JP2003259501A - 電動車輌用鉛蓄電池の充・放電制御方法 - Google Patents
電動車輌用鉛蓄電池の充・放電制御方法Info
- Publication number
- JP2003259501A JP2003259501A JP2002052094A JP2002052094A JP2003259501A JP 2003259501 A JP2003259501 A JP 2003259501A JP 2002052094 A JP2002052094 A JP 2002052094A JP 2002052094 A JP2002052094 A JP 2002052094A JP 2003259501 A JP2003259501 A JP 2003259501A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- storage battery
- charging
- discharge
- charge
- battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000007600 charging Methods 0.000 claims abstract description 90
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910000882 Ca alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 17
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 14
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 7
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 3
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 101001125854 Homo sapiens Peptidase inhibitor 16 Proteins 0.000 description 1
- 229910000978 Pb alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 102100029324 Peptidase inhibitor 16 Human genes 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 101000983338 Solanum commersonii Osmotin-like protein OSML15 Proteins 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010280 constant potential charging Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- PIJPYDMVFNTHIP-UHFFFAOYSA-L lead sulfate Chemical compound [PbH4+2].[O-]S([O-])(=O)=O PIJPYDMVFNTHIP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 フォークリフト等の電動車輌では、通常、鉛
蓄電池の単電池(セル)が多数接続されて使用されてい
るため、蓄電池性能のばらつきや蓄電池毎の温度分布の
ばらつきにより、特定のセルのみが過放電あるいは過充
電を受け、そのセルが早期に性能低下し、その結果、単
電池(セル)1個のために組電池全体の性能が早期に低
下する事がある。 【解決手段】 正極格子にPb−Ca系合金を用いた制
御弁式鉛蓄電池多セルを組み合わせた組電池を、いくつ
かのセルからなるブロック(ブロック蓄電池)毎の状態
検知データに基づいて充・放電を制御する制御弁式鉛蓄
電池群の充・放電制御方法において、蓄電池の残存容量
に応じて走行中に警報信号および/又は蓄電池の負荷を
軽減させるための出力低下の信号を車体に送り、過放電
を防止する、さらに、充電不足気味の充電を行い、蓄電
池の状態に応じて回復充電の指示を行うことを特徴とす
る。
蓄電池の単電池(セル)が多数接続されて使用されてい
るため、蓄電池性能のばらつきや蓄電池毎の温度分布の
ばらつきにより、特定のセルのみが過放電あるいは過充
電を受け、そのセルが早期に性能低下し、その結果、単
電池(セル)1個のために組電池全体の性能が早期に低
下する事がある。 【解決手段】 正極格子にPb−Ca系合金を用いた制
御弁式鉛蓄電池多セルを組み合わせた組電池を、いくつ
かのセルからなるブロック(ブロック蓄電池)毎の状態
検知データに基づいて充・放電を制御する制御弁式鉛蓄
電池群の充・放電制御方法において、蓄電池の残存容量
に応じて走行中に警報信号および/又は蓄電池の負荷を
軽減させるための出力低下の信号を車体に送り、過放電
を防止する、さらに、充電不足気味の充電を行い、蓄電
池の状態に応じて回復充電の指示を行うことを特徴とす
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動車輌用鉛蓄電
池の充・放電制御方法に関する。
池の充・放電制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】フォークリフト等の電動車輌では、通
常、鉛蓄電池の単電池(以降セルという)が多数接続さ
れて使用されているため、蓄電池性能のばらつきや蓄電
池毎の温度分布ばらつきにより、特定のセルが過放電あ
るいは過充電を受け、そのセルが早期に性能低下し、そ
の結果、1個のセルのために組電池全体の性能が低下す
る事がある。このような現象は、正極にPb−Sb系の
鉛合金からなる正極格子を用いた開放型の液式鉛蓄電池
