JP6728903B2 - 蓄電装置及び蓄電方法 - Google Patents
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Description
Fc=ΣIi/(SOCa−SOCb) 式1
Fc :満充電容量[Ah]
ΣIi :電流積算量[Ah]
SOCa :充放電終了後SOC[%]
SOCb :充放電開始前SOC[%]
そのため、充放電開始前及び終了後には、分極が解消した後の開回路電圧(OCV:Open Circuit Voltage)を用いてSOCの補正を行うことが望ましい。
<実施形態1>
図1は、蓄電装置と充電装置とを有するシステムの一実施例を示す図である。電池のSOCを推定可能な蓄電装置1は、例えば、処理部3、電池4、電流計測部5、電圧計測部6、スイッチ7、接続部8(例えばコネクタ)を備える。また、蓄電装置1の接続部8と、充電装置2の電力を供給するためのケーブルに設けられている接続部9(例えばコネクタ)と、が接続されると、所定の手順を経て、充電装置2から蓄電装置1の電池4へ電力の供給が開始される。
SOCが補正されるまでの時間とは、充電あるいは放電が完了してから、分極が解消したと見做すことができる分極解消時間を経過した後に計測したOCVを用いてSOCが補正されるまでの時間、あるいは、分極解消時間内の所定時間に推定したOCVを用いてSOCが補正されるまでの時間、である。例えば、蓄電装置1を搭載した車両の場合、SOCが補正されるまでの時間とは、充電あるいは放電が完了(例えば、車両が稼働停止)をしてから、計測あるいは推定したOCVを取得してSOCが補正されるまでの時間である。
図2は、実施形態1の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップS1では、処理部3が蓄電装置1と充電装置2とが接続されたことを検出する。例えば、蓄電装置1の接続部8と、充電装置2の接続部9と、が接続されたことを検出する。
例えば、フォークリフトなどの車両を連続稼働するような場合、OCVの計測あるいは推定をする前に、次の放電あるいは充電が開始され、計測あるいは推定をしたOCVを用いてSOCの補正ができない場合には、SOCに推定誤差が蓄積する。
<実施形態2>
実施形態2における電池4のSOCを推定可能な蓄電装置1は、実施形態1と同様の構成である。実施形態1との違いは、処理部3が実行する処理の違いである。
(A)実施形態2の処理部3は、電池4のSOCが補正される前に、蓄電装置1と充電装置2とが接続されたことを所定回数以上検出し、かつ通電開始前にSOCが補正できない場合、SOCが補正されるまで通電開始を待ち、SOCが補正された後に通電を開始させる。すなわち、SOCが補正された後に、蓄電装置1は充電装置2に電流指令値を送信し、電流指令値を受信した充電装置2は電流指令値に基づいて通電を開始する。
(B)実施形態2の処理部3は、電池4の満充電容量Fcが推定される前に、蓄電装置1と充電装置2とが接続されたことを所定回数以上検出し、通電開始前に式1に基づいて求められる満充電容量Fcが推定できない場合、満充電容量Fcが推定されるまで通電開始を待ち、満充電容量Fcが推定された後に通電を開始させる。すなわち、満充電容量Fcが推定された後に、蓄電装置1は充電装置2に電流指令値を送信し、電流指令値を受信した充電装置2は電流指令値に基づいて通電を開始する。
図3は、実施形態2の動作の一実施例を示すフロー図である。図3において、処理部3は、ステップS1で蓄電装置1と充電装置2とが接続されたことを検出し、ステップS2でSOCの補正ができる場合(Yes)にはステップS3でOCVを取得し、ステップS4でSOCを補正してステップS301に移行する。なお、ステップS1からステップS5の処理の詳細は、実施形態1で説明をしたので省略する。
補正不可カウンタのリセットは、(1)分極解消後に計測したOCV、あるいは、(2)分極解消中の所定時間に推定したOCV、を用いてSOCの補正ができた場合に、処理部3によりリセットされる。又は、(3)計測あるいは推定したOCVを用いてSOCを補正し、その補正したSOCを用いて満充電容量Fcが推定できた場合に、補正不可カウンタは処理部3によりリセットされる。
ステップS302では、蓄電装置1と充電装置2とが接続され、かつSOCが補正できない状態が検出されたので、処理部3は補正不可カウンタをカウントしてカウント値を更新する。
例えば、フォークリフトなどの車両を連続稼働するような場合、OCVの計測あるいは推定をする前、又は、満充電容量Fcを推定する前に、蓄電装置1と充電装置2とが接続され、計測あるいは推定をしたOCVを用いてSOCの補正ができない状態が所定回数(複数回)続くと、SOCに推定誤差が蓄積する。その結果、式1を用いた満充電容量Fcの推定精度も悪くなる。
<実施形態3>
実施形態3における電池4のSOCを推定可能な蓄電装置1は、実施形態1と同様の構成である。実施形態1、2との違いは、処理部3が実行する処理の違いである。
図4は、実施形態3の動作の一実施例を示すフロー図である。図4において、処理部3は、ステップS1で蓄電装置1と充電装置2とが接続されたことを検出するとステップS401の処理に移行する。なお、ステップS1の処理の詳細は、実施形態1で説明をしたので省略する。
ステップS2では、SOCの補正ができる場合(Yes)にはステップS3に移行し、SOCの補正がでない場合(No)にはステップS403に移行する。
ステップS404では、SOCの補正が完了すると、処理部3が、電流指令値を上昇させ通電を開始させる。例えば、蓄電装置1は0[A]から上昇させた電流指令値を充電装置2に送信し、その電流指令値を受信した充電装置2は上昇させた電流指令値に基づいて通電を開始する。
実施形態3では、通電開始処理が正常に完了し、充電を実行できる状態になった後、充電電流指令値を0[A]に保持し、強制的にSOCの補正をしてから、充電電流指令値を上昇させ、通電を開始するので、SOCの精度を向上させることができる。更に、式1に基づいて求められる満充電容量Fcの推定精度も向上させることができる。
2 充電装置
3 処理部
4 電池
5 電流計測部
6 電圧計測部
7 スイッチ
8 接続部
9 接続部
Claims (6)
- 電池と、
前記電池に流れる電流を計測する電流計測部と、
前記電池が充放電を行っている間に前記電流計測部が計測した電流を用いて電流積算をし、該電流積算に基づいて前記電池の充電率を推定する処理部と、を有する蓄電装置であって、
前記処理部は、前記電流積算に基づいて推定された前記電池の充電率を、前記電池の分極が解消したと見做すことができる分極解消時間を経過した後に計測した前記電池の開回路電圧、あるいは、前記分極解消時間内の所定時間に推定した前記電池の開回路電圧、を用いて補正する前に、前記蓄電装置と充電装置とが接続されたことを所定回数以上検出し、かつ前記充電装置から前記蓄電装置への通電開始前に前記充電率が前記補正できない場合、前記充電率が前記補正されるまでの時間前記通電開始を待ち、前記充電率が前記補正された後に、前記通電を開始させ、前記補正された充電率を用いて前記電池の満充電容量を推定する、ことを特徴とする蓄電装置。 - 電池と、
前記電池に流れる電流を計測する電流計測部と、
前記電池が充放電を行っている間に前記電流計測部が計測した電流を用いて電流積算をし、該電流積算に基づいて前記電池の充電率を推定する処理部と、を有する蓄電装置であって、
前記処理部は、前記電流積算に基づいて推定された前記電池の充電率を、前記電池の分極が解消したと見做すことができる分極解消時間を経過した後に計測した前記電池の開回路電圧、あるいは、前記分極解消時間内の所定時間に推定した前記電池の開回路電圧、を用いて補正する前に、前記蓄電装置と充電装置とが接続されたことを検出し、通電開始処理を完了すると、前記電流積算が所定時間以上継続した場合、前記充電装置に送信する電流指令値を0アンペアに保持し、前記充電率が前記補正されるまでの時間前記充電装置から前記蓄電装置への通電開始を待ち、前記充電率が前記補正された後に、前記電流指令値を上昇させて前記通電を開始させ、前記補正された充電率を用いて前記電池の満充電容量を推定する、ことを特徴とする蓄電装置。 - 電池と、
前記電池に流れる電流を計測する電流計測部と、
前記電池が充放電を行っている間に前記電流計測部が計測した電流を用いて電流積算をし、該電流積算に基づいて前記電池の充電率を推定する処理部と、を有する蓄電装置であって、
前記処理部は、前記蓄電装置と充電装置とが接続されたことを検出すると、前記電流積算に基づいて推定された前記電池の充電率を、前記電池の分極が解消したと見做すことができる分極解消時間を経過した後に計測した前記電池の開回路電圧、あるいは、前記分極解消時間内の所定時間に推定した前記電池の開回路電圧、を用いて補正ができるか否かを判定し、補正ができない場合には、前記充電装置から前記蓄電装置への通電を開始させる電流指令値を送信せずに前記充電率が前記補正されるまでの時間前記通電開始を待ち、前記充電率が前記補正された後に前記通電を開始させる電流指令値を送信して前記通電を開始させ、前記補正された充電率を用いて前記電池の満充電容量を推定する、ことを特徴とする蓄電装置。 - 電池の満充電容量を推定する蓄電装置の蓄電方法であって、
前記蓄電装置は、
前記電池に流れる電流を用いて電流積算をし、該電流積算に基づいて前記電池の充電率を推定し、
前記電流積算に基づいて推定された前記電池の充電率を、前記電池の分極が解消したと見做すことができる分極解消時間が経過した後に計測した前記電池の開回路電圧、あるいは、前記分極解消時間内の所定時間に推定した前記電池の開回路電圧、を用いて補正する前に、前記蓄電装置に充電装置が接続されたことを所定回数以上検出し、かつ前記充電装置から前記蓄電装置への通電開始前に前記充電率が前記補正できない場合、
前記充電率が前記補正されるまでの時間前記通電開始を待ち、前記充電率が前記補正した後に前記通電を開始し、
前記補正された充電率を用いて前記電池の満充電容量を推定する
処理を実行することを特徴とする蓄電方法。 - 電池の満充電容量を推定する蓄電装置の蓄電方法であって、
前記蓄電装置は、
前記電池に流れる電流を用いて電流積算をし、該電流積算に基づいて前記電池の充電率を推定し、
前記電流積算に基づいて推定された前記電池の充電率を、前記電池の分極が解消したと見做すことができる分極解消時間が経過した後に計測した前記電池の開回路電圧、あるいは、前記分極解消時間内の所定時間に推定した前記電池の開回路電圧、を用いて補正する前に、前記蓄電装置に充電装置が接続されたことを検出し、通電開始処理を完了すると、前記電流積算が所定時間以上継続した場合、前記充電装置に送信する電流指令値を0アンペアに保持し、
前記充電率が前記補正されるまでの時間前記充電装置から前記蓄電装置への通電開始を待ち、前記充電率が前記補正した後に、前記電流指令値を上昇させて前記通電を開始し、
前記補正された充電率を用いて前記電池の満充電容量を推定する
処理を実行することを特徴とする蓄電方法。 - 電池の満充電容量を推定する蓄電装置の蓄電方法であって、
前記蓄電装置は、
前記電池に流れる電流を用いて電流積算をし、該電流積算に基づいて前記電池の充電率を推定し、
前記蓄電装置に充電装置が接続されたことを検出すると、
前記電流積算に基づいて推定された前記電池の充電率を、前記電池の分極が解消したと見做すことができる分極解消時間が経過した後に計測した前記電池の開回路電圧、あるいは、前記分極解消時間内の所定時間に推定した前記電池の開回路電圧、を用いて補正ができるか否かを判定し、
補正ができない場合には、前記充電装置から前記蓄電装置への通電を開始させる電流指令値を送信せずに前記充電率が前記補正されるまでの時間前記充電装置から前記蓄電装置への通電開始を待ち、前記充電率が前記補正された後に前記通電を開始させる電流指令値を送信して前記通電を開始し、
前記補正された充電率を用いて前記電池の満充電容量を推定する
処理を実行することを特徴とする蓄電方法。
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