JP6895452B2 - 制御装置、制御方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
前記制御手段は、(1)前記リチウムイオン二次電池の電圧が所定電圧になるまで、前記充電装置に前記リチウムイオン二次電池の充電を行わせ、(2)前記充電の後、所定時間 t が経過するまで、前記充電装置に前記リチウムイオン二次電池の充電を休止させ、(3)前記休止の後、前記充電装置に前記リチウムイオン二次電池の充電をさらに行わせる。
前記所定時間 t[分]は、前記リチウムイオン二次電池の負極の目付量 x[g/cm2]及び前記負極の密度 y[g/cm3]を用いた以下の数式(1)で定まる条件を満たす。
前記制御手段は、(1)前記リチウムイオン二次電池の電圧が所定電圧になるまで、前記充電装置に前記リチウムイオン二次電池の充電を行わせ、(2)前記充電の後、所定時間 t が経過するまで、前記充電装置に前記リチウムイオン二次電池の充電を休止させ、(3)前記休止の後、前記充電装置に前記リチウムイオン二次電池の充電をさらに行わせる。
前記所定時間は、前記休止を開始した時点から、前記リチウムイオン二次電池の開回路電圧の時間変化率が極小値をとる時点までの時間に基づいて決定される。
前記所定時間 t[分]は、前記リチウムイオン二次電池の負極の目付量 x[g/cm2]及び前記負極の密度 y[g/cm3]を用いた以下の数式(2)で定まる条件を満たす。
前記所定時間は、前記休止を開始した時点から、前記リチウムイオン二次電池の開回路電圧の時間変化率が極小値をとる時点までの時間に基づいて決定される。
図1は、実施形態1に係る制御装置2000をその使用環境と共に例示するブロック図である。充電装置20は、リチウムイオン二次電池10の充電を行う装置である。
本発明者は、リチウムイオン二次電池10の充電中に、リチウムイオン二次電池10の負極の表面にリチウムが析出することを見出した。この現象が起こる原因は、例えば以下の様に考えられる。
制御装置2000の各機能構成部は、各機能構成部を実現するハードウエア(例:ハードワイヤードされた電子回路など)で実現されてもよいし、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせ(例:電子回路とそれを制御するプログラムの組み合わせなど)で実現されてもよい。以下、制御装置2000の各機能構成部がハードウエアとソフトウエアとの組み合わせで実現される場合について、さらに説明する。
図5は、実施形態1の制御装置2000によって実行される処理の流れを例示するフローチャートである。制御部2020は、充電装置20を制御して、リチウムイオン二次電池10を所定電圧まで充電させる(S102)。制御部2020は、充電装置20を制御して、リチウムイオン二次電池10の充電を所定時間休止させる(S104)。S104の後、制御部2020は、充電装置20を制御して、リチウムイオン二次電池10をさらに充電させる(S106)。
図6は、制御装置2000の利用環境をさらに具体的に例示する図である。図6において、リチウムイオン二次電池10は、複数の単位電池セル12を直列に接続した組電池として構成されている。リチウムイオン二次電池10には、充電装置20が接続されている。
リチウムイオン二次電池10の正極端子と負極端子の成分は任意である。リチウムイオン二次電池10の正極端子は、例えばニッケル系正極材を活物質とする端子である。一方、リチウムイオン二次電池10の負極端子は、例えば主成分が黒鉛である材料を活物質とする端子である。
前述したとおり、休止時間の長さを表す休止時間 t は数式(3)で表される。以下、数式(3)の各パラメタ A から C の範囲を導出した方法について説明する。
前述したように、制御部2020は、リチウムイオン二次電池10の電圧が所定電圧になるまで、充電装置20にリチウムイオン二次電池10の充電を行わせる(S102)。この所定電圧は、0.2C の充電レートでリチウムイオン二次電池10を充電した場合にリチウムイオン二次電池10の充電率(SOC: State of Charge)が 70% 以上 100% 以下となる電圧とすることが好適である。
リチウムイオン二次電池10の充電を休止する時間である休止時間 t は、リチウムイオン二次電池10の充電の休止を開始する前に予め算出しておく。例えば制御装置2000は、リチウムイオン二次電池10の負極の目付量 x と、負極の密度 y の入力をユーザから受け付ける。ユーザは、任意の入力デバイス(例えばキーボード)を用いて、上記の値を入力する。制御装置2000は、入力された値を数式(3)の右辺の計算式で計算し、その計算結果を休止時間 t とする。なお、数式(3)の各パラメタの範囲は、前述した範囲に含まれる1つの値に予め設定しておく。算出した休止時間 t は、例えば制御部2020からアクセス可能な記憶装置(例えば図4のストレージデバイス1080)に記憶させておく。
制御部2020は、充電装置20に、充電の休止を複数回行わせてもよい。この際、最初の休止を行うタイミングは、リチウムイオン二次電池10の電圧が所定電圧以上となったタイミングとする。2回目以降の休止は、任意のタイミングで開始してよい。また、2回目以降の休止の長さは、任意の長さでよい。
実施形態の制御装置2000は、実施形態1の制御装置2000と同様に、例えば図1で表される。以下で説明する点を除き、実施形態2の制御装置2000は、実施形態1の制御装置2000と同様の機能を有する。
実施形態2の制御装置2000は、実施形態1と同様に計算機1000を用いて実現される(図4参照)。
本実施形態の制御装置2000によれば、実施形態1の制御装置2000と同様の作用・効果が得られる。
1. リチウムイオン二次電池の充電を行う充電装置を制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、
前記リチウムイオン二次電池の電圧が所定電圧になるまで、前記充電装置に前記リチウムイオン二次電池の充電を行わせ、
前記充電の後、所定時間 t が経過するまで、前記充電装置に前記リチウムイオン二次電池の充電を休止させ、
前記休止の後、前記充電装置に前記リチウムイオン二次電池の充電をさらに行わせ、
前記所定時間 t[分]は、前記リチウムイオン二次電池の負極の目付量 x[g/cm2]及び前記負極の密度 y[g/cm3]を用いた以下の数式(1)で定まる条件を満たす、制御装置。
前記制御手段は、
前記リチウムイオン二次電池の電圧が所定電圧になるまで、前記充電装置に前記リチウムイオン二次電池の充電を行わせ、
前記充電の後、所定時間が経過するまで、前記充電装置に前記リチウムイオン二次電池の充電を休止させ、
前記休止の後、前記充電装置に前記リチウムイオン二次電池の充電をさらに行わせ、
前記所定時間は、前記休止を開始した時点から、前記リチウムイオン二次電池の電圧の時間変化率が極小値をとる時点までの時間以上の長さである、制御装置。
3. 前記所定電圧は、0.2C の充電レートで前記リチウムイオン二次電池を充電した場合に前記リチウムイオン二次電池の充電率が70%以上100%以下となる電圧である、1.又は2.に記載の制御装置。
前記充電の後、所定時間 t が経過するまで、前記充電装置に前記リチウムイオン二次電池の充電を休止させるステップと、
前記休止の後、前記充電装置に前記リチウムイオン二次電池の充電をさらに行わせるステップと、を有し、
前記所定時間 t[分]は、前記リチウムイオン二次電池の負極の目付量 x[g/cm2]及び前記負極の密度 y[g/cm3]を用いた以下の数式(2)で定まる条件を満たす、制御方法。
前記充電の後、所定時間 t が経過するまで、前記充電装置に前記リチウムイオン二次電池の充電を休止させるステップと、
前記休止の後、前記充電装置に前記リチウムイオン二次電池の充電をさらに行わせるステップと、を有し、
前記所定時間は、前記休止を開始した時点から、前記リチウムイオン二次電池の電圧の時間変化率が極小値をとる時点までの時間以上の長さである、制御方法。
6. 前記所定電圧は、0.2C の充電レートで前記リチウムイオン二次電池を充電した場合に前記リチウムイオン二次電池の充電率が70%以上100%以下となる電圧である、4.又は5.に記載の制御方法。
Claims (5)
- 前記所定電圧は、0.2C の充電レートで前記リチウムイオン二次電池を充電した場合に前記リチウムイオン二次電池の充電率が70%以上100%以下となる電圧である、請求項1に記載の制御装置。
- 前記所定電圧は、0.2C の充電レートで前記リチウムイオン二次電池を充電した場合に前記リチウムイオン二次電池の充電率が70%以上100%以下となる電圧である、請求項3に記載の制御方法。
- 請求項3または4に記載の制御方法が有する各ステップをコンピュータに実行させるプログラム。
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