JP2000102186A - 組電池の充放電制御方法 - Google Patents
組電池の充放電制御方法Info
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- JP2000102186A JP2000102186A JP10265390A JP26539098A JP2000102186A JP 2000102186 A JP2000102186 A JP 2000102186A JP 10265390 A JP10265390 A JP 10265390A JP 26539098 A JP26539098 A JP 26539098A JP 2000102186 A JP2000102186 A JP 2000102186A
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- 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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の単電池からなる組電池の充放電サイク
ル経過に伴う、各単電池の放電深度ばらつきを低減さ
せ、組電池の放電容量を確保し、サイクル寿命を向上さ
せる。 【解決手段】 複数の二次電池から構成される組電池
に、並列にコンデンサを接続し、順次コンデンサと回路
接続を行う。
ル経過に伴う、各単電池の放電深度ばらつきを低減さ
せ、組電池の放電容量を確保し、サイクル寿命を向上さ
せる。 【解決手段】 複数の二次電池から構成される組電池
に、並列にコンデンサを接続し、順次コンデンサと回路
接続を行う。
Description
【０００１】
【発明の対象とする技術分野】本発明は、電気自動車な
どの電源として使用される組電池の充放電制御方法に関
するものである。
どの電源として使用される組電池の充放電制御方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】二次電池を複数個直列接続した組電池
は、組電池を構成する単電池の特性ばらつきや各単電池
の環境温度の違いにより、充放電サイクル経過と共に、
各単電池の充放電深度領域にずれが生じ、組電池全体と
しての放電容量が低下するという問題があった。そこ
で、従来、例えば各単電池に並列に接続したバイパス回
路により、各単電池の放電深度を揃えることが提案され
ている（例えば、特開平７-255134号公報を参照）。
は、組電池を構成する単電池の特性ばらつきや各単電池
の環境温度の違いにより、充放電サイクル経過と共に、
各単電池の充放電深度領域にずれが生じ、組電池全体と
しての放電容量が低下するという問題があった。そこ
で、従来、例えば各単電池に並列に接続したバイパス回
路により、各単電池の放電深度を揃えることが提案され
ている（例えば、特開平７-255134号公報を参照）。
【０００３】ところで、単電池としてリチウムイオン電
池を用い、安定して充放電を行わせるためには、充放電
電圧域を厳密に規定する必要がある。即ちリチウムイオ
ン電池を用いた場合には、組電池を構成する全単電池毎
にバイパス回路を設け、各単電池毎に充放電制御する必
要がある。このため、充放電の制御回路が複雑となり、
コスト増大といった問題点が生じる。
池を用い、安定して充放電を行わせるためには、充放電
電圧域を厳密に規定する必要がある。即ちリチウムイオ
ン電池を用いた場合には、組電池を構成する全単電池毎
にバイパス回路を設け、各単電池毎に充放電制御する必
要がある。このため、充放電の制御回路が複雑となり、
コスト増大といった問題点が生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる知見に
基づきなされたものであって、その目的とするところ
は、充放電サイクル経過に伴う、各単電池の放電深度ば
らつきを低減させることにある。また、組電池の放電容
量を確保し、サイクル寿命を向上させるものである。
基づきなされたものであって、その目的とするところ
は、充放電サイクル経過に伴う、各単電池の放電深度ば
らつきを低減させることにある。また、組電池の放電容
量を確保し、サイクル寿命を向上させるものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の組電池の充放電
制御方法は、複数の二次電池から構成される組電池に、
並列にコンデンサを接続することを特徴とする。
制御方法は、複数の二次電池から構成される組電池に、
並列にコンデンサを接続することを特徴とする。
【０００６】また、組電池を構成する各単電池毎に、順
次コンデンサと回路接続を行うことを特徴とする。そし
て、組電池として放電終了後、各単電池毎に順次コンデ
ンサと回路接続することを特徴とする。
次コンデンサと回路接続を行うことを特徴とする。そし
て、組電池として放電終了後、各単電池毎に順次コンデ
ンサと回路接続することを特徴とする。
【０００７】組電池に並列にコンデンサを接続し、組電
池としての放電終了後、単電池とコンデンサの回路接続
することによって、両者の電位が同じになるまで単電池
の残存容量分がコンデンサに充電される。コンデンサの
充電が終了後、リレーにより順次他の単電池と回路接続
することによって、各単電池の電圧が略均一になり、各
単電池の残存容量分のばらつきを低減する。この単電池
―コンデンサ間の接続のシーケンスを繰り返すことによ
り、最終的に単電池としての放電深度が揃うことにな
る。
池としての放電終了後、単電池とコンデンサの回路接続
することによって、両者の電位が同じになるまで単電池
の残存容量分がコンデンサに充電される。コンデンサの
充電が終了後、リレーにより順次他の単電池と回路接続
することによって、各単電池の電圧が略均一になり、各
単電池の残存容量分のばらつきを低減する。この単電池
―コンデンサ間の接続のシーケンスを繰り返すことによ
り、最終的に単電池としての放電深度が揃うことにな
る。
【０００８】
【実施の形態】以下、本発明を実施例に基づいて更に詳
細に説明するが、本発明は下記実施例により何ら限定さ
れるものではなく、その要旨を変更しない範囲において
適宜変更して実施することが可能なものである。 （単電池の作製）以下の手順により、正極、負極、電解
液を準備し、単電池を組み立てた。
細に説明するが、本発明は下記実施例により何ら限定さ
れるものではなく、その要旨を変更しない範囲において
適宜変更して実施することが可能なものである。 （単電池の作製）以下の手順により、正極、負極、電解
液を準備し、単電池を組み立てた。
【０００９】正極を、次のとおり準備した。即ち、正極
活物質としてのコバルト酸（LiCoO2）は、リチウムの水
酸化物とコバルトの水酸化物を混合し、空気中800℃で2
4時間焼成することにより得た。この正極活物質と導電
材としての人造黒鉛とを、重量比90：５で混合し、正極
合剤を作製した。そして結着剤であるポリフッ化ビニリ
デンを、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)に溶解させ、NMP
溶液を調整した。正極合剤とポリフッ化ビニリデンとの
重量比が95：５になるよう、正極合剤とNMP溶液を混練
してスラリーを調整した。このスラリーを正極集電体Al
箔の両面にドクターブレード法により塗布し、150℃で
２時間真空乾燥して正極を作製した。
活物質としてのコバルト酸（LiCoO2）は、リチウムの水
酸化物とコバルトの水酸化物を混合し、空気中800℃で2
4時間焼成することにより得た。この正極活物質と導電
材としての人造黒鉛とを、重量比90：５で混合し、正極
合剤を作製した。そして結着剤であるポリフッ化ビニリ
デンを、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)に溶解させ、NMP
溶液を調整した。正極合剤とポリフッ化ビニリデンとの
重量比が95：５になるよう、正極合剤とNMP溶液を混練
してスラリーを調整した。このスラリーを正極集電体Al
箔の両面にドクターブレード法により塗布し、150℃で
２時間真空乾燥して正極を作製した。
【００１０】次に、負極を以下のようにして準備した。
炭素塊(d002＝3.356、Lc＞1000)に空気流を噴射、粉砕
(ジェット粉砕)してふるいにかけ、粒子径10μｍの黒鉛
粉末を得た。また結着剤であるポリフッ化ビニリデンを
NMPに溶解させ、NMP溶液を調整した。炭素粉末とポリフ
ッ化ビニリデンの重量比が90:10になるよう混練してス
ラリーを調整した。このスラリーを、負極集電体として
の銅箔の両面にドクターブレード法により塗布し、150
℃で２時間真空乾燥して、負極とした。
炭素塊(d002＝3.356、Lc＞1000)に空気流を噴射、粉砕
(ジェット粉砕)してふるいにかけ、粒子径10μｍの黒鉛
粉末を得た。また結着剤であるポリフッ化ビニリデンを
NMPに溶解させ、NMP溶液を調整した。炭素粉末とポリフ
ッ化ビニリデンの重量比が90:10になるよう混練してス
ラリーを調整した。このスラリーを、負極集電体として
の銅箔の両面にドクターブレード法により塗布し、150
℃で２時間真空乾燥して、負極とした。
【００１１】非水電解液としては、エチレンカーボネー
トとジメトキシメタンとを、体積比１：１で混合した溶
媒に、溶質としてのLiPF6を１Ｍの割合で溶解したもの
を用いた。
トとジメトキシメタンとを、体積比１：１で混合した溶
媒に、溶質としてのLiPF6を１Ｍの割合で溶解したもの
を用いた。
【００１２】そして、単電池であるリチウム二次電池の
作製は、次のとおり行った。上述の正、負極及び非水電
解液のほか、ポリプロピレン製の微多孔性薄膜からなる
セパレータなどを用いて、単電池である小型円筒型リチ
ウム二次電池Ａ１を作製した。この電池の寸法は、直径
14.2mm、高さ50.0mmであり、定格容量は500mAhであっ
た。 （組電池の作製）上述の単電池Ａ１と同一仕様の単電池
を６本、直列に接続した。そして、この単電池を６本直
列接続して構成した組電池に対し、並列にコンデンサを
接続する。このコンデンサＣはアルミ電解タイプのもの
であり、この容量は100μＦである。更に、リレーを切
り替えることによって、各単電池（Ａ１〜Ａ６）毎の正
負極端子に、コンデンサＣが順次接続される構成となっ
ている。この回路図を図１に示しておく。この回路図で
は、リレーは図示されていない。
作製は、次のとおり行った。上述の正、負極及び非水電
解液のほか、ポリプロピレン製の微多孔性薄膜からなる
セパレータなどを用いて、単電池である小型円筒型リチ
ウム二次電池Ａ１を作製した。この電池の寸法は、直径
14.2mm、高さ50.0mmであり、定格容量は500mAhであっ
た。 （組電池の作製）上述の単電池Ａ１と同一仕様の単電池
を６本、直列に接続した。そして、この単電池を６本直
列接続して構成した組電池に対し、並列にコンデンサを
接続する。このコンデンサＣはアルミ電解タイプのもの
であり、この容量は100μＦである。更に、リレーを切
り替えることによって、各単電池（Ａ１〜Ａ６）毎の正
負極端子に、コンデンサＣが順次接続される構成となっ
ている。この回路図を図１に示しておく。この回路図で
は、リレーは図示されていない。
【００１３】また、各単電池の電圧を個別にモニタし、
各単電池のいずれか１セルが所定の電圧に達した時点
で、その充放電モードを停止し、次のモードに移行する
よう設定されている。
各単電池のいずれか１セルが所定の電圧に達した時点
で、その充放電モードを停止し、次のモードに移行する
よう設定されている。
【００１４】組電池の充放電条件は、以下のとおりであ
る。
る。
【００１５】 充電：１Ｃ（500mA)、充電終止電圧4.2Ｖ 休止時間：10分間 放電：１Ｃ（500mA)、放電終止電圧2.7Ｖ この充放電条件は、ある単電池が充電終止4.2Ｖに到達
した時点で、組電池の充電が停止し、10分間放置され
る。その後、組電池の放電に移行する。一方、放電モー
ドでも同様に、ある単電池が2.7Ｖに達した時点で、組
電池の放電を停止するというものである。 ＜実験１＞上述の組電池を上記充放電条件でサイクル試
験を行い、10サイクル目の放電終了後、各単電池毎にコ
ンデンサに接続し平準化した。この手順を、図２のフロ
ー図に示す。
した時点で、組電池の充電が停止し、10分間放置され
る。その後、組電池の放電に移行する。一方、放電モー
ドでも同様に、ある単電池が2.7Ｖに達した時点で、組
電池の放電を停止するというものである。 ＜実験１＞上述の組電池を上記充放電条件でサイクル試
験を行い、10サイクル目の放電終了後、各単電池毎にコ
ンデンサに接続し平準化した。この手順を、図２のフロ
ー図に示す。
【００１６】表１に、10サイクル目の放電終了後各単電
池のＯＣＶ(開回路電圧)、及びコンデンサと接続後のＯ
ＣＶを示す。尚、コンデンサは、予め充電し2.70Ｖに設
定したものを接続した。
池のＯＣＶ(開回路電圧)、及びコンデンサと接続後のＯ
ＣＶを示す。尚、コンデンサは、予め充電し2.70Ｖに設
定したものを接続した。
【００１７】
【表１】 表１より、10サイクル後の放電終止は、単電池Ａ６が2.
70Ｖとなったことで決定された。その時の単電池Ａ１〜
Ａ６の電圧は2.70〜2.80Ｖの範囲内であり、電圧ばらつ
きの幅は0.10Ｖとなっていた。
70Ｖとなったことで決定された。その時の単電池Ａ１〜
Ａ６の電圧は2.70〜2.80Ｖの範囲内であり、電圧ばらつ
きの幅は0.10Ｖとなっていた。
【００１８】この単電池に対し、コンデンサを順次接続
していくことによって、単電池Ａ１の電圧は2.80Ｖから
2.75Ｖに、一方、コンデンサの電圧は2.70Ｖから2.75Ｖ
に変化した。
していくことによって、単電池Ａ１の電圧は2.80Ｖから
2.75Ｖに、一方、コンデンサの電圧は2.70Ｖから2.75Ｖ
に変化した。
【００１９】続いて、コンデンサを単電池Ａ２に接続し
たところ、コンデンサ、単電池Ａ２ともに2.765で安定
した。同様にして、単電池Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６を、
コンデンサと順次接続したところ、表１に示したとお
り、各電池電圧で安定した。この単電池―コンデンサ接
続後の電圧ばらつきは、0.042Ｖ(電池電圧の範囲2.723
Ｖ〜2.765Ｖ)で、放電終了後のばらつき0.10Ｖに比べて
半分以下に低減された。
たところ、コンデンサ、単電池Ａ２ともに2.765で安定
した。同様にして、単電池Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６を、
コンデンサと順次接続したところ、表１に示したとお
り、各電池電圧で安定した。この単電池―コンデンサ接
続後の電圧ばらつきは、0.042Ｖ(電池電圧の範囲2.723
Ｖ〜2.765Ｖ)で、放電終了後のばらつき0.10Ｖに比べて
半分以下に低減された。
【００２０】更に、電池電圧ばらつきを低減させるた
め、各単電池とコンデンサとを接続し平準化の２回目を
行った。
め、各単電池とコンデンサとを接続し平準化の２回目を
行った。
【００２１】その結果を、表２に示す。
【００２２】
【表２】 表２に示すとおり、各単電池とコンデンサとの接続によ
る２回目の平準化後、単電池Ａ１から単電池Ａ６の電圧
ばらつきは、0.015Ｖ（2.736Ｖ〜2.751Ｖ）と、更に低
減された。
る２回目の平準化後、単電池Ａ１から単電池Ａ６の電圧
ばらつきは、0.015Ｖ（2.736Ｖ〜2.751Ｖ）と、更に低
減された。
【００２３】以後、同様にして単電池―コンデンサ間接
続を行い、平準化を３回継続することで、各単電池の電
池電圧を2.745Ｖ±0.005Ｖと、実質上、充放電サイクル
に支障がないレベルにそろえることができた。このよう
にすることで、最少充電量の電池に規制されることがな
く、組電池の放電容量が確保できた。
続を行い、平準化を３回継続することで、各単電池の電
池電圧を2.745Ｖ±0.005Ｖと、実質上、充放電サイクル
に支障がないレベルにそろえることができた。このよう
にすることで、最少充電量の電池に規制されることがな
く、組電池の放電容量が確保できた。
【００２４】
【発明の効果】本発明の組電池の充放電制御方法によれ
ば、充放電サイクル経過に伴う、各単電池の放電深度ば
らつきを低減させることができる。また、組電池の放電
容量を確保し、サイクル寿命を向上させることが可能と
なるものであり、その工業的価値は極めて大きい。
ば、充放電サイクル経過に伴う、各単電池の放電深度ば
らつきを低減させることができる。また、組電池の放電
容量を確保し、サイクル寿命を向上させることが可能と
なるものであり、その工業的価値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に使用する充放電回路の模式的説明図で
ある。
ある。
【図２】本発明に係るフロー図である。
Ａ１ 単電池 Ａ２ 単電池 Ａ３ 単電池 Ａ４ 単電池 Ａ５ 単電池 Ａ６ 単電池 Ｃ コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大北 一成 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 米津 育郎 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 西尾 晃治 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5G003 BA03 CC04 DA17 DA18 FA06 5G065 DA04 EA02 FA02 GA02 HA01 LA01 NA01 NA10 5H030 AA01 AA10 AS08 BB01 BB12 BB21 DD08 5H115 PG04 PI16
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の二次電池から構成される組電池
に、並列にコンデンサを接続することを特徴とする組電
池の充放電制御方法。 - 【請求項２】 組電池を構成する各単電池毎に、順次
コンデンサと回路接続を行うことを特徴とする請求項１
項記載の組電池の充放電制御方法。 - 【請求項３】 組電池として放電終了後、各単電池毎
に順次コンデンサと回路接続を行うことを特徴とする請
求項１項記載の組電池の充放電制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10265390A JP2000102186A (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | 組電池の充放電制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10265390A JP2000102186A (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | 組電池の充放電制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000102186A true JP2000102186A (ja) | 2000-04-07 |
Family
ID=17416521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10265390A Pending JP2000102186A (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | 組電池の充放電制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000102186A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002246071A (ja) * | 2001-02-20 | 2002-08-30 | Osaka Gas Co Ltd | 蓄電装置 |
| JP2012023802A (ja) * | 2010-07-12 | 2012-02-02 | Asahi Kasei Corp | エネルギー蓄積装置 |
-
1998
- 1998-09-18 JP JP10265390A patent/JP2000102186A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002246071A (ja) * | 2001-02-20 | 2002-08-30 | Osaka Gas Co Ltd | 蓄電装置 |
| JP4526718B2 (ja) * | 2001-02-20 | 2010-08-18 | 株式会社Ｋｒｉ | 蓄電装置 |
| JP2012023802A (ja) * | 2010-07-12 | 2012-02-02 | Asahi Kasei Corp | エネルギー蓄積装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
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|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050607 |