に比べて正極にPb−Ca系合金を用いた制御弁式鉛電
池で起こりやすい傾向にある。近年、正極にPb−Ca
系合金を用いた制御弁式鉛電池は、無漏液・無保守とい
った優れた特性を有していることから電動車輌への搭載
が増える傾向にある。我々が調査した結果でもセルの劣
化により組電池全体の性能が低下する現象が散見され
た。さらに深く原因を調査すると、劣化した蓄電池で
は、使用中に過放電あるいは過充電されて、活物質の劣
化や電解液の枯渇が起こっていた。
常、鉛蓄電池の単電池(以降セルという)が多数接続さ
れて使用されているため、蓄電池性能のばらつきや蓄電
池毎の温度分布ばらつきにより、特定のセルが過放電あ
るいは過充電を受け、そのセルが早期に性能低下し、そ
の結果、1個のセルのために組電池全体の性能が低下す
る事がある。このような現象は、正極にPb−Sb系の
鉛合金からなる正極格子を用いた開放型の液式鉛蓄電池
に比べて正極にPb−Ca系合金を用いた制御弁式鉛電
池で起こりやすい傾向にある。近年、正極にPb−Ca
系合金を用いた制御弁式鉛電池は、無漏液・無保守とい
った優れた特性を有していることから電動車輌への搭載
が増える傾向にある。我々が調査した結果でもセルの劣
化により組電池全体の性能が低下する現象が散見され
た。さらに深く原因を調査すると、劣化した蓄電池で
は、使用中に過放電あるいは過充電されて、活物質の劣
化や電解液の枯渇が起こっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、多数
のセルが接続された組電池において、充・放電制御方法
により特定のセルが過放電あるいは過充電を受けるのを
防止し、安定した寿命性能を有する電動車輌用制御弁式
鉛蓄電池を提供する事ことにある。
のセルが接続された組電池において、充・放電制御方法
により特定のセルが過放電あるいは過充電を受けるのを
防止し、安定した寿命性能を有する電動車輌用制御弁式
鉛蓄電池を提供する事ことにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】発明者は、多数のセルが
接続された組電池において、特定のセルが過放電あるい
は過充電を受けるのを防止するために、所定のセルを単
位としたブロック蓄電池毎に充・放電を管理する方法に
ついて試験を行い、それによって得た知見に基づいて課
題を解決するもので、請求項1によれば、正極格子にP
b−Ca系合金を用いた制御弁式鉛蓄電池の単電池(セ
ル)を複数組み合わせた組電池を、いくつかのセルから
なるブロック(ブロック蓄電池)毎の状態検知データに
基づいて充・放電を制御する充・放電制御方法におい
て、蓄電池の残存容量に応じて走行中に警報信号および
/又は蓄電池の負荷を軽減するための出力低下の信号を
車体に送ることを特徴とするものである。
接続された組電池において、特定のセルが過放電あるい
は過充電を受けるのを防止するために、所定のセルを単
位としたブロック蓄電池毎に充・放電を管理する方法に
ついて試験を行い、それによって得た知見に基づいて課
題を解決するもので、請求項1によれば、正極格子にP
b−Ca系合金を用いた制御弁式鉛蓄電池の単電池(セ
ル)を複数組み合わせた組電池を、いくつかのセルから
なるブロック(ブロック蓄電池)毎の状態検知データに
基づいて充・放電を制御する充・放電制御方法におい
て、蓄電池の残存容量に応じて走行中に警報信号および
/又は蓄電池の負荷を軽減するための出力低下の信号を
車体に送ることを特徴とするものである。
【0005】本発明では、ブロック(ブロック蓄電池)
毎の状態検知データに基づいて残存容量を検知し、車体
にその信号を送ると共に、蓄電池の負担軽減のための出
力低下の信号をも送り蓄電池の過放電を防止するもので
ある。具体的には、いずれかのブロック蓄電池の残存容
量が25〜35%以下になった時点で、信号を車体に送
ると共に、電動車輌の負荷を40〜50%以下に下げる
信号を送るものである。
毎の状態検知データに基づいて残存容量を検知し、車体
にその信号を送ると共に、蓄電池の負担軽減のための出
力低下の信号をも送り蓄電池の過放電を防止するもので
ある。具体的には、いずれかのブロック蓄電池の残存容
量が25〜35%以下になった時点で、信号を車体に送
ると共に、電動車輌の負荷を40〜50%以下に下げる
信号を送るものである。
【0006】請求項2によれば、前記電動車輌用制御弁
式鉛蓄電池の充・放電制御方法において、前記鉛蓄電池
の単電池(セル)の残存容量と放電時の電流・温度・電
圧との関係を求めたデータを保有し、実測したブロック
蓄電池の電圧値、電流値、電池温度と前記データとを照
合することにより、各ブロック蓄電池の残存容量を検知
することを特徴とするものである。
式鉛蓄電池の充・放電制御方法において、前記鉛蓄電池
の単電池(セル)の残存容量と放電時の電流・温度・電
圧との関係を求めたデータを保有し、実測したブロック
蓄電池の電圧値、電流値、電池温度と前記データとを照
合することにより、各ブロック蓄電池の残存容量を検知
することを特徴とするものである。
【0007】本発明では、ブロック蓄電池の残存容量を
検知する方法を示すもので、残存容量と放電時の電流・
温度・電圧との関係をあらかじめ求め、そのデータをも
とに走行中のブロック蓄電池の残存容量を算出するもの
である。
検知する方法を示すもので、残存容量と放電時の電流・
温度・電圧との関係をあらかじめ求め、そのデータをも
とに走行中のブロック蓄電池の残存容量を算出するもの
である。
【0008】請求項3によれば、走行中、いずれかのブ
ロック蓄電池の電圧が、所定の残存容量にまで低下した
時点で、車体に信号を送り、蓄電池からの放電を軽減さ
せると共に、前記放電では、ブロック蓄電池の残存容量
が5%以下には至らないように管理することを特徴とす
るものである。
ロック蓄電池の電圧が、所定の残存容量にまで低下した
時点で、車体に信号を送り、蓄電池からの放電を軽減さ
せると共に、前記放電では、ブロック蓄電池の残存容量
が5%以下には至らないように管理することを特徴とす
