JP6527869B2 - 複数の電池の残留容量を推定する方法 - Google Patents

複数の電池の残留容量を推定する方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6527869B2
JP6527869B2 JP2016538703A JP2016538703A JP6527869B2 JP 6527869 B2 JP6527869 B2 JP 6527869B2 JP 2016538703 A JP2016538703 A JP 2016538703A JP 2016538703 A JP2016538703 A JP 2016538703A JP 6527869 B2 JP6527869 B2 JP 6527869B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
energy
batteries
level
discharge
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.)
Active
Application number
JP2016538703A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017502276A (ja
Inventor
ヤン シャザル,
ヤン シャザル,
セドリック シャントレル,
セドリック シャントレル,
ドゥー−ヒュー トリン,
ドゥー−ヒュー トリン,
フィリップ トゥーサン,
フィリップ トゥーサン,
マチュー ウムラウスキー,
マチュー ウムラウスキー,
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Publication of JP2017502276A publication Critical patent/JP2017502276A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6527869B2 publication Critical patent/JP6527869B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644Constructional arrangements
    • G01R31/3648Constructional arrangements comprising digital calculation means, e.g. for performing an algorithm
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)

Description

本発明は、複数の接続された電池の残留容量を推定するための方法に関する。
本発明は電池の種類にかかわらず適用することができる。
電力配電回路網に供給するために複数の電池を接続することが知られている。具体的には、電気自動車用電池は固定環境で使用されるためにリサイクルされ得る。これらの電池は電気自動車の場合など搭載用途には十分なエネルギーを有していないので、他方ではエネルギーを貯蔵し、需要に応じ他のときにエネルギーを返すことができるため固定環境で使用することができる。
当該分野では、米国特許出願公開第2012/0249048号から、自然電力生産プラント(例えば、風力または光起電力)を管理するための電池充放電決定デバイスであって、自然電気エネルギーの生産の時間の間、エネルギーを貯蔵するエネルギー貯蔵フェーズと、このエネルギーを生産時間外に返すエネルギー放出フェーズとを含むデバイスが、すでに知られている。米国特許出願公開第2012/0249048号は、時間とともに変化する電池状態の情報、とりわけ電池が充電または放電されているときの電池の充電の状態、電池の経年変化の状態、および電池の端子における電圧または電流測定値を使用した、電池寄与の制御について記載している。
この種類のデバイスは、あまり正確ではないという欠点を提示し、電池の実際に使用可能なエネルギーを推定するのに必要なすべての要素を考慮に入れるわけではないことが観察されている。さらに、この種類のデバイスは、測定をして、その経年変化の状態などの電池の様々な特性を推定するために、操作者による周期的点検の介入を伴う。この結果、電力配電回路網に供給するために接続された電池の動作のコスト(例えば、スタッフおよび保全設備)および点検動作の間の電池の利用不可能の時間が増大する。
この文脈において、本発明の目的は、前述の欠点の少なくともいくつかを克服すること、とりわけ操業コストを最適化することである。別の目的は、電力配電回路網に供給するための最小エネルギーレベルを確実にして、各電池の残留容量を点検する精度を改善し、それによって、電池によって実際に使用可能なエネルギーを推定し、それらの経年変化による構成要素の劣化を考慮に入れることである。別の目的は、この複数の電池の残留容量を管理することを必要とする機器を低減することである。別の目的は、複数の電池を動作の状態に保持する命令および電池の経年変化の状態の考慮に固執することに反する可能性に関連したコストを低減すること、言い換えれば、時間の経過における方法の動作の信頼性および安全性である。最後に、本発明は、方法を自動化し、電池がその環境から隔離されることを求める過度の手動介入を回避することを目的とする。
提案する解決策は、方法が以下のステップを含むことである。すなわち、
− 前記複数の電池からの電池の各々の経年変化の状態を決定するために、物理量に関連した情報を集めるステップ、
− 集めた情報および/または電池の使用の計画に関連した情報および/またはユーザ命令に基づいて、前記複数の電池から電池を選択するステップ、
− エネルギー貯蔵フェーズの間、経年変化の状態により、所定の最大充電レベルに達するまで前記選択された電池を優先的に充電するステップ、
− 前記選択された電池が貯蔵フェーズの間最大充電レベルに達した場合、エネルギー放出フェーズの間、経年変化の状態により、所定の最小充電レベルに達するまで、前記選択された電池を優先的に放電するステップ、または前記選択された電池がまだ所定の最大充電レベルに達していない場合、前記選択された電池を不活性にし、次いで、前記選択された電池によって生じたエネルギーのレベルを測定するステップ、
− 前記電池から放出された(以下、生じたという)エネルギーのレベルの測定に基づいて前記選択された電池の残留容量を計算するステップ。
この解決策は前述の問題を克服することを実現する。
生じたエネルギーレベルを測定するためのステップおよびこれに続く残留容量計算は、エネルギー貯蔵システムの動作のコストを、とりわけ設備および保全のコストに関して、最適化できることを意味する。これらのステップは、相互に接続されたこの複数の電池の動作状態を定期的に点検するために、電池の経年変化の状態、電池の使用の計画(および/またはユーザ命令)を考慮に入れることを実現する。さらに、これらのステップは、システムの動作の劣化を追跡することおよび可能な限り劣化を補償しようとすることを実現する。これらのステップは、したがって、前記推定する方法を実装するシステムの堅牢性を改善することを実現する。
一実施形態において、方法は、生じたエネルギーレベルを測定するためのフェーズの間、前記電池が前記所定の最小充電レベルよりも大きい充電の状態をまだ提示する場合、システムを貯蔵フェーズに戻しておきながら、前記電池を不活性にするステップを含む。
一実施形態において、方法は、放出フェーズの間、選択された電池を放電するために所定の放電電力値を固定するステップを含み、前記選択された電池は、この所定の放電電力値においてのみ放電し、前記選択された電池は、回路網が前記放電電力値未満の供給電力値を必要とする場合、放電することを停止する。
一実施形態において、方法は以下を含む。すなわち、
− 電池における物理量の異常の存在を検出するために物理量に関連した集めた情報も処理するステップ、
− 充電されるために、物理量の異常を提示する電池を優先的に選択するステップであって、電池の使用の計画に関連した情報および/またはユーザ命令は優先度がより低くなる、選択するステップ。
一実施形態において、ステップは、定期的に、好ましくは周期的に始動される。
一実施形態において、方法は固定貯蔵システムによって実装される。
一実施形態において、方法は、前記生じエネルギーレベルを選択された電池の保証された最小エネルギーレベルと比較するステップを含む、すなわち、
・ 生じたエネルギーレベルが保証された最小エネルギーレベル以上である場合、不十分な容量点検カウンタがリセットされ、
・ 生じたエネルギーレベルが保証された最小エネルギーレベル未満である場合、
− カウンタが1つの単位だけインクリメントされ、
− カウンタが所定の閾値を超える場合、この電池を交換する情報が送られ、または電池の充電の終わり電圧がインクリメントされる。
第2の目的によれば、別の目的は、先行する実施形態のうちのいずれかの1つによる方法を実装するための手段を備える複数の電池の残留容量を推定するためのシステムである。
第3の目的によれば、前述のシステムを備えた建物も提案される。
固定貯蔵システムのアーキテクチャ例を示す図である。
本発明によれば、方法は、電力配電回路網55から来るエネルギーを複数の電池50に貯蔵するエネルギー貯蔵の第1のフェーズと、エネルギーを電力配電回路網55に返すためのエネルギー放出の第2のフェーズとを含む。方法は以下のステップを含む。すなわち、
− 前記複数の電池50からの電池50の各々の経年変化の状態を決定するために物理量に関連した情報を集めるステップ、
− 集めた情報および/または電池の使用の計画に関連した情報および/またはユーザ命令に基づいて、前記複数の電池50から電池50を選択するステップ、
− 前記エネルギー貯蔵の第1のフェーズの間、経年変化の状態により、所定の最大充電レベルに達するまで、前記選択された電池(50)を優先的に充電するステップ、
− 前記エネルギー放出の第2のフェーズの間、所定の最小充電レベルに達するまで、前記選択された電池を優先的に放電するステップ、または前記選択された電池がまだ所定の最大充電レベルに達していない場合、経年変化の状態により、前記選択された電池を不活性にし、次いで前記選択された電池(50)によって生じたエネルギーのレベルEresChkを測定するステップ。方法は、前記電池が前記所定の最小充電レベルよりも大きい充電の状態をまだ提示する場合、システムを貯蔵フェーズに戻しておきながら、前記電池を不活性にするステップが必要であるステップをさらに含むことができる。
− 選択された電池50によって生じたエネルギーのレベルEresChkの測定に基づいて前記電池50の残留容量を計算するステップ。
好ましくは、上記のステップの組は、固定貯蔵システム56によって実装される。
その経年変化により、電池50の性能レベルは、その使用の間著しく変わることがある。固定貯蔵システム56はこの情報を点検する。
固定貯蔵システム56の主な機能は、複数の電池50がそれらのエネルギー容量の最大で使用されることを可能にするために複数の電池50を形成する各電池50の状態に関する情報の管理を実装することである。
固定貯蔵システムは、電池の経年変化の状態を決定するために物理量に関連した情報を集めることができる。この情報は以下(非網羅的リスト)であり得る。すなわち、
− 電池の様々な箇所における温度、
− 電池の全電圧および電流、
− 電池の各セルの電圧、
− 電池の充電の状態、
− 放電モードにおける残りの利用可能なエネルギー、放電モードにおける利用可能な電力。
任意の電池50は時間の経過において劣化する、すなわち、主に2つの理由で、その全容量が時間の経過において徐々に低減する。すなわち、
− 電池の充電の様々な状態(0%から100%の間の)におけるおよび電池が受けている温度における電池使用時間に関連した歴劣化、
− 電池50の循環に関連した、電池50によってすでに放電されたエネルギーに関連した劣化。
図1に示すように、複数の電池50の残留容量のための固定貯蔵システム56は、以下の要素を備える。すなわち、
− 電池50、
− 電池監視システム51、
− 固定貯蔵制御システム52、
− 充電器53、
− インバータ54。
これらの要素は固定貯蔵システム56を形成する。この固定貯蔵システム56は交流回路網55に接続される。
電池50の監視システム51は、電池の物理量(温度の測定値、セルの各々の電圧、電流などの)の取得を実施する。これらの物理量の目的は、とりわけ電池50の経年変化の状態を決定することである。電池50の監視システム51は、例えば、以下を決定するためにこれらの測定値に基づいて計算を実施する。すなわち、
− セルの最小電圧VCellMin
− 充電が終了するかどうかを指示する第1の2進値fEOC=1またはfEOC=0、
− 電池50が損傷されることなくサポートすることができる充電電力PCHG,HVBまたは放電電力PDCHG,HVB
− 電池50の端子において測定された電圧VHVBおよび電流IHVB
− 電池50から利用可能なエネルギーの量EHVB
電池50の監視システム51は、電池50の経年変化の状態を決定するための物理量を固定貯蔵制御システム52に連絡する。
充電器53およびインバータ54は、それぞれ、達成可能電力PBCBおよびPINVを固定貯蔵制御システム52に連絡する。
一実施形態において、電池の経年変化の状態を決定するために物理量に関連した集めた情報は、電池における物理量の異常の存在を検出するためにやはり処理される。次いで、物理量における異常を提示する電池50が充電されるために優先的に選択され、電池の使用の計画に関連した情報および/またはユーザ命令は優先度がより低くなる。好ましくは、この集めた情報を処理するのは固定貯蔵制御システム56である。
この固定貯蔵制御システム52は、ある一定のエネルギー制約を受ける。例えば、固定貯蔵制御システム52は、オフピーク時の間は電池50を充電することを要求し、高負荷時の間は電池50を放電することを要求することができる。
図1に示すように、固定貯蔵制御システム52は、受け取る情報およびそのエネルギー制約により充電または放電命令を確立する。命令は実行されるために充電器53またはインバータ54に送られる。すなわち、電池50は充電または放電される。
サービス提供の観点から、顧客に対する最低保証エネルギー(以下、最小エネルギーレベルという)は、E2nd,MINである。手順の目的は、保証された最小エネルギーレベルE2nd,MINに対して残留容量EResChkが十分であるかどうかを点検することである。そうでない場合には、例えば、電池50をさらに充電することによって、保証された最小エネルギーレベルE2nd,MINを保証するために固定貯蔵制御システム52の挙動を変更するか、または複数の他の電池50に接続された電池50をより高い残留容量を有する別の電池50に取り換えるかのいずれかを考慮することが必要である。
固定貯蔵制御システム52は、本明細書で対象とする計算のほとんどを本発明の一環として実施する。
したがって、電池50の充電が終了したかどうかを指示する第1の2進値は、セルの最小電圧VCellMinが充電の終わり電圧VCellEOC以上である場合、fEOC2nd=1に等しい。充電の終わり電圧VCellEOCは充電の終わりにおける所望の電圧値に対応する。すなわち、電圧VCellEOCは、残留容量点検手順の結果により調整することができる。その初期値は、充電された電池50(fEOC2nd=1)がE2nd,MIN以上のエネルギーの量を有するようにするために、電池50の経年変化の状態により決定される。
第2の2進値fEODC2ndは、電池50の放電が終了したことを指示する。放電電力PDCHGが閾値電力以下である場合、fEODC2nd=1である。
固定貯蔵制御システム52はその動作を制限することができる。より具体的には、固定貯蔵制御システム52は、複数の電池50の放電を禁止することができ、そのとき充電だけが可能である。固定貯蔵制御システム52は、複数の電池の充電も禁止することができ、そのとき放電だけが可能である。もちろん、固定貯蔵制御システム52は、充電および放電が可能であるように構成することができる。これらの選択は、電力配電回路網の状態により行われる。例により、建物が追加の電気エネルギーの寄与を必要とする期間があり得る(そのとき方法はその放出の第2のフェーズにある)。この文脈において、本発明の寄与は追加の電気エネルギーのこの寄与を可能にする。電力配電回路網が過剰に建物に供給する場合、複数の接続された電池50は、そのエネルギー貯蔵の第1のフェーズにある。この文脈において、複数の電池50の充電または放電を禁止することは有用である。
各電池の残留容量点検手順は、とりわけ4つのステップから構成される。すなわち、
− 手順を始動させるステップ、
− 第1の2進値が得られるまで電池を充電するステップ(fEOC=1またはfEOC2nd=1)、
− 第2の2進値fEODC2nd=1が得られるまで電池を放電するステップ。放電の間、放電されたエネルギーの量EresChk(単位kWh)が測定される。
− 放電の結果に対して固定貯蔵制御システム52の挙動を調整するステップ。例えば、エネルギーレベルEresChkが電池50の保証された最小エネルギーレベルE2nd,MIN未満である場合、例えば、この電池50を廃棄することが判定され得る。
残留容量点検手順を始動させるためにいくつかのメカニズムが導入されている。すなわち、
− 前記複数の電池50からの電池50の各々の経年変化の状態を決定するために物理量に関連した情報を集めるためのステップ、集めた情報および/または電池の使用の計画に関連した情報および/またはユーザ命令に基づいて前記複数の電池50から電池50を選択するためのステップ、第1の貯蔵のフェーズの間、前記選択された電池50を優先的に充電するためのステップ、第2の供給のフェーズの間、前記選択された電池を優先的に放電するためのステップ、前記選択された電池50によって生じたエネルギーのレベルEresChkを測定するためのステップおよび前記電池によって生じたエネルギーのレベルEresChkの測定に基づいて選択された電池50の残留容量を計算するためのステップが、定期的に、好ましくは周期的に、所定の周波数において始動される。
− 前記複数の電池50からの電池50の各々の経年変化の状態を決定するために物理量に関連した情報を集めるためのステップ、集めた情報および/または電池の使用の計画に関連した情報および/またはユーザ命令に基づいて前記複数の電池50から電池50を選択するためのステップ、第1の貯蔵のフェーズの間、前記選択された電池50を優先的に充電するためのステップ、第2の供給のフェーズの間、前記選択された電池を優先的に放電するためのステップ、前記選択された電池50によって生じたエネルギーのレベルEresChkを測定するためのステップおよび前記電池によって生じたエネルギーのレベルEresChkの測定に基づいて選択された電池50の残留容量を計算するためのステップは、ユーザによって与えられた命令によって始動され、前記固定貯蔵システム56に(好ましくは、固定貯蔵制御システム52に)連絡される。人間の操作者は、次いで、直ちに、または所定の時間においてのいずれかで、手順を始動させる指図を与えることができる。
前記複数の電池50からの電池50の選択は、前述のユーザ命令を追加することができる集めた情報および/または電池の使用の計画に関連した情報に基づいて実施される。「電池の使用の計画に関連した情報」は、本明細書では、所定および任意であるまたは電池の種類または電池の公称容量などの基準による指図に関連した情報であって、それらの経年変化の状態に関連した情報とは無関係の情報を意味すると理解される。
固定貯蔵システム56がいくつかの電池から構成されるとき、一度に1つの電池50に対して方法を開始するように注意を払う。この考えは、例えば、第2のエネルギー供給のフェーズの間、点検される電池50が一時的に引き受けることができない仕事を引き受けることをシステム56の他の電池50に要求することによって、ユーザへのシステム56の利用可能性を最大限度まで維持することである。
点検される電池50の充電を完了するために、固定貯蔵制御システム52は、建物がエネルギーを貯蔵する必要がある時間を利用する。これらの条件下で、第1の貯蔵のフェーズの間、容量点検を受ける電池50が、優先し(完全なシステムの他の電池よりも)、その充電レベルを増大させるシーケンスを利用する(電池の充電器を駆動する固定貯蔵制御システム52により)。
反対に、充電されており、所定の最大充電レベルをまだ超えていない電池50は、第2のエネルギー供給のフェーズにおいて不活性に保持され、その場合、ユーザの需要はエネルギーを供給することである。システムの他の電池50は、次いで、寄与するようにされる。それは本発明の主要な要素である。これが固定貯蔵制御システム52が、次いで、電池の放電を禁止する理由であり、その充電レベルは、所定の最大充電レベル未満であり、以下を確立する。すなわち、
− 放電電力PDCHGがゼロであり、
− PCHG,MIN=min(PCHG,LIM,PCHG,HVB,PBCB)であり、ここで、PCHG,MINは貯蔵システムの測定器の精度により充電の最大達成可能電力であり、PCHG,HVBは電池が損傷されずにサポートすることができる充電電力であり、PBCBは充電器53の達成可能電力である。
− PCHG,MAX=min(PCHG,HVB,PBCB)であり、ここで、PCHG,MAXは、充電の最大達成可能電力である。
− ECHG=E2nd,MIN−E2ndであり、ここでECHGは充電に利用可能なエネルギーであり、E2ndは電池に利用可能なエネルギーであり、E2nd,MINは電池の保証された最小エネルギーレベルである。
− 放電エネルギーEDCHGがゼロである。
固定貯蔵制御システム52は、そのエネルギーの需要により、充電器53に送る充電命令も確立する。このステップは、fEOC2nd=1またはfEOC=1であるならば、終了する。
点検される電池50の放電に関して、手順は充電に使用される手順と同様である。具体的には、固定貯蔵制御システム52は、残留容量点検を受けた電池50を優先的に従事させるために、ユーザの需要がエネルギーを供給することの需要である第2の供給のフェーズを利用する。
測定の再現性および代表性を確実にするために、さらに制約が前記電池50の放電電力に加えられる。固定貯蔵制御システム52は、放電フェーズの間、選択された電池50を放電させるために所定の放電電力値を固定し、前記選択された電池50は、この所定の放電電力値においてのみ放電する。好ましくは、所定の放電電力値は、最大放電電力値であり、選択された電池50は、前記回路網が前記最大放電電力値未満の供給電力値を求める場合、放電を停止する。供給電力は、回路網によって回路網に接続された電気設備に供給するように要求される電力に対応する。これらの条件下で、この電力より大きいユーザの需要によってのみ、前記電池50が放電を継続することが可能になる。
このステップの間、固定貯蔵制御システム52は充電を禁止し、以下を確立する。すなわち、
− PDCHG,MIN=min(PDCHG,HVB,PINV)であり、ここで、PDCHG,MINは貯蔵システムの測定器の精度による放電の最小達成可能電力であり、PDCHG,HVBは電池50が損傷されずにサポートすることができる放電電力であり、PINVはインバータ54の達成可能な電力である。
− 充電電力はゼロである。
− PDCHG,MAX=min(PDCHG,HVB,PINV)であり、ここで、PDCHG,MAXは貯蔵システムの測定器の精度による放電の最大達成可能電力である。
− 充電エネルギーECHGはゼロである。
− 放電エネルギーEDCHGは電池E2ndの利用可能な充電エネルギーに等しい。
固定貯蔵制御システム52は、そのエネルギーの需要により、インバータ54に送る放電命令も確立する。放電試験の再現性を確実にするために、固定貯蔵制御システム52(好ましくは、固定貯蔵制御システム56)は、PDCHG,MIN=PDCHG,MAXであるように最小放電電力を増大させる。
固定貯蔵制御システム52は、エネルギーの需要により、固定貯蔵制御システム52が放電を許可することが可能になるたびに、電池50の生じたエネルギーEResChkのカウントを実施する。生じたエネルギーレベルは以下のように計算される。すなわち、
Figure 0006527869
HVBは電池が放電する電圧である。IHVBは電池が放電する強度である。このステップはfEODC=1であるならば終了する。これらは電池の端子において測定された電圧および電流値である。
したがって、選択された電池が完全に放電した後、固定貯蔵システムは、選択された電池50によって生じたエネルギーのレベルEresChkを計算する。生じたエネルギーレベルEresChkは、電池50の前記保証された最小エネルギーレベルE2nd,MINと比較される。
生じたエネルギーレベルEresChkが電池50の保証された最小エネルギーレベルE2nd,MIN以上である場合、不十分な容量点検カウンタを構成する固定貯蔵制御システム52を装備した固定貯蔵システム56は、このカウンタをリセットする。
生じたエネルギーレベルEresChkが電池50の保証された最小エネルギーレベル未満である場合、
− カウンタは、生じたエネルギーレベルEresChkと保証された最小エネルギーレベルE2nd,MINとの各比較において、1つの単位だけインクリメントされる。
− カウンタが所定の閾値を超える場合、この電池50を交換する情報が貯蔵システム52によって送られ、または電池50の充電の終わり電圧がインクリメントされる。

Claims (10)

  1. 電力配電回路網(55)に接続された複数の電池(50)の残留容量を推定する推定方法であって、
    電力配電回路網(55)からエネルギーを数の電池(50)に貯蔵するエネルギー貯蔵フェーズと、ネルギーを電力配電回路網(55)に返すエネルギー放出フェーズとを含み、
    前記複数の電池(50)の中から第1の電池を選択
    ネルギー貯蔵フェーズにおいて、第1の電池を充電し、
    エネルギー貯蔵フェーズにおける充電により、第1の電池が所定の最大充電レベルに達したかどうかを判別し、
    所定の最大充電レベルには達しなかったと判別された第1の電池については、エネルギー放出フェーズにおいて、第1の電池を不活性にして放電を禁止する一方、
    所定の最大充電レベルに達したと判別された第1の電池については、エネルギー放出フェーズにおいて、第1の電池を放電するとともに、放電により第1の電池から放出されたエネルギーのレベル(EresChk)を測定し、
    エネルギー放出フェーズにおいて放電した第1の電池については、第1の電池から放出されたエネルギーのベルの測定に基づいて第1の池の残留容量を算定する推定方法。-
  2. さらに、前記複数の電池(50)の各電池(50)経年変化の状態を決定するために物理量に関する情報を収集し、収集した情報に基づいて、前記複数の電池(50)の中から第1の電池が選択されるようにした、請求項1に記載の推定方法。
  3. 第1の電池から放出されたエネルギーレベル(EresChk)を測定する際に、第1の電池が定の最小充電レベルよりも大きい充電の状態をなおも保っている場合、第1の電池を不活性にして、前記エネルギー貯蔵フェーズに戻、請求項1または2に記載の推定方法。
  4. 前記エネルギー放出フェーズにおいて第1の池を放電する際の放電電力を所定の放電電力値固定して、第1の池が所定の放電電力値までしか放電しないようにし、電力配電回路網(55)が要求している供給電力値が所定の放電電力値より少ない場合には、第1の電池の放電を中止する、請求項1から3のいずれか一項に記載の推定方法。
  5. 物理量異常な電池を検出するために理量に関して収集した情報処理
    理量の異常を示した池を、充電のために、第1の電池として選択す、請求項に記載の推定方法。
  6. 前記エネルギー貯蔵フェイズ及び前記エネルギー放出フェイズは、定期的に実行される、請求項1からのいずれか一項に記載の推定方法。
  7. 固定貯蔵システムによって実装され、請求項1からのいずれか一項に記載の推定方法。
  8. 第1の電池から放出されたエネルギーレベル(EresChk)を最低保証である最小エネルギーレベル(E2nd,MIN)と比較し、
    放出されたエネルギーレベルが小エネルギーレベル以上である場合には十分な容量点検カウンタリセットする一方
    前記生じた放出されたエネルギーレベルが小エネルギーレベル未満である場合には
    不十分な容量点検カウンタ1つの単位だけインクリメント
    不十分な容量点検カウンタが所定の閾値を超えたならば当該池を交換する情報を送出し、または、当該池の充電の終わり電圧インクリメントする、請求項1から7のいずれか一項に記載の推定方法。
  9. 請求項1からのいずれか一項に記載の方法を実装するための手段を備える複数の電池(50)の残留容量を推定するためのシステム。
  10. 請求項に記載のシステムを備える建物。
JP2016538703A 2013-12-13 2014-12-09 複数の電池の残留容量を推定する方法 Active JP6527869B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1362590A FR3015123B1 (fr) 2013-12-13 2013-12-13 Procede d'estimation des capacites residuelles d'une pluralite de batteries
FR1362590 2013-12-13
PCT/FR2014/053230 WO2015086980A1 (fr) 2013-12-13 2014-12-09 Procédé d'estimation des capacités résiduelles d'une pluralité de batteries

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017502276A JP2017502276A (ja) 2017-01-19
JP6527869B2 true JP6527869B2 (ja) 2019-06-05

Family

ID=50729545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016538703A Active JP6527869B2 (ja) 2013-12-13 2014-12-09 複数の電池の残留容量を推定する方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20160370433A1 (ja)
EP (1) EP3080626B1 (ja)
JP (1) JP6527869B2 (ja)
KR (1) KR102320183B1 (ja)
CN (1) CN105934682B (ja)
FR (1) FR3015123B1 (ja)
WO (1) WO2015086980A1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10107864B2 (en) * 2016-04-11 2018-10-23 Inventus Holdings, Llc Step-time battery degradation determination
CN107219470B (zh) * 2017-07-24 2020-05-01 深圳市泰昂能源科技股份有限公司 蓄电池组在线核对性放电装置及方法
CN109523166B (zh) * 2018-11-19 2022-03-15 云南电网有限责任公司 一种有源配电网规划方案评估方法和装置
EP3772657B1 (en) 2019-08-08 2023-10-04 ABB Schweiz AG Device and method for performing a state of health estimation
US11703548B2 (en) * 2020-04-03 2023-07-18 Cummins Inc. Methods and systems for accelerated determining of state of health using incremental capacity analysis
CN113820608B (zh) * 2021-08-20 2022-08-05 北京邮电大学 梯次电池剩余容量的预测方法和电子设备
KR102670151B1 (ko) 2022-10-21 2024-05-28 대덕정유(주) 배터리의 잔류전기 측정 실증장치 및 실증방법
KR102670154B1 (ko) 2022-10-21 2024-05-29 대덕정유(주) 배터리의 잔류전기 측정 장치 및 방법

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4302714A (en) * 1979-04-27 1981-11-24 Yefsky Sheldon A Rechargeable battery charger system for charging testing, rejuvenation and preventative maintenance
US5648717A (en) * 1995-12-22 1997-07-15 Motorola, Inc. Battery charge gauge with current integrator and method for guaging battery charge
JP2002107430A (ja) * 2000-09-28 2002-04-10 Sanyo Electric Co Ltd 残存容量の表示方法
JP4061965B2 (ja) * 2002-05-14 2008-03-19 ソニー株式会社 電池容量算出方法
FR2871624B1 (fr) * 2004-06-14 2006-11-17 Commissariat Energie Atomique Procede de gestion d'un parc de batteries rechargeables
JP4969179B2 (ja) * 2006-08-23 2012-07-04 中国電力株式会社 配電線遠方監視制御システム、バッテリ劣化診断装置及び方法
JP2008136278A (ja) * 2006-11-27 2008-06-12 Matsushita Electric Works Ltd 充電器
JP5459649B2 (ja) * 2008-03-25 2014-04-02 株式会社東芝 組電池の充電方法及び組電池システム
WO2009120195A1 (en) * 2008-03-27 2009-10-01 Lsi Corporation Device and method for improved battery condition learn cycle
EP2463981A4 (en) * 2009-08-04 2017-09-20 Nec Corporation Energy system
JP2011075443A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Panasonic Electric Works Co Ltd 配電システム及び蓄電池残容量算出方法
US8400014B2 (en) * 2010-01-06 2013-03-19 American Reliance, Inc. Power control system and method for charging battery using fluctuating power source
CN102834727B (zh) * 2010-04-09 2015-03-25 丰田自动车株式会社 二次电池的劣化判断装置以及劣化判断方法
JP2012043623A (ja) * 2010-08-18 2012-03-01 Toshiba Corp 電池容量取得装置
JP5609488B2 (ja) * 2010-09-24 2014-10-22 住友電気工業株式会社 二次電池充放電装置及び電力貯蔵システム
US8639954B2 (en) * 2010-12-20 2014-01-28 Motorola Mobility Llc Portable electronic device and method for recovering power to a rechargeable battery used therein
JP5779914B2 (ja) * 2011-03-07 2015-09-16 トヨタ自動車株式会社 非水電解液型二次電池システムおよび車両
JP5677161B2 (ja) * 2011-03-28 2015-02-25 株式会社東芝 充放電判定装置及びプログラム
JP2012221655A (ja) * 2011-04-06 2012-11-12 Panasonic Corp 充放電制御装置及び充放電制御方法
CN102230953B (zh) * 2011-06-20 2013-10-30 江南大学 蓄电池剩余容量及健康状况预测方法
JP5851151B2 (ja) * 2011-08-09 2016-02-03 株式会社東芝 蓄電装置およびその制御方法
US8766597B2 (en) * 2011-10-21 2014-07-01 Linear Technology Corporation Optimized bi-directional balancing method and system
JP5143273B1 (ja) * 2011-11-30 2013-02-13 株式会社東芝 バッテリー管理装置及びバッテリー管理方法
JP5921915B2 (ja) * 2012-03-02 2016-05-24 シャープ株式会社 蓄電システム、蓄電制御装置、および、蓄電制御方法
DE102012209646B4 (de) * 2012-06-08 2024-01-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung eines Abnutzungszustandes eines Batteriemoduls, Batteriemanagementsystem, Mehrphasenbatteriesystem und Kraftfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
KR102320183B1 (ko) 2021-11-02
CN105934682A (zh) 2016-09-07
JP2017502276A (ja) 2017-01-19
FR3015123B1 (fr) 2020-01-31
EP3080626A1 (fr) 2016-10-19
WO2015086980A1 (fr) 2015-06-18
KR20160098348A (ko) 2016-08-18
US20160370433A1 (en) 2016-12-22
CN105934682B (zh) 2019-08-27
EP3080626B1 (fr) 2023-02-22
FR3015123A1 (fr) 2015-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6527869B2 (ja) 複数の電池の残留容量を推定する方法
US11336104B2 (en) Method of performing a state of health estimation for a rechargeable battery energy storage system
US11101669B2 (en) State of health estimation for batteries
JP5610652B2 (ja) 蓄電器制御回路
JP5992186B2 (ja) 二次電池装置および二次電池装置の異常検出方法
JP5089619B2 (ja) 二次電池の劣化診断装置
US10261132B2 (en) Electricity storage system and method of estimating characteristic parameter
JP6738738B2 (ja) バッテリの充電状態を管理する方法
AU2022275472B2 (en) Secondary battery management system, secondary battery management method and secondary battery management program for said secondary battery management system, and secondary battery system
JP5644965B2 (ja) 蓄電池システム
CN113625181A (zh) 换电站内电池***性能检测方法、电子设备及存储介质
KR20140053585A (ko) 배터리 잔존 수명 추정 장치 및 방법
US20240030710A1 (en) Power distribution method and energy storage system using same
JP4754509B2 (ja) 蓄電池状態測定装置、蓄電池劣化判定方法、蓄電池劣化判定プログラム
JP2017075922A (ja) 蓄電池状態分析システム、蓄電池状態分析方法および蓄電池状態分析プログラム
CN104852413A (zh) 更新堆栈电池芯充满电量的方法及电池管理***
JP7520269B1 (ja) 劣化診断装置、劣化診断システム、および劣化診断方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171116

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180925

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181009

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190109

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190416

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190513

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6527869

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250