ES2924835T3 - Dispositivo de celda de almacenamiento y sistema de celda de almacenamiento - Google Patents

Dispositivo de celda de almacenamiento y sistema de celda de almacenamiento Download PDF

Info

Publication number
ES2924835T3
ES2924835T3 ES14901445T ES14901445T ES2924835T3 ES 2924835 T3 ES2924835 T3 ES 2924835T3 ES 14901445 T ES14901445 T ES 14901445T ES 14901445 T ES14901445 T ES 14901445T ES 2924835 T3 ES2924835 T3 ES 2924835T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
cell
cell module
battery
current
battery management
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES14901445T
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichiro Kosugi
Masahiro Sekino
Masayuki Hoshino
Hiroaki Sakurai
Tomokazu Morita
Takenori Kobayashi
Tomohiro Toyosaki
Masatake Sakuma
Takahiro Yamamoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Application granted granted Critical
Publication of ES2924835T3 publication Critical patent/ES2924835T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/371—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] with remote indication, e.g. on external chargers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3842—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/389—Measuring internal impedance, internal conductance or related variables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4278—Systems for data transfer from batteries, e.g. transfer of battery parameters to a controller, data transferred between battery controller and main controller
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Se proporciona un aparato de batería que incluye una pluralidad de unidades de batería ensambladas (20), cada una de las cuales incluye un circuito de módulo de celda en el que una pluralidad de módulos de celda (30) están conectados en serie, cada módulo de celda incluye una unidad de monitoreo de celda (32) configurada para monitorear voltajes y temperaturas de celdas conectadas en serie; un sensor de corriente para detectar una corriente que fluye en el circuito del módulo celular; y un dispositivo de administración de batería (44) configurado para recibir datos de monitoreo de cada unidad de monitoreo de celda y datos de detección del sensor de corriente. el aparato de bateria incluye ademas un dispositivo de control de puerta de enlace (60) configurado para comunicarse con los dispositivos de gestion de bateria en la pluralidad de unidades de bateria ensambladas; y una computadora de medición (90) conectada al dispositivo de control de la puerta de enlace y la pluralidad de dispositivos de administración de batería, y configurada para calcular un valor característico de cada celda o módulo de celda, en base a los datos de detección adquiridos del dispositivo de administración de batería en los primeros intervalos de tiempo. , y para enviar, cuando se emitió una solicitud desde un dispositivo de control (80) o en segundos intervalos de tiempo que son más largos que los primeros intervalos de tiempo, los datos de detección adquiridos o el valor característico calculado al dispositivo de control. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de celda de almacenamiento y sistema de celda de almacenamiento
Campo técnico de la invención
Las realizaciones de la invención se refieren a un aparato de batería y un sistema de batería.
Antecedentes de la invención
Una celda secundaria se deteriora gradualmente después de la fabricación, y se produce una degradación en las características, como una disminución de la capacidad o un aumento de la resistencia. La degradación de la celda afecta a un sistema que utiliza la celda. Cuando la degradación es grande, la capacidad de la celda o las características de salida, que requiere el sistema no se satisfacen, y existe la preocupación de que se detenga el funcionamiento del sistema. Por lo tanto, es importante estimar la degradación de la celda. Específicamente, es deseable que el sistema, que utiliza la celda, sea capaz de detectar la vida de la celda. Se sabe que la velocidad de degradación de la celda varía según el método de uso de la celda (por ejemplo, la temperatura del ambiente, el rango de carga/descarga), y se han propuesto algunos métodos para estimar la degradación de la celda.
Existe una demanda para el desarrollo de un aparato de batería a gran escala que pueda suministrar una gran potencia, como un futuro aparato de batería. Por ejemplo, hay un aparato de batería a gran escala que tiene una capacidad de batería de MWh o una clase de varias decenas de MWh, que utiliza celdas con una capacidad de celda de aproximadamente 100 Wh. En este caso, se necesita un diseño que combine de 10000 a 100000 celdas en serie o en paralelo, de acuerdo con el voltaje de salida requerido o la capacidad de corriente.
Para diagnosticar la degradación de cada uno de los módulos de celda que están montados en el aparato de batería a gran escala descrito anteriormente, es necesario calcular el estado de carga (SOC) o el valor de resistencia interna del módulo de celda como valores característicos para diagnóstico de degradación. Convencionalmente, un dispositivo de control, que está configurado para ejecutar una comunicación mutua con cada módulo de celda para el funcionamiento del aparato de batería, calcula los valores característicos descritos anteriormente para el diagnóstico de degradación, además de ejecutar la comunicación mutua.
Sin embargo, dado que la carga en el cálculo de valores característicos para el diagnóstico de degradación se vuelve mayor de acuerdo con el número de módulos de celda que son objetivos del diagnóstico, esta carga se convierte en causa de un retraso o error en las comunicaciones mutuas para las operaciones. Por lo tanto, surge un problema con el mantenimiento de la seguridad en funcionamiento.
[Referencia de la técnica anterior]
[Literatura de patentes]
[Literatura de patentes 1]
Solicitud de patente japonesa Publicación de KOKAI No. 2013-70441
[Literatura de patentes 2]
Solicitud de patente japonesa Publicación de KOKAI No. 2013-73897
[Literatura de patentes 3]
Solicitud de patente japonesa Publicación de KOKAI No. 2013-97926
[Literatura de patentes 4]
Solicitud de patente japonesa Publicación de KOKAI No. 2014-41747
[Literatura de patentes 5]
Solicitud de patente japonesa Publicación de KOKAI No. 2014-132243
[Literatura de patentes 6]
Solicitud de patente japonesa Publicación de KOKAI No. 2014-54148
[Literatura de patentes 7]
Solicitud de patente japonesa Publicación de KOKAI No. 2002-236154
[Literatura de patentes 8]
Solicitud de patente japonesa Publicación KOKAI No. 2010-22155 En los documentos US 2013/271072 A1 y US 2004/101744 A1 se describen ejemplos del estado de la técnica.
Breve descripción de la invención
El objeto de la invención es proporcionar un aparato de batería y un sistema de batería, que pueda realizar un diagnóstico de degradación de una pluralidad de celdas secundarias manteniendo la seguridad en funcionamiento del aparato de batería.
