JP2016109653A - Storage battery system - Google Patents
Storage battery system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016109653A JP2016109653A JP2014250309A JP2014250309A JP2016109653A JP 2016109653 A JP2016109653 A JP 2016109653A JP 2014250309 A JP2014250309 A JP 2014250309A JP 2014250309 A JP2014250309 A JP 2014250309A JP 2016109653 A JP2016109653 A JP 2016109653A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- storage battery
- voltage measurement
- unit
- voltage
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 473
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 98
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 13
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 description 10
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 102100031476 Cytochrome P450 1A1 Human genes 0.000 description 1
- 102100026533 Cytochrome P450 1A2 Human genes 0.000 description 1
- 101000941690 Homo sapiens Cytochrome P450 1A1 Proteins 0.000 description 1
- 101000855342 Homo sapiens Cytochrome P450 1A2 Proteins 0.000 description 1
- 238000012951 Remeasurement Methods 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
本発明は、産業用などに用いられる蓄電池システムに関する。 The present invention relates to a storage battery system used for industrial use.
近年、風力や太陽光などの再生可能エネルギを利用した発電が広く行われている。こうした発電により得られる電力は、天候などによって大きく変動するため、送配電システムへの影響が大きい。そこで、このような再生可能エネルギを利用した発電を行う発電サイトにおいては、直列や並列に接続された複数の蓄電池セルを用いて発電電力の変動を緩和する蓄電池システムが広く利用されている。 In recent years, power generation using renewable energy such as wind power and sunlight has been widely performed. Since the electric power obtained by such power generation varies greatly depending on the weather and the like, it has a great influence on the power transmission and distribution system. Therefore, in power generation sites that perform power generation using such renewable energy, storage battery systems that reduce fluctuations in generated power using a plurality of storage battery cells connected in series or in parallel are widely used.
昨今では、上記のような蓄電池システムについて、各蓄電池セルの状態を正確に評価することが求められている。そのためには、各蓄電池セルの電圧を同一の電流条件下で測定する必要がある。これに関して、下記の特許文献1には、直列接続された複数の蓄電池で構成される二次電池の内部抵抗の推定方法が開示されている。この方法では、二次電池に対して一定周期の矩形波状電流による充放電を少なくとも2周期以上行い、該充放電期間に流した電流値と、該充放電期間に計測された電圧値群の最大電圧値および最小電圧値とを用いて、二次電池の内部抵抗を推定する。これにより、同時性が確保されたデータが入手できない場合においても、精度良く内部抵抗を推定する。
Nowadays, it is required to accurately evaluate the state of each storage battery cell for the storage battery system as described above. For this purpose, it is necessary to measure the voltage of each storage battery cell under the same current condition. In this regard,
特許文献1に記載の方法は、前述の発電サイトにおいて利用される蓄電池システムのように充放電電流がランダムに逐次変化する場合には、適用することができない。また、蓄電池の個数に対して電圧測定のチャネル数を十分に設けるか、あるいは矩形波を多数のサンプリング点で計測できる程度に高速で切り替えつつ複数チャネルを計測する必要があり、高コスト化とローパスフィルタの設定の制約につながる。
The method described in
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解消するためになされたものである。本発明の主な目的は、充放電電流が逐次変化する場合にも、同時に計測可能な電圧のチャネルが1チャネルのみの安価なハードウェアを用い、略同一の充放電状態とみなせる条件下で各蓄電池セルの電圧を低コストに計測できる蓄電池システムを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art. The main object of the present invention is to use inexpensive hardware with only one channel of voltage that can be measured at the same time, even when the charging / discharging current changes successively, under the conditions that can be regarded as substantially the same charging / discharging state. It is providing the storage battery system which can measure the voltage of a storage battery cell at low cost.
本発明の蓄電池システムは、直列接続された複数の蓄電池セルと、前記各蓄電池セルの電圧を計測する電圧計測部と、前記複数の蓄電池セルに流れる電流を計測する電流計測部と、前記電流計測部により計測された前記電流に基づいて、前記蓄電池セルの電圧計測タイミングを判定する電圧計測タイミング判定部と、前記電圧計測タイミング判定部による前記電圧計測タイミングの判定結果に基づいて、前記電圧計測部に対して前記蓄電池セルの電圧計測指示を出力する電圧計測指示出力部と、を備え、前記電圧計測部は、前記電圧計測指示に応じて前記各蓄電池セルの電圧を計測する。 The storage battery system of the present invention includes a plurality of storage battery cells connected in series, a voltage measurement unit that measures the voltage of each storage battery cell, a current measurement unit that measures a current flowing through the plurality of storage battery cells, and the current measurement. A voltage measurement timing determination unit that determines a voltage measurement timing of the storage battery cell based on the current measured by a unit, and the voltage measurement unit based on a determination result of the voltage measurement timing by the voltage measurement timing determination unit A voltage measurement instruction output unit that outputs a voltage measurement instruction for the storage battery cell, and the voltage measurement unit measures the voltage of each of the storage battery cells according to the voltage measurement instruction.
