、それぞれの領域においてのみ判定を行うように設定
する。また、それぞれの領域での劣化判定の論理積で劣
化判定するのか、あるいは劣化判定の論理和で劣化判定
するのかを選択することも可能になる。
【００３０】さらに判定時のＳＯＣ値に応じて判定放電
電流を変化させることも可能である。この場合には判定
時のＳＯＣ値が低くなるに従い、判定放電電流を小さく
すること、反対に判定時のＳＯＣ値が高くなるに従い、
判定放電電流を大きくすることが好ましい。ＳＯＣが制
御下限値にある場合に大きな電流で放電した場合にはＳ
ＯＣが制御下限値を割り込む場合もあるほか、ＳＯＣが
低いため、劣化状態にかかわらず、急激に放電電圧が低
くなり、判定精度が低下するためである。また、ＳＯＣ
が高い領域にある場合に、低いＳＯＣ領域で適した小電
流で放電しても放電電圧の低下は少なく、判定精度が低
下するからである。従って、判定時のＳＯＣ値の上昇に
伴い、判定放電電流値を増加させるように制御すれば、
より精度の高い劣化判定を行うことができる。
電流を変化させることも可能である。この場合には判定
時のＳＯＣ値が低くなるに従い、判定放電電流を小さく
すること、反対に判定時のＳＯＣ値が高くなるに従い、
判定放電電流を大きくすることが好ましい。ＳＯＣが制
御下限値にある場合に大きな電流で放電した場合にはＳ
ＯＣが制御下限値を割り込む場合もあるほか、ＳＯＣが
低いため、劣化状態にかかわらず、急激に放電電圧が低
くなり、判定精度が低下するためである。また、ＳＯＣ
が高い領域にある場合に、低いＳＯＣ領域で適した小電
流で放電しても放電電圧の低下は少なく、判定精度が低
下するからである。従って、判定時のＳＯＣ値の上昇に
伴い、判定放電電流値を増加させるように制御すれば、
より精度の高い劣化判定を行うことができる。
【００３１】上記した本発明による電源システムの二次
電池の劣化判定方法により二次電池の劣化を検出した場
合にＳＯＣの制御下限値を上昇させる制御手段を用いて
本発明による電源システムを構成することができる。
電池の劣化判定方法により二次電池の劣化を検出した場
合にＳＯＣの制御下限値を上昇させる制御手段を用いて
本発明による電源システムを構成することができる。
【００３２】前記したように、燃料電池１の余剰出力を
蓄電するために、ＳＯＣ値は１００％未満の状態で制御
される。ところが負荷２の電力量が増大し、燃料電池１
の出力が負荷電力量に対して不足する場合には二次電池
４からの出力が負荷２に供給される。二次電池４の容量
劣化が進行した状態でなおかつ、ＳＯＣ値を１００％未
満で制御しているので、二次電池４の放電容量が低下
し、負荷２への供給時間が短くなってしまう。上記した
本発明の劣化判定方法によって、二次電池４が劣化した
と判定された場合、前記したようにＳＯＣ値の制御下限
値を増加させることによって、負荷２への供給時間を確
保できる電源システムを得ることができる。
蓄電するために、ＳＯＣ値は１００％未満の状態で制御
される。ところが負荷２の電力量が増大し、燃料電池１
の出力が負荷電力量に対して不足する場合には二次電池
４からの出力が負荷２に供給される。二次電池４の容量
劣化が進行した状態でなおかつ、ＳＯＣ値を１００％未
満で制御しているので、二次電池４の放電容量が低下
し、負荷２への供給時間が短くなってしまう。上記した
本発明の劣化判定方法によって、二次電池４が劣化した
と判定された場合、前記したようにＳＯＣ値の制御下限
値を増加させることによって、負荷２への供給時間を確
保できる電源システムを得ることができる。
【００３３】さらにこの本発明の電源システムにおい
て、二次電池４の劣化がさらに進行し、ＳＯＣ値の制御
下限値がある程度まで上昇すると、燃料電池１からの余
剰出力の蓄電効率が大幅に低下し、電源システムの効率
を低下してしまう。従って、ＳＯＣ値の制御下限値があ
るしきい値まで上昇した場合には、二次電池４の交換を
使用者に告知するよう、表示ランプを点灯する等の表示
手段を設けることが好ましい。この表示手段として劣化
表示手段１１を用いることもできる。
て、二次電池４の劣化がさらに進行し、ＳＯＣ値の制御
下限値がある程度まで上昇すると、燃料電池１からの余
剰出力の蓄電効率が大幅に低下し、電源システムの効率
