JP2019009002A - Power supply device comprising lithium ion secondary battery, and method of controlling the same - Google Patents

Power supply device comprising lithium ion secondary battery, and method of controlling the same Download PDF

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Abstract

To provide a power supply device capable of improving performance of a lithium ion secondary battery in a low-temperature state, or to provide a method of controlling the same.SOLUTION: A power supply device comprises: a lithium ion secondary battery; a control circuit; a discharge circuit; and a measurement circuit that measures a state of the lithium ion secondary battery. The control circuit applies a discharge current from the lithium ion secondary battery to the discharge circuit for the purpose of raising a temperature of the lithium ion secondary battery.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、リチウムイオン2次電池を備えた電源装置およびその制御技術に関し、特に、リチウムイオン2次電池備えた低温で使用可能な電源装置およびその制御技術に関する。   The present invention relates to a power supply device including a lithium ion secondary battery and a control technology thereof, and more particularly to a power supply device including a lithium ion secondary battery that can be used at a low temperature and a control technology thereof.

リチウムイオン2次電池は小型軽量でしかも単位体積当たりのエネルギー密度が大きい特徴を有している。このため広く利用されつつあり、今後その需要が更に増大すると考えられる。リチウムイオン2次電池は充放電動作において、電解質内をリチウムイオンが移動するのみで、他の多くの2次電池のように化学変化を利用して電力を蓄える方式ではないため、使用温度範囲が比較的広い利点を有している。   Lithium ion secondary batteries are small and light, and have a high energy density per unit volume. For this reason, it is being used widely, and its demand is expected to increase further in the future. Lithium ion secondary batteries only move lithium ions in the electrolyte during charge / discharge operation, and are not a method of storing power using chemical changes like many other secondary batteries. It has a relatively broad advantage.

しかし、充放電状態においてリチウムイオンが移動電解質が温度によりその特性が変化する。リチウムイオン2次電池では、電解質内を移動するリチウムイオンの移動特性に依存してリチウムイオン2次電池の性能が変化する。温度が低下すると上記電解質の状態が変化し、電解質内のリチウムイオン移動特性が悪化する。その結果、リチウムイオン2次電池が置かれている環境における温度の低下に伴ってリチウムイオン2次電池の性能が低下する。   However, the properties of the lithium ion mobile electrolyte change depending on the temperature in the charge / discharge state. In a lithium ion secondary battery, the performance of the lithium ion secondary battery changes depending on the movement characteristics of lithium ions moving in the electrolyte. When the temperature is lowered, the state of the electrolyte is changed, and the lithium ion transfer characteristics in the electrolyte are deteriorated. As a result, the performance of the lithium ion secondary battery decreases with a decrease in temperature in the environment where the lithium ion secondary battery is placed.

リチウムイオン2次電池は他の2次電池よりも性能的に優れており、低温状態でもリチウムイオン2次電池を使用したいとの要望がある。しかしマイナス20℃あるいはマイナス30℃の低温状態では、例えばリチウムイオン2次電池の電解質の粘度が上昇し、リチウムイオンの移動度が低下し、2次電池としての性能が低下する。このため上記電解質の改良し、低温状態でのリチウムイオン2次電池の電解質の粘度の増大を抑制しようとする技術が提案されている。   Lithium ion secondary batteries are superior in performance to other secondary batteries, and there is a desire to use lithium ion secondary batteries even at low temperatures. However, in a low temperature state of minus 20 ° C. or minus 30 ° C., for example, the viscosity of the electrolyte of the lithium ion secondary battery increases, the mobility of lithium ions decreases, and the performance as a secondary battery decreases. For this reason, there has been proposed a technique for improving the electrolyte and suppressing an increase in the viscosity of the electrolyte of the lithium ion secondary battery in a low temperature state.

特開2016−134261号公報JP, 2006-134261, A 特開2015−5426号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-5426

特許文献1や特許文献2では、低温状態においてもリチウムイオンの移動度の低下が少ないリチウムイオン2次電池用の電解質が提案されている。しかし十分な性能が得られているとは言えない。   Patent Documents 1 and 2 propose an electrolyte for a lithium ion secondary battery in which the decrease in lithium ion mobility is small even in a low temperature state. However, it cannot be said that sufficient performance is obtained.

本発明の目的は、低温状態において、リチウムイオン2次電池の性能を向上させることができるリチウムイオン2次電池を備えた電源装置、あるいはその制御方法を提供することである。   The objective of this invention is providing the power supply device provided with the lithium ion secondary battery which can improve the performance of a lithium ion secondary battery in a low-temperature state, or its control method.

第1の発明は、リチウムイオン2次電池と、制御回路と、放電回路と、前記リチウムイオン2次電池の状態を計測する計測回路と、を備え、前記制御回路は前記リチウムイオン2次電池の温度を上昇させるために前記リチウムイオン2次電池から前記放電回路に放電電流を流すようにした、ことを特徴とする電源装置である。   A first invention includes a lithium ion secondary battery, a control circuit, a discharge circuit, and a measurement circuit that measures a state of the lithium ion secondary battery, and the control circuit includes the lithium ion secondary battery. In order to raise temperature, it is a power supply device which made it flow a discharge current from the said lithium ion secondary battery to the said discharge circuit.

第2の発明は、第1の発明において、前記リチウムイオン2次電池の温度を上昇させるために前記リチウムイオン2次電池から前記放電回路に流す放電電流の最大値が、リチウムイオン2次電池の正常な動作におけるリチウムイオン2次電池の最大電流値より大きな電流値である、ことを特徴とする電源装置である。   According to a second invention, in the first invention, the maximum value of the discharge current flowing from the lithium ion secondary battery to the discharge circuit in order to increase the temperature of the lithium ion secondary battery is that of the lithium ion secondary battery. The power supply device is characterized in that the current value is larger than the maximum current value of the lithium ion secondary battery in normal operation.

第3の発明は、第1の発明において、表示装置がさらに設けられ、前記制御回路は前記リチウムイオン2次電池の温度を上昇させるために前記リチウムイオン2次電池から前記放電回路に放電電流を流すときに、前記表示装置に前記リチウムイオン2次電池の温度を上昇させるための運転モードであることを表示する、ことを特徴とする電源装置である。   According to a third invention, in the first invention, a display device is further provided, and the control circuit supplies a discharge current from the lithium ion secondary battery to the discharge circuit in order to increase the temperature of the lithium ion secondary battery. When the battery is supplied, the power supply device displays that the display device is in an operation mode for increasing the temperature of the lithium ion secondary battery.

第4の発明は、第3の発明において、前記表示装置にさらに、前記リチウムイオン2次電池の温度を上昇させるための運転モードの終了までの予定時間に係る情報を表示する、ことを特徴とする電源装置である。   A fourth invention is characterized in that, in the third invention, the display device further displays information related to a scheduled time until the end of the operation mode for increasing the temperature of the lithium ion secondary battery. It is a power supply device.

第5の発明は、第1の発明の電源装置の制御方法であって、前記制御回路は前記計測回路の計測結果に基づいて、前記リチウムイオン2次電池の温度を上昇させるため温度上昇運転モードの運転が必要かどうかを判断し、前記温度上昇運転モードの運転が必要と判断した場合に前記リチウムイオン2次電池から前記放電回路に電流を流す制御を行う、ことを特徴とする電源装置の制御方法である。   5th invention is the control method of the power supply device of 1st invention, Comprising: The said control circuit raises the temperature of the said lithium ion secondary battery based on the measurement result of the said measurement circuit, Temperature rising operation mode And determining whether or not the operation of the temperature rise operation mode is necessary, and performing control to flow a current from the lithium ion secondary battery to the discharge circuit. It is a control method.

第6の発明は、第5の発明の電源装置の制御方法において、前記制御回路は前記計測回路の前記計測結果から前記放電回路に流す電流値あるいは通電時間を求め、前記制御回路は前記放電回路に流す電流を制御する、ことを特徴とする電源装置の制御方法である。   According to a sixth aspect of the present invention, in the method for controlling a power supply device according to the fifth aspect, the control circuit obtains a current value or energization time to be passed through the discharge circuit from the measurement result of the measurement circuit, and the control circuit The method of controlling a power supply device is characterized by controlling a current flowing through the power supply.

本発明によれば、低温状態において、リチウムイオン2次電池の性能を改善することができる電源装置、あるいはその制御方法を得ることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power supply device which can improve the performance of a lithium ion secondary battery in a low temperature state, or its control method can be obtained.

本発明を適用した、リチウムイオン2次電池を備えた電源装置の概念を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the concept of the power supply device provided with the lithium ion secondary battery to which this invention is applied. リチウムイオン2次電池の温度と運転モードとの関係を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the relationship between the temperature of a lithium ion secondary battery, and an operation mode. リチウムイオン2次電池を備えた電源装置の制御を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining control of the power supply device provided with the lithium ion secondary battery. 温度上昇運転モード20における表示装置160の表示内容を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the display content of the display apparatus 160 in the temperature rise operation mode 20. FIG. リチウムイオン2次電池110の温度と温度上昇用電流A1の大きさとの関係、あるいはパルス幅、あるいはパルス回数、との関係を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the relationship between the temperature of the lithium ion secondary battery 110, and the magnitude | size of the electric current A1 for temperature rise, or a pulse width or the frequency | count of a pulse.

1.電源装置100の構成および電源装置100の基本動作の説明
図1に本発明の一実施形態である電源装置100の構成を示す。電源装置100はリチウムイオン2次電池110を備えている。リチウムイオン2次電池110に電力を蓄えるためには、充電用電源190から電力が外部接続回路180および内部接続回路140を介してリチウムイオン2次電池110に電力が供給され、リチウムイオン2次電池110において電力が蓄えられる。リチウムイオン2次電池110は直流電力を蓄えるので、充電用電源190が交流電力を供給する場合には、充電用電源190とリチウムイオン2次電池110との間に交流を直流に変換するAC/DC変換回路が設けられる。
1. Configuration of Power Supply Device 100 and Description of Basic Operation of Power Supply Device 100 FIG. 1 shows a configuration of power supply device 100 according to an embodiment of the present invention. The power supply device 100 includes a lithium ion secondary battery 110. In order to store electric power in the lithium ion secondary battery 110, electric power is supplied from the charging power source 190 to the lithium ion secondary battery 110 via the external connection circuit 180 and the internal connection circuit 140, and the lithium ion secondary battery 110 At 110, power is stored. Since the lithium ion secondary battery 110 stores DC power, when the charging power supply 190 supplies AC power, the AC / DC that converts AC to DC between the charging power supply 190 and the lithium ion secondary battery 110 is used. A DC conversion circuit is provided.

リチウムイオン2次電池110に蓄えられた電力を電気負荷182に供給する場合には、リチウムイオン2次電池110に蓄えられた電力が内部接続回路140および外部接続回路180を介して電気負荷182へ供給される。電気負荷182が交流電力を必要とする場合には、リチウムイオン2次電池110と電気負荷182との間に直流を交流に変換するDC/AC変換回路が設けられる。   When the electric power stored in the lithium ion secondary battery 110 is supplied to the electric load 182, the electric power stored in the lithium ion secondary battery 110 is supplied to the electric load 182 via the internal connection circuit 140 and the external connection circuit 180. Supplied. When the electric load 182 requires AC power, a DC / AC conversion circuit that converts direct current into alternating current is provided between the lithium ion secondary battery 110 and the electric load 182.

リチウムイオン2次電池110に電力を蓄える充電制御や電気負荷182へ電力を供給する電力供給制御は、コンピュータを備えた制御回路150によって行われる。リチウムイオン2次電池110を操作者が直接操作する場合には、操作部142から操作することができ、リチウムイオン2次電池110への充電や電気負荷182への電力供給を、操作部142から行うことができる。また外部機器からの情報に基づいて上述したリチウムイオン2次電池110への電力の充電や電気負荷182への電力の供給を行うことができる。このような指令を外部の機器から行うことができ、情報端子144を介して外部機器から制御回路150に指令が送られてくる。   Charge control for storing power in the lithium ion secondary battery 110 and power supply control for supplying power to the electric load 182 are performed by a control circuit 150 including a computer. When the operator directly operates the lithium ion secondary battery 110, it can be operated from the operation unit 142, and charging of the lithium ion secondary battery 110 and power supply to the electric load 182 are performed from the operation unit 142. It can be carried out. In addition, the above-described charging of power to the lithium ion secondary battery 110 and supply of power to the electrical load 182 can be performed based on information from an external device. Such a command can be issued from an external device, and the command is sent from the external device to the control circuit 150 via the information terminal 144.

電源装置100はリチウムイオン2次電池110の全体の入力あるいは出力電流を計測する電流計測回路152や、リチウムイオン2次電池110の全体の端子電圧やリチウムイオン2次電池110を構成する各セルの端子電圧を計測する電圧計測回路154や、リチウムイオン2次電池110の表面や内部の温度を計測する温度計測装置156を備えていて、電源装置100の状態を常時検知すると共に、異常状態に関する診断を常時行っている。診断履歴や計測データは記憶装置158に蓄えられ、例えば保守点検時に読み出して確認することができる。表示装置160が設けられ、情報の入出力に使用されるだけではなく、電源装置100の動作モードや状態を表示することが可能となる。   The power supply device 100 includes a current measuring circuit 152 that measures the entire input or output current of the lithium ion secondary battery 110, the overall terminal voltage of the lithium ion secondary battery 110, and the voltage of each cell constituting the lithium ion secondary battery 110. A voltage measurement circuit 154 that measures the terminal voltage and a temperature measurement device 156 that measures the surface and internal temperature of the lithium ion secondary battery 110 are provided to constantly detect the state of the power supply device 100 and to diagnose the abnormal state. Is always on. The diagnosis history and measurement data are stored in the storage device 158, and can be read and confirmed, for example, during maintenance inspection. A display device 160 is provided and used not only for input / output of information but also for displaying the operation mode and state of the power supply device 100.

2.温度上昇運転モード
電源装置100が低温環境に置かれているとリチウムイオン2次電池110の内部温度も低下し、上述したようにリチウムイオン2次電池110の各セル内の電解質の状態か変化し、電解質内のリチウムイオンの移動度が低下する。この結果リチウムイオン2次電池110の性能が低下する。制御回路150はリチウムイオン2次電池110の温度を温度計測装置156により検出することができ、温度低下によるリチウムイオン2次電池110の性能低下を検知することができる。あるいは温度低下によるリチウムイオン2次電池110の性能低下は電流計測回路152や電圧計測回路154の検出値からも検知することができる。
2. Temperature rise operation mode When the power supply device 100 is placed in a low temperature environment, the internal temperature of the lithium ion secondary battery 110 also decreases, and the state of the electrolyte in each cell of the lithium ion secondary battery 110 changes as described above. The mobility of lithium ions in the electrolyte decreases. As a result, the performance of the lithium ion secondary battery 110 is degraded. The control circuit 150 can detect the temperature of the lithium ion secondary battery 110 by the temperature measuring device 156, and can detect a decrease in performance of the lithium ion secondary battery 110 due to a temperature decrease. Or the performance fall of the lithium ion secondary battery 110 by temperature fall can also be detected from the detection value of the current measurement circuit 152 or the voltage measurement circuit 154.

温度低下によるリチウムイオン2次電池110の性能低下は、リチウムイオン2次電池110の内部温度を上昇させることにより改善することができる。電源装置100はリチウムイオン2次電池110の放電電流を流す放電回路146を備えている。リチウムイオン2次電池110からの電流を放電回路146に流すことにより、リチウムイオン2次電池110の内部温度を上昇させることができる。図2を用いてリチウムイオン2次電池110の内部温度を上昇させる温度上昇運転モードを説明する。   The performance degradation of the lithium ion secondary battery 110 due to the temperature decrease can be improved by increasing the internal temperature of the lithium ion secondary battery 110. The power supply apparatus 100 includes a discharge circuit 146 that allows a discharge current of the lithium ion secondary battery 110 to flow. By passing the current from the lithium ion secondary battery 110 to the discharge circuit 146, the internal temperature of the lithium ion secondary battery 110 can be raised. A temperature increase operation mode in which the internal temperature of the lithium ion secondary battery 110 is increased will be described with reference to FIG.

リチウムイオン2次電池110はその内部温度が低下するとそれに応じて性能が低下するが、一例として−t1℃以上で動作させたいとした場合に、制御回路150は温度計測装置156により先ずリチウムイオン2次電池110が−t1℃以下の状態であることを検知する。この検知に基づき制御回路150は温度上昇運転モードに入り、リチウムイオン2次電池110から内部接続回路140を介して放電回路146に電流を供給する。放電回路146はリチウムイオン2次電池110の温度上昇のための電流を流す回路であり、一時的にリチウムイオン2次電池110の最大放電電流を超える電流、あるいはリチウムイオン2次電池110の最大放電電流の数倍、さらには数十倍の電流を流すことができる。このような大きな電流を長時間流す場合は大きな危険を伴うが、極めて短い期間に限って大きな電流を流す場合には、もともとリチウムイオン2次電池110の内部温度が低温状態であるために、危険性が伴わない。   When the internal temperature of the lithium ion secondary battery 110 decreases, the performance decreases accordingly. As an example, when the lithium ion secondary battery 110 is desired to operate at −t1 ° C. or higher, the control circuit 150 first uses the temperature measuring device 156 to detect the lithium ion 2. It is detected that secondary battery 110 is in a state of −t1 ° C. or lower. Based on this detection, the control circuit 150 enters a temperature increase operation mode, and supplies current from the lithium ion secondary battery 110 to the discharge circuit 146 via the internal connection circuit 140. The discharge circuit 146 is a circuit for supplying a current for increasing the temperature of the lithium ion secondary battery 110. The current temporarily exceeds the maximum discharge current of the lithium ion secondary battery 110 or the maximum discharge of the lithium ion secondary battery 110. A current several times or even several tens times the current can be passed. When such a large current flows for a long time, there is a great danger. However, when a large current is flowed only for an extremely short period, the internal temperature of the lithium ion secondary battery 110 is originally a low temperature state. There is no sex.

図2においてリチウムイオン2次電池110の温度が−t1℃を下回っているので、温度上昇運転モード20の制御が行われ、リチウムイオン2次電池110の最大放電電流A0を超える温度上昇用電流A1がリチウムイオン2次電池110から放電回路146に供給される。図2のグラフ1に示す如く、温度上昇用電流A1が流れることにより、リチウムイオン2次電池110の温度が上昇する。その結果リチウムイオン2次電池110の温度が−t1℃より高くなり、温度上昇運転モード20に代わって通常運転モード30の制御が行われる。放電回路146は内部接続回路140によってリチウムイオン2次電池110から切り離され、リチウムイオン2次電池110から電気負荷182へ、内部接続回路140や外部接続回路180を介して動作電流A2が供給される。電気負荷182からの要求により、動作電流A2は変化するが、最大放電電流A0を超えることは無い。   In FIG. 2, since the temperature of the lithium ion secondary battery 110 is lower than −t1 ° C., the temperature increase operation mode 20 is controlled, and the temperature increase current A1 exceeding the maximum discharge current A0 of the lithium ion secondary battery 110. Is supplied from the lithium ion secondary battery 110 to the discharge circuit 146. As shown in graph 1 in FIG. 2, the temperature of the lithium ion secondary battery 110 rises due to the flow of the temperature raising current A1. As a result, the temperature of the lithium ion secondary battery 110 becomes higher than −t1 ° C., and the normal operation mode 30 is controlled instead of the temperature increase operation mode 20. The discharge circuit 146 is disconnected from the lithium ion secondary battery 110 by the internal connection circuit 140, and the operating current A2 is supplied from the lithium ion secondary battery 110 to the electric load 182 via the internal connection circuit 140 and the external connection circuit 180. . The operating current A2 changes due to a request from the electric load 182 but does not exceed the maximum discharge current A0.

上述したように温度上昇用電流A1は、リチウムイオン2次電池110の内部温度を積極的に短時間に上昇させることが目的であり、この実施形態ではリチウムイオン2次電池110の最大放電電流A0を超える電流を流している。このような大きな電流を流すためには抵抗値の小さい電気負荷が必要であり、放電回路146を設けている。   As described above, the purpose of increasing the temperature A1 is to positively increase the internal temperature of the lithium ion secondary battery 110 in a short time. In this embodiment, the maximum discharge current A0 of the lithium ion secondary battery 110 is used. Current that exceeds is flowing. In order to flow such a large current, an electric load having a small resistance value is required, and a discharge circuit 146 is provided.

図2では通常運転モード30として電気負荷182への電流の供給モードを例示したが、リチウムイオン2次電池110への充電用電源190からの電力供給モードであっても良い。その場合には動作電流A2は図2に記載の電流とは逆方向の電流となる。
3.制御回路150の動作説明
電源装置100における温度上昇運転モード20にかかる制御回路150の動作を、図3に記載の制御フローチャートS500を用いて説明する。電源装置100自身が使用されていない状態では、リチウムイオン2次電池110の温度が例えばマイナス30℃などの低温状態であっても、温度を上昇させる必要がない。従ってリチウムイオン2次電池110の温度を上昇させるための温度上昇運転モード20に基づくリチウムイオン2次電池110の運転は不要である。情報端子144からの指令がなく、また操作部142からの操作に係る入力がない場合には、指令待ちの状態である。この状態は、制御回路150は一定時間毎に制御回路150に対する動作指令の有無を確認する。もし特別な動作指令が無いならば、この実施形態では、温度上昇運転モード20は行わない。
Although the current supply mode to the electric load 182 is illustrated as the normal operation mode 30 in FIG. 2, a power supply mode from the charging power source 190 to the lithium ion secondary battery 110 may be used. In this case, the operating current A2 is a current in the direction opposite to that shown in FIG.
3. Description of Operation of Control Circuit 150 The operation of the control circuit 150 according to the temperature rise operation mode 20 in the power supply apparatus 100 will be described using a control flowchart S500 shown in FIG. In a state where the power supply device 100 itself is not used, even if the temperature of the lithium ion secondary battery 110 is in a low temperature state such as minus 30 ° C., it is not necessary to increase the temperature. Therefore, the operation of the lithium ion secondary battery 110 based on the temperature increase operation mode 20 for increasing the temperature of the lithium ion secondary battery 110 is not necessary. When there is no command from the information terminal 144 and there is no input related to the operation from the operation unit 142, the command is waiting. In this state, the control circuit 150 checks the presence / absence of an operation command for the control circuit 150 at regular intervals. If there is no special operation command, the temperature increase operation mode 20 is not performed in this embodiment.

操作部142からの操作者による動作指令の入力や、あるいは情報端子144を介しての他の機器からの動作指令が受信されると、制御回路150はリチウムイオン2次電池110を使用した動作が必要と判断する。制御回路150は、ステップS510で運転指令ありの状態と判断して、ステップS512へ、制御回路150の実行が移る。リチウムイオン2次電池110を用いた動作を開始するためには、リチウムイオン2次電池110の状態を検知することが必要であり、ステップS512では、リチウムイオン2次電池110の状態の検知を行う。具体的には一例として、電流計測回路152や電圧計測回路154、温度計測装置156によるリチウムイオン2次電池110の状態に関する計測を行う。   When an operation command is input by the operator from the operation unit 142 or an operation command is received from another device via the information terminal 144, the control circuit 150 operates using the lithium ion secondary battery 110. Judge as necessary. The control circuit 150 determines that there is an operation command in step S510, and the execution of the control circuit 150 moves to step S512. In order to start the operation using the lithium ion secondary battery 110, it is necessary to detect the state of the lithium ion secondary battery 110. In step S512, the state of the lithium ion secondary battery 110 is detected. . Specifically, as an example, measurement regarding the state of the lithium ion secondary battery 110 is performed by the current measurement circuit 152, the voltage measurement circuit 154, and the temperature measurement device 156.

ステップS512での計測結果は記憶装置158に記録される。上述したように記憶装置158には、計測データだけでなく過去の診断結果も記憶されており、リチウムイオン2次電池110の状態の履歴や計測結果の履歴が記憶されている。従ってリチウムイオン2次電池110の状態変化を確認することができる。ステップS512での計測結果やそれ以前の計測結果および状態の変化等に基づき、リチウムイオン2次電池110の安全性に関する判断をステップS514で行う。もし異常が検知されれば、ステップS515が実行され、異常状態の内容が表示装置160に表示されると共に、さらに危険を回避する制御を制御回路150が行う。必要に応じて警報を発する。危険を回避する制御として例えば、内部接続回路140を動作させて、リチウムイオン2次電池110を他の機器や回路から切り離す動作を行う。このことにより、リチウムイオン2次電池110の以上状態を回避できる可能性がある。   The measurement result in step S512 is recorded in the storage device 158. As described above, the storage device 158 stores not only measurement data but also past diagnosis results, and stores a history of the state of the lithium ion secondary battery 110 and a history of measurement results. Therefore, the state change of the lithium ion secondary battery 110 can be confirmed. Based on the measurement result in step S512, the previous measurement result and the change in state, etc., a determination regarding the safety of the lithium ion secondary battery 110 is made in step S514. If an abnormality is detected, step S515 is executed, the contents of the abnormal state are displayed on the display device 160, and the control circuit 150 further performs control to avoid danger. Raise alarms as needed. As control for avoiding danger, for example, the internal connection circuit 140 is operated to perform an operation of disconnecting the lithium ion secondary battery 110 from other devices and circuits. As a result, the above-described state of the lithium ion secondary battery 110 may be avoided.

ステップS512におけるリチウムイオン2次電池110に関する計測結果や先に計測したデータから、リチウムイオン2次電池110が安全な状態にあると制御回路150が判断すると、制御回路150の実行がステップS516に移る。ステップS516において、リチウムイオン2次電池110の状態が低温状態になっていないかが判断される。リチウムイオン2次電池110の低温状態の判断は、例えば図2で説明した、リチウムイオン2次電池110の温度が−t1℃以下であるかを判断し、−t1℃以下の状態で、リチウムイオン2次電池110の状態が低温状態であると判断してもよい。あるいは他の方法で判断してもよい。   When the control circuit 150 determines that the lithium ion secondary battery 110 is in a safe state from the measurement result regarding the lithium ion secondary battery 110 in step S512 and the data measured earlier, the execution of the control circuit 150 moves to step S516. . In step S516, it is determined whether the lithium ion secondary battery 110 is in a low temperature state. The determination of the low temperature state of the lithium ion secondary battery 110 is performed by determining whether the temperature of the lithium ion secondary battery 110 described with reference to FIG. 2 is −t1 ° C. or lower, and in the state of −t1 ° C. or lower, You may judge that the state of the secondary battery 110 is a low temperature state. Or you may judge by another method.

リチウムイオン2次電池110の状態が低温状態であると判断されると、リチウムイオン2次電池110の性能が低下している状態であり、操作部142や情報端子144を介して制御回路150に支持された動作を行うことができないと制御回路150が判断し、リチウムイオン2次電池110の温度を上昇するための温度上昇運転モード20の制御を実行する。   If it is determined that the state of the lithium ion secondary battery 110 is a low temperature state, the performance of the lithium ion secondary battery 110 is in a degraded state, and the control circuit 150 is connected via the operation unit 142 or the information terminal 144. The control circuit 150 determines that the supported operation cannot be performed, and executes control of the temperature increase operation mode 20 for increasing the temperature of the lithium ion secondary battery 110.

一方リチウムイオン2次電池110の状態が低温状態ではないと制御回路150が判断すると、制御回路150の実行動作がステップS516からステップS517に移り、操作部142や情報端子144を介して支持された、リチウムイオン2次電池110を使用した動作を実行する。この動作としては、例えばリチウムイオン2次電池110から電気負荷182への電力の供給や、充電用電源190からの電力をリチウムイオン2次電池110に供給するリチウムイオン2次電池110の充電動作がある。   On the other hand, when the control circuit 150 determines that the state of the lithium ion secondary battery 110 is not a low temperature state, the execution operation of the control circuit 150 moves from step S516 to step S517, and is supported via the operation unit 142 or the information terminal 144. Then, the operation using the lithium ion secondary battery 110 is executed. As this operation, for example, power supply from the lithium ion secondary battery 110 to the electric load 182 and charging operation of the lithium ion secondary battery 110 that supplies power from the charging power source 190 to the lithium ion secondary battery 110 are included. is there.

ステップS516でリチウムイオン2次電池110の状態が低温状態であると判断されると、制御回路150の動作がステップS520に移る。ステップS520では温度上昇運転モード20を実行することを表示装置160に表示する。これにより、操作者は通常運転モード30を実行する前に温度上昇運転モード20が実行されることを知ることができ、更に温度上昇運転モード20が終了すると通常運転モード30が実行されることを知ることができる。さらに表示装置160には温度上昇運転モード20の実行予定時間も表示される。   If it is determined in step S516 that the state of the lithium ion secondary battery 110 is a low temperature state, the operation of the control circuit 150 proceeds to step S520. In step S520, execution of the temperature increase operation mode 20 is displayed on the display device 160. Thus, the operator can know that the temperature rising operation mode 20 is executed before executing the normal operation mode 30, and further, when the temperature increasing operation mode 20 is completed, the normal operation mode 30 is executed. I can know. Further, the display device 160 also displays the scheduled execution time of the temperature increase operation mode 20.

図4は表示装置160の表示画面であり、表示欄162に実行モードとして「リチウムイオン2次電池110の温度上昇運転モード20実行中」が表示され、さらに実行予定時間が表示欄164に表示される。次にステップS520で、温度上昇用電流A1の大きさを決定する。リチウムイオン2次電池110の温度が低い場合には、温度上昇用電流A1の値を大きくすることにより、短時間でリチウムイオン2次電池110の温度を上昇させることができる。ステップS522では計測結果に基づいて温度上昇用電流A1の大きさを決定する。なお、表示欄164における温度上昇運転モード20の終了予定時間を文字で表示しても良いが、グラフで表示しても良い。この場合は予定時間に対する実行済時間と残りの時間との関係がグラフの状態で表示される。   FIG. 4 is a display screen of the display device 160. In the display field 162, “execution of the temperature increase operation mode 20 of the lithium ion secondary battery 110 is being performed” is displayed as the execution mode, and the scheduled execution time is further displayed in the display field 164. The Next, in step S520, the magnitude of the temperature increasing current A1 is determined. When the temperature of the lithium ion secondary battery 110 is low, the temperature of the lithium ion secondary battery 110 can be increased in a short time by increasing the value of the temperature increasing current A1. In step S522, the magnitude of the temperature increasing current A1 is determined based on the measurement result. In addition, although the scheduled completion | finish time of the temperature rise operation mode 20 in the display column 164 may be displayed with a character, you may display with a graph. In this case, the relationship between the executed time with respect to the scheduled time and the remaining time is displayed in a graph state.

リチウムイオン2次電池110の温度と温度上昇用電流A1との関係を図5のグラフ30に示す。リチウムイオン2次電池110の温度が低いほど温度上昇用電流A1の値が大きくなる。グラフ20は一回の温度上昇用電流A1の通電時間を示す。リチウムイオン2次電池110の温度が低いほど一回の温度上昇用電流A1の通電時間が長くなる。グラフ10は供給するパルス数を示す。グラフ20で示される温度上昇用電流A1の通電時間の間連続して電流を流してもよいが、単位時間の電流パルスを発生させそのパルス数で温度上昇用電流A1の通電時間に対応してもよい。   The relationship between the temperature of the lithium ion secondary battery 110 and the temperature increasing current A1 is shown in a graph 30 of FIG. The value of the temperature increasing current A1 increases as the temperature of the lithium ion secondary battery 110 decreases. The graph 20 shows the energization time of one temperature rise current A1. The lower the temperature of the lithium ion secondary battery 110, the longer the energization time of the current A1 for temperature increase. Graph 10 shows the number of pulses supplied. The current may flow continuously during the energizing time of the temperature increasing current A1 shown in the graph 20, but a current pulse of unit time is generated and the number of pulses corresponds to the energizing time of the temperature increasing current A1. Also good.

図5に記載のデータである、グラフ30やグラフ20、グラフ10の関係が予め記憶装置158に記憶されている。ステップS522で予め記憶装置158に記憶されているデータに基づいて、温度上昇用電流A1の電流値、あるいは通電時間、あるいはパルスの発生回数が決定され、ステップS524で実行される。例えば放電回路146が抵抗と半導体スイッチング素子、電流制御回路を有しており、制御回路150からの指令に基づき放電回路146の半導体スイッチング素子や電流制御回路が動作して、ステップS522で決定された制御が実行される。   The relationship between the graph 30, the graph 20, and the graph 10, which is data illustrated in FIG. 5, is stored in the storage device 158 in advance. Based on the data stored in the storage device 158 in advance in step S522, the current value of the temperature increasing current A1, the energization time, or the number of occurrences of pulses is determined and executed in step S524. For example, the discharge circuit 146 includes a resistor, a semiconductor switching element, and a current control circuit, and the semiconductor switching element and the current control circuit of the discharge circuit 146 operate based on a command from the control circuit 150, and are determined in step S522. Control is executed.

制御回路150の実行が再びステップS512に戻り、温度上昇運転モード20実行中における110の状態がステップS512で計測され、ステップS514で安全性の確認が行われ、ステップS516で温度上昇運転モード20を終了すべきかどうかが判断される。さらにリチウムイオン2次電池110に関する新たな計測結果を反映した状態でステップS522で、上記温度上昇運転モード20での制御内容が決定され、ステップS524で実行される。   The execution of the control circuit 150 returns to step S512 again, and the state 110 during execution of the temperature rise operation mode 20 is measured in step S512, safety is confirmed in step S514, and the temperature rise operation mode 20 is changed in step S516. It is determined whether to end. Further, in step S522, the control content in the temperature increase operation mode 20 is determined in a state in which a new measurement result relating to the lithium ion secondary battery 110 is reflected, and is executed in step S524.

4.実施例の効果
本実施例によれば短時間でリチウムイオン2次電池110の温度を上昇させることができる効果がある。さらに合わせて安全性を確保することができる効果がある。図5のグラフ30や温度上昇運転モード20、グラフ10の制御内容を選択的に実行してもよいし、組み合わせた形で実行してもよい。電源装置100を寒冷地で使用する場合に、本実施例ではリチウムイオン2次電池110が正常に動作する温度に短時間にリチウムイオン2次電池110を上昇させることができる。従って寒冷地においてもリチウムイオン2次電池電源として使用することができる効果がある。
4). Effect of Example According to this example, there is an effect that the temperature of the lithium ion secondary battery 110 can be raised in a short time. In addition, there is an effect that safety can be secured. The control contents of the graph 30, the temperature increase operation mode 20, and the graph 10 of FIG. 5 may be selectively executed or may be executed in combination. When the power supply device 100 is used in a cold region, in this embodiment, the lithium ion secondary battery 110 can be raised to a temperature at which the lithium ion secondary battery 110 normally operates in a short time. Therefore, there is an effect that it can be used as a lithium ion secondary battery power source even in a cold region.

10・・・グラフ、20・・・グラフ、30・・・グラフ、100・・・電源装置、110・・・リチウムイオン2次電池、140・・・内部接続回路、142・・・操作部、144・・・情報端子、146・・・放電回路、150・・・制御回路、152・・・電流計測回路、154・・・電圧計測回路、156・・・温度計測装置、158・・・記憶装置、160・・・表示装置、162・・・表示欄、164・・・表示欄、180・・・外部接続回路、182・・・電気負荷、190・・・充電用電源。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Graph, 20 ... Graph, 30 ... Graph, 100 ... Power supply device, 110 ... Lithium ion secondary battery, 140 ... Internal connection circuit, 142 ... Operation part, 144 ... Information terminal, 146 ... Discharge circuit, 150 ... Control circuit, 152 ... Current measurement circuit, 154 ... Voltage measurement circuit, 156 ... Temperature measurement device, 158 ... Memory Device: 160 ... Display device, 162 ... Display field, 164 ... Display field, 180 ... External connection circuit, 182 ... Electric load, 190 ... Power supply for charging.

Claims (6)

リチウムイオン2次電池と、制御回路と、放電回路と、前記リチウムイオン2次電池の状態を計測する計測回路と、を備え、前記制御回路は前記リチウムイオン2次電池の温度を上昇させるために前記リチウムイオン2次電池から前記放電回路に放電電流を流すようにした、ことを特徴とする電源装置。   A lithium ion secondary battery; a control circuit; a discharge circuit; and a measurement circuit for measuring the state of the lithium ion secondary battery. The control circuit increases the temperature of the lithium ion secondary battery. A power supply apparatus, wherein a discharge current is allowed to flow from the lithium ion secondary battery to the discharge circuit. 請求項1に記載の電源装置において、前記リチウムイオン2次電池の温度を上昇させるために前記リチウムイオン2次電池から前記放電回路に流す放電電流の最大値が、リチウムイオン2次電池の正常な動作におけるリチウムイオン2次電池の最大電流値より大きな電流値である、ことを特徴とする電源装置。   2. The power supply device according to claim 1, wherein a maximum value of a discharge current flowing from the lithium ion secondary battery to the discharge circuit in order to increase a temperature of the lithium ion secondary battery is normal of the lithium ion secondary battery. A power supply apparatus characterized by having a current value larger than a maximum current value of a lithium ion secondary battery in operation. 請求項1に記載の電源装置において、表示装置がさらに設けられ、前記制御回路は前記リチウムイオン2次電池の温度を上昇させるために前記リチウムイオン2次電池から前記放電回路に放電電流を流すときに、前記表示装置に前記リチウムイオン2次電池の温度を上昇させるための運転モードであることを表示する、ことを特徴とする電源装置。   2. The power supply device according to claim 1, further comprising a display device, wherein the control circuit causes a discharge current to flow from the lithium ion secondary battery to the discharge circuit in order to increase the temperature of the lithium ion secondary battery. And displaying on the display device that the operation mode is for increasing the temperature of the lithium ion secondary battery. 請求項3に記載の電源装置において、前記表示装置にさらに、前記リチウムイオン2次電池の温度を上昇させるための運転モードの終了までの予定時間に係る情報を表示する、ことを特徴とする電源装置。   4. The power supply device according to claim 3, wherein the display device further displays information related to a scheduled time until the end of the operation mode for increasing the temperature of the lithium ion secondary battery. apparatus. 請求項1に記載の電源装置の制御方法であって、前記制御回路は前記計測回路の計測結果に基づいて、前記リチウムイオン2次電池の温度を上昇させるため温度上昇運転モードの運転が必要かどうかを判断し、前記温度上昇運転モードの運転が必要と判断した場合に前記リチウムイオン2次電池から前記放電回路に電流を流す制御を行う、ことを特徴とする電源装置の制御方法。   2. The method of controlling a power supply device according to claim 1, wherein the control circuit needs to be operated in a temperature increase operation mode in order to increase the temperature of the lithium ion secondary battery based on a measurement result of the measurement circuit. A control method for a power supply apparatus, comprising: determining whether or not it is necessary to operate in the temperature increase operation mode, and performing control to pass a current from the lithium ion secondary battery to the discharge circuit. 請求項5に記載の電源装置の制御方法において、前記制御回路は前記計測回路の前記計測結果から前記放電回路に流す電流値あるいは通電時間を求め、前記制御回路は前記放電回路に流す電流を制御する、ことを特徴とする電源装置の制御方法。   6. The method of controlling a power supply device according to claim 5, wherein the control circuit obtains a current value or energization time to flow to the discharge circuit from the measurement result of the measurement circuit, and the control circuit controls a current to flow to the discharge circuit. A method for controlling a power supply apparatus, comprising:
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