JP2014127404A - Method for replacing battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、組電池の交換方法に関するものである。 The present invention relates to an assembled battery replacement method.
特許文献1には、バッテリの交換の際に引き取った使用済みバッテリを構成する複数の電池モジュールの劣化状態を測定し、測定結果に基づいて各電池モジュールにランクを付与し、ユーザからのバッテリの交換要求に応じて、バッテリデータベースから交換要求を満足するランクの電池モジュールを検索し、検索された電池モジュールを組み合わせることにより交換要求を満足する交換用バッテリを構成する技術が開示されている。この技術によれば、劣化状態を考慮して複数の電池モジュールを組み合わせることにより交換用バッテリを構成できるので、バッテリのポテンシャルを有効活用することができる。
In
ところで、特許文献1に示す技術では、電池モジュール単位で交換が行われる。電池モジュールは、特許文献1に示すように、複数の単電池が直列接続されて構成されるが、経年変化は全ての単電池に対して均一に生じるのではなく、不均一に生じる。このため、直列接続された他の単電池は劣化が少ないのにも拘わらず、特定の単電池の劣化が進んだために、電池モジュール全体を交換する必要が生じる場合がある。
By the way, in the technique shown in
そこで、単電池が不均一に劣化することを防止するために、特許文献2に開示する技術が提示されている。特許文献2に開示された技術では、電池モジュールにそれぞれ対応して設けられ、対応する電池モジュールを電源として動作するように構成された複数の保護ユニットを備え、保護ユニットの各々は自身の消費電流を測定する測定部と、対応する電池モジュールを放電させる放電部SWと、消費電流と放電部による放電電流の合計が保護ユニット間で一定値となるように放電部を制御する制御部を有している。このような構成により、単電池間の充電状態のばらつきを抑制して組電池の長寿命化を図ることができる。
In view of this, a technique disclosed in
ところで、特許文献2に開示された技術では、単電池単位で電圧を測定して放電制御することから、構成が複雑となる。また、抵抗を介して電池モジュールを放電させることから、電力の損失が生じるという問題点がある。
By the way, in the technique disclosed in
本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、単純な方法でしかも損失を生じることなく、組電池を構成する単電池の不均一性を解消することが可能な組電池の交換方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the situation as described above, and is an assembled battery capable of eliminating the non-uniformity of the cells constituting the assembled battery by a simple method and without causing loss. It is to provide an exchange method.
上記課題を解決するために、本発明は、複数の単電池としての二次電池が直列接続されて構成される組電池の交換方法において、前記直列接続された単電池のそれぞれの劣化度を判定する判定ステップと、前記判定ステップにより、他の単電池よりも劣化が相対的に進んでいる単電池を特定する特定ステップと、前記特定ステップにより特定された劣化が相対的に進んでいる単電池を交換する交換ステップと、を有することを特徴とする。
単純な方法でしかも損失を生じることなく、組電池を構成する単電池の不均一性を解消することが可能となる。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a method for replacing an assembled battery in which secondary batteries as a plurality of unit cells are connected in series, and determines the degree of deterioration of each of the unit cells connected in series. Determining step, a specifying step for specifying a single cell whose deterioration is relatively advanced compared to other single cells by the determining step, and a single cell whose deterioration specified by the specifying step is relatively advanced An exchange step for exchanging.
It is possible to eliminate the non-uniformity of the cells constituting the assembled battery by a simple method and without causing loss.
また、本発明の一側面は、前記交換ステップは、劣化が相対的に進んでいる単電池を、新品の単電池と交換することを特徴とする。
このような方法によれば、劣化が相対的に進んだ単電池を新品の単電池に交換することで、交換に係るコストを低減することができる。
Moreover, one aspect of the present invention is characterized in that, in the replacement step, a unit cell whose deterioration is relatively advanced is replaced with a new unit cell.
According to such a method, it is possible to reduce the cost for replacement by replacing a unit cell that has been relatively deteriorated with a new unit cell.
また、本発明の一側面は、前記交換ステップは、劣化が相対的に進んでいる単電池を、劣化が相対的に進んでいない他の単電池と交換することにより、劣化が相対的に進んでいる単電池の配置位置を変更することを特徴とする。
このような方法によれば、配置位置を変更し、位置によって進み方が異なる劣化を均一化することで、交換に係るコストをさらに低減することができる。
Further, according to one aspect of the present invention, in the replacement step, the deterioration is relatively advanced by replacing the unit cell that is relatively deteriorated with another unit cell that is not relatively deteriorated. The arrangement position of the cell is different.
According to such a method, it is possible to further reduce the cost for replacement by changing the arrangement position and uniformizing the deterioration that varies depending on the position.
また、本発明の一側面は、前記判定ステップは、前記単電池の複数種類の劣化を判定し、前記特定ステップは、前記判定ステップによる複数種類の劣化に基づいて、交換対象となる単電池を特定することを特徴とする。
このような方法によれば、複数種類の劣化に基づいて交換対象を特定することで、多面的に劣化を判定することができるため、特定の単電池に負荷が集中することを確実に防止できる。
Further, according to one aspect of the present invention, the determination step determines a plurality of types of deterioration of the unit cell, and the specifying step determines a unit cell to be replaced based on the plurality of types of deterioration by the determination step. It is characterized by specifying.
According to such a method, it is possible to determine deterioration in a multifaceted manner by specifying an exchange target based on a plurality of types of deterioration, and thus it is possible to reliably prevent a load from being concentrated on a specific unit cell. .
また、本発明の一側面は、前記複数の劣化の種類には、単電池の温度による劣化を少なくとも含み、前記特定ステップは、温度によって劣化が相対的に進んだ単電池を特定し、前記交換ステップは、前記特定手段によって特定された温度によって劣化が相対的に進んだ単電池を、新品の単電池または劣化が相対的に進んでいない他の単電池と交換することを特徴とする。
このような方法によれば、温度による劣化を均一化することで、単電池の寿命を延ばすことができる。
Further, according to one aspect of the present invention, the plurality of types of deterioration include at least deterioration due to a temperature of the unit cell, and the specifying step specifies a unit cell whose deterioration is relatively advanced by the temperature, and the replacement The step is characterized in that the unit cell whose deterioration has been relatively advanced by the temperature specified by the specifying means is replaced with a new unit cell or another unit cell whose deterioration has not progressed relatively.
According to such a method, the lifetime of the unit cell can be extended by making the deterioration due to temperature uniform.
また、本発明の一側面は、前記交換ステップは、前記特定手段によって特定された温度によって劣化が想定的に進んだ単電池を、劣化が相対的に進んでいない他の単電池と交換することで、温度による劣化の進行を単電池間で均等にすることを特徴とする。
このような方法によれば、設置位置によって異なる温度による劣化を均一化することで、組電池全体の寿命を延ばすことができる。
Further, according to one aspect of the present invention, in the replacement step, the unit cell that has been deteriorated by the temperature specified by the specifying unit is replaced with another unit cell that has not progressed relatively. Thus, the progression of deterioration due to temperature is made uniform among cells.
According to such a method, the lifetime of the whole assembled battery can be extended by equalizing deterioration due to different temperatures depending on the installation position.
また、本発明の一側面は、前記組電池は、前記直列接続された複数の単電池がさらに複数並列接続されて構成されることを特徴とする。
このような方法によれば、多数の単電池によって構成される組電池の寿命をさらに延ばすことができる。
Moreover, one aspect of the present invention is characterized in that the assembled battery is configured by further connecting a plurality of the unit cells connected in series.
According to such a method, it is possible to further extend the life of the assembled battery constituted by a large number of single cells.
また、本発明の一側面は、前記単電池は鉛蓄電池であることを特徴とする。
このような方法によれば、鉛電池の寿命を延ばすことで、鉛蓄電池を使った組電池システムのライフサイクルコストを改善することができる。
One aspect of the present invention is characterized in that the unit cell is a lead acid battery.
According to such a method, the life cycle cost of the assembled battery system using the lead storage battery can be improved by extending the life of the lead battery.
本発明によれば、単純な方法でしかも損失を生じることなく、組電池を構成する単電池の不均一性を解消すること組電池の交換方法を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the replacement | exchange method of an assembled battery which eliminates the nonuniformity of the single battery which comprises an assembled battery by a simple method and without producing a loss.
次に、本発明の実施形態について説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described.
