JP2013070534A - Electric construction machine - Google Patents

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Takeshi Inoue
健士 井上
Takeshi Takeuchi
健 竹内
Hiroshi Sakabe
啓 坂部
Hiroshi Kuroda
浩史 黒田
Itaru Naya
到 納谷
Tsunenori Yamamoto
恒典 山本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric movable body having small full charge capacity errors without interference with employing the electric movable body.SOLUTION: An electric construction machine converting electric power stored in a secondary battery 10 to motive power includes a battery management unit 11 for calculating full charge capacity of the secondary battery based on battery voltage change in each period of a plurality of charge quiescent periods set at least two times during charging the secondary battery and an electric charge charged in the secondary battery in one or a plurality of charging periods between two charge quiescent periods in the plurality of charge quiescent periods.

Description

本発明は二次電池を備える電動建設機械に関する。   The present invention relates to an electric construction machine including a secondary battery.

電動自動車(電気自動車(EV)、プラグインハイブリッド自動車(PHEV)等)及び電動建設機械(バッテリショベル、プラグインハイブリッドショベル等)等の電動移動体や、ノートパソコン及び携帯電話等の小型機械に搭載された二次電池を管理するための蓄電システムは、電池の満充電容量を計測して、残使用時間・残走行距離を算出したり、電池の劣化度(State of Health: SOH)を診断したりすることがある。ここで、電池の満充電容量の計測方法としては、満充電状態から放電し、放電終了後の開放電圧(Open Circuit Voltage:OCV)を測り、そのOCVから求めた充電率(State of Charge: SOC)と、放電電荷により求めるものがある(特許文献1)。ここで、OCVは、放電後は徐々に上がり、多くの電池ではおよそ2時間未満である値に落ち着く。なお、収束した値はSOCの関数となる。   Installed in electric vehicles (electric vehicles (EV), plug-in hybrid vehicles (PHEV), etc.) and electric construction machines (battery excavators, plug-in hybrid excavators, etc.) and small machines such as notebook computers and mobile phones The storage system for managing the rechargeable battery measures the full charge capacity of the battery, calculates the remaining usage time and remaining travel distance, and diagnoses the state of health (SOH) of the battery. Sometimes. Here, as a method of measuring the full charge capacity of the battery, the battery is discharged from the full charge state, the open circuit voltage (OCV) after the discharge is finished, and the charging rate (State of Charge: SOC) obtained from the OCV is measured. ) And the discharge charge (Patent Document 1). Here, OCV gradually rises after discharge and settles to a value that is less than about 2 hours in many batteries. The converged value is a function of SOC.

特開2002−247773号公報JP 2002-247773 A

特許文献1に記載された技術はノートパソコンを対象にしたものであり、エネルギー確保の観点からサイズの大きな電池(大型電池)を搭載した電動移動体等に適用すると不具合が生じる。すなわち、特許文献1の技術を大型電池に適用した場合、OCVからSOCを推定するときに誤差が生じ、その結果、満充電容量に誤差が生じてしまう。これは、大型電池では、内部にこもった熱の解消に時間を要し、当該熱の影響によってOCVが安定しないため、2時間程度では放電後のOCVが一定の値に収束せず、SOCに誤差が生じてしまうからである。一方、2時間以上放置することでOCVを安定化させてSOC誤差を低減させた場合には、放置時間が長くなり、電動移動体の運用効率に支障をきたすことになる。   The technique described in Patent Document 1 is intended for a notebook personal computer. When applied to an electric vehicle or the like equipped with a large battery (large battery) from the viewpoint of securing energy, a problem occurs. That is, when the technique of Patent Document 1 is applied to a large battery, an error occurs when the SOC is estimated from the OCV, and as a result, an error occurs in the full charge capacity. This is because in large batteries, it takes time to eliminate the heat trapped inside, and the OCV is not stable due to the influence of the heat, so the OCV after discharge does not converge to a constant value in about 2 hours, and it becomes SOC. This is because an error occurs. On the other hand, when the OCV is stabilized and the SOC error is reduced by leaving it to stand for 2 hours or more, the leaving time becomes long and the operation efficiency of the electric mobile body is hindered.

特に、電動建設機械(電動建機)は、搭載する電池個数が多いため、その配置位置の違いに起因した温度ムラが生じ易く、特定の電池だけに劣化が進む場合等がある。そのため、電動自動車等の他の電動移動体よりも各電池のSOHの管理が重要となる。すなわち、電動建機では、正確な満充電容量を算出して各電池のSOHを管理することが他の電動移動体よりも重要となる。   In particular, since an electric construction machine (electric construction machine) has a large number of batteries to be mounted, temperature unevenness due to a difference in the arrangement position is likely to occur, and deterioration may progress only to a specific battery. Therefore, management of SOH of each battery is more important than other electric vehicles such as an electric automobile. In other words, in an electric construction machine, it is more important than other electric vehicles to calculate an accurate full charge capacity and manage the SOH of each battery.

本発明の目的は、電動建設機械の運用に支障を与えず、かつ満充電容量誤差が小さい電動建設機械を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an electric construction machine that does not hinder the operation of the electric construction machine and has a small full charge capacity error.

本発明は、上記目的を達成するために、二次電池に蓄積された電力を変換して得られる動力によって駆動される電動建設機械において、前記二次電池の充電中に少なくとも2回以上設定された複数の充電休止期間中ごとの電池電圧変化と、当該複数の充電休止期間における2つの充電休止期間に挟まれた1又は複数の充電期間に前記二次電池に充電された電荷とに基づいて、前記二次電池の満充電容量を算出する制御手段を備えるものとする。   In order to achieve the above object, the present invention is an electric construction machine driven by power obtained by converting electric power stored in a secondary battery, and is set at least twice during charging of the secondary battery. Based on a change in battery voltage during each of a plurality of charging suspension periods and a charge charged in the secondary battery during one or more charging periods sandwiched between two charging suspension periods in the plurality of charging suspension periods. And a control means for calculating the full charge capacity of the secondary battery.

本発明によれば、充電は吸熱反応のため熱がこもり難くOCVの収束時間を短くできるので、電動建設機械の運用に与える支障が低減するとともに精度良く満充電容量を計算することができる。   According to the present invention, since charging is an endothermic reaction, it is difficult for heat to be accumulated and the OCV convergence time can be shortened, so that troubles to the operation of the electric construction machine can be reduced and the full charge capacity can be accurately calculated.

本発明の各実施の形態に係るバッテリ式油圧ショベルの外観図。1 is an external view of a battery-type hydraulic excavator according to each embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係るバッテリ式油圧ショベルに搭載される蓄電システムの構成図。The block diagram of the electrical storage system mounted in the battery-type hydraulic shovel which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る電池管理ユニットにおいて実行される満充電容量算出処理のフローチャート。The flowchart of the full charge capacity calculation process performed in the battery management unit which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における電池電圧及び充電休止信号の時間変化を示す図。The figure which shows the time change of the battery voltage and charge stop signal in the 1st Embodiment of this invention. 二次電池10から電池管理ユニット11へ出力されるデータの通信フォーマット例を示す図。The figure which shows the communication format example of the data output to the battery management unit 11 from the secondary battery 10. FIG. 本発明の各実施の形態における無負荷時電池電圧OCVとSOCとの関数テーブルを示す図。The figure which shows the function table of the battery voltage OCV and SOC at the time of no load in each embodiment of this invention. 充電後の二次電池10の電池電圧(OCV)を計測し、当該電池電圧のデータをプロットした図。The figure which measured the battery voltage (OCV) of the secondary battery 10 after charge, and plotted the data of the said battery voltage. 本発明の各実施の形態における分極時定数テーブルの一例を示す図。The figure which shows an example of the polarization time constant table in each embodiment of this invention. 二次電池10を構成する複数の電池モジュールのSOHを表示するときの表示装置16の画面の一例を示す図。The figure which shows an example of the screen of the display apparatus 16 when displaying SOH of the some battery module which comprises the secondary battery 10. FIG. 電池モジュールを構成する複数の個別電池のSOHを表示するときの表示装置16の画面の一例を示す図。The figure which shows an example of the screen of the display apparatus 16 when displaying SOH of the several separate battery which comprises a battery module. 本発明の第1の実施の形態における電池電圧及び充電休止信号の時間変化の他の例を示す図。The figure which shows the other example of the time change of the battery voltage in the 1st Embodiment of this invention, and a charge suspension signal. 或る二次電池(電池1)のOCV-SOC特性を示す図。The figure which shows the OCV-SOC characteristic of a certain secondary battery (battery 1). 電池1のSOC誤差特性を示す図。The figure which shows the SOC error characteristic of the battery 1. 他の二次電池(電池2)のOCV-SOC特性を示す図。The figure which shows the OCV-SOC characteristic of another secondary battery (battery 2). 電池2のSOC誤差特性を示す図。The figure which shows the SOC error characteristic of the battery 2. 本発明の第2の実施の形態に係るバッテリ式油圧ショベルに搭載される蓄電システムの構成図。The block diagram of the electrical storage system mounted in the battery-type hydraulic excavator which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係るバッテリ式油圧ショベルに搭載される蓄電システムの構成図。The block diagram of the electrical storage system mounted in the battery-type hydraulic shovel which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る電池管理ユニットにおいて実行される満充電容量算出処理のフローチャート。The flowchart of the full charge capacity calculation process performed in the battery management unit which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 充電器のスイッチをONにすることをユーザに促す画面の一例。An example of a screen prompting the user to turn on the charger switch. 充電中につき、待機することをユーザに促す画面の一例。An example of a screen that prompts the user to wait while charging. 充電器のスイッチをOFFにすることをユーザに促す画面の一例。An example of a screen prompting the user to turn off the charger switch. 充電中止中につき、待機することをユーザに促す画面の一例。An example of a screen that prompts the user to wait while charging is stopped. 満充電容量の計算等が完了したことをユーザに報知する画面の一例。An example of the screen which alert | reports to a user that calculation of a full charge capacity, etc. were completed.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図1は本発明の各実施の形態に係るバッテリ式油圧ショベル(バッテリショベル)の外観図である。なお、以下に説明する各実施の形態の構成は、充電器による充電が可能な他の電動建設機械及び電気自動車(EV)等の電動移動体やこれに係る蓄電システムにも適用可能である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an external view of a battery-type hydraulic excavator (battery excavator) according to each embodiment of the present invention. The configuration of each embodiment described below can also be applied to other electric construction machines that can be charged by a charger, an electric vehicle such as an electric vehicle (EV), and a power storage system related thereto.

この図に示すバッテリ式油圧ショベルは、ブーム1a、アーム1b及びバケット1cを有する多関節型の作業装置1Aと、上部旋回体1d及び下部走行体1eを有する車体1Bを備えている。   The battery-type hydraulic excavator shown in this figure includes an articulated working device 1A having a boom 1a, an arm 1b and a bucket 1c, and a vehicle body 1B having an upper swing body 1d and a lower traveling body 1e.

ブーム1aは、上部旋回体1dに回動可能に支持されており、油圧シリンダ(ブームシリンダ)3aにより駆動される。アーム1bは、ブーム1aに回動可能に支持されており、油圧シリンダ(アームシリンダ)3bにより駆動される。バケット1cは、アーム1bに回動可能に支持されており、油圧シリンダ(バケットシリンダ)3cにより駆動される。上部旋回体1dは電動モータ(旋回モータ)(図示せず)により旋回駆動され、下部走行体1eは左右の走行モータ(油圧モータ)3e,3f(図示せず)により駆動される。油圧シリンダ3a、油圧シリンダ3b、油圧シリンダ3c及び走行モータ3e,3fは、油圧ポンプ6(図2参照)によってタンク9から汲み上げられる圧油によって駆動される。   The boom 1a is rotatably supported by the upper swing body 1d and is driven by a hydraulic cylinder (boom cylinder) 3a. The arm 1b is rotatably supported by the boom 1a and is driven by a hydraulic cylinder (arm cylinder) 3b. The bucket 1c is rotatably supported by the arm 1b and is driven by a hydraulic cylinder (bucket cylinder) 3c. The upper swing body 1d is swiveled by an electric motor (swing motor) (not shown), and the lower runner 1e is driven by left and right travel motors (hydraulic motors) 3e, 3f (not shown). The hydraulic cylinder 3a, the hydraulic cylinder 3b, the hydraulic cylinder 3c, and the travel motors 3e and 3f are driven by pressure oil pumped from the tank 9 by the hydraulic pump 6 (see FIG. 2).

図2は、本発明の第1の実施の形態に係るバッテリ式油圧ショベルに搭載される蓄電システムの構成図である。なお、先の図面と同じ部分には同じ符号を付して説明は適宜省略する(後の図面も同様とする)。   FIG. 2 is a configuration diagram of a power storage system mounted on the battery-type hydraulic excavator according to the first embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as previous drawing, and description is abbreviate | omitted suitably (following drawing is also the same).

この図に示す蓄電システムは、二次電池10と、二次電池10の状態を監視するための電池管理ユニット(Battery Control Unit : BCU)11と、二次電池10に流れる電流を検知するための電流計(電荷検出手段)12と、二次電池10と電池管理ユニット11を結ぶ通信線13と、二次電池10を充電するための充電器14と、充電器14と電池管理ユニット11を接続する通信線15、電池管理ユニット11等で計算された二次電池10の満充電容量等を表示するための表示装置(表示手段)16と、電池管理ユニット12と表示装置16を接続する通信線17と、二次電池10からの直流電力を交流電力に変換しつつモータ19を制御するためのインバータ装置(電力変換装置)18と、二次電池10の電力によって動力を発生する三相交流モータ(電動機)19と、モータ19によって駆動される油圧ポンプ6を備えている。なお、図2の例では、モータ19によって駆動されるものとして油圧ポンプ6を図示しているが、その他の駆動装置でも良い。   The power storage system shown in this figure includes a secondary battery 10, a battery management unit (BCU) 11 for monitoring the state of the secondary battery 10, and a current flowing through the secondary battery 10. An ammeter (charge detection means) 12, a communication line 13 connecting the secondary battery 10 and the battery management unit 11, a charger 14 for charging the secondary battery 10, and the charger 14 and the battery management unit 11 are connected. Communication line 15, a display device (display means) 16 for displaying the full charge capacity of the secondary battery 10 calculated by the battery management unit 11, and the communication line connecting the battery management unit 12 and the display device 16. 17, an inverter device (power conversion device) 18 for controlling the motor 19 while converting DC power from the secondary battery 10 into AC power, and a three-phase AC power generated by the power of the secondary battery 10 And over motor (electric motor) 19, and a hydraulic pump 6 driven by a motor 19. In the example of FIG. 2, the hydraulic pump 6 is illustrated as being driven by the motor 19, but other driving devices may be used.

二次電池10は、複数の単電池から構成される組電池であり、本実施の形態ではリチウムイオン電池を利用している。組電池は電池モジュールの集合体である。一般的な電池モジュールとしては、4〜40個の電池を直列接続して箱の中に収めたものがある。電池モジュールは更に直列または並列に接続されて、組電池の一構成要素となる。図2に示した二次電池10は、電池モジュールを直列接続しているが、直並列の構成でも良い。なお、その場合には、電池管理ユニット11と電流計12を直列毎に用意するものとする。   The secondary battery 10 is an assembled battery composed of a plurality of unit cells, and a lithium ion battery is used in the present embodiment. An assembled battery is an assembly of battery modules. As a general battery module, there is one in which 4 to 40 batteries are connected in series and housed in a box. The battery modules are further connected in series or in parallel to form a component of the assembled battery. The secondary battery 10 shown in FIG. 2 has battery modules connected in series, but may have a series-parallel configuration. In this case, the battery management unit 11 and the ammeter 12 are prepared for each series.

電流計12としては、例えば、シャント抵抗を利用したもの(例えば、特開2005−188945号公報参照)や、ホール素子を利用したもの(例えば、特開平7−294561号公報参照)が適用可能である。電流計12で検出された電流値は、電池管理ユニット11に出力されている。   As the ammeter 12, for example, one using a shunt resistor (for example, see JP-A-2005-188945) or one using a Hall element (for example, see JP-A-7-294561) can be applied. is there. The current value detected by the ammeter 12 is output to the battery management unit 11.

二次電池10は、通信線13を介して電池管理ユニット12に接続されている。また、二次電池10は、各電池の電圧を監視しており、電池管理ユニット11に通信線13を介して定期的に電圧値を送信している。通信線13としては、Local Interconnect Network(LIN)やController area network(CAN)などを使うことができる(佐藤道夫著,「車載ネットワーク・システム徹底解説−CAN, LIN, FlexRayのプロトコルと実装(デザインウェーブムック)」,CQ出版,2005年12月1日)。なお、総電圧検出線を電池管理ユニット11のAD変換器(図示せず)に接続しても構わない。また、電池管理ユニット11とインバータ装置18が通信線(CANを利用しても良い)で繋がっていても構わない。   The secondary battery 10 is connected to the battery management unit 12 via the communication line 13. Further, the secondary battery 10 monitors the voltage of each battery and periodically transmits a voltage value to the battery management unit 11 via the communication line 13. As the communication line 13, local interconnect network (LIN), controller area network (CAN), etc. can be used (Michio Sato, “In-vehicle network system thorough explanation-CAN, LIN, FlexRay protocol and implementation (design wave) Mook) ”, CQ Publishing, December 1, 2005). The total voltage detection line may be connected to an AD converter (not shown) of the battery management unit 11. Further, the battery management unit 11 and the inverter device 18 may be connected by a communication line (CAN may be used).

充電器14は、二次電池10の充電を行うためのもので、二次電池10に接続して用いられる。なお、充電器14の形態としては、電動移動体(バッテリショベル)に搭載されたものと、電動移動体の外部に電動移動体と独立して設置されたものがあるが、どちらでも構わない。   The charger 14 is for charging the secondary battery 10 and is used by being connected to the secondary battery 10. In addition, as a form of the charger 14, there are one mounted on an electric vehicle (battery excavator) and one installed outside the electric vehicle outside the electric vehicle, but either one may be used.

充電器14の充電方式には、例えば、CCCV充電(Constant-Current Constant-Voltage:定電流−定電圧充電)やパルス充電方式がある。CCCV充電方式は、充電開始から、定電流モードで充電を行い、充電の目標とする電圧に到達したら、定電圧モードで充電を行う方式である(例えば、特開2011−4509号公報参照)。また、パルス充電では、ある所定の時間(例えば、数秒周期)毎にパルス電流を入力し、充電の目標とする電圧まで充電を行う方式である(特開2001−169474号公報)。なお、パルス充電による休止は短いため、本発明における「充電休止期間」とは扱わないものとする。   Examples of the charging method of the charger 14 include CCCV charging (Constant-Current Constant-Voltage) and pulse charging method. The CCCV charging method is a method in which charging is performed in a constant current mode from the start of charging, and charging is performed in a constant voltage mode when a target voltage for charging is reached (see, for example, JP 2011-4509 A). In the pulse charging, a pulse current is input every predetermined time (for example, every several seconds), and charging is performed up to a target voltage for charging (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-169474). In addition, since the pause by pulse charge is short, it is not treated as the “charge pause period” in the present invention.

本実施の形態における充電器14は、電池管理ユニット11から出力される充電休止信号に基づいて充電を停止するものとし、さらに、電池が満充電になると充電器は自動的に停止するものとする。なお、充電休止信号に代替する構成としては、既存の充電器にリレーを繋げて、そのスイッチ(SW)を制御するものがある(図17参照)。電池管理ユニット11からの制御の通信線はCANを利用したり、SWのON/OFF状態を示す電圧線(充電器14による充電が開始したことを示す信号(充電開始信号)を充電器14から電池管理ユニット11へ送るための1本と、電池管理ユニット11から充電器14へ充電休止信号を送るための1本の計2本)としても良い。   The charger 14 according to the present embodiment stops charging based on a charging suspension signal output from the battery management unit 11, and further stops automatically when the battery is fully charged. . As an alternative to the charging suspension signal, there is a configuration in which a relay is connected to an existing charger and its switch (SW) is controlled (see FIG. 17). The control communication line from the battery management unit 11 uses CAN or a voltage line (ON / OFF state signal indicating that charging by the charger 14 has started) (charge start signal) from the charger 14. One for sending to the battery management unit 11 and one for sending a charging suspension signal from the battery management unit 11 to the charger 14 may be used.

電池管理ユニット(制御手段)11は、ハードウェア構成として、各種の制御プログラムを実行するための演算処理装置(例えば、CPU)、当該制御プログラムをはじめ各種データを記憶するための記憶装置(例えば、ROM、RAM)等を備えている(いずれも図示せず)。このようなハードウェア構成を利用して、電池管理ユニット11は、通信線13を介して取得した各電池の電池電圧と、電流計12を介して取得した電流とに基づいて各電池の満充電容量を計算する。そして、満充電容量に基づいて二次電池10全体の充電率(SOC:State of Charge)及び劣化度(SOH:State of health)や、各電池モジュール及び個別電池のSOC及びSOHを計算する(計算方法の詳細については後述)。ここで計算されたSOHやSOCは、通信線17を介して出力され、表示装置16に表示される(表示方法の詳細については後述)。SOHの計算方法の一つとしては下記式(1)がある。また、SOCの計算方法としては下記式(2)がある。   As a hardware configuration, the battery management unit (control means) 11 includes an arithmetic processing device (for example, a CPU) for executing various control programs, and a storage device (for example, for storing various data including the control program). ROM, RAM) and the like (both not shown). Using such a hardware configuration, the battery management unit 11 fully charges each battery based on the battery voltage of each battery acquired via the communication line 13 and the current acquired via the ammeter 12. Calculate capacity. Then, the charging rate (SOC: State of Charge) and the deterioration level (SOH: State of health) of the entire secondary battery 10 and the SOC and SOH of each battery module and individual battery are calculated based on the full charge capacity (calculation). Details of the method will be described later). The calculated SOH or SOC is output via the communication line 17 and displayed on the display device 16 (details of the display method will be described later). One of the calculation methods of SOH is the following formula (1). Moreover, there exists following formula (2) as a calculation method of SOC.

Figure 2013070534
Figure 2013070534

Figure 2013070534
Figure 2013070534

また、電池管理ユニット11には、二次電池10の仕様情報として無負荷時電池電圧OCV[V]が記憶されている。OCVの値は電池の充電状態(SOC)に応じて変化するので、本実施の形態における電池管理ユニット11は、SOCとOCVの関係をテーブルの形式で記憶している(図6参照)。   The battery management unit 11 stores a no-load battery voltage OCV [V] as specification information of the secondary battery 10. Since the OCV value changes according to the state of charge (SOC) of the battery, the battery management unit 11 in the present embodiment stores the relationship between the SOC and the OCV in the form of a table (see FIG. 6).

さらに、電池管理ユニット11は、充電器14へ充電休止指令を、通信線15を介して送る。充電器14への充電休止指令信号の作成処理は後述する。   Further, the battery management unit 11 sends a charging suspension command to the charger 14 via the communication line 15. The process of creating a charging suspension command signal for the charger 14 will be described later.

図3は本発明の第1の実施の形態に係る電池管理ユニットにおいて実行される満充電容量算出処理のフローチャートであり、図4は本発明の第1の実施の形態における電池電圧及び充電休止信号の時間変化を示す図である。なお、本実施の形態では、図3に示す処理を電池管理ユニット11で行うが、他の装置(診断装置101)で行う場合については第2の実施の形態で説明する。   FIG. 3 is a flowchart of the full charge capacity calculation process executed in the battery management unit according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 shows the battery voltage and the charge suspension signal in the first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the time change of. In the present embodiment, the process shown in FIG. 3 is performed by the battery management unit 11, but the case where it is performed by another apparatus (diagnostic apparatus 101) will be described in the second embodiment.

図3のフローチャートはバッテリ式油圧ショベルの充電操作を開始したときに開始される。なお、充電開始時刻は、充電器14がバッテリ式油圧ショベルに搭載された形態では電力線を系統に接続したとき、外部に充電器14が設置された形態では充電電力線をバッテリ式油圧ショベルに接続したときとする。また、後の実施の形態のように、表示装置16または充電器14に充電開始ボタンがある場合には、ユーザがボタンを押したときとする。ところで、充電操作を開始した時点(図4における時刻ゼロの時)では、二次電池10の充電は開始されていない。即ち、電池管理ユニット11から充電器14へは充電休止信号が出ている。   The flowchart of FIG. 3 is started when the charging operation of the battery-type hydraulic excavator is started. In addition, when the charger 14 is mounted on the battery-type hydraulic excavator, the charging start time is connected to the system when the charger 14 is mounted, and when the charger 14 is installed outside, the charging power line is connected to the battery-type hydraulic excavator. Sometimes. Moreover, when there is a charge start button on the display device 16 or the charger 14 as in the following embodiment, it is assumed that the user presses the button. By the way, at the time of starting the charging operation (at time zero in FIG. 4), charging of the secondary battery 10 is not started. That is, a charging suspension signal is output from the battery management unit 11 to the charger 14.

充電操作が開始されたら、電池管理ユニット11は、充電前の各電池モジュールの電圧を各電池モジュールから通信線13を介して入力する(ステップ20)。図5は二次電池10から電池管理ユニット11へ出力されるデータの通信フォーマット例を示す図である。この図は、1つの電池モジュールでの通信を示し、4個の電池が直列に繋がった例を示す。フォーマットとしては、1モジュールにおける電池数(図5の場合は4個)と、1番目の電池電圧と、2番目の電池電圧と、3番目の電池電圧と、4番目の電池電圧から構成される。電池管理ユニット11は、この通信フォーマットを電池モジュール毎に受信する。二次電池10の総電圧は、各電池電圧の総和より算出することができるが、電圧総電圧検出線を別途設け、これを電池管理ユニット11のAD変換器に接続して計測しても良い。   When the charging operation is started, the battery management unit 11 inputs the voltage of each battery module before charging from each battery module via the communication line 13 (step 20). FIG. 5 is a diagram illustrating a communication format example of data output from the secondary battery 10 to the battery management unit 11. This figure shows communication with one battery module and shows an example in which four batteries are connected in series. The format is composed of the number of batteries in one module (four in the case of FIG. 5), the first battery voltage, the second battery voltage, the third battery voltage, and the fourth battery voltage. . The battery management unit 11 receives this communication format for each battery module. Although the total voltage of the secondary battery 10 can be calculated from the sum of the battery voltages, a total voltage detection line may be provided separately and connected to the AD converter of the battery management unit 11 for measurement. .

ステップ20が完了したら、充電休止信号をOFFにして二次電池10の充電を開始する(ステップ21)。図4において「充電開始」と示した時刻がステップ21の開始時刻である。なお、二次電池10の充電を開始するには、充電休止信号をOFFにするとともに充電開始信号を充電器14に出力しても良い。   When step 20 is completed, the charging suspension signal is turned off and charging of the secondary battery 10 is started (step 21). The time indicated as “charging start” in FIG. 4 is the start time of step 21. In order to start charging the secondary battery 10, the charging suspension signal may be turned off and the charging start signal may be output to the charger 14.

ステップ21で充電を開始したら、電池管理ユニット11は、二次電池10の電圧と充電電流を所定の間隔で計測する処理を実行する(ステップ22)。電池電圧は各電池モジュールから図5のフォーマットで受信する(別途、電圧総電圧検出線を設け、電池管理ユニット11のAD変換器に繋げて計測しても良い)。電流は電流計12で計測した値を用いる。なお、これらの計測周期は予め決められた値(例えば、80ミリ秒や、100ミリ秒)とし、ステップ22ではその周期になるまで計測を待つ形態としても良い。なお、ここで計測した電流値を積分した値は、二次電池10の充電電荷として満充電容量の算出時(ステップ31)に利用される。なお、電荷の初期値は0としておき、充電開始毎に値を0にリセットする。   When charging is started in step 21, the battery management unit 11 executes a process of measuring the voltage and charging current of the secondary battery 10 at predetermined intervals (step 22). The battery voltage is received from each battery module in the format of FIG. 5 (separately, a voltage total voltage detection line may be provided and connected to the AD converter of the battery management unit 11 for measurement). As the current, a value measured by the ammeter 12 is used. These measurement periods may be predetermined values (for example, 80 milliseconds or 100 milliseconds), and in step 22, the measurement may be waited until the period is reached. The value obtained by integrating the current value measured here is used as the charge of the secondary battery 10 when calculating the full charge capacity (step 31). The initial value of the charge is set to 0, and the value is reset to 0 every time charging is started.

ステップ22が完了したら、電池管理ユニット11は、二次電池10の充電を休止するか否かについての判定(充電休止判定)を行う処理を実行する(ステップ23)。本実施の形態における充電休止判定は、その充電期間の開始時における電池電圧(すなわち、1回目の場合はステップ20で計測した値)からの電圧上昇値が設定値に到達したか否かに基づいて行われる。すなわち、その充電期間の開始時における電池電圧と現在の電池電圧との差ΔVが当該設定値に達したか否かを判定する。   When step 22 is completed, the battery management unit 11 performs a process for determining whether or not to stop charging of the secondary battery 10 (charging stop determination) (step 23). The charging suspension determination in the present embodiment is based on whether or not the voltage increase value from the battery voltage at the start of the charging period (that is, the value measured in step 20 in the first time) has reached the set value. Done. That is, it is determined whether or not the difference ΔV between the battery voltage at the start of the charging period and the current battery voltage has reached the set value.

なお、二次電池10は複数の電池によって構成されているので、充電休止判定に用いる電池電圧の値としては、二次電池10の総電圧を直列電池数で割った平均電圧を用いても良いし、各電池についての「現在の電池電圧−前回の休止期間直前の電池電圧」の最小値を用いても良い。予め定められた値ΔVは、予め指定されたSOC分の電圧上昇分(図4において符号34を付した電圧差)としても良い。ここで、指定されたSOC分の電圧上昇分の計算について、図6のテーブルを用いて説明する。   Since the secondary battery 10 is composed of a plurality of batteries, an average voltage obtained by dividing the total voltage of the secondary battery 10 by the number of series batteries may be used as the value of the battery voltage used for the charging suspension determination. The minimum value of “current battery voltage−battery voltage immediately before the previous pause period” for each battery may be used. The predetermined value ΔV may be a voltage increase corresponding to the SOC specified in advance (voltage difference indicated by reference numeral 34 in FIG. 4). Here, the calculation of the voltage increase for the designated SOC will be described using the table of FIG.

図6は本発明の各実施の形態におけるOCVとSOCとの関数テーブルを示す図である。この図に示すテーブルは、OCVとSOCの列から構成されており、電池管理ユニット11の記憶装置に記憶されている。電池管理ユニット11は、充電開始前のOCVとしてステップ20で計測した値を用いることで初期のSOCを見積もる。なお、ステップ20で計測したOCVの値は収束していないため正確性に欠けるが、ここでは目安として利用するものとする。今、OCVが3.1Vであったとすると、図6のテーブルより初期SOCは10%となる。ここで、予め指定されたSOC分が10%であったとすると、初期値(10%)より次の充電休止タイミングはSOCが20%のときとなる。ここでSOCが20%のときの電圧は、図6より3.2Vであるため、ΔV=3.2-3.1=0.1Vとなる。   FIG. 6 is a diagram showing a function table of OCV and SOC in each embodiment of the present invention. The table shown in this figure is composed of OCV and SOC columns, and is stored in the storage device of the battery management unit 11. The battery management unit 11 estimates the initial SOC by using the value measured in step 20 as the OCV before the start of charging. Note that the OCV value measured in step 20 is not converged because it does not converge, but is used here as a guide. If the OCV is 3.1V, the initial SOC is 10% from the table of FIG. If the SOC specified in advance is 10%, the next charging suspension timing from the initial value (10%) is when SOC is 20%. Here, since the voltage when SOC is 20% is 3.2V from FIG. 6, ΔV = 3.2−3.1 = 0.1V.

なお、その他の充電休止判定としては、その充電期間の開始時における二次電池10の充電電荷が設定値に到達したか否かに基づいて行うものがある。この場合の設定値としては、前回計測した満充電容量の10%、または20%分としても良いし、カタログに記載されている電池の満充電容量の10%分としても良い。   Other charging suspension determinations may be made based on whether or not the charging charge of the secondary battery 10 at the start of the charging period has reached a set value. The set value in this case may be 10% or 20% of the previously measured full charge capacity, or 10% of the full charge capacity of the battery described in the catalog.

ステップ23における充電休止判定の結果、充電の休止を行わないと判定した場合にはステップ22に戻る。一方、休止すると判定した場合には、充電器14に充電休止信号を出力して充電休止期間を開始する(ステップ24)。   If it is determined in step 23 that charging is not suspended, the process returns to step 22. On the other hand, if it is determined to suspend, a charging suspension signal is output to the charger 14 to start a charging suspension period (step 24).

充電休止期間中には、電池管理ユニット11は、充電休止期間中における電池電圧の変化を計測する処理を実行する(ステップ25)。当該期間中における二次電池10の電圧の変化を計測する方法としては、二次電池10の電圧を所定の間隔で計測するものがある。電池電圧は各電池モジュールから図5のフォーマットで受信する(別途、電圧総電圧検出線を設け、電池管理ユニット11のAD変換器に繋げて計測しても良い)。なお、電池電圧の計測周期は予め決められた値(例えば、1分)とし、ステップ25ではその周期になるまで計測を待つ形態としても良い。   During the charging suspension period, the battery management unit 11 performs a process of measuring a change in battery voltage during the charging suspension period (step 25). As a method for measuring a change in the voltage of the secondary battery 10 during the period, there is a method of measuring the voltage of the secondary battery 10 at a predetermined interval. The battery voltage is received from each battery module in the format of FIG. 5 (separately, a voltage total voltage detection line may be provided and connected to the AD converter of the battery management unit 11 for measurement). Note that the battery voltage measurement cycle may be a predetermined value (for example, 1 minute), and in step 25, the measurement may be waited until the cycle is reached.

ステップ25が完了したら、電池管理ユニット11は、二次電池10の充電を再開するか否かについての判定(充電再開判定)を行う処理を実行する(ステップ26)。本実施の形態における充電再開判定は、その充電休止期間の開始時刻(ステップ24の時刻)からの経過時間が設定値(例えば、30分)以上に到達したか否かに基づいて行われる。なお、当該設定値は、充電後の二次電池10の電圧変化を予め測定することによって得られる二次電池10の分極緩和時間としても良い。ここで分極緩和時間とは、充電後に二次電池10の内部の分極緩和が充分進行して電池電圧が略収束する時間のことであり、本実施の形態では図7を用いて説明する分極時定数以上の値としている。   When step 25 is completed, the battery management unit 11 executes a process for determining whether or not to resume charging of the secondary battery 10 (charging resumption determination) (step 26). The charge resumption determination in the present embodiment is made based on whether or not the elapsed time from the start time of the charge suspension period (time of step 24) has reached a set value (for example, 30 minutes) or more. In addition, the said setting value is good also as the polarization relaxation time of the secondary battery 10 obtained by measuring the voltage change of the secondary battery 10 after charge previously. Here, the polarization relaxation time is a time during which the polarization relaxation inside the secondary battery 10 sufficiently proceeds after charging and the battery voltage substantially converges. In this embodiment, the polarization relaxation time described with reference to FIG. The value is greater than the constant.

図7は、充電休止期間中の二次電池10の電池電圧(OCV)を1分毎に長時間(例えば2時間)計測し、当該電池電圧のデータ63をプロットした図である。この図に示すグラフは、縦軸を電池電圧とし、横軸を充電後の経過時間としており、当該グラフ内には、点線64と、直線65と、点66が示されている。点線64は、二次電池10のOCVの最終値(収束値)を示したものであり、後述のステップ28では充電休止期間に計測した複数の電池電圧データに基づいてこの収束値を推定している。直線65は、OCVのプロットデータ63から得られる曲線(OCV曲線)についての時刻ゼロにおける接線である。点66は、点線64と直線65の交点である。本実施の形態では点66の時刻を分極時定数とし、当該分極時定数以上に設定した設定値をステップ26の充電再開判定に利用している。   FIG. 7 is a diagram in which the battery voltage (OCV) of the secondary battery 10 during the charging suspension period is measured every minute for a long time (for example, 2 hours), and data 63 of the battery voltage is plotted. In the graph shown in this figure, the vertical axis represents the battery voltage, and the horizontal axis represents the elapsed time after charging. In the graph, a dotted line 64, a straight line 65, and a point 66 are shown. A dotted line 64 indicates the final value (convergence value) of the OCV of the secondary battery 10. In step 28 described later, the convergence value is estimated based on a plurality of battery voltage data measured during the charging suspension period. Yes. A straight line 65 is a tangent at time zero with respect to a curve (OCV curve) obtained from the OCV plot data 63. A point 66 is an intersection of a dotted line 64 and a straight line 65. In the present embodiment, the time at point 66 is the polarization time constant, and the set value set to be equal to or greater than the polarization time constant is used for the charge resumption determination in step 26.

なお、分極時定数は、温度によって変化するため、分極時定数(又は充電再開判定の設定値)を温度と関連付けたテーブル形式で電池管理ユニット11の記憶装置に記憶させておくことが好ましい。このように温度に合わせた分極時定数を利用する場合には、二次電池10内に温度計(図示せず)を設置し、当該温度計で計測した値を通信線13を介して取得し、その値に応じて分極時定数を変更すれば良い。図8は本発明の各実施の形態における分極時定数テーブルの一例を示す図である。この図に示したテーブルは、温度と分極時定数の2つの列を有する。図示した例では、所定の温度範囲(−30℃から60℃まで)において10℃毎に計測した分極時定数の値が記憶されている。   Since the polarization time constant changes depending on the temperature, it is preferable to store the polarization time constant (or the setting value for determining resumption of charging) in the storage device of the battery management unit 11 in a table format associated with the temperature. When using a polarization time constant that matches the temperature in this way, a thermometer (not shown) is installed in the secondary battery 10, and the value measured by the thermometer is acquired via the communication line 13. The polarization time constant may be changed according to the value. FIG. 8 is a diagram showing an example of a polarization time constant table in each embodiment of the present invention. The table shown in this figure has two columns of temperature and polarization time constant. In the illustrated example, the value of the polarization time constant measured every 10 ° C. in a predetermined temperature range (from −30 ° C. to 60 ° C.) is stored.

ステップ26における充電再開判定の結果、充電の再開を行わないと判定した場合にはステップ25に戻る。一方、再開すると判定した場合には、充電休止信号の充電器14への出力を中止して充電期間を再開する(ステップ27)。   If it is determined in step 26 that charging is not resumed, the process returns to step 25. On the other hand, if it is determined to resume, the output of the charging suspension signal to the charger 14 is stopped and the charging period is resumed (step 27).

充電期間を再開したら、電池管理ユニット11は、充電休止期間の終了時における二次電池10のSOCを計算する処理を実行する(ステップ28)。ここにおけるSOC(充電率[%])の計算は、まず、充電休止期間中に計測した電池電圧(すなわち、ステップ25で周期的に計測した値)からOCVの収束値を推定する。そして、OCVはSOCとの関数であるため、推定したOCVの収束値と図6のテーブルを用いてSOCを推定する。   When the charging period is resumed, the battery management unit 11 executes a process of calculating the SOC of the secondary battery 10 at the end of the charging suspension period (step 28). In this calculation of SOC (charge rate [%]), first, the convergence value of OCV is estimated from the battery voltage measured during the charging suspension period (that is, the value periodically measured in step 25). And since OCV is a function with SOC, SOC is estimated using the estimated convergence value of OCV and the table of FIG.

ステップ28において、OCVの収束値を推定する計算方法としては、自己回帰モデルを利用したものがある。これは複数の指数関数の線形和で曲線を近似し、その関数の収束値を利用する方法である。具体的には、OCVの時系列より下記式(3)より計算する(東京大学教養学部統計学教室編,「自然科学の統計学」,東京大学出版会)。式(3)は2次の場合であるが、3次以上のモデルを使用しても良い。また、収束値に代えて、充電休止期間における電圧の最終値を使用しても良い。   As a calculation method for estimating the OCV convergence value in step 28, there is a method using an autoregressive model. In this method, a curve is approximated by a linear sum of a plurality of exponential functions, and the convergence value of the function is used. Specifically, it is calculated from the OCV time series according to the following formula (3) (Statistics Department of Liberal Arts, University of Tokyo, “Statistics of Natural Science”, The University of Tokyo Press). Equation (3) is a second-order case, but a third-order or higher model may be used. Further, instead of the convergence value, the final voltage value during the charging suspension period may be used.

Figure 2013070534
Figure 2013070534

ステップ28でOCV収束値の算出が完了したら、電池管理ユニット11は、二次電池10の満充電容量を算出するか否かについての判定(満充電容量計算判定(計算判定))を行う処理を実行する(ステップ29)。本実施の形態における計算判定は、充電休止期間の回数が設定値に到達したか否かに基づいて行われる。当該設定値は2回以上に設定されており、本実施の形態では2回に設定されているものとする。   When the calculation of the OCV convergence value is completed in step 28, the battery management unit 11 performs a process of determining whether or not to calculate the full charge capacity of the secondary battery 10 (full charge capacity calculation determination (calculation determination)). Execute (step 29). The calculation determination in the present embodiment is performed based on whether or not the number of charging suspension periods has reached a set value. The set value is set to be twice or more, and is set to be twice in the present embodiment.

なお、計算判定の条件には、さらに二次電池10のSOCの値を加えても良い。すなわち、充電休止期間の回数が2回以上でかつSOCの値が設定値を超えたか否かに基づいて判定する。このSOCの設定値の設定に際しては、SOCの誤差を参考にする。具体的には、図6のテーブルより、ΔSOC/(ΔOCV×100)を求め、当該値が、ある一定の値(例えば、電圧センシング精度の逆数)となるSOCの値とする。   Note that the SOC value of the secondary battery 10 may be further added to the calculation determination condition. That is, the determination is made based on whether the number of charging suspension periods is two or more and the SOC value exceeds the set value. Refer to the SOC error when setting the SOC setting value. Specifically, ΔSOC / (ΔOCV × 100) is obtained from the table of FIG. 6, and the value is set to a SOC value that is a certain value (for example, the reciprocal of voltage sensing accuracy).

ステップ29における計算判定の結果、満充電容量の計算を行わないと判定した場合にはステップ30に進んで充電休止期間の回数を1増加し、ステップ22に戻る。一方、満充電容量の計算を行うと判定した場合には、充電休止期間の回数をゼロにリセットして次のステップ31に移る。   As a result of the calculation determination in step 29, if it is determined not to calculate the full charge capacity, the process proceeds to step 30 to increase the number of charge suspension periods by 1, and the process returns to step 22. On the other hand, when it is determined that the full charge capacity is to be calculated, the number of charge suspension periods is reset to zero and the process proceeds to the next step 31.

ステップ31において、電池管理ユニット11は、満充電容量の計算及び表示する処理を実行する。満充電容量の計算は、本実施の形態の場合(すなわち、充電休止期間の回数が2回の場合)、下記式(4)を利用して計算する。式(4)における「休止間の充電電荷」は、隣り合う2つの充電休止期間(図4における休止期間1,2)に挟まれた充電期間(図4における充電期間2)に二次電池10に充電された電荷のことであり、当該充電期間中にステップ22で周期的に測定しておいた電流を積分することで求めることができる。また、下記式(4)における「休止時SOC」とは、上記2つの充電休止期間の終了時における二次電池10のSOCのことであり、ステップ28で算出したものである。さらに、「今回休止時SOC」とは図4における休止期間2のSOCに対応し、「前回休止時SOC」とは図4における休止期間1のSOCに対応する。ここで計算された満充電容量は、表示装置16に出力され、表示装置16の画面上に表示される。なお、満充電容量は二次電池10全体のものだけでなく、モジュールごと又は個別電池ごとのものをそれぞれ計算し、表示装置16に表示しても良い。また、充電休止期間の回数が3回以上の場合には、各充電休止期間のSOCと、各充電休止期間に挟まれた充電期間の充電電荷とに基づいて、下記式(5)を利用して計算すれば良い。   In step 31, the battery management unit 11 performs a process of calculating and displaying the full charge capacity. The full charge capacity is calculated using the following formula (4) in the case of the present embodiment (that is, when the number of charging suspension periods is two). “Charge between pauses” in equation (4) is the secondary battery 10 in the charge period (charge period 2 in FIG. 4) sandwiched between two adjacent charge pause periods (pause periods 1 and 2 in FIG. 4). It can be obtained by integrating the current periodically measured in step 22 during the charging period. In addition, the “resting SOC” in the following formula (4) is the SOC of the secondary battery 10 at the end of the two charging suspension periods, and is calculated in step 28. Furthermore, the “currently idle SOC” corresponds to the SOC in the idle period 2 in FIG. 4, and the “previous idle SOC” corresponds to the SOC in the idle period 1 in FIG. 4. The full charge capacity calculated here is output to the display device 16 and displayed on the screen of the display device 16. The full charge capacity may be calculated not only for the entire secondary battery 10 but also for each module or for each individual battery, and displayed on the display device 16. Further, when the number of charging suspension periods is three or more, the following formula (5) is used based on the SOC of each charging suspension period and the charging charge of the charging period sandwiched between each charging suspension period. Just calculate.

Figure 2013070534
Figure 2013070534

Figure 2013070534
Figure 2013070534

また、上記のように算出された満充電容量を利用して、二次電池10のSOCやSOHを算出する処理を電池管理ユニット11に実行させ(上記式(1)及び式(2)参照)、さらに、その算出したSOCやSOHの値を表示装置16に表示する処理を実行させても良い。   Further, the battery management unit 11 is caused to execute processing for calculating the SOC and SOH of the secondary battery 10 using the full charge capacity calculated as described above (see the above formulas (1) and (2)). Furthermore, a process for displaying the calculated SOC and SOH values on the display device 16 may be executed.

図9は二次電池10を構成する複数の電池モジュールのSOHを表示するときの表示装置16の画面の一例を示す図である。この図に示す二次電池10は5個の電池モジュールから構成されており、画面上には各電池モジュールの識別番号とSOHが表示されている。例えば、図9における電池モジュール81の識別番号は1でSOHは70%である。図9に示された閉じるボタン83を選択すると、図9の画面を閉じることができ、各電池モジュールのSOH表示を終了することができる。なお、本実施の形態では、各電池モジュールのSOHを表示するに際して、まず、当該電池モジュールを構成する複数の個別電池のSOHを算出し、当該複数の個別電池のSOHの中で最も低いものを電池モジュールのSOHとして表示している。   FIG. 9 is a diagram showing an example of a screen of the display device 16 when displaying the SOH of a plurality of battery modules constituting the secondary battery 10. The secondary battery 10 shown in this figure is composed of five battery modules, and the identification number and SOH of each battery module are displayed on the screen. For example, the identification number of the battery module 81 in FIG. 9 is 1 and SOH is 70%. When the close button 83 shown in FIG. 9 is selected, the screen of FIG. 9 can be closed and the SOH display of each battery module can be terminated. In this embodiment, when displaying the SOH of each battery module, first, the SOH of a plurality of individual batteries constituting the battery module is calculated, and the lowest one among the SOHs of the plurality of individual batteries is calculated. Displayed as SOH of battery module.

ところで、ここでは、モジュール単位で電池を交換することを想定して図9のような表示としたが、実際には生産情報として個別電池の劣化度の情報が必要なこともある。この場合には、図9の画面上の各電池モジュールのイメージをポインティングデバイス等で選択することにより、選択された電池モジュール内にある個別電池のSOHが表示されるように構成することが好ましい。この例を図10に示す。   By the way, here, the display as shown in FIG. 9 is assumed on the assumption that the battery is replaced in units of modules, but in reality, information on the degree of deterioration of the individual battery may be necessary as production information. In this case, it is preferable that an SOH of an individual battery in the selected battery module is displayed by selecting an image of each battery module on the screen of FIG. 9 with a pointing device or the like. An example of this is shown in FIG.

図10は電池モジュールを構成する複数の個別電池のSOHを表示するときの表示装置16の画面の一例を示す図である。この図に示す電池モジュールは4個の個別電池から構成されており、画面上には各個別電池ごとの識別番号とSOHが表示されている。この図は、図9における電池モジュール82内の個別電池のSOHを表示している。図9を参照すると、電池モジュール82のSOHは50%であるが、図10を参照するとSOHが50%となっている個別電池を識別することができる。すなわち、SOHが50%の個別電池は、図10における識別番号2のものであることが判別できる。画面上の戻るボタン92を選択すると、図9の画面に戻ることができる。なお、表示装置16の画面表示範囲が許すならば、図9と図10を同時に表示しても良い。   FIG. 10 is a diagram showing an example of the screen of the display device 16 when displaying the SOH of a plurality of individual batteries constituting the battery module. The battery module shown in this figure is composed of four individual batteries, and the identification number and SOH for each individual battery are displayed on the screen. This figure displays the SOH of the individual batteries in the battery module 82 in FIG. Referring to FIG. 9, the battery module 82 has an SOH of 50%. However, referring to FIG. 10, an individual battery having an SOH of 50% can be identified. That is, it can be determined that the individual battery with 50% SOH is that of identification number 2 in FIG. When the return button 92 on the screen is selected, the screen of FIG. 9 can be returned. If the screen display range of the display device 16 permits, FIGS. 9 and 10 may be displayed simultaneously.

ステップ31の処理が終了したら、一連の満充電容量算出処理を終了する。なお、これらの処理を終了しても充電器14による二次電池10の充電は継続する。また、充電終了(電池10の満充電状態)のタイミングを充電器14が自動判定することで、充電を停止するものとする。   When the process of step 31 is finished, a series of full charge capacity calculation processes is finished. Note that the charging of the secondary battery 10 by the charger 14 continues even when these processes are completed. In addition, charging is stopped when the charger 14 automatically determines the timing of the end of charging (the fully charged state of the battery 10).

以上のように、本実施の形態に係る蓄電システムでは、充電中に2回以上の充電休止期間を設け、そこでOCVを推定することで満充電容量を算出した。このように充電休止期間中にOCVを推定すると、充電休止期間の前後で充電という吸熱反応を行うことで電池内部の熱を逃がすことができるので熱がこもり難く、OCVの収束時間を放電後と比較して短縮することができる。これにより充電開始から充電完了までのトータルの時間を大幅に延ばすことなく満充電容量を精度良く計算することができる。すなわち、本実施の形態によれば、電動移動体の運用に与える支障を低減できるとともに満充電容量を精度良く計算することができる。   As described above, in the power storage system according to the present embodiment, two or more charging suspension periods are provided during charging, and the full charge capacity is calculated by estimating the OCV there. As described above, when OCV is estimated during the charging suspension period, the heat inside the battery can be released by performing an endothermic reaction called charging before and after the charging suspension period. It can be shortened in comparison. As a result, the full charge capacity can be accurately calculated without significantly extending the total time from the start of charging to the completion of charging. That is, according to the present embodiment, it is possible to reduce the troubles that are imposed on the operation of the electric vehicle and to calculate the full charge capacity with high accuracy.

ところで、上記の実施の形態では、充電開始から充電完了までの間に少なくとも2回の充電休止期間を設定することで二次電池10の満充電容量を算出した。しかし、充電開始から充電終了(満充電になっていないが、以降の充電は行わない場合も含む)までの間に充電休止期間を1回だけ設定し、さらに、当該充電休止期間の電池電圧変化と、当該充電休止期間の終了時から二次電池10の充電終了時までの間に二次電池10に充電された電荷と、当該充電終了時から所定時間が経過するまでの電池電圧変化とに基づいて、満充電容量を算出しても良い。この場合について図11を用いて説明する。   By the way, in said embodiment, the full charge capacity | capacitance of the secondary battery 10 was calculated by setting at least 2 charge suspension periods between charge start and charge completion. However, the charging suspension period is set only once from the start of charging to the end of charging (including the case where the subsequent charging is not performed), and further the battery voltage change during the charging suspension period And the charge charged in the secondary battery 10 between the end of the charging suspension period and the end of charging of the secondary battery 10, and the change in battery voltage until the predetermined time elapses from the end of charging. Based on this, the full charge capacity may be calculated. This case will be described with reference to FIG.

図11は本発明の第1の実施の形態における電池電圧及び充電休止信号の時間変化の他の例を示す図である。この図に示す例では、充電開始から充電完了までの間に充電休止期間(休止期間1)を1回のみ設定している。この場合、電池管理ユニット11は、電池電圧を周期的に測定する処理を充電完了時から実行する(具体的な処理内容は、充電休止期間中の処理(ステップ25)と同様である)。そして、OCV収束値の推定が可能な所定の時間(例えば、分極緩和時間)が経過したら電池電圧の測定を終了し、当該所定時間における電池電圧変化に基づいてステップ28と同様にSOCを算出する処理を実行する。そして、電池管理ユニット11は、休止期間1における電池電圧変化から算出したSOCと、充電完了後に算出したSOCと、充電期間2(図11参照)中に測定した電流値を積分することで算出した充電電荷を用いて、ステップ31と同様に満充電容量を算出する処理を実行する。   FIG. 11 is a diagram illustrating another example of the time variation of the battery voltage and the charging suspension signal according to the first embodiment of the present invention. In the example shown in this figure, the charging suspension period (pausing period 1) is set only once between the start of charging and the completion of charging. In this case, the battery management unit 11 executes the process of periodically measuring the battery voltage from the time when the charging is completed (the specific process content is the same as the process during the charging suspension period (step 25)). Then, when a predetermined time (for example, polarization relaxation time) in which the OCV convergence value can be estimated has elapsed, the measurement of the battery voltage is terminated, and the SOC is calculated in the same manner as in step 28 based on the battery voltage change at the predetermined time. Execute the process. Then, the battery management unit 11 calculates by integrating the SOC calculated from the battery voltage change during the suspension period 1, the SOC calculated after the charging is completed, and the current value measured during the charging period 2 (see FIG. 11). Using the charge, a process for calculating the full charge capacity is executed as in step 31.

このように充電完了後にSOCを算出して満充電容量を算出すると、充電休止期間の回数を1回低減することができるので、充電開始から充電完了までの時間を短縮することができる。したがって、電動建機(電動移動体)の運用効率に与える支障をさらに低減することができる。なお、ここでは、充電休止期間の回数が1回の場合について説明したが、2回以上に設定しても良いことは言うまでもない。   If the SOC is calculated after the completion of charging in this way and the full charge capacity is calculated, the number of charging suspension periods can be reduced by one, so that the time from the start of charging to the completion of charging can be shortened. Accordingly, it is possible to further reduce troubles that affect the operational efficiency of the electric construction machine (electric mobile body). In addition, although the case where the frequency | count of the charging suspension period was 1 was demonstrated here, it cannot be overemphasized that it may set to 2 times or more.

ところで、上記の実施の形態では所定の電池電圧に達したときに充電休止期間を開始したが、充電休止期間を開始するタイミングは二次電池10のSOC(又はOCV)と各電池のOCV-SOC特性に応じて設定することが好ましい。これは、ステップ28で算出されるSOCの誤差が大きくなるSOC(OCV)の値は、各二次電池の特性に応じて異なるため、充電休止期間の開始時のSOCを二次電池の特性に応じて最適化することが好ましいからである。この点について図を用いて説明する。   In the above embodiment, the charging suspension period is started when a predetermined battery voltage is reached. The timing of starting the charging suspension period is the SOC (or OCV) of the secondary battery 10 and the OCV-SOC of each battery. It is preferable to set according to the characteristics. This is because the SOC (OCV) value at which the SOC error calculated in step 28 increases depends on the characteristics of each secondary battery, so that the SOC at the start of the charging suspension period is changed to the characteristics of the secondary battery. This is because it is preferable to optimize accordingly. This point will be described with reference to the drawings.

図12は或る二次電池(電池1)のOCV-SOC特性を示す図であり、図13は電池1のSOC誤差特性を示す図である。ステップ25で算出した電圧には誤差があるため、図12のように電圧x01を算出したとしても、実際には誤差範囲x02の間に真の電圧がある。このため、図12のOCV-SOCカーブに基づいて当該OCVからSOCを求めた場合には、誤差範囲x03の間にSOCの真値が存在することになる。このため、電圧検出誤差とSOCの誤差の幅の関数は下記式(6)となる。   FIG. 12 is a diagram showing the OCV-SOC characteristic of a certain secondary battery (battery 1), and FIG. 13 is a diagram showing the SOC error characteristic of the battery 1. Since the voltage calculated in step 25 has an error, even if the voltage x01 is calculated as shown in FIG. 12, there is actually a true voltage within the error range x02. Therefore, when the SOC is obtained from the OCV based on the OCV-SOC curve of FIG. 12, the true value of the SOC exists between the error ranges x03. Therefore, the function of the width of the voltage detection error and the SOC error is expressed by the following equation (6).

Figure 2013070534
Figure 2013070534

上記式(6)により、SOC誤差の幅を計算したものが図13となる。図13において、許容するSOCの誤差を決定すれば、OCVを測定しても良い範囲(休止可能範囲)x04が求められる。すなわち、ここでは、休止可能範囲x04の中に二次電池10のSOCが含まれるときに充電休止期間を設定することとする。したがって、この条件を、上記における充電休止判定における「電圧差又は充電電荷が閾値以上」という条件に加えるものとする。ここで、SOCの誤差範囲は、予め固定した値(例えば、5%又は0.25%)とすれば良い。また、充電休止期間の回数がn回の場合には、下記式(7)を利用してSOC誤差の範囲を算出すれば良い。なお、電圧検出誤差は、システムのAD変換の誤差の値を用いることが好ましい。   FIG. 13 shows the SOC error width calculated from the above equation (6). In FIG. 13, if the allowable SOC error is determined, a range in which OCV may be measured (restorable range) x04 is obtained. That is, here, the charging suspension period is set when the SOC of the secondary battery 10 is included in the suspension possible range x04. Therefore, this condition is added to the condition that “the voltage difference or the charge charge is greater than or equal to the threshold value” in the charge suspension determination described above. Here, the SOC error range may be a fixed value (for example, 5% or 0.25%). In addition, when the number of charging suspension periods is n, the SOC error range may be calculated using the following equation (7). As the voltage detection error, it is preferable to use the value of the AD conversion error of the system.

Figure 2013070534
Figure 2013070534

ところで、上記のように充電休止期間を開始するためには、二次電池10の現在のSOCを算出する必要がある。これには、誤差がある程度存在するが、(1)直近に求めた二次電池10の満充電容量と、(2)充電開始前のOCVから算出したSOC初期値と、(3)充電開始時からの電流積分値(充電電荷)とを用いることで現在のSOCを求めることができる。   By the way, in order to start the charging suspension period as described above, it is necessary to calculate the current SOC of the secondary battery 10. There are some errors in this, but (1) the full charge capacity of the secondary battery 10 obtained most recently, (2) the SOC initial value calculated from the OCV before the start of charge, and (3) the time of charge start The current SOC can be obtained by using the current integrated value (charged charge) from.

図14は他の二次電池(電池2)のOCV-SOC特性を示す図であり、図15は電池2のSOC誤差特性を示す図である。先の図12,13の例では、電圧がフラットな領域(SOC誤差が大きい領域)はSOCが相対的に高いとき(50%より大きいとき)に存在していたが、図14,15の例では、当該領域はSOCが50%程度のところに存在している。このように二次電池の種類によりSOC誤差が大きくなる領域が異なる。この場合の休止可能範囲は、図13の場合同様に斜線を付した領域で示した。   FIG. 14 is a diagram illustrating OCV-SOC characteristics of another secondary battery (battery 2), and FIG. 15 is a diagram illustrating SOC error characteristics of the battery 2. In the example of FIGS. 12 and 13, the flat voltage region (the region where the SOC error is large) exists when the SOC is relatively high (greater than 50%). Then, this region exists where the SOC is about 50%. As described above, the region where the SOC error increases differs depending on the type of the secondary battery. The resting possible range in this case is indicated by a hatched area as in FIG.

次に本発明の第2の実施の形態について説明する。第1の実施の形態では満充電容量の算出処理を電池管理ユニット11で行っていたが、本実施の形態では、電池管理ユニット11とは異なる制御手段(診断装置101)を通信線102を介して電池管理ユニット11と接続し、当該制御手段で満充電容量を算出する場合について説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the calculation process of the full charge capacity is performed by the battery management unit 11. However, in the present embodiment, a control means (diagnostic device 101) different from the battery management unit 11 is connected via the communication line 102. The case where the battery management unit 11 is connected and the full charge capacity is calculated by the control means will be described.

図16は、本発明の第2の実施の形態に係るバッテリ式油圧ショベルに搭載される蓄電システムの構成図である。この図に示す蓄電システムは、通信線102を介して電池管理ユニット11に接続された診断装置101を備えている。診断装置101は、表示装置16と接続されており、通信線103を介して充電器14に接続されている。なお、各装置の接続はCAN等を用いても良い。   FIG. 16 is a configuration diagram of a power storage system mounted on a battery-type hydraulic excavator according to the second embodiment of the present invention. The power storage system shown in this figure includes a diagnostic device 101 connected to the battery management unit 11 via a communication line 102. The diagnostic device 101 is connected to the display device 16 and is connected to the charger 14 via the communication line 103. In addition, CAN etc. may be used for the connection of each apparatus.

診断装置101としては、電動移動体の保守作業を行うサービスマンが利用する携帯端末、電動移動体の充電施設に充電器14とともに設置された端末、又は電動移動体に電池管理ユニット11と別に搭載された制御装置などがある。また、表示装置16についても、サービスマン用の携帯端末と一体にされたもの、充電施設内に設置したもの、電動移動体に搭載されたものなどがある。   As the diagnostic device 101, a portable terminal used by a serviceman who performs maintenance work on the electric vehicle, a terminal installed together with the charger 14 in the charging facility of the electric vehicle, or mounted separately from the battery management unit 11 on the electric vehicle. Control device. In addition, the display device 16 may be integrated with a portable terminal for a service person, installed in a charging facility, or mounted on an electric vehicle.

本実施の形態における満充電容量算出処理は、図2のフローチャートに示した各処理を診断装置101が実行することで行われる。ただし、二次電池10の電池電圧及び電流は電池管理ユニット11が検出したものを通信線102経由で診断装置101が取得している点と、充電器14への充電休止信号は通信線103を介して診断装置101が出力する点と、表示装置16への表示信号は診断装置101が出力する点は異なる。また、表示装置16の表示画面についても第1の実施の形態と同様のもの(例えば、図9,10)で良い。   The full charge capacity calculation process in the present embodiment is performed by the diagnosis apparatus 101 executing each process shown in the flowchart of FIG. However, the battery voltage and current of the secondary battery 10 are obtained by the diagnostic device 101 via the communication line 102 as detected by the battery management unit 11, and the charging suspension signal to the charger 14 is transmitted through the communication line 103. The point that the diagnostic device 101 outputs is different from the point that the diagnostic device 101 outputs the display signal to the display device 16. The display screen of the display device 16 may be the same as that of the first embodiment (for example, FIGS. 9 and 10).

このように電池管理ユニット11と異なる制御手段で満充電容量を算出しても先の実施の形態と同様の効果を得ることができる。   Thus, even if the full charge capacity is calculated by a control means different from the battery management unit 11, the same effect as in the previous embodiment can be obtained.

次に本発明の第3の実施の形態について説明する。先の各実施の形態では充電器14の制御を電池管理ユニット11又は診断装置101で自動で行っていたが、本実施の形態では手動で行う点に特徴がある。   Next, a third embodiment of the present invention will be described. In each of the previous embodiments, the charger 14 is automatically controlled by the battery management unit 11 or the diagnostic apparatus 101. However, the present embodiment is characterized in that it is manually performed.

図17は、本発明の第3の実施の形態に係るバッテリ式油圧ショベルに搭載される蓄電システムの構成図である。この図に示す蓄電システムは、充電器14Aと、表示装置16Aを備えている。充電器14Aには、二次電池10への充電のON/OFF(実行/中止)を切り換えるためのスイッチ(切換装置)34が備えられている。表示装置16Aは、通常の表示機能と、ユーザが画面上を触れることで電池管理ユニット11への指示を入力するための入力機能を備えたタッチパネルで構成されている。また、表示装置16Aは、スイッチ34のON/OFFの切り換えタイミングを画面上に表示することで、当該タイミングをユーザに報知するための報知手段として機能する(詳細は後述)。また、図17に示した蓄電システムは、通信線15を省略している点で図2に示したものと異なる。   FIG. 17 is a configuration diagram of a power storage system mounted on a battery-type hydraulic excavator according to the third embodiment of the present invention. The power storage system shown in this figure includes a charger 14A and a display device 16A. The charger 14A is provided with a switch (switching device) 34 for switching ON / OFF (execution / cancellation) of charging of the secondary battery 10. The display device 16A includes a normal display function and a touch panel having an input function for inputting an instruction to the battery management unit 11 when the user touches the screen. Further, the display device 16A functions as a notification means for notifying the user of the timing by displaying the ON / OFF switching timing of the switch 34 on the screen (details will be described later). Further, the power storage system shown in FIG. 17 is different from that shown in FIG. 2 in that the communication line 15 is omitted.

図18は、本発明の第3の実施の形態に係る電池管理ユニットにおいて実行される満充電容量算出処理のフローチャートである。ここでの処理は、主に図3に示したものと同じであるが、充電器14AのON/OFFが手動となっている。さらに、充電器14Aの手動操作のタイミングで、ユーザへの指示を表示装置16Aの画面に表示するようになっている。なお、図3と同じ処理には同じ符号を付して説明は適宜省略することがある。   FIG. 18 is a flowchart of the full charge capacity calculation process executed in the battery management unit according to the third embodiment of the present invention. The processing here is mainly the same as that shown in FIG. 3, but the ON / OFF of the charger 14A is manual. Furthermore, an instruction to the user is displayed on the screen of the display device 16A at the timing of manual operation of the charger 14A. The same processes as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof may be omitted as appropriate.

この図に示したフローチャートが開始されると、電池管理ユニット11は、充電前の各電池モジュールの電圧を入力し(ステップ20)、充電器14Aのスイッチ34をONにすることをユーザに促す画面を表示装置16Aに表示する処理を実行する(ステップ1101)。図19はこのときの表示画面の一例である。   When the flowchart shown in this figure is started, the battery management unit 11 inputs the voltage of each battery module before charging (step 20), and prompts the user to turn on the switch 34 of the charger 14A. Is displayed on the display device 16A (step 1101). FIG. 19 shows an example of the display screen at this time.

図19に示した画面には、スイッチ34をONにすることをユーザに促すメッセージが表示されるメッセージ表示部121と、スイッチ34をONに操作したことを電池管理ユニット11に確認させるための確認ボタン122が設けられている。   In the screen shown in FIG. 19, a message display unit 121 that displays a message prompting the user to turn on the switch 34, and a confirmation for causing the battery management unit 11 to confirm that the switch 34 has been turned on. A button 122 is provided.

電池管理ユニット11は、ステップ1101で上記画面を表示したら、充電器14Aのスイッチ34がONに操作されたか否か(すなわち、充電が開始されたか否か)について判定(充電SW-ON判定)を行う処理を実行する(ステップ1102)。本実施の形態における充電SW-ON判定は、確認ボタン122がユーザに押されたか否かに基づいて行われる。   When the battery management unit 11 displays the above screen in step 1101, the battery management unit 11 determines whether or not the switch 34 of the charger 14A has been turned ON (that is, whether or not charging has started) (charging SW-ON determination). The processing to be performed is executed (step 1102). Charging SW-ON determination in the present embodiment is performed based on whether or not confirmation button 122 is pressed by the user.

なお、ステップ1102における「充電SW-ON判定」では、図19の画面から確認ボタン122を省略して、スイッチ34がONにされたことを電流計12の検出値の変化に基づいて判定しても良い。スイッチ34がONにされたこと電流で検出する方法としては、電流の絶対値が所定の閾値(例えば、1[A])以上になったか否かに基づいて判定するものがある。   In the “charging SW-ON determination” in step 1102, the confirmation button 122 is omitted from the screen of FIG. 19, and it is determined that the switch 34 is turned on based on the change in the detection value of the ammeter 12. Also good. As a method of detecting that the switch 34 has been turned on by current, there is a method of determining based on whether or not the absolute value of the current has exceeded a predetermined threshold (for example, 1 [A]).

ステップ1102で、確認ボタン122が押されたことが確認できない場合には、ステップ1101に戻って図19に示した画面を継続して表示する。一方、ステップ1102で、確認ボタン122が押されたことが確認できたら、電流・電圧を計測するとともに(ステップ22)、図20に示す待機画面を表示装置16Aに表示する(ステップ1103)。   If it is not confirmed in step 1102 that the confirmation button 122 has been pressed, the process returns to step 1101 to continuously display the screen shown in FIG. On the other hand, if it is confirmed in step 1102 that the confirmation button 122 has been pressed, the current / voltage is measured (step 22), and the standby screen shown in FIG. 20 is displayed on the display device 16A (step 1103).

図20はステップ1103における表示画面の一例である。図20に示した画面には、充電中につき待機することをユーザに促すメッセージが表示されるメッセージ表示部131が設けられている。本実施の形態では、次のスイッチOFFまでの時間を表示しているが、単純に「待機中」のメッセージを出すだけでも良い。次のスイッチOFFまでの時間は、目標となるSOC分の充電量に相当する値を現在の電流で除した値とする。   FIG. 20 shows an example of the display screen in step 1103. The screen shown in FIG. 20 is provided with a message display unit 131 that displays a message prompting the user to wait for charging. In this embodiment, the time until the next switch OFF is displayed, but it is also possible to simply issue a “waiting” message. The time until the next switch OFF is a value obtained by dividing the value corresponding to the target SOC charge amount by the current current.

図20の画面が表示されている間には、ステップ22,23の処理が行われる。ステップ23では充電休止判定が行われる。ここで、二次電池10の充電を休止すると判定しなかった場合にはステップ1103に戻り待機画面を表示する。一方、二次電池10の充電を休止すると判定した場合にはステップ1104に処理を移す。   While the screen of FIG. 20 is displayed, the processes of steps 22 and 23 are performed. In step 23, charging suspension determination is performed. If it is not determined that charging of the secondary battery 10 is suspended, the process returns to step 1103 to display a standby screen. On the other hand, if it is determined that charging of the secondary battery 10 is suspended, the process proceeds to step 1104.

ステップ1104では、充電器14Aのスイッチ34をOFFにすることをユーザに促す画面を表示装置16Aに表示する処理を実行する。図21はこのときの表示画面の一例である。図21に示した画面には、スイッチ34をOFFにすることをユーザに促すメッセージが表示されるメッセージ表示部141と、スイッチ34をOFFに操作したことを電池管理ユニット11に確認させるための確認ボタン142が設けられている。   In step 1104, a process of displaying a screen prompting the user to turn off the switch 34 of the charger 14A on the display device 16A is executed. FIG. 21 shows an example of the display screen at this time. In the screen shown in FIG. 21, a message display unit 141 that displays a message prompting the user to turn off the switch 34, and a confirmation for making the battery management unit 11 confirm that the switch 34 has been turned off. A button 142 is provided.

電池管理ユニット11は、ステップ1104で上記画面を表示したら、充電器14Aのスイッチ34がOFFに操作されたか否か(すなわち、充電が中止されたか否か)について判定(充電SW-OFF判定)を行う処理を実行する(ステップ1106)。本実施の形態における充電SW-OFF判定は、確認ボタン142がユーザに押されたか否かに基づいて行われる。   When the battery management unit 11 displays the above screen in step 1104, the battery management unit 11 determines whether or not the switch 34 of the charger 14A is turned OFF (that is, whether or not charging is stopped) (charging SW-OFF determination). The processing to be performed is executed (step 1106). Charging SW-OFF determination in the present embodiment is performed based on whether or not confirmation button 142 is pressed by the user.

なお、ステップ1106における「充電SW-OFF判定」では、図21の画面から確認ボタン142を省略して、スイッチ34がOFFにされたことを電流計12の検出値の変化に基づいて判定しても良い。スイッチ34がOFFにされたこと電流で検出する方法としては、電流の絶対値が所定の閾値(例えば、1[A])以下になったか否かに基づいて判定するものがある。   In the “charging SW-OFF determination” in step 1106, the confirmation button 142 is omitted from the screen of FIG. 21, and it is determined that the switch 34 is turned off based on the change in the detected value of the ammeter 12. Also good. As a method of detecting that the switch 34 has been turned off by the current, there is a method of determining based on whether or not the absolute value of the current has become a predetermined threshold value (for example, 1 [A]) or less.

ステップ1106で、確認ボタン142が押されたことが確認できない場合には、ステップ1104に戻って図21に示した画面を継続して表示する。一方、ステップ1106で、確認ボタン142が押されたことが確認できたら、電圧を計測するとともに(ステップ25)、図22に示す待機画面を表示装置16Aに表示する(ステップ1107)。   If it is not confirmed in step 1106 that the confirmation button 142 has been pressed, the process returns to step 1104 to continuously display the screen shown in FIG. On the other hand, if it is confirmed in step 1106 that the confirmation button 142 has been pressed, the voltage is measured (step 25) and the standby screen shown in FIG. 22 is displayed on the display device 16A (step 1107).

図22はステップ1107における表示画面の一例である。図22に示した画面には、充電中止中につき待機することをユーザに促すメッセージが表示されるメッセージ表示部151が設けられている。本実施の形態では、次のスイッチONまでの時間を表示しているが、単純に「待機中」のメッセージを出すだけでも良い。次のスイッチONまでの時間は、「予め定められた時間−スイッチOFFからの経過時間」として算出する。ここで「予め定められた時間」として分極時定数を利用している場合にはその値を用いる。   FIG. 22 shows an example of the display screen in step 1107. The screen shown in FIG. 22 is provided with a message display unit 151 for displaying a message prompting the user to wait for charging to be stopped. In this embodiment, the time until the next switch is turned on is displayed, but it is also possible to simply issue a “waiting” message. The time until the next switch ON is calculated as “predetermined time−elapsed time from switch OFF”. Here, when the polarization time constant is used as the “predetermined time”, the value is used.

図22の画面が表示されている間には、ステップ25,26の処理が行われる。ステップ26では充電再開判定が行われる。ここで、二次電池10の充電を再開すると判定しなかった場合にはステップ1107に戻り待機画面を表示する。一方、二次電池10の充電を再開すると判定した場合には次の処理(ステップ1108)に移る。   While the screen of FIG. 22 is displayed, the processing of steps 25 and 26 is performed. In step 26, a charge resumption determination is performed. Here, if it is not determined to resume the charging of the secondary battery 10, the process returns to step 1107 to display a standby screen. On the other hand, when it is determined that the charging of the secondary battery 10 is resumed, the process proceeds to the next process (step 1108).

ステップ1108では、ステップ1101と同様の処理が実行される。すなわち、電池管理ユニット11は、充電器14Aのスイッチ34をONにすることをユーザに促す画面(図19参照)を表示装置16Aに表示する処理を実行する。ステップ1108で当該画面を表示したら、電池管理ユニット11は、ステップ1102と同様に、充電SW-ON判定を行う処理を実行する(ステップ1109)。ステップ1109で、確認ボタン122が押されたことが確認できない場合には、ステップ1108に戻って図19に示した画面を継続して表示する。   In step 1108, the same processing as in step 1101 is executed. That is, the battery management unit 11 performs a process of displaying on the display device 16A a screen (see FIG. 19) that prompts the user to turn on the switch 34 of the charger 14A. When the screen is displayed in step 1108, the battery management unit 11 executes a process for performing the charging SW-ON determination similarly to step 1102 (step 1109). If it is not confirmed in step 1109 that the confirmation button 122 has been pressed, the process returns to step 1108 to continuously display the screen shown in FIG.

一方、ステップ1109で、確認ボタン122が押されたことが確認できたら、充電休止期間の終了時における二次電池10のSOCを計算する処理を実行し(ステップ28)、満充電容量計算判定を行う処理を実行する(ステップ29)。ステップ29における判定の結果、満充電容量の計算を行わないと判定した場合にはステップ30に進んで充電休止期間の回数を1増加し、ステップ1103に戻る。   On the other hand, if it is confirmed in step 1109 that the confirmation button 122 has been pressed, a process of calculating the SOC of the secondary battery 10 at the end of the charging suspension period is executed (step 28), and the full charge capacity calculation determination is performed. The processing to be performed is executed (step 29). As a result of the determination in step 29, if it is determined that the full charge capacity is not calculated, the process proceeds to step 30 where the number of charge suspension periods is increased by 1, and the process returns to step 1103.

一方、ステップ29において、満充電容量の計算を行うと判定した場合には次のステップ31に移る。なお、その際、充電休止期間の回数をゼロにリセットする。ステップ31では、電池管理ユニット11は、満充電容量の計算及び表示する処理を実行する。また、その際、算出された満充電容量を利用して、二次電池10のSOCやSOHを算出する処理を電池管理ユニット11に実行させ、その算出したSOCやSOHの値を表示装置16Aに表示する処理を実行させても良い。   On the other hand, if it is determined in step 29 that the full charge capacity is to be calculated, the process proceeds to the next step 31. At that time, the number of charging suspension periods is reset to zero. In step 31, the battery management unit 11 performs a process of calculating and displaying the full charge capacity. At that time, the battery management unit 11 is caused to execute processing for calculating the SOC and SOH of the secondary battery 10 using the calculated full charge capacity, and the calculated SOC and SOH values are displayed on the display device 16A. You may perform the process to display.

ステップ31が完了したら、電池管理ユニット11は、ユーザに満充電容量の計算等が完了したことを報知する画面(診断終了画面)を表示装置16Aに表示する(ステップ1111)。図23はこのときの表示画面の一例である。図23に示した画面には、診断が終了した旨とスイッチ34をONにすることをユーザに促す旨のメッセージが表示されるメッセージ表示部161と、スイッチ34をONに操作したことを電池管理ユニット11に確認させるための確認ボタン162が設けられている。電池管理ユニット11は、ユーザに確認ボタン162が押されたことを確認して、上記の一連の処理を終了する。確認ボタン162が押されない場合には、ステップ1111の画面表示を続ける。   When step 31 is completed, the battery management unit 11 displays a screen (diagnosis end screen) for notifying the user that the calculation of the full charge capacity is completed on the display device 16A (step 1111). FIG. 23 shows an example of the display screen at this time. In the screen shown in FIG. 23, a message display unit 161 that displays a message that the diagnosis is completed and a message that prompts the user to turn on the switch 34, and battery management that the switch 34 is turned on are displayed. A confirmation button 162 for allowing the unit 11 to confirm is provided. The battery management unit 11 confirms that the user has pressed the confirmation button 162, and ends the above series of processing. If the confirmation button 162 is not pressed, the screen display in step 1111 is continued.

なお、前述の図19の画面と同様に、ステップ1111における「充電SW-ON判定」では、図23の画面から確認ボタン162を省略して、スイッチ34がONにされたことを電流計12の検出値の変化に基づいて判定しても良い。また、電池を満充電にする必要がない場合には、スイッチ34をONにする必要がないため、この場合にも確認ボタン162を省略しても良い。その際、予め定められた時間だけ図23の画面を表示し、その後、自動的に当該画面を消しても良い。   As in the screen of FIG. 19 described above, in the “charging SW-ON determination” in step 1111, the confirmation button 162 is omitted from the screen of FIG. 23 and the switch 34 is turned on. You may determine based on the change of a detected value. In addition, when it is not necessary to fully charge the battery, it is not necessary to turn on the switch 34. In this case, the confirmation button 162 may be omitted. At that time, the screen of FIG. 23 may be displayed for a predetermined time, and then the screen may be automatically turned off.

以上のように、充電器14のON/OFFを手動にしても、上記の各実施の形態と同様に満充電容量等を計算することができるので、同様の効果を得ることができる。なお、本実施の形態では、電池管理ユニット11で満充電容量を算出する処理を実行する場合について説明したが、第2の実施の形態のように診断装置101で当該処理を実行する場合にも適用可能であることは言うまでもない。この場合には、図16の構成から通信線103を取り除いて、充電器14にスイッチ34を設けた構成で実施すれば良い。   As described above, even if the charger 14 is manually turned ON / OFF, the full charge capacity and the like can be calculated in the same manner as in each of the above-described embodiments, so that the same effect can be obtained. In the present embodiment, the case where the battery management unit 11 performs the process of calculating the full charge capacity has been described. However, even when the diagnosis apparatus 101 executes the process as in the second embodiment. Needless to say, it is applicable. In this case, the communication line 103 may be removed from the configuration of FIG. 16 and the charger 14 may be provided with a switch 34.

ところで、一般的に、二次電池の劣化は急には進まないため、上記各実施の形態における満充電容量算出処理の処理は充電ごとに行う必要はなく、定期的に(例えば、1ヶ月おき)に実施することにしても良い。その場合には、満充電容量を算出した日を管理する観点から、電池管理ユニット11にカレンダーを用意し、本処理を実施した日時を記憶する手段を設けておくことが好ましい。   By the way, in general, since the deterioration of the secondary battery does not progress suddenly, it is not necessary to perform the full charge capacity calculation process in each of the above embodiments for each charge, and periodically (for example, every other month). ) May be carried out. In that case, from the viewpoint of managing the day when the full charge capacity is calculated, it is preferable to provide a means for preparing a calendar in the battery management unit 11 and storing the date and time when this processing is performed.

また、満充電容量算出処理の開始前に二次電池10のSOCが高い場合には、電池10の劣化度の低下を抑制する観点から、バッテリ式油圧ショベルを動かして予めSOCを20%程度に低下させておくことが好ましい。   In addition, when the SOC of the secondary battery 10 is high before the start of the full charge capacity calculation process, the SOC is reduced to about 20% in advance by moving the battery-powered excavator from the viewpoint of suppressing the deterioration of the deterioration degree of the battery 10. It is preferable to lower it.

また、上記の各実施の形態では、電池が直列接続されている場合について説明したが、並列に接続された場合にも本発明は適用可能である。この場合には、直列毎に満充電容量を計算すれば良い。   Moreover, although each said embodiment demonstrated the case where the battery was connected in series, this invention is applicable also when connected in parallel. In this case, the full charge capacity may be calculated for each series.

10 二次電池(組電池)
11 電池管理ユニット
12 電流計
13 通信線
14 充電器
15 通信線
16 表示装置
17 通信線
18 インバータ装置
19 モータ
31 スイッチ
32 充電開始前電圧取得タイミングと電圧
34 電圧上昇分
63 プロットデータ
64 OCV収束値
65 接線
66 分極時定数
81 電池モジュール1
82 電池モジュール2
83 ボタン(画面終了ボタン)
91 個別電池1
92 ボタン(画面遷移ボタン)
101 診断装置
102 通信線
103 通信線
121 メッセージ表示部
122 ボタン(充電SW-ON情報入力ボタン)
131 メッセージ表示部
141 メッセージ表示部
142 ボタン(充電SW-OFF情報入力ボタン)
151 メッセージ表示部
161 メッセージ表示部
162 ボタン(診断終了確認ボタン)
10 Secondary battery (battery)
11 Battery Management Unit 12 Ammeter 13 Communication Line 14 Charger 15 Communication Line 16 Display Device 17 Communication Line 18 Inverter Device 19 Motor 31 Switch 32 Voltage Acquisition Timing and Voltage before Charging 34 Voltage Increase 63 Plot Data 64 OCV Convergence Value 65 Tangent 66 Polarization time constant 81 Battery module 1
82 Battery module 2
83 button (screen end button)
91 Individual battery 1
92 button (screen transition button)
101 Diagnostic Device 102 Communication Line 103 Communication Line 121 Message Display Unit 122 Button (Charge SW-ON Information Input Button)
131 Message Display Unit 141 Message Display Unit 142 Button (Charge SW-OFF Information Input Button)
151 Message display section 161 Message display section 162 Button (Diagnosis end confirmation button)

Claims (10)

二次電池に蓄積された電力を変換して得られる動力によって駆動される電動建設機械において、
前記二次電池の充電中に少なくとも2回以上設定された複数の充電休止期間中ごとの電池電圧変化と、当該複数の充電休止期間における2つの充電休止期間に挟まれた1又は複数の充電期間に前記二次電池に充電された電荷とに基づいて、前記二次電池の満充電容量を算出する制御手段を備えることを特徴とする電動建設機械。
In an electric construction machine driven by power obtained by converting electric power stored in a secondary battery,
Change in battery voltage for each of a plurality of charging suspension periods set at least twice during charging of the secondary battery, and one or a plurality of charging periods sandwiched between two charging suspension periods in the plurality of charging suspension periods And a control means for calculating a full charge capacity of the secondary battery based on the charge charged in the secondary battery.
請求項1に記載の電動建設機械において、
前記制御手段によって算出された前記二次電池の満充電容量を表示するための表示手段をさらに備えることを特徴とする電動建設機械。
The electric construction machine according to claim 1,
The electric construction machine further comprising display means for displaying a full charge capacity of the secondary battery calculated by the control means.
請求項1又は2に記載の電動建設機械において、
充電手段による前記二次電池への充電の実行/中止を切り換えるための切換装置と、
前記切換装置の切り換えタイミングをユーザに報知するための報知手段とをさらに備えることを特徴とする電動建設機械。
In the electric construction machine according to claim 1 or 2,
A switching device for switching execution / suspension of charging of the secondary battery by charging means;
An electric construction machine further comprising notification means for notifying a user of the switching timing of the switching device.
請求項1から3のいずれかに記載の電動建設機械において、
前記複数の充電休止期間の開始タイミングは、それぞれ、当該充電期間の開始時における電池電圧からの電圧上昇値が設定値に到達したときに設定されていることを特徴とする電動建設機械。
In the electric construction machine according to any one of claims 1 to 3,
The electric construction machine is characterized in that the start timings of the plurality of charging suspension periods are each set when a voltage increase value from the battery voltage at the start of the charging period reaches a set value.
請求項1から3のいずれかに記載の電動建設機械において、
前記複数の充電休止期間の開始タイミングは、それぞれ、当該充電期間の開始時における前記二次電池の充電電荷が設定値に到達したときに設定されていることを特徴とする電動建設機械。
In the electric construction machine according to any one of claims 1 to 3,
The start timing of the plurality of charging suspension periods is set when the charge of the secondary battery at the start of the charging period reaches a set value, respectively.
請求項1から5のいずれかに記載の電動建設機械において、
前記複数の充電休止期間は、前記二次電池の分極時定数以上に設定されていることを特徴とする電動建設機械。
In the electric construction machine according to any one of claims 1 to 5,
The plurality of charging suspension periods are set to be equal to or greater than a polarization time constant of the secondary battery.
請求項1から6のいずれかに記載の電動建設機械において、
前記制御手段は、直前の充電期間終了時から設定時間経過した後に充電を開始することを特徴とする電動建設機械。
In the electric construction machine according to any one of claims 1 to 6,
The electric construction machine characterized in that the control means starts charging after a set time has elapsed since the end of the immediately preceding charging period.
請求項1から7のいずれかに記載の電動建設機械において、
前記複数の充電休止期間は、前記二次電池のOCV-SOC特性に基づくSOC誤差範囲が設定値以下となるSOCのときに設定されていることを特徴とする電動建設機械。
In the electric construction machine according to any one of claims 1 to 7,
The electric construction machine, wherein the plurality of charging suspension periods are set when the SOC is within an SOC error range based on an OCV-SOC characteristic of the secondary battery.
二次電池と、
前記二次電池の充電中に少なくとも2回以上設定された複数の充電休止期間中ごとの電池電圧変化と、当該複数の充電休止期間における2つの充電休止期間に挟まれた1又は複数の充電期間に前記二次電池に充電された電荷とに基づいて、前記二次電池の満充電容量を算出する制御手段とを備えることを特徴とする蓄電システム。
A secondary battery,
Change in battery voltage for each of a plurality of charging suspension periods set at least twice during charging of the secondary battery, and one or a plurality of charging periods sandwiched between two charging suspension periods in the plurality of charging suspension periods And a control means for calculating a full charge capacity of the secondary battery based on the charge charged in the secondary battery.
二次電池に蓄積された電力を変換して得られる動力によって駆動される電動建設機械において、
前記二次電池の充電完了の前に設定された充電休止期間の電池電圧変化と、当該充電休止期間の終了時から前記二次電池の充電終了時までの間に前記二次電池に充電された電荷と、当該充電完了時から所定時間が経過するまでの電池電圧変化とに基づいて、前記二次電池の満充電容量を算出する制御手段を備えることを特徴とする電動建設機械。
In an electric construction machine driven by power obtained by converting electric power stored in a secondary battery,
The battery voltage change during the charging suspension period set before completion of charging of the secondary battery and the secondary battery was charged between the end of the charging suspension period and the end of charging of the secondary battery An electric construction machine comprising: control means for calculating a full charge capacity of the secondary battery based on the electric charge and a battery voltage change from when the charging is completed until a predetermined time elapses.
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