JP2006338889A - Power management system and power system management method - Google Patents

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Masaaki Kuranuki
正明 倉貫
友 稲富
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Matsushita Electric Ind Co Ltd
松下電器産業株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify control for always keeping remaining capacity of an electrochemical element in a certain range, in a power management system including an electrochemical element, a load part and a power generation part.
SOLUTION: In relation to a power management system including an electrochemical element, a load part 3 and a power generation part 1, this power management system is so structured that the electrochemical element 2 has at least one step in its charge-discharge curve; and the power management system has a charge-discharge control part for controlling the charge and discharge of the electrochemical element such that, for the remaining capacity of the electrochemical element, the range of the remaining capacity obtained by combining current integration based on the step is defined as upper-limit remaining capacity and lower-limit remaining capacity; when it is determined that the remaining capacity of the electrochemical element is set smaller than the lower-limit remaining capacity, it is charged to the upper-limit remaining capacity; and when it is determined that the remaining capacity of the electrochemical element is set larger than the upper-limit remaining capacity, it is discharged to the lower-limit remaining capacity. Thereby, the remaining capacity of the electrochemical element can easily be kept between the upper-limit remaining capacity and the lower-limit remaining capacity.
COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電気化学素子と負荷部と発電部とを含む電力管理システム、および電気化学素子と負荷部と発電部とを含む電力システムの管理方法に関する。 The present invention is a power management system including an electrochemical element and the load unit and the power generation unit, and a method of managing power system including a electrochemical device and the load unit and the power generation unit.

近年、携帯型の電子機器、例えば情報機器、通信機器、映像機器、音響機器、静止画像機器や、電動式車両の電源として、電気化学素子と発電部とを併用することが検討されている。 Recently, portable electronic devices, for example, information equipment, communication equipment, video equipment, audio equipment, and still images devices, as a power source for electric vehicles, it has been considered to be used together with the electrochemical device generating unit. 電気化学素子と発電部とを併用することにより、発電部による電力発生量が不足するときは、電気化学素子から負荷部に電力を供給し、発電部による電力発生量が過剰のときは、過剰分を電気化学素子に充電することが可能となる。 By combined use of the electrochemical device generating unit, when a shortage of power generation amount by the power generation unit supplies power from the electrochemical device to the load unit, when the power generation amount by the power generation unit is excessive, the excess it is possible to charge the minute electrochemical device.

しかし、電気化学素子の残存容量が少ないと、発電部による電力発生量が不足するときに、負荷部に必要量の電力を供給することができず、携帯型機器や電動式車両の運転は不安定になる。 However, when the remaining capacity of the electrochemical device is low, when the shortage of power generation amount by the power generation unit, can not supply the power required amount to the load unit, the operation of the portable apparatus and electric vehicles not It becomes stable. また、電気化学素子の残存容量が多すぎると、発電部による電力発生量が過剰のときに、余剰分を全て充電することができず、エネルギを無駄に浪費することになる。 Further, when the remaining capacity of the electrochemical device is too large, when the power generation amount by the power generation unit is excessive, it can not be charged any surplus, will be wasting energy.

従って、電気化学素子と負荷部と発電部とを含む電力システムにおいては、常に電気化学素子の残存容量を把握するとともに、電気化学素子に一定以上の残存容量を蓄えておくことが望まれる。 Thus, in a power system that includes an electrochemical element and the load unit and the power generation unit, always to grasp the remaining capacity of the electrochemical device, it can be stored in a certain level of remaining capacity electrochemical device is desired.

ここで、従来提案されている電力システムにおける電気化学素子の残存容量の把握方法について、図6を参照しながら説明する。 Here, the determination method of the remaining capacity of the electrochemical device in a power system that is conventionally proposed, will be described with reference to FIG.

図6は、従来の電力システムの系統図である(特許文献1参照)。 Figure 6 is a system diagram of a conventional power system (see Patent Document 1). 図6のシステムは、負荷部50への電力供給を行う発電部として燃料電池30を有する。 The system of Figure 6, having a fuel cell 30 as a power unit for supplying power to the load unit 50. このシステムは、バックアップ用の電気化学素子として蓄電池60を有する。 This system has a storage battery 60 as an electrochemical device for backup. 燃料電池には、改質器20で生成させた燃料が送られる。 Fuel cells and fuel was produced in the reformer 20 is fed. 改質器20には、原料タンク101から燃料原料が送られる。 The reformer 20, the fuel feedstock is delivered from the raw material tank 101.

燃料電池30の出力は、補機制御部100によって、各種補機を制御することにより行われる。 The output of the fuel cell 30, the auxiliary control unit 100 is performed by controlling the various auxiliary equipment. すなわち、補機制御部100は、燃料電池のカソードに空気を送る反応空気ブロワ90、改質器20の燃焼部に空気を送る燃焼空気ブロワ80、および原料タンク101から燃料原料を改質器へ送る原料ポンプ70を制御する。 That is, auxiliary control unit 100, reaction air blower 90 sends air to the cathode of the fuel cell, combustion air blower 80 sends air to the combustion section of the reformer 20, and from the material tank 101 fuel feedstock to the reformer to control the raw material pump 70 to send. 燃料電池から出力される電流値は、出力電流検出器170によって検出される。 Current output from the fuel cell is detected by the output current detector 170.

一方、蓄電池60は、電流検出器110および電圧検出器130に接続されている。 On the other hand, the storage battery 60 is connected to the current detector 110 and a voltage detector 130. 電流検出器110で検出された電流は、積算器120で積算される。 Current detected by the current detector 110 is integrated by integrator 120. 検出された電圧および積算された電流値は、システム制御部150に送られる。 The detected voltage and the integrated current value is sent to the system control unit 150. システム制御部150は、メモリ140を具備し、メモリには蓄電池の残存容量目標値が格納されている。 The system control unit 150 includes a memory 140, the memory residual capacity target value of the storage battery is stored.

システム制御部150は、検出された電圧値、積算された電流値、残存容量目標値などをベースに演算を行い、演算結果に基づいて、補機制御部100を制御する。 The system control unit 150, the detected voltage value, the integrated current value, performs a calculation based on such remaining capacity target value, based on the calculation result, it controls the auxiliary control unit 100.

出力電流検出器170で検出された電流値と、システム制御部150で得られた演算結果とは、データ比較器180に送られ、そこで対比される。 A current value detected by the output current detector 170, the calculation results obtained by the system control unit 150 is sent to the data comparator 180, where it is compared. 対比結果により、DC/DCコンバータ40を制御する調節器160が制御される。 By comparison result, adjuster 160 that controls the DC / DC converter 40 is controlled.

上記のようなシステムでは、燃料電池から蓄電池および負荷へ送られる電流を、蓄電池の残存容量に基づいて制御することが可能である。 In the above-described system, the current delivered from the fuel cell to the battery and the load, it is possible to control on the basis of the remaining capacity of the battery.

図7は、一般的な電気化学素子の充放電曲線である。 Figure 7 is a charge-discharge curve of a typical electrochemical device.

充放電曲線は、図7のようにA〜Cの3つの領域に分けることができる。 Charge-discharge curve can be divided into three regions of A~C as shown in Figure 7. 領域Bでは、電気化学素子の中で可逆的な充放電反応が進行するが、領域Cでは、可逆性が崩れる傾向がある。 In the region B, and reversible charge and discharge reactions in the electrochemical device proceeds, in the area C, there is a tendency that reversibility is lost. 電気化学素子と負荷部と発電部とを含む電力システムにおいては、安定な出力を示すフラットな領域Bだけを利用することが好ましい。 In the power system including a electrochemical device and the load unit and the power generation unit, it is preferable to utilize only the flat region B showing a stable output.

しかし、フラットな領域Bでは、電圧がほとんど変化しないため、電圧のみによって、電気化学素子の残存容量を把握することは困難である。 However, in the flat region B, since the voltage hardly changes, the voltage only, it is difficult to grasp the remaining capacity of the electrochemical device. また、電流値や環境温度などの条件が違えば、同じ残存容量であっても、検出される電圧値は異なる。 Further, Different conditions such as current and environmental temperature, even at the same remaining capacity, the voltage value detected is different. さらに、電流値などのパラメータを用いて、電気化学素子の電圧を推測したところで、充放電曲線がフラットな領域では、電気化学素子の残存容量の推測には役に立たない。 Furthermore, using parameters such as current values, where guessed voltage of the electrochemical device, the charge-discharge curve is flat area, not useful for estimation of the remaining capacity of the electrochemical device. そのため、どうしても電流値を時間で積分する方法による残存容量の把握(以下、電流積算という)が必要となる。 Therefore, grasping the remaining capacity according to the method of integrating absolutely the current value at time (hereinafter, referred to as current integration) is required.

また、B領域が完全にフラットでなく、傾きが緩やかである場合には、電圧のみによって電気化学素子の残存容量を把握するためには、高度な電圧検出精度が要求される。 Also, B region is not completely flat, when the inclination is gentle, in order to grasp the remaining capacity of the electrochemical device by voltage alone, high voltage detection accuracy is required. 同様に、補正に必要なパラメータの精度も要求される。 Similarly, accuracy is also required parameters needed for correction. しかし、そのような精度を実現しようとすれば、コストが高くなる。 However, if an attempt is made to realize such a precision, cost increases. 一方、精度が低くなると、電圧から残存容量を正確に把握することはできない。 On the other hand, when the accuracy is low, it is impossible to accurately grasp the remaining capacity from the voltage. 従って、結局は電気化学素子の残存容量を正確に測定するには、電流積算が不可欠となる。 Thus, eventually to accurately measure the remaining capacity of the electrochemical device, the current integration is essential.

ところで電気化学素子を満充電状態(残存容量を100%)になるまで充電し、そこで電流積算値を100%とリセットすれば、リセットによって積算誤差がなくなる。 Meanwhile was charged to a fully charged state electrochemical device (100% remaining capacity), where if 100% and resets the accumulated current value, the integrated error is eliminated by the reset. このような操作を定期的に行えば、比較的正確に残存容量を把握することが可能となる。 If regularly performing such operation, it is possible to grasp comparatively accurate remaining capacity.

図6のシステムの場合、電気化学素子が満充電もしくは完全放電状態であるとき、システム制御部150は、電気化学素子の残存容量を100%もしくは0%と認識することにより、残存容量をリセットすることができる。 For the system of Figure 6, when the electrochemical device is fully charged or fully discharged state, the system control unit 150, the remaining capacity of the electrochemical device by recognizing a 100% or 0%, and resets the remaining capacity be able to. そして、その残存容量を記憶した状態で、電気化学素子の充放電電流の積算を開始することにより、残存容量の測定精度を高めることができる。 Then, in a state that stores the residual capacity by starting the integration of the charge-discharge current of the electrochemical device, it is possible to improve the measurement accuracy of the remaining capacity.

しかし、負荷部の消費電力量(要求エネルギ)は、常に変動する可能性があり、予測できない面がある。 However, power consumption of the load unit (request energy) is always likely to vary, there is a surface unpredictable. そのため、残存容量を100%にするために電気化学素子を満充電すると、負荷部の稼働が急に停止した際に、電気化学素子が発電部で発生する電力を吸収することができず、エネルギが行き場を失ってしまう。 Therefore, when fully charged electrochemical device to the remaining capacity to 100%, when the operation of the load unit is stopped abruptly, the electrochemical device is not able to absorb the power generated by the power generation unit, the energy but lose the place to go. 燃料電池のように、停止までに時間がかかる発電部を含むシステムにおいては、エネルギの損失は特に大きくなる。 Like the fuel cell, in a system including a power generation unit that takes time to stop the loss of energy is particularly large. 逆に、残存容量が0%になるまで電気化学素子を完全放電して、電流積算値をリセットする場合には、負荷部の消費電力量の急増に対応できなくなる。 Conversely, the electrochemical element until the remaining capacity becomes 0% is completely discharged, to reset the current accumulated value becomes unable corresponding spikes in power consumption of the load unit. 残存容量が0%のままでシステムが停止した場合、次回のシステム起動が不可能になることもある。 If the remaining capacity is the system stops at 0%, sometimes becomes impossible next system startup.

例えば、電気自動車やハイブリッド自動車では、車両減速時の回生エネルギを電気化学素子で回収できるように、電気化学素子の満充電を避けている。 For example, in electric vehicles and hybrid vehicles, so that we can recover the regenerative energy during vehicle deceleration in an electrochemical device, which avoids the full charge of the electrochemical device. また、加速時の不足エネルギを電気化学素子で補うために、電気化学素子の完全放電を避けている。 Further, in order to compensate for the lack energy during acceleration in an electrochemical device, which avoids the complete discharge of the electrochemical device. このように、残存容量を100%もしくは0%にすることによる残存容量のリセットを行えないまま、電流積算と電圧値などに基づいて、システムが稼働し続けることになる。 Thus, without performing the reset of the remaining capacity due to the remaining capacity of 100% or 0%, based on such accumulated current and voltage values, so that the system continues to operate.
特開平1−211860号公報(第1図、第3図) JP-1-211860 discloses (Figure 1, Figure 3)

しかし、前記従来のシステムでは、電気化学素子の残存容量を正確に把握するためには、複雑な作業を要する。 However, in the conventional systems, in order to accurately grasp the remaining capacity of the electrochemical device, requiring complicated operations. 積分誤差を補正するためには、様々なパラメータを高速で取り込む必要がある。 To correct the integral error, it is necessary to take various parameters at high speed. また、長時間にわたって残存容量のリセットを行えないため、次第に積分誤差が大きくなる。 Also, since not be reset state of charge for a long time, the integration error increases gradually. そのため、残存容量を一定範囲内に維持していたつもりでも、実際には満充電もしくは完全放電状態に近づいている場合がある。 Therefore, also intended maintained a remaining capacity within a certain range, the fact is approaching a fully charged or fully discharged state. そのため、システムの信頼性、保守性および安全性が損なわれる可能性がある。 Therefore, there is a possibility that the reliability of the system, maintainability and safety is impaired. このような状況を改善するには、複雑な回路構造が必要となり、コストが高くなり、部品点数の増加に伴って、故障の可能性も増大する。 To improve this situation, a complex circuit structure is required, the cost is increased, with the increase in the number of components also increases the possibility of failure.

以上を鑑み、本発明は、電気化学素子と負荷部と発電部とを含む電力システムにおいて、電気化学素子の残存容量を比較的容易に把握するとともに、電気化学素子の残存容量を常に一定範囲内に維持するための制御を簡略化することを主目的とする。 In view of the above, the present invention provides a power system including an electrochemical element and the load unit and the power generation unit, the remaining capacity of the electrochemical device with a relatively easily grasp, always within a certain range the remaining capacity of the electrochemical device a main object is to simplify the control for maintaining.

前記従来の課題を解決するために、本発明の電力管理システムは、電気化学素子と、負荷部と、発電部とを含む電力管理システムであって、 In order to solve the above conventional problems, the power management system of the present invention, an electrochemical device, a power management system including a load unit, and a power generation unit,
電気化学素子は、正極と、負極と、電解液または固体電解質とを有し、 Electrochemical device has a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte or a solid electrolyte,
電気化学素子の充放電曲線は、少なくとも1つの段差を有し、 A charge-discharge curve of an electrochemical element has at least one step,
少なくとも1つの段差において、変曲点もしくはその近傍点に対応する電圧の閾値が設定されている。 In at least one step, the threshold voltage corresponding to the inflection point or near point thereof is set.

さらに、電気化学素子の端子電圧を測定し、出力する電圧測定部と、 Furthermore, a voltage measuring unit for the terminal voltage of the electrochemical device were measured, and outputs,
電気化学素子から流出または電気化学素子へ流入する電流を検出し、出力する電流検出部と、 A current detector for detecting a current flowing from the electrochemical device to the outflow or electrochemical device, and outputs,
電流検出部の出力を積算し、充放電電流の積算値に対する電圧変化率を測定し、出力する傾き検出部と、 Integrating the output of the current detector, and a tilt detection unit that measures a voltage change rate with respect to the integrated value of the charge and discharge current, and outputs,
前記電圧測定部の出力を閾値と比較し、閾値付近であると判定する電圧判定部と、 Is compared with a threshold value to output of the voltage measuring unit, and the voltage determination unit determines that the vicinity of the threshold value,
傾き検出部の出力に基づき、予め決めておいた所定の傾きより大きくなった場合、段差であると判断し、電気化学素子の残存容量を所定の値にリセットし、リセット時の残存容量の基準として電流検出部の出力をリセット時から積分し電池の残量を測定し、出力する残存容量検出部と、 Based on the output of the tilt detection unit, when it becomes larger than a predetermined gradient determined in advance, it is determined that the step resets the remaining capacity of the electrochemical device to a predetermined value, the reference remaining capacity at the time of reset a remaining capacity detecting unit for the output of the current detector integration measures the remaining amount of the battery from the time of reset and output as,
残存容量検出部の出力に基づいて、電気化学素子の残存容量が所定の下限残存容量より少なくなったと判断した場合には電気化学素子を充電し、電気化学素子の残存容量が所定の上限残存容量より多くなったと判断した場合、電気化学素子を放電する制御を行うように、電気化学素子の充放電を管理する充放電制御部と、を有する。 Based on the output of the remaining capacity detection unit, the remaining capacity of the electrochemical device charges the electrochemical device when it is determined that it is less than the predetermined lower limit SOC, the upper limit residual capacity SOC is in a predetermined electrochemical device If it is determined that it is more, to perform control of discharging the electrochemical device has a discharge control unit that manages the charging and discharging of the electrochemical element.

この構成により、電気化学素子の残存容量を比較的容易に把握することができ、さらに、電気化学素子の残存容量を常に一定範囲内に維持する制御を簡単に行うことができる。 By this configuration, it is possible to relatively easily grasp the remaining capacity of the electrochemical device, further, the remaining capacity of the electrochemical device can always be easily performed control to maintain within a certain range.

本発明によれば、電気化学素子と負荷部と発電部とを含む電力システムにおいて、電気化学素子の残存容量を比較的容易に把握することができ、さらに、電気化学素子の残存容量を常に一定範囲内に維持する制御を簡単に行うことができる。 According to the present invention, in a power system including an electrochemical element and the load unit and the power generation unit, can be relatively easily grasp the remaining capacity of the electrochemical device, further, always constant the remaining capacity of the electrochemical device it can be controlled to be maintained within a range easily. すなわち、電力管理システムの構造を従来に比べて簡略化することができる。 In other words, it is possible to simplify as compared with the conventional structure of the power management system. また、本発明によれば、電気化学素子の寿命を早めることなく、信頼性、保守性および安全性を高めたシステムを提供することができる。 Further, according to the present invention, without accelerating the lifetime of the electrochemical device, it is possible to provide a system with improved reliability, maintainability and safety.

さらに、電気化学素子の残存容量を補正する場合には、従来に比べて精度の高い補正を行うことができる。 Furthermore, in the case of correcting the remaining capacity of the electrochemical device can be performed with high correction accuracy as compared with the prior art. 電気化学素子の電圧や、容量変化に対する電圧の変化率(ΔV/ΔC;以下、電圧変化率という)が、閾値や閾値における電圧変化率と同じになった時に、電気化学素子の残存容量を所定値にリセットすれば、積分誤差などの誤差をなくすことができるからである。 Voltage and of the electrochemical device, the rate of change of voltage with respect to volume change ([Delta] V / [Delta] C; hereinafter referred to as the voltage change rate), when it becomes equal to the voltage change rate at the threshold or thresholds, given the remaining capacity of the electrochemical device if you reset to the value, because it is possible to eliminate errors such as integration error.

積分誤差がなくなれば、これに起因する過充電および過放電に対する対策を省くことができる。 If there is no integration error, it is possible to omit the countermeasure against overcharge and overdischarge due to this. すなわち、付加的な回路を設ける必要がなくなる。 That is, there is no need to provide additional circuitry. 従って、簡易な構造でありながら、信頼性、保守性および安定性に優れたシステムを構築できる。 Thus, with a simple structure, it can be constructed reliability, maintainability and excellent system stability.

以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

(実施の形態1) (Embodiment 1)
図1は、本実施の形態1における電力管理システムを示す系統図である。 Figure 1 is a system diagram illustrating a power management system in the first embodiment. 図1において、電力管理システムは、負荷部3への電力供給を行う発電部1と、発電部1から出力される電力が不足する場合に負荷部3への電力供給を行い、発電部1から出力される電力が過剰である場合に余剰の電力を充電する電気化学素子2とを有する。 In Figure 1, the power management system performs a power generating unit 1 for supplying power to the load unit 3, the power supply to the load unit 3 when a shortage of electric power output from the power generating unit 1, the power generating unit 1 and an electrochemical device 2 to charge the surplus power when the electric power output is excessive. その他の構成については後述する。 The rest of the configuration will be described later.

負荷部3は、発電部1と電気化学素子2とから電力を供給され、消費する機器等である。 Load unit 3 is supplied with electric power from the power generating unit 1 and the electrochemical device 2 which is a device or the like which consumes. 本実施の形態1において、負荷部3の種類や構成には特に制限は無いが、小型携帯機器や電動車両のように、稼働中の電力消費量が大きく変動する場合に、本発明の電力管理システムは特に有効である。 In the first embodiment, is not particularly limited in the type and configuration of the load unit 3, as small portable devices and electric vehicles, if the power consumption during operation varies greatly, the power management of the present invention the system is particularly effective.

発電部1は、負荷部3と電気化学素子2とに電力を供給する機器等である。 Power generation unit 1 is a device for supplying electric power to the load unit 3 and the electrochemical device 2. 本実施の形態1において、発電部1の種類や構成には特に制限は無いが、燃料電池のように、負荷部が要求する電力変動に応じて、素早く発電量を増加もしくは減少させることが比較的困難な発電部を用いる場合に、本発明の電力管理システムは特に有効である。 In the first embodiment, is not particularly limited to the type and configuration power generation unit 1, as in the fuel cell, according to the power fluctuation load unit requests, comparison to increase or decrease the quick generation amount in the case of using the difficulties power generation unit, the power management system of the present invention is particularly effective. 発電部1による電力発生量と、負荷部3による電力消費量との差を、電気化学素子2の充放電により相殺することができるからである。 A power generation amount by the power generation unit 1, the difference between the power consumed by the load portion 3, is because it is possible to offset the charge and discharge of the electrochemical device 2. 他に、好ましい発電部1としては、太陽電池、車両のエンジンに設けられた発電機などを挙げることができる。 Other, preferred power generation unit 1, and the like solar cell, a generator provided in the engine of the vehicle.

電気化学素子2は、正極と負極と電解液または固体電解質とを有し、電気の充放電を行える素子であれば、特に限定なく用いることができる。 Electrochemical element 2 has a positive electrode and the negative electrode and the electrolyte or solid electrolyte, if the element that allows the electrical charge and discharge, can be used without particular limitation. 例えば、リチウムイオン二次電池、アルカリ蓄電池、鉛蓄電池等を挙げることができる。 For example, there may be mentioned lithium ion secondary battery, an alkaline storage battery, a lead storage battery or the like. 特に一般式(化1)で示す材料を正極と負極との少なくともいずれかに用いると、充放電曲線に効果的な段差を有する電気化学素子を容易に得ることができる。 In particular the materials indicated by the general formula (1) is used in at least one of the positive and negative electrodes, an electrochemical device having an effective step to charge-discharge curve can be easily obtained.

(式中、R およびR は、それぞれ独立に鎖状または環状の脂肪族基であり、R とR は同じであっても異なっていてもよく、X 〜X は、それぞれ独立に硫黄原子、酸素原子またはテルル原子であり、X 〜X は同じであっても異なっていてもよく、前記脂肪族基は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子およびホウ素原子よりなる群から選ばれる1種以上を含むことができる) (In the formula, R 1 and R 2 are each independently a chain or cyclic aliphatic group, R 1 and R 2 may be different even in the same, X 1 to X 4 are each independently a sulfur atom, an oxygen atom or a tellurium atom, X 1 to X 4 may be different even in the same, the aliphatic group, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, phosphorus atom and it may include one or more selected from the group consisting of boron atom)
ここで、電気化学素子2の充放電曲線は、少なくとも1つの段差を有する。 Here, the charge-discharge curves of an electrochemical element 2 has at least one step. 電気化学素子2の充放電曲線について、図2を用いて説明する。 For a charge-discharge curve of an electrochemical element 2, it will be described with reference to FIG.

図2は、電気化学素子2の充放電曲線を例示したものである。 Figure 2 is an illustration of a charge-discharge curve of an electrochemical element 2. 図2において、充放電曲線Aは1つの段差を有し、段差のほぼ中心に変曲点Pを有する。 2, the charge-discharge curve A has one step, having an inflection point P approximately in the center of the step. また段差において、変曲点の近傍点に対応する電圧の閾値(以下、Vthともいう)が設定されている。 In step, the threshold voltage corresponding to the point near the inflection point (hereinafter, also referred to as Vth) is set. 変曲点Pに対応する残存容量をこの例では50%とする。 To 50% in this example the remaining capacity corresponding to the inflection point P.

図2に示すように段差付近で電気化学素子の電圧は大きく変化する。 Voltage of the electrochemical device in the vicinity of the step as shown in FIG. 2 changes greatly. 従って、実測電圧が、段差の変曲点Pもしくはその近傍点に設定したVthよりも大きいか小さいかを判断することは容易である。 Therefore, the measured voltage, it is easy to determine whether greater than or less than Vth which is set to the inflection point P at or near the point that the step. また、段差の変曲点Pもしくはその近傍点における電気化学素子の残存容量のばらつきは小さく、温度やサイクル劣化を考慮しても全体容量に占める残存容量の比率に対するばらつきは小さい。 Also, small variations in the remaining capacity of the electrochemical device at the inflection point P at or near the point that the step is small variation with respect to the ratio of the remaining capacity in the entire even in consideration of the temperature and cycle deterioration capacity. 従って、段差の変曲点もしくはその近傍点に設定した閾値に対応する残存容量を予め明らかにしておき、その残存容量を基準に用いることで、ほぼ正確な残存容量を算出することができる。 Therefore, leave previously revealed the remaining capacity corresponding to the threshold set in the inflection point or near point thereof of the step, by using the remaining capacity to the reference, it can be calculated approximately accurate remaining capacity.

ただし、充放電曲線の形状は、このような形状に限定されないし、段差の数は2つ以上であってもよい。 However, the shape of the charge-discharge curve is not restricted to such a shape, the number of steps may be two or more. 充放電曲線の形状は電気化学素子の種類によって異なるし、複数の段差のうち、検出感度の高い任意の1つに着眼することにより、本発明の効果を発揮することができるからである。 The shape of the charge-discharge curve to vary depending on the type of electrochemical device, among the plurality of steps, by focusing on any one of high sensitivity, because it is possible to exhibit the effect of the present invention.

なお、電気化学素子2の充放電曲線Aは、電気化学素子2の使用環境や電流値によって、変動する可能性がある。 The charge-discharge curve A of the electrochemical element 2, by the use environment and the current value of the electrochemical element 2, may vary. 図2中、充放電曲線Aは、典型的な充放電曲線であり、曲線A1は充放電曲線の変動範囲の下限を示し、曲線A2は充放電曲線の変動範囲の上限を示している。 In Figure 2, the charge-discharge curve A is a typical charge-discharge curve, a curve A1 represents the lower limit of the variation range of charge-discharge curve, the curve A2 represents the upper limit of the variation range of charge-discharge curve. 曲線A1の変曲点P1および曲線A2の変曲点P2における残存容量は、曲線Aの変曲点とほぼ同じ残存容量と判断可能である。 SOC at the inflection point P2 of the inflection points P1 and curve A2 of curve A1 can be determined to almost the same state of charge as the inflection point of the curve A.

電気化学素子2が図2に示す充放電曲線Aを有し、変曲点PにVthを設定している場合、電圧計などからなる電圧測定部8は電気化学素子2の電圧を測定し、電圧判定部9へ測定値を出力する。 Has electrochemical device 2 is a charge-discharge curve A shown in FIG. 2, if you set the Vth to the inflection point P, the voltage measuring unit 8 consisting of a voltmeter to measure the voltage of the electrochemical element 2, and outputs the measured value to the voltage determination unit 9. その出力を元に電圧判定部9は電気化学素子2の電圧がVth付近かを判断する。 Voltage determination unit 9 based on the output voltage of the electrochemical device 2 determines whether near Vth. 電圧判定部9は、電気化学素子2の電圧の測定値を傾き検出部5へ出力する。 Voltage determination unit 9 outputs the measured value of the voltage of the electrochemical element 2 to the detector 5 slope.

また、電流計などからなる電流検出部6は、電気化学素子2から流出または流入する電流を検出し、傾き検出部5へ出力する。 Further, the current detecting unit 6 consisting of a current meter detects a current flowing out or flowing from the electrochemical element 2, and outputs the tilt detection unit 5. 傾き検出部5は、その出力を元に電流値を積算し、電気化学素子2から流出または流入する容量(mAh)を求める。 The inclination detecting unit 5, by integrating the current value on the basis of the output, obtaining a volume which flows or flows from the electrochemical element 2 (mAh). また、傾き検出部5は、電圧判定部9から入力された電気化学素子2の電圧の測定値と容量の経時変化を元に、電気化学素子2の充電あるいは放電容量に対する電圧の変化率(ΔV/ΔC)を求める。 Moreover, the tilt detection unit 5, based on the time course of the measured values ​​and the capacitance of the voltage of the voltage determining unit 9 electrochemical element 2 which is input from the rate of change of voltage with respect to the charge or discharge capacity of the electrochemical element 2 ([Delta] V / ΔC) seek. ここで、電圧の変化率は常時求めていても良いが、電気化学素子2の電圧がVth付近である場合のみ求めても良い。 Here, the rate of change of the voltage may be determined at all times, the voltage of the electrochemical element 2 may be obtained only if it is near Vth. 求めたΔV/ΔCの値は、残存容量検出部7へ出力される。 The value of [Delta] V / [Delta] C as determined is output to the remaining capacity detection portion 7.

また、電気化学素子2の電圧がVth付近であると判断した場合、電圧判定部9は傾き検出部5へその情報を出力する。 Also, when the voltage of the electrochemical element 2 is determined to be near the Vth, the voltage determination unit 9 outputs the information of the tilt detection unit 5 navel.

残存容量検出部7は、電気化学素子2の電圧がVth付近であると判断し、なおかつ求めたΔV/ΔCが予め定めておいた値よりも大きい場合、電気化学素子2の状態は段差であると判断し、対応する残存容量を充放電制御部4へ出力する。 Remaining capacity detection portion 7, the voltage of the electrochemical device 2 is determined to be near the Vth, when yet obtained [Delta] V / [Delta] C is greater than the value previously determined, the state of the electrochemical element 2 is a step It determines that, outputs the corresponding remaining capacity to the charging and discharging control unit 4. ここで、残存容量検出部7が段差であると判断した場合、その時点で段差に対応するほぼ正確な残存容量を算出することができるので、電気化学素子の残存容量を段差に対応する所定値にリセットし、電流積算時に生じる積分誤差などをなくすことができる。 Here, if the remaining capacity detection portion 7 is determined to be stepped, it is possible to calculate the substantially accurate remaining capacity corresponding to the level difference at that time, a predetermined value corresponding to the level difference of the remaining capacity of the electrochemical device reset, such integration error occurring during the current integration can be eliminated to. 積分誤差がなくなれば、これに起因する過充電および過放電に対する対策を省くことができる。 If there is no integration error, it is possible to omit the countermeasure against overcharge and overdischarge due to this. すなわち、付加的な回路を設ける必要がなくなる。 That is, there is no need to provide additional circuitry. 従って、簡易な構造でありながら、信頼性、保守性および安定性に優れたシステムを構築できる。 Thus, with a simple structure, it can be constructed reliability, maintainability and excellent system stability.

充放電制御部4は、残存容量検出部7の出力に基づいて、電気化学素子2の残存容量が所定の下限残存容量より少なくなったと判断した場合、発電部を動作させ電気化学素子2を充電し、電気化学素子2の残存容量が所定の上限残存容量より多くなったと判断した場合、発電部1を停止し、電気化学素子2を放電する制御を行うように、電気化学素子2の充放電を管理する。 Charging and discharging control unit 4 based on the output of the remaining capacity detection portion 7, if the remaining capacity of the electrochemical element 2 is determined to have become less than the predetermined lower limit SOC, charging an electrochemical device 2 to operate the power generation unit and, if the remaining capacity of the electrochemical element 2 is determined to have become more than the predetermined upper limit SOC, the power generating unit 1 is stopped, to perform control of discharging the electrochemical element 2, the electrochemical element 2 discharge to manage. また、上限残存容量および下限残存容量の中間に対応する場合は、定格を超えるような放電時に発電部1を動作させるなど特段の充放電指令を割り込ませない限り、充電時は上限残存容量まで充電し、放電時は下限残存容量まで放電する。 The charging case corresponding to the middle of the upper residual capacity and lower residual capacity unless the interrupted a special charge and discharge command such as to operate the power generation portion 1 during discharge exceeding rated, until the charging upper limit residual capacity and, during the discharge is discharged to a lower limit SOC. この発電ON/OFFと残存容量の関係はヒステリシス特性を持ち、その様子をあらわしたのが図4である。 Relationship between the remaining capacity power generating ON / OFF has a hysteresis characteristic, the expressed This state is shown in FIG 4. その結果、電気化学素子の残存容量は、電気化学素子は上限残存容量および下限残存容量の間に管理されるとともに、発電部1が1度動くたびに充電側で1度はリセットされ、発電部1が停止してから次回の起動時までの放電側でも少なくとも1度はリセット可能であるため、満充電時や完全放電時でリセットするよりはるかに頻繁に残存容量のリセットがかけられ、電流積分誤差が改善される。 As a result, the remaining capacity of the electrochemical device, the electrochemical device while being managed between the upper residual capacity and lower residual capacity, once the charging side each time the power generating unit 1 is moved once is reset, the power generation unit 1 at least once in a discharge side from the stop to the next start-up, capable of resetting, much more frequently reset state of charge is applied from the reset at the time of full charging or full discharge, current integration error is improved.

例えば、図2において、電気化学素子2の充電状態が45%で発電部が動作している充電状態だった場合、いずれ電気化学素子2の電圧はVthに近づく。 For example, in FIG. 2, when the state of charge of the electrochemical element 2 was charged state power generation unit is operating at 45% one voltage of the electrochemical device 2 approaches Vth. すると電圧判定部9が傾き検出部5へ電気化学素子2の電圧がVth付近であるとの信号を送り、傾きが閾値を超えたところで傾き検出部5は残存容量検出部7へ信号を送り、残存容量検出部7は残存容量を50%にリセットするとともに、充放電制御部4へ信号を送る。 Then the detector 5 the voltage determination unit 9 slope voltage of the electrochemical device 2 sends a signal as near Vth, the inclination detecting unit 5 where the inclination has exceeded the threshold value send a signal to the remaining capacity detection portion 7, with the remaining capacity detection portion 7 resets the remaining capacity of 50%, and sends a signal to the charging and discharging control unit 4. 傾き検出部5は電流積算を継続し、発電部1も動作を続ける。 The inclination detecting unit 5 continues current integration, the power generation unit 1 also continue to operate. 発電部1からの充電が進み、電流積算の結果、電気化学素子2の残存容量が上限残存容量である60%に達した時点で残存容量検出部7は充放電制御部4へ信号を送り、充放電制御部4は発電部1を停止する。 Proceeds be charged from the power generation unit 1, a result of the current integration, the remaining capacity detection portion 7 when the remaining capacity has reached 60% which is the upper limit remaining capacity of the electrochemical element 2 sends a signal to the charging and discharging control unit 4, charging and discharging control unit 4 stops the power generation portion 1. 発電部1が停止した後は電気化学素子2のエネルギが徐々に使われ、残存容量が減る。 After the power generation unit 1 is stopped energy of the electrochemical device 2 is gradually used, the remaining capacity is decreased. この場合電気化学素子2の電圧はVthに近づく。 Voltage in this case the electrochemical element 2 approaches Vth. すると電圧判定部9が傾き検出部5へ電気化学素子2の電圧がVth付近であるとの信号を送り、傾きが閾値を超えたところで傾き検出部5は残存容量検出部7へ信号を送り、残存容量検出部7は残存容量を50%にリセットするとともに、充放電制御部4へ信号を送る。 Then the detector 5 the voltage determination unit 9 slope voltage of the electrochemical device 2 sends a signal as near Vth, the inclination detecting unit 5 where the inclination has exceeded the threshold value send a signal to the remaining capacity detection portion 7, with the remaining capacity detection portion 7 resets the remaining capacity of 50%, and sends a signal to the charging and discharging control unit 4. 傾き検出部5は電流積算を継続し、電気化学素子2の放電が進み、電流積算の結果、電気化学素子2の残存容量が下限残存容量である40%に達した時点で残存容量検出部7は充放電制御部4へ信号を送り、充放電制御部4は発電部1を起動させる。 The inclination detecting unit 5 continues current integration, the discharge of the electrochemical device 2 proceeds, the results of the current integration, the remaining when the remaining capacity of the electrochemical element 2 has reached 40% which is the lower limit SOC capacity detection portion 7 sends a signal to the charging and discharging control unit 4, the charging and discharging control unit 4 activates the power generation unit 1. 充放電制御部4は以上の動作を繰り返し、電気化学素子2の充電および放電を切り替え、電気化学素子2の残存容量を40%〜60%に収束させようとする。 Charging and discharging control unit 4 repeats the above operation, switching the charging and discharging of the electrochemical element 2, the remaining capacity of the electrochemical element 2 to try to converge to between 40% and 60%.

なお、システムの用途などに依り、電気化学素子2の電圧がVthに近づく頻度が異なる。 Incidentally, depending etc. applications of the system, the frequency of the voltage of the electrochemical device 2 approaches the Vth is different. 傾きが閾値を超える毎に残存容量のリセットをしても良いが、前回のリセットからの時間、日数、温度履歴、電気化学素子2の劣化の程度を勘案し、傾きが閾値を10回超えるたびにリセットしたりしても良い。 May be a reset state of charge for each slope exceeds the threshold value but the time from the last reset, days, temperature history, taking into account the degree of deterioration of the electrochemical device 2, each time the slope exceeds the threshold value 10 times it may be to reset to. また、リセット回数が100回までは傾きが閾値を10回超えるたびにリセットし、リセット回数が100回を超えると傾きが閾値を5回超えるたびにリセットする、などの条件でリセットを間引いても良い。 Further, reset whenever more than 10 times the threshold slope is up to 100 times the number of resets is reset each time the slope exceeds the threshold value 5 times the number of resets exceeds 100 times, even if thinned out reset conditions such good. 他にも、所定時間内の温度変化が10℃を超えた場合は都度リセットし、10℃を超えない場合は間引くようにしても良い。 Besides, when the temperature changes within the predetermined time exceeds a 10 ° C. and each time reset, it may be thinned if not exceeding 10 ° C.. リセットを間引く条件は、以上のように、周囲状況や履歴などを元に設定できるようにしておけば良い。 Conditions thinned out reset, as described in the foregoing, it is sufficient to be set on the basis of such as ambient conditions and history. これにより、リセットに伴う処理負担を軽減し、処理に伴う電力も削減でき、電気化学素子の寿命も延ばすことが可能となる。 Thus, to reduce the processing burden of resetting, the power associated with the process also reduces, it becomes possible to prolong the life of the electrochemical device.

別の例として、図2において、システム起動時において電気化学素子2の残存容量が40%から60%の範囲に無い場合、あるいは残存容量そのものの初期値が不明な場合、残存容量検出部7は電圧判定部9からの出力に基づき、図5に示す流れ図に従って暫定的に残存容量を図5のAからBに示す各領域であることを推定し、残存容量が40%から60%の範囲に向かうよう、充放電制御部4が発電部の起動停止を含めた電気化学素子2の充放電電流の管理を行う。 As another example, in FIG. 2, when the remaining capacity of the electrochemical element 2 at the time of system startup is not in the range of 60% to 40%, or if the remaining capacity itself initial value is unknown, the remaining capacity detection portion 7 based on the output from the voltage determination unit 9, the tentatively remaining capacity in accordance with the flowchart shown in FIG. 5 is estimated that the respective regions shown in B from a in Fig. 5, in the range residual capacity of 60% to 40% directed way, charging and discharging control unit 4 manages the charging and discharging current electrochemical device 2, including the start and stop of the power generation unit.

上記の構成により、本発明の電力管理システムは、電気化学素子2を上限残存容量および下限残存容量の間に保つように、電気化学素子2の充放電を制御することが容易な電力管理システムを実現する。 With the above configuration, the power management system of the present invention, an electrochemical device 2 so as to maintain between the upper residual capacity and lower residual capacity, easy power management system to control the charging and discharging of the electrochemical device 2 to achieve. 上限残存容量および下限残存容量の間に電気化学素子2の残存容量を保つことが容易である理由は、電流の積分誤差を長期間、多サイクルに渡り保証することなく毎回発電部が起動するたびに誤差がリセットされ、段差を検出すれば、自ずと残存容量が分かるからである。 Reason to keep the remaining capacity of the electrochemical element 2 between the upper residual capacity and lower residual capacity is easy, long term integral error of the current, each time the each power generation unit is activated without any assurance over multiple cycles error is reset to, by detecting the difference in level, because naturally remaining capacity can be seen.

なお、電圧判定部9は、例えばシステムの使用者が予め決定した閾値を、電圧判定部9を構成するハードウエアの一部に格納することにより、閾値を設定することができる。 The voltage determination unit 9, for example, a threshold value the user has determined in advance of the system, by storing a portion of the hardware constituting the voltage determination unit 9, it is possible to set a threshold. また、電圧判定部9に、自ら自動的に閾値を設定する機能を付与してもよい。 Further, the voltage determining unit 9, may be given the ability to set their own automatic threshold. その場合、電圧判定部は、例えば、充電もしくは放電中の電気化学素子の電圧をモニタして、電圧の時間変化率ΔV/Δtあるいは残存容量に対する電圧の変化率ΔV/ΔC(電圧変化率)の絶対値が相対的に大きくなる変曲点を見出し、変曲点を基準に閾値を設定する機能を有すればよい。 In that case, the voltage determination unit, for example, monitors the voltage of the electrochemical device being charged or discharged, the time rate of change [Delta] V / Delta] t or the voltage for the remaining capacity variation rate [Delta] V / [Delta] C of the voltage (voltage change ratio) absolute value found inflection points is relatively large, you have the ability to set the threshold value based on the inflection point. なお、電気化学素子2の電圧をADコンバータで取り込み、以降の処理をデジタルデータで行ってもよいし、一部でアナログデータを取り扱ってもよい。 Incidentally, the voltage of the electrochemical device 2 uptake in AD converter may perform the subsequent processing in the digital data, it may be partially handled analog data.

なお、ここでは図1、図2および図4を参照しながら、充放電曲線の変曲点が残存容量50%に対応し、上限残存容量が公称容量の60%に設定されており、下限残存容量が公称容量の40%に設定されている場合を例にあげて説明したが、電気化学素子の空き容量は、発電部の停止時に発生するエネルギを吸収できる程度であれば十分である。 Here, with reference to FIGS. 1, 2 and 4, the charge and the inflection point of the discharge curve corresponds to the remaining capacity of 50%, the upper limit SOC is set to 60% of the nominal capacity, lower residual It has been described as a case where the capacity is set to 40% of the nominal capacity. However, the free space of the electrochemical device is sufficient as long as capable of absorbing energy generated when stopping the power generation unit. 実際には、上限残存容量が公称容量の60〜90%に対応する範囲に設定されており、下限残存容量が公称容量の30〜50%に対応する範囲に設定されていることが、システムのエネルギ供給能力を向上させる観点から望ましい。 In practice, the upper limit SOC is set to a range corresponding to 60% to 90% of the nominal capacity, be lower remaining capacity is set to a range corresponding to 30-50% of the nominal capacity of the system from the viewpoint of improving the energy supply capacity. 特に、電気自動車などの電動車両にシステムを適用する場合、電気化学素子には負荷部からの回生エネルギを吸収できるだけの余裕が必要であるので、下限残存容量を上述の範囲に設定することが好ましい。 In particular, when applying the system to the electric vehicle such as an electric vehicle, since the electrochemical device is required margin enough to absorb the regenerative energy from the load portion, it is preferable to set the lower remaining capacity within the above range .

なお、電子化学素子の充放電曲線は、少なくとも1つの段差を有する。 The charge-discharge curves of electrochemical devices has at least one step. 段差の有無は、充放電曲線から把握することも出来る。 The presence or absence of the step can also be understood from the charge-discharge curve. 1Cレートでの充放電時の場合、段差における電圧変化率は、公称容量の10%の容量変化当たり、300mV以上であることが好ましい。 If during charging and discharging at 1C rate, the voltage change rate at step 10% of the volume change per nominal capacity, it is preferably more than 300mV. また、0.1Cレートでの充放電時の場合、段差における電圧変化率は、公称容量の10%の容量変化当たり、200mV以上であることが好ましい。 Further, during the charging and discharging at 0.1C rate, the voltage change rate at step 10% of the volume change per nominal capacity, is preferably 200mV or more. 例えば、電気化学素子が公称容量2000mAhの電池である場合、1Cレートで放電中の電池の容量が10%(200mAh)変化する間に、電池電圧が300mV以上変化することが望ましい。 For example, when the electrochemical device is a battery having a nominal capacity of 2000mAh, while the capacity of the battery during discharge at 1C rate changes 10% (200 mAh), the battery voltage may be desirable to vary more than 300 mV. また、0.1Cレートで放電中の電池の容量が10%変化する間に、電池電圧が200mV以上変化することが望ましい。 Further, while the capacity of the battery during discharge at 0.1C rate changes by 10%, the battery voltage may be desirable to vary more than 200 mV.

また、充放電曲線において最大放電容量を1とした時、段差における容量変化:ΔC(例えば0.05〜0.15)に対する前記電圧差:ΔV(例えば0.15〜0.3V)から求められる電圧変化率の絶対値:|ΔV/ΔC|の最大値が1以上10以下であることが好ましい。 Further, when the maximum discharge capacity was 1 in the charge-discharge curve, the capacitance change in the level difference: calculated from [Delta] V (e.g. 0.15~0.3V): the voltage difference with respect to [Delta] C (e.g., 0.05 to 0.15) the absolute value of the voltage change rate: | ΔV / ΔC | maximum value of is preferably 1 to 10. |ΔV/ΔC|の最大値とは、変曲点Pにおける充放電曲線の傾きを意味する。 | [Delta] V / [Delta] C | and the maximum value of the mean slope of the charge and discharge curve at the inflection point P. |ΔV/ΔC|の最大値が1より小さい場合には段差の検出が困難となる場合があり、|ΔV/ΔC|の最大値が10より大きい場合には電圧や電流の検出頻度を高めなければ段差と認識できなくなり、システム自体が高価になる場合があるからである。 | [Delta] V / [Delta] C | when the maximum value of is smaller than 1 may have to detect the level difference becomes difficult, | ΔV / ΔC | when the maximum value of greater than 10 be increased a detection frequency voltage or current If no longer be recognized as a step, the system itself is in some cases be expensive. また充放電曲線における段差の数が増えると、一つの段差あたりの傾きや、電圧差および容量差は一般に小さくなるため、検出感度の高い段差を利用することで段差の検出漏れも回避することが出来る。 Also the number of steps in the charge-discharge curve is increased, one or inclination per step, since is generally small voltage difference and capacitance difference, also be avoided undetected step by utilizing a high detection sensitivity level difference can.

電力管理システムのエネルギ効率を高めるには、発電部1による電力発生量と負荷部3による電力消費量との差の少なくとも一部を、電気化学素子2が供給し、もしくは蓄えるように、電気化学素子2の充放電を充放電制御部4が管理することが好ましい。 To increase the energy efficiency of the power management system, at least part of the difference between the power consumption by the power generation amount and the load unit 3 by the power generation unit 1, as the electrochemical element 2 supplies or stores, electrochemical it is preferable that the charging and discharging of the element 2 charging and discharging control unit 4 manages.

電気化学素子2の充放電を充放電制御部4が管理するためには、充放電制御部4は、発電部1の単位時間あたりの電力発生量を制御する発電制御部と、発電部1の単位時間あたりの電力発生量と負荷部3の単位時間あたりの電力消費量との差を判定し、結果を出力する電力差判定部とを有し、電力差判定部の出力に基づいて、電気化学素子2の充放電と発電部1の発電量とを管理することが有効である。 To charge and discharge of the electrochemical device 2 charging and discharging control unit 4 manages the charging and discharging control unit 4, a power generation control unit for controlling power generation amount per unit of the generator unit 1 time, the power generating unit 1 determining the difference between the power generation amount per unit time and the power consumption per unit time of the load unit 3, and a power difference determining unit for outputting a result based on the output of the power difference determination unit, electro it is effective to manage the charging and discharging a power generation amount of the power generation portion 1 of the chemical element 2.

電気化学素子2は、常に空き容量を有するように、充放電制御部4により制御されている。 Electrochemical element 2, so as to always have a free capacity, is controlled by the charging and discharging control unit 4. 従って、発電部1の単位時間あたりの電力発生量が、負荷部3の単位時間あたりの電力消費量を上回る場合には、余分の電力を電気化学素子2に充電することができる。 Therefore, the power generation amount per unit of the power generation unit 1 time, if exceeding the power consumption per unit of load unit 3 times, can be charged extra power to the electrochemical element 2. 電気化学素子2の残存容量が多くなると、充放電制御部4は、電気化学素子2の放電を行うように指令を出すとともに、発電部1の単位時間あたりの電力発生量を充放電制御部4を介して減少させる。 When the remaining capacity of the electrochemical element 2 is increased, the charging and discharging control unit 4, an electrochemical device with instructs to perform a discharge of 2, the power generation portion per unit of 1 time power generation amount of the charging and discharging control unit 4 through the decrease.

一方、発電部1の単位時間あたりの電力発生量が、負荷部3の単位時間あたりの電力消費量を下回る場合には、不足する電力を電気化学素子2の放電により補うことができる。 On the other hand, the power generation amount per unit of the power generation unit 1 time, if less than the power consumption per unit of load unit 3 times, can be compensated by the discharge electric power is insufficient electrochemical element 2. 電気化学素子2の残存容量が少なくなると、充放電制御部4は、電気化学素子2の充電を行うように指令を出すとともに、発電部1の電力を増大させる。 When the remaining capacity of the electrochemical element 2 is reduced, the charging and discharging control unit 4, along with issues a command to perform the charging of the electrochemical element 2, thereby increasing the power of the power generation portion 1. また、発電電力増大の代わりに、負荷部3からの回生エネルギを電気化学素子2に蓄えることもできる。 Further, instead of the generated power increases, it is also possible to store the regenerative energy from the load unit 3 to the electrochemical device 2.

負荷部3からの回生エネルギを電気化学素子2に蓄える場合には、充放電制御部4は発電部1の単位時間あたりの電力発生量を制御する発電制御部と、負荷部3から電気化学素子2へ供給される回生エネルギの電力量を測定し、出力する回生電力測定部と、発電部1の単位時間あたりの電力発生量と回生電力測定部から出力された単位時間当たりの回生エネルギ電力量との和と、負荷部3の単位時間あたりの電力消費量との差を判定し、結果を出力する電力差判定部とを有し、電力差判定部の出力に基づいて、電気化学素子2の充放電と発電部1の発電量とを管理することが有効である。 When storing the regenerative energy from the load unit 3 to the electrochemical element 2, the charging and discharging control unit 4 and the power generation controller for controlling power generation amount per unit of the generator unit 1 time, an electrochemical device from the load unit 3 is supplied to the 2 measures the power of regenerative energy, the regenerative power measuring unit and the regenerative energy power per output unit time from the power generation amount and the regenerative electric power measuring unit per unit time of the power generation unit 1 outputs determining the difference between the sum and the power consumption per unit time of the load unit 3 and, and a power difference determining unit for outputting a result based on the output of the power difference determining unit, the electrochemical element 2 it is effective to manage the charge and discharge of the power generation amount of the power generation portion 1.

電気化学素子2の充放電曲線における変曲点と残存容量との相関関係は、電気化学素子の設計により、任意に設定することができる。 Correlation between the residual capacity and the inflection point in the charge-discharge curve of an electrochemical element 2, the design of the electrochemical device can be set arbitrarily. 例えば、電気化学素子を構成する正極と負極との少なくともいずれかの活物質として、前述した(化1)で表される材料を、単独で、もしくは2種以上を組み合わせて用いることにより、充放電曲線に任意の段差を持たせることができる。 For example, as at least one of the active material of the positive electrode and the negative electrode constituting an electrochemical device, the material represented by the above-described (Formula 1), by using a combination alone, or two or more, the charge and discharge You can have any of the step in the curve.

充放電曲線における段差の位置および段差の数は、(化1)において例えばR 、R 、X 〜X を変化させることによって制御することができる。 The number of positions and the step of the step in the charge-discharge curve can be controlled by varying the example R 1, R 2, X 1 ~X 4 in (Formula 1). 上記一般式で表される化合物の具体例として、例えば以下の(化2)〜(化6)で表される化合物を挙げることができる。 Specific examples of the compound represented by the above general formula, for example, the following (Formula 2) may be mentioned compounds represented by to (Formula 6).

上記式中、R 〜R は、それぞれ独立に鎖状または環状の脂肪族基、水素原子、ヒドロキシル基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基またはニトロソ基であり、R 〜R は同じであっても異なっていてもよく、前記脂肪族基は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子、ホウ素原子およびハロゲン原子よりなる群から選ばれる1種以上を含むことができる。 In the above formula, R 1 to R 4 are each independently a chain or cyclic aliphatic group, a hydrogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, an amino group, a nitro group or a nitroso group, R 1 to R 4 are the same It may be be different also, the aliphatic group may contain an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, phosphorus atom, at least one member selected from the group consisting of boron atom and a halogen atom .

上記式中、R およびR は、それぞれ独立に鎖状または環状の脂肪族基、水素原子、ヒドロキシル基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基またはニトロソ基であり、R とR は同じであっても異なっていてもよく、Xは、イオウ原子、酸素原子またはテルル原子であり、前記脂肪族基は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子、ホウ素原子およびハロゲン原子よりなる群から選ばれる1種以上を含むことができる。 In the above formula, R 1 and R 2 are each independently a chain or cyclic aliphatic group, a hydrogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, an amino group, a nitro group or a nitroso group, R 1 and R 2 identical or different even, X is a sulfur atom, an oxygen atom or a tellurium atom, the aliphatic group, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, phosphorus atom, boron atom and a halogen atom It may include one or more selected from the group consisting of.

上記式中、XおよびYは、それぞれ独立に硫黄原子、酸素原子またはメチレン基であり、XとYは同じであっても異なっていてもよい。 In the above formulas, X and Y are each independently a sulfur atom, an oxygen atom or a methylene group, X and Y may be different even in the same.

上記式中、R およびR は、それぞれ独立に鎖状または環状の脂肪族基、水素原子、ヒドロキシル基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基またはニトロソ基であり、R とR は同じであっても異なっていてもよく、前記脂肪族基は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子、ホウ素原子およびハロゲン原子よりなる群から選ばれる1種以上を含むことができ、nは1以上である。 In the above formula, R 1 and R 2 are each independently a chain or cyclic aliphatic group, a hydrogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, an amino group, a nitro group or a nitroso group, R 1 and R 2 identical may be be different also, the aliphatic group, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, can contain phosphorus atoms, one or more selected from the group consisting of boron atom and a halogen atom , n is 1 or more.

(実施の形態2) (Embodiment 2)
本実施形態2では、電気化学素子の残存容量を補正する残存容量補正部をさらに有する電力管理システムについて説明する。 In Embodiment 2, further comprising explained power management system remaining capacity corrector which corrects the remaining capacity of the electrochemical device.

電気化学素子が劣化すると、充放電曲線はほぼ相似形で縮小する。 When the electrochemical device is degraded, the charge-discharge curve is reduced by approximately similar shape. この性質を利用して、電気化学素子の残存容量を補正することができる。 By utilizing this property, it is possible to correct the remaining capacity of the electrochemical device. 例えば、段差の大きさは、充放電曲線の縮小に伴って小さくなる。 For example, the size of the step is reduced along with the reduction of the charge-discharge curve. よって、充放電曲線において、例えば変曲点を挟む任意の2点間(例えば変曲点±50mAh)の容量変化に対する電圧変化率を把握することで、段差の大きさの推移を把握することが出来る。 Therefore, the charge-discharge curve, Knowing the voltage change rate with respect to change in capacitance between any two points (e.g., inflection points ± 50 mAh) sandwiching example an inflection point, to grasp the transition of the size of the step can. 例えば段差の大きさが初期のX%になった時は、充放電曲線の大きさは初期のY%になっており、変曲点における残存容量はZ%になっている、といった情報を予め求めておき、この情報を残存容量補正部に格納しておき、必要に応じて参照することで、電気化学素子の残存容量を容易に補正することが出来る。 For example, when the size of the step becomes the initial X%, the size of the charge-discharge curve has become the initial Y%, the remaining capacity at the inflection point is in the Z%, information such advance calculated advance may be stored the information on the residual capacity correction unit, by referring if necessary, the remaining capacity of the electrochemical device can be easily corrected.

また、別の方法としては、例えば、初期状態で図2に示す充放電曲線を有する電気化学素子において、上限残存容量は全容量の60%、下限残存容量は全容量の40%であるが、この時の電圧値を予め記憶しておき、電流積算結果と電圧を照合することで本来の容量が劣化や温度で変化した場合にも全体容量を補正しながら上限残存容量および下限残存容量までの電流積算値を動的に可変することで残量を適切な範囲に制御することが可能となる。 As another method, for example, in an electrochemical device having a charge-discharge curves shown in FIG. 2 in the initial state, the upper limit residual capacity of 60% of the total volume, the lower limit SOC is 40% of the total volume, previously stored voltage value at this time, the current integration result and the voltage up to the upper limit SOC and the lower limit remaining capacity while correcting the entire volume even when the original capacity has changed deterioration and temperature by matching the it is possible to control the remaining amount in the appropriate range by varying the current integrated value dynamically. その際、動的に上限残存容量および下限残存容量間の幅を可変することにより、常に安定した残存容量間での駆動が可能になるため、満充電や過放電に至ることなくシステムを運用でき、発電部から電力供給できない場合は事前に警告や停止を確実に行うことが出来るので、突然のシャットダウンなどのトラブルを回避することが出来る。 At this time, by varying the width between dynamically limit SOC and lower residual capacity, since at all times it is possible to drive between stable remaining capacity, can operate the system without reaching the full charge or over-discharge If you can not power supply from the power generation unit is because it is possible to reliably perform warning or stop in advance, it is possible to avoid the trouble, such as sudden shutdown. 残存容量補正部は電力管理システム内にあれば良く、残存容量検出部が兼ねていても良い。 Residual capacity correcting unit may if the power management system, the remaining capacity detection portion may also serve.

なお、本実施形態2に係る電力管理システムは、電気化学素子の電流以外のパラメータを検出するパラメータ検出部を備えていても良い。 The power management system according to the second embodiment may be provided with a parameter detector for detecting a parameter other than the current of the electrochemical device. この場合の電力管理システムについて、図3を参照しながら説明する。 For power management system in this case it will be described with reference to FIG. なお、図3において、図1と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。 In FIG. 3, the same reference numerals are given to the same components as in FIG. 1, the description thereof is omitted.

図3に示す電力管理システムは、電気化学素子2の温度を測定し、出力する温度測定部10と、フィールド修正部11とを有することを除いて、図1に示す電力管理システムと同じ構成を有する。 The power management system shown in Figure 3, measures the temperature of the electrochemical element 2, a temperature measuring unit 10 for outputting, except that it has a field correction section 11, the same configuration as the power management system shown in FIG. 1 a.

電気化学素子2には、熱電対などからなる温度検出器10が取り付けられ、さらに、電流検出部6が電気化学素子2と直列に接続されている。 The electrochemical device 2 is attached a temperature detector 10 consisting of a thermocouple, addition, current detector 6 is connected in series with the electrochemical device 2. 電圧測定部8と温度検出器10と電流検出部6とは、それぞれフィールド修正部11と連絡している。 The voltage measuring unit 8 and the temperature detector 10 and the current detection unit 6, respectively in communication with the field correction section 11. フィールド修正部11は、電気化学素子2の電圧、電流、温度および内部インピーダンスからなる各パラメータと電気化学素子の残存容量とを関連付ける関数またはマップを有する。 Field correction unit 11 includes a voltage of the electrochemical element 2, a current, a function or map associates the residual capacity of each parameter and the electrochemical device consisting of temperature and internal impedance. 電気化学素子2の内部インピーダンスは、電気化学素子2の電圧、電流および温度から算出可能である。 Internal impedance of the electrochemical element 2, the voltage of the electrochemical element 2, can be calculated from the current and temperature.

フィールド修正部11は、前述したパラメータの実測値を前記関数またはマップに代入して、電気化学素子2の端子電圧を推定する。 Field correction unit 11 substitutes the function or map the measured values ​​of the parameters described above, estimates the terminal voltage of the electrochemical device 2. 得られた端子電圧の推定値は、電圧判定部9に送られる。 Estimation of the obtained terminal voltage is sent to the voltage determination unit 9. これ以降は実施の形態1と同じであるので説明を省略する。 Thereafter is omitted are the same as the first embodiment.

なお、電気化学素子2の残存容量検出は、端子電圧を電気化学素子の充放電電流、温度、内部インピーダンスなどから補正した値を利用する場合と、上記各パラメータ測定と電流積算を組み合わせて行う場合がある。 Incidentally, the remaining capacity detection of the electrochemical element 2, the charge and discharge current of the electrochemical device of the terminal voltage, temperature, and when using a value obtained by correcting the like internal impedance, if performing a combination of the above parameters measured and accumulated current there is. これらのパラメータは、電気化学素子の残存容量予測に影響を与えることが知られている。 These parameters are known to affect the remaining capacity predictions of the electrochemical device. 従って、これらのパラメータと残存容量とを関連付ける関数もしくはマップを予め求めることができる。 Therefore, it is possible to determine the function or map correlating the remaining capacity with these parameters in advance.

本実施の形態2に示すフィールド修正部および残存容量補正部をシステムに設ける場合、回路構造は少し複雑になるが、残存容量の測定をより確実に行うことができ、電気化学素子が満充電もしくは完全放電状態になることを防止でき、システムの信頼性は高められる。 If the field correction unit and the remaining capacity correction unit shown in the second embodiment provided in the system, the circuit structure becomes slightly complicated, it is possible to measure the remaining capacity more reliably, the electrochemical device is fully charged or can be prevented to become fully discharged state, the reliability of the system is enhanced.

本発明は、燃料電池などの発電部を有する電力管理システムにおいて有用であり、電気自動車やハイブリッド自動車などの電動式車両、ロボット、ノートパソコンなどの携帯電子機器等の用途に適用可能である。 The present invention is useful in a power management system having a power generating unit such as a fuel cell, electric vehicles such as electric vehicles and hybrid vehicles, is applicable robot, in applications such as portable electronic devices such as notebook computers.

本発明の実施の形態1に係る電力管理システムの系統図 System diagram of a power management system according to a first embodiment of the present invention 本発明の電力管理システムが含む電気化学素子の充放電曲線の一例を示す図 It illustrates an example of a charge-discharge curve of an electrochemical device comprising the power management system of the present invention 本発明の実施の形態2に係る電力管理システムの系統図 System diagram of a power management system according to a second embodiment of the present invention 本発明の充放電制御図と充放電曲線の対比を示す図 It shows a comparison of the charge and discharge control diagram and charge-discharge curve of the present invention 本発明の電力管理システムの初期状態の充電状態簡易判定の流れ図 Flow diagram of the state of charge simple determination of the initial state of the power management system of the present invention 従来の電力管理システムの系統図 System diagram of a conventional power management system 従来の電力管理システムが含む電気化学素子の充放電曲線を示す図 It shows a charge-discharge curve of an electrochemical device comprising the conventional power management system

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 発電部 2 電気化学素子 3 負荷部 4 充放電制御部 5 傾き検出部 6 電流測定部 7 残存容量検出部 8 電圧測定部 9 電圧判定部 10 温度測定部 11 フィールド修正部 20 改質器 30 燃料電池 40 DC/DCコンバータ 50 負荷部 60 蓄電池 70 原料ポンプ 80 燃焼空気ブロワ 90 反応空気ブロワ 100 補機制御部 101 原料タンク 110 電流検出器 120 積算器 130 電圧検出器 140 メモリ 150 システム制御部 160 調節器 170 出力電流検出器 180 データ比較器 1 power unit 2 an electrochemical device 3 load unit 4 charging and discharging control unit 5 tilt detection unit 6 current measuring unit 7 remaining capacity detection unit 8 voltage measuring unit 9 voltage determination unit 10 temperature measuring unit 11 field correction section 20 reformer 30 fuel battery 40 DC / DC converter 50 the load section 60 battery 70 feed pump 80 the combustion air blower 90 reaction air blower 100 accessory controller 101 feed tank 110 current detector 120 accumulator 130 voltage detector 140 memory 150 system control section 160 control 170 output current detector 180 data comparator

Claims (10)

  1. 電気化学素子と、負荷部と、発電部とを含む電力管理システムであって、 A power management system including an electrochemical device, a load unit, and a power generation unit,
    前記電気化学素子は、正極と、負極と、電解液または固体電解質とを有し、 The electrochemical element includes a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte or a solid electrolyte,
    前記電気化学素子の充放電曲線は、少なくとも1つの段差を有し、 Charge-discharge curve of the electrochemical device has at least one step,
    前記少なくとも1つの段差において、変曲点もしくはその近傍点に対応する電圧の閾値が設定されており、 In at least one step, and the threshold voltage corresponding to the inflection point or near point thereof is set,
    前記電気化学素子の端子電圧を測定し、出力する電圧測定部と、 Measuring a terminal voltage of the electrochemical device, a voltage measuring unit for outputting,
    前記電気化学素子から流出または前記電気化学素子へ流入する電流を検出し、出力する電流検出部と、 A current detector for detecting a current flowing from the electrochemical device to the outflow or the electrochemical device, and outputs,
    前記電流検出部の出力を積算し、充放電電流の積算値に対する電圧変化率を測定し、出力する傾き検出部と、 A tilt detection unit that integrates the output of the current detector, to measure the voltage change rate with respect to the integrated value of the charge and discharge current, and outputs,
    前記電圧測定部の出力を前記閾値と比較し、前記閾値付近であると判定する電圧判定部と、 The output of the voltage measuring unit compared to the threshold, and the voltage determination unit determines that the vicinity of the threshold,
    前記傾き検出部の出力に基づき、予め決めておいた所定の傾きより大きくなった場合、前記段差であると判断し、前記電気化学素子の残存容量を所定の値にリセットし、リセット時の残存容量の基準として前記電流検出部の出力をリセット時から積分し電池の残量を測定し、出力する残存容量検出部と、 Based on the output of the tilt detection unit, when it becomes larger than a predetermined gradient determined in advance, it is determined that the a step resets the remaining capacity of the electrochemical device to a predetermined value, the residual Reset a remaining capacity detecting unit for integrating the output of the current detecting unit from the time of resetting the basis of volume was measured remaining battery level, and outputs,
    前記残存容量検出部の出力に基づいて、前記電気化学素子の残存容量が所定の下限残存容量より少なくなったと判断した場合には前記電気化学素子を充電し、前記電気化学素子の残存容量が所定の上限残存容量より多くなったと判断した場合、前記電気化学素子を放電する制御を行うように、前記電気化学素子の充放電を管理する充放電制御部と、 Based on the output of the remaining capacity detection unit, when the remaining capacity of the electrochemical device is determined to have become less than the predetermined lower limit SOC to charge the electrochemical device, the remaining capacity of the electrochemical device predetermined If it is determined that it is more than the upper limit residual capacity, to perform control of discharging the electrochemical device, a discharge control unit that manages the charging and discharging of the electrochemical device,
    を有する電力管理システム。 Power management system with.
  2. 前記上限残存容量は前記電気化学素子の残存容量が公称容量の60〜90%である範囲に設定されており、 Upper limit residual capacity is set to a range of charge of the electrochemical device is 60 to 90% of the nominal capacity,
    前記下限残存容量は前記電気化学素子の残存容量が公称容量の30〜50%である範囲に設定されていること、 The lower limit SOC is the remaining capacity of the electrochemical device is set in a range from 30 to 50% of the nominal capacity,
    を特徴とする請求項1記載の電力管理システム。 The power management system of claim 1, wherein.
  3. 前記電気化学素子の最大放電容量を1とし、容量変化(ΔC)に対する電圧(V、単位ボルト)の変化率:ΔV/ΔCを電圧変化率とした時、 When the [Delta] V / [Delta] C and the voltage change rate: the maximum discharge capacity of the electrochemical device is 1, the capacitance change ([Delta] C) the rate of change of the voltage (V, in volts) for the
    前記段差における電圧変化率の絶対値:|ΔV/ΔC|の最大値は1以上であること、 The absolute value of the voltage change rate in the step: | maximum value of 1 or greater, | [Delta] V / [Delta] C
    を特徴とする請求項1記載の電力管理システム。 The power management system of claim 1, wherein.
  4. 前記充放電制御部は、前記発電部による電力発生量と前記負荷部による電力消費量との差の少なくとも一部を充電し、もしくは放電するように、前記電気化学素子の充放電を管理すること、 The charging and discharging control unit charges the at least a portion of the difference between the power consumption by the power generation amount and the load unit by the power generating unit, or to discharge, to manage the charging and discharging of the electrochemical device ,
    を特徴とする請求項1記載の電力管理システム。 The power management system of claim 1, wherein.
  5. 前記充放電制御部は、前記発電部の単位時間あたりの電力発生量を制御する発電制御部と、 The charging and discharging control unit, a power generation control unit for controlling power generation amount per the unit of the power generation unit time,
    前記発電部の単位時間あたりの電力発生量と、前記負荷部の単位時間あたりの電力消費量との差を判定する電力差判定部と、 A power generation amount per unit time of the power generation unit, and the difference determining power difference determining unit of the power consumption per unit time of the load unit,
    をさらに有し、 Further comprising a,
    前記電力差判定部の出力に基づいて、前記電気化学素子の充放電と前記発電部の発電量とを制御すること、 Based on the output of the power difference determining unit, to control the charging and discharging a power generation amount of the power generation unit of the electrochemical device,
    を特徴とする請求項4記載の電力管理システム。 The power management system of claim 4, wherein.
  6. 前記充放電制御部は、前記発電部の発電量を制御する発電制御部と、 The charging and discharging control unit includes a generation control section for controlling the power generation amount of the power generation portion,
    前記負荷部から前記電気化学素子へ供給される回生エネルギの電力量を測定し、出力する回生電力測定部と、 A regenerative power measurement unit the supplied from the load section to the electrochemical device measures the power of regenerative energy, and outputs,
    前記発電部の単位時間当たりの発電量と前記回生電力測定部から出力された単位時間当たりの回生エネルギの電力量との和と、前記負荷部の単位時間当たりの電力消費量との差を判定し、出力する電力差判定部と、 Determining the difference between the sum and the power consumption per unit of the load unit time with the amount of power regenerated energy per a unit time output from the power generation amount and the regenerative electric power measuring part per unit of power generating unit time a power difference determination unit, and outputs,
    をさらに有し、 Further comprising a,
    前記電力差判定部の出力に基づいて、前記電気化学素子の充放電と前記発電部の発電量とを制御すること、 Based on the output of the power difference determining unit, to control the charging and discharging a power generation amount of the power generation unit of the electrochemical device,
    を特徴とする請求項4記載の電力管理システム。 The power management system of claim 4, wherein.
  7. 前記残存容量検出部で検出された前記電気化学素子の残存容量を補正する残存容量補正部をさらに有すること、 Further comprising a remaining capacity corrector which corrects the remaining capacity of the electrochemical device is detected by the remaining capacity detecting section,
    を特徴とする請求項1記載の電力管理システム。 The power management system of claim 1, wherein.
  8. 前記残存容量補正部は、前記電気化学素子の充放電電流、温度および内部インピーダンスよりなる群から選ばれる少なくとも1つのパラメータを検出するパラメータ検出部と、 Said residual capacity correcting unit, the charge and discharge current of the electrochemical device, a parameter detection unit for detecting at least one parameter selected from the group consisting of temperature and internal impedance,
    検出されたパラメータに基づいて、前記閾値と前記上限残存容量および下限残存容量との関係、または前記閾値の残存容量と前記上限残存容量および下限残存容量との関係を修正するフィールド修正部と、を有すること、 Based on the detected parameters, a field correction unit for correcting the relationship between the upper limit residual capacity and lower residual capacity relation, or remaining capacity of said threshold value and said upper limit residual capacity and lower residual capacity and the threshold value, the that it has,
    を特徴とする請求項7記載の電力管理システム。 The power management system of claim 7, wherein.
  9. 前記正極および前記負極より選ばれる少なくとも一方が、一般式(1): Wherein at least one selected from the positive electrode and the negative electrode, the general formula (1):
    (式中、R およびR は、それぞれ独立に鎖状または環状の脂肪族基であり、R とR は同じであっても異なっていてもよく、X 〜X は、それぞれ独立に硫黄原子、酸素原子またはテルル原子であり、X 〜X は同じであっても異なっていてもよく、前記脂肪族基は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子およびホウ素原子よりなる群から選ばれる1種以上を含むことができる)で表される構造を有する化合物を含むこと、 (In the formula, R 1 and R 2 are each independently a chain or cyclic aliphatic group, R 1 and R 2 may be different even in the same, X 1 to X 4 are each independently a sulfur atom, an oxygen atom or a tellurium atom, X 1 to X 4 may be different even in the same, the aliphatic group, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, phosphorus atom and to include compounds having the structure represented by the can) comprise one or more selected from the group consisting of boron atom,
    を特徴とする請求項1記載の電力管理システム。 The power management system of claim 1, wherein.
  10. 電気化学素子と、負荷部と、発電部とを含む電力管理システムの管理方法であって、 And an electrochemical device, a load unit, a management method of a power management system including a power generation section,
    前記電気化学素子は、正極と、負極と、電解液または固体電解質とを有し、 The electrochemical element includes a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte or a solid electrolyte,
    前記電気化学素子の充放電曲線は、少なくとも1つの段差を有し、 Charge-discharge curve of the electrochemical device has at least one step,
    前記少なくとも1つの段差において、変曲点もしくはその近傍点に対応する電圧の閾値が設定されており、 In at least one step, and the threshold voltage corresponding to the inflection point or near point thereof is set,
    前記システムは、さらに、 The system further,
    (a)前記電気化学素子の端子電圧を測定し、出力する工程と、 (A) measuring the terminal voltage of the electrochemical device, and outputting,
    (b)前記電気化学素子から流出または前記電気化学素子へ流入する電流を検出し、出力する工程と、 (B) said detecting a current flowing from the electrochemical device to the outflow or the electrochemical device, and outputting,
    (c)前記電流検出部の出力を積算し、充放電電流の積算値に対する電圧変化率を測定し、出力する工程と (d)前記傾き検出部の出力に基づき、予め決めておいた所定の傾きより大きくなった場合、前記段差であると判断し、前記電気化学素子の残存容量を所定の値にリセットする工程と、 (C) integrating the output of the current detector, to measure the voltage change rate with respect to the integrated value of the charge and discharge currents based on the output of the process and; (d) inclination detecting unit for outputting a predetermined determined in advance a step when it becomes larger than the slope, which is determined that the a step resets the remaining capacity of the electrochemical device to a predetermined value,
    (e)前記リセット時の残存容量を基準とし、リセット時から前記電流を積分することにより前記電気化学素子の残存容量を測定し、出力する工程と、 A step of the basis of the residual capacity at the time of (e) the reset to measure the remaining capacity of the electrochemical device by integrating the current from the reset, outputs,
    (f)前記残存容量の出力に基づいて、前記電気化学素子の残存容量が所定の下限残存容量より少なくなったと判断した場合には前記電気化学素子を充電し、前記電気化学素子の残存容量が所定の上限残存容量より多くなったと判断した場合、前記電気化学素子を放電する制御を行うように、前記電気化学素子の充放電を管理する工程と、 (F) based on the output of the remaining capacity, if the remaining capacity of the electrochemical device is determined to have become less than the predetermined lower limit SOC to charge the electrochemical device, the remaining capacity of the electrochemical device If it is determined that it is more than the predetermined upper limit SOC, to perform control of discharging the electrochemical device, a step of managing the charging and discharging of the electrochemical device,
    を有する電力管理システムの管理方法。 Management method for power management system with.
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008278624A (en) * 2007-04-27 2008-11-13 Mitsubishi Motors Corp Method and device for detecting electric vehicle battery capacity and electric vehicle maintenance method
WO2008153170A1 (en) * 2007-06-15 2008-12-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power supply system, vehicle having same, and charge/discharge control method
US20090278406A1 (en) * 2007-01-25 2009-11-12 Eveready Battery Company, Inc. Portable Power Supply
JP2011065832A (en) * 2009-09-16 2011-03-31 Hitachi Maxell Ltd Fuel cell system and its power generation control method
WO2011008506A3 (en) * 2009-06-29 2011-03-31 Powergetics, Inc. High speed feedback for power load reduction using a variable generator
WO2011091715A1 (en) * 2010-01-26 2011-08-04 汉能电动车有限公司 Battery power service management system and method thereof
US8643336B2 (en) 2009-06-29 2014-02-04 Stem, Inc. High speed feedback adjustment of power charge/discharge from energy storage system
US8774977B2 (en) 2011-12-29 2014-07-08 Stem, Inc. Multiphase electrical power construction and assignment at minimal loss
US8803570B2 (en) 2011-12-29 2014-08-12 Stem, Inc Multiphase electrical power assignment at minimal loss
US8922192B2 (en) 2011-12-30 2014-12-30 Stem, Inc. Multiphase electrical power phase identification
US8971057B2 (en) 2009-03-25 2015-03-03 Stem, Inc Bidirectional energy converter with controllable filter stage
US9406094B2 (en) 2012-08-14 2016-08-02 Stem Inc. Method and apparatus for delivering power using external data
WO2017057285A1 (en) * 2015-09-29 2017-04-06 株式会社村田製作所 Power storage system, movement mechanism, transport mechanism, vehicle, and automobile
WO2017057283A1 (en) * 2015-09-29 2017-04-06 株式会社村田製作所 Power supply system
US9634508B2 (en) 2012-09-13 2017-04-25 Stem, Inc. Method for balancing frequency instability on an electric grid using networked distributed energy storage systems
US10389126B2 (en) 2012-09-13 2019-08-20 Stem, Inc. Method and apparatus for damping power oscillations on an electrical grid using networked distributed energy storage systems

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090278406A1 (en) * 2007-01-25 2009-11-12 Eveready Battery Company, Inc. Portable Power Supply
JP4670831B2 (en) * 2007-04-27 2011-04-13 三菱自動車工業株式会社 Battery capacity detection method, apparatus, and an electric vehicle maintenance method for an electric vehicle
JP2008278624A (en) * 2007-04-27 2008-11-13 Mitsubishi Motors Corp Method and device for detecting electric vehicle battery capacity and electric vehicle maintenance method
WO2008153170A1 (en) * 2007-06-15 2008-12-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power supply system, vehicle having same, and charge/discharge control method
JP2008312381A (en) * 2007-06-15 2008-12-25 Toyota Motor Corp Power system, vehicle equipped with the same, and charge/discharge control method
US8682517B2 (en) 2007-06-15 2014-03-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power supply system, vehicle with the same and charge/discharge control method
US8971057B2 (en) 2009-03-25 2015-03-03 Stem, Inc Bidirectional energy converter with controllable filter stage
US9136712B2 (en) 2009-06-29 2015-09-15 Stem, Inc. High speed feedback adjustment of power charge/discharge from energy storage system
US8350521B2 (en) 2009-06-29 2013-01-08 Stem, Inc. High speed feedback adjustment of power charge/discharge from an energy storage system
US8643336B2 (en) 2009-06-29 2014-02-04 Stem, Inc. High speed feedback adjustment of power charge/discharge from energy storage system
WO2011008506A3 (en) * 2009-06-29 2011-03-31 Powergetics, Inc. High speed feedback for power load reduction using a variable generator
JP2011065832A (en) * 2009-09-16 2011-03-31 Hitachi Maxell Ltd Fuel cell system and its power generation control method
WO2011091715A1 (en) * 2010-01-26 2011-08-04 汉能电动车有限公司 Battery power service management system and method thereof
US8774977B2 (en) 2011-12-29 2014-07-08 Stem, Inc. Multiphase electrical power construction and assignment at minimal loss
US8803570B2 (en) 2011-12-29 2014-08-12 Stem, Inc Multiphase electrical power assignment at minimal loss
US8922192B2 (en) 2011-12-30 2014-12-30 Stem, Inc. Multiphase electrical power phase identification
US9406094B2 (en) 2012-08-14 2016-08-02 Stem Inc. Method and apparatus for delivering power using external data
US9418392B2 (en) 2012-08-14 2016-08-16 Stem, Inc. Method and apparatus for delivering power using external data
US10389126B2 (en) 2012-09-13 2019-08-20 Stem, Inc. Method and apparatus for damping power oscillations on an electrical grid using networked distributed energy storage systems
US9634508B2 (en) 2012-09-13 2017-04-25 Stem, Inc. Method for balancing frequency instability on an electric grid using networked distributed energy storage systems
WO2017057283A1 (en) * 2015-09-29 2017-04-06 株式会社村田製作所 Power supply system
JPWO2017057283A1 (en) * 2015-09-29 2018-06-07 株式会社村田製作所 Power supply system
JPWO2017057285A1 (en) * 2015-09-29 2018-06-21 株式会社村田製作所 Power storage system, moving mechanism, transport mechanism, vehicle and automobile
EP3358706A4 (en) * 2015-09-29 2019-05-15 Murata Manufacturing Co., Ltd. Power supply system
WO2017057285A1 (en) * 2015-09-29 2017-04-06 株式会社村田製作所 Power storage system, movement mechanism, transport mechanism, vehicle, and automobile

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