JP2015010962A - Method for determining degradation of storage battery and device for determining degradation of storage battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、系統電源の電力や、再生可能エネルギーからの電力と連係動作するために、充電状態が所定範囲内で制御されるサイクル用の蓄電池の劣化判定方法および蓄電池の劣化判定装置に関する。 The present invention relates to a storage battery deterioration determination method and a storage battery deterioration determination apparatus for a cycle in which the state of charge is controlled within a predetermined range in order to operate in association with the power of a system power supply or the power from renewable energy.
複数の蓄電池を直列接続および/または並列に接続した組電池システムは、産業用途に用いられており、通信や電力などの電源設備などに付帯させて常時フロート充電することで蓄電池を満充電状態に保ち、停電時に蓄電池を放電させて非常用電源として使用される。この場合、蓄電池には、フロート用の鉛蓄電池などが用いられる。
一方、近年では、電気料金の割安な夜間の電力を蓄電池に貯蔵(充電)し、昼間の電力需要増大時に放出(放電)し、電力負荷を平準化する電力貯蔵用電源として使用されるようになってきている。この場合、蓄電池にはサイクル用の鉛蓄電池などが用いられる。また、組電池システムは、再生可能エネルギーである風力発電や太陽光発電に併設して、発電量が少ないときに蓄電池から放電し、発電量が多いときに蓄電池に充電することで不安定な電力を平準化する用途でも使用されることがある。さらに、上記非常用と電力貯蔵用の両方の用途でハイブリッド的な使い方をされることもある。
また、上記のサイクル用の蓄電池では、サイクル寿命の向上や、変動の大きい風力や太陽光の出力変動に合わせて電池の充電が行われやすくするよう、蓄電池の状態を部分充電状態(PSOC:Partial State of Charge)で運用されることが多くなってきている。
このように、サイクル用の蓄電池では、PSOCで充電と放電のサイクルを頻繁に繰り返すために絶えず充電状態が変動しており、使用状況によって蓄電池の劣化状況が大きく変わるので、蓄電池の正確な劣化判定が特に重要になる。
An assembled battery system in which a plurality of storage batteries are connected in series and / or in parallel is used for industrial purposes, and is attached to a power supply facility such as communication or electric power so that the storage battery is fully charged by always performing float charging. It is used as an emergency power source by keeping the battery discharged during a power outage. In this case, a float lead storage battery or the like is used as the storage battery.
On the other hand, in recent years, it is used as a power storage power source that stores (charges) low-cost electricity at night in a storage battery, discharges (discharges) it when daytime power demand increases, and equalizes the power load. It has become to. In this case, a lead storage battery for cycles is used as the storage battery. In addition, an assembled battery system can be used in combination with wind power generation or solar power generation, which is a renewable energy, and discharges from the storage battery when the power generation amount is small, and charges the storage battery when the power generation amount is large. May also be used for leveling. Furthermore, it may be used in a hybrid manner in both the emergency and power storage applications.
Further, in the above-described storage battery for cycle, the state of the storage battery is changed to a partially charged state (PSOC: Partial) so that the cycle life is improved and the battery is easily charged in accordance with the output fluctuations of wind and sunlight with large fluctuations. (State of Charge) is increasingly used.
In this way, in a storage battery for a cycle, since the charge and discharge cycles are frequently repeated in the PSOC, the state of charge constantly fluctuates, and the deterioration state of the storage battery changes greatly depending on the usage situation, so the accurate deterioration determination of the storage battery Is particularly important.
蓄電池の劣化判定方法としては、フロート用の場合には、フロート充電中に固定配線方式の内部抵抗装置を用いて交流4端子法などにより内部抵抗測定を行い、これを閾値と比較して劣化判定(閾値より大きい場合が劣化)を行うことが、また一方で、サイクル用の場合には、放電電圧の変化を測定し、これを閾値と比較して劣化判定(閾値より大きい場合が劣化)を行うことが提案されている(例えば、特許文献1参照)。これらの判定方法は、蓄電池の充電状態(SOC:State of Charge)によって、その値が変わるため、誤差が少ないSOCで測定することが正確な判定につながる。 As a method for determining the deterioration of a storage battery, in the case of a float, the internal resistance is measured by the AC 4-terminal method using a fixed wiring internal resistance device during float charging, and this is compared with a threshold value to determine the deterioration. On the other hand, in the case of the cycle, the change in the discharge voltage is measured, and this is compared with the threshold value to determine the deterioration (degradation is larger than the threshold value). It has been proposed to do so (see, for example, Patent Document 1). In these determination methods, since the value changes depending on the state of charge (SOC) of the storage battery, measurement with an SOC with less error leads to accurate determination.
しかしながら、電力貯蔵用などに使用されるサイクル用の蓄電池は、PSOCで所定の範囲のSOCの間で充電と放電のサイクルが繰り返す運用を行うと、電流積算の誤差や充放電装置のノイズなどの影響でSOCが徐々にずれることによって正しいSOCで劣化判定することができないため、高精度な正しいSOCで劣化判定をすることが難しかった。 However, a cycle storage battery used for power storage or the like is subject to errors in current integration, charge / discharge device noise, etc., when the cycle of charging and discharging is repeated between a predetermined range of SOCs in PSOC. Since the SOC gradually shifts due to the influence, the deterioration cannot be determined with the correct SOC, so it is difficult to determine the deterioration with the high-accuracy correct SOC.
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、サイクル用の蓄電池の劣化判定精度を向上させることが可能な蓄電池の劣化判定方法および蓄電池の劣化判定装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a storage battery deterioration determination method and a storage battery deterioration determination apparatus capable of improving the deterioration determination accuracy of a storage battery for a cycle. .
上述した課題を解決するため、本発明の蓄電池の劣化判定方法は、複数の蓄電池を直列および/または並列に接続した組電池システムに用いられ、PSOC(部分充電状態)で運用されるサイクル用の蓄電池を均等充電により満充電にする工程と、所定のSOC(充電状態)まで放電させる工程と、0.05〜0.6CAの範囲の電流で充電または放電させたときの電圧を測定する工程と、この測定電圧から分極電圧を算出した後、前記分極電圧から直流内部抵抗の値を算出する工程と、前記電流に対応して予め定められた充電時または放電時の劣化判定の閾値となる直流内部抵抗を示したデータテーブルに基づいて前記分極電圧から算出した直流内部抵抗と、前記閾値となる直流内部抵抗を比較することにより前記蓄電池の劣化判定を行う工程と、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、サイクル用の蓄電池の劣化判定精度を向上させることができる。
In order to solve the above-described problem, the storage battery deterioration determination method of the present invention is used for a battery pack system in which a plurality of storage batteries are connected in series and / or in parallel, and is used for a cycle operated in PSOC (partial charge state). A step of fully charging the storage battery by equal charge, a step of discharging to a predetermined SOC (charged state), a step of measuring a voltage when charged or discharged with a current in a range of 0.05 to 0.6 CA, and After calculating the polarization voltage from the measured voltage, the step of calculating the value of the DC internal resistance from the polarization voltage, and the direct current that becomes the threshold for deterioration determination at the time of charging or discharging that is predetermined corresponding to the current The deterioration determination of the storage battery is performed by comparing the DC internal resistance calculated from the polarization voltage based on the data table indicating the internal resistance with the DC internal resistance serving as the threshold. Characterized in that it comprises a degree, the.
According to this configuration, it is possible to improve the deterioration determination accuracy of the cycle storage battery.
上記構成において、前記所定のSOCまで放電させる工程では、劣化前の前記蓄電池の総放電電気量を基準にして50〜95%のSOCまで放電させることを特徴とする。
この構成によれば、SOCを95%以下にすることで、組電池の充電時に大きく分極して、運用中の上限電圧に到達しにくくすることができ、また劣化状態を正しく判定することができる。一方、SOCを50%以上にすることで、満充電から調整するまでの時間を短くすることができ、また、SOCを下げ過ぎないことで、組電池の寿命の低下を防止することができる。
The said structure WHEREIN: In the process discharged to the said predetermined | prescribed SOC, it discharges to 50 to 95% of SOC on the basis of the total electric discharge amount of the said storage battery before deterioration, It is characterized by the above-mentioned.
According to this configuration, by setting the SOC to 95% or less, it is possible to make a large polarization during charging of the assembled battery, making it difficult to reach the upper limit voltage during operation, and it is possible to correctly determine the deterioration state. . On the other hand, by setting the SOC to 50% or more, the time from full charge to adjustment can be shortened, and by not reducing the SOC too much, the life of the assembled battery can be prevented from decreasing.
また、上記構成において、前記所定のSOCまで放電させる工程では、前記蓄電池が使用される充放電サイクルの中間のSOCまで放電させることを特徴とする。
この構成によれば、運用中の常用されるSOCの範囲内で組電池11の劣化を判定することができ、劣化をより適切に判定することができる。
Moreover, in the said structure, it is made to discharge to the middle SOC of the charging / discharging cycle in which the said storage battery is used in the process discharged to the said predetermined SOC.
According to this configuration, it is possible to determine the deterioration of the assembled
また、上記構成において、前記蓄電池は、SOC50〜95%の範囲のPSOCで運用されることを特徴とする。
この構成によれば、組電池の寿命の急激な劣化を防いで、組電池の劣化をより適切に判定することができる。また、この範囲内で運用を行うことにより、他の電力からの充電を効率良く行うことができる。
Moreover, the said structure WHEREIN: The said storage battery is operate | moved by PSOC of SOC 50 to 95% of range.
According to this configuration, the deterioration of the assembled battery can be more appropriately determined while preventing rapid deterioration of the assembled battery life. Further, by operating within this range, charging from other power can be performed efficiently.
また、本発明の蓄電池の劣化判定装置は、複数の蓄電池を直列および/または並列に接続した組電池システムに用いられ、PSOC(部分充電状態)で運用されるサイクル用の蓄電池の充放電を行う充放電部と、前記充放電部により前記蓄電池を所定のSOC(充電状態)まで放電させ、その後、0.05〜0.6CAの範囲の電流で充電、または0.05〜1.0CAの範囲の電流で放電させたときの電圧を測定し、この測定電圧から分極電圧を算出した後、前記分極電圧から直流内部抵抗を算出し、前記電流に対応して予め定められた充電時または放電時の劣化判定の閾値となる直流内部抵抗を示したデータテーブルに基づいて、前記分極電圧から算出した直流内部抵抗と、前記閾値となる直流内部抵抗を比較することにより前記蓄電池の劣化判定を行う情報処理部とを備えることを特徴とする。
この構成によれば、蓄電池の劣化判定精度を向上させることができる。
In addition, the storage battery deterioration determination device of the present invention is used in an assembled battery system in which a plurality of storage batteries are connected in series and / or in parallel, and performs charge / discharge of a storage battery for a cycle operated in a PSOC (partial charge state). The storage battery is discharged to a predetermined SOC (charged state) by the charging / discharging unit and the charging / discharging unit, and then charged with a current in the range of 0.05 to 0.6 CA, or in the range of 0.05 to 1.0 CA. After measuring the voltage at the time of discharging with the current, and calculating the polarization voltage from the measured voltage, the DC internal resistance is calculated from the polarization voltage, and at the time of charging or discharging predetermined corresponding to the current The storage battery is compared by comparing the DC internal resistance calculated from the polarization voltage with the DC internal resistance serving as the threshold based on a data table indicating the DC internal resistance serving as a threshold for determining deterioration of the battery. Characterized in that it comprises an information processing unit for performing the deterioration determination.
According to this configuration, it is possible to improve the deterioration determination accuracy of the storage battery.
本発明によれば、サイクル用の蓄電池の劣化判定精度を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the deterioration determination precision of the storage battery for cycles can be improved.
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る蓄電池の劣化判定装置を示す図である。
この蓄電池の劣化判定装置(以下、電池劣化判定装置と言う)10は、電力で動作する機器の電源となる組電池11の劣化を判定する装置である。
まず、この電池劣化判定装置10が対象とする組電池11の一例として、組電池を構成する蓄電池に鉛蓄電池を用いた例について説明する。
この組電池11は、複数のセル(鉛蓄電池)12が直列に接続されたサイクル用の鉛蓄電池である。つまり、この組電池11は、充電と放電のサイクルを繰り返すために充電状態が常に変動する状況下で使用されることを意図して、サイクル寿命の長寿命化、PSOC(部分充電状態;Pertial State of Charge)での充電受け入れ性の改善などを図った二次電池である。
具体的には、この組電池11は、例えば、再生可能エネルギーである風力発電や太陽光発電などからの余剰電力を充電し、不足電力を放電する平準化用電源に使用されたり、夜間の電力で充電し、昼間の電力需要増大時に放電し、電力負荷を平準化する電力貯蔵用電源に使用されたりする。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a storage battery deterioration determination device according to an embodiment of the present invention.
The storage battery deterioration determination device (hereinafter referred to as a battery deterioration determination device) 10 is a device that determines the deterioration of an assembled
First, an example in which a lead storage battery is used as a storage battery constituting the assembled battery will be described as an example of the assembled
This assembled
Specifically, the assembled
電池劣化判定装置10は、組電池11を充電または放電する機能を具備する充放電装置(充放電部)21と、充放電装置21の制御機能および組電池11の劣化判定機能を具備する情報処理装置(情報処理部)22とを備えている。
情報処理装置22は、組電池11の各セル12に接続されたモニター線23を介して各セル12の電圧や電流を測定可能な測定部24と、測定部24の測定結果を入力する処理部25とを有している。そして、処理部25の制御の下、測定部24による測定や、充放電装置21による充電および放電が制御され、また測定データを基に判定データを算出するようになっている。
The battery
The
処理部25は、各種データを記憶する記憶部26を有しており、この記憶部26には、組電池11の劣化を判定するための各種制御や演算を行うためのプログラムデータや、劣化判定の閾値Jなどのデータが記憶されている。
この劣化判定の閾値Jは、分極電圧ΔVから算出した直流内部抵抗Rの閾値であり、これらの閾値は、0.05〜1CAまでの所定の電流レート、例えば0.05CA刻みの電流レート毎に、充電時または放電時の劣化判定の閾値となる直流内部抵抗Rを示したデータテーブルとして記憶されている。
The
The threshold value J of the deterioration determination is a threshold value of the DC internal resistance R calculated from the polarization voltage ΔV, and these threshold values are set at a predetermined current rate of 0.05 to 1 CA, for example, every 0.05 CA increment. These are stored as a data table indicating the DC internal resistance R that is a threshold value for determining deterioration during charging or discharging.
図2は、2V−1000Ah(10時間率容量)のサイクル用鉛蓄電池を均等充電により満充電状態にした後、0.1CAの電流で1時間放電して、SOCを90%まで調整し、0.05CA(50A)〜1CA(1000A)の電流で5秒間放電したときの電流と電圧をプロットしたグラフである。ここで、電流と電圧の傾きは直流内部抵抗を示しており、このグラフから、放電時は電流と電圧の関係が直線となり、どの電流においても直流内部抵抗が同じ数値を示すことが分かる。なお、ここでは、SOC90%まで調整後に放電した場合を示したが、SOC50%〜95%まで調整後に放電した場合でも同様の挙動を示した。
一方、図3はSOCを90%まで調整したサイクル用鉛蓄電池を、0.05CA(50A)〜1CA(1000A)の電流で5秒間充電したときの電流と電圧をプロットしたグラフである。このグラフから、充電時は0.05CA(50A)〜0.6CA(600A)までは直線性を示すため直流内部抵抗が同じであるが、0.75CA(750A)を超えると分極が大きくなることが分かる。よって、充電時の電流レートは、0.75CAを超えると酸素過電圧、水素過電圧の影響で直流内部抵抗が正しく測定できなくなるため、0.05CA〜0.6CAの範囲が好ましい。なお、ここでは、SOC90%まで調整後充電した場合を示したが、SOC50%〜95%まで調整後に充電した場合でも同様の挙動を示した。
また、放電時および充電時共に、電流は0.05CA未満でも直流内部抵抗は測定可能であるが、分極が比較的小さく、直流内部抵抗の測定精度が落ちるため、0.05CA以上であることが好ましい。
このデータテーブル形式を用いることにより、算出した値とデータテーブル値とを比較することで、より簡単に、劣化判定を行うことができる。
FIG. 2 shows that a 2V-1000 Ah (10 hour rate capacity) cycle lead-acid battery is fully charged by equal charge, then discharged for 1 hour at a current of 0.1 CA, and the SOC is adjusted to 90%. It is the graph which plotted the electric current and voltage when discharging for 5 second by the electric current of 0.05CA (50A)-1CA (1000A). Here, the slope of the current and voltage indicates the DC internal resistance. From this graph, it can be seen that the relationship between the current and voltage is a straight line during discharge, and the DC internal resistance shows the same numerical value at any current. In addition, although the case where it discharged after adjustment to SOC90% was shown here, even when it discharged after adjustment to SOC50% -95%, the same behavior was shown.
On the other hand, FIG. 3 is a graph plotting current and voltage when a lead acid battery for a cycle with SOC adjusted to 90% is charged with a current of 0.05 CA (50 A) to 1 CA (1000 A) for 5 seconds. From this graph, during charging, the direct current internal resistance is the same because it shows linearity from 0.05CA (50A) to 0.6CA (600A), but the polarization increases when it exceeds 0.75CA (750A). I understand. Therefore, if the current rate during charging exceeds 0.75 CA, the DC internal resistance cannot be measured correctly due to the influence of oxygen overvoltage and hydrogen overvoltage, so the range of 0.05 CA to 0.6 CA is preferable. In addition, although the case where it charged after adjustment to SOC90% was shown here, even when it charged after adjustment to SOC50% -95%, the same behavior was shown.
Further, the DC internal resistance can be measured even when the current is less than 0.05 CA, both at the time of discharging and at the time of charging. However, since the polarization is relatively small and the measurement accuracy of the DC internal resistance is lowered, it may be 0.05 CA or more. preferable.
By using this data table format, it is possible to perform the deterioration determination more easily by comparing the calculated value and the data table value.
充放電装置21は、情報処理装置(情報処理部)22の制御の下、セル12毎のSOCのばらつきを解消するための均等充電(回復充電、リフレッシュ充電を含む)を組電池11に行ったり、情報処理装置22の指示に基づく電流値で組電池11を放電または充電させたりする。この充放電装置21は、公知の充放電装置を適用することが可能である。
The charge /
次に、この電池劣化判定装置10の動作を説明する。
図4はこの電池劣化判定装置10の動作を示すフローチャートである。
図4に示すように、この電池劣化判定装置10において、まず、情報処理装置22の処理部25は、予め定められたスケジュールに従って充放電装置21により均等充電を行って組電池11を満充電にする(ステップS11:充電工程)。
次に、処理部25は、充放電装置21によって組電池11の放電を行う(ステップS12:放電工程)。この場合、処理部25は、測定部24によって測定される電流値を積算することによって放電量を算出し、この放電量を監視することによって、組電池11のSOC(充電状態)を目標値Sxに調整する。
Next, operation | movement of this battery
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the battery
As shown in FIG. 4, in the battery
Next, the
次いで、処理部25は、ステップS12でSOCを目標値Sxに調整した組電池11を、充放電装置21によって目標電流値Ixで放電または充電させ、このときの電圧を測定部24によって測定する(ステップS13:電圧測定工程)。
続いて、処理部25は、この電圧の測定結果から分極電圧ΔVを求め、この値から直流内部抵抗Rを算出する(ステップS14)、この直流内部抵抗Rに基づいて組電池11の劣化状態を判定する(ステップS15:判定工程)。以上が電池劣化判定装置10による劣化判定処理である。
Next, the
Subsequently, the
一般に、鉛蓄電池はPSOC状態での使用を続けると、負極のサルフェーションが進行し、短寿命となる傾向がある。
本構成では、予め定めたスケジュールに従って均等充電を行うので、鉛蓄電池で構成される組電池11は、定期的に均等充電される。このため、一端、各セル12の負極板表面に生成した硫酸鉛を、海綿状の金属鉛に戻すことができる。従って、サルフェーション進行が抑えられ、SOCを100%に戻し、運用中に生じたSOCの誤差をリセットし易くなる。
また、この均等充電は、定期的に実施される均等充電のタイミングを利用することで、劣化判定の最初の均等充電のステップS11を省くことができる。
In general, when a lead-acid battery continues to be used in the PSOC state, sulfation of the negative electrode proceeds and the life tends to be short.
In this structure, since equal charge is performed according to a predetermined schedule, the assembled
Moreover, this equal charge can omit step S11 of the first equal charge of the deterioration determination by utilizing the timing of the equal charge performed periodically.
また、上記ステップS12において、処理部25は、目標値Sxを50〜95%の範囲内の値に設定している。
ここで、一例として2V−1000Ah(10時間率容量)のサイクル用鉛蓄電池をSOC調整するまでの時間とSOC調整後の残存容量を表1に示す。
In step S12, the
Here, as an example, Table 1 shows the time until the SOC adjustment of a 2V-1000 Ah (10 hour rate capacity) cycle lead storage battery and the remaining capacity after the SOC adjustment.
発明者等の検討によれば、SOC95%超では、鉛蓄電池の充電時に大きく分極するため、組電池11として運用中の上限電圧に到達し易くなり、劣化状態を正しく判定することが難しくなる。また、電力安定化のためには組電池11が常に充放電できるSOCであることが必要になるが、鉛蓄電池のSOCが95%超では充電の受け入れ量が少な過ぎ、電力安定化に不利になることが分かった。
一方、SOCが40%では、鉛蓄電池を満充電から目的のSOCに調整するまでに時間がかかり過ぎるため好ましくない。また、未劣化の電池ではSOC40%でも残存容量があるため充放電しても問題ないが、初期容量の70%の容量まで劣化した電池では、SOC40%のときは残存容量が100Ahとなり、その状態で充放電すると深放電することになり、劣化判定することで鉛蓄電池にダメージを与え、組電池11の寿命が低下してしまうおそれがある。さらに、非常時に放電できる電力量が少なくなってしまう欠点がある。
According to the study by the inventors, when the SOC exceeds 95%, the lead storage battery is largely polarized when charged, so that it becomes easy to reach the upper limit voltage during operation as the assembled
On the other hand, if the SOC is 40%, it takes too much time to adjust the lead storage battery from full charge to the target SOC, which is not preferable. In addition, an undegraded battery has a remaining capacity even if the SOC is 40%, so there is no problem with charging and discharging. However, in a battery deteriorated to a capacity of 70% of the initial capacity, the remaining capacity becomes 100 Ah when the SOC is 40%. If the battery is charged / discharged, the battery will be deeply discharged, and the deterioration determination may cause damage to the lead storage battery, leading to a decrease in the life of the assembled
ステップS12の目標値Sxへの調整を説明する。本実施形態では、劣化前の組電池11の総放電電気量を基準(SOC=100%)とし、この総放電電気量から放電量を減算した値を、現在のSOCと見なし、このSOCが目標値Sxになるまで放電させる。
ここで、組電池11の劣化が進行していない場合は、上記の調整方法によって実際のSOCをほぼ目標値Sxに調整することができる。
一方、組電池11の劣化が進行している場合には、均等充電しても実際のSOCは100%に達しなくなるため、計測したSOCと、実際のSOCとにずれが生じてしまう。例えば、目標値Sxを40%に設定すると、実際のSOCはそれを更に下回ってしまうことになる。
本構成では、上述したように、目標値Sxを50%以上にしているので、実際のSOCとの間にずれが生じたとしても、実際のSOCがかなり低くなってしまうことを回避することができる。従って、電池寿命の低下を抑えることができる。
The adjustment to the target value Sx in step S12 will be described. In the present embodiment, the total discharge electricity amount of the assembled
Here, when the deterioration of the assembled
On the other hand, when the deterioration of the assembled
In the present configuration, as described above, the target value Sx is set to 50% or more, so that even if a deviation occurs from the actual SOC, it is possible to avoid that the actual SOC becomes considerably low. it can. Therefore, a decrease in battery life can be suppressed.
目標値Sxについては、より好ましくは、50〜95%の範囲内のうち、この組電池11が使用される充放電サイクルの中間のSOCが良い。例えば、この組電池11が50〜95%のSOCで運用されている場合には、目標値Sxを、50〜95%の中間値である72.5%に設定することが好ましい。このようにすれば、運用中の常用されるSOCで組電池11の劣化を判定することができ、劣化をより適切に判定することができる。
ここで、目標値Sxの値は、情報処理装置22の記憶部26に予め記憶させても良い。また、これに代えて、情報処理装置22がSOCを監視し、この監視結果に基づいて充放電サイクルの中間のSOCを定期的に求め、目標値Sxに設定するようにしても良い。
About target value Sx, More preferably, in the range of 50 to 95%, the middle SOC of the charge / discharge cycle in which this assembled
Here, the value of the target value Sx may be stored in advance in the
以上より、組電池11を構成する鉛蓄電池12は、SOC50〜95%の範囲のPSOCで運用されることが好ましい。SOCが50%未満であると、鉛蓄電池12の性能劣化が著しくなるためであり、また、SOCが95%より大きいと、他の電力からの充電効率が悪くなるためである。
As mentioned above, it is preferable that the
上記ステップS13において、処理部25は、目標電流値Ixとして、定格放電容量に対する電流を、放電時は0.05〜1.0CAの範囲内の値に設定する。また、充電時は0.05〜0.6CAの範囲内の値に設定する。
発明者等の検討によれば、0.05CA未満では、組電池11を充電または放電したときの分極が小さいため、判定が難しい場合があった。また、放電時は1.0CA超で、放電時の分極が大きく運用中の下限電圧に到達し易くなり、一方、充電時は0.8CA超で、充電時の分極が大きく運用中の上限電圧に到達し易くなり、正しい判定が難しくなった。
In step S13, the
According to the study by the inventors, if it is less than 0.05 CA, the determination may be difficult because the polarization when the assembled
続いて、上記ステップS14の直流内部抵抗Rを算出する工程について説明する。
上記ステップS13で分極電圧ΔVを求めた後、処理部25は、以下の式(1)により分極電圧ΔVから直流内部抵抗Rを算出する。
R=ΔV/Ix ・・・(1)
Subsequently, the step of calculating the DC internal resistance R in step S14 will be described.
After obtaining the polarization voltage ΔV in step S13, the
R = ΔV / Ix (1)
続いて、上記ステップS15において、処理部25は、直流内部抵抗Rを、記憶部26に記憶された劣化判定の閾値Jと比較することによって、組電池11の寿命状態を判定する。
例えば、直流内部抵抗Rが、閾値J(抵抗値)以上であれば、組電池11が寿命になったものと判定する。なお、この劣化判定については、分極電圧ΔVや直流内部抵抗Rに基づいて劣化判定する公知の手法を広く適用可能である。
Subsequently, in step S <b> 15, the
For example, if the DC internal resistance R is equal to or greater than the threshold value J (resistance value), it is determined that the assembled
以上説明したように、本実施の形態では、サイクル用の鉛蓄電池12で構成される組電池11を均等充電により満充電にした後、50〜95%のSOCまで放電させる工程と、0.05〜0.6CAの範囲の電流で充電、または0.05〜1.0CAの範囲の電流で放電させたときの電圧を測定する工程と、この測定電圧から分極電圧ΔVを算出した後、前記分極電圧ΔVから直流内部抵抗Rを算出する工程と、前記電流に対応して予め定められた充電時または放電時の劣化判定の閾値Jとなる直流内部抵抗を示したデータテーブルに基づいて、前記分極電圧から算出した直流内部抵抗Rと、前記閾値Jとなる直流内部抵抗を比較することにより組電池11(サイクル用の鉛蓄電池12)の劣化判定を行う工程と、を備える。
As described above, in the present embodiment, after the assembled
この構成によれば、上述したように、SOCを100%に戻して運用中に生じたSOCの誤差をリセットし、かつ、運用中の上限電圧に到達しない範囲で劣化状態を判定し易くなる。また、満充電から調整するまでに時間がかかり過ぎてしまうことや、SOCを下げすぎて電池寿命を低下させることも回避し易くなる。
これらにより、本構成では、サイクル用の鉛蓄電池12で構成される組電池11の劣化判定精度を向上させることが可能になる。
従って、電力の負荷平準化や太陽光発電などの再生可能エネルギーの平準化などの電力貯蔵用途に用いた場合に、信頼性の高い組電池システムを維持することが可能になる。
According to this configuration, as described above, the SOC is returned to 100%, the SOC error generated during operation is reset, and the deterioration state is easily determined within a range that does not reach the upper limit voltage during operation. Moreover, it becomes easy to avoid that it takes too much time to adjust from full charge and that the SOC is lowered too much to shorten the battery life.
Accordingly, in this configuration, it is possible to improve the deterioration determination accuracy of the assembled
Therefore, it is possible to maintain a highly reliable assembled battery system when used for power storage applications such as power load leveling and leveling of renewable energy such as solar power generation.
さらに、本構成では、均等充電で満充電にした後の放電では、劣化前の組電池11の総放電電気量を基準にして50〜95%のSOCまで放電させるので、SOCの調整がし易い。また、調整後のSOCと実際のSOCとの間にずれが生じても、実際のSOCが過度に低く調整されてしまうことを抑えることも可能である。
また、本構成では、均等充電で満充電にした後の放電では、組電池11が使用される充放電サイクルの中間のSOCまで放電させるので、劣化をより適切に判定することが可能になる。
Furthermore, in this configuration, in the discharge after the full charge is performed by the equal charge, the SOC is discharged to 50 to 95% based on the total discharge electricity amount of the assembled
Further, in this configuration, in the discharge after the full charge is performed by the equal charge, the battery is discharged to the middle SOC of the charge / discharge cycle in which the assembled
なお、上述の実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変形および応用が可能である。例えば、上述の実施形態では、組電池11の劣化判定方法や電池劣化判定装置10に本発明を適用する場合を説明したが、これに限らない。本発明は、複数のセルを有するサイクル用のニッケル・水素蓄電池の劣化判定方法や、その劣化判定装置に広く適用することが可能である。
The above-described embodiment is merely an aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied without departing from the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the deterioration determination method for the assembled
10 蓄電池の劣化判定装置(電池劣化判定装置)
11 組電池
12 セル、蓄電池、鉛蓄電池
21 充放電装置(充放電部)
22 情報処理装置(情報処理部)
23 モニター線
24 測定部
25 処理部
26 記憶部
10 Storage battery deterioration determination device (Battery deterioration determination device)
11 assembled
22 Information processing device (Information processing unit)
23
Claims (5)
前記充放電部により前記蓄電池を所定のSOC(充電状態)まで放電させ、その後、0.05〜0.6CAの範囲の電流で充電、または0.05〜1.0CAの範囲の電流で放電させたときの電圧を測定し、この測定電圧から分極電圧を算出した後、前記分極電圧から直流内部抵抗を算出し、前記電流に対応して予め定められた充電時または放電時の劣化判定の閾値となる直流内部抵抗を示したデータテーブルに基づいて前記分極電圧から算出した直流内部抵抗と、前記閾値となる直流内部抵抗を比較することにより前記蓄電池の劣化判定を行う情報処理部と
を備えることを特徴とする蓄電池の劣化判定装置。 A charge / discharge unit that charges and discharges a storage battery for a cycle that is used in an assembled battery system in which a plurality of storage batteries are connected in series and / or in parallel, and is operated in a PSOC (partial charge state);
The storage battery is discharged to a predetermined SOC (charged state) by the charging / discharging unit, and then charged with a current in the range of 0.05 to 0.6 CA or discharged with a current in the range of 0.05 to 1.0 CA. After measuring the voltage at this time, calculating the polarization voltage from this measurement voltage, calculating the DC internal resistance from the polarization voltage, and a threshold value for deterioration determination at the time of charging or discharging that is predetermined corresponding to the current An information processing unit that determines deterioration of the storage battery by comparing the DC internal resistance calculated from the polarization voltage based on the data table indicating the DC internal resistance to be compared with the DC internal resistance that is the threshold value. An apparatus for determining deterioration of a storage battery.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106405423A (en) * | 2016-06-30 | 2017-02-15 | 南京金邦动力科技有限公司 | Battery monitoring method and system |
CN109874352A (en) * | 2016-05-18 | 2019-06-11 | 日立汽车系统株式会社 | Battery control device |
CN111679200A (en) * | 2020-06-03 | 2020-09-18 | 广州小鹏汽车科技有限公司 | Battery state of charge calibration method and device and vehicle |
WO2020233544A1 (en) * | 2019-05-20 | 2020-11-26 | Oppo广东移动通信有限公司 | Battery test system and method |
WO2022174698A1 (en) * | 2021-02-20 | 2022-08-25 | 青岛特来电新能源科技有限公司 | Health status evaluation method and apparatus for new energy device, medium and prompt terminal |
JP7380974B2 (en) | 2020-07-31 | 2023-11-15 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Overvoltage characteristics evaluation device and overvoltage characteristics evaluation method for batteries |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10145979A (en) * | 1996-11-07 | 1998-05-29 | Nissan Motor Co Ltd | Charging method for lithium ion battery |
WO1999061929A1 (en) * | 1998-05-28 | 1999-12-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Means for estimating charged state of battery and method for estimating degraded state of battery |
JP2001314046A (en) * | 2000-05-01 | 2001-11-09 | Toyota Motor Corp | Charging apparatus and method of battery pack and electric vehicle |
JP2006010501A (en) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | Battery status administration system |
JP2007166789A (en) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Toyota Motor Corp | Method of determining fully charged capacity of secondary battery and determining device thereof |
JP2012208027A (en) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Gs Yuasa Corp | Method for diagnosing deterioration of battery pack |
-
2013
- 2013-06-28 JP JP2013137413A patent/JP2015010962A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10145979A (en) * | 1996-11-07 | 1998-05-29 | Nissan Motor Co Ltd | Charging method for lithium ion battery |
WO1999061929A1 (en) * | 1998-05-28 | 1999-12-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Means for estimating charged state of battery and method for estimating degraded state of battery |
JP2001314046A (en) * | 2000-05-01 | 2001-11-09 | Toyota Motor Corp | Charging apparatus and method of battery pack and electric vehicle |
JP2006010501A (en) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | Battery status administration system |
JP2007166789A (en) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Toyota Motor Corp | Method of determining fully charged capacity of secondary battery and determining device thereof |
JP2012208027A (en) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Gs Yuasa Corp | Method for diagnosing deterioration of battery pack |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109874352A (en) * | 2016-05-18 | 2019-06-11 | 日立汽车系统株式会社 | Battery control device |
CN109874352B (en) * | 2016-05-18 | 2023-03-24 | 日本汽车能源株式会社 | Battery control device |
CN106405423A (en) * | 2016-06-30 | 2017-02-15 | 南京金邦动力科技有限公司 | Battery monitoring method and system |
CN106405423B (en) * | 2016-06-30 | 2019-09-13 | 南京金邦动力科技有限公司 | Battery cell monitoring method and battery monitor system |
WO2020233544A1 (en) * | 2019-05-20 | 2020-11-26 | Oppo广东移动通信有限公司 | Battery test system and method |
CN111679200A (en) * | 2020-06-03 | 2020-09-18 | 广州小鹏汽车科技有限公司 | Battery state of charge calibration method and device and vehicle |
CN111679200B (en) * | 2020-06-03 | 2023-02-10 | 广州小鹏汽车科技有限公司 | Battery state of charge calibration method and device and vehicle |
JP7380974B2 (en) | 2020-07-31 | 2023-11-15 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Overvoltage characteristics evaluation device and overvoltage characteristics evaluation method for batteries |
WO2022174698A1 (en) * | 2021-02-20 | 2022-08-25 | 青岛特来电新能源科技有限公司 | Health status evaluation method and apparatus for new energy device, medium and prompt terminal |
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