JP2009072039A - 電源システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る電源システムは、水溶液系二次電池と、前記水溶液系二次電池よりも一つあたりの電池容量が小さい非水系二次電池とを備え、前記水溶液系二次電池と前記非水系二次電池とが直列接続されており、前記非水系二次電池を個々に強制放電させることができる複数の強制放電部と、前記非水系二次電池および前記水溶液系二次電池の電圧を個々に測定し、前記非水系二次電池の電圧が強制放電開始電圧Vaに達したときに、前記強制放電部を用いて強制放電終了電圧Vbに達するまで前記非水系二次電池を個々に強制放電させる制御部とを備えている。
【選択図】図1
Description
電池一個あたりの充電電圧は14.5V/4=3.63Vとなり、4.2Vに対して充電電圧が低すぎて充電深度(SOC)が50%程度にしかならず、二次電池の電池容量を有効活用することが困難であるという不都合があった。
て、組電池が構成される。定電圧充電では、満充電状態における端子電圧がセルあたりの充電電圧として用いられるので、満充電状態における端子電圧が異なる二種類の電池が組み合わされた組電池は、組電池全体の充電電圧を所定の充電電圧に適合させて充電終了時の充電深度を増大することが容易となる。
ると、非水系二次電池の充電電圧の傾斜が大きくなって電圧による制御が容易になるので好ましい。
きる複数の強制放電部と、前記非水系二次電池および前記水溶液系二次電池の電圧を個々に測定し、前記非水系二次電池の電圧が強制放電開始電圧Vaに達したときに、前記強制放電部を用いて強制放電終了電圧Vbに達するまで前記非水系二次電池を個々に強制放電させる制御部とを備えている。
イオン二次電池2a、2bおよび2cが劣化するおそれが低減される。
電池1個当りの発電機1の定格電圧とSOCとの関係を示したものである。
の充電深度を増大することが容易となる。
CGR18650DA(電池容量2.45Ah)を3セルとHHR260SPC(電池容量2.6Ah)を2セルの計5セルを直列に接続した組電池を用いて、図1と同様に強制放電部および制御部を含む電源システムを構成し、実施例1とした。ここでCGR18650DA(電池容量2.45Ah)のうち任意の1セルのみ1Ahの充電容量を残して他の4セルは完全放電状態で組電池を構成し、強制放電開始電圧Vaは4.1V、強制放電終了電圧Vbは3.9Vに設定した。
CGR18650DA(電池容量2.45Ah)を3セルとHHR260SPC(電池容量2.6Ah)を3セルの計6セルを直列に接続した組電池を用いて、実施例1と同様の電源システムを構成し、実施例2とした。ここでCGR18650DA(電池容量2.45Ah)のうち任意の1セルのみ1Ahの充電容量を残して他の5セルは完全放電状態で組電池を構成し、強制放電開始電圧Vaは4.1V、強制放電終了電圧Vbは3.9Vに設定した。
CGR18650DA(電池容量2.45Ah)を2セルとHHR260SPC(電池容量2.6Ah)を5セルの計7セルを直列に接続した組電池を用いて、実施例1と同様の電源システムを構成し、実施例3とした。ここでCGR18650DA(電池容量2.45Ah)のうち任意の1セルのみ1Ahの充電容量を残して他の6セルは完全放電状態で組電池を構成し、強制放電開始電圧Vaは4.1V、強制放電終了電圧Vbは3.9Vに設定した。
実施例1の電源システムから、図1と同様の強制放電部および制御部を排除して電源システムを構成し、参考例1とした。
LC−P122R2J(電池容量2.2Ah)1セルを比較例1の組電池とした。
CGR18650DA(電池容量2.45Ah)を3セルとHHR200SPC(電池容量2.1Ah)を2セルの計5セルを直列に接続し、比較例2の組電池とした。
ル後の組電池の体積当たりの電池エネルギー密度、重量当たりの電池エネルギー密度も、参考例1のみならず比較例1,2と比べても充分に大きく、繰り返し使用による劣化を低減可能であることが分かる。
2a、2b、2c リチウムイオン二次電池
2d、2e ニッケル水素二次電池
3a、3b、3c スイッチ
4a、4b、4c 抵抗
5a、5b、5c ダイオード
6 制御部
7 電源システム
8 車載機器
Claims (12)
- 水溶液系二次電池と、前記水溶液系二次電池よりも一つあたりの電池容量が小さい非水系二次電池とを備え、
前記非水系二次電池を個々に強制放電させることができる複数の強制放電部と、
前記非水系二次電池の電圧を個々に測定し、前記非水系二次電池の電圧が強制放電開始電圧Vaに達したときに、前記強制放電部を用いて強制放電終了電圧Vbに達するまで前記非水系二次電池を個々に強制放電させる制御部と、
を備えたことを特徴とする電源システム。 - 前記水溶液系二次電池と、前記非水系二次電池とは、満充電状態における端子電圧が異なること
を特徴とする請求項1記載の電源システム。 - 前記水溶液系二次電池と前記非水系二次電池とが直列接続された直列回路の両端には、予め設定された一定の充電電圧を出力する定電圧充電を行う発電機から、前記充電電圧を受電するための接続端子が設けられ、
前記水溶液系二次電池の満充電状態における端子電圧に、前記直列回路に含まれる当該水溶液系二次電池の個数を乗じた電圧と、前記非水系二次電池の満充電状態における端子電圧に、前記直列回路に含まれる当該水溶液系二次電池の個数を乗じた電圧との合計電圧は、前記非水系二次電池の満充電状態における端子電圧を整数倍して得られる電圧のうち、前記充電電圧に最も近い電圧よりも、前記充電電圧との差が小さいこと
を特徴とする請求項1又は2記載の電源システム。 - 前記合計電圧は、
前記充電電圧以上にされており、
前記非水系二次電池の満充電状態における端子電圧を整数倍して得られる電圧のうち、前記充電電圧以上であって、かつ前記充電電圧に最も近い電圧よりも前記充電電圧との差が小さいこと
を特徴とする請求項3記載の電源システム。 - 前記発電機は、鉛蓄電池用の発電機であり、
前記直列回路に含まれる、前記水溶液系二次電池の個数と前記非水系二次電池の個数とは、2:3の比率にされていること
を特徴とする請求項3又は4記載の電源システム。 - 前記水溶液系二次電池は、ニッケル水素二次電池であること
を特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電源システム。 - 前記非水系二次電池は、リチウムイオン二次電池であること
を特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の電源システム。 - 前記非水系二次電池の正極の活物質にコバルトを含むリチウム複合酸化物を用いたことを特徴とする、請求項7記載の電源システム。
- 前記強制放電部を、抵抗とダイオードとからなる強制放電回路と、前記制御部からの指令に基づいて前記非水系二次電池をこの強制放電回路と繋ぐスイッチとで構成したことを特徴とする、請求項1〜8いずれかに記載の電源システム。
- 前記強制放電開始電圧Vaを、前記非水系二次電池1つ当り4.05V以上4.15V以
下としたことを特徴とする、請求項1〜9いずれかに記載の電源システム。 - 前記強制放電終了電圧Vbを、前記非水系二次電池1つ当り3.85V以上3.95V以下としたことを特徴とする、請求項1〜10いずれかに記載の電源システム。
- 前記強制放電開始電圧Vaと前記強制放電終了電圧Vbとから強制放電に要する電気量を算出し、一定の電流値で一定時間の強制放電を行うようにしたことを特徴とする、請求項1〜11いずれかに記載の電源システム。
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