JP7040235B2 - 電源システム - Google Patents
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- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
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Description
複数の電池セル(2)からなる電池モジュール(20)と、
個々の上記電池セルの電圧を測定する電圧測定部(3)と、
上記電池モジュールの充放電を制御する制御部(4)とを備え、
該制御部は、
上記電池モジュールを充放電しているときの、個々の上記電池セルの電圧の測定値を用いて、複数の上記電池セルの中から、最もハイレート劣化しやすい上記電池セルである最速劣化セル(2F)を特定する特定部(41)と、
特定した上記最速劣化セルについて、上記ハイレート劣化の進行度を推定する処理を行う推定部(42)と、を備え、
上記特定部は、上記電圧の測定値を用いて、個々の上記電池セルの過電圧(ΔV)を算出し、該過電圧の時間上昇率(ΔV/Δt)が最も高い上記電池セルを、上記最速劣化セルとして特定し、
上記車両の走行中における上記電池モジュールの電流を測定する電流測定部(5)をさらに備え、上記特定部は、上記電流の測定値が予め定められた値を超えた場合に、上記過電圧の上記時間上昇率を算出する、電源システム(1)にある。
また、本発明の他の態様は、複数の電池セル(2)からなる電池モジュール(20)と、
個々の上記電池セルの電圧を測定する電圧測定部(3)と、
上記電池モジュールの充放電を制御する制御部(4)とを備え、
該制御部は、
上記電池モジュールを充放電しているときの、個々の上記電池セルの電圧の測定値を用いて、複数の上記電池セルの中から、最もハイレート劣化しやすい上記電池セルである最速劣化セル(2F)を特定する特定部(41)と、
特定した上記最速劣化セルについて、上記ハイレート劣化の進行度を推定する処理を行う推定部(42)と、を備え、
上記特定部は、上記電圧の測定値を用いて、個々の上記電池セルの過電圧(ΔV)を算出し、該過電圧の時間上昇率(ΔV/Δt)が最も高い上記電池セルを、上記最速劣化セルとして特定し、
上記電池モジュールの電流を測定する電流測定部をさらに備え、上記特定部は、上記電流の複数の測定値のばらつき(σI)が予め定められた閾値(σTH)以下であり、かつ上記電流が所定の時間以上流れた場合に、上記過電圧の上記時間上昇率を算出する、電源システム(1)にある。
また、本発明のさらに他の態様は、複数の電池セル(2)からなる電池モジュール(20)と、
個々の上記電池セルの電圧を測定する電圧測定部(3)と、
上記電池モジュールの充放電を制御する制御部(4)とを備え、
該制御部は、
上記電池モジュールを充放電しているときの、個々の上記電池セルの電圧の測定値を用いて、複数の上記電池セルの中から、最もハイレート劣化しやすい上記電池セルである最速劣化セル(2 F )を特定する特定部(41)と、
特定した上記最速劣化セルについて、上記ハイレート劣化の進行度を推定する処理を行う推定部(42)と、を備え、
個々の上記電池セルの温度を測定する温度センサ(6)をさらに備え、上記制御部は、前回、上記電池モジュールの充放電を行ってから予め定められた時間以上経過している場合は、次に上記充放電を行う際に、測定した温度が最も低い上記電池セルについて、上記ハイレート劣化の進行度の推定を行う、電源システム(1)にある。
電池セルを充放電させると、内部抵抗に起因した電圧変化が生じる。ハイレート劣化しやすい電池セルは、内部抵抗が上昇しやすく、電圧変化が大きくなりやすい。したがって、充放電しているときの、個々の電池セルの電圧の測定値を用いれば、複数の電池セルの中から、最もハイレート劣化しやすい電池セル(最速劣化セル)を特定することができる。
そのため、全ての電池セルについて、ハイレート劣化の推定を行う必要がなくなり、制御部の負担を低減できる。したがって、特に性能が高い制御部を用いる必要がなくなり、制御部の製造コストを低減できる。また、制御部の消費電力を低減できる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
上記電源システム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1に示すごとく、本形態の電源システム1は、電池モジュール20と、電圧測定部3と、制御部4とを備える。電池モジュール20は、複数の電池セル2からなる。電圧測定部3は、個々の電池セル2の電圧を測定する。制御部4は、電池モジュール20の充放電を制御する。
なお、負荷11は、インバータ以外のものを用いても良い。
ΔV=V-OCV-IR
ΔV=OCV-V-IR
また、この過電圧ΔVの時間上昇率ΔV/Δtを求め、これが最も大きい電池セル2を、最速劣化セル2Fと特定することができる。
電池セル2を充放電させると、内部抵抗に起因した電圧変化が生じる。ハイレート劣化しやすい電池セル2は、内部抵抗が上昇しやすく、電圧変化が大きくなりやすい。したがって、充放電しているときの、個々の電池セル2の電圧の測定値を用いれば、複数の電池セル2の中から、最もハイレート劣化しやすい電池セル(最速劣化セル2F)を特定することができる。
そのため、全ての電池セル2について、ハイレート劣化の状態推定を行う必要がなくなり、制御部4の負担を低減できる。したがって、特に性能が高い制御部4を用いる必要がなくなり、制御部4の製造コストを低減できる。また、制御部4の消費電力を低減できる。
このようにすると、最速劣化セル2Fを正確に特定できる。すなわち、上述したように、ハイレート劣化しやすい電池セル2は、使用すると短時間で内部抵抗が上昇する。そのため、過電圧ΔVが短時間で上昇する。したがって、過電圧ΔVの時間上昇率ΔV/Δtを指標にすれば、最速劣化セル2Fを正確に特定することができる。
このようにすると、電池セル2に大きな電流が流れてハイレート劣化しやすい状態になったときのみ、最速劣化セル2Fの特定を行うことができる。そのため、制御部4の負担をより低減することができる。また、過電圧ΔVが大きくなるので、最速劣化セル2Fの特定を正確に行うことができる。
本形態は、制御部4の制御方法を変更した例である。本形態の制御部4は、電流の測定値のばらつきσIが予め定められた閾値σTH以下であり、かつ電流が所定の時間以上流れた場合(図11参照)に、過電圧ΔVの時間上昇率ΔV/Δtを算出する。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
本形態は、電源システム1の回路構成、及び制御部4の制御方法を変更した例である。図13に示すごとく、本形態では、個々の電池セル2に温度センサ6を設けてある。この温度センサ6を用いて、個々の電池セル2の温度を測定している。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
本形態は、制御部4の制御方法を変更した例である。本形態の制御部4は、前回、電池モジュール20の充放電を行ってから予め定められた時間以上経過している場合は、次に充放電を行う際に、前回、ハイレート劣化の進行度の推定を行った電池セル2について、再び推定を行うよう構成されている。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
2 電池セル
20 電池モジュール
3 電圧測定部
4 制御部
41 特定部
42 推定部
Claims (6)
- 車両に搭載される電源システム(1)であって、
複数の電池セル(2)からなる電池モジュール(20)と、
個々の上記電池セルの電圧を測定する電圧測定部(3)と、
上記電池モジュールの充放電を制御する制御部(4)とを備え、
該制御部は、
上記電池モジュールを充放電しているときの、個々の上記電池セルの電圧の測定値を用いて、複数の上記電池セルの中から、最もハイレート劣化しやすい上記電池セルである最速劣化セル(2F)を特定する特定部(41)と、
特定した上記最速劣化セルについて、上記ハイレート劣化の進行度を推定する処理を行う推定部(42)と、を備え、
上記特定部は、上記電圧の測定値を用いて、個々の上記電池セルの過電圧(ΔV)を算出し、該過電圧の時間上昇率(ΔV/Δt)が最も高い上記電池セルを、上記最速劣化セルとして特定し、
上記電池モジュールの電流を測定する電流測定部(5)をさらに備え、上記特定部は、上記車両の走行中における上記電流の測定値が予め定められた値を超えた場合に、上記過電圧の上記時間上昇率を算出する、電源システム(1)。 - 複数の電池セル(2)からなる電池モジュール(20)と、
個々の上記電池セルの電圧を測定する電圧測定部(3)と、
上記電池モジュールの充放電を制御する制御部(4)とを備え、
該制御部は、
上記電池モジュールを充放電しているときの、個々の上記電池セルの電圧の測定値を用いて、複数の上記電池セルの中から、最もハイレート劣化しやすい上記電池セルである最速劣化セル(2 F )を特定する特定部(41)と、
特定した上記最速劣化セルについて、上記ハイレート劣化の進行度を推定する処理を行う推定部(42)と、を備え、
上記特定部は、上記電圧の測定値を用いて、個々の上記電池セルの過電圧(ΔV)を算出し、該過電圧の時間上昇率(ΔV/Δt)が最も高い上記電池セルを、上記最速劣化セルとして特定し、
上記電池モジュールの電流を測定する電流測定部をさらに備え、上記特定部は、上記電流の複数の測定値のばらつき(σ I )が予め定められた閾値(σ TH )以下であり、かつ上記電流が所定の時間以上流れた場合に、上記過電圧の上記時間上昇率を算出する、電源システム(1)。 - 個々の上記電池セルの温度を測定する温度センサ(6)をさらに備え、上記制御部は、前回、上記電池モジュールの充放電を行ってから予め定められた時間以上経過している場合は、次に上記充放電を行う際に、測定した温度が最も低い上記電池セルについて、上記ハイレート劣化の進行度の推定を行う、請求項1又は2に記載の電源システム。
- 上記制御部は、前回、上記電池モジュールの充放電を行ってから予め定められた時間以上経過している場合は、次に上記充放電を行う際に、前回、上記ハイレート劣化の進行度の推定を行った上記電池セルについて、再び推定を行う、請求項1又は2に記載の電源システム。
- 複数の電池セル(2)からなる電池モジュール(20)と、
個々の上記電池セルの電圧を測定する電圧測定部(3)と、
上記電池モジュールの充放電を制御する制御部(4)とを備え、
該制御部は、
上記電池モジュールを充放電しているときの、個々の上記電池セルの電圧の測定値を用いて、複数の上記電池セルの中から、最もハイレート劣化しやすい上記電池セルである最速劣化セル(2 F )を特定する特定部(41)と、
特定した上記最速劣化セルについて、上記ハイレート劣化の進行度を推定する処理を行う推定部(42)と、を備え、
個々の上記電池セルの温度を測定する温度センサ(6)をさらに備え、上記制御部は、前回、上記電池モジュールの充放電を行ってから予め定められた時間以上経過している場合は、次に上記充放電を行う際に、測定した温度が最も低い上記電池セルについて、上記ハイレート劣化の進行度の推定を行う、電源システム(1)。 - 上記特定部は、上記電圧の測定値を用いて、個々の上記電池セルの過電圧(ΔV)を算出し、該過電圧の時間上昇率(ΔV/Δt)が最も高い上記電池セルを、上記最速劣化セルとして特定する、請求項5に記載の電源システム。
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2018
- 2018-04-05 JP JP2018073284A patent/JP7040235B2/ja active Active
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