るものである。
【0009】本発明によれば、特定のブロック蓄電池の
残存容量が低下すれば、車体に信号を送ると共に負荷を
軽減し、さらに、特定のブロック蓄電池の残存容量が5
%になった時点で電動車輌の作動を停止させ、特定のセ
ルの過放電を防止するものである。
残存容量が低下すれば、車体に信号を送ると共に負荷を
軽減し、さらに、特定のブロック蓄電池の残存容量が5
%になった時点で電動車輌の作動を停止させ、特定のセ
ルの過放電を防止するものである。
【0010】請求項4によれば、走行後の充電において
放電量に対してX%(95%≦X≦110%)の充電を
行うことを特徴とするものである。
放電量に対してX%(95%≦X≦110%)の充電を
行うことを特徴とするものである。
【0011】請求項1から3は蓄電池の過放電を防止す
るためのものであったが、請求項4は過充電の防止対策
として放電量の95〜110%の充電を行うもので、若
干充電不足傾向にある。すなわち、Pb−Ca合金格子
のようにアンチモンを含まない正極格子を用いた鉛蓄電
池では、過充電を行うと、正極格子の酸化が進みすぎる
ため、放電時にその部分が優先的に放電して、正極板の
格子と活物質との界面に硫酸鉛の絶縁層が形成され、容
量が低下するという問題が生じることがあるので過充電
は極力避けなければならない。組電池で使用する場合に
は、特定のセルが大きな過充電を受ける可能性があるの
で上記のような充電を行うことが好ましい。
るためのものであったが、請求項4は過充電の防止対策
として放電量の95〜110%の充電を行うもので、若
干充電不足傾向にある。すなわち、Pb−Ca合金格子
のようにアンチモンを含まない正極格子を用いた鉛蓄電
池では、過充電を行うと、正極格子の酸化が進みすぎる
ため、放電時にその部分が優先的に放電して、正極板の
格子と活物質との界面に硫酸鉛の絶縁層が形成され、容
量が低下するという問題が生じることがあるので過充電
は極力避けなければならない。組電池で使用する場合に
は、特定のセルが大きな過充電を受ける可能性があるの
で上記のような充電を行うことが好ましい。
【0012】請求項5によれば、放電量に対してX%
(95%≦X≦110%)の充電を行った後の放電にお
いて、各ブロック蓄電池あるいは組電池全体の放電電圧
から算出される残存容量と電動車輌走行時の放電量(A
h)から算出された蓄電池全体の残存容量との差が所定
の値以上に広がった場合に、X%より多い電気量の充電
(回復充電または均等充電)を行うことを特徴とするも
のである。
(95%≦X≦110%)の充電を行った後の放電にお
いて、各ブロック蓄電池あるいは組電池全体の放電電圧
から算出される残存容量と電動車輌走行時の放電量(A
h)から算出された蓄電池全体の残存容量との差が所定
の値以上に広がった場合に、X%より多い電気量の充電
(回復充電または均等充電)を行うことを特徴とするも
のである。
【0013】本発明によれば、各ブロック蓄電池あるい
は組電池全体の放電電圧から算出される残存容量と電動
車輌走行時の放電量(Ah)から算出される蓄電池全体
の残存容量との差が所定の値以上に広がったことは、そ
の低いブロック蓄電池あるいは組電池は充電不足状態で
あることを意味し、通常の放電量の95〜110%より
多い電気量の充電(回復充電または均等充電)を行う必
要がある。電動車輌走行時の放電量(Ah)から算出し
た残存容量と放電電圧から算出した残存容量との差が1
5〜25%になった時点で回復充電または均等充電をす
るのが好ましい。
は組電池全体の放電電圧から算出される残存容量と電動
車輌走行時の放電量(Ah)から算出される蓄電池全体
の残存容量との差が所定の値以上に広がったことは、そ
の低いブロック蓄電池あるいは組電池は充電不足状態で
あることを意味し、通常の放電量の95〜110%より
多い電気量の充電(回復充電または均等充電)を行う必
要がある。電動車輌走行時の放電量(Ah)から算出し
た残存容量と放電電圧から算出した残存容量との差が1
5〜25%になった時点で回復充電または均等充電をす
るのが好ましい。
【0014】請求項6によれば、放電量に対してX%
(95%≦X≦110%)の充電を行った時に、各ブロ
ック蓄電池あるいは組電池全体の充電後の無負荷時の電
圧から算出される蓄電池容量が、完全充電状態の無負荷
電圧から算出される容量より低く、その差が所定の容量
以下に達した場合に、放電後の次の放電ではX%より多
い電気量の充電(回復充電または均等充電)を行うこと
を特徴とするものである。
(95%≦X≦110%)の充電を行った時に、各ブロ
ック蓄電池あるいは組電池全体の充電後の無負荷時の電
圧から算出される蓄電池容量が、完全充電状態の無負荷
電圧から算出される容量より低く、その差が所定の容量
以下に達した場合に、放電後の次の放電ではX%より多
い電気量の充電(回復充電または均等充電)を行うこと
を特徴とするものである。
【0015】本発明によれば、完全充電状態であるとい
うことは、規定の電解液比重にまで回復していることで
あり、電解液比重と無負荷時の電圧には相関性があるの
で、前記電圧を測定することによって充電状態を知るこ
とができる。したがって、充電したにもかかわらず充電
後の無負荷電圧が完全充電状態の無負荷電圧より低いこ
とは電解液比重が完全に戻っておらず充電不足を意味し
ており、通常の放電量の95〜110%より多い電気量
の充電(回復充電または均等充電)を行う必要がある。
完全充電状態での蓄電池容量に対してして各ブロックあ
るいは組電池全体の充電後の容量が85%以下になった
時点で回復充電または均等充電を行うのが好ましい。
うことは、規定の電解液比重にまで回復していることで
あり、電解液比重と無負荷時の電圧には相関性があるの
で、前記電圧を測定することによって充電状態を知るこ
とができる。したがって、充電したにもかかわらず充電
後の無負荷電圧が完全充電状態の無負荷電圧より低いこ
とは電解液比重が完全に戻っておらず充電不足を意味し
ており、通常の放電量の95〜110%より多い電気量
の充電(回復充電または均等充電)を行う必要がある。
完全充電状態での蓄電池容量に対してして各ブロックあ
るいは組電池全体の充電後の容量が85%以下になった
時点で回復充電または均等充電を行うのが好ましい。
【0016】請求項7によれば、放電量に対してX%
(95%≦X≦110%)の充電を行った後の放電にお
いて、放電中のブロック電圧から算出される残存容量に
ついて各ブロック蓄電池間で所定量以上の差が発生した
場合に、X%より多い電気量の充電(回復充電または均
等充電)を行うことを特徴とするものである。
(95%≦X≦110%)の充電を行った後の放電にお
いて、放電中のブロック電圧から算出される残存容量に
ついて各ブロック蓄電池間で所定量以上の差が発生した
場合に、X%より多い電気量の充電(回復充電または均
等充電)を行うことを特徴とするものである。
【0017】本発明によれば、各ブロック蓄電池間にお
いて放電中のブロック電圧から算出される残存容量に所
定量以上の差が発生することは、いずれかのブロック蓄
電池が充電不足になっていることを示すもので、通常の
放電量の95〜110%より多い電気量の充電(回復充
電または均等充電)をおこない、充電不足のブロック蓄
電池の容量を回復させる必要がある。各ブロック間の残
存容量の差が15%〜25%以上になった時点で回復充
電または均等充電を行うのが好ましい。
いて放電中のブロック電圧から算出される残存容量に所
定量以上の差が発生することは、いずれかのブロック蓄
電池が充電不足になっていることを示すもので、通常の
放電量の95〜110%より多い電気量の充電(回復充
電または均等充電)をおこない、充電不足のブロック蓄
電池の容量を回復させる必要がある。各ブロック間の残
存容量の差が15%〜25%以上になった時点で回復充
電または均等充電を行うのが好ましい。
【0018】請求項8によれば、放電量に対してX%
(95%≦X≦110%)の充電を行った時に、充電後
の無負荷時のブロック電圧から算出される蓄電池容量に
ついて各ブロック蓄電池間で所定量以上の差が発生した
場合に、放電後の次の充電ではX%より多い電気量の充
電(回復充電または均等充電)を行うことを特徴とする
ものである。
(95%≦X≦110%)の充電を行った時に、充電後
の無負荷時のブロック電圧から算出される蓄電池容量に
ついて各ブロック蓄電池間で所定量以上の差が発生した
場合に、放電後の次の充電ではX%より多い電気量の充
電(回復充電または均等充電)を行うことを特徴とする
ものである。
【0019】本発明によれば、充電を行ったにもかかわ
らず、充電後の無負荷時のブロック電圧から算出される
蓄電池容量においてブロック蓄電池間に差が発生した場
合、容量の低いブロック蓄電池が充電不足であることを
意味し、通常の放電量の95〜110%より多い電気量
の充電(回復充電または均等充電)を行う必要がある。
ブロック間の充電後の算出した容量差が15〜25%以
上になった時点で回復充電または均等充電を行うのが好
ましい。
らず、充電後の無負荷時のブロック電圧から算出される
蓄電池容量においてブロック蓄電池間に差が発生した場
合、容量の低いブロック蓄電池が充電不足であることを
意味し、通常の放電量の95〜110%より多い電気量
の充電(回復充電または均等充電)を行う必要がある。
ブロック間の充電後の算出した容量差が15〜25%以
上になった時点で回復充電または均等充電を行うのが好
ましい。
【0020】請求項9によれば、前記の多い電気量の充
電(回復充電または均等充電)が連続あるいは不連続で
設定された回数に達した場合には、異常と判断して、回
復充電を実施しないことを特徴とするものである。
電(回復充電または均等充電)が連続あるいは不連続で
設定された回数に達した場合には、異常と判断して、回
復充電を実施しないことを特徴とするものである。
【0021】本発明によれば、通常の放電量の95〜1
10%より多い電気量の充電(回復充電または均等充
電)を連続して行う必要が発生したことは、いずれかの
蓄電池に異常が発生していることを意味し、この場合は
蓄電池の調査が必要である。連続の場合は、3回以上回
復充電または均等充電の必要が発生した場合、異常と判
断する必要がある。また、不連続の場合では、2回に1
回の割合で回復充電または均等充電の必要が発生した場
合に異常と判断するのが適切である。
10%より多い電気量の充電(回復充電または均等充
電)を連続して行う必要が発生したことは、いずれかの
蓄電池に異常が発生していることを意味し、この場合は
蓄電池の調査が必要である。連続の場合は、3回以上回
復充電または均等充電の必要が発生した場合、異常と判
断する必要がある。また、不連続の場合では、2回に1
回の割合で回復充電または均等充電の必要が発生した場
合に異常と判断するのが適切である。
【0022】以上のように、電動車輌用制御弁式鉛蓄電
池の残存容量(放電状態)を管理することにより、セル
の劣化を組電池全体の問題にしないようにするのが目的
で、所定の残存容量に達したら、電動車輌に信号を与え
て蓄電池の負荷を軽減するために出力を制限するもので
ある。そのためには、あらかじめ蓄電池の残存容量と放
電時の電流・温度・電圧との関係のデータ、あるいは無
負荷時の温度・電圧と蓄電池容量との関係のデータを管
理装置内に保有し、実測したブロック蓄電池電圧値、蓄
電池温度、電流値と前記データとを照合することにより
残存容量を求める。特に、過放電を防止すために、負荷
を軽減した放電においてもブロック蓄電池の残存容量が
5%を下回ることのないように管理する。以上の管理を
行うことによって特定のセルの過放電を抑制することが
でき、1セルの蓄電池が悪いため組電池全体が不具合に
なることを防止できる。
池の残存容量(放電状態)を管理することにより、セル
の劣化を組電池全体の問題にしないようにするのが目的
で、所定の残存容量に達したら、電動車輌に信号を与え
て蓄電池の負荷を軽減するために出力を制限するもので
ある。そのためには、あらかじめ蓄電池の残存容量と放
電時の電流・温度・電圧との関係のデータ、あるいは無
負荷時の温度・電圧と蓄電池容量との関係のデータを管
理装置内に保有し、実測したブロック蓄電池電圧値、蓄
電池温度、電流値と前記データとを照合することにより
残存容量を求める。特に、過放電を防止すために、負荷
を軽減した放電においてもブロック蓄電池の残存容量が
5%を下回ることのないように管理する。以上の管理を
行うことによって特定のセルの過放電を抑制することが
でき、1セルの蓄電池が悪いため組電池全体が不具合に
なることを防止できる。
【0023】また、制御弁式鉛蓄電池の安定したサイク
ル寿命を得るためには、過充電を極力避ける必要があ
り、充電量95〜110%の範囲の充電を実施する。こ
の条件は、充電不足傾向にあるので、走行時のブロック
毎の蓄電池の残存容量や充電後の完全充電状態等の検知
データを監視し、ブロック間に所定の差が発生した場合
には、その後の充電では、通常の放電量の95〜110
%より多い電気量の充電(回復充電または均等充電)を
行うことにより充電不足を避けることができ、安定した
寿命性能が得られる。
ル寿命を得るためには、過充電を極力避ける必要があ
り、充電量95〜110%の範囲の充電を実施する。こ
の条件は、充電不足傾向にあるので、走行時のブロック
毎の蓄電池の残存容量や充電後の完全充電状態等の検知
データを監視し、ブロック間に所定の差が発生した場合
には、その後の充電では、通常の放電量の95〜110
%より多い電気量の充電(回復充電または均等充電)を
行うことにより充電不足を避けることができ、安定した
寿命性能が得られる。
【0024】
【実施例】正極格子にPb−Ca系合金を使用した制御
弁式鉛蓄電池を多セル組み合わせた組電池をいくつかの
ブロック(ブロック蓄電池)毎の電圧、電流あるいは温
度等の状態検知データで監視し、蓄電池の状態に応じ
て、走行中に警報信号や蓄電池の負荷を軽減させる出力
低下の信号を車体に送る、一方、充電に関しては充電不
足気味の充電を行い、充電状態に応じて回復充電を行う
ことにより、高い信頼性の電動車輌用制御弁式鉛蓄電池
が得られることを実施例でもって具体的に示す。
弁式鉛蓄電池を多セル組み合わせた組電池をいくつかの
ブロック(ブロック蓄電池)毎の電圧、電流あるいは温
度等の状態検知データで監視し、蓄電池の状態に応じ
て、走行中に警報信号や蓄電池の負荷を軽減させる出力
低下の信号を車体に送る、一方、充電に関しては充電不
足気味の充電を行い、充電状態に応じて回復充電を行う
ことにより、高い信頼性の電動車輌用制御弁式鉛蓄電池
が得られることを実施例でもって具体的に示す。
【0025】[実施例1]本発明の効果を明確にするため
の試験を行うにあたって、下記の試験用蓄電池を製作し
た。
の試験を行うにあたって、下記の試験用蓄電池を製作し
た。
【0026】正・負極板にPb−0.07wt%Ca−
1.3wt%Sn合金からなるエキスパンド格子をそれ
ぞれ用い、通常の活物質を塗布した正極板5枚、負極板
6枚を微細ガラス繊維セパレータを介して交互に積層
し、電槽に挿入する。該蓄電池に所定量の希硫酸を注液
して化成し、通常の安全弁を装着したいわゆるリテーナ
式制御弁式鉛蓄電池を製作した。定格容量は、2V、4
00Ahでこれらの蓄電池を24セル直列に接続した組
電池をフォークリフトに搭載した。
1.3wt%Sn合金からなるエキスパンド格子をそれ
ぞれ用い、通常の活物質を塗布した正極板5枚、負極板
6枚を微細ガラス繊維セパレータを介して交互に積層
し、電槽に挿入する。該蓄電池に所定量の希硫酸を注液
して化成し、通常の安全弁を装着したいわゆるリテーナ
式制御弁式鉛蓄電池を製作した。定格容量は、2V、4
00Ahでこれらの蓄電池を24セル直列に接続した組
電池をフォークリフトに搭載した。
【0027】まずこのセルを種々の温度および電流で放
電し、放電時の電圧と残存容量との関係を示すデータを
作成した。次に、上記フォークリフトに搭載し24セル
からなる組電池を6セル単位のブロック蓄電池に分け、
管理装置で電圧、電流、温度を監視した。
電し、放電時の電圧と残存容量との関係を示すデータを
作成した。次に、上記フォークリフトに搭載し24セル
からなる組電池を6セル単位のブロック蓄電池に分け、
管理装置で電圧、電流、温度を監視した。
【0028】上記組電池および管理装置システムの概要
を図1に示す。1は24セルからなる組電池、2は管理
装置、3は電圧、電流、温度を測定するため、ブロック
蓄電池と管理装置2とを接続するケーブル、4はフォー
クリフト、5は充電器、6は蓄電池温度を測定するため
に組電池の中央に貼られた熱電対をそれぞれ示す。
を図1に示す。1は24セルからなる組電池、2は管理
装置、3は電圧、電流、温度を測定するため、ブロック
蓄電池と管理装置2とを接続するケーブル、4はフォー
クリフト、5は充電器、6は蓄電池温度を測定するため
に組電池の中央に貼られた熱電対をそれぞれ示す。
【0029】図に示すように、管理装置を蓄電池の傍に
設置し、蓄電池から得た情報を元に、この管理装置から
フォークリフトあるいは充電器に信号を送り出す。この
管理装置の管理プログラムの一例を以下に示す。
設置し、蓄電池から得た情報を元に、この管理装置から
フォークリフトあるいは充電器に信号を送り出す。この
管理装置の管理プログラムの一例を以下に示す。
【0030】(1)4つのブロック蓄電池のブロック電
圧のいずれかが、電流、温度データと併せて計算した所
定の残存容量データにおいて、残存容量が30%の状態
に相当する電圧になった時点で、組電池全体の残存容量
にかかわらず、フォークリフトに対する出力を50%に
低減し、同時に警報を出す。ブロック電圧が残存容量2
5%に相当する電圧まで低下した時点で、出力を20%
まで低下させる。ブロック電圧が残存容量20%相当ま
で低下した時点で、出力を10%にまで低下させる。最
終的にいずれかのブロック蓄電池の残存容量が5%に至
った時点で蓄電池からの出力はほぼゼロになるようにす
る。
圧のいずれかが、電流、温度データと併せて計算した所
定の残存容量データにおいて、残存容量が30%の状態
に相当する電圧になった時点で、組電池全体の残存容量
にかかわらず、フォークリフトに対する出力を50%に
低減し、同時に警報を出す。ブロック電圧が残存容量2
5%に相当する電圧まで低下した時点で、出力を20%
まで低下させる。ブロック電圧が残存容量20%相当ま
で低下した時点で、出力を10%にまで低下させる。最
終的にいずれかのブロック蓄電池の残存容量が5%に至
った時点で蓄電池からの出力はほぼゼロになるようにす
る。
【0031】(2)充電は放電量の95〜110%の比
較的少ない充電量の充電を行う。本実施例では、管理装
置でフォークリフト走行中の電流を測定し、放電したA
h量を計算し、放電量の100%の電気量を充電するよう
に充電器に対し指示を与える。
較的少ない充電量の充電を行う。本実施例では、管理装
置でフォークリフト走行中の電流を測定し、放電したA
h量を計算し、放電量の100%の電気量を充電するよう
に充電器に対し指示を与える。
【0032】(3)本管理装置には、充電器に対し所定
のタイミングで回復充電を行うよう指示をしている。
のタイミングで回復充電を行うよう指示をしている。
【0033】回復充電を実施する条件を具体的に示す。
【0034】(a)各ブロック蓄電池の放電中のブロッ
ク電圧から算出される残存容量がフォークリフト走行時
の放電量(Ah)から算出された蓄電池の残存容量に比
べ20%以下に低下した場合。
ク電圧から算出される残存容量がフォークリフト走行時
の放電量(Ah)から算出された蓄電池の残存容量に比
べ20%以下に低下した場合。
【0035】(b)各ブロック蓄電池あるいは組電池全
体の充電後の無負荷電圧から算出される容量が、完全充
電状態の無負荷電圧から算出される容量に対して80%
以下にまで低下した場合。
体の充電後の無負荷電圧から算出される容量が、完全充
電状態の無負荷電圧から算出される容量に対して80%
以下にまで低下した場合。
【0036】(c)各ブロック蓄電池間の放電中のブロ
ック電圧から算出される残存容量の差が最大20%以上
になった場合。
ック電圧から算出される残存容量の差が最大20%以上
になった場合。
【0037】(d)各ブロック蓄電池間の充電後の無負
荷電圧から算出される残存容量の差が最大20%以上に
なった場合。
荷電圧から算出される残存容量の差が最大20%以上に
なった場合。
【0038】本試験の充電は、準定電圧方式の充電器を
用いておこなった。本充電器は3相交流電源を入力電源
にしているが、2.4V/セルの蓄電池電圧に至った時
点で2相交流に移行し、充電電流を大きく低減させ、制
御弁式鉛電池に適した充電器に改良したものである。
用いておこなった。本充電器は3相交流電源を入力電源
にしているが、2.4V/セルの蓄電池電圧に至った時
点で2相交流に移行し、充電電流を大きく低減させ、制
御弁式鉛電池に適した充電器に改良したものである。
【0039】なお、本実施例での回復充電は通常の準定
電圧充電時間をさらに4h延長するもので、定格容量に
対しおよそ20%の充電量にあたるように設定してい
る。
電圧充電時間をさらに4h延長するもので、定格容量に
対しおよそ20%の充電量にあたるように設定してい
る。
【0040】試験では、同じ内容の組電池で管理装置を
搭載せず、充電量を約115%に設定したフォークリフ
トと、上記本発明の管理装置を搭載し、充電量を100
%に設定したフォークリフトの2台を用いて走行試験を
おこなった。
搭載せず、充電量を約115%に設定したフォークリフ
トと、上記本発明の管理装置を搭載し、充電量を100
%に設定したフォークリフトの2台を用いて走行試験を
おこなった。
【0041】本実施例でのフォークリフト使用期間と共
に変化する各ブロック蓄電池の0.1CA(C:定格容
量、A:電流単位)放電での放電終期時の放電電圧値の
推移を図2に示す。本発明の充・放電管理を行ったフォ
ークリフトではあるブロック蓄電池の容量が僅か低下し
ているが、決して過放電にはなっていないことがわか
る。一方、管理装置のないフォークリフトでは、早期に
過放電になっているブロック蓄電池が出てきている。
に変化する各ブロック蓄電池の0.1CA(C:定格容
量、A:電流単位)放電での放電終期時の放電電圧値の
推移を図2に示す。本発明の充・放電管理を行ったフォ
ークリフトではあるブロック蓄電池の容量が僅か低下し
ているが、決して過放電にはなっていないことがわか
る。一方、管理装置のないフォークリフトでは、早期に
過放電になっているブロック蓄電池が出てきている。
【0042】組電池は、半年に1回、回復充電後に容量
の確認を行っている。放電容量の推移を図3に示す。組
電池全体の性能を見ても、やはり本発明のフォークリフ
トは3年経過後もほとんど容量低下がないが、管理装置
のないフォークリフトは容量が低下している。
の確認を行っている。放電容量の推移を図3に示す。組
電池全体の性能を見ても、やはり本発明のフォークリフ
トは3年経過後もほとんど容量低下がないが、管理装置
のないフォークリフトは容量が低下している。
【0043】以上のように、本発明の正極格子にPb−
Ca系合金を使用した制御弁式鉛蓄電池を搭載し、それ
らの充・放電状態を管理する管理装置を設置したフォー
クリフトは、長期にわたり非常に高い信頼性を有するこ
とが明らかになった。
Ca系合金を使用した制御弁式鉛蓄電池を搭載し、それ
らの充・放電状態を管理する管理装置を設置したフォー
クリフトは、長期にわたり非常に高い信頼性を有するこ
とが明らかになった。
【0044】
【発明の効果】正極格子にPb−Ca系合金を用いた制
御弁式鉛蓄電池多セルを組み合わせた組電池を、いくつ
かのセルからなるブロック(ブロック蓄電池)毎の状態
検知データに基づいて充・放電を制御する制御弁式鉛蓄
電池群の充・放電制御方法において、蓄電池の残存容量
に応じて走行中に警報信号および/又は蓄電池の負荷を
軽減させるための出力低下の信号を車体に送り、過放電
を防止し、さらに、通常は充電不足気味の充電を行い、
過充電を防止し、ブロック蓄電池の充電状態を管理し、
適時回復充電の指示を行うことにより、組電池の寿命性
能の向上・安定化に非常に有効であり、その工業的効果
は大である。
御弁式鉛蓄電池多セルを組み合わせた組電池を、いくつ
かのセルからなるブロック(ブロック蓄電池)毎の状態
検知データに基づいて充・放電を制御する制御弁式鉛蓄
電池群の充・放電制御方法において、蓄電池の残存容量
に応じて走行中に警報信号および/又は蓄電池の負荷を
軽減させるための出力低下の信号を車体に送り、過放電
を防止し、さらに、通常は充電不足気味の充電を行い、
過充電を防止し、ブロック蓄電池の充電状態を管理し、
適時回復充電の指示を行うことにより、組電池の寿命性
能の向上・安定化に非常に有効であり、その工業的効果
は大である。
【図1】 フォークリフトの組電池および管理装置シス
テムの概要を示す図。
テムの概要を示す図。
【図2】 各ブロック蓄電池の0.1CA(C:定格容
量、A:電流単位)放電での放電終期時の放電電圧値の
推移を示す図
量、A:電流単位)放電での放電終期時の放電電圧値の
推移を示す図
【図3】 実走行試験経過での組電池全体の容量の推移
を示す図
を示す図
1 組電池
2 管理装置
3 ケーブル
4 フォークリフト
5 充電器
6 熱電対
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Fターム(参考) 5G003 AA01 BA03 DA02 DA04 DA13
EA05 FA06 GC05
5H030 AA03 AA04 AS05 AS08 BB01
BB21 FF22 FF41 FF42 FF44
5H115 PA08 PA15 PC06 PG05 PI16
PI29 PO01 PO07 TI02 TI05
TI06 TI10 TR19 TU17 TW10
TZ01 TZ09 UB01 UB05 UB07
UB11
Claims (9)
- 【請求項1】 正極格子にPb−Ca系合金を用いた制
御弁式鉛蓄電池の単電池(セル)を複数組み合わせた組
電池を、いくつかのセルからなるブロック(ブロック蓄
電池)毎の状態検知データに基づいて充・放電を制御す
る充・放電制御方法において、蓄電池の残存容量に応じ
て走行中に警報信号および/又は蓄電池の負荷を軽減す
るための出力低下の信号を車体に送ることを特徴とする
電動車輌用制御弁式鉛蓄電池の充・放電制御方法。 - 【請求項2】 前記鉛蓄電池の単電池(セル)の残存容
量と放電時の電流・温度・電圧との関係を求めたデータ
を保有し、実測したブロック蓄電池の電圧値、電流値、
電池温度と前記データと照合することにより、各ブロッ
ク蓄電池の残存容量を検知することを特徴とする請求項
1に記載の電動車輌用制御弁式鉛蓄電池の充・放電制御
方法。 - 【請求項3】 走行中、いずれかのブロック蓄電池の電
圧が、所定の残存容量に相当するまで低下した時点で、
車体に信号を送り、蓄電池からの放電を軽減させる共
に、前記放電においてブロック蓄電池の残存容量が5%
以下に至らないように管理することを特徴とする請求項
1又は2に記載の電動車輌用制御弁式鉛蓄電池の充・放
電制御方法。 - 【請求項4】 走行後の充電において放電量に対してX
%(95%≦X≦110%)の充電を行うことを特徴と
する電動車輌用制御弁式鉛蓄電池の充・放電制御方法。 - 【請求項5】 放電量に対してX%(95%≦X≦11
0%)の充電を行った後の放電において、各ブロック蓄
電池あるいは組電池全体の放電電圧から算出される残存
容量と電動車輌走行時の放電量(Ah)から算出された
蓄電池全体の残存容量との差が所定の値以上に広がった
場合に、X%より多い電気量の充電(回復充電または均
等充電)を行うことを特徴とする電動車輌用制御弁式鉛
蓄電池の充・放電制御方法。 - 【請求項6】 放電量に対してX%(95%≦X≦11
0%)の充電を行った時に、各ブロック蓄電池あるいは
組電池全体の充電後の無負荷時の電圧から算出される蓄
電池容量が、完全充電状態の無負荷電圧から算出される
容量より低く、その差が所定の容量以下に達した場合
に、放電後の次の充電では、X%より多い電気量の充電
(回復充電または均等充電)を行うことを特徴とする電
動車輌用制御弁式鉛蓄電池の充・放電制御方法。 - 【請求項7】 放電量に対してX%(95%≦X≦11
0%)の充電を行った後の放電において、放電中のブロ
ック電圧から算出される残存容量について各ブロック蓄
電池間で所定量以上の差が発生した場合に、X%より多
い電気量の充放電(回復充電または均等充電)を行うこ
とを特徴とする電動車輌用制御弁式鉛蓄電池の充・放電
制御方法。 - 【請求項8】 放電量に対してX%(95%≦X≦11
0%)の充電を行った時に、充電後の無負荷時のブロッ
ク電圧から算出される蓄電池容量について各ブロック蓄
電池間で所定量以上の差が発生した場合に、放電後の次
の充電ではX%より多い電気量の充電(回復充電または
均等充電)を行うことを特徴とする電動車輌用制御弁式
鉛蓄電池の充・放電制御方法。 - 【請求項9】 多い電気量の充電(回復充電または均等
充電)が連続あるいは不連続で設定された回数に達した
場合には、異常と判断して、回復充電を実施しないこと
を特徴とする請求項5,6、7又は8に記載の電動車輌
用制御弁式鉛蓄電池の充・放電制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002052094A JP2003259501A (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | 電動車輌用鉛蓄電池の充・放電制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002052094A JP2003259501A (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | 電動車輌用鉛蓄電池の充・放電制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003259501A true JP2003259501A (ja) | 2003-09-12 |