を低下してしまう。従って、ＳＯＣ値の制御下限値があ
るしきい値まで上昇した場合には、二次電池４の交換を
使用者に告知するよう、表示ランプを点灯する等の表示
手段を設けることが好ましい。この表示手段として劣化
表示手段１１を用いることもできる。
【００３４】さらに独立型電源としては一定出力を得る
には効率がよいが、出力を急激に増減させるにはあまり
適していない燃料電池やガスタービン発電機を適用する
ことが好ましい。
には効率がよいが、出力を急激に増減させるにはあまり
適していない燃料電池やガスタービン発電機を適用する
ことが好ましい。
【００３５】
【発明の効果】前記したように、本発明によれば、燃料
電池等の独立型電源からの出力を負荷に供給し、この独
立型電源の余剰出力を蓄電するとともに、前記独立型電
源の出力が負荷に対して不足する場合にはその不足電力
を供給する二次電池を備えた電源システムにおいて、二
次電池の劣化判定を精度よく行うことができる。また二
次電池の劣化程度に応じてＳＯＣ制御下限値を増大させ
て、二次電池の劣化がある程度まで進行しても二次電池
から電力供給を確保し得るとともに、さらに劣化が進行
した場合には二次電池の交換を使用者に告知できる電源
システムを得ることができるものであり、本発明は工業
上、極めて有用である。
電池等の独立型電源からの出力を負荷に供給し、この独
立型電源の余剰出力を蓄電するとともに、前記独立型電
源の出力が負荷に対して不足する場合にはその不足電力
を供給する二次電池を備えた電源システムにおいて、二
次電池の劣化判定を精度よく行うことができる。また二
次電池の劣化程度に応じてＳＯＣ制御下限値を増大させ
て、二次電池の劣化がある程度まで進行しても二次電池
から電力供給を確保し得るとともに、さらに劣化が進行
した場合には二次電池の交換を使用者に告知できる電源
システムを得ることができるものであり、本発明は工業
上、極めて有用である。
【図１】本発明による一実施の形態の電源システムを示
すブロック図
すブロック図
【図２】本発明による一実施の形態の電源システムに用
いる二次電池の劣化判定方法を示すフローチャート
いる二次電池の劣化判定方法を示すフローチャート
【図３】劣化状態別の二次電池放電５秒目電圧とＳＯＣ
値との関係を示す図
値との関係を示す図
【図４】従来例による電源システムを示すブロック図
１，４２ 燃料電池
２，４３ 負荷
３，４６ 電力変換装置
４，４１ 二次電池
５，４５ 充電制御手段
６ 電流センサー
７ 充放電電流検出・電気量積算手段
８ ＳＯＣ算出手段
９，４７ 放電電圧検出手段
１０ ＳＯＣ別データテーブル参照・放電電圧比較手段
１１，４９ 劣化表示手段
４４ 放電スイッチ
４８ 劣化判定電圧−放電電圧比較手段
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 神保 裕行
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Ｆターム(参考） 2G016 CB12 CB21 CB22 CB31 CB32
CC02 CC04 CC06 CC07 CC13
CC23 CD01 CE01
5G003 AA05 BA01 DA07 DA18 EA08
5H030 AA06 AS03 AS18 BB08 BB22
DD02 DD06 FF42 FF44
Claims (7)
- 【請求項１】 独立型電源からの出力を負荷に供給し、
前記独立型電源の余剰出力を蓄電するとともに、前記独
立型電源の出力が負荷に対して不足する場合にはその不
足電力を供給する二次電池を備えていて、前記二次電池
の充電状態が所定の範囲内で制御される電源システムに
おいて、前記二次電池の充電状態を検出する手段と、前
記二次電池の放電電流を検出する手段と、前記二次電池
の放電電圧を検出する手段とを具備し、前記二次電池の
充電状態と前記二次電池の放電電流と前記二次電池の放
電電圧との関係に基いて前記二次電池の劣化判定を行う
ことを特徴とする電源システムに用いる二次電池の劣化
判定方法。 - 【請求項２】 独立型電源からの出力を負荷に供給し、
前記独立型電源の余剰出力を蓄電するとともに、前記独
立型電源の出力が負荷に対して不足する場合にはその不
足電力を供給する二次電池を備えた電源システムにおい
