JP6969307B2 - 管理装置、蓄電システム、蓄電素子の残存容量を均等化する方法、蓄電素子の内部状態を推定する方法 - Google Patents
管理装置、蓄電システム、蓄電素子の残存容量を均等化する方法、蓄電素子の内部状態を推定する方法 Download PDFInfo
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Description
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、蓄電素子の残存容量を均等化すること、内部状態を推定することを目的とする。
1.バッテリの説明
図1は自動車の側面図、図2はバッテリの斜視図、図3はバッテリの分解斜視図、図4はバッテリの電気的構成を示すブロック図である。
リチウムイオン二次電池Bは、例えば、正極活物質にリン酸鉄リチウム(LiFePO4)、負極活物質にグラファイトを用いたリン酸鉄系のリチウムイオン二次電池である。
Cは残存容量、Coは満充電容量である。
Co1は満充電容量の初期値(新品)、Cotは満充電容量の現在値(劣化)
図8は、新品のリチウム二次電池Bの正極電位(リン酸鉄リチウムの電位)を示すグラフ、図9は、新品のリチウム二次電池Bの負極電位(グラファイトの電位)を示すグラフ、図10は、新品のリチウムイオン二次電池BのOCV−残存容量の相関特性を示すグラフである。図8〜図10において、P1は満充電時の電位、OCVを示す。P2は放電時の電位、OCVを示す。
図14は、電池監視処理のフローチャート図である。電池監視処理は、図14に示すように、S10〜S100から構成されている。管理装置50のCPU51は、S10にて、車両1の駐車を検出したか、判定する。
ΔCabは、第1の計測点Paの残存容量Caと第2の計測点Pbの残存容量Cbの差であり、一定値である。
Wは、S10にて駐車を検出した時点から、S90で均等化処理を開始するまで経過時間(駐車時間)である。Wは、全リチウムイオン二次電池B1〜B4で等しい時間である。
各リチウムイオン二次電池B1〜B4が第1計測点Paの第1電圧Vaから第2計測点Pbの第2電圧Vbに変化するまでの到達時間T1〜T4は、各リチウムイオン二次電池B1〜B4の自己放電量Qと相関性がある。そのため、到達時間T1〜T4に基づいて、均等化処理を行うことで、自己放電のばらつきに起因する、リチウムイオン二次電池B1〜B4の残存容量差の発生を解消することが出来る。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
22P、22N...正極側端子部、負極側端子部
30...組電池
41...電流センサ
45...電圧検出部
50...管理装置
70...均等化回路
100...車両ECU
AL1、AL3...プラトー領域
B1〜B4...リチウムイオン二次電池
F1〜F3...不変領域
Pa...第1の計測点
Pb...第2の計測点
T...到達時間
Claims (9)
- 直列に接続された複数の蓄電素子の管理装置であって、
複数の前記蓄電素子は、残存容量−電圧の相関特性において、劣化前後で相関特性が変化しない不変領域を有し、
複数の前記蓄電素子について、前記不変領域内の第1計測点の第1電圧から第2計測点の第2電圧に変化するまでの到達時間を計測し、
計測した前記到達時間に基づいて、複数の前記蓄電素子の残存容量を均等化する均等化処理を行う、管理装置。 - 請求項1に記載の管理装置であって、
前記均等化処理を、充電開始前又は充電開始時に行う、管理装置。 - 直列に接続された複数の蓄電素子の管理装置であって、
複数の前記蓄電素子は、残存容量−電圧の相関特性において、劣化前後で相関特性が変化しない不変領域を有し、
複数の前記蓄電素子について、前記不変領域内の第1計測点の第1電圧から第2計測点の第2電圧に変化するまでの到達時間を計測し、
計測した前記到達時間に基づいて、複数の前記蓄電素子の内部状態を推定する、管理装置。 - 請求項3に記載の管理装置であって、
前記到達時間が閾値より短い場合、前記蓄電素子は内部短絡による異常と判断する、管理装置。 - 請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の管理装置であって、
複数の前記蓄電素子が、無電流又は無電流とみなせる場合に、前記蓄電素子が前記不変領域内の第1計測点の第1電圧から第2計測点の第2電圧まで放電する時の到達時間を計測する、管理装置。 - 請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の管理装置であって、
前記蓄電素子は、正極材料をリン酸鉄リチウム、負極材料をグラファイトとしたリチウムイオン二次電池である、管理装置。 - 蓄電システムであって、
直列に接続された複数の蓄電素子と、
請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の管理装置と、を含む、蓄電システム。 - 直列に接続された複数の蓄電素子の残存容量を均等化する方法であって、
複数の前記蓄電素子は、残存容量−電圧の相関特性において、劣化前後で相関特性が変化しない不変領域を有し、
前記複数の蓄電素子について、前記不変領域内の第1計測点の第1電圧から第2計測点の第2電圧に変化するまでの到達時間を計測し、
計測した前記到達時間に基づいて、複数の前記蓄電素子の残存容量を均等化する方法。 - 蓄電素子の内部状態を推定する方法であって、
前記蓄電素子は、残存容量−電圧の相関特性において、劣化前後で相関特性が変化しない不変領域を有し、
前記蓄電素子について、前記不変領域内の第1計測点の第1電圧から第2計測点の第2電圧に変化するまでの到達時間を計測し、
計測した前記到達時間に基づいて、前記蓄電素子の内部状態を推定する方法。
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