JP5478174B2 - Charging method and system for large secondary battery - Google Patents
Charging method and system for large secondary battery Download PDFInfo
- Publication number
- JP5478174B2 JP5478174B2 JP2009219365A JP2009219365A JP5478174B2 JP 5478174 B2 JP5478174 B2 JP 5478174B2 JP 2009219365 A JP2009219365 A JP 2009219365A JP 2009219365 A JP2009219365 A JP 2009219365A JP 5478174 B2 JP5478174 B2 JP 5478174B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charging
- battery
- battery module
- module
- secondary battery
- 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
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Description
本発明は、多数のセルを組み合わせて構成する大型二次電池の充電方法及びシステムに関する。 The present invention relates to a charging method and system for a large-sized secondary battery configured by combining a large number of cells.
電気自動車などに搭載されている大型二次電池は、セルを直列接続したり、並列接続したりして構成される。ただし、何れの接続方法であっても、大型二次電池を充電装置1台で充電する方法が採用されている(特許文献1)。 A large-sized secondary battery mounted on an electric vehicle or the like is configured by connecting cells in series or in parallel. However, in any connection method, a method of charging a large secondary battery with one charging device is employed (Patent Document 1).
たとえば、大型二次電池の構造としては、図3に示すように、セルを組み合わせて電池モジュールを構成し、2つの電池モジュールを並列接続することが考えられる。このような並列接続された大型二次電池に対して、上記特許文献1の充電方法を採用すると、並列接続された2つの電池モジュールに対して1つの充電装置を接続することになる。 For example, as a structure of a large-sized secondary battery, as shown in FIG. 3, it is conceivable to form a battery module by combining cells and to connect two battery modules in parallel. When the charging method of Patent Document 1 is adopted for such a large-sized secondary battery connected in parallel, one charging device is connected to two battery modules connected in parallel.
ところで、大型二次電池が並列回路であることから、1つの充電装置から流れる電流は、各電池モジュールでは分流して小電流となる。何れかの電池モジュールが満充電になれば、二次電池が満充電になったものとして取り扱って充電を終了するが、このような小電流では二次電池を満充電にするのに要する時間、つまり充電時間は長くなる。 By the way, since the large secondary battery is a parallel circuit, the current flowing from one charging device is shunted to a small current in each battery module. If one of the battery modules is fully charged, the secondary battery is handled as being fully charged and charging is terminated. With such a small current, the time required to fully charge the secondary battery, That is, the charging time becomes longer.
また、充電装置が1つである場合、充電装置が故障すれば全く充電できないことになるという不都合がある。 Moreover, when there is one charging device, there is a disadvantage that charging cannot be performed at all if the charging device fails.
また、セルには、充放電を繰り返すうちに性能が劣化し(内部抵抗が大になり、放電容量が小になり)、その劣化の進行速度がセル毎に異なるという、特性がある。そして、前述したように電池モジュールは多数のセルを組み合わせて構成するものなので、各セルの性能が次第にばらついてくる。特に、大型二次電池が電気自動車に搭載される場合、自動車内の設置スペースの関係から、電池モジュールごとに異なる場所に分散して配置されることもある。セルには、高温環境下では劣化の進行速度が速まるという、特性もあるので、電気自動車内での電池モジュールの配置箇所が異なると、セル単位は勿論、電池モジュール単位でも性能の差が生ずることが想定される。 In addition, the cell has a characteristic that the performance deteriorates as charge and discharge are repeated (the internal resistance increases and the discharge capacity decreases), and the progress speed of the deterioration varies from cell to cell. As described above, since the battery module is configured by combining a large number of cells, the performance of each cell gradually varies. In particular, when a large-sized secondary battery is mounted on an electric vehicle, the battery modules may be distributed at different locations depending on the installation space in the vehicle. The cell also has a characteristic that the progress speed of deterioration increases in a high temperature environment. Therefore, if the location of the battery module in the electric vehicle is different, a difference in performance occurs not only in the cell unit but also in the battery module unit. Is assumed.
それにも関わらず、従来のように1台の充電装置で充電する場合、劣化の小さな(抵抗の小さな)電池モジュールには、劣化の大きな(抵抗の大きな)電池モジュールよりも、多くの充電電流が流れることになる。しかしながら、電池モジュールは多数のセルで構成されていることから、電池モジュール単位での充電電流の差がセル単位では殆ど無視できる程度になり、何れの電池モジュールのセルであっても、ほぼ同一の充電電流が流れる。 Nevertheless, when charging with a single charging device as in the past, a battery module with low degradation (low resistance) has more charging current than a battery module with high degradation (high resistance). Will flow. However, since the battery module is composed of a large number of cells, the difference in charging current between the battery modules is almost negligible for each cell, and the cells of any battery module are almost the same. Charging current flows.
このようにほぼ同一の充電電流が各セルに流れるので、劣化の大きな電池モジュールの中で劣化の大きなセルから満充電に達することになる。セルの過充電を避けるために、1つのセルでも満充電に達すると、全体の充電を終了するので、劣化の小さな電池モジュールは、その中のセルが1つも満充電に達していないことになる。その結果、全体としての放電容量が小さくなり、電気自動車等の課題である航続距離が短くなる。 As described above, since substantially the same charging current flows through each cell, full charge is reached from a cell having a large deterioration in a battery module having a large deterioration. In order to avoid overcharging of a cell, when even one cell reaches full charge, the entire charge is terminated. Therefore, in a battery module with small deterioration, none of the cells in the battery module has reached full charge. . As a result, the overall discharge capacity is reduced, and the cruising distance, which is a problem for electric vehicles and the like, is reduced.
また、ほぼ同一の充電電流が各セルに流れることから、劣化の大きな(内部抵抗が大きな)セルほど、発熱の厳しい条件で充電することになる。劣化の大きな電池モジュールの劣化が促進されることになり、劣化の小さな電池モジュールとの差が大きくなる。なお、充電電流が大きいほど、セルの劣化が促進されることから、小電流でゆっくり充電するのが良いと、一般的に知られている。 In addition, since almost the same charging current flows through each cell, a cell having a larger deterioration (a larger internal resistance) is charged under a condition of severe heat generation. The deterioration of the battery module having a large deterioration is promoted, and the difference from the battery module having a small deterioration is increased. It is generally known that the larger the charging current is, the more the cell deterioration is promoted.
本発明は上記実情を考慮して創作されたもので、その解決しようとする課題は少なくとも二次電池の充電時間(満充電にする時間)を短くできるようにすることである。 The present invention was created in view of the above circumstances, and the problem to be solved is to make it possible to shorten at least the charging time (time for full charge) of the secondary battery.
本発明の大型二次電池の充電方法は、多数のセルから構成される電池モジュールが複数個並列に接続されている大型二次電池を、充電装置で充電する大型二次電池の充電方法において、複数の充電装置で大型二次電池を充電するものとし、少なくとも1つの電池モジュールと他の電池モジュールとの並列接続を切り離して大型二次電池を複数組に分けた上で、各組の電池モジュールを異なる充電装置で個別に充電することを特徴とする。 The charging method of the large-sized secondary battery of the present invention is a charging method of a large-sized secondary battery in which a large-sized secondary battery in which a plurality of battery modules composed of a large number of cells are connected in parallel is charged by a charging device. A large-sized secondary battery is charged by a plurality of charging devices, the parallel connection between at least one battery module and another battery module is disconnected, and the large-sized secondary batteries are divided into a plurality of sets, and then each set of battery modules. Are individually charged by different charging devices.
各組の電池モジュールを同一の充電電流値で充電させると、劣化の小さい組の電池モジュールの充電時間(満充電に要する時間)は、劣化の大きい組の電池モジュールの充電時間よりも長くなる。この場合、全体としての充電時間のうち、劣化の大きい組の電池モジュールは充電していない無駄な時間ができる。また、充電電流値は小さいほうが電池モジュールの劣化速度を遅くできる。このような無駄な時間をなくして、電池モジュールの劣化速度を遅くするには、次のようにする。即ち、請求項1の発明のように、各組の電池モジュールについて劣化状態を判定すると共に容量を算出し、劣化の小さい組の電池モジュールの充電時間をその容量と充電電流値から算出し、算出した充電時間に他の組の電池モジュールの充電時間を一致させるように、他の組の電池モジュールの充電電流値を、その容量と充電時間から決定して充電することである。 When each set of battery modules is charged with the same charging current value, the charging time (time required for full charge) of the battery modules with a small deterioration becomes longer than the charging time of the battery modules with a large deterioration. In this case, of the entire charging time, it is possible to use a wasteful time during which the battery module of the group with large deterioration is not charged. Moreover, the deterioration rate of a battery module can be slowed, so that a charging current value is small. In order to reduce the deterioration rate of the battery module by eliminating such wasted time, the following is performed. That is, as in the first aspect of the invention, the deterioration state is determined for each set of battery modules, the capacity is calculated, and the charging time of the battery modules of the set with low deterioration is calculated from the capacity and the charging current value, In other words, the charging current value of the other battery module is determined from the capacity and the charging time so that the charging time of the other battery module matches the charging time.
劣化の小さい組とは、劣化が最も大きい組を含まないが、劣化の最も小さい組だけには限らない。また、他の組の中には、劣化の小さい組よりも、劣化のさらに小さい組(例えば劣化の最も小さい組)が存在することもある。 The group with the smallest deterioration does not include the group with the largest deterioration, but is not limited to the group with the smallest deterioration. In addition, among the other groups, there may be a group having a smaller deterioration (for example, a group having the smallest deterioration) than a group having a small deterioration.
従って、3つの電池モジュールをそれぞれ単独の充電装置で充電するような場合に、2番目に劣化している電池モジュールを、劣化の小さい組の電池モジュールとして取り扱い、他の2つの電池モジュールを他の組の電池モジュールとして取り扱っても良い。この場合、2番目に劣化している電池モジュールを急速充電電流値で満充電にすれば、その充電時間で最も劣化している電池モジュールを、急速充電電流値よりも小さな充電電流値で満充電にできるが、急速充電電流値であってもその充電時間では、最も劣化していない電池モジュールは満充電しないことになる。それでも、並列接続された3つの電池モジュールを1つの充電装置で充電する従来の場合に比べれば、満充電となる電池モジュールの数量が増えるので、効果がある。ただし、劣化の最も小さい組の電池モジュールの充電時間に他の組の電池モジュールの充電時間を一致させるように、他の組の電池モジュールの充電電流値を決定して充電することが、他の組の電池モジュールの劣化を遅らせるのに最も理想的である。 Therefore, when charging each of the three battery modules with a single charging device, the second deteriorated battery module is treated as a battery module with a small deterioration, and the other two battery modules are You may handle as a battery module of a set. In this case, if the battery module that has deteriorated second is fully charged at the rapid charge current value, the battery module that has deteriorated most during the charging time is fully charged at a charge current value smaller than the rapid charge current value. However, even if it is a quick charge current value, the battery module which has not deteriorated most in the charging time will not be fully charged. Nevertheless, compared to the conventional case where three battery modules connected in parallel are charged by a single charging device, the number of battery modules that are fully charged is increased, which is effective. However, it is possible to determine the charging current value of the other battery module so that the charging time of the other battery module matches the charging time of the battery module with the least deterioration, and charge the other battery module. It is most ideal for delaying the deterioration of a battery module.
また、充電後に各組の電池モジュールの電圧に差があると、各組の電池モジュールを並列接続したときに、循環電流(横流)が流れて、電池モジュールの劣化が促進される。これを防ぐには、次のようにする。即ち、請求項2の発明のように、各組の電池モジュールについて劣化状態を判定し、劣化の小さい組の電池モジュールの充電時間と電圧値に他の組の電池モジュールの充電時間と電圧値を一致させるように、劣化の小さい組の電池モジュールの充電電流値を基準にして、他の組の電池モジュールの充電電流値を決定して充電することである。
Further, if there is a difference in voltage between the battery modules of each group after charging, when the battery modules of each group are connected in parallel, a circulating current (cross current) flows and the deterioration of the battery module is promoted. To prevent this, do the following: That is, as in the invention of
本発明の大型二次電池の充電システムは、本発明の大型二次電池の充電方法を行うことのできるシステムで、多数のセルから構成される電池モジュールを複数個並列接続してある大型二次電池と、少なくとも1つの電池モジュールと他の電池モジュールとの並列接続を切り離して大型二次電池を複数組に分ける開閉部と、開閉部を開閉すると共に、セルの劣化状態から各組の電池モジュールについて劣化状態を判定し、各組の電池モジュールの充電条件を決定する充電制御部とを含むことを特徴とする。 The large secondary battery charging system of the present invention is a system capable of performing the large secondary battery charging method of the present invention, and is a large secondary battery in which a plurality of battery modules composed of a large number of cells are connected in parallel. A battery, an open / close section that divides a large-sized secondary battery into a plurality of sets by disconnecting a parallel connection between at least one battery module and another battery module, and opens / closes the open / close section. And a charging control unit that determines a deterioration state and determines a charging condition for each set of battery modules.
請求項3の大型二次電池の充電システムは、請求項1の大型二次電池の充電方法を行うことのできるシステムで、充電制御部は、各組の電池モジュールについて劣化状態を判定すると共に容量を算出し、劣化の小さい組の電池モジュールの充電時間をその容量と充電電流値から算出し、算出した充電時間に他の組の電池モジュールの充電時間を一致させるように、他の組の電池モジュールの充電電流値を、その容量と充電時間から決定して充電することを特徴とするものである。
A charging system for a large-sized secondary battery according to
請求項4の大型二次電池の充電システムは、請求項2の大型二次電池の充電方法を行うことのできるシステムで、充電制御部は、各組の電池モジュールについて劣化状態を判定し、劣化の小さい組の電池モジュールの充電時間と電圧値に他の組の電池モジュールの充電時間と電圧値を一致させるように、劣化の小さい組の電池モジュールの充電電流値を基準にして、他の組の電池モジュールの充電電流値を決定して充電することを特徴とするものである。
A charging system for a large-sized secondary battery according to claim 4 is a system capable of performing the charging method for a large-sized secondary battery according to
本発明は、各組の電池モジュールを異なる充電装置で個別に充電すれば、全ての電池モジュールを1つの充電装置で充電するよりも、単位時間当たりの最大充電電流値が大きいので、短時間で二次電池を満充電にすることができる。しかも、各組の電池モジュールを満充電にすることもでき、1つの充電装置で充電する場合よりも、充電容量が大きくなり、これを電気自動車に用いた場合には、航続距離が延びる。また、請求項4のように充電制御部が開閉部を開閉する場合、1つの充電装置に異常(故障)があったときに、並列接続を切り離さずに、大型二次電池を充電することもできる。 In the present invention , if each set of battery modules is individually charged with different charging devices, the maximum charging current value per unit time is larger than charging all the battery modules with one charging device. The secondary battery can be fully charged. In addition, each set of battery modules can be fully charged, and the charging capacity is larger than when charging with one charging device. When this is used in an electric vehicle, the cruising distance is extended. Further, when the charging control unit opens and closes the opening / closing unit as in claim 4, when there is an abnormality (failure) in one charging device, the large secondary battery may be charged without disconnecting the parallel connection. it can.
