JP2010093875A - 電源制御装置、車両走行制御システム及び蓄電池劣化状態検知方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】装置待機時に特定の電流を通電して抵抗を算出する劣化測定法を実施し、温度測定法を反映して劣化度を換算し、基準値に対し閾値以上の場合に、制御パラメータを変更して入出力の過負荷を防ぐ。また、劣化測定は複数のデータを複数測定あるいは複数の測定法を実施し、走行前と走行中で閾値よりも変動した場合に再度制御パラメータを変更する。
【選択図】図1
Description
2 始動スイッチ
3 起動処理スイッチ
4 SOH確認用スイッチ
5 蓄電池常置表示装置
6 任意測定SOH表示装置
21 蓄電手段
30 電圧検出部
41 電流検出部
42 電流検出部
50 状態検知部
60 充放電部
70 制御指令発生手段
Claims (15)
- 複数の充放電可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段を充放電させる充放電部と前記蓄電手段の電流を検出する電流検出部と前記蓄電手段の温度を検出する温度検出部と前記蓄電手段の電圧を検出する電圧検出部と前記電圧計測手段の検出電圧を記録するデータ記録部と前記データ記録部に記録された電圧情報から前記蓄電手段の劣化を演算判定する状態検知部とを有し、装置待機状態で前記蓄電手段の電池劣化を確認できる専用手順を具備した劣化状態確認手段と、を備えており、前記劣化状態確認手段は、あらかじめ決められている測定電流動作パターンに従って装置待機時に前記蓄電手段の電池劣化を測定可能であることを特徴とする電源制御装置。 - 複数の充放電可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段を充放電させる充放電部と前記蓄電手段の電流を検出する電流検出部と前記蓄電手段の温度を検出する温度検出部と前記蓄電手段の電圧を検出する電圧検出部と前記電圧計測手段の検出電圧を記録するデータ記録部と前記データ記録部に記録された電圧情報から前記蓄電手段の劣化を演算判定する状態検知部とを有し、車両走行時以外の停車時状態で、電池劣化を確認できる専用手順を具備した劣化状態確認手段と、を備えており、前記劣化状態確認手段によりあらかじめ決められている測定電流動作パターンに従って否走行時に前記蓄電手段の電池劣化を測定可能な電源制御装置を備えた車両走行制御システムであって、
前記劣化状態確認手段は、前記蓄電手段の蓄電池の劣化状態を走行前に確認する専用手段を備えており、前記劣化状態確認手段は前記電流検出部、前記電圧検出部、及び前記温度検出部により計測された電流、電圧、及び温度データより、抵抗を演算して、前記蓄電池の劣化状態を制御パラメータに反映させることを特徴とする二次電池を使用する車両走行制御システム。 - 蓄電池の劣化状態を、システムを起動した後で、否車両走行時に確認できる専用手順を具備した二次電池を使用する鉄道車両の走行制御システムであって、
複数の充放電可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段を充放電させる充放電部と前記蓄電手段の電流を検出する電流検出部と前記蓄電手段の温度を検出する温度検出部と前記蓄電手段の電圧を検出する電圧検出部と前記電圧計測手段の検出電圧を記録するデータ記録部と前記データ記録部に記録された電圧情報から前記蓄電手段の劣化を演算判定する状態検知部とを有する劣化状態確認手段と、を備えており、
前記劣化状態確認手段は、前記電流検出部、前記電圧検出部、及び前記温度検出部により計測された電流、電圧、及び温度データより、抵抗を演算して、温度とSOCの関係から前記蓄電手段の電池の抵抗を換算補正し、基準値と比較することにより電池の抵抗変化の割合を求めて電池劣化状態を確認し、さらに前記電池の劣化状態を制御パラメータに反映させることを特徴とする二次電池を使用する鉄道車両の走行制御システム。 - 蓄電池の劣化状態を、システムを起動した後で、否車両走行時に確認できる専用手段を具備した二次電池搭載鉄道車両走行システムであって、
複数の充放電可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段を充放電させる充放電部と前記蓄電手段の電流を検出する電流検出部と前記蓄電手段の温度を検出する温度検出部と前記蓄電手段の電圧を検出する電圧検出部と前記電圧計測手段の検出電圧を記録するデータ記録部と前記データ記録部に記録された電圧情報から前記蓄電手段の劣化を演算判定する状態検知部とを有する劣化状態確認手段と、を備えており、
前記劣化状態確認手段は、前記電流検出部、前記電圧検出部、及び前記温度検出部により計測された電流、電圧、及び温度データより、抵抗を演算して、温度とSOCの関係から前記蓄電手段の電池の抵抗を換算補正し、基準値と比較することにより前記電池の抵抗変化の割合を求めて電池劣化状態を確認し、走行前に電池の劣化状態を制御パラメータに反映させ、さらに走行中に別方式の電池劣化測定法により得られる電池劣化状態とを比較して、閾値以上の変化がある場合に制御パラメータを変更して制御することを特徴とする二次電池搭載鉄道車両走行システム。 - 請求項4に記載の二次電池搭載鉄道車両走行システムにおいて、
前記蓄電手段の電池の劣化度を上位システムに通知し、変更される制御パラメータが許容充放電電流値、許容入出力値の演算、電圧範囲、および充電量推定演算用パラメータの少なくとも1つ以上に対して反映させ、警告表示機能によりオペレータが電池交換時期を確認可能であることを特徴とする蓄電手段二次電池搭載鉄道車両走行システム。 - 蓄電池の劣化状態を、システムを起動した後で、否車両走行時に確認できる専用手順を具備したハイブリッド車両であって、
複数の充放電可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段を充放電させる充放電部と前記蓄電手段の電流を検出する電流検出部と前記蓄電手段の温度を検出する温度検出部と前記蓄電手段の電圧を検出する電圧検出部と前記電圧計測手段の検出電圧を記録するデータ記録部と前記データ記録部に記録された電圧情報から前記蓄電手段の劣化を演算判定する状態検知部とを有する劣化状態確認手段と、を備えており、
前記劣化状態確認手段は、前記電流検出部、前記電圧検出部、及び前記温度検出部により計測された電流、電圧、及び温度データより、抵抗を演算して、温度とSOCの関係から前記蓄電手段の電池の抵抗を換算補正し、基準値と比較することにより前記電池の抵抗変化の割合を求めて電池劣化状態を確認し、走行前に電池の劣化状態を制御パラメータに反映させ、さらに走行中に別方式の電池劣化測定法により得られる電池劣化状態とを比較して、閾値以上の変化がある場合にさらに制御パラメータを変更して制御することを特徴とするハイブリッド車両。 - 蓄電池の劣化状態を否走行時に確認する専用測定操作ボタンを備え、オペレータが否走行時に任意に操作することで蓄電池劣化を確認でき、蓄電池の基準抵抗からの変動に合わせ、システム上位に蓄電池劣化度を通知する二次電池を使用する車両走行システムであって、
前記専用測定操作ボタンは、あらかじめプログラムした複数の特定電流負荷を所定秒、蓄電池へ通電するように操作可能であり、
前記専用測定操作ボタンの操作に対応して、劣化状態確認手段の電流検出部、電圧検出部、及び温度検出部により計測された電流、電圧、及び温度データより、抵抗を演算して、システム制御パラメータに反映させることを特徴とする二次電池を使用する車両走行システム。 - 請求項7に記載の二次電池を使用する車両走行システムであって。
蓄電池の充電状態に対する開回路電圧との関係が明らかで、その充電状態定格時の充電量に伴う電圧変化が電圧計測手段の検知精度より大きい、再充放電可能な蓄電池を使用することを特徴とする二次電池を使用する車両走行システム。 - 蓄電池の劣化状態を停車中に確認する専用測定操作ボタンを備え、専用の測定負荷パタ−ンを実施するエンジンを具備するハイブリッド鉄道車両において、
前記測定負荷パターンは、エンジンの回転数を制御することにより、負荷電流値を変化させて複数回取得し、劣化状態確認手段は、電流検出部、電圧検出部、及び温度検出部により計測された電流、電圧、及び温度データより、抵抗を演算して、システム上位に蓄電池劣化度を通知することを特徴とするエンジンを具備するハイブリッド鉄道車両。 - 装置待機時に蓄電池の劣化を測定する専用モードを有し、その専用モードが電流を複数の電流値で所定時間流す電池劣化状態検知方法において、
計測された電圧値が、測定パターン開始前の開回路電圧を規準としたSOC又は電圧に対し、制御装置の時間遅れの最大値trよりも大きい所定時Δt経過後でかつΔtは通電開始後、1秒以内で最大の電圧差分となる時間であって、その時の電流値および電圧値と、劣化測定開始時の基準となる時間における電流値および電圧値との差分を複数取得し、横軸を電流値の差分に対し、縦軸を電圧値の差分で図示したときに最小二乗法で得られる傾きまたは、電圧差分を電流差分で除した値を平均化処理することにより得られる値を蓄電池抵抗値とし、
蓄電池の測定温度に応じた対象蓄電池の電池状態と抵抗値の関係式あるいは関係表から基準温度の抵抗値に換算し、あらかじめ設定された初期抵抗あるいは、初回測定時に得られた初期抵抗値と比較することで劣化度を判定、通知することを特徴とする電池劣化状態検知方法。 - 装置待機時に蓄電池の劣化を測定する専用モードを有し、その専用モードが電流を複数の電流値で所定時間流す電池劣化状態検知方法を備えた電池制御方法おいて、
計測された電圧値が、測定パターン開始前の開回路電圧を規準としたSOC又は電圧に対し、制御装置の時間遅れの最大値trよりも大きい所定時Δt経過後でかつΔtは通電開始後、1秒以内で最大の電圧差分となる時間であって、その時の電流値および電圧値と、劣化測定開始時の基準となる時間における電流値および電圧値との差分を複数取得し、横軸を電流値の差分に対し、縦軸を電圧値の差分で図示したときに最小二乗法で得られる傾きまたは、電圧差分を電流差分で除した値を平均化処理することにより得られる値を蓄電池抵抗値とし、
蓄電池の測定温度に応じた対象蓄電池の電池状態と抵抗値の関係式あるいは関係表から基準温度の抵抗値に換算し、さらに、測定温度に応じて別方式の測定法で得られる抵抗値との換算係数から、測定値をあらかじめ設定された初期抵抗が測定された方法での値に換算して、比較することで劣化度を判定、通知し、
得られた蓄電池の劣化度を許容充放電電力、許容充放電電流、稼動電圧等の電池制御パラメータに反映させて稼動することを特徴とする電池制御方法。 - 蓄電池の劣化状態を停車中に確認する専用測定モードを備え、専用の測定負荷パタ−ンを実施し、前記測定負荷パターンは、エンジンの回転数を制御することにより負荷電流値を複数取得し、エンジンブレーキを動作させることで蓄電池を放電させ、充電時は電池へ充電することにより、電流制御するものであり、
前記専用測定モードによる劣化状態確認手段は電流検出部、電圧検出部、及び温度検出部により計測された電流、電圧、及び温度データより、抵抗を演算して、システム上位に蓄電池劣化度を通知することを特徴とするハイブリッド鉄道車両。 - 蓄電池の劣化状態を停車中に確認する専用測定操作ボタンを備え、専用の測定負荷パターンを実施し、前記負荷電流は電流値を複数取得し、
電池の放電は停車中に架線へ電気を戻すことで蓄電池を放電させ、充電時は電池への充電する方式による劣化状態確認を行う二次電池使用の鉄道車両において、
前記劣化状態確認を行う手段は電流検出部、電圧検出部、及び温度検出部により計測された電流、電圧、及び温度データより、抵抗を演算して、システム上位に蓄電池劣化度を通知することを特徴とする二次電池使用の鉄道車両。 - 蓄電池を電力回生、走行アシスト、駆動用電池、補機出力の少なくともひとつの動作を含んで使用する鉄道車両の運行方法において、
始業前点検時にシステム起動と同時に専用の蓄電池劣化測定法が実施され、走行開始前に蓄電池劣化を電池制御用のパラメータに反映し、蓄電値の劣化状態に応じて出力を変動させる機能を有し、停車時に専用の蓄電池劣化測定法を実施し、複数の劣化値と比較し、閾値以上の変化でのみ、電池制御用パラメータを変更することを特徴とする蓄電池搭載の鉄道車両の運行方法。 - 請求項14に記載の蓄電池搭載の鉄道車両の運行方法において、
走行終了時に専用の蓄電池劣化測定法を実施し、得られた劣化状態から、次回始動に必要な電力値の供給可否を判断し、必要電力が供給可能なSOC以上まで蓄電池を充電してから停止することを特徴とする蓄電池搭載の鉄道車両の運行方法。
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