JP2018170815A

JP2018170815A - Power storage system

Info

Publication number: JP2018170815A
Application number: JP2017064192A
Authority: JP
Inventors: 克憲今井; Katsunori Imai
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2018-11-01
Anticipated expiration: 2037-03-29
Also published as: JP6787220B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To correctly update full charge capacity of an SOC table even when a cell which has a large amount of self-discharge exists.SOLUTION: A power storage system which has a battery pack containing a plurality of cells comprises an integrated value acquisition unit 11 which obtains a coulomb counter value CC being an output current integration value obtained by integrating output current of the battery pack 2 when the battery pack 2 is connected with a load, a calculation part 12 which calculates a variable Vc related to residual capacity of the battery pack on the basis of a preset value FCC of full charge capacity and the coulomb counter value CC being the output current integration value, a voltage measurement part 13 which measures respective OCV or a cell voltage in the plurality of cells, and a control part 17 which changes the preset value FCC. When among the plurality of cells, the lowest one of OCVs measured by the voltage measurement part 13 at a start of charging coincides with the highest one of cell voltages measured by the voltage measurement part 13 at an end of charging, the control part 17 changes the preset value FCC on the basis of the variable Vc at a start of charging.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は蓄電システムに関し、特に、組電池を有する蓄電システムに関する。 The present invention relates to a power storage system, and more particularly to a power storage system having an assembled battery.

同じ種類のセル（単電池。蓄電デバイス）を複数個直並列に接続してなる組電池（蓄電モジュール）が知られている。組電池は、電池パックとも呼ばれる。組電池を使用すると、１つのセルを使用する場合に比べ、高い電圧及び電力を得ることが可能になる。 A battery pack (power storage module) is known in which a plurality of cells of the same type (single cell, power storage device) are connected in series and parallel. The assembled battery is also called a battery pack. When an assembled battery is used, it becomes possible to obtain a higher voltage and power than when one cell is used.

組電池においては、充放電の繰り返し（サイクル）を通じて、各セルの劣化が不均一に進行していくことが知られている。劣化が進んだセルは、進んでいないセルに比べて充放電時の電圧の振れ幅が大きくなるので、劣化の進行がより速くなる。そうすると、組電池全体としての寿命が短くなってしまうので、従来、特定のセルに劣化が集中しないようにするための各種の技術が検討されている。 In an assembled battery, it is known that deterioration of each cell progresses unevenly through repeated charge / discharge cycles. A cell that has deteriorated has a larger voltage fluctuation during charging / discharging than a cell that has not progressed, and therefore the deterioration progresses more quickly. If it does so, since the lifetime as the whole assembled battery will become short, conventionally, the various techniques for keeping deterioration from concentrating on a specific cell are examined.

特許文献１には、そのような技術の一例が開示されている。この技術では、各セルの開放電圧（負荷が接続されていないときの両端電圧）を検出し、その結果から全セルの平均開放電圧を算出し、各セルの開放電圧と平均開放電圧との偏差を求め、偏差が所定値以上のセルについて、所定の演算式により算出される調整容量分を強制的に放電させることにより、各セルの容量のバラツキが調整される。 Patent Document 1 discloses an example of such a technique. In this technology, the open circuit voltage of each cell (the voltage at both ends when no load is connected) is detected, the average open voltage of all cells is calculated from the result, and the deviation between the open voltage of each cell and the average open voltage , And forcibly discharging the adjusted capacity calculated by a predetermined arithmetic expression for cells having a deviation equal to or greater than a predetermined value, thereby adjusting the variation in capacity of each cell.

特開２０００−４０５３０号公報JP 2000-40530 A

ところで、組電池は一般に、充放電を制御するための制御装置を含む蓄電システムとして構成される。そして、この蓄電システム内には、組電池の充電状態を管理するためのＳＯＣテーブルが予め用意される。ＳＯＣテーブルは、ＳＯＣ（State Of Charge：充電状態）と、ＯＣＶ（Open Circuit Voltage：開放電圧）と、ＲＣ（Remain Capacity：残存容量）とを対応付けて記憶するテーブルであり、例えばＳＯＣ＝０％からＳＯＣ＝１００％まで５％刻みで、具体的なＯＣＶとＲＣとを記憶するよう構成される。ＳＯＣテーブルに記憶されるデータは、実際に測定されたＯＣＶから現在のＳＯＣを決定し、決定したＳＯＣを例えばバー表示の形でユーザに提示するために用いられる。 By the way, the assembled battery is generally configured as a power storage system including a control device for controlling charging and discharging. And in this electrical storage system, the SOC table for managing the charge condition of an assembled battery is prepared beforehand. The SOC table is a table that stores SOC (State Of Charge), OCV (Open Circuit Voltage), and RC (Remain Capacity) in association with each other. For example, SOC = 0% The specific OCV and RC are stored in increments of 5% from SOC to 100%. The data stored in the SOC table is used to determine the current SOC from the actually measured OCV and present the determined SOC to the user, for example, in the form of a bar display.

ＳＯＣテーブルにおいてＳＯＣ＝１００％に対応付けて記憶されるＲＣは、その組電池の満充電容量を表している。しかし、各セルの劣化に伴って組電池の満充電容量は低下していくので、ＳＯＣテーブルの内容が固定されていると、時間の経過に伴って実態との乖離が生ずることになる。そこで本願の発明者は、各セルのＯＣＶを実測するとともにクーロンカウンタを用いて組電池に流れた電流を測定することによって組電池の残存容量も実測し、これらの実測結果に基づいて、ＳＯＣテーブルを更新していくことを検討している。 RC stored in association with SOC = 100% in the SOC table represents the full charge capacity of the assembled battery. However, since the full charge capacity of the assembled battery decreases as each cell deteriorates, if the contents of the SOC table are fixed, a deviation from the actual state will occur with the passage of time. Therefore, the inventor of the present application actually measures the OCV of each cell and also measures the remaining capacity of the assembled battery by measuring the current flowing through the assembled battery using a coulomb counter, and based on these measured results, the SOC table We are considering renewing.

具体的には、まず充電開始の時点で各セルのＯＣＶを測定し、最も小さいＯＣＶの値に対応付けてＳＯＣテーブルに格納されるＲＣを、現在の容量を示す変数Ｖｃに代入する。充電中には、各セルのセル電圧を継続的に測定し、いずれかのセル電圧が後述する「充電終止電圧」になったところで、充電を終了する。充電終了後には、充電開始時点からのクーロンカウンタの増加分を変数Ｖｃに加算することにより、現在の容量を算出する。そして、こうして算出された現在の容量をＳＯＣ＝１００％に対応するＲＣの値としてＳＯＣテーブルに設定することにより、ＳＯＣテーブルの更新を行う。また、１００％以外のＳＯＣに対応するＲＣに関しては、比率計算により算出される値により、ＳＯＣテーブルの更新を行う。 Specifically, the OCV of each cell is first measured at the start of charging, and the RC stored in the SOC table in association with the smallest OCV value is substituted into a variable Vc indicating the current capacity. During charging, the cell voltage of each cell is continuously measured, and the charging is terminated when one of the cell voltages reaches a “charge end voltage” described later. After the end of charging, the current capacity is calculated by adding the increment of the coulomb counter from the charging start time to the variable Vc. Then, the SOC table is updated by setting the current capacity thus calculated in the SOC table as an RC value corresponding to SOC = 100%. For RC corresponding to SOCs other than 100%, the SOC table is updated with values calculated by ratio calculation.

しかしながら、本願の発明者が検討を進めるうちに、このような更新方法では、ＳＯＣテーブルの満充電容量を正しく更新できない場合があることが判明した。以下、詳しく説明する。 However, as the inventors of the present application proceeded with the study, it has been found that in such an updating method, the full charge capacity of the SOC table may not be correctly updated. This will be described in detail below.

図９（ａ）は、５つのセル１〜５からなる組電池の充電終了時の状態を示す図であり、図９（ｂ）は、同じ組電池の充電開始時の状態を示す図である。これらの図には、後述する自己放電がない理想的な状態を示している。 FIG. 9A is a diagram illustrating a state at the end of charging of an assembled battery including five cells 1 to 5, and FIG. 9B is a diagram illustrating a state at the start of charging of the same assembled battery. . In these drawings, an ideal state without a self-discharge described later is shown.

図９（ａ）に示す「３．１６５Ｖ」「４．１２５Ｖ」は、ＳＯＣテーブルにおいてそれぞれＳＯＣ＝０％、１００％に対応付けて記憶されるＯＣＶの値である。放電下限電圧は、一般的にＳＯＣ＝０％に対応付けてＳＯＣテーブルに記憶されるＯＣＶよりも低くなり、例えば３．０Ｖである。充電終止電圧は、一般的にＳＯＣ＝１００％に対応付けてＳＯＣテーブルに記憶されるＯＣＶよりも高くなり、例えば４．２Ｖである。電池は充電や放電が終わった後も内部の化学反応が継続しており、ＯＣＶを測定する為には、数時間以上の安定化時間を必要とする。放電下限電圧が３．０Ｖの電池の場合、放電終了後に電池の電圧は上昇し、この例では３．１６５Ｖになる。同様に充電終止電圧が４．２Ｖの電池の場合、充電後に電池の電圧は低下し、この例では４．１２５Ｖになる。組電池の制御装置は原則として、いずれかのセルのセル電圧が放電下限電圧に達すると放電を停止し、いずれかのセルのセル電圧が充電終止電圧に達すると充電を停止するように構成される。 “3.165V” and “4.125V” shown in FIG. 9A are OCV values stored in association with SOC = 0% and 100%, respectively, in the SOC table. The discharge lower limit voltage is generally lower than the OCV stored in the SOC table in association with SOC = 0%, for example, 3.0V. The end-of-charge voltage is generally higher than the OCV stored in the SOC table in association with SOC = 100%, for example, 4.2V. The internal chemical reaction of the battery continues after charging and discharging, and a stabilization time of several hours or more is required to measure the OCV. In the case of a battery having a discharge lower limit voltage of 3.0 V, the voltage of the battery rises after the end of discharge, and in this example, becomes 3.165 V. Similarly, in the case of a battery with a charge end voltage of 4.2 V, the voltage of the battery decreases after charging, and in this example, it becomes 4.125 V. In principle, the battery pack control device is configured to stop discharging when the cell voltage of any cell reaches the discharge lower limit voltage, and to stop charging when the cell voltage of any cell reaches the end-of-charge voltage. The

また、図９（ａ）（ｂ）では、長方形の面積により各セルの容量を表し、縦軸により各セルのＯＣＶ又はセル電圧を示している。充電開始時には、電流が流れていないためにセル電圧とＯＣＶは等価になるが、充電終了時には、電流が流れているためにセル電圧により定義する。この表記法によれば、各セルの長方形の横幅は、劣化が進行するほど小さくなる。同図にはセル５のみが劣化している場合を示しており、したがってセル５を示す長方形の横幅のみ、他と比べて小さくなっている。また、容量Ｂは充電開始時の各セルの残存容量を示し、容量Ａは充電による増加分を示している。容量Ａの面積はセル間で同一となっているが、これは、各セルの充電が同一の電圧で同一の時間だけ実行されることに対応している。 9A and 9B, the capacity of each cell is represented by a rectangular area, and the OCV or cell voltage of each cell is represented by a vertical axis. Since no current flows at the start of charging, the cell voltage and the OCV are equivalent, but at the end of charging, the current is flowing, so the cell voltage is defined by the cell voltage. According to this notation, the width of the rectangle of each cell becomes smaller as the deterioration progresses. The figure shows a case where only the cell 5 is deteriorated, and therefore only the lateral width of the rectangle indicating the cell 5 is smaller than the others. Further, the capacity B indicates the remaining capacity of each cell at the start of charging, and the capacity A indicates an increase due to charging. The area of the capacity A is the same between cells, which corresponds to the charging of each cell being performed at the same voltage for the same time.

充放電に伴う各セルの基本的な動作は、図９（ａ）の状態と、図９（ｂ）の状態との間の往復となる。なお、完全に放電しない状態から充電を開始する場合もあり得るが、説明を簡単にするため、そのような場合の説明は省略する。図９（ａ）（ｂ）から理解されるように、放電時に放電下限電圧に達するセル、充電時に充電終止電圧に達するセルはともに、最も劣化の進んだセル５となる。 The basic operation of each cell associated with charging / discharging is reciprocation between the state of FIG. 9A and the state of FIG. 9B. Although charging may be started from a state where it is not completely discharged, the description in such a case is omitted for the sake of simplicity. As understood from FIGS. 9A and 9B, the cell that reaches the discharge lower limit voltage at the time of discharge and the cell that reaches the charge end voltage at the time of charge are both the cells 5 that are most deteriorated.

図９（ａ）（ｂ）を前提として上述したＳＯＣテーブルの更新を行う場合、ＳＯＣ＝１００％に対応するＲＣの値としては、容量Ａとセル５にかかる容量Ｂとの合計値が設定され、ＳＯＣ＝０％に対応するＲＣの値としては、セル５にかかる容量Ｂが設定されることになる。こうして設定される値は、適切な値であるということができる。 When updating the SOC table described above on the assumption of FIGS. 9A and 9B, the total value of the capacity A and the capacity B applied to the cell 5 is set as the RC value corresponding to SOC = 100%. The capacity B applied to the cell 5 is set as the RC value corresponding to SOC = 0%. It can be said that the value set in this way is an appropriate value.

図１０（ａ）は、図９（ａ）の状態から放電が進む場合において、内部抵抗の劣化などによりセル４の自己放電が大きくなった場合の例を示している。組電池が長期にわたり充電されずに保管された場合、自己放電の大きいセル４の容量が他のセルに比べて早く減少するため、図１０（ａ）に示すように、劣化の進んだセル５ではなくセル４が放電下限電圧に達する場合が生ずる。その場合、セル１〜３，５においては、放電しきれなかった容量Ａ'が残った状態で充電が開始されることになる。 FIG. 10A shows an example where the self-discharge of the cell 4 becomes large due to deterioration of internal resistance or the like when the discharge proceeds from the state of FIG. 9A. When the assembled battery is stored without being charged for a long period of time, the capacity of the cell 4 having a large self-discharge is reduced more quickly than other cells. Therefore, as shown in FIG. Instead, the cell 4 may reach the discharge lower limit voltage. In that case, in the cells 1 to 3 and 5, charging is started in a state where the capacity A ′ that could not be discharged remains.

図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の状態から充電を行い、終了した状態を示している。同図に示すように、各セルには容量Ｃが上積みされることになるが、図９（ａ）と図１０（ｂ）を比較すると理解されるように、容量Ｃは、容量Ａ'の分だけ容量Ａより小さくなっている。 FIG.10 (b) has shown the state which charged from the state of Fig.10 (a) and was complete | finished. As shown in the figure, a capacity C is stacked on each cell. As can be understood by comparing FIG. 9A and FIG. 10B, the capacity C is equal to the capacity A ′. It is smaller than the capacity A by the amount.

図１０（ａ）（ｂ）を前提として上述したＳＯＣテーブルの更新を行う場合、充電開始時の変数Ｖｃは、セル５にかかる容量Ｂに等しくなる。これは、それまでのＳＯＣテーブルの更新により、ＳＯＣ＝０％に対応するＲＣの値として、セル５にかかる容量ＢがＳＯＣテーブルに設定されているからである。一方、充電開始から充電終了までのクーロンカウンタの増加分は、容量Ｃに等しくなる。したがって、ＳＯＣ＝１００％に対応するＲＣの値として、容量Ｃとセル５にかかる容量Ｂとの合計値が設定されることになる。 When updating the SOC table described above on the assumption of FIGS. 10A and 10B, the variable Vc at the start of charging is equal to the capacity B applied to the cell 5. This is because the capacity B applied to the cell 5 is set in the SOC table as the RC value corresponding to SOC = 0% by updating the SOC table so far. On the other hand, the increment of the coulomb counter from the start of charging to the end of charging is equal to the capacity C. Therefore, the total value of the capacity C and the capacity B applied to the cell 5 is set as the RC value corresponding to SOC = 100%.

こうしてＳＯＣテーブルに設定される値は、組電池の実態を正しく反映したものとは言えない。なぜなら、最も劣化が進行したセル５の充電終了時の残存容量は、容量Ｃとセル５にかかる容量Ｂの合計値にさらに容量Ａ'を足した値であって、容量Ｃとセル５にかかる容量Ｂとの合計値ではないからである。したがって、図１０（ａ）（ｂ）を前提とするような場合、すなわち、自己放電の大きなセルが存在する場合には、ＳＯＣテーブルの満充電容量を正しく更新できないということになる。 The values set in the SOC table in this way cannot be said to correctly reflect the actual state of the assembled battery. This is because the remaining capacity at the end of charging of the cell 5 that has been most deteriorated is a value obtained by adding the capacity A ′ to the total value of the capacity C and the capacity B applied to the cell 5 and applied to the capacity C and the cell 5. This is because it is not the total value with the capacity B. Therefore, when assuming FIGS. 10A and 10B, that is, when there is a cell having a large self-discharge, the full charge capacity of the SOC table cannot be correctly updated.

したがって、本発明の目的の一つは、自己放電の大きなセルが存在する場合であっても、ＳＯＣテーブルの満充電容量を正しく更新できる蓄電システムを提供することにある。 Therefore, one of the objects of the present invention is to provide a power storage system that can correctly update the full charge capacity of the SOC table even when a cell having a large self-discharge exists.

本発明による蓄電システムは、複数の蓄電デバイスを含む蓄電モジュールを有する蓄電システムであって、前記蓄電モジュールが負荷に接続されたときの前記蓄電モジュールの出力電流を積算してなる出力電流積算値を求める積算値取得手段と、満充電容量の設定値及び前記出力電流積算値に基づいて、前記蓄電モジュールの残存容量に関する残存容量指示値を算出する算出手段と、前記複数の蓄電デバイスそれぞれの開放電圧又はセル電圧を測定する電圧測定手段と、前記設定値を変更する変更手段と、を備え、前記変更手段は、前記複数の蓄電デバイスのうち、充電開始時に前記電圧測定手段によって測定された開放電圧が最も低いものと、充電終了時に前記電圧測定手段によって測定されたセル電圧が最も高いものとが一致した場合に、充電開始時の前記残存容量指示値に基づいて前記設定値の変更を行う、ことを特徴とする。 The power storage system according to the present invention is a power storage system having a power storage module including a plurality of power storage devices, and an output current integrated value obtained by integrating the output current of the power storage module when the power storage module is connected to a load. An obtained integrated value obtaining means; a calculating means for calculating a remaining capacity instruction value relating to a remaining capacity of the power storage module based on a set value of a full charge capacity and the output current integrated value; and an open voltage of each of the plurality of power storage devices Or a voltage measuring means for measuring a cell voltage and a changing means for changing the set value, wherein the changing means is an open-circuit voltage measured by the voltage measuring means at the start of charging among the plurality of power storage devices. When the cell voltage measured by the voltage measuring means at the end of charging coincides with the highest cell voltage. Based on the residual capacity indication value at the start of charging to change the said set value, characterized in that.

本発明によれば、自己放電の大きなセルが存在する場合であっても、最も劣化が進行した蓄電デバイス（セル）の充電終了時の残存容量を正しく設定値（ＳＯＣ＝１００％に対応付けてＳＯＣテーブルに格納されるＲＣの値）に反映させることができる。したがって、自己放電の大きなセルが存在する場合であっても、ＳＯＣテーブルの満充電容量を正しく更新することが可能になる。 According to the present invention, even when there is a cell with a large self-discharge, the remaining capacity at the end of charging of the most deteriorated power storage device (cell) is correctly associated with the set value (SOC = 100%). RC value stored in the SOC table). Therefore, it is possible to correctly update the full charge capacity of the SOC table even when there is a cell with a large self-discharge.

上記蓄電システムにおいて、前記積算値取得手段は、前記蓄電モジュールが充電装置に接続されたときの前記蓄電モジュールの入力電流を積算してなる入力電流積算値を求めることができるように構成されており、前記変更手段は、前記残存容量指示値と前記入力電流積算値との合計値に基づいて前記設定値を決定する、こととしてもよい。これによれば、最も劣化が進行した蓄電デバイス（セル）の充電終了時の残存容量を得ることが可能になる。 In the power storage system, the integrated value acquisition means is configured to obtain an input current integrated value obtained by integrating the input current of the power storage module when the power storage module is connected to a charging device. The changing unit may determine the set value based on a total value of the remaining capacity instruction value and the integrated input current value. According to this, it becomes possible to obtain the remaining capacity at the end of charging of the power storage device (cell) that has been most deteriorated.

上記各蓄電システムにおいて、前記複数の蓄積デバイスのうちの１つ以上を選択的かつ強制的に放電させる強制放電手段をさらに備え、前記強制放電手段は、前記複数の蓄電デバイスのうち、充電終了時に前記電圧測定手段によって測定されたセル電圧が最も高いもののセル電圧を、前記複数の蓄電デバイスのセル電圧の平均値まで低下させる、こととししてもよい。これによれば、充電開始時において、最も劣化が進行した蓄電デバイス（セル）と最も劣化していない蓄電デバイス（セル）のセル電圧の差分を小さくすることが可能になり、複数回充放電を繰り返すことによって、最も容量の小さい蓄電デバイスが充電開始時に一番開放電圧が低くなり、充電終了時に一番セル電圧が高くできるようになる。 Each of the power storage systems further includes a forced discharge unit that selectively and forcibly discharges one or more of the plurality of storage devices, and the forced discharge unit includes, among the plurality of power storage devices, at the end of charging. The cell voltage of the highest cell voltage measured by the voltage measuring unit may be reduced to an average value of the cell voltages of the plurality of power storage devices. According to this, at the start of charging, it becomes possible to reduce the difference between the cell voltage of the storage device (cell) that has been most deteriorated and the storage device (cell) that has not deteriorated most, and charging and discharging are performed multiple times. By repeating, the storage device with the smallest capacity has the lowest open-circuit voltage at the start of charging and the highest cell voltage at the end of charging.

上記各蓄電システムにおいて、前記複数の蓄積デバイスのうちの１つ以上を選択的かつ強制的に放電させる強制放電手段をさらに備え、前記強制放電手段は、前記複数の蓄電デバイスのうち、充電終了時に前記電圧測定手段によって測定されたセル電圧が前記複数の蓄電デバイスのセル電圧の平均値より高い１以上の蓄電デバイスのセル電圧を、前記平均値まで低下させる、こととしてもよい。これによれば、劣化による容量低下が進んだセルが複数存在する場合であっても、複数回の充放電動作を繰り返すことによって、ＳＯＣテーブルの満充電容量を正しく更新することが可能になる。 Each of the power storage systems further includes a forced discharge unit that selectively and forcibly discharges one or more of the plurality of storage devices, and the forced discharge unit includes, among the plurality of power storage devices, at the end of charging. The cell voltage of one or more power storage devices in which the cell voltage measured by the voltage measuring unit is higher than the average value of the cell voltages of the plurality of power storage devices may be reduced to the average value. This makes it possible to correctly update the full charge capacity of the SOC table by repeating the charge / discharge operation a plurality of times even when there are a plurality of cells whose capacity has decreased due to deterioration.

上記各蓄電システムにおいて、前記変更手段は、充電開始時の前記残存容量指示値が前記設定値の０％以上１０％以下である場合に、前記設定値の変更を行う、こととしてもよい。これによれば、完全に放電した状態又はそれに近い状態の場合にのみ、ＳＯＣテーブルの更新を行うことが可能になる。 In each of the power storage systems, the changing unit may change the set value when the remaining capacity instruction value at the start of charging is 0% or more and 10% or less of the set value. According to this, it is possible to update the SOC table only when the battery is completely discharged or near.

上記各蓄電システムにおいて、前記複数の蓄積デバイスはそれぞれ、二次電池、電気二重層キャパシタ、又はリチウムイオンキャパシタである、こととしてもよい。 In each of the above power storage systems, each of the plurality of storage devices may be a secondary battery, an electric double layer capacitor, or a lithium ion capacitor.

本発明によれば、自己放電の大きなセルが存在する場合であっても、ＳＯＣテーブルの満充電容量を正しく更新することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to correctly update the full charge capacity of the SOC table even when there is a cell having a large self-discharge.

（ａ）は、本発明の第１の実施の形態による蓄電システム１の構成を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に示したセル２ａの等価回路を示す図である。(A) is a figure which shows the structure of the electrical storage system 1 by the 1st Embodiment of this invention, (b) is a figure which shows the equivalent circuit of the cell 2a shown to (a). 図１に示した制御装置３の機能ブロックを示す略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the functional block of the control apparatus 3 shown in FIG. （ａ）は、更新前のＳＯＣテーブルの一例を示す図であり、（ｂ）は、更新後のＳＯＣテーブルの一例を示す図である。(A) is a figure which shows an example of the SOC table before an update, (b) is a figure which shows an example of the SOC table after an update. 図２に示した制御部１７が行う設定値ＦＣＣの変更処理を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the change process of the setting value FCC which the control part 17 shown in FIG. 2 performs. 図２に示した制御部１７が行う処理を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the process which the control part 17 shown in FIG. 2 performs. 図５に示した充電時処理の詳細を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the detail of the process at the time of charge shown in FIG. 図５に示した充電時処理の詳細の続きを示すフロー図である。It is a flowchart which shows the continuation of the detail of the process at the time of charge shown in FIG. 本発明の第２の実施の形態による制御部１７が行う処理を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the process which the control part 17 by the 2nd Embodiment of this invention performs. 本発明の背景技術による充放電動作を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the charging / discharging operation | movement by the background art of this invention. 本発明の背景技術による充放電動作を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the charging / discharging operation | movement by the background art of this invention.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態による蓄電システム１の構成を示す図である。同図に示すように、本実施の形態による蓄電システム１は、複数のセル２ａ（蓄電デバイス）を含む組電池２（蓄電モジュール）と、制御装置３と、電流検出素子４と、スイッチ５と、強制放電回路６と、電圧測定回路７とを有して構成される。 FIG. 1A is a diagram showing a configuration of a power storage system 1 according to the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, a power storage system 1 according to the present embodiment includes an assembled battery 2 (power storage module) including a plurality of cells 2a (power storage devices), a control device 3, a current detection element 4, and a switch 5. The forced discharge circuit 6 and the voltage measurement circuit 7 are included.

組電池２を構成する複数のセル２ａは、それぞれ二次電池、電気二重層キャパシタ、又はリチウムイオンキャパシタであり、図１（ａ）に示すように、組電池２の２つの端子Ｔ１，Ｔ２の間に直列に接続される。同図には、５個のセル２ａを直列に接続した例を示しているが、組電池２の具体的な構成はこれに限られない。組電池２の内部においては、各セル２ａのＯＣＶ又はセル電圧を測定する電圧測定回路７と各セル２ａを放電させるための強制放電回路６が各セル２ａに接続されており、制御装置３からの指令値に基づいて、各セル２ａのＯＣＶ又はセル電圧を測定したり、各セル２ａを放電することが可能になっている。なお、電圧測定回路７によって測定される電圧は、セル２ａに電流が流れていない時（放電終了後かつ充電開始前の時点など）にはＯＣＶとなり、セル２ａに電流が流れている時（放電中、充電中など）にはセル電圧となる。 Each of the plurality of cells 2a constituting the assembled battery 2 is a secondary battery, an electric double layer capacitor, or a lithium ion capacitor. As shown in FIG. 1A, the two terminals T1 and T2 of the assembled battery 2 are connected. They are connected in series. Although the figure has shown the example which connected the five cells 2a in series, the specific structure of the assembled battery 2 is not restricted to this. Inside the assembled battery 2, a voltage measuring circuit 7 for measuring the OCV or cell voltage of each cell 2a and a forced discharge circuit 6 for discharging each cell 2a are connected to each cell 2a. Based on the command value, the OCV or cell voltage of each cell 2a can be measured and each cell 2a can be discharged. Note that the voltage measured by the voltage measuring circuit 7 is OCV when no current flows through the cell 2a (such as after the end of discharge and before the start of charging), and when the current flows through the cell 2a (discharge). Cell voltage during charging).

図１（ｂ）は、各セル２ａの等価回路を示す図である。同図に示すように、セル２ａは、起電力Ｅの電源に内部抵抗ｒが直列に接続された回路と等価であり、セル２ａの両端に現れる電圧Ｖは、セル２ａを流れる電流Ｉを用いてＶ＝Ｅ−ｒＩと表される。セル２ａのＯＣＶは、電流Ｉがゼロである場合の電圧Ｖであり、起電力Ｅに等しい値となる。 FIG. 1B is a diagram showing an equivalent circuit of each cell 2a. As shown in the figure, the cell 2a is equivalent to a circuit in which an internal resistance r is connected in series to the power source of the electromotive force E, and the voltage V appearing at both ends of the cell 2a uses the current I flowing through the cell 2a. V = E−rI. The OCV of the cell 2a is a voltage V when the current I is zero, and is equal to the electromotive force E.

図１（ａ）に戻り、制御装置３は、組電池２の充放電を制御する機能を有するマイコンであり、組電池２、電流検出素子４、スイッチ５のそれぞれと接続される。図示していないが、制御装置３は中央処理装置と記憶装置とを有しており、制御装置３が行う各処理は、記憶装置内に記憶されるプログラムを中央処理装置が読み込んで実行することによって実現される。記憶装置は、ＤＲＡＭ(Dynamic Random Access Memory)などの主記憶装置と、書き換え可能なＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)とを含み、上記プログラムの他、上述したＳＯＣテーブルや変数Ｖｃを含む各種のデータを記憶するように構成される。その他の制御装置３の機能については、後ほど詳細に説明する。 Returning to FIG. 1A, the control device 3 is a microcomputer having a function of controlling charging / discharging of the assembled battery 2, and is connected to each of the assembled battery 2, the current detection element 4, and the switch 5. Although not shown, the control device 3 has a central processing unit and a storage device, and each processing performed by the control device 3 is executed by the central processing device reading and executing a program stored in the storage device. It is realized by. The storage device includes a main storage device such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory) and a rewritable EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory). Configured to store the data. Other functions of the control device 3 will be described later in detail.

電流検出素子４は、例えばシャント抵抗やホール素子などの電流を検出可能に構成された素子であり、組電池２と端子Ｔ１又は端子Ｔ２との間に挿入される。電流検出素子４の測定値は、端子Ｔ１，Ｔ２間に負荷（図示せず）が接続されているときには組電池２の出力電流の電流値となり、端子Ｔ１，Ｔ２間に充電装置（図示せず）が接続されているときには組電池２の入力電流の電流値となる。 The current detection element 4 is an element configured to be able to detect a current, such as a shunt resistor or a Hall element, and is inserted between the assembled battery 2 and the terminal T1 or the terminal T2. The measured value of the current detection element 4 is the current value of the output current of the assembled battery 2 when a load (not shown) is connected between the terminals T1 and T2, and the charging device (not shown) is connected between the terminals T1 and T2. ) Is the current value of the input current of the battery pack 2.

スイッチ５は、端子Ｔ１，Ｔ２間に接続されている負荷又は充電装置と、組電池２との間の接続状態を切り替えるためのスイッチあるいはリレーである。スイッチ５がオフである場合、組電池２は負荷又は充電装置から切り離される。一方、スイッチ５がオンである場合、組電池２と負荷又は充電装置とが接続される。図１（ａ）の例では、制御装置３は、充電終了時には、スイッチ５ａをオフとすることによってスイッチ５をオフとし、放電終了時には、スイッチ５ｂをオフとすることによってスイッチ５をオフとする。通常は、スイッチ５ａ，５ｂともオンになるように制御装置３が制御する。 The switch 5 is a switch or relay for switching the connection state between the assembled battery 2 and the load or charging device connected between the terminals T1 and T2. When the switch 5 is off, the assembled battery 2 is disconnected from the load or the charging device. On the other hand, when the switch 5 is on, the assembled battery 2 and the load or the charging device are connected. In the example of FIG. 1A, the control device 3 turns off the switch 5 by turning off the switch 5a at the end of charging, and turns off the switch 5 by turning off the switch 5b at the end of discharging. . Normally, the control device 3 controls so that both the switches 5a and 5b are turned on.

図２は、制御装置３の機能ブロックを示す略ブロック図である。同図に示すように、制御装置３は機能的に、記憶部１０、積算値取得部１１、算出部１２、電圧測定部１３、強制放電部１４、充電装置検出部１５、充放電制御部１６、及び制御部１７を有して構成される。 FIG. 2 is a schematic block diagram showing functional blocks of the control device 3. As shown in the figure, the control device 3 functionally includes a storage unit 10, an integrated value acquisition unit 11, a calculation unit 12, a voltage measurement unit 13, a forced discharge unit 14, a charging device detection unit 15, and a charge / discharge control unit 16. And a control unit 17.

記憶部１０は、上述したＳＯＣテーブルを記憶する機能部である。 The storage unit 10 is a functional unit that stores the above-described SOC table.

図３（ａ）は、記憶部１０に記憶されるＳＯＣテーブルの一例を示す図である。ＳＯＣテーブルは、上述したようにＳＯＣ、ＯＣＶ、及びＲＣを対応付けて記憶するテーブルであり、ＳＯＣ＝０％からＳＯＣ＝１００％まで５％刻みで、具体的なＯＣＶとＲＣとを記憶するよう構成される。ＳＯＣテーブルに記憶されるデータは、実際に測定されたＯＣＶから現在のＳＯＣを決定し、決定したＳＯＣを例えばバー表示の形でユーザに提示するために用いられる。また、ＳＯＣテーブルにおいてＳＯＣ＝１００％に対応付けて記憶されるＲＣは、組電池２の満充電容量ＦＣＣを表している。本書では、ＳＯＣ＝１００％に対応付けてＳＯＣテーブル内に設定されるＲＣを、図３（ａ）に括弧書きで示すように設定値ＦＣＣ(Full Charge Capacity)と称する。 FIG. 3A is a diagram illustrating an example of the SOC table stored in the storage unit 10. As described above, the SOC table is a table that stores SOC, OCV, and RC in association with each other, and stores specific OCV and RC in increments of 5% from SOC = 0% to SOC = 100%. Composed. The data stored in the SOC table is used to determine the current SOC from the actually measured OCV and present the determined SOC to the user, for example, in the form of a bar display. Further, RC stored in association with SOC = 100% in the SOC table represents the full charge capacity FCC of the assembled battery 2. In this document, RC set in the SOC table in association with SOC = 100% is referred to as a set value FCC (Full Charge Capacity) as shown in parentheses in FIG.

図２に戻り、積算値取得部１１は、図１に示した電流検出素子４の計測結果に基づき、組電池２に流れる電流の積算値であるクーロンカウンタ値ＣＣを求める機能部（積算値取得手段）である。クーロンカウンタ値ＣＣは、組電池２が負荷（図示せず）に接続されているときには組電池２の出力電流を積算してなる出力電流積算値となり、組電池２が充電装置（図示せず）に接続されているときには組電池２の入力電流を積算してなる入力電流積算値となる。積算値取得部１１は、制御部１７からリセットを指示された場合に、クーロンカウンタ値ＣＣをゼロにリセットするよう構成される。 Returning to FIG. 2, the integrated value acquisition unit 11 obtains a coulomb counter value CC that is an integrated value of the current flowing through the assembled battery 2 based on the measurement result of the current detection element 4 shown in FIG. Means). The coulomb counter value CC is an output current integrated value obtained by integrating the output current of the assembled battery 2 when the assembled battery 2 is connected to a load (not shown), and the assembled battery 2 is a charging device (not shown). When it is connected to the input current, the input current integrated value obtained by integrating the input current of the assembled battery 2 is obtained. The integrated value acquisition unit 11 is configured to reset the coulomb counter value CC to zero when instructed to reset by the control unit 17.

算出部１２は、制御部１７の処理で用いる変数Ｖｃ（残存容量指示値）を算出する機能部（算出手段）である。算出部１２による変数Ｖｃの算出方法は、制御部１７によって指示される。変数Ｖｃの算出方法の具体的な内容については、後ほど制御部１７の処理フローを説明する際に詳しく説明する。 The calculation unit 12 is a functional unit (calculation unit) that calculates a variable Vc (remaining capacity instruction value) used in the processing of the control unit 17. A method for calculating the variable Vc by the calculation unit 12 is instructed by the control unit 17. The specific contents of the calculation method of the variable Vc will be described in detail later when the processing flow of the control unit 17 is described.

電圧測定部１３は、図１に示した電圧測定回路７を用いて、複数のセル２ａそれぞれのＯＣＶを測定する機能部（電圧測定手段）である。電圧測定部１３は、あるセル２ａのＯＣＶを測定するにあたり、充電直後や放電直後ではなく、化学的に安定した後の無負荷状態で、図１（ｂ）に示した電圧Ｖを測定する。そして、測定した電圧Ｖを、そのセル２ａのＯＣＶとして制御部１７に出力する。電圧測定部１３が測定を実行するタイミングは、制御部１７によって指示される。 The voltage measuring unit 13 is a functional unit (voltage measuring unit) that measures the OCV of each of the plurality of cells 2a using the voltage measuring circuit 7 shown in FIG. When measuring the OCV of a certain cell 2a, the voltage measuring unit 13 measures the voltage V shown in FIG. 1B in a no-load state after being chemically stabilized, not immediately after charging or immediately after discharging. And the measured voltage V is output to the control part 17 as OCV of the cell 2a. The timing at which the voltage measurement unit 13 performs measurement is instructed by the control unit 17.

強制放電部１４は、図１に示した強制放電回路６を用いて、複数のセル２ａのうちの１つ以上を選択的かつ強制的に放電させる機能部（強制放電手段）である。放電の対象となるセル２ａ及び放電のタイミングは、制御部１７によって指示される。 The forced discharge unit 14 is a functional unit (forced discharge means) that selectively and forcibly discharges one or more of the plurality of cells 2a using the forced discharge circuit 6 shown in FIG. The control unit 17 instructs the cell 2a to be discharged and the timing of discharge.

充電装置検出部１５は、組電池２と充電装置（図示せず）の接続状態を検出する機能部である。具体的な検出の方法としては各種のものが考えられるが、例えば機械的な接点を用いて検出してもよいし、通信機能を用いて検出してもよいし、図１に示した端子Ｔ１，Ｔ２間の電圧を測定することによって検出することとしてもよい。充電装置検出部１５は、組電池２と充電装置の接続状態を示す情報を制御部１７に供給するよう構成される。 The charging device detection unit 15 is a functional unit that detects a connection state between the assembled battery 2 and a charging device (not shown). Various specific detection methods are conceivable. For example, the detection may be performed using a mechanical contact, may be detected using a communication function, or may be performed using the terminal T1 shown in FIG. , T2 may be detected by measuring the voltage between T2. The charging device detection unit 15 is configured to supply information indicating the connection state between the assembled battery 2 and the charging device to the control unit 17.

充放電制御部１６は、組電池２の充放電を制御する機能部である。具体的には、図１に示したスイッチ５のオンオフ制御を行うことにより、組電池２の充放電を制御するよう構成される。より詳しく言えば、充放電制御部１６は、スイッチ５ａ，５ｂをオンとすることにより組電池２の充電又は放電を開始し、スイッチ５ａをオフとすることにより組電池２の充電を終了し、スイッチ５ｂをオフとすることにより組電池２の放電を終了する。充電と放電のいずれになるかは、組電池２と接続されているものが充電装置であるか負荷であるかによるもので、充放電制御部１６は関知しない。充放電制御部１６による充電又は放電の開始のタイミング、及び、充電又は放電の終了のタイミングは、制御部１７によって指示される。 The charge / discharge control unit 16 is a functional unit that controls charge / discharge of the assembled battery 2. Specifically, the charging / discharging of the assembled battery 2 is controlled by performing on / off control of the switch 5 shown in FIG. More specifically, the charge / discharge control unit 16 starts charging or discharging the assembled battery 2 by turning on the switches 5a and 5b, and ends charging of the assembled battery 2 by turning off the switch 5a. By turning off the switch 5b, the discharge of the assembled battery 2 is completed. Whether charging or discharging is performed depends on whether the battery connected to the assembled battery 2 is a charging device or a load, and the charge / discharge control unit 16 is not concerned. The start timing of charging or discharging by the charging / discharging control unit 16 and the timing of ending charging or discharging are instructed by the control unit 17.

制御部１７は、図２に示した各機能部を含む蓄電システム１の各部を制御する機能部である。制御部１７が行う処理には、上述したように、クーロンカウンタ値ＣＣをゼロにリセットするよう積算値取得部１１に指示する処理、ＯＣＶの測定を実行するタイミングを電圧測定部１３に指示する処理、放電の対象となるセル２ａ及び放電のタイミングを強制放電部１４に指示する処理、充電又は放電の開始のタイミング及び充電又は放電の終了のタイミングを充放電制御部１６に指示する処理が含まれる他、記憶部１０に記憶される設定値ＦＣＣを変更する処理（変更手段）が含まれる。制御部１７は、複数のセル２ａのうち、充電開始時に電圧測定部１３によって測定されたＯＣＶが最も低いものと、充電終了時に電圧測定部１３によって測定されたセル電圧が最も高いものとが一致した場合に、充電開始時の変数Ｖｃに基づいて設定値ＦＣＣの変更を行うよう構成される。 The control unit 17 is a functional unit that controls each unit of the power storage system 1 including each functional unit illustrated in FIG. 2. As described above, the process performed by the control unit 17 includes a process for instructing the integrated value acquisition unit 11 to reset the coulomb counter value CC to zero, and a process for instructing the voltage measurement unit 13 to perform OCV measurement. , A process for instructing the forced discharge unit 14 about the cell 2a to be discharged and the timing of the discharge, and a process for instructing the charge / discharge control unit 16 at the timing of the start of charging or discharging and the timing of the end of charging or discharging. In addition, a process (changing unit) for changing the set value FCC stored in the storage unit 10 is included. The control unit 17 matches the cell 2a having the lowest OCV measured by the voltage measurement unit 13 at the start of charging and the cell cell having the highest cell voltage measured by the voltage measurement unit 13 at the end of charging. In this case, the set value FCC is changed based on the variable Vc at the start of charging.

図４は、制御部１７が行う設定値ＦＣＣの変更処理を説明するための説明図である。同図（ａ）〜（ｃ）は、上で説明した図１０（ｂ）の続き（セル４の自己放電が大きくなった場合）に相当する。以下、この図を参照しながら、制御部１７による設定値ＦＣＣの変更について詳しく説明する。 FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the setting value FCC changing process performed by the control unit 17. FIGS. 9A to 9C correspond to a continuation of FIG. 10B described above (when the self-discharge of the cell 4 becomes large). Hereinafter, the change of the set value FCC by the control unit 17 will be described in detail with reference to FIG.

制御部１７は、図１０（ｂ）に示した充電終了時に、電圧測定部１３から各セル２ａのセル電圧を取得する。そして、取得したセル電圧が最も高いセル２ａを選択し、強制放電部１４を用いて強制的に放電させることにより、そのセル電圧を複数のセル２ａのセル電圧の平均値まで低下させる。図１０（ｂ）では、セル５のセル電圧が最も高かったので、セル５が強制放電の対象となる。図４（ａ）には、セル５を強制的に放電した後の状態を示している。 The control part 17 acquires the cell voltage of each cell 2a from the voltage measurement part 13 at the time of completion | finish of charge shown in FIG.10 (b). And the cell 2a with the highest acquired cell voltage is selected, and it is made to discharge forcibly using the forced discharge part 14, The cell voltage is reduced to the average value of the cell voltage of several cells 2a. In FIG. 10B, since the cell voltage of the cell 5 is the highest, the cell 5 is subjected to forced discharge. FIG. 4A shows a state after the cell 5 is forcibly discharged.

図４（ｂ）には、図４（ａ）の状態の後、組電池２が長期にわたり充電されずに保管された場合の例を示している。この例では、放電開始前にセル５を強制的に放電していることから、自己放電の大きいセル４ではなく、セル５が放電下限電圧に達することによって放電が終了している。セル１〜３には放電しきれなかった容量Ａ'，Ｃ'が、セル４には放電しきれなかった容量Ｃ'がそれぞれ残っており、セル１〜４の充電は、このように容量が残った状態で開始されることになる。 FIG. 4B shows an example in which the assembled battery 2 is stored without being charged for a long time after the state of FIG. In this example, since the cell 5 is forcibly discharged before the start of discharge, the discharge ends when the cell 5 reaches the discharge lower limit voltage instead of the cell 4 having a large self-discharge. The cells A1 to C ′ that could not be fully discharged remain in the cells 1 to 3 and the capacitor C ′ that cannot be fully discharged remains in the cell 4, respectively. It will start in the remaining state.

図４（ｃ）は、図４（ｂ）の状態から充電を行い、終了した状態を示している。同図に示すように、各セルには容量Ｄが上積みされることになるが、前回の充電終了後にセル５を強制的に放電していることから、容量Ｄの大きさは、図９（ａ）に示した容量Ａと同じ値となる。 FIG.4 (c) has shown the state which charged from the state of FIG.4 (b) and was complete | finished. As shown in the figure, the capacity D is stacked on each cell. Since the cell 5 is forcibly discharged after the end of the previous charging, the size of the capacity D is as shown in FIG. The value is the same as the capacity A shown in a).

制御部１７は、組電池２が図４（ｃ）の状態となった場合に、記憶部１０に記憶される設定値ＦＣＣの更新を行うよう構成される。具体的に説明すると、制御部１７は、充電開始の時点で、電圧測定部１３に各セル２ａのＯＣＶを測定させておく。そして、最も小さいＯＣＶの値に対応付けてＳＯＣテーブルに格納されるＲＣを、現在の容量を示す変数Ｖｃに代入しておく。充電中には、電圧測定部１３に各セル２ａのセル電圧を継続的に測定させ、いずれかのセル２ａのセル電圧が充電終止電圧（４．２Ｖ）に達したところで、充電を終了する。 The control unit 17 is configured to update the set value FCC stored in the storage unit 10 when the assembled battery 2 is in the state of FIG. More specifically, the control unit 17 causes the voltage measurement unit 13 to measure the OCV of each cell 2a at the start of charging. Then, RC stored in the SOC table in association with the smallest OCV value is substituted into a variable Vc indicating the current capacity. During the charging, the voltage measuring unit 13 continuously measures the cell voltage of each cell 2a, and the charging is terminated when the cell voltage of any one of the cells 2a reaches the end-of-charge voltage (4.2V).

続いて制御部１７は、組電池２の状態が図４（ｃ）の状態となっているか否かを判定する。この判定は、具体的には、複数のセル２ａのうち、充電開始時に電圧測定部１３によって測定されたＯＣＶが最も低いものと、充電終了時に電圧測定部１３によって測定されたセル電圧が最も高いものとが一致しているか否かを判定することによって行えばよい。すなわち、一致していると判定した場合には図４（ｃ）の状態となっていると判定し、一致していないと判定した場合には図４（ｃ）の状態となっていないと判定すればよい。 Then, the control part 17 determines whether the state of the assembled battery 2 is a state of FIG.4 (c). Specifically, among the plurality of cells 2a, the determination is made with the lowest OCV measured by the voltage measuring unit 13 at the start of charging and the highest cell voltage measured by the voltage measuring unit 13 at the end of charging. This may be done by determining whether or not the object matches. That is, when it is determined that they match, it is determined that the state shown in FIG. 4C is obtained, and when it is determined that they do not match, it is determined that the state shown in FIG. do it.

組電池２の状態が図４（ｃ）の状態となっていないと判定した場合、制御部１７は、設定値ＦＣＣの更新を行わない。一方、組電池２の状態が図４（ｃ）の状態となっていないと判定した場合、制御部１７は、充電開始時点からのクーロンカウンタ値ＣＣの増加分を変数Ｖｃに加算することにより、現在の容量を算出する。そして、こうして算出された現在の容量を、設定値ＦＣＣとしてＳＯＣテーブルに設定する。 When it determines with the state of the assembled battery 2 not being in the state of FIG.4 (c), the control part 17 does not update the setting value FCC. On the other hand, when it determines with the state of the assembled battery 2 not being in the state of FIG.4 (c), the control part 17 adds the increment of the coulomb counter value CC from a charge start time to the variable Vc, Calculate the current capacity. Then, the current capacity calculated in this way is set in the SOC table as the set value FCC.

図３（ｂ）は、設定値ＦＣＣの更新後のＳＯＣテーブルの一例を示す図である。同図には、図３（ａ）に示したＳＯＣテーブルをＦＣＣ＝４．５Ａｈにより更新した例を示している。同図に示すように、１００％以外のＳＯＣに対応するＲＣに関しては、設定値ＦＣＣから比率計算により算出される値により、ＳＯＣテーブルの更新が行われる。例えば、ＳＯＣ＝５０％に対応するＲＣとしては、設定値ＦＣＣの５０％に相当する２．２５Ａｈが設定される。 FIG. 3B is a diagram illustrating an example of the SOC table after the set value FCC is updated. This figure shows an example in which the SOC table shown in FIG. 3A is updated with FCC = 4.5 Ah. As shown in the figure, for the RC corresponding to the SOC other than 100%, the SOC table is updated with the value calculated by the ratio calculation from the set value FCC. For example, as RC corresponding to SOC = 50%, 2.25 Ah corresponding to 50% of the set value FCC is set.

制御部１７が以上のようにして設定値ＦＣＣの更新を行うことで、自己放電の大きなセルが存在する場合であっても、最も劣化が進行したセルの充電終了時の残存容量（図４の例では、容量Ｂ，Ｄの合計値）を正しく設定値ＦＣＣに反映させることが可能になる。したがって、自己放電の大きなセルが存在する場合であっても、ＳＯＣテーブルの満充電容量を正しく更新することが可能になる。 When the control unit 17 updates the set value FCC as described above, even when there is a cell having a large self-discharge, the remaining capacity at the end of charging of the cell having the most deteriorated state (see FIG. 4). In the example, the total value of the capacities B and D) can be correctly reflected in the set value FCC. Therefore, it is possible to correctly update the full charge capacity of the SOC table even when there is a cell with a large self-discharge.

以下、制御部１７が行う処理について、図２とともに図５〜図７に示す処理フローを参照しながら、再度より詳しく説明する。 Hereinafter, the process performed by the control unit 17 will be described again in more detail with reference to the process flows shown in FIGS.

図５は、制御部１７が行う処理を示すフロー図である。同図のステップＳ１に示す処理は、事前処理を示している。この事前処理では、同図に示すように、変数Ｖｃにゼロが設定される（Ｖｃ＝０）とともに、ＳＯＣ更新フラグに偽（Ｆａｌｓｅ）が設定される（ＳＯＣ更新フラグ＝Ｆａｌｓｅ）。なお、ＳＯＣ更新フラグは制御部１７の内部変数である。ステップＳ１の処理は例えば製造段階において一度だけ行われればよく、図示しないデバッグ用のツールを用いて実行すればよい。 FIG. 5 is a flowchart showing processing performed by the control unit 17. The process shown in step S1 of FIG. In this pre-processing, as shown in the figure, zero is set for the variable Vc (Vc = 0), and false (False) is set for the SOC update flag (SOC update flag = False). The SOC update flag is an internal variable of the control unit 17. The process of step S1 may be performed only once in the manufacturing stage, for example, and may be performed using a debugging tool (not shown).

制御部１７が最初に行う処理は、ステップＳ２に示す充電時処理である。ただし、この充電時処理の詳細については後ほど図６及び図７を参照して説明することとし、以下では、充電時処理が終了した状態（すなわち、組電池２が充電されている状態）からの処理を先に説明する。 The process which the control part 17 performs initially is a process at the time of charge shown to step S2. However, the details of the process at the time of charging will be described later with reference to FIGS. 6 and 7, and in the following, from the state where the process at the time of charging is completed (that is, the state where the assembled battery 2 is charged). Processing will be described first.

組電池２の充電が終了した後、制御部１７は、積算値取得部１１にクーロンカウンタ値ＣＣをゼロにリセットさせた後（ＣＣ＝０、ステップＳ３）、スイッチ５ａ，５ｂをオンとするよう充放電制御部１６を制御することにより、組電池２の放電を開始する（ステップＳ４）。これにより、図１に示した端子Ｔ１，Ｔ２間に負荷が接続された場合、組電池２から負荷に電流が流れ、それによって各セル２ａの残存容量が減少していくことになる。各セル２ａの残存容量は、負荷の接続の有無によらず、自己放電によっても減少し得る。 After charging of the assembled battery 2, the control unit 17 causes the integrated value acquisition unit 11 to reset the coulomb counter value CC to zero (CC = 0, step S3), and then turns on the switches 5a and 5b. By controlling the charge / discharge control unit 16, the assembled battery 2 starts to be discharged (step S4). As a result, when a load is connected between the terminals T1 and T2 shown in FIG. 1, a current flows from the assembled battery 2 to the load, thereby reducing the remaining capacity of each cell 2a. The remaining capacity of each cell 2a can be reduced by self-discharge regardless of whether or not a load is connected.

放電を開始した後、制御部１７は、電圧測定部１３に複数のセル２ａそれぞれのセル電圧を測定させる（ステップＳ５）。そして、いずれかのセル２ａのセル電圧が所定の下限値（放電下限電圧３．０Ｖ）に達したか否かを判定する（ステップＳ６）。 After starting the discharge, the control unit 17 causes the voltage measurement unit 13 to measure each cell voltage of the plurality of cells 2a (step S5). Then, it is determined whether or not the cell voltage of any one of the cells 2a has reached a predetermined lower limit value (discharge lower limit voltage 3.0V) (step S6).

ステップＳ６で下限値に達していないと判定した場合、制御部１７は、組電池２の充電が開始されたか否かを判定する（ステップＳ７）。この判定の結果は、充電装置検出部１５によって組電池２と充電装置（図示せず）の接続が検出されている場合に肯定となり、そうでない場合に否定となる。充電が開始されていないと判定した場合の制御部１７は、ステップＳ５に戻って処理を続ける。一方、充電が開始されたと判定した場合の制御部１７は、式Ｖｃ＝ＦＣＣ−ＣＣにより算出部１２に変数Ｖｃを算出させたうえで（ステップＳ１０）、ステップＳ２の充電時処理を開始する。 When it determines with not having reached the lower limit by step S6, the control part 17 determines whether charge of the assembled battery 2 was started (step S7). The result of this determination is affirmative when the connection between the assembled battery 2 and the charging device (not shown) is detected by the charging device detection unit 15, and is negative otherwise. When it is determined that charging has not started, the control unit 17 returns to step S5 and continues processing. On the other hand, when it is determined that charging has started, the control unit 17 causes the calculation unit 12 to calculate the variable Vc using the equation Vc = FCC-CC (step S10), and then starts the charging process in step S2.

ステップＳ６で下限値に達したと判定した場合の制御部１７は、スイッチ５ｂをオフとするよう充放電制御部１６を制御することにより、組電池２の放電を終了する（ステップＳ８）。その後、組電池２の充電が開始されるまで、ステップＳ７と同様の判定を繰り返す（ステップＳ９）。ステップＳ９で充電が開始されたと判定した場合の制御部１７は、式Ｖｃ＝ＦＣＣ−ＣＣにより算出部１２に変数Ｖｃを算出させたうえで（ステップＳ１０）、ステップＳ２の充電時処理を開始する。 When it is determined in step S6 that the lower limit value has been reached, the control unit 17 ends the discharge of the assembled battery 2 by controlling the charge / discharge control unit 16 to turn off the switch 5b (step S8). Thereafter, the same determination as step S7 is repeated until charging of the assembled battery 2 is started (step S9). When it is determined in step S9 that charging has started, the control unit 17 causes the calculation unit 12 to calculate the variable Vc using the equation Vc = FCC-CC (step S10), and then starts the charging process in step S2. .

図６及び図７は、ステップＳ２で実行される充電時処理の詳細を示すフロー図である。初めに図６に示すように、制御部１７はまず、電圧測定部１３に複数のセル２ａそれぞれのＯＣＶを測定させる（ステップＳ２０）。そして、測定されたＯＣＶが最も低いセル２ａを記録する（ステップＳ２１）。以下では、こうして記録されたセル２ａを「セルＡ」と称する。 6 and 7 are flowcharts showing the details of the charging process executed in step S2. First, as shown in FIG. 6, the control unit 17 first causes the voltage measurement unit 13 to measure the OCV of each of the plurality of cells 2a (step S20). Then, the cell 2a having the lowest measured OCV is recorded (step S21). Hereinafter, the cell 2a thus recorded is referred to as “cell A”.

続いて制御部１７は、内部変数であるＳＯＣ更新フラグの真偽を判定する（ステップＳ２２）。ステップＳ１でＳＯＣ更新フラグに偽（Ｆａｌｓｅ）を設定しているので、充電時処理を初めて実行する場合には、ステップＳ２２の判定結果は偽（Ｆａｌｓｅ）となる。 Subsequently, the control unit 17 determines whether the SOC update flag that is an internal variable is true or false (step S22). Since false (False) is set in the SOC update flag in Step S1, the determination result in Step S22 is false (False) when the charge process is executed for the first time.

ステップＳ２２で偽（Ｆａｌｓｅ）と判定した制御部１７は、積算値取得部１１にクーロンカウンタ値ＣＣをゼロにリセットさせた後（ＣＣ＝０、ステップＳ２３）、スイッチ５をオンとするよう充放電制御部１６を制御することにより、組電池２の充電を開始する（ステップＳ２４）。このとき、図１に示した端子Ｔ１，Ｔ２間に充電装置を接続しておく必要がある。制御部１７は、充電装置検出部１５によって組電池２と充電装置の接続が検出されているか否かを確認し、検出されている場合にのみステップＳ２４を実行することとしてもよい。 The control unit 17 determined to be false in step S22 causes the integrated value acquisition unit 11 to reset the coulomb counter value CC to zero (CC = 0, step S23), and then charge / discharge so as to turn on the switch 5. By controlling the control unit 16, charging of the assembled battery 2 is started (step S24). At this time, it is necessary to connect a charging device between the terminals T1 and T2 shown in FIG. The control unit 17 may confirm whether or not the connection between the assembled battery 2 and the charging device is detected by the charging device detection unit 15, and may execute Step S24 only when the connection is detected.

充電を開始した後の制御部１７は、電圧測定部１３に複数のセル２ａそれぞれのセル電圧を測定させる（ステップＳ２５）。そして、いずれかのセル２ａのセル電圧が所定の上限値（充電終止電圧）に達したか否かを判定する（ステップＳ２６）。この判定の結果が否定であった場合の制御部１７は、ステップＳ２５に戻って処理を行う。一方、肯定であった場合の制御部１７は、スイッチ５ａをオフとするよう充放電制御部１６を制御することにより、組電池２の充電を終了する（ステップＳ２７）。 After starting charging, the control unit 17 causes the voltage measurement unit 13 to measure the cell voltages of the plurality of cells 2a (step S25). Then, it is determined whether or not the cell voltage of any of the cells 2a has reached a predetermined upper limit value (end-of-charge voltage) (step S26). If the result of this determination is negative, the control unit 17 returns to step S25 and performs processing. On the other hand, the control part 17 when it is affirming complete | finishes charge of the assembled battery 2 by controlling the charging / discharging control part 16 so that the switch 5a may be turned off (step S27).

図７に移り、続いて制御部１７は、最後に測定されたセル電圧が最も高いセル２ａを記録する（ステップＳ２８）。以下では、こうして記録されたセル２ａを「セルＢ」と称する。そして、このセルＢと、ステップＳ２１で記録したセルＡとが同じものであるか否かを判定する（ステップＳ２９。ＳＯＣ更新判定）。 Next, the control unit 17 records the cell 2a having the highest cell voltage measured last (step S28). Hereinafter, the cell 2a thus recorded is referred to as “cell B”. And it is determined whether this cell B and the cell A recorded by step S21 are the same (step S29. SOC update determination).

ステップＳ２９において同じものでないとの判定結果が得られた場合、制御部１７は、セル電圧が各セル２ａのセル電圧の平均値に等しくなるまでセルＢを放電するよう、強制放電部１４を制御する（ステップＳ３０）。この放電は、図４（ａ）で説明した強制放電に相当する。なお、図４（ａ）の例では、セル４がセルＡに相当し、セル５がセルＢに相当する。ステップＳ３０を実行した制御部１７は、充電時処理を終了し、図５に示したステップＳ３以降の処理に戻る。 When the determination result that they are not the same is obtained in step S29, the control unit 17 controls the forced discharge unit 14 to discharge the cell B until the cell voltage becomes equal to the average value of the cell voltages of the respective cells 2a. (Step S30). This discharge corresponds to the forced discharge described with reference to FIG. In the example of FIG. 4A, the cell 4 corresponds to the cell A, and the cell 5 corresponds to the cell B. The control part 17 which performed step S30 complete | finishes the process at the time of charge, and returns to the process after step S3 shown in FIG.

一方、ステップＳ２９において同じものであるとの判定結果が得られた場合、制御部１７は、まず初めに、式Ｖｃ＝Ｖｃ＋ＣＣにより算出部１２に変数Ｖｃを算出させる（ステップＳ４３）。こうして算出される変数Ｖｃの値は、図４（ｃ）に示したセル５の容量Ｂと容量Ｄの合計値に相当する。次いで制御部１７は、設定値ＦＣＣ（すなわち、ＳＯＣ＝１００％に対応付けてＳＯＣテーブル内に記憶されるＲＣ）を変数Ｖｃの値により更新する。さらに、ＳＯＣテーブルにて１００％以外のＳＯＣに対応付けるＲＣを上述した比率計算により算出し、算出した値によりＳＯＣテーブルを更新する（ステップＳ４５）。そして、ＳＯＣ更新フラグに真（Ｔｒｕｅ）を設定した後（ＳＯＣ更新フラグ＝Ｔｒｕｅ、ステップＳ４６）、充電時処理を終了し、図５に示したステップＳ３以降の処理に戻る。 On the other hand, when the determination result that the same is obtained in step S29, the control unit 17 first causes the calculation unit 12 to calculate the variable Vc by the equation Vc = Vc + CC (step S43). The value of the variable Vc calculated in this way corresponds to the total value of the capacity B and the capacity D of the cell 5 shown in FIG. Next, the control unit 17 updates the set value FCC (that is, RC stored in the SOC table in association with SOC = 100%) with the value of the variable Vc. Further, the RC associated with the SOC other than 100% in the SOC table is calculated by the ratio calculation described above, and the SOC table is updated with the calculated value (step S45). Then, after setting the SOC update flag to true (SOC update flag = True, step S46), the process at the time of charging ends, and the process returns to the process after step S3 shown in FIG.

図６に戻り、ステップＳ２２の判定結果が真（Ｔｒｕｅ）となった場合の制御部１７は、セルＡのＯＣＶに対応付けてＳＯＣテーブル内に記憶されるＲＣを変数Ｖｃに代入する（ステップＳ４０）。そして、ＳＯＣ更新フラグに偽（Ｆａｌｓｅ）を設定した後（ステップＳ４１）、ステップＳ２３に処理を移す。ステップＳ４０，Ｓ４１の処理は、クーロンカウンタ値ＣＣの誤差により図５のステップＳ１０で算出する変数Ｖｃに生じ得る誤差を修正するための処理である。 Returning to FIG. 6, the control unit 17 in the case where the determination result in Step S <b> 22 is True (True) substitutes RC stored in the SOC table in association with the OCV of the cell A into the variable Vc (Step S <b> 40). ). Then, after setting the SOC update flag to false (step S41), the process proceeds to step S23. The processes in steps S40 and S41 are processes for correcting an error that may occur in the variable Vc calculated in step S10 in FIG. 5 due to the error in the coulomb counter value CC.

以上、図５〜図７に示す処理フローを参照しながら、制御部１７が行う処理について詳しく説明した。 The processing performed by the control unit 17 has been described in detail above with reference to the processing flows shown in FIGS.

以上説明したように、本実施の形態による蓄電システム１によれば、自己放電の大きなセル２ａが存在する場合であっても、最も劣化が進行したセル２ａの充電終了時の残存容量を正しく設定値ＦＣＣに反映させることができる。したがって、自己放電の大きなセル２ａが存在する場合であっても、ＳＯＣテーブルの満充電容量を正しく更新することが可能になる。 As described above, according to the power storage system 1 according to the present embodiment, even when there is a cell 2a having a large self-discharge, the remaining capacity at the end of charging of the most deteriorated cell 2a is set correctly. It can be reflected in the value FCC. Therefore, even when there is a cell 2a having a large self-discharge, it is possible to correctly update the full charge capacity of the SOC table.

また、本実施の形態による蓄電システム１によれば、図７のステップＳ４３に示したように、変数Ｖｃと、上述した入力電流積算値であるクーロンカウンタ値ＣＣとに基づき、最も劣化が進行したセル２ａの充電終了時の残存容量（＝設定値ＦＣＣ）を得ることが可能になる。 Further, according to the power storage system 1 according to the present embodiment, as shown in step S43 of FIG. 7, the deterioration has been most advanced based on the variable Vc and the above-described input current integrated value coulomb counter value CC. It is possible to obtain the remaining capacity (= set value FCC) at the end of charging of the cell 2a.

また、本実施の形態による蓄電システム１によれば、図７のステップＳ３０でセルＢの強制放電を行っているので、充電開始時において、最も劣化が進行したセル２ａのＯＣＶを最小とすることが可能になる。 Further, according to the power storage system 1 according to the present embodiment, since the cell B is forcibly discharged in step S30 of FIG. 7, at the start of charging, the OCV of the cell 2a that is most deteriorated is minimized. Is possible.

なお、制御部１７は、充電開始時の変数Ｖｃが設定値ＦＣＣの例えば０％以上１０％以下である場合にのみ、設定値ＦＣＣの変更処理（図７に示したステップＳ４３〜Ｓ４６の処理）を行うこととしてもよい。これによれば、完全に放電した状態又はそれに近い状態の場合にのみ、ＳＯＣテーブルの更新を行うことが可能になる。 The control unit 17 changes the set value FCC only when the variable Vc at the start of charging is, for example, not less than 0% and not more than 10% of the set value FCC (the processes in steps S43 to S46 shown in FIG. 7). It is good also as performing. According to this, it is possible to update the SOC table only when the battery is completely discharged or near.

図８は、本発明の第２の実施の形態による制御装置３が行う処理を示すフロー図である。本実施の形態による蓄電システム１は、図７に示したステップＳ３０に代えてステップＳ３０ａが実行される点で、第１の実施の形態による蓄電システム１と相違する。その他の点では第１の実施の形態による蓄電システム１と同様であるので、以下では、第１の実施の形態との相違点に着目して説明する。 FIG. 8 is a flowchart showing processing performed by the control device 3 according to the second embodiment of the present invention. The power storage system 1 according to the present embodiment is different from the power storage system 1 according to the first embodiment in that step S30a is executed instead of step S30 illustrated in FIG. Since the other points are the same as those of the power storage system 1 according to the first embodiment, the following description will be focused on differences from the first embodiment.

本実施の形態による制御部１７は、ステップＳ２９において同じものでないとの判定結果が得られた場合に強制放電の対象とするセル２ａとして、セルＢだけでなく、測定されたセル電圧が各セル２ａのセル電圧の平均値を上回るすべてのセル２ａを選択する。そして、選択した１以上のセルについて、各セル２ａのセル電圧の平均値に等しくなるまで放電するよう、強制放電部１４を制御する（ステップＳ３０ａ）。 The control unit 17 according to the present embodiment uses not only the cell B but also the measured cell voltage as the cell 2a to be subjected to forced discharge when the determination result that is not the same is obtained in step S29. All cells 2a that are above the average cell voltage of 2a are selected. And the forced discharge part 14 is controlled so that it discharges until it becomes equal to the average value of the cell voltage of each cell 2a about one or more selected cells (step S30a).

本実施の形態による蓄電システム１によれば、ステップＳ３０ａで複数のセル２ａを強制放電の対象とすることができるので、劣化による容量低下が進んだセル２ａが複数存在する場合であっても、複数回の充放電動作を繰り返すことによって、ＳＯＣテーブルの満充電容量を正しく更新することが可能になる。 According to the power storage system 1 according to the present embodiment, since a plurality of cells 2a can be subjected to forced discharge in step S30a, even when there are a plurality of cells 2a whose capacity has decreased due to deterioration, By repeating the charging / discharging operation a plurality of times, the full charge capacity of the SOC table can be correctly updated.

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such embodiment at all, and this invention can be implemented in various aspects in the range which does not deviate from the summary. Of course.

１蓄電システム
２組電池
２ａセル
３制御装置
４電流検出素子
５スイッチ
５ａ充電スイッチ
５ｂ放電スイッチ
６強制放電回路
７セル電圧測定回路
１０記憶部
１１積算値取得部
１２算出部
１３電圧測定部
１４強制放電部
１５充電装置検出部
１６充放電制御部
１７制御部
Ｔ１，Ｔ２端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power storage system 2 Assembly battery 2a Cell 3 Control apparatus 4 Current detection element 5 Switch 5a Charge switch 5b Discharge switch 6 Forced discharge circuit 7 Cell voltage measurement circuit 10 Memory | storage part 11 Integrated value acquisition part 12 Calculation part 13 Voltage measurement part 14 Forced discharge Unit 15 charging device detection unit 16 charge / discharge control unit 17 control unit T1, T2 terminal

Claims

A power storage system having a power storage module including a plurality of power storage devices,
Integrated value acquisition means for determining an output current integrated value obtained by integrating the output current of the storage module when the storage module is connected to a load;
Calculation means for calculating a remaining capacity instruction value related to a remaining capacity of the power storage module based on a set value of a full charge capacity and the output current integrated value;
Voltage measuring means for measuring an open circuit voltage or a cell voltage of each of the plurality of power storage devices;
Changing means for changing the set value,
The changing means includes the one having the lowest open-circuit voltage measured by the voltage measuring means at the start of charging and the highest cell voltage measured by the voltage measuring means at the end of charging among the plurality of power storage devices. Is changed, the set value is changed based on the remaining capacity instruction value at the start of charging.
A power storage system characterized by that.

The integrated value acquisition means is configured to obtain an input current integrated value obtained by integrating the input current of the power storage module when the power storage module is connected to a charging device,
The changing means determines the set value based on a total value of the remaining capacity instruction value and the input current integrated value.
The power storage system according to claim 1.

Forcibly discharging means for selectively and forcibly discharging one or more of the plurality of storage devices;
The forced discharge means reduces the cell voltage of the highest cell voltage measured by the voltage measuring means at the end of charging among the plurality of power storage devices to an average value of the cell voltages of the plurality of power storage devices.
The power storage system according to claim 1 or 2.

Forcibly discharging means for selectively and forcibly discharging one or more of the plurality of storage devices;
The forced discharge unit is configured to calculate a cell voltage of one or more power storage devices, the cell voltage measured by the voltage measurement unit at the end of charging being higher than the average value of the cell voltages of the plurality of power storage devices, among the plurality of power storage devices. , Reduce to the average value,
The power storage system according to claim 1 or 2.

The changing means changes the set value when the remaining capacity instruction value at the start of charging is 0% or more and 10% or less of the set value.
The electrical storage system as described in any one of Claims 1 thru | or 4 characterized by the above-mentioned.

Each of the plurality of storage devices is a secondary battery, an electric double layer capacitor, or a lithium ion capacitor.
The electrical storage system as described in any one of Claims 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned.