JP2006140094A - Control device of lithium ion battery, capacity calculating method, and computer program - Google Patents

Control device of lithium ion battery, capacity calculating method, and computer program Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To conduct control when a lithium ion secondary battery is used for backup. <P>SOLUTION: A control device 1 of the lithium ion secondary battery is equipped with a receiving means (an interface part 5) receiving information on current measured values in charge discharge of a control object lithium ion secondary battery 13, information on temperature measured values of the lithium ion secondary battery 13, and information on power supply of a commercial power source 14, and an operation means (an operating part 3) judging a charge discharge state of the lithium ion secondary battery 13 based on the information on the received power supply and the information on the received current measured values, in the waiting state not conducting charge discharge, calculating the residual capacity and residual life of the lithium ion secondary battery 13 based on the information on the received current and temperature measured values, in the discharge state, calculating the residual capacity of the lithium ion secondary battery 13 based on the information on the received discharge current measured values, and in the charge state, calculating the residual capacity of the lithium ion secondary battery 13 based on the information on the received charge current measured values. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この本発明は、リチウムイオン電池の管理装置および容量算出方法ならびにコンピュータプログラムに関する。特に、本発明は、通信用等の種々の電源においてバックアップ用として使用される、リチウムイオン二次電池の組電池について、状態管理を行うリチウムイオン電池の管理装置および容量算出方法ならびにコンピュータプログラムに関する。   The present invention relates to a lithium ion battery management device, a capacity calculation method, and a computer program. In particular, the present invention relates to a lithium ion battery management device, a capacity calculation method, and a computer program for managing the state of an assembled battery of a lithium ion secondary battery that is used for backup in various power sources such as communication.

従来、通信用電源や非常用電源においては、バックアップ用として蓄電池が使用されてきており、この様な目的で設置された蓄電池としては、鉛蓄電池が主流になっている。鉛蓄電池は、使用実績も多く、長期間使用した際の性能も安定しており、信頼度の高いものである。鉛蓄電池の最も特徴的なことは、出力電圧が2Vと低いものの、数千Ahという大容量の電池の作製が可能であること、特別な電池保護装置を設置すること無しに単純に充電器と接続した状態で充電を行う事が出来ること、水溶液電解液を使用していることによる電圧上昇の抑制が可能であること、等が挙げられる。特に、水溶液系の電解液を使用すると、万一、整流器のトラブルによって電池の過充電が行われても、電池の充電反応完了後は水の電気分解反応に移行するので、端子電圧の最大上昇値はこの反応の進行電圧(約3V)となって、それ以上の電圧上昇は抑制されるという安全動作が有る。
この様に、鉛蓄電池は、電源システム内で使用する場合、非常に使いやすい特徴を備えている。しかし、電池の大半が、電極材料である鉛系材料で占められているため、単位エネルギー当たりの電池重量・体積が大きい。即ち、同一のエネルギーを貯蔵する場合、電池の占有スペースが大きく、重量がかさむということになる。この様な問題は、単位エネルギー当たりの電池重量・体積が小さい、言い換えれば、単位重量・体積当たりの放電エネルギーが大きい二次電池を使用すれば、解決可能である。
Conventionally, in communication power supplies and emergency power supplies, storage batteries have been used for backup purposes, and lead storage batteries have become the mainstream as storage batteries installed for such purposes. Lead-acid batteries have many uses, have stable performance when used for a long time, and have high reliability. The most distinctive feature of lead-acid batteries is that although the output voltage is as low as 2V, it is possible to produce a battery with a large capacity of several thousand Ah, and a simple charger without installing a special battery protection device. For example, the battery can be charged in a connected state, and the increase in voltage due to the use of the aqueous electrolyte solution can be suppressed. In particular, if an aqueous electrolyte is used, even if the battery is overcharged due to a rectifier problem, the battery will undergo an electrolysis reaction after the completion of the battery charging reaction, so the terminal voltage will rise maximum. The value becomes the progress voltage of this reaction (about 3 V), and there is a safe operation that further voltage increase is suppressed.
As described above, the lead-acid battery has features that are very easy to use when used in a power supply system. However, since most of the batteries are occupied by lead-based materials that are electrode materials, the battery weight and volume per unit energy are large. That is, when the same energy is stored, the occupied space of the battery is large and the weight is increased. Such a problem can be solved by using a secondary battery having a small battery weight / volume per unit energy, in other words, a large discharge energy per unit weight / volume.

二次電池の中でエネルギー密度が大きい電池としては、リチウムイオン二次電池がある。図14は、リチウムイオン電池の原理を説明するための図である。
リチウムイオン二次電池は、正極にリチウムと金属の酸化物、負極に炭素系材料を使用して構成された電池であり、充放電時の反応は、正極の材料から遊離したリチウムイオンの負極と正極での移動によっている。充電時は、リチウムイオンが炭素内へトラップされ、放電時は、リチウムイオンが正極酸化物に移動し、内部に取り込まれる。
このリチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が大きいことから搭載装置の小型軽量化に大きく貢献し、携帯電話端末、パソコン等に広く使用されてきている。この様な小型機器では、機器の動作電圧が低く、リチウムイオン二次電池の出力電圧が4V程度有るため、電池を1個、ないしは3個程度直列に接続するだけで機器の動作が可能である。リチウムイオン二次電池はこの様に、機器のコンパクト化に貢献しているが、鉛蓄電池と異なり有機液体を主成分とした電解液が使用されるため、充電時に、鉛蓄電池の様な端子電圧の上昇抑制機能が働かない。従って、充電時には、端子電圧のモニタと上昇防止対策が必要である。また、放電時には、端子電圧が一定値まで低下したら放電を停止させる事が必要である。これは、電極から負荷への電気の通路となる導電材として使用される銅(負極側)が、先の電圧以下でイオンとして溶解し始めるためである。溶解した銅イオンは、不純物として電池反応の阻害要因となる。
Among the secondary batteries, there is a lithium ion secondary battery as a battery having a large energy density. FIG. 14 is a diagram for explaining the principle of a lithium ion battery.
A lithium ion secondary battery is a battery constructed using lithium and metal oxides for the positive electrode and a carbon-based material for the negative electrode, and the reaction during charging and discharging is performed with the negative electrode of lithium ions liberated from the positive electrode material. By moving at the positive electrode. At the time of charging, lithium ions are trapped in the carbon, and at the time of discharging, lithium ions move to the positive electrode oxide and are taken into the inside.
Since this lithium ion secondary battery has a high energy density, it greatly contributes to a reduction in size and weight of the mounted device, and has been widely used in mobile phone terminals, personal computers and the like. In such a small device, since the operating voltage of the device is low and the output voltage of the lithium ion secondary battery is about 4V, it is possible to operate the device only by connecting one or three batteries in series. . Lithium-ion secondary batteries contribute to the downsizing of equipment in this way, but unlike lead-acid batteries, electrolytes based on organic liquids are used. The rise suppression function does not work. Therefore, at the time of charging, it is necessary to monitor the terminal voltage and take measures to prevent the rise. Further, at the time of discharging, it is necessary to stop the discharging when the terminal voltage is lowered to a certain value. This is because copper (negative electrode side) used as a conductive material serving as an electrical path from the electrode to the load starts to dissolve as ions at a voltage lower than the previous voltage. The dissolved copper ion becomes an impediment to the battery reaction as an impurity.

この様に、このリチウムイオン二次電池の使用にあたっては、電圧の監視によって充放電の制御を行うことが必要である。また、温度監視を行い、一定の温度まで到達した場合には、電池の充電を停止させる等の対策も必要である。従来、携帯電話では、温度監視等によるリチウムイオン二次電池の充電制御が行われている(例えば、非特許文献1参照)。また、この様なリチウムイオン二次電池用の充電制御用として専用のICも開発されている(例えば、非特許文献2参照)。   Thus, when using this lithium ion secondary battery, it is necessary to control charge and discharge by monitoring voltage. Further, it is necessary to take measures such as monitoring the temperature and stopping the charging of the battery when a certain temperature is reached. Conventionally, charging control of a lithium ion secondary battery by temperature monitoring or the like is performed in a mobile phone (for example, see Non-Patent Document 1). A dedicated IC has also been developed for charge control for such a lithium ion secondary battery (see, for example, Non-Patent Document 2).

一方、近年、電気自動車用として容量が100Ahのリチウムイオン二次電池の開発が進められている。この様なリチウムイオン二次電池の組電池においては、組電池の充電制御回路と共に使用するようになっており、充放電制御や各セル電圧の監視が行われている(例えば、非特許文献3参照)。しかし、電気自動車用として使用される電池の使用形態は、充放電の繰り返しであり、充電の制御と放電の管理が行われている程度である。   On the other hand, in recent years, a lithium ion secondary battery having a capacity of 100 Ah for electric vehicles has been developed. Such an assembled battery of a lithium ion secondary battery is used together with a charge control circuit of the assembled battery, and charge / discharge control and monitoring of each cell voltage are performed (for example, Non-Patent Document 3). reference). However, the usage pattern of a battery used for an electric vehicle is repetitive charging / discharging, and is such that charge control and discharge management are performed.

この様な中で、近年、一般の電源に使用されるバックアップ用としてのリチウムイオン二次電池の製造も行われつつある。しかし、バックアップ用電源で使用する場合、蓄電池の状態把握として、これまで上で述べてきたような充放電制御以外にも、蓄電池の残使用可能年数、残容量把握、等が望まれる。通信用の電源システムでは、予備電源として使用されるシール鉛蓄電池を対象とした、遠隔監視装置が有り、蓄電池の端子電圧や内部抵抗の測定等が行われている(例えば、非特許文献4参照)。しかし、リチウムイオン二次電池に関しては、この電池がバックアップ用で使用された事がほとんど無かったため、リチウムイオン二次電池を対象にした管理装置は開発されていなかった。
カズヒコ タケノ、他(Kazuhiko Takeno, et-al),「携帯電話の商用リチウムイオン電池パックのためのエネルギー保護及び管理方法(Methods of Energy Conservation and Management for Commercial Li-ion Battery Packs of Mobile Phones)」,INTELE03会報(Proceeding of INTELE03),15−1,pp.310 「2001バッテリー技術シンポジウム」,4−2−1,日本能率協会 GSニューステクニカルレポート(GS News Technical Report),Vol.59,No2,pp.23,2000年 キヨシ タカハシ(Kiyoshi Takahashi),ユウイチ ワタカベ(Yuichi Watakabe),「商用VRLAバッテリーストリングのためのSOH監視システムの開発(Development of SOH Monitoring System for Industrial VRLA Battery String)」,INTELEC03会報(Proceeding of INTELEC03),35−1,pp.664
Under such circumstances, in recent years, lithium ion secondary batteries for backup used for general power supplies are also being manufactured. However, when used with a backup power source, in addition to the charge / discharge control as described above, it is desirable to know the remaining usable years of the storage battery, the remaining capacity, and the like as the grasp of the state of the storage battery. In a communication power supply system, there is a remote monitoring device for a sealed lead storage battery used as a standby power supply, and measurement of the terminal voltage and internal resistance of the storage battery is performed (for example, see Non-Patent Document 4). ). However, regarding a lithium ion secondary battery, since this battery was rarely used for backup, a management device for a lithium ion secondary battery has not been developed.
Kazuhiko Takeno, et-al, “Methods of Energy Conservation and Management for Commercial Li-ion Battery Packs of Mobile Phones”, INTELE03 Newsletter (Proceeding of INTELE03), 15-1, pp. 310 “2001 Battery Technology Symposium”, 4-2-1, Japan Management Association GS News Technical Report, Vol. 59, No2, pp. 23, 2000 Kiyoshi Takahashi, Yuichi Watakabe, “Development of SOH Monitoring System for Industrial VRLA Battery String”, INTELEC03 Bulletin (Proceeding of INTELEC03), 35 -1, pp. 664

このように、電源システムでバックアップ用としてリチウムイオン二次電池を使用したときの管理システムとして、充放電制御の他、蓄電池の残使用可能年数、残容量把握、等を行うことが望まれていた。
しかしながら、従来、この電池がバックアップ用で使用された事がほとんど無かったため、リチウムイオン二次電池を対象にした専用の管理装置は開発されていなかった。このため、リチウムイオン二次電池を組電池としてバックアップ電源に組み込んで使用した場合、日常の電池の状態管理、放電・回復充電時の電池の残容量把握等が行えず電池の管理が困難であった。
As described above, as a management system when a lithium ion secondary battery is used for backup in a power supply system, in addition to charge / discharge control, it has been desired to determine the remaining usable years of the storage battery, the remaining capacity, etc. .
However, since this battery has hardly been used for backup, a dedicated management device for a lithium ion secondary battery has not been developed. For this reason, when a lithium ion secondary battery is incorporated in a backup power source as an assembled battery and used, it is difficult to manage the battery because it cannot perform daily state management of the battery and grasp the remaining battery capacity during discharge / recovery charging. It was.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、リチウムイオン二次電池をバックアップ用として使用する際の管理を行うことができるリチウムイオン電池の管理装置および容量算出方法ならびにコンピュータプログラムを提供することをその目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a lithium ion battery management device, capacity calculation method, and computer program capable of performing management when a lithium ion secondary battery is used for backup. Its purpose is to provide.

上記課題を解決するため、本発明は、管理対象のリチウムイオン二次電池の充放電における電流の測定値の情報、前記リチウムイオン二次電池の温度の測定値の情報、及び、商用電源の給電の情報を受信する受信手段と、前記受信手段を介して受信した給電の情報及び電流の測定値の情報を基に前記リチウムイオン二次電池の充放電の状態を判断し、充放電が行われていない待機状態においては、前記受信手段を介して受信した温度の測定値の情報を基に前記リチウムイオン二次電池の残存容量及び残存寿命を算出し、放電状態においては、前記受信手段を介して受信した放電電流の測定値の情報を基に前記リチウムイオン二次電池の残存容量を算出し、充電状態においては、前記受信手段を介して受信した充電電流の測定値の情報を基に前記リチウムイオン二次電池の残存容量を算出する演算手段と、を備えることを特徴とするリチウムイオン電池の管理装置である。   In order to solve the above problems, the present invention provides information on measured values of current in charge / discharge of a lithium ion secondary battery to be managed, information on measured values of temperature of the lithium ion secondary battery, and power supply of a commercial power source. The charging means of the lithium ion secondary battery is determined on the basis of the receiving means for receiving the information and the information on the power supply and the current measurement value received via the receiving means, and charging / discharging is performed. In the non-standby state, the remaining capacity and the remaining life of the lithium ion secondary battery are calculated based on the temperature measurement value information received through the receiving unit. The remaining capacity of the lithium ion secondary battery is calculated on the basis of the information on the measured value of the discharge current received in the above-mentioned manner, and in the charged state, on the basis of the information on the measured value of the charging current received through the receiving means. Calculating means for calculating the remaining capacity of the lithium ion secondary battery, a management device of a lithium ion battery, characterized in that it comprises a.

また、本発明は、上述するリチウムイオン電池の管理装置であって、標準の温度におけるリチウムイオン二次電池の寿命期間データ、温度とこの温度においてリチウムイオン二次電池を連続使用したときの寿命である連続寿命期間との関係データ、リチウムイオン二次電池の経時的な容量低下特性データ、及び、リチウムイオン二次電池の温度と蓄電池容量との関係を示す蓄電池容量の温度変化特性データを記憶する電池基礎データ記憶手段をさらに備え、前記演算手段は、前記電池基礎データ記憶手段内の温度と連続寿命期間との関係データから前記標準の温度における連続寿命期間Lsと前記標準の温度を超える温度における連続寿命期間Ltとを読み出し、この連続寿命期間Lsと連続寿命期間Ltとの比Ls/Ltを前記標準の温度を超える温度における使用期間に乗じることにより、前記標準の温度を超える温度における使用期間を前記標準の温度における使用期間に換算する使用期間換算手段と、前記標準の温度以下の温度における前記リチウムイオン二次電池の使用期間の積算と、前記標準の温度を超える温度における前記リチウムイオン二次電池の使用期間を前記使用期間換算手段により前記標準の温度における使用期間に換算した使用期間の積算とを加算して標準状態における使用期間を算出し、この算出した標準状態における使用期間を、前記電池基礎データ記憶手段から読み出した前記標準の温度における寿命期間から差し引いて前記残存寿命を算出する残存寿命算出手段と、待機状態において、前記残存寿命算出手段によって算出された前記標準状態における使用期間に相当する蓄電池容量を前記電池基礎データ記憶手段内の容量低下特性データから取得するとともに、この取得した蓄電池容量を、前記電池基礎データ記憶手段内の蓄電池容量の温度変化特性データを参照して、前記リチウムイオン二次電池の温度における蓄電池容量に換算して残存容量を取得する第一の残存容量取得手段と、放電状態において、前記受信した放電電流の測定値の情報から得られる放電電流の測定値及び放電持続時間の積で算出される放電電気量を、前記第一の残存容量取得手段によって取得した残存容量から減算して残存容量を算出する第二の残存容量取得手段と、充電状態において、前記受信した充電電流の測定値の情報から得られる充電電流の測定値及び充電持続時間の積で算出される充電電気量を、前記第二の残存容量取得手段によって算出された停電が回復した時点の残存容量に加算して残存容量を算出する第三の残存容量取得手段とからなる、ことを特徴とする。   The present invention also relates to the above-described lithium ion battery management device, which is the life time data of a lithium ion secondary battery at a standard temperature, and the lifetime when the lithium ion secondary battery is continuously used at this temperature. Stores relational data with a certain continuous life period, capacity deterioration characteristic data of a lithium ion secondary battery over time, and temperature change characteristic data of the storage battery capacity indicating the relation between the temperature of the lithium ion secondary battery and the storage battery capacity. The battery basic data storage means is further provided, and the calculating means is based on the relational data between the temperature in the battery basic data storage means and the continuous life period, and the continuous life period Ls at the standard temperature and the temperature exceeding the standard temperature. The continuous life period Lt is read out, and the ratio Ls / Lt between the continuous life period Ls and the continuous life period Lt is determined as the standard temperature. A use period conversion means for converting a use period at a temperature exceeding the standard temperature into a use period at the standard temperature by multiplying the use period at a temperature exceeding the standard temperature; and the lithium ion secondary at a temperature equal to or lower than the standard temperature. The total of the usage period of the battery and the cumulative usage period obtained by converting the usage period of the lithium ion secondary battery at a temperature exceeding the standard temperature into the usage period at the standard temperature by the usage period conversion means are added. A remaining life calculating means for calculating the remaining life by subtracting the calculated use time in the standard state from the life time at the standard temperature read from the battery basic data storage means. In the standby state, the standard state calculated by the remaining life calculation means The storage battery capacity corresponding to the usage period is acquired from the capacity deterioration characteristic data in the battery basic data storage means, and the acquired storage battery capacity is referred to the temperature change characteristic data of the storage battery capacity in the battery basic data storage means. A first remaining capacity obtaining means for obtaining a remaining capacity in terms of a storage battery capacity at the temperature of the lithium ion secondary battery, and a discharge obtained from the received information on the measured value of the discharge current in a discharged state. A second remaining capacity acquisition unit that calculates a remaining capacity by subtracting a discharge electric quantity calculated by a product of a measured current value and a discharge duration from the remaining capacity acquired by the first remaining capacity acquisition unit; In the state of charge, the amount of charge electricity calculated by the product of the measurement value of charge current and the charge duration obtained from the information of the measurement value of the received charge current, And a third remaining capacity acquisition means for calculating the remaining capacity by adding to the remaining capacity at the time when the power failure calculated by the second remaining capacity acquisition means is recovered.

また、本発明は、上述するリチウムイオン電池の管理装置であって、前記受信手段は、さらに、前記リチウムイオン二次電池の電圧の測定値の情報を受信し、前記受信手段により受信した電圧の測定値の情報により、前記リチウムイオン二次電池の電圧が所定の範囲を超えたと判断した場合には、警報を出力する出力手段をさらに備える、ことを特徴とする。   Further, the present invention is the above-described lithium ion battery management device, wherein the receiving means further receives information on a measured value of the voltage of the lithium ion secondary battery, and the voltage received by the receiving means. According to the measurement value information, when it is determined that the voltage of the lithium ion secondary battery exceeds a predetermined range, an output means for outputting an alarm is further provided.

また、本発明は、上述するリチウムイオン電池の管理装置であって、前記受信手段は、検出端が前記リチウムイオン二次電池の充放電ラインに接続される電流センサから電流の測定値の情報を受信し、検出端が前記リチウムイオン二次電池の近傍に接続される電池温度センサから温度の測定値の情報を受信し、検出端が前記商用電源の給電ラインに接続される停電検出センサから商用電源の給電の情報を受信し、検出端が少なくとも一個の前記リチウムイオン二次電池の端子に接続される電圧センサから電圧の測定値の情報を受信する、ことを特徴とする。   Further, the present invention is the above-described lithium ion battery management device, wherein the receiving means receives information on measured current values from a current sensor whose detection end is connected to a charge / discharge line of the lithium ion secondary battery. Receives temperature information from a battery temperature sensor connected to the lithium ion secondary battery in the vicinity of the lithium ion secondary battery, and detects power from a power failure detection sensor connected to the commercial power supply line. It receives power supply information, and receives voltage measurement information from a voltage sensor whose detection end is connected to a terminal of at least one lithium ion secondary battery.

また、本発明は、リチウムイオン電池の管理装置に用いられる容量算出方法であって、管理対象のリチウムイオン二次電池の充放電における電流の測定値の情報、前記リチウムイオン二次電池の温度の測定値の情報、及び、商用電源の給電の情報を受信する受信過程と、前記受信した給電の情報及び電流の測定値の情報を基に前記リチウムイオン二次電池の充放電の状態を判断し、充放電が行われていない待機状態においては、前記受信した温度の測定値の情報を基に前記リチウムイオン二次電池の残存容量及び残存寿命を算出し、放電状態においては、前記受信した放電電流の測定値の情報を基に前記リチウムイオン二次電池の残存容量を算出し、充電状態においては、前記受信した充電電流の測定値の情報を基に前記リチウムイオン二次電池の残存容量を算出する演算過程と、を有することを特徴とするリチウムイオン電池の容量算出方法である。   Further, the present invention is a capacity calculation method used in a lithium ion battery management device, comprising information on measured current values in charge / discharge of a lithium ion secondary battery to be managed, temperature of the lithium ion secondary battery Based on the reception process of receiving measurement value information and commercial power supply information, and determining the charging / discharging state of the lithium ion secondary battery based on the received power supply information and current measurement value information. In the standby state where charging / discharging is not performed, the remaining capacity and the remaining life of the lithium ion secondary battery are calculated based on the received temperature measurement information, and in the discharged state, the received discharge The remaining capacity of the lithium ion secondary battery is calculated based on the measured current information, and in the charged state, the lithium ion secondary battery is calculated based on the received measured charging current information. A calculation process of calculating the remaining capacity of the pond, a capacity calculation method of a lithium ion battery characterized by having a.

また、本発明は、上述するリチウムイオン電池の容量算出方法であって、前記リチウムイオン電池の管理装置は、標準の温度におけるリチウムイオン二次電池の寿命期間データ、温度とこの温度においてリチウムイオン二次電池を連続使用したときの寿命である連続寿命期間との関係データ、リチウムイオン二次電池の経時的な容量低下特性データ、及び、リチウムイオン二次電池の温度と蓄電池容量との関係を示す蓄電池容量の温度変化特性データを記憶する電池基礎データ記憶手段を有し、前記演算過程は、前記電池基礎データ記憶手段内の温度と連続寿命期間との関係データから前記標準の温度における連続寿命期間Lsと前記標準の温度を超える温度における連続寿命期間Ltとを読み出し、この連続寿命期間Lsと連続寿命期間Ltとの比Ls/Ltを前記標準の温度を超える温度における使用期間に乗じることにより、前記標準の温度を超える温度における使用期間を前記標準の温度における使用期間に換算する使用期間換算過程と、前記標準の温度以下の温度における前記リチウムイオン二次電池の使用期間の積算と、前記標準の温度を超える温度における前記リチウムイオン二次電池の使用期間を前記使用期間換算過程により前記標準の温度における使用期間に換算した使用期間の積算とを加算して標準状態における使用期間を算出し、この算出した標準状態における使用期間を、前記電池基礎データ記憶手段から読み出した前記標準の温度における寿命期間から差し引いて前記残存寿命を算出する残存寿命算出過程と、待機状態において、前記残存寿命算過程で算出された前記標準状態における使用期間に相当する蓄電池容量を前記電池基礎データ記憶手段内の容量低下特性データから取得するとともに、この取得した蓄電池容量を、前記電池基礎データ記憶手段内の蓄電池容量の温度変化特性データを参照して、前記リチウムイオン二次電池の温度における蓄電池容量に換算して残存容量を取得する第一の残存容量取得過程と、放電状態において、前記受信した放電電流の測定値の情報から得られる放電電流の測定値及び放電持続時間の積で算出される放電電気量を、前記第一の残存容量取得過程によって取得した残存容量から減算して残存容量を算出する第二の残存容量取得過程と、充電状態において、前記受信した充電電流の測定値の情報から得られる充電電流の測定値及び充電持続時間の積で算出される充電電気量を、前記第二の残存容量取得過程によって算出された停電が回復した時点の残存容量に加算して残存容量を算出する第三の残存容量取得過程とからなる、ことを特徴とする。   Further, the present invention is a method for calculating the capacity of a lithium ion battery as described above, wherein the lithium ion battery management device includes a life time data of a lithium ion secondary battery at a standard temperature, a temperature and a lithium ion secondary battery at this temperature. Data showing the relationship with the continuous life period, which is the life when the secondary battery is used continuously, capacity deterioration characteristics data over time of the lithium ion secondary battery, and the relationship between the temperature of the lithium ion secondary battery and the storage battery capacity Battery basic data storage means for storing temperature change characteristic data of storage battery capacity, and the calculation process is based on the relationship between the temperature in the battery basic data storage means and the continuous life period, the continuous life period at the standard temperature Ls and a continuous life period Lt at a temperature exceeding the standard temperature are read, and the continuous life period Ls and the continuous life period L A period of use conversion process for converting a period of use at a temperature exceeding the standard temperature into a period of use at the standard temperature by multiplying the ratio Ls / Lt by the period of use at a temperature exceeding the standard temperature, Integration of the use period of the lithium ion secondary battery at a temperature below the standard temperature, and use of the lithium ion secondary battery at a temperature exceeding the standard temperature at the standard temperature by the use period conversion process The usage period in the standard state is calculated by adding the integration of the usage period converted into the period, and the calculated usage period in the standard state is subtracted from the lifetime in the standard temperature read from the battery basic data storage means. The remaining life calculation process for calculating the remaining life and the remaining life calculation process in the standby state. The storage battery capacity corresponding to the used period of use in the standard state is acquired from the capacity deterioration characteristic data in the battery basic data storage means, and the acquired storage battery capacity is calculated as the storage battery capacity in the battery basic data storage means. A first remaining capacity acquisition process in which the remaining capacity is obtained by converting the storage battery capacity at the temperature of the lithium ion secondary battery with reference to the temperature change characteristic data, and the measured value of the received discharge current in the discharge state A discharge capacity calculated from the product of the measured value of the discharge current obtained from the information and the discharge duration is subtracted from the remaining capacity acquired in the first remaining capacity acquisition process to calculate the remaining capacity Calculated by the product of the remaining capacity acquisition process and the charge current measurement value obtained from the received charge current measurement value information and the charge duration in the state of charge. And a third remaining capacity acquisition process for calculating the remaining capacity by adding the amount of charged electricity to be added to the remaining capacity at the time when the power failure calculated by the second remaining capacity acquisition process is recovered. And

また、本発明は、上述するリチウムイオン電池の容量算出方法であって、前記受信過程においては、さらに、前記リチウムイオン二次電池の電圧の測定値の情報を受信し、受信した電圧の測定値の情報により、前記リチウムイオン二次電池の電圧が所定の範囲を超えたと判断した場合には、警報を出力する出力過程をさらに有する、ことを特徴とする。   Further, the present invention is the above-described method for calculating the capacity of the lithium ion battery, wherein in the reception process, the information on the measurement value of the voltage of the lithium ion secondary battery is further received, and the measurement value of the received voltage is received. According to the above information, when it is determined that the voltage of the lithium ion secondary battery has exceeded a predetermined range, an output process of outputting an alarm is further provided.

また、本発明は、リチウムイオン電池の管理装置に用いられるコンピュータプログラムであって、管理対象のリチウムイオン二次電池の充放電における電流の測定値の情報、前記リチウムイオン二次電池の温度の測定値の情報、及び、商用電源の給電の情報を受信する受信ステップと、受信した給電の情報及び電流の測定値の情報を基に前記リチウムイオン二次電池の充放電の状態を判断し、充放電が行われていない待機状態においては、受信した温度の測定値の情報を基に前記リチウムイオン二次電池の残存容量及び残存寿命を算出し、放電状態においては、前記放電電流の測定値の情報を基に前記リチウムイオン二次電池の残存容量を算出し、充電状態においては、前記受信した充電電流の測定値の情報を基に前記リチウムイオン二次電池の残存容量を算出する演算ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラムである。   The present invention is also a computer program used in a lithium ion battery management device, comprising information on measured current values in charge / discharge of a lithium ion secondary battery to be managed, and measurement of the temperature of the lithium ion secondary battery. A charging step of receiving the charging information of the lithium ion secondary battery based on the receiving step of receiving the information of the value and the power supply information of the commercial power supply, and the information of the received power supply information and the current measurement value, In the standby state where no discharge is performed, the remaining capacity and remaining life of the lithium ion secondary battery are calculated based on the received temperature measurement value information. In the discharge state, the measured value of the discharge current is calculated. The remaining capacity of the lithium ion secondary battery is calculated based on the information, and in the charged state, the lithium ion secondary battery is calculated based on the received measurement information of the charging current. A calculating step of calculating a remaining capacity of a computer program for causing a computer to execute the.

本発明によれば、リチウムイオン電池の管理装置が、リチウムイオン二次電池の充放電が行われていない待機状態においては、リチウムイオン二次電池の温度の測定値から残存容量及び残存寿命を算出し、放電状態においては、リチウムイオン二次電池の放電電流の測定値から残存容量を算出し、充電状態においては、リチウムイオン二次電池の充電電流の測定値から残存容量を算出するようにしたため、リチウムイオン二次電池の残存寿命、残存容量などの電池状態をトータルで把握することができる。これにより、必要に応じてリチウムイオン二次電池をメンテナンスする事が可能となり、リチウムイオン二次電池の管理において大きな利点がある。また、この管理装置をリチウムイオン二次電池の充電用装置に適用することで、リチウムイオン二次電池を使用した電源設備の信頼性の向上に大きく貢献することが出来、産業上、極めて大きな利点を得ることが出来る。   According to the present invention, the lithium ion battery management device calculates the remaining capacity and the remaining life from the measured value of the lithium ion secondary battery temperature when the lithium ion secondary battery is not charged or discharged. In the discharged state, the remaining capacity is calculated from the measured value of the discharge current of the lithium ion secondary battery, and in the charged state, the remaining capacity is calculated from the measured value of the charge current of the lithium ion secondary battery. In addition, the battery state such as the remaining life and remaining capacity of the lithium ion secondary battery can be grasped in total. Thereby, it becomes possible to maintain a lithium ion secondary battery as needed, and there exists a big advantage in management of a lithium ion secondary battery. In addition, by applying this management device to lithium ion secondary battery charging devices, it can greatly contribute to improving the reliability of power supply facilities using lithium ion secondary batteries. Can be obtained.

以下、本発明のリチウムイオン電池の管理装置について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態による、リチウムイオン電池の管理装置の構成を示すブロック図である。同図は、蓄電池(リチウムイオン二次電池)が、充電器(整流器)の出力に負荷と並列に接続される、いわゆる浮動充電方式に於ける例である。この例の他、蓄電池が負荷と接続されないで独立して充電される事で維持される「トリクル充電方式」があるが、電池の管理に関する基本的な概念は、いずれの充電方式とも同一である。
Hereinafter, a lithium ion battery management device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a lithium ion battery management device according to an embodiment of the present invention. The figure is an example in a so-called floating charging system in which a storage battery (lithium ion secondary battery) is connected in parallel with a load to the output of a charger (rectifier). In addition to this example, there is a “trickle charging method” that is maintained by charging the storage battery independently without being connected to the load, but the basic concept regarding battery management is the same as any charging method. .

同図において、1はリチウムイオン電池の管理装置(以下、単に「管理装置」と記載」)、2は電池基礎データ記憶部、3は演算部(演算手段、使用期間換算手段、残存寿命算出手段、第一の残存容量取得手段、第二の残存容量取得手段、第三の残存容量取得手段)、4は表示部(出力手段)、5はインタフェース部(受信手段)、6は電流センサ、7は電池温度センサ、8は電池電圧センサ、9は停電検出センサ、10は外部出力用インタフェース部(出力手段)、11は外部の遠隔監視装置、12は回路遮断スイッチ、13はリチウムイオン二次電池、14は商用電源、15は充電器、16は負荷である。
商用電源14から供給される電力は、充電器15において充電され、充電器15は、リチウムイオン二次電池13(以下、単に「蓄電池」とも記載)及び負荷16へ電力を出力する。リチウムイオン二次電池13は、リチウムイオン二次電池の組電池であり、回路遮断スイッチ12を介して充電器15及び負荷16と接続される。回路遮断スイッチ12は、管理装置1の指示によりリチウムイオン二次電池13の充放電ラインの開閉を行い、回路遮断スイッチ12が閉じているときには、リチウムイオン二次電池13から負荷16へ放電電力の出力が、あるいは、充電器15からリチウムイオン二次電池13へ充電電力の出力が行われる。電流センサ6の検出端は、リチウムイオン二次電池13の充放電ラインに接続され、リチウムイオン二次電池13が充放電する電流を計測する。電池温度センサ7の検出端は、リチウムイオン二次電池13の近傍に接続され、リチウムイオン二次電池13の温度を測定する。電池電圧センサ8の検出端は、少なくとも一個のリチウムイオン二次電池13の端子に接続され、リチウムイオン二次電池13の電圧を測定する。停電検出センサ9の検出端は、商用電源14の給電ラインに接続され、停電や停電からの回復など、商用電源14や充電器15からの給電の状態を検出する。
In the figure, 1 is a lithium ion battery management device (hereinafter simply referred to as “management device”), 2 is a battery basic data storage unit, 3 is a calculation unit (calculation means, usage period conversion means, remaining life calculation means) , First remaining capacity acquisition means, second remaining capacity acquisition means, third remaining capacity acquisition means), 4 a display section (output means), 5 an interface section (reception means), 6 a current sensor, 7 Is a battery temperature sensor, 8 is a battery voltage sensor, 9 is a power failure detection sensor, 10 is an external output interface unit (output means), 11 is an external remote monitoring device, 12 is a circuit cutoff switch, and 13 is a lithium ion secondary battery. , 14 is a commercial power source, 15 is a charger, and 16 is a load.
The electric power supplied from the commercial power supply 14 is charged in the charger 15, and the charger 15 outputs electric power to the lithium ion secondary battery 13 (hereinafter also simply referred to as “storage battery”) and the load 16. The lithium ion secondary battery 13 is an assembled battery of lithium ion secondary batteries, and is connected to the charger 15 and the load 16 via the circuit cutoff switch 12. The circuit cut-off switch 12 opens and closes the charge / discharge line of the lithium ion secondary battery 13 according to an instruction from the management device 1, and when the circuit cut-off switch 12 is closed, the discharge power is transferred from the lithium ion secondary battery 13 to the load 16. Output is performed, or charging power is output from the charger 15 to the lithium ion secondary battery 13. The detection end of the current sensor 6 is connected to the charge / discharge line of the lithium ion secondary battery 13 and measures the current charged and discharged by the lithium ion secondary battery 13. The detection end of the battery temperature sensor 7 is connected in the vicinity of the lithium ion secondary battery 13 and measures the temperature of the lithium ion secondary battery 13. The detection end of the battery voltage sensor 8 is connected to a terminal of at least one lithium ion secondary battery 13 and measures the voltage of the lithium ion secondary battery 13. The detection end of the power failure detection sensor 9 is connected to the power supply line of the commercial power source 14 and detects the state of power feeding from the commercial power source 14 or the charger 15 such as recovery from a power failure or power failure.

管理装置1は、電池基礎データ記憶部2、演算部3、表示部4、インタフェース部5、及び、外部出力用インタフェース部10を有する。インタフェース部5には、電流センサ6、電池温度センサ7、電池電圧センサ8、停電検出センサ9からの信号が入力される。外部出力用インタフェース部10は、遠隔から、管理対象となるリチウムイオン二次電池13の状態を監視する際に使用され、リチウムイオン二次電池13の情報が必要の都度、この外部出力用インタフェース部10を介して遠方の遠隔監視装置11に送信される。   The management device 1 includes a battery basic data storage unit 2, a calculation unit 3, a display unit 4, an interface unit 5, and an external output interface unit 10. Signals from the current sensor 6, the battery temperature sensor 7, the battery voltage sensor 8, and the power failure detection sensor 9 are input to the interface unit 5. The external output interface unit 10 is used when remotely monitoring the state of the lithium ion secondary battery 13 to be managed. Each time the information on the lithium ion secondary battery 13 is needed, the external output interface unit 10 10 is transmitted to the remote monitoring apparatus 11 at a remote location.

電池基礎データ記憶部2は、標準温度での寿命期間データ、温度と連続寿命期間の関係データ(後述する図2参照)、容量低下特性データ(後述する図4参照)、および、蓄電池容量の温度変化特性データ(後述する図5参照)を記憶している。電池の標準温度での寿命期間データは、例えば、「標準温度25℃の一定温度において連続10年」等、決められた標準温度におけるリチウムイオン二次電池13の使用可能期間の事であり、標準温度における寿命期間を示す単一の数値データ、もしくは、温度と連続寿命期間の相関関係を示すデータ(後述する図2参照)の一部としてデータ化され、電池基礎データ記憶部2に記憶される。   The battery basic data storage unit 2 includes life time data at a standard temperature, relationship data between temperature and continuous life time (see FIG. 2 to be described later), capacity deterioration characteristic data (see FIG. 4 to be described later), and storage battery capacity temperature. Change characteristic data (see FIG. 5 described later) is stored. The life time data at the standard temperature of the battery is a usable period of the lithium ion secondary battery 13 at a predetermined standard temperature, such as “continuous 10 years at a constant temperature of 25 ° C.” It is converted into data as a part of single numerical data indicating the lifetime in temperature, or data indicating the correlation between temperature and continuous lifetime (see FIG. 2 described later), and is stored in the battery basic data storage unit 2 .

演算部3は、電池基礎データ記憶部2に格納された、各種データを参照し、各種外部センサからの入力値を利用して、リチウムイオン二次電池13の保有容量、残存寿命、放電電気量、充電電気量、充電された割合等の計算や、放電持続時間、充電経過時間の計測を行う。   The calculation unit 3 refers to various data stored in the battery basic data storage unit 2 and uses input values from various external sensors to hold the capacity, remaining life, and discharge electric energy of the lithium ion secondary battery 13. , Calculate the amount of charge, the percentage charged, etc., and measure the discharge duration and elapsed charge time.

次に、管理装置1の演算部3が実行する、リチウムイオン二次電池13の残存寿命の計算方法について述べる。
図2は、管理装置1の電池基礎データ記憶部2に記憶されている、温度と連続寿命期間の関係データを示す。演算部3は、残存寿命の計算において、同図に示す温度と連続寿命期間の関係データを使用する。連続寿命期間とは、ある温度においてリチウムイオン二次電池13を連続使用したときの寿命を示す。同図に示す温度と連続寿命期間の関係データは、標準温度(例:25℃)における寿命とこれ以上の温度における寿命の関係を示しており、設置するリチウムイオン二次電池13について求められ、管理装置1内の電池基礎データ記憶部2に格納される。寿命の判定基準は、初期容量から30%低下した時点、等、使用条件に応じて定まる。なお、鉛蓄電池の場合には、「30%容量低下」「20%容量低下」等が判定基準になっている。この温度と連続寿命期間の関係データを使用すると、各温度である期間使用した際の物理的な時間を、標準状態で、すなわち、標準温度で使用した場合に相当する期間に換算することが出来る。この換算は、標準温度で定まる連続寿命期間を「Ls」、標準温度より高い温度tで定まる連続使用時の連続寿命期間を「Lt」、前述の標準温度より高い温度tでの使用期間を「D」とすると、前述の標準温度より高い温度での使用期間「D」に、前述の寿命期間の比「Ls/Lt」を乗じて算出することにより行う。
Next, a method for calculating the remaining life of the lithium ion secondary battery 13 executed by the calculation unit 3 of the management device 1 will be described.
FIG. 2 shows the relationship data between the temperature and the continuous lifetime stored in the battery basic data storage unit 2 of the management device 1. The calculation unit 3 uses the relationship data between the temperature and the continuous life period shown in FIG. The continuous life period indicates a life when the lithium ion secondary battery 13 is continuously used at a certain temperature. The relationship data between the temperature and the continuous lifetime shown in the figure shows the relationship between the lifetime at a standard temperature (eg, 25 ° C.) and the lifetime at a temperature higher than this, and is obtained for the lithium ion secondary battery 13 to be installed. It is stored in the battery basic data storage unit 2 in the management device 1. The criteria for determining the lifetime is determined according to the use conditions, such as when the initial capacity is reduced by 30%. In the case of a lead storage battery, “30% capacity reduction”, “20% capacity reduction”, and the like are used as criteria. Using this relationship data between temperature and continuous life period, the physical time when used at each temperature for a certain period can be converted to the standard state, that is, the period corresponding to the use at the standard temperature. . In this conversion, the continuous life period determined by the standard temperature is “Ls”, the continuous life period at the time of continuous use determined by the temperature t higher than the standard temperature is “Lt”, and the use period at the temperature t higher than the standard temperature is “ D ”is calculated by multiplying the use period“ D ”at a temperature higher than the above-mentioned standard temperature by the above-mentioned life period ratio“ Ls / Lt ”.

即ち、
60℃(=t):連続寿命期間1年(Lt)、・・・(中間:略)・・・・・、25℃(標準温度):連続寿命期間10年(Ls)
のような、関係が求まっており、温度と連続寿命期間の関係データで示されているとする。このとき、標準温度より高い温度60℃で0.5年(D)使用された場合、この期間の標準温度25℃における換算使用期間は、(式1)により算出される。
That is,
60 ° C. (= t): continuous life period 1 year (Lt),... (Intermediate: abbreviated)... 25 ° C. (standard temperature): continuous life period 10 years (Ls)
It is assumed that the relationship is obtained as shown in the relationship data between the temperature and the continuous lifetime. At this time, when used for 0.5 years (D) at a temperature 60 ° C. higher than the standard temperature, the conversion usage period at the standard temperature 25 ° C. in this period is calculated by (Equation 1).

標準温度における換算使用期間=D×(Ls/Lt)=0.5×(10/1)=5(年) …(式1)   Conversion use period at standard temperature = D × (Ls / Lt) = 0.5 × (10/1) = 5 (year) (Formula 1)

実際には設置環境によって、温度の経時変化がある。そこで、管理装置1の演算部3は、一日における温度変化に対応して換算使用期間を算出し、リチウムイオン二次電池13の推定寿命を算出する。
図3は、実設置環境の1日における温度変化を示す図である。
同図において、区間Aは、環境温度が標準寿命規定温度を下回る区間、区間Bは、環境温度が標準寿命規定温度を上回る区間である。標準寿命規定温度=標準温度とすると、区間Aにおいては、電池寿命は標準温度での寿命になるので、この区間の使用時間はそのまま積算する。一方、区間Bにおける時間は温度を考慮した上記の換算を行う。
即ち、区間Bの中のある小さい時間「D」(例えば、1時間、30分など)は、この時間Dにおける平均温度であるt℃での時間と考えられる。そこで、この時間「D」を(式1)を用い、D×(Ls/Lt)(時間)として標準寿命規定温度における使用時間(以下、「換算時間」と記載)に換算する。
以上は、一日における温度変化とそれに対する時間の補正であり、演算部3は、この様な計算を、年間を通じた期間について行う。演算部3は、この補正した換算時間を用い、(式2)によりリチウムイオン二次電池13の残存寿命L(left)、すなわち、リチウムイオン二次電池13の使用可能期間の推定を行う。また、表示部4により算出結果の表示を行う。
Actually, the temperature changes with time depending on the installation environment. Therefore, the calculation unit 3 of the management device 1 calculates the conversion usage period corresponding to the temperature change in one day, and calculates the estimated life of the lithium ion secondary battery 13.
FIG. 3 is a diagram illustrating a temperature change in an actual installation environment in one day.
In the figure, section A is a section in which the environmental temperature is lower than the standard life specified temperature, and section B is a section in which the environmental temperature is higher than the standard life specified temperature. If standard life regulation temperature = standard temperature, in section A, the battery life is the life at the standard temperature, so the usage time in this section is integrated as it is. On the other hand, the time in the section B is converted as described above in consideration of the temperature.
That is, a certain small time “D” in the section B (for example, 1 hour, 30 minutes, etc.) is considered to be a time at t ° C. that is an average temperature at the time D. Therefore, this time “D” is converted into a usage time (hereinafter referred to as “converted time”) at the standard life specified temperature as D × (Ls / Lt) (time) using (Equation 1).
The above is the temperature change in one day and the correction of the time with respect thereto, and the calculation unit 3 performs such calculation for a period throughout the year. The calculation unit 3 uses the corrected conversion time to estimate the remaining life L (left) of the lithium ion secondary battery 13, that is, the usable period of the lithium ion secondary battery 13 using (Equation 2). Further, the calculation result is displayed on the display unit 4.

残存寿命L(left)=標準寿命規定温度で定まる寿命期間Ls−Σ区間Aの時間−Σ区間Bの換算時間 …(式2)   Remaining life L (left) = lifetime period Ls determined by standard life regulation temperature−time of Σ section A−converted time of Σ section B (Expression 2)

設置環境の年間の温度変化が特定できれば、上記(式2)内の(Σ区間Aの時間)と(Σ区間Bの換算時間)は精度良く計算出来るので、同一設置環境で連続使用した場合に於ける残存寿命も精度良く容易に計算できる。演算部3は、図示しない設置環境の温度センサにより測定した、あるいは、外部の装置や記録媒体から取得した設置環境の年間の温度変化の情報を用いて、(式2)によりリチウムイオン二次電池13の残存寿命を算出する。   If the annual temperature change in the installation environment can be specified, (Σ section A time) and (Σ section B conversion time) in (Equation 2) above can be calculated with high accuracy, so when used continuously in the same installation environment The remaining lifetime can be calculated easily with high accuracy. The calculation unit 3 uses a temperature sensor of an installation environment (not shown) or obtained from an external device or a recording medium and uses the information on the annual temperature change of the installation environment according to (Equation 2) to obtain a lithium ion secondary battery. The remaining life of 13 is calculated.

次に、管理装置1の演算部3が実行する、リチウムイオン二次電池13の保有容量の計算について述べる。
図4は、管理装置1の電池基礎データ記憶部2に記憶されている、容量低下特性データを示す図である。同図においては、リチウムイオン二次電池13の使用年数と電池容量の関係を示している。
図5は、管理装置1の電池基礎データ記憶部2に記憶されている、蓄電池容量の温度変化特性データを示す図である。同図においては、リチウムイオン二次電池13の電池温度と電池容量の関係を示している。
保有容量の計算においては、上で述べた、標準寿命規定温度(標準温度)に換算された使用年数の算出値と、電池基礎データ記憶部2に内蔵された、容量低下特性データ(図4)、および、蓄電池容量の温度変化特性データ(図5)を使用する。すなわち、設置蓄電池であるリチウムイオン二次電池13の標準寿命規定温度での使用年数をnとすると、この使用年数nは、(式2)内の(Σ区間Aの時間+Σ区間Bの換算時間)により求められる。演算部3は、図4に示す、使用年数と容量の関係を用いて、この使用年数nに対応する電池容量a[Ah]を求めることにより、その時点での電池容量a[Ah]が求める。
次に、演算部3は、リチウムイオン二次電池13の設置環境の温度測定値から、先に求めた電池容量a[Ah]の補正を行い、その時点での「保有容量」を求める。補正は、図5の蓄電池容量の温度変化特性データによって行う。例えば、温度0℃:電池容量c[Ah]、…、温度25℃(標準寿命規定温度):電池容量a[Ah]、…、温度45℃:電池容量b[Ah]、…という関係が蓄電池容量の温度変化特性データとして記憶されていた場合、電池温度センサ7により測定された温度が45℃であれば、「保有容量」はb[Ah]となる。
Next, calculation of the possessed capacity of the lithium ion secondary battery 13 executed by the calculation unit 3 of the management device 1 will be described.
FIG. 4 is a diagram showing the capacity reduction characteristic data stored in the battery basic data storage unit 2 of the management device 1. In the figure, the relationship between the service life of the lithium ion secondary battery 13 and the battery capacity is shown.
FIG. 5 is a diagram showing the temperature change characteristic data of the storage battery capacity stored in the battery basic data storage unit 2 of the management device 1. In the figure, the relationship between the battery temperature of the lithium ion secondary battery 13 and the battery capacity is shown.
In the calculation of the storage capacity, the calculated value of the service life converted to the standard life regulation temperature (standard temperature) described above, and the capacity deterioration characteristic data built in the battery basic data storage unit 2 (FIG. 4) And the temperature change characteristic data (FIG. 5) of a storage battery capacity are used. That is, when the number of years of use of the lithium ion secondary battery 13 that is an installed storage battery at the standard life specified temperature is n, the number of years of use n is calculated as (time of Σ section A + converted time of Σ section B in Equation 2). ). The computing unit 3 obtains the battery capacity a [Ah] at that time by obtaining the battery capacity a [Ah] corresponding to the service life n using the relationship between the service life and the capacity shown in FIG. .
Next, the calculation unit 3 corrects the previously obtained battery capacity a [Ah] from the temperature measurement value of the installation environment of the lithium ion secondary battery 13 and obtains the “retained capacity” at that time. The correction is performed based on the temperature change characteristic data of the storage battery capacity in FIG. For example, the relationship of temperature 0 ° C .: battery capacity c [Ah],..., Temperature 25 ° C. (standard life specified temperature): battery capacity a [Ah], .., temperature 45 ° C .: battery capacity b [Ah],. When stored as the temperature change characteristic data of the capacity, if the temperature measured by the battery temperature sensor 7 is 45 ° C., the “retained capacity” is b [Ah].

この様に、リチウムイオン二次電池13に保存されている容量、すなわち、「保有容量」が求まると、停電等で蓄電池放電が開始された際の、放電持続時間の推定も可能になる。演算部3は、この算出を、電流センサ6で実測される実放電電流測定値を利用し、上記により算出した「保有容量」をこの実放電電流で除すことで行う。
図6及び図7は、リチウムイオン二次電池13の放電特性を示す図である。図6は、放電容量と端子電圧の関係を、図7は、放電電流と放電容量の関係を示している。図6においては、充電電圧4.1V、放充電温度25℃において、リチウムイオン二次電池13の放電電流が0.1CA、0.2CA、0.3CA、1CA、3CA(Cは、電池の容量[Ah]を示す)のときの放電容量と端子電圧の関係を示している。図6に示す放電電流と放電容量の関係をプロットしたものが、図7に示す25℃のときのリチウムイオン二次電池13の放電電流と放電容量の関係である。図6及び図7に示すように、リチウムイオン二次電池13の放電特性は、「電流[A]」×「時間[h]」で表される「放電容量[Ah]」が、放電電流によらずほぼ一定という特性を有している。従って、「保有容量」が求まれば、放電電流で割ることで、放電持続時間の算出が可能である。鉛蓄電池の場合、放電電流が大きくなるにつれて、放電で取り出せる電気量が低下するので、放電持続時間の算出にあたっては「容量低下率」の概念の導入が必要である。しかし、リチウムイオン二次電池では、この様な概念の必要性が無い。
In this way, when the capacity stored in the lithium ion secondary battery 13, that is, the “retained capacity” is obtained, it is possible to estimate the discharge duration when the storage battery discharge is started due to a power failure or the like. The calculation unit 3 performs this calculation by using the actual discharge current measurement value actually measured by the current sensor 6 and dividing the “retained capacity” calculated as described above by the actual discharge current.
6 and 7 are diagrams showing discharge characteristics of the lithium ion secondary battery 13. 6 shows the relationship between the discharge capacity and the terminal voltage, and FIG. 7 shows the relationship between the discharge current and the discharge capacity. In FIG. 6, the discharge current of the lithium ion secondary battery 13 is 0.1 CA, 0.2 CA, 0.3 CA, 1 CA, 3 CA (C is the capacity of the battery) at a charging voltage of 4.1 V and a discharge temperature of 25 ° C. The relationship between the discharge capacity and the terminal voltage in the case of [Ah] is shown. A plot of the relationship between the discharge current and the discharge capacity shown in FIG. 6 is the relationship between the discharge current and the discharge capacity of the lithium ion secondary battery 13 at 25 ° C. shown in FIG. As shown in FIGS. 6 and 7, the discharge characteristics of the lithium ion secondary battery 13 are such that “discharge capacity [Ah]” expressed by “current [A]” × “time [h]” is the discharge current. Regardless, it has the characteristic of almost constant. Accordingly, once the “retained capacity” is obtained, the discharge duration can be calculated by dividing by the discharge current. In the case of a lead-acid battery, as the discharge current increases, the amount of electricity that can be taken out by the discharge decreases. Therefore, the concept of “capacity reduction rate” must be introduced in calculating the discharge duration. However, such a concept is not necessary for the lithium ion secondary battery.

一方、蓄電池からの放電が終了し、充電が行われた場合、演算部3は、先に述べた放電時の電気量の換算とは逆に、放電終了時の電気量をベースとして、電流センサ6により実測される「充電電流」と「充電時間」を乗じて求まる充電された電気量を加算していく。
図8は、リチウムイオン二次電池13の充電電圧と放電電気量の関係を示す図である。
同図に示すリチウムイオン二次電池13の充電電圧と放電電気量の関係は、リチウムイオン二次電池の充電特性が、通電された電気量がほぼそのまま、有効電気量として充電され次回の放電に使われる(即ち、充電効率はほぼ100%)という特性に基づいている。リチウムイオン二次電池13の充電割合は、先に述べた、「保有容量」を100%とし、充電で通電された電気量を加算した値の割合を表示する。一方、使用年数によって、容量は初期から低下しているので、設置した際の初期の容量を100%として、上記の充電割合を算出及び表示しても良い。
On the other hand, when the discharge from the storage battery is completed and charging is performed, the calculation unit 3 reverses the above-described conversion of the amount of electricity at the time of discharge, based on the amount of electricity at the end of discharge as a current sensor. The charged amount of electricity obtained by multiplying the “charging current” and the “charging time” that are actually measured according to 6 is added.
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the charging voltage of the lithium ion secondary battery 13 and the amount of discharged electricity.
The relationship between the charging voltage of the lithium ion secondary battery 13 and the amount of discharged electricity shown in the figure shows that the charging characteristic of the lithium ion secondary battery is charged as an effective amount of electricity while the charged amount of electricity is almost unchanged, and is used for the next discharge. It is based on the characteristic that it is used (that is, the charging efficiency is almost 100%). The charge ratio of the lithium ion secondary battery 13 displays the ratio of a value obtained by adding the amount of electricity energized by charging, with the “retained capacity” described above being 100%. On the other hand, since the capacity has decreased from the initial value depending on the years of use, the charging ratio may be calculated and displayed with the initial capacity at the time of installation as 100%.

また、管理装置1には、リチウムイオン二次電池13の端子電圧をモニタする機能が備わっている。
図9は、維持充電中の高電圧検出の状況を示す図、図10は、放電中の放電終止電圧検出の状況を示す図である。演算部3の端子電圧のモニタ機能は、常時、電池電圧センサ8を用いてリチウムイオン二次電池13の電圧をモニタし、維持充電中にあっては電池電圧があらかじめ決定された所定の値(例:4.2〜4.5V)以上、または、放電中にあっては、あらかじめ決定された所定の値(例:3.0〜2.8V)以下になったら表示部4などにより警報発報、もしくは遠隔監視装置11などの外部への警報転送を行う。
管理装置1の演算部3は、上記のような所定の範囲を超えた電圧を検知すると、回路遮断スイッチ12を動作させて、リチウムイオン二次電池13の充電、または放電を停止させる。
In addition, the management device 1 has a function of monitoring the terminal voltage of the lithium ion secondary battery 13.
FIG. 9 is a diagram showing a state of high voltage detection during sustain charging, and FIG. 10 is a diagram showing a state of discharge end voltage detection during discharge. The terminal voltage monitoring function of the calculation unit 3 constantly monitors the voltage of the lithium ion secondary battery 13 using the battery voltage sensor 8, and during the maintenance charging, the battery voltage is determined to a predetermined value ( (Example: 4.2 to 4.5V) or more, or during discharge, when the voltage falls below a predetermined value (eg, 3.0 to 2.8V), an alarm is generated by the display unit 4 or the like. Information or an alarm transfer to the outside of the remote monitoring device 11 or the like.
When detecting the voltage exceeding the predetermined range as described above, the calculation unit 3 of the management device 1 operates the circuit cutoff switch 12 to stop the charging or discharging of the lithium ion secondary battery 13.

図11、図12及び図13は、上述する算出方法を用いた管理装置1における計算プロセスの処理フローである。
図11において、リチウムイオン二次電池13が待機状態にある場合、管理装置1の演算部3は、内部に備える時計などにより時間の計測を行うとともに、電池温度センサ7が測定したリチウムイオン二次電池13の温度の情報をインタフェース部5から取得する(ステップS110)。待機状態とは、商用電源14または充電器15から負荷16へ正常に給電が行われており、リチウムイオン二次電池13が充電や放電を行っていない状態である。演算部3は、停電検出センサ9から停電を検出した旨の通知がなく、また、電流センサ6において充放電の電流が検出されていないことにより待機状態を判断する。演算部3は、取得した測定温度の情報により、温度異常がないかを判断する(ステップS115)。これは、例えば、測定温度が所定の範囲内であるか否かによって行う。温度異常が検出された場合(ステップS115:No)、演算部3は、回路遮断スイッチ12の開放の指示を出力する(ステップS120)。回路遮断スイッチ12は、管理装置1からの指示を受け、スイッチを開放する。
11, 12 and 13 are process flows of a calculation process in the management apparatus 1 using the calculation method described above.
In FIG. 11, when the lithium ion secondary battery 13 is in a standby state, the calculation unit 3 of the management device 1 measures time with a clock provided therein and the lithium ion secondary battery measured by the battery temperature sensor 7. Information on the temperature of the battery 13 is acquired from the interface unit 5 (step S110). The standby state is a state in which power is normally supplied from the commercial power supply 14 or the charger 15 to the load 16 and the lithium ion secondary battery 13 is not charged or discharged. The calculation unit 3 determines the standby state when there is no notification from the power failure detection sensor 9 that a power failure has been detected and the current sensor 6 has not detected a charge / discharge current. The computing unit 3 determines whether there is a temperature abnormality based on the acquired measured temperature information (step S115). This is performed, for example, depending on whether the measured temperature is within a predetermined range. When temperature abnormality is detected (step S115: No), the calculating part 3 outputs the instruction | indication of open | release of the circuit interruption switch 12 (step S120). The circuit cutoff switch 12 receives an instruction from the management device 1 and opens the switch.

温度異常が検出されなかった場合(ステップS115:Yes)、演算部3は、電池電圧センサ8が測定したリチウムイオン二次電池13の電圧の情報をインタフェース部5から取得する。演算部3は、取得した測定電圧の情報により、電圧異常がないかを判断する(ステップS125)。これは、例えば、測定電圧が所定の範囲内であるか否かによって行う(図9参照)。電圧異常が検出された場合(ステップS125:No)、演算部3は、回路遮断スイッチ12の開放の指示を出力する(ステップS130)。この指示を受け、回路遮断スイッチ12は、スイッチを開放する。   When temperature abnormality is not detected (step S115: Yes), the calculating part 3 acquires the information of the voltage of the lithium ion secondary battery 13 which the battery voltage sensor 8 measured from the interface part 5. FIG. The computing unit 3 determines whether there is a voltage abnormality based on the acquired measurement voltage information (step S125). This is performed, for example, depending on whether or not the measurement voltage is within a predetermined range (see FIG. 9). When a voltage abnormality is detected (step S125: No), the arithmetic unit 3 outputs an instruction to open the circuit cutoff switch 12 (step S130). In response to this instruction, the circuit cutoff switch 12 opens the switch.

電圧異常が検出されなかった場合(ステップS125:Yes)、演算部3は、前述の算出方法を用いて、リチウムイオン二次電池13の残存容量(A)を計算するとともに、残存寿命を算出する(ステップS135)。続いて、放電状態において、演算部3は、停電が発生したか否かを判断する(ステップS140)。これは、インタフェース部5を介して停電検出センサ9から停電の発生の情報を受信したか否かにより行う。停電が発生していないと判断した場合(ステップS140:No)、管理装置1は、待機状態のステップS110からの処理を繰り返す。   When the voltage abnormality is not detected (step S125: Yes), the calculation unit 3 calculates the remaining capacity (A) of the lithium ion secondary battery 13 and the remaining life using the calculation method described above. (Step S135). Subsequently, in the discharged state, the calculation unit 3 determines whether or not a power failure has occurred (step S140). This is performed depending on whether or not a power failure occurrence information is received from the power failure detection sensor 9 via the interface unit 5. If it is determined that a power failure has not occurred (step S140: No), the management device 1 repeats the processing from step S110 in the standby state.

一方、停電が発生したと判断した場合(ステップS140:Yes)、演算部3は、電流センサ6が測定したリチウムイオン二次電池13の放電電流の情報をインタフェース部5から取得することにより、リチウムイオン二次電池13の放電電流(以下、「蓄電池放電電流」と記載)(Id)及び放電持続時間(hd)の計測を行う(ステップS145)。さらに、演算部3は、電池温度センサ7が測定したリチウムイオン二次電池13の測定温度の情報をインタフェース部5から取得し、温度異常がないかを判断する(ステップS150)。温度異常が検出された場合(ステップS150:No)、演算部3は、回路遮断スイッチ12の開放の指示を出力する(ステップS155)。また、温度異常が検出されなかった場合(ステップS150:Yes)、演算部3は、電池電圧センサ8が測定したリチウムイオン二次電池13の電圧の情報をインタフェース部5から取得し、電圧異常がないかを判断する(ステップS160)。電圧異常が検出された場合(ステップS160:No)、演算部3は、回路遮断スイッチ12の開放の指示を出力する(ステップS165)。   On the other hand, when it is determined that a power failure has occurred (step S140: Yes), the calculation unit 3 acquires information on the discharge current of the lithium ion secondary battery 13 measured by the current sensor 6 from the interface unit 5, thereby The discharge current (hereinafter referred to as “storage battery discharge current”) (Id) and the discharge duration (hd) of the ion secondary battery 13 are measured (step S145). Furthermore, the calculating part 3 acquires the information of the measured temperature of the lithium ion secondary battery 13 measured by the battery temperature sensor 7 from the interface part 5, and determines whether there is a temperature abnormality (step S150). When temperature abnormality is detected (step S150: No), the calculating part 3 outputs the instruction | indication of opening of the circuit interruption switch 12 (step S155). If no temperature abnormality is detected (step S150: Yes), the calculation unit 3 acquires information on the voltage of the lithium ion secondary battery 13 measured by the battery voltage sensor 8 from the interface unit 5, and the voltage abnormality is detected. It is determined whether there is any (step S160). When the voltage abnormality is detected (step S160: No), the calculation unit 3 outputs an instruction to open the circuit cutoff switch 12 (step S165).

電圧異常が検出されなかった場合(ステップS160:Yes)、演算部3は、放電中のリチウムイオン二次電池13の残存容量(B)を計算するとともに、その計算結果をディスプレイなどの表示部4に出力する(ステップS170)。放電中の残存容量(B)は、以下に示す(式3)により算出される。   When the voltage abnormality is not detected (step S160: Yes), the calculation unit 3 calculates the remaining capacity (B) of the lithium ion secondary battery 13 being discharged and displays the calculation result on the display unit 4 such as a display. (Step S170). The remaining capacity (B) during discharge is calculated by (Equation 3) shown below.

放電中の残存容量(B)=待機状態における残存容量計算値(A)−(蓄電池放電電流計測値(Id)×放電持続時間計測値(hd)) …(式3)   Remaining capacity during discharge (B) = Calculated value of remaining capacity in standby state (A) − (Measurement value of storage battery discharge current (Id) × Measurement value of discharge duration (hd)) (Equation 3)

続いて、演算部3は、停電が終了し、リチウムイオン二次電池13において蓄電池充電が開始したか否かを判断する(ステップS175)。これは、インタフェース部5を介して停電検出センサ9から停電の終了の情報を受信し、かつ、電流センサ6において充電電流が測定された旨の情報を受信したか否かにより行うにより行う。演算部3が、停電が終了しておらず、また、リチウムイオン二次電池13において蓄電池充電が開始していないと判断した場合(ステップS175:No)、管理装置1は、ステップS145からの処理を繰り返す。   Subsequently, the arithmetic unit 3 determines whether or not the power failure has ended and charging of the storage battery has started in the lithium ion secondary battery 13 (step S175). This is performed by receiving information on the end of the power failure from the power failure detection sensor 9 via the interface unit 5 and whether or not the information indicating that the charging current has been measured is received by the current sensor 6. When the arithmetic unit 3 determines that the power failure has not ended and the storage battery charging has not started in the lithium ion secondary battery 13 (step S175: No), the management device 1 performs the processing from step S145. repeat.

一方、停電が終了し、リチウムイオン二次電池13において蓄電池充電が発生したと判断した場合(ステップS175:Yes)、充電状態となる。
図12において、演算部3は、電流センサ6が測定した充電電流の情報をインタフェース部5から取得することにより、リチウムイオン二次電池13の充電電流(以下、「蓄電池充電電流」と記載)(Ic)及び充電経過時間(hc)の計測を行う(ステップS210)。
演算部3は、電池温度センサ7が測定したリチウムイオン二次電池13の測定温度の情報をインタフェース部5から取得し、温度異常がないかを判断する(ステップS215)。温度異常が検出された場合(ステップS215:No)、演算部3は、回路遮断スイッチ12の開放の指示を出力する(ステップS220)。また、温度異常が検出されなかった場合(ステップS215:Yes)、演算部3は、電池電圧センサ8が測定したリチウムイオン二次電池13の電圧の情報をインタフェース部5から取得し、電圧異常がないかを判断する(ステップS225)。電圧異常が検出された場合(ステップS225:No)、演算部3は、回路遮断スイッチ12の開放の指示を出力する(ステップS230)。
On the other hand, when it is determined that the battery has been charged in the lithium ion secondary battery 13 (step S175: Yes), the battery is charged.
In FIG. 12, the calculation unit 3 obtains information on the charging current measured by the current sensor 6 from the interface unit 5, thereby charging the lithium ion secondary battery 13 (hereinafter referred to as “storage battery charging current”) ( Ic) and elapsed charging time (hc) are measured (step S210).
The computing unit 3 acquires information on the measured temperature of the lithium ion secondary battery 13 measured by the battery temperature sensor 7 from the interface unit 5 and determines whether there is a temperature abnormality (step S215). When a temperature abnormality is detected (step S215: No), the calculation unit 3 outputs an instruction to open the circuit cutoff switch 12 (step S220). If no temperature abnormality is detected (step S215: Yes), the calculation unit 3 acquires information on the voltage of the lithium ion secondary battery 13 measured by the battery voltage sensor 8 from the interface unit 5, and the voltage abnormality is detected. It is determined whether there is any (step S225). When a voltage abnormality is detected (step S225: No), the calculation unit 3 outputs an instruction to open the circuit cutoff switch 12 (step S230).

電圧異常が検出されなかった場合(ステップS230:Yes)、演算部3は、充電中のリチウムイオン二次電池13の残存容量(C)を計算するとともに、その計算結果をディスプレイなどの表示部4に出力する(ステップS235)。充電中の残存容量(C)は、以下の(式4)により算出される。但し、後述するサブルーチン(図13)を経由した場合は、以下に示す(式5)により算出される。   When the voltage abnormality is not detected (step S230: Yes), the calculation unit 3 calculates the remaining capacity (C) of the lithium ion secondary battery 13 being charged, and displays the calculation result on the display unit 4 such as a display. (Step S235). The remaining capacity (C) during charging is calculated by the following (Formula 4). However, when passing through a subroutine (FIG. 13) to be described later, it is calculated by (Expression 5) shown below.

充電中の残存容量(C)=放電状態における残存容量計算値(B)+(蓄電池充電電流計測値(Ic)×充電経過時間計測値(hc)) …(式4)   Remaining capacity during charging (C) = Calculated value of remaining capacity in discharged state (B) + (Measurement value of storage battery charging current (Ic) × Measured value of elapsed charging time (hc)) (Equation 4)

充電中の残存容量(C)=放電状態における残存容量計算値(D)+(蓄電池充電電流計測値(Ic)×充電経過時間計測値(hc)) …(式5)   Remaining capacity during charging (C) = Calculated value of remaining capacity in discharged state (D) + (Measurement value of storage battery charging current (Ic) × Measured elapsed time of charging (hc)) (Formula 5)

続いて、充電状態において、演算部3は、停電が発生し、リチウムイオン二次電池13からの放電が行われたか否かを判断する(ステップS240)。これは、インタフェース部5を介して停電検出センサ9から停電の発生の情報を受信し、かつ、電流センサ6において放電電流が測定された旨の情報を受信したか否かにより行う。   Subsequently, in the charged state, the calculation unit 3 determines whether or not a power failure has occurred and the lithium ion secondary battery 13 has been discharged (step S240). This is performed depending on whether or not information on the occurrence of a power failure is received from the power failure detection sensor 9 via the interface unit 5 and information indicating that the discharge current has been measured in the current sensor 6.

停電及び放電が発生していないと判断した場合(ステップS240:No)、演算部3は、総放電電気量に相当する放電電気量が通電されたか否かを判断する(ステップS245)。総放電電気量は、図11のステップS170における(式3)の中で用いられている(蓄電池放電電流計測値(Id)×放電持続時間計測値(hd))の積算によって算出される。また、放電電気量は、ステップS235における(式4)または(式5)の中で用いられている(蓄電池充電電流計測値(Ic)×充電経過時間計測値(hc))の積算によって算出される。演算部3は、総放電電気量に相当する放電電気量が通電されていないと判断した場合、充電状態を継続し、ステップS210からの処理を繰り返す。また、総放電電気量に相当する放電電気量が通電されたと判断した場合、待機状態となり、図11に示すステップS110からの処理を繰り返す。   When it is determined that no power failure or discharge has occurred (step S240: No), the calculation unit 3 determines whether or not a discharge electricity amount corresponding to the total discharge electricity amount has been energized (step S245). The total amount of discharged electricity is calculated by integrating (measured battery discharge current measurement value (Id) × discharge duration measurement value (hd)) used in (Equation 3) in step S170 of FIG. The amount of discharged electricity is calculated by integrating (measured battery charge current measurement value (Ic) × charge elapsed time measurement value (hc)) used in (Equation 4) or (Equation 5) in step S235. The When the calculation unit 3 determines that the amount of discharge electricity corresponding to the total amount of discharge electricity is not energized, the calculation unit 3 continues the charge state and repeats the processing from step S210. Further, when it is determined that a discharge electricity amount corresponding to the total discharge electricity amount is energized, a standby state is entered, and the processing from step S110 shown in FIG. 11 is repeated.

一方、ステップS240において、演算部3は、停電が発生し、リチウムイオン二次電池13からの放電が行われたと判断した場合(ステップS240:Yes)、リチウムイオン二次電池13の残存容量をステップS235において算出した充電中の残存容量(C)とし(ステップS250)、充電状態において放電が行われたときの残存容量(D)を算出するためのサブルーチン(後述する図13)を実行する(ステップS255)。   On the other hand, in step S240, when the arithmetic unit 3 determines that a power failure has occurred and the lithium ion secondary battery 13 has been discharged (step S240: Yes), the remaining capacity of the lithium ion secondary battery 13 is stepped. The remaining capacity (C) during charging calculated in S235 is set (step S250), and a subroutine (FIG. 13 to be described later) for calculating the remaining capacity (D) when discharging is performed in the charged state is executed (step 13). S255).

図13は、充電状態において放電が行われたときの残存容量を算出するためのサブルーチンにおける処理フローを示す。
同図において、演算部3は、電流センサ6が測定した放電電流の情報をインタフェース部5から取得することにより、リチウムイオン二次電池13の放電電流である蓄電池放電電流(Id)及び放電持続時間(hd)の計測を行う(ステップS310)。さらに、電池温度センサ7が測定したリチウムイオン二次電池13の測定温度の情報をインタフェース部5から取得し、温度異常がないかを判断する(ステップS315)。温度異常が検出された場合(ステップS315:No)、演算部3は、回路遮断スイッチ12の開放の指示を出力する(ステップS320)。また、温度異常が検出されなかった場合(ステップS315:Yes)、演算部3は、電池電圧センサ8が測定したリチウムイオン二次電池13の電圧の情報をインタフェース部5から取得し、電圧異常がないかを判断する(ステップS325)。電圧異常が検出された場合(ステップS325:No)、演算部3は、回路遮断スイッチ12の開放の指示を出力する(ステップS330)。
FIG. 13 shows a processing flow in a subroutine for calculating the remaining capacity when discharging is performed in the charged state.
In the figure, the calculation unit 3 obtains information on the discharge current measured by the current sensor 6 from the interface unit 5, whereby the storage battery discharge current (Id) that is the discharge current of the lithium ion secondary battery 13 and the discharge duration time. (Hd) is measured (step S310). Further, information on the measured temperature of the lithium ion secondary battery 13 measured by the battery temperature sensor 7 is acquired from the interface unit 5, and it is determined whether there is a temperature abnormality (step S315). When the temperature abnormality is detected (step S315: No), the calculation unit 3 outputs an instruction to open the circuit cutoff switch 12 (step S320). If no temperature abnormality is detected (step S315: Yes), the calculation unit 3 acquires the voltage information of the lithium ion secondary battery 13 measured by the battery voltage sensor 8 from the interface unit 5, and the voltage abnormality is detected. It is determined whether there is any (step S325). When a voltage abnormality is detected (step S325: No), the calculation unit 3 outputs an instruction to open the circuit cutoff switch 12 (step S330).

電圧異常が検出されなかった場合(ステップS325:Yes)、演算部3は、放電中のリチウムイオン二次電池13の残存容量(D)を計算するとともに、その計算結果をディスプレイなどの表示部4に出力する(ステップS335)。放電中の残存容量(D)は、以下の(式6)により算出される。   When the voltage abnormality is not detected (step S325: Yes), the calculation unit 3 calculates the remaining capacity (D) of the lithium ion secondary battery 13 being discharged, and displays the calculation result on the display unit 4 such as a display. (Step S335). The remaining capacity (D) during discharge is calculated by the following (formula 6).

放電中の残存容量(D)=充電状態における残存容量計算値(C)−(蓄電池放電電流計測値(Id)×放電持続時間計測値(hd)) …(式6)   Remaining capacity during discharge (D) = Calculated value of remaining capacity in charged state (C) − (Measurement value of storage battery discharge current (Id) × Measurement value of discharge duration (hd)) (Expression 6)

続いて、演算部3は、停電が終了し、蓄電池充電が開始したか否かを判断する(ステップS340)。停電が終了しておらず、リチウムイオン二次電池13において蓄電池充電が開始していないと判断した場合(ステップS340:No)、ステップS310からの処理を繰り返す。
一方、停電が終了した場合、図12に示す充電状態におけるステップS210からの処理を繰り返す。ただし、図12のステップS235においては、上述した(式5)を用いて、充電中のリチウムイオン二次電池13の残存容量(C)を計算するとともに、その計算結果をディスプレイなどの表示部4に出力する。
Subsequently, the calculation unit 3 determines whether or not the power failure has ended and the storage battery charging has started (step S340). When it is determined that the power failure has not ended and the storage battery charging has not started in the lithium ion secondary battery 13 (step S340: No), the processing from step S310 is repeated.
On the other hand, when the power failure ends, the process from step S210 in the charged state shown in FIG. 12 is repeated. However, in step S235 of FIG. 12, the remaining capacity (C) of the lithium ion secondary battery 13 being charged is calculated using (Equation 5) described above, and the calculation result is displayed on the display unit 4 such as a display. Output to.

なお、上述した管理装置1は、リチウムイオン二次電池について、電池の残存容量、残存寿命等の計算を主とした装置であるが、リチウムイオン二次電池の充電制御を行う装置や、内部抵抗の測定を行う装置、等と組み合わせることで使用することを妨げる物でなく、それらの装置との共用は一向に差し支えない事は言うまでもないことである。
また、上記実施の形態では、リチウムイオン二次電池13をリチウムイオン二次電池の組電池としたが、1つのリチウムイオン二次電池であってもよい。
In addition, although the management apparatus 1 mentioned above is an apparatus which mainly calculated the remaining capacity of a battery, remaining life, etc. about a lithium ion secondary battery, the apparatus which performs charge control of a lithium ion secondary battery, internal resistance, etc. Needless to say, it is not an obstacle to use by combining with a device that performs measurement of the above, etc., and it can be used in common with those devices.
Moreover, in the said embodiment, although the lithium ion secondary battery 13 was set as the assembled battery of the lithium ion secondary battery, one lithium ion secondary battery may be sufficient.

上述するように、管理装置1は、商用電源や充電器が正常に動作している間は、管理対象となるリチウムイオン二次電池13の温度を測定し、この測定した温度からリチウムイオン二次電池13の残存容量及び残存寿命の計算を行い、商用電源14の停電や充電器15の故障によって蓄電池放電が行われた際にはリチウムイオン二次電池13の放電電流を計測し、この放電電流に基づいた残存容量の計算を行い、商用電源14が回復し、リチウムイオン二次電池13の充電が行われる場合には、リチウムイオン二次電池13への充電電流を計測し、この充電電流に基づいた蓄電池容量の計算を行う。   As described above, the management device 1 measures the temperature of the lithium ion secondary battery 13 to be managed while the commercial power supply or the charger is operating normally, and the lithium ion secondary battery is measured from the measured temperature. The remaining capacity and remaining life of the battery 13 are calculated, and when the storage battery is discharged due to a power failure of the commercial power supply 14 or a failure of the charger 15, the discharge current of the lithium ion secondary battery 13 is measured. When the commercial power source 14 recovers and the lithium ion secondary battery 13 is charged, the charging current to the lithium ion secondary battery 13 is measured and the charging current is calculated. Based on the storage battery capacity calculation.

また、管理装置1の演算部3は、残存寿命等の容量算出にあたって、電池基礎データ記憶部2に、標準温度での寿命期間データ、及び、温度と連続寿命期間の関係データを格納しておき、リチウムイオン二次電池13の標準寿命規定温度以下の使用期間については、そのままの使用期間を積算し、標準寿命規定温度以上となる期間については、その期間を標準寿命規定温度における期間に換算して積算し、この様にして求めた積算期間を、電池基礎データ記憶部2から取得した標準状態での寿命期間から差し引いて残存寿命、すなわち、使用可能期間を算出する。標準寿命規定温度以上で使用された期間を標準寿命規定温度での期間に換算する方法としては、各温度で定まる連続使用時の寿命期間Ltと標準寿命規定温度で定まる期間Lsの比、Ls/Ltを、前記の標準寿命規定温度以上で使用された期間に乗じて換算している。
また、蓄電池放電が行われた際のリチウムイオン二次電池13の残存容量は、電池基礎データ記憶部2に、経時的な容量低下特性データと、蓄電池容量の温度変化特性データを格納しておき、まず、前述した方法でリチウムイオン二次電池13の標準状態での使用年数を算出し、容量低下特性データから、この算出された使用年数に相当する時点の蓄電池容量を取得し、さらに、この取得した蓄電池容量を、蓄電池容量の温度変化特性データを用いて、実測温度における容量に換算することで取得する。
また、放電が進行中のリチウムイオン二次電池13の残存容量は、リチウムイオン二次電池13の放電電流を実測し、実測値と放電持続時間から算出される電気量を前述した残存容量から減じることで更新する。
また、商用電源14が回復し、充電が行われた場合のリチウムイオン二次電池13の残存容量は、商用電源14が回復した時点で算出されているリチウムイオン二次電池13の残存容量に、充電電流の実測値と充電時間の積から求められる電気量を加算することにより算出する。
In addition, the calculation unit 3 of the management device 1 stores the lifetime data at the standard temperature and the relationship data between the temperature and the continuous lifetime in the battery basic data storage unit 2 when calculating the capacity such as the remaining lifetime. For the use period of the lithium ion secondary battery 13 below the standard life specified temperature, the use period is accumulated as it is, and for the period exceeding the standard life specified temperature, the period is converted into the period at the standard life specified temperature. The accumulated lifetime obtained in this way is subtracted from the lifetime in the standard state acquired from the battery basic data storage unit 2 to calculate the remaining lifetime, that is, the usable period. As a method of converting the period used at the standard life specified temperature or more into the period at the standard life specified temperature, the ratio of the life period Lt during continuous use determined by each temperature and the period Ls determined by the standard life specified temperature, Ls / Lt is converted by multiplying the period of use above the standard life specified temperature.
Further, the remaining capacity of the lithium ion secondary battery 13 when the storage battery is discharged is stored in the battery basic data storage unit 2 with time-dependent capacity deterioration characteristic data and storage battery capacity temperature change characteristic data. First, the number of years of use of the lithium ion secondary battery 13 in the standard state is calculated by the above-described method, and the storage battery capacity at the time corresponding to the calculated number of years of use is obtained from the capacity deterioration characteristic data. The acquired storage battery capacity is acquired by converting the storage battery capacity to the capacity at the actually measured temperature using the temperature change characteristic data of the storage battery capacity.
The remaining capacity of the lithium ion secondary battery 13 in which discharge is in progress is obtained by actually measuring the discharge current of the lithium ion secondary battery 13 and subtracting the amount of electricity calculated from the measured value and the discharge duration from the remaining capacity described above. Update with that.
Further, the remaining capacity of the lithium ion secondary battery 13 when the commercial power supply 14 is recovered and charged is the remaining capacity of the lithium ion secondary battery 13 calculated when the commercial power supply 14 is recovered. Calculation is performed by adding the amount of electricity obtained from the product of the actual measured charging current and the charging time.

上記実施の形態によれば、リチウムイオン二次電池をバックアップ用電池として使用した場合に、残存使用年数、保有電気量、蓄電池放電時における放電持続時間、回復充電進行中の充電割合、等、リチウムイオン二次電池の電池状態をトータルで把握し、必要に応じてメンテナンスする事が可能となり、大きな利点がある。
本実施の形態による管理装置1を電池の充電用装置に適用することで、リチウムイオン二次電池を使用した電源設備の信頼性の向上に大きく貢献することが出来、産業上、極めて大きな利点を得ることが出来る。
According to the above embodiment, when a lithium ion secondary battery is used as a backup battery, the remaining years of use, the amount of electricity held, the discharge duration at the time of discharging the storage battery, the charging rate during recovery charging, etc. It is possible to grasp the battery state of the ion secondary battery in total and perform maintenance as necessary, which has a great advantage.
By applying the management device 1 according to the present embodiment to a battery charging device, it is possible to greatly contribute to the improvement of the reliability of the power supply equipment using the lithium ion secondary battery. Can be obtained.

なお、上述の管理装置1は、内部にコンピュータシステムを有している。そして、上述した管理装置1の演算部3の動作の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータシステムが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでいうコンピュータシステムとは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものである。   The above-described management apparatus 1 has a computer system inside. The operation process of the arithmetic unit 3 of the management device 1 described above is stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the computer system reads and executes this program, so that the above processing is performed. Is called. The computer system here includes an OS and hardware such as peripheral devices.

また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ROMの他に、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のシステムやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。   In addition to ROM, “computer-readable recording medium” refers to a portable medium such as a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, or a storage device such as a hard disk built in a computer system. That means. Furthermore, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (RAM) inside a computer system that becomes a client or a system when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, those holding programs for a certain period of time are also included.

また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case, and a program that holds a program for a certain period of time are also included. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.

本発明の一実施の形態としてのリチウムイオン電池の管理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the management apparatus of the lithium ion battery as one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係る温度と連続寿命期間の関係データを示す図である。It is a figure which shows the relationship data of the temperature and continuous lifetime which concern on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係る実設置環境の1日の温度変化に対応した換算使用期間の算出方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of the conversion usage period corresponding to the daily temperature change of the actual installation environment which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係る容量低下特性データを示す図である。It is a figure which shows the capacity | capacitance fall characteristic data based on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係る蓄電池容量の温度変化特性データを示す図である。It is a figure which shows the temperature change characteristic data of the storage battery capacity which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係るリチウムイオン二次電池の放電容量と端子電圧の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the discharge capacity and terminal voltage of the lithium ion secondary battery which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係るリチウムイオン二次電池の放電電流と放電容量の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the discharge current and discharge capacity of the lithium ion secondary battery which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係るリチウムイオン二次電池の充電電気量と放電電気量の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the charge electricity amount and discharge electricity amount of the lithium ion secondary battery which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係るリチウムイオン二次電池の維持充電中の高電圧検出の状況を示す図である。It is a figure which shows the condition of the high voltage detection during the maintenance charge of the lithium ion secondary battery which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係るリチウムイオン二次電池の放電時の放電終止電圧検出の状況を示す図である。It is a figure which shows the condition of the discharge end voltage detection at the time of discharge of the lithium ion secondary battery which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係る管理装置における計算プロセスを示すフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart which shows the calculation process in the management apparatus which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係る管理装置における計算プロセスを示すフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart which shows the calculation process in the management apparatus which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係る管理装置における計算プロセスを示すフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart which shows the calculation process in the management apparatus which concerns on one embodiment of this invention. リチウムイオン電池の充放電反応メカニズムを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the charging / discharging reaction mechanism of a lithium ion battery.

符号の説明Explanation of symbols

1 管理装置、 2 電池基礎データ記憶部、 3 演算部、 4 表示部、 5 インタフェース部、 6 電流センサ、 7 電池温度センサ、 8 電池電圧センサ、 9 停電検出センサ 10 外部出力用インタフェース部、 11 遠隔監視装置、 12 回路遮断スイッチ、 13 リチウムイオン二次電池、 14 商用電源、 15 充電器、 16 負荷

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Management apparatus, 2 Battery basic data storage part, 3 Computation part, 4 Display part, 5 Interface part, 6 Current sensor, 7 Battery temperature sensor, 8 Battery voltage sensor, 9 Power failure detection sensor 10 Interface part for external output, 11 Remote Monitoring device, 12 Circuit cutoff switch, 13 Lithium ion secondary battery, 14 Commercial power supply, 15 Charger, 16 Load

Claims (8)

管理対象のリチウムイオン二次電池の充放電における電流の測定値の情報、前記リチウムイオン二次電池の温度の測定値の情報、及び、商用電源の給電の情報を受信する受信手段と、
前記受信手段を介して受信した給電の情報及び電流の測定値の情報を基に前記リチウムイオン二次電池の充放電の状態を判断し、充放電が行われていない待機状態においては、前記受信手段を介して受信した温度の測定値の情報を基に前記リチウムイオン二次電池の残存容量及び残存寿命を算出し、放電状態においては、前記受信手段を介して受信した放電電流の測定値の情報を基に前記リチウムイオン二次電池の残存容量を算出し、充電状態においては、前記受信手段を介して受信した充電電流の測定値の情報を基に前記リチウムイオン二次電池の残存容量を算出する演算手段と、
を備えることを特徴とするリチウムイオン電池の管理装置。
Receiving means for receiving information on measured values of current in charge / discharge of a lithium ion secondary battery to be managed, information on measured values of temperature of the lithium ion secondary battery, and information on power supply of commercial power;
The charging / discharging state of the lithium ion secondary battery is determined based on the power feeding information and the current measurement information received via the receiving unit, and in the standby state where charging / discharging is not performed, the reception The remaining capacity and remaining life of the lithium ion secondary battery are calculated based on the measured temperature information received via the means, and in the discharged state, the measured discharge current value received via the receiving means The remaining capacity of the lithium ion secondary battery is calculated based on the information, and in the charged state, the remaining capacity of the lithium ion secondary battery is calculated based on the information on the measured value of the charging current received through the receiving means. Computing means for calculating;
A lithium-ion battery management apparatus comprising:
標準の温度におけるリチウムイオン二次電池の寿命期間データ、温度とこの温度においてリチウムイオン二次電池を連続使用したときの寿命である連続寿命期間との関係データ、リチウムイオン二次電池の経時的な容量低下特性データ、及び、リチウムイオン二次電池の温度と蓄電池容量との関係を示す蓄電池容量の温度変化特性データを記憶する電池基礎データ記憶手段をさらに備え、
前記演算手段は、
前記電池基礎データ記憶手段内の温度と連続寿命期間との関係データから前記標準の温度における連続寿命期間Lsと前記標準の温度を超える温度における連続寿命期間Ltとを読み出し、この連続寿命期間Lsと連続寿命期間Ltとの比Ls/Ltを前記標準の温度を超える温度における使用期間に乗じることにより、前記標準の温度を超える温度における使用期間を前記標準の温度における使用期間に換算する使用期間換算手段と、
前記標準の温度以下の温度における前記リチウムイオン二次電池の使用期間の積算と、前記標準の温度を超える温度における前記リチウムイオン二次電池の使用期間を前記使用期間換算手段により前記標準の温度における使用期間に換算した使用期間の積算とを加算して標準状態における使用期間を算出し、この算出した標準状態における使用期間を、前記電池基礎データ記憶手段から読み出した前記標準の温度における寿命期間から差し引いて前記残存寿命を算出する残存寿命算出手段と、
待機状態において、前記残存寿命算出手段によって算出された前記標準状態における使用期間に相当する蓄電池容量を前記電池基礎データ記憶手段内の容量低下特性データから取得するとともに、この取得した蓄電池容量を、前記電池基礎データ記憶手段内の蓄電池容量の温度変化特性データを参照して、前記リチウムイオン二次電池の温度における蓄電池容量に換算して残存容量を取得する第一の残存容量取得手段と、
放電状態において、前記受信した放電電流の測定値の情報から得られる放電電流の測定値及び放電持続時間の積で算出される放電電気量を、前記第一の残存容量取得手段によって取得した残存容量から減算して残存容量を算出する第二の残存容量取得手段と、
充電状態において、前記受信した充電電流の測定値の情報から得られる充電電流の測定値及び充電持続時間の積で算出される充電電気量を、前記第二の残存容量取得手段によって算出された停電が回復した時点の残存容量に加算して残存容量を算出する第三の残存容量取得手段とからなる、
ことを特徴とする請求項1に記載のリチウムイオン電池の管理装置。
Life time data of lithium ion secondary battery at standard temperature, relational data of temperature and continuous life time that is the life of lithium ion secondary battery at this temperature, over time of lithium ion secondary battery Further comprising battery basic data storage means for storing capacity decrease characteristic data, and temperature change characteristic data of the storage battery capacity indicating the relationship between the temperature of the lithium ion secondary battery and the storage battery capacity,
The computing means is
The continuous life period Ls at the standard temperature and the continuous life period Lt at a temperature exceeding the standard temperature are read from the relationship data between the temperature in the battery basic data storage means and the continuous life period, and the continuous life period Ls Use period conversion to convert the use period at the temperature exceeding the standard temperature into the use period at the standard temperature by multiplying the ratio Ls / Lt with the continuous life period Lt by the use period at the temperature exceeding the standard temperature. Means,
Integration of the use period of the lithium ion secondary battery at a temperature below the standard temperature, and the use period of the lithium ion secondary battery at a temperature exceeding the standard temperature at the standard temperature by the use period conversion means. The usage period in the standard state is calculated by adding the integration of the usage period converted into the usage period, and the calculated usage period in the standard state is calculated from the lifetime in the standard temperature read from the battery basic data storage means. A remaining life calculating means for subtracting and calculating the remaining life;
In the standby state, the storage battery capacity corresponding to the use period in the standard state calculated by the remaining life calculation unit is acquired from the capacity deterioration characteristic data in the battery basic data storage unit, and the acquired storage battery capacity is Referring to the temperature change characteristic data of the storage battery capacity in the battery basic data storage means, a first remaining capacity acquisition means for acquiring the remaining capacity in terms of the storage battery capacity at the temperature of the lithium ion secondary battery;
In the discharge state, the remaining capacity obtained by the first remaining capacity obtaining means is the discharge electric quantity calculated by the product of the measured value of the discharge current obtained from the received information of the measured value of the discharge current and the discharge duration. A second remaining capacity acquisition means for calculating a remaining capacity by subtracting from
In the state of charge, the amount of charge electricity calculated by the product of the measured charge current value and the charge duration obtained from the received measured charge current information is the power failure calculated by the second remaining capacity acquisition means. Comprising a third remaining capacity acquisition means for calculating the remaining capacity by adding to the remaining capacity at the time of recovery,
The lithium ion battery management device according to claim 1.
前記受信手段は、さらに、前記リチウムイオン二次電池の電圧の測定値の情報を受信し、
前記受信手段により受信した電圧の測定値の情報により、前記リチウムイオン二次電池の電圧が所定の範囲を超えたと判断した場合には、警報を出力する出力手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかの項に記載のリチウムイオン電池の管理装置。
The receiving means further receives information on a measured value of the voltage of the lithium ion secondary battery,
When it is determined that the voltage of the lithium ion secondary battery exceeds a predetermined range according to the information on the measured voltage value received by the receiving unit, the output unit further outputs an alarm.
The lithium ion battery management apparatus according to claim 1, wherein the management apparatus is a lithium ion battery.
前記受信手段は、
検出端が前記リチウムイオン二次電池の充放電ラインに接続される電流センサから電流の測定値の情報を受信し、
検出端が前記リチウムイオン二次電池の近傍に接続される電池温度センサから温度の測定値の情報を受信し、
検出端が前記商用電源の給電ラインに接続される停電検出センサから商用電源の給電の情報を受信し、
検出端が少なくとも一個の前記リチウムイオン二次電池の端子に接続される電圧センサから電圧の測定値の情報を受信する、
ことを特徴とする請求項3に記載のリチウムイオン電池の管理装置。
The receiving means includes
The detection end receives information on the current measurement value from a current sensor connected to the charge / discharge line of the lithium ion secondary battery,
Receives temperature measurement information from a battery temperature sensor connected to the vicinity of the lithium ion secondary battery at the detection end,
Receives information on power supply of commercial power from a power failure detection sensor whose detection end is connected to the power supply line of the commercial power,
Receiving a voltage measurement value information from a voltage sensor having a detection end connected to a terminal of at least one lithium ion secondary battery;
The lithium ion battery management device according to claim 3.
リチウムイオン電池の管理装置に用いられる容量算出方法であって、
管理対象のリチウムイオン二次電池の充放電における電流の測定値の情報、前記リチウムイオン二次電池の温度の測定値の情報、及び、商用電源の給電の情報を受信する受信過程と、
前記受信した給電の情報及び電流の測定値の情報を基に前記リチウムイオン二次電池の充放電の状態を判断し、充放電が行われていない待機状態においては、前記受信した温度の測定値の情報を基に前記リチウムイオン二次電池の残存容量及び残存寿命を算出し、放電状態においては、前記受信した放電電流の測定値の情報を基に前記リチウムイオン二次電池の残存容量を算出し、充電状態においては、前記受信した充電電流の測定値の情報を基に前記リチウムイオン二次電池の残存容量を算出する演算過程と、
を有することを特徴とするリチウムイオン電池の容量算出方法。
A capacity calculation method used for a lithium ion battery management device,
A receiving process for receiving information on measured values of current in charge and discharge of a lithium ion secondary battery to be managed, information on measured values of temperature of the lithium ion secondary battery, and information on power supply of commercial power;
The charging / discharging state of the lithium ion secondary battery is determined based on the received power supply information and current measurement value information, and in the standby state where charging / discharging is not performed, the received temperature measurement value. The remaining capacity and remaining life of the lithium ion secondary battery are calculated based on the information of the battery, and in the discharged state, the remaining capacity of the lithium ion secondary battery is calculated based on the received measurement information of the discharge current. In the charged state, a calculation process for calculating the remaining capacity of the lithium ion secondary battery based on the received measurement information of the charging current,
The capacity | capacitance calculation method of a lithium ion battery characterized by having.
前記リチウムイオン電池の管理装置は、標準の温度におけるリチウムイオン二次電池の寿命期間データ、温度とこの温度においてリチウムイオン二次電池を連続使用したときの寿命である連続寿命期間との関係データ、リチウムイオン二次電池の経時的な容量低下特性データ、及び、リチウムイオン二次電池の温度と蓄電池容量との関係を示す蓄電池容量の温度変化特性データを記憶する電池基礎データ記憶手段を有し、
前記演算過程は、
前記電池基礎データ記憶手段内の温度と連続寿命期間との関係データから前記標準の温度における連続寿命期間Lsと前記標準の温度を超える温度における連続寿命期間Ltとを読み出し、この連続寿命期間Lsと連続寿命期間Ltとの比Ls/Ltを前記標準の温度を超える温度における使用期間に乗じることにより、前記標準の温度を超える温度における使用期間を前記標準の温度における使用期間に換算する使用期間換算過程と、
前記標準の温度以下の温度における前記リチウムイオン二次電池の使用期間の積算と、前記標準の温度を超える温度における前記リチウムイオン二次電池の使用期間を前記使用期間換算過程により前記標準の温度における使用期間に換算した使用期間の積算とを加算して標準状態における使用期間を算出し、この算出した標準状態における使用期間を、前記電池基礎データ記憶手段から読み出した前記標準の温度における寿命期間から差し引いて前記残存寿命を算出する残存寿命算出過程と、
待機状態において、前記残存寿命算過程で算出された前記標準状態における使用期間に相当する蓄電池容量を前記電池基礎データ記憶手段内の容量低下特性データから取得するとともに、この取得した蓄電池容量を、前記電池基礎データ記憶手段内の蓄電池容量の温度変化特性データを参照して、前記リチウムイオン二次電池の温度における蓄電池容量に換算して残存容量を取得する第一の残存容量取得過程と、
放電状態において、前記受信した放電電流の測定値の情報から得られる放電電流の測定値及び放電持続時間の積で算出される放電電気量を、前記第一の残存容量取得過程によって取得した残存容量から減算して残存容量を算出する第二の残存容量取得過程と、
充電状態において、前記受信した充電電流の測定値の情報から得られる充電電流の測定値及び充電持続時間の積で算出される充電電気量を、前記第二の残存容量取得過程によって算出された停電が回復した時点の残存容量に加算して残存容量を算出する第三の残存容量取得過程とからなる、
ことを特徴とする請求項5に記載のリチウムイオン電池の容量算出方法。
The lithium ion battery management device is a life time data of a lithium ion secondary battery at a standard temperature, relational data between a temperature and a continuous life time that is a life when a lithium ion secondary battery is continuously used at this temperature, Battery basic data storage means for storing capacity deterioration characteristic data over time of the lithium ion secondary battery, and temperature change characteristic data of the storage battery capacity indicating the relationship between the temperature of the lithium ion secondary battery and the storage battery capacity,
The calculation process is as follows:
The continuous life period Ls at the standard temperature and the continuous life period Lt at a temperature exceeding the standard temperature are read from the relationship data between the temperature in the battery basic data storage means and the continuous life period, and the continuous life period Ls Use period conversion to convert the use period at the temperature exceeding the standard temperature into the use period at the standard temperature by multiplying the ratio Ls / Lt with the continuous life period Lt by the use period at the temperature exceeding the standard temperature. Process,
Integration of the use period of the lithium ion secondary battery at a temperature below the standard temperature and the use period of the lithium ion secondary battery at a temperature exceeding the standard temperature at the standard temperature by the use period conversion process. The usage period in the standard state is calculated by adding the integration of the usage period converted into the usage period, and the calculated usage period in the standard state is calculated from the lifetime in the standard temperature read from the battery basic data storage means. A remaining life calculation process of subtracting and calculating the remaining life;
In the standby state, the storage battery capacity corresponding to the use period in the standard state calculated in the remaining life calculation process is acquired from the capacity deterioration characteristic data in the battery basic data storage means, and the acquired storage battery capacity is Referring to the temperature change characteristic data of the storage battery capacity in the battery basic data storage means, a first remaining capacity acquisition process of acquiring the remaining capacity in terms of the storage battery capacity at the temperature of the lithium ion secondary battery;
In the discharge state, the remaining capacity obtained by the first remaining capacity obtaining process is obtained by calculating the discharge electric quantity calculated by the product of the measured value of the discharge current obtained from the received information of the measured value of the discharge current and the discharge duration. A second remaining capacity acquisition process for calculating the remaining capacity by subtracting from
In the state of charge, the amount of charge electricity calculated by the product of the measurement value of the charge current and the charge duration obtained from the information of the measurement value of the received charge current is the power failure calculated by the second remaining capacity acquisition process. Comprising a third remaining capacity acquisition process for calculating the remaining capacity by adding to the remaining capacity at the time of recovery.
The capacity calculation method for a lithium ion battery according to claim 5.
前記受信過程においては、さらに、前記リチウムイオン二次電池の電圧の測定値の情報を受信し、
受信した電圧の測定値の情報により、前記リチウムイオン二次電池の電圧が所定の範囲を超えたと判断した場合には、警報を出力する出力過程をさらに有する、
ことを特徴とする請求項5または請求項6のいずれかの項に記載のリチウムイオン電池の容量算出方法。
In the reception process, further, information on the measured value of the voltage of the lithium ion secondary battery is received,
When it is determined that the voltage of the lithium ion secondary battery exceeds a predetermined range according to the information on the measured value of the received voltage, it further includes an output process of outputting an alarm.
The capacity | capacitance calculation method of the lithium ion battery of any one of Claim 5 or Claim 6 characterized by the above-mentioned.
リチウムイオン電池の管理装置に用いられるコンピュータプログラムであって、
管理対象のリチウムイオン二次電池の充放電における電流の測定値の情報、前記リチウムイオン二次電池の温度の測定値の情報、及び、商用電源の給電の情報を受信する受信ステップと、
受信した給電の情報及び電流の測定値の情報を基に前記リチウムイオン二次電池の充放電の状態を判断し、充放電が行われていない待機状態においては、受信した温度の測定値の情報を基に前記リチウムイオン二次電池の残存容量及び残存寿命を算出し、放電状態においては、前記放電電流の測定値の情報を基に前記リチウムイオン二次電池の残存容量を算出し、充電状態においては、前記受信した充電電流の測定値の情報を基に前記リチウムイオン二次電池の残存容量を算出する演算ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。

A computer program used in a lithium ion battery management device,
A reception step of receiving information on measured values of current in charge / discharge of a lithium ion secondary battery to be managed, information on measured values of temperature of the lithium ion secondary battery, and information on power supply of a commercial power source;
The charging / discharging state of the lithium ion secondary battery is determined based on the received power supply information and the current measurement value information, and in the standby state where charging / discharging is not performed, the received temperature measurement value information. The remaining capacity and remaining life of the lithium ion secondary battery are calculated based on the discharge state, and in the discharged state, the remaining capacity of the lithium ion secondary battery is calculated based on the information of the measured value of the discharge current, and the charged state In the calculation step of calculating the remaining capacity of the lithium ion secondary battery based on the received measurement information of the charging current,
A computer program for causing a computer to execute.

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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012050014A1 (en) 2010-10-15 2012-04-19 三洋電機株式会社 Power management system
WO2012133027A1 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 三洋電機株式会社 Non-aqueous electrolyte secondary battery system
WO2012133274A1 (en) 2011-03-30 2012-10-04 三洋電機株式会社 Electrical storage system and mobile body
CN102890246A (en) * 2012-10-11 2013-01-23 江苏天鹏电源有限公司 Charge-discharge detection device of lithium battery pack
US8788110B2 (en) 2010-09-08 2014-07-22 Sanyo Electric Co., Ltd. Electric power visualization method and electric power visualization device
US8952663B2 (en) 2010-09-30 2015-02-10 Sanyo Electric Co., Ltd. Battery charge and discharge control apparatus and method for controlling battery charge and discharge
JP2020507063A (en) * 2016-12-30 2020-03-05 華為技術有限公司Huawei Technologies Co.,Ltd. Battery leakage current inspection method, apparatus and circuit
CN112198443A (en) * 2020-09-28 2021-01-08 烽火通信科技股份有限公司 Method and device for detecting service life of storage battery
CN112803532A (en) * 2021-01-13 2021-05-14 新疆西北星信息技术有限责任公司 Power supply management system and method for active electronic tag
CN113013507A (en) * 2019-12-19 2021-06-22 横河电机株式会社 Secondary battery management device and method, non-transitory recording medium
CN113608132A (en) * 2021-08-02 2021-11-05 北京芯虹科技有限责任公司 Method and system for determining residual capacity of lithium ion battery and storage medium
CN113721158A (en) * 2021-07-19 2021-11-30 恒大海拉电子(扬州)有限公司 Lithium ion battery life state estimation method based on temperature coupling model
CN115389958A (en) * 2022-10-28 2022-11-25 江苏海铂德能源科技有限公司 Lithium ion battery operation safety evaluation method and system
CN117458010A (en) * 2023-12-20 2024-01-26 超耐斯(深圳)新能源集团有限公司 Lithium battery energy storage monitoring system based on data analysis

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8788110B2 (en) 2010-09-08 2014-07-22 Sanyo Electric Co., Ltd. Electric power visualization method and electric power visualization device
US8952663B2 (en) 2010-09-30 2015-02-10 Sanyo Electric Co., Ltd. Battery charge and discharge control apparatus and method for controlling battery charge and discharge
WO2012050014A1 (en) 2010-10-15 2012-04-19 三洋電機株式会社 Power management system
WO2012133274A1 (en) 2011-03-30 2012-10-04 三洋電機株式会社 Electrical storage system and mobile body
WO2012133027A1 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 三洋電機株式会社 Non-aqueous electrolyte secondary battery system
JPWO2012133027A1 (en) * 2011-03-31 2014-07-28 三洋電機株式会社 Non-aqueous electrolyte secondary battery system
CN102890246A (en) * 2012-10-11 2013-01-23 江苏天鹏电源有限公司 Charge-discharge detection device of lithium battery pack
CN102890246B (en) * 2012-10-11 2015-07-29 江苏天鹏电源有限公司 A kind of charge-discharge detection device of lithium battery pack
JP2020507063A (en) * 2016-12-30 2020-03-05 華為技術有限公司Huawei Technologies Co.,Ltd. Battery leakage current inspection method, apparatus and circuit
JP7118071B2 (en) 2016-12-30 2022-08-15 華為技術有限公司 BATTERY LEAKAGE CURRENT INSPECTION METHOD, APPARATUS AND CIRCUIT
CN113013507A (en) * 2019-12-19 2021-06-22 横河电机株式会社 Secondary battery management device and method, non-transitory recording medium
CN113013507B (en) * 2019-12-19 2024-04-09 横河电机株式会社 Secondary battery management system and secondary battery management method
CN112198443A (en) * 2020-09-28 2021-01-08 烽火通信科技股份有限公司 Method and device for detecting service life of storage battery
CN112198443B (en) * 2020-09-28 2023-09-22 烽火通信科技股份有限公司 Method and device for detecting service life of storage battery
CN112803532A (en) * 2021-01-13 2021-05-14 新疆西北星信息技术有限责任公司 Power supply management system and method for active electronic tag
CN112803532B (en) * 2021-01-13 2023-09-22 新疆西北星信息技术有限责任公司 Power management system and method for active electronic tag
CN113721158A (en) * 2021-07-19 2021-11-30 恒大海拉电子(扬州)有限公司 Lithium ion battery life state estimation method based on temperature coupling model
CN113608132B (en) * 2021-08-02 2024-02-27 北京芯虹科技有限责任公司 Method, system and storage medium for determining residual capacity of lithium ion battery
CN113608132A (en) * 2021-08-02 2021-11-05 北京芯虹科技有限责任公司 Method and system for determining residual capacity of lithium ion battery and storage medium
CN115389958A (en) * 2022-10-28 2022-11-25 江苏海铂德能源科技有限公司 Lithium ion battery operation safety evaluation method and system
CN117458010A (en) * 2023-12-20 2024-01-26 超耐斯(深圳)新能源集团有限公司 Lithium battery energy storage monitoring system based on data analysis
CN117458010B (en) * 2023-12-20 2024-04-02 超耐斯(深圳)新能源集团有限公司 Lithium battery energy storage monitoring system based on data analysis

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