La invención está definida por la materia de la reivindicación independiente 1. Una forma ventajosa de la realización de la reivindicación 1 es la materia a de la reivindicación dependiente 2.
Breve descripción de las figuras
La FIG. 1 es un diagrama de bloques que ilustra un ejemplo de la configuración de un aparato de batería a gran escala en una realización;
La FIG. 2 es una vista que ilustra esquemáticamente el interior del módulo de celda que se proporciona en el aparato de batería a gran escala en la realización;
La FIG. 3 es un diagrama de bloques que ilustra un ejemplo de configuración funcional del ordenador de medición que se proporciona en el aparato de batería a gran escala en la realización;
La FIG. 4 es un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de un procedimiento de proceso por el ordenador de medición proporcionado en el aparato de batería a gran escala en la realización;
La FIG. 5 es una gráfica que ilustra un ejemplo de la característica de corriente del módulo de celda proporcionado en el aparato de batería a gran escala en la realización;
La FIG. 6 es una gráfica que ilustra un ejemplo de un resultado aritmético diferencial de la característica de corriente del módulo de celda proporcionado en el aparato de batería a gran escala en la realización;
La FIG. 7 es una gráfica que ilustra un ejemplo del tiempo de registro de la característica de corriente del módulo de celda provisto en el aparato de batería a gran escala en la realización;
La FIG. 8 es una gráfica que ilustra un ejemplo de la relación entre el voltaje y el SOC del módulo de celda proporcionado en el aparato de batería a gran escala en la realización;
La FIG. 9 es una gráfica que ilustra un ejemplo de la relación entre la corriente y el voltaje del módulo de celda proporcionado en el aparato de batería a gran escala en la realización; y
La FIG. 10 es un diagrama de flujo que ilustra otro ejemplo del procedimiento del proceso por el ordenador de medición proporcionado en el aparato de batería a gran escala en la realización.
Modo para llevar a cabo la invención
A continuación, se describirán realizaciones con referencia a las figuras adjuntas.
La FIG. 1 es un diagrama de bloques que ilustra un ejemplo de la configuración de un aparato de batería a gran escala en una realización.
Haciendo referencia a la FIG. 1, se describe el contorno del sistema completo del aparato de batería a gran escala en relación con la realización.
En la FIG. 1, 10-1, 10-2,..., 10-n indican aparatos de batería (que también pueden denominarse "paneles de batería"). Éstos pueden denominarse en general como "aparato de batería 10". Los aparatos de batería 10-1, 10-2,..., 10-n tienen la misma configuración y, por ejemplo, se preparan 16 aparatos de batería. En la Figura, se ilustra de manera representativa la configuración interna de un aparato de batería 10-1.
El aparato de batería 10-1 incluye terminales de carga/descarga 51, 52. Por ejemplo, la terminal de carga/descarga 51 es una terminal positiva, y la terminal de carga/descarga 52 es una terminal negativa. Las terminales de carga/descarga 51, 52 están conectadas a un interruptor 12-1 de una placa de terminales de batería 12. La placa de terminales de batería 12 incluye interruptores 12-1, 12-2,..., 12-n que corresponden a los aparatos de batería 10-1, 10-2,..., 10-n. Los interruptores 12-1, 12-2,..., 12-n se abren/cierran y operan manualmente. Las terminales positivas de los interruptores 12-1, 12-2,..., 12-n se conectan comúnmente. Además, las terminales negativas de los interruptores 12-1, 12-2,..., 12-n se conectan comúnmente.
La conexión común de las terminales positivas significa un estado en el que las terminales positivas están agrupadas. La conexión común de las terminales negativas significa un estado en el que las terminales negativas están agrupadas. El voltaje de corriente continua (CC) entre las terminales positiva y negativa de la placa de terminales de la batería 12 se establece en, por ejemplo, alrededor de 490 V a 778 V. Además, la placa de terminales de batería 12 incluye un ordenador de control 80 (a ser descrita luego).
El voltaje de CC, que sale de la placa de terminales de batería 12, se suministra a un acondicionador de energía (PCS) 14. El acondicionador de energía 14 aumenta el voltaje de CC cambiando el voltaje de CC, y genera una salida de corriente alterna (CA). La salida de CA es, por ejemplo, 6,6 kV a 50 Hz. La salida del acondicionador de energía 14 se suministra a una línea de suministro de energía de un sistema de energía externo. El acondicionador de energía 14 tiene una función de conversión CA/CC bidireccional que transfiere energía entre el sistema de energía y la batería. Además, la salida del acondicionador de energía 14 se suministra a los dispositivos de suministro de energía de CC de los aparatos de batería 10-1, 10-2,..., 10-n a través del ordenador de control 80. En la Fig. 1, se ilustra de manera representativa un dispositivo de fuente de alimentación 70 de CC en el aparato de batería 10-1.
A continuación, se describe la configuración interna del aparato de batería 10-1. El aparato de batería 10-1 incluye una pluralidad (por ejemplo, 16) de unidades de batería ensambladas 20-1,20-2,..., 20-16 que están conectadas en paralelo. Dado que las unidades de batería ensambladas 20-1, 20-2,..., 20-16 tienen la misma configuración, la configuración interna de la unidad de batería ensamblada 20-1 se ilustra de forma representativa en la FIG. 1.
Se describe la configuración de la unidad de batería ensamblada 20-1. La unidad de batería ensamblada 20-1 incluye una pluralidad (por ejemplo, 22) de módulos de celda 30-1, 30-2,..., 30-22 que están conectados en serie. Éstos se denominan en general también como "circuito de módulo de celda 30". Se puede proporcionar un interruptor 46 en un punto a lo largo de un circuito en serie que se compone de los módulos de celda 30-1, 30-2,..., 30-22. Este interruptor 46 se usa para desconectar el circuito en serie, por ejemplo, cuando se retira cualquiera de los módulos de celda para una inspección. Además, en algunos casos, el interruptor 46 también sirve como seccionador (desconexión del servicio), o puede ser un fusible. Además, en algunos casos, se forma un cableado para notificar a un dispositivo de gestión de batería 44 (BMU: Unidad de Gestión de Baterías) (a describir más adelante) del estado de conexión/desconexión o del estado del fusible.
Los módulos de celda 30-1, 30-2,..., 30-22 descritos anteriormente tienen la misma configuración. Cada uno de los módulos de celda 30-1, 30-2,..., 30-22 incluye al menos una pluralidad de celdas que están conectadas en serie, y una unidad de monitoreo de batería 32 que monitorea temperaturas y voltajes de la pluralidad de celdas.
Estas celdas tienen tales características que la capacidad disminuye por degradación por el paso del tiempo, o degradación por repetición de carga/descarga, y que la resistencia interna en un tiempo de carga y la resistencia interna en un tiempo de descarga en relación al aumento del SOC (estado de carga).
La FIG. 2 es una vista que ilustra esquemáticamente el interior del módulo de celda que se proporciona en el aparato de batería a gran escala en la realización. La FIG. 2 ilustra, de manera simplificada, la configuración interna del módulo de celda, que está representada por el módulo de celda 30-1.
En el módulo de celda 30-1, un primer circuito de celdas, que se compone de una pluralidad (por ejemplo, 12) de celdas conectadas en serie Ca1 a Ca12, y un segundo circuito de celdas, que se compone de una pluralidad (por ejemplo, 12) de celdas conectadas en serie Cb1 a Cb12, están conectados en paralelo, y constituyen un circuito paralelo. La celda es, por ejemplo, una celda secundaria de iones de litio, y se hace uso de una celda con una capacidad de celda de aproximadamente varias decenas de Wh a varios cientos de Wh (por ejemplo, un voltaje promedio de 2 [V] a 5 V X corriente de salida 3 [Ah] a 100 Ah). Se sacan una terminal positiva y una terminal negativa del circuito paralelo.
Además, se proporciona una unidad de monitoreo de celdas (CMU) 32 en el módulo de celda 30-1. La unidad de monitoreo de celdas 32 monitorea (sensa o detecta) el voltaje terminal de cada celda. Además, la unidad de monitoreo de celdas 32 puede detectar la temperatura de cada celda, o la temperatura en el módulo de celda. Además, la unidad de monitoreo de celdas 32 incluye un controlador que incluye un microprocesador, e incluye un transceptor para comunicarse con el exterior.
Volviendo a la FIG. 1, se describe la configuración del interior de la unidad de batería ensamblada 20-1. Un sensor de corriente 41 está conectado a una terminal del circuito en serie en el que los módulos de celda plurales 30-1,..., 30-21, 30-22 están conectados en serie. Además, una de las terminales de entrada/salida de un circuito interruptor 42 (contactor electromagnético) está conectado a una terminal del circuito en serie. Además, la otra de las terminales de entrada/salida del circuito interruptor 42 está provista de una primera terminal de carga/descarga 51. Además, la otra terminal del circuito en serie, en la que se conectan en serie los módulos de celda plurales 30-1,..., 30-21, 30-22, está provista de una segunda terminal de carga/descarga 52.
En el circuito interruptor 42, un interruptor S1 sin resistencia (con un valor de resistencia extremadamente menor que una resistencia R2; por ejemplo, un valor de resistencia de 1/10 o menos) y un interruptor S2, que está conectado a la resistencia R2 en serie, están conectados en paralelo.
En la Fig. 1, el circuito interruptor 42 se proporciona entre la terminal de carga/descarga 51 y el sensor de corriente 41. Sin embargo, se proporciona un circuito interruptor adicional entre la terminal de carga/descarga 52 y el módulo de celda 30-22. Esto tiene como objetivo garantizar la seguridad, incluso si uno de los circuitos interruptores no se abre debido a la unión por fusión de contacto o similar, haciendo que el otro circuito interruptor se "abra".
Aquí, las unidades de monitoreo de celdas 32 en los módulos de celda 30-1, 30-2,..., 30-22 están conectadas al dispositivo de gestión de batería 44 a través de una línea de bus de comunicación como línea CAN (Red de área de control), y puede ejecutar comunicación mutua. Además, el sensor de corriente 41 está conectado al dispositivo de gestión de batería 44. El dispositivo de gestión de batería 44 puede recibir datos actuales que mide el sensor de corriente 41.
El dispositivo de gestión de batería 44 incluye un controlador que incluye un microprocesador, y también incluye un transceptor para comunicarse con la unidad de monitoreo de celda 32. Además, el dispositivo de gestión de batería 44 puede emitir señales de control para controlar los interruptores S1 y S2 del circuito interruptor 42.
Además, el dispositivo de gestión de batería 44 está conectado a un dispositivo de control de puerta de enlace 60 (que también puede denominarse "dispositivo de puerta de enlace" o "dispositivo de control maestro"), y puede ejecutar la transmisión/recepción mutua de varios datos. Por ejemplo, la comunicación entre el dispositivo de gestión de batería 44 y el dispositivo de control de puerta de enlace 60 se ejecuta a intervalos de, por ejemplo 100 ps a 200 ps. El dispositivo de control de puerta de enlace 60 puede controlar el funcionamiento del dispositivo de gestión de batería 44, y el funcionamiento del dispositivo de fuente de alimentación de CC 70. En resumen, el dispositivo de control de puerta de enlace 60 controla integralmente las respectivas unidades de batería ensambladas 20-1,..., 20-16.
El dispositivo de control de puerta de enlace 60 se proporciona en cada uno de los aparatos de batería 10-1, 10-2,..., 10-n. El dispositivo de control de puerta de enlace 60 en cada uno de los aparatos de batería 10-1, 10-2,..., 10-n está conectado al ordenador de control 80 a través de una línea de bus de comunicación, y puede ejecutar comunicación mutua. El ordenador de control 80 incluye un controlador que incluye un microprocesador, e incluye un transceptor para comunicarse con el exterior. Además, el ordenador de control 80 monitorea los estados de los interruptores 12-1, 12­ 2,..., 12-n. Además, el dispositivo de control de puerta de enlace 60 puede reducir la cantidad de datos que se envían al ordenador de control 80, mediante la ejecución de un proceso como la reducción de los datos que se envían desde el dispositivo de gestión de batería 44.
Además, un ordenador de medición 90 está conectado entre el dispositivo de control de puerta de enlace 60 y el dispositivo de gestión de batería 44.
Este ordenador de medición 90 adquiere datos de detección y datos SOC obtenidos del dispositivo de gestión de batería 44, como voltajes y temperaturas de celdas respectivas alojadas en cada módulo de celda, y el valor de la corriente que fluye en cada módulo de celda. Utilizando estos datos, se calculan valores predeterminados relacionados con cada celda o cada módulo de celda. Por ejemplo, el valor de la resistencia interna se calcula usando el valor de corriente y el valor de voltaje de cada módulo de celda o celda alojada en intervalos de tiempo. Este valor de resistencia interna se puede utilizar para diagnóstico de degradación.
Por ejemplo, la comunicación entre el ordenador de medición 90 y el ordenador de control 80 se ejecuta con una frecuencia muy baja, por ejemplo, a intervalos de cada minuto, cada hora, cada día o cada mes (segundos intervalos de tiempo), en comparación con la frecuencia de comunicación entre el dispositivo de gestión de batería 44 y el dispositivo de control de puerta de enlace 60, que se ejecuta a intervalos normales de 100 ps (primeros intervalos de tiempo). Hay poca o ninguna influencia en la comunicación entre el ordenador de control 80, el dispositivo de control de puerta de enlace 60, el ordenador de medición 90 y el dispositivo de gestión de batería 44.
Mientras tanto, es preferible que la cantidad de datos, que adquiere el ordenador de medición 90 sea mayor que la cantidad de datos que se envía al ordenador de control 80.
Como se ha descrito anteriormente, este aparato de batería (a gran escala) incluye el circuito interruptor 42 (contactor electromagnético) que se proporciona de forma independiente en cada unidad de batería ensamblada. Por lo tanto, la conexión/desconexión en paralelo (liberación) de cada unidad de batería ensamblada se puede ejecutar de forma independiente hacia/desde un bus de CC (una línea que conecta en paralelo las terminales de salida de las unidades de batería ensambladas). El "apagado en paralelo" o "liberación" significa que un estado conectado de una unidad de batería, que está conectada a otras unidades de batería, se establece en un estado desconectado en el que la unidad de batería se desconecta, o se corta, de las otras unidades de batería.
En consecuencia, cuando se detecta una unidad de batería ensamblada, que tiene una gran diferencia entre el voltaje de salida del mismo (el voltaje calculado a partir del valor de detección del sensor de corriente 41) y el voltaje del bus de CC en el tiempo de activación, se puede detener la activación de sólo esta unidad de batería ensamblada. Por ejemplo, en el caso de que un módulo de celda de una determinada unidad de batería ensamblada se haya desprendido, o haya sufrido un cortocircuito o haya fallado, se puede constituir una unidad de batería ensamblada que no incluya este módulo de celda. Alternativamente, cuando ocurre una falla en una cierta unidad de batería ensamblada o en un módulo de celda en la unidad de batería ensamblada, es posible conectar en paralelo solo la unidad de batería ensamblada en la que ocurrió la falla, y continuar la operación del aparato de batería en conjunto. Incluso después de liberar la unidad de batería en la que ocurrió la falla, es posible solicitar datos relacionados con la unidad de batería desde el ordenador de medición 90, adquirir los datos, e identificar la causa de la anormalidad en una etapa temprana.
Si se produce un estado anómalo (fallo) (por ejemplo, información de temperatura anómala, corriente anómala, caída de tensión anómala), el dispositivo de gestión de batería 44 lo detecta. Además, el circuito interruptor 42 en la unidad de batería ensamblada se apaga, y se puede obtener la seguridad de todo el aparato.
Además, la información relacionada con el número de unidades de batería ensambladas en el estado operativo, o la capacidad de salida total de las mismas, o la capacidad residual puede transmitirse al acondicionador de energía 14 o al ordenador de control 80 a través del dispositivo de control de puerta de enlace 60. Como esta ruta de transmisión, se pueden utilizar varias redes de comunicación, como Ethernet (marca registrada). El acondicionador de energía 14 convierte una corriente CC, que se envía desde cada unidad de batería ensamblada 20-1,..., 20-16, en una corriente CA.
El acondicionador de energía 14 de la presente realización puede ejecutar una operación de protección del sistema de batería limitando la salida de energía o deteniendo el funcionamiento de la unidad de batería ensamblada o el aparato de batería, de acuerdo con la información recibida. Por ejemplo, cuando la salida debe mantenerse constante, la salida puede suprimirse o detenerse si sale una corriente anormal desde el lado de la unidad de batería ensamblada. Además, cuando la salida del lado de la unidad de batería ensamblada se vuelve más débil y existe la posibilidad de que ocurra un flujo de energía inverso, la operación puede detenerse.
Como se describió anteriormente, cada una de las unidades de batería ensambladas se puede activar y detener de forma independiente, y se proporcionan los medios para transmitir los estados de estas unidades de batería ensambladas al dispositivo de control de puerta de enlace 60, el ordenador de control 80 y el acondicionador de energía 14, que son sistemas de nivel superior. Además, el ordenador de control 80 puede adquirir datos del ordenador de medición 90, cuando se detectó un estado predeterminado, o con respecto a los datos seleccionados por un usuario. La frecuencia de adquisición de estos datos es extremadamente inferior a la frecuencia de temporización de la comunicación de datos para ejecutar la detección de anomalías ordinarias de cada módulo de batería ensamblado habitual o cada celda alojada en el mismo. Es así posible realizar la adquisición de datos en paralelo con la función de detección de anomalías de cada celda, cada módulo de celda o cada unidad de batería ensamblada. De esta manera, mientras la comunicación se realiza dentro del rango que no excede la cantidad de procesamiento de información de la línea de comunicación que conecta el ordenador de control 80 y varios dispositivos de control de puerta de enlace 60, se pueden ejecutar otros procesos, como el diagnóstico de degradación, y se puede mantener la seguridad incluso si se conecta un número arbitrario de unidades de batería ensambladas.
Como resultado, puede obtenerse un aparato de batería a gran escala con una capacidad arbitraria por los medios que permiten la conexión en paralelo de unidades de batería ensambladas, cuyo control ON/OFF de las salidas puede ejecutarse independientemente para cada unidad.
La FIG. 3 es un diagrama de bloques que ilustra un ejemplo de configuración funcional del ordenador de medición que se proporciona en el aparato de batería a gran escala en la realización.
Como se ilustra en la FIG. 3, el ordenador de medición 90 incluye una unidad de adquisición de datos 91, una unidad de cálculo 92, y una unidad de salida 93.
A continuación, se da una descripción de una función de cálculo (diagnóstico de degradación) del circuito del módulo de celda 30 por parte del ordenador de medición 90. La FIG. 4 es un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de un procedimiento de proceso por el ordenador de medición proporcionado en el aparato de batería a gran escala en la realización.
La unidad de adquisición de datos 91 del ordenador de medición 90 selecciona el módulo de celda 30-1, por ejemplo, como un módulo de celda de un objetivo de diagnóstico de degradación (A1), y las salidas, al dispositivo de gestión de batería 44 conectado al módulo de celda 30 -1, una instrucción para hacer que el dispositivo de gestión de batería 44 emita la corriente, voltaje, temperatura y SOC de este módulo de celda 30-1.
La unidad de adquisición de datos 91 del ordenador de medición 90 puede seleccionar preferentemente, como objetivo de diagnóstico de degradación, una parte de los módulos de celda que están conectados en serie en cada unidad de batería ensamblada 20.
Además, de los módulos de celda que están conectados en serie en cada unidad de batería ensamblada 20, se considera que una celda o módulo de celda que tiene un voltaje más alto en el tiempo de carga o un voltaje más bajo en el tiempo de descarga tiene una resistencia interna alta y para estar más degradada (la capacidad es más pequeña), e influye en gran medida en la disminución de la capacidad de la unidad de batería en su conjunto. Así, la unidad de adquisición de datos 91 del ordenador de medición 90 puede seleccionar preferentemente, como un objetivo de diagnóstico de degradación, el módulo de celda que tiene un voltaje más alto en un tiempo de carga o un voltaje más bajo en un tiempo de descarga.
Al recibir la instrucción descrita anteriormente, el dispositivo de gestión de batería 44 envía, a la CMU 32 a la que está conectado el módulo de celda seleccionado 30-1 descrito anteriormente, una instrucción para hacer que la CMU 32 transmita el voltaje y la temperatura del módulo de celda 30-1, leyendo así la información de voltaje y temperatura de esta CMU 32.
Aquí, basándose en la corriente y el voltaje de lectura, el dispositivo de gestión de batería 44 calcula el SOC del módulo de celda 30-1 en la fuente de lectura.
Se describe el cálculo del SOC basado en un valor de integración de corriente. La FIG. 5 es una gráfica que ilustra un ejemplo de la característica de corriente del módulo de celda proporcionado en el aparato de batería a gran escala en la realización. La FIG. 6 es una gráfica que ilustra un ejemplo de un resultado aritmético diferencial de la característica de corriente del módulo de celda proporcionado en el aparato de batería a gran escala en la realización. La FIG. 7 es una gráfica que ilustra un ejemplo del tiempo de registro de la característica de corriente del módulo de celda provisto en el aparato de batería a gran escala en la realización.
El dispositivo de gestión de batería 44 monitorea el valor de una corriente que fluye en el módulo de celda 30-1, que fue detectada por el sensor de corriente 41, y registra en una memoria interna el voltaje del módulo de celda 30-1 en un tiempo predeterminado (ver FIG. 7) después de que haya pasado un tiempo predeterminado desde el valor (ver FIG. 6) obtenido integrando esta corriente reducida a un umbral predeterminado o menos. En la FIG. 5 a la FIG. 7, el tiempo en la abscisa es idéntico. En la ordenada de la FIG. 7, las partes en las que el valor no es 0 indican tiempos de registro del voltaje del módulo de celda 30-1.
El dispositivo de gestión de batería 44 calcula el SOC del módulo de celda 30-1, basado en la eficiencia de corriente, la capacidad de la celda (variable por temperaturas) y la relación de autodescarga, además del valor integrado de la corriente descrito anteriormente.
El dispositivo de gestión de batería 44 clasifica, en asociación con los respectivos rangos de temperatura, el SOC calculado y la corriente, el voltaje y la temperatura del módulo de celda 30-1, y envía a el ordenador de medición 90 los datos clasificados como los datos de la corriente y el voltaje del módulo de celda 30-1 con respecto a cada SOC.
La unidad de adquisición de datos 91 del ordenador de medición 90 adquiere sucesivamente los datos del módulo de célula 30-1, hasta obtener un número de datos necesario para diagnosticar el módulo de celda 30-1 que se seleccionó en A1 (A2).
La unidad de cálculo 92 del ordenador de medición 90 calcula, en base a los datos adquiridos, la capacidad residual y el valor de resistencia interna (para cada SOC) como los valores característicos para diagnosticar la degradación del módulo de celda 30-1 (A3).
La FIG. 8 es una gráfica que ilustra un ejemplo de la relación entre el voltaje y el SOC del módulo de celda provisto en el aparato de batería a gran escala en la realización.
La FIG. 9 es una gráfica que ilustra un ejemplo de la relación entre la corriente y el voltaje del módulo de celda provisto en el aparato de batería a gran escala en la realización.
En las características ilustradas en la FIG. 8, se puede obtener una curva de voltaje en valores de corriente arbitrarios creando una gráfica de corriente (I)/voltaje (V) con respecto a cada SOC.
Aquí, si se grafica la relación entre la corriente y el voltaje en un determinado SOC, se puede obtener el gráfico de corriente/voltaje y, como se ilustra en la FIG. 9, se puede obtener el voltaje del módulo de celda 30-1 en un valor de corriente arbitrario. La unidad de cálculo 92 puede calcular el valor de la resistencia interna, basándose en las características del voltaje del módulo de celda 30-1 en un valor de corriente arbitrario.
La unidad de salida 93 del ordenador de medición 90 emite el resultado del cálculo de la capacidad residual y el valor de resistencia interna a el ordenador de control 80 (A4).
Este resultado de cálculo se usa para un control de valor de instrucción externo por parte del ordenador de control 80. De esta manera, calculando la capacidad residual y el valor de la resistencia interna del módulo de celda, el valor de instrucción puede determinarse de acuerdo con el tiempo de determinación de la instrucción operativa del aparato de batería. Por lo tanto, el módulo de celda se puede utilizar durante mucho tiempo.
En cuanto al SOC basado en el valor de integración actual, que fue calculado por el dispositivo de gestión de batería 44, existe un caso en el que un error debido a un valor de compensación del sensor de corriente 41 aumenta con el paso del tiempo.
La unidad de cálculo 92 del ordenador de medición 90 puede estimar un voltaje de circuito abierto (OCV) del módulo de celda 30-1, en base a los valores de medición actuales de la impedancia interna, y el voltaje y la corriente del módulo de celda 30-1, y puede calcular un error del SOC basado en el valor de integración de corriente, en base a una relación predeterminada entre el OCV y el SOC (A5).
El valor de este error se emite desde la unidad de salida 93 al dispositivo de gestión de batería 44 (A6). Junto con esto, el dispositivo de gestión de batería 44 corrige el valor del SOC que se calculó como se describió anteriormente. Esta corrección es ejecutada por cada dispositivo de gestión de batería 44. De esta manera, se corrige el valor del SOC, que es difícil de reconocer con exactitud debido a la acumulación de errores por cálculos de integración o al efecto de características transitorias de la variación de voltaje de celda con respecto a la corriente. De este modo, el dispositivo de gestión de batería 44 puede reconocer correctamente el SOC y la capacidad residual del módulo de celda 30-1.
Si la selección del módulo de celda que es el objetivo de diagnóstico no se completa en todas las unidades de batería ensambladas 20 (NO en A7), el módulo de celda que es el objetivo de diagnóstico se selecciona entre los módulos de celda que no se han sometido a la determinación de selección/no selección (A7^A1). De esta manera, mediante diagnósticos de degradación de realización sucesiva del módulo de celda, se puede calcular la capacidad de celdas de cada módulo de celda. Por lo tanto, se puede detectar una degradación anormal o una indicación de falla de un módulo de celda específico, y el aparato de batería se puede operar de manera más segura y sin peligro.
Además, el cálculo de varios datos para el diagnóstico de degradación del circuito del módulo de celda 30 es ejecutado por el ordenador de medición 90 que se proporciona por separado del ordenador de control 80. Por lo tanto, los diversos datos para el diagnóstico de degradación del circuito del módulo de celda 30 pueden encontrarse sin impedimentos para el proceso por parte del ordenador de control 80 durante el funcionamiento del aparato de batería. Por lo tanto, el diagnóstico de degradación de varias celdas secundarias se puede ejecutar mientras se mantiene la seguridad del funcionamiento del aparato de batería a gran escala. Además, al seleccionar preferentemente una parte de los módulos de celda como objetivo del diagnóstico de degradación, disminuye la cantidad de diversos datos para el diagnóstico de degradación. Por lo tanto, se puede reducir la carga de procesamiento en el ordenador de control 80 que es el destino de salida de los datos. A continuación, se describe otro ejemplo de diagnóstico de degradación del módulo de celda 30 por parte del ordenador de medición 90.
La FIG. 10 es un diagrama de flujo que ilustra otro ejemplo del procedimiento del proceso por el ordenador de medición proporcionado en el aparato de batería a gran escala en la realización.
Para controlar correctamente el aparato de batería a gran escala, también es importante la característica del valor de resistencia interna del circuito del módulo de celda 30. Para empezar, el ordenador de control 80 selecciona el módulo de celda 30-1, por ejemplo, como módulo de celda de un objetivo de diagnóstico de degradación (A11).
El ordenador de control 80 adquiere sucesivamente los datos del módulo de celda 30-1 (los datos de la corriente y el voltaje del módulo de celda 30-1 en relación con cada SOC, que se clasifica en asociación con los respectivos rangos de temperatura) hasta que se obtiene (A12) un número necesario de datos para el diagnóstico del módulo de celda 30-1 que se seleccionó en A1.
La unidad de cálculo 92 del ordenador de medición 90 calcula, con el uso de los datos adquiridos en A12, los datos de resistencia interna SOC que indican la correspondencia entre el SOC del módulo de celda 30-1 y el valor de resistencia interna en un tiempo de carga o en un tiempo de descarga (A13).
[Además, la unidad de cálculo 92 del ordenador de medición 90 calcula, basándose en los datos de resistencia interna SOC descritos anteriormente, un valor máximo de corriente de carga y un valor máximo de corriente de descarga en cada SOC, que corresponden al valor de resistencia interna del módulo de celda 30-1 (A14).
Por ejemplo, el valor máximo de corriente de carga en cada SOC se puede calcular mediante la siguiente fórmula (1): (voltaje máximo permisible de módulo de celda 30-1 - OCV de módulo de celda 30-1)/valor interno de resistencia en tiempo de carga de módulo de celda 30 ...(1)
Además, por ejemplo, el valor máximo de corriente de descarga en cada SOC se puede calcular mediante la siguiente fórmula (2):
(OCV de módulo de celda 30-1 - voltaje mínimo permisible de módulo de celda 30-1)/valor interno de resistencia en tiempo de descarga de módulo de celda 30 ...(2)
La unidad de salida 93 del ordenador de medición 90 transmite los datos de resistencia interna SOC y los datos del valor máximo de corriente de carga y el valor máximo de corriente de descarga al ordenador de control 80 (A15).
Si la selección del módulo de celda que es el objetivo de diagnóstico no se completa en todas las unidades de batería ensambladas 20 (NO en A16), el módulo de celda que es el objetivo de diagnóstico se selecciona entre los módulos de celdas que no se han sometido a la determinación de selección/no selección (A16 ^ A11). De esta manera, mediante diagnóstico de degradación de realización sucesiva del módulo de celda, se puede calcular la capacidad de celda del circuito de módulo de celda 30.
Además, aquí, se supone que la unidad de cálculo 92 está ejecutando el cálculo de la capacidad residual del módulo de celda, como se describió anteriormente. La unidad de salida 93 del ordenador de medición 90 también transmite la información de la capacidad residual al ordenador de control 80. De esta manera, dado que el ordenador de control 80 puede reconocer la capacidad residual, el valor de resistencia interna, la corriente máxima de tiempo de carga y la corriente máxima del tiempo de descarga del circuito de módulo de celda 30, la operación del PCS 14, que corresponde a estos valores, puede ser llevado a cabo.
Si el ordenador de medición 90 está conectado a una red de comunicación, el cálculo para diagnóstico de degradación del circuito de módulo de celda 30 se puede realizar de forma remota. Por lo tanto, incluso si el aparato de batería funciona sin supervisión, es posible hacer un plan como reemplazo de celdas debido a una indicación de una falla del circuito de módulo de celda 30.
De acuerdo con al menos una de las realizaciones descritas anteriormente, se puede proporcionar un aparato de batería que puede realizar un diagnóstico de degradación de varias celdas secundarias, manteniendo al mismo tiempo la seguridad del funcionamiento del aparato de batería.
Específicamente, es posible calcular más exactamente el valor del SOC, que es difícil de reconocer con exactitud debido al error de integración o las características transitorias de la variación de voltaje de celda en relación con la corriente. Además, con el uso del ordenador de medición, es posible calcular (medir) correctamente el SOC, la capacidad, y la resistencia interna de tiempo de carga y la resistencia interna de tiempo de descarga en relación con el s Oc . Además, es posible actualizar los datos del dispositivo de gestión de batería 44 mediante los datos descritos anteriormente calculados por el ordenador de medición, y establecer el estado en el que se pueden calcular valores SOC más exactos.
Además, el control PCS de alta precisión se puede ejecutar enviando, como información de control del dispositivo de nivel superior, los datos del SOC corregido, la capacidad y la característica de resistencia interna calculada por el ordenador de medición.
Se hace notar que el método descrito en cada una de las realizaciones antes mencionadas se puede almacenar en un medio de almacenamiento como un disco magnético (un disquete®, un disco duro, o similar), un disco óptico (un CD-ROM, un DVD, o similar), un disco magneto-óptico (MO), o una memoria semiconductora como un programa ejecutable por un ordenador, y puede distribuirse.
Se puede adoptar cualquier formato de almacenamiento siempre que el medio de almacenamiento pueda almacenar un programa, y sea legible por el ordenador.
Un OS (Sistema operativo) que opera en el ordenador, MW (middleware) como software de gestión de base de datos o software de red, o similar, puede ejecutar parte de cada proceso para implementar las realizaciones antes mencionadas en función de las instrucciones del programa instalado desde el medio de almacenamiento a el ordenador.
El medio de almacenamiento de acuerdo con cada una de las realizaciones no se limita a un medio independiente del ordenador, y también incluye un medio de almacenamiento que almacena o almacena temporalmente el programa transmitido por una LAN, Internet o similar descargándolo.
El número de medios de almacenamiento no está limitado a uno. El medio de almacenamiento según la presente invención también incorpora una caja en la que el procesamiento de cada una de las realizaciones antes mencionadas se ejecuta desde una pluralidad de medios, y los medios pueden tener cualquier disposición. Se hace notar que el ordenador de acuerdo con cada una de las realizaciones está configurado para ejecutar cada proceso de cada una de las realizaciones mencionadas anteriormente en función del programa almacenado en el medio de almacenamiento, y puede ser, por ejemplo, un dispositivo único formado de un ordenador personal o un sistema que incluye una pluralidad de dispositivos conectados a través de una red.
El ordenador según cada una de las realizaciones no se limita a un ordenador personal, y también incluye un dispositivo de procesamiento aritmético o microordenador incluido en un aparato de procesamiento de información. El término "ordenador" indica colectivamente aparatos y dispositivos capaces de implementar las funciones de la presente invención mediante el programa.
La invención está definida por la materia de la reivindicación independiente 1. Una forma ventajosa de la realización de la reivindicación 1 es la materia de la reivindicación dependiente 2.
Lista de signos de referencia
10-1; 10-2; 10-n...aparatos de batería; 12...placa terminal de batería; 12-1; 12-2; 12-n...interruptor; 14...acondicionador de energía; 20...unidad de batería ensamblada; 30...módulo de celda; 32...unidad de monitoreo de celdas; 44.. .dispositivo de gestión de batería; 51...primer terminal de carga/descarga; 52...segunda terminal de carga/descarga; 60.. .dispositivo de control de puerta de enlace; 80...ordenador de control; 90...ordenador de medición; 91... unidad de adquisición de datos; 92...unidad de cálculo; 93... unidad de salida.

Claims (2)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato de batería que comprende:
una pluralidad de unidades de batería ensambladas (20), cada una de las unidades de batería ensambladas (20) incluye un circuito de módulo de celda (30) en el que se conecta una pluralidad de módulos de celda, incluyendo cada uno de los módulos de celda una pluralidad de celdas que están conectadas en serie y una unidad de monitoreo de celdas (32) configurada para monitorear voltajes y temperaturas de la pluralidad de celdas; un sensor de corriente (41) para detectar una corriente que fluye en el circuito de módulo de celda (30); y un dispositivo de gestión de batería (44) configurado para recibir datos de monitoreo de cada una de las unidades de monitoreo de celdas (32), y datos de detección del sensor de corriente (41);
un dispositivo de control de puerta de enlace (60) configurado para ejecutar una comunicación mutua con los dispositivos de gestión de batería (44) en la pluralidad de unidades de batería ensambladas (20); y
un ordenador de medición (90) conectado al dispositivo de control de puerta de enlace (60) y la pluralidad de dispositivos de gestión de batería (44), y configurada para adquirir datos de detección del dispositivo de gestión de batería (44) en primeros intervalos de tiempo, para calcular un valor de característica predeterminada de cada celda o módulo de celda, en base a los datos de detección adquiridos, y para enviar los datos de detección adquiridos o el valor de característica calculado de la celda o módulo de celda a un dispositivo de control (80) en segundos intervalos de tiempo que son más largos que los primeros intervalos de tiempo;
caracterizado porque la pluralidad de módulos de celda está conectada en serie en cada circuito de módulo de celda, y donde el ordenador de medición (90) está configurado para seleccionar preferentemente, entre los módulos de celdas, un módulo de celda que tiene un voltaje más alto en un tiempo de carga o un voltaje más bajo en un tiempo de descarga, como un módulo de celda que es un objetivo de diagnóstico de degradación, y para ejecutar el diagnóstico de degradación del módulo de celda seleccionado.
2. El aparato de batería de la reivindicación 1, donde el ordenador de medición (90) está configurado para calcular una capacidad residual, una resistencia interna, una corriente máxima de tiempo de carga y una corriente máxima de tiempo de descarga de un módulo de celda que es un objetivo de diagnóstico de degradación, y ejecutar el diagnóstico de degradación, en base a un resultado del cálculo.
ES14901445T 2014-09-19 2014-09-19 Dispositivo de celda de almacenamiento y sistema de celda de almacenamiento Active ES2924835T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/074974 WO2016042678A1 (ja) 2014-09-19 2014-09-19 蓄電池装置および蓄電池システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2924835T3 true ES2924835T3 (es) 2022-10-11

Family

ID=55532741

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES14901445T Active ES2924835T3 (es) 2014-09-19 2014-09-19 Dispositivo de celda de almacenamiento y sistema de celda de almacenamiento

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9885760B2 (es)
EP (1) EP3197003B1 (es)
JP (1) JP6139775B2 (es)
KR (1) KR101732854B1 (es)
CN (1) CN105637728A (es)
ES (1) ES2924835T3 (es)
WO (1) WO2016042678A1 (es)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018048893A (ja) * 2016-09-21 2018-03-29 Ntn株式会社 二次電池の劣化判定装置
JP6864536B2 (ja) 2017-04-25 2021-04-28 株式会社東芝 二次電池システム、充電方法、プログラム、及び車両
JP6794960B2 (ja) * 2017-08-22 2020-12-02 トヨタ自動車株式会社 電源システム
CN111033873A (zh) * 2017-08-25 2020-04-17 松下知识产权经营株式会社 蓄电系统以及管理装置
JP2019132765A (ja) * 2018-02-01 2019-08-08 株式会社デンソー 電池監視装置
JP7006359B2 (ja) * 2018-02-21 2022-01-24 トヨタ自動車株式会社 電池の発煙判定方法および電池システム
US11366172B2 (en) 2018-07-24 2022-06-21 Korea Electric Power Corporation Apparatus and method for diagnosing battery
CN109473739B (zh) * 2018-10-12 2021-05-28 湖北航天技术研究院总体设计所 一种大容量储能电池管理系统及方法
JP7225153B2 (ja) * 2020-03-13 2023-02-20 株式会社東芝 充放電制御方法、電池搭載機器、管理システム、充放電制御プログラム、管理方法、管理サーバ及び管理プログラム
CN112014758B (zh) * 2020-07-22 2023-04-25 量道(深圳)储能科技有限公司 基于电池管理系统的事件信息分析电池性能的方法及系统

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09113588A (ja) * 1995-10-17 1997-05-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 組電池の状態検出方法
JP2002236154A (ja) * 2001-02-07 2002-08-23 Sanyo Electric Co Ltd 電池の残容量補正方法
JP2003111284A (ja) * 2001-09-27 2003-04-11 Nec Mobile Energy Kk 省電力化電池パック
JP4035777B2 (ja) * 2003-02-10 2008-01-23 株式会社デンソー 組電池の放電装置
JP4065232B2 (ja) * 2003-12-11 2008-03-19 三洋電機株式会社 電池の充電方法
WO2007032382A1 (ja) * 2005-09-16 2007-03-22 The Furukawa Electric Co., Ltd 二次電池劣化判定方法、二次電池劣化判定装置、及び電源システム
JP5091473B2 (ja) * 2006-12-14 2012-12-05 パナソニック株式会社 組電池制御方法、組電池制御回路、及びこれを備えた充電回路、電池パック
JP4650532B2 (ja) * 2008-07-11 2011-03-16 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置の劣化判定装置および蓄電装置の劣化判定方法
JP5498149B2 (ja) * 2009-12-17 2014-05-21 株式会社東芝 二次電池装置および車両
JP5587665B2 (ja) * 2010-05-10 2014-09-10 一般財団法人電力中央研究所 設備保全装置、設備保全システム、設備保全方法、および設備保全プログラム
WO2012061262A1 (en) * 2010-11-02 2012-05-10 Navitas Solutions Wireless battery area network for smart battery management
JP5755540B2 (ja) 2011-09-20 2015-07-29 株式会社東芝 蓄電池装置及び蓄電池装置の運転方法
JP5717599B2 (ja) 2011-09-29 2015-05-13 株式会社東芝 蓄電池装置及び蓄電池装置の点検保守方法
JP6058260B2 (ja) 2011-10-28 2017-01-11 株式会社東芝 蓄電池ユニット
JP5563008B2 (ja) * 2012-03-29 2014-07-30 株式会社東芝 充放電制御装置、充放電監視装置、充放電制御システム及び充放電制御プログラム
PL3255444T3 (pl) * 2012-04-13 2020-06-01 Lg Chem, Ltd. Sposób zarządzania baterią akumulatorową
JP6289803B2 (ja) 2012-08-22 2018-03-07 株式会社東芝 蓄電池装置、蓄電池装置の管理方法、および、蓄電池システム
JP2014054148A (ja) 2012-09-10 2014-03-20 Toshiba Corp 電源装置、制御方法及び制御プログラム
JP2014132243A (ja) 2013-01-07 2014-07-17 Toshiba Corp 二次電池装置、二次電池装置の残容量測定方法及びプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
EP3197003A1 (en) 2017-07-26
WO2016042678A1 (ja) 2016-03-24
EP3197003B1 (en) 2022-06-01
KR101732854B1 (ko) 2017-05-04
US9885760B2 (en) 2018-02-06
US20160195590A1 (en) 2016-07-07
KR20160046817A (ko) 2016-04-29
JP6139775B2 (ja) 2017-05-31
CN105637728A (zh) 2016-06-01
JPWO2016042678A1 (ja) 2017-04-27
EP3197003A4 (en) 2018-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2924835T3 (es) Dispositivo de celda de almacenamiento y sistema de celda de almacenamiento
JP6228666B2 (ja) 電池システム
US10298011B2 (en) Electric storage apparatus and power path switch apparatus
CN108206306B (zh) 电池管理系统及其方法
US10707686B2 (en) Battery management
US7535199B2 (en) Battery pack
US9716520B2 (en) Integrated standard-compliant data acquisition device
KR102523045B1 (ko) 고장 셀 검출 장치 및 방법
ES2973476T3 (es) Aparato y método de diagnóstico de interruptores
WO2009103084A9 (en) An intelligent fault-tolerant battery management system
US9431833B2 (en) Battery systems and remaining capacity management systems for secondary battery
US11130406B2 (en) Integrated standard-compliant data acquisition device
US20220299558A1 (en) Apparatus and Method for Diagnosing Insulation Resistance Measurement Circuit
ES2969299T3 (es) Aparato y método para diagnosticar sensor de corriente
JP6365725B2 (ja) 蓄電装置及び電力経路開閉装置
US20200044291A1 (en) System for permanently marking at least one battery component