CN104919674B - 维持二次电池充电量的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

公开用于维持二次电池充电量的装置及方法。根据本发明,当二次电池的充电量大于所需适当充电量时,则减少充电量或增加放电量。而且,当二次电池的充电量小于所需适当充电量时,则减少放电量或增加充电量。因此,二次电池可维持适当的充电量。

Description

维持二次电池充电量的装置及方法
技术领域
[0001]本公开涉及用于维持二次电池充电量的装置及方法,特别涉及用于控制充电量或 放电量以维持二次电池的适当充电量的技术。
[0002] 本申请针对韩国专利申请KR10-2013-0122081 (提交日2013年10月14日)和KR10-2014-0003525(提交日2〇14年1月10日)要求优先权,其内容并入此处供参考。
背景技术
[0003]由于可容易地适用于各种产品的特征及诸如高能量密度的电特征,二次电池不只 一般应用于手持装置,且同时普遍地应用于电动马达所推动的电动车(EV)或混合动力车 (HV)。由于显著减少化石燃料的使用及不因能量的使用而产生副产物的主要优点,使其成 为新的环境友好及节能的能源,二次电池正得到关注。
[0004]近来,随着对智慧电网(smart grid)兴趣的增加,需要存储过剩能量的能量存储 系统。这种智慧电网描述在韩国专利公开第10-2011-0134803及10-2012-0016767号中。该 能量存储系统基于输电网络的能量需求而反复地执行充电及放电。特别地是,因为该输电 网络的能量需求随时间变化不定,所以其难以估计该能量存储系统将开始充电或放电以存 储过剩能量或以该输电网络所需要的能量消耗量对该输电网络提供能量的时间点。如此, 该能量存储系统需要维持适当的充电量,以使其可准备好随时充电或放电。
[000S]更明确地,实际环境中的能量存储系统的操作的叙述将经过说明图被提供。
[0006]图1是说明能量存储系统的充电量及放电量随时间变化的曲线图。
[0007]图1显示在某一时区供给能量存储系统的充电电力量及由该能量存储系统所输出 的放电电力量的例子。在图1中,纵轴指示电力量,且在中间“〇”值以上的上部代表供给该能 里存储系统的充电电力重,及下部代表从该能量存储系统输出的放电电力量。据此,该能量 存储系统的充电时期为在该期间所消耗的电力量是少于由发电机所产生的电力量的时期, 且该能量存储系统执行放电的放电时期是在该期间所消耗的电力量超过由该发电机所产 生的电力量的时期。
[0008]如在图1的说明图中所示,该能量存储系统连续地重复充电及放电。如于该前文中 所叙述,原因是输电网络所需要的耗电直及该输电网络中的过剩电力量(amount of excess power)随时间不可预料地变动。在如图1的说明图中所示输电网络的变动条件之 下,假设能量存储系统操作而没有分开的充电/放电控制。然而,为了更好理解,能量存储系 统的整个操作状态将通过该能量存储系统包括的任一个二次电池中充电的电力量的变化 而被叙述。
[0009]图2是曲线图,说明能量存储系统包括的二次电池随时间所充电的电力量。
[0010]参考图2,纵轴指示该二次电池的电压。该二次电池是示例性二次电池,当完全放 电时具有3.7V的电压值、及当完全充电时具有4.2V的电压值。如此,充电状态(S0C)在4.2V 对应于100%及在3 _7V对应于0%。而且,为方便理解,该二次电池的适当充电量被假设为在 4.0丫对应于50%30(:。
[0011]由图2,可发现该二次电池中充电的电力量随时间逐渐地减少。据此,可以分析图1 所示的示例状态对应于一条件,在该条件下消耗的电力量大于该能量存储系统所连接的输 电网络中的过剩电力量。
[0012]虽然如此,如于该前文中所叙述,为着操作的目的,该能量存储系统需要维持适当 的充电量,使得可准备好随时充电或放电。由此观点,该二次电池(或该能量存储系统)不会 保持适当的充电量。特别地是,进入图3中的时间点t ’,可看见该二次电池到达对应于〇 % SOC的3.7V的电压。在此时间点,如果该输电网络中所消耗的电力量增加且该能量存储系统 被请求供给能量,该能量存储系统不能响应该能量供给请求。
[0013]同时,为满足该输电网络在尖峰负荷期间(耗电量为最高的时期)需要的耗电量, 被连接至该输电网络的能量存储系统需要足够用于充电大过剩电力量的大规模系统,以满 足响应于该尖峰负荷的耗电量。然而,该输电网络的尖峰负荷具有季节性及暂时性特征。据 此,以提供充分电源供给用以于特别季节中或在特别时间(相当短的时间)满足尖峰负荷期 间所需要的耗电量为目标,增加能量存储系统的规模可能是相当可观的成本负担。
[0014]因此,为解决该问题,需要维持能量存储系统中所包括的二次电池的充电量的装 置及方法。
发明内容
[0015] 技术问题
[0016]本公开被设计来解决该相关技术领域的问题,且因此本公开是针对提供用于适当 地维持二次电池的充电量的装置及方法。
[0017]技术方案
[0018] 为实现上述目的,根据本公开用于维持二次电池的充电量的装置包括:感测单元, 用于测量该二次电池的电特征值;存储器单元,用于基于该二次电池的电特征值存储充电 电力量减少区段与充电电力量增加区段;及控制单元,当基于该感测单元所测量的电特征 值该二次电池的状态对应于该充电电力量减少区段时,输出用于减少该二次电池中充电的 电力量的控制信号,且当基于该感测单元所测量的电特征值该二次电池的状态对应于该充 电电力量增加区段时,输出用于增加该二次电池中充电的电力量的控制信号。
[0019]该充电电力量减少区段是该二次电池中充电的电力量超出所需的充电量维持区 段的区段,及该充电电力量增加区段是该二次电池中充电的电力量低于所需的充电量维持 区段的区段。
[0020] 根据示范实施例,该感测单元对应于电压测量传感器。在此情况下,该充电电力量 减少区段及该充电电力量增加区段可基于该二次电池的电压值来设定。
[0021] 根据本公开的另一示范实施例,该感测单元另包括电流测量传感器。在此情况下, 该充电电力量减少区段及该充电电力量增加区段可基于该二次电池的充电状态(S0C)来设 定。
[0022] 根据本公开的示范实施例,用于减少该二次电池中充电的电力量的控制信号是用 于减少供应给该二次电池的充电电力量的信号。
[0023]根据本公开的另一示范实施例,用于减少该二次电池中充电的电力量的控制信号 是用于增加由该二次电池输出的放电电力量的信号。
[0024]根据本公开的又另一不范实施例,用于减少该二次电池中充电的电力量的控制信 号是用于减少供应给该二次电池的充电电力量及增加由该二次电池所输出的放电电力量 的信号。
[0025]根据本公开的示范实施例,用于增加该二次电池中充电的电力量的控制信号是用 于减少由该二次电池输出的放电电力量的信号。
[0026]根据本公开的另一示范实施例,用于增加该二次电池中充电的电力量的控制信号 是用于增加供应给该二次电池的充电电力量的信号。
[0027]根据本公开的又另一示范实施例,用于增加该二次电池中充电的电力量的控制信 号是用于减少由该二次电池输出的放电电力量、及增加供应给该二次电池的充电电力量的 信号。
[0028]在根据本公开用于维持该二次电池的充电量的装置中,该存储器单元另存储充电 停止区段,在此充电停止区段该二次电池中充电的电力量代表比该充电电力量减少区段较 大的电力量,及当基于该感测单元所测量的电特征值该二次电池的状态对应于该充电停止 区段时,该控制单元可输出用于停止该二次电池的充电的控制信号。
[0029]在根据本公开用于维持该二次电池的充电量的装置中,该存储器单元另存储放电 停止区段,在此放电停止区段该二次电池中充电的电力量代表比该充电电力量增加区段较 小的电力量,及当基于该感测单元所测量的电特征值该二次电池的状态对应于该放电停止 区段时,该控制单元可输出用于停止该二次电池的放电的控制信号。
[0030]在根据本公开用于维持该二次电池的充电量的装置中,当基于该感测单元所测量 的电特征值该二次电池的状态对应于所需的充电量维持区段时,该控制单元可使用该感测 单元在该二次电池的放电期间所测量的二次电池的电特征值来计算该二次电池的放电电 力量,并且当充电该二次电池时,可输出利用一充电电力量来充电该二次电池的控制信号, 该充电电力量是通过增加补偿电力量至所计算的放电电力量而获得。
[0031]根据本公开用于维持二次电池的充电量的装置可为能量存储系统的部件,包括: 多个二次电池;如权利要求1至39项的任一项的用于维持二次电池充电量的装置;及功率逆 变器单元,以响应于该用于维持二次电池充电量的装置中所包括的控制单元输出的控制信 号,对该二次电池提供充电功率或从该二次电池至外部提供放电功率。
[0032]为实现上述目的,根据本公开用于维持该二次电池充电量的方法是通过用于维持 该二次电池充电量的装置供维持二次电池充电量的方法,该装置包括:感测单元,以测量该 二次电池的电特征值;存储器单元,以基于该二次电池的电特征值存储充电电力量减少区 段与充电电力量增加区段;及控制单元,以输出用于减少或增加该二次电池中所充电的电 力量的控制信号,且该方法包括(a)利用该控制单元,由该感测单元接收用于该二次电池的 电特征值的信号;(b)利用该控制单元,基于该二次电池的电特征值确定该二次电池的状态 是对应于该充电电力量减少区段还是对应于该充电电力量增加区段;及(c)利用该控制单 元,当该二次电池的状态对应于该充电电力量减少区段时,输出用于减少该二次电池中充 电的电力量的控制信号,并当该二次电池的状态对应于该充电电力量增加区段时,输出用 于增加该二次电池中充电的电力量的控制信号。
[0033]有利的效果
[0034] 根据本公开的一方面,在改变中的外部环境中、尤其在充电及放电时常改变的环 境中,二次电池可维持适当的充电量。
[0035]根据本公开的另一方面,二次电池可通过适当地维持该二次电池充电量来保有可 用的充电容量及可用的放电容量。
[0036]根据本公开的又另一方面,被连接至输电网络的能量存储系统可在输电网络的尖 峰负荷期间对充电或放电状态更弹性地作出反应。
[0037]根据本公开的又另一方面,能量存储系统不会响应所有峰值能量需求,因此在能 量存储系统的操作期间能以较小规模的系统获得高操作效果。
附图说明
[0038]附图及前面的说明示出本公开的较佳实施例,具有提供本公开技术精神的进一步 了解的作用。然而,本公开不被解释为受限于附图。其中
[0039]图1是说明能量存储系统随时间变化的充电量及放电量的曲线图;
[0040]图2是说明能量存储系统中所包括的二次电池随时间变化的充电的电力量;
[0041]图3是曲线图,说明二次电池的充电及放电,在此充电电力量减少区段及充电电力 量增加区段根据本公开来设定;
[0042]图4是曲线图,说明二次电池的充电及放电,在此充电停止区段及放电停止区段进 一步根据本公开所设定;
[0043]图5是示出分布的曲线图,其中当二次电池的充电及放电利用一般充电算法所控 制时,电压下降现象发生;
[0044]图6是方块图,概要地说明根据本公开的示范实施例用于维持二次电池充电量的 装置的构造。
具体实施方式
[0045]在下文,本公开的较佳实施例将参考附图被详细叙述。于该叙述之前,应理解该说 明书及权利要求书中所使用的术语将不被解释为受限于一般及辞典意义,而应基于发明人 被允许适当界定术语以供最佳说明的原则,基于对应于本公开的技术方面的意义及概念被 解释。因此,在本文中所提出的叙述仅用于说明的目的的较佳例子,而不意欲限制该揭露的 范围,故应了解可对其作出其他等效及修改,而不悖离本公开的精神及范围。
[0046]在根据本公开用于维持二次电池充电量的装置及方法的详细叙述之前,简要的概 念将首先被叙述。
[0047]图3是曲线图,说明二次电池的充电及放电,在此充电电力量减少区段及充电电力 量增加区段根据本公开来设定。
[0048] 参考图3,可见在该二次电池的各电压区段之中,4.1V-4.2V电压区段(对应于SOC 80%〜100%)被设定为“充电电力量减少区段”。并且可见在该二次电池的各电压区段之 中,3.7V〜3.8V电压区段(对应于SOC 0%〜20%)被设定为“充电电力量增加区段”。亦于图 3中,随着任何充电功率及放电功率而改变的二次电池的电压曲线被示出。当该二次电池中 充电的电力量增加时,该二次电池的电压增加,且当该二次电池中充电的电力量减少时,该 二次电池的电压减少。应该理解,这种电压变化专用于说明以有助本公开的特色的较佳理 解。亦即,图3所示该充电电力量减少区段及该充电电力量增加区段仅供说明用,并可基于 用以指示该二次电池中所充电的电力量以及该二次电池的电压与该二次电池的soc的各种 标准被设定。
[0049]根据本公开,该充电电力量减少区段是该二次电池中充电的电力量超出所需的充 电量维持区段的区段。该充电电力量增加区段是该二次电池中充电的电力量低于所需的充 电量维持区段的区段。因此,于该说明中,可看出充电量维持区段是3.8V〜4. IV区段。
[0050]本发明的特征在于利用控制二次电池的充电及放电来把该二次电池的充电量维 持在适当状态。于该说明中,该二次电池的充电及放电被控制,以将该二次电池的电压维持 在该3.8V〜4. IV区段内。为此,当该二次电池的电压对应于该充电电力量减少区段时,本公 开施行控制操作,以减少该二次电池中充电的电力量。当该二次电池的电压对应于该充电 电力量增加区段时,本公开亦施行控制操作,以增加该二次电池中充电的电力量。通过该控 制操作,本公开可将该二次电池中所充电的电力量较长地保持在该充电量维持区段内,或 可维持该二次电池中充电的电力量更接近该充电电力量维持区段。
[0051 ]用于减少该二次电池中充电的电力量的控制操作涉及减少供应给该二次电池的 充电电力量。亦即,该二次电池被以输电网络中的过剩电力量的一部份而非整个过剩电力 量来选择性充电。
[0052]用于减少该二次电池中所充电的电力量的控制操作亦涉及增加由该二次电池所 输出的放电电力量。亦即,以比输电网络所需要的耗电量较大的电力量所供给该输电网络。 [0053]用于减少该二次电池中所充电的电力量的控制操作亦一起涉及减少供应给该二 次电池的充电电力量与增加从该二次电池输出的放电电力量。
[0054]同时,用于增加该二次电池中充电的电力量的控制操作涉及减少从该二次电池所 输出的放电电力量。亦即,以比输电网络中所需要的耗电量较小的电力量所供给该输电网 络。
[0055]用于增加该二次电池中所充电的电力量的控制操作亦涉及增加供应给该二次电 池的充电电力量。亦即,该二次电池不只被以该输电网络中的过剩功率供给,同时也如在被 连接至该输电网络的部件之中的耗电部件那样由额外功率供给。
[0056]用于增加该二次电池中所充电的电力量的控制操作亦一起涉及减少由该二次电 池所输出的放电电力量及增加供应给该二次电池的充电电力量。
[0057]当该二次电池利用上述控制操作来充电或放电时,其用于每一区段的效果将被进 一步详细地叙述。
[G058]首先,能看出0〜tl区段是充电功率供应给该二次电池及该二次电池的电压增加 的区段。在此情况下,电压增加的曲线的斜率与外部所供给的充电电力量成正比。还可看出 该二次电池的电压在时间点tl达到该充电电力量减少区段。因此,从该时间点tl需要控制 以减少该二次电池中充电的电力量。
[0059] 接下来,tl〜t2区段为该二次电池是按照减少该二次电池中充电的电力量的控制 操作所减少的充电电力量来充电的区段。于该tl〜t2区段中,当该二次电池以供应给该二 次电池的原始充电电力量来充电时,由虚线所指示的部份代表电压曲线。如果该二次电池 被以原始充电电力量充电,该二次电池的电压比当该二次电池如所示被以该减少的充电电 力量充电时更迅速地抵达对应于100%S0C的完全充电电压(4.2V)。对比之下,如果该二次 电池被以该减少的充电电力量充电,该二次电池的电压更缓慢地抵达对应于100%SOC的完 全充电电压(4.2V)。这样,本公开可将该二次电池中充电的电力量维持更接近至先前假设 为用于较长时期的适当SOC的50 % SOC。
[0060]接下来,看t2〜t3区段。该t2〜t3区段为该二次电池以减少该二次电池中充电的 电力量的控制操作所增加的充电电力量来放电的区段。在该t2及t3区段中,当该二次电池 以该二次电池所输出的原始放电电力量来放电时,虚线所指示的部份代表电压曲线。如果 该二次电池以原始放电电力量来放电,该二次电池的电压比当该二次电池如所示以增加的 放电电力量放电时更缓慢地抵达对应于80%S0C的电压(4. IV)。对比之下,如果该二次电池 以增加的放电电力量放电,该二次电池的电压更迅速地抵达对应于80%SOC的电压(4. IV)。 这样,本公开可将该二次电池中充电的电力量维持更接近至先前假设为用于较长时期的适 当 S0C 的 50%SOC。
[0061] 接下来,可看出t3〜t4区段是该二次电池被放电及该二次电池的电压下降的区 段。在此情况下,电压减少的曲线的斜率与该二次电池所输出的放电电力量成正比。还可看 出该二次电池被连续地放电,且该二次电池的电压在时间点t4抵达充电电力量增加区段。 据此,需要从时间点t4控制,以增加该二次电池中充电的电力量。
[0062] t4〜t5区段为该二次电池是以减少该二次电池中充电的电力量的控制操作所减 少的放电电力量来放电的区段。于该t4〜t5区段中,当该二次电池以该二次电池所输出的 原始放电电力量来放电时,利用虚线所指示的部份代表电压曲线。如果该二次电池以原始 放电电力量放电,该二次电池的电压比当该二次电池如所示以减少的放电电力量放电时更 迅速地抵达对应于〇%S0C的完全放电电压(3.7V)。对比之下,如果该二次电池以减少的放 电电力量放电,该二次电池的电压更缓慢地抵达对应于〇 % S0C的完全放电电压(3.7V)。这 样,本公开可将该二次电池中充电的电力量维持更接近至先前假设为用于较长时期的适当 S0C 的 50%S0C。
[0063] 接下来,看t5〜t6区段。该t5〜t6区段为该二次电池以增加该二次电池中充电的 电力量的控制操作所增加的充电电力量来充电的区段。在该t5〜t6区段中,当该二次电池 以供应给该二次电池的原始充电电力量来充电时,虚线所指示的部份代表电压曲线。如果 该二次电池以原始充电电力量充电,该二次电池的电压比当该二次电池如所示以该增加的 充电电力量充电时更缓慢地抵达对应于20 % S0C的电压(3.8V)。对比之下,如果该二次电池 以该增加的充电电力量充电,该二次电池的电压更迅速地抵达对应于20%SOC的电压 (3.8V)。这样,本公开可将该二次电池中充电的电力量维持更接近至先前假设为用于较长 时期的适当S0C的50%S0C。
[0064] 同时,本公开可进一步设定充电停止区段,在此充电停止区段该二次电池中充电 的电力量超出充电电力量减少区段。在此情况下,当该二次电池的状态对应于该充电停止 区段时,本公开可执行用于停止该二次电池的充电的控制操作。
[0065] 本公开亦可进一步设定放电停止区段,在此放电停止区段该二次电池中所充电的 电力量低于充电电力量增加区段。在此情况下,当该二次电池的状态对应于该放电停止区 段时,本公开可执行用于停止该二次电池的放电的控制操作。
[0066] 图4是曲线图,说明该二次电池的充电及放电,在此,充电停止区段及放电停止区 段根据本公开被进一步设定。
[0067] 参考图4,可看出该“充电停止区段”是比“充电电力量减少区段”被设定在较高的 电压区段。还可看出该“放电停止区段”是比“充电电力量增加区段”被设定在较低的电压区 段。
[0068]即使上述的控制操作在“充电电力量减少区段”执行,当该二次电池的状态对应于 “充电停止区段”时,本公开可执行停止该二次电池的充电的控制操作。据此,可看出该二次 电池的电压不会上升,因为充电不会在图4所示t2〜t3区段中有任何进一步的工作。
[0069]即使上述的控制操作还在“充电电力量增加区段”执行,当该二次电池的状态对应 于“放电停止区段”时,本公开可执行停止该二次电池的放电的控制操作。据此,可看出该二 次电池的电压不会下降,因为放电不会在图4所示t6〜t7区段中有任何进一步的工作。
[0070] 因图4中的tl〜t2、t3〜t6及t7〜t8是如先前所述的相同控制操作的二次电池的 充电及放电,重复之叙述在此被省略。
[0071 ]同时,一般的二次电池在重复的充电及放电期间经历功率损失。
[0072]图5是示出分布的曲线图,其中当二次电池的充电及放电利用一般充电算法所控 制时,电压下降现象发生。
[0073]参考图5,该曲线图的水平轴代表时间,且该曲线图的直立轴代表该二次电池的电 压。“1?、沙、犯、4?”亦被指示用于每一分布图,且在此,,”表示叩比率”。
[0074] “P比率”是代表该二次电池的放电比率的单位。“P比率”利用ff/Wh而计算,其分母 是该二次电池的总电力量(Wh),且分子是放电功率(W)。
[0075] —般来说,代表二次电池的放电比率的“C比率”是基于电流计算的放电比率。“C比 率”利用raA/mAh来计算,其分母是该二次电池的总电流量(mAh,电荷量),且分子是放电电流 (mA)。然而,由于该二次电池的电特征,放电不只取决于电流,同时也取决于电压。由该二次 电池所输出的功率可因各种因素而改变,譬如,连接至该二次电池的负载的变化或因充电 量的减少所造成的二次电池的开路电压的减少。据此,当放电比率是基于电流及电压两者 被考虑的“P比率”所决定时,该二次电池的状态不能依据电流而是依据该二次电池中所存 储的能量及提取自该二次电池中的能量来确定。
[0076]图5所示总共四个分布图显示于该相同二次电池在变动的放电功率比率的重复充 电及放电期间所测量的二次电池的动态电压。2P代表在以比1P的电力量大两倍的电力量来 放电期间的电压分布图,3P代表在以比1P的电力量大三倍的电力量来放电期间的电压分布 图,且4P代表在以比1P的电力量大四倍的电力量来放电期间的电压分布图。当来自该二次 电池的功率供应给负载时,由该二次电池供应给该负载的电力量被测量、总计并存储当作 放电电力量。当作该放电电力量的相同电力量亦被供给并用于充电该二次电池。参考图5中 的1P分布图的放大区段,该二次电池的该动态电压减少的时期对应于该二次电池的放电时 期,且该二次电池增加的动态电压的时期对应于该二次电池的充电时期。
[0077]如图5所示,可看出即使该二次电池以与该放电电力量相同的电力量充电,当重复 充电及放电时,该二次电池的动态电压的分布图逐渐下降。同时,该二次电池的电压间接地 指示该二次电池的充电量的指标。因此,该二次电池的此电压下降现象隐含该二次电池中 所存储的充电量逐渐减少,即使该二次电池是以与放电电力量相同的电力量充电。此现象 在基于放电功率比率而改变的电压下降速率发生,但从此现象最后发生在该二次电池的意 义来说没有差异。 ^
[0078]从二次电池的能量方面,让我们看二次电池的电压下降现象、亦即该二次电池中 所存储的充电直由十直复充电及放电而减少的现象。当二次电池被完全充电时,与该二次 电池的充电量一样多的能量被存储于该二次电池中。二次电池的放电亦被称为该二次电池 中所存储的能量被转换成电能的形式并供应给负载的过程。二次电池的充电亦被称为电能 供应给该二次电池及与该二次电池的充电量一样多的能量被存储于该二次电池中的过程。 [0079]在理想的二次电池中,没有内部电阻影响充电/放电过程,但实际上二次电池具有 内部电阻。据此,在能量转换过程中在二次电池中发生损失,例如,在放电期间通过内部电 阻热产生。然而,放电电力量的测量不会涉及能量损失量的测量。放电功率的测量对应于由 二次电池传送至负载的电力量的测量、亦即仅电传输能量的测量,且如此,所测量的放电功 率小于实际上取自二次电池的能量。因此,如果二次电池仅以对应于所测量的放电电力量 的电力量充电,该二次电池的充电量将逐渐地减少。
[0080]实际上,二次电池的内部电阻亦影响充电过程和放电过程。亦即,该前文中所叙述 的能量损失不只在放电期间、同时也于充电期间发生。一些经过输电网络供应给二次电池 的电能在能量转换的过程中失去,譬如通过该二次电池的内部电阻热产生。亦在对应于该 二次电池的充电量的能量中仅剩下的部分被存储。如此,即使能量损失在放电期间被正确 测量及对应电力量供应给该二次电池期间发生,该二次电池中所存储的实际能量不可避免 地小于所供给的能量。据此,当重复充电及放电时,二次电池的充电量将与该二次电池的充 电期间所失去的电力量一样多地逐渐减少。
[0081] 如上文所述,在放电期间所测量的放电电力量小于取自二次电池的电力量(充电 量)。即使该二次电池还以与所测量的放电电力量相同的充电量充电,该二次电池中所存储 的电力量(充电量)小于放电电力量。亦即,当充电/放电被反复执行时,该二次电池中所存 储的充电量逐渐减少。充电量的减少可被看作是二次电池的电压下降现象。
[0082] 由于该二次电池的内部电阻发生二次电池的充电量中的减少,且还可在二次电池 与输电网络间的能量传送期间发生。大致上,除了二次电池以外,能量存储系统还包括功率 变换器单元。该功率变换器单元用于从外部(譬如,输电网络)供给的充电功率提供给该二 次电池、或把该二次电池所放电的功率提供至该外部(譬如,输电网络)。在电源供给的过程 中,该功率变换器单元变换成具有该输电网络所需要的电压及频率的功率,且反之亦然。在 通过该功率变换器单元将该二次电池中所存储的功率放电至该输电网络的过程,能量损失 发生。而且,在从该输电网络通过该功率变换器单元供给电力来充电该二次电池的过程中, 能量损失发生。
[0083] 因此,为了解决这种问题,当二次电池的状态对应于所需的充电量维持区段时,本 公开计算该二次电池的放电电力量,且当该二次电池被充电时,可执行控制操作,以利用增 加补偿电力量至所计算的放电电力量所获得的充电电力量来充电该二次电池。
[0084] 亦即,当充电该二次电池时,充电被控制,以用大于过剩电力量的电力量提供给该 二次电池。在此情况下,被加至过剩电力量的电力量就是“补偿电力量”。
[0085] 虽然本公开的控制操作已在上文被约略地叙述,用于根据本公开维持二次电池充 电量的装置的构造将被叙述。
[0086] 图6是方块图,概要地说明用于根据本公开的示范实施例来维持二次电池充电量 的装置100的构造。
[0087] 参考图6,用于根据本公开来维持二次电池充电量的装置1〇〇包括感测单元、存储 七t平y Li丄:K节丨」平7□丄U3。
[0088]棚本公刑⑽于雜二次幢充电翻装置刺純雜至二次电獅5。该二 次电池105^1于特定辦。每—个二次幢1()5可麵充电,且需要考縣电或触电压, 并可包括锂尚子电池、锂聚合物电池、Ni—Cd电池、Ni—MH电池、祖―Zn电池等。被连接至用于 根据本公开来维持二次电池充电量的装置100的若干二次电池ln亦可基于所需的输出电 充电/放电容量被不同地设定。然而,本公开不受二次电池1〇5的类型、输出电压和充电 谷量等限制。虽然图6显不该等二次电池1〇5全部串联连接的实施例,本公开不被该二次电 池105的连接方法所限制。
[0089]感测单^测量二次电池1〇5的电特征值并且输出表示电特征值的信号给控制单元 103。电特征值表示二次电池1 〇5的电压、充电/放电期间流经导体的电流等。在本公开中,测 量电特征值以验明该二次电池105的状态、譬如估计该二次电池丨05的soc。
[0090]存储器单元104基于该二次电池105的电特征值存储预设充电限制区段和预设放 电限制区段。
[0091 ]当基于感测单元所测量的电特征值该二次电池105的状态对应于充电电力量减少 区段时,该控制单元103输出用于减少该二次电池中充电的电力量的控制信号,且当基于该 感测单元所测量的电特征值该二次电池的状态对应于充电电力量增加区段时,输出用于增 加该二次电池中充电的电力量的控制信号。用于维持二次电池105充电量的控制单元103的 算法被叙述于该前文中,且重复之叙述在此被省略。
[0092]根据本公开的示范实施例,感测单元是电压测量传感器101。该电压测量传感器 101测量该二次电池105的电压并且将对应的电压信号输出至控制单元103。虽然图6显示电 连接被建构成允许该电压测量传感器101在串联连接的二次电池105的两端测量电压,本公 开不限于图6所示。电压测量传感器101可被电连接至每一个二次电池105的两端,并可被以 各种数目制成。在此情况下,该充电限制区段及该放电限制区段可被该二次电池的电压值 所设定。
[0093]根据本公开的另一示范实施例,该感测单元可另包括电流测量传感器102。该电流 测量传感器102可在二次电池105的充电或放电期间测量流过连接于该二次电池105与电源 供给装置或负载间的电阻器元件R的电流的量值,并将对应的电流信号输出给控制单元 103。在此情况下,该充电限制区段及该放电限制区段可利用二次电池的SOC来设定。S0C是 指电流充电量相对二次电池的完全充电状态的比率。作为计算S0C的方法,在本公开所属技 术领域中有各种公知技术,且其详细叙述在此中被省略。
[0094] 同时,该存储器单元104可在控制单元103的内部或外部,且利用各种熟知机制被 连接至该控制单元103。该存储器单元1〇4已知为能够记录及擦除数据的高容量存储媒体、 诸如半导体装置或硬盘机、譬如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程 只读存储器(EEPR0M)等,且涵括能够存储信息的任何装置,而不管装置类型及不限于特定 的存储器装置。 _
[0095] 同时,该存储器单元104可根据本公开的示范实施例另存储该前文中所叙述的“充 电停止区段”、“放电停止区段”、及“充电维持区段”。
[0096] 同时,减少在该充电电力量减少区段内的二次电池中充电的电力量的方法可以改 变。
[0097] 根据本公开的示范实施例,该存储器单元104可存储充电功率相减量。利用从供应 给该二次电池105的充电电力量减去该充电功率相减量所获得的电力量,从控制单元103输 出的用于减少二次电池105的充电的电力量的控制信号是用于控制该二次电池1〇5的充电 的信号。
[0098] 同时,该充电功率相减量不是固定值,且其值与该充电电力量减少区段内的二次 电池105中充电的电力量成正比地增加,并可从查找表中查找。利用从该二次电池1〇5的充 电电力量减去该充电功率相减量所获得的电力量,由该控制单元103所输出的用于减少该 二次电池105中充电的电力量的控制信号是用于控制该二次电池1〇5的充电的信号,该充电 功率相减量基于该二次电池105中充电的电力量选自该查找表。
[0099] 根据本公开的另一示范实施例,该存储器单元104可另存储减少的充电电力量。由 控制单元103所输出以减少该二次电池105中充电的电力量的控制信号是用于利用该减少 的充电电力量来控制该二次电池105的充电的信号。
[0100] 同时,该减少的充电电力量的值与该充电电力量减少区段内二次电池1〇5中充电 的电力量成正比地增加,并可从查找表中查找。在此情况下,由该控制单元103所输出而用 于减少该二次电池105中充电的电力量的控制信号是用于利用该减少的充电电力量控制该 二次电池105的充电的信号,该减少的充电电力量基于该二次电池1〇5中充电的电力量选自 该查找表。
[0101] 根据本公开的又另一示范实施例,该存储器单元104可另存储充电电力量减少比 率。由该控制单元103所输出而用于减少该二次电池105中充电的电力量的控制信号是用于 利用充电电力量控制该二次电池105的充电的信号,该充电电力量利用该控制单元1〇3基于 对供应给该二次电池105的充电电力量的充电电力量减少比率而计算。
[0102] 同时,该充电电力量减少比率的值与该充电电力量减少区段内二次电池1〇5中充 电的电力量成正比地增加,并可从查找表中查找。在此情况下,由该控制单元103所输出而 用于减少该二次电池105中充电的电力量的控制信号是用于利用充电电力量控制该二次电 池105的充电的信号,该充电电力量利用该控制单元1〇3基于该充电电力量减少比率而计 算,该充电电力量减少比率基于该二次电池105中充电的电力量选自该查找表。
[0103] 根据本公开的示范实施例,该存储器单元104可另存储额外放电电力量。由该控制 单元103所输出而用于减少该二次电池105中充电的电力量的控制信号是用于利用一电力 量控制该二次电池105的放电的信号,该电力量通过把该额外放电电力量增加至二次电池 105所输出的放电电力量而获得。
[0104] 同时,该额外放电电力量的值与该充电电力量减少区段内二次电池1〇5中充电的 电力量成正比地增加,并可从查找表中查找。在此情况下,由该控制单元103所输出而用于 减少该二次电池105中充电的电力量的控制信号是用于利用一电力量控制该二次电池1〇5 的放电的信号,该电力量通过把该额外放电电力量增加至该二次电池所输出的放电电 力量而获得,该额外放电电力量基于该二次电池105中充电的电力量而选自该查找表。
[0105] 根据本公开的另一示范实施例,该存储器单元104可另存储增加的放电电力量。由 该控制单元103所输出而用于减少该二次电池105中充电的电力量的控制信号是用于利用 该增加的放电电力量控制该二次电池105的放电的信号。
[0106] 同时,该增加的放电电力量的值与该充电电力量减少区段内二次电池105中充电 的电力量成正比地增加,并可从查找表中查找。在此情况下,由该控制单元103所输出而用 于减少该二次电池105中充电的电力量的控制信号是用于利用该增加的放电电力量控制该 二次电池105的放电的信号,该增加的放电电力量基于该二次电池1〇5中充电的电力量而选 自该查找表。
[0107] 根据本公开的又另一示范实施例,该存储器单元104可另存储放电电力量增加比 率。由该控制单元103所输出而用于减少该二次电池105中充电的电力量的控制信号是用于 利用一放电电力量控制该二次电池105的放电的信号,该放电电力量利用控制单元1〇3基于 对二次电池105所输出的放电电力量的放电电力量增加比率而计算。
[0108] 同时,该放电电力量增加比率的值与该充电电力量减少区段内二次电池1〇5中充 电的电力量成正比地增加,并可从查找表中查找。在此情况下,由该控制单元103所输出而 用于减少该二次电池中充电的电力量的控制信号是用于利用一放电电力量控制该二次电 池105的放电的信号,该放电电力量利用控制单元103基于该放电电力量减少比率而计算, 而该放电电力量减少比率基于该二次电池105中充电的电力量而选自该查找表。
[0109] 上述实施例是有关在充电电力量减少区段内增加放电量或减少充电量的情况的 实施例。然而,有关增加放电量及减少充电量的情况的实施例亦可一起被应用。
[0110] 同时,增加在充电电力量增加区段内二次电池中充电的电力量的方法可改变。
[0111] 根据本公开的示范实施例,该存储器单元104可存储放电功率相减量。控制单元 103所输出的用于增加该第二电池105充电的电力量的控制信号是用于利用一电力量控制 该二次电池105的放电的信号,该电力量是通过从该二次电池1〇5所输出的充电电力量减去 该放电功率相减量而获得。
[0112] 同时,该放电功率相减量不是固定值,且其值与该充电电力量增加区段内二次电 池105中充电的电力量成反比地增加,并可从查找表中查找。在此情况下,由该控制单元1〇3 所输出而用于增加该二次电池105中充电的电力量的控制信号是用于利用一电力量控制该 二次电池105的放电的信号,该电力量是通过从该二次电池105所输出的放电电力量减去该 放电功率相减量而获得,该放电功率相减量基于该二次电池1〇5中充电的电力量而选自该 查找表。
[0113] 根据本公开的另一示范实施例,该存储器单元104可另存储减少的放电电力量。控 制单元103所输出的用于增加该第二电池105充电的电力量的控制信号是用于利用该减少 的放电电力量控制该二次电池105的放电的信号。
[0114] 同时,该减少的放电电力量的值与该充电电力量增加区段内二次电池1〇5中充电 的电力量成反比地增加,并可从查找表中查找。在此情况下,由该控制单元103所输出而用 于增加该二次电池105中充电的电力量的控制信号是用于利用该减少的放电电力量控制该 二次电池105的放电的信号,该减少的放电电力量基于该二次电池1〇5中充电的电力量而选 自该查找表。
[0115] 根据本公开的又另一示范实施例,该存储器单元104可另存储放电电力量减少比 率。由该控制单元103所输出而用于增加该二次电池105中充电的电力量的控制信号是用于 利用一充电电力量控制该二次电池105的放电的信号,该充电电力量利用该控制单元1〇3基 于对二次电池105所输出的放电电力量的放电电力量减少比率而计算。
[0116] 同时,该放电电力量减少比率的值与该充电电力量增加区段内二次电池1〇5中充 电的电力量成反比地增加,并可从查找表中查找。在此情况下,由该控制单元103所输出而 用于增加该二次电池105中充电的电力量的控制信号是用于利用一放电电力量控制该二次 电池105的放电的信号,该放电电力量利用该控制单元103基于该放电电力量减少比率而计 算,该放电电力量减少比率基于该二次电池105中充电的电力量而选自该查找表。
[0117] 根据本公开的示范实施例,该存储器单元104可另存储额外充电电力量。由该控制 单元103所输出而用于增加该二次电池105中充电的电力量的控制信号是用于利用一电力 量控制该二次电池105的充电的信号,该电力量通过把该额外充电电力量增加至供应给该 二次电池105的充电电力量所获得。
[0118] 同时,该额外充电电力量的值与该充电电力量增加区段内二次电池1〇5中充电的 电力量成反比地增加,并可从查找表中查找。在此情况下,由该控制单元1〇3所输出而用于 增加该二次电池105中充电的电力量的控制信号是用于利用一电力量控制该二次电池1〇5 的充电的信号,该电力量是通过把该额外充电电力量增加至供应给该二次电池1〇5的充电 电力量所获得,而该额外充电电力量基于该二次电池105中充电的电力量而选自该查找表。
[0119] 根据本公开的另一示范实施例,该存储器单元104可另存储增加的充电电力量。由 该控制单元103所输出而用于增加该二次电池105中充电的电力量的控制信号是用于利用 该增加的充电电力量控制该二次电池105的充电的信号。
[0120] 同时,该增加的充电电力量的值与该充电电力量增加区段内二次电池105中充电 的电力量成反比地增加,并可从查找表中查找。在此情况下,用于增加该二次电池1〇5中充 电的电力量的控制信号是用于利用该增加的充电电力量控制该二次电池105的充电的信 号,该增加充电电力量基于该二次电池105中充电的电力量而选自该查找表。
[0121] 根据本公开的又另一示范实施例,该存储器单元104可另存储充电电力量增加比 率。由该控制单元103所输出而用于增加该二次电池105中充电的电力量的控制信号是用于 利用一充电电力量控制该二次电池105的充电的信号,该充电电力量利用该控制单元103基 于对供应给该二次电池105的充电电力量的充电电力量增加比率而计算。
[0122] 同时,该充电电力量增加比率的值与该充电电力量增加区段内二次电池105中充 电的电力量成反比地增加,并可从查找表中查找。在此情况下,由该控制单元103所输出而 用于增加该二次电池中充电的电力量的控制信号是用于利用一充电电力量控制该二次电 池105的充电的信号,该充电电力量利用该控制单元103基于该充电电力量减少比率而计 算,该充电电力量减少比率基于该二次电池105中充电的电力量而选自该查找表。
[0123] 上述实施例是有关在该充电电力量增加区段内减少该放电量或增加该充电量的 情况的实施例。然而,有关减少放电量及增加充电量的情况的实施例亦可一起被应用。
[0124] 根据本公开用于维持该二次电池充电量的装置可以是能量存储系统的部件,包 括:多个二次电池、用于维持二次电池充电量的装置及功率变换器。该能量存储系统可以是 被连接至智能电网的能量存储系统。利用在该输电网络中存储过剩的电力量及当电力被需 要时开始放电,该能量存储系统可具有响应输电网络的尖峰负荷的作用。据此,该能量存储 系统响应于该输电网络的能量需求量而反复地施行充电及放电。尤其,因为该输电网络的 能量需求随着时间变动,难以估计该能量存储系统将开始充电或放电以存储过剩电力或提 供需要的电力至该输电网络的时间点。因此,该能量存储系统需要二次电池充电量维持装 置及方法,用于维持二次电池的适当充电量,使得可准备好随时充电或放电。
[0125] 用于根据本公开维持该二次电池的充电量的方法是使用该装置100维持该二次电 池充电量的方法,该装置100用于维持该二次电池充电量。据此,因为根据本公开的方法对 应于该前文所叙述的装置发明,重复之叙述在此中被省略。
[0126] 根据本公开,该二次电池可在改变的外部环境中、尤其充电及放电时常改变的环 境中维持适当充电量。据此,该二次电池可利用适当地维持该充电量而保持可用的充电容 量及可用的放电容量。再者,被连接至该输电网络的能量存储系统可在该输电网络中的尖 峰负荷上更弹性地对充电或放电情况做出反应。
[0127] 同时,于本公开的叙述中,应了解图6所示的本公开的各组件或零组件被逻辑地而 非物理地区别。
[0128] 各组件或零组件对应于实施本公开的技术精神的逻辑元件或部件,且据此,应了 解即使每一元件或部件被整合或分开,如果利用本公开的逻辑元件或部件所施行的功能可 被施行,其落在本公开的范围内,且如果其系施行完全相同或类似功能的元件或部件,不管 名称是否完全相同,其落在本公开的范围内。
[0129] 在本公开的实施例的叙述中,为理解的方便,该叙述己基于仅只一附属构造被加 入的实施例被提供,至少二附属构造的组合被加入的实施例可被涵盖。据此,本公开的范围 不被限制于在本文中所揭示的示范实施例。
[0130] 虽然本公开已在上文利用该特定实施例及附图被叙述,但本公开不限制于此,且 熟习本技术领域者将清楚明白的是各种变化及修改可在本公开的精神及权利要求书范围 与其等效物而实施。
[0131]【附图标记说明】
[0132] 100:用于维持二次电池充电量的装置 [0133] 101:电压测量传感器
[0134] 102:电流测量传感器
[0135] 103:控制单元
[0136] 104:存储器单元
[0137] 105:二次电池

Claims (9)

1.一种用于维持二次电池充电量的装置,该装置包括: 感测单元,用于测量该二次电池的电特征值; 存储器单元,用于基于该二次电池的电特征值存储充电电力量减少区段和充电电力量 增加区段;及 控制单元,当基于所述感测单元测量的电特征值该二次电池的状态对应于所述充电电 力量减少区段时,该控制单元输出用于减少该二次电池中充电的电力量的控制信号,并且, 当基于所述感测单元测量的电特征值该二次电池的状态对应于所述充电电力量增加区段 时,该控制单元输出用于增加该二次电池中充电的电力量的控制信号, 其中,所述充电电力量减少区段是该二次电池中充电的电力量超出所需充电量维持区 段的区段,并且所述充电电力量增加区段是该二次电池中充电的电力量低于所需充电量维 持区段的区段, 其中,当基于所述感测单元测量的电特征值该二次电池的状态对应于所需充电量维持 区段时,所述控制单元使用所述感测单元在该二次电池的放电期间测量的该二次电池的电 特征值来计算该二次电池的放电电力量,并且,当充电该二次电池时,所述控制单元输出控 制信号以使得利用增加补偿电力量至所计算的放电电力量而获得的电力量来充电该二次 电池, 其中,用于减少该二次电池中充电的电力量的控制信号是用于减少供应给该二次电池 的充电电力量及增加从该二次电池输出的放电电力量的信号,和/或 其中,用于增加该二次电池中充电的电力量的控制信号是用于减少从该二次电池输出 的放电电力量及增加供应给该二次电池的充电电力量的信号。
2. 如权利要求1所述的用于维持二次电池充电量的装置,其中所述感测单元对应于电 压测量传感器。
3. 如权利要求2所述的用于维持二次电池充电量的装置,其中所述充电电力量减少区 段和所述充电电力量增加区段基于该二次电池的电压值来设定。
4. 如权利要求2所述的用于维持二次电池充电量的装置,其中所述感测单元还包括电 流测量传感器。
5. 如权利要求4所述的用于维持二次电池充电量的装置,其中 所述充电电力量减少区段和所述充电电力量增加区段基于该二次电池的充电状态 (SOC)来设定。
6. 如权利要求1所述的用于维持二次电池充电量的装置,其中所述存储器单元还存储 充电停止区段,在该充电停止区段该二次电池中充电的电力量代表比所述充电电力量减少 区段较大的电力量,及 当基于所述感测单兀测量的电特征值该二次电池的状态对应于该充电停止区段时,所 述控制单元输出用于停止该二次电池的充电的控制信号。
7. 如权利要求1所述的用于维持二次电池充电量的装置,其中所述存储器单元还存储 放电停止区段,在该放电停止区段该二次电池中充电的电力量代表比所述充电电力量增加 区段较小的电力量,及 当基于所述感测单元测量的电特征值该二次电池的状态对应于该放电停止区段时,所 述控制单元输出用于停止该二次电池的放电的控制信号。
8.—种能量存储系统,包含: 多个二次电池; 如权利要求1至7项的任一项的用于维持二次电池充电量的装置;及 功率逆变器单元,以响应于所述用于维持二次电池充电量的装置中包括的控制单元所 输出的控制信号,对该二次电池提供充电功率或从该二次电池至外部提供放电功率。
9.一种通过用于维持二次电池充电量的装置来维持二次电池充电量的方法, 其中,所述装置包括:感测单元,用于测量该二次电池的电特征值;存储器单元,用于基 于该二次电池的电特征值存储充电电力量减少区段和充电电力量增加区段;及控制单元, 用于输出减少或增加该二次电池中充电的电力量的控制信号, 所述方法包括: (a) 利用该控制单元,从该感测单元接收用于该二次电池的电特征值的信号; (b) 利用该控制单元,基于该二次电池的电特征值确定该二次电池的状态是对应于所 述充电电力量减少区段还是对应于所述充电电力量增加区段;及 (c) 利用该控制单元,当该二次电池的状态对应于该充电电力量减少区段时,输出用于 减少该二次电池中充电的电力量的控制信号,且当该二次电池的状态对应于该充电电力量 增加区段时,输出用于增加该二次电池中充电的电力量的控制信号, 其中,所述充电电力量减少区段是该二次电池中充电的电力量超出所需充电量维持区 段的区段,并且所述充电电力量增加区段是该二次电池中充电的电力量低于所需充电量维 持区段的区段, 其中,当基于所述感测单元测量的电特征值该二次电池的状态对应于所需充电量维持 区段时,所述控制单元使用所述感测单元在该二次电池的放电期间测量的该二次电池的电 特征值来计算该二次电池的放电电力量,并且,当充电该二次电池时,所述控制单元输出控 制信号以使得利用增加补偿电力量至所计算的放电电力量而获得的电力量来充电该二次 电池, 其中,用于减少该二次电池中充电的电力量的控制信号是用于减少供应给该二次电池 的充电电力量及增加从该二次电池输出的放电电力量的信号,和/或 其中,用于增加该二次电池中充电的电力量的控制信号是用于减少从该二次电池输出 的放电电力量及增加供应给该二次电池的充电电力量的信号。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105811514B (zh) * 2016-04-28 2019-04-05 郑州宇通客车股份有限公司 双源无轨电车动力电池动态平衡充电控制方法和控制系统
KR102160272B1 (ko) * 2017-01-02 2020-09-25 주식회사 엘지화학 배터리 관리 장치 및 이를 이용한 lfp 셀의 과전압 보호 방법
KR20190090474A (ko) 2018-01-25 2019-08-02 삼성전자주식회사 배터리를 포함하는 전자 장치 및 이의 충전구간을 제어하는 방법
US20200244094A1 (en) * 2019-01-30 2020-07-30 Industrial Technology Research Institute Charging and discharging device and charging and discharging method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001314040A (ja) * 2000-04-27 2001-11-09 Sanyo Electric Co Ltd ハイブリッドカーの充放電制御方法
KR20020049256A (ko) * 2000-12-19 2002-06-26 이계안 하이브리드 자동차의 배터리 충방전 제어방법
CN102044724A (zh) * 2009-10-16 2011-05-04 三洋电机株式会社 电源装置以及具备其的车辆、和电源装置的充放电控制方法
CN202997585U (zh) * 2012-11-15 2013-06-12 南通美能得太阳能电力科技有限公司 一种家用太阳能并网发电系统

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3959815B2 (ja) 1997-12-09 2007-08-15 トヨタ自動車株式会社 電池蓄電量検出装置
JP4567109B2 (ja) * 1998-11-24 2010-10-20 パナソニック株式会社 二次電池の充放電制御方法
JP2002078219A (ja) * 2000-08-30 2002-03-15 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置と充電器
JP2002233074A (ja) * 2001-02-05 2002-08-16 Nec Corp バッテリ充放電システム
JP3629553B2 (ja) * 2001-05-08 2005-03-16 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 電源供給システム、コンピュータ装置、電池、異常充電の保護方法、およびプログラム
KR100601556B1 (ko) * 2004-09-07 2006-07-19 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지팩용 보호회로
KR100686794B1 (ko) 2005-01-25 2007-02-23 삼성에스디아이 주식회사 배터리팩의 모니터링 장치 및 그 방법
WO2007016191A2 (en) * 2005-07-27 2007-02-08 Flaugher David J Battery chargers and methods for extended battery life
JP4715624B2 (ja) 2006-05-09 2011-07-06 富士電機システムズ株式会社 電力安定化システム、電力安定化制御プログラム、電力安定化制御方法
TW200945726A (en) 2008-04-30 2009-11-01 Univ Nat Taiwan Science Tech Apparatus of smart charging and charging method thereof
JP5389425B2 (ja) 2008-11-27 2014-01-15 三洋電機株式会社 ハイブリッドカーの充放電制御方法
EP2413420B1 (en) 2009-03-27 2018-11-21 Hitachi, Ltd. Electric storage device
KR101000870B1 (ko) * 2009-05-29 2010-12-13 주호걸 전기차량용 충전기
US8207740B2 (en) 2009-06-23 2012-06-26 GM Global Technology Operations LLC Method for use with a vehicle battery pack having a number of individual battery cells
TWI422849B (zh) * 2009-08-13 2014-01-11 Neotec Semiconductor Ltd 以直流內阻估算鋰電池容量之方法
KR101123327B1 (ko) 2010-06-09 2012-03-20 엘지전자 주식회사 스마트 그리드 시스템 및 그 동작방법
KR102068562B1 (ko) 2010-08-17 2020-02-11 엘지전자 주식회사 스마트 그리드용 에너지 관리장치
US20130300373A1 (en) * 2012-05-09 2013-11-14 Exide Technologies Inc. Methods and Systems for Battery Management and Charger Control
US9267996B2 (en) * 2013-03-14 2016-02-23 GM Global Technology Operations LLC Method and system for estimating voltage of a battery element

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001314040A (ja) * 2000-04-27 2001-11-09 Sanyo Electric Co Ltd ハイブリッドカーの充放電制御方法
KR20020049256A (ko) * 2000-12-19 2002-06-26 이계안 하이브리드 자동차의 배터리 충방전 제어방법
CN102044724A (zh) * 2009-10-16 2011-05-04 三洋电机株式会社 电源装置以及具备其的车辆、和电源装置的充放电控制方法
CN202997585U (zh) * 2012-11-15 2013-06-12 南通美能得太阳能电力科技有限公司 一种家用太阳能并网发电系统

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