本発明によれば、充放電電流が逐次変化する場合にも、同時に計測可能な電圧のチャネルが1チャネルのみの安価なハードウェアを用い、略同一の充放電状態とみなせる条件下で各蓄電池セルの電圧を低コストに計測できる蓄電池システムを提供することができる。 According to the present invention, even when the charging / discharging current changes sequentially, each storage battery cell is used under the condition that it can be regarded as substantially the same charging / discharging state by using inexpensive hardware having only one channel of voltage that can be measured simultaneously. It is possible to provide a storage battery system that can measure the voltage of the battery at low cost.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る蓄電池システムの構成を示す図である。図1の蓄電池システムは、複数の蓄電池セル102が直列接続されて構成された蓄電池ストリング101と、複数のモニタノード104と、電流検出器105と、電圧検出器106と、上位コントローラ110とを有する。各モニタノード104と上位コントローラ110とは、有線または無線で接続されている。この蓄電池システムは、たとえば、風力や太陽光などの再生可能エネルギを利用した発電サイトにおいて、発電装置と送配電システムの間に設置され、発電によって得られた電力を送配電システムに出力する際の電力変動を緩和するために利用されるものである。上記以外にも、該ランダムな充放電波形により運用される多数直列の蓄電池を有するシステムであれば、同様に本発明の適用が可能である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a storage battery system according to a first embodiment of the present invention. The storage battery system of FIG. 1 includes a
蓄電池ストリング101における蓄電池セル102の直列接続数は、発電サイトが有する不図示の変圧器やコンバータ装置、送配電システムとの関係性等を考慮して設定される。たとえば、公称電圧が2Vの鉛蓄電池を蓄電池セル102に用いて、これを288個直列に接続することで、蓄電池ストリング101を構成することができる。なお、蓄電池ストリング101において、蓄電池セル102は所定数(図1では6個)ごとにグループ分けされている。図1では、この各グループを蓄電池グループ103として示している。
The number of
モニタノード104は、各蓄電池グループ103に対応して設けられている。各モニタノード104は、対応する蓄電池グループ103の各蓄電池セル102と不図示の電圧検出線を介して接続されており、上位コントローラ110からの電圧計測指示に応じて、各蓄電池セル102の電圧(セル電圧)を測定し、その測定結果を上位コントローラ110に送信する。すなわち、図1の蓄電池システムにおいて、モニタノード104は、蓄電池グループ103内の各蓄電池セル102の電圧を計測する電圧計測部として機能するものである。図1では、各モニタノード104を、蓄電池ストリング101内で上位側(高電位側)の蓄電池グループ103に対応するものから順に、1〜nの番号を付して示している。なお、3番目から(n−1)番目のモニタノード104については、図示を省略している。
The
電流検出器105は、蓄電池ストリング101に流れる電流、すなわち直列接続された複数の蓄電池セル102に共通に流れる電流を検出する。電圧検出器106は、蓄電池ストリング101の総電圧、すなわち直列接続された複数の蓄電池セル102のセル電圧の合計を検出する。電流検出器105と電圧検出器106の検出結果は、それぞれ上位コントローラ110に出力される。
The
上位コントローラ110は、蓄電池ストリング101の充放電に関する制御を行う。また、上位コントローラ110は、蓄電池ストリング101の状態推定を行い、その推定結果に基づく情報を必要に応じて、蓄電池システムの上位に設けられたシステム、たとえば不図示のSCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)システム等に提供する。この情報は、たとえば、蓄電池ストリング101の充電状態(SOC:State Of Charge)を表す情報や、蓄電池ストリング101の健全性状態(SOH:State Of Health)を表す情報などを含む。
The
上位コントローラ110は、電流計測部111、総電圧計測部112、電圧計測タイミング判定部113、電圧計測指示出力部114、電圧計測指示管理部115、単電池電圧受信部116、電池状態保持部117、電池状態推定部118、単電池電圧比較部119を有する。
The
電流計測部111は、電流検出器105の検出結果を所定周期ごと、例えば1秒以下の周期ごとに取り込むことで、蓄電池ストリング101の電流を計測する。電流計測部111で計測された電流値は、電圧計測タイミング判定部113および電池状態推定部118に出力される。
The
総電圧計測部112は、電圧検出器106の検出結果を所定周期ごと、例えば電流計測器と同じ程度か、それより遅い程度の周期ごとに取り込むことで、蓄電池ストリング101の総電圧を計測する。総電圧計測部112で計測された総電圧値は、電池状態推定部118に出力される。
The total
電圧計測タイミング判定部113は、電流計測部111により計測された蓄電池ストリング101の電流に基づいて、蓄電池ストリング101における各蓄電池セル102の電圧計測タイミングを判定する。この判定の方法については、後で詳しく説明する。
The voltage measurement
電圧計測指示出力部114は、電圧計測タイミング判定部113による電圧計測タイミングの判定結果に基づいて、無線通信または不図示の信号線を介した有線通信により、前述の電圧計測指示を各モニタノード104に対して同報的に出力する。この電圧計測指示に応じて、各モニタノード104により、対応する蓄電池グループ103の各蓄電池セル102の電圧測定が行われる。
Based on the determination result of the voltage measurement timing by the voltage measurement
電圧計測指示管理部115は、電圧計測指示出力部114が各モニタノード104に対して出力する電圧計測指示の内容を管理するための部分である。
The voltage measurement
単電池電圧受信部116は、各モニタノード104から送信される蓄電池セル102の電圧計測結果を受信する。
The unit battery
電池状態保持部117は、電池状態推定部118により推定された蓄電池ストリング101の状態を示す様々な情報、たとえば前述のSOCやSOHに関する情報などを記憶保持する。電池状態保持部117に記憶された情報は、必要に応じて読み出される。
The battery state holding unit 117 stores and holds various information indicating the state of the
電池状態推定部118は、電流計測部111により計測された蓄電池ストリング101の電流や、総電圧計測部112により計測された蓄電池ストリング101の総電圧に基づいて、蓄電池ストリング101の状態推定を行う。電池状態推定部118による蓄電池ストリング101の状態推定結果は、電池状態保持部117に記録される。
The battery
単電池電圧比較部119は、単電池電圧受信部116により受信された各モニタノード104による蓄電池セル102の電圧計測結果の比較を行う。たとえば、蓄電池ストリング101を構成する全ての蓄電池セル102のセル電圧同士を相対的に比較したり、過去から現在までに測定された各蓄電池セル102のセル電圧同士を比較したりする。このとき必要に応じて、温度や電流等に基づいて各蓄電池セル102の電圧計測結果を適宜補正してもよい。また、SOC、温度、電流等に基づいて、同一または類似の条件下で得られたセル電圧同士を抽出して比較してもよい。この比較の結果に基づいて、単電池電圧比較部119は、各蓄電池セル102が正常であるか異常であるかを判断することができる。その結果、蓄電池ストリング101内に異常な蓄電池セル102が存在すると判断した場合、単電池電圧比較部119は、その旨を前述の上位システムに通知したり、所定の警報を出力したりすることが好ましい。
The single battery
図2は、モニタノード104の構成を示す図である。各モニタノード104は、電圧計測指示受信部131、電圧計測タイミング管理部132、マルチプレクサ133、A/D変換部134、計測値保持部135、計測値送信部136を有する。
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the
電圧計測指示受信部131は、図1に示した上位コントローラ110の電圧計測指示出力部114から送信された電圧計測指示を受信する。
The voltage measurement
電圧計測タイミング管理部132は、電圧計測指示受信部131により受信された電圧計測指示に基づいて、セル電圧の計測タイミングの制御を行うと共に、計測対象とする蓄電池セル102を決定し、その結果に応じてマルチプレクサ133が使用する計測チャネルの指示を行う。
The voltage measurement
マルチプレクサ133は、複数の計測チャネルを有している。マルチプレクサ133の各計測チャネルはそれぞれ、同一の蓄電池グループ103内で直列接続された各蓄電池セル102の両極端子に接続されている。マルチプレクサ133は、電圧計測タイミング管理部132の指示に応じて、計測チャネルの切り替えを行う。これにより、当該モニタノード104が対応する蓄電池グループ103を構成する複数の蓄電池セル102の中から、セル電圧の測定対象とする蓄電池セルが逐次選択され、その蓄電池セルの電圧がマルチプレクサ133を介してA/D変換部134に出力される。
The
A/D変換部134は、電圧計測タイミング管理部132の制御に応じて、マルチプレクサ133で選択された計測チャネルに対応する蓄電池セル102の電圧をアナログ値からデジタル値に変換する。A/D変換部134には、所望のフィルタ特性を有するフィルタ回路が併設されており、蓄電池セル102の電圧を計測する際には、このフィルタ回路により不要なノイズ成分が除去される。なお、フィルタ回路は、アナログフィルタとしてA/D変換部134の前段に設けられていてもよく、あるいは、デジタルフィルタとしてA/D変換部134の後段に設けられていてもよい。さらに、アナログフィルタとデジタルフィルタの両方を併用してもよい。
The A /
以上説明したような各部分の動作により、モニタノード104において、上位コントローラ110からの電圧計測指示に応じて、蓄電池グループ103の各蓄電池セル102の電圧が順次測定される。計測値保持部135は、こうして得られた各蓄電池セル102の電圧計測値を格納して記憶保持する。
By the operation of each part as described above, the
計測値送信部136は、計測値保持部135に記憶保持された各蓄電池セル102の電圧計測値を所定のタイミングで読み出し、上位コントローラ110に送信する。計測値送信部136による電圧計測値の送信タイミングは、上位コントローラ110の指示に応じて決定してもよいし、計測値送信部136自身が決定してもよい。たとえば、蓄電池グループ103を構成する全ての蓄電池セル102あるいは一部の蓄電池セル102の電圧測定を終了したら、その測定結果を計測値送信部136から上位コントローラ110に送信する。このとき適宜他のモニタノードと時間差をつけ輻輳を避けてもよい。スロッテドアロハ方式のような簡易的な制御を用いてもよい。あるいは、複数回の測定結果を計測値保持部135に格納しておき、まとめて送信するようにしてもよい。さらに、図1の単電池電圧比較部119をモニタノード104内に設け、この単電池電圧比較部119による各蓄電池セル102の電圧比較結果を計測値送信部136から上位コントローラ110に送信するようにしてもよい。
The measurement
次に、図3、図4および図5を用いて、図1の電圧計測タイミング判定部113の動作を説明する。図3は、電圧計測タイミング判定部113が行う電圧計測タイミング判定処理の概要を示すブロック図である。図3に示すように、電圧計測タイミング判定部113は、計測データ処理部155、閾値保持部156および判定演算部157を機能的に有する。
Next, the operation of the voltage measurement
計測データ処理部155には、計測データとして、電流計測部111により計測された蓄電池ストリング101の電流値等が入力される。計測データ処理部155は、この計測データに基づいて所定の演算処理を行い、処理結果を判定演算部157に出力する。
The measurement
閾値保持部156には、判定演算部157において実行される判定演算に用いるための所定の閾値が記憶保持されている。閾値保持部156は、この閾値を判定演算部157に出力する。
The
判定演算部157は、計測データ処理部155による計測データの処理結果と、閾値保持部156により記憶された閾値とに基づいて、所定の判定演算を行い、その判定結果を出力する。判定演算部157による判定結果は、電圧計測タイミング判定部113により行われた電圧計測タイミング判定処理の結果として、図1の電圧計測指示出力部114に出力される。
The
ここで、判定演算部157が行う判定演算の具体例について説明する。判定演算部157は、たとえば、総電圧計測部112により計測された蓄電池ストリング101の総電圧に基づいて判定演算を行うことができる。具体的には、蓄電池ストリング101の総電圧の変動幅が閾値として定めた所定の電圧範囲内であるか否かを判断し、電圧範囲内であれば、蓄電池セル102の電圧計測タイミングであると判定する。すなわち、蓄電池ストリング101の総電圧がほぼ一定であれば、蓄電池ストリング101を構成する各蓄電池セル102の電圧もほぼ一定であると判断できる。そのため、このような条件を満たすときには、蓄電池セル102の電圧計測が可能であると判定することができる。この場合、計測データ処理部155には、計測データとして、総電圧計測部112により計測された蓄電池ストリング101の総電圧が入力される。また、閾値保持部156には、上記の電圧範囲が閾値として記憶保持される。
Here, a specific example of the determination calculation performed by the
または、判定演算部157は、電流計測部111により計測された蓄電池ストリング101の電流に基づいて判定演算を行うこともできる。具体的には、蓄電池ストリング101の電流の絶対値が電流計測系のノイズフロアの絶対値の5倍以内、または電流の変動幅が閾値として定めた所定の電流範囲内であるか否かを判断し、いずれかの条件を満たす場合は、蓄電池セル102の電圧計測タイミングであると判定する。この場合、計測データ処理部155には、計測データとして、電流計測部111により計測された蓄電池ストリング101の電流が入力される。また、閾値保持部156には、上記の電流範囲が閾値として記憶保持される。
Alternatively, the
さらに別の例として、判定演算部157は、電流計測部111により計測された蓄電池ストリング101の電流の時系列データに基づいて判定演算を行うこともできる。その具体例を、以下に図4、図5を用いて説明する。
As yet another example, the
図4は、蓄電池ストリング101の電流の時系列データに基づいて電圧計測タイミング判定部113が行う電圧計測タイミング判定処理の詳細を示すブロック図である。図4に示すように、電圧計測タイミング判定部113は、一次遅れ演算部160および161、第一時定数保持部162、第二時定数保持部163、差算出部164、第一閾値保持部165、比較部166、第二閾値保持部167、比較部168、論理積演算部169を機能的に有する。なお、一次遅れ演算部160および161、第一時定数保持部162、第二時定数保持部163および差算出部164は、図3の計測データ処理部155に対応するものである。また、第一閾値保持部165および第二閾値保持部167は、図3の閾値保持部156に対応するものであり、比較部166,168および論理積演算部169は、図3の判定演算部157に対応するものである。
FIG. 4 is a block diagram illustrating details of the voltage measurement timing determination process performed by the voltage measurement
一次遅れ演算部160は、計測データとして入力された蓄電池ストリング101の電流の時系列データに基づいて、第一時定数保持部162に記憶保持された第一の時定数に応じた一次遅れ演算を行い、その演算結果を第一の判定用演算値として差算出部164に出力する。同様に、一次遅れ演算部161は、計測データとして入力された蓄電池ストリング101の電流の時系列データに基づいて、第二時定数保持部163に記憶保持された第一の時定数に応じた一次遅れ演算を行い、その演算結果を第二の判定用演算値として差算出部164に出力する。
The primary
ここで、第一時定数保持部162に記憶保持された第一の時定数と、第二時定数保持部163に記憶保持された第二の時定数とを比較すると、第一の時定数の方が短く、第二の時定数の方が長い。すなわち、一次遅れ演算部160は、入力された電流の時系列データに対して、一次遅れ演算部161よりも短い時定数を用いた一次遅れ演算を行うことで、第一の判定用演算値を求める。反対に、一次遅れ演算部161は、入力された電流の時系列データに対して、一次遅れ演算部160よりも長い時定数を用いた一次遅れ演算を行うことで、第二の判定用演算値を求める。このようにして、一次遅れ演算部160、161は、図1の電流計測部111により計測された蓄電池ストリング101の電流の時系列データに基づいて、互いに時定数の異なる判定用演算値をそれぞれ算出することができる。
Here, when the first time constant stored and held in the first temporary
なお、一次遅れ演算部160、161では、様々な演算方法により一次遅れ演算をそれぞれ実現することができる。たとえば、所定の演算式を用いた演算処理で実現してもよいし、ローパスフィルタを用いて実現してもよい。また、一次遅れ演算を行う代わりに移動平均を算出しても類似の効果が得られる。これ以外にも、任意の演算方法を利用して、互いに時定数の異なる2つの判定用演算値を算出することができる。このとき、演算方式により、判定用閾値は適宜変更してもよい。
Note that the first-order
差算出部164は、一次遅れ演算部160で求められた第一の判定用演算値と、一次遅れ演算部161で求められた第二の判定用演算値との差を算出する。差算出部164により求められた第一の判定用演算値と第二の判定用演算値との差は、比較部166に出力される。
The
比較部166は、差算出部164で求められた第一の判定用演算値と第二の判定用演算値との差と、第一閾値保持部165に記憶保持された所定の第一の閾値とを比較し、その比較結果を論理積演算部169に出力する。具体的には、第一の判定用演算値と第二の判定用演算値との差が第一の閾値以上であれば、比較部166は論理値「1」を出力し、第一の判定用演算値と第二の判定用演算値との差が第一の閾値未満であれば、比較部166は論理値「0」を出力する。
The
比較部168は、計測データとして入力された蓄電池ストリング101の電流値と、第二閾値保持部167に記憶保持された所定の第二の閾値とを比較し、その比較結果を論理積演算部169に出力する。具体的には、電流値が第二の閾値以上であれば、比較部168は論理値「1」を出力し、電流値が第二の閾値未満であれば、比較部166は論理値「0」を出力する。
The
論理積演算部169は、比較部166での比較結果と比較部168での比較結果との論理積を演算し、その演算結果を、図1の電圧計測タイミング判定部113による電圧計測タイミングの判定結果として出力する。すなわち、比較部166からの論理値が「1」であり、かつ比較部168からの論理値が「1」であれば、論理積演算部169は、蓄電池セル102の電圧計測タイミングであることを示す論理値「1」を出力する。それ以外の場合、論理積演算部169は、蓄電池セル102の電圧計測タイミングではないとして、論理値「0」を出力する。
The AND
電圧計測タイミング判定部113は、電流計測部111により計測された蓄電池ストリング101の電流の時系列データに基づいて、以上説明したような電圧計測タイミング判定処理を行う。これにより、時定数の異なる複数の判定用演算値を算出し、その差が所定の第一の閾値以上であり、かつ電流の計測値が所定の第二の閾値以上であるときに、蓄電池セル102の電圧計測タイミングであると判定することができる。
The voltage measurement
なお、上記の説明では、一次遅れ演算部160、161により時定数の異なる2つの判定用演算値を算出し、その差に基づいて電圧計測タイミングを判定する例を説明したが、時定数の異なる3つ以上の判定用演算値を算出し、これらの差に基づいて電圧計測タイミングを判定してもよい。その場合、判定用演算値の組み合わせごとに差分を算出し、その全てが所定の閾値以上であるか否かを判定してもよいし、いずれかの組み合わせについて算出した差分が所定の閾値以上であるか否かを判定してもよい。さらに、図4の比較部168において、計測データとして入力された蓄電池ストリング101の電流値の代わりに、複数の判定用演算値のいずれかを用いてもよい。