(A)本発明の適用対象の説明
図1は、本発明の実施形態に係る組電池の交換方法を適用する対象となる蓄電システムの構成例を説明するための図である。この図に示すように、本発明の実施形態の適用対象となる蓄電システム20は、電力センサ21、電力変換部22、組電池23、センサ部24、および、充放電制御装置30を有し、商用電源である系統側10からの電力を、例えば、需要家に配置された負荷15に供給し、組電池23を充電するとともに、例えば、電力消費のピーク時には、組電池23に蓄えられた電力を交流電力に変換して負荷15に供給してピークカット動作を実行する。
(A) Description of Application Target of the Present Invention FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration example of a power storage system to which a battery pack replacement method according to an embodiment of the present invention is applied. As shown in this figure, the
ここで、系統側10は、電力事業者が運営する商用電力系統を示し、この系統側10には、例えば、変圧器や開閉器などを含んでいる。
Here, the
負荷15は、例えば、工場やオフィスのような高圧電力需要家が有する負荷であり、例えば、電動モータ、電気炉、空調設備、電灯等の、電力を消費する各種の電気機器である。なお、需要家は、例えば、一般家庭であってもよい。負荷15には、通常は系統側10からの商用電力が供給されて稼働される。
The load 15 is, for example, a load of a high-voltage power consumer such as a factory or an office, and is various electric devices that consume power, such as an electric motor, an electric furnace, an air conditioning facility, and an electric lamp. The consumer may be a general household, for example. The load 15 is normally operated by supplying commercial power from the
電力センサ21は、系統側10から供給される電力を負荷15と電力変換部22に供給するとともに、系統側10から受電(買電)する電力の電力量を検出し、使用電力検出部31に供給する。なお、電力センサ21としては、アナログ方式のセンサ(電力計)のみならず、デジタル方式のセンサ(電力メータ)を用いてもよい。また、売電に対応しているシステムの場合、電力センサ21として、例えば、売電用の別の電力センサを備えていてもよい。さらに、ガスメータの機能を兼ね備えたスマートメータを電力センサ21として利用してもよい。
The
電力変換部22は、例えば、双方向インバータによって構成される。電力変換部22は、電力センサ21を介して系統側10から供給される交流電力を直流電力に変換して組電池23に供給して充電するとともに、組電池23に蓄電されている直流電力を交流電力に変換して負荷15に供給する。なお、電力変換部22として、前述した双方向インバータ以外にも、例えば、DC−DCコンバータとDC−ACインバータを組み合わせた電力変換装置、または、パワーコンディショナー等を用いるようにしてもよい。
The
組電池23は、例えば、図2(A)に示すように、複数の単電池1〜5が直列接続されて構成される。なお、図2(A)の例は5個の単電池が直列接続されて構成されているが、5個以外の個数(例えば、4個以下または6個以上)の単電池を直列接続してもよい。また、後述するように、直列接続された単電池を並列接続するようにしてもよい。なお、単電池1〜5のそれぞれは、例えば、鉛蓄電池、ニッケル・カドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、NAS(ナトリウム・硫黄)電池等の、充電により電力を蓄積可能であり、繰り返し使用が可能な電池によって構成される。
For example, as shown in FIG. 2A, the assembled
センサ部24は、例えば、組電池23を構成する単電池の端子電圧、充放電電流、環境温度(または蓄電池自体の温度)を検出して電池状態検出部33に供給する。
The
充放電制御装置30は、使用電力検出部31、制御演算部32、および、電池状態検出部33を有しており、電力センサ21によって検出される負荷15の使用電力に応じて電力変換部22を制御し、組電池23を充電するとともに、例えば、電力消費のピーク時には、組電池23に蓄えられた直流電力を交流電力に変換して負荷15に供給し、ピークカットを実施する。
The charge /
ここで、使用電力検出部31は、電力センサ21によって検出される系統側10からの使用(買電)電力を検出し、制御演算部32に供給する。一例として、使用電力検出部31は、数分おきの使用電力を検出し、制御演算部32に供給する。もちろん、数秒単位でもよい。
Here, the used power detector 31 detects the used (purchased) power from the
電池状態検出部33は、センサ部24によって検知された、組電池23を構成する単電池の端子電圧、充放電電流、および、環境温度に基づいて、単電池の状態(例えば、SOC(State of Charge)に代表される蓄電容量、放電能力、充電可能容量、劣化度、または、絶対容量等の電池特性を示す状態)を検知し、制御演算部32に通知する。
The battery state detection unit 33 detects the state of the unit cell (for example, SOC (State of State)) based on the terminal voltage, charge / discharge current, and environmental temperature of the unit cell constituting the assembled
制御演算部32は、電池状態検出部33から供給される情報に基づいて電力変換部22を制御する。例えば、制御演算部32は、夜間電力の時間帯に組電池23を充電し、主に昼間の電力ピーク時間帯に組電池23に蓄えられた直流電力を交流電力に変換して負荷15に供給する制御を実行する。このような動作により、昼間電力の一部が安価な深夜電力で賄われることとなり、さらには電力需要のピークがカットされることによって、電力需要家は電力料金を低減することが可能となる。
The
(B)本発明の実施形態の詳細な説明
