JP2019021608A5 - - Google Patents

Claims (22)

1. 第１の充電装置と、第１の充電装置とリチウムイオン電池との間に接続された周波数変換トリガ発振充電装置とを含み、
   前記周波数変換トリガ発振充電装置は、前記リチウムイオン電池自体のインピーダンス特性で発振回路を構成することにより、少なくとも二種類の発振電流を発生し、前記少なくとも二種類の発振電流のうちの少なくとも一種の発振電流の周波数が別の発振電流の周波数よりも高く、
   前記リチウムイオン電池の状態パラメータに基づいて、前記リチウムイオン電池に前記少なくとも二種類の発振電流を供給するように前記周波数変換トリガ発振充電装置を制御する制御装置をさらに含み、
   前記少なくとも二種類の発振電流は少なくとも第１の発振電流と第２の発振電流を含み、前記第１の発振電流の周波数が前記第２の発振電流の周波数よりも高く、
   前記制御装置が前記リチウムイオン電池の状態パラメータに基づいて、前記リチウムイオン電池に前記少なくとも二種類の発振電流を供給するように前記周波数変換トリガ発振充電装置を制御することは、
   前記制御装置が前記リチウムイオン電池の温度及び充電状態ＳＯＣに基づいて充電パラメータを決定することと、前記充電パラメータに基づいて、前記リチウムイオン電池に前記第１の発振電流と第２の発振電流を供給することとを含み、
   前記充電パラメータは、第２の発振電流の周波数範囲、第１の発振電流の持続時間及び充電電流振幅値を含み、
   前記リチウムイオン電池の温度及びＳＯＣに基づいて前記第２の発振電流の周波数範囲を決定することは、
   前記リチウムイオン電池の異なる温度及びＳＯＣでの所定の周波数範囲の電気化学インピーダンススペクトロスコピーに基づいて、
   ＳＯＣが第１の値である異なる温度での電気化学インピーダンススペクトロスコピーの曲線群において、横軸に平行で第１の温度での電気化学インピーダンススペクトロスコピー曲線と縦軸の交点を通る直線と各異なる温度での電気化学インピーダンススペクトロスコピー曲線との低周波領域での交点に対応する周波数値が、該温度での前記第２の発振電流の周波数範囲の下限ｆ _ｃｄ になり、前記直線と電気化学インピーダンススペクトロスコピー曲線との高周波領域での交点が、前記第２の発振電流の周波数範囲の上限ｆｇになり、
   前記第２の発振電流の周波数範囲がｆ _ｃｄ 〜ｆ _ｇ になることを含むことを特徴とするリチウムイオン電池の充電システム。
2. 前記周波数変換トリガ発振充電装置は、
   前記第１の充電装置と並列に接続されたエネルギー貯蔵環流手段と、
   前記リチウムイオン電池と並列に接続されて前記発振回路を形成する発振手段と、
   前記エネルギー貯蔵環流手段と発振手段との間に接続された発振フリップフロップとを含み、
   前記発振フリップフロップは、前記少なくとも二種類の発振電流を発生させるように前記発振回路をトリガすることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記周波数変換トリガ発振充電装置は、
   前記第１の充電装置と並列に接続されたエネルギー貯蔵環流手段と、
   前記エネルギー貯蔵環流手段と直列に接続された発振手段であって、前記直列に接続されたエネルギー貯蔵環流手段と発振手段が前記リチウムイオン電池と直列に接続されて前記発振回路を形成するものと、
   前記発振手段と並列に接続された発振フリップフロップとを含み、
   前記発振フリップフロップは、前記少なくとも二種類の発振電流を発生させるように前記発振回路をトリガすることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
4. 前記制御装置が前記リチウムイオン電池の温度及びＳＯＣに基づいて充電パラメータを決定することは、
   予め記憶された様々な温度及びＳＯＣでの充電パラメータセットから、前記リチウムイオン電池の温度及びＳＯＣに対応する充電パラメータを探し出すことを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
5. 前記第１の発振電流の周波数は前記第２の発振電流の周波数範囲の上限以上であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
6. 前記第１の発振電流の持続時間と前記第２の発振電流の周波数範囲の上限ｆ_ｇは、Ｔ_２＝ｎ／ｆ_ｇの関係を満たし、
   ここで、Ｔ_２は前記第１の発振電流の持続時間を表し、ｎは０以上の整数であることを特徴とする請求項２または３に記載のシステム。
7. 前記制御装置が前記リチウムイオン電池の温度及びＳＯＣに基づいて、前記リチウムイオン電池に第１の発振電流と第２の発振電流を供給するように前記周波数変換トリガ発振充電装置を制御することは、
   前記リチウムイオン電池の表面温度に基づいて前記第１の発振電流の持続時間を調整し、かつ前記充電電流振幅値を増加させることと、
   前記リチウムイオン電池の表面温度が第１の温度よりも大きくなると、前記第１の発振電流の持続時間をそのまま保持し、前記充電電流振幅値を増加させることと、
   前記リチウムイオン電池の端子電圧が充電電圧の上限に達すると、充電が終了するまで前記充電電流振幅値を減少させることとを含むことを特徴とする請求項６に記載のシステム。
8. 前記制御装置が前記リチウムイオン電池の表面温度に基づいて前記第１の発振電流の持続時間を調整することは、
   前記リチウムイオン電池の最低表面温度が第１の温度以上になると、Ｔ_２＝ｎ／ｆ_ｇのｎの値を０にし、前記リチウムイオン電池の最低表面温度が所定の温度低下することに、Ｔ_２＝ｎ／ｆ_ｇのｎの値を１増加させることを含むことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
9. 前記発振フリップフロップの発振トリガ信号のパルス幅と前記第２の発振電流の周波数範囲の上限ｆ_ｇは、Ｔ_０＝ｋ／ｆ_ｇの関係を満たし、
   ここで、Ｔ_０は前記発振トリガ信号のパルス幅を表し、ｋは０よりも大きく１以下の実数であることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
10. 前記第１の発振電流の持続時間Ｔ_２と前記発振トリガ信号のパルス幅Ｔ_０は、Ｔ_２＝ｎＴ_０／ｋの関係を満たし、
    ここで、ｎは０以上の整数であることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
11. 前記制御装置が前記リチウムイオン電池の表面温度に基づいて前記第１の発振電流の持続時間を調整することは、
    前記発振トリガ信号を調整することにより、前記第１の発振電流の持続時間を調整することを含むことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
12. 負荷とリチウムイオン電池との間に接続された周波数変換トリガ発振放電装置を含み、
    前記周波数変換トリガ発振放電装置は、リチウムイオン電池自体のインピーダンス特性で発振回路を構成することにより、少なくとも二種類の発振電流を発生し、前記少なくとも二種類の発振電流のうちの少なくとも一種の発振電流の周波数が別の発振電流の周波数よりも高く、
    前記リチウムイオン電池の状態パラメータに基づいて、前記リチウムイオン電池を前記少なくとも二種類の発振電流の形態で放電させるように前記周波数変換トリガ発振放電装置を制御する制御装置をさらに含み、
    前記少なくとも二種類の発振電流は少なくとも第１の発振電流と第２の発振電流を含み、前記第１の発振電流の周波数が前記第２の発振電流の周波数よりも高く、
    前記制御装置が前記リチウムイオン電池の状態パラメータに基づいて、前記リチウムイオン電池を前記少なくとも二種類の発振電流の形態で放電させるように前記周波数変換トリガ発振放電装置を制御することは、
    前記制御装置が前記リチウムイオン電池の温度及びＳＯＣに基づいて放電パラメータを決定することと、前記放電パラメータに基づいて、前記リチウムイオン電池を第１の発振電流と第２の発振電流の形態で放電させることとを含み、
    前記放電パラメータは、第２の発振電流の周波数範囲及び第１の発振電流の持続時間を含み、
    前記リチウムイオン電池の温度及びＳＯＣに基づいて第２の発振電流の周波数範囲を決定することは、
    前記リチウムイオン電池の異なる温度及びＳＯＣでの所定の周波数範囲の電気化学インピーダンススペクトロスコピーに基づいて、
    ＳＯＣが第２の値である異なる温度での電気化学インピーダンススペクトロスコピーの曲線群において、横軸に平行で第２の温度での電気化学インピーダンススペクトロスコピー曲線と縦軸の交点を通る直線と各異なる温度での電気化学インピーダンススペクトロスコピー曲線との低周波領域での交点に対応する周波数値が、該温度での前記第２の発振電流の周波数範囲の下限ｆ _ｄｄ になり、
