DE112021000960T5 - Batteriesystem - Google Patents

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Takumi SHIIYAMA
Ryuichi Kimata
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Abstract

Batteriesystem zum Versorgen einer Last mit Strom, wobei das Batteriesystem dadurch gekennzeichnet ist, dass es eine Mehrzahl an Batterien umfasst, die jeweils eine Batterieeinheit und eine einen Alterungszustand der Batterieeinheit verwaltende Managementeinheit aufweisen, sowie eine Steuereinheit, die das Laden/Entladen jeder der Mehrzahl an Batterien steuert, wobei sich die Mehrzahl an Batterien hinsichtlich des Alterungszustandes der Batterieeinheiten voneinander unterscheiden, und wobei die Steuereinheit ein Verteilungsverhältnis bestimmt, das entsprechend dem Alterungszustand der durch die Managementeinheit verwalteten Batterieeinheit ein Verhältnis einer der Last zuzuführenden Strommenge durch jede der Mehrzahl an Batterien in Bezug auf eine der Last zuzuführende Strommenge darstellt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Batteriesystem.
  • HINTERGRUND
  • In den letzten Jahren wurde die Wiederverwendbarkeit einer Batterie (wiederverwendbare Batterie), die in einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug weltweit eingebaut ist, untersucht. Zum Beispiel wurde die Wiederverwendung einer wiederverwendbaren Batterie als Batteriesatz betrachtet. In diesem Fall wird der Batteriesatz durch die Kombination und Verpackung einer Mehrzahl an Einzelbatterien desselben Typs hergestellt (siehe PTLi).
  • REFERENZEN
  • PATENTLITERATUR
  • PTL1: Japanische Patent Offenlegung Nr. 2018-191500
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHES PROBLEM
  • Da jedoch die Alterung von wiederverwendbaren Batterien (im Folgenden als „Alterungszustand, engl.: State Of Health (SOH)“ bezeichnet) abhängig von den bisherigen Einsatzumgebungen und Anwendungen variiert, sind die elektrischen Eigenschaften der wiederverwendbaren Batterien individuell unterschiedlich. Dabei ist der SOH ein Index, der den Grad der Alterung (Tauglichkeit) der Batterie angibt und im Allgemeinen durch „(aktuell (wenn verschlechtert) volle Ladekapazität (Ah)/anfänglich volle Fülldosis (Ah)) × 100“ dargestellt wird.
  • Wenn mehrere wiederverwendbare Batterien einfach in einem Batteriesatz kombiniert werden, wird das Laden/Entladen auf der Grundlage der wiederverwendbaren Batterie mit dem niedrigsten SOH-Wert gesteuert, so dass eine wiederverwendbare Batterie mit einem hohen SOH-Wert ihre ursprüngliche Leistung nicht erreichen kann. Wenn die wiederverwendbaren Batterien in einem Batteriesatz kombiniert werden, ist es daher notwendig, wiederverwendbare Batterien auszuwählen, die im Wesentlichen den gleichen SOH-Wert haben.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue Technologie in Bezug auf ein Batteriesystem bereitzustellen, das eine Mehrzahl an Batterien mit unterschiedlichen Alterungszuständen von Batterieeinheiten enthält.
  • LÖSUNG DES PROBLEMS
  • Ein Batteriesystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in einem Batteriesystem zur Stromversorgung einer Last, wobei das Batteriesystem dadurch gekennzeichnet ist, dass es eine Mehrzahl an Batterien aufweist, die jeweils eine Batterieeinheit und eine Managementeinheit, welche einen Alterungszustand der Batterieeinheit verwaltet, sowie eine Steuereinheit, die das Laden/Entladen jeder der Mehrzahl an Batterien steuert, enthalten, wobei die Mehrzahl an Batterien sich voneinander bezüglich des Alterungszustandes der Batterieeinheiten unterscheiden, und die Steuereinheit ein Verteilungsverhältnis bestimmt, welches ein Verhältnis einer der Last von jeder der Mehrzahl an Batterien zuzuführenden Strommenge in Bezug auf eine der Last zuzuführende Strommenge entsprechend dem von der Managementeinheit verwalteten Alterungszustand der Batterieeinheit darstellt.
  • VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es beispielsweise möglich, in Bezug auf ein Batteriesystem, welches eine Mehrzahl an Batterien mit unterschiedlichen Alterungszuständen von Batterieeinheiten aufweist, eine neue Technologie vorzusehen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
  • Figurenliste
  • Die beigefügten Zeichnungen, als Teil der Beschreibung, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der wesentlichen Merkmale der Erfindung.