て、前記二次電池の充電状態を検出する手段と、前記二
次電池を所定期間毎に所定電流で所定時間放電する手段
と、前記二次電池の放電電圧を検出する手段とを具備
し、前記二次電池の充電状態と前記二次電池の放電電圧
との関係に基いて前記二次電池の劣化判定を行うことを
特徴とする電源システムに用いる二次電池の劣化判定方
法。 - 【請求項３】 独立型電源からの出力を負荷に供給し、
前記独立型電源の余剰出力を蓄電するとともに、前記独
立型電源の出力が負荷に対して不足する場合にはその不
足電力を供給する二次電池を備え、前記二次電池の充電
状態が所定の範囲内で制御される電源システムにおい
て、前記二次電池の充電状態を検出する手段と、前記二
次電池の放電電流を検出する手段と、前記二次電池の放
電電圧を検出する手段とを具備し、前記二次電池の充電
状態と前記二次電池の放電電流と前記二次電池の放電電
圧との関係に基いて設定された判定電圧よりも検出され
た前記二次電池の放電電圧が低い場合に前記二次電池の
充電状態の制御下限値を上昇させることを特徴とする電
源システム。 - 【請求項４】 独立型電源からの出力を負荷に供給し、
前記独立型電源の余剰出力を蓄電するとともに、前記独
立型電源の出力が負荷に対して不足する場合にはその不
足電力を供給する二次電池を備えた電源システムにおい
て、前記二次電池の充電状態を検出する手段と、前記二
次電池を所定期間毎に所定電流で所定時間放電する手段
と、前記二次電池の放電電圧を検出する手段とを具備
し、前記二次電池の充電状態と前記二次電池の放電電圧
との関係に基いて設定された判定電圧よりも検出された
前記二次電池の放電電圧が低い場合に前記二次電池の充
電状態の制御下限値を上昇させることを特徴とする電源
システム。 - 【請求項５】 前記充電状態の制御下限値が所定の値ま
で上昇した時点で前記二次電池の交換時期を告知する手
段を備えたことを特徴とする請求項３または４に記載の
電源システム。 - 【請求項６】 前記独立型電源として燃料電池を用いる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電源システ
ムに用いる二次電池の劣化判定方法。 - 【請求項７】 前記独立型電源として燃料電池を用いる
ことを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の
電源システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001326250A JP2003132959A (ja) | 2001-10-24 | 2001-10-24 | 電源システムに用いる二次電池の劣化判定方法およびそれを用いた電源システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001326250A JP2003132959A (ja) | 2001-10-24 | 2001-10-24 | 電源システムに用いる二次電池の劣化判定方法およびそれを用いた電源システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003132959A true JP2003132959A (ja) | 2003-05-09 |
Family
ID=19142659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001326250A Pending JP2003132959A (ja) | 2001-10-24 | 2001-10-24 | 電源システムに用いる二次電池の劣化判定方法およびそれを用いた電源システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003132959A (ja) |
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- 2001-10-24 JP JP2001326250A patent/JP2003132959A/ja active Pending
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