    ＳＯＣが第２の値よりも小さい第１の値である異なる温度での電気化学インピーダンススペクトロスコピーの曲線群において、横軸に平行で第２の温度よりも大きい第１の温度での電気化学インピーダンススペクトロスコピー曲線と縦軸の交点を通る直線と電気化学インピーダンススペクトロスコピー曲線との高周波領域での交点が、前記第２の発振電流の周波数範囲の上限ｆ _ｇ になり、
    前記第２の発振電流の周波数範囲がｆ _ｄｄ 〜ｆ _ｇ になることを含むリチウムイオン電池の放電システム。
13. 前記周波数変換トリガ発振放電装置は、
    前記負荷と並列に接続されたエネルギー貯蔵環流手段と、
    前記リチウムイオン電池と並列に接続されて前記発振回路を形成する発振手段と、
    前記エネルギー貯蔵環流手段と発振手段との間に接続された発振フリップフロップとを含み、
    前記発振フリップフロップは、前記少なくとも二種類の発振電流を発生させるように前記発振回路をトリガすることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
14. 前記周波数変換トリガ発振放電装置は、
    前記負荷と並列に接続されたエネルギー貯蔵環流手段と、
    前記エネルギー貯蔵環流手段と直列に接続された発振手段であって、前記直列に接続されたエネルギー貯蔵環流手段と発振手段が前記リチウムイオン電池と直列に接続されて前記発振回路を形成するものと、
    前記発振手段と並列に接続された発振フリップフロップとを含み、
    前記発振フリップフロップは、前記少なくとも二種類の発振電流を発生させるように前記発振回路をトリガすることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
15. 前記制御装置が前記リチウムイオン電池の温度及びＳＯＣに基づいて放電パラメータを決定することは、
    予め記憶された様々な温度及びＳＯＣでの放電パラメータセットから、前記リチウムイオン電池の温度及びＳＯＣに対応する放電パラメータを探し出すことを含むことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
16. 前記第１の発振電流の周波数は前記第２の発振電流の周波数範囲の上限以上であることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
17. 前記第１の発振電流の持続時間と前記第２の発振電流の周波数範囲の上限ｆ_ｇは、Ｔ_２＝ｎ／ｆ_ｇの関係を満たし、
    ここで、Ｔ_２は前記第１の発振電流の持続時間を表し、ｎは０以上の整数であることを特徴とする請求項１３または１４に記載のシステム。
18. 前記制御装置が前記放電パラメータに基づいて、前記リチウムイオン電池を第１の発振電流と第２の発振電流の形態で放電させるように前記周波数変換トリガ発振放電装置を制御することは、
    前記リチウムイオン電池の表面温度に基づいて前記第１の発振電流の持続時間を調整することを含むことを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
19. 前記制御装置が前記リチウムイオン電池の表面温度に基づいて前記第１の発振電流の持続時間を調整することは、
    前記リチウムイオン電池の最低表面温度が第１の温度以上になると、Ｔ_２＝ｎ／ｆ_ｇのｎの値を０にし、前記リチウムイオン電池の最低表面温度が所定の温度低下することに、Ｔ_２＝ｎ／ｆ_ｇのｎの値を１増加させることを含むことを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
20. 前記発振フリップフロップの発振トリガ信号のパルス幅と前記第２の発振電流の周波数範囲の上限ｆ_ｇは、Ｔ_０＝ｋ／ｆ_ｇの関係を満たし、
    ここで、Ｔ_０は前記発振トリガ信号のパルス幅を表し、ｋは０よりも大きく１以下の実数であることを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
21. 前記第１の発振電流の持続時間Ｔ_２と前記発振トリガ信号のパルス幅Ｔ_０は、Ｔ_２＝ｎＴ_０／ｋの関係を満たし、
    ここで、ｎは０以上の整数であることを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
22. 前記制御装置が前記リチウムイオン電池の表面温度に基づいて前記第１の発振電流の持続時間を調整することは、
    前記発振トリガ信号を調整することにより、前記第１の発振電流の持続時間を調整することを含むことを特徴とする請求項２１に記載のシステム。