In the above description, the example in which two determination calculation values having different time constants are calculated by the first-order
図5は、図4に示したCP1〜CP7の各チェックポイントにおける観測波形の例を示す図である。図5において、図中に実線で示したチェックポイントCP1での観測波形171は、電圧計測タイミング判定部113に計測データとして入力される蓄電池ストリング101の電流値を表している。また、図中に太線で示したチェックポイントCP2での観測波形172は、一次遅れ演算部160から出力される第一の判定用演算値を表しており、図中に破線で示したチェックポイントCP3での観測波形173は、一次遅れ演算部161から出力される第二の判定用演算値を表している。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of observed waveforms at the check points CP1 to CP7 illustrated in FIG. In FIG. 5, an observed
観測波形172と観測波形173の間の差分174は、第一の判定用演算値と第二の判定用演算値との差を表しており、これは図5に示すように、チェックポイントCP4で観測される差算出部164の出力に相当する。また、図中に示した所定の大きさの閾値175は、チェックポイントCP5で観測される第一閾値保持部165の出力に相当し、これは比較部166において差算出部164の出力と比較される第一の閾値を表している。すなわち、差分174の大きさが第一の閾値175以上のときに、比較部166から論理値「1」が出力される。
The
図中に示した所定の大きさの閾値176は、チェックポイントCP6で観測される第二閾値保持部167の出力に相当し、これは比較部168において蓄電池ストリング101の電流値と比較される第二の閾値を表している。すなわち、観測波形171の値が第二の閾値176以上のときに、比較部168から論理値「1」が出力される。
The
チェックポイントCP7での観測波形177は、電圧計測タイミング判定部113による電圧計測タイミングの判定結果として論理積演算部169から出力される判定値を表している。この観測波形177は、差分174が第一の閾値175以上となることで比較部166から論理値「1」が出力されており、かつ、観測波形171が第二の閾値176以上となることで比較部168から論理値「1」が出力されているときには、オン状態(Hレベル)となる。図5では、時刻t1から時刻t2までの期間、時刻t3から時刻t4までの期間、時刻t5から時刻t6までの期間、および時刻t7から時刻t8までの期間において、観測波形177の値がそれぞれオン状態となっている。一方、これ以外の期間では、上記の条件を満たしていないため、観測波形177の値がオフ状態(Lレベル)となっている。
An observed
図1の電圧計測指示出力部114は、以上説明したようにして電圧計測タイミング判定部113により判定された電圧計測タイミングに応じて、各モニタノード104に電圧計測指示を同報的に出力する。このとき、電圧計測指示管理部115により、各モニタノード104において対応する蓄電池グループ103の中でどの蓄電池セル102をセル電圧の測定対象とするかを決定し、その蓄電池セル102を指定するための情報を電圧計測指示と併せて送信する。
The voltage measurement
図6は、電圧計測指示出力部114からの電圧計測指示の出力タイミングと各モニタノード104でのセル電圧の計測タイミングとの関係を表すタイミングチャートである。図6において、最上段部分に示す波形177は、図5に示したチェックポイントCP7での観測波形177と同じものであり、電圧計測タイミング判定部113から出力される電圧計測タイミングの判定結果の一例を表している。図6のタイミングチャートでは、この波形177に例示した電圧計測タイミングの判定結果に対する電圧計測指示とセル電圧測定のタイミングを示している。
FIG. 6 is a timing chart showing the relationship between the output timing of the voltage measurement instruction from the voltage measurement
図6の波形180は、電圧計測指示出力部114からの電圧計測指示の出力タイミングを表しており、波形181、182、183は、各モニタノード104でのセル電圧の測定タイミングを表している。なお、図6では、最上位の蓄電池グループ103に対応するモニタノード104(モニタノード1)と、上位から二番目の蓄電池グループ103に対応するモニタノード104(モニタノード2)と、最下位(上位からn番目)の蓄電池グループ103に対応するモニタノード104(モニタノードn)とについて、これらのセル電圧の測定タイミングを波形181〜183にそれぞれ示している。一方、3番目から(n−1)番目のモニタノード104については、図示を省略している。
A
時刻t1において、波形177に示すように電圧計測タイミング判定部113の出力がオンになると、電圧計測指示出力部114は、波形180に示すように、時刻t1から時刻t11までの期間、各モニタノード104に対して電圧計測指示を同報的に出力する。このとき電圧計測指示管理部115は、各蓄電池グループ103の蓄電池セル102に対して予め設定された計測順序に従って、計測順序が1番目の蓄電池セル102が電圧計測対象であることを電圧計測指示出力部114に通知する。電圧計測指示出力部114は、電圧計測指示管理部115からの通知に基づいて、各モニタノード104が対応する蓄電池グループ103の中で計測順序が1番目の蓄電池セル102を電圧計測対象として指定するための情報を付加して、各モニタノード104に電圧計測指示を出力する。
When the output of the voltage measurement
各モニタノード104は、電圧計測指示出力部114から電圧計測指示を受信すると、波形181〜183に示すように、対応する蓄電池グループ103の中で指定された蓄電池セル102の電圧測定を行う。ここでは、受信した電圧計測指示に付加された情報に基づいて、時刻t11から所定の電圧計測時間tvを経過するまでの期間、計測順序が1番目の蓄電池セル102の電圧を計測する。
When each
一方、電圧計測指示出力部114が時刻t11において電圧計測指示の出力を終えると、電圧計測指示管理部115は、その時点から上記の電圧計測時間tvを経過するまでの期間、電圧計測タイミング判定部113の出力がオン状態に維持されていたか否かを判定する。その結果、オン状態に維持されていた場合は、指定した蓄電池セル102の電圧計測が正しいタイミングで行われたものと判断して、次回の電圧計測タイミングでは次の蓄電池セル102を電圧計測対象に指定することを電圧計測指示出力部114に通知する。反対に、電圧計測タイミング判定部113の出力がオン状態に維持されていなかった場合は、指定した蓄電池セル102の電圧計測が正しいタイミングで行われなかったものと判断して、次回の電圧計測タイミングでは同じ蓄電池セル102を再び電圧計測対象に指定することを電圧計測指示出力部114に通知する。
On the other hand, when the voltage measurement
図6の例では、波形177に示すように、時刻t11から電圧計測時間tvを経過するまでの期間、電圧計測タイミング判定部113の出力がオン状態に維持されている。そのため、電圧計測指示管理部115は、次回の電圧計測タイミングでは計測順序が2番目の蓄電池セル102が電圧計測対象であることを電圧計測指示出力部114に通知する。すると電圧計測指示出力部114は、電圧計測指示管理部115からの通知に基づいて、時刻t11に電圧計測時間tvを加えた時点から時刻t12までの期間、各モニタノード104が対応する蓄電池グループ103の中で計測順序が2番目の蓄電池セル102を電圧計測対象として指定するための情報を付加して、各モニタノード104に電圧計測指示を出力する。この電圧計測指示を受信することで、各モニタノード104は、時刻t12から電圧計測時間tvを経過するまでの期間、計測順序が2番目の蓄電池セル102の電圧計測を行う。
In the example of FIG. 6, as indicated by a
電圧計測指示出力部114が時刻t12において電圧計測指示の出力を終えると、電圧計測指示管理部115は、時刻t11と同様の判定を行う。図6の例では、電圧計測時間tvが終了した後の時刻t2において、電圧計測タイミング判定部113の出力がオン状態からオフ状態に切り替わっている。そのため、電圧計測指示管理部115は、次回の電圧計測タイミングでは計測順序が3番目の蓄電池セル102が電圧計測対象であることを電圧計測指示出力部114に通知する。この場合、時刻t2で電圧計測タイミング判定部113の出力がオン状態からオフ状態に切り替わるため、電圧計測指示出力部114は、次の電圧計測指示を出力せずに待機する。
When the voltage measurement
時刻t3において電圧計測タイミング判定部113の出力が再びオンになると、電圧計測指示出力部114は、時刻t3から時刻t31までの期間、各モニタノード104に対して電圧計測指示を同報的に出力する。このとき電圧計測指示管理部115は、前回の判定結果により、計測順序が3番目の蓄電池セル102が電圧計測対象であることを電圧計測指示出力部114に通知する。電圧計測指示出力部114は、電圧計測指示管理部115からの通知に基づいて、各モニタノード104が対応する蓄電池グループ103の中で計測順序が3番目の蓄電池セル102を電圧計測対象として指定するための情報を付加して、各モニタノード104に電圧計測指示を出力する。
When the output of the voltage measurement
各モニタノード104は、電圧計測指示出力部114から電圧計測指示を受信すると、対応する蓄電池グループ103の中で指定された蓄電池セル102の電圧測定を行う。ここでは、受信した電圧計測指示に付加された情報に基づいて、時刻t31から所定の電圧計測時間tvを経過するまでの期間、計測順序が3番目の蓄電池セル102の電圧を計測する。
Each
電圧計測指示出力部114が時刻t31において電圧計測指示の出力を終えると、電圧計測指示管理部115は、時刻t11やt12と同様の判定を行う。図6の例では、電圧計測時間tvが終了する前の時刻t4において、電圧計測タイミング判定部113の出力がオン状態からオフ状態に切り替わっている。そのため、電圧計測指示管理部115は、次回の電圧計測タイミングでは計測順序が3番目の蓄電池セル102が再び電圧計測対象であることを電圧計測指示出力部114に通知する。
When the voltage measurement
時刻t5において電圧計測タイミング判定部113の出力が再びオンになると、電圧計測指示出力部114は、時刻t5から時刻t51までの期間、各モニタノード104に対して電圧計測指示を同報的に出力する。このとき電圧計測指示管理部115は、前回の判定結果により、計測順序が3番目の蓄電池セル102が電圧計測対象であることを電圧計測指示出力部114に通知する。電圧計測指示出力部114は、電圧計測指示管理部115からの通知に基づいて、各モニタノード104が対応する蓄電池グループ103の中で計測順序が3番目の蓄電池セル102を電圧計測対象として指定するための情報を付加して、各モニタノード104に電圧計測指示を出力する。
When the output of the voltage measurement
各モニタノード104は、電圧計測指示出力部114から電圧計測指示を受信すると、対応する蓄電池グループ103の中で指定された蓄電池セル102の電圧測定を行う。ここでは、受信した電圧計測指示に付加された情報に基づいて、時刻t51から所定の電圧計測時間tvを経過するまでの期間、計測順序が3番目の蓄電池セル102の電圧を再計測する。
Each
電圧計測指示出力部114が時刻t51において電圧計測指示の出力を終えると、電圧計測指示管理部115は前述の判定を行う。図6の例では、電圧計測時間tvが終了した後の時刻t6において、電圧計測タイミング判定部113の出力がオン状態からオフ状態に切り替わっている。そのため、電圧計測指示管理部115は、次回の電圧計測タイミングでは計測順序が4番目の蓄電池セル102が電圧計測対象であることを電圧計測指示出力部114に通知する。
When the voltage measurement
時刻t7において電圧計測タイミング判定部113の出力が再びオンになると、電圧計測指示出力部114は、各モニタノード104に対する電圧計測指示の出力を開始する。このとき電圧計測指示管理部115は、前回の判定結果により、計測順序が4番目の蓄電池セル102が電圧計測対象であることを電圧計測指示出力部114に通知する。電圧計測指示出力部114は、電圧計測指示管理部115からの通知に基づいて、各モニタノード104が対応する蓄電池グループ103の中で計測順序が4番目の蓄電池セル102を電圧計測対象として指定するための情報を付加して、各モニタノード104に電圧計測指示を出力する。
When the output of the voltage measurement
電圧計測指示の出力中、波形177、180に示すように、時刻t8において電圧計測タイミング判定部113の出力がオン状態からオフ状態に切り替わると、電圧計測指示出力部114は、当該電圧計測指示が無効であることを示すフラグ情報を付加する。このフラグ情報が付与された電圧計測指示を電圧計測指示出力部114から受信した場合、各モニタノード104は、蓄電池セル102の電圧測定を行わずに待機する。
During the output of the voltage measurement instruction, as shown in the
以上説明したようにして、電圧計測指示出力部114から各モニタノード104に対して電圧計測指示が同報的に出力され、これに応じて、各モニタノード104において蓄電池セル102の電圧計測が順次行われる。これを繰りかえすことで、各蓄電池グループ103内の全ての蓄電池セル102の電圧が計測されたら、各モニタノード104は、時刻t91、t92、t93において、記憶保持した各蓄電池セル102の電圧計測結果を上位コントローラ110に送信する。
As described above, a voltage measurement instruction is output from the voltage measurement
なお、上記の説明では、電圧計測指示の出力後、所定の電圧計測時間tvが終了するまで電圧計測タイミング判定部113の出力がオン状態に維持されなかった場合、電圧計測指示管理部115から電圧計測指示出力部114に対して、次回の電圧計測タイミングでは同じ蓄電池セル102を再び電圧計測対象に指定することを通知するようにした。しかし、このようにはせず、電圧計測指示出力部114から各モニタノード104に対して、セル電圧の計測を中止または計測結果を無効とする指示を同報的に送信してもよい。このようにすれば、各モニタノード104において、次回のセル電圧測定時までマルチプレクサ133の計測チャネルをそのまま保持することができる。そのため、フィルタの位相遅れやマルチプレクサの切り替え時間など、計測チャネルの切り替えに伴って生じる測定時のタイムラグを抑制することができる。
In the above description, if the output of the voltage measurement
また、電圧計測指示出力部114から各モニタノード104に対して電圧計測指示を出力する際に、任意のモニタノード104を指定できるようにしてもよい。このようにすれば、特定のモニタノード104がセル電圧の計測を失敗した場合などに、当該モニタノード104を指定してセル電圧を再計測させ、その結果を上位コントローラ110に送信させることができる。そのため、セル電圧の再計測に伴う消費電力量の増加や、計測結果の再送信に伴う通信トラフィック量の増加などを抑制することができる。
Further, when a voltage measurement instruction is output from the voltage measurement
次に、電圧計測タイミング判定部113による電圧計測タイミングの判定結果について説明する。図7は、電圧計測タイミングの判定結果の検証に用いた処理機構の詳細を示すブロック図である。図7に示すように、SOC算出部256、スイッチ257、電流積算部258、変化抽出部259および合成部260を用いて、電圧計測タイミング判定部113が行った電圧計測タイミングの判定結果を検証した。
Next, the determination result of the voltage measurement timing by the voltage measurement
SOC算出部256は、各蓄電池セル102の電流、電圧および温度の計測値に基づいて、蓄電池ストリング101のSOC(以下、計測SOCと称する)を算出する。
The
スイッチ257は、電圧計測タイミング判定部113の判定結果に応じて開閉制御され、SOC算出部256から合成部260への計測SOCの出力を禁止または許可する。具体的には、電圧計測タイミング判定部113により電圧計測タイミングであると判定されたときには、スイッチ257が開かれる。これにより、SOC算出部256で算出された計測SOCが合成部260へ入力されないようにする。一方、電圧計測タイミング判定部113により電圧計測タイミングではないと判定されたときには、スイッチ257が閉じられる。これにより、SOC算出部256で算出された計測SOCが合成部260へ入力されるようにする。
The
電流積算部258は、蓄電池ストリング101に流れる電流の積算値に基づいて、蓄電池ストリング101のSOC(以下、電流積算SOCと称する)を算出する。
The
変化抽出部259は、電流積算部258により算出された電流積算SOCの変化分を抽出する。変化抽出部259で抽出された電流積算SOCの変化分は、合成部260に入力される。
The
合成部260は、SOC算出部256からスイッチ257を介して入力された計測SOCと、変化抽出部259から入力された電流積算SOCの変化分とを合成し、蓄電池ストリング101のSOC(以下、合成SOCと称する)を求める。具体的には、スイッチ257が閉じられており計測SOCが入力されているときには、合成部260は、計測SOCを合成SOCとして出力する。一方、スイッチ257が開かれており計測SOCが入力されていないときには、合成部260は、電流積算SOCの変化分に基づいて、最後に入力された計測SOCの値を補完し、合成SOCとして出力する。
The
図8は、図7の処理機構を用いて検証した電圧計測タイミング判定部113による電圧計測タイミングの判定結果と蓄電池ストリング101のSOC変化との関係の一例を示した図である。図8において、破線で示したパルス波形191は、図7のチェックポイントCP11で観測される、電圧計測タイミング判定部113による電圧計測タイミングの判定結果を表している。このパルス波形191における各パルス部分(山部分)の幅は、電圧計測タイミングであると判定された期間を表している。これに対して、たとえば符号190に示したプロット点のように、図8において十字マークで示した各プロット点は、図7のチェックポイントCP10で観測される計測SOCを表している。また、破線で示した直線状の波形192は、図7のチェックポイントCP12で観測される電流積算SOCを表している。
FIG. 8 is a diagram showing an example of the relationship between the determination result of the voltage measurement timing by the voltage measurement
図8から、電圧計測タイミング判定部113により電圧計測タイミングであると判定された期間では、計測SOCと電流積算SOCとが略一致している。したがって、当該期間内に計測された各蓄電池セル102の電圧値は、蓄電池ストリング101の充放電電流が逐次変化する場合においても、電池状態を推定する際などには、略同一の充放電状態とみなせる条件下で計測されたものとして取り扱っても差し支えないことが分かる。一方、電圧計測タイミングではないと判定された期間では、計測SOCと電流積算SOCとが乖離している場合があるため、こうした取り扱いをすることができない。
From FIG. 8, the measured SOC and the current integrated SOC substantially match during the period in which the voltage measurement
以上説明したように、電圧計測タイミング判定部113で判定された電圧計測タイミングにおいて、各蓄電池セル102の電流、電圧および温度の計測値に基づいて計測SOCを算出することで、蓄電池ストリング101のSOCを求めることができる。これは、電圧計測タイミングにおいては、各蓄電池セル102の内部抵抗での電圧降下や分極に応じて定まる蓄電池ストリング101の見かけの起電力の値は、各蓄電池セル102の電流、電圧および温度の計測値から求められることを表している。したがって、こうした特性を利用して電圧補正を行うことにより、電圧計測時の蓄電池ストリング101のSOCが異なる場合であっても、各蓄電池セル102の電圧同士を比較することができる。
As described above, at the voltage measurement timing determined by the voltage measurement
以上説明した本発明の第1の実施形態によれば、次の作用効果が得られる。 According to the 1st Embodiment of this invention demonstrated above, the following effect is obtained.
(1)蓄電池システムは、蓄電池ストリング101を構成する直列接続された複数の蓄電池セル102と、各蓄電池セル102の電圧を計測する電圧計測部としてのモニタノード104と、上位コントローラ110とを有する。上位コントローラ110は、複数の蓄電池セル102に流れる電流を計測する電流計測部111と、電流計測部111により計測された電流に基づいて、蓄電池セル102の電圧計測タイミングを判定する電圧計測タイミング判定部113と、電圧計測タイミング判定部113による電圧計測タイミングの判定結果に基づいて、各モニタノード104に対して蓄電池セル102の電圧計測指示を出力する電圧計測指示出力部114とを備える。各モニタノード104は、電圧計測指示出力部114からの電圧計測指示に応じて各蓄電池セル102の電圧を計測する。このようにしたので、充放電電流が逐次変化する場合にも、略同一の充放電状態とみなせる条件下で各蓄電池セル102の電圧を低コストに計測できる。
(1) The storage battery system includes a plurality of
(2)電圧計測タイミング判定部113は、電流計測部111により計測された電流の時系列データに基づいて、電圧計測タイミングを判定することができる。具体的には、電圧計測タイミング判定部113は、電流計測部111により計測された電流の時系列データに基づいて時定数の異なる複数の判定用演算値を算出し、この複数の判定用演算値に基づいて、電圧計測タイミングを判定する。さらに具体的には、電圧計測タイミング判定部113は、図4のブロック図により、差算出部164で求められた第一の判定用演算値と第二の判定用演算値との差、および、計測データとして入力された電流の計測値に基づいて、電圧計測タイミングを判定する。このようにしたので、電圧計測タイミングを適切に判断することができる。
(2) The voltage measurement
(3)電圧計測タイミング判定部113は、比較部166により、差算出部164で求められた第一の判定用演算値と第二の判定用演算値との差と、第一閾値保持部165に記憶保持された所定の第一の閾値とを比較する。また、比較部168により、電流の計測値と、第二閾値保持部167に記憶保持された所定の第二の閾値とを比較する。そして、これらの比較結果に基づいて、第一の判定用演算値と第二の判定用演算値との差が第一の閾値以上であり、かつ電流の計測値が第二の閾値以上であるときに、論理積演算部169において電圧計測タイミングであると判定する。このようにしたので、各蓄電池セル102の電流、電圧、温度の計測値に基づいて算出した計測SOCと電流積算により求めた電流積算SOCとが略一致する期間を、略同一の充放電状態とみなせる電圧計測タイミングとして判定することができる。
(3) The voltage measurement
(4)蓄電池セル102は、蓄電池グループ103として所定数ごとにグループ分けされており、モニタノード104は、各蓄電池グループ103に対応してそれぞれ設けられている。電圧計測指示出力部114は、各モニタノード104に対して、電圧計測指示を同報的に出力する。このようにして、蓄電池グループ103ごとに蓄電池セル102の電圧計測を行うようにしたので、全ての蓄電池セル102の電圧計測を限られた期間内で低コストに行うことができる。
(4) The
(5)電圧計測指示出力部114は、複数の蓄電池セル102の中で各モニタノード104が電圧計測対象とする蓄電池セル102を指定するための情報を付加して、電圧計測指示を出力する。このようにしたので、各モニタノード104において、対応する蓄電池グループ103内で電圧計測対象とする蓄電池セル102を確実に判断して、その蓄電池セル102の電圧計測を行うことができる。
(5) The voltage measurement
(6)上位コントローラ110は、前回の電圧計測指示が所定の電圧計測時間tv以上継続して出力された否かを判定する電圧計測指示管理部115をさらに備える。電圧計測指示出力部114は、この電圧計測指示管理部115の判定結果に基づいて、図6で説明したように、電圧計測指示に付加する情報の内容を決定する。このようにしたので、前回の蓄電池セル102の電圧計測が正しいタイミングで行われたか否かに応じて、今回の電圧計測タイミングにおいて電圧計測対象とする蓄電池セル102を正しく指定することができる。
(6) The
(7)蓄電池システムは、複数の蓄電池セル102と不図示の電圧検出線を介して接続され、少なくとも電圧計測部としての機能を有する各モニタノード104と、各モニタノード104と有線または無線で接続された上位コントローラ110とを備える。第1の実施形態では、図1に示すように、電圧計測タイミング判定部113は、上位コントローラ110内に設けられている。このようにしたので、複数の蓄電池セル102に対する電圧計測タイミングを一つの電圧計測タイミング判定部113でまとめて判定できるため、低コスト化を図ることができる。
(7) The storage battery system is connected to a plurality of
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態では、上位コントローラ110ではなく、各モニタノード104において電圧計測タイミングの判定を行う例を説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, an example in which the voltage measurement timing is determined in each
図9は、本発明の第2の実施形態に係る蓄電池システムの構成を示す図である。図9の蓄電池システムにおいて、図1に示した第1の実施形態に係る蓄電池システムとの違いは、各モニタノード104が単電池電圧計測タイミング判定部123を有する点である。また、上位コントローラ110が電圧計測タイミング判定部113および電圧計測指示管理部115を有しない点と、電圧計測指示出力部114の代わりに電流計測データ送信部124を有する点である。以下では、これらの図1との違いを中心に、図9の蓄電池システムについて説明する。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a storage battery system according to the second embodiment of the present invention. The storage battery system of FIG. 9 is different from the storage battery system according to the first embodiment shown in FIG. 1 in that each
電流計測データ送信部124は、電流計測部111により計測された蓄電池ストリング101の電流計測データを各モニタノード104に送信する。各モニタノード104に設けられた単電池電圧計測タイミング判定部123は、電流計測データ送信部124から送信された電流計測データに基づいて、対応する蓄電池グループ103の各蓄電池セル102の電圧計測タイミングを判定する。この電圧計測タイミングの判定は、第1の実施形態において説明した電圧計測タイミング判定部113での判定処理と同様の方法により行うことができる。
The current measurement
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第2の実施形態と同様に、上位コントローラ110ではなく、各モニタノード104において電圧計測タイミングの判定を行う別の例を説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, as in the second embodiment, another example in which the voltage measurement timing is determined in each
図10は、本発明の第3の実施形態に係る蓄電池システムの構成を示す図である。図10の蓄電池システムにおいて、図9に示した第2の実施形態に係る蓄電池システムとの違いは、各モニタノード104が単電池電圧計測タイミング判定部123に加えて、さらに単電池電流計測部121を有する点である。また、上位コントローラ110が電流計測部111および電流計測データ送信部124を有しない点である。以下では、これらの図9との違いを中心に、図10の蓄電池システムについて説明する。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a storage battery system according to the third embodiment of the present invention. 10 differs from the storage battery system according to the second embodiment shown in FIG. 9 in that each
各モニタノード104に設けられた単電池電流計測部121は、対応する蓄電池グループ103に併設された電流検出器105の検出結果を所定周期ごとに取り込むことで、対応する蓄電池グループ103の各蓄電池セル102の電流を計測する。単電池電圧計測タイミング判定部123は、単電池電流計測部121により計測された各蓄電池セル102の電流計測データを用いて、対応する蓄電池グループ103の各蓄電池セル102の電圧計測タイミングを判定する。この電圧計測タイミングの判定は、第1の実施形態において説明した電圧計測タイミング判定部113での判定処理と同様の方法により行うことができる。
The single battery
なお、本実施形態において、各モニタノード104は、それぞれが有する単電池電流計測部121により得られた別々の電流計測データを用いて、電圧計測タイミングの判定を行う。そのため、電流検出器105や単電池電流計測部121の個体差により、電圧計測タイミングの判定結果がモニタノード104ごとに異なる場合がある。したがって、本実施形態を採用する際には、この点を考慮することが好ましい。
In the present embodiment, each
以上説明した本発明の第2、第3の各実施形態によれば、蓄電池システムは、複数の蓄電池セル102と不図示の電圧検出線を介して接続され、少なくとも電圧計測部としての機能を有する各モニタノード104と、各モニタノード104と有線または無線で接続された上位コントローラ110とを備えており、図9、図10に示すように、単電池電圧計測タイミング判定部123は各モニタノード104内に設けられている。これらの蓄電池システムは、図1に示した第1の実施形態に係る蓄電池システムとは異なり、電圧計測指示出力部114を備えない。このようにしたので、既存の蓄電池システムで用いられる上位コントローラを流用して、本発明の上位コントローラ110を少ない改造で実現することができる。
According to the second and third embodiments of the present invention described above, the storage battery system is connected to the plurality of
また、第2の実施形態による蓄電池システムでは、電流計測部111は上位コントローラ110内に設けられており、単電池電圧計測タイミング判定部123は各モニタノード104内に設けられている。単電池電圧計測タイミング判定部123は、電流計測データ送信部124により上位コントローラ110から送信される電流の計測結果に基づいて、電圧計測タイミングを判定する。このようにしたので、上記のような効果を享受しつつ、各モニタノード104における電圧計測タイミングを確実に一致させることができる。
In the storage battery system according to the second embodiment, the
以上説明した各実施形態や各種の変化例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されない。本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 Each embodiment and various modifications described above are merely examples, and the present invention is not limited to these contents as long as the features of the invention are not impaired. The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
101 蓄電池ストリング
102 蓄電池セル
103 蓄電池グループ
104 モニタノード
105 電流検出器
106 電圧検出器
110 上位コントローラ
111 電流計測部
112 総電圧計測部
113 電圧計測タイミング判定部
114 電圧計測指示出力部
115 電圧計測指示管理部
116 単電池電圧受信部
117 電池状態保持部
118 電池状態推定部
119 単電池電圧比較部
121 単電池電流計測部
123 単電池電圧計測タイミング判定部
124 電流計測データ送信部
131 電圧計測指示受信部
132 電圧計測タイミング管理部
133 マルチプレクサ
134 A/D変換部
135 計測値保持部
136 計測値送信部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記各蓄電池セルの電圧を計測する電圧計測部と、
前記複数の蓄電池セルに流れる電流を計測する電流計測部と、
前記電流計測部により計測された前記電流に基づいて、前記蓄電池セルの電圧計測タイミングを判定する電圧計測タイミング判定部と、
前記電圧計測タイミング判定部による前記電圧計測タイミングの判定結果に基づいて、前記電圧計測部に対して前記蓄電池セルの電圧計測指示を出力する電圧計測指示出力部と、を備え、
前記電圧計測部は、前記電圧計測指示に応じて前記各蓄電池セルの電圧を計測する蓄電池システム。 A plurality of battery cells connected in series;
A voltage measuring unit for measuring the voltage of each storage battery cell;
A current measuring unit for measuring a current flowing through the plurality of storage battery cells;
A voltage measurement timing determination unit that determines a voltage measurement timing of the storage battery cell based on the current measured by the current measurement unit;
A voltage measurement instruction output unit that outputs a voltage measurement instruction of the storage battery cell to the voltage measurement unit based on a determination result of the voltage measurement timing by the voltage measurement timing determination unit;
The said voltage measurement part is a storage battery system which measures the voltage of each said storage battery cell according to the said voltage measurement instruction | indication.
前記電圧計測タイミング判定部は、前記電流計測部により計測された前記電流の時系列データに基づいて、前記電圧計測タイミングを判定する蓄電池システム。 The storage battery system according to claim 1,
The voltage measurement timing determination unit is a storage battery system that determines the voltage measurement timing based on time-series data of the current measured by the current measurement unit.
前記電圧計測タイミング判定部は、前記電流計測部により計測された前記電流の時系列データに基づいて時定数の異なる複数の判定用演算値を算出し、前記複数の判定用演算値に基づいて、前記電圧計測タイミングを判定する蓄電池システム。 The storage battery system according to claim 2,
The voltage measurement timing determination unit calculates a plurality of determination calculation values having different time constants based on the time series data of the current measured by the current measurement unit, and based on the plurality of determination calculation values, A storage battery system for determining the voltage measurement timing.
前記電圧計測タイミング判定部は、前記複数の判定用演算値の差および前記電流の計測値に基づいて、前記電圧計測タイミングを判定する蓄電池システム。 The storage battery system according to claim 3,
The voltage measurement timing determination unit is a storage battery system that determines the voltage measurement timing based on a difference between the plurality of determination calculation values and a measured value of the current.
前記電圧計測タイミング判定部は、前記複数の判定用演算値の差が所定の第一の閾値以上であり、かつ前記電流の計測値が所定の第二の閾値以上であるときに、前記電圧計測タイミングであると判定する蓄電池システム。 The storage battery system according to claim 4,
The voltage measurement timing determination unit is configured to measure the voltage when a difference between the plurality of determination calculation values is equal to or greater than a predetermined first threshold and the current measurement value is equal to or greater than a predetermined second threshold. A storage battery system that determines timing.
前記蓄電池セルは、所定数ごとにグループ分けされており、
前記電圧計測部は、前記蓄電池セルの各グループに対応してそれぞれ設けられており、
前記電圧計測指示出力部は、前記各電圧計測部に対して、前記電圧計測指示を同報的に出力する蓄電池システム。 In the storage battery system according to any one of claims 1 to 5,
The storage battery cells are grouped every predetermined number,
The voltage measuring unit is provided corresponding to each group of the storage battery cells,
The voltage measurement instruction output unit is a storage battery system that broadcasts the voltage measurement instruction to each of the voltage measurement units.
前記電圧計測指示出力部は、前記複数の蓄電池セルの中で前記電圧計測部が電圧計測対象とする蓄電池セルを指定するための情報を付加して、前記電圧計測指示を出力する蓄電池システム。 In the storage battery system according to any one of claims 1 to 5,
The said voltage measurement instruction | indication output part adds the information for designating the storage battery cell which the said voltage measurement part makes a voltage measurement object in among these several storage battery cells, and is a storage battery system which outputs the said voltage measurement instruction | indication.
前回の前記電圧計測指示が所定の電圧計測時間以上継続して出力された否かを判定する電圧計測指示管理部をさらに備え、
前記電圧計測指示出力部は、前記電圧計測指示管理部の判定結果に基づいて、前記電圧計測指示に付加する前記情報の内容を決定する蓄電池システム。 The storage battery system according to claim 7,
A voltage measurement instruction management unit for determining whether or not the previous voltage measurement instruction was continuously output for a predetermined voltage measurement time or more;
The said voltage measurement instruction | indication output part determines the content of the said information added to the said voltage measurement instruction | indication based on the determination result of the said voltage measurement instruction | indication management part.
前記複数の蓄電池セルと電圧検出線を介して接続され、少なくとも前記電圧計測部を有する第1の装置と、
前記第1の装置と有線または無線で接続された第2の装置と、を備え、
前記電圧計測タイミング判定部は、前記第1の装置内または前記第2の装置内に設けられており、
前記電圧計測タイミング判定部が前記第1の装置内に設けられている場合は、前記電圧計測指示出力部を備えない蓄電池システム。 In the storage battery system according to any one of claims 1 to 5,
A first device connected to the plurality of storage battery cells via a voltage detection line and having at least the voltage measurement unit;
A second device wired or wirelessly connected to the first device,
The voltage measurement timing determination unit is provided in the first device or the second device,
A storage battery system that does not include the voltage measurement instruction output unit when the voltage measurement timing determination unit is provided in the first device.
前記電流計測部は、前記第2の装置内に設けられ、
前記電圧計測タイミング判定部は、前記第1の装置内に設けられており、前記第2の装置から送信される前記電流の計測結果に基づいて、前記電圧計測タイミングを判定する蓄電池システム。 The storage battery system according to claim 9,
The current measuring unit is provided in the second device,
The said voltage measurement timing determination part is a storage battery system which is provided in the said 1st apparatus and determines the said voltage measurement timing based on the measurement result of the said current transmitted from the said 2nd apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014250309A JP6596818B2 (en) | 2014-12-10 | 2014-12-10 | Battery system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014250309A JP6596818B2 (en) | 2014-12-10 | 2014-12-10 | Battery system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016109653A true JP2016109653A (en) | 2016-06-20 |
JP6596818B2 JP6596818B2 (en) | 2019-10-30 |
Family
ID=56123974
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014250309A Expired - Fee Related JP6596818B2 (en) | 2014-12-10 | 2014-12-10 | Battery system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6596818B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020053176A (en) * | 2018-09-25 | 2020-04-02 | 株式会社デンソー | Battery monitoring system |
WO2022107536A1 (en) * | 2020-11-20 | 2022-05-27 | 株式会社日立製作所 | Battery control device and program |
EP4303594A4 (en) * | 2021-03-05 | 2024-09-18 | Nuvoton Technology Corp Japan | Voltage measurement system |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08317573A (en) * | 1995-05-15 | 1996-11-29 | Brother Ind Ltd | Quick charger circuit |
JPH08317574A (en) * | 1995-05-15 | 1996-11-29 | Brother Ind Ltd | Quick charger circuit |
JP2004245673A (en) * | 2003-02-13 | 2004-09-02 | Nec Lamilion Energy Ltd | Method and device for predicting residual capacity of storage capacitor, and storage capacitor pack |
JP2007223530A (en) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Denso Corp | State quantity operation device for battery |
JP2008035671A (en) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | Cell controller, battery module, and power supply system |
JP2009168720A (en) * | 2008-01-18 | 2009-07-30 | Honda Motor Co Ltd | Power storage unit and battery system |
JP2011053179A (en) * | 2009-09-04 | 2011-03-17 | Yazaki Corp | Voltage measurement apparatus of multiple battery pack |
JP2012154641A (en) * | 2011-01-21 | 2012-08-16 | Denso Corp | Battery state monitoring device |
JP2013238403A (en) * | 2012-05-11 | 2013-11-28 | Calsonic Kansei Corp | Apparatus for estimating state of cells of battery pack |
-
2014
- 2014-12-10 JP JP2014250309A patent/JP6596818B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08317573A (en) * | 1995-05-15 | 1996-11-29 | Brother Ind Ltd | Quick charger circuit |
JPH08317574A (en) * | 1995-05-15 | 1996-11-29 | Brother Ind Ltd | Quick charger circuit |
JP2004245673A (en) * | 2003-02-13 | 2004-09-02 | Nec Lamilion Energy Ltd | Method and device for predicting residual capacity of storage capacitor, and storage capacitor pack |
JP2007223530A (en) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Denso Corp | State quantity operation device for battery |
JP2008035671A (en) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | Cell controller, battery module, and power supply system |
JP2009168720A (en) * | 2008-01-18 | 2009-07-30 | Honda Motor Co Ltd | Power storage unit and battery system |
JP2011053179A (en) * | 2009-09-04 | 2011-03-17 | Yazaki Corp | Voltage measurement apparatus of multiple battery pack |
JP2012154641A (en) * | 2011-01-21 | 2012-08-16 | Denso Corp | Battery state monitoring device |
JP2013238403A (en) * | 2012-05-11 | 2013-11-28 | Calsonic Kansei Corp | Apparatus for estimating state of cells of battery pack |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020053176A (en) * | 2018-09-25 | 2020-04-02 | 株式会社デンソー | Battery monitoring system |
US11417918B2 (en) | 2018-09-25 | 2022-08-16 | Denso Corporation | Battery monitoring system |
US11901525B2 (en) | 2018-09-25 | 2024-02-13 | Denso Corporation | Battery monitoring system |
WO2022107536A1 (en) * | 2020-11-20 | 2022-05-27 | 株式会社日立製作所 | Battery control device and program |
EP4303594A4 (en) * | 2021-03-05 | 2024-09-18 | Nuvoton Technology Corp Japan | Voltage measurement system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6596818B2 (en) | 2019-10-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2591789C (en) | System for controlling voltage balancing in a plurality of litium-ion cell battery packs and method thereof | |
JP6168813B2 (en) | Voltage detector | |
KR102636361B1 (en) | Battery control appratus and battery control system | |
KR101315654B1 (en) | Charge state estimation apparatus | |
JP5099085B2 (en) | Battery status monitoring device | |
JP5910889B2 (en) | Power storage system | |
JP2010148353A5 (en) | ||
JP2015042983A (en) | Monitoring apparatus, power supply apparatus, monitoring method, power storage system, electronic apparatus, electronic vehicle, and electric power system | |
JP2013009514A5 (en) | ||
JP2011069782A (en) | Voltage monitoring circuit, and battery power supply device | |
JP2009168720A (en) | Power storage unit and battery system | |
JP6596818B2 (en) | Battery system | |
JP2010068558A (en) | Apparatus and method for charging | |
JP2017167034A (en) | Deterioration determination device and deterioration determination method | |
JP4628019B2 (en) | Data collection device | |
TWI528043B (en) | Battery SOC/SOH estimation circuit | |
US8305084B2 (en) | Voltage measuring apparatus for assembled battery | |
KR20140106070A (en) | Voltage measuring apparatus and battery management system comprising the same | |
US20160252581A1 (en) | Battery fuel gauge current sensing circuit and method thereof | |
CN106556741B (en) | Device and method for measuring internal resistance of storage battery pack | |
JP2018169238A (en) | Power storage controller, power storage control system, server, power storage control method, and program | |
WO2013046505A1 (en) | Measuring device and measuring method | |
JP2016121931A (en) | Charge-discharge test system, charge-discharge test device, and measurement method | |
JP6334457B2 (en) | Current measurement system | |
RU2437109C2 (en) | Control method of electrical resistance of insulation and protective disconnection of electrical equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20160206 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20170403 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20170404 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20170815 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170821 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180622 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180731 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180911 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190305 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190412 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190903 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190916 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6596818 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |