JP2021500840A - エネルギー貯蔵器の充放電方法 - Google Patents
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Abstract
Description
2 エネルギー貯蔵器
20 セルブロック
3〜7 バッテリーセル,セル
8 主充放電機器
9〜13 補助充放電機器
14 管理・制御機器
15 データ配線
Io シリアル充電電流
Io’ シリアル放電電流
Claims (9)
- 互いに直列に接続された複数のバッテリーセル(3〜7)から成る少なくとも一つのセルブロック(20)を備えたエネルギー貯蔵器(2)を全てのバッテリーセル(3〜7)を通って流れるシリアル充電電流(Io)を用いて充電する方法であって、これらのバッテリーセル(3〜7)の中の少なくとも幾つかが異なる容量(CN)を有する可能性が有る方法において、
a)所与の時間間隔で個々のバッテリーセル(3〜7)の容量(CN)を測定して、管理・制御機器(14)のメモリに保存し、
b)そして、所与のC係数(最大充電電流IN;maxをCNで割った商)を考慮して、個々の容量(CN)に関して特徴的な最大充電電流(IN;max)を管理・制御機器(14)によって決定し、
c)その次に、所与の時間(t≦1/C係数)の間に、バッテリーセル(3〜7)の充電が、それらのバッテリーセル(3〜7)に割り当てられた最大充電電流(IN;max)により同時に行われ、その際、
最大充電電流(IN;max)がシリアル充電電流(Io)と一致するバッテリーセル(3〜7)は、シリアル充電電流(Io)だけで充電され、
最大充電電流(IN;max)がシリアル充電電流(Io)よりも大きいバッテリーセル(3〜7)は、シリアル充電電流(Io)により充電されると同時に、補助充放電機器(9〜13)を介してセルブロック(20)から取り出すことが可能な補助充電電流(IN)により充電され、これに関して、IN=IN;max−Ioが成り立ち、
最大充電電流(IN;max)がシリアル充電電流(Io)よりも小さいバッテリーセル(3〜7)は、シリアル充電電流(Io)により充電されると同時に、最大充電電流(IN;max)を上回る電流(Io−IN;max)が、そのバッテリーセルに対応する補助充放電機器を介して、補助放電電流としてセルブロック(20)に供給されるか、
或いは、計算された最大充電電流(IN;max)の全てが利用可能なシリアル充電電流(Io)よりも大きい場合に、バッテリーセル(3〜7)の充電が、互いの比率が計算された最大充電電流(IN;max)と同じである値の充電電流により同時に行なわれる、
との特徴を有する方法。 - 互いに直列に接続された複数のバッテリーセル(3〜7)から成る少なくとも一つのセルブロック(20)を備えたエネルギー貯蔵器(2)を全てのバッテリーセル(3〜7)を通って流れるシリアル放電電流(Io’)を用いて放電する方法であって、これらのバッテリーセル(3〜7)の中の少なくとも幾つかが異なる容量(CN)を有する可能性が有る方法において、
a)所与の時間間隔で個々のバッテリーセル(3〜7)の容量(CN)を測定して、管理・制御機器(14)のメモリに保存し、
b)そして、所与のC係数(最大充電電流IN;maxをCNで割った商)を考慮して、個々の容量(CN)に関して特徴的な最大放電電流(IN;max)を管理・制御機器(14)によって決定し、
c)その次に、所与の時間(t≦1/C係数)の間に、バッテリーセル(3〜7)の放電が、それらのバッテリーセル(3〜7)に割り当てられた最大放電電流(IN;max)により同時に行われ、その際
最大放電電流(IN;max)がシリアル放電電流(Io’)と一致するバッテリーセル(3〜7)は、シリアル放電電流(Io’)だけで放電され、
最大放電電流(IN;max)がシリアル放電電流(Io’)よりも大きいバッテリーセル(3〜7)は、シリアル放電電流(Io’)により放電されると同時に、補助充放電機器(9〜13)を介してセルブロック(20)から供給することが可能な補助放電電流(IN’)により放電され、これに関して、IN’=IN;max−Io’が成り立ち、
最大放電電流(IN;max)がシリアル放電電流(Io’)よりも小さいバッテリーセル(3〜7)は、シリアル放電電流(Io’)により放電されると同時に、最大放電電流を上回る電流(Io’−IN;max)が、そのバッテリーセルに対応する補助充放電機器を介して、補助充電電流としてセルブロック(20)に供給される、
との特徴を有する方法。 - 請求項1に記載の方法において、
最も小さな容量を有するバッテリーセル(3〜7)がそのバッテリーセルの最大充電電流により充電され、それ以外のバッテリーセル(3〜7)が、シリアル充電電流(Io)に追加して、それぞれ各バッテリーセルの容量と最も小さな容量を有するバッテリーセルの容量との間の差から得られる最大補助充電電流により充電されるように、シリアル充電電流(Io)が選定されることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
シリアル充電電流が、全てのバッテリーセル(3〜7)から算出した平均的な容量を有するバッテリーセル(3〜7)の最大充電電流と一致し、充電プロセスの間に、この平均的な容量よりも小さな容量を有するバッテリーセル(3〜7)では、シリアル充電電流(Io)の一部が再びセルブロックに供給され、この平均的な容量よりも大きな容量を有するバッテリーセル(3〜7)が第一の充電電流とバッテリ全体から取り出すことが可能な補助充電電流とにより同時に充電されるように、シリアル充電電流(Io)が選定されることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
最も大きな容量を有するバッテリーセル(3〜7)がそのバッテリーセルの最大充電電流により充電され、それ以外のバッテリーセル(3〜7)が、シリアル充電電流(Io)により専ら部分的に充電されるとともに、そのバッテリーセルの最大充電電流を上回る電流成分がセルブロック(20)に供給されるように、シリアル充電電流(Io)が選定されることを特徴とする方法。 - 請求項1から5までのいずれか一つに記載の方法において、
一つのセルブロック(20)の個々のバッテリーセル(3〜7)の容量が、直列に接続されたバッテリーセル(3〜7)で自動的に測定されることを特徴とする方法。 - 請求項6に記載の方法において、
先ずは、セルブロック(20)全体が、そのセルブロックの充電終了電圧に到達するまで、シリアル充電電流(Io)により充電され、その次に、このセルブロック(20)の個々のバッテリーセル(3〜7)の各々が、それに割り当てられた補助充放電機器(9〜13)を用いて、そのバッテリーセルの充電最終電圧に到達するまで更に充電されることと、
そして、このセルブロック(20)が、シリアル放電電流(Io’)により80%の放電深度にまで放電され、その次に、個々のバッテリーセル(3〜7)の各々が、それに割り当てられた補助充放電機器(9〜13)を用いて、そのバッテリーセルの放電最終電圧にまで放電されることと、
最後に、このセルブロックと個々のバッテリーセルの時間に関して積分された放電電流から、バッテリーセルの容量が算出されることと、
を特徴とする方法。 - 請求項6に記載の方法において、
先ずは、全てのバッテリーセル(3〜7)が、それらの充電終了電圧に到達するまで、シリアル充電電流(Io)により充電されて、最も大きな容量を有するバッテリーセル(3〜7)よりも低い充電最終電圧を有するバッテリーセル(3〜7)の過充電が、過剰となった電流が、そのバッテリーセルにそれぞれ割り当てられた、セルブロック(20)の補助充放電機器(9〜13)を介して供給されることによって防止されることと、
その次に、バッテリーセル(3〜7)が、最も大きな容量を有するバッテリーセル(3〜7)の放電最終電圧に到達するまで、所与のシリアル放電電流(Io’)により放電されて、最も大きな容量を有するバッテリーセル(3〜7)よりも前に放電最終電圧に到達するバッテリーセル(3〜7)の充電不足を防止するために、そのバッテリーセル(3〜7)に、それに割り当てられた補助充放電機器(9〜13)を介して、セルブロック(20)から補助充電電流が供給されることと、
そして、全てのバッテリーセル(3〜7)の充電された状態と各バッテリーセル(3〜7)の放電最終電圧への到達との間に測定されたシリアル放電電流(Io’)の時間的な推移から、バッテリーセルの容量が算出されることと、
ことを特徴とする方法。 - 請求項7又は8に記載の方法において、
バッテリーセルの容量を算出するために、各充電プロセスの時間的な推移も用いられて、当該のバッテリの充電時と放電時に測定された容量値の間の平均値が、各バッテリーセルの容量として使用されることを特徴とする方法。
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