つぎに、本発明の実施形態について詳細に説明する。以下では、まず、図3を参照して本発明の原理について説明する。図3において左端は組電池23が新品である場合の単電池の状態を説明する図である。なお、図3において、文字列「単電池」の下に記載されている数値は各単電池の劣化を0〜5の6段階で示したものであり、“0”は新品を示し、数値が大きくなるほど劣化が進んでいることを示す。図3の左端は、前述したように、組電池23が新品である場合を示し、数値は全て“0”とされている。図3の中央は単電池3のみが故障した場合であり、単電池3の数値は“3”とされ、それ以外は全て“0”とされている。このような場合には、単電池3のみを交換すればよい。しかし、図3の右端に示すように、経年劣化によって単電池1〜10が劣化した場合、劣化が最も進んでいる単電池6のみを新品に交換すると、電池全体の劣化がアンバランスであることから、次に劣化が進んでいる単電池9に負荷が集中してしまうことから、単電池9の故障を招来することになる。そこで、従来においては、このような不具合を回避するために、単電池1〜10の全てを一括して交換していた。
(B) Detailed Description of Embodiments of the Invention Next, embodiments of the present invention will be described in detail. In the following, first, the principle of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the left end is a diagram for explaining the state of the unit cell when the assembled
一方、本実施形態では、単電池のそれぞれについて劣化度を検出し、他の単電池よりも劣化が相対的に進んでいる単電池(例えば、所定の閾値を上回る単電池)は交換の対象とし、例えば、新品の単電池と交換する。これにより、前述したように、直列接続された単電池全体を交換する場合に比較して、劣化していない単電池を有効利用することができる。また、前述した図3の右端の例では、単電池6と単電池9の双方を劣化度が2以下の他の単電池(例えば、新品の単電池または中古の単電池)に交換することにより、直列接続された単電池の劣化度を1〜2の範囲内に収めることができるので、特定の単電池に負荷が集中することを回避できる。
On the other hand, in the present embodiment, the degree of deterioration is detected for each unit cell, and a unit cell whose deterioration is relatively more advanced than other unit cells (for example, a unit cell exceeding a predetermined threshold) is to be replaced. For example, replace with a new cell. As a result, as described above, it is possible to effectively use the undegraded unit cells as compared with the case where the entire unit cells connected in series are replaced. In the example at the right end of FIG. 3 described above, by replacing both the
なお、劣化度の検出方法としては、例えば、図4に示すように、組電池23を一定の放電電流で放電した場合に、放電電圧(端子電圧)が、所定の電圧(例えば、図4の例では10.5V)に達するまでの時間を測定し、その時間の長短によって劣化を検出することができる。図4の例では、実線、短い破線、長い破線、一点鎖線の順に劣化が進んでいると判定できる。
As a method for detecting the degree of deterioration, for example, as shown in FIG. 4, when the assembled
また、本実施形態では、単電池の劣化因子として、複数の劣化因子を検出し、これら複数の劣化因子に基づいて交換対象となる単電池を特定することができる。図2(B)は劣化因子の一例を示している。この例では、3種類の劣化因子A〜Cに基づいて、交換対象となる単電池を特定する。ここで、劣化因子Aは、例えば、保管寿命に影響する因子であり、例えば、正極格子の腐食によって断面積が減少して内部抵抗が増加したり、格子の伸びによって活物質との接合が損なわれたりする劣化因子である。このような正極格子腐食は、例えば、環境温度の上昇等に起因して生じる。また、劣化因子Bは、例えば、サイクル寿命に影響する因子であり、活物質の疎化によって生じる。さらに、劣化因子Cは、例えば、極板の短絡によって生じる因子である。 Further, in the present embodiment, a plurality of deterioration factors can be detected as the deterioration factor of the unit cell, and the unit cell to be replaced can be specified based on the plurality of deterioration factors. FIG. 2B shows an example of the deterioration factor. In this example, the unit cell to be replaced is specified based on the three types of deterioration factors A to C. Here, the deterioration factor A is, for example, a factor that affects the storage life. For example, the cross-sectional area decreases due to corrosion of the positive electrode lattice and the internal resistance increases, or the bonding with the active material is impaired due to the elongation of the lattice. It is a deterioration factor. Such positive electrode lattice corrosion is caused by, for example, an increase in environmental temperature. Further, the degradation factor B is a factor that affects the cycle life, for example, and is caused by the sparseness of the active material. Further, the deterioration factor C is a factor generated by, for example, a short circuit of the electrode plate.
ここで、劣化因子Aの場合、前述したように、保管温度によって劣化の進行が変化する。このため、図5に示すように、エンジン等のような発熱体が組電池23の近くに配置されている場合には、発熱体に近い単電池の方が遠い単電池よりも劣化が早く進行する。これにより、単電池の劣化に偏りが生じる。もちろん、保管温度以外の要因(例えば、振動等)の影響も受け、各単電池が受ける影響は一様ではないため、単電池の劣化に偏りが生じる。例えば、図2(B)では、劣化因子Aについては、単電池3が劣化度3で最も劣化が進んでいるが、劣化因子Bは全て劣化度2で同じであり、劣化因子Cについては単電池2,4が劣化度4で劣化が進んでいる。
Here, in the case of the degradation factor A, as described above, the progress of degradation changes depending on the storage temperature. For this reason, as shown in FIG. 5, when a heating element such as an engine is arranged near the assembled
例えば、図6(A)の例のように、劣化因子Cについては単電池2と単電池4が劣化度4であり、他が劣化度0の場合に、単電池2と単電池4のみを交換したとき、図6(B)に示すように、劣化因子Cについては全てが劣化度0となって問題ない。しかしながら、劣化因子Aについては単電池3が劣化度5であり、これが問題となる。そこで、本実施形態では、劣化因子A〜Cが劣化度4以上に該当する単電池2,3,4については交換の対象とする。これにより、複数の劣化因子について判定することで、単電池の劣化を多面的に判定することができる。この結果、特定の単電池に負荷が集中し、単電池を交換したにも拘わらず、直ぐに交換が必要になることを防止できる。
For example, as in the example of FIG. 6A, when the degradation factor C is, the
つぎに、図7を参照して、本実施形態に係る方法の流れについて説明する。図7に示す例では、以下のステップが実行される。なお、以下では、制御演算部32が処理を実行する場合を例に挙げて説明する。
Next, a flow of a method according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the example shown in FIG. 7, the following steps are executed. Hereinafter, a case where the
ステップS10では、制御演算部32は、電池状態検出部33を制御して単電池の状態を検出する。例えば、制御演算部32は、センサ部24の出力に基づいて、組電池23を構成する単電池のそれぞれの状態を検出する。なお、状態を検出する方法としては、例えば、組電池23を構成する単電池の内部インピーダンスを測定し、そのインピーダンス値を温度によって補正して得られた補正インピーダンス値に基づいてSOCを算出したり、あるいは、OCV(Open Circuit Voltage)に基づいて算出したりすることができる。なお、電池内部の電気化学反応と呼ばれる一連の反応過程では、極板近傍で生じるイオンの生成消滅反応(速い反応速度)だけでなく、電解液中のイオン拡散速度(遅い反応速度)も反応過程に影響しており、このような反応系では速度の異なる反応過程がSOC等の状態検知にも誤差要因として大きな影響を与える。そこで、特許第4702859号に記載されるように、蓄電池の電圧Vmes、電流Imes、温度Tmesを測定し、測定電流Imesの絶対値が電流値閾値Ithreより小さいか否かを判定し、安定OCV推定式をもとに前回の充放電後のSOCn−1,SOHn−1からOCV20hrを推定し、電圧測定値VmesとOCV20hrとの差を算出して保存し、時間tに応じて緩和関数Fn(t)を更新し、更新されたFn(t)を用いてSOHnを算出し、SOCnを算出することで、速度の異なる反応過程による劣化を考慮してSOCを正確に検出することができる。もちろん、これ以外の方法を用いてもよい。
In step S10, the
ステップS11では、制御演算部32は、劣化因子Aを検出する。例えば、ステップS10において算出された劣化のうちの保管寿命に影響する劣化因子に基づいて劣化因子Aを求める。
In step S11, the
ステップS12では、制御演算部32は、劣化因子Bを検出する。例えば、ステップS10において算出された劣化のうちのサイクル寿命に影響する劣化因子に基づいて劣化因子Bを求める。
In step S12, the
ステップS13では、制御演算部32は、劣化因子Cを検出する。例えば、ステップS10において算出された劣化のうち、短絡等の故障因子に基づいて劣化因子Cを求める。
In step S13, the
ステップS14では、制御演算部32は、ステップS13において検出された各単電池の劣化因子C(優先順位が最も高い劣化因子)について劣化判定を行う。なお、劣化判定の方法としては、例えば、劣化度が所定の閾値以上の場合(例えば、4以上の場合)には劣化していると判定することができる。なお、この処理において、劣化が認められた場合には、直ちに判定結果を通知するようにしてもよい。
In step S14, the
ステップS15では、制御演算部32は、ステップS11において検出された各単電池の劣化因子A(優先順位が2番目に高い劣化因子)について劣化判定を行う。なお、劣化判定の方法としては、例えば、劣化度が所定の閾値以上の場合(例えば、4以上の場合)には劣化していると判定することができる。なお、この処理において、劣化が認められた場合には、直ちに判定結果を通知するようにしてもよい。
In step S15, the
ステップS16では、制御演算部32は、ステップS12において検出された各単電池の劣化因子B(優先順位が最も低い劣化因子)について劣化判定を行う。なお、劣化判定の方法としては、例えば、劣化度が所定の閾値以上の場合(例えば、4以上の場合)には劣化していると判定することができる。
In step S16, the
ステップS17では、制御演算部32は、図示しないECU(Electronic Control Unit)に対して、判定結果を通知する。そして、必要に応じて組電池を構成する単電池の交換作業を実施する。
In step S17, the
以上の処理によれば、直列接続された単電池の劣化を個別に検出し、劣化が相対的に進んでいる単電池を特定することができる。また、複数の劣化要因について判定を行うようにしたので、単電池の劣化を多面的に検出することが可能になる。さらに、劣化要因に優先順位を持たせるようにしたので、優先順位が高い劣化が見つかった場合には直ちに通知を行うか、あるいは、他の劣化要因に関する判定を行わずに劣化していると判断することで、処理を短縮化することができる。 According to the above process, it is possible to individually detect the deterioration of the single cells connected in series, and to specify the single battery in which the deterioration is relatively advanced. Further, since the determination is made for a plurality of deterioration factors, it is possible to detect the deterioration of the single cell from various aspects. Furthermore, since priority is given to degradation factors, if degradation with high priority is found, notification is made immediately, or it is judged that degradation has occurred without making decisions regarding other degradation factors. By doing so, the processing can be shortened.
(G)変形実施形態
なお、上記の各実施形態は、一例であって、これ以外にも各種の変形実施態様が存在する。例えば、図1に示す実施形態では、劣化判定の結果をECUに通知するようにしたが、例えば、図8に示すように、制御演算部32に接続される表示部34を設け、制御演算部32によって判定された劣化判定の結果を表示し、交換対象となる単電池を示すようにしてもよい。なお、表示する情報としては、交換対象となる単電池が特定できる情報(例えば、予め登録されたシリアル番号等)を表示することができる。また、電池状態検出部33、制御演算部32、および、表示部34を組電池23自体に組み込んだり、これらを各単電池に組み込んだりしてもよい。
(G) Modified Embodiment Each of the above embodiments is an example, and there are various modified embodiments other than this. For example, in the embodiment shown in FIG. 1, the result of the deterioration determination is notified to the ECU. For example, as shown in FIG. 8, a display unit 34 connected to the
また、以上の実施形態では、組電池23としては直列接続された1組の単電池を用いる場合を例に挙げて説明したが、例えば、図9に示すように、直列接続された単電池群を複数並列接続するようにしてもよい。図9の例では、直列接続された単電池1〜5と、同じく直列接続された単電池6〜10と、直列接続された単電池11〜15とが、開閉器50−1〜50−3を介して並列接続されている。なお、開閉器50−1〜50−3は、制御演算部32によってオン/オフの状態が制御される。このような構成の場合には、制御演算部32によって開閉器50−1〜50−3をオン/オフすることで、検出対象となる単電池群を選択し、選択された単電池群に対して、図7に示す処理を実行することで、単電池の交換の要否を判定することができる。
Moreover, in the above embodiment, the case where one set of unit cells connected in series was used as the assembled
また、以上の実施形態では、劣化要因を検出し、検出結果に基づいて、交換対象となる単電池を交換するようにしたが、例えば、図10(A)に示すように熱源が特定の単電池の近傍に存在する場合には、図10(B)に示すように保管温度に関係する劣化因子Aが熱源に近いほど早く劣化する。図10の例では、熱源に近い単電池3,4が他の単電池に比較して劣化因子Aの値が相対的に大きくなっている。そこで、劣化因子Aの増加が検出された場合には、図11(A)に示すように、それまで熱源近くに配置されて劣化因子Aが増加している単電池を熱源から遠くに配置し、遠くに配置されていた単電池を熱源の近くに配置することで、劣化因子Aを均等にすることができる。これにより、図11(B)に示すように、熱源の近くに劣化因子Aの値が小さい単電池5,1を配置し、熱源から遠い場所に値が大きい単電池3,4を配置することで、劣化を均一にすることができる。
Further, in the above embodiment, the deterioration factor is detected, and the unit cell to be replaced is replaced based on the detection result. For example, as shown in FIG. When present in the vicinity of the battery, as the deterioration factor A related to the storage temperature is closer to the heat source as shown in FIG. In the example of FIG. 10, the
また、図10および図11の例では、直列接続された1組の単電池を用いる場合について説明したが、例えば、図12に示すように、直列接続された単電池を複数組用いる場合にも本発明を適用することができる。図12の例では直列接続された単電池1〜5、単電池6〜10、および、単電池11〜15が並列接続されている。また、単電池10の近傍に熱源が配置されている。図13は、図12に示す各単電池の劣化状態を示している。図12の例では、熱源から発散された熱は、周囲の空気を暖めて上昇するため、熱源の直上に存在する単電池6〜10の劣化因子Aの値が大きくなるとともに、暖かい空気が貯留される上部の単電池1,11の劣化因子Aの値が大きくなっている。このような場合には、図14および図15に示すように、熱源の直上に位置する単電池5〜10については、熱源から離れた位置に配置するとともに、暖かい空気が貯留される上部に配置されている単電池1,11についても熱源から遠い位置に配置し直している。このように熱源を基準として配置を変更することにより、熱による劣化を均一化することで、組電池全体の寿命を長くすることができる。
Further, in the examples of FIGS. 10 and 11, the case where one set of unit cells connected in series is used has been described. However, for example, as shown in FIG. 12, when a plurality of sets of unit cells connected in series are used. The present invention can be applied. In the example of FIG. 12, the
また、以上の実施形態では、熱源から遠ざけることを基準として、再配置を行うようにしたが、例えば、直列接続された単電池群の劣化がほぼ同じになるよことを基準として再配置するようにしてもよい。図16の例では10個の単電池1〜10,11〜20,21〜30,31〜40が直列接続されるとともに、直列接続された単電池群が並列接続されている。なお、図16は、単電池が全て新品の状態であるので文字列「単電池」の下に表示されている数値は全て“0”とされている。図17は劣化が進んだ状態を示している。この例では、熱源による熱の劣化ではないので、単電池は、規則性がなく、劣化が進んだ状態となっている。図18は、図17に示す単電池を劣化度に応じて並べ換えた状態を示す図である。図18では、劣化度が“0”である新品の単電池51〜60が左端の列に追加されている。また、左から2列目には、劣化度が“1”と“2”の単電池が配置されている。より詳細には、劣化度が“1”の単電池19と、劣化度が“2”の単電池1,4,7,11,14,17,21,24が配置されている。また、左から3列目には、劣化度が“2”と“3”の単電池が配置されている。詳細には、劣化度が“2”の単電池27,31,34,37と、劣化度が“3”の単電池2,3,5,8,10,12が配置されている。また、右端には、劣化度が“3”の単電池が配置されている。詳細には、劣化度が“3”の単電池13,18,20,22,25,28,29,30,32,33が配置されている。なお、劣化度が“5”の単電池6,23,26と、劣化度が“4”の単電池9,15,39については除外されている。また、劣化度が“3”の単電池35,36,38,40については、余剰となるので、これらも除外されている。以上に説明したように、劣化度が略同じ単電池を組み合わせて直列接続することにより、劣化が進んだ単電池に負荷が集中して、劣化が進行することを防止することができる。
Further, in the above embodiment, the rearrangement is performed on the basis of being away from the heat source. However, for example, the rearrangement is performed on the basis that the deterioration of the group of unit cells connected in series is almost the same. It may be. In the example of FIG. 16, ten
なお、以上の実施形態では、電池の状態については、センサ部24および電池状態検出部33を設けてこれらによって検出するようにしたが、例えば、これらを必要に応じて装備するか、あるいは、可搬型の検査装置として構成し、単電池の状態を検出するようにしてもよい。
In the above embodiment, the battery state is detected by providing the
また、以上に示す劣化因子A〜Cは一例であって、これ以外の因子を用いたり、これらの劣化因子A〜Cの少なくとも1つ以上を用いたりするようにしてもよい。また、劣化度を0〜5の6段階で評価するのではなく、10段階の評価としたり、連続値による評価としたり、あるいは、劣化因子毎に異なる段階の評価としてもよい。また、劣化の判定は閾値と比較するようにしたが、各劣化因子に対して重み付け係数を乗算して、得られた値を加算して得られる値に基づいて評価を行うようにしてもよい。 Further, the deterioration factors A to C described above are examples, and other factors may be used, or at least one of these deterioration factors A to C may be used. Further, instead of evaluating the degree of deterioration in 6 stages of 0 to 5, it may be evaluated in 10 stages, evaluated by continuous values, or may be evaluated in different stages for each deterioration factor. Although the determination of deterioration is made by comparing with a threshold value, evaluation may be performed based on a value obtained by multiplying each deterioration factor by a weighting coefficient and adding the obtained values. .
また、以上の実施形態では、組電池23の種類については言及していないが、組電池23の種類によっては劣化の進行が変化するので、例えば、組電池23の種類によって、判定制御を変えるようにしてもよい。また、このような設定を、例えば、組電池23の種類によって設定可能としてもよい。
In the above embodiment, the type of the assembled
また、以上の実施形態では、蓄電システムに本発明を適用する場合を例に挙げて説明したが、これ以外にも、例えば、車両、船舶、航空機等の移動体に搭載されている組電池に本発明を適用することが可能である。 Further, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to the power storage system has been described as an example. However, in addition to this, for example, in an assembled battery mounted on a moving body such as a vehicle, a ship, and an aircraft The present invention can be applied.
また、図7に示すフローチャートは一例であって、これ以外のフローチャートに基づいて判定を行うようにしてもよい。 Further, the flowchart shown in FIG. 7 is an example, and the determination may be made based on other flowcharts.
10 系統側
15 負荷
20 蓄電システム
21 電力センサ
22 電力変換部
23 組電池
24 センサ部
30 充放電制御装置
31 使用電力検出部
32 制御演算部(制御手段)
33 電池状態検出部
DESCRIPTION OF
33 Battery state detector
Claims (8)
前記直列接続された単電池のそれぞれの劣化度を判定する判定ステップと、
前記判定ステップにより、他の単電池よりも劣化が相対的に進んでいる単電池を特定する特定ステップと、
前記特定ステップにより特定された劣化が相対的に進んでいる単電池を交換する交換ステップと、
を有することを特徴とする組電池の交換方法。 In the replacement method of the assembled battery configured by connecting secondary batteries as a plurality of unit cells in series,
A determination step of determining the degree of deterioration of each of the cells connected in series;
The determination step specifies a single cell whose deterioration is relatively advanced than other single cells, and
A replacement step of replacing the unit cell in which the deterioration specified in the specifying step is relatively advanced;
A method for replacing an assembled battery, comprising:
前記特定ステップは、前記判定ステップによる複数種類の劣化に基づいて、交換対象となる単電池を特定する、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の組電池の交換方法。 The determination step determines a plurality of types of deterioration of the unit cell,
The specifying step specifies a unit cell to be replaced based on a plurality of types of deterioration in the determination step.
The method for replacing an assembled battery according to any one of claims 1 to 3.
前記特定ステップは、温度によって劣化が相対的に進んだ単電池を特定し、
前記交換ステップは、前記特定手段によって特定された温度によって劣化が相対的に進んだ単電池を、新品の単電池または劣化が相対的に進んでいない他の単電池と交換する、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の組電池の交換方法。 The plurality of types of deterioration include at least deterioration due to the temperature of the unit cell,
In the identifying step, a cell that has been relatively deteriorated by temperature is identified,
The replacement step replaces the unit cell whose deterioration has been relatively advanced by the temperature specified by the specifying means with a new unit cell or another unit cell whose deterioration has not progressed relatively,
The method for replacing an assembled battery according to any one of claims 1 to 4, wherein:
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