JP2018057107A

JP2018057107A - Charge/discharge device, power storage module, and charge/discharge control method

Info

Publication number: JP2018057107A
Application number: JP2016188455A
Authority: JP
Inventors: 和男竹原; Kazuo Takehara
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 2016-09-27
Filing date: 2016-09-27
Publication date: 2018-04-05

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To keep a positive electrical potential even when electrical potential of a negative electrode of a power storage module drops.SOLUTION: A charge/discharge device 100A includes: a charge/discharge controller 104A; a module information receiving unit 101A; a determination unit 102A; and a SOC controller 103A. The charge/discharge controller 104A charges/discharges capacitor modules 10-1 to 10-3 containing a cell within a use range of SOC (State Of Change) of a cell 11. The module information receiving unit 101A receives temperature from the capacitor modules 10-1 to 10-3. The determination unit 102A determines whether the temperature received by the module information receiving unit 101A is equal to or less than a prescribed temperature threshold value. When the temperature is determined to be equal to or less than a prescribed temperature threshold value by the determination unit 102A, the SOC controller 103A changes the use range of the SOC from a first range to a second range that is lowered by a prescribed level.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、充放電装置、蓄電モジュール及び充放電制御方法に関する。 The present invention relates to a charge / discharge device, a power storage module, and a charge / discharge control method.

例えばリチウムイオンを用いる二次電池として、リチウムイオン二次電池がある。リチウムイオン二次電池は、一般的に、低温域で容量が低下する傾向がある。低温域で、リチウムイオン二次電池の容量を確保するために充電状態（以下ＳＯＣ（State Of Charge）と記載する）を上げると、リチウムが析出し、析出したリチウムにより正負極間の内部短絡を発生させるなどして、バッテリーとしての信頼性が損なわれる。 For example, as a secondary battery using lithium ions, there is a lithium ion secondary battery. Lithium ion secondary batteries generally tend to have a reduced capacity at low temperatures. When the state of charge (hereinafter referred to as SOC (State Of Charge)) is increased in order to secure the capacity of the lithium ion secondary battery in a low temperature range, lithium is deposited, and the deposited lithium causes an internal short circuit between the positive and negative electrodes. For example, the reliability as a battery is impaired.

そこで、例えば、低温域における充電の際にＳＯＣを下げることにより、リチウムが析出することを防止する、リチウムイオン二次電池の充電制御方法が提案されている。かかる従来技術によれば、リチウムイオン二次電池の信頼性を高めることができる。 In view of this, for example, a charge control method for a lithium ion secondary battery has been proposed that prevents the precipitation of lithium by lowering the SOC during charging in a low temperature range. According to such a conventional technique, the reliability of the lithium ion secondary battery can be improved.

特開２０１３−００９５９４号公報JP 2013-009594 A 特許第５０９４８１９号公報Japanese Patent No. 5094819

ところで、近年、太陽光などの自然エネルギー発電装置、瞬低装置、スマートグリッドなどを含む電力インフラのバックグラウンドや、電動機を動力源にもつ自動車、建設機械、電車などの補助電源として、リチウムイオンキャパシタの存在が欠かせないものとなってきている。チウムイオンキャパシタは、電気二重層の正極と、リチウムイオン二次電池の負極とを組合せ、セル電圧と、蓄電可能なエネルギー密度とを向上させたものである。 By the way, in recent years, lithium-ion capacitors have been used as auxiliary power sources for power infrastructure, including natural energy power generation devices such as sunlight, voltage sag devices, smart grids, and motors, construction machines, and trains that use electric motors as power sources. The existence of is becoming indispensable. The lithium ion capacitor combines a positive electrode of an electric double layer and a negative electrode of a lithium ion secondary battery to improve the cell voltage and the energy density that can be stored.

例えばリチウムイオンキャパシタは、静電容量を増大させるため、リチウムプレドープ技術を用いて負極電位を対リチウム電位より低い正の電位（例えば０．０５〜０．６［Ｖ］）にしている。この状態でリチウムイオンキャパシタの充電を行うと、リチウムイオンキャパシタの各セルの内部で、内部抵抗と充電電流との積による電圧降下が発生する。そして、電圧降下により、負極電位が電圧ドロップし、負の電位となると、リチウムが析出する。この現象は、低温時において、リチウムイオンキャパシタの各セルの内部抵抗が大きくなり、内部の電圧降下が大きくなる場合に、顕著となる。リチウムイオンキャパシタは、リチウムが析出すると、劣化して静電容量が低下するという不都合を生じる。 For example, in a lithium ion capacitor, in order to increase the capacitance, the negative electrode potential is set to a positive potential (for example, 0.05 to 0.6 [V]) lower than the lithium potential by using a lithium pre-doping technique. When the lithium ion capacitor is charged in this state, a voltage drop due to the product of the internal resistance and the charging current occurs inside each cell of the lithium ion capacitor. When the negative electrode potential drops due to a voltage drop and becomes a negative potential, lithium is deposited. This phenomenon becomes conspicuous when the internal resistance of each cell of the lithium ion capacitor increases and the internal voltage drop increases at low temperatures. Lithium ion capacitors are disadvantageous in that when lithium is deposited, they deteriorate and the capacitance decreases.

本願の開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、蓄電モジュールの負極電位が電圧ドロップしても、負極電位を正の電位に保つことができる充放電装置、蓄電モジュール及び充放電制御方法を提供することを目的とする。 The technology disclosed in the present application has been made in view of the above, and is capable of maintaining a negative potential at a positive potential even when the negative potential of the power storage module drops. An object is to provide a control method.

本願の開示の技術は、例えば、充放電装置が、充放電制御部、受信部、判定部、変更制御部を備える。充放電制御部は、蓄電セルを含む蓄電モジュールを蓄電セルのＳＯＣ（State Of Charge）の使用範囲で充放電する。受信部は、蓄電モジュールから温度を受信する。判定部は、受信部により受信された温度が所定温度閾値以下であるか否かを判定する。変更制御部は、判定部により温度が所定温度閾値以下であると判定された場合に、ＳＯＣの使用範囲を第１の範囲から所定レベルだけ下げた第２の範囲へ変更する。 In the technology disclosed in the present application, for example, a charge / discharge device includes a charge / discharge control unit, a reception unit, a determination unit, and a change control unit. The charge / discharge control unit charges / discharges the power storage module including the power storage cell within the SOC (State Of Charge) usage range of the power storage cell. The receiving unit receives temperature from the power storage module. The determination unit determines whether or not the temperature received by the reception unit is equal to or lower than a predetermined temperature threshold value. When the determination unit determines that the temperature is equal to or lower than the predetermined temperature threshold, the change control unit changes the SOC usage range to a second range that is lowered from the first range by a predetermined level.

開示の技術によれば、例えば、蓄電モジュールの負極電位が電圧ドロップしても、負極電位を正の電位に保つことができる。 According to the disclosed technology, for example, even when the negative electrode potential of the power storage module drops, the negative electrode potential can be maintained at a positive potential.

図１は、リチウムイオンキャパシタモジュールのセルにおける正極および負極の電位と、セル電圧との関係の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the relationship between the potential of the positive electrode and the negative electrode in the cell of the lithium ion capacitor module and the cell voltage. 図２は、リチウムイオンキャパシタモジュールのセルにおける負極電位の電圧ドロップにより負極電位が負の電位となる一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example in which the negative electrode potential becomes negative due to the voltage drop of the negative electrode potential in the cell of the lithium ion capacitor module. 図３は、リチウムイオンキャパシタモジュールのセルにおける負極電位の電圧ドロップによっても負極電位が負の電位とはならない一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example in which the negative electrode potential does not become a negative potential even by a voltage drop of the negative electrode potential in the cell of the lithium ion capacitor module. 図４は、実施形態に係る充放電システムの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the charge / discharge system according to the embodiment. 図５は、実施形態に係るキャパシタモジュールの一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the capacitor module according to the embodiment. 図６は、実施形態に係るキャパシタモジュールにおけるセル監視処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a cell monitoring process in the capacitor module according to the embodiment. 図７は、実施形態に係る充放電装置におけるＳＯＣ制御処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the SOC control process in the charge / discharge device according to the embodiment. 図８は、実施形態の変形例に係る、キャパシタモジュールを並列接続した充放電システムの一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a charge / discharge system in which capacitor modules are connected in parallel according to a modification of the embodiment. 図９は、実施形態の変形例に係る、キャパシタモジュールを並列接続した充放電システムの充放電装置におけるＳＯＣ制御処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of the SOC control process in the charge / discharge device of the charge / discharge system in which the capacitor modules are connected in parallel according to the modification of the embodiment.

以下、本願が開示する技術に係る実施形態について、図面を参照しつつ説明する。以下の実施形態は、蓄電モジュールとして、リチウムイオンキャパシタモジュールを一例として説明するが、これに限定されるものではない。また、以下に示す実施形態および変形例は、矛盾しない範囲で適宜組合せてもよい。 Hereinafter, embodiments according to the technology disclosed in the present application will be described with reference to the drawings. Although the following embodiment demonstrates a lithium ion capacitor module as an example as an electrical storage module, it is not limited to this. Moreover, you may combine suitably embodiment and modification shown below in the range which does not contradict.

［実施形態］
以下の実施形態の説明に先立ち、実施形態の概要について説明する。 [Embodiment]
Prior to the description of the following embodiment, an outline of the embodiment will be described.

（セルにおける正極および負極の電位と、セル電圧との関係）
図１は、リチウムイオンキャパシタモジュールのセルにおける正極および負極の電位と、セル電圧との関係の一例を示す図である。図１に示すように、例えば、リチウムイオンキャパシタモジュールの各セルの正極の対リチウム電位は、セルの充電方向で増加する、所定の１次関数で表される。また、各セルの負極の対リチウム電位は、例えば、セルの充電方向で減少して０［Ｖ］に漸近し、電荷量０のとき３［Ｖ］である、反比例曲線のような所定の関数で表される。これら所定の１次関数および所定の関数は、リチウムイオンキャパシタモジュールのセルの設計特性として、予め定められており、既知である。 (Relationship between potential of positive electrode and negative electrode in cell and cell voltage)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the relationship between the potential of the positive electrode and the negative electrode in the cell of the lithium ion capacitor module and the cell voltage. As shown in FIG. 1, for example, the lithium potential of the positive electrode of each cell of the lithium ion capacitor module is expressed by a predetermined linear function that increases in the charging direction of the cell. In addition, the lithium potential of the negative electrode of each cell is, for example, a predetermined function such as an inverse proportional curve that decreases in the charging direction of the cell and asymptotically approaches 0 [V] and is 3 [V] when the charge amount is 0. It is represented by The predetermined linear function and the predetermined function are predetermined and known as design characteristics of the cell of the lithium ion capacitor module.

そして、例えば、リチウムイオンキャパシタモジュールの各セルは、正極と負極との間の電圧が２．２［Ｖ］となる充電量Ｃ１のときをＳＯＣ（State Of Charge）＝０［％］、電圧が３．８［Ｖ］となる充電量Ｃ２のときをＳＯＣ＝１００［％］として、ＳＯＣが０〜１００［％］の間で充放電が繰り返されることになる。 For example, each cell of the lithium ion capacitor module has a state of charge (SOC) = 0 [%] when the charge amount C1 at which the voltage between the positive electrode and the negative electrode is 2.2 [V], and the voltage is When the charge amount C2 is 3.8 [V], SOC = 100 [%], and charging / discharging is repeated when the SOC is 0 to 100 [%].

（セルにおける負極電位の電圧ドロップ）
図２は、リチウムイオンキャパシタモジュールのセルにおける負極電位の電圧ドロップにより負極電位が負の電位となる一例を示す図である。セルまたはセル雰囲気の温度が所定温度閾値（例えば０［℃］）以下である場合に、充電の際に、リチウムプレドープされた負極電位は、セルの内部で、内部抵抗と充電電流との積による電圧降下によって、電圧ドロップする。図２では、一例として、充電量Ｃ１のときをＳＯＣ＝０［％］、充電量Ｃ２のときをＳＯＣ＝１００［％］、充電量Ｃ３（Ｃ１＜Ｃ３＜Ｃ２）のときを電圧ドロップにより負極電位が負となるＳＯＣの下限とする。すなわち、図２は、充電の際に、ＳＯＣが、充電量Ｃ３に相当するＳＯＣ［％］より大、１００［％］以下の区間で電圧ドロップにより負極電位が負の電位となることを示す。 (Voltage drop of negative potential in the cell)
FIG. 2 is a diagram illustrating an example in which the negative electrode potential becomes negative due to the voltage drop of the negative electrode potential in the cell of the lithium ion capacitor module. When the temperature of the cell or the cell atmosphere is equal to or lower than a predetermined temperature threshold (for example, 0 [° C.]), during charging, the lithium predoped negative electrode potential is the product of the internal resistance and the charging current inside the cell. The voltage drops due to the voltage drop due to. In FIG. 2, as an example, when the charge amount C1 is SOC = 0 [%], when the charge amount C2 is SOC = 100 [%], and when the charge amount C3 (C1 <C3 <C2), the voltage drop causes a negative polarity. The lower limit of the SOC at which the potential becomes negative. That is, FIG. 2 shows that, during charging, the negative electrode potential becomes negative due to voltage drop in a section where the SOC is larger than SOC [%] corresponding to the charged amount C3 and equal to or less than 100 [%].

そして、図２に示す状況でセルの充電を行うと、充電量Ｃ３に相当するＳＯＣ［％］を超えると、負極電位が負となり、リチウムイオンキャパシタモジュールの各セルにおいてリチウムが析出する。リチウムの析出は、リチウムイオンキャパシタモジュールの容量低下などの劣化を招くという不都合を生じる。なお、図２示す状況でも、放電の場合は、負極電位は増加する方向であるので負極電位が負となる状況が解消される方向へ向かうか、そもそも負極電位が負となる状況が発生しないかのいずれかである。 When the cell is charged in the situation shown in FIG. 2, when the SOC [%] corresponding to the charge amount C3 is exceeded, the negative electrode potential becomes negative and lithium is deposited in each cell of the lithium ion capacitor module. The deposition of lithium causes inconvenience such as deterioration of the capacity of the lithium ion capacitor module. Even in the situation shown in FIG. 2, in the case of discharge, is the negative electrode potential increasing, so that the situation where the negative electrode potential becomes negative is eliminated, or does the negative electrode potential become negative in the first place? One of them.

（実施形態の概略）
図３は、リチウムイオンキャパシタモジュールのセルにおける負極電位の電圧ドロップによっても負極電位が負の電位とはならない一例を示す図である。図３では、一例として、充電量Ｃ１のときをＳＯＣ＝０［％］、充電量Ｃ２のときをＳＯＣ＝１００［％］、充電量Ｃ４（Ｃ１＜Ｃ４＜Ｃ２、ただしＣ４＜Ｃ３（図２参照））のときを電圧ドロップしても負極電位が負とならないＳＯＣの上限とする。すなわち、図３は、０［％］以上、充電量Ｃ４に相当するＳＯＣ［％］以下の区間で電圧ドロップしても負極電位が負の電位とはならないことを示す。 (Outline of the embodiment)
FIG. 3 is a diagram illustrating an example in which the negative electrode potential does not become a negative potential even by a voltage drop of the negative electrode potential in the cell of the lithium ion capacitor module. In FIG. 3, as an example, when the charge amount C1 is SOC = 0 [%], when the charge amount C2 is SOC = 100 [%], the charge amount C4 (C1 <C4 <C2, where C4 <C3 (FIG. 2 Refer to the upper limit of the SOC at which the negative electrode potential does not become negative even if the voltage is dropped. That is, FIG. 3 shows that the negative electrode potential does not become a negative potential even when the voltage is dropped in the interval of 0 [%] or more and SOC [%] or less corresponding to the charge amount C4.

よって、例えばセルまたはセル雰囲気の温度が所定温度閾値以下である場合に、図３に示すＳＯＣ＝０［％］〜充電量Ｃ４に相当するＳＯＣ［％］の範囲で充電を行うと、電圧ドロップが発生せず、負極電位は負とはならない。よって、例えばセルまたはセル雰囲気の温度が所定温度閾値以下である場合であっても、リチウムイオンキャパシタモジュールの各セルにおいてリチウムが析出することはなく、リチウムイオンキャパシタモジュールの容量低下などの劣化を招くという不都合も生じない。 Therefore, for example, when the temperature of the cell or the cell atmosphere is equal to or lower than a predetermined temperature threshold, if charging is performed in the range of SOC = 0 [%] to SOC [%] corresponding to the charge amount C4 shown in FIG. Does not occur, and the negative electrode potential is not negative. Therefore, for example, even when the temperature of the cell or the cell atmosphere is equal to or lower than a predetermined temperature threshold, lithium does not precipitate in each cell of the lithium ion capacitor module, leading to deterioration such as a reduction in the capacity of the lithium ion capacitor module. There is no inconvenience.

このように、実施形態では、例えばセルまたはセル雰囲気の温度が所定温度閾値（例えば０［℃］）以下である場合に、ＳＯＣの使用範囲を、電圧ドロップによって負極電位が負となる範囲を除外した、電圧ドロップによっても負極電位が負とならない範囲へと変更制御することにより、例えば充電時において負極電位が負の電位となってリチウムが析出することによるリチウムイオンキャパシタモジュールの劣化を低減する。なお、セルまたはセル雰囲気の温度を判定するための所定温度閾値（例えば０［℃］）と、充電を行う際に電圧ドロップによっても負極電位が負となるＳＯＣの範囲および負とならないＳＯＣの範囲とは、リチウムイオンキャパシタの要求性能や実性能に応じて適切に定められる値である。 As described above, in the embodiment, for example, when the temperature of the cell or the cell atmosphere is equal to or lower than a predetermined temperature threshold (for example, 0 [° C.]), the SOC usage range is excluded from the range in which the negative electrode potential becomes negative due to voltage drop. In addition, by controlling the change so that the negative electrode potential does not become negative even when the voltage is dropped, deterioration of the lithium ion capacitor module due to, for example, the negative electrode potential becoming negative and the lithium being deposited during charging is reduced. Note that a predetermined temperature threshold value (for example, 0 [° C.]) for determining the temperature of the cell or the cell atmosphere, a SOC range in which the negative electrode potential becomes negative even when a voltage drop occurs during charging, and a non-negative SOC range Is a value appropriately determined according to the required performance and actual performance of the lithium ion capacitor.

（実施形態に係る充放電システム）
図４は、実施形態に係る充放電システムの一例を示す図である。実施形態に係る充放電システム１Ａは、直列接続されたリチウムイオンキャパシタモジュールであるキャパシタモジュール１０−１〜１０−３、キャパシタモジュール１０−１〜１０−３の最上電位および最下位電位と接続され、図示しない外部の電源または負荷から供給される電気エネルギーをキャパシタモジュール１０−１〜１０−３に充電すると共に、図示しない外部の負荷に対してキャパシタモジュール１０−１〜１０−３が放電する電気エネルギーを供給する充放電装置１００Ａを含む。なお、充放電システム１Ａが含むキャパシタモジュール１０−１〜１０−３を総称する場合にはキャパシタモジュール１０とし、キャパシタモジュール１０の数は３つに限られるものではない。 (Charge / discharge system according to the embodiment)
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the charge / discharge system according to the embodiment. The charge / discharge system 1A according to the embodiment is connected to the uppermost potential and the lowermost potential of the capacitor modules 10-1 to 10-3 and the capacitor modules 10-1 to 10-3, which are lithium ion capacitor modules connected in series, Electric energy supplied from an external power supply or load (not shown) to the capacitor modules 10-1 to 10-3 is charged and discharged to the external load (not shown) by the capacitor modules 10-1 to 10-3. Charging / discharging device 100A. Note that the capacitor modules 10-1 to 10-3 included in the charge / discharge system 1A are collectively referred to as the capacitor module 10, and the number of the capacitor modules 10 is not limited to three.

充放電装置１００Ａは、マイクロコンピュータなどの処理装置であり、モジュール情報受信部１０１Ａ、判定部１０２Ａ、ＳＯＣ（State Of Charge）制御部１０３Ａ、充放電制御部１０４Ａを有する。 The charging / discharging device 100A is a processing device such as a microcomputer, and includes a module information receiving unit 101A, a determining unit 102A, an SOC (State Of Charge) control unit 103A, and a charging / discharging control unit 104A.

モジュール情報受信部１０１Ａは、キャパシタモジュール１０−１〜１０−３それぞれから、セル電圧、セル温度、セルのＳＯＣ情報を含むモジュール情報を受信する。ここでのセル温度は、キャパシタモジュール１０−１〜１０−３の各セル自体の温度である。判定部１０２Ａは、モジュール情報受信部１０１Ａにより受信されたキャパシタモジュール１０−１〜１０−３それぞれのセル温度を所定温度閾値（例えば０℃）と比較し、少なくとも１つのキャパシタモジュール１０のセル温度が所定温度閾値以下であるか否かを判定する。 The module information receiving unit 101A receives module information including cell voltage, cell temperature, and cell SOC information from each of the capacitor modules 10-1 to 10-3. The cell temperature here is the temperature of each cell of the capacitor modules 10-1 to 10-3. The determination unit 102A compares the cell temperature of each of the capacitor modules 10-1 to 10-3 received by the module information receiving unit 101A with a predetermined temperature threshold (for example, 0 ° C.), and the cell temperature of at least one capacitor module 10 is It is determined whether or not the temperature is equal to or lower than a predetermined temperature threshold.

ＳＯＣ制御部１０３Ａは、判定部１０２Ａによりキャパシタモジュール１０のセル温度が所定温度閾値以下であると判定された場合には、キャパシタモジュール１０−１〜１０−３のセルのＳＯＣを所定量だけ下げる制御を行う。例えば、ＳＯＣ制御部１０３Ａは、少なくとも１つのキャパシタモジュール１０のセル温度が所定温度閾値以下であり、かつ、キャパシタモジュール１０−１〜１０−３のセルのＳＯＣが下げられていない場合に、キャパシタモジュール１０−１〜１０−３のセルのＳＯＣを所定量Ｃ［％］だけ一律に下げる制御を行う。 When the determination unit 102A determines that the cell temperature of the capacitor module 10 is equal to or lower than the predetermined temperature threshold, the SOC control unit 103A controls to lower the SOC of the cells of the capacitor modules 10-1 to 10-3 by a predetermined amount. I do. For example, when the cell temperature of at least one capacitor module 10 is equal to or lower than a predetermined temperature threshold value and the SOC of the cells of the capacitor modules 10-1 to 10-3 is not lowered, the SOC control unit 103A Control is performed to uniformly lower the SOC of the cells 10-1 to 10-3 by a predetermined amount C [%].

なお、所定量Ｃ［％］は、キャパシタモジュール１０−１〜１０−３のセル温度が所定温度閾値以下である場合に、充電の際に負極電位が電圧ドロップして負となるセルのＳＯＣの範囲を除外する値である。例えば、ＳＯＣ制御部１０３Ａは、キャパシタモジュール１０−１〜１０−３のセル温度が所定温度閾値以下の場合に、充電の際に負極電位が電圧ドロップして負となるセルのＳＯＣの範囲が８０〜１００［％］であると、所定量Ｃ＝２０［％］として、セルのＳＯＣの上限を１００［％］から８０［％］へ下げて、セルのＳＯＣの範囲を０〜８０［％］とする。 Note that the predetermined amount C [%] is the SOC of the cell in which the negative electrode potential drops during charging when the cell temperature of the capacitor modules 10-1 to 10-3 is equal to or lower than the predetermined temperature threshold. A value that excludes a range. For example, when the cell temperature of the capacitor modules 10-1 to 10-3 is equal to or lower than a predetermined temperature threshold, the SOC control unit 103A has a cell SOC range in which the negative electrode potential drops and becomes negative when charging. If it is ˜100 [%], the upper limit of the SOC of the cell is lowered from 100 [%] to 80 [%] with the predetermined amount C = 20 [%], and the SOC range of the cell is 0 to 80 [%]. And

さらに、ＳＯＣ制御部１０３Ａは、セルのＳＯＣを下げる際に、セルのＳＯＣの範囲に持たせるマージンｍ［％］について、マージンｍ１からマージンｍ１よりも大きいマージンｍ２［％］へ変更する。例えば、ＳＯＣ制御部１０３Ａは、セルのＳＯＣの範囲が０〜１００［％］である場合には、範囲の上限および下限について±ｍ１［％］のマージンを持たせているとする。そして、ＳＯＣ制御部１０３Ａは、例えばセルのＳＯＣを０〜８０［％］へ下げる際に、マージンをより大きいマージンｍ２へ変更し、セルのＳＯＣの０〜８０［％］の範囲に対して、範囲の上限および下限について±ｍ２［％］のマージンを持たせるようにする。このようにすることで、セルのＳＯＣの範囲の縮小に伴うキャパシタモジュール１０−１〜１０−３の充電量の減少を緩和することができる。 Further, when lowering the SOC of the cell, the SOC control unit 103A changes the margin m [%] to be included in the range of the SOC of the cell from the margin m1 to a margin m2 [%] larger than the margin m1. For example, when the SOC range of the cell is 0 to 100 [%], the SOC control unit 103A has a margin of ± m1 [%] for the upper limit and the lower limit of the range. Then, for example, when the SOC of the cell is lowered to 0 to 80 [%], the SOC control unit 103A changes the margin to a larger margin m2, and for the range of 0 to 80 [%] of the SOC of the cell, A margin of ± m2 [%] is provided for the upper and lower limits of the range. By doing in this way, the reduction | decrease of the charge amount of the capacitor modules 10-1 to 10-3 accompanying the reduction | decrease of the SOC range of a cell can be relieved.

また、ＳＯＣ制御部１０３Ａは、キャパシタモジュール１０−１〜１０−３のセルのＳＯＣを所定量Ｃ［％］だけ下げている状態であって、判定部１０２Ａにより全てのキャパシタモジュール１０の温度が所定温度閾値より大であると判定された場合には、セルのＳＯＣを上げる制御を行う。例えば、ＳＯＣ制御部１０３Ａは、全てのキャパシタモジュール１０の温度が所定温度閾値より大であって、かつ、キャパシタモジュール１０−１〜１０−３のセルのＳＯＣが下げられている場合に、キャパシタモジュール１０−１〜１０−３のセルのＳＯＣを所定量Ｃ［％］だけ一律に上げる制御を行う。 Further, the SOC control unit 103A is in a state where the SOC of the cells of the capacitor modules 10-1 to 10-3 is lowered by a predetermined amount C [%], and the temperature of all the capacitor modules 10 is predetermined by the determination unit 102A. If it is determined that the temperature is greater than the temperature threshold, control is performed to increase the SOC of the cell. For example, the SOC control unit 103A determines that the capacitor modules 10 have a temperature that is higher than a predetermined temperature threshold and the SOCs of the cells of the capacitor modules 10-1 to 10-3 are lowered. Control is performed to uniformly increase the SOC of the cells 10-1 to 10-3 by a predetermined amount C [%].

例えば、キャパシタモジュール１０−１〜１０−３のセルのＳＯＣの範囲が０〜８０［％］へ下げられている状態であって、全てのキャパシタモジュール１０−１〜１０−３のセル温度が所定温度閾値より大である場合に、セルのＳＯＣの上限を８０［％］から１００［％］へ所定量Ｃ＝２０［％］だけ上げて、セル１１のＳＯＣの範囲を０〜１００［％］とする。 For example, the SOC ranges of the cells of the capacitor modules 10-1 to 10-3 are lowered to 0 to 80 [%], and the cell temperatures of all the capacitor modules 10-1 to 10-3 are predetermined. When the temperature is higher than the temperature threshold, the upper limit of the SOC of the cell is increased from 80 [%] to 100 [%] by a predetermined amount C = 20 [%], and the SOC range of the cell 11 is increased from 0 to 100 [%]. And

さらに、ＳＯＣ制御部１０３Ａは、セル１１のＳＯＣを上げる際に、セル１１のＳＯＣの範囲に持たせるマージンｍ［％］について、マージンｍ２からマージンｍ２よりも小さいマージンｍ１へ変更する。例えば、ＳＯＣ制御部１０３Ａは、セル１１のＳＯＣの範囲が０〜８０［％］である場合には、範囲の上限および下限について±ｍ２［％］のマージンを持たせているとする。そして、ＳＯＣ制御部１０３Ａは、例えばセル１１のＳＯＣを０〜１００［％］へ上げる際に、マージンをより小さいマージンｍ１へ変更し、セル１１のＳＯＣの０〜１００［％］の範囲に対して、範囲の上限および下限について±ｍ１［％］のマージンを持たせるようにする。このようにすることで、セル１１のＳＯＣの範囲の拡大または回復に伴って、セル１１のＳＯＣの範囲のマージンを元の値へと戻すことになる。 Furthermore, when the SOC of the cell 11 is increased, the SOC control unit 103A changes the margin m [%] to be included in the SOC range of the cell 11 from the margin m2 to a margin m1 smaller than the margin m2. For example, when the SOC range of the cell 11 is 0 to 80 [%], the SOC control unit 103A has a margin of ± m2 [%] for the upper limit and the lower limit of the range. Then, for example, when the SOC of the cell 11 is increased to 0 to 100 [%], the SOC control unit 103A changes the margin to a smaller margin m1, and with respect to the range of 0 to 100 [%] of the SOC of the cell 11 Thus, a margin of ± m1 [%] is provided for the upper and lower limits of the range. By doing so, the margin of the SOC range of the cell 11 is returned to the original value as the SOC range of the cell 11 is expanded or restored.

また、ＳＯＣ制御部１０３Ａは、キャパシタモジュール１０−１〜１０−３のセル１１のＳＯＣの範囲が下げられていない状態であって、判定部１０２Ａにより全てのキャパシタモジュール１０の温度が所定温度閾値より大であると判定された場合には、キャパシタモジュール１０−１〜１０−３の現在のセル１１のＳＯＣの範囲を維持する制御を行う。また、ＳＯＣ制御部１０３Ａは、キャパシタモジュール１０−１〜１０−３のセル１１のＳＯＣの範囲が下げられている状態であって、判定部１０２Ａにより少なくとも１つのキャパシタモジュール１０の温度が所定温度閾値以下であると判定された場合には、キャパシタモジュール１０−１〜１０−３の現在のセル１１のＳＯＣの範囲を維持する制御を行う。 Further, the SOC control unit 103A is in a state where the SOC range of the cells 11 of the capacitor modules 10-1 to 10-3 is not lowered, and the temperature of all the capacitor modules 10 is determined by the determination unit 102A from a predetermined temperature threshold. When it determines with it being large, control which maintains the SOC range of the current cell 11 of the capacitor modules 10-1 to 10-3 is performed. Further, the SOC control unit 103A is in a state where the SOC range of the cells 11 of the capacitor modules 10-1 to 10-3 is lowered, and the temperature of at least one capacitor module 10 is determined by the determination unit 102A. When it determines with it being below, control which maintains the SOC range of the current cell 11 of the capacitor modules 10-1 to 10-3 is performed.

充放電制御部１０４Ａは、ＳＯＣ制御部１０３Ａにより制御されている現在のセル１１のＳＯＣの範囲に基づいてキャパシタモジュール１０−１〜１０−３を充放電する。例えば、充放電制御部１０４Ａは、ＳＯＣ制御部１０３Ａにより制御されている現在のセル１１のＳＯＣの範囲が０〜８０［％］である場合には、セル１１のＳＯＣが０〜８０［％］の範囲でキャパシタモジュール１０−１〜１０−３を充放電する。 The charge / discharge control unit 104A charges / discharges the capacitor modules 10-1 to 10-3 based on the SOC range of the current cell 11 controlled by the SOC control unit 103A. For example, when the SOC range of the current cell 11 controlled by the SOC control unit 103A is 0 to 80 [%], the charge / discharge control unit 104A has an SOC of the cell 11 of 0 to 80 [%]. The capacitor modules 10-1 to 10-3 are charged and discharged within a range of.

（実施形態に係るキャパシタモジュール）
図５は、実施形態に係るキャパシタモジュールの一例を示す図である。実施形態に係るキャパシタモジュール１０は、直列接続されたリチウムイオンキャパシタのセル１１−１〜１１−３、セル１１−１〜１１−３の最上電位および最下位電位と接続され、セル１１−１〜１１−３を監視してモジュール情報を充放電装置１００Ａへ送信する制御部１２を含む。なお、キャパシタモジュール１０が含むセル１１−１〜１１−３を総称する場合にはセル１１とし、セル１１の数は３つに限られるものではない。 (Capacitor module according to the embodiment)
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the capacitor module according to the embodiment. The capacitor module 10 according to the embodiment is connected to the cells 11-1 to 11-3 of the lithium ion capacitors connected in series, the highest potential and the lowest potential of the cells 11-1 to 11-3, and the cells 11-1 to 11-1 are connected. The control part 12 which monitors 11-3 and transmits module information to 100 A of charging / discharging apparatuses is included. Note that the cells 11-1 to 11-3 included in the capacitor module 10 are collectively referred to as cells 11, and the number of cells 11 is not limited to three.

制御部１２は、マイクロコンピュータなどの処理装置であり、電圧監視部１２ａ、温度監視部１２ｂ、ＳＯＣ監視部１２ｃ、モジュール情報送信部１２ｄを有する。 The control unit 12 is a processing device such as a microcomputer, and includes a voltage monitoring unit 12a, a temperature monitoring unit 12b, an SOC monitoring unit 12c, and a module information transmission unit 12d.

電圧監視部１２ａは、セル１１−１〜１１−３の各電圧を監視する。温度監視部１２ｂは、セル１１−１〜１１−３自体の各温度を監視する。ＳＯＣ監視部１２ｃは、セル１１−１〜１１−３の各ＳＯＣを監視する。モジュール情報送信部１２ｄは、電圧監視部１２ａにより監視される電圧、温度監視部１２ｂにより監視される温度、ＳＯＣ監視部１２ｃにより監視されるセル１１のＳＯＣを、モジュール情報として充放電装置１００Ａへ送信する。 The voltage monitoring unit 12a monitors each voltage of the cells 11-1 to 11-3. The temperature monitoring unit 12b monitors each temperature of the cells 11-1 to 11-3 itself. The SOC monitoring unit 12c monitors each SOC of the cells 11-1 to 11-3. The module information transmission unit 12d transmits the voltage monitored by the voltage monitoring unit 12a, the temperature monitored by the temperature monitoring unit 12b, and the SOC of the cell 11 monitored by the SOC monitoring unit 12c to the charging / discharging device 100A as module information. To do.

（実施形態に係るセル監視処理）
図６は、実施形態に係るキャパシタモジュールにおけるセル監視処理の一例を示すフローチャートである。実施形態に係るセル監視処理は、所定周期で起動される。先ず、制御部１２（電圧監視部１２ａ、温度監視部１２ｂ、ＳＯＣ監視部１２ｃ）は、セル１１−１〜１１−３の電圧、温度、ＳＯＣを監視し、取得する（ステップＳ１１）。次に、モジュール情報送信部１２ｄは、ステップＳ１１で取得した電圧、温度、ＳＯＣを含むモジュール情報を、充放電装置１００Ａへ送信する（ステップＳ１２）。制御部１２は、ステップＳ１２が終了すると、セル監視処理を終了する。 (Cell monitoring processing according to the embodiment)
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a cell monitoring process in the capacitor module according to the embodiment. The cell monitoring process according to the embodiment is activated at a predetermined cycle. First, the control unit 12 (voltage monitoring unit 12a, temperature monitoring unit 12b, SOC monitoring unit 12c) monitors and acquires the voltage, temperature, and SOC of the cells 11-1 to 11-3 (step S11). Next, the module information transmitting unit 12d transmits the module information including the voltage, temperature, and SOC acquired in Step S11 to the charging / discharging device 100A (Step S12). When step S12 ends, the control unit 12 ends the cell monitoring process.

（実施形態に係るＳＯＣ制御処理）
図７は、実施形態に係る充放電装置におけるＳＯＣ制御処理の一例を示すフローチャートである。実施形態に係るＳＯＣ制御処理は、充放電装置１００Ａがいずれかのキャパシタモジュール１０からモジュール情報を受信したときに起動する。 (SOC control processing according to the embodiment)
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the SOC control process in the charge / discharge device according to the embodiment. The SOC control process according to the embodiment is activated when the charging / discharging device 100A receives module information from any one of the capacitor modules 10.

先ず、充放電装置１００Ａのモジュール情報受信部１０１Ａは、いずれかのキャパシタモジュール１０からモジュール情報を受信する（ステップＳ２１）。次に、判定部１０２Ａは、ＳＯＣ制御処理起動から所定時間経過したか否かを判定する（ステップＳ２２）。なお、ステップＳ２２は、全てのキャパシタモジュール１０からモジュール情報を受信するための待ち合わせる処理である。 First, the module information receiving unit 101A of the charge / discharge device 100A receives module information from any of the capacitor modules 10 (step S21). Next, determination unit 102A determines whether or not a predetermined time has elapsed since the activation of the SOC control process (step S22). Step S22 is a process for waiting for receiving module information from all the capacitor modules 10.

判定部１０２Ａは、ＳＯＣ制御処理起動から所定時間経過した場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、ステップＳ２３へ処理を移し、ＳＯＣ制御処理起動から所定時間経過していない場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、ステップＳ２１を繰り返す。 When a predetermined time has elapsed since the activation of the SOC control process (step S22: Yes), the determination unit 102A moves the process to step S23, and when the predetermined time has not elapsed since the activation of the SOC control process (step S22: No), step S21. repeat.

ステップＳ２３では、判定部１０２Ａは、ステップＳ２１で受信した温度のうち、最も低い温度が所定温度閾値（例えば０［℃］）以下であるか否かを判定する。判定部１０２Ａは、ステップＳ２１で受信した温度のうち、最も低い温度が所定温度閾値以下である場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、ステップＳ２４へ処理を移し、ステップＳ２１で受信した温度のうち、全ての温度が所定温度閾値より大である場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）、ステップＳ２７へ処理を移す。ステップＳ２３で、最も低い温度が所定温度閾値以下であるか否かを判定するのは、複数のキャパシタモジュール１０から受信した温度のうち１つでも所定温度閾値以下であれば全部のキャパシタモジュール１０のセル１１のＳＯＣを下げることにより、より厳しく温度判定を行って、キャパシタモジュール１０の劣化を未然に防ぐ趣旨である。 In step S23, the determination unit 102A determines whether or not the lowest temperature among the temperatures received in step S21 is equal to or lower than a predetermined temperature threshold (for example, 0 [° C.]). When the lowest temperature among the temperatures received in step S21 is equal to or lower than the predetermined temperature threshold (step S23: Yes), the determination unit 102A moves the process to step S24, and selects all the temperatures received in step S21. If the temperature is greater than the predetermined temperature threshold (step S23: No), the process proceeds to step S27. In step S23, it is determined whether or not the lowest temperature is equal to or lower than the predetermined temperature threshold value if at least one of the temperatures received from the plurality of capacitor modules 10 is equal to or lower than the predetermined temperature threshold value. The purpose is to prevent the deterioration of the capacitor module 10 by making the temperature determination more severely by lowering the SOC of the cell 11.

ステップＳ２４では、判定部１０２Ａは、既にセル１１のＳＯＣが下げられているか否かを判定する。判定部１０２Ａは、既にセル１１のＳＯＣが下げられている場合（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、本実施形態に係るＳＯＣ制御処理を終了し、セル１１のＳＯＣが下げられていない場合（ステップＳ２４：Ｎｏ）、ステップＳ２５へ処理を移す。ステップＳ２５では、ＳＯＣ制御部１０３Ａは、キャパシタモジュール１０のセル１１のＳＯＣを所定量Ｃ［％］だけ下げる。次に、ＳＯＣ制御部１０３Ａは、キャパシタモジュール１０のセル１１のＳＯＣのマージンを拡大する（ステップＳ２６）。 In step S24, the determination unit 102A determines whether or not the SOC of the cell 11 has already been lowered. When the SOC of the cell 11 has already been lowered (step S24: Yes), the determination unit 102A ends the SOC control process according to the present embodiment, and when the SOC of the cell 11 has not been lowered (step S24: No). ), The process proceeds to step S25. In step S25, the SOC control unit 103A lowers the SOC of the cell 11 of the capacitor module 10 by a predetermined amount C [%]. Next, the SOC control unit 103A expands the SOC margin of the cell 11 of the capacitor module 10 (step S26).

一方、ステップＳ２７では、判定部１０２Ａは、既にセル１１のＳＯＣが下げられているか否かを判定する。判定部１０２Ａは、既にセル１１のＳＯＣが下げられている場合（ステップＳ２７：Ｙｅｓ）、ステップＳ２８へ処理を移し、セル１１のＳＯＣが下げられていない場合（ステップＳ２７：Ｎｏ）、本実施形態に係るＳＯＣ制御処理を終了する。ステップＳ２８では、ＳＯＣ制御部１０３Ａは、キャパシタモジュール１０のセル１１のＳＯＣを所定量Ｃ［％］だけ上げる。次に、ＳＯＣ制御部１０３Ａは、セル１１のＳＯＣのマージンを縮小する（ステップＳ２９）。 On the other hand, in step S27, the determination unit 102A determines whether or not the SOC of the cell 11 has already been lowered. When the SOC of the cell 11 has already been lowered (step S27: Yes), the determination unit 102A moves the process to step S28, and when the SOC of the cell 11 has not been lowered (step S27: No), the present embodiment The SOC control process related to is terminated. In step S28, the SOC control unit 103A increases the SOC of the cell 11 of the capacitor module 10 by a predetermined amount C [%]. Next, the SOC control unit 103A reduces the SOC margin of the cell 11 (step S29).

ステップＳ２６またはステップＳ２９が終了すると、充放電装置１００Ａは、本実施形態に係るＳＯＣ制御処理を終了する。 When step S26 or step S29 ends, the charging / discharging device 100A ends the SOC control process according to the present embodiment.

以上の実施形態によれば、直列に接続したリチウムイオンキャパシタモジュールのセル１１の温度が所定温度閾値よりも低い場合に、セル１１のＳＯＣを、充電の際に電圧ドロップが発生してもセル１１の負極電位が負にならないように、セル１１のＳＯＣを下げる。よって、リチウムイオンキャパシタモジュールのセル１１においてリチウムの析出を回避し、リチウムイオンキャパシタモジュールの容量低下などの劣化を防止できる。 According to the above embodiment, when the temperature of the cell 11 of the lithium ion capacitor module connected in series is lower than the predetermined temperature threshold, the cell 11 is charged even if a voltage drop occurs during charging. The SOC of the cell 11 is lowered so that the negative electrode potential does not become negative. Therefore, precipitation of lithium can be avoided in the cell 11 of the lithium ion capacitor module, and deterioration such as a decrease in capacity of the lithium ion capacitor module can be prevented.

（実施形態の変形例）
（１）セルの温度
上述の実施形態では、キャパシタモジュール１０が充放電装置１００Ａへ送信するセル１１の温度は、各セル１１自体の温度としたが、これに限らず、各セル１１の温度のうちの最低温度、セル１１の雰囲気の温度、セル１１を含むキャパシタモジュール１０の温度、セル１１の外気温など、セル１１の性能に影響を与える温度であれば、いずれの温度でも採用できる。そして、セル１１の温度を判定する所定温度閾値は、採用した温度の種別に応じて適宜定められる。 (Modification of the embodiment)
(1) Cell temperature In the above-described embodiment, the temperature of the cell 11 transmitted from the capacitor module 10 to the charging / discharging device 100A is the temperature of each cell 11 itself. Any temperature that affects the performance of the cell 11 such as the minimum temperature, the temperature of the atmosphere of the cell 11, the temperature of the capacitor module 10 including the cell 11, and the outside temperature of the cell 11 can be adopted. And the predetermined temperature threshold value which determines the temperature of the cell 11 is suitably determined according to the kind of employ | adopted temperature.

（２）充電時のみにおけるＳＯＣの変更
上述の実施形態では、キャパシタモジュール１０のセル１１の温度が所定温度閾値よりも低い場合には、充電時かどうかに関わらずＳＯＣ制御処理におけるＳＯＣの変更を行うとしたが、これに限らず、充電時のみ行うとしてもよい。これは、充電時には、充電の進行に伴って負極電位が減少すると共に、内部抵抗により充電時に発生する電圧降下によって負極電位が電圧ドロップすることにより、負極電位が負となる一方、放電時には、放電の進行に伴って負極電位は増加すると共に、内部抵抗により放電時に発生する電圧上昇によって、負極電位が上昇し、負極電位が負とはならないことから、リチウム析出などの不都合が発生しないことによる。よって、充電時のみＳＯＣの変更を行うことで、処理を効率化することができる。 (2) Change of SOC only at the time of charging In the above-described embodiment, when the temperature of the cell 11 of the capacitor module 10 is lower than the predetermined temperature threshold, the change of the SOC in the SOC control process is performed regardless of whether or not the charging is performed. However, the present invention is not limited to this, and it may be performed only during charging. This is because during charging, the negative electrode potential decreases as the charging progresses, and the negative electrode potential drops due to a voltage drop that occurs during charging due to internal resistance, while the negative electrode potential becomes negative. This is because the negative electrode potential increases with the progress of the voltage, and the negative electrode potential does not become negative due to the increase in voltage generated during the discharge due to the internal resistance, and the negative electrode potential does not become negative. Therefore, the processing can be made efficient by changing the SOC only during charging.

（３）ＳＯＣの範囲の変更
上述の実施形態では、ＳＯＣの範囲の変更は、その上限を変更することを例に説明したが、これに限られず、その上限および下限を変更するとしてもよい。すなわち、充電の際に負極電位が電圧ドロップにより負の電圧になる範囲を含む第１のＳＯＣの範囲から、充電の際に負極電位が電圧ドロップによって負の電圧になる範囲を除外した第２のＳＯＣの範囲へ変更するとしてもよい。充電の際に負極電位が電圧ドロップにより負の電圧になる所定範囲は、リチウムイオンキャパシタモジュール１０のセル１１のより高い充電量に該当することから、第１のＳＯＣの範囲からこの所定範囲を除外した第２のＳＯＣの範囲は、第１のＳＯＣの範囲よりも所定レベルだけ下げたＳＯＣの使用範囲といえる。 (3) Change of SOC range In the above-described embodiment, the change of the SOC range has been described as an example of changing the upper limit. However, the present invention is not limited to this, and the upper limit and the lower limit may be changed. That is, the second SOC excluding the range where the negative electrode potential becomes negative voltage due to voltage drop during charging from the first SOC range including the range where the negative electrode potential becomes negative voltage due to voltage drop during charging. The range may be changed to the SOC range. The predetermined range in which the negative electrode potential becomes a negative voltage due to voltage drop during charging corresponds to a higher charge amount of the cell 11 of the lithium ion capacitor module 10, and thus this predetermined range is excluded from the first SOC range. It can be said that the second SOC range is a SOC usage range that is lower than the first SOC range by a predetermined level.

（４）ＳＯＣの範囲の段階的な変更
上述の実施形態では、ＳＯＣの範囲の変更は、所定量Ｃ［％］の１段階だけ行うとしたが、これに限らず、複数段階に分けてＳＯＣの範囲の変更を行ってもよい。例えば、所定温度閾値を第１の所定温度閾値と、第１の所定温度閾値よりも低い第２の所定温度閾値との２段階とする。そして、セル温度が第１の所定温度閾値以下かつ第２の所定温度閾値より大のとき、ＳＯＣをＣ１［％］だけ下げる。そして、セル温度が第２の所定温度閾値以下となったとき、ＳＯＣをさらにＣ２［％］だけ下げる。そして、ＳＯＣがＣ１＋Ｃ２［％］だけ下げられた状態で、セル温度が第２の所定温度閾値より大かつ第１の所定温度閾値以下のとき、ＳＯＣをＣ２［％］だけ上げる。さらに、ＳＯＣがＣ１［％］だけ下げられた状態で、セル温度が第１の所定温度閾値より大のとき、ＳＯＣをＣ１［％］だけ上げる。このように、ＳＯＣの範囲の変更を、２以上の複数段階に分けて細かくＳＯＣを制御することで、キャパシタモジュール１１のよりいっそうの劣化低減を図ることができる。 (4) Stepwise change of SOC range In the above-described embodiment, the SOC range is changed only in one step of the predetermined amount C [%]. However, the present invention is not limited to this, and the SOC is divided into a plurality of steps. The range may be changed. For example, the predetermined temperature threshold is set in two stages: a first predetermined temperature threshold and a second predetermined temperature threshold lower than the first predetermined temperature threshold. Then, when the cell temperature is equal to or lower than the first predetermined temperature threshold and higher than the second predetermined temperature threshold, the SOC is decreased by C1 [%]. Then, when the cell temperature becomes equal to or lower than the second predetermined temperature threshold, the SOC is further lowered by C2 [%]. When the SOC is lowered by C1 + C2 [%] and the cell temperature is higher than the second predetermined temperature threshold and lower than or equal to the first predetermined temperature threshold, the SOC is increased by C2 [%]. Furthermore, when the SOC is lowered by C1 [%] and the cell temperature is higher than the first predetermined temperature threshold, the SOC is raised by C1 [%]. In this way, by further changing the SOC range into two or more stages and finely controlling the SOC, the deterioration of the capacitor module 11 can be further reduced.

（５）ＳＯＣ制御処理におけるＳＯＣの制御単位
上述の実施形態では、ＳＯＣの制御を、キャパシタモジュール１０の全てのセル１１で一律に行うとしたが、これに限らず、個々のセル１１の電圧、個々のセル１１の温度、個々のセル１１のＳＯＣに応じて、セル１１毎に、あるいは、キャパシタモジュール１０毎に、ＳＯＣを制御するとしてもよい。これにより、個々のセル１１の状態、あるいは、個々のキャパシタモジュール１０の状態に合わせて、きめ細かくＳＯＣを制御して、キャパシタモジュール１０の劣化を抑制することができる。 (5) Control unit of SOC in SOC control processing In the above-described embodiment, the SOC is controlled uniformly in all the cells 11 of the capacitor module 10, but not limited to this, the voltage of each cell 11, The SOC may be controlled for each cell 11 or for each capacitor module 10 according to the temperature of each cell 11 and the SOC of each cell 11. Thereby, according to the state of each cell 11 or the state of each capacitor module 10, it is possible to finely control the SOC and suppress deterioration of the capacitor module 10.

（６）キャパシタモジュールの並列接続
（実施形態の変形例に係る充放電システム）
図８は、実施形態の変形例に係る、キャパシタモジュールを並列接続した充放電システムの一例を示す図である。以下、実施形態の変形例に係る、キャパシタモジュール１０を並列接続した充放電システム１Ｂについて説明する。上述の実施形態では、図４に示すように、キャパシタモジュール１０を直列接続した充放電システム１Ａを例に説明したが、これに限らず、図８に示すように、キャパシタモジュール１０を並列接続した充放電システム１Ｂであってもよい。 (6) Parallel connection of capacitor modules (charging / discharging system according to a modification of the embodiment)
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a charge / discharge system in which capacitor modules are connected in parallel according to a modification of the embodiment. Hereinafter, the charging / discharging system 1B which connected the capacitor module 10 in parallel according to the modification of embodiment is demonstrated. In the above-described embodiment, the charge / discharge system 1A in which the capacitor modules 10 are connected in series as illustrated in FIG. 4 has been described as an example. However, the present invention is not limited thereto, and the capacitor modules 10 are connected in parallel as illustrated in FIG. The charge / discharge system 1B may be used.

実施形態の変形例に係る充放電システム１Ｂは、リチウムイオンキャパシタモジュールであるキャパシタモジュール１０−１〜１０−３が並列接続され、キャパシタモジュール１０−１〜１０−３の最上電位および最下位電位と接続され、図示しない外部の電源または負荷から供給される電気エネルギーをキャパシタモジュール１０−１〜１０−３に充電する共に、図示しない外部の負荷に対してキャパシタモジュール１０−１〜１０−３が放電する電気エネルギーを供給する充放電装置１００Ｂを含む。 In the charge / discharge system 1B according to the modification of the embodiment, capacitor modules 10-1 to 10-3, which are lithium ion capacitor modules, are connected in parallel, and the highest potential and the lowest potential of the capacitor modules 10-1 to 10-3 The capacitor modules 10-1 to 10-3 are charged with electrical energy supplied from an external power source or a load (not shown) connected to the capacitor module 10-1 to 10-3 and discharged to the external load (not shown). Charging / discharging device 100B for supplying electrical energy to be included.

充放電装置１００Ｂは、マイクロコンピュータなどの処理装置であり、モジュール情報受信部１０１Ｂ、判定部１０２Ｂ、ＳＯＣ制御部１０３Ｂ、充放電制御部１０４Ｂを有する。 The charge / discharge device 100B is a processing device such as a microcomputer, and includes a module information receiving unit 101B, a determination unit 102B, an SOC control unit 103B, and a charge / discharge control unit 104B.

モジュール情報受信部１０１Ｂは、キャパシタモジュール１０の１つから、セル電圧、セル温度、セル１１のＳＯＣ情報を含むモジュール情報を受信する。判定部１０２Ｂは、モジュール情報受信部１０１Ｂにより受信されたキャパシタモジュール１０のセル温度を所定温度閾値（例えば０℃）と比較し、所定温度閾値以下であるか否かを判定する。 The module information receiving unit 101 </ b> B receives module information including the cell voltage, the cell temperature, and the SOC information of the cell 11 from one of the capacitor modules 10. The determination unit 102B compares the cell temperature of the capacitor module 10 received by the module information reception unit 101B with a predetermined temperature threshold (for example, 0 ° C.) and determines whether or not the temperature is equal to or lower than the predetermined temperature threshold.

ＳＯＣ制御部１０３Ｂは、判定部１０２Ｂによりキャパシタモジュール１０のセル温度が所定温度閾値以下であると判定された場合には、モジュール情報受信部１０１Ｂによりモジュール情報が受信されたキャパシタモジュール１０のセル１１のＳＯＣを所定量だけ下げる制御を行う。例えば、ＳＯＣ制御部１０３Ｂは、モジュール情報受信部１０１Ｂによりモジュール情報が受信されたキャパシタモジュール１０のセル温度が所定温度閾値以下であり、かつ、該当のキャパシタモジュール１０のセル１１のＳＯＣが下げられていない場合に、該当のキャパシタモジュール１０のセル１１のＳＯＣを所定量Ｃ［％］だけ下げる制御を行う。 When the determination unit 102B determines that the cell temperature of the capacitor module 10 is equal to or lower than the predetermined temperature threshold, the SOC control unit 103B determines the cell 11 of the capacitor module 10 from which the module information is received by the module information reception unit 101B. Control is performed to lower the SOC by a predetermined amount. For example, in the SOC control unit 103B, the cell temperature of the capacitor module 10 for which the module information is received by the module information receiving unit 101B is equal to or lower than a predetermined temperature threshold, and the SOC of the cell 11 of the corresponding capacitor module 10 is lowered. If not, control is performed to lower the SOC of the cell 11 of the corresponding capacitor module 10 by a predetermined amount C [%].

また、ＳＯＣ制御部１０３Ｂは、判定部１０２Ｂによりキャパシタモジュール１０のセル温度が所定温度閾値より大であると判定された場合には、モジュール情報受信部１０１Ｂによりモジュール情報が受信されたキャパシタモジュール１０のセル１１のＳＯＣを所定量だけ上げる制御を行う。例えば、ＳＯＣ制御部１０３Ｂは、モジュール情報受信部１０１Ｂによりモジュール情報が受信されたキャパシタモジュール１０のセル温度が所定温度閾値より大であり、かつ、該当のキャパシタモジュール１０のセル１１のＳＯＣが下げられている場合に、該当のキャパシタモジュール１０のセル１１のＳＯＣを所定量Ｃ［％］だけ上げる制御を行う。 In addition, when the determination unit 102B determines that the cell temperature of the capacitor module 10 is higher than the predetermined temperature threshold, the SOC control unit 103B receives the module information received by the module information reception unit 101B. Control is performed to increase the SOC of the cell 11 by a predetermined amount. For example, in the SOC control unit 103B, the cell temperature of the capacitor module 10 for which the module information is received by the module information receiving unit 101B is higher than a predetermined temperature threshold, and the SOC of the cell 11 of the corresponding capacitor module 10 is lowered. If so, control is performed to increase the SOC of the cell 11 of the corresponding capacitor module 10 by a predetermined amount C [%].

また、ＳＯＣ制御部１０３Ｂは、モジュール情報受信部１０１Ｂによりモジュール情報が受信されたキャパシタモジュール１０のセル１１のＳＯＣの範囲が下げられていない状態であって、判定部１０２Ｂにより該当のキャパシタモジュール１０の温度が所定温度閾値より大であると判定された場合には、該当のキャパシタモジュール１０の現在のセル１１のＳＯＣの範囲を維持する制御を行う。また、ＳＯＣ制御部１０３Ｂは、モジュール情報受信部１０１Ｂによりモジュール情報が受信されたキャパシタモジュール１０のセル１１のＳＯＣの範囲が下げられている状態であって、判定部１０２Ｂにより該当のキャパシタモジュール１０の温度が所定温度閾値以下であると判定された場合には、該当のキャパシタモジュール１０の現在のセル１１のＳＯＣの範囲を維持する制御を行う。 In addition, the SOC control unit 103B is in a state where the SOC range of the cell 11 of the capacitor module 10 from which the module information is received by the module information receiving unit 101B has not been lowered, and the determination unit 102B determines that the corresponding capacitor module 10 When it is determined that the temperature is higher than the predetermined temperature threshold, control is performed to maintain the SOC range of the current cell 11 of the corresponding capacitor module 10. In addition, the SOC control unit 103B is in a state where the SOC range of the cell 11 of the capacitor module 10 from which the module information is received by the module information receiving unit 101B is lowered, and the determination unit 102B determines that the corresponding capacitor module 10 When it is determined that the temperature is equal to or lower than the predetermined temperature threshold, control is performed to maintain the SOC range of the current cell 11 of the corresponding capacitor module 10.

すなわち、ＳＯＣ制御部１０３Ｂは、モジュール情報を受信する毎に、モジュール情報の送信元のキャパシタモジュール１０のセル１１のＳＯＣを制御する。なお、ＳＯＣ制御部１０３Ｂが行うＳＯＣのマージン変更は、ＳＯＣ制御部１０３Ａと同様である。 That is, the SOC control unit 103B controls the SOC of the cell 11 of the capacitor module 10 that is the module information transmission source each time it receives module information. The SOC margin change performed by the SOC control unit 103B is the same as that of the SOC control unit 103A.

充放電制御部１０４Ｂは、ＳＯＣ制御部１０３Ｂにより制御されている現在の各セル１１のＳＯＣの範囲に基づいてキャパシタモジュール１０−１〜１０−３を充放電する。 The charge / discharge control unit 104B charges and discharges the capacitor modules 10-1 to 10-3 based on the current SOC range of each cell 11 controlled by the SOC control unit 103B.

（実施形態の変形例に係るＳＯＣ制御処理）
図９は、実施形態の変形例に係る、キャパシタモジュールを並列接続した充放電システムの充放電装置におけるＳＯＣ制御処理の一例を示すフローチャートである。実施形態の変形例に係るＳＯＣ制御処理は、充放電装置１００Ｂがいずれかのキャパシタモジュール１０からモジュール情報を受信したときに起動する。 (SOC control processing according to a modification of the embodiment)
FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of the SOC control process in the charge / discharge device of the charge / discharge system in which the capacitor modules are connected in parallel according to the modification of the embodiment. The SOC control process according to the modification of the embodiment is activated when the charging / discharging device 100B receives module information from any of the capacitor modules 10.

先ず、充放電装置１００Ｂのモジュール情報受信部１０１Ｂは、いずれかのキャパシタモジュール１０からモジュール情報を受信する（ステップＳ３１）。次に、判定部１０２Ｂは、ステップ３１で受信した温度が所定温度閾値（例えば０［℃］）以下であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。判定部１０２Ｂは、ステップＳ３１で受信した温度が所定温度閾値以下である場合（ステップＳ３２：Ｙｅｓ）、ステップＳ３３へ処理を移し、ステップＳ３１で受信した温度が所定温度閾値より大である場合（ステップＳ３２：Ｎｏ）、ステップＳ３６へ処理を移す。 First, the module information receiving unit 101B of the charge / discharge device 100B receives module information from any one of the capacitor modules 10 (step S31). Next, the determination unit 102B determines whether or not the temperature received in step 31 is equal to or lower than a predetermined temperature threshold (for example, 0 [° C.]) (step S32). When the temperature received in step S31 is equal to or lower than the predetermined temperature threshold (step S32: Yes), the determination unit 102B moves the process to step S33, and when the temperature received in step S31 is higher than the predetermined temperature threshold (step (S32: No), the process proceeds to step S36.

ステップＳ３３では、判定部１０２Ｂは、既に該当のキャパシタモジュール１０のセル１１のＳＯＣが下げられているか否かを判定する。判定部１０２Ｂは、既に該当のキャパシタモジュール１０のセル１１のＳＯＣが下げられている場合（ステップＳ３３：Ｙｅｓ）、本実施形態の変形例に係るＳＯＣ制御処理を終了し、該当のキャパシタモジュール１０のセル１１のＳＯＣが下げられていない場合（ステップＳ３３：Ｎｏ）、ステップＳ３４へ処理を移す。ステップＳ３４では、ＳＯＣ制御部１０３Ｂは、該当のキャパシタモジュール１０のセル１１のＳＯＣを所定量Ｃ［％］だけ下げる。次に、ＳＯＣ制御部１０３Ｂは、該当のキャパシタモジュール１０のセル１１のＳＯＣのマージンを拡大する（ステップＳ３５）。 In step S33, the determination unit 102B determines whether or not the SOC of the cell 11 of the corresponding capacitor module 10 has already been lowered. When the SOC of the cell 11 of the corresponding capacitor module 10 has already been lowered (step S33: Yes), the determination unit 102B ends the SOC control process according to the modification of the present embodiment, and When the SOC of the cell 11 is not lowered (step S33: No), the process is moved to step S34. In step S34, the SOC control unit 103B lowers the SOC of the cell 11 of the corresponding capacitor module 10 by a predetermined amount C [%]. Next, the SOC control unit 103B expands the SOC margin of the cell 11 of the corresponding capacitor module 10 (step S35).

一方、ステップＳ３６では、判定部１０２Ｂは、既に該当のキャパシタモジュール１０のセル１１のＳＯＣが下げられているか否かを判定する。判定部１０２Ｂは、既に該当のキャパシタモジュール１０のセル１１のＳＯＣが下げられている場合（ステップＳ３６：Ｙｅｓ）、ステップＳ３７へ処理を移し、該当のキャパシタモジュール１０のセル１１のＳＯＣが下げられていない場合（ステップＳ３６：Ｎｏ）、本実施形態の変形例に係るＳＯＣ制御処理を終了する。ステップＳ３７では、ＳＯＣ制御部１０３Ｂは、該当のキャパシタモジュール１０のセル１１のＳＯＣを所定量Ｃ［％］だけ上げる。次に、ＳＯＣ制御部１０３Ｂは、該当のキャパシタモジュール１０のセル１１のＳＯＣのマージンを縮小する（ステップＳ３８）。 On the other hand, in step S36, the determination unit 102B determines whether or not the SOC of the cell 11 of the relevant capacitor module 10 has already been lowered. If the SOC of the cell 11 of the relevant capacitor module 10 has already been lowered (step S36: Yes), the determination unit 102B moves the process to step S37, and the SOC of the cell 11 of the relevant capacitor module 10 has been lowered. If there is not (step S36: No), the SOC control process according to the modification of the present embodiment is terminated. In step S37, the SOC control unit 103B increases the SOC of the cell 11 of the capacitor module 10 by a predetermined amount C [%]. Next, the SOC control unit 103B reduces the SOC margin of the cell 11 of the corresponding capacitor module 10 (step S38).

ステップＳ３５またはステップＳ３８が終了すると、充放電装置１００Ｂは、本実施形態の変形例に係るＳＯＣ制御処理を終了する。 When step S35 or step S38 ends, the charging / discharging device 100B ends the SOC control process according to the modification of the present embodiment.

上述の実施形態に係る充放電システム１Ａ、１Ｂ、充放電装置１００Ａ、１００Ｂ、キャパシタモジュール１０の各部は、設計に応じて適宜統合または分散してもよい。また、上述の実施形態およびその変形例に係る充放電システム１Ａ、１Ｂ、充放電装置１００Ａ、１００Ｂ、キャパシタモジュール１０の各部を適宜、組合せ、代替、省略して構成した充放電システム１Ａ、１Ｂ、充放電装置１００Ａ、１００Ｂ、キャパシタモジュール１０も、開示技術に係る充放電システム、充放電装置、キャパシタモジュールに含まれる。 Each part of charging / discharging system 1A, 1B, charging / discharging apparatus 100A, 100B, and capacitor module 10 which concerns on the above-mentioned embodiment may be integrated or disperse | distributed suitably according to design. In addition, the charging / discharging systems 1A, 1B, the charging / discharging systems 1A, 1B, and the charging / discharging devices 100A, 100B, and the capacitor module 10 according to the above-described embodiment and its modifications are appropriately combined, substituted, and omitted. The charge / discharge devices 100A and 100B and the capacitor module 10 are also included in the charge / discharge system, the charge / discharge device, and the capacitor module according to the disclosed technology.

１Ａ、１Ｂ充放電システム
１０、１０−１〜１０−３キャパシタモジュール
１１、１１−１〜１１−３セル
１２制御部
１２ａ電圧監視部
１２ｂ温度監視部
１２ｃＳＯＣ監視部
１２ｄモジュール情報送信部
１００Ａ、１００Ｂ充放電装置
１０１Ａ、１０１Ｂモジュール情報受信部
１０２Ａ、１０２Ｂ判定部
１０３Ａ、１０３ＢＳＯＣ制御部
１０４Ａ、１０４Ｂ充放電制御部 1A, 1B Charge / Discharge System 10, 10-1 to 10-3 Capacitor Module 11, 11-1 to 11-3 Cell 12 Control Unit 12a Voltage Monitoring Unit 12b Temperature Monitoring Unit 12c SOC Monitoring Unit 12d Module Information Transmitting Unit 100A, 100B Charging / discharging device 101A, 101B Module information receiving unit 102A, 102B Determination unit 103A, 103B SOC control unit 104A, 104B Charging / discharging control unit

Claims

A charge / discharge control unit that charges and discharges a power storage module including the power storage cell in a SOC (State Of Charge) usage range of the power storage cell;
A receiver for receiving temperature from the power storage module;
A determination unit that determines whether the temperature received by the reception unit is equal to or lower than a predetermined temperature threshold;
A change control unit that changes the SOC usage range from a first range to a second range that is lowered by a predetermined level when the determination unit determines that the temperature is equal to or lower than a predetermined temperature threshold value. The charging / discharging apparatus characterized by the above-mentioned.

The charging / discharging device according to claim 1, wherein the determination unit determines whether or not a temperature received by the reception unit is equal to or lower than a predetermined temperature threshold value when the power storage module is charged.

The change control unit, when the determination unit determines that the temperature is greater than a predetermined temperature threshold, and when the SOC usage range is changed to the second range, The charging / discharging device according to claim 1 or 2, wherein the use range is changed from the second range to the first range.

The change control unit, when lowering the SOC usage range from the first range to the second range, reduces the SOC usage range margin from the first margin to the first margin. The charge / discharge device according to claim 1, wherein the charge / discharge device is changed to a large second margin.

The charge / discharge device according to any one of claims 1 to 4, wherein the temperature is a temperature of the power storage cell or the power storage module.

The receiving unit receives the temperature of each power storage module from the plurality of power storage modules,
The determination unit determines whether or not a minimum temperature among the temperatures received by the reception unit is equal to or less than the predetermined temperature threshold value,
The change control unit changes the SOC usage range from the first range to the second range when the determination unit determines that the minimum temperature is equal to or lower than the predetermined temperature threshold value. The charge / discharge device according to any one of claims 1 to 5, wherein

A storage cell;
A temperature monitoring unit for monitoring the temperature of the storage cell;
A power storage module comprising: a transmitter that transmits the temperature monitored by the temperature monitoring unit to the charge / discharge device according to claim 1.

A charge / discharge control method for a power storage module including a power storage cell performed by a charge / discharge device,
Receiving temperature from the power storage module;
Determine whether the received temperature is below a predetermined temperature threshold,
When it is determined that the temperature is equal to or lower than a predetermined temperature threshold, the SOC (State Of Charge) usage range of the power storage cell when charging / discharging the power storage module is decreased by a predetermined level from the first range. The charging / discharging control method characterized by including changing to 2 range.