JP5422025B2 - 電圧調整方法、電圧調整装置、電圧調整システム、およびプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、二次電池の電圧調整技術に関し、特に二次電池が所望の開路電圧(OCV:Open circuit voltage)となるように電圧調整するための技術に関する。
ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、および電気自動車で搭載される車載用リチウム電池のような二次電池の容量は、このような自働車の性能を表す一つの重要な指標である。ハイブリッド自動車のSOC(State of charge:充電状態)適用範囲は30%〜60%といわれており、近年、ハイブリッド自動車の性能を向上するためにSOC適用範囲を広げる開発が重要となっている。
このような中、所望のSOCとなるよう、高精度で二次電池の充放電を行うことが望まれる。しかしながら、SOCを知るために二次電池の容量を直接測定することは困難である。そこで、事前に二次電池の充放電試験を実施し、SOCとOCVとの相関を求め、所望のSOCに対応するOCV(以下「目標電圧」という)を算出しておき、二次電池のOCVが目標電圧となるように充放電を行うことが一般的である。例えば、SOC60%に相当する目標電圧が3.7Vであったとすると、二次電池のOCVが3.7Vとなるように充放電することで、その二次電池のSOCを60%にすることができる。
従来の二次電池の充電は、4端子測定法を用いたCCCV(Constant Current/Constant Voltage:定電流定電圧)方式で行われる(例えば、非特許文献1参照)。図13Aは、4端子測定法を用いたCCCV方式で二次電池の充電を行う回路を例示した図である。図13Bは、CCCV方式での充電時間と充電電流と二次電池の電圧との関係を例示した図である。CCCV方式では、電圧測定装置1120で測定される二次電池1150の電圧に基づいて電流発生装置1130を制御し、二次電池1150の充電を行う。具体的には、最初は、定電流で二次電池1150の充電を行い、二次電池1150の電圧が目標電圧に達した時点で、定電圧に切り替えて充電する。満充電状態に近づくにつれて電流が下降し、電流が流れなくなった時点で目標電圧での充電が完了する。
臼田昭司著、「リチウムイオン電池回路設計入門」、日刊工業新聞社、2012年4月
従来のCCCV方式では、電流印加端子と電圧測定端子とが分離した4端子測定法が用いられる。そのため、2端子しか接続できない二次電池に従来のCCCV方式を適用することはできない。例えば、電池パック内に複数の二次電池が収納され、各二次電池からそれぞれ2本の電圧センスラインのみが出ている場合、各二次電池に従来のCCCV方式を適用することはできない。
従来のCCCV方式では二次電池に電流を印加しながら電圧測定を行う。そのため、4端子測定法に代えて2端子測定法を用いて従来のCCCV方式を実行したのでは、電流印加に伴う線路抵抗の影響によって、二次電池の電圧を正確に調整することができない。
以上のような問題は、充電によって二次電池を電圧調整する場合のみならず、充電や放電によって二次電池を電圧調整する場合にも当てはまる。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、4端子測定法を用いることなく、二次電池の電圧調整を正確に行う技術を提供することを目的とする。
電圧調整対象の二次電池を測定して開路電圧値を得た後、当該二次電池の開路電圧値が目標電圧値に到達するために充電または放電すべき電荷の推定値である過不足容量を得る。二次電池の充電または放電を開始し、充電または放電された電荷の推定値が過不足容量に到達した場合に、二次電池の充電または放電を終了する。
精度のよい開路電圧値の測定は二端子測定法でも可能である。充放電中は、充放電された電荷の推定値が過不足容量に到達するかを基準に制御される。そのため、4端子測定法を用いることなく、二次電池の電圧調整を正確に行うことができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
〔第1実施形態〕
図1に例示するように、第1実施形態の電圧調整システム1は、電圧調整装置110、2端子測定法で電圧測定を行う電圧測定装置120、および、電流発生部と電流測定部と放電抵抗を備えた電流発生装置130を有し、二次電池150の電圧調整を行う。電圧調整装置110は、プリ電圧調整部111、電圧復帰待ち処理部112、判定部113、電圧精密調整部114、制御部115、およびメモリ116を有する。電圧調整装置110は、例えば、公知または専用のコンピュータに所定のプログラムを読み込むことで構成される特別な装置である。制御部115は、電圧調整装置110の処理全体を制御する。メモリ116には各部で得られたデータが格納され、メモリ116に格納されたデータは各部の処理に用いられる。電圧調整装置110は、電圧調整装置110および電圧測定装置120に接続され、これらを制御する。
〔第1実施形態〕
図1に例示するように、第1実施形態の電圧調整システム1は、電圧調整装置110、2端子測定法で電圧測定を行う電圧測定装置120、および、電流発生部と電流測定部と放電抵抗を備えた電流発生装置130を有し、二次電池150の電圧調整を行う。電圧調整装置110は、プリ電圧調整部111、電圧復帰待ち処理部112、判定部113、電圧精密調整部114、制御部115、およびメモリ116を有する。電圧調整装置110は、例えば、公知または専用のコンピュータに所定のプログラムを読み込むことで構成される特別な装置である。制御部115は、電圧調整装置110の処理全体を制御する。メモリ116には各部で得られたデータが格納され、メモリ116に格納されたデータは各部の処理に用いられる。電圧調整装置110は、電圧調整装置110および電圧測定装置120に接続され、これらを制御する。
以下、図2〜図5を用いて、本形態の電圧調整方法を説明する。
<プリ電圧調整>
制御部115が変数nを1に初期化した後、プリ電圧調整部111がプリ電圧調整を実行する(ステップS102)。プリ電圧調整を行う目的は、後述する電圧精密調整(ステップS109)の際に必要となる基準容量値refQ1を求めるために必要な容量Q0を求めることにある。なお、定数や予め得られた値を容量Q0とするのであれば、プリ電圧調整を行わないことにしてもよい。
<プリ電圧調整>
制御部115が変数nを1に初期化した後、プリ電圧調整部111がプリ電圧調整を実行する(ステップS102)。プリ電圧調整を行う目的は、後述する電圧精密調整(ステップS109)の際に必要となる基準容量値refQ1を求めるために必要な容量Q0を求めることにある。なお、定数や予め得られた値を容量Q0とするのであれば、プリ電圧調整を行わないことにしてもよい。
図3および図5を参照してプリ電圧調整の詳細を説明する。
プリ電圧調整部111は電圧測定装置120を制御し、電圧測定装置120は、充放電の開始前に電圧調整対象の二次電池150の開路電圧を測定し、二次電池150の開路電圧値OCV0を得る。開路電圧値OCV0はメモリ116に格納される(ステップS102a)。
プリ電圧調整部111は電圧測定装置120を制御し、電圧測定装置120は、充放電の開始前に電圧調整対象の二次電池150の開路電圧を測定し、二次電池150の開路電圧値OCV0を得る。開路電圧値OCV0はメモリ116に格納される(ステップS102a)。
プリ電圧調整部111は、予め定められた目標電圧値finalVから、ステップS102aで得られた開路電圧値OCV0を減算して減算値ΔV0を得る。
ΔV0=finalV−OCV0
減算値ΔV0はメモリ116に格納される(ステップS102b)。
ΔV0=finalV−OCV0
減算値ΔV0はメモリ116に格納される(ステップS102b)。
プリ電圧調整部111は、減算値ΔV0の極性により、以下のように二次電池150の充放電動作を決定する。
・ΔV0>0の場合、充電動作で電圧調整を行う。
・ΔV0<0の場合、放電動作で電圧調整を行う。
すなわちプリ電圧調整部111は、減算値ΔV0が正の場合に二次電池150の充電を開始し、減算値ΔV0が負の場合に二次電池150の放電を開始する。プリ電圧調整部111は、この決定内容に応じて電流発生装置130を制御し、二次電池150の充放電を行う。なおΔV0=0の場合には、充電動作で電圧調整を行うことにしてもよいし、放電動作で電圧調整を行うことにしてもよいし、容量Q0=0としてプリ電圧調整部111を終了することにしてもよいし、電圧調整自体を終了することにしてもよい。図3の例では、プリ電圧調整部111がΔV0>0であるかを判定し(ステップS102c)、ΔV0>0であれば二次電池150の充電を開始し(ステップS102d)、ΔV0>0でなければ二次電池150の放電を開始する(ステップS102e)。
・ΔV0>0の場合、充電動作で電圧調整を行う。
・ΔV0<0の場合、放電動作で電圧調整を行う。
すなわちプリ電圧調整部111は、減算値ΔV0が正の場合に二次電池150の充電を開始し、減算値ΔV0が負の場合に二次電池150の放電を開始する。プリ電圧調整部111は、この決定内容に応じて電流発生装置130を制御し、二次電池150の充放電を行う。なおΔV0=0の場合には、充電動作で電圧調整を行うことにしてもよいし、放電動作で電圧調整を行うことにしてもよいし、容量Q0=0としてプリ電圧調整部111を終了することにしてもよいし、電圧調整自体を終了することにしてもよい。図3の例では、プリ電圧調整部111がΔV0>0であるかを判定し(ステップS102c)、ΔV0>0であれば二次電池150の充電を開始し(ステップS102d)、ΔV0>0でなければ二次電池150の放電を開始する(ステップS102e)。
電圧測定装置120は、二次電池150の充電もしくは放電の開始時点または当該開始時点より後のある時点で二次電池150の電圧を測定して閉路電圧V0を得る。例えば、電圧測定装置120は、充電もしくは放電の開始直後の電圧を測定して閉路電圧V0を得る。得られた閉路電圧V0はメモリ116に格納される(ステップS102f)。電圧測定装置120は二端子測定法で電圧測定を行うため、電流の向きと強さに応じ、閉路電圧V0が前述の開路電圧値OCV0から変化する。例えば、充電の場合には閉路電圧V0が開路電圧値OCV0よりも大きくなり、放電の場合には閉路電圧V0が開路電圧値OCV0よりも小さくなる。このような変化を考慮し、プリ電圧調整部111は、閉路電圧V0と減算値ΔV0とを加算して充放電終止電圧値targVを得る。
targV=ΔV0+V0
充放電終止電圧値targVは、メモリ116に格納される(ステップS102g)。
targV=ΔV0+V0
充放電終止電圧値targVは、メモリ116に格納される(ステップS102g)。
その後、二次電池150の充放電を行いながら、一定時間間隔Δt0(ただしΔt0>0)で電圧測定装置120が二次電池150の閉路電圧Vmを測定する。また閉路電圧Vmの測定と同じタイミングで、電流発生装置130の電流測定部によって充電または放電の電流値Imを測定する。充電時の電流値Imは正値であり、放電時の電流値Imは負値であり、本形態の場合、何れも定電流である(図5)。得られた閉路電圧Vmおよび電流値Imはメモリ116に格納される。プリ電圧調整部111は、測定された閉路電圧Vmが充放電終止電圧値targVに到達した場合に、電流発生装置130を制御して電流値を0Aにし(例えば、電流発生装置130の発生電流を0Aにするか、電流発生装置130の放電抵抗を二次電池150から切り離し)、二次電池150の充電または放電を終了する。プリ電圧調整部111は、充電または放電の開始(ステップS102d,S102e)から終了までの間に充電または放電された電荷の推定値である容量Q0を求めてメモリ116に格納する。充電された場合の容量Q0は正値であり、放電された場合の容量Q0は負値である。
図3の例では、まず、プリ電圧調整部111が測定回数を表す変数mを1に初期化する(ステップS102h)。一定時間間隔Δt0後に、電圧測定装置120および電流発生装置130が二次電池150の閉路電圧Vmおよび充電または放電の電流値Imを得、これらをメモリ116に格納する(ステップS102i)。プリ電圧調整部111は、閉路電圧Vmが充放電終止電圧値targVに到達したかを判定する。例えば、プリ電圧調整部111は、充電時にはVm≧targVを満たす場合に閉路電圧Vmが充放電終止電圧値targVに到達したと判定し、放電時にはVm≦targVを満たす場合に閉路電圧Vmが充放電終止電圧値targVに到達したと判定する(ステップS102j)。プリ電圧調整部111は、閉路電圧Vmが充放電終止電圧値targVに到達していないと判定すると、m+1を新たなmとして(ステップS102k)、ステップS102iの処理に戻る。一方、プリ電圧調整部111は、閉路電圧Vmが充放電終止電圧値targVに到達したと判定すると、以下のように容量Q0を求めてメモリ116に格納し、二次電池150の充電または放電を終了する。
Q0=Σm(Im×Δt0)
=(I1×Δt0)+(I2×Δt0)+・・・+(IM(0)×Δt0)
ただし、M(0)は閉路電圧Vmが充放電終止電圧値targVに到達したと判定された時点でのmの値である。なお、閉路電圧Vmが充放電終止電圧値targVに到達した後に初めて容量Q0を求めるのではなく、電流値Imを得るたびに、逐次、容量Q0の値を求めてもよい。
Q0=Σm(Im×Δt0)
=(I1×Δt0)+(I2×Δt0)+・・・+(IM(0)×Δt0)
ただし、M(0)は閉路電圧Vmが充放電終止電圧値targVに到達したと判定された時点でのmの値である。なお、閉路電圧Vmが充放電終止電圧値targVに到達した後に初めて容量Q0を求めるのではなく、電流値Imを得るたびに、逐次、容量Q0の値を求めてもよい。
<電圧復帰待ち処理>
充放電終了後、無負荷状態となった二次電池150には電圧値を復帰させようとする作用が働き、開路電圧値が変動する。そのため、電圧復帰待ち処理部112は、二次電池150の開路電圧値が安定するまで待つ。すなわち、電圧復帰待ち処理部112は、二次電池150の充電または放電の終了後、さらに二次電池150の開路電圧値を安定させるための電圧復帰待ち時間が経過するまで待つ。電圧復帰待ち処理部112は、例えば、充電または放電を終了して電流発生装置130の電流値を0Aにした後、電圧測定装置120が一定時間間隔で二次電池150の開路電圧を測定し、開路電圧が安定するまで待つ。開路電圧が安定したかの判定は、例えば、前回測定された開路電圧と今回測定された開路電圧との変化量(違いの大きさ)が閾値以下となったかを判定する(ステップS103)。
充放電終了後、無負荷状態となった二次電池150には電圧値を復帰させようとする作用が働き、開路電圧値が変動する。そのため、電圧復帰待ち処理部112は、二次電池150の開路電圧値が安定するまで待つ。すなわち、電圧復帰待ち処理部112は、二次電池150の充電または放電の終了後、さらに二次電池150の開路電圧値を安定させるための電圧復帰待ち時間が経過するまで待つ。電圧復帰待ち処理部112は、例えば、充電または放電を終了して電流発生装置130の電流値を0Aにした後、電圧測定装置120が一定時間間隔で二次電池150の開路電圧を測定し、開路電圧が安定するまで待つ。開路電圧が安定したかの判定は、例えば、前回測定された開路電圧と今回測定された開路電圧との変化量(違いの大きさ)が閾値以下となったかを判定する(ステップS103)。
<目標電圧到達判定>
電圧復帰待ち時間の経過後(開路電圧の安定後)、判定部113の制御のもと、電圧測定装置120が二次電池150を測定して開路電圧値OCVnを得る。開路電圧値OCVnはメモリ116に格納される(ステップS104)。
電圧復帰待ち時間の経過後(開路電圧の安定後)、判定部113の制御のもと、電圧測定装置120が二次電池150を測定して開路電圧値OCVnを得る。開路電圧値OCVnはメモリ116に格納される(ステップS104)。
次に判定部113は、nが予め定められたリトライ回数(ただし、リトライ回数は正整数)を超えているかを判定する(ステップS105)。nがリトライ回数を超えていると判定された場合、制御部115は電圧調整が失敗したとして処理を終了する(ステップS106)。
nがリトライ回数を超えていないと判定された場合、次に判定部113は、開路電圧値OCVnが目標電圧値finalVに到達したかを判定する。例えば判定部113は、finalV−β1≦OCVn≦finalV+β2(ただし、β1およびβ2は許容範囲を特定するための正定数)を満たす場合に開路電圧値OCVnが目標電圧値finalVに到達したと判定し、満たさない場合に開路電圧値OCVnが目標電圧値finalVに到達していないと判定する。開路電圧値OCVnが目標電圧値finalVに到達したと判定された場合、制御部115は電圧調整が成功したとして処理を終了する。なお、開路電圧値OCVnが目標電圧値finalVに到達したと判定された場合のnが「正整数のN」に相当する(ステップS108)。開路電圧値OCVnが目標電圧値finalVに到達していないと判定された場合、以下の電圧精密調整が実行される。
<電圧精密調整>
電圧精密調整では、二次電池150の開路電圧値を目標電圧値finalVに調整する(ステップS109)。
電圧精密調整では、二次電池150の開路電圧値を目標電圧値finalVに調整する(ステップS109)。
図4および図5を参照してプリ電圧調整の詳細を説明する。
電圧精密調整部114が、二次電池150の開路電圧値が目標電圧値finalVに到達するために充電または放電すべき電荷の推定値である過不足容量targQnを得る。そのためにまず、電圧精密調整部114は、Qn−1、OCVnおよびOCVn−1を用い、開路電圧の変化あたりの容量である基準容量値refQnを求めてメモリ116に格納する。電圧精密調整部114は、例えば以下のように基準容量値refQn(ただしrefQn≧0)を求める。
refQn=Qn−1/(OCVn−OCVn−1)
基準容量値refQnはメモリ116に格納される(ステップS109a)。
電圧精密調整部114が、二次電池150の開路電圧値が目標電圧値finalVに到達するために充電または放電すべき電荷の推定値である過不足容量targQnを得る。そのためにまず、電圧精密調整部114は、Qn−1、OCVnおよびOCVn−1を用い、開路電圧の変化あたりの容量である基準容量値refQnを求めてメモリ116に格納する。電圧精密調整部114は、例えば以下のように基準容量値refQn(ただしrefQn≧0)を求める。
refQn=Qn−1/(OCVn−OCVn−1)
基準容量値refQnはメモリ116に格納される(ステップS109a)。
電圧精密調整部114は、先に求めた基準容量値refQnに基づき、開路電圧値が目標電圧値finalVに到達するために必要な過不足容量targQnを求める。例えば、電圧精密調整部114は、基準容量値refQnと目標電圧値finalVと開路電圧値OCVnを用い、以下のように過不足容量targQnを求める。
targQn=refQn×(finalV−OCVn)
すなわち、この例の過不足容量targQnは、targQn=Qn−1×(finalV−OCVn)/(OCVn−OCVn−1)を満たす。過不足容量targQnはメモリ116に格納される(ステップS109b)。
targQn=refQn×(finalV−OCVn)
すなわち、この例の過不足容量targQnは、targQn=Qn−1×(finalV−OCVn)/(OCVn−OCVn−1)を満たす。過不足容量targQnはメモリ116に格納される(ステップS109b)。
次に、電圧精密調整部114は、目標電圧値finalVから開路電圧値OCVnを減算して得られる減算値ΔVnを求める。
ΔVn=finalV−OCVn
減算値ΔVnはメモリ116に格納される(ステップS109c)。
ΔVn=finalV−OCVn
減算値ΔVnはメモリ116に格納される(ステップS109c)。
電圧精密調整部114は、減算値ΔVnの極性により、以下のように二次電池150の充放電動作を決定する。
・ΔVn>0の場合、充電動作で電圧調整を行う。
・ΔVn<0の場合、放電動作で電圧調整を行う。
すなわち電圧精密調整部114は、減算値ΔVnが正の場合に二次電池150の充電を開始し、減算値ΔVnが負の場合に二次電池150の放電を開始する。電圧精密調整部114は、この決定内容に応じて電流発生装置130を制御し、二次電池150の充放電を行う。図4の例では、電圧精密調整部114がΔVn>0であるかを判定し(ステップS109d)、ΔVn>0であれば二次電池150の充電を開始し(ステップS109e)、ΔVn>0でなければ二次電池150の放電を開始する(ステップS109f)。
・ΔVn>0の場合、充電動作で電圧調整を行う。
・ΔVn<0の場合、放電動作で電圧調整を行う。
すなわち電圧精密調整部114は、減算値ΔVnが正の場合に二次電池150の充電を開始し、減算値ΔVnが負の場合に二次電池150の放電を開始する。電圧精密調整部114は、この決定内容に応じて電流発生装置130を制御し、二次電池150の充放電を行う。図4の例では、電圧精密調整部114がΔVn>0であるかを判定し(ステップS109d)、ΔVn>0であれば二次電池150の充電を開始し(ステップS109e)、ΔVn>0でなければ二次電池150の放電を開始する(ステップS109f)。
その後、二次電池150の充放電を行いながら、一定時間間隔Δtn(ただしΔtn>0)で電圧測定装置120が二次電池150の閉路電圧Vmを測定する。また閉路電圧Vmの測定と同じタイミングで、電流発生装置130の電流測定部によって充電または放電の電流値Imを測定する。充電時の電流値Imは正値であり、放電時の電流値Imは負値であり、本形態の場合、何れも定電流である(図5)。得られた閉路電圧Vmおよび電流値Imはメモリ116に格納される。
電圧精密調整部114は、充電または放電の開始(ステップS109eまたはS109f)以降に、充電または放電された電荷の推定値である容量Qn’が過不足容量targQnに到達した場合に、電流発生装置130を制御して電流値を0Aにし、二次電池150の充電または放電を終了する。電圧精密調整部114は、充電または放電の開始(ステップS109eまたはS109f)から終了までの間に充電または放電された電荷の推定値である容量Qnを求めてメモリ116に格納する。充電された場合の容量Qnは正値であり、放電された場合の容量Qnは負値である。
図4の例では、まず、電圧精密調整部114が測定回数を表す変数mを1に初期化する(ステップS109g)。一定時間間隔Δtn後に、電流発生装置130が二次電池150の電流値Imを得、これらをメモリ116に格納する(ステップS109h)。電圧精密調整部114は、容量Qn’=(I1×Δtn)+(I2×Δtn)+・・・+(Im×Δtn)が過不足容量targQnに到達したかを判定する。例えば、電圧精密調整部114は、充電時にはQn’≧targQnを満たす場合に容量Qn’が過不足容量targQnに到達したと判定し、放電時にはQn’≦targQnを満たす場合に容量Qn’が過不足容量targQnに到達したと判定する(ステップS109j)。電圧精密調整部114は、容量Qn’が過不足容量targQnに到達していないと判定すると、m+1を新たなmとして(ステップS109k)、ステップS109hの処理に戻る。電圧精密調整部114は、容量Qn’が過不足容量targQnに到達したと判定すると、その時点での容量Qn’を容量Qnとしてメモリ116に格納し、二次電池150の充電または放電を終了する。すなわち容量Qnは以下を満たす。
Qn=Σm(Im×Δtn)
=(I1×Δtn)+(I2×Δtn)+・・・+(IM(n)×Δtn)
ただし、M(n)は容量Qn’が過不足容量targQnに到達したと判定された時点でのmの値である。
Qn=Σm(Im×Δtn)
=(I1×Δtn)+(I2×Δtn)+・・・+(IM(n)×Δtn)
ただし、M(n)は容量Qn’が過不足容量targQnに到達したと判定された時点でのmの値である。
電圧精密調整(ステップS109)の後、n+1を新たなnとして(ステップS110)、ステップS103に戻る。
<本形態の特徴>
開路電圧値OCV0およびOCVnは二端子測定法でも精度良く測定できる。特に本形態では、二次電池150の充電または放電の終了後、さらに二次電池150の開路電圧値を安定させるための電圧復帰待ち時間が経過した後に、二次電池150を測定して開路電圧値OCVnを得る。これにより、より精度良く開路電圧値OCVnを得ることができる。
開路電圧値OCV0およびOCVnは二端子測定法でも精度良く測定できる。特に本形態では、二次電池150の充電または放電の終了後、さらに二次電池150の開路電圧値を安定させるための電圧復帰待ち時間が経過した後に、二次電池150を測定して開路電圧値OCVnを得る。これにより、より精度良く開路電圧値OCVnを得ることができる。
プリ電圧調整での充放電中は、開路電圧値を精度よく測定できないが、充放電終止電圧値targVを基準に制御することで、二次電池の電圧調整をある程度正確に行うことができる。さらに、プリ電圧調整で得られた容量Q0を用いることで、電圧精密調整での過不足容量targQ1を精度よく求めることができる。
電圧精密調整での充放電中は、充放電された電荷の推定値が過不足容量targQnに到達するかを基準に制御される。そのため、4端子測定法を用いることなく、二次電池の電圧調整を正確に行うことができる。
さらに、本形態では充放電中に電流値を下降させる必要がない。そのため、定電圧充電開始後に電流値が下降する従来CCCV方式に比べ、短時間で電圧調整を完了することができる。図6の例の場合、本形態の電圧調整方式を用いることで、従来CCCV方式の約1/3の充電時間で電圧調整を完了できる。
〔第2実施形態〕
リチウム二次電池などの二次電池では、動作電圧と危険電圧が近接しており、充放電動作時の電圧管理が重要である。第2実施形態では、第1実施形態にハードウェア面およびソフトウェア面での安全対策を施す。以下では第1実施形態との相違点のみを説明する。第1実施形態と共通する事項については、第1実施形態と同じ参照番号を用いて説明を省略する。
リチウム二次電池などの二次電池では、動作電圧と危険電圧が近接しており、充放電動作時の電圧管理が重要である。第2実施形態では、第1実施形態にハードウェア面およびソフトウェア面での安全対策を施す。以下では第1実施形態との相違点のみを説明する。第1実施形態と共通する事項については、第1実施形態と同じ参照番号を用いて説明を省略する。
<ハード面での安全対策>
本形態の電圧調整システム2では、二次電池150の保護のため、第1実施形態の電流発生装置130に代えて、上下限リミッタ電圧を各々設定できる定電流の電流発生装置230を用いる(図1)。例えば、下限リミッタ電圧としてSOC0%に対応する電圧を設定し、上限リミッタ電圧としてSOC100%に対応する電圧を設定する。これにより、二次電池150が危険電圧に達しないようにする。
本形態の電圧調整システム2では、二次電池150の保護のため、第1実施形態の電流発生装置130に代えて、上下限リミッタ電圧を各々設定できる定電流の電流発生装置230を用いる(図1)。例えば、下限リミッタ電圧としてSOC0%に対応する電圧を設定し、上限リミッタ電圧としてSOC100%に対応する電圧を設定する。これにより、二次電池150が危険電圧に達しないようにする。
<ソフト面での安全対策>
本形態の電圧調整システム2は、プリ電圧調整部111を含む電圧調整装置110に代えて、プリ電圧調整部211を含む電圧調整装置210を有する(図1)。本形態では、ステップS102fで閉路電圧V0が得られた後、プリ電圧調整部211が閉路電圧V0と減算値ΔV0との加算値が予め定められたリミッタ電圧(閾値)未満であるかを判定する(図3/ステップS202g)。閉路電圧V0と減算値ΔV0との加算値がリミッタ電圧未満であるならば、プリ電圧調整部211は充放電終止電圧値targV=ΔV0+V0を設定し、メモリ116に格納する(ステップS102g)。閉路電圧V0と減算値ΔV0との加算値がリミッタ電圧を超えているならば、プリ電圧調整部211はリミッタ電圧以下の値αを充放電終止電圧値targVとし、メモリ116に格納する(ステップS202h)。これにより、二次電池150の電圧がリミッタ電圧を超えないようにする。
本形態の電圧調整システム2は、プリ電圧調整部111を含む電圧調整装置110に代えて、プリ電圧調整部211を含む電圧調整装置210を有する(図1)。本形態では、ステップS102fで閉路電圧V0が得られた後、プリ電圧調整部211が閉路電圧V0と減算値ΔV0との加算値が予め定められたリミッタ電圧(閾値)未満であるかを判定する(図3/ステップS202g)。閉路電圧V0と減算値ΔV0との加算値がリミッタ電圧未満であるならば、プリ電圧調整部211は充放電終止電圧値targV=ΔV0+V0を設定し、メモリ116に格納する(ステップS102g)。閉路電圧V0と減算値ΔV0との加算値がリミッタ電圧を超えているならば、プリ電圧調整部211はリミッタ電圧以下の値αを充放電終止電圧値targVとし、メモリ116に格納する(ステップS202h)。これにより、二次電池150の電圧がリミッタ電圧を超えないようにする。
〔第3実施形態〕
第1実施形態の電圧調整方法では、充放電実行後の開路電圧値を指標として電圧調整を行っているが、充放電実行直後の開路電圧値は安定しないため、電圧復帰待ち時間が経過するまでの待ち時間が必要となる。しかしながら、電圧復帰待ち時間が電圧調整時間全体に占める割合は少なくない。例えば1回の電圧復帰待ち時間が5分であるとすると、2回の電圧精密調整で電圧調整ができた場合の電圧復帰待ち時間の合計は15分にもなる。この電圧復帰待ち時間の経過を待つことなく、安定後の開路電圧値を予測することができれば、電圧調整時間を短縮することができる。第3実施形態では、電圧復帰待ち時間が経過した後の開路電圧値を推定し、その推定値をOCVnとする。すなわち、本形態の開路電圧値OCVnは、二次電池の充電または放電の終了後に複数の時点で測定された二次電池の開路電圧値を用いて得られる、電圧安定後の二次電池の開路電圧推定値である。以下では第1実施形態との相違点のみを説明する。第1実施形態と共通する事項については、第1実施形態と同じ参照番号を用いて説明を省略する。
第1実施形態の電圧調整方法では、充放電実行後の開路電圧値を指標として電圧調整を行っているが、充放電実行直後の開路電圧値は安定しないため、電圧復帰待ち時間が経過するまでの待ち時間が必要となる。しかしながら、電圧復帰待ち時間が電圧調整時間全体に占める割合は少なくない。例えば1回の電圧復帰待ち時間が5分であるとすると、2回の電圧精密調整で電圧調整ができた場合の電圧復帰待ち時間の合計は15分にもなる。この電圧復帰待ち時間の経過を待つことなく、安定後の開路電圧値を予測することができれば、電圧調整時間を短縮することができる。第3実施形態では、電圧復帰待ち時間が経過した後の開路電圧値を推定し、その推定値をOCVnとする。すなわち、本形態の開路電圧値OCVnは、二次電池の充電または放電の終了後に複数の時点で測定された二次電池の開路電圧値を用いて得られる、電圧安定後の二次電池の開路電圧推定値である。以下では第1実施形態との相違点のみを説明する。第1実施形態と共通する事項については、第1実施形態と同じ参照番号を用いて説明を省略する。
本形態の電圧調整システム3は、電圧復帰待ち処理部112を含む電圧調整装置110に代えて、電圧復帰待ち処理部312を含む電圧調整装置310を含む。本形態の電圧調整方法では、ステップS103に代えてステップS303を実行し、ステップS104に代えてステップS304を実行する。以下に、ステップS303およびS304の処理を説明する。
<ステップS303>
ステップS303では、電圧復帰待ち処理部312が、二次電池150の充電または放電の終了後に複数の時点で測定された二次電池150の開路電圧値を用い、電圧安定後の二次電池の開路電圧推定値を求める。例えば、電圧復帰待ち処理部312は、ステップS102またはS110の終了後、等間隔の3点の時間t(0),t(1),t(2)(t(0)<t(1)<t(2))で、それぞれ電圧測定装置120で二次電池150の開路電圧値OCV(t(0)),OCV(t(1)),OCV(t(2))を測定し、以下の式(1)によって開路電圧推定値を求める(図7参照)。
開路電圧推定値=OCV(t(0))×{OCV(t(1))−OCV(t(0))}/{2×OCV(t(1))−OCV(t(2))−OCV(t(0))} (1)
ステップS303では、電圧復帰待ち処理部312が、二次電池150の充電または放電の終了後に複数の時点で測定された二次電池150の開路電圧値を用い、電圧安定後の二次電池の開路電圧推定値を求める。例えば、電圧復帰待ち処理部312は、ステップS102またはS110の終了後、等間隔の3点の時間t(0),t(1),t(2)(t(0)<t(1)<t(2))で、それぞれ電圧測定装置120で二次電池150の開路電圧値OCV(t(0)),OCV(t(1)),OCV(t(2))を測定し、以下の式(1)によって開路電圧推定値を求める(図7参照)。
開路電圧推定値=OCV(t(0))×{OCV(t(1))−OCV(t(0))}/{2×OCV(t(1))−OCV(t(2))−OCV(t(0))} (1)
<ステップS304>
ステップS304では、電圧復帰待ち処理部312はステップS304で得られた開路電圧推定値を開路電圧値OCVnとしてメモリ116に格納する。
ステップS304では、電圧復帰待ち処理部312はステップS304で得られた開路電圧推定値を開路電圧値OCVnとしてメモリ116に格納する。
本形態により、電圧復帰待ち時間の経過を待つことなく、電圧精密調整を行うことができる。例えば、1回の電圧復帰待ち時間が5分であり、ステップS102が終了してから10秒後、20秒後、30秒後の3点(t(0),t(1),t(3))で開路電圧値OCV(t(0)),OCV(t(1)),OCV(t(2))を測定して開路電圧推定値を求め、それを開路電圧値OCVnとする。この場合、ステップS102またはS110が終了してから電圧精密調整を開始できるまでの時間を5分から30秒(t(4)の時点からt(3)の時点)に短縮できる。
〔第4実施形態〕
第4実施形態では、電池パック内のすべての二次電池に対する電圧調整を行う。本形態は、第1〜3の実施形態の何れの方式を用いても実行できる。以下では第1〜3実施形態との相違点のみを説明する。第1〜3実施形態と共通する事項については、第1〜3実施形態と同じ参照番号を用いて説明を省略する。
第4実施形態では、電池パック内のすべての二次電池に対する電圧調整を行う。本形態は、第1〜3の実施形態の何れの方式を用いても実行できる。以下では第1〜3実施形態との相違点のみを説明する。第1〜3実施形態と共通する事項については、第1〜3実施形態と同じ参照番号を用いて説明を省略する。
図8に例示するように、第4実施形態の電圧調整システム4は、電圧調整装置410と、電圧調整装置410に接続された電流発生装置130(または230)および電圧測定装置120と、電圧調整装置410、電流発生装置130(または230)および電圧測定装置120に接続されたスキャナ440とを有し、電池パック450内の二次電池に対する電圧調整を行う。電圧調整装置110は、プリ電圧調整部111(または211)、電圧復帰待ち処理部112(または312)、判定部113、電圧精密調整部114、制御部415、およびメモリ116を有する。制御部415は電圧調整装置410の処理全体およびスキャナ440を制御する。
図9に例示するように、電池パック450は、直列に接続されたK個〔ただしKは2以上の整数〕の二次電池BAT1,・・・,BATKを有する。スキャナ440は、制御部415でオン・オフの制御が可能な複数のスイッチを有する。これらのスイッチのオン・オフによって、二次電池BAT1,・・・,BATKから選択した二次電池BATk〔ただしk=1,・・・,K〕の両端に電流発生装置130(または230)および/または電圧測定装置120を接続することができる。これにより、選択した二次電池BATkの充放電や電圧測定が可能となる。図9に例示するように、本形態では、電流発生装置130(または230)と各二次電池BATkとの間に介在する各スイッチと、電圧測定装置120と各二次電池BATkとの間に介在するスイッチとが互いに独立している。したがって、電流発生装置130(または230)を接続して充放電を行う二次電池と、電圧測定装置120を接続を接続して電圧測定を行う二次電池とを独立に制御できる。二次電池BATkの両端に電流発生装置130(または230)および/または電圧測定装置120を接続するようにスイッチが切りかえられた状態をCh−kと表記する。
<電圧調整方法>
電圧調整装置410は、電池パック450内の二次電池BAT1,・・・,BATKから選択した二次電池BATk〔ただしk=1,・・・,K〕を電圧調整対象とし、第1〜3実施形態で説明したように電圧調整を行う。これを全ての二次電池BAT1,・・・,BATKに対して実行する。
電圧調整装置410は、電池パック450内の二次電池BAT1,・・・,BATKから選択した二次電池BATk〔ただしk=1,・・・,K〕を電圧調整対象とし、第1〜3実施形態で説明したように電圧調整を行う。これを全ての二次電池BAT1,・・・,BATKに対して実行する。
図10に例示するように、制御部415は、Ch−1,Ch−2,・・・,Ch−Kの順序で、二次電池BAT1,BAT2,・・・,からBATKのそれぞれが電圧調整対象となるようにスキャナ440を制御し、それぞれのChで選択されるた各二次電池BATkを電圧調整対象とし、第1実施形態で説明したプリ電圧調整(ステップS101およびS102)を行う。例えば図10の例の場合、Ch−i〔ただしi=1,・・・,K−1〕に対するプリ電圧調整((t(i,1)〜t(i,2))の後、Ch−(i+1)に対するプリ電圧調整((t(i+1,1)〜t(i+1,2))が行われる。
すべてのプリ電圧調整が終了した後、制御部415は、Ch−1,Ch−2,・・・,Ch−Kの順序で、二次電池BAT1,BAT2,・・・,BATKのそれぞれが電圧調整対象となるようにスキャナ440を制御し、それぞれのChで選択されるた各二次電池BATkを電圧調整対象とし、ステップS103(またはS303)〜S108の処理を実行させる。図10の例の場合、Ch−iに対するステップS103(またはS303)〜S108の処理((t(i,4)〜t(i,5))の後、Ch−(i+1)に対するステップS103(またはS303)〜S108の処理((t(i+1,4)〜t(i+1,5))が行われる。
第1または第2実施形態の方式で電圧調整が行われる場合、以下のような制御を行う(図10参照)。
(1)電圧調整装置410は、電圧調整対象の二次電池BATiの充電または放電(プリ電圧調整または電圧精密調整での充電または放電)の終了後、さらに二次電池BATiの開路電圧値を安定させるための電圧復帰待ち時間Tiが経過した後に、二次電池BATiの開路電圧値OCVnを得る。なお、電圧調整対象の二次電池BATiの充電または放電の終了後、電圧測定装置120が一定時間間隔で二次電池BATiの開路電圧値を測定し、開路電圧値が安定するまでの時間(例えば、開路電圧値の変動値が所定値以下となるまでの時間)を電圧復帰待ち時間Tiとする。図10の例では、二次電池BATi(Ch−i)に対するプリ電圧調整(t(i,1)〜t(i,2))の終了後、開路電圧値が安定する時点t(i,3)までの時間を電圧復帰待ち時間Tiとし、時点t(i,3)での開路電圧値を二次電池BATi(Ch−i)の開路電圧値OCVnとする。電圧精密調整後の電圧復帰待ち時間も同様である。
(2)電圧調整装置410は、二次電池BATiの充電または放電(プリ電圧調整または電圧精密調整での充電または放電)の終了後、二次電池BATiの開路電圧値OCVnを得る前に、二次電池BATi+1の充電または放電(電圧精密調整での充電または放電)を開始する。図10の例では、二次電池BATi(Ch−i)に対するプリ電圧調整の終了後(t(i,2))、t(i,3)で二次電池BATiの開路電圧値OCVnを得る前に、t(i+1,1)で別の二次電池BATi+1のプリ電圧調整を開始する。このように、二次電池BATiの電圧復帰待ち時間Tiの経過を待つことなく、別の二次電池BATi+1の充電または放電を開始することで、電池パック450全体としての電圧調整時間を短縮できる。
(1)電圧調整装置410は、電圧調整対象の二次電池BATiの充電または放電(プリ電圧調整または電圧精密調整での充電または放電)の終了後、さらに二次電池BATiの開路電圧値を安定させるための電圧復帰待ち時間Tiが経過した後に、二次電池BATiの開路電圧値OCVnを得る。なお、電圧調整対象の二次電池BATiの充電または放電の終了後、電圧測定装置120が一定時間間隔で二次電池BATiの開路電圧値を測定し、開路電圧値が安定するまでの時間(例えば、開路電圧値の変動値が所定値以下となるまでの時間)を電圧復帰待ち時間Tiとする。図10の例では、二次電池BATi(Ch−i)に対するプリ電圧調整(t(i,1)〜t(i,2))の終了後、開路電圧値が安定する時点t(i,3)までの時間を電圧復帰待ち時間Tiとし、時点t(i,3)での開路電圧値を二次電池BATi(Ch−i)の開路電圧値OCVnとする。電圧精密調整後の電圧復帰待ち時間も同様である。
(2)電圧調整装置410は、二次電池BATiの充電または放電(プリ電圧調整または電圧精密調整での充電または放電)の終了後、二次電池BATiの開路電圧値OCVnを得る前に、二次電池BATi+1の充電または放電(電圧精密調整での充電または放電)を開始する。図10の例では、二次電池BATi(Ch−i)に対するプリ電圧調整の終了後(t(i,2))、t(i,3)で二次電池BATiの開路電圧値OCVnを得る前に、t(i+1,1)で別の二次電池BATi+1のプリ電圧調整を開始する。このように、二次電池BATiの電圧復帰待ち時間Tiの経過を待つことなく、別の二次電池BATi+1の充電または放電を開始することで、電池パック450全体としての電圧調整時間を短縮できる。
〔第5実施形態〕
第5実施形態は第4実施形態の変形例であり、スキャナを低廉化した構成である。以下では、第4実施形態との相違点のみを説明する。具体的には、電流発生装置130(または230)と各二次電池BATkとの間に介在する各スイッチが、電圧測定装置120と各二次電池BATkとの間に介在するスイッチとしても機能する。これにより、スキャナのスイッチの個数を減らして低廉化することができる。
第5実施形態は第4実施形態の変形例であり、スキャナを低廉化した構成である。以下では、第4実施形態との相違点のみを説明する。具体的には、電流発生装置130(または230)と各二次電池BATkとの間に介在する各スイッチが、電圧測定装置120と各二次電池BATkとの間に介在するスイッチとしても機能する。これにより、スキャナのスイッチの個数を減らして低廉化することができる。
図8に例示するように、第5実施形態の電圧調整システム5は、電圧調整装置510と、電圧調整装置510に接続された電流発生装置130(または230)および電圧測定装置120と、電圧調整装置510、電流発生装置130(または230)および電圧測定装置120に接続されたスキャナ540とを有し、電池パック450内の二次電池に対する電圧調整を行う。電圧調整装置510は、電圧調整装置410の制御部415を制御部515に置換したものである。
図11に例示するように、スキャナ540は、制御部515でオン・オフの制御が可能な複数のスイッチを有する。これらのスイッチのオン・オフによって、二次電池BAT1,・・・,BATKから選択した二次電池BATk〔ただしk=1,・・・,K〕の両端に電流発生装置130(または230)および電圧測定装置120を接続することができる。本形態では、電流発生装置130(または230)と電圧測定装置120とがスキャナ540に対して並列に接続され、電流発生装置130(または230)と各二次電池BATkとの間に介在する各スイッチが、電圧測定装置120と各二次電池BATkとの間に介在するスイッチとしても機能する。したがって、電流発生装置130(または230)および電圧測定装置120は、同一の二次電池BATkに接続される。
図12に例示するように、制御部515は、Ch−1,Ch−2,・・・,Ch−Kの順序で、二次電池BAT1,BAT2,・・・,からBATKのそれぞれが電圧調整対象となるようにスキャナ540を制御し、それぞれのChで選択されるた各二次電池BATkを電圧調整対象とし、第1実施形態で説明したプリ電圧調整(ステップS101およびS102)を行う。
すべてのプリ電圧調整が終了した後、制御部515は、Ch−1,Ch−2,・・・,Ch−Kの順序で、二次電池BAT1,BAT2,・・・,BATKのそれぞれが電圧調整対象となるようにスキャナ540を制御し、それぞれのChで選択されるた各二次電池BATkを電圧調整対象とし、ステップS103(またはS303)〜S108の処理を実行させる。
第1または第2実施形態の方式で電圧調整が行われる場合、以下のような制御を行う(図12参照)。
(1)電圧調整装置510は、電圧調整対象の二次電池BATi〔ただしi=1,・・・,K−1〕の充電または放電(プリ電圧調整または電圧精密調整での充電または放電)の終了後、さらに二次電池BATiの開路電圧値を安定させるための電圧復帰待ち時間Tiが経過した後に、二次電池BATiの開路電圧値OCVnを得る。なお、本形態のスキャナ540では、電圧復帰待ち時間Tiを特定するための一定時間間隔での二次電池BATiの開路電圧測定と、他の二次電池BATi+1の充放電とを同時に実行できない。そのため、事前に求めておいた電圧復帰待ち時間T1(定数)を電圧復帰待ち時間Tiとする。図12の例では、二次電池BATi(Ch−i)に対するプリ電圧調整(t(i,1)〜t(i,2))の終了後、定数である電圧復帰待ち時間T1が経過した時点t(i,3)以降の時点t(i,4)での開路電圧値を、二次電池BATi(Ch−i)の開路電圧値OCVnとする。電圧精密調整後の電圧復帰待ち時間および開路電圧値OCVnの測定のタイミングも同様である。これにより、低廉なスキャナ540での正確な電圧調整が可能となる。
(1)電圧調整装置510は、電圧調整対象の二次電池BATi〔ただしi=1,・・・,K−1〕の充電または放電(プリ電圧調整または電圧精密調整での充電または放電)の終了後、さらに二次電池BATiの開路電圧値を安定させるための電圧復帰待ち時間Tiが経過した後に、二次電池BATiの開路電圧値OCVnを得る。なお、本形態のスキャナ540では、電圧復帰待ち時間Tiを特定するための一定時間間隔での二次電池BATiの開路電圧測定と、他の二次電池BATi+1の充放電とを同時に実行できない。そのため、事前に求めておいた電圧復帰待ち時間T1(定数)を電圧復帰待ち時間Tiとする。図12の例では、二次電池BATi(Ch−i)に対するプリ電圧調整(t(i,1)〜t(i,2))の終了後、定数である電圧復帰待ち時間T1が経過した時点t(i,3)以降の時点t(i,4)での開路電圧値を、二次電池BATi(Ch−i)の開路電圧値OCVnとする。電圧精密調整後の電圧復帰待ち時間および開路電圧値OCVnの測定のタイミングも同様である。これにより、低廉なスキャナ540での正確な電圧調整が可能となる。
(2)電圧調整装置510は、二次電池BATiの充電または放電(プリ電圧調整または電圧精密調整での充電または放電)の終了後、二次電池BATiの開路電圧値OCVnを得る前に、他の二次電池BATi+1の充電または放電(電圧精密調整での充電または放電)を開始する。これにより、電池パック450全体としての電圧調整時間を短縮できる。
〔変形例等〕
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の各種の処理は、記載にしたがって時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の各種の処理は、記載にしたがって時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
上述の電圧調整装置の構成をコンピュータによって実現する場合、電圧調整装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例は、非一時的な(non-transitory)記録媒体である。このような記録媒体の例は、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等である。
このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したDVD、CD−ROM等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。
このようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、まず、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶装置に格納する。処理の実行時、このコンピュータは、自己の記録装置に格納されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従った処理を実行する。
あるいは、電圧調整装置を構成する少なくとも一部の構成がハードウェアのみによって構成されてもよい。
1〜5 電圧調整システム
110〜510 電圧調整装置
120 電圧測定装置
130,230 電流発生装置
110〜510 電圧調整装置
120 電圧測定装置
130,230 電流発生装置
Claims (10)
- 第1〜N電圧精密調整ステップ〔Nは正整数〕を有し、
前記第n電圧精密調整ステップ〔n=1,...,N〕は、
電圧調整対象の二次電池を測定して開路電圧値OCV n を得た後、前記二次電池の開路電圧値が目標電圧値finalVに到達するために充電または放電すべき電荷の推定値である過不足容量targQ n を得る第n過不足容量取得ステップと、
前記二次電池の充電または放電を開始する第n充放電開始ステップと、
前記第n充放電開始ステップ後に充電または放電された電荷の推定値が前記過不足容量targQ n に到達した場合に、前記二次電池の充電または放電を終了する第n充放電終了ステップと、を含み、
前記第1〜N電圧精密調整ステップの前に実行されるプリ電圧調整ステップを有し、
前記プリ電圧調整ステップは、
前記二次電池を測定して開路電圧値OCV0を得た後に前記二次電池の充電または放電を開始するプリ充放電開始ステップと、
前記二次電池の充電もしくは放電の開始時点または当該開始時点より後のある時点で前記二次電池を測定して得られた閉路電圧V0と、目標電圧値finalVから前記開路電圧値OCV0を減算して得られる減算値ΔV0と、を加算して充放電終止電圧値targVを得る充放電終止電圧値取得ステップと、
前記二次電池の閉路電圧が前記充放電終止電圧値targVに到達した場合に前記二次電池の充電または放電を終了するプリ充放電終了ステップと、を含む
ことを特徴とする電圧調整方法。 - 請求項1の電圧調整方法であって、
前記プリ電圧調整ステップは、前記プリ充放電開始ステップから前記プリ充放電終了ステップまでの間に充電または放電された電荷の推定値である容量Q0を得るプリ容量取得ステップをさらに含み、
前記第n電圧精密調整ステップは、前記第n充放電開始ステップから前記第n充放電終了ステップまでの間に充電または放電された電荷の推定値である容量Qnを得る第n容量取得ステップをさらに含み、
前記第n過不足容量取得ステップは、finalV、Qn−1、OCVnおよびOCVn−1
に対応する前記過不足容量targQnを得るステップである、
ことを特徴とする電圧調整方法。 - 請求項2の電圧調整方法であって、
前記過不足容量targQnは、targQn=Qn−1×(finalV−OCVn)/(OCVn−OCVn−1)を満たす、
ことを特徴とする電圧調整方法。 - 請求項1から3の何れかの電圧調整方法であって、
前記充放電終止電圧値取得ステップは、前記閉路電圧V0と前記減算値ΔV0との加算値が予め定められた閾値を超えている場合に、前記閾値以下の値を前記充放電終止電圧値targVとするステップを含む、
ことを特徴とする電圧調整方法。 - 請求項1から4の何れかの電圧調整方法であって、
前記プリ充放電開始ステップは、前記減算値ΔV0が正の場合に前記二次電池の充電を開始し、前記減算値ΔV0が負の場合に前記二次電池の放電を開始するステップである、
ことを特徴とする電圧調整方法。 - 請求項1から5の何れかの電圧調整方法であって、
前記第n充放電開始ステップは、前記目標電圧値finalVから前記開路電圧値OCVnを減算して得られる減算値ΔVnが正の場合に前記二次電池の充電を開始し、前記減算値ΔVnが負の場合に前記二次電池の放電を開始するステップである、
ことを特徴とする電圧調整方法。 - 請求項1から6の何れかの電圧調整方法であって、
前記開路電圧値OCVnは、前記二次電池の充電または放電の終了後、さらに前記二次電池の開路電圧値を安定させるための電圧復帰待ち時間が経過した後に、前記二次電池を測定することで得られる値である、
ことを特徴とする電圧調整方法。 - 請求項1から7の何れかの電圧調整方法を実行する電圧調整装置。
- 請求項8の電圧調整装置と、
前記電圧調整装置に接続された電流発生装置および電圧測定装置と、
前記電圧調整装置、前記電流発生装置および前記電圧測定装置に接続されたスキャナと、を有し、
前記電圧調整装置は、K個〔ただしKは2以上の整数〕の二次電池BAT1,・・・,BATKから二次電池BATk〔ただしk=1,・・・,K〕を選択し、
前記スキャナは、選択された前記二次電池BATkに前記電流発生装置および前記電圧測定装置を接続し、
前記電圧調整装置は、
前記電流発生装置および前記電圧測定装置に接続された前記二次電池BATkを前記電圧調整対象として前記電圧調整方法を実行し、
前記電圧調整対象の二次電池BATi〔ただしi=1,・・・,K−1〕の充電または放電の終了後、さらに前記二次電池BATiの開路電圧値を安定させるための電圧復帰待ち時間Tiが経過した後に、前記二次電池BATiの前記開路電圧値OCVnを得、
前記二次電池BATiの充電または放電の終了後、前記二次電池BATiの前記開路電圧値OCVnを得る前に、前記二次電池BATi+1の充電または放電を開始する、
ことを特徴とする電圧調整システム。 - 請求項1から7の何れかの電圧調整方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
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