JP5924346B2 - 蓄電池状態監視システム - Google Patents

蓄電池状態監視システム Download PDF

Info

Publication number
JP5924346B2
JP5924346B2 JP2013542905A JP2013542905A JP5924346B2 JP 5924346 B2 JP5924346 B2 JP 5924346B2 JP 2013542905 A JP2013542905 A JP 2013542905A JP 2013542905 A JP2013542905 A JP 2013542905A JP 5924346 B2 JP5924346 B2 JP 5924346B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
storage battery
state
unit
voltage
monitoring system
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
JP2013542905A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2013069423A1 (ja
Inventor
一郎 向谷
一郎 向谷
俊 小布施
俊 小布施
光益 加納
光益 加納
真也 水杉
真也 水杉
康博 柴田
康博 柴田
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.)
Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Showa Denko Materials Co Ltd
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 Hitachi Chemical Co Ltd, Showa Denko Materials Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
Publication of JPWO2013069423A1 publication Critical patent/JPWO2013069423A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5924346B2 publication Critical patent/JP5924346B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3842Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/389Measuring internal impedance, internal conductance or related variables
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/371Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] with remote indication, e.g. on external chargers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

本発明は、蓄電池の状態を監視する技術に関し、特に、自然エネルギーによる発電設備と組み合わせた大規模な電源システムにおいて用いられる蓄電池について状態を監視・推定する蓄電池状態監視システムに適用して有効な技術に関するものである。
近年、自立型電源として、また、その電力平準化の仕組みとして、例えば、太陽電池や風力発電等の自然エネルギーを用いた発電機、もしくは充電器と、蓄電池およびこれらに対する制御システムとを組み合わせて構成される電源システムが使用されている。これらの電源システムは、単独で独立した電源として使用される場合に加え、いわゆる系統連携のように、通常の商用電源と電気の出し入れをしながら運用される場合もある。特に近年は、いわゆるスマートグリッドのように、系統電力の使用状況を勘案し、発電した電気を系統へ逆潮流したり、系統の負荷が下がり、蓄電池の容量が下がっている場合は、系統の余剰電力を蓄電池に貯蔵したりして、全体としてのエネルギー供給の効率化を図るものが多い。
しかしながら、自然エネルギーの場合は、日照や風況などの自然現象が対象となるため、人間が完全にコントロールすることはできない。例えば、太陽光発電の場合は、日照量の多い昼間は太陽電池で発電された電力を負荷に供給するとともに余剰電力を蓄電池に充電し、日照量の少ない昼間もしくは夜間は蓄電池からの放電により負荷に必要な電力を供給する。
しかし、例えば太陽電池の場合、昼間の日照量が多く蓄電池に余剰電力が供給され続けると、蓄電池が過充電状態になる場合が生じ、蓄電池の劣化が進行してしまう。逆に日照量が少ない場合は、蓄電池から負荷に対して電力を供給し続けるため蓄電池が過放電状態になる場合が生じ、同様に蓄電池の劣化が進行してしまう。また、風力発電の場合、日照量による影響を直接は受けないというメリットはあるが、一定の風速が維持されるようにすることは難しく、風速や風量、風向きが逐次変わるという特性を有する。
従って、電源システム、発電設備を安定的に運用するためには、前者の太陽電池の場合は大容量の蓄電池、後者の風力発電の場合は電気二重層が大きなコンデンサ・蓄電池が必要とされ、また、電力系統と安定的に連携するためにも蓄電池が必要となり、蓄電池のPSOC(Partial State Of Charge)と呼ばれる部分充電状態を所定の範囲でコントロールする必要がある。
このため、蓄電池については常に通常の充電、放電ができる容量で使用することが望ましい。これに対して、例えば、特開2010−63359号公報(特許文献1)には、太陽電池と、鉛蓄電池と、太陽電池の出力により鉛蓄電池を充電する充電制御装置と、光センサとからなる電源システムが記載されている。この充電制御装置は、充電時の蓄電池電圧が第1の設定電圧まで上昇すると充電回路を開放し、蓄電池電圧が第1の設定電圧よりも低い第2の設定電圧まで低下すると再度充電回路を閉じて充電を行う機能を備える。また、鉛蓄電池の充電電流が設定電流以下の場合は第1の設定電圧以上に蓄電池電圧が上昇しても充電回路を開放しないで充電を継続するようにし、光センサが計測する照度が設定値以下になると、鉛蓄電池から負荷に電力が供給されるようにすることで、蓄電池の充電不足や過充電に起因する蓄電池容量の低下を抑制する。
また、例えば、特開2008−97941号公報(特許文献2)には、蓄電池の充電を行う充電管理システムにおいて、蓄電池の放電容量を取得する放電容量取得部と、放電容量取得部により取得された放電容量に応じた充電容量で、蓄電池の充電を行う充電部と、を含み、充放電電流を積算していくことで、充電時点までの放電容量に応じた充電容量での充電を行う技術が記載されている。
また、例えば、特開2012−37464号公報(特許文献3)には、風力発電を含む大規模用途にも利用可能な鉛蓄電池及び鉛蓄電池システムにおいて、電池状態測定部と、SOC(State Of Charge:充電状態)モデルと、電池状態測定部によって測定した情報とSOCモデル情報からSOCを推定するSOC推定部と、鉛蓄電池のSOCの推移状況を記録するSOC推移DBと、推定されたSOCの値をSOC推移DBに記録しSOCの推移状況を調べるSOC推移履歴管理部と、鉛蓄電池の劣化モデルと、SOC推移履歴管理部からのSOC推移状況および劣化モデルの情報をもとに最適な鉛蓄電池の実施方式を計画する均等充電最適計画部と、SOC推移情報・均等充電情報出力部と、均等充電最適計画部により決められた計画に従って鉛蓄電池の均等充電を実施する均等充電制御部を設けることで、鉛蓄電池の均等充電の実施間隔を、鉛蓄電池の使用状況(SOCの推移)に応じて変えることにより鉛蓄電池を長寿命化し、SOCの把握のためのみの均等充電を減らし、コスト的にも優位とする技術が記載されている。
特開2010−63359号公報 特開2008−97941号公報 特開2012−37464号公報
上述したように、太陽電池と蓄電池とを組み合わせて併用する電源システムは、常に通常の充電、放電ができる電池状態である必要があり、PSOCと呼ばれる部分充電状態(例えば、SOCが40%〜80%)の容量での使用が望ましい。
しかしながら、このような制御を例えば特許文献1に記載されたような技術を用いて実現するにしても、蓄電池の正確な容量を推定するのは困難なため、実際はSOCの閾値に安全を多くとった状態で蓄電池の使用容量範囲を制限している。この状態では蓄電池容量を有効に活用できておらず、システムを効率的に運用できていないといえる。
一方、蓄電池の容量を推定するのに、例えば特許文献2に記載されたような技術を用いて充放電電流の積算により推定する場合、電流センサー(シャント)の精度の影響等により積算時間が長くなればなるほど誤差が大きくなる。従って、容量の推定値が実際の蓄電池容量から大きく乖離する場合が生じ、蓄電池が過放電もしくは過充電となる危険性が高まる。
蓄電池容量の推定の他に、蓄電池の劣化を検知することも重要である。蓄電池の劣化は充放電特性に大きく影響し、電源システムの稼働効率低下に繋がるだけでなく、必要な電力量を供給することができなくなる可能性もあり、電源を含むシステム全体に悪影響をもたらし得る。
また、例えば特許文献3に記載されたような技術では、風力発電を含む大規模用途においても蓄電池のSOCを把握して均等に充電されるように制御することが可能であるが、商用電源と系統連携する100kVAを超えるような大型の電源システムでは、信頼性の観点より、従来ハーネス方式の監視装置が使用されてきた。しかしながら、この方式では、蓄電池のシャーシが接地されているため、別電源で動作する測定・記録装置の線が架台に触れると絶縁破壊により短絡・発煙・発火などのトラブルが生じ得るため、個別にヒューズを入れる必要があるなどの問題があった。また、例えば、消防設備で定義される蓄電池設備のように、4800VAhを超えるような大規模なシステムの場合は、蓄電池の直列数が多くなるため、蓄電池間の電圧のバラツキがシステムの運用を不安定にする場合があるという問題もあった。
そこで本発明の目的は、自然エネルギーを利用して発電された電力により充電され、常に機器に接続された状態の複数の蓄電池を有する大規模な電源システムにおいて、蓄電池間の電圧のバラツキを抑制しつつ、各蓄電池の状態や寿命を高い精度で効率的に推定することができる蓄電池状態監視システムを提供することにある。また、本発明の他の目的は、各蓄電池が所定の部分充電状態で動作するよう制御することができる蓄電池状態監視システムを提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
本発明の代表的な実施の形態による蓄電池状態監視システムは、複数の蓄電池が直列に接続された組電池と自然エネルギーによる発電設備とを備えた機器に対して、前記各蓄電池の状態を監視する蓄電池状態監視システムであって、以下の特徴を有するものである。
すなわち、蓄電池状態監視システムは、前記各蓄電池の電流を検出する電流検出部と、前記各蓄電池における温度、電圧、および少なくとも2種類以上の周波数における内部抵抗を測定する状態測定部と、前記各蓄電池に対応する前記状態測定部から測定データを取得するとともに、前記制御部および前記状態測定部に対して動作に係る指令を出す上位監視部とを有し、前記上位監視部は、前記状態測定部が測定した温度、電圧、内部抵抗、および前記各蓄電池の充放電時における前記電流検出部が検出した電流の値の変化分と前記状態測定部が測定した電圧の値の変化分との比から得た前記各蓄電池の直流抵抗のうち、少なくとも1つ以上の値に基づいて前記各蓄電池の劣化を推定する。
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
本発明の代表的な実施の形態によれば、自然エネルギーを利用して発電された電力により充電され、常に機器に接続された状態の複数の蓄電池を有する大規模な電源システムにおいて、蓄電池間の電圧のバラツキを抑制しつつ、各蓄電池の状態や寿命を高い精度で効率的に推定する蓄電池状態監視システムを実現することが可能となる。また、本発明の代表的な実施の形態によれば、各蓄電池を所定の部分充電状態で動作するよう制御することが可能となり、各蓄電池が過放電もしくは過充電となることを防ぐことが可能となる。
本発明の一実施の形態である蓄電池状態監視システムの構成例について概要を示した図である。 本発明の一実施の形態における上位監視装置の構成例について概要を示した図である。 本発明の一実施の形態における状態測定装置(子機)の構成例について概要を示した図である。 本発明の一実施の形態における状態測定装置(子機)の電圧および温度の測定タイミングの制御処理の例について概要を示したフローチャートである。 本発明の一実施の形態における上位監視装置による蓄電池の充放電の制御処理の例について概要を示したフローチャートである。 本発明の一実施の形態における状態測定装置(子機)の内部抵抗の測定タイミングの制御処理の例について概要を示したフローチャートである。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下においては、本発明の特徴を分かり易くするために、従来の技術と比較して説明する。
<概要>
上述したように、自然エネルギーを利用した自立型電源や、電力平準化の仕組みとして、太陽電池や風力発電等の発電機と蓄電池を組み合わせて構成される電源システムが使用されている。このような電源システムでは、自然エネルギーにより発電された電力を負荷に供給するが、自然環境の変化により発電量が変化し、負荷への電力供給に過不足が生じ得る。そこで、蓄電池を利用して発電量や負荷の変動を吸収するとともに、商用の電力系統と相互に供給・逆潮流を行なって、電力供給の安定化と効率化を図る。
ここで、例えば、日照量が多いもしくは強風の場合に、蓄電池に余剰電力が供給され続けると、蓄電池は過充電状態となり、蓄電池の劣化が進行してしまう。逆に、日照量が少ないもしくは風が弱い場合は、蓄電池から負荷へと電力が供給され続けるため、蓄電池は過放電状態となり、同様に蓄電池の劣化が進行してしまう。このような状況を防止し、さらには電力系統の安定化を図るためにも、商用の電力系統と相互に供給・逆潮流を行なって、電力系統と蓄電池を含む電力システムが協調運転することが行われる。この協調運転を効果的に行うために、蓄電池の状態を適切に把握しておくことは重要である。
この蓄電池は、動作しない状態でも経年劣化し、また、一般的に周囲の温度が高いほど劣化が進むことが知られている。従って、例えば一般的に、UPS(Uninterruptible Power Supply:無停電電源装置)などの蓄電池を搭載した機器では、通常、動作(放電)時に蓄電池が寿命や故障等で正常に動作しないということが生じるのを回避するため、蓄電池の状態を監視している。また、周囲の温度や使用年数といった劣化に伴う寿命の時期を予測して、蓄電池が現に異常な状態である場合はもちろん、正常な状態であっても予測した寿命の時期が到来する前に新品の蓄電池と交換する方法がとられてきた。
しかしながら、温度と劣化の程度との関係のみに基づく単純な寿命の予測では、予測された寿命の精度はあまり高くないため、安全を考慮した結果、蓄電池の交換時期が実際の寿命よりも相当早い時期になって最後まで有効に使い切れていない場合もあり、経済的にも有効利用の観点からも非効率な状態となっている。また、上述したように、太陽電池等と組み合わせた電源システムにおいて、所定のPSOC(部分充電状態)の容量で使用するためにSOC(充電状態)の閾値を設ける場合にも、安全を多くとった状態で使用容量範囲を制限する必要が生じる。
蓄電池の状態や寿命を推定する際には、温度以外の各種パラメータを複数用いた方がより正確に推定することが可能である。ここで、例えば蓄電池の内部抵抗を測定する場合、簡易な手法としては、例えば市販されている携帯型の測定器を用いることが考えられる。しかしながら、携帯型の測定器では、電源システム等からのノイズの影響を受けるため測定精度に問題があったり、公園の電灯や時計などの屋外機器に用いられる場合には、現地で人手により個別に測定する必要があるため非効率であったりなど、実際の利用は困難である。
そこで、複数の電源システムに搭載された蓄電池について、温度以外の複数のパラメータを測定することによりその状態等を監視するとともに、結果を一元的に保持して集中的に監視するような装置やシステムが要望される。既存の装置やシステムでは、温度や電圧に加えて内部抵抗を測定しているが、より正確な寿命の推定を行うためには、例えば充放電時のデータなど、測定パラメータをより増やすことが求められる。
また、例えば、内部抵抗については、既存の装置やシステムにおけるような単一の周波数ではなく、複数の周波数で測定したほうが、蓄電池の様々な劣化モードに対応してより正確な寿命の推定が可能である。ここで、個々の蓄電池に対して測定周波数を可変として複数周波数で内部抵抗を測定する装置はあるものの、携帯型の測定器と同様、屋外機器の複数の蓄電池を対象とする測定は実際上困難である。多数の蓄電池の状態を並行的に監視するためには、少なくとも各パラメータの測定やデータの記録に係る処理はある程度自動化する必要がある。
そこで本発明の一実施の形態である蓄電池状態監視システムは、太陽電池など自然エネルギーを利用して発電された電力により充電され、常に機器に接続された複数の蓄電池について、蓄電池の各種パラメータを自動で測定もしくは取得する。これにより、各蓄電池の状態や寿命を高い精度で効率的に推定し、蓄電池が所定の部分充電状態で適切に動作するよう制御することを可能とする。
本実施の形態では、各蓄電池には、各種パラメータについて測定を行いデータを取得して保持する測定装置がそれぞれ設置され、当該測定装置で測定されたデータは、要求に応じて監視装置に無線通信により送信される。監視装置では、各測定装置から収集した測定データに基づいて蓄電池の状態や寿命を推定する処理を一元的に行い、例えば、交換が必要な蓄電池がある場合には関連する情報等とともにその旨をユーザに通知するなどのインタフェースを有する。
上述したように、一般的に、電源系統との系統連携を行うような電源システムは、100kVAを超えるような大規模のシステムとなるため、従来は、信頼性の観点より、監視装置と測定装置との間の接続にはハーネス方式がとられていた。しかしながら、この方式では、蓄電池のシャーシが接地されているため、別電源で動作する測定装置の線が架台に触れると絶縁破壊により短絡・発煙・発火などのトラブルが生じ得るため、個別にヒューズを入れる必要があるなどの問題があった。また、無線方式をとるにしても、使用できる測定装置等の数に制限があり、大規模システムに適用することは困難であった。
そこで、本実施の形態では、監視装置が多数の測定装置と通信セッションを持つことによる通信負荷の低減や、無線通信の利用による測定装置の設置の容易性・柔軟性等を考慮して、監視装置と測定装置との間に、通信負荷分散および/または通信プロトコル変換を行うための中継装置を有する階層構成をとる。これにより、大規模システムにおいても監視装置と各測定装置との間の通信を無線方式とすることを可能とする。
本実施の形態の蓄電池状態監視システムでは、蓄電池の劣化の判定を行う際に、蓄電池の温度に基づく判定に加えて、電圧、内部抵抗(主に交流インピーダンスであり、電池のリアクタンスも測定時に含まれるが、以下では総称して「内部抵抗」と記載する)、放電・充電の際の直流抵抗という複数のパラメータに基づいて多面的に劣化を判定する。例えば、温度や電圧については、突発的な障害等によるものも含む異常値管理として、一定間隔(例えば5分)で取得した蓄電池の温度や電圧の値が、所定の閾値を超えた場合に異常な状態であると判定する。具体的には、例えば、蓄電池の温度が室温+10℃を超えた場合には軽度の異常と判定し、室温+20℃を超えた場合には直ちに交換が必要な状態であると判定する。また、温度と寿命との相関関係を示すテーブルや式から寿命の時期を判定するようにしてもよい。
また、内部抵抗については、通常時の傾向管理として、例えば、1日1回などの定期的なタイミングや、ユーザからの指示を受けたタイミングで測定し、内部抵抗値の初期値(例えば蓄電池の設置時に最初に測定した値)からの変化率により蓄電池の劣化を推定する。例えば、内部抵抗値が初期値から20%以上増加した場合には軽度の劣化と判定し、初期値から50%以上増加した場合には速やかに(例えば1年以内に)交換が必要と判定し、初期値から100%以上増加した場合には直ちに交換が必要と判定する。蓄電池の種類等によって内部抵抗の絶対値が異なることから、このように相対値による判定を行う。
なお、本実施の形態では、蓄電池の様々な劣化モードに対応してより正確な寿命の推定が行えるよう、複数の周波数により内部抵抗を測定し、各周波数での内部抵抗毎に上記のような初期値との相対値による判定を行うものとする。従来の内部抵抗の測定機器では、一般的に1kHz程度の周波数が用いられており、蓄電池が徐々に劣化する状況については当該周波数で測定した内部抵抗によりある程度判断可能であることが知られている。また、当該周波数については従来広く用いられてきた経緯からリファレンスとなるデータの蓄積も多いため、本実施の形態においても1種類は1kHz程度(例えば350Hz以上2000Hz未満)の周波数を用いるものとする。
一方で、1kHz程度の周波数では、電極反応などの発電要素に係る情報を得るためには周波数が高く、蓄電池の寿命を判定することが可能な程度の情報しか得ることができない。従って、より詳細な情報を得るためには、さらに直流や直流に近い低周波での内部抵抗についても測定するのが望ましい。本実施の形態では、直流抵抗成分については、蓄電池が放電もしくは充電している際に各蓄電池に設置した測定装置からの逐次測定された電圧値と電流値(交流での内部抵抗測定時のものと比べて大きい)とから、放電中の電流値と電圧値についてのそれぞれの変化分(傾き)の比の計算により取得するものとする。これについて上記と同様に初期値と比較することにより、蓄電池の劣化をより正確に判定することができる。
しかしながら、例えば上記のような太陽電池と組み合わせた電源システムでは、日照量が多い昼間など蓄電池が放電・充電を行わない時間帯も多いことから、上記のように直流抵抗を測定できるタイミングは限られる。従って、待機時(蓄電池が放電・充電をしていない状態)は低周波での内部抵抗についても測定するものとする。例えば、実際上支障なく装置を構成することができ、かつ商用電源と干渉しない(50Hzもしくは60Hzの整数倍ではない)100Hz未満程度の周波数を用いる。劣化判定の精度をより向上させるためには、さらに異なる複数の周波数により内部抵抗を測定するのが望ましい。
従って、本実施の形態では、後述するように、内部抵抗の測定周波数は、少なくとも1kHz程度(例えば350Hz以上2000Hz未満)の高周波と100Hz未満(商用電源と干渉しない周波数)の低周波を含み、さらにこれらと異なる周波数として、中間(例えば100Hz以上350Hz未満)の周波数を加えた3種類の周波数により内部抵抗を測定するものとする。
上記をより一般的に記載すると、例えば、200Hz未満の低周波領域と、200Hz以上2000Hz未満の高周波領域から少なくともそれぞれ1つ以上選択した複数の周波数によって内部抵抗を測定することで劣化判定の精度を向上させることが可能である。さらに上記の周波数領域内で異なる他の周波数を加えて測定することで精度をより向上させることも可能である、ということができる。
このように、温度、電圧、内部抵抗、放電・充電の際の直流抵抗などを含む複数のパラメータのうちの1つ以上に基づいて多面的に劣化を判定することで、蓄電池の状態や寿命を高い精度で推定することが可能となる。
<システム構成>
図1は、本発明の一実施の形態である蓄電池状態監視システムの構成例について概要を示した図である。蓄電池状態監視システム1は、例えば電源装置40などの、直列に接続された複数の蓄電池41からなる組電池を備える機器において、各蓄電池41について各種パラメータを自動で測定もしくは取得することで、各蓄電池41の状態や寿命を推定するシステムである。この蓄電池状態監視システム1は、1つ以上の電源装置40の各蓄電池41に対して1つずつ固定して設置され、当該蓄電池41についての各種パラメータを測定する状態測定装置30と、状態測定装置30で測定されたデータを収集して蓄電池41の状態や寿命を推定する処理を一元的に行う上位監視装置10とを有する。また、上位監視装置10と各状態測定装置30との間に、各状態測定装置30から送信された測定データを中継して上位監視装置10に送信するデータ中継装置20を有する。
すなわち、本実施の形態では、1つの上位監視装置10に対してM個のデータ中継装置20(以下では「親機」と記載する場合がある)が通信可能に接続され、各データ中継装置20にはN個の状態測定装置30(以下では「子機」と記載する場合がある)が通信可能に接続される3階層の階層構成を有する。なお、上位監視装置10と親機20との間はLAN(Local Area Network)等のネットワーク60を介した有線通信により接続され、親機20と子機30との間は無線通信により接続される。なお、有線/無線通信の規格やプロトコル等は特に限定されず、公知の技術を適宜利用することができる。
これにより、多数の蓄電池41を有する電源装置40等の機器において、外部への配線等を要さずに子機30を蓄電池41に対して設置することができ、設置の際の容易性、柔軟性を向上させて設置の効率化を可能とするとともに、結線間違いや配線の経年劣化等に基づく不具合のリスクを低減させることを可能とする。
なお、本実施の形態では、親機20は、少なくとも、子機30との間の無線通信と、上位監視装置10との間の有線通信との間で通信プロトコルの変換を行う機能を有するが、その他の機能を有していなくてもよい。このとき、親機20は、各子機30との無線通信を並行的に行ってもよいし、逐次的に行ってもよい。また、蓄電池状態監視システム1の規模等(例えば監視対象の蓄電池41の数等)によっては、親機20を有さず、子機30が直接上位監視装置10と通信する2階層の構成であってもよいし、子機30と親機20(もしくは上位監視装置10)との間の通信も、無線通信に限らず有線通信であってもよい。
各電源装置40には、電源装置40の動作を制御する制御・電源装置50が接続されている。制御・電源装置50は、例えば、電力制御装置(Power Conditioning System:PCS)や、無停電電源装置(UPS)もしくは直流電源装置などの電源装置などを含んで構成される制御装置であり、電源装置40を利用する装置やシステム等の負荷への電力を蓄電池41から供給するか、後述する発電設備70から供給するかを切り替える制御を行う。また、発電設備70からの余剰電力を電源装置40に供給して蓄電池41を充電したり、商用の電力系統80に逆潮流したりなどの制御を行う。
さらに、電源装置40内で直列に設置された蓄電池41を流れる電流値を検出することができる電流検出装置としての役割を有し、電源装置40(蓄電池41)の充放電の際に蓄電池41に流れる電流値を測定することができる。制御・電源装置50は、例えばネットワーク60に接続されており、上位監視装置10は、ネットワーク60を介して、制御・電源装置50から蓄電池41の電流値や充放電の有無、発電設備70の発電量に係る情報などを取得することができる。
なお、本実施の形態では、制御・電源装置50が各蓄電池41の電流値を検出し、上位監視装置10が制御・電源装置50から当該情報を取得可能な構成としているが、これに限らず、例えば、後述する子機30が、温度や電圧等の他のパラメータと同様に各蓄電池41の電流値を測定して上位監視装置10に送信する構成としてもよい。また、本実施の形態では、図1の例に示すように、複数の電源装置40(子機30)を一元的に監視可能なようにネットワーク60上に上位監視装置10を有する構成としているが、上位監視装置10の機能を各電源装置40に対応する制御・電源装置50に一体化させ、各制御・電源装置50が個別に電源装置40を監視する構成としてもよい。
発電設備70は、例えば、太陽光発電装置(太陽電池)や風力発電装置などの自然エネルギーを利用した発電装置からなり、人為的なエネルギーの供給なく自立的に発電することができる発電設備である。
図2は、上位監視装置10の構成例について概要を示した図である。上位監視装置10は、親機20を介して、各子機30から各蓄電池41について測定された各種パラメータの情報を収集し、収集したデータに基づいて各蓄電池41の状態や寿命を推定して、異常な状態や寿命の到来の有無を監視する。
上位監視装置10は、例えばPC(Personal Computer)やサーバ機器等の情報処理装置によって構成され、図示しないOS(Operating System)やDBMS(DataBase Management System)などのミドルウェア上で動作するソフトウェアプログラムとして実装されるインタフェース部11、監視制御部12、および劣化判定部13などの各部を有する。また、子機30から収集した測定データを蓄積するデータベースである測定履歴14と、蓄電池状態監視システム1の動作に係る各種の設定を保持するファイルやレジストリ等からなる設定情報15とを有する。
インタフェース部11は、ユーザが各種指示を入力するための画面、および蓄電池41の状態監視の結果を表示するための画面を、ユーザに対して提供するユーザインタフェースの機能を有する。図示しないWebサーバプログラムにより、ユーザのクライアント端末上のWebブラウザからアクセスして画面を表示する構成としてもよい。ユーザが入力する各種指示としては、例えば、設定情報15に設定される、上位監視装置10や子機30の動作条件の指定や、ユーザの要求に基づく子機30に対するデータの測定や収集の指示などがある。
監視制御部12は、設定情報15に登録された設定内容、もしくはインタフェース部11を介したユーザからの指示に従って、(親機20を介して)子機30に対して各種パラメータの測定に係る条件の指定や測定の実行を要求する。また、子機30に対して各種パラメータの測定データを送信するよう要求して測定データを収集し、測定履歴14に蓄電池41毎に記録して蓄積する機能を有する。
なお、ユーザからの指示による監視対象の蓄電池41が多数となる場合は、例えば、子機30に対して一斉にデータの測定指示を行うと、多数の子機30が一斉に蓄電池41に対して測定を行うことになる。子機30は、パラメータの測定の際に微小ながらも蓄電池41に対して通電するため、電圧降下が生じることから、多数の子機30が一斉に測定を行うと電源装置40に対して悪影響を及ぼすことも考えられる。また、子機30に対して一斉に測定データの送信要求を行うと、各子機30が一斉に測定データを親機20を介して上位監視装置10に送信する結果、これらの機器に大きな通信負荷がかかってしまうことも考えられる。
従って、本実施の形態では、ユーザが、子機30に対して各種パラメータの測定(特に内部抵抗の測定)や、測定データの送信などの指示を行う際に、子機30を適切な数(例えば全体の30%程度毎)にグルーピングして、各グループ間で、属する子機30による処理のタイミングが重複しないよう、自動または手動によりグループ毎に十分な時間差を設けて指示を行うものとする。
また、監視制御部12は、収集した測定データにおける電圧データに基づいて、蓄電池41が所定の部分充電状態で動作するよう、蓄電池41の放電と発電設備70からの充電について制御するため、電源装置40の制御・電源装置50に対して、例えば後述するような手順に従って指示を行う。
劣化判定部13は、設定情報15に登録された設定内容、もしくはインタフェース部11を介したユーザからの指示に従って、子機30から収集して測定履歴14に記録された温度、電圧、内部抵抗などの各種パラメータの測定値、および制御・電源装置50から取得した電源装置40での放電・充電時の電流値等に基づいて、上述したような手法により蓄電池41の劣化を多面的に判定することで状態や寿命を推定する。
本実施の形態では、後述するように、主に2つのタイミングで蓄電池41の劣化を推定する。1つ目は、一定の時間間隔(本実施の形態では5分などの短い間隔もしくは1日などの長い間隔)のタイミングで継続して測定した温度および電圧の取得データに基づいて、蓄電池41の突発的な障害等を含む異常や寿命を推定する。2つ目は、蓄電池41の電圧が所定の過充電防止電圧を上回っており、かつ充電電流が所定値を下回っている状態、すなわち、蓄電池41が劣化している可能性があると判断されるタイミングで、複数周波数にて測定した内部抵抗の測定値に基づいて、蓄電池41の複数の劣化モードでの劣化傾向を推定する。
さらに、蓄電池41が放電もしくは充電を行ったタイミングで、放電もしくは充電の際の電圧の測定データと、制御・電源装置50から取得した放電時もしくは充電時の直流電流の値とから算出した直流抵抗に基づいて蓄電池41の劣化傾向をより高い精度で推定するようにしてもよい。なお、内部抵抗や直流抵抗の初期値については、測定履歴14における対象の蓄電池41についての最初の測定データから得てもよいし、蓄電池41毎に別途記録しておくようにしてもよい。
蓄電池41の状態や劣化の推定の結果、寿命が到来している、もしくは寿命の到来が近いため、交換が必要であると判定された場合は、例えば、その旨をインタフェース部11を介して測定データや推定結果などの情報とともにユーザに通知する。
設定情報15には、蓄電池状態監視システム1の動作に係る設定内容として、例えば、子機30の温度や電圧の測定間隔(例えば5分毎や1日1回など)や、内部抵抗の測定間隔(例えば1日1回)などをユーザや管理者等により設定もしくは変更可能なようにしてもよい。また、子機30の動作モード(通常モードや省電力モード)の条件などを設定可能なようにしてもよい。
なお、子機30の動作に係る設定を上位監視装置10の設定情報15に保持し、監視制御部12から子機30に対して指定できるようにすることで、多数の子機30に対する個別の作業を不要として、上位監視装置10からの指令によって効率良く子機30の動作条件を指定・変更することが可能となる。
図3は、状態測定装置(子機)30の構成例について概要を示した図である。子機30は、蓄電池41の蓋部等に対して1つずつ固定して設置され、当該蓄電池41についての各種パラメータを測定して記録するとともに、親機20を介した上位監視装置10からの指示に応じて、親機20を介して測定データを上位監視装置10に送信する。蓄電池41に固定して設置することで、各種パラメータを測定するための端子やセンサ等との間の配線の接続を安定させ、測定データのバラつきを低減させることができる。
なお、通常は、1個の蓄電池41に対して子機30が1個設置される対応であるが、コストや蓄電池41の電圧などに応じて、直列に設置された複数個の蓄電池41に対してまとめて1個の子機により監視するようにしてもよい。例えば、本実施の形態のような大規模な電源システムでは、直列接続された3〜6個の蓄電池、もしくは6V/12Vのモノブロック、もしくは1シリーズユニットなどに対して1個の子機を設置して監視するよう構成することができる。これにより、子機周辺におけるハーネスを極力短くすることができ、絶縁破壊等の問題を回避することができる。
子機30は、CPU(Central Processing Unit)により実行されるソフトウェアプログラムや回路等として実装される測定制御部31、温度測定部32、電圧測定部33、内部抵抗測定部34、および正弦波発生部35の各部を有する。また、親機20との間で無線通信を行う通信部36と、不揮発性の半導体メモリ等からなる記憶装置である内部メモリ37を有する。また、温度測定部32から配線された温度センサ39が蓄電池41に配置されているとともに、電圧測定部33、内部抵抗測定部34、および正弦波発生部35から配線された端子が蓄電池41の正負の端子にそれぞれ接続されている。なお、子機30が動作するための電力は、蓄電池41から取得するものとする。そのため、子機30では、各部の動作が必要なタイミング以外ではスリープするなどして、不要な電力を消費しないようにする省電力モード等を設けるのが望ましい。
測定制御部31は、子機30における各種パラメータの測定処理や、測定データの記録、送信など、子機30における処理全体を制御する機能を有する。各測定部により、蓄電池41を(例えば5分毎や1日1回などの間隔で)常時監視して、測定されたデータを内部メモリ37の所定の領域に逐次記録する。このとき、古い測定データを上書きして領域をサイクリックに利用する。また、通信部36による無線通信により親機20と通信を行い、親機20を介した上位監視装置10からの指示に基づいて、親機20経由で上位監視装置10に対して測定データを送信する。なお、内部メモリ37に記録された測定データは、子機30に装着した半導体メモリ等からなる外部メモリ38に複写・移動等して取り出すことができる。また、外部メモリ38を内部メモリ37と同等の記憶領域として使用してもよい。
温度測定部32は、測定制御部31からの指示(例えば5分毎)に従って、温度センサ39により蓄電池41の温度を測定し、測定データを測定制御部31に出力する。また、電圧測定部33も同様に、測定制御部31からの指示(例えば5分毎)に従って、蓄電池41の端子間の電圧を測定し、測定データを測定制御部31に出力する。
内部抵抗測定部34は、測定制御部31からの指示をトリガとして、蓄電池41の端子間の内部抵抗を測定し、測定データを測定制御部31に出力する。ここでは、正弦波発生部35によって、上述したような複数の周波数の正弦波を発生させ、各周波数での電流(例えば3A以下)を蓄電池41に流す。このときの電流値と、端子間の電圧値との測定データに基づいて、各周波数での内部抵抗を算出する。
上述したように、例えば、200Hz未満の低周波領域と、200Hz以上2000Hz未満の高周波領域から少なくともそれぞれ1つ以上選択した複数の周波数によって内部抵抗を測定することで劣化判定の精度を向上させることができる。また、上記の周波数領域内でさらに異なる他の周波数を加えて測定することで精度をより向上させることができる。本実施の形態では、例えば、少なくとも1kHz程度(例えば350Hz以上2000Hz未満、好ましくは800Hz以上1200Hz未満)の高周波領域と100Hz未満(商用電源と干渉しない周波数)の低周波領域を含み、さらにこれらと異なる周波数として、中周波領域(例えば100Hz以上350Hz未満)の周波数を加えた3種類の周波数により内部抵抗を測定するものとする。
測定周波数による効果を確認するため、従来技術による内部抵抗の測定機器(単独の周波数により測定するもの)を用いた場合と、本実施の形態の状態測定装置30(内部抵抗測定部34が複数の周波数により測定するもの)を用いた場合とで、それぞれ実際に蓄電池の内部抵抗を測定して、その寿命の評価(電池容量の推定)を試みた実験結果の例を以下の表に示す。
表1では、内部抵抗の測定機器として従来品1〜3および開発品1、2を用いて、複数の異なる劣化状態の蓄電池についてそれぞれ内部抵抗を測定した上で電池容量の推定を行い、実際の容量との誤差と、測定に要した時間に基づいて測定精度を評価した結果を示している。
ここで、従来品1〜3は、従来技術による単独の周波数により内部抵抗を測定する測定機器であり、測定周波数がそれぞれ異なる領域(高周波領域(350Hz以上2000Hz未満)、中周波領域(100Hz以上350Hz未満)、低周波領域(100Hz未満))に属するものである。一方、開発品1、2は、本実施の形態の状態測定装置30であって、複数の周波数領域(開発品1は高周波領域(200Hz以上2000Hz未満)と低周波領域(200Hz未満)、開発品2は高周波領域(350Hz以上2000Hz未満)と中周波領域(100Hz以上350Hz未満)と低周波領域(100Hz未満))に属する測定周波数により内部抵抗を測定するものである。
当該実験では、使用する蓄電池として、
・電池A 蓄電池規格UP300−12(12V/100Ah/5HR)の新品
・電池B 電池Aと同等の電池に対して電解液を10%減じたもの
・電池C 電池Aと同等の電池に対して25℃トリクル寿命試験により5年相当経過させた状態のもの
・電池D 電池Aと同等の電池に対して25℃トリクル寿命試験により15年相当経過させた状態のもの
・電池E 電池Cと同等の電池に対して電解液減少分を補液したもの
・電池F 電池Dと同等の電池に対して電解液減少分を補液したもの
の6種類の蓄電池(電池A〜F)を作成した。
表では、上記各蓄電池について、5HR容量および1CA容量を元に、それぞれの状況として、実容量と、従来品1〜3および開発品1、2による内部抵抗の測定値に基づいて得られた容量の推定値について、それぞれ、満充電状態との相対比(%)により示している。
各電池の放電容量の実測値(実容量)については、JIS8704−02に基づいて満充電状態の蓄電池を準備し、これに基づくものとしている。ここで、蓄電池の満充電状態とは、13.38V/10Aの制限電流にて48時間以上充電した状態のことを指す。5HR容量の実測値(実容量)については、充電終了後、開路状態にて25±2℃の雰囲気中で24時間放置し、その後、25±2℃にて放電電流値20Aで放電し、終止電圧10.5Vに到達するまでの放電持続時間から放電容量を求めた。また、1CA容量の実測値(実容量)については、上記の5HRの場合と同様に、満充電後25±2℃の雰囲気中で24時間放置した電池について、放電電流値100Aで放電し、終止電圧9.6Vに到達するまでの放電持続時間から放電容量を求めた。得られた各蓄電池の放電容量の実測値について、それぞれ、新品状態の放電容量に対する相対比を算出している。
また、内部抵抗の測定値に基づく容量の推定に際しては、実験結果の蓄積に基づく知見として従来から得られている内部抵抗と放電容量(もしくは放電持続時間)との関係についての実験式を用いている。具体的には、内部抵抗の測定値と放電容量との関係は一次関数で表されるため、例えば、従来品1〜3(単独の周波数により測定するもの)については、放電容量は、内部抵抗の測定値と初期値とに基づいて、
放電容量=放電容量の初期値×
(1−(内部抵抗の測定値−内部抵抗の初期値)/内部抵抗の初期値)
の式により表される。従って、新品状態の放電容量(放電容量の初期値)に対する相対比は、
相対比=1−(内部抵抗の測定値−内部抵抗の初期値)/内部抵抗の初期値
の式により算出することができる。
なお、開発品1、2のように複数の測定周波数により内部抵抗を測定する場合は、例えば、測定された2種類もしくは3種類の内部抵抗の値に対して所定の重み付けをした加重平均値を用いて上記の式に適用するものとする。例えば、低率放電での測定の場合は、高周波領域の周波数で測定した内部抵抗値に対して、中周波領域の周波数で測定した内部抵抗に比して大きい重み付け値を設定する。また、高率放電での測定の場合は、中周波領域の周波数で測定した内部抵抗値に対して、高周波領域の周波数で測定した内部抵抗に比して大きい重み付け値を設定し、さらに、低周波領域の周波数で測定した内部抵抗値に対して、中周波領域の周波数で測定した内部抵抗値に対して大きい重み付け値を設定する。
表1では、従来品1〜3および開発品1、2のそれぞれについて、各蓄電池の5HR容量と1CA容量につき、内部抵抗の測定値に基づいて求めた容量の推定値(相対比)と実容量(相対比)との間の誤差を求めている。さらに、それぞれの誤差の合計、および内部抵抗の測定に要した時間に基づいて評価点を求めて評価した結果についても示している。
評価結果によれば、従来品1〜3(単独の周波数での内部抵抗の測定)に比べて総じて短時間に、かつ高い精度で電池容量を推定することができることが分かる。また、開発品2(3種類の周波数での内部抵抗の測定)によれば、開発品1(2種類の周波数での内部抵抗の測定)よりもさらに短時間かつ高い精度で電池容量を推定できることが分かる。
<蓄電池に対する測定処理の流れ>
図4は、状態測定装置(子機)30の測定制御部31における電圧および温度の測定タイミングの制御処理の例について概要を示したフローチャートである。子機30が起動して蓄電池41の各種パラメータの測定処理を開始すると、まず、直近の処理から所定の時間が経過しているか否かを判定する(S01)。この所定の時間とは、子機30が自ら定期的に蓄電池41のパラメータを測定する間隔であり、子機30の状態が“スリープ状態”ではない“通常時”の場合は、例えば5分、“スリープ状態”の場合は、例えば1日などの時間間隔とする。ここで、本実施の形態における“スリープ状態”とは、上位監視装置10からの指令により子機30における電圧や温度の測定頻度が下げられた状態を指すものとする(停止するわけではない)。
ステップS01で、所定の時間が経過していない場合は、所定の時間が経過するまでステップS01を繰り返す。所定の時間が経過した場合は、温度測定部32により蓄電池41の温度を測定するとともに、電圧測定部33により蓄電池41の端子間の電圧を測定する(S02)。温度測定部32および電圧測定部33により温度および電圧の測定が行われ、測定制御部31が測定データを取得すると、温度と電圧の測定データをタイムスタンプと合わせて内部メモリ37に記録する(S03)。
その後、測定データを親機に送信してから所定の時間が経過しているか否かを判定する(S04)。この所定の時間は、例えば、ステップS01での所定の時間と同じとすることができ、子機の状態が“通常時”の場合は、例えば5分、“スリープ状態”の場合は、例えば1日などの時間間隔とすることができる。この所定の時間が経過していない場合は、ステップS01に戻り、上記の一連の処理を繰り返す。所定の時間が経過している場合は、ステップS03で取得し、内部メモリ37に記録・蓄積された測定データのうち未送信のものを、親機20を介して上位監視装置10に送信する(S05)。送信後は、ステップS01に戻り、上記の一連の処理を繰り返す。なお、上位監視装置10では、送信された温度および電圧の測定データに基づいて、蓄電池41の突発的な障害等を含む異常や寿命を推定する。
図5は、上位監視装置10による蓄電池41の充放電の制御処理の例について概要を示したフローチャートである。上位監視装置10が起動して制御処理を開始すると、まず、各親機20からの子機30での測定データの送信を待ち受け、測定データを受信する(S11)。次に、測定データに含まれる蓄電池41の電圧データが、所定の過放電防止電圧を下回っているか否かを判定する(S12)。このとき、上述したように、受信した測定データに基づいて、劣化判定部13によって別途蓄電池41の状態や寿命を推定する処理を行う。
ステップS12で、過放電防止電圧を下回っていない場合は、対象の蓄電池41は所定の部分充電状態で動作しているものと判断し、次に、所定の期間以上、対象の蓄電池41を含む電源装置40に対応する制御・電源装置50に対して、内部抵抗の測定指令を出していないかを判定する(S13)。所定の期間内に内部抵抗の測定指令を出して、親機20を介して内部抵抗の測定データを取得している場合は、対象の蓄電池41(電源装置40)について放電回路を接続して蓄電池41からの放電を行うよう、制御・電源装置50に対して指令を出し(S14)、ステップS17へ進む。この場合は、時間的に近いタイミングにおいて上位監視装置10で蓄電池41の状態を推定することができており、その上で動作していることから、蓄電池41の状態は問題がないと判断することができるためである。
ステップS13で、所定の期間以上内部抵抗の測定指令を出していない場合は、そのままステップS17へ進む。なお、ステップS13での所定の期間については、例えば、1週間などとすることができる。また、ステップS14での“接続”(図5における後述する他の“接続”も同様)には、すでに放電回路に接続されている場合にはそのまま継続することも含む。また、対象の蓄電池41に対応する子機30が上述した“スリープ状態”になっている場合は、その解除も含む。
ステップS12で、過放電防止電圧を下回っている場合は、対象の蓄電池41は過放電状態で動作しているものと判断し、対象の蓄電池41(電源装置40)について放電回路を開放して蓄電池41からの放電を停止するよう、制御・電源装置50に対して指令を出す(S15)。さらに、対象の蓄電池41に対する余計な測定処理を回避するため、対応する子機30に対して“スリープ状態”となるよう指令を出す(S16)。その後、ステップS11に戻って各親機20からの子機30での測定データの送信を待ち受ける。
一方、ステップS17では、測定データに含まれる蓄電池41の電圧データが、所定の過充電防止電圧を上回っているか否かを判定する(S17)。過充電防止電圧を上回っていない場合は、対象の蓄電池41は所定の部分充電状態で動作しているものと判断し、対象の蓄電池41(電源装置40)について充電回路を接続して発電設備70から蓄電池41への充電を行うよう、制御・電源装置50に対して指令を出す(S18)。その後、ステップS11に戻って各親機20からの子機30での測定データの送信を待ち受ける。
ステップS17で、過充電防止電圧を上回っている場合は、対象の蓄電池41は過充電状態で動作しているものと判断し、次に、制御・電源装置50の電流検出機能により得た蓄電池41への充電電流が所定値を下回っているか否かを判定する(S19)。充電電流が所定値を下回っていない場合、すなわち内部抵抗の値が所定の程度より小さく、蓄電池41がそれほど劣化していないと判断される場合は、上述のステップS18に進んで、対象の蓄電池41(電源装置40)について充電回路を接続して発電設備70から蓄電池41への充電を行うよう、制御・電源装置50に対して指令を出す。
ステップS19で、充電電流が所定値を下回っている場合、すなわち内部抵抗の値が所定の程度より大きく、蓄電池41が劣化している可能性があると判断される場合は、対応する子機30に対して内部抵抗値を測定するよう指令を出す(S20)。さらに、対象の蓄電池41(電源装置40)について充電回路を開放して発電設備70から蓄電池41への充電を停止するよう、制御・電源装置50に対して指令を出す(S21)。その後、ステップS11に戻って各親機20からの子機30での測定データの送信を待ち受ける。
図6は、状態測定装置(子機)30の測定制御部31における内部抵抗の測定タイミングの制御処理の例について概要を示したフローチャートである。子機30が起動して蓄電池41の各種パラメータの測定処理を開始すると、まず、上位監視装置10から図5のステップS20などによる内部抵抗値の測定指令が当該子機30に対して出されているか否かを判定する(S31)。内部抵抗値の測定指令が出されていない場合は、所定の時間が経過するまでステップS01を繰り返す。
上位監視装置10から内部抵抗値の測定指令を受けた場合は、内部抵抗測定部34により蓄電池41の内部抵抗を測定する(S32)。ここでは上述したように、正弦波発生部35により複数の周波数の正弦波を発生させ、各周波数における電流(例えば3A以下)を蓄電池41に流し、このときの電流値と、端子間の電圧値との測定データに基づいて、各周波数での内部抵抗を算出する。本実施の形態では、複数の周波数は、上述したように、少なくとも1kHz程度の高周波と100Hz未満の低周波を含み、これにさらに異なる周波数を加えることが可能である。
なお、例えば、図5のステップS20により内部抵抗値の測定指令が出されている場合は、対象の蓄電池41の電圧が過放電防止電圧を上回っている場合に該当するが、例えば、上述したように、消防設備で定義される蓄電池設備のように、4800VAhを超えるようなシステムの場合は、蓄電池41の直列数が多くなるため、蓄電池41間の電圧のバラツキがシステムの運用を不安定にする場合が生じる。そこで、本実施の形態では、図5のステップS20により内部抵抗の測定指令が出された場合も含めて、電圧が所定の閾値より高い場合に、親機からの指示等により、内部抵抗測定時に通常よりも若干長い時間(例えば、通常は1秒間のところを2〜3秒間など)、一定の電流を流して対象の蓄電池41をより放電させることで電圧をより下げるようにする。これにより、蓄電池41間の電圧のバラツキを抑えて均等化することを可能とする。
なお、本実施の形態では、内部抵抗の測定時に流す電流が比較的大きいことから、これを用いて電圧を下げるようにしているが、例えば、対象の蓄電池41に対して定電流を流して電圧を下げるような装置(例えば、電池電圧が低いほど消費電流が小さくなるような入力特性を有する装置)を子機30とともに別途設置する(もしくは子機30に組み込む)ようにしてもよい。内部抵抗測定部34により内部抵抗の測定が行われ、測定制御部31が測定データを取得すると、内部抵抗の測定データをタイムスタンプと合わせて内部メモリ37に記録する(S33)。
その後、測定データを親機に送信してから所定の時間が経過しているか否かを判定する(S34)。この所定の時間は、例えば5分などの時間間隔とすることができる。この所定の時間が経過していない場合は、ステップS31に戻り、上記の一連の処理を繰り返す。所定の時間が経過している場合は、ステップS33で取得し、内部メモリ37に記録・蓄積された測定データのうち未送信のものを、親機20を介して上位監視装置10に送信する(S35)。送信後は、ステップS01に戻り、上記の一連の処理を繰り返す。このとき、上述したように、受信した複数周波数にて測定した内部抵抗の測定値に基づいて、劣化判定部13によって別途蓄電池41の複数の劣化モードでの劣化傾向を推定する。
以上に説明したように、本発明の一実施の形態である蓄電池状態監視システム1によれば、太陽電池など自然エネルギーを利用して発電された電力により充電され、常に機器に接続された複数の蓄電池41について、温度以外に電圧、内部抵抗、放電・充電の際の直流抵抗を含むパラメータを自動で測定もしくは取得するとともに、内部抵抗については複数周波数にて測定することで、各蓄電池41の状態や寿命を高い精度で推定し、蓄電池41が所定の部分充電状態で動作するよう制御することが可能となる。また、上位監視装置10と親機20、子機30からなる階層構成をとり、親機20と子機30との間は無線通信とすることで、多数の蓄電池41についての各種パラメータの測定を効率的に行うことが可能となる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
本発明は、バックアップ用途・出力変動用途など、蓄電池が常に機器に接続され、蓄電池に通電して状態を監視・推定する蓄電池状態監視システムに利用可能である。
1…蓄電池状態監視システム、
10…上位監視装置、11…インタフェース部、12…監視制御部、13…劣化判定部、14…測定履歴、15…設定情報、
20…データ中継装置(親機)、
30…状態測定装置(子機)、31…測定制御部、32…温度測定部、33…電圧測定部、34…内部抵抗測定部、35…正弦波発生部、36…通信部、37…内部メモリ、38…外部メモリ、39…温度センサ、
40…電源装置、41…蓄電池、
50…制御・電源装置、
60…ネットワーク、
70…発電設備。

Claims (10)

  1. 複数の蓄電池が直列に接続された組電池と自然エネルギーによる発電設備とを備えた機器に対して、前記各蓄電池の状態を監視する蓄電池状態監視システムであって、
    前記各蓄電池の電流を検出する電流検出部と、
    前記各蓄電池における温度、電圧、および少なくとも、200Hz未満の第1の周波数と、200Hz以上2000Hz未満の第2の周波数とをそれぞれ含む、2種類以上の周波数によって内部抵抗を測定する状態測定部と、
    前記蓄電池について、負荷に対する放電と前記発電設備からの余剰電力による充電とを制御する制御部と、
    前記各蓄電池に対応する前記状態測定部から測定データを取得するとともに、前記制御部および前記状態測定部に対して動作に係る指令を出す上位監視部とを有し、
    前記上位監視部は、
    前記状態測定部が測定した温度、電圧、内部抵抗、および前記各蓄電池の充放電時における前記電流検出部が検出した電流の値の変化分と前記状態測定部が測定した電圧の値の変化分との比から得た前記各蓄電池の直流抵抗のうち、少なくとも1つ以上の値に基づいて前記各蓄電池の劣化を推定し、また、電圧が所定の値より高い前記蓄電池に対して、前記状態測定部により一定の電流を流して電圧を下げさせ、
    前記状態測定部から取得した前記蓄電池の電圧の測定値が所定の過放電防止電圧以上である場合は、前記制御部に対して前記蓄電池を負荷に対する放電回路に接続させるよう指令を行い、前記電圧の測定値が前記過放電防止電圧未満である場合は、前記制御部に対して前記蓄電池を前記放電回路から開放させるよう指令を行い、
    また、前記電圧の測定値が所定の過充電防止電圧以下である場合、および前記電圧の測定値が前記過充電防止電圧を超え、かつ前記電流検出部により検出された前記蓄電池の充電電流が所定の値以上である場合は、前記制御部に対して前記蓄電池を前記発電設備からの充電回路に接続させるよう指令を行い、前記電圧の測定値が前記過充電防止電圧を超え、かつ前記電流検出部により検出された前記蓄電池の充電電流が所定の値未満である場合は、前記状態測定部に対して前記蓄電池の内部抵抗の値を取得するよう指令を行うとともに、前記制御部に対して前記蓄電池を前記充電回路から開放させるよう指令を行うことを特徴とする蓄電池状態監視システム。
  2. 請求項1に記載の蓄電池状態監視システムにおいて、
    前記上位監視部は、前記状態測定部から取得した前記蓄電池の電圧の測定値が前記過放電防止電圧未満である場合、前記制御部に対して前記蓄電池を前記放電回路から開放させるよう指示を行うとともに、前記状態測定部に対して前記蓄電池のパラメータの測定間隔を長くする指令を行うことを特徴とする蓄電池状態監視システム。
  3. 請求項1または2に記載の蓄電池状態監視システムにおいて、
    前記状態測定部は、前記蓄電池の内部抵抗を測定する際に前記蓄電池に対して電流を流すことによって前記蓄電池の電圧を下げることを特徴とする蓄電池状態監視システム。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の蓄電池状態監視システムにおいて、
    前記状態測定部は、前記第1の周波数を100Hz未満とし、前記第2の周波数を350Hz以上2000Hz未満とし、さらに、100Hz以上350Hz未満の第3の周波数を含む3種類の周波数によって前記蓄電池の内部抵抗を測定することを特徴とする蓄電池状態監視システム。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の蓄電池状態監視システムにおいて、
    前記状態測定部が測定した前記蓄電池の温度および/または電圧の値が所定の値を超え、もしくは所定の値より低下した場合に、前記蓄電池に異常があると判定し、
    また、前記状態測定部が測定した前記蓄電池の内部抵抗および/または前記蓄電池の放電時における直流抵抗の値の初期値からの変化率に基づいて、前記蓄電池の劣化を推定することを特徴とする蓄電池状態監視システム。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の蓄電池状態監視システムにおいて、
    前記状態測定部からなる子機と、
    前記上位監視部からなる上位監視装置とを有し、
    さらに、前記上位監視装置と前記子機との間での通信を中継する親機を有し、
    前記上位監視装置には1つ以上の前記親機が通信可能に接続され、前記各親機には、1つ以上の前記子機が通信可能に接続される構成を有することを特徴とする蓄電池状態監視システム。
  7. 請求項6に記載の蓄電池状態監視システムにおいて、
    前記親機と前記子機との間の通信は無線通信であることを特徴とする蓄電池状態監視システム。
  8. 請求項6または7に記載の蓄電池状態監視システムにおいて、
    前記子機は、前記親機を介した前記上位監視装置からの指示に基づいて、前記蓄電池の内部抵抗を測定することを特徴とする蓄電池状態監視システム。
  9. 請求項6〜8のいずれか1項に記載の蓄電池状態監視システムにおいて、
    前記子機は、前記親機を介した前記上位監視装置への測定データの送信が、前回の送信から所定の時間以上経過していない場合は、行わないことを特徴とする蓄電池状態監視システム。
  10. 請求項6〜9のいずれか1項に記載の蓄電池状態監視システムにおいて、
    前記子機は、前記蓄電池に固定して設置されることを特徴とする蓄電池状態監視システム。
JP2013542905A 2011-11-08 2012-10-17 蓄電池状態監視システム Expired - Fee Related JP5924346B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011244569 2011-11-08
JP2011244569 2011-11-08
PCT/JP2012/076819 WO2013069423A1 (ja) 2011-11-08 2012-10-17 蓄電池状態監視システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2013069423A1 JPWO2013069423A1 (ja) 2015-04-02
JP5924346B2 true JP5924346B2 (ja) 2016-05-25

Family

ID=48289633

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013531807A Expired - Fee Related JP5403191B2 (ja) 2011-11-08 2012-06-01 蓄電池状態監視システム
JP2013542884A Expired - Fee Related JP5816906B2 (ja) 2011-11-08 2012-08-01 蓄電池状態監視システム
JP2013542905A Expired - Fee Related JP5924346B2 (ja) 2011-11-08 2012-10-17 蓄電池状態監視システム

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013531807A Expired - Fee Related JP5403191B2 (ja) 2011-11-08 2012-06-01 蓄電池状態監視システム
JP2013542884A Expired - Fee Related JP5816906B2 (ja) 2011-11-08 2012-08-01 蓄電池状態監視システム

Country Status (7)

Country Link
US (3) US9459323B2 (ja)
EP (3) EP2778699A4 (ja)
JP (3) JP5403191B2 (ja)
CN (3) CN103917884B (ja)
PL (1) PL2778697T3 (ja)
TW (1) TWI443357B (ja)
WO (3) WO2013069328A1 (ja)

Families Citing this family (125)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0249513A (ja) * 1988-08-11 1990-02-19 Yanmar Agricult Equip Co Ltd コンバインの脱穀装置
JP5554622B2 (ja) * 2010-04-21 2014-07-23 株式会社マキタ 電動工具用装置
JP2012182922A (ja) * 2011-03-02 2012-09-20 Sony Corp 充電器、充電システム、および、充電方法
JP2013081324A (ja) * 2011-10-05 2013-05-02 Toyota Motor Corp 車両の充電システムおよび車両の充電方法
EP2778699A4 (en) * 2011-11-08 2015-07-29 Shin Kobe Electric Machinery BATTERY CONDITION MONITORING SYSTEM
JP2014081238A (ja) 2012-10-15 2014-05-08 Sony Corp 電池劣化寿命推定方法、電池劣化寿命推定装置、電動車両および電力供給装置
US9551758B2 (en) 2012-12-27 2017-01-24 Duracell U.S. Operations, Inc. Remote sensing of remaining battery capacity using on-battery circuitry
JP5708668B2 (ja) * 2013-01-18 2015-04-30 トヨタ自動車株式会社 蓄電システム
JP5879294B2 (ja) * 2013-03-29 2016-03-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池システム
WO2014179313A1 (en) * 2013-04-29 2014-11-06 Enerdel, Inc. System and method for monitoring a state of health of a battery system
US9478850B2 (en) 2013-05-23 2016-10-25 Duracell U.S. Operations, Inc. Omni-directional antenna for a cylindrical body
US9726763B2 (en) * 2013-06-21 2017-08-08 Duracell U.S. Operations, Inc. Systems and methods for remotely determining a battery characteristic
CN103630848A (zh) * 2013-12-16 2014-03-12 天宇通讯科技(昆山)有限公司 锂电池的自动检测装置
TWI502340B (zh) * 2014-01-08 2015-10-01 Wistron Corp 存放空間管理系統及其存放空間管理之方法
DE102014200262A1 (de) * 2014-01-10 2015-07-16 Robert Bosch Gmbh Batteriesystem mit einer Batterie, die mit mindestens einem ihrer Hochvoltanschlüssen über ein Schütz verbindbar ist, und Verfahren zum Schalten eines solchen Schützes
CN103941094B (zh) * 2014-01-16 2017-02-15 深圳市金宏威技术股份有限公司 一种阀控铅酸蓄电池内阻采集装置
JP6384824B2 (ja) * 2014-03-20 2018-09-05 株式会社Nttファシリティーズ 蓄電池劣化判定システム
JP6058862B2 (ja) * 2014-03-31 2017-01-11 株式会社東芝 バックアップ電源システム、劣化推定装置及び劣化推定方法
JP6067865B2 (ja) * 2014-04-01 2017-01-25 株式会社東芝 監視装置、制御装置及び制御システム
US9882250B2 (en) 2014-05-30 2018-01-30 Duracell U.S. Operations, Inc. Indicator circuit decoupled from a ground plane
JP6194857B2 (ja) * 2014-06-27 2017-09-13 日立化成株式会社 電池システム
US9126341B1 (en) * 2014-07-02 2015-09-08 Ecoppia Scientific, Ltd. Predictive maintenance and inferring patterns of solar panel cleaning systems
JP6142849B2 (ja) * 2014-07-03 2017-06-07 株式会社デンソー 電池監視システム
US10386422B2 (en) 2014-07-25 2019-08-20 Lithium Balance A/S Electrochemical impedance spectroscopy in battery management systems
JP6475455B2 (ja) * 2014-09-26 2019-02-27 任天堂株式会社 コンテンツ配信システム、コンテンツ配信サーバ、コンテンツ配信プログラムおよびコンテンツ配信方法
CN104297691A (zh) * 2014-09-29 2015-01-21 上海吉能电源系统有限公司 电池组健康状态诊断系统和方法
KR101764472B1 (ko) * 2014-10-17 2017-08-14 주식회사 엘지화학 배터리 관리 항목의 식별 코드 할당 장치, 배터리 관리 항목의 순서화 장치 및 이를 이용한 배터리 관리 방법
WO2016063351A1 (ja) * 2014-10-21 2016-04-28 東芝三菱電機産業システム株式会社 充放電管理装置
KR101720841B1 (ko) * 2014-10-24 2017-03-28 주식회사 엘지화학 배터리 관리 시스템의 태스크 스케쥴러 오작동 검출 장치 및 방법
JP6488105B2 (ja) * 2014-10-28 2019-03-20 株式会社東芝 蓄電池評価装置及び方法
JP6471463B2 (ja) * 2014-11-06 2019-02-20 日立化成株式会社 蓄電池状態監視システム、蓄電池状態監視方法、および蓄電池状態監視プログラム
JP6485007B2 (ja) * 2014-11-13 2019-03-20 ミツミ電機株式会社 無線送信装置および無線送信システム
CN104330639B (zh) * 2014-11-26 2017-07-25 国家电网公司 工业用ups电池内阻在线测试装置
JP5900598B1 (ja) * 2014-12-26 2016-04-06 ミツミ電機株式会社 二次電池保護回路、二次電池保護装置及び電池パック、並びにデータ書き込み方法
CN105807225B (zh) * 2014-12-29 2018-08-31 财团法人车辆研究测试中心 电池特性决定装置
MY183555A (en) * 2015-03-12 2021-02-26 Omron Tateisi Electronics Co Excess/deficiency determination device, method for controlling same, control program, and recording medium
JP6791123B2 (ja) * 2015-03-25 2020-11-25 株式会社Gsユアサ 蓄電素子の監視装置、蓄電装置および蓄電素子の監視方法
DE112016001423T8 (de) * 2015-03-27 2018-03-08 Gs Yuasa International Ltd. Beeinträchtigungsdetektor für nichtwässriges Elektrolyt-Leistungsspeicherelement, Leistungsspeichereinrichtung, Beeinträchtigungsdetektiersystem für nichtwässriges Elektrolyt-Leistungsspeicherelement und Beeinträchtigungsdetektierverfahren für nichtwässriges Elektrolyt-Leistungsspeicherelement
US20160299179A1 (en) * 2015-04-13 2016-10-13 Mediatek Inc. Scheme capable of estimating available power range according to extra power range and employing available power range as reference of performing power throttling upon a system
JP6439611B2 (ja) * 2015-07-06 2018-12-19 株式会社デンソー 組電池監視装置及び組電池監視システム
JP6598567B2 (ja) * 2015-08-10 2019-10-30 古河電気工業株式会社 通信装置、蓄電装置、識別子管理システム、及び識別子管理方法
US10838014B2 (en) * 2015-08-13 2020-11-17 Charged Engineering Inc. Methods and systems for determining battery charge or formation completeness
US10297875B2 (en) 2015-09-01 2019-05-21 Duracell U.S. Operations, Inc. Battery including an on-cell indicator
TWI578006B (zh) * 2015-09-25 2017-04-11 寰群科技股份有限公司 電池健康狀態檢測方法
DE102015226665A1 (de) * 2015-12-23 2017-06-29 Robert Bosch Gmbh Elektrisch leitfähige Messschicht zum Messen einer Potentialdifferenz
KR101772036B1 (ko) * 2015-12-30 2017-08-28 주식회사 효성 배터리 수명 추정 방법 및 장치
CN108602445B (zh) * 2016-02-02 2021-12-17 丰田自动车欧洲公司 控制设备和用于充电可再充电蓄电池的方法
JP6508094B2 (ja) 2016-03-10 2019-05-08 トヨタ自動車株式会社 車両用電源システム
JP6863365B2 (ja) * 2016-03-22 2021-04-21 日本電気株式会社 監視装置、監視システムおよび監視方法
CN105904986B (zh) * 2016-04-26 2018-05-08 深圳市德传技术有限公司 一种新能源车远程电池管理检测方法及系统
CN106054083B (zh) * 2016-06-27 2019-04-05 北京新能源汽车股份有限公司 一种动力电池系统的安全监控方法及装置
CN106249156A (zh) * 2016-07-28 2016-12-21 北京新能源汽车股份有限公司 一种动力电池系统标定方法、装置、车载终端及服务器
US11437840B2 (en) 2016-08-24 2022-09-06 Hitachi, Ltd. Battery control system
JP2018048893A (ja) * 2016-09-21 2018-03-29 Ntn株式会社 二次電池の劣化判定装置
JP2018048884A (ja) * 2016-09-21 2018-03-29 Ntn株式会社 二次電池の劣化判定装置
CN206117220U (zh) * 2016-09-29 2017-04-19 杰华特微电子(张家港)有限公司 电池均衡电路及电池系统
US10151802B2 (en) 2016-11-01 2018-12-11 Duracell U.S. Operations, Inc. Reusable battery indicator with electrical lock and key
US11024891B2 (en) 2016-11-01 2021-06-01 Duracell U.S. Operations, Inc. Reusable battery indicator with lock and key mechanism
US10483634B2 (en) 2016-11-01 2019-11-19 Duracell U.S. Operations, Inc. Positive battery terminal antenna ground plane
JP6916983B2 (ja) * 2016-11-01 2021-08-11 株式会社オートネットワーク技術研究所 車両用のバッテリ監視システム
US10818979B2 (en) 2016-11-01 2020-10-27 Duracell U.S. Operations, Inc. Single sided reusable battery indicator
US10608293B2 (en) 2016-11-01 2020-03-31 Duracell U.S. Operations, Inc. Dual sided reusable battery indicator
CN106443489A (zh) * 2016-11-16 2017-02-22 国家电网公司 一种蓄电池在线管理系统及其运行方法
JP6819233B2 (ja) * 2016-11-17 2021-01-27 株式会社オートネットワーク技術研究所 車両用のバッテリ監視システム
CN106941255A (zh) * 2016-11-21 2017-07-11 国家电网公司 基于单体电池分布式免维护智能直流电源系统及其控制方法
KR20180085165A (ko) * 2017-01-18 2018-07-26 삼성전자주식회사 배터리 관리 방법 및 장치
CN106908740A (zh) * 2017-04-20 2017-06-30 国网新疆电力公司昌吉供电公司 嵌入式变电站直流蓄电池在线监测装置
KR101787320B1 (ko) * 2017-04-27 2017-10-18 한국전력공사 과도안정도 상태에 따른 ess 제어 장치 및 그 방법
JP6985813B2 (ja) * 2017-05-08 2021-12-22 株式会社日立製作所 蓄電池運用装置及び蓄電池運用方法
CN107390132A (zh) * 2017-07-20 2017-11-24 国网辽宁省电力有限公司葫芦岛供电公司 一种电力通讯蓄电池无线监测一体装置
CN107196394A (zh) * 2017-07-26 2017-09-22 国网江苏省电力公司苏州供电公司 变电站蓄电池组控制仪及其采用的控制方法
US11300624B2 (en) * 2017-07-28 2022-04-12 Northstar Battery Company, Llc System for utilizing battery operating data
JP2019061872A (ja) * 2017-09-27 2019-04-18 日立化成株式会社 蓄電池状態監視システム及び蓄電池装置
GB2568461B (en) * 2017-11-01 2020-04-22 Swanbarton Ltd A Battery charger system and method
JP6933097B2 (ja) * 2017-11-13 2021-09-08 オムロン株式会社 電源システム、電源装置の動作状態表示法、およびプログラム
KR101839128B1 (ko) * 2017-11-22 2018-04-27 주식회사 일렉콤 태양광 발전에서 안정적인 축전기 관리시스템 및 방법
KR102180138B1 (ko) * 2017-11-24 2020-11-17 주식회사 엘지화학 무선 배터리 관리 시스템 및 그것을 이용하여 배터리팩을 보호하는 방법
CN109901061B (zh) * 2017-12-11 2021-09-03 品全技术集团有限公司 一种电池信息采集监测系统
JP2019132765A (ja) * 2018-02-01 2019-08-08 株式会社デンソー 電池監視装置
KR102553358B1 (ko) 2018-02-19 2023-07-07 현대모비스 주식회사 지능형 배터리 센서 및 이의 배터리 내부 저항 연산방법
US10641835B2 (en) * 2018-03-15 2020-05-05 Ascending Energy Inc. Health monitoring and safety protection for lithium ion battery modules and applications
EP3816644A4 (en) * 2018-06-27 2021-08-25 Nuvoton Technology Corporation Japan BATTERY MONITORING DEVICE, INTEGRATED CIRCUIT AND BATTERY MONITORING SYSTEM
EP3588109B1 (en) * 2018-06-29 2022-08-31 ABB Schweiz AG Fail-safe retrofitting kit for a partial discharge monitoring system and a preinstalled voltage indication system (vis)
CN112513916A (zh) * 2018-07-31 2021-03-16 本田技研工业株式会社 电力预测系统、电力预测装置、电力预测方法、程序及存储介质
CN109061503B (zh) * 2018-08-22 2020-06-19 哈尔滨工业大学 一种锂离子电池建模仿真及状态诊断方法及其应用
JP2020038138A (ja) * 2018-09-05 2020-03-12 富士電機株式会社 蓄電池診断装置、システム、プログラム、および方法
KR102442474B1 (ko) 2018-11-30 2022-09-14 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리셀 저항 측정 장치 및 방법
CN111257763B (zh) * 2018-11-30 2022-04-22 凹凸电子(武汉)有限公司 用于计算电池剩余容量的方法及系统
JP7044044B2 (ja) * 2018-12-07 2022-03-30 トヨタ自動車株式会社 二次電池の劣化度推定装置および二次電池の劣化度推定方法
KR102550319B1 (ko) 2019-02-01 2023-07-04 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 시스템 및 슬레이브 배터리 관리 시스템
WO2020170234A1 (en) * 2019-02-24 2020-08-27 Galooli Ltd Integrated battery monitoring circuit
KR20200107171A (ko) 2019-03-06 2020-09-16 주식회사 엘지화학 저전압 불량 배터리 셀 검출 장치 및 방법
WO2020196596A1 (ja) * 2019-03-28 2020-10-01 株式会社Gsユアサ 開発支援装置、開発支援方法、及びコンピュータプログラム
JP7404714B2 (ja) * 2019-06-20 2023-12-26 株式会社Gsユアサ 判断方法、判断装置、保守支援システム及びコンピュータプログラム
KR102709601B1 (ko) * 2019-07-22 2024-09-26 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 셀 진단 장치 및 방법
CN110261791B (zh) * 2019-07-22 2021-11-30 天能电池集团股份有限公司 一种蓄电池组循环寿命快速评价方法
US11265828B2 (en) * 2019-08-21 2022-03-01 Qualcomm Incorporated Power allocation for sidelink feedback transmission
US11476685B2 (en) * 2019-09-09 2022-10-18 General Electric Company System and method for detecting battery faults in a pitch system of a wind turbine
JP7552008B2 (ja) 2019-10-03 2024-09-18 株式会社Gsユアサ 推定装置、推定方法、及びコンピュータプログラム
JP7472459B2 (ja) * 2019-10-03 2024-04-23 株式会社Gsユアサ 推定装置、推定方法、及びコンピュータプログラム
JP7413806B2 (ja) * 2020-02-06 2024-01-16 トヨタ自動車株式会社 バッテリ劣化判定装置、バッテリ劣化判定方法、及びバッテリ劣化判定プログラム
CN116338469A (zh) * 2020-02-27 2023-06-27 凹凸电子(武汉)有限公司 估算电池可用荷电状态的设备、方法和系统
US12055591B2 (en) 2020-02-27 2024-08-06 O2Micro Inc. Battery management controllers capable of determining estimate of state of charge
CN111238576A (zh) * 2020-03-30 2020-06-05 国网山西省电力公司电力科学研究院 铅酸蓄电池多状态在线监测系统
EP4139698A1 (de) * 2020-04-24 2023-03-01 CMWTEC Technologie GmbH Verfahren und vorrichtung zur prüfung eines batteriezustands bei wenigstens einer batterie
CN113740751B (zh) * 2020-05-27 2024-08-16 台达电子企业管理(上海)有限公司 电池内阻检测装置与方法
WO2021241252A1 (ja) * 2020-05-29 2021-12-02 株式会社Gsユアサ 鉛蓄電池監視装置及び鉛蓄電池監視方法
WO2021257593A1 (en) * 2020-06-16 2021-12-23 Black & Decker Inc. Battery charger
US20230198277A1 (en) * 2020-06-16 2023-06-22 Black & Decker Inc. System and method for charging a battery pack
KR20220007349A (ko) 2020-07-10 2022-01-18 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치 및 방법
JP7563046B2 (ja) 2020-08-26 2024-10-08 株式会社Gsユアサ 蓄電装置、寿命判断方法
CN112198443B (zh) * 2020-09-28 2023-09-22 烽火通信科技股份有限公司 一种蓄电池寿命探测方法及装置
CN112339687A (zh) * 2020-10-16 2021-02-09 南昌航空大学 预防汽车蓄电池亏电的太阳能涓流补能装置及其方法
CN112467881A (zh) * 2020-11-27 2021-03-09 广东电网有限责任公司佛山供电局 一种具备电池管控的配网自动化馈线终端装置
US11837754B2 (en) 2020-12-30 2023-12-05 Duracell U.S. Operations, Inc. Magnetic battery cell connection mechanism
JP7552455B2 (ja) * 2021-03-12 2024-09-18 トヨタ自動車株式会社 電池抵抗測定装置、車両、及び電池抵抗測定方法
US20230004151A1 (en) * 2021-07-01 2023-01-05 Honeywell International Inc. Run-time reliability reporting for electrical hardware systems
CN114094818B (zh) * 2021-11-29 2022-07-29 江苏晨朗电子集团有限公司 一种用于汽车充电的直流转换器集成电子变压器
CN114137434B (zh) * 2021-12-07 2024-09-20 中国农业银行股份有限公司天津市分行 一种不间断电源设备测试方法、设备及系统
KR20230123838A (ko) * 2022-02-17 2023-08-24 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치 및 그것의 동작 방법
FR3140210A1 (fr) 2022-09-27 2024-03-29 Arts Energy Pack de batterie comprenant une pluralité d'accumulateurs avec connectivité intégrée permettant l'acquisition et l'exploitation de données en fonctionnement
DE102022128181A1 (de) * 2022-10-25 2024-04-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Detektionsvorrichtung für einen elektrischen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs mit Dynamikplausibilisierung
CN115967178B (zh) * 2022-12-07 2023-09-05 贵州大学 一种储能系统运行的监测系统及方法
CN117438678B (zh) * 2023-12-20 2024-04-02 广东省锐驰新能源科技有限公司 基于人工智能的储能电池安全维护管理系统
CN118151039B (zh) * 2024-05-11 2024-07-23 国网山东省电力公司鄄城县供电公司 一种变电站蓄电池组工作状态评估方法及系统

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6234082A (ja) 1985-08-08 1987-02-14 Oki Electric Ind Co Ltd 蓄電池の残容量検出回路
JPH01253177A (ja) * 1988-03-31 1989-10-09 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd シール鉛電池の劣化状態検知方法
JPH11355904A (ja) 1998-06-08 1999-12-24 Honda Motor Co Ltd バッテリ状態検出装置およびバッテリ状態検出ユニット
JP2000058019A (ja) 1998-08-07 2000-02-25 Mitsubishi Cable Ind Ltd 電池パック
JP4477185B2 (ja) * 2000-02-22 2010-06-09 古河電気工業株式会社 鉛蓄電池の特性評価方法および鉛蓄電池の特性評価装置
JP3771526B2 (ja) 2002-10-21 2006-04-26 株式会社日立製作所 二次電池評価方法および蓄電装置
JP4319477B2 (ja) 2003-07-04 2009-08-26 株式会社Nttファシリティーズ 蓄電池監視システム
JP5220269B2 (ja) * 2005-09-16 2013-06-26 古河電気工業株式会社 蓄電池の劣化状態・充電状態の検知方法及びその装置
JP4645382B2 (ja) * 2005-09-20 2011-03-09 トヨタ自動車株式会社 バッテリ状態検知装置、バッテリ状態検知方法
KR100812760B1 (ko) * 2005-12-08 2008-03-12 김득수 축전지 내부 임피던스 유효성분 측정연산 장치 및 그 방법
US7567086B2 (en) 2005-12-09 2009-07-28 Gm Global Technology Operations, Inc. Method and article of manufacture for monitoring state of health of an electrical energy storage device
US7990101B2 (en) 2006-05-15 2011-08-02 A123 Systems, Inc. Multi-configurable, scalable, redundant battery module with multiple fault tolerance
EP1892536B1 (de) * 2006-08-22 2012-04-11 Delphi Technologies, Inc. Batterieüberwachungssystem
JP2008097941A (ja) 2006-10-10 2008-04-24 Ntt Facilities Inc 充電管理システム及び充電管理方法
JP5088081B2 (ja) * 2007-10-12 2012-12-05 富士通株式会社 電池の測定方法及び電池の製造方法
CN201104271Y (zh) * 2007-11-28 2008-08-20 林雪松 密封式铅酸蓄电池在线监测仪
JP4760837B2 (ja) 2008-02-07 2011-08-31 株式会社デンソー 電圧検出装置
JP5106272B2 (ja) * 2008-06-30 2012-12-26 パナソニック株式会社 劣化判定回路、電源装置、及び二次電池の劣化判定方法
JP5351469B2 (ja) 2008-09-03 2013-11-27 株式会社日立製作所 電池制御システムおよび電池制御方法
CN201489093U (zh) 2009-04-10 2010-05-26 昆山正国能源科技有限公司 一种电池检测系统
JP5378099B2 (ja) * 2009-08-07 2013-12-25 三洋電機株式会社 容量維持率判定装置、バッテリシステムおよびそれを備える電動車両
JP2011069782A (ja) 2009-09-28 2011-04-07 Panasonic Corp 電圧監視回路、及び電池電源装置
JP2010063359A (ja) 2009-12-15 2010-03-18 Panasonic Corp 電源システム
JP5586219B2 (ja) 2009-12-25 2014-09-10 株式会社東芝 診断装置、電池パック及び電池価値指標の製造方法
JP5470073B2 (ja) * 2010-02-05 2014-04-16 日立ビークルエナジー株式会社 電池制御装置および電池システム
JP5447282B2 (ja) 2010-08-11 2014-03-19 新神戸電機株式会社 自然エネルギー利用システム用鉛蓄電池および鉛蓄電池システム
JP5787997B2 (ja) * 2011-05-31 2015-09-30 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池システム監視装置
WO2013051157A1 (ja) * 2011-10-07 2013-04-11 日立ビークルエナジー株式会社 電池監視システム、上位コントローラ、電池監視装置
EP2778699A4 (en) * 2011-11-08 2015-07-29 Shin Kobe Electric Machinery BATTERY CONDITION MONITORING SYSTEM

Also Published As

Publication number Publication date
US9453885B2 (en) 2016-09-27
EP2778697B1 (en) 2019-05-15
EP2778697A1 (en) 2014-09-17
CN103917884B (zh) 2016-08-24
EP2778698A1 (en) 2014-09-17
EP2778697A4 (en) 2015-07-29
JPWO2013069346A1 (ja) 2015-04-02
PL2778697T3 (pl) 2019-11-29
TW201319602A (zh) 2013-05-16
US9459323B2 (en) 2016-10-04
JP5403191B2 (ja) 2014-01-29
US20140312915A1 (en) 2014-10-23
CN103917882A (zh) 2014-07-09
US20140285156A1 (en) 2014-09-25
EP2778699A4 (en) 2015-07-29
JPWO2013069328A1 (ja) 2015-04-02
WO2013069346A1 (ja) 2013-05-16
EP2778699A1 (en) 2014-09-17
EP2778698A4 (en) 2015-07-29
JP5816906B2 (ja) 2015-11-18
US20140306667A1 (en) 2014-10-16
CN103917883B (zh) 2016-04-27
TWI443357B (zh) 2014-07-01
US9297859B2 (en) 2016-03-29
CN103917884A (zh) 2014-07-09
CN103917882B (zh) 2016-12-21
JPWO2013069423A1 (ja) 2015-04-02
WO2013069328A1 (ja) 2013-05-16
WO2013069423A1 (ja) 2013-05-16
CN103917883A (zh) 2014-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5924346B2 (ja) 蓄電池状態監視システム
WO2014076839A1 (ja) 蓄電池電圧平準化装置および蓄電池状態監視システム
JP4615439B2 (ja) 二次電池管理装置、二次電池管理方法及びプログラム
CN103038977B (zh) 小区基站电力系统管理,包括电池电路管理
JP6067619B2 (ja) バッテリーを備えた無停電電源装置のエネルギー貯蔵システム及びその運転方法
US7489106B1 (en) Battery optimization system and method of use
CN102195304B (zh) 一种管理电池使用时间的方法、装置和便携式计算机
US20120249152A1 (en) Charging/discharging determination apparatus and computer-readable non-transitory medium storing charging/discharging determination program
JP6693545B2 (ja) 電力管理システム、蓄電池搭載機器、emsコントローラ及び電力管理サーバ
US11404877B2 (en) Hierarchical power control system
JP2013160582A (ja) 組電池システムおよび組電池システムの管理方法
JP2008268143A (ja) 蓄電池システム
NZ551097A (en) Battery management apparatus
JP6678393B2 (ja) 蓄電システム及びその制御方法
JP4346881B2 (ja) 電源装置
JP2017169304A (ja) 直流電源システム
JP2011229323A (ja) 電力運用システム、蓄電装置、蓄電ステーション、及び電力運用方法
JP2021197220A (ja) 亜鉛電池の制御方法および電源システム
JP2023081779A (ja) 電力マネジメントシステム、及び、電力マネジメント方法
JP2022070363A (ja) 電気自動車充電システム、充放電制御装置、および方法
JP2022012336A (ja) 亜鉛電池の充電制御方法および電源システム
JP2013031317A (ja) 蓄電池の充電装置

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150303

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150326

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150707

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150907

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20160206

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: 20160322

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160404

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5924346

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees