CN115152119A - 蓄电池系统 - Google Patents

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Abstract

提供蓄电池系统，向负载供给电力，蓄电池系统的特征在于，具有：多个蓄电池，所述多个蓄电池分别内置有蓄电池部、用于对所述蓄电池部的劣化状态进行管理的管理部；以及控制部，其控制所述多个蓄电池各自的充放电，所述多个蓄电池的所述蓄电池部的劣化状态相互不同，所述控制部根据由所述管理部管理的所述蓄电池部的劣化状态来决定如下分配比，该分配比用于表示所述多个蓄电池各自向所述负载供给的电力量相对于应该向所述负载供给的电力量的比率。

Description

蓄电池系统
技术领域
本发明涉及蓄电池系统。
背景技术
近几年，正在研究对搭载于在世界普及的电动汽车、混合动力汽车的蓄电池(可再用蓄电池)进行再利用。例如，考虑将可再用蓄电池作为电池组而进行再利用。这里，电池组是将相同种类的多个单电池组合并封装而成的(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-191500号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，可再用蓄电池根据此前的使用环境、用途而劣化状态(以下，称为“SOH(States Of Health)”)不同，因此其电气特性各不相同。这里，SOH是表示蓄电池的劣化的程度(可靠性)的指标，一般而言，以“(当前(劣化时)的充满电容量(Ah)/初始的充满电容量(Ah))×100”表示。
因此，在将多个可再用蓄电池单纯地组合来作为电池组的情况下，将SOH最低的可再用蓄电池作为基准来控制充放电，因此SOH高的可再用蓄电池无法发挥本来具有的性能。因而，将可再用蓄电池组合来作为电池组时，需要选定SOH为相同程度的可再用蓄电池，但是这样的可再用蓄电池的选定实际上非常困难，并不现实。
本发明的目的在于提供与蓄电池系统有关的新的技术，该蓄电池系统具有蓄电池部的劣化状态相互不同的多个蓄电池。
用于解决问题的方案
本发明的一方面的向负载供给电力的蓄电池系统，其特征在于，具有：多个蓄电池，所述多个蓄电池分别内置有蓄电池部、用于对所述蓄电池部的劣化状态进行管理的管理部；以及控制部，其控制所述多个蓄电池各自的充放电，所述多个蓄电池的所述蓄电池部的劣化状态相互不同，所述控制部根据由所述管理部管理的所述蓄电池部的劣化状态来决定如下分配比，该分配比用于表示所述多个蓄电池各自向所述负载供给的电力量相对于应该向所述负载供给的电力量的比率。
发明的效果
根据本发明，例如能够提供与蓄电池系统有关的新的技术，该蓄电池系统具有蓄电池部的劣化状态相互不同的多个蓄电池。
本发明的其它特征以及优点将由参照附图进行的以下的说明更加明确。
附图说明
附图被包含于说明书而构成其一部分，并示出本发明的实施方式，与其记述一同用于说明本发明的原理。
图1是示出本发明的一方面的蓄电池系统的结构的概略图。
图2是用于说明图1所示的蓄电池系统的动作例的图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明实施方式。而且，以下的实施方式并非用于限定权利要求要保护的技术方案，并且实施方式中所说明的特征的组合也并非全部都是技术方案所必须的。也可以是，实施方式中所说明的多个特征中的两个以上的特征任意地组合。另外，对于相同或者同样的结构标注相同的附图标记，省略重复的说明。
图1是示出作为本发明的一侧面的蓄电池系统1的结构的概略图。蓄电池系统1构成为，将相同种类的多个单电池组合并封装而成的电池组。如图1所示，蓄电池系统1是如下系统：具有第一蓄电池10A以及第二蓄电池10B、控制部20，并向电子设备等负载30供给电力。
在本实施方式中，将蓄电池系统1具有第一蓄电池10A和第二蓄电池10B两个蓄电池作为多个蓄电池的情况为例子进行说明。其中，蓄电池系统1具有的蓄电池的个数并不限于两个，蓄电池系统1也可以具有三个以上的蓄电池。
第一蓄电池10A是将从电力公司等的包括电力供给设备的电力系统、发电装置供给的电力存蓄的蓄电池(单电池)。第一蓄电池10A内置有蓄电池部110A、蓄电池管理单元(BMU)120A、DC-DC转换器130A。
蓄电池部110A用于对从电力系统、发电装置供给的电力进行蓄电，该蓄电池部110A例如包括锂离子等的二次电池。在BMU 120A以及/或者控制部20的控制下，存蓄于蓄电池部110A的电力被供给(放电)到电子设备等负载30。
BMU 120A包括CPU、存储器等，该BMU 120A具有控制蓄电池部110A的功能。BMU120A基于电压传感器、电流传感器、温度传感器等各种传感器的检测值来控制蓄电池部110A的充放电，使得不会产生过充电、过放电。另外，在本实施方式中，BMU 120A还作为用于对蓄电池部110A的劣化状态进行管理的管理部来发挥功能。这里，蓄电池部110A的劣化状态以(当前(劣化时)的充满电容量(Ah)/初始的充满电容量(Ah))×100来表示，以下称为SOH(States Of Health)。
DC-DC转换器130A例如包括降压转换器、升压转换器等，该DC-DC转换器130A具有对直流电压的电平进行转换的功能。
第二蓄电池10B是将从电力公司等的包括电力供给设备的电力系统、发电装置供给的电力存蓄的蓄电池(单电池)。第二蓄电池10B具有基本与第一蓄电池10A同样的结构，该第二蓄电池10B内置有蓄电池部110B、蓄电池管理单元(BMU)120B、DC-DC转换器130B。而且，蓄电池部110B、BMU 120B以及DC-DC转换器130B分别具有与蓄电池部110A、BMU 120A以及DC-DC转换器130A同样的功能，因此这里省略详细说明。
第一蓄电池10A和第二蓄电池10B是输入输出的规格相同的、所谓的相同种类的蓄电池。具体来讲，在本实施方式中，第一蓄电池10A以及第二蓄电池10B是在将电动机作为动力源来行驶的车辆、例如电动汽车、混合动力汽车搭载的蓄电池，所述第一蓄电池10A以及第二蓄电池10B使用将向电动机供给电力的蓄电池进行再利用而成的可再用蓄电池。如图1所示，一般来讲，在车辆的可再用蓄电池预先搭载(组装)有BMU、DC-DC转换器。因而，将车辆的可再用蓄电池作为蓄电池210进行再利用，与新准备具备BMU、DC-DC转换器的蓄电池的情况相比较，在成本方面和环境方面是有利的。另外，在车辆的可再用蓄电池不仅预先搭载有BMU、DC-DC转换器，还预先搭载有电压传感器、电流传感器、温度传感器等各种传感器。其中，第一蓄电池10A以及第二蓄电池10B并不限于车辆的可再用蓄电池，如果是至少搭载有作为对蓄电池部的劣化状态进行管理的管理部而发挥功能的单元(例如，BMU)的蓄电池即可。
控制部20例如由包括CPU、存储器等的计算机(信息处理装置)构成，该控制部20执行存储于存储部的程序。在本实施方式中，控制部20控制蓄电池系统1具有的多个蓄电池、即第一蓄电池10A以及第二蓄电池10B各自的充放电。另外，在控制部20还设置有AC-DC转换器，该AC-DC转换器将从DC-DC转换器130A以及130B输出的直流转换为既定频率的稳定的交流，使得电子设备等负载30能够使用。
如上所述，在蓄电池系统1中，作为第一蓄电池10A以及第二蓄电池10B而使用车辆的可再用蓄电池，因而蓄电池部110A的SOH和蓄电池部110B的SOH并不一定相同。换言之，因第一蓄电池10A以及第二蓄电池10B的此前的使用环境、用途，蓄电池部110A以及110B各自的SOH不同。在这样的情况下，在以往技术中，将SOH最低的蓄电池(蓄电池部)作为基准来控制充放电，因而蓄电池系统(电池组)整体的性能被SOH最低的蓄电池的性能所限制，对于SOH高的蓄电池而言，并不能充分地发挥其性能。
因而，在本实施方式中，提供与蓄电池系统有关的新的技术，该蓄电池系统具有蓄电池部的劣化状态相互不同的多个蓄电池，具体来讲，提供如下技术：不会被SOH最低的蓄电池的性能所限制，有效运用SOH高的蓄电池来使蓄电池系统整体的性能提高。
以下，参照图2，对于本实施方式的蓄电池系统1的动作例进行说明。图2是示意性地示出负载30与蓄电池系统1之间的动作(处理)，详细而言，负载30与控制部20、BMU 120A以及120B之间的动作的图。
在此，将用于表示第一蓄电池10A所内置的蓄电池部110A的SOH的值设为SOH_A，并由BMU 120A管理，将用于表示第二蓄电池10B所内置的蓄电池部110B的SOH的值设为SOH_B，并由BMU 120B管理。另外，用于表示蓄电池部110A的SOH的值SOH_A大于用于表示蓄电池部110B的SOH的值SOH_B(SOH_A>SOH_B)，蓄电池部110B相比于蓄电池部110A而劣化加剧。
参照图2，首先，从电子设备等负载30侧对控制部20进行用于要求供给电力的电力供给指示(S1002)。这时，控制部20根据来自负载30侧的电力供给指示，还获取负载30所需的电力量、即应该向负载30供给的电力量P。
然后，控制部20对第一蓄电池10A的BMU 120A询问蓄电池部110A的劣化状态、即由BMU 120A管理的蓄电池部110A的SOH(用于表示蓄电池部110A的SOH的值)(S1004)。同样地，控制部20对第二蓄电池10B的BMU 120B询问蓄电池部110B的劣化状态、即由BMU 120B管理的蓄电池部110B的SOH(用于表示蓄电池部110B的SOH的值)(S1006)。而且，在图2中，以依次进行S1004、S1006的动作的方式进行了图示，但是可以依次进行S1006、S1004的动作，也可以将S1004与S1006的动作并行地进行。
然后，第一蓄电池10A的BMU 120A对于来自控制部20的询问(S1004)，答复由自身管理的蓄电池部110A的SOH(S1008)。在本实施方式中，BMU 120A对控制部20返回用于表示蓄电池部110A的SOH的值SOH_A。同样地，第二蓄电池10B的BMU 120B对于来自控制部20的询问(S1006)，答复由自身管理的蓄电池部110B的SOH(S1010)。在本实施方式中，BMU 120B对控制部20返回用于表示蓄电池部110B的SOH的值SOH_B。
然后，控制部20基于用于表示蓄电池部110A的SOH的值SOH_A以及用于表示蓄电池部110B的SOH的值SOH_B来决定如下分配比，该分配比用于表示第一蓄电池10A以及第二蓄电池10B各自向负载30供给的电力量相对于应该向负载30供给的电力量P的比率(比例)(S1012)。例如，控制部20决定用于表示第一蓄电池10A以及第二蓄电池10B各自向负载30供给的电力量的比率的分配比，使得蓄电池系统1所具有的多个蓄电池中蓄电池部的劣化越加剧的蓄电池则向负载30供给的电力量的比率越小，在本实施方式中，使第二蓄电池10B向负载30供给的电力量的比率小于第一蓄电池10A向负载30供给的电力量的比率。具体来讲，控制部20决定用于表示第一蓄电池10A以及第二蓄电池10B各自向负载30供给的电力量的比率，使第一蓄电池10A向负载30供给的电力量的比率成为SOH_A/(SOH_A+SOH_B)，第二蓄电池10B向负载30供给的电力量的比率成为SOH_B/(SOH_A+SOH_B)。
然后，控制部20指示第一蓄电池10A向负载30供给电力。在本实施方式中，进行电力供给指示来要求以根据在S1012决定的分配比而确定的电力量PA(＝P×SOH_A/(SOH_A+SOH_B))向负载30供给电力(S1014)。同样地，控制部20指示第二蓄电池10B向负载30供给电力。在本实施方式中，进行电力供给指示来要求以根据在S1012决定的分配比而确定的电力量PB(＝P×SOH_B/(SOH_A+SOH_B))向负载30供给电力(S1016)。
然后，第一蓄电池10A的BMU 120A响应来自控制部20的电力供给指示(S1014)，从蓄电池部110A对负载30供给电力(S1018)。在本实施方式中，BMU 120A控制蓄电池部110A的放电，使得从蓄电池部110A输出电力量PA(＝P×SOH_A/(SOH_A+SOH_B))的电力。同样地，第二蓄电池10B的BMU 120B响应来自控制部20的电力供给指示(S1016)，从蓄电池部110B对负载30供给电力(S1020)。在本实施方式中，BMU 120B控制蓄电池部110B的放电，使得从蓄电池部110B输出电力量PB(＝P×SOH_B/(SOH_A+SOH_B))的电力。由此，负载30被供给作为从第一蓄电池10A供给的电力量PA与从第二蓄电池10B供给的电力量PB之和的PA+PB(＝P)的电力量，因而作为蓄电池系统1整体来向负载30供给应该供给的电力量P。
这样，在本实施方式中，根据蓄电池部110A以及110B各自的劣化状态(SOH_A、SOH_B)，适当地决定如下分配比，该分配比用于表示第一蓄电池10A以及第二蓄电池10B各自向负载30供给的电力量相对于应该向负载30供给的电力量的比率。由此，在蓄电池系统1中，能够用蓄电池部110A的劣化未加剧的第一蓄电池10A来辅助蓄电池部110B的劣化加剧的第二蓄电池10B(即、第一蓄电池10A分担第二蓄电池10B的输出)。因而，在蓄电池系统1中，不会被第二蓄电池10B的性能所限制，能够有效运用第一蓄电池10A，从而能够使整体的性能提高。
另外，在本实施方式中，不需要选定蓄电池部的劣化状态为相同程度的蓄电池，因此在对可再用蓄电池进行再利用时的负担(具体来讲，重复使用前的蓄电池部的劣化状态的测定等)大幅度降低，从而能够促进可再用蓄电池的利用。
另外，决定用于表示蓄电池系统1所具有的多个蓄电池各自向负载30供给的电力量的比率的分配比使得蓄电池部的劣化越加剧的蓄电池则向负载30供给的电力量的比率越小，也可以说是决定分配比使得蓄电池部的劣化状态在多个蓄电池间均匀化。这样，通过在多个蓄电池间使蓄电池部的劣化状态均匀化，与以往技术相比，能够延长作为蓄电池系统1整体而设想的寿命。
而且，在本实施方式中，将使用对搭载于电动汽车、混合动力汽车的蓄电池进行再利用而成的可再用蓄电池的情况作为例子进行了说明，但是并不限于此。例如，也能够使用在电动摩托车(两轮电动车)使用的MPP(移动电源包：便携式蓄电池)。
<实施方式的总结>
1.上述的实施方式的蓄电池系统为向负载(例如，30)供给电力的蓄电池系统(例如，1)，该蓄电池系统具有：
多个蓄电池(例如，10A、10B)，所述多个蓄电池(例如，10A、10B)分别内置有蓄电池部(例如，110A、110B)、用于对所述蓄电池部的劣化状态进行管理的管理部(例如，120A、120B)；以及
控制部(例如，20)，其控制所述多个蓄电池各自的充放电，
所述多个蓄电池的所述蓄电池部的劣化状态相互不同，
所述控制部根据由所述管理部管理的所述蓄电池部的劣化状态来决定如下分配比，该分配比用于表示所述多个蓄电池各自向所述负载供给的电力量相对于应该向所述负载供给的电力量的比率。
根据该实施方式，能够使蓄电池系统整体的性能提高。
2.在上述的实施方式的蓄电池系统(例如，1)中，其特征在于，
所述控制部(例如，20)基于由所述管理部(例如，120A、120B)管理的所述蓄电池部(例如，110A、110B)的劣化状态来决定所述分配比，使得所述多个蓄电池(例如，10A、10B)中所述蓄电池部的劣化越加剧的蓄电池则所述比率越小。
根据该实施方式，能够使蓄电池系统整体的性能提高。
3.在上述的实施方式的蓄电池系统(例如，1)中，其特征在于，
所述控制部(例如，20)决定所述分配比，使得由所述管理部(例如，120A、120B)管理的所述蓄电池部(例如，110A、110B)的劣化状态在所述多个蓄电池间均匀化。
根据该实施方式，能够使蓄电池系统整体的性能提高。
4.在上述的实施方式的蓄电池系统(例如，1)中，其特征在于，
所述蓄电池部(例如，110A、110B)的劣化状态，以(当前的充满电容量/初始的充满电容量)×100表示，
所述多个蓄电池包括所述蓄电池部的劣化状态相互不同的第一蓄电池(例如，10A)以及第二蓄电池(例如，10B)，
在将用于表示所述第一蓄电池所内置的所述蓄电池部(例如，110A)的劣化状态的值设为SOH_A，并将用于表示所述第二蓄电池所内置的所述蓄电池部(例如，110B)的劣化状态的值设为SOH_B，且SOH_A>SOH_B时，所述控制部(例如，20)决定所述分配比，使所述第一蓄电池的所述比率成为SOH_A/(SOH_A+SOH_B)，使所述第二蓄电池的所述比率成为SOH_B/(SOH_A+SO H_B)。
根据该实施方式，能够延长作为蓄电池系统整体而设想的寿命。
5.在上述的实施方式的蓄电池系统(例如，1)中，其特征在于，
所述多个蓄电池(例如，10A、10B)是将如下蓄电池进行再利用而成的可再用蓄电池，该蓄电池被搭载于将电动机作为动力源来行驶的车辆并且向所述电动机供给电力。
根据该实施方式，与新准备具备用于对蓄电池部的劣化状态进行管理的管理部的蓄电池的情况相比，在成本方面、环境方面是有利的。
本发明并不限于上述实施方式，在不脱离本发明的精神以及范围的情况下，能够进行各种变更以及变形。因而，为了公开本发明的范围而附加以下的权利要求。
本申请基于2020年3月27日提出的日本专利申请特愿2020-057894主张优先权，将其记载内容全部引用于此。

Claims (5)

1.一种蓄电池系统，向负载供给电力，所述蓄电池系统的特征在于，具有：
多个蓄电池，所述多个蓄电池分别内置有蓄电池部、用于对所述蓄电池部的劣化状态进行管理的管理部；以及
控制部，其控制所述多个蓄电池各自的充放电，
所述多个蓄电池的所述蓄电池部的劣化状态相互不同，
所述控制部根据由所述管理部管理的所述蓄电池部的劣化状态来决定如下分配比，该分配比用于表示所述多个蓄电池各自向所述负载供给的电力量相对于应该向所述负载供给的电力量的比率。
2.根据权利要求1所述的蓄电池系统，其特征在于，
所述控制部基于由所述管理部管理的所述蓄电池部的劣化状态来决定所述分配比，使得所述多个蓄电池中所述蓄电池部的劣化越加剧的蓄电池则所述比率越小。
3.根据权利要求1所述的蓄电池系统，其特征在于，
所述控制部决定所述分配比，使得由所述管理部管理的所述蓄电池部的劣化状态在所述多个蓄电池间均匀化。
4.根据权利要求1所述的蓄电池系统，其特征在于，
所述蓄电池部的劣化状态，以(当前的充满电容量/初始的充满电容量)×100表示，
所述多个蓄电池包括所述蓄电池部的劣化状态相互不同的第一蓄电池以及第二蓄电池，
在将用于表示所述第一蓄电池所内置的所述蓄电池部的劣化状态的值设为SOH_A，并将用于表示所述第二蓄电池所内置的所述蓄电池部的劣化状态的值设为SOH_B，且SOH_A>SOH_B时，所述控制部决定所述分配比，使所述第一蓄电池的所述比率成为SOH_A/(SOH_A+SOH_B)，使所述第二蓄电池的所述比率成为SOH_B/(SOH_A+SOH_B)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的蓄电池系统，其特征在于，
所述多个蓄电池是将如下蓄电池进行再利用而成的可再用蓄电池，该蓄电池被搭载于将电动机作为动力源来行驶的车辆并且对向所述电动机供给电力。
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