請求項1と3の発明は、各組の電池モジュールの容量を算出した上で、劣化の小さい組の電池モジュールの充電時間に他の組の電池モジュールの充電時間を一致させるように、他の組の電池モジュールの充電電流値を決定するので、劣化の大きい組の電池モジュールの充電時間を長く取れ、その結果、充電電流値を小さくでき、劣化を遅らせることができる。
The inventions of
請求項2と4の発明は、充電時間及び電圧値について、劣化の小さい組の電池モジュールを基準にして他の組の電池モジュールを一致するようにする。各組の電池モジュールを並列接続した場合に電圧差が生じないので、電圧値が大きい組の電池モジュールから電圧値の小さい組の電池モジュールに循環電流(横流)が流れるようなことが無く、電池モジュールの劣化を遅らせることができる。また、電池モジュールの容量を算出しなくとも、電圧値が所定電圧値になれば満充電であることが確認できる。
According to the second and fourth aspects of the present invention, the charging time and the voltage value are matched with each other in the battery modules based on the battery modules in the group with small deterioration. When the battery modules of each set are connected in parallel, there is no voltage difference, so there is no circulating current (cross current) flowing from the battery module with the large voltage value to the battery module with the small voltage value. Module degradation can be delayed. Further, even if the capacity of the battery module is not calculated, it can be confirmed that the battery is fully charged if the voltage value reaches a predetermined voltage value.
本発明の大型二次電池の充電システムの一例は、図1、図2に示すように、大型二次電池1と、複数の充電装置2、2、‥と、大型二次電池1を複数組に分ける開閉部3と、大型二次電池1を監視すると共に充電装置2及び開閉部3を制御する充電制御部4とを含む、電気回路である。また、この大型二次電池の充電システムが、負荷5(電気自動車のモータ等)に並列接続されている。そして、負荷5と、大型二次電池の充電システムとの間にシステム切断部6が接続されており、このシステム切断部6によって充電時には双方が切り離される。
As shown in FIGS. 1 and 2, an example of a charging system for a large-sized secondary battery according to the present invention includes a large-sized secondary battery 1, a plurality of charging
大型二次電池1は、複数の電池モジュール11、11、‥を並列接続したものである。図では、2つの電池モジュール11、11が並列接続されている。また、各電池モジュール11は、多数のセル12、12、‥が直列又は並列に接続された構成となっている。図では、多数のセル12、12、‥を並列接続したセルグループ13が複数直列接続されて、電池モジュール11を構成している。
The large secondary battery 1 is obtained by connecting a plurality of
開閉部3は、スイッチであり、2つの電池モジュール11の並列接続箇所に設けられている。開閉部3は、充電制御部4からの開閉信号を受けることにより開閉可能であり、開いた(切り離した)場合には大型二次電池1を2組の電池モジュール11、11に分けるものである。通常、大型二次電池1から負荷5に電流を流す場合は、開閉部3を閉じて2つの電池モジュール11、11を並列接続した上でシステム切断部6を閉じて使用する。
The opening /
充電装置2は、直流電流電源21と、大型二次電池1への接続を開閉する内部スイッチ22と、CPUが内蔵された電源コントローラ23とを有している。
The charging
電源コントローラ23は、通常、セル12の電圧値が一定値に達するまでは充電するために、内部スイッチ22を閉じ、充電電流値信号を取り込みながら、充電電流値が所望値になるように直流電流電源21に制御信号を出力する。一方、セル12の電圧値が一定値に達すると充電を終了するために、電源コントローラ23は内部スイッチ22を開く。また、セル12の電圧値が一定値に達しなくとも、電池モジュール11の電圧値が一定値に達すると、電源コントローラ23は内部スイッチ22を開く。
The
充電制御部4は、各組の電池モジュール11を監視するモジュール監視装置41と、充電装置2の電源コントローラ23から構成される。
The charging control unit 4 includes a
モジュール監視装置41は、複数のセル電圧検出器42と、モジュール電圧検出器43と、電流検出器44と、モジュールコントローラ45とから構成される。各セル電圧検出器42で検出したセル12の電圧値、モジュール電圧検出器43で検出した電池モジュール11の電圧値、並びに電流検出器44で検出した充電電流値をモジュールコントローラ45に出力するように、これらの各検出器42〜44を接続したものである。
The
セル電圧検出器42は、各セルグループ13に並列接続されている。セルグループ13が多数のセル12を並列接続したものであるので、セルグループ13に並列接続してあるセル電圧検出器42は、セルグループ13内の全てのセル12の電圧値を検出していることになる。この検出結果による電圧値がモジュールコントローラ45に常時送られる。
The
モジュール電圧検出器43は、各組の電池モジュール11に並列接続されている。各組の電池モジュール11の電圧値を検出し、その検出結果による電圧値がモジュールコントローラ45に常時送られる。
The
電流検出器44は、各電池モジュール11への充電電流値を検出し、その検出結果による電流値がモジュールコントローラ45を介して電源コントローラ23に常時送られる。
The
モジュールコントローラ45は、対応する充電装置2(電源コントローラ23)と通信可能に接続される。また、モジュールコントローラ45同士も通信可能に接続されており、そのうちの1つが、開閉部3に対して開閉信号を出力可能に接続されている。
The
モジュールコントローラ45は、対応する充電装置2の電源コントローラ23との間で通信を行って、対応する充電装置2が正常か異常かを把握する。この正常か異常かを各組のモジュールコントローラ45同士は通信して、代表となるモジュールコントローラ45では、2つとも充電装置2が正常な場合は開閉部3に開信号を出力して、2つの電池モジュール11を切り離して2組に分け、各組の電池モジュール11を対応する充電装置2で充電するようにする。一方、異常の充電装置2がある場合は、開閉部3の閉状態を維持し、正常な充電装置2で、2つの電池モジュール11、11をまとめて充電する。
The
また、モジュールコントローラ45は、自己の組の全てのセル12の電圧値を取り込み、電圧値に基づいて自己の組の電池モジュール11の劣化状態を充電前に判定する。具体的には、劣化の最も大きなセル12の電圧値により、自己の組の電池モジュール11の劣化状態を把握する。この劣化状態を、各組のモジュールコントローラ45同士の間で通信して、代表の組のモジュールコントローラ45では、劣化の最も小さな組の電池モジュール11を選定する。
Further, the
そして、2つとも充電装置2が正常である場合には、以下の2つの例の手法で急速充電する充電条件を制御する。第一の例では、代表の組のモジュールコントローラ45は、選定した組の電池モジュール11ができるだけ短時間で満充電となるようにその充電時間を算出し、算出した充電時間に他の組の電池モジュール11の充電時間が一致するように、他の組の電池モジュール11の充電電流値を、劣化状態に応じて決定する。その充電電流値を、各組のモジュールコントローラ45を介して対応する充電装置2の電源コントローラ23に出力する。そして、その電源コントローラ23が直流電流電源21に、決定した充電電流値を流すように制御信号を出力する。算出した充電時間経過後にモジュール電圧検出器43から検出された電圧値により、満充電であることが計算通りに確認できた場合、モジュールコントローラ45は、充電装置2の電源コントローラ23に充電停止信号を出力し、その電源コントローラ23は、内部スイッチ22を開いて、充電を停止する。一方、計算と違う場合、補正を行う。つまり、モジュール電圧検出器43から検出された電圧値により、Ta時間経過した時点で満充電に達していない場合には、そのまま充電を継続し、Ta時間経過する前に満充電に達した場合には、その時点で充電を終了する。
When both of the
充電電流値の決定は例えば次のように行われる。大型二次電池1が2つの電池モジュールで構成されているとする。そして、劣化の最も小さな電池モジュールをA、その容量をCa、その電池モジュールAに対応する充電装置をAとし、一方、劣化の最も大きな電池モジュールをB、その電池容量をCb、その電池モジュールBに対応する充電装置をBとする。容量は、既存の計算方法により算出する。例えば、電池モジュールにある一定期間、一定電流を流し、電圧上昇値から内部インピーダンスを測定して、電池モジュール11の容量を推定する。または、電池モジュールにある一定期間電流を流し、電流を停止したときに電圧の上昇値から電池モジュールの容量を推定する。電池モジュールAには充電装置Aが電流値Iaで連続して充電し、電池モジュールBには充電装置Bが電流値Ibで連続して充電するものとする。電池モジュールA、電池モジュールBのそれぞれの充電装置の最大電流値がIm=Ia=Ibとすると、電池モジュールAをできるだけ急速に充電するのに要する充電時間TaはTa=Ca/Iaとなる。一方、電池モジュールBの充電時間Tbは、Tb=Cb/Ibとなる。Ca>Cbなので、Ta>Tbとなる。そこで、Ta=Tbとなるように、Ib’=Cb/Taの電流値で電池モジュールBを連続して充電する。これにより、Ib’<Ibとなり、電池モジュールBの劣化を従来よりも抑制することができる。また、Ta時間経過すると、計算通りであれば、双方の電池モジュールA、Bが満充電になっており、充電を終了する。
The determination of the charging current value is performed as follows, for example. It is assumed that the large secondary battery 1 is composed of two battery modules. The battery module with the least deterioration is A, the capacity is Ca, the charging device corresponding to the battery module A is A, while the battery module with the most deterioration is B, the battery capacity is Cb, and the battery module B The charging device corresponding to is B. The capacity is calculated by an existing calculation method. For example, a constant current is passed through the battery module for a certain period, the internal impedance is measured from the voltage increase value, and the capacity of the
また、第二の例では、充電中に、各組の電池モジュール11の電圧値をモジュール電圧検出器43により検出する。そして、劣化の最も小さな組の電池モジュール11の電圧値に他の組の電池モジュール11の電圧値が一致するように、劣化の最も小さな組の電池モジュール11の充電電流値を基準にして、他の組の電池モジュール11の充電電流値を、劣化状態に応じて決定する。その充電電流値を、各組のモジュールコントローラ45を介して、対応する充電装置2の電源コントローラ23に出力する。そして、その電源コントローラ23が直流電流電源21に、決定した充電電流値を流すように制御信号を出力する。モジュール電圧検出器43から検出された電圧値が満充電電圧値に達すると、そのことを取り込んだ各組のモジュールコントローラ45が充電停止信号を対応する充電装置2の電源コントローラ23に出力し、同時に充電を終了する。
In the second example, the voltage value of each set of
充電電流値の決定は例えば次のように行われる。第一の例と同様の前提事項の上で、例えば、電池モジュールAには充電装置Aが電流値Iaで連続して充電し、電池モジュールAの電圧値がVa、電池モジュールBには充電装置Bが電流値Ibで連続して充電し、電池モジュールBの電圧値がVbとする。劣化の大きな電池モジュールは内部抵抗が大きいので、最大電流値Im=Ia=Ibで充電すると、Va<Vbとなるので、Va=VbとなるようにIbをIaよりも小さくして連続して充電すれば、電池モジュールBの劣化を従来よりも抑制することができる。そして、Vaが所定値になれば、双方の電池モジュールが満充電になっているので、充電を停止する。 The determination of the charging current value is performed as follows, for example. On the same premise as in the first example, for example, the battery module A is charged continuously by the charging device A at the current value Ia, the voltage value of the battery module A is Va, and the battery module B is charged by the charging device. B is continuously charged with the current value Ib, and the voltage value of the battery module B is Vb. Since the battery module with large deterioration has a large internal resistance, when charging with the maximum current value Im = Ia = Ib, Va <Vb is satisfied, so that Ib is made smaller than Ia and continuously charged so that Va = Vb. If it does so, deterioration of the battery module B can be suppressed rather than before. And if Va becomes a predetermined value, since both the battery modules are fully charged, charging is stopped.
本発明は上記例に限定されない。例えば、大型二次電池1が3つ以上の電池モジュール11を並列接続したものであっても良い。また、並列接続した電池モジュール11の数量と、充電装置2の数量は、必ずしも同じでなくとも良い。例えば、並列接続した電池モジュール11の数量が4つで、充電装置2の数量が2つのように、異なっていても良く、この場合、並列接続した4つの電池モジュール11を切り離して2組に分ける。
The present invention is not limited to the above examples. For example, the large secondary battery 1 may be one in which three or
1大型二次電池
2充電装置
3開閉部
4充電制御部
5負荷
6システム切断部
11電池モジュール
12セル
13セルグループ
21直流電流電源
22内部スイッチ
23電源コントローラ
41モジュール監視装置
42セル電圧検出器
43モジュール電圧検出器
44電流検出器
45モジュールコントローラ
1 large
Claims (4)
複数の充電装置(2)で大型二次電池(1)を充電するものとし、
少なくとも1つの電池モジュール(11)と他の電池モジュール(11)との並列接続を切り離して大型二次電池(1)を複数組に分けた上で、各組の電池モジュール(11)を異なる充電装置(2)で個別に充電し、
各組の電池モジュール(11)について劣化状態を判定すると共に容量を算出し、劣化の小さい組の電池モジュール(11)の充電時間をその容量と充電電流値から算出し、算出した充電時間に他の組の電池モジュール(11)の充電時間を一致させるように、他の組の電池モジュール(11)の充電電流値を、その容量と充電時間から決定して充電することを特徴とする大型二次電池の充電方法。 In the charging method of a large-sized secondary battery in which a large-sized secondary battery (1) in which a plurality of battery modules (11) composed of a large number of cells (12) are connected in parallel is charged by a charging device (2).
The large secondary battery (1) shall be charged with a plurality of charging devices (2),
The parallel connection between at least one battery module (11) and another battery module (11) is disconnected to divide the large secondary battery (1) into a plurality of sets, and each set of battery modules (11) is charged differently. Charge individually with device (2) ,
The battery module (11) of each set is judged to be deteriorated and the capacity is calculated. The charging time of the battery module (11) of the set with low deterioration is calculated from the capacity and the charging current value. In order to match the charging times of the battery modules (11) of the other group, the charging current value of the other battery module (11) is determined from the capacity and the charging time and charged. How to charge the next battery.
複数の充電装置(2)で大型二次電池(1)を充電するものとし、
少なくとも1つの電池モジュール(11)と他の電池モジュール(11)との並列接続を切り離して大型二次電池(1)を複数組に分けた上で、各組の電池モジュール(11)を異なる充電装置(2)で個別に充電し、
各組の電池モジュール(11)について劣化状態を判定し、劣化の小さい組の電池モジュール(11)の充電時間と電圧値に他の組の電池モジュール(11)の充電時間と電圧値を一致させるように、劣化の小さい組の電池モジュール(11)の充電電流値を基準にして、他の組の電池モジュール(11)の充電電流値を決定して充電することを特徴とする大型二次電池の充電方法。 In the charging method of a large-sized secondary battery in which a large-sized secondary battery (1) in which a plurality of battery modules (11) composed of a large number of cells (12) are connected in parallel is charged by a charging device (2).
The large secondary battery (1) shall be charged with a plurality of charging devices (2),
The parallel connection between at least one battery module (11) and another battery module (11) is disconnected to divide the large secondary battery (1) into a plurality of sets, and each set of battery modules (11) is charged differently. Charge individually with device (2) ,
The deterioration state is determined for each group of battery modules (11), and the charging time and voltage value of the other battery module (11) are made to coincide with the charging time and voltage value of the battery module (11) with less deterioration. As described above, the large secondary battery is characterized in that the charging current value of the other battery module (11) is determined and charged with reference to the charging current value of the battery module (11) of the set with less deterioration. Charging method.
少なくとも1つの電池モジュール(11)と他の電池モジュール(11)との並列接続を切り離して大型二次電池(1)を複数組に分ける開閉部(3)と、
開閉部(3)を境にして一方の組と他方の組に組分けされた電池モジュール(11)を別々に充電可能な複数の充電装置(2)と、
開閉部(3)を開閉すると共に、セル(12)の劣化状態から各組の電池モジュール(11)について劣化状態を判定し、各組の電池モジュール(11)の充電条件を決定する充電制御部(4)とを含み、
充電制御部(4)は、各組の電池モジュール(11)について劣化状態を判定すると共に容量を算出し、劣化の小さい組の電池モジュール(11)の充電時間をその容量と充電電流値から算出し、算出した充電時間に他の組の電池モジュール(11)の充電時間を一致させるように、他の組の電池モジュール(11)の充電電流値を、その容量と充電時間から決定して充電することを特徴とする大型二次電池の充電システム。 A large secondary battery (1) in which a plurality of battery modules (11) composed of a large number of cells (12) are connected in parallel;
An opening / closing part (3) for separating parallel connection between at least one battery module (11) and another battery module (11) to divide the large secondary battery (1) into a plurality of sets;
A plurality of charging devices (2) capable of separately charging the battery modules (11) grouped into one set and the other set with the opening / closing part (3) as a boundary;
A charge control unit that opens and closes the opening / closing unit (3), determines the deterioration state of each battery module (11) from the deterioration state of the cell (12), and determines the charging condition of each battery module (11). (4) and only contains,
The charge control unit (4) determines the deterioration state and calculates the capacity of each battery module (11) of each set, and calculates the charging time of the battery module (11) of the lower deterioration set from the capacity and the charging current value. The charging current value of the other battery module (11) is determined from the capacity and the charging time so that the charging time of the other battery module (11) matches the calculated charging time. A charging system for a large-sized secondary battery.
少なくとも1つの電池モジュール(11)と他の電池モジュール(11)との並列接続を切り離して大型二次電池(1)を複数組に分ける開閉部(3)と、
開閉部(3)を境にして一方の組と他方の組に組分けされた電池モジュール(11)を別々に充電可能な複数の充電装置(2)と、
開閉部(3)を開閉すると共に、セル(12)の劣化状態から各組の電池モジュール(11)について劣化状態を判定し、各組の電池モジュール(11)の充電条件を決定する充電制御部(4)とを含み、
充電制御部(4)は、各組の電池モジュール(11)について劣化状態を判定し、劣化の小さい組の電池モジュール(11)の充電時間と電圧値に他の組の電池モジュール(11)の充電時間と電圧値を一致させるように、劣化の小さい組の電池モジュール(11)の充電電流値を基準にして、他の組の電池モジュール(11)の充電電流値を決定して充電することを特徴とする大型二次電池の充電システム。 A large secondary battery (1) in which a plurality of battery modules (11) composed of a large number of cells (12) are connected in parallel;
An opening / closing part (3) for separating parallel connection between at least one battery module (11) and another battery module (11) to divide the large secondary battery (1) into a plurality of sets;
A plurality of charging devices (2) capable of separately charging the battery modules (11) grouped into one set and the other set with the opening / closing part (3) as a boundary;
A charge control unit that opens and closes the opening / closing unit (3), determines the deterioration state of each battery module (11) from the deterioration state of the cell (12), and determines the charging condition of each battery module (11). (4) and only contains,
The charging control unit (4) determines the deterioration state of each set of battery modules (11), and determines the charging time and voltage value of the battery modules (11) of the set with less deterioration of the other sets of battery modules (11). Based on the charging current value of the battery module (11) with a small deterioration so as to match the charging time with the voltage value, the charging current value of the other battery module (11) is determined and charged. A large-sized secondary battery charging system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009219365A JP5478174B2 (en) | 2009-09-24 | 2009-09-24 | Charging method and system for large secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009219365A JP5478174B2 (en) | 2009-09-24 | 2009-09-24 | Charging method and system for large secondary battery |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011072084A JP2011072084A (en) | 2011-04-07 |
JP5478174B2 true JP5478174B2 (en) | 2014-04-23 |
Family
ID=44016808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009219365A Expired - Fee Related JP5478174B2 (en) | 2009-09-24 | 2009-09-24 | Charging method and system for large secondary battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5478174B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11390177B2 (en) | 2018-10-22 | 2022-07-19 | Hyundai Motor Company | Vehicle and method for controlling the same |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5714975B2 (en) * | 2011-05-12 | 2015-05-07 | Fdk株式会社 | Charger |
JP5955714B2 (en) * | 2012-09-18 | 2016-07-20 | 株式会社東芝 | Battery pack and electric vehicle |
JP6100055B2 (en) * | 2013-03-27 | 2017-03-22 | 株式会社東芝 | Charge / discharge device and charge / discharge method for power storage system |
JP6140557B2 (en) * | 2013-07-12 | 2017-05-31 | 株式会社マキタ | Charger |
EP4106074A4 (en) * | 2020-02-12 | 2024-03-27 | Furukawa Electric Co Ltd | Degradation determination device for storage battery system, degradation determination method for storage battery system, storage battery system, and storage battery monitoring device |
CN113829931B (en) * | 2020-06-24 | 2023-07-11 | 比亚迪股份有限公司 | Train charging control method and device and train |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3137922B2 (en) * | 1997-04-04 | 2001-02-26 | 株式会社システムファイブ | Charging device |
JP4042260B2 (en) * | 1999-06-18 | 2008-02-06 | 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション | Battery pack and charging method thereof |
JP2002034874A (en) * | 2000-07-27 | 2002-02-05 | Sanyo Electric Co Ltd | Charging type electric vacuum cleaner |
JP2005151740A (en) * | 2003-11-18 | 2005-06-09 | Sanyo Electric Co Ltd | Charger |
JP4542536B2 (en) * | 2006-11-06 | 2010-09-15 | 株式会社日立製作所 | Power control device |
JP2008125280A (en) * | 2006-11-14 | 2008-05-29 | Seiko Epson Corp | Charger, information processing terminal, and information processing system |
JP4943296B2 (en) * | 2007-10-30 | 2012-05-30 | ソニー株式会社 | Battery pack, secondary battery charging method, and charging device |
-
2009
- 2009-09-24 JP JP2009219365A patent/JP5478174B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11390177B2 (en) | 2018-10-22 | 2022-07-19 | Hyundai Motor Company | Vehicle and method for controlling the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011072084A (en) | 2011-04-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5478174B2 (en) | Charging method and system for large secondary battery | |
US8653792B2 (en) | Power storage system including a plurality of battery modules and on/off devices or voltage converters | |
US10608444B2 (en) | Power supply system | |
CN110281810B (en) | DC charging of smart batteries | |
US8471529B2 (en) | Battery fault tolerant architecture for cell failure modes parallel bypass circuit | |
US11695165B2 (en) | Battery system | |
US9520613B2 (en) | Battery control with block selection | |
JP5498742B2 (en) | Cell balancing system using transformer | |
US9525289B2 (en) | Battery control system and battery pack | |
CN104094494B (en) | Accumulating system in parallel and control method thereof | |
US8581557B2 (en) | Direct-current power source apparatus | |
CN102035010B (en) | Battery unit equalizing circuit and method | |
US8564247B2 (en) | Cell management system | |
JP5562433B2 (en) | Electric storage device discharge device | |
JP5971626B2 (en) | Battery system | |
US20120091964A1 (en) | Battery fault tolerant architecture for cell failure modes series bypass circuit | |
JP2014511095A (en) | Rechargeable battery system and method of operating the same | |
JP2014086296A (en) | Power storage system | |
WO2017092521A1 (en) | Circuit for performing voltage balance control on battery pack and battery management device | |
JP2008079364A (en) | Charging/discharging device | |
JP2014103831A (en) | Device, method, and program for controlling power storage system, and power storage system with the same | |
JP5644691B2 (en) | Cell balance control device and cell balance control method | |
KR101601714B1 (en) | Apparatus and method for battery cell balancing | |
WO2012171197A1 (en) | Apparatus and method for equalizing controlling lithium battery | |
Hoque et al. | Voltage equalization for series connected lithium-ion battery cells |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20120730 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120801 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20120730 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130910 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131101 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140114 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140210 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5478174 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |