JP3484424B2 - 機会等化による電池充電メンテナンス - Google Patents

機会等化による電池充電メンテナンス

Info

Publication number
JP3484424B2
JP3484424B2 JP2001049675A JP2001049675A JP3484424B2 JP 3484424 B2 JP3484424 B2 JP 3484424B2 JP 2001049675 A JP2001049675 A JP 2001049675A JP 2001049675 A JP2001049675 A JP 2001049675A JP 3484424 B2 JP3484424 B2 JP 3484424B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pack
temperature
equalization
charge
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2001049675A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2001275268A (ja
Inventor
ブライアン・ジェームズ・コッチ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Motors Liquidation Co
Original Assignee
Motors Liquidation Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Motors Liquidation Co filed Critical Motors Liquidation Co
Publication of JP2001275268A publication Critical patent/JP2001275268A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3484424B2 publication Critical patent/JP3484424B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に電池充電
に関するもので、特に、電気化学パック内で直列接続さ
れた複数の電池の、いわゆる充電の等化のための電池充
電方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明は、自動車等の電気的な乗物にお
けるエネルギ推進源のような特定の応用のためのニッケ
ル金属水素化物の電池パックに起源を有する。しかし以
下で明らかになるように、本発明は、そのような応用又
は環境のみに限定されるものではなく、バックアップ電
源、無停電電源、宇宙船などにおいて使用されるような
直列の電池の列への応用を有する。
【０００３】電気自動車用動力源の環境においては、電
池システムは大幅に変動する放電電流及び放電率をこう
むり、時として厳しい運転温度、深い放電及び頻繁な再
充電の事象を受ける。そのような乗物で使用される電池
パックは、一般的に、直列に結合されたセルである。
【０００４】例えば、内部インピーダンス、不純性、電
解物質濃度、寿命、又は電池パックにおける周囲温度勾
配などから生じ得る電池間の性能の違いの結果として、
所与の時間において各電池に貯えられるエネルギ量の変
化が、徐々に進む。したがって、同じ物質から同じ時間
に同じ基準で作られた電池が全て同じであるとは決して
いえない。セルの構造及び組成成分における僅かな違い
が時間と共に拡大する。電池はパック状に配置されるの
で、そのうちの幾つかの電池は、パックの一方の側にお
ける周囲温度とは異なる周辺温度に曝されることにな
る。パックの領域は、どのようにパックの電池が曝され
るか、又はどのように閉じ込められているかによって、
放熱の仕方が異なる。これらの温度勾配は各セルの性能
に影響を与える。
【０００５】電池パックの性能、したがって乗物の走行
範囲は、最小量のエネルギを含む電池によって殆ど決め
られる。すなわち、そのような直列接続されたパックを
放電する場合、有用なエネルギの量は、最も弱いセルに
依存する。したがって、他に比べて大幅に低い充電状態
（ＳＯＣ）となる電池は、乗物の走行範囲を付随的に減
少させる。極端な不均衡はいわゆるセル反転を生じる
が、セル反転は、１つの電池がエネルギ含有量の点でパ
ック内の他の電池と極めて異なるときに発生し、例え
ば、１つのセルは完全に放電されたが、他のセルは少な
くとも部分的に充電状態を維持しているような場合に発
生する。さらに、パックの使用は放電されたセルにおけ
る逆極性電圧を生じ、電池を悪化させる。各電池におい
てエネルギ又は充電を均衡させる能力が、パック全体の
有用な能力ばかりでなく各電池の寿命をも改善する。
【０００６】電池パックの等化は、例えば乗物の使用や
自己放電によって移動した以上の電荷を電池に戻すプロ
セスである。等化の期間に電荷がパック内の全電池へ共
通に戻される手続においては、完全に充電され又は間も
なく完全に充電される状態になる電池は、過充電状態で
酸素再結合を開始して熱を発生するが、低充電状態の電
池は能力を高め続け、酸素再結合を開始するに到る。そ
の時点で、パック内の電池間においてＳＯＣの均衡が達
成されたとみなされる。
【０００７】典型的には、この等化プロセス即ち均衡プ
ロセスは、正常な再充電に続いて、一定の期間にわたっ
て実行される。電池に印加される電流は、手続に割り当
てられている時間に、最も効果的な等化を与えるように
選択される。典型的には、過充電されたセルにおいては
電気分解による気体の放出を最小化しながら、充電不足
の電池を立ち上がらせるため、電流は電池パックを通さ
れる小電流である。これは、約９０％まで充電された電
池が高充電率においては電荷受容度の有効性の低減を示
すからである。しかし、充電の等化のために小電流で動
作することは、一般に充電プロセスを長くする。
【０００８】明らかに過充電は追加の充電時間を必要と
し、電池パック内に保存される有用なエネルギ量をあま
り増加させない。この方法の欠点は、過度に延ばされた
充電時間を含むばかりでなく、乗物における電池熱管理
システムによる追加のエネルギ消耗をも含む。これは、
パック内の他の電池が等化レベルに到達する間に、完全
に充電された電池の酸素再結合によって生成される余分
の熱を除去することが必要だからである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
等化の期間に熱管理システムのエネルギ消費を低減させ
るばかりでなく、等化のための充電時間を低減させるこ
とである。この目的は、電池パックの温度が低温度状態
にある期間において、メンテナンスとして乗物において
通常行われる他の機能と同時に実行された場合に、等化
プロセスが最適化され得る、という認識から、電気自動
車システムのような乗物に適用される発明の一つの特徴
として達成される。例えば、乗物が一晩中充電されてい
る場合のように、休止状態にあって充電器に接続されて
いる場合に、等化の最適な機会が与えられる。これが、
電池に周期的な熱管理を提供するために乗物のシステム
が「目覚める」ときである。また、等化は、再充電事象
後のような、冷却の期間においても最適である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】等化電流は、電池パック
制御モジュールによって検出される周囲条件及び熱シス
テムの効率の関数として選択される。そのため、熱は電
池パックから一層容易に除去されるばかりでなく最小化
し得るので、最適時間ではない時に発生される過度の熱
を放散させるために延長されたであろうプロセス長を短
縮することができる。したがって、機会等化は、典型的
な場合よりも頻繁に、より都合のよい時点に、及び、現
在の条件に鑑みてプロセスを最適化する方法で実行され
る。プロセスの開始時に電池が可能な限り完全に充電さ
れているときに機会等化を実施することが特に望まし
い。
【００１１】更に、等化の期間に放出された熱は、一般
に、電流に比例するので、等化電流を、パック熱システ
ムの冷却効率及びパック温度の関数として変化させるこ
とが一層望ましいと考えられている。利点は、等化プロ
セスにおける動作温度の低下による電池の寿命の増加ば
かりでなく、充電時間及びそれに付随するエネルギ消費
の減少にあると考えられる。
【００１２】本発明は、一つの形態においては、電池パ
ックの直列接続された複数の電池の充電を監視し均衡さ
せるアルゴリズムを含むコントローラ及び電池均衡シス
テムを備える、改善された電池充電装置及び方法を提供
する。例えば、再充電可能なニッケル金属水素化電池パ
ックにおいては、本発明の１つの特徴による電池パック
内の複数の電池間の充電状態を等化する方法は、パック
冷却システムが冷却モードにあってパック冷却に関与し
ているか否かを決定するステップを含む。等化が起こる
下限である予め選択された充電状態（ＳＯＣmin）が確
立され、同様に、等化が起こる上限である予め選択され
たパック温度（Ｔopp）が動作基準として予め確立され
る。パック冷却システムによるパック冷却が効率を低下
させる上限と考えられる予め選択された冷却媒体入口温
度（Ｔhi）が確立されることが好ましい。
【００１３】次いで、総合パック温度が測定され、Ｔ
oppとＴhiは、熱のパックからの移動の前に、冷却媒体
が流れるパック冷却システムへの入口で測定される。パ
ックの充電状態が測定される。冷却システムが冷却モー
ドにある場合、充電状態が前記ＳＯＣminより上であ
り、且つ、総合パック温度がＴoppより低いならば、パ
ックにおける充電の等化が、第１の電流で開始される。
パックにおける充電の等化は、第１の電流よりも小さい
第２の電流で起こるのが極めて好ましく、有利なこと
に、第２の電流は、充電状態が前記ＳＯＣminより上で
あり、パック温度がＴoppより低く、且つ、冷却媒体入
口温度がＴhiよりも高い場合に、温度の関数として変化
する。等化は、パック冷却モードが完了するまで、又
は、予め確立されたアンペア時入力に到達するまで、続
行される。
【００１４】同様に、本発明は、パック状の直列配置さ
れた複数の電池と冷却モードを持つパック冷却システム
とを有する再充電可能な電気化学充電システムにおいて
充電状態の等化を改善するための装置を提供する。この
装置は、比較器回路を有する電池パック・コントローラ
を含む。コントローラは、等化が起こる下限である予め
選択された充電状態基準（ＳＯＣmin）、及び、等化が
起こる上限である予め選択されたパック温度基準（Ｔ
opp）によりプログラムされる。
【００１５】温度センサはパック温度感知点と通信し、
温度信号を発生する。電流センサはパック電流を検出
し、パック電流はアンペア時積分の方法によって充電状
態を計算するためコントローラへ伝達される。信号回路
は温度信号及び電流信号をコントローラに伝達する。等
化充電回路は電流源を各電池へ結合する。
【００１６】コントローラは、充電状態がＳＯＣminよ
り上であり且つパック温度がＴoppより低い場合に第１
の電流で電流源から等化充電を開始する等化プログラム
を有する。好ましくは、コントローラは、パック冷却シ
ステムによるパック冷却の効率が低下する上限と考えら
れる予め選択された冷却媒質入口温度基準（Ｔhi）でプ
ログラムされている。次いで、当該プログラムは、充電
状態が前記ＳＯＣminより上であり、パック温度がＴopp
より低く、且つ、冷却媒質入口温度がＴhiより高い場
合、第１の電流より小さい第２の電流でパック内の充電
の等化を開始する。
【００１７】発明及びその利点は、図面に関連して記述
された実施の形態の以下の詳細な説明を考察することに
より一層良く理解されるであろう。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１には、本発明における現在の
好適な実施の形態のブロック図が示されている。これ
は、電池の等化（別の言い方では、均衡）のための適切
な時間を動的に決定するための、コンピュータをベース
としたシステムである。システムの中心には、以下で述
べる等化ロジック１２を含む充電アルゴリズム１１を有
する電池パック制御モジュール（ＢＰＭ）１０がある。
ＢＰＭは比較的に標準的なものであり、通常のＣＰＵ、
クロック、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ディスクリートのＩ／Ｏポ
ート、Ａ／Ｄ変換回路、或いは、外部装置通信、制御、
データ伝送のためのシリアル通信及びデータ・リンク、
その他の当該技術において周知の技術を含む。
【００１９】電池パック１５は、ここでは電池又はセル
とも呼ばれる個々のモジュール１６の標準的な直列型配
置である。これらは、本発明の１つの応用においては、
自動推進型の乗物の推進動力源として使用するための複
数のニッケル水素化物セル１６ａ、１６ｂ、・・・・、
１６ｎである。乗物の他の付属物は別の電池システムに
よって電力供給される。
【００２０】各電池に対する温度の読みは、適当なサー
ミスタ又は熱電対のような各温度センサから得られ、線
２０ａ，２０ｂ，２０ｎとして図示される。充電状態
（ＳＯＣ）も、電池パックに対して、ここでは線２３に
よって示される電流信号の標準的なアンペア時積分によ
り決定される。適切な回路が温度信号２０ａ、２０ｂ、
・・・・２０ｎ、電流信号２３をＢＰＭに伝送する。
【００２１】電池パック１５は、電池充電事象の期間に
熱を放散又は廃棄する際のような、電池パック１５の温
度を管理するための標準的な熱システムを有する。熱シ
ステム２５は、例えば液体冷却型又は気体冷却型であっ
てよい。使用される流体の媒体は、ここでは２５ａとし
て示される、熱システムへの少なくとも１つの入口点を
有する。線２１で示された別の温度センサは流体媒体温
度を監視し、信号を適宜の回路を介してＢＰＭに提供す
る。また、熱システム２５が動作していること又は動作
していないことを示す信号が、線２２を介して提供され
る。
【００２２】ここで、特に図２を参照すると、本発明の
機会等化を実施するようＢＰＭ１０によって実行される
論理シーケンスの代表的なプロセス・フローチャートが
示されている。図２は、本質的に、様々なタスクを実行
するためのサブルーチンを含み得る監視プログラム即ち
メインループ・プログラムである。これらのサブルーチ
ンは、ここでは詳述しないが、一般的には標準的であ
り、それ自体良く理解されている。
【００２３】ブロック３００において、ＢＰＭは入力さ
れる信号２２を読み、熱システム２５が冷却サイクルに
おいて動作しているか否かを決定する。動作していない
場合には、ブロック３１０によって示されるように、機
会等化は行われない。熱システム２５が冷却サイクルで
動作している場合には、熱システム媒体温度（信号２
１）の温度の読みが行われる。一般又は総合電池パック
温度状態と同等とみなされる当該流体媒体温度は、次い
で、等化が起こることが必要とされる上限であるパック
温度（Ｔopp)と比較される。また、ＢＰＭの等化ロジッ
ク１１は総合ＳＯＣを決定し、総合ＳＯＣは等化が生じ
ることが必要とされる下限であるＳＯＣ（ＳＯＣmin）
と比較される。ＴoppとＳＯＣminは、ＢＰＭの比較器回
路内にプログラムされた所定の値である。これらの閾値
Ｔopp及びＳＯＣminは、システム内で利用される種類の
電池において経験される実質的な代表値から導出され、
経験的に決定される。ＳＯＣは、一般に、１００％の充
電状態における電池の全容量（Ｑｆ）及びパックから除
去された累積容量（Ｑｄ）の関数であり、除去されてい
ない電荷の完全充電に対する比として充電状態を表す式 ＳＯＣ＝（Ｑｆ−Ｑｄ）／Ｑｆ に従う。
【００２４】ブロック３３０及び３４０で示すように、
パック温度信号２０ａ、２０ｂ、・・・・、２０ｎがＴ
oppよりも高い場合、又は、ＳＯＣがＳＯＣminよりも下
である場合、ブロック３３１及び３４１で示すように、
機会等化は行われない。ブロック３３０及び３４０の条
件が満たされるならば、ブロック３５０で示すように、
熱システム入口温度が、冷却効率が低下すると考えられ
る所定の値（Ｔhi）より高いか否かに関して比較がなれ
る。Ｔhiも、ＢＰＭの比較器回路内へプログラムされた
値である。
【００２５】ブロック３５０の比較がＴhiよりも低い温
度を示した場合には、ブロック３５１は、そのとき関与
する機会等化プロセスを説明する。ここで、均衡は、よ
り高い効率又は最高効率で発生するパック冷却のために
選択された電流（Ｉhi）で行われる。等化は、周知の技
術にしたがって決定され且つ電池一般の従来の設計能力
に関係するアンペア時の予め選択された期間（「Ｘ」）
の間、又は、通常のパック冷却メンテナンス・プロセス
が完了するまで、Ｉhiで続行される。
【００２６】入口温度（信号２１）がＴhiより高い場合
には、ブロック３５２は、パック冷却効率が低下すると
考えられる条件に対して選択された電流（ＩI0）におい
て均衡が行われる、関与する機会等化プロセスを示して
いる。同様に、等化はｘアンペア時（Ａ*ｈｒ）の期間
に、又は、パック冷却が完了するまで、Ｉloで続行され
る。
【００２７】上述したように、機会等化は、他の電池の
メンテナンスと共に、典型的には電池冷却の期間に実行
される。これらの事象により、ブロック３００で始まる
等化ロジックを開始させる。過充電による熱の発生を最
小化しながらパック内の電池を等化する最適化された電
流が供給されるので、パック冷却の継続時間も同様に最
小化される。更に、Ｉlo及びＩhiは、ＢＰＭの比較器回
路内の適宜のルックアップ・テーブルによって提供され
るように、熱システム２５の全体的なパック温度及び冷
却効率の関数として、連続体に沿って変化し得る。充電
電流源は、標準的な外部パック充電器のような乗物外の
電流源及び／又は乗物上の回生制動源を含む。
【００２８】本発明の１つの応用では、利用される熱シ
ステムは空冷システムであり、すなわち、非再循環配置
において周囲の空気が冷却媒体として使用された。適切
な電池の種類は容量が約９０〜１００アンペア時で、２
００ワット／ｋｇ、６５ワット時／ｋｇの固有エネルギ
を有するニッケル金属水素化物ディープ・サイクルであ
った。
【００２９】温度Ｔhiは空気取入口で測定され、それに
より、周囲の空気の温度の影響が考慮され、電池パック
へ印加される空気流（冷却媒体）の冷却の有効性が確立
された。冷却媒体の温度が高ければ高いほど、電池パッ
クからの熱の移動効率が低下する。
【００３０】選択された特別なＴhiは１２oＣであっ
た。この温度は経験的に到達されたもので、典型的な夜
間の不使用サイクルの期間に一般に電池パックを冷却す
るために要する時間量から実質的に確立された。つま
り、Ｔhiは適切な電池パックの種類の関数である。
【００３１】更に注目すべきことに、電池パックへ出力
されている冷却材の温度への制御が一層しっかり行われ
る再循環冷却媒体（例えば液体冷却材）においては、Ｔ
hiより低い温度で動作していると推定される閉ループ・
システムによって実質的に満たされている式から、Ｔhi
を実質的に外すことが可能である。これにより、ファク
タとしてのＩloをも効果的に外すことができる。熱シス
テムは常にＴhiよりも低い温度で動作していると考え得
るからである。
【００３２】前述の応用において、Ｔoppは、望ましく
ない量の熱が等化処理の最後に発生しないように選択さ
れた。これは経験に基づいく決定であり、熱暴走事象を
避けるために特に行われた。例示の実施の形態において
は、３８oＣのＴoppが使用された。
【００３３】ＳＯＣminは、電池が完全には充電されて
いない点である９７％に選択され、したがって、電池
は、１００％の充電状態へ到達してから等化へ進むよう
機会等化のための電流を使用する。
【００３４】Ｉlo及びＩhiは、この種の電池パック及び
冷却媒体に対するかなり標準的な値として選ばれ、熱暴
走事象を避けるために実質的に選択された。Ｉloは２ア
ンペアであり，Ｉhiは４アンペアであった。等化アンペ
ア時限界は７アンペア時に設定された。この応用のため
に設定された等化アンペア時限界は、電池の種類に依存
するけれども、１００％の充電状態にまず到達し、次い
で等化へ進んで等化を完了するのに必要なアンペア時を
含むように意図された。
【００３５】この発明を現在の好適な実施の形態に関し
て検討してきたが、当業者であれば、本発明の範囲の中
に含まれる様々な修正、変形、代案が認識される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシステムの一般的な構成要素を示
す概略的なブロック図である。
【図２】本発明に係る機会等化システムを実行するため
のプログラム論理を示す流れ図である。
【符号の説明】
１６ａ、１６ｂ、１６ｎ ニッケル水素化物セル ２０ａ、２０ｂ、２０ｎ 温度信号 ２１ 温度センサ ２３ 電流信号 ２５ａ 熱システム２５への入口点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2001−238360（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−290535（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−143231（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−144744（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 7/00 - 7/36 H01M 10/42 - 10/48 301

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 パック状の直列配置された複数の電池と
    冷却モードを有するパック冷却システムとを備える再充
    電可能な電気化学電池システムにおいて、前記複数の電
    池の間の充電状態を等化するための方法であって、 等化が起こる下限である予め選択された充電状態基準
    （ＳＯＣmin）を確立するステップと、 等化が起こる上限である予め選択されたパック温度基準
    （Ｔopp）を確立するステップと、 総合パック温度を測定するステップと、 充電状態を計算するステップと、 前記充電状態が前記ＳＯＣminより上であり且つ前記総
    合パック温度がＴoppより低い場合、第１の電流で前記
    パックにおいて充電の等化を開始するステップと、を含
    む方法。
  2. 【請求項２】 前記パック冷却システムによるパック冷
    却の効率が低下する上限と考えられる予め選択された冷
    却媒体温度基準（Ｔhi）を確立するステップと、 前記予め選択された温度が前記Ｔhiより高い場合に前記
    第１の電流よりも小さい第２の電流であって、前記第１
    の電流の代わりに印加される第２の電流で前記パックに
    おいて充電の等化を開始するステップと、を更に含む、
    請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記パック冷却システムが冷却媒体を有
    し、 前記パックからの熱の移動の前に、前記冷却媒体が通る
    前記パック冷却システムの点においてＴhiが測定され
    る、請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 パック状の直列配置した電池と冷却媒体
    を使用する冷却モードを有するパック冷却システムとを
    備える再充電可能な電気化学電池システムおいて、複数
    の電池間で充電状態を等化する方法であって、 前記パック冷却システムが前記冷却モードにあり且つパ
    ック冷却に関与しているか否かを決定するステップと、 等化が起こる下限である予め選択された充電状態基準
    （ＳＯＣmin）を確立するステップと、 等化が起こる上限である予め選択されたパック温度基準
    （Ｔopp）を確立するステップと、 前記パック冷却システムによるパック冷却の効率が低下
    する上限と考えられる冷却媒体温度に基づいて、予め選
    択された温度基準（Ｔhi）を確立するステップと、 総合パック温度を測定するステップと、 充電状態を計算するステップと、 冷却システムが冷却モードの場合に、（１）前記充電状
    態が前記ＳＯＣminより上であり、前記総合パック温度
    がＴoppより低く、且つ、前記冷却媒体温度がＴhiより
    低い場合に、第１の電流で前記パックにおいて充電の等
    化を開始し、又は、（２）前記充電状態が前記ＳＯＣ
    minより上であり、前記総合パック温度が前記Ｔoppより
    低く、且つ、前記冷却媒体温度が前記Ｔhiより高い場合
    に、前記第１の電流より小さい第２の電流で前記パック
    における充電の等化を開始するステップと、を含む方
    法。
  5. 【請求項５】 前記パックに供給される前記冷却媒体の
    温度を決定するためにＴhiが測定される、請求項４記載
    の方法。
  6. 【請求項６】 前記第２の電流が温度の関数として変化
    される、請求項２記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記パック冷却モードが完了するまで、
    又は、予め確立されたアンペア時入力に到達するまで、
    等化が継続する、請求項２記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記第２の電流が温度の関数として変化
    される、請求項４記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記パック冷却モードが完了するまで、
    又は、予め確立されたアンペア時入力に到達するまで、
    等化が継続する、請求項４記載の方法。
  10. 【請求項１０】 再充電可能なニッケル金属水素化物電
    池パックにおいて、パック状の直列配置した電池と冷却
    媒体及び冷却モードを有するパック冷却システムとを備
    える電池パックの複数の電池間で充電状態を等化する方
    法であって、 前記パック冷却システムが冷却モードにあり且つパック
    冷却に関与しているか否かを決定するステップと、 等化が起こる下限である予め選択された充電状態基準
    （ＳＯＣmin）を確立するステップと、 等化が起こる上限である予め選択されたパック温度基準
    （Ｔopp）を確立するステップと、 前記パック冷却システムによるパック冷却の効率が低下
    する上限と考えられる予め選択された冷却媒体温度基準
    （Ｔhi）を確立するステップと、 総合パック温度を測定するステップであって、前記パッ
    クに供給される前記冷却媒体の温度を確立するために、
    前記パックからの熱の移動の前に、前記冷却媒体が通る
    前記パック冷却システム内の点においてＴhiを測定する
    ステップと、 充電状態を測定するステップと、 前記冷却システムが冷却モードの場合に、（１）前記充
    電状態が前記ＳＯＣmi nより上であり、前記総合パック
    温度が前記Ｔoppより低く、且つ、前記冷却媒体の温度
    が前記Ｔhiより低い場合に、第１の電流で前記パックに
    おいて充電の等化を開始し、又は、（２）前記充電状態
    が前記ＳＯＣminより上であり、前記総合パック温度が
    前記Ｔoppより低く、且つ、前記冷却媒体の温度が前記
    Ｔhiより高い場合に、前記第１の電流より小さく且つ温
    度の関数として変化される第２の電流で前記パックにお
    いて充電状態の等化を開始するステップと、を含み、等
    化が、前記パック冷却モードが完了するまで又は予め確
    立されたアンペア時入力に到達するまで継続する方法。
  11. 【請求項１１】 パック状の直列配置された複数の電池
    と冷却モードを有するパック冷却システムとを有する再
    充電可能な電気化学電池システムにおいて充電状態の等
    化を改善するための装置であって、 比較器回路を有する電池パック・コントローラであっ
    て、等化が起こる下限である予め選択された充電状態基
    準（ＳＯＣmin）と、等化が起こる上限である予め選択
    されたパック温度基準（Ｔopp）とでプログラムされた
    コントローラと、 パック温度感知点と通信し、温度信号を発生する温度セ
    ンサと、 充電状態を計算するために前記の電池パックと通信する
    電流センサと、 前記温度信号及び前記電流信号を前記コントローラへ伝
    達する信号回路と、 電流源をそれぞれの前記電池に接続する等化充電回路
    と、を具備し、前記コントローラが、前記充電状態が前
    記ＳＯＣminより上であり且つ前記パック温度がＴoppよ
    り低いとき、第１の電流で前記電流源から充電の等化を
    開始する等化プログラムを備える装置。
  12. 【請求項１２】 前記コントローラが更に、前記パック
    冷却システムによるパック冷却の効率が低下する上限と
    考えられる予め選択された冷却媒体温度基準（Ｔhi）で
    プログラムされており、 前記プログラムは、前記充電状態が前記ＳＯＣminより
    上であり、前記パック温度がＴoppより低く、且つ、前
    記冷却媒体温度が前記Ｔhiより高い場合に、前記第１の
    電流より小さい第２の電流で前記パックにおいて充電の
    等化を開始する、請求項１１記載の装置。
  13. 【請求項１３】 前記プログラムが前記第２の電流を温
    度の関数として変化させる、請求項１２記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記プログラムが、前記パック冷却モ
    ードが完了するまで、又は、予め確立されたアンペア時
    入力に到達するまで、等化を続行させる、請求項１３記
    載の装置。
  15. 【請求項１５】 パック状の直列配置された複数の電池
    と冷却モードを有するパック冷却システムとを有する再
    充電可能な電気化学電池システムにおいて充電状態の等
    化を改善するための装置であって、 比較器回路を有する電池パック・コントローラ手段であ
    って、等化が起こる下限である予め選択された充電状態
    基準（ＳＯＣmin）と、等化が起こる上限である予め選
    択されたパック温度基準（Ｔopp）とでプログラムされ
    たコントローラ手段と、 パック温度感知点と通信して温度信号を発生する温度感
    知手段と、 充電状態を測定するために前記電池パックと通信し、充
    電信号を発生する充電状態センサ手段と、 前記温度信号及び前記充電信号を前記コントローラ手段
    へ伝達する信号回路手段と、 電流源をそれぞれの前記電池に接続するための等化充電
    回路手段と、を具備し、前記コントローラ手段が更に、
    前記充電状態が前記ＳＯＣminより上であり、前記パッ
    ク温度がＴoppより低い場合に第１の電流で前記電流源
    から等化充電を開始するための等化プログラム手段を備
    える装置。
  16. 【請求項１６】 前記コントローラ手段が更に、前記パ
    ック冷却システムによるパック冷却の効率が低下する上
    限と考えられる冷却媒体温度に関係する予め選択された
    パック温度基準（Ｔhi）でプログラムされており、 前記プログラム手段が、前記充電状態が前記ＳＯＣmin
    より上であり、前記パック温度がＴoppより低く、且
    つ、前記冷却媒体温度が前記Ｔhiより高い場合に、前記
    第１の電流より大きい第２の電流で前記パックにおいて
    充電の等化を開始する、請求項１５記載の装置。
JP2001049675A 2000-02-24 2001-02-26 機会等化による電池充電メンテナンス Expired - Fee Related JP3484424B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/512,011 US6225780B1 (en) 2000-02-24 2000-02-24 Battery charge maintenance through opportunity equalization
US09/512011 2000-02-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001275268A JP2001275268A (ja) 2001-10-05
JP3484424B2 true JP3484424B2 (ja) 2004-01-06

Family

ID=24037324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001049675A Expired - Fee Related JP3484424B2 (ja) 2000-02-24 2001-02-26 機会等化による電池充電メンテナンス

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6225780B1 (ja)
JP (1) JP3484424B2 (ja)
DE (1) DE10108335C2 (ja)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4343173B2 (ja) * 2002-11-25 2009-10-14 ティアックス エルエルシー 直列接続された電気エネルギー貯蔵ユニット間の充電状態を均等化するバッテリーセル平衡化システム
JP4186916B2 (ja) * 2004-11-18 2008-11-26 株式会社デンソー 組電池管理装置
US7230430B1 (en) 2004-11-30 2007-06-12 Greatbatch, Inc. Fast microcalorimetry for electrochemical cells
US20060158037A1 (en) * 2005-01-18 2006-07-20 Danley Douglas R Fully integrated power storage and supply appliance with power uploading capability
CA2595639C (en) * 2005-01-25 2015-03-31 Victhom Human Bionics, Inc. Power supply charging method and device
US7274975B2 (en) * 2005-06-06 2007-09-25 Gridpoint, Inc. Optimized energy management system
JP2007165960A (ja) * 2005-12-09 2007-06-28 Freescale Semiconductor Inc 携帯電話装置
US20070203860A1 (en) * 2006-02-24 2007-08-30 Gridpoint, Inc. Energy budget manager
US8103389B2 (en) * 2006-05-18 2012-01-24 Gridpoint, Inc. Modular energy control system
JP4764324B2 (ja) * 2006-12-25 2011-08-31 株式会社東芝 エネルギー均等化装置
US7567061B2 (en) * 2007-01-12 2009-07-28 Ford Global Technologies, Llc Battery equalization using a plug-in charger in a hybrid electric vehicle
US20090179609A1 (en) * 2008-01-11 2009-07-16 Gm Global Technology Operations, Inc. HV Battery Equalization Charge During Driving Operation in Fuel Cell Hybrid Vehicles
DE102009003180A1 (de) * 2009-05-18 2010-11-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Schaltungsanordnung zum Erwärmen eines elektrischen Energiespeichers
US8207740B2 (en) * 2009-06-23 2012-06-26 GM Global Technology Operations LLC Method for use with a vehicle battery pack having a number of individual battery cells
US8552693B2 (en) * 2009-07-17 2013-10-08 Tesla Motors, Inc. Low temperature charging of Li-ion cells
KR101569216B1 (ko) * 2009-11-24 2015-11-16 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
US20110258126A1 (en) * 2010-04-14 2011-10-20 Lg Chem, Ltd. Systems and methods for determining a warranty obligation of a supplier to an original equipment manufacturer for a vehicle battery pack
US8410760B2 (en) * 2010-08-02 2013-04-02 GM Global Technology Operations LLC Battery thermal system control strategy
US8723482B2 (en) * 2010-11-04 2014-05-13 Elite Power Solutions Llc Battery unit balancing system
US9114181B2 (en) 2011-03-30 2015-08-25 Covidien Lp Process of cooling surgical device battery before or during high temperature sterilization
US8174235B2 (en) * 2011-07-25 2012-05-08 Lightening Energy System and method for recharging electric vehicle batteries
US8350526B2 (en) 2011-07-25 2013-01-08 Lightening Energy Station for rapidly charging an electric vehicle battery
US9350177B2 (en) 2011-08-11 2016-05-24 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Equalization circuit, power supply system, and vehicle
JP5987512B2 (ja) * 2012-07-10 2016-09-07 三菱自動車工業株式会社 車両の電池制御装置
JP2014060868A (ja) 2012-09-18 2014-04-03 Suzuki Motor Corp 組電池均等化装置
TW201623995A (zh) * 2014-12-29 2016-07-01 國家中山科學研究院 一種兼具電池預診及充電模式自適調制之系統及方法
US10903665B2 (en) 2016-11-01 2021-01-26 Microsoft Technology Licensing, Llc Usage data based battery charge or discharge time determination
US10488905B2 (en) 2016-11-16 2019-11-26 Microsoft Technology Licensing, Llc Dynamic energy storage device discharging
US11656666B2 (en) 2016-11-16 2023-05-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Dynamic power source selection, charging, and discharging
FR3067860B1 (fr) * 2017-06-15 2021-04-16 Airbus Group Sas Systeme de charge d'au moins une batterie d'accumulateurs d'un vehicule et procede de gestion de recharge de ladite au moins une batterie
US10725529B2 (en) 2017-06-26 2020-07-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Target based power management
KR102645676B1 (ko) * 2018-12-10 2024-03-11 삼성전자주식회사 배터리의 충전 사이클 또는 방전 사이클을 조절하기 위한 전자 장치 및 방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1261611B (it) * 1993-10-14 1996-05-23 Fiat Auto Spa Procedimento per l'equalizzazione della tensione ai capi di batterie di trazione connesse in serie, in fase di ricarica, per autoveicoli elettrici e dispositivo per la sua attuazione.
DE4442825A1 (de) * 1993-12-01 1995-06-08 Aabh Patent Holdings System zum Speichern elektrischer Energie
US5504415A (en) 1993-12-03 1996-04-02 Electronic Power Technology, Inc. Method and apparatus for automatic equalization of series-connected batteries
US5498950A (en) 1994-04-29 1996-03-12 Delco Electronics Corp. Battery monitoring, charging and balancing apparatus
US5548201A (en) * 1994-09-13 1996-08-20 Norand Corporation Battery charging method and apparatus with thermal mass equalization
US5578915A (en) * 1994-09-26 1996-11-26 General Motors Corporation Dynamic battery state-of-charge and capacity determination
US5757163A (en) 1995-09-29 1998-05-26 Black & Decker Inc. Battery Charger and method for simultaneously charging multiple batteries from a single power supply
US5739670A (en) * 1996-10-31 1998-04-14 General Motors Corporation Method for diagnosing battery condition
US5889385A (en) * 1997-08-19 1999-03-30 Advanced Charger Technology, Inc. Equalization of series-connected cells of a battery using controlled charging and discharging pulses
US6011380A (en) * 1999-03-31 2000-01-04 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Refreshing charge control method and apparatus to extend the life of batteries

Also Published As

Publication number Publication date
DE10108335C2 (de) 2003-04-03
DE10108335A1 (de) 2001-09-06
JP2001275268A (ja) 2001-10-05
US6225780B1 (en) 2001-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3484424B2 (ja) 機会等化による電池充電メンテナンス
US6215281B1 (en) Method and apparatus for reducing battery charge time and energy consumption, as in a nickel metal hydride battery pack
US11415635B2 (en) Determining battery DC impedance
KR101245788B1 (ko) 배터리의 작동점 제어 방법 및 장치
JP3711380B2 (ja) ハイブリッド電気自動車バッテリーの最大充電及び最大放電電流値算出方法
EP2033003B1 (en) Determination of battery predictive power limits
US8655524B2 (en) Power supply system, vehicle provided with the same and control method of power supply system
EP1460709B1 (en) Method and device for estimating remaining capacity of secondary cell, battery pack system, and electric vehicle
US6573687B2 (en) Charging/discharging control method for secondary battery
EP1798100B1 (en) Battery management system
JP3893109B2 (ja) リチウムイオンバッテリの充電状態決定方法及び装置
JP3878150B2 (ja) ハイブリッド電気自動車における鉛蓄電池のための充電状態アルゴリズム
CN103947066B (zh) 用于平衡电力电池组元件的充电的装置
JP5839210B2 (ja) バッテリー充電装置及び方法
JP2003303627A (ja) 状態検知装置及びこれを用いた各種装置
US9705340B2 (en) Method and system for managing the electric charges of battery cells
JP2004530398A (ja) 可変電力量を有する負荷用エネルギ貯蔵装置
KR100341754B1 (ko) 전기 자동차의 배터리 충전 제어 방법
CN103779619B (zh) 基于单体容量值来执行电池系统的单体平衡的方法
JP2001314046A (ja) 組電池の充電装置、充電方法、および電動車両
CN109655753B (zh) 一种电池组soc的估算方法
JP3849541B2 (ja) 組電池の充放電制御方法
JP2003134689A (ja) 電源システム
EP4032746B1 (en) Method for battery management and battery system providing same
JP2775890B2 (ja) 燃料電池発電システムの制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071017

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081017

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees