JP5258871B2 - 電池パックのサイクル寿命を向上させるシステム及び電池セルパック充電方法 - Google Patents
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Description
ある。
Cウィンドウとを提供することによって、多くのユーザが、より長い化学寿命を提供するより小さいSOCを選択することが多いと予想される。エンドユーザに対してより一貫した放電エネルギー(範囲)(好適な実施形態において経時的に一定である利用可能な範囲)を提供するために、時間の経過と共に小さいウィンドウサイズが大きくなる。
(a) 前記電池セルパックのための次の充電後動作時の性能特性を特定するステップを含んでおり、ここで、制御器が前記性能特性を提供するために前記電池セルパックのための次のサイクル充電プランを決定すると共に前記電池セルパックの属性を向上させ、前記属性が複数の適用されたサイクルにおいて測定され、
(b) 前記プランのためのエネルギー始点を作るために電池セルパックを放電するステップを任意に含んでおり、
(c) 前記プランのためのエネルギー終点を作るために前記電池セルパックを充電するステップを含んでおり、
(d) 次の充電後動作時の性能特性によって特定される次の充電後動作時の性能の予想に基づいて前記電池セルパックに接続された充電器によって前記プランを実行するステップ
を含む。放電は、それがなされることが好ましい場合に任意になされ、これは自動車用電池セルパックにおいては、電池セルパックを手動でドレイン排出するのではなく車両を運転することによってなされる。場合によっては、サイクルプランは、その時利用可能なSOCよりも低いSOCを要求し得(例えば、車両がほとんど運転されないか全く運転されない期間の間)、この場合、運転することなく電池セルパックを放電することが好ましい。
(技術事項1)
電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステムであって、前記電池セルパックのための調整可能な充電充放電プランを決定する制御器を含んでおり、
前記調整可能な充電充放電プランは前記電池セルパックのための次の充電後動作時の性能特性を特定する動作パラメータを含んでおり、前記制御器は前記性能特性を提供するために前記電池セルパックのための次のサイクルプランを決定すると共に前記電池セルパックの属性を向上させ、前記属性は適用された複数のサイクルに亘って測定され、
前記調整可能な充電充放電プランは前記プランのためのエネルギー終点を生成するための一または複数のステージを更に含むことを特徴とする電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項2)
前記放電/充電プランはSOC範囲を含んでおり、放電/充電の始点はSOC始点を含んでおり、放電/充電の終点はSOC終点を含むことを特徴とする技術事項1に記載の電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項3)
前記動作パラメータは所望の走行距離を含んでおり、次ぎの充電後動作時の前記性能特性は前記所望の走行距離を提供するための前記電池セルパックのSOCであることを特徴とする技術事項2に記載の電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項4)
前記属性は前記電池セルパックのための充電サイクル寿命であることを特徴とする技術事項3に記載の電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項5)
充電器を更に含んでおり、この充電器は前記調整可能な充電充放電プランに応答し、前記調整可能な充電プランは、前記動作パラメータに関する充電後の動作の予測に基づき前記充電器によって実行されることを特徴とする技術事項1に記載の電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項6)
前記動作パラメータを入力するための、前記制御器に接続されたユーザインターフェースを更に含んでいることを特徴とする技術事項5に記載の電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項7)
前記動作パラメータのために履歴データを提供するための、前記ユーザインターフェースに接続されたログを更に含んでいることを特徴とする技術事項6に記載の電池セルパック充電システム。
(技術事項8)
前記ユーザインターフェースは、前記システムの複数の動作期間のスケジュールの一部として前記動作パラメータを設定することを特徴とする技術事項6に記載の電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項9)
前記スケジュールはカスタマイズされた日ごとの動作パラメータを特定するカレンダーを含んでおり、日ごとの動作パラメータは次の動作日のための充電のための前記動作パラメータとして用いられることを特徴とする技術事項8に記載の電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項10)
前記動作パラメータは、前記動作パラメータの高い値と低い値とを特定する、必要とされる範囲のウィンドウを含むことを特徴とする技術事項5に記載の電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項11)
前記電池セルパックのための次の充電後動作時の前記性能特性は、一または複数の付加的な機能のための付加的な性能容量を提供することを特徴とする技術事項5に記載の電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項12)
前記付加的な性能容量は、前記電池セルパックのSOCを含むことを特徴とする技術事項11に記載の電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項13)
前記一または複数の付加的な機能は、前記電池セルパックの電池セルの経年を補償するための付加的なSOCを含むことを特徴とする技術事項12に記載の電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項14)
前記一または複数の付加的な機能は、予測される車内温度制御のニーズを補償するための付加的なSOCを含むことを特徴とする技術事項12に記載の電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項15)
前記一または複数の付加的な機能は、車両において予測される補助的な負荷を補償するための付加的なSOCを含むことを特徴とする技術事項12に記載の電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項16)
前記プランのためのエネルギー始点を生成するために一または複数の放電ステージを更に含むことを特徴とする技術事項5に記載の電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項17)
前記充電プランは電池電圧範囲およびエネルギー始点を含んでおり、前記エネルギー始点は電圧始点を含んでおり、前記エネルギー終点はSOC終点を含むことを特徴とする技術事項5に記載の電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項18)
技術事項5に記載の電池セルパック充電システムであって、
前記電池セルパックは電気自動車の電源の一部であって、前記動作パラメータは所望の走行距離を含んでおり、前記次の動作時の性能特性は前記所望の走行距離を提供するための前記電池セルパックのSOCを含んでおり、前記電池セルパックは、
前記動作パラメータを入力するための、前記制御器に接続されたユーザインターフェースと、
前記動作パラメータのために履歴データを提供するための、前記ユーザインターフェースに接続されたログと、
を更に含んでおり、前記ユーザインターフェースを介して入力された前記動作パラメータと前記ログによって提供された前記動作パラメータとの間で重み付けが決定され、効率的な動作パラメータを設定することを特徴とする電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項19)
リチウムイオン電池セルパックを充電するための電池セルパック充電方法であって、プロセッサを用い、
(a)前記電池セルパックのための次の充電後動作時の性能特性を特定するステップを含んでおり、ここで、制御器は前記性能特性を提供するために前記電池セルパックのための次のサイクルプランを決定すると共に前記電池セルパックの属性を向上させ、前記属性は適用された複数の充電/放電プランに亘って測定され、
(b)前記プランのためのエネルギー終点を生成するために前記電池セルパックを充電するステップを含んでおり、
(c)次の充電後動作時の前記性能特性によって特定される次の充電後動作の性能の予測に基づき、前記電池セルパックに接続された充電器によって前記プランを実行するステップを含むことを特徴とする電池セルパック充電方法。
(技術事項20)
前記ステップ(b)が、前記プランのためのエネルギー始点を生成するために前記電池セルパックを放電するステップを更に含むことを特徴とする技術事項19に記載の電池セルパック充電方法。
(技術事項21)
前記充電プランはSOC範囲を含んでおり、放電/充電の始点はSOC始点を含んでおり、放電/充電の終点はSOC終点を含むことを特徴とする技術事項20に記載の電池セルパック充電方法。
(技術事項22)
前記動作パラメータは所望の走行距離を含んでおり、次ぎの充電後動作時の前記性能特性は前記所望の走行距離を提供するための前記電池セルパックのSOCであることを特徴とする技術事項21に記載の電池セルパック充電方法。
(技術事項23)
前記属性は電池セルパックのための充電サイクル寿命であることを特徴とする技術事項22に記載の電池セルパック充電方法。
(技術事項24)
前記動作パラメータを入力するための、前記制御器に接続されたユーザインターフェースを更に含んでいることを特徴とする技術事項19に記載の電池セルパック充電方法。
(技術事項25)
前記動作パラメータのために履歴データを提供するための、前記ユーザインターフェースに接続されたログを更に含んでいることを特徴とする技術事項23に記載の電池セルパック充電方法。
(技術事項26)
前記ユーザインターフェースは、前記システムの複数の動作期間のスケジュールの一部として前記動作パラメータを設定することを特徴とする技術事項23に記載の電池セルパック充電方法。
(技術事項27)
前記スケジュールは、週ごとにセットになった動作パラメータを含むことを特徴とする技術事項26に記載の電池セルパック充電方法。
(技術事項28)
前記スケジュールはカスタマイズされた日ごとの動作パラメータを特定するカレンダーを含んでおり、日ごとの動作パラメータは次の動作日のための充電のための前記動作パラメータとして用いられることを特徴とする技術事項26に記載の電池セルパック充電方法。
(技術事項29)
前記動作パラメータは、前記動作パラメータの高い値と低い値とを特定する、必要とされる範囲のウィンドウを含むことを特徴とする技術事項19に記載の電池セルパック充電方法。
(技術事項30)
前記電池セルパックのための次の充電後動作時の前記性能特性は、一または複数の付加的な機能のための付加的な性能容量を提供することを特徴とする技術事項19に記載の電池セルパック充電方法。
(技術事項31)
前記付加的な性能容量は、前記電池セルパックのSOCを含むことを特徴とする技術事項26に記載の電池セルパック充電方法。
(技術事項32)
前記一または複数の付加的な機能は、前記電池セルパックの電池セルの経年を補償するための付加的なSOCを含むことを特徴とする技術事項30に記載の電池セルパック充電方法。
(技術事項33)
前記一または複数の付加的な機能は、予測される車内温度制御のニーズを補償するための付加的なSOCを含むことを特徴とする技術事項30に記載の電池セルパック充電方法。
(技術事項34)
前記一または複数の付加的な機能は、車両において予測される補助的な負荷を補償するための付加的なSOCを含むことを特徴とする技術事項30に記載の電池セルパック充電方法。
(技術事項35)
技術事項21に記載の電池セルパック充電方法であって、
前記電池セルパックは電気自動車の電源の一部であって、前記動作パラメータは所望の走行距離を含んでおり、前記次の動作時の性能特性は前記所望の走行距離を提供するために前記電池セルパックのためのSOCを含んでおり、前記電池セルパックは、
前記動作パラメータを入力するための、前記制御器に接続されたユーザインターフェースと、
前記動作パラメータのために履歴データを提供するための、前記ユーザインターフェースに接続されたログと、
を更に含んでおり、前記ユーザインターフェースを介して入力された前記動作パラメータと前記ログによって提供された前記動作パラメータとの間で重み付けが決定され、効率的な動作パラメータを設定することを特徴とする電池セルパック充電方法。
(技術事項36)
技術事項1に記載の管理システムであって、
次の充電後動作時の前記性能特性が前記電池パックのための1セットの走行距離モードから特定され、各走行距離モードが充電SOCと放電SOCとの間のSOCウィンドウを含んでおり、前記1セットの走行距離モードは、第1のSOCウィンドウを有する第1の走行距離モードと、前記第1のSOCウィンドウよりも小さい第2のSOCウィンドウを有する第2の走行距離モードとを含んでおり、前記一または複数のステージは、前記電池セルパックにおいて前記次の動作時の走行距離モードの前記充電SOCを生成する一または複数のエネルギー伝達ステージを含むことを特徴とする電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項37)
前記第2のSOCウィンドウは経時的に変化することを特徴とする技術事項36に記載の電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項38)
前記第1のSOCウィンドウは経時的に実質的に一定であることを特徴とする技術事項37に記載の電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項39)
前記第2のSOCウィンドウの前記変化は経時的に増大することを特徴とする技術事項37に記載の電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項40)
前記第2のSOCウィンドウの前記放電SOCは経時的に実質的に一定であることを特徴とする技術事項39に記載の電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項41)
前記第2のSOCウィンドウの前記充電SOCは経時的に実質的に一定であることを特徴とする技術事項39に記載の電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項42)
前記充電SOCの経時的な変化は前記放電SOCの経時的な変化とは異なることを特徴とする技術事項39に記載の電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項43)
前記電池セルパックの合計エネルギー容量は複数の使用年数に亘り実質的に減少する一方、前記第2のSOCウィンドウの前記変化は前記複数の使用年数に亘り実質的に一定の放電エネルギーを前記電池セルパックから生成するように構成されることを特徴とする技術事項37に記載の電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項44)
前記第2のSOCウィンドウの前記変化は、推定されるパック容量のフェードと、放電Ahと、時間と、走行距離と、パックの充電サイクル数と、パックのインピーダンスの変化と、合計充電/放電Ahと、合計充電/放電Whと、車両走行距離と、使用時間と、これらの組み合わせとからなる群から選択される一または複数のパラメータに応答することを特徴とする技術事項43に記載の電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項45)
前記第2の走行距離モードは、充電サイクルの選択されたN%であって、N%は約66.67%〜100%の間の範囲内であることを特徴とする技術事項36に記載の電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
(技術事項46)
技術事項19に記載の電池セルパック充電方法であって、
次の充電後動作時の前記性能特性が前記電池パックのための1セットの走行距離モードから特定され、各走行距離モードが充電SOCと放電SOCとの間のSOCウィンドウを含んでおり、前記1セットの走行距離モードは、第1のSOCウィンドウを有する第1の走行距離モードと、前記第1のSOCウィンドウよりも小さい第2のSOCウィンドウを有する第2の走行距離モードとを含むことを特徴とする電池セルパック充電方法。
(技術事項47)
前記第2のSOCウィンドウは経時的に変化することを特徴とする技術事項46に記載の電池セルパック充電方法。
(技術事項48)
前記第1のSOCウィンドウは経時的に実質的に一定であることを特徴とする技術事項47に記載の電池セルパック充電方法。
(技術事項49)
前記第2のSOCウィンドウの前記変化は経時的に増大することを特徴とする技術事項47に記載の電池セルパック充電方法。
(技術事項50)
前記第2のSOCウィンドウの前記放電SOCは経時的に実質的に一定であることを特徴とする技術事項49に記載の電池セルパック充電方法。
(技術事項51)
前記第2のSOCウィンドウの前記充電SOCは経時的に実質的に一定であることを特徴とする技術事項49に記載の電池セルパック充電方法。
(技術事項52)
前記充電SOCの経時的な変化は前記放電SOCの経時的な変化とは異なることを特徴とする技術事項49に記載の電池セルパック充電方法。
(技術事項53)
前記電池セルパックの合計エネルギー容量は複数の使用年数に亘り実質的に減少する一方、前記第2のSOCウィンドウの前記変化は前記複数の使用年数に亘り実質的に一定の放電エネルギーを前記電池セルパックから生成するように構成されることを特徴とする技術事項46に記載の電池セルパック充電方法。
(技術事項54)
前記第2のSOCウィンドウの前記変化は、推定されるパック容量のフェードと、放電Ahと、時間と、走行距離と、パックの充電サイクル数と、パックのインピーダンスの変化と、合計充電/放電Ahと、合計充電/放電Whと、車両走行距離と、使用時間と、これらの組み合わせとからなる群から選択される一または複数のパラメータに応答することを特徴とする技術事項53に記載の電池セルパック充電方法。
(技術事項55)
前記第2の走行距離モードは、充電サイクルの選択されたN%であって、N%は約66.67%〜100%の間の範囲内であることを特徴とする技術事項46に記載の電池セルパック充電方法。
Claims (5)
- 車両に搭載される電池セルパックの充放電サイクル寿命を向上させるためのシステムであって、
前記電池セルパックのための充放電プランを決定する制御器と、この制御器と前記電池セルパックとに接続された充放電器と、前記電池セルパックの電池データの収集と監視を行い、前記制御器に接続または含まれるサブシステムと、当該車両の履歴データを動作パラメータとして収集するログと、このログと前記制御器とに接続されるユーザーインターフェースとを備え、
前記ユーザーインターフェースは、前記ログから前記動作パラメータを収集し表示するとともに、当該車両のユーザーによっても動作パラメータを入力することができるものであり、
前記充放電プランは、前記電池セルパックにおける充電後の作動時の、25%〜90%のSOC範囲を含む性能特性であり、
前記制御器は、前記各動作パラメータによって、前記充放電プランを決定するものであり、
そして、前記充放電器は、前記充放電プランに従って、前記電池セルパックを25%〜90%のSOC範囲で充電するものであることを特徴とする電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。 - 前記動作パラメータは、当該車両のユーザーが所望する走行距離を含んでおり、次ぎの充電後動作時の前記性能特性は前記所望された走行距離を提供するための前記電池セルパックのSOCであることを特徴とする請求項1に記載の電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。
- 前記ユーザインターフェースは、当該システムの複数の動作期間のスケジュールの一部として前記動作パラメータを設定するものであり、
前記スケジュールはカスタマイズされた日ごとの動作パラメータを特定するカレンダーを含んでおり、日ごとの動作パラメータは次の動作日のための充電のための前記動作パラメータとして用いられることを特徴とする請求項1または2に記載の電池セルパックのサイクル寿命を向上させるためのシステム。 - 電池セルパックのための充放電プランを決定する制御器と、この制御器と前記電池セルパックとに接続された充放電器と、前記電池セルパックの電池データの収集と監視を行い、前記制御器に接続または含まれるサブシステムと、当該車両の履歴データを動作パラメータとして収集するログと、このログと前記制御器とに接続されるユーザーインターフェースとを備えたシステムを用いて、前記電池セルパックを充電するための電池セルパック充電方法であって、
(a)前記制御器が前記電池セルパックのための次の充電後動作時の性能特性を特定するために、前記電池セルパックのための次のサイクルプランを決定すると共に、前記電池セルパックの適用された複数の充放電プランに亘って測定された属性を向上させるステップと、
(b)前記充放電プランのためのエネルギー終点を生成するために前記電池セルパックを充電するステップと、
(c)次の充電後動作時の前記性能特性によって特定される次の充電後動作の性能の予測に基づき、前記電池セルパックに接続された前記充放電器によって前記充放電プランを実行するステップと、
を含むことを特徴とする電池セルパック充電方法。 - 前記ステップ(b)が、前記充放電プランのためのエネルギー始点を生成するために前記電池セルパックを放電するステップを更に含むことを特徴とする請求項4に記載の電池セルパック充電方法。
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