DE112022001560T5

DE112022001560T5 - Energiespeichervorrichtung und Verfahren zum Steuern der Energiespeichervorrichtung

Info

Publication number: DE112022001560T5
Application number: DE112022001560.8T
Authority: DE
Inventors: Yuki Imanaka
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2021-03-18
Filing date: 2022-03-02
Publication date: 2024-01-18
Also published as: CN117321874A; WO2022196362A1; US20240162512A1; JP2022143743A

Abstract

In einer Energiespeichervorrichtung 1 werden durchgeführt: eine erste Reduktionsverarbeitung, in der in einem Fall, in dem sich die Spannung einer von mehreren Energiespeicherzellen 30A erhöht oder eine Spannungsdifferenz zwischen beliebigen der Energiespeicherzellen 30A größer wird, sodass eine erste Bedingung erfüllt wird, die Differenz einer verbleibenden Strommenge zwischen den Energiespeicherzellen 30A reduziert wird; eine zweite Reduktionsverarbeitung, in der die Differenz der verbleibenden Strommenge zwischen den Energiespeicherzellen 30A reduziert wird, wenn die zweite Bedingung für das Reduzieren der Differenz der verbleibenden Strommenge zwischen den Energiespeicherzellen 30A während einer Periode, in der die erste Bedingung nicht erfüllt wird, erfüllt wird; und eine Entscheidungsverarbeitung, in der eine Ausgleichsentladungsstrommenge für das Entladen der Energiespeicherzelle 30A durch die zweite Reduktionsverarbeitung basierend auf einem Entladungsverlauf des Entladens der Energiespeicherzelle 30A durch wenigstens die erste Reduktionsverarbeitung entschieden wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energiespeichervorrichtung und ein Verfahren zum Steuern der Energiespeichervorrichtung.
Stand der Technik
Es ist bekannt, dass in einer eine Vielzahl von Energiespeicherzellen enthaltenden Energiespeichervorrichtung wie etwa einer Lithiumionen-Sekundärbatterie die Spannungen der entsprechenden Energiespeicherzellen aufgrund einer Differenz der Selbstentladungsstrommenge zwischen den Energiespeicherzellen nicht gleich sind. In der folgenden Beschreibung wird ein Zustand, in dem die Spannungen nicht gleich sind, als ein Zustand, in dem eine Strommengendifferenz erzeugt wird, bezeichnet.
Herkömmlicherweise wird eine Technik verwendet, in der die Spannungsdifferenz (oder mit anderen Worten eine Strommengendifferenz) zwischen den Energiespeicherzellen durch eine Ausgleichsschaltung reduziert wird (siehe zum Beispiel das Patentdokument 1). Allgemein überwacht eine Energiespeichervorrichtung, die eine Ausgleichsschaltung enthält, die Spannungen von entsprechenden Energiespeicherzellen, wobei, wenn sich die Spannung einer der Energiespeicherzellen zu einer vorbestimmten Spannung erhöht, diese Energiespeichervorrichtung durch die Ausgleichsschaltung entladen wird, sodass die Spannungsdifferenz zwischen den Energiespeicherzellen reduziert wird.
Dokument aus dem Stand der Technik
Patentdokument
Patentdokument 1: JP 6540781
Zusammenfassung der Erfindung
Problemstellung
Unter Umständen wird eine Energiespeichervorrichtung für eine lange Zeitdauer ungenutzt stehen gelassen. Wenn zum Beispiel eine Energiespeichervorrichtung an einem Fahrzeug montiert ist, besteht die Möglichkeit, dass die Energiespeichervorrichtung für eine lange Zeitdauer stehen gelassen wird und nicht geladen oder entladen wird, weil das Fahrzeug für eine lange Zeitdauer geparkt wird. Es wurden bisher keine ausreichenden Untersuchungen durchgeführt, um eine Technik zu entwickeln, die eine bei einem Stehenlassen der Energiespeichervorrichtung für eine lange Zeitdauer auftretende Strommengendifferenz zwischen Energiespeicherzellen reduzieren kann.
Die vorliegende Erfindung gibt eine Technik zum Reduzieren einer Strommengendifferenz zwischen Energiespeicherzellen, wenn eine Energiespeichervorrichtung stehen gelassen wurde, an.
Problemlösung
Es wird eine Energiespeichervorrichtung vorgesehen, die umfasst: eine Vielzahl von Energiespeicherzellen; eine Ausgleichsschaltung, die konfiguriert ist, um zu erlauben, dass jede aus der Vielzahl von Energiespeicherzellen individuell ein Entladen durchführt; und eine Verwaltungseinheit, wobei die Verwaltungseinheit konfiguriert ist zum Durchführen: einer ersten Reduktionsverarbeitung, in der eine Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen reduziert wird, indem erlaubt wird, dass wenigstens eine Energiespeicherzelle ein Entladen durch die Ausgleichsschaltung durchführt, wenn sich die Spannung einer der Energiespeicherzellen erhöht oder eine Spannungsdifferenz zwischen den Energiespeicherzellen größer wird, sodass eine erste Bedingung für das Reduzieren der Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen erfüllt wird; einer Bestimmungsverarbeitung, in der bestimmt wird, ob eine zweite Bedingung für das Reduzieren der Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen während einer Zeitperiode, in der die erste Bedingung nicht erfüllt wird, erfüllt wird; einer zweiten Reduktionsverarbeitung, in der die Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen reduziert wird, indem erlaubt wird, dass wenigstens eine der Energiespeicherzellen ein Entladen durch die Ausgleichsschaltung durchführt, wenn die zweite Bedingung erfüllt wird; und eine Entscheidungsverarbeitung, in der eine Entladungsstrommenge für das Entladen der Energiespeicherzelle durch die zweite Reduktionsverarbeitung basierend auf einem Entladungsverlauf des Entladens der Energiespeicherzelle durch wenigstens die erste Reduktionsverarbeitung entschieden wird.
Vorteile der Erfindung
Eine Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen kann reduziert werden, wenn die Energiespeichervorrichtung stehen gelassen wurde.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 ist eine schematische Ansicht eines Stromversorgungssystems eines Fahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Energiespeichervorrichtung.
3A ist eine Draufsicht auf eine Energiespeichervorrichtung.
3B ist eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A von 3A.
4 ist ein Blockdiagramm, das eine elektrische Konfiguration der Energiespeichervorrichtung zeigt.
5 ist eine schematische Ansicht, die den Betrieb einer Ausgleichsschaltung zeigt.
6 ist ein Flussdiagramm der Bestimmungsverarbeitung und der zweiten Reduktionsverarbeitung.
7 ist eine schematische Ansicht, die einen Plateaubereich zeigt.
8 ist eine schematische Ansicht, die Spannungsunregelmäßigkeiten zwischen Energiespeicherzellen zeigt.

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
(Gesamtkonfiguration der Ausführungsformen)
(1) Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Energiespeichervorrichtung vorgesehen, die umfasst: eine Vielzahl von Energiespeicherzellen; eine Ausgleichsschaltung, die konfiguriert ist, um zu erlauben, dass jede aus der Vielzahl von Energiespeicherzellen individuell ein Entladen durchführt; und eine Verwaltungseinheit, wobei die Verwaltungseinheit konfiguriert ist zum Durchführen: einer ersten Reduktionsverarbeitung, in der eine Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen reduziert wird, indem erlaubt wird, dass wenigstens eine Energiespeicherzelle ein Entladen durch die Ausgleichsschaltung durchführt, wenn sich die Spannung einer der Energiespeicherzellen erhöht oder eine Spannungsdifferenz zwischen den Energiespeicherzellen größer wird, sodass eine erste Bedingung für das Reduzieren der Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen erfüllt wird; einer Bestimmungsverarbeitung, in der bestimmt wird, ob eine zweite Bedingung für das Reduzieren der Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen während einer Periode, in der die erste Bedingung nicht erfüllt wird, erfüllt wird; einer zweiten Reduktionsverarbeitung, in der die Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen reduziert wird, indem erlaubt wird, dass wenigstens eine der Energiespeicherzellen ein Entladen durch die Ausgleichsschaltung durchführt, wenn die zweite Bedingung erfüllt wird; und einer Entscheidungsverarbeitung, in der eine Entladungsstrommenge für das Entladen der Energiespeicherzelle durch die zweite Reduktionsverarbeitung basierend auf einem Entladungsverlauf des Entladens der Energiespeicherzelle durch wenigstens die erste Reduktionsverarbeitung entschieden wird.
Die „Spannung einer der Energiespeicherzellen“ kann eine Spannung einer beliebigen der Energiespeicherzellen oder eine Spannung einer beliebigen Vielzahl der Energiespeicherzellen sein. Die „Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen“ kann eine Differenz der verbleibenden Stromenge zwischen den Energiespeicherzellen sein. Wenn alternativ dazu eine Differenz zwischen einer Vollladungszustand-Strommenge (mit anderen Worten einer verbleibenden Strommenge zum Zeitpunkt der Vollladung) und einer aktuellen verbleibenden Strommenge der Energiespeicherzelle als eine verbleibende ladbare Strommenge der Energiespeicherzelle angenommen wird, kann die „Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen“ eine Differenz der verbleibenden ladbaren Strommenge zwischen den Energiespeicherzellen sein. Die Differenz der verbleibenden ladbaren Strommenge kann auch als „Differenz der Entladungstiefe (Depth of Discharge bzw. DOD)“ oder „Spannungsdifferenz der Energiespeicherzelle in Entsprechung zu der Entladungstiefe der Energiespeichervorrichtung“ bezeichnet werden.
Das Reduzieren einer Differenz der verbleibenden Strommenge kann als „untere Ausrichtung“ bezeichnet werden, und das Reduzieren einer Differenz der verbleibenden ladbaren Strommenge kann als eine „obere Ausrichtung“ bezeichnet werden. Wenn zum Beispiel eine Vollladungs-Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen gegeben ist oder wenn eine Strommengendifferenz in einem hohen Ladezustand (State of Charge bzw. SOC) reduziert wird, kann die Strommengendifferenz durch eine „obere Ausrichtung“ reduziert werden. Und wenn keine Vollladungs-Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen gegeben ist oder eine Strommengendifferenz in einem niedrigen Ladezustand reduziert wird, kann eine Strommengendifferenz durch eine „untere Ausrichtung“ reduziert werden.
Die Spannung der Energiespeicherzelle wird durch ihre Selbstentladung auch dann vermindert, wenn die Energiespeicherzelle stehen gelassen wird. Die Selbstentladungsstrommenge [Ah] der Energiespeicherzelle unterscheidet sich in Abhängigkeit von der Energiespeicherzelle. Also auch wenn die Energiespeichervorrichtung stehen gelassen wird, wird eine Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen aufgrund einer Differenz der Selbstentladungsstrommenge zwischen den Energiespeicherzellen erzeugt. Eine während des Stehenlassens der Energiespeichervorrichtung erzeugte Strommengendifferenz wird nicht durch die oben beschriebene erste Reduktionsverarbeitung reduziert. Der Grund hierfür ist wie folgt. Die Energiespeicherzellen werden nicht geladen, wenn die Energiespeichervorrichtung stehen gelassen wird. Dementsprechend erhöht sich die Spannung der Energiespeicherzelle nicht und wird also die erste Bedingung nicht erfüllt, sodass die erste Reduktionsverarbeitung nicht durchgeführt wird.
Indem erlaubt wird, dass die Energiespeicherzelle ein Entladen durch die Ausgleichsschaltung auch während der Periode, in der die erste Bedingung nicht erfüllt wird, durchführt, kann eine Strommengendifferenz einer stehen gelassenen Energiespeichervorrichtung reduziert werden.
Wenn jedoch die Entladungsstrommengen der entsprechenden Energiespeicherzellen falsch bestimmt werden, besteht die Möglichkeit, dass die Strommengendifferenz größer wird.
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben den oben geschilderten Sachverhalt geprüft. Dabei sind sie zu den folgenden Schlussfolgerungen gekommen. Beim Entladen der Energiespeicherzellen durch die Ausgleichsschaltung der vorliegenden Erfindung während einer Periode, in der die erste Bedingung nicht erfüllt wird, können durch das Bestimmen der Entladungsstrommengen der entsprechenden Energiespeicherzellen basierend auf den Entladungsverläufen des Entladens der Energiespeicherzellen durch wenigstens die erste Reduktionsverarbeitung die Entladungsstrommengen der entsprechenden Energiespeicherzellen derart bestimmt werden, dass eine Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen reduziert wird.
Für die oben beschriebene Energiespeichervorrichtung haben die Erfinder Folgendes herausgefunden. Beim Reduzieren einer Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen während der Periode, in der die erste Bedingung nicht erfüllt wird, werden die Entladungsstrommengen der entsprechenden Energiespeicherzellen basierend auf Entladungsverläufen des Entladens der Energiespeicherzellen durch wenigstens die erste Reduktionsverarbeitung bestimmt. Dementsprechend können die Entladungsstrommengen der entsprechenden Energiespeicherzellen derart bestimmt werden, dass die Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen reduziert wird. Bei der oben beschriebenen Energiespeichervorrichtung kann eine Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen einer stehen gelassenen Energiespeichervorrichtung reduziert werden.
(2) Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwaltungseinheit konfiguriert zum Durchführen einer Voraussageverarbeitung zum Voraussagen einer Ankunftszeit, bis eine Strommengendifferenz zwischen der Energiespeicherzelle mit einer maximalen Strommenge und der Energiespeicherzelle mit einer minimalen Strommenge einen vorbestimmten Wert ab dem Zeitpunkt eines vorausgehenden Entladens der Energiespeicherzelle durch die Ausgleichsschaltung basierend auf dem Entladungsverlauf erreicht, wobei die zweite Bedingung eine Bedingung, dass die Ankunftszeit ab dem Zeitpunkt des vorausgehenden Entladens der Energiespeicherzelle durch die Ausgleichsschaltung abgelaufen ist, sein kann.
Der „Zeitpunkt eines vorausgehenden Entladens der Energiespeicherzelle durch die Ausgleichsschaltung“ kann auch als ein „Zeitpunkt einer vorausgehenden Reduktion einer Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen durch die Ausgleichsschaltung“ bezeichnet werden.
Bei der oben beschriebenen Energiespeichervorrichtung wird die Energiespeicherzelle entladen, wenn vorausgesagt wird, dass eine Strommengendifferenz der Energiespeicherzelle die maximale Strommenge ist und die Strommenge der Energiespeicherzelle mit der minimalen Strommenge den vorbestimmten Wert erreicht. Dementsprechend kann eine Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen einer stehen gelassenen Energiespeichervorrichtung zu einem vorbestimmten Wert oder weniger unterdrückt werden.
Der oben beschriebene „Zeitpunkt eines vorausgehenden Entladens der Energiespeicherzelle durch die Ausgleichsschaltung“ kann ein „Zeitpunkt eines vorausgehenden Entladens der Energiespeicherzellen durch die erste Reduktionsverarbeitung“ sein und kann einen „Zeitpunkt eines vorausgehenden Entladens der Energiespeicherzellen durch die erste Reduktionsverarbeitung“ und einen „Zeitpunkt eines vorausgehenden Entladens der Energiespeicherzellen durch die zweite Reduktionsverarbeitung“ umfassen. Durch das Umfassen eines „Zeitpunkts eines vorausgehenden Entladens der Energiespeicherzellen durch die zweite Reduktionsverarbeitung“ zusätzlich zu nur dem „Zeitpunkt eines vorausgehenden Entladens der Energiespeicherzellen durch die erste Reduktionsverarbeitung“ wird die Anzahl von Entladungsverläufen erhöht und kann somit die Ankunftszeit genauer vorausgesagt werden.
(3) Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Verwaltungseinheit in der Entscheidungsverarbeitung einen Gesamtwert von Entladungsstrommengen für jede vorbestimmte Zeitperiode basierend auf dem Entladungsverlauf für jede der Energiespeicherzellen erhalten, wobei dem Gesamtwert der Entladungsstrommengen während der vorbestimmten Zeitperiode, in der der Zeitpunkt des Durchführens des Entladens neuer ist, ein größeres Gewicht verliehen wird, und können die Gesamtwerte gemittelt werden, um einen Gewichtungsdurchschnitt der Gesamtwerte der Entladungsstrommengen für jede der vorbestimmten Zeitperioden zu erhalten, wobei die Entladungsstrommengen der entsprechenden Energiespeicherzellen, die durch die zweite Reduktionsverarbeitung entladen werden, basierend auf dem Gewichtungsdurchschnitt der Gesamtwerte der Entladungsstrommengen der entsprechenden Energiespeicherzellen entschieden werden können.
Die Selbstentladungsstrommenge der Energiespeicherzelle ändert sich in Abhängigkeit von einem Zustand (der Temperatur, der Spannung usw.) der Energiespeicherzelle. Dementsprechend kann ein Fall auftreten, in dem sich der Gesamtwert der Entladungsstrommengen für jede vorbestimmte Zeitperiode stark ändert.
Bei der oben beschriebenen Energiespeichervorrichtung wird dem Gesamtwert der Entladungsstrommengen für jede vorbestimmte Zeitperiode, in der der Zeitpunkt des Durchführens des Entladens neuer ist, ein größeres Gewicht verliehen. Dementsprechend kann der neueste Zustand der Energiespeicherzellen durch die Bestimmung der Entladungsstrommengen wiedergegeben werden.
(4) Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die zweite Bedingung eine Bedingung, dass eine abgelaufene Zeitperiode ab dem Zeitpunkt eines vorausgehenden Entladens der Energiespeicherzelle durch die Ausgleichsschaltung eine vorbestimmte Zeitperiode erreicht, sein.
Bei der oben beschriebenen Energiespeichervorrichtung wird die Energiespeicherzelle entladen, wenn die vorbestimmte Zeitperiode ab einem Zeitpunkt eines vorausgehenden Entladens der Energiespeicherzelle durch die Ausgleichsschaltung abgelaufen ist. Daraus resultiert, dass eine Strommengendifferenz der Energiespeicherzellen einer stehen gelassenen Energiespeichervorrichtung reduziert werden kann.
In der oben beschriebenen Energiespeichervorrichtung wird die Ankunftszeit, bis eine Strommengendifferenz den vorbestimmten Wert aus dem Entladungsverlauf erreicht, nicht basierend aus dem Entladungsverlauf vorausgesagt. Dementsprechend kann die Verarbeitung im Vergleich zu einem Fall, in dem die Ankunftszeit aus dem Entladungsverlauf vorausgesagt wird, vereinfacht werden.
(5) Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Verwaltungseinheit eine Schätzverarbeitung für das sequentielle Schätzen einer Strommenge jeder der Energiespeicherzellen basierend auf dem Entladungsverlauf durchführen, wobei die zweite Bedingung eine Bedingung, dass eine Differenz zwischen einer maximalen Strommenge und einer minimalen Strommenge in Bezug auf die durch die Schätzverarbeitung geschätzte Strommenge jeder der Energiespeicherzellen einen vorbestimmten Wert erreicht, sein kann.
Bei der oben beschriebenen Energiespeichervorrichtung kann eine Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen einer stehen gelassenen Energiespeichervorrichtung auf einen vorbestimmten Wert oder weniger unterdrückt werden.
(6) Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Energiespeicherzelle einen Plateaubereich, in dem eine Änderung der Spaltung in Bezug auf eine Änderung eines Ladezustands klein ist, aufweisen.
Wie in 7 gezeigt, gibt es innerhalb der Energiespeicherzellen einige Energiespeicherzellen, die jeweils einen Plateaubereich, in dem eine Änderung der Leerlaufspannung (Open Circuit Voltage bzw. OCV) der Energiespeicherzelle in Bezug auf eine Änderung des Ladezustands (SOC) klein ist, aufweisen. Der Plateaubereich ist insbesondere ein Bereich, in dem die Änderungsgröße der OCV in Bezug auf eine Änderungsgröße des SOC gleich oder kleiner als 2 [mV/%] ist. Ein Beispiel für eine Energiespeicherzelle mit einem Plateaubereich ist zum Beispiel eine LFP/Grbasierte (d.h. eisenbasierte) Lithiumionen-Sekundärbatterie, die LiFePO₄ (Lithiumeisenphosphat) als ein positives Aktivmaterial und Gr (Graphit) als ein negatives Aktivmaterial enthält.
Wie in 8 gezeigt, ist in einer den Plateaubereich enthaltenden Energiespeicherzelle in einem Zustand, in dem sich der SOC in dem Plateaubereich befindet, eine Erhöhung der Spannung auch bei einem fortschreitenden Laden weniger wahrscheinlich. Dementsprechend kann die Strommenge jeder Energiespeicherzelle nur dann genau gemessen werden, wenn die Energiespeicherzelle zu einem hohen SOC-Bereich geladen wird (mit anderen Worten, wenn die verbleibende Strommenge groß ist). Wenn jedoch die Energiespeicherzelle stehen gelassen wird, wird die Energiespeicherzelle nicht bis zu einem hohen SOC-Bereich geladen. Dementsprechend kann die Strommenge nicht genau gemessen werden, sodass es schwierig ist, das Auftreten einer Strommengendifferenz zu erfassen.
Bei der oben beschriebenen Energiespeichervorrichtung werden die Entladungsstrommengen der entsprechenden Energiespeicherzellen basierend auf den Entladungsverläufen des Entladens der Energiespeicherzellen durch wenigstens die erste Reduktionsverarbeitung bestimmt. Dementsprechend können die Entladungsstrommengen der entsprechenden Energiespeicherzellen derart bestimmt werden, dass eine Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen auch dann reduziert wird, wenn die Spannungen nicht gemessen werden. Dies ist besonders nützlich, wenn eine Energiespeichervorrichtung einen Plateaubereich aufweist (mit anderen Worten bei einer Energiespeichervorrichtung, in der es schwierig ist, eine Strommengendifferenz während des Stehenlassens der Energiespeichervorrichtung genau zu erfassen).
(7) Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Verwaltungseinheit die zweite Reduktionsverarbeitung durchführen, wenn die zweite Bedingung erfüllt wird und sich die Spannung wenigstens einer der Energiespeicherzellen in dem Plateaubereich befindet.
Wenn sich die Spannungen aller Energiespeicherzellen in einem nicht-Plateaubereich (einem steilen Bereich) befinden, können die Spannungen der Energiespeicherzellen bis zu einem gewissen Grad genau gemessen werden. In diesem Fall können die Entladungsstrommengen der entsprechenden Energiespeicherzellen bestimmt werden, indem die Spannungen der entsprechenden Energiespeicherzellen gemessen und eine Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen erhalten wird. Wenn sich dagegen die Spannung wenigstens einer der Energiespeicherzellen in dem Plateaubereich befindet, ist es schwierig, die Strommengendifferenz genau zu erhalten.
Bei der oben beschriebenen Energiespeichervorrichtung wird die zweite Reduktionsverarbeitung durchgeführt, wenn die zweite Bedingung erfüllt wird und sich die Spannung wenigstens einer Energiespeicherzelle in dem Plateaubereich befindet. Dementsprechend kann die Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen, wenn sich die Spannung wenigstens einer Energiespeicherzelle in dem Plateaubereich befindet, reduziert werden.
Die hier beschriebene Erfindung kann in verschiedenen Formen implementiert werden, wie etwa als eine Vorrichtung, ein Verfahren, ein Computerprogramm, das die Funktionen der Vorrichtung oder des Verfahrens implementiert, und ein Aufzeichnungsmedium, auf dem das Computerprogramm aufgezeichnet ist.
<Ausführungsform 1>
Eine erste Ausführungsform wird mit Bezug auf 1 bis 6 beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird unter Verwendung von Bezugszeichen auf in den Zeichnungen gezeigte Komponenten verwiesen.
(1) Energiespeichervorrichtung
Eine Energiespeichervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform wird mit Bezug auf 1 beschrieben. Die Energiespeichervorrichtung 1 ist ein Typ von Energiespeichervorrichtung, die an einem Fahrzeug wie etwa einem Automobil montiert und kommunikativ mit einer Fahrzeug-Motorsteuereinrichtung (ECU) 14 verbunden wird. Die Energiespeichervorrichtung 1 führt Strom zu einem Motorstarter 10 (einem Zellenmotor) und zu Hilfseinrichtungen 12 (einer Servolenkung, einer Bremse, einem Scheinwerfer, einer Klimaanlage, einem Navigationssystem usw.) in dem Fahrzeug zu. Die Energiespeichervorrichtung 1 wird mit von einem Fahrzeuggenerator 13 (einer Lichtmaschine) zugeführtem Strom geladen.
(2) Beschreibung der Konfiguration der Energiespeichervorrichtung
Wie in 2 gezeigt, umfasst die Energiespeichervorrichtung 1 einen Behälter 71. Der Behälter 71 umfasst einen Körper 73 und einen Deckelkörper 74, die beide aus einem Kunstharzmaterial ausgebildet sind. Der Körper 73 weist eine zylindrische Form mit einem Boden auf. Der Körper 73 umfasst einen Bodenflächenteil 75 und vier Seitenflächenteile 76. Ein oberer Öffnungsteil 77 wird an einem oberen Endteil des Körpers 73 durch vier Seitenflächenteile 76 gebildet.
In dem Behälter 71 ist eine zusammengesetzte Batterie 30 aufgenommen, die eine Vielzahl von Energiespeicherzellen 30A und eine Leiterplatteneinheit 72 umfasst. Die Leiterplatteneinheit 72 ist über der zusammengesetzten Batterie 30 angeordnet.
Ein Deckelkörper 74 schließt einen oberen Öffnungsteil 77 des Körpers 73. Eine Außenumfangswand 78 ist an einem Umfang des Deckelkörpers 74 ausgebildet. Der Deckelkörper 74 weist einen vorstehenden Teil 79 auf, der in einer Draufsicht im Wesentlichen T-förmig ist. Ein externer Anschluss 80P einer positiven Elektrode ist an einem Eckteil eines vorderen Teils des Deckelkörpers 74 fixiert, und ein externer Anschluss 80N einer negativen Elektrode ist an dem anderen Eckteil des vorderen Teils des Deckelkörpers 74 fixiert.
Die Energiespeicherzelle 30A ist eine Sekundärbatterie, die wiederholt geladen und entladen werden kann. Zum Beispiel ist die Energiespeicherzelle 30A eine Lithiumionen-Sekundärbatterie. Und insbesondere ist die Energiespeicherzelle 30A eine Lithiumionen-Sekundärbatterie mit einem Plateaubereich, in dem eine Änderung der OCV in Bezug auf eine Änderung des SOC klein ist. Ein Beispiel für eine Lithiumionen-Sekundärbatterie mit einem Plateaubereich ist eine eisenbasierte Lithiumionen-Sekundärbatterie, in der Eisen in einem positiven Aktivmaterial enthalten ist. Ein Beispiel für eine eisenbasierte Lithiumionen-Sekundärbatterie ist eine LFP/Gr-basierte Lithiumionen-Sekundärbatterie, die LiFePO₄ (Lithiumeisenphosphat) als ein positives Aktivmaterial und Gr (Graphit) als ein negatives Aktivmaterial enthält.
Wie in 3A und 3B gezeigt, ist die Energiespeicherzelle 30A derart konfiguriert, dass eine Elektrodenanordnung 83 in einem Gehäuse 82, das eine rechteckige Parallelepipedform aufweist, zusammen mit einem nicht-wässrigen Elektrolyten aufgenommen ist. Das Gehäuse 82 umfasst: einen Gehäusekörper 84; und einen Deckel 85, der einen in einem oberen Teil des Gehäusekörpers 84 ausgebildeten Öffnungsteil schließt.
Obwohl nicht im Detail in den Zeichnungen gezeigt, ist die Elektrodenanordnung 83 derart ausgebildet, dass ein aus einem porösen Harzfilm ausgebildeter Separator zwischen einem negativen Elektrodenelement, das durch das Auftragen eines negativen Aktivmaterials auf ein aus einer Kupferfolie ausgebildetes Basisglied ausgebildet ist, und einem positiven Elektrodenelement, das durch das Auftragen eines positiven Aktivmaterials auf ein aus einer Aluminiumfolie ausgebildetes Basisglied ausgebildet ist, angeordnet ist. Diese Elemente weisen alle eine Streifenform auf und sind mit einer flachen Form derart gewickelt, dass sie in dem Gehäusekörper 84 in einem Zustand aufgenommen sind, in dem die Position des negativen Elektrodenelements und die Position des positiven Elektrodenelements zu gegenüberliegenden Seiten in der Breitenrichtung in Bezug auf den Separator verschoben sind.
Ein positiver Elektrodenanschluss 87 ist mit dem positiven Elektrodenelement über einen Positivelektroden-Stromkollektor 86 verbunden, und ein negativer Elektrodenanschluss 89 ist mit dem negativen Elektrodenelement über einen Negativelektroden-Stromkollektor 88 verbunden. Der Positivelektroden-Stromkollektor 86 und der Negativelektroden-Stromkollektor 88 bestehen jeweils aus einem flachen, plattenartigen Sockelteil 90 und einem sich von dem Sockelteil 90 erstreckenden Schenkelteil 91. Ein Durchgangsloch ist in dem Sockelteil 90 ausgebildet. Der Schenkelteil 91 ist mit dem positiven Elektrodenelement oder dem negativen Elektrodenelement verbunden. Der positive Elektrodenanschluss 87 und der negative Elektrodenanschluss 89 umfassen jeweils: einen Anschlusskörperteil 92; und einen Schaftteil 93, der von einem mittleren Teil einer unteren Fläche des Anschlusskörperteils 92 nach unten vorsteht. Bei einer derartigen Konfiguration sind der Anschlusskörperteil 92 und der Schaftteil 93 des Positivelektrodenanschlusses 87 einstückig miteinander aus Aluminium (einem einzigen Material) ausgebildet. In dem negativen Elektrodenanschluss 89 ist der Anschlusskörperteil 92 aus Aluminium ausgebildet und ist der Schaftteil 93 aus Kupfer ausgebildet. Der negative Elektrodenanschluss 89 wird durch das Montieren des Anschlusskörperteils 92 und des Schaftteils 93 aneinander ausgebildet. Der Anschlusskörperteil 92 des positiven Elektrodenanschlusses 87 und der Anschlusskörperteil 92 des negativen Elektrodenanschlusses 89 sind an beiden Endteilen des Deckels 85 über Dichtungen aus einem isolierenden Material angeordnet. Der Anschlusskörperteil 92 des positiven Elektrodenanschlusses 87 und der Anschlusskörperteil 92 des negativen Elektrodenanschlusses 89 liegen von den Dichtungen 94 nach außen frei.
Wie in 3A gezeigt, umfasst der Deckel 85 ein Druckablassventil 95. Das Druckablassventil 95 ist zwischen dem positiven Elektrodenanschluss 87 und dem negativen Elektrodenanschluss 89 angeordnet. Das Druckablassventil 95 wird freigegeben, wenn ein Innendruck in dem Gehäuse 82 einen Grenzwert überschreitet, und senkt dadurch den Innendruck in dem Gehäuse 82.
(3) Beschreibung der elektrischen Konfiguration der Energiespeichervorrichtung
Wie in 4 gezeigt, umfasst die Energiespeichervorrichtung 1 die zusammengesetzte Batterie 30, eine BMU 31 (ein Beispiel für eine Verwaltungseinrichtung) und einen Kommunikationssteckverbinder 32. Die zusammengesetzte Batterie 30 ist mit dem externen Anschluss 80P der positiven Elektrode über eine Leistungsleitung 34P verbunden und ist mit dem externen Anschluss 80N der negativen Elektrode über eine Leistungsleitung 34N verbunden.
Die zusammengesetzte Batterie 30 wird durch das Verbinden von zwölf Energiespeicherzellen 30A miteinander in drei Parallelen und vier Reihen gebildet. In 4 werden drei parallel verbundene Energiespeicherzellen 30A durch ein einzelnes Batteriesymbol wiedergegeben.
Die BMU 31 umfasst einen Stromsensor 33, eine Spannungsmessschaltung 35, einen Temperatursensor 36, eine Ausgleichsschaltung 38, eine Stromunterbrechungseinrichtung 39 und eine Verwaltungseinheit 37.
Der Stromsensor 33 ist auf einer Negativelektrodenseite der zusammengesetzten Batterie 30 angeordnet und an der Leistungsleitung 34N einer negativen Elektrode positioniert. Der Stromsensor 33 misst einen Lade-/Entladestrom [A] der zusammengesetzten Batterie 30 und gibt die Messung des Lade-/Entladestroms zu der Verwaltungseinheit 37 aus.
Die Spannungsmessschaltung 35 ist mit beiden Enden jeder der Energiespeicherzellen 30A durch Signalleitungen verbunden. Die Spannungsmessschaltung 35 misst Batteriespannungen [V] der entsprechenden Energiespeicherzellen 30A und gibt die Messungen der Batteriespannungen [V] zu der Verwaltungseinheit 37 aus. Eine Gesamtspannung [V] der zusammengesetzten Batterie 30 ist eine Summe der Spannungen von vier in Reihe verbundenen Energiespeicherzellen 30A.
Der Temperatursensor 36 ist ein Sensor des Kontakttyps oder ein Sensor des nicht-Kontakttyps. Der Temperatursensor 36 misst Temperaturen [°C] der Energiespeicherzellen 30A und gibt die Messungen der Temperaturen zu der Verwaltungseinheit 37 aus. Obwohl nicht in 4 gezeigt, sind zwei oder mehr Temperatursensoren 36 vorgesehen. Die entsprechenden Temperatursensoren 36 messen die Temperaturen der entsprechenden verschiedenen Energiespeicherzellen 30A.
Die Ausgleichsschaltung 38 ist eine passive Ausgleichsschaltung 38, die eine Differenz der verbleibenden Strommenge zwischen den entsprechenden Energiespeicherzellen 30A durch das Entladen der Energiespeicherzelle 30A mit einer relativ hohen Spannung innerhalb der entsprechenden Energiespeicherzellen 30A reduziert. Die Ausgleichsschaltung 38 umfasst einen Entladungswiderstand 38A und ein Schaltelement 38B für jede Energiespeicherzelle 30A. Der Entladungswiderstand 38A und das Schaltelement 38B sind in Reihe verbunden und sind parallel mit der entsprechenden Energiespeicherzelle 30A verbunden. Das Schaltelement 38B wird zwischen einem Stromzufuhrzustand (einem geschlossenen Zustand, einem EIN-Zustand, einem Schließzustand) und einem Unterbrechungszustand (einem geöffneten Zustand, einem AUS-Zustand, einem Öffnungszustand) durch die Verwaltungseinheit 37 geschaltet. Wenn das Schaltelement 38B zu einem Stromzuführzustand versetzt wird, wird Strom der Energiespeicherzelle 30A in Entsprechung zu dem Schaltelement 38B durch den Entladungswiderstand 38A entladen.
Die Stromunterbrechungseinrichtung 39 ist an der Leistungsleitung 34P vorgesehen. Als die Stromunterbrechungseinrichtung 39 kann ein Kontaktschalter (ein Schalter des mechanischen Typs wie etwa ein Relais, ein Halbleiterschalter wie etwa ein Feldeffekttransistor (FET) oder ähnliches verwendet werden. Die Stromunterbrechungseinrichtung 39 wird zwischen einem Stromzuführzustand und einem Stromunterbrechungszustand durch die Verwaltungseinheit 37 geschaltet.
Die Verwaltungseinheit 37 umfasst: einen Mikrocomputer 37A, in dem eine CPU, ein RAM usw. zu einem Chip integriert sind; eine Speichereinheit 37B; und eine Kommunikationseinheit 37C. Die Speichereinheit 37B ist ein Speichermedium, das Daten umschreiben kann und verschiedene Programme, Daten usw. speichert. Der Mikrocomputer 37A verwaltet die Energiespeichervorrichtung 1 durch das Ausführen eines in der Speichereinheit 37B gespeicherten Programms. Die Kommunikationseinheit 37C ist eine Schaltung, die erlaubt, dass die BMU 31 mit der Fahrzeug-ECU 14 kommuniziert.
Der Kommunikationssteckverbinder 32 ist ein Steckverbinder, mit dem ein Kommunikationskabel, über das die BMU 31 mit der Fahrzeug-ECU 14 kommunizieren kann, verbunden ist.
(4) Durch die Verarbeitungseinheit durchgeführte Verarbeitung
Nachfolgend werden die folgenden vierdurch die Verwaltungseinheit 37 durchgeführten Verarbeitungen beschrieben:

• erste Reduktionsverarbeitung;
• Aufzeichnungsverarbeitung;
• Entscheidungsverarbeitung;
• zweite Reduktionsverarbeitung.

(4-1) Erste Reduktionsverarbeitung
Wie in 5 gezeigt, kann in Bezug auf die Energiespeichervorrichtung 1 ein Fall auftreten, in dem eine Differenz der verbleibenden Strommenge zwischen den Energiespeicherzellen 30A aufgrund von Unregelmäßigkeiten der Selbstentladungsstrommenge zwischen den entsprechenden Energiespeicherzellen 30A auftritt. Der Einfachheit halber, werden in 5 vier Energiespeicherzellen 30A durch die Bezugszeichen 1 bis 4 wiedergegeben. Die erste Reduktionsverarbeitung ist eine Verarbeitung zum Reduzieren der Differenz der verbleibenden Strommenge zwischen den Energiespeicherzellen 30A.
Insbesondere wenn sich die Spannung einer der Energiespeicherzellen 30A zu einer vorbestimmten Spannung erhöht, steuert die Verwaltungseinheit 37 die Ausgleichsschaltung 38, um die Energiespeicherzelle 30A derart zu entladen, dass die Spannung der Energiespeicherzelle 30A im Wesentlichen gleich der Spannung der Energiespeicherzelle 30A mit der niedrigsten Spannung innerhalb anderer Energiespeicherzellen 30A wird. Daraus resultiert, dass die Differenz der verbleibenden Strommenge zwischen den Energiespeicherzellen 30A reduziert wird.
Eine Erhöhung der Spannung einer der Energiespeicherzellen 30A zu einer vorbestimmten Spannung ist ein Beispiel für die erste Bedingung. Die erste Bedingung kann auch eine Bedingung sein, in der sich die Spannungen von zwei oder mehr Energiespeicherzellen 30A zu einer vorbestimmten Spannung erhöhen.
Wenn sich die Spannung der Energiespeicherzelle 30A mit der niedrigsten Spannung in dem Plateaubereich befindet, kann unter Umständen die Strommenge der Energiespeicherzelle 30A mit der niedrigsten Spannung nicht genau gemessen werden kann. Dementsprechend ist es schwierig, zu bestimmen, ob eine Differenz einer verbleibenden Strommenge zwischen den Energiespeicherzellen 30A reduziert wurde. Wenn jedoch die Differenz der verbleibenden Strommenge bestehen bleibt, wird die erste Reduktionsverarbeitung wiederum durchgeführt, wenn die Energiespeicherzelle 30A erneut geladen wird. Dementsprechend wird die erste Reduktionsverarbeitung viele Male wiederholt, sodass die verbleibenden Strommengen früher oder später gleich sind bzw. ausgeglichen werden.
(4-2) Aufzeichnungsverarbeitung
Die Aufzeichnungsverarbeitung ist eine Verarbeitung zum, wenn jede Energiespeicherzelle 30A durch die erste Reduktionsverarbeitung entladen wird, Aufzeichnen einer entladenen Strommenge (nachfolgend als eine Ausgleichsentladungsstrommenge [Ah] bezeichnet) in der Speichereinheit 37B als einen Ausgleichsentladungsverlauf (ein Beispiel für einen Entladungsverlauf).
Insbesondere wenn die Verwaltungseinheit 37 die Ausgleichsschaltung 38 zum Entladen der Energiespeicherzelle 30A veranlasst, misst die Verwaltungseinheit 37 eine Entladungsstrommenge (Ausgleichsentladungsstrommenge). Wenn die Verwaltungseinheit 37 eine bestimmte Energiespeicherzelle 30A zum Durchführen eines Entladens veranlasst, misst die Verwaltungseinheit 37 die Spannung der Energiespeicherzelle 30A mittels der Spannungsmessschaltung 35. Die Verwaltungseinheit 37 misst eine Ausgleichsentladungsstrommenge derart, dass die Verwaltungseinheit 37 für jede vorbestimmte Zeitperiode den durch die Ausgleichsschaltung 38 entladenen Strom gemäß dem Ohmschen Gesetzt basierend auf der Spannung der Energiespeicherzelle 30A und dem Widerstandswert des Entladungswiderstands 38A in Entsprechung zu der Energiespeicherzelle 30A berechnet und integriert. Die Verwaltungseinheit 37 zeichnet die gemessene Ausgleichsentladungsstrommenge und den Messzeitpunkt in der Speichereinheit 37B in Assoziation mit der entladenen Energiespeicherzelle 30A auf.
Die Ausgleichsentladungsstrommenge während der vorbestimmten Periode entspricht der Zellenselbstentladungsstrommenge während der vorbestimmten Periode. Die Zellenselbstentladungsstrommenge kann basierend auf dem Verlauf der Ausgleichsentladungsstrommenge geschätzt werden.
(4-3) Entscheidungsverarbeitung
Der Zustand, in dem die Energiespeichervorrichtung 1 stehen gelassen wurde, ist ein Zustand, in dem ein Fahrzeug, an dem die Energiespeichervorrichtung 1 montiert ist, für eine lange Zeitdauer geparkt wurde, oder ein Zustand in dem eine Fahrzeitperiode des Fahrzeugs extrem kurz im Vergleich zu einer Parkzeitperiode ist und die Energiespeichervorrichtung 1 für eine lange Zeitperiode nicht vollständig geladen wurde. Die Energiespeicherzelle 30A wurde durch den Fahrzeuggenerator 13 geladen, bevor das Fahrzeug geparkt wurde. Wenn also die Energiespeichervorrichtung 1 stehen gelassen wird, ist ein Ausgleichsentladungsverlauf der ersten Reduktionsverarbeitung, die durchgeführt wurde, bevor die Energiespeichervorrichtung 1 stehen gelassen wurde, in der Speichereinheit 37B gespeichert.
Wenn die Energiespeichervorrichtung 1 stehen gelassen wurde, erhöht sich die Spannung zu einer vorbestimmten Spannung (einer Spannung, bei der die erste Reduktionsverarbeitung durchgeführt wird) in Bezug auf keine der Energiespeicherzellen 30A. Die Verwaltungseinheit 37 bestimmt, ob die zweite Bedingung für das Reduzieren einer Differenz der verbleibenden Strommenge zwischen den Energiespeicherzellen 30A während der Periode, in der die Spannungen aller Energiespeicherzellen 30A kleiner als die vorbestimmte Spannung sind (mit anderen Worten in der Periode, in der die Energiespeichervorrichtung 1 stehen gelassen wurde) erfüllt wird oder nicht (ein Beispiel für die Bestimmungsverarbeitung). Details der zweiten Bedingung werden weiter unten beschrieben. Wenn die Verwaltungseinheit 37 bestimmt, dass die zweite Bedingung erfüllt wird, reduziert die Verwaltungseinheit 37 eine Differenz der verbleibenden Strommenge zwischen den Energiespeicherzellen 30A durch eine weiter unten beschriebene zweite Reduktionsverarbeitung.
Die Entscheidungsverarbeitung ist eine Verarbeitung, in der eine durch die weiter unten beschriebene zweite Reduktionsverarbeitung entladene Ausgleichsentladungsstrommenge basierend auf einem Ausgleichsentladungsverlauf für jede Energiespeicherzelle 30A bestimmt wird. Im Folgenden werden die zweite Bedingung und die Bestimmung der Ausgleichsentladungsstrommenge für jede Energiespeicherzelle 30A beschrieben.
(4-3-1) Zweite Bedingung
Die zweite Bedingung ist eine Bedingung, dass eine nachfolgend beschriebene Ankunftszeit ab einem Zeitpunkt des vorausgehenden Entladens der Energiespeicherzellen 30A durch die Ausgleichsschaltung 38 abgelaufen ist. Der „Zeitpunkt des vorausgehenden Entladens der Energiespeicherzellen 30A durch die Ausgleichsschaltung 38“ ist ein Zeitpunkt, zu dem die erste Reduktionsverarbeitung zuvor durchgeführt wurde, wenn die weiter unten beschriebene zweite Reduktionsverarbeitung nicht durchgeführt wird, nachdem zuvor die erste Reduktionsverarbeitung durchgeführt wurde. Wenn die weiter unten beschriebene zweite Reduktionsverarbeitung später durchgeführt wird, nachdem zuvor die erste Reduktionsverarbeitung durchgeführt wurde, ist ein „Zeitpunkt des vorausgehenden Entladens der Energiespeicherzellen 30A durch die Ausgleichsschaltung 38“ ein Zeitpunkt, zu dem zuvor die zweite Reduktionsverarbeitung durchgeführt wurde.

Die Ankunftszeit wird mit Bezug auf die folgende Tabelle 1 beschrieben. Die Tabelle 1 zeigt einen Gesamtwert einer durch die erste Reduktionsverarbeitung in den letzten 10.000 Stunden entladenen Ausgleichsentladungsstrommenge für jede Energiespeicherzelle 30A. Der Einfachheit halber werden in der Tabelle 1 vier Energiespeicherzellen 30A durch die Bezugszeichen 1 bis 4 wiedergegeben. Tabelle 1

	Energiespeicherzelle 1	Energiespeicherzelle 2	Energiespeicherzelle 3	Energiespeicherzelle 4
In den letzten 10.000 Stunden entladene Ausgleichsentladungsstrommenge	105 mAh	120 mAh	80 mAh	70 mAh
Ausgleichsentladungsstrommenge, die zu einem Zeitpunkt nach Ablauf von 1.000 Stunden erforderlich ist	3,5 mAh	5 mAh	1 mAh	(Referenzzelle)

Die Ankunftszeit ist eine vorausgesagte Zeit, zu der eine Differenz der verbleibenden Strommenge zwischen der Energiespeicherzelle 30A mit der maximalen verbleibenden Strommenge und der Energiespeicherzelle 30A mit der minimalen verbleibenden Strommenge einen vorbestimmten maximal zulässigen Wert erreicht (ein Beispiel für einen vorbestimmten Wert), und zwar als ein von dem Zeitpunkt des Entladens des Energiespeicherzelle 30A durch die Ausgleichsschaltung 38 gezählter Wert. Der „Zeitpunkt des vorausgehenden Entladens der Energiespeicherzelle 30A durch die Ausgleichsschaltung 38“ kann ein „Zeitpunkt des vorausgehenden Entladens der Energiespeicherzelle 30A durch die erste Reduktionsverarbeitung“ sein oder kann einen „Zeitpunkt des vorausgehenden Entladens der Energiespeicherzelle 30A durch die erste Reduktionsverarbeitung“ und einen „Zeitpunkt des vorausgehenden Entladens der Energiespeicherzelle 30A durch die weiter unten beschriebene zweite Reduktionsverarbeitung“ umfassen.
Die Verwaltungseinheit 37 sagt die oben beschriebene Ankunftszeit basierend auf dem Ausgleichsentladungsverlauf voraus (ein Beispiel für eine Voraussageverarbeitung). Insbesondere ist in dem Beispiel der Tabelle 1 die Energiespeicherzelle 30A mit der maximalen Ausgleichsentladungsstrommenge nach Ablauf von 10.000 Stunden die Energiespeicherzelle 2 und ist die Energiespeicherzelle 30A mit der minimalen Ausgleichsentladungsstrommenge die Energiespeicherzelle 4. Die Energiespeicherzelle 2 wird mit 50 mAh (= 120 mAh - 70 mAh) mehr pro 10.000 Stunden entladen als die Energiespeicherzelle 4. Dementsprechend kann geschätzt werden, dass eine Differenz der verbleibenden Strommenge von 50 mAh pro 10.000 Stunden zwischen der Energiespeicherzelle 2 und der Energiespeicherzelle 4 auftreten wird.
Es wird hier angenommen, dass der vorbestimmte maximal zulässige Wert 5 mAh ist, wobei 5 mAh 1/10 von 50 mAh entspricht (= 5 mAh/50 mAh). Dementsprechend wird vorausgesagt, dass die Ankunftszeit, bis eine Differenz der verbleibenden Strommenge zwischen der Energiespeicherzelle 30A mit der maximalen verbleibenden Strommenge und der Energiespeicherzelle 30A mit der minimalen verbleibenden Strommenge einen vorbestimmten maximal zulässigen Wert (5 mAh) erreicht, und zwar gezählt ab dem Zeitpunkt des Entladens der Energiespeicherzelle 30A durch die Ausgleichsschaltung 38, 1000 Stunden und damit 1/10 von 10.000 Stunden beträgt. Dementsprechend sagt die Verwaltungseinheit 37 die Ankunftszeit mittels der folgenden Gleichung 1 voraus. $Ankunftszeit = 10.000 Stunden/ (50 mAh/ 5 mAh) = 1000 Stunden$
(4-3-2) Bestimmung der Ausgleichsentladungsstrommenge für jede Energiespeicherzelle
Die Verwaltungseinheit 37 sagt eine Ausgleichsentladungsstrommenge für jede Energiespeicherzelle 30A zu dem Zeitpunkt des Ablaufens der oben genannten Ankunftszeit (1000 Stunden in diesem Fall) basierend auf dem Ausgleichsentladungsverlauf voraus. In dem in der Tabelle 1 angegebenen Beispiel werden die Ausgleichsentladungsstrommengen der entsprechenden Energiespeicherzellen 30A zu dem Zeitpunkt des Ablaufens von 1000 Stunden wie folgt vorausgesagt.

Energiespeicherzelle 1 = 105 mAh/10
Energiespeicherzelle 2 = 120 mAh/10
Energiespeicherzelle 3 = 80 mAh/10
Energiespeicherzelle 4 = 70 mAh/10

Die Verwaltungseinheit 37 bestimmt unter Verwendung der Energiespeicherzelle 30A mit der kleinsten vorausgesagten Ausgleichsentladungsstrommenge zu dem Zeitpunkt des Ablaufens von 1000 Stunden innerhalb der entsprechenden Energiespeicherzellen 30A als einer Referenz eine Differenz zwischen der vorausgesagten Ausgleichsentladungsstrommenge der Energiespeicherzelle 30A mit der kleinsten vorausgesagten Ausgleichsentladungsstrommenge und der vorausgesagten Ausgleichsentladungsstrommenge einer anderen Energiespeicherzelle 30A als eine Ausgleichsentladungsstrommenge, die durch eine andere Energiespeicherzelle 30A zum Zeitpunkt des Ablaufens von 1000 Stunden benötigt wird.
Insbesondere ist in dem Beispiel der Tabelle 1 die Energiespeicherzelle 30A mit der kleinsten vorausgesagten Ausgleichsentladungsstrommenge die Energiespeicherzelle 4. In diesem Fall wird die erforderliche Ausgleichsentladungsstrommenge der anderen Energiespeicherzellen 1 bis 3 zu dem Zeitpunkt des Ablaufens von 1000 Stunden wie folgt bestimmt.

Energiespeicherzelle 1 = (105 mAh - 70 mAh)/10 = 3,5 mAh
Energiespeicherzelle 2 = (120 mAh - 70 mAh)/10 = 5 mAh
Energiespeicherzelle 3 = (80 mAh - 70 mAh)/10 = 1 mAh
Energiespeicherzelle 4 = (Referenzzelle) = 0 mAh

(4-4) Zweite Reduktionsverarbeitung
Die zweite Reduktionsverarbeitung ist eine Verarbeitung zum Veranlassen der entsprechenden Energiespeicherzellen 30A zum Entladen von Ausgleichsentladungsstrommengen, die durch die oben genannte Entscheidungsverarbeitung entschieden werden, durch das Steuern der Ausgleichsschaltung 38.
Die Verwaltungseinheit 37 kann eine Ausgleichsentladungsstrommenge als einen Ausgleichsentladungsverlauf aufzeichnen, wenn die entsprechenden Energiespeicherzellen 30A durch die zweite Reduktionsverarbeitung entladen werden. Wenn die Verwaltungseinheit 37 danach eine Entscheidungsverarbeitung durchführt, kann die Verwaltungseinheit 37 auch den Entladungsverlauf des Entladens durch die zweite Reduktionsverarbeitung bei der Entscheidung der Ausgleichsentladungsstrommenge verwenden.
(5) Flussdiagramm der Entscheidungsverarbeitung und der zweiten Reduktionsverarbeitung
Mit Bezug auf 6 wird ein Flussdiagramm der Entscheidungsverarbeitung und der zweiten Reduktionsverarbeitung beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden die Entscheidungsverarbeitung und die zweite Reduktionsverarbeitung als Hauptverarbeitung bezeichnet. Die Hauptverarbeitung wird, nachdem die erste Reduktionsverarbeitung zuvor durchgeführt wurde, wiederholt mit einem vorbestimmten Zeitintervall (zum Beispiel einem Zeitintervall von 1 Stunde) durchgeführt.
In S101 sagt die Verwaltungseinheit 37 eine Ankunftszeit durch das Durchführen der oben genannten Voraussageverarbeitung durch (Entscheidungsverarbeitung).
In S102 bestimmt die Verwaltungseinheit 37, ob die oben genannte zweite Bedingung (die Bedingung, dass die Ankunftszeit ab einem Zeitpunkt des vorausgehenden Entladens der Energiespeicherzellen 30A durch die Ausgleichsschaltung 38 abgelaufen ist) erfüllt wird (Bestimmungsverarbeitung). Die Verwaltungseinheit 37 veranlasst, dass die Verarbeitung zu Schritt S103 fortschreitet, wenn die zweite Bedingung nicht erfüllt wird, und beendet die Verarbeitung, wenn die zweite Bedingung nicht erfüllt wird.
In S103 sagt die Verwaltungseinheit 37 eine Ausgleichsentladungsstrommenge zu dem Zeitpunkt des Ablaufens der Ankunftszeit basierend auf dem Ausgleichsentladungsverlauf in Bezug auf die entsprechende Energiespeicherzelle 30A voraus (Entscheidungsverarbeitung).
In S104 bestimmt die Verwaltungseinheit 37 die Ausgleichsentladungsstrommenge, die für andere Energiespeicherzellen 30A erforderlich ist, unter Verwendung der Energiespeicherzelle 30A, in der die vorausgesagte Ausgleichsentladungsstrommenge zum Zeitpunkt des Ablaufens der Ankunftszeit minimal ist, innerhalb der Energiespeicherzellen 30A als einer Referenz (Entscheidungsverarbeitung).
In S105 steuert die Verwaltungseinheit 37 die Ausgleichsschaltung 38, damit die anderen Energiespeicherzellen 30A ein Entladen jeweils um die in Schritt S104 bestimmten Ausgleichsentladungsstrommenge unter der Steuerung der Ausgleichsschaltung 38 durchführen (zweite Reduktionsverarbeitung).
Es ist nicht immer erforderlich, dass die oben genannten Schritte S101, S103 und S104 in dieser Verarbeitung durchgeführt werden. Zum Beispiel wird im Fall von S101, nachdem zuvor die erste Reduktionsverarbeitung durchgeführt wurde, die Ankunftszeit vorausgesagt, bevor diese Verarbeitung zuerst durchgeführt wird, wobei die vorausgesagte Ankunftszeit in dieser Verarbeitung verwendet werden kann. Alternativ dazu ist es auch dann, wenn der Schritt S101 in dieser Verarbeitung durchgeführt wird, nicht immer erforderlich, den Schritt S101 jedes Mal durchzuführen. Insbesondere wird der Schritt S101 nur dann durchgeführt, wenn diese Verarbeitung das erste Mal durchgeführt wird, nachdem zuvor die erste Reduktionsverarbeitung durchgeführt wurde, wobei danach, wenn dieser Verarbeitung durchgeführt wird, die erste vorausgesagte Ankunftszeit verwendet werden kann. Das gleiche gilt auch für S103 und S104.
(6) Vorteilhafte Effekte der Ausführungsform
Wenn bei der Energiespeichervorrichtung 1 der ersten Ausführungsform eine Differenz der verbleibenden Strommenge der Energiespeicherzelle 30A während einer Periode, in der die Spannungen aller Energiespeicherzellen 30A kleiner als eine vorbestimmte Spannung sind (mit anderen Worten in einer Periode, während welcher die Energiespeichervorrichtung 1 stehen gelassen wurde), reduziert wird, werden die Ausgleichsentladungsstrommengen der entsprechenden Energiespeicherzellen 30A basierend auf den Ausgleichsentladungsverläufen bestimmt. Dementsprechend können die Ausgleichsentladungsstrommengen der entsprechenden Energiespeicherzellen 30A derart bestimmt werden, dass eine Differenz der verbleibenden Strommenge zwischen den Energiespeicherzellen 30A reduziert wird. Bei einer derartigen Konfiguration kann in der Energiespeichervorrichtung 1 eine Differenz der verbleibenden Strommenge zwischen den Energiespeicherzellen 30A, wenn die Energiespeichervorrichtung 1 stehen gelassen wurde, reduziert werden.
Bei der Energiespeichervorrichtung 1 wird geschätzt, dass eine Differenz der verbleibenden Strommenge zwischen der Energiespeicherzelle 30A mit der maximalen verbleibenden Strommenge und der Energiespeicherzelle 30A mit der minimalen verbleibenden Strommenge den maximal zulässigen Wert erreicht, und wird die Energiespeicherzelle 30A entladen. Dementsprechend kann eine Differenz der verbleibenden Strommenge zwischen den Energiespeicherzellen 30A, wenn die Energiespeichervorrichtung 1 stehen gelassen wurde, auf den maximal zulässigen Wert oder weniger unterdrückt werden.
Bei der Energiespeichervorrichtung 1 werden die Ausgleichsentladungsstrommengen der entsprechenden Energiespeicherzellen 30A basierend auf den Ausgleichsentladungsverläufen bestimmt, wenn die Energiespeicherzellen 30A durch die erste Reduktionsverarbeitung entladen werden. Dementsprechend können auch dann, wenn die Spannungen nicht gemessen werden, die Ausgleichsentladungsstrommengen der entsprechenden Energiespeicherzellen 30A derart bestimmt werden, dass eine Differenz der verbleibenden Strommenge zwischen den Energiespeicherzellen 30A reduziert wird. Dementsprechend ist die erste Ausführungsform besonders nützlich, wenn die Energiespeichervorrichtung 1 einen Plateaubereich aufweist (mit anderen Worten im Fall einer Energiespeichervorrichtung 1, in der eine genaue Erfassung einer Spannungsdifferenz zwischen einer Periode, in der die Energiespeichervorrichtung 1 stehen gelassen wurde, schwierig ist).
<Ausführungsform 2>
Die zweite Ausführungsform ist eine Modifikation der ersten Ausführungsform. Die Verwaltungseinheit 37 gemäß der zweiten Ausführungsform entscheidet in der Entscheidungsverarbeitung die Ausgleichsentladungsstrommengen der entsprechenden Energiespeicherzellen 30a, die das Entladen durch die zweite Reduktionsverarbeitung durchführen, durch die folgenden Schritte.
Schritt 1: Die Verwaltungseinheit 37 erhält einen Gesamtwert von Entladungsstrommengen für jede vorbestimmte Zeitperiode für jede Energiespeicherzelle 30A basierend auf den Ausgleichsentladungsverläufen.
Schritt 2: Die Verwaltungseinheit 37 erhält einen Gewichtungsdurchschnitt von Gesamtwerten der Entladungsstrommengen für jede vorbestimmte Zeitperiode durch das Durchführen einer Mittelung derart, dass der Gesamtwert der Entladungsstrommengen für eine vorbestimmte Zeitperiode mit einem neueren Zeitpunkt der Durchführung der Entladung eine größere Gewichtung aufweist.
Schritt 3: Die Verwaltungseinheit 37 bestimmt die Ausgleichsentladungsstrommengen der entsprechenden Energiespeicherzellen 30A, die ein Entladen durch die zweite Reduktionsverarbeitung durchführen, basierend auf den Gewichtungsdurchschnitten der entsprechenden Energiespeicherzellen 30A.

Der Schritt 3 wird insbesondere mit Bezug auf die Tabelle 2 beschrieben. In dem Beispiel der Tabelle 2 wird die vorbestimmte Zeitperiode auf 2000 Stunden gesetzt. Die Tabelle 2 gibt ein Ergebnis, das durch das Summieren der gespeicherten Ausgleichsentladungsstrommengen erhalten wird, als die Ausgleichsentladungsverläufe alle 2000 Stunden in Bezug auf die entsprechenden Energiespeicherzellen 30A an. Tabelle 2

	Energiespeicherzelle 1	Energiespeicherzelle 2	Energiespeicherzelle 3	Energiespeicherzelle 4	Gewichtung
Ausgleichsentladungsstrommenge in 8000 bis 10000 Stunden	25 mAh	27 mAh	15 mAh	18 mAh	1
Ausgleichsentladungsstrommenge in 6000 bis 8000 Stunden	19 mAh	28 mAh	15 mAh	17 mAh	2
Ausgleichsentladungsstrommenge in 4000 bis 6000 Stunden	18 mAh	30 mAh	17 mAh	16 mAh	3
Ausgleichsentladungsstrommenge in 2000 bis 4000 Stunden	17 mAh	31 mAh	18 mAh	15 mAh	4
Ausgleichsentladungsstrommenge in 0 bis 2000 Stunden	17 mAh	30 mAh	22 mAh	14 mAh	5
Gewichtungsdurchschnitt der Ausgleichsentladungsstrommengen alle 2000 Stunden	18 mAh	29,8 mAh	18,53 mAh	15,33 mAh	-
Ausgleichsentladungsstrommenge, die zum Zeitpunkt des Ablaufes von 1000 Stunden erforderlich ist	1,3 mAh	7,2 mAh	1,6 mAh	(Referenzzelle)

In dem in der Tabelle 2 gezeigten Beispiel weist ein Gesamtwert der Entladungsstrommengen für eine vorbestimmte Zeitperiode mit einem neueren Entladungszeitpunkt eine größere Gewichtung auf. Insbesondere wird die Gewichtung des Gesamtwerts der Entladungsstrommengen in 0 bis 2000 Stunden auf 5 gesetzt, wird die Gewichtung des Gesamtwerts der Entladungsstrommengen in 2000 Stunden bis 4000 Stunden auf 4 gesetzt, wird die Gewichtung des Gesamtwerts der Entladungsstrommengen in 4000 bis 6000 Stunden auf 3 gesetzt, wird die Gewichtung des Gesamtwerts der Entladungsstrommengen in 6000 bis 8000 Stunden auf 2 gesetzt und wird die Gewichtung des Gesamtwerts der Entladungsstrommengen in 8000 bis 10000 Stunden auf 1 gesetzt.
Der Gewichtungsdurchschnitt wird im Folgenden mit Bezug auf die Energiespeicherzelle 1 der Tabelle 2 als einem Beispiel beschrieben, wobei der Gewichtungsdurchschnitt der Gesamtwerte der Entladungsstromgrößen der Energiespeicherzelle 1 für jede vorbestimmte Zeitperiode (2000 Stunden) durch die folgende Gleichung 2 ausgedrückt wird. $\begin{array}{l} Gewichtungsdurchschnitt = (25 mAh \times 1 + 19 mAh \times 2 + 18 mAh \times 3 + 17 mAh \times 4 + 17 mAh \times \\ 5) / 15 = 18 mAh \end{array}$
In gleicher Weise beträgt der Gewichtungsdurchschnitt der Gesamtwerte der Entladungsstrommengen der Energiespeicherzelle 2 29,8 mAh, beträgt der Gewichtungsdurchschnitt der Gesamtwerte der Entladungsstrommengen der Energiespeicherzelle 3 18,53 mAh und beträgt der Gewichtungsdurchschnitt der Gesamtwerte der Entladungsstrommengen der Energiespeicherzelle 4 15,33 mAh.
In diesem Fall ist die Energiespeicherzelle 30A mit dem minimalen Gewichtungsdurchschnitt die Energiespeicherzelle 4. Dementsprechend bestimmt die Verwaltungseinheit 37 die für die entsprechenden Energiespeicherzellen 30A zum Zeitpunkt des Ablaufens von 1000 Stunden erforderliche Ausgleichsentladungsstrommenge unter Verwendung der Energiespeicherzelle 4 als einer Referenz. Die Ausgleichsentladungsstrommenge wird unter Verwendung der Energiespeicherzelle 1 als eines Beispiels beschrieben, wobei die Differenz zwischen der Energiespeicherzelle 1 und der Energiespeicherzelle 4 pro 2000 Stunden 2,67 mAh (= 18 mAh - 15,33 mAh) wird. In diesem Fall wird die für die Energiespeicherzelle 1 zum Zeitpunkt des Ablaufens von 1000 Stunden erforderliche Ausgleichsentladungsstrommenge wie folgt bestimmt. $Entladungsstrommenge = 2,67 mAh \times (1000 / 2000) = 1,3 mAh$
In gleicher Weise wird die für die Energiespeicherzelle 2 zum Zeitpunkt des Ablaufens von 1000 Stunden erforderliche Ausgleichsentladungsstrommenge 7,2 mAh und wird die Ausgleichsentladungsstrommenge der Energiespeicherzelle 3 zum Zeitpunkt des Ablaufens von 1000 Stunden 1,6 mAh.
Gemäß der Energiespeichervorrichtung 1 der zweiten Ausführungsform kann der Gesamtwert für die vorbestimmte Zeitperiode mit einem neueren Entladungszeitpunkt und einer größeren Gewichtung, d.h. der neueste Zustand der Energiespeicherzelle 30A, durch das Entscheiden der Ausgleichsentladungsstrommenge wiedergegeben werden.
<Ausführungsform 3>
Die zweite Bedingung gemäß der dritten Ausführungsform ist eine Bedingung, dass eine ab dem Zeitpunkt des Entladens der Energiespeicherzellen 30A durch die Ausgleichsschaltung 38 abgelaufene Zeitperiode eine vorbestimmte Zeitperiode erreicht hat.
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird die Ankunftszeit basierend auf dem vorbestimmten maximal zulässigen Wert vorausgesagt. Und wenn die Ankunftszeit abgelaufen ist, werden die Energiespeicherzellen 30A entladen. Dagegen kann die oben beschriebene vorbestimmte Zeitperiode beliebig und unabhängig von dem maximal zulässigen Wert bestimmt werden. Zum Beispiel kann in dem oben beschriebenen Beispiel der Tabelle 1 die vorbestimmte Zeitperiode auf 500 Stunden, 1500 Stunden oder 2000 Stunden gesetzt werden.
Zum Beispiel wird in dem Beispiel der Tabelle 1 angenommen, dass die vorbestimmte Zeitdauer 2000 Stunden ist. Weil 2000 Stunden 1/5 (=2000/10000) von 10.000 Stunden ist, werden die Ausgleichsentladungsstrommengen der entsprechenden Energiespeicherzellen 30A zum Zeitpunkt des Ablaufens von 2000 Stunden wie folgt bestimmt.

Energiespeicherzelle 1 = (105 mAh - 70 mAh)/5 = 7 mAh
Energiespeicherzelle 2 = (120 mAh - 70 mAh)/5 = 10 mAh
Energiespeicherzelle 3 = (80 mAh - 70 mAh)5 = 2 mAh
Energiespeicherzelle 4 (Referenzzelle) = 0 mAh

Bei der Energiespeichervorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform werden die Energiespeicherzellen 30A entladen, wenn die vorbestimmte Zeitdauer ab dem Zeitpunkt des vorausgehenden Entladens der Energiespeicherzellen 30A durch die Ausgleichsschaltung 38 abgelaufen ist. Daraus resultiert, dass eine Differenz der verbleibenden Strommenge zwischen den Energiespeicherzellen 30A, wenn die Energiespeichervorrichtung 1 stehen gelassen wurde, reduziert werden kann.
In der Energiespeichervorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform wird die Voraussage der Ankunftszeit, bis eine Strommengendifferenz den vorbestimmten maximal zulässigen Wert erreicht, basierend auf den Entladungsverläufen nicht durchgeführt. Dementsprechend kann die Verarbeitung vereinfacht werden im Vergleich zu einem Fall, in dem die Ankunftszeit basierend auf den Entladungsverläufen vorausgesagt wird.
<Andere Ausführungsformen>
Die Technik der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen beschränkt. Zum Beispiel sind auch die folgenden Ausführungsformen durch den Erfindungsumfang der vorliegenden Erfindung abgedeckt.
(1) In der oben beschriebenen Ausführungsform besteht die erste Bedingung darin, dass sich die Spannung der Energiespeicherzellen 30A zu der vorbestimmten Spannung erhöht. Die erste Bedingung ist jedoch nicht auf eine derartige Bedingung beschränkt. Zum Beispiel kann die erste Bedingung auch eine Bedingung, dass eine Spannungsdifferenz zwischen den Energiespeicherzellen 30A zu einer vorbestimmten Spannungsdifferenz erhöht wird, sein.
(2) Für die oben beschriebene Ausführungsform wird ein Fall erläutert, in dem die Verwaltungseinheit 37 eine Ausgleichsentladungsstrommenge derart misst, dass die Verwaltungseinheit 37 für jede vorbestimmte Zeitperiode den durch die Ausgleichsschaltung 38 entladenen Strom gemäß dem Ohmschen Gesetz basierend auf der Spannung der Energiespeicherzelle 30A und dem Widerstandswert des Entladungswiderstands 38A in Entsprechung zu der Energiespeicherzelle 30A berechnet und integriert. Das Verfahren zum Messen der Ausgleichsentladungsstrommenge ist jedoch nicht auf ein derartiges Verfahren beschränkt. Zum Beispiel kann die Verwaltungseinheit 37 die Spannung der Energiespeicherzelle 30A durch die Spannungsmessschaltung 35 messen. Und wenn die Spannung der Energiespeicherzelle 30A zu der gleichen Spannung wie die Spannung der Energiespeicherzelle 30A mit der niedrigsten Spannung vermindert wird, kann eine Spannungsdifferenz zwischen der Spannung vor dem Entladen und der Spannung nach dem Entladen zu einer Entladungsstrommenge [Ah] mittels einer vorbestimmten Berechnungsgleichung (oder Tabelle) gewandelt werden.
Alternativ dazu kann eine verbleibende Strommenge [Ah] der Energiespeicherzelle 30A aus einer Spannung vor dem Entladen geschätzt werden, kann eine verbleibende Strommenge der Energiespeicherzelle 30A aus einer Spannung nach dem Entladen geschätzt werden und kann eine Differenz zwischen diesen verbleibenden Strommengen als eine Ausgleichsentladungsstrommenge verwendet werden.
Alternativ dazu kann die Verwaltungseinheit 37 einen Widerstandswert des Entladungswiderstands 38A der Ausgleichsschaltung 38 speichern und kann eine Entladungsstrommenge durch das sequentielle Messen einer Spannungsänderung integrieren. Insbesondere kann eine Ausgleichsentladungsstrommenge aus den folgenden Gleichungen 8 bis 10 berechnet werden. $\begin{array}{l} Ausgleichsstrom I 1 zum Zeitpunkt t 1 = Zellenspannung/Entladungswiderstandswert zum Zeit- \\ punkt t 1 \end{array}$
$\begin{array}{l} Ausgleichsstrom I 2 zum Zeitpunkt t 2 = Zellenspannung/Entladungswiderstandswert zum Zeit- \\ punkt t 2 \end{array}$
$\begin{array}{l} Ausgleichsentladungsstrommenge in dem Abschnitt zwischen dem Zeitpunkt t 1 und dem Zeit- \\ punkt t 2 = (I 2 - I 1) \times (t 2 - t 1) \end{array}$
Alternativ dazu kann ein durchschnittlicher Wert eines Ausgleichsstroms aus einer normalen Spannung (zum Beispiel 3,5 V) und dem Widerstand des durch die Ausgleichsschaltung 38 verwendeten Entladungswiderstands 38A gespeichert werden. Dann kann die Verwaltungseinheit 37 eine Ausgleichsentladungsstrommenge durch das Multiplizieren einer Ausgleichsbetriebszeit mit einem durchschnittlichen Wert eines Ausgleichsstroms berechnen.
(3) Für die oben beschriebene Ausführungsform wird ein Fall erläutert, in dem die Energiespeichervorrichtung 1 stehen gelassen wurde. Und wenn die zweite Bedingung erfüllt wird, wird die Spannung jeder der Energiespeicherzellen 30A durch die zweite Reduktionsverarbeitung unabhängig davon, ob sich Spannung jeder Energiespeicherzelle 30A in einem Plateaubereich befindet oder nicht, entladen. Wenn sich die Spannungen aller Energiespeicherzellen 30A in einem nicht-Plateaubereich (steilen Bereich) befinden, kann die Spannungsdifferenz zwischen den entsprechenden Energiespeicherzellen (30A) bis zu einem gewissen Grad genau gemessen werden. Wenn sich entsprechend in einem Fall, in dem die zweite Bedingung erfüllt wird, die Spannungen aller Energiespeicherzellen 30A in einem nicht-Plateaubereich befinden, können die Spannungen der entsprechenden Energiespeicherzellen 30A gemessen werden, können Spannungsdifferenzen zwischen den entsprechenden Energiespeicherzellen erhalten werden und können Ausgleichsentladungsstrommengen der entsprechenden Energiespeicherzellen 30A aus den erhaltenen Spannungsdifferenzen bestimmt werden. Daraus resultiert, dass die Differenzen der verbleibenden Strommenge zwischen den Energiespeicherzellen 30A reduziert werden. Wenn sich dagegen die Spannung einer der Energiespeicherzellen 30A in dem Plateaubereich befindet, ist es schwierig, eine Spannungsdifferenz genau zu messen. Wenn sich also die Spannung wenigstens einer Energiespeicherzelle 30A in dem Plateaubereich befindet, kann ein Entladen durch die oben beschriebene zweite Reduktionsverarbeitung durchgeführt werden. Auf diese Weise kann auch eine Differenz der verbleibenden Strommenge zwischen den Energiespeicherzellen 30A reduziert werden, wenn sich die Spannung wenigstens einer Energiespeicherzelle 30A in dem Plateaubereich befindet.
(4) Für die oben beschriebene Ausführungsform wird ein beispielhafter Fall erläutert, in dem ein Ausgleichsentladungsverlauf aufgezeichnet wird, nachdem die Energiespeichervorrichtung 1 an dem Fahrzeug montiert wurde. Es kann jedoch auch ein Test durchgeführt werden, bevor die Energiespeichervorrichtung 1 an dem Fahrzeug montiert wird, und der Ausgleichsentladungsverlauf kann zuvor in der Speichereinheit 37B gespeichert werden.
(5) Für die oben beschriebene Ausführungsform wurde beispielhaft ein Fall erläutert, in dem eine Differenz der verbleibenden Strommenge zwischen den Energiespeicherzellen 30A als ein Beispiel für eine Strommengendifferenz verwendet wird. Wenn alternativ dazu eine Differenz zwischen einer Vollladungsstrommenge (mit anderen Worten einer verbleibenden Strommenge zum Zeitpunkt der Vollladung) der Energiespeicherzelle 30A und einer aktuellen verbleibenden Strommenge der Energiespeicherzelle 30A als eine verbleibende ladbare Strommenge der Energiespeicherzelle 30A angenommen wird, kann eine „Strommengendifferenz“ eine Differenz der verbleibenden ladbaren Strommenge zwischen den Energiespeicherzellen 30A sein.
(6) Für die Ausführungsform wurde beispielhaft ein Fall erläutert, in dem eine Ankunftszeit, bis eine Strommengendifferenz zwischen der Energiespeicherzelle 30A mit der maximalen verbleibenden Strommenge und der Energiespeicherzelle 30A mit der minimalen verbleibenden Strommenge einen vorbestimmten maximal zulässigen Wert erreicht, aus einem Entladungsverlauf vorausgesagt wird und eine Differenz der verbleibenden Strommenge reduziert wird, wenn die vorausgesagte Ankunftszeit abgelaufen ist. Die Verwaltungseinheit 37 kann aber auch eine Schätzverarbeitung zum sequentiellen Schätzen der verbleibenden Strommengen der Energiespeicherzellen 30A basierend auf den Entladungsverläufen durchführen und kann eine Differenz der verbleibenden Strommenge in einem Fall reduzieren, in dem eine Strommengendifferenz zwischen einer maximalen verbleibenden Strommenge und einer minimalen verbleibenden Strommenge in Bezug auf die durch die Schätzverarbeitung geschätzten verbleibenden Strommengen der entsprechenden Energiespeicherzellen 30A einen vorbestimmten maximal zulässigen Wert erreicht. Bei einer derartigen Konfiguration kann eine Differenz der verbleibenden Strommenge zwischen den Energiespeicherzellen 30A, wenn die Energiespeichervorrichtung 1 stehen gelassen wurde, zu dem maximal zulässigen Wert oder weniger unterdrückt werden.
(7) Für die oben beschriebene Ausführungsform wurde beispielhaft ein Fall erläutert, in dem die Energiespeichervorrichtung 1 an einem Fahrzeug wie etwa einem Automobil montiert ist. Die Energiespeichervorrichtung 1 ist jedoch nicht auf eine an einem Fahrzeug montierte Energiespeichervorrichtung beschränkt und kann auch für beliebige andere Zwecke verwendet werden.
(8) Für die oben beschriebene Ausführungsform wird beispielhaft ein Fall erläutert, in dem die passive Ausgleichsschaltung 38 als ein Beispiel für die Ausgleichsschaltung 38 verwendet wird. Die Ausgleichsschaltung 38 kann aber auch eine aktive Ausgleichsschaltung 38 sein, die eine Differenz der verbleibenden Strommenge durch das Laden der Energiespeicherzelle 30A mit einer niedrigen Spannung mittels der Energiespeicherzelle 30A mit einer hohen Spannung reduziert.
(9) Für die oben beschriebene Ausführungsform wurde ein Fall beschrieben in dem eine Lithiumionen-Sekundärbatterie als ein Beispiel für die Energiespeicherzelle 30A verwendet wird. Die Energiespeicherzelle 30A kann aber auch ein Kondensator mit einer elektrochemischen Reaktion sein.
Liste der Bezugszeichen

1: Energiespeichervorrichtung
30A: Energiespeicherzelle
37: Verwaltungseinheit
38: Ausgleichsschaltung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 6540781 [0004]

Claims

Energiespeichervorrichtung, umfassend: eine Vielzahl von Energiespeicherzellen, eine Ausgleichsschaltung, die konfiguriert ist, um zu erlauben, dass jede aus der Vielzahl von Energiespeicherzellen individuell ein Entladen durchführt, und eine Verwaltungseinheit, wobei die Verwaltungseinheit konfiguriert ist zum Durchführen: einer ersten Reduktionsverarbeitung, in der eine Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen reduziert wird, indem erlaubt wird, dass wenigstens eine der Energiespeicherzellen ein Entladen durch die Ausgleichsschaltung durchführt, wenn sich die Spannung einer der Energiespeicherzellen erhöht oder eine Spannungsdifferenz zwischen den Energiespeicherzellen größer wird, sodass eine erste Bedingung für das Reduzieren der Strommengendifferenz der Energiespeicherzellen erfüllt wird, einer Bestimmungsverarbeitung, in der bestimmt wird, ob eine zweite Bedingung für das Reduzieren der Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen während einer Zeitperiode, in der die erste Bedingung nicht erfüllt wird, erfüllt wird, einer zweiten Reduktionsverarbeitung, in der die Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen zwischen den Energiespeicherzellen reduziert wird, indem erlaubt wird, dass wenigstens eine der Energiespeicherzellen ein Entladen durch die Ausgleichsschaltung durchführt, wenn die zweite Bedingung erfüllt wird, und einer Entscheidungsverarbeitung, in der eine Entladungsstrommenge für das Entladen der Energiespeicherzelle durch die zweite Reduktionsverarbeitung basierend auf einem Entladungsverlauf des Entladens der Energiespeicherzelle durch wenigstens die erste Reduktionsverarbeitung entschieden wird.
Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verwaltungseinheit konfiguriert ist zum Durchführen einer Voraussageverarbeitung zum Voraussagen einer Ankunftszeit, bis eine Strommengendifferenz zwischen der Energiespeicherzelle mit der maximalen Strommenge und der Energiespeicherzelle mit der minimalen Strommenge einen vorbestimmten Wert ab einem Zeitpunkt des Entladens der Energiespeicherzelle durch die Ausgleichsschaltung erreicht, basierend auf dem Entladungsverlauf, und die zweite Bedingung eine Bedingung ist, dass die Ankunftszeit ab einem Zeitpunkt des vorausgehenden Entladens der Energiespeicherzelle durch die Ausgleichsschaltung abgelaufen ist.
Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Verwaltungseinheit in der Entscheidungsverarbeitung einen Gesamtwert der Entladungsstrommengen für jede der vorbestimmten Zeitperioden basierend auf dem Entladungsverlauf für jede der Energiespeicherzellen erhält, wobei dem Gesamtwert der Entladungsstrommengen während der vorbestimmten Zeitperiode, in der der Zeitpunkt des Durchführens des Entladens neuer ist, eine größere Gewichtung verliehen wird und die Gesamtwerte gemittelt werden, sodass ein Gewichtungsdurchschnitt der Gesamtwerte der Entladungsstrommengen für jede der vorbestimmten Zeitperioden erhalten wird und die Entladungsstrommengen der entsprechenden durch die zweite Reduktionsverarbeitung entladenen Energiespeicherzellen basierend auf dem Gewichtungsdurchschnitt der Gesamtwerte der Entladungsstrommengen der entsprechenden Energiespeicherzellen entschieden werden.
Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Bedingung eine Bedingung ist, dass eine abgelaufene Zeitperiode ab dem Zeitpunkt des vorausgehenden Entladens der Energiespeicherzelle durch die Ausgleichsschaltung eine vorbestimmte Zeitperiode erreicht.
Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Verwaltungseinheit eine Schätzverarbeitung zum sequentiellen Schätzen einer Strommenge jeder der Energiespeicherzellen basierend auf dem Entladungsverlauf durchführt, und die zweite Bedingung eine Bedingung ist, dass eine Differenz zwischen einer maximalen Strommenge und einer minimalen Strommenge in Bezug auf die Strommenge jeder der durch die Schätzverarbeitung geschätzten Energiespeicherzellen einen vorbestimmten Wert erreicht.
Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Energiespeicherzelle einen Plateaubereich aufweist, in dem eine Änderung der Spannung in Bezug auf eine Änderung des Ladezustands klein ist.
Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Verwaltungseinheit konfiguriert ist zum Durchführen der zweiten Reduktionsverarbeitung, wenn die zweite Bedingung erfüllt wird und sich die Spannung wenigstens einer der Energiespeicherzellen in dem Plateaubereich befindet.
Verfahren zum Steuern einer Energiespeichervorrichtung, die umfasst: eine Vielzahl von Energiespeicherzellen; und eine Ausgleichsschaltung, die konfiguriert ist, um zu erlauben, dass jede aus der Vielzahl von Energiespeicherzellen individuell ein Entladen durchführt, wobei das Verfahren zum Steuern einer Energiespeichervorrichtung umfasst: eine erste Reduktionsverarbeitung, in der in einem Fall, in dem sich die Spannung einer der Energiespeicherzellen erhöht oder eine Spannungsdifferenz zwischen beliebigen der Energiespeicherzellen größer wird, sodass eine erste Bedingung für das Reduzieren einer Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen erfüllt wird, die Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen durch das Entladen wenigstens einer der Energiespeicherzellen durch die Ausgleichsschaltung reduziert wird, eine Bestimmungsverarbeitung, in der bestimmt wird, ob eine zweite Bedingung für das Reduzieren der Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen während einer Periode, in der die erste Bedingung nicht erfüllt wird, erfüllt wird, eine zweite Reduktionsverarbeitung, in der die Strommengendifferenz zwischen den Energiespeicherzellen reduziert wird, indem erlaubt wird, dass wenigstens eine der Energiespeicherzellen ein Entladen durch die Ausgleichsschaltung durchführt, wenn die zweite Bedingung erfüllt wird, und eine Entscheidungsverarbeitung, in der eine Entladungsstrommenge für das Entladen der Energiespeicherzelle durch die zweite Reduktionsverarbeitung basierend auf einem Entladungsverlauf des Entladens der Energiespeicherzelle durch die erste Reduktionsverarbeitung entschieden wird.