Family
ID=28663892
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002052094A Pending JP2003259501A (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | 電動車輌用鉛蓄電池の充・放電制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003259501A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013054672A1 (ja) * | 2011-10-11 | 2013-04-18 | 新神戸電機株式会社 | 鉛蓄電池システム |
JP2016132535A (ja) * | 2015-01-20 | 2016-07-25 | 株式会社豊田自動織機 | バッテリ式産業車両 |
CN109873472A (zh) * | 2019-03-04 | 2019-06-11 | 西安盛博飞电子科技有限公司 | 蓄电池放电的方法、装置及其存储介质和设备 |
-
2002
- 2002-02-27 JP JP2002052094A patent/JP2003259501A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013054672A1 (ja) * | 2011-10-11 | 2013-04-18 | 新神戸電機株式会社 | 鉛蓄電池システム |
CN103918120A (zh) * | 2011-10-11 | 2014-07-09 | 新神户电机株式会社 | 铅蓄电池*** |
JPWO2013054672A1 (ja) * | 2011-10-11 | 2015-03-30 | 新神戸電機株式会社 | 鉛蓄電池システム |
TWI569029B (zh) * | 2011-10-11 | 2017-02-01 | Shin-Kobe Electric Machinery Co Ltd | Lead battery system |
US9711976B2 (en) | 2011-10-11 | 2017-07-18 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Lead storage battery system |
JP2016132535A (ja) * | 2015-01-20 | 2016-07-25 | 株式会社豊田自動織機 | バッテリ式産業車両 |
CN109873472A (zh) * | 2019-03-04 | 2019-06-11 | 西安盛博飞电子科技有限公司 | 蓄电池放电的方法、装置及其存储介质和设备 |
CN109873472B (zh) * | 2019-03-04 | 2022-07-01 | 西安盛博飞电子科技有限公司 | 蓄电池放电的方法、装置及其存储介质和设备 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109941147B (zh) | 一种用于延长动力电池使用寿命的方法和电子设备 | |
EP2452413B1 (en) | Battery charging method and apparatus | |
US10046662B2 (en) | Managing the charging of a battery | |
JP3964635B2 (ja) | メモリー効果の検出方法およびその解消方法 | |
CN110061531B (zh) | 储能电池的均衡方法 | |
JP4759795B2 (ja) | 二次電池の残存容量検知方法 | |
JP2018042462A (ja) | 蓄電装置 | |
WO2010047046A1 (ja) | 故障診断回路、電源装置、及び故障診断方法 | |
JP2015073429A (ja) | 直列群のバッテリまたはキャパシタのセル充電状態および放電状態の分岐を検出する方法 | |
US8760118B2 (en) | System and method for charging and discharging a Li-ion battery | |
CN104103851A (zh) | 具有用于健康状态监视的参考电极的锂可再充电电池 | |
JP2002015781A (ja) | 二次電池の交換方法 | |
CN109088114B (zh) | 电池模组充放电控制方法 | |
JP2013192389A (ja) | 組電池の放電制御システムおよび放電制御方法 | |
US6828758B2 (en) | Charge/discharge control method for battery pack and charge/discharge control apparatus for battery pack | |
JP5868013B2 (ja) | リチウムイオン組電池充電制御装置、制御方法およびリチウムイオン組電池システム | |
CN104835988A (zh) | 电池***和电池***荷电状态soc的修正方法 | |
CN112384405B (zh) | 控制车辆中的电池***的方法 | |
JP2002135989A (ja) | 蓄電池の充放電制御方法 | |
JP2003259501A (ja) | 電動車輌用鉛蓄電池の充・放電制御方法 | |
JPH06290815A (ja) | 機器システム | |
JP3133534B2 (ja) | 電池の過充電過放電防止方法 | |
EP2658074B1 (en) | Discharge controller | |
CN113809412A (zh) | 电池*** | |
CN110015126B (zh) | 电动汽车及其中动力电池组的保护控制方法、*** |