    • 1 ist ein schematisches Diagramm zur Veranschaulichung einer Konfiguration eines Batteriesystems gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
    • 2 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Betriebsbeispiels des in 1 dargestellten Batteriesystems.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen Ausführungsformen im Detail beschrieben. Es ist zu beachten, dass die folgenden Ausführungsformen die den Ansprüchen entsprechende Erfindung nicht einschränken und dass nicht alle Kombinationen der in den Ausführungsformen beschriebenen Merkmale für die Erfindung wesentlich sind. Zwei oder mehr der in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmale können wahlweise miteinander kombiniert werden. Darüber hinaus werden identische oder ähnliche Konfigurationen mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wobei auf sich überschneidende Beschreibungen verzichtet wird.
  • 1 ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration eines Batteriesystems 1 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Batteriesystem 1 ist als ein Batteriesatz konfiguriert, in dem eine Mehrzahl an Einzelbatterien des gleichen Typs kombiniert und verpackt sind. Wie in 1 dargestellt, ist das Batteriesystem 1 ein System, welches eine erste Batterie 10A, eine zweite Batterie 10B sowie eine Steuereinheit 20 aufweist, und eine Last 30, z. B. in Form eines elektronischen Gerätes, mit Strom versorgt.
  • Die vorliegende Ausführungsform zeigt beispielsweise einen Fall, in dem das Batteriesystem 1 zwei Batterien, eine erste Batterie 10A und eine zweite Batterie 10B, als eine Mehrzahl an Batterien aufweist. Die Anzahl der im Batteriesystem 1 enthaltenen Batterien ist jedoch nicht auf zwei beschränkt, sondern kann drei oder mehr Batterien umfassen.
  • Die erste Batterie 10A ist eine Batterie (Einzelbatterie) die Strom speichert, der von einem Stromversorgungssystem einschließlich einer Stromversorgungseinrichtung wie einem Stromversorgungsunternehmen oder einer Stromerzeugungseinrichtung geliefert wird. Die erste Batterie 10A umfasst eine Batterieeinheit 110A, eine Batterie-Managementeinheit (BMU) 120A und einen Gleichspannungswandler (DC-DC-Wandler) 130A.
  • Die Batterieeinheit 110A speichert Strom, der von einem Stromversorgungssystem oder einer Stromerzeugungsvorrichtung geliefert wird, und umfasst beispielsweise eine Sekundärbatterie wie eine Lithium-Ionen-Batterie. Der in der Batterieeinheit 110A gespeicherte Strom wird, gesteuert von der BMU 120A und/oder der Steuereinheit 20, (durch Entladen) einer Last 30 zugeführt, z. B. einem elektronischen Gerät.
  • Die BMU 120A umfasst eine CPU, einen Speicher und dergleichen, und hat die Funktion, die Batterieeinheit 110A zu steuern. Die BMU 120A steuert das Laden/Entladen in der Batterieeinheit 110A, um auf der Grundlage von Erfassungswerten verschiedener Sensoren, wie z. B. eines Spannungssensors, eines Stromsensors und eines Temperatursensors, ein Überladen oder ein übermäßiges Entladen zu vermeiden. Darüber hinaus fungiert die BMU 120A in der vorliegenden Ausführungsform auch als Managementeinheit, die einen Alterungszustand der Batterieeinheit 110A verwaltet. Hier wird der Alterungszustand der Batterieeinheit 110A durch (aktuell (wenn verschlechtert) volle Ladekapazität (Ah)/anfänglich volle Ladekapazität (Ah)) × 100 dargestellt und wird im Folgenden als SOH (States Of Health) bezeichnet.
  • Der DC-DC-Wandler 130A umfasst beispielsweise einen Abwärtswandler, einen Aufwärtswandler und dergleichen und hat die Funktion, das Spannungsniveau einer Gleichspannung umzuwandeln.
  • Die zweite Batterie 10B ist eine Batterie (Einzelbatterie), die Strom speichert, der von einem Stromversorgungssystem einschließlich einer Stromversorgungseinrichtung wie einem Stromversorgungsunternehmen oder einer Stromerzeugungseinrichtung geliefert wird. Die zweite Batterie 10B hat im Wesentlichen eine ähnliche Konfiguration wie die erste Batterie 10A und umfasst eine Batterieeinheit 110B, eine Batteriemanagementeinheit (BMU) 120B und einen Gleichspannungswandler 130B (DC-DC-Wandler). Da die Batterieeinheit 110B, die BMU 120B und der DC-DC-Wandler 130B ähnliche Funktionen haben wie die Batterieeinheit 110A, die BMU 120A bzw. der DC-DC-Wandler 130A, wird auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet.
  • Die erste Batterie 10A und die zweite Batterie 10B sind Batterien des gleichen Typs mit den gleichen Eingangs-/Ausgangsspezifikationen. Insbesondere in der vorliegenden Ausführungsform wird eine wiederverwendbare Batterie als eine Batterie verwendet, die in ein Fahrzeug eingebaut ist, welches mit einem Elektromotor als Stromquelle fährt, wie z. B. ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug, und die eine Batterie wiederverwendet, welche in Form der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B den Elektromotor mit Strom versorgt. Wie in 1 dargestellt, sind die BMU und der DC-DC-Wandler im Allgemeinen in der wiederverwendbaren Batterie des Fahrzeugs werksmäßig montiert (eingebaut). Daher ist die Wiederverwendung der wiederverwendbaren Fahrzeugbatterie als Batterie 210 in Bezug auf Kosten und Umwelt vorteilhaft im Vergleich zu dem Fall, dass eine Batterie einschließlich der BMU und des DC-DC-Wandlers neu hergestellt wird. Darüber hinaus werden nicht nur die BMU und der DC-DC-Wandler, sondern auch verschiedene Sensoren, wie Spannungssensor, Stromsensor und Temperatursensor, in der wiederverwendbaren Batterie des Fahrzeugs werksmäßig montiert. Die erste Batterie 10A und die zweite Batterie 10B sind jedoch nicht auf eine wiederverwendbare Fahrzeugbatterie beschränkt, sondern können eine Batterie darstellen, in der eine Einheit (z. B. die BMU) eingebaut ist, die als Managementeinheit zumindest einen Alterungszustand der Batterieeinheit verwaltet.
  • Die Steuereinheit 20 umfasst zum Beispiel einen Computer (Informationsverarbeitungsgerät) mit einer CPU, einem Speicher und dergleichen und führt ein in einer Speichereinheit gespeichertes Programm aus. In der vorliegenden Ausführungsform steuert die Steuereinheit 20 das Laden/Entladen jeder von der Mehrzahl an im Batteriesystem 1 enthaltenen Batterien, d.h. der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B. Die Steuereinheit 20 ist auch mit einem Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler (AC-DC-Wandler) ausgestattet, der den von den DC-DC-Wandlern 130A und 130B ausgegebenen Gleichstrom in einen stabilen Wechselstrom mit einer vorbestimmten Frequenz umwandelt, damit dieser von der Last 30 (z.B. ein elektronisches Gerät) verwendet werden kann.
  • In dem oben beschriebenen Batteriesystem 1, in dem wiederverwendbare Fahrzeugbatterien in Form einer ersten Batterie 10A und einer zweiten Batterie 10B verwendet werden, sind die SOH-Werte der Batterieeinheit 110A und der Batterieeinheit 110B nicht notwendigerweise die gleichen. Mit anderen Worten, der SOH jeder der Batterieeinheiten 110A und 110B variiert in Abhängigkeit von der Einsatzumgebung und der bisherigen Anwendung sowohl der ersten Batterie 10A als auch der zweiten Batterie 10B. Da in einem solchen Fall bei der herkömmlichen Technologie das Laden/Entladen nach Maßgabe der Batterie (Batterieeinheit) mit dem niedrigsten SOH-Wert gesteuert wird, ist die Leistung des gesamten Batteriesystems (Batteriesatzes) auf die Leistung der Batterie mit dem niedrigsten SOH-Wert beschränkt, weshalb die Leistung einer Batterie mit hohem SOH-Wert nicht ausreichend genutzt werden kann.
  • Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform, in Bezug auf ein Batteriesystem mit einer Mehrzahl an Batterien mit unterschiedlichen Alterungszuständen von Batterieeinheiten, eine neue Technologie bereitgestellt, insbesondere eine Technologie zur Verbesserung der Leistung des Batteriesystems als Ganzes, in der eine Batterie mit einem hohen SOH-Wert verwendet werden kann, ohne dass deren Leistungsfähigkeit auf die Batterie mit dem niedrigsten SOH-Wert beschränkt ist.
  • Nachfolgend wird ein Betriebsbeispiel des Batteriesystems 1 der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. 2 ist ein Diagramm, das schematisch einen Vorgang (einen Prozess) zwischen der Last 30 und dem Batteriesystem 1 darstellt, insbesondere einen Vorgang zwischen der Last 30, der Steuereinheit 20 und den BMUs 120A und 120B.
  • Hier wird angenommen, dass ein Wert, der den SOH der in der ersten Batterie 10A enthaltenen Batterieeinheit 110A darstellt, von der BMU 120A als SOH_A verwaltet wird, und ein Wert, der den SOH der in der zweiten Batterie 10B enthaltenen Batterieeinheit 110B darstellt, von der BMU 120B als SOH_B verwaltet wird. Außerdem wird angenommen, dass der den SOH der Batterieeinheit 110A angebende Wert SOH_A größer ist als der den SOH der Batterieeinheit 110B angebende Wert SOH_B (SOH_A > SOH_B), und dass die Batterieeinheit 110B stärker gealtert ist als die Batterieeinheit 110A.
  • Bezugnehmend auf 2 wird zunächst eine Stromversorgungsanweisung zur Anforderung der Stromversorgung seitens der Last 30 (z.B. eine elektronische Vorrichtung) an die Steuereinheit 20 ausgegeben (S1002). Zu diesem Zeitpunkt erfasst die Steuereinheit 20 auch eine von der Last 30 benötigte Strommenge, d.h. eine Strommenge P, die der Last 30 gemäß der Stromversorgungsanweisung seitens der Last 30 zugeführt werden soll.
  • Als nächstes erkundigt sich die Steuereinheit 20 bei der BMU 120A der ersten Batterie 10A nach dem Alterungszustand der Batterieeinheit 110A, d.h. nach dem von der BMU 120A verwalteten SOH-Wert der Batterieeinheit 110A (S1004). In ähnlicher Weise erkundigt sich die Steuereinheit 20 bei der BMU 120B der zweiten Batterie 10B nach dem Alterungszustand der Batterieeinheit 110B, d.h. nach dem Wert, der den SOH der von der BMU 120B verwalteten Batterieeinheit 110B darstellt (S1006). Obwohl 2 zeigt, dass die Vorgänge in der Reihenfolge S1004 und S1006 ausgeführt werden, können diese auch in der Reihenfolge S1006 und S1004 oder auch parallel ausgeführt werden.
  • Als nächstes übermittelt die BMU 120A der ersten Batterie 10A den SOH der von ihr selbst verwalteten Batterieeinheit 110A als Antwort auf die Anfrage (S1004) der Steuereinheit 20 (S1008). In der vorliegenden Ausführungsform sendet die BMU 120A den Wert SOH_A, der den SOH der Batterieeinheit 110A darstellt, an die Steuereinheit 20. In ähnlicher Weise übermittelt die BMU 120B der zweiten Batterie 10B den SOH der von ihr selbst verwalteten Batterieeinheit 110B, als Antwort auf die Anfrage (S1006) der Steuereinheit 20 (S1010). In der vorliegenden Ausführungsform sendet die BMU 120B den Wert SOH_B, der den SOH der Batterieeinheit 110B darstellt, an die Steuereinheit 20.
  • Als nächstes bestimmt die Steuereinheit 20 ein Verteilungsverhältnis, das ein Verhältnis der der Last 30 von jeder der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B zuzuführenden Strommenge in Bezug auf die der Last 30 zuzuführende Strommenge P darstellt, auf der Grundlage des SOH_A-Wertes, der den SOH der Batterieeinheit 110A darstellt, und des SOH_B- Wertes, der den SOH der Batterieeinheit 110B darstellt (S1012). Zum Beispiel bestimmt die Steuereinheit 20 das Verteilungsverhältnis, welches das Verhältnis der Strommenge darstellt, die der Last 30 durch jede der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B zugeführt werden soll, so dass das Verhältnis der Strommenge, die der Last 30 zugeführt werden soll, kleiner wird, je weiter die Alterung der Batterie unter der Mehrzahl an in dem Batteriesystem 1 enthaltenen Batterien fortgeschritten ist, das heißt, gemäß der vorliegenden Ausführungsform so, dass das Verhältnis der von der zweiten Batterie 10B an die Last 30 zu liefernden Strommenge kleiner wird als das Verhältnis der von der ersten Batterie 10A an die Last 30 zu liefernden Strommenge. Insbesondere bestimmt die Steuereinheit 20 das Verteilungsverhältnis, welches das Verhältnis der der Last 30 von der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B zuzuführenden Strommenge darstellt, so dass das Verhältnis der der Last 30 von der ersten Batterie 10A zuzuführenden Strommenge durch SOH_A/(SOH_A + SOH_B) und das Verhältnis der der Last 30 von der zweiten Batterie 10B zuzuführenden Strommenge durch SOH_B/(SOH_A + SOH_B) dargestellt wird.
  • Anschließend weist die Steuereinheit 20 die erste Batterie 10A an, die Last 30 mit Strom zu versorgen. In der vorliegenden Ausführungsform gibt die Steuereinheit 20 eine Stromversorgungsanweisung aus, um die Versorgung der Last 30 mit einer Strommenge PA (= P × SOH_A/(SOH_A + SOH_B)) anzufordern, die aus dem in S1012 bestimmten Verteilungsverhältnis bestimmt wird (S1014). In ähnlicher Weise weist die Steuereinheit 20 die zweite Batterie 10B an, Strom an die Last 30 zu liefern. In der vorliegenden Ausführungsform gibt die Steuereinheit 20 eine Stromversorgungsanweisung aus, um die Versorgung der Last 30 mit einer Strommenge PB (= P × SOH_B/(SOH_A + SOH_B)) anzufordern, die aus dem in S1012 ermittelten Verteilungsverhältnis bestimmt wird (S1016).
  • Als nächstes liefert die BMU 120A der ersten Batterie 10A Strom von der Batterieeinheit 110A an die Last 30 als Reaktion auf die Stromversorgungsanweisung (S1014) von der Steuereinheit 20 (S1018). In der vorliegenden Ausführungsform steuert die BMU 120A die Entladung der Batterieeinheit 110A so, dass von der Batterieeinheit 110A eine Leistung in Höhe der Strommenge PA (= P × SOH_A/(SOH_A + SOH_B)) abgegeben wird. In ähnlicher Weise liefert die BMU 120B der zweiten Batterie 10B Strom von der Batterieeinheit 110B an die Last 30 in Reaktion auf die Stromversorgungsanweisung (S1016) von der Steuereinheit 20 (S1020). In der vorliegenden Ausführungsform steuert die BMU 120B die Entladung der Batterieeinheit 110B so, dass von der Batterieeinheit eine Leistung in Höhe der Strommenge PB (= P × SOH_B/(SOH_A + SOH_B)) 110B abgegeben wird. Als Ergebnis wird PA + PB (= P), welches die Summe der von der ersten Batterie 10A gelieferten Strommenge PA und der von der zweiten Batterie 10B gelieferten Strommenge PB darstellt, an die Last 30 geliefert, so dass die insgesamt an die Last 30 zu liefernde Strommenge P vom Batteriesystem 1 geliefert wird.
  • Wie oben beschrieben, wird in der vorliegenden Ausführungsform das Verteilungsverhältnis, welches das Verhältnis der von jeder, der ersten Batterie 10A und der zweiten Batterie 10B an die Last 30 zu liefernden Strommenge, in Bezug auf die dem Alterungszustand (SOH_A und SOH_B) jeder der Batterieeinheiten 110A und 110B entsprechende an die Last 30 zu liefernde Strommenge, bestimmt. Infolgedessen kann im Batteriesystem 1 die erste Batterie 10A, bei der die Alterung der Batterieeinheit 110A nicht so weit fortgeschritten ist, die zweite Batterie 10B, bei der die Alterung der Batterieeinheit 110B weiter fortgeschritten ist, unterstützen (d.h. die erste Batterie 10A beteiligt sich an der Leistung der zweiten Batterie 10B). Daher ist in dem Batteriesystem 1 die Leistung nicht auf die Leistung der zweiten Batterie 10B beschränkt, weshalb die erste Batterie 10A ebenfalls zur Verbesserung der Gesamtleistung eingesetzt werden kann.
  • Da es bei der vorliegenden Ausführungsform nicht notwendig ist, eine Batterie auszuwählen, die im Wesentlichen den gleichen Alterungszustand wie den der Batterieeinheit aufweist, wird der Aufwand (insbesondere die Messung des Alterungszustands der Batterieeinheit vor der Wiederverwendung oder ähnlichem) zum Zeitpunkt der Wiederverwendung einer wiederverwendbaren Batterie stark reduziert, weshalb die Verwendung von wiederverwendbaren Batterien propagiert werden kann.
  • Darüber hinaus kann das Bestimmen des Verteilungsverhältnisses, welches das Verhältnis der an die Last 30 zu liefernden Strommenge in Bezug auf jede der Mehrzahl an im Batteriesystem 1 enthaltenen Batterien darstellt, so dass das Verhältnis der an die Last 30 zu liefernden Strommenge kleiner wird, je weiter die Alterung der Batterieeinheit der Batterie fortgeschritten ist, auch als Bestimmen des Verteilungsverhältnisses bezeichnet werden, so dass der Alterungszustand der Batterieeinheit unter den mehreren Batterien ausgeglichen wird. Wie oben beschrieben, wird der Alterungszustand der Batterieeinheit unter der Mehrzahl an Batterien ausgeglichen, so dass es möglich ist, die für das gesamte Batteriesystem 1 angenommene Lebensdauer im Vergleich zur herkömmlichen Technologie zu verlängern.
  • Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform beispielhaft der Fall einer Wiederverwendung einer Batterie bei einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug beschrieben wurde, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel ist es auch möglich, ein mobiles Powerpack (MPP) zu verwenden, das in einem Elektroroller (Elektromotorrad) eingesetzt wird.
  • <Zusammenfassung der Ausführungsform>
  • 1. Das Batteriesystem der obigen Ausführungsform
  • ist ein Batteriesystem (z.B. 1) zur Stromversorgung einer Last (z.B. 30), wobei das Batteriesystem dadurch gekennzeichnet ist, dass es aufweist:
    • eine Mehrzahl an Batterien (z.B. 10A, 10B), die jeweils eine Batterieeinheit (z.B. 110A, 110B) und eine den Alterungszustand der Batterieeinheit verwaltende Managementeinheit (z.B. 120A, 120B) aufweisen; und
    • eine Steuereinheit (z. B. 20), die das Laden/Entladen jeder der Mehrzahl an Batterien steuert, wobei
    • die Mehrzahl an Batterien sich hinsichtlich des Alterungszustandes der Batterieeinheiten voneinander unterscheiden, und
    • die Steuereinheit ein Verteilungsverhältnis bestimmt, das ein Verhältnis einer von jeder der Mehrzahl an Batterien an die Last zu liefernden Strommenge in Bezug auf eine an die Last zu liefernde Strommenge darstellt, entsprechend dem Alterungszustand der von der Managementeinheit verwalteten Batterieeinheit.
  • Gemäß dieser Ausführungsform kann die Leistung des gesamten Batteriesystems verbessert werden.
  • 2. Das Batteriesystem (zum Beispiel 1) der obigen Ausführungsform, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steuereinheit (z.B. 20) das Verteilungsverhältnis so bestimmt, dass das Verhältnis, falls die Alterung der Batterieeinheit einer Batterie unter der Mehrzahl an Batterien (z.B. 10A, 10B) fortschreitet, auf der Grundlage des von der Managementeinheit (z.B. 120A, 120B) verwalteten Alterungszustands der Batterieeinheit (z.B. 110A, 110B) kleiner wird.
  • Gemäß dieser Ausführungsform kann die Leistung des gesamten Batteriesystems verbessert werden.
  • 3. Das Batteriesystem (z.B. 1) der obigen Ausführungsform, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steuereinheit (z.B. 20) das Verteilungsverhältnis so bestimmt, dass der von der Managementeinheit (z.B. 120A, 120B) verwaltete Alterungszustand der Batterieeinheit (z.B. 110A, 110B) unter der Mehrzahl an Batterien ausgeglichen wird.
  • Gemäß dieser Ausführungsform kann die Leistung des gesamten Batteriesystems verbessert werden.
  • 4. Das Batteriesystem (zum Beispiel 1) der obigen Ausführungsform, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Alterungszustand der Batterieeinheit (z.B. 110A, 110B) durch (aktuelle volle Ladekapazität/anfängliche volle Ladekapazität) × 100 dargestellt wird,
    die Mehrzahl an Batterien eine erste Batterie (z.B. 10A) und eine zweite Batterie (z.B. 10B) mit unterschiedlichen Alterungszuständen der Batterieeinheiten aufweist, und
    wenn ein den Alterungszustand der in der ersten Batterie enthaltenen Batterieeinheit (zum Beispiel 110A) anzeigender Wert als SOH_A definiert ist, ein den Alterungszustand der in der zweiten Batterie enthaltenen Batterieeinheit (zum Beispiel 110B) anzeigender Wert als SOH_B definiert ist und die Bedingung SOH_A > SOH_B erfüllt ist, die Steuereinheit (z.B. 20) das Verteilungsverhältnis so bestimmt, dass das Verhältnis der ersten Batterie als SOH_A/(SOH_A + SOH_B) und das Verhältnis der zweiten Batterie als SOH_B/(SOH_A + SOH_B) dargestellt wird.
  • Gemäß dieser Ausführungsform kann die für das gesamte Batteriesystem angenommene Lebensdauer verlängert werden.
  • 5. Das Batteriesystem (zum Beispiel 1) der obigen Ausführungsform, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Mehrzahl an Batterien (z.B. 10A, 10B) wiederverwendbare Batterien darstellen, welche in ein Fahrzeug eingebaut sind, das mit einem Elektromotor als Stromquelle fährt, sowie wiederverwendbare Batterien, die den Elektromotor mit Strom versorgt haben.
  • Gemäß dieser Ausführungsform ist eine Batterie mit einer einen Alterungszustand einer Batterieeinheit verwaltende Managementeinheit in Bezug auf Kosten und Umwelt vorteilhaft im Vergleich zu dem Fall, in dem eine Batterie neu hergestellt werden muss.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und es können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden, ohne von Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Um den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verdeutlichen, sind die folgenden Ansprüche beigefügt.
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-057894 , die am 27. März 2020 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2018191500 [0003]
    • JP 2020057894 [0046]

Claims (5)

  1. Batteriesystem zur Stromversorgung einer Last, wobei das Batteriesystem dadurch gekennzeichnet ist, dass es aufweist: eine Mehrzahl an Batterien, die jeweils eine Batterieeinheit und eine einen Alterungszustand der Batterieeinheit verwaltende Managementeinheit aufweisen; und eine Steuereinheit, die das Laden/Entladen jeder der Mehrzahl an Batterien steuert, wobei die Mehrzahl an Batterien sich hinsichtlich des Alterungszustandes der Batterieeinheiten voneinander unterscheiden, und die Steuereinheit ein Verteilungsverhältnis bestimmt, das ein Verhältnis einer der Last zuzuführenden Strommenge durch jede der Mehrzahl an Batterien in Bezug auf eine der Last zuzuführende Strommenge entsprechend dem von der Managementeinheit verwalteten Alterungszustand der Batterieeinheit darstellt.
  2. Batteriesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit das Verteilungsverhältnis so bestimmt, dass im Falle, dass bei einer Batterie unter der Mehrzahl an Batterien die Alterung der Batterieeinheit fortschreitet, das Verhältnis auf der Grundlage des Alterungszustands der von der Managementeinheit verwalteten Batterieeinheit kleiner wird.
  3. Batteriesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit das Verteilungsverhältnis so bestimmt, dass der Alterungszustand der von der Managementeinheit verwalteten Batterieeinheit zwischen der Mehrzahl an Batterien ausgeglichen wird.
  4. Batteriesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Alterungszustand der Batterieeinheit durch (aktuelle volle Ladekapazität/anfängliche volle Ladekapazität) × 100 dargestellt wird, die Mehrzahl an Batterien eine erste Batterie und eine zweite Batterie aufweist mit jeweils unterschiedlichen Alterungszuständen der Batterieeinheiten, und wenn ein Wert, der den Alterungszustand der in der ersten Batterie enthaltenen Batterieeinheit anzeigt als SOH_A definiert ist, ein Wert, der den Alterungszustand der in der zweiten Batterie enthaltenen der Batterieeinheit anzeigt, als SOH_B definiert ist, und SOH_A > SOH_B erfüllt ist, die Steuereinheit das Verteilungsverhältnis so bestimmt, dass das Verhältnis für die erste Batterie durch SOH_A/(SOH_A + SOH_B) und das Verhältnis für die zweite Batterie durch SOH_B/(SOH_A + SOH_B) gebildet wird.
  5. Batteriesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl an Batterien wiederverwendbare Batterien darstellen, die in ein mit einem Elektromotor als Stromquelle fahrenden Fahrzeug eingebaut sind, sowie wiederverwendbare Batterien, die den Elektromotor mit Strom versorgt haben.
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