JP6753328B2 - 充電率均等化装置 - Google Patents
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Description
個々の上記電池セルの電圧であるセル電圧(VC)を測定する電圧測定部(3)と、
上記組電池に電圧を加えることにより、該組電池を構成する上記複数の電池セルを一括して充電する充電部(4)と、
上記電池セルを個別に放電させる放電部(5)と、
上記電池セルの充放電を制御する制御部(6)とを備え、
上記電池セルはリチウム電池であって、上記電池セルの正極にはオリビン型リン酸鉄リチウムが用いられており、
該制御部は、
上記複数の電池セルのうちいずれかが満充電されるまで、上記充電部を用いて上記複数の電池セルを一括して充電する充電処理と、
該充電処理が完了した直後に、個々の上記電池セルの上記セル電圧を測定する電圧測定処理と、
上記複数の電池セルの間で発生している充電率のばらつき(α)と、個々の上記電池セルの容量(W)と、上記放電部により上記電池セルを個別に放電させたときの放電電流(I)とに基づいて、均等化時間を算出する均等化時間算出処理と、
測定された上記セル電圧のばらつきが所定の閾値(γ)を超えた場合には、充電した上記電池セルを安定化させることなく、上記複数の電池セルのうち、最も低い上記セル電圧(VMIN)に上記閾値を加えた値(VMIN+γ)よりも高い上記セル電圧を有する上記電池セルのみを上記均等化時間だけ放電し、上記複数の電池セルの上記充電率を均等化する均等化処理と、
を行うよう構成されている、充電率均等化装置にある。
また、他の態様は、互いに直列に接続された複数の電池セル(2)からなる組電池(20)を充電すると共に、個々の上記電池セルの充電率を均等化する充電率均等化装置(1)であって、
個々の上記電池セルの電圧であるセル電圧(V C )を測定する電圧測定部(3)と、
上記組電池に電圧を加えることにより、該組電池を構成する上記複数の電池セルを一括して充電する充電部(4)と、
上記電池セルを個別に放電させる放電部(5)と、
上記電池セルの充放電を制御する制御部(6)とを備え、
上記電池セルはリチウム電池であって、上記電池セルの正極にはオリビン型リン酸鉄リチウムが用いられており、
該制御部は、
上記複数の電池セルのうちいずれかが満充電されるまで、上記充電部を用いて上記複数の電池セルを一括して充電する充電処理と、
該充電処理が完了してから1分以内に、個々の上記電池セルの上記セル電圧を測定する電圧測定処理と、
測定された上記セル電圧のばらつきが所定の閾値(γ)を超えた場合には、充電した上記電池セルを安定化させることなく、上記複数の電池セルのうち、最も低い上記セル電圧(V MIN )に上記閾値を加えた値(V MIN +γ)よりも高い上記セル電圧を有する上記電池セルのみ放電し、上記複数の電池セルの上記充電率を均等化する均等化処理と、
を行うよう構成されている、充電率均等化装置にある。
本発明では、電池セルを充電した直後にセル電圧を測定するため、OCVを測定する場合よりも、充電率の違いをより明確に検出することができる。そのため、電池セルの充電率を、より充分に均等化することが可能になる。
上記充電率均等化装置に係る実施形態について、図1〜図10を参照して説明する。図2に示すごとく、本形態では、複数の電池セル2を互いに直列に接続して組電池20を構成してある。充電率均等化装置1は、この組電池20を充電すると共に、個々の電池セル2の充電率を均等化するために設けられている。充電率均等化装置1は、電圧測定部3と、充電部4と、放電部5と、制御部6とを備える。
電圧測定処理(ステップS4)では、上記充電処理が完了した直後に、個々の電池セル2のセル電圧VCを測定する。
α=aTk ・・・(1)
β=α/100×W/I ・・・(2)
上記Wは電池セル2の容量であり、単位は、例えば(Ah)である。また、上記Iは、電池セル2を、放電用スイッチ51と、該放電用スイッチ51に直列接続した放電抵抗52を介して放電させるときに流れる放電電流であり、単位は、例えば(A)である。上記式(2)から、充電率ばらつきαが大きいほど、長時間放電して、均等化させる必要があることが分かる。また、電池セル2の容量が大きいほど、均等化時間βは長くなる。放電電流Iが高いと、均等化時間βは短くてすむ。
そのため、従来のように、電池セル2を充電した後、安定化させてからセル電圧(すなわちOCV)を測定する場合と比べて、安定化させる時間を省略でき、充電完了からセル電圧VCの測定までにかかる時間を大幅に短縮できる。したがって、充電率の均等化を短時間で行うことが可能になる。
これに対して、図1に示すごとく、本形態のように、充電処理を行った直後にセル電圧VCを測定すれば、安定化処理を省略できるため、充電処理完了からセル電圧VCの測定までを短時間で行うことができる。したがって、充電率の均等化を短時間で行うことができる。
そのため、均等化処理を完了してから、短時間で充電処理を開始できる。したがって、充電率の均等化に要するトータルの時間を、より短くすることができる。
これに対して、本形態のように、均等化未実施期間Tを用いれば、上記式(1)より、充電率ばらつきαを正確に算出することができる。したがって、この充電率ばらつきαから、上記式(2)より、均等化時間βを正確に算出することができ、図1に示すごとく、最適な時間(均等化時間β)だけ、均等化処理を行うことができる。そのため、充電率のばらつきを短時間で収束でき、均等化処理を何度も行う必要が無くなる。
2 電池セル
20 組電池
3 電圧測定部
4 充電部
5 放電部
6 制御部
VC セル電圧
γ 閾値
Claims (5)
- 互いに直列に接続された複数の電池セル(2)からなる組電池(20)を充電すると共に、個々の上記電池セルの充電率を均等化する充電率均等化装置(1)であって、
個々の上記電池セルの電圧であるセル電圧(VC)を測定する電圧測定部(3)と、
上記組電池に電圧を加えることにより、該組電池を構成する上記複数の電池セルを一括して充電する充電部(4)と、
上記電池セルを個別に放電させる放電部(5)と、
上記電池セルの充放電を制御する制御部(6)とを備え、
上記電池セルはリチウム電池であって、上記電池セルの正極にはオリビン型リン酸鉄リチウムが用いられており、
該制御部は、
上記複数の電池セルのうちいずれかが満充電されるまで、上記充電部を用いて上記複数の電池セルを一括して充電する充電処理と、
該充電処理が完了した直後に、個々の上記電池セルの上記セル電圧を測定する電圧測定処理と、
上記複数の電池セルの間で発生している充電率のばらつき(α)と、個々の上記電池セルの容量(W)と、上記放電部により上記電池セルを個別に放電させたときの放電電流(I)とに基づいて、均等化時間を算出する均等化時間算出処理と、
測定された上記セル電圧のばらつきが所定の閾値(γ)を超えた場合には、充電した上記電池セルを安定化させることなく、上記複数の電池セルのうち、最も低い上記セル電圧(VMIN)に上記閾値を加えた値(VMIN+γ)よりも高い上記セル電圧を有する上記電池セルのみを上記均等化時間だけ放電し、上記複数の電池セルの上記充電率を均等化する均等化処理と、
を行うよう構成されている、充電率均等化装置。 - 上記制御部は、上記充電処理が完了してから1分以内に上記電圧測定処理を行うように構成されている、請求項1に記載の充電率均等化装置。
- 互いに直列に接続された複数の電池セル(2)からなる組電池(20)を充電すると共に、個々の上記電池セルの充電率を均等化する充電率均等化装置(1)であって、
個々の上記電池セルの電圧であるセル電圧(VC)を測定する電圧測定部(3)と、
上記組電池に電圧を加えることにより、該組電池を構成する上記複数の電池セルを一括して充電する充電部(4)と、
上記電池セルを個別に放電させる放電部(5)と、
上記電池セルの充放電を制御する制御部(6)とを備え、
上記電池セルはリチウム電池であって、上記電池セルの正極にはオリビン型リン酸鉄リチウムが用いられており、
該制御部は、
上記複数の電池セルのうちいずれかが満充電されるまで、上記充電部を用いて上記複数の電池セルを一括して充電する充電処理と、
該充電処理が完了してから1分以内に、個々の上記電池セルの上記セル電圧を測定する電圧測定処理と、
測定された上記セル電圧のばらつきが所定の閾値(γ)を超えた場合には、充電した上記電池セルを安定化させることなく、上記複数の電池セルのうち、最も低い上記セル電圧(VMIN)に上記閾値を加えた値(VMIN+γ)よりも高い上記セル電圧を有する上記電池セルのみ放電し、上記複数の電池セルの上記充電率を均等化する均等化処理と、
を行うよう構成されている、充電率均等化装置。 - 上記制御部は、上記均等化処理を行った後、上記電池セルを安定化させることなく上記充電処理及び上記電圧測定処理を再び行い、上記セル電圧のばらつきが上記閾値以下になるまで、上記充電処理および上記電圧測定処理および上記均等化処理を繰り返すよう構成されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の充電率均等化装置。
- 上記均等化処理を前回行ってから経過した期間である均等化未実施期間(T)の値を取得する未実施期間取得部(67)を備え、上記制御部は、得られた上記均等化未実施期間の値を用いて、上記複数の電池セルの上記充電率のばらつき(α)を算出すると共に、該充電率のばらつきと、個々の上記電池セルの電池容量(W)と、上記均等化処理を行うとき個々の上記電池セルに流れる放電電流(I)の値とを用いて、上記均等化処理を行う時間(β)を算出するよう構成されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の充電率均等化装置。
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