JP7043948B2 - Power system - Google Patents
Power system Download PDFInfo
- Publication number
- JP7043948B2 JP7043948B2 JP2018074941A JP2018074941A JP7043948B2 JP 7043948 B2 JP7043948 B2 JP 7043948B2 JP 2018074941 A JP2018074941 A JP 2018074941A JP 2018074941 A JP2018074941 A JP 2018074941A JP 7043948 B2 JP7043948 B2 JP 7043948B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- soc
- secondary battery
- unit
- relay
- predicted
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Description
本発明は、複数の二次電池を並列接続した電池モジュールと、該電池モジュールの充放電を制御する制御部とを備える電源システムに関する。 The present invention relates to a power supply system including a battery module in which a plurality of secondary batteries are connected in parallel and a control unit for controlling charging / discharging of the battery module.
従来から、複数の二次電池を並列接続した電池モジュールと、該電池モジュールの充放電を制御する制御部とを備える電源システムが知られている。この電源システムでは、個々の二次電池に、リレーを設けてある(図21参照)。制御部は、これらのリレーのオンオフ動作を制御する。これにより、二次電池の充放電を制御するよう構成されている。 Conventionally, a power supply system including a battery module in which a plurality of secondary batteries are connected in parallel and a control unit for controlling charging / discharging of the battery module has been known. In this power supply system, relays are provided in each secondary battery (see FIG. 21). The control unit controls the on / off operation of these relays. This is configured to control the charging and discharging of the secondary battery.
電池モジュールを放電させると、個々の二次電池の内部抵抗のばらつきが原因となって、SOC(充電率:State Of Charge)にばらつきが生じることが知られている。すなわち、内部抵抗が小さい二次電池は放電しやすいため、SOCが低下しやすい。また、内部抵抗が大きい二次電池は、放電しにくいため、SOCが低下しにくい。このようにSOCにばらつきが生じると、放電を完了したとき、SOCが高い(すなわち電圧が高い)二次電池から、SOCが低い(すなわち電圧が低い)二次電池へ、大きな電流が流れる。そのため、上記リレーが溶損する等の不具合が生じる可能性が考えられる。 It is known that when the battery module is discharged, the SOC (state of charge) varies due to the variation in the internal resistance of each secondary battery. That is, since the secondary battery having a small internal resistance is easily discharged, the SOC is likely to decrease. Further, since the secondary battery having a large internal resistance is hard to discharge, the SOC is hard to decrease. When the SOC varies in this way, a large current flows from the secondary battery having a high SOC (that is, the voltage is high) to the secondary battery having a low SOC (that is, the voltage is low) when the discharge is completed. Therefore, it is conceivable that problems such as melting of the relay may occur.
この問題を解決するため、電池モジュールに、二次電池のSOCを均等にする均等化回路を設けることが検討されている(下記特許文献1参照)。
In order to solve this problem, it has been studied to provide a equalization circuit for equalizing the SOC of the secondary battery in the battery module (see
しかしながら、均等化回路を設けると、電源システムの回路構成が複雑になりやすい。そのため、電源システムの製造コストが上昇しやすくなる。また、均等化回路にはSOCが高い二次電池からSOCが低い二次電池へ大きな電流が流れないように、抵抗が設置されている。そのため、抵抗によって無駄な電力消費が発生する。 However, if the equalization circuit is provided, the circuit configuration of the power supply system tends to be complicated. Therefore, the manufacturing cost of the power supply system tends to increase. Further, a resistor is installed in the equalization circuit so that a large current does not flow from the secondary battery having a high SOC to the secondary battery having a low SOC. Therefore, the resistance causes wasteful power consumption.
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、複数の二次電池のSOCを均等化でき、かつ回路構成を簡素にできる電源システムを提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a power supply system capable of equalizing the SOCs of a plurality of secondary batteries and simplifying a circuit configuration.
本発明の一態様は、二次電池(2)と、該二次電池に直列接続したリレー(3)とを有する直列体(10)を複数個、互いに並列に接続してなる電池モジュール(4)と、
該電池モジュールの充放電を制御する制御部(5)とを備え、
該制御部は、
個々の上記二次電池のSOCを推定するSOC推定部(50)と、
複数の上記リレーをオンすることにより、複数の上記二次電池に蓄えられた電荷を負荷(6)に放電する放電指示部(51)と、
上記SOC推定部によって推定された上記SOCに基づいて、上記負荷に放電している上記複数の二次電池のうち、一部の上記二次電池の上記リレーをオフすることにより、上記複数の二次電池の上記SOCを均等化する均等化処理部(52)とを備え、
上記制御部は、上記負荷が消費する電力量(W)を予測する電力予測部(53)と、上記SOCを均等にしつつ、上記負荷への上記電力量の供給を完了したときの、個々の上記二次電池の上記SOCの予測値である予測SOCを算出するSOC予測部(54)とをさらに備え、上記均等化処理部は、上記SOC推定部による上記SOCの推定値が上記予測SOCに到達した上記二次電池から順に、上記リレーをオフするよう構成されている、電源システム(1)にある。
One aspect of the present invention is a battery module (4) in which a plurality of series bodies (10) having a secondary battery (2) and a relay (3) connected in series to the secondary battery are connected in parallel to each other. )When,
A control unit (5) for controlling charging / discharging of the battery module is provided.
The control unit
The SOC estimation unit (50) that estimates the SOC of each of the above secondary batteries, and
A discharge indicator (51) that discharges the electric charge stored in the plurality of secondary batteries to the load (6) by turning on the plurality of the relays.
Based on the SOC estimated by the SOC estimation unit, among the plurality of secondary batteries discharged to the load, the relays of some of the secondary batteries are turned off, so that the plurality of secondary batteries are discharged. It is provided with an equalization processing unit (52) for equalizing the SOC of the next battery.
The control unit is an individual when the power prediction unit (53) that predicts the electric energy (W) consumed by the load and the power prediction unit (53) have completed the supply of the electric energy to the load while equalizing the SOC. Further, the SOC prediction unit (54) for calculating the predicted SOC which is the predicted value of the SOC of the secondary battery is further provided, and the equalization processing unit uses the estimated value of the SOC by the SOC estimation unit as the predicted SOC. The power system (1) is configured to turn off the relay in order from the reached secondary battery .
上記電源システムの制御部は、上記均等化処理部を備える。均等化処理部は、推定されたSOCに基づいて、放電している複数の二次電池のうち、一部の二次電池のリレーをオフする。これにより、二次電池のSOCを均等化する。
そのため、均等化回路等の特別な回路を設けなくても、SOCを均等化することができ、電源システムの回路構成を簡素にすることができる。また、均等化回路に含まれる抵抗による電力消費がないため、二次電池の電力を有効に使用することができる。
The control unit of the power supply system includes the equalization processing unit. The equalization processing unit turns off the relay of some of the plurality of discharging secondary batteries based on the estimated SOC. This equalizes the SOC of the secondary battery.
Therefore, the SOC can be equalized without providing a special circuit such as an equalization circuit, and the circuit configuration of the power supply system can be simplified. Further, since there is no power consumption due to the resistance included in the equalization circuit, the power of the secondary battery can be effectively used.
以上のごとく、上記態様によれば、複数の二次電池のSOCを均等化でき、かつ回路構成を簡素にできる電源システムを提供することができる。
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。
As described above, according to the above aspect, it is possible to provide a power supply system capable of equalizing the SOCs of a plurality of secondary batteries and simplifying the circuit configuration.
The reference numerals in parentheses described in the scope of claims and the means for solving the problem indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later, and limit the technical scope of the present invention. It's not a thing.
また、上記「均等化」とは、複数の二次電池のSOCのばらつきを低減することを意味しており、SOCを完全に等しくするという意味に限定するものではない。 Further, the above-mentioned "equalization" means reducing the variation in SOCs of a plurality of secondary batteries, and is not limited to the meaning of making the SOCs completely equal.
(実施形態1)
上記電源システムに係る実施形態について、図1~図11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4と、制御部5とを備える。電池モジュール4は、二次電池2と、該二次電池2に直列接続したリレー3とを有する直列体10を、複数個、互いに並列に接続してなる。制御部5は、電池モジュール4の充放電を制御する。
(Embodiment 1)
An embodiment of the power supply system will be described with reference to FIGS. 1 to 11. As shown in FIG. 1, the
制御部5は、SOC推定部50と、放電指示部51と、均等化処理部52とを備える。SOC推定部50は、個々の二次電池2のSOCを推定する。放電指示部51は、複数のリレー3をオンする(図2参照)。これにより、複数の二次電池2に蓄えられた電荷を負荷6に放電する。
The
均等化処理部52は、SOC推定部50によって推定されたSOCに基づいて、負荷6に放電している複数の二次電池2のうち、一部の二次電池2のリレー3をオフする(図3~図5参照)。これにより、複数の二次電池2のSOCを均等化する。
The
図1に示すごとく、二次電池2は、複数の電池セル20からなる。二次電池2には電圧センサ7Vと電流センサ7Iとが設けられている。また、電池モジュール4には、負荷6と充電装置11とが接続している。負荷6と電池モジュール4との間には、放電用スイッチ12が介在している。充電装置11と電池モジュール4との間には、充電用スイッチ13が介在している。制御部5は、電池モジュール4を放電する際には、放電用スイッチ12と各リレー3をオンする。また、電池モジュール4を充電する際には、充電用スイッチ13と各リレー3をオンする。
As shown in FIG. 1, the
図10に示すごとく、本形態の電源システム1は、冷凍車14に用いられる。冷凍車14には冷凍庫61が設けられている。本形態では、電池モジュール4を用いて、冷凍庫61のコンプレッサ(負荷6)を駆動し、冷凍庫61内の温度を下げている。
As shown in FIG. 10, the
上記冷凍車14は、走行中はエンジンにより、機械式コンプレッサを稼働し、庫内温度を下げる。また、荷物を搬出入する際にはエンジンを停止し、電池モジュール4によって電動コンプレッサを稼働させる。
While the
図11に示すごとく、走行中は機械式コンプレッサが稼働するため、低温に維持されている。荷物を搬出入する際に扉を開けると、外気によって温度が上昇する。その後、扉を閉め店舗に荷物を搬出入している際には、電動コンプレッサが稼働し、温度が低下する。 As shown in FIG. 11, since the mechanical compressor operates during traveling, the temperature is maintained at a low temperature. If you open the door when loading and unloading luggage, the temperature will rise due to the outside air. After that, when the door is closed and the luggage is carried in and out of the store, the electric compressor operates and the temperature drops.
図10に示すごとく、冷凍庫61には温度センサ7Tが設けられている。この温度センサ7Tによって測定した冷凍庫61の温度から、目標温度まで下げるために必要な電力量Wを予測することができる。
As shown in FIG. 10, the
図1に示すごとく、制御部5は、上記SOC推定部50等の他に、電力予測部53と、SOC予測部54と、記憶部55とを備える。電力予測部53は、冷凍庫61の温度の測定値を用いて、コンプレッサ(負荷6)が消費する電力量Wを予測する。また、SOC予測部54は、SOCを均等にしつつ、負荷6への電力量Wの供給を完了したときの、個々の二次電池2のSOCの予測値である予測SOCを算出する。記憶部55は、二次電池2の、OCV(Open Circuit Voltage)とSOCとの関係(OCV-SOC特性:図7参照)を記憶する。
As shown in FIG. 1, the
制御部5は、冷凍庫61の温度を下げるとき、図2に示すごとく、複数のリレー3をオンする。二次電池2の内部抵抗にはばらつきがあるため、図3に示すごとく、内部抵抗が最も小さい二次電池2aはSOCが速く低下する。均等化処理部52は、二次電池2aのSOCが予測SOCに達した場合、この二次電池2aのリレー3aをオフする。この状態で放電を続けると、図4に示すごとく、内部抵抗が2番目に小さい二次電池2bのSOCが予測SOCに達する。このとき、均等化処理部52は、この二次電池2bのリレー3bをオフする。さらに放電を続けると、図5に示すごとく、内部抵抗が最も大きい二次電池2cのSOCが予測SOCに達する。このとき、均等化処理部52は、この二次電池2cのリレー3cをオフする。これにより、全ての二次電池2a~2cのSOCを均等にする。
When the temperature of the
次に、電池セル20の構造について説明する。本形態では、電池セル20として、リチウムイオン二次電池を用いている。図8に示すごとく、電池セル20は、一対の電極23(正極23P及び負極23N)と、これらの間に介在したセパレータ24と、電解液25とを備える。電極23は、集電極21と、リチウムイオンが脱挿入される活物質22とを備える。図8に示すごとく、放電を行うと、リチウムイオンは負極活物質22Nから脱離し、電解液25を移動して、正極活物質22Pに挿入される。
Next, the structure of the
また、図9に示すごとく、充電を行うと、リチウムイオンは正極活物質22Pから脱離し、電解液25を移動して、負極活物質22Nに挿入される。
Further, as shown in FIG. 9, when charging is performed, lithium ions are desorbed from the positive electrode
図7に、二次電池2のOCV-SOC特性を示す。このOCV-SOC特性は、上述したように、記憶部55(図1参照)に記憶されている。SOC推定部50は、このOCV-SOC特性を用いて、二次電池2のSOCを推定する。すなわち、二次電池2の充放電を暫く行わないと、二次電池2の電圧が安定し、OCVを測定できる状態になる。この状態になったとき、上記電圧センサ7V(図1参照)を用いてOCVを測定し、その測定値に対応するSOCを、上記OCV-SOC特性から推定する。
FIG. 7 shows the OCV-SOC characteristics of the
また、二次電池2を放電させると、二次電池2のSOCが低下する。放電中の二次電池2のSOCは、例えば以下のように推定することができる。すなわち、まず、二次電池2を暫く充放電していない状態でOCVを測定し、その測定値を用いて、放電前のSOCiniを算出する。そして、放電中の二次電池2の電流Iと、放電時間tと、二次電池2の容量Cとから、以下の式を用いて、放電中のSOCを算出できる。
SOC=SOCini-ΔSOC
=SOCini-It/C
Further, when the
SOC = SOC ini -Δ SOC
= SOC ini -It / C
次に、制御部5のフローチャートの説明を行う。図6に、図2~図4の動作を行うためのフローチャートを示す。図6に示すごとく、制御部5は、まずステップS1を行う。ここでは、負荷6(すなわちコンプレッサ)が消費する電力量Wを予測する。その後、ステップS2に移り、各二次電池2の現在のSOCを推定する。
Next, the flowchart of the
次いで、ステップS3に移り、予測SOC(すなわち、SOCを均等にしつつ、負荷6への電力量Wの供給を完了したときの、個々の二次電池2のSOCの予測値)を算出する。予測SOCは、例えば、以下の式を用いて算出することができる。
予測SOC=SOCini-ΔW/WFULL
ΔW=W/N
上記式において、SOCiniは、放電前の二次電池2のSOCであり、ΔWは、個々の二次電池2が放電する電力量であり、WFULLは満充電時の二次電池2のエネルギー量であり、Nは並列接続された二次電池2の数である。
Next, the process proceeds to step S3, and the predicted SOC (that is, the predicted value of the SOC of each
Prediction SOC = SOC ini -ΔW / W FULL
ΔW = W / N
In the above formula, SOC ini is the SOC of the
ステップS3の後、ステップS4に移り、電池モジュール4の放電を開始する。その後、ステップS5に移る。ここでは、予測SOCに到達した二次電池2は存在するか否かを判断する。ここでYesと判断した場合は、ステップS6に移り、予測SOCに到達した二次電池2のリレー3をオフする。
After step S3, the process proceeds to step S4 to start discharging the
その後、ステップS7に移る。ここでは、全てのリレー3がオフになったか否かを判断する。ここでNoと判断した場合はステップS5に戻る。また、Yesと判断した場合は、終了する。
After that, the process proceeds to step S7. Here, it is determined whether or not all the
本形態の作用効果について説明する。図1に示すごとく、本形態の制御部5は、均等化処理部52を備える。均等化処理部52は、図2~図5に示すごとく、推定されたSOCに基づいて、放電している複数の二次電池2のうち、一部の二次電池2のリレー3をオフする。これにより、二次電池2のSOCを均等化する。
そのため、均等化回路等の特別な回路を設けなくても、SOCの均等化を行うことができ、電源システム1の回路構成を簡素にすることができる。したがって、電源システム1の製造コストを低減できる。また、放電終了とともに均等化を完了させるため、リレー3の動作回数を最低限にすることができる。そのため、リレー3の低寿命化を抑制できる。
The action and effect of this embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the
Therefore, the SOC can be equalized without providing a special circuit such as an equalization circuit, and the circuit configuration of the
すなわち、図21(A)、図21(B)に示すごとく、SOCの均等化をしなかったとすると、内部抵抗が小さい二次電池2aのSOCが速く低下する。そのため、放電を停止した後、図21(C)に示すごとく、SOCが高い二次電池2b,2c(すなわち、電圧が高い二次電池2)から、SOCが低い二次電池2a(すなわち、電圧が低い二次電池2)へ、大電流が流れる。そのため、リレー3が溶損する等の不具合が発生する可能性が考えられる。この問題を解決するために、従来は、SOCを均等化する専用の回路(均等化回路)を設けていたが、このようにすると、電源システム1の回路構成が複雑になり、電源システム1の製造コストが高くなりやすい。これに対して、本形態では、放電中の複数の二次電池2のうち、一部の二次電池2のリレー3をオフし、その他の二次電池2の放電を継続することにより、SOCを均等化している。そのため、特別な均等化回路を設ける必要がなく、電源システム1の回路構成を簡素にできる。また、電源システム1の製造コストを低減できる。
That is, as shown in FIGS. 21 (A) and 21 (B), if the SOC is not equalized, the SOC of the secondary battery 2a having a small internal resistance drops rapidly. Therefore, after stopping the discharge, as shown in FIG. 21 (C), from the
また、図1に示すごとく、本形態の制御部5は、負荷6が消費する電力量Wを予測する電力予測部53と、上記予測SOCを算出するSOC予測部54とをさらに備える。均等化処理部52は、図6に示すごとく、SOCの推定値が予測SOCに到達した二次電池2から順に、リレー3をオフするよう構成されている(ステップS5、S6)。
このようにすると、負荷6に電力量Wを供給したときの各二次電池2のSOC(予測SOC)を予測し、この予測SOCに達した二次電池2のリレー3をオフするため、リレー3を最適なタイミングでオフすることができる。そのため、SOCを高い精度で均等化することができる。
Further, as shown in FIG. 1, the
In this way, the SOC (predicted SOC) of each
また、図10に示すごとく、本形態の負荷6は、冷凍庫61のコンプレッサである。冷凍庫61内には温度センサ7Tが設けられている。電力予測部53は、冷凍庫61の温度の測定値に基づいて、電力量Wを予測するよう構成されている。
このようにすると、消費される電力量Wを高い精度で予測できる。そのため、各二次電池2の予測SOCを正確に算出でき、SOCを高い精度で均等化することができる。また、リレー3の動作回数を最低限にでき、リレー3の低寿命化を抑制できる。
Further, as shown in FIG. 10, the
In this way, the amount of power W consumed can be predicted with high accuracy. Therefore, the predicted SOC of each
以上のごとく、本形態によれば、複数の二次電池のSOCを均等化でき、かつ回路構成を簡素にできる電源システムを提供することができる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to provide a power supply system capable of equalizing the SOCs of a plurality of secondary batteries and simplifying the circuit configuration.
(実施形態2)
本形態は、制御部5の構成を変更した例である。図12に示すごとく、本形態の制御部5は、実施形態1と同様に、SOC推定部50~記憶部55を備える。また、制御部5は、これらの他に、非遮断SOC予測部56と、オフ中止指令部57とを備える。記憶部55は、実施形態1と同様に、OCV-SOC特性を記憶する。非遮断SOC予測部56は、複数のリレー3のいずれもオフすることなく、負荷6への電力量Wの供給を完了した場合の、個々の二次電池2のSOCを非遮断SOCとして予測する。また、オフ中止指令部57は、個々の二次電池2の、非遮断SOCにおけるOCV-SOC特性の傾きΔOCV/ΔSOCを算出する。そして、全ての二次電池2の傾きが予め定められた閾値ΔTHより小さい場合は、均等化処理部52による、リレー3のオフ処理を中止する。
(Embodiment 2)
This embodiment is an example in which the configuration of the
図14に、本形態における、OCV-SOC特性の例を示す。同図に示すごとく、本形態の二次電池2には、SOCが変化しても、OCVが殆ど変化しない領域(低変動領域A)が存在する。活物質22(図8参照)の種類によっては、このような特性を示す場合がある。リレー3をオフしなかったときに、全ての二次電池2のSOCが低変動領域Aに存在していれば、放電を完了したときに、複数の二次電池2間に大きな電圧は生じない。そのため、SOCが高い二次電池2からSOCが低い二次電池2へ、大電流が流れる問題は生じない。本形態では、この場合には、放電中の二次電池2のリレー3をオフしてSOCを均等化する処理を中止している。
FIG. 14 shows an example of OCV-SOC characteristics in this embodiment. As shown in the figure, the
次に、本形態における制御部5のフローチャートの説明をする。図13に示すごとく、制御部5は、まず実施形態1と同様に、ステップS1~ステップS4を行う。本形態ではステップS4の後、ステップS11に移る。ここでは、上記非遮断SOCを算出する。その後、ステップS12に進む。ステップS12では、個々の二次電池2の、非遮断SOCにおける傾きΔOCV/ΔSOCを算出する。
Next, the flowchart of the
次いで、ステップS13に進む。ここでは、傾きが閾値ΔTHを超えた二次電池2が存在するか否かを判断する。ここでYes(すなわち、傾きが大きい二次電池2が存在する)と判断した場合は、実施形態1のステップS5に進む。また、No(すなわち、傾きが大きい二次電池2が存在しない)と判断した場合は、ステップS14に移る。ここでは、予定の電力量Wを負荷6に供給したか否かを判断する。ここでYesと判断した場合は、全てのリレー3をオフする。
Then, the process proceeds to step S13. Here, it is determined whether or not there is a
次に、本形態の作用効果について説明する。上述したように、本形態では、個々の二次電池2の、非遮断SOCにおけるOCV-SOC特性の傾きΔOCV/ΔSOCを算出する。そして、全ての二次電池2の傾きが予め定められた閾値ΔTHより小さい場合は、均等化処理部52による、リレー3のオフ処理を中止する。
このようにすると、一部の二次電池2だけで負荷6を稼働することが少なくなり、二次電池2に大電流が流れることを抑制できる。そのため、二次電池2の急激な劣化を防止することができる。
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。
Next, the action and effect of this embodiment will be described. As described above, in this embodiment, the slope ΔOCV / ΔSOC of the OCV-SOC characteristic in the non-blocking SOC of each
By doing so, the
In addition, it has the same configuration and action as in the first embodiment.
(実施形態3)
本形態は、制御部5の構成を変更した例である。図15に示すごとく、本形態の制御部5は、実施形態1と同様に、SOC推定部50~記憶部55を備える。また、制御部5は、これらの他に、オフ中止指令部57と、電流予測部58とを備える。電流予測部58は、予測SOCに到達した二次電池2である到達二次電池2Zのリレー3をオフした場合における、到達二次電池2Z以外の個々の二次電池2の電流Iを予測する。オフ中止指令部57は、予測した電流Iが予め定められた閾値ITHを超えた二次電池2が存在する場合は、均等化処理部52による、到達二次電池2Zのリレー3のオフ処理を中止する。
(Embodiment 3)
This embodiment is an example in which the configuration of the
到達二次電池2Zのリレー3をオフすると、負荷6に電流Iを供給できる二次電池2の数が減少する。そのため、個々の二次電池2の電流Iが増加する。本形態では、到達二次電池2Zのリレー3を仮にオフした場合の、他の二次電池2の電流Iを予測し、閾値ITHより大きな電流Iが流れる場合は、二次電池2の寿命が低下したり、リレー3が溶損したりする可能性が生じやすくなるため、到達二次電池2Zのリレー3をオフしないようにする。
When the
次に、図16、図17を用いて、制御部5のフローチャートの説明を行う。図16に示すごとく、本形態の制御部5は、実施形態1と同様に、まずステップS1~S5を行う。そして、ステップS5の後、ステップS21を行う。ここでは、到達二次電池2Zのリレー3をオフした後の、残りの二次電池2の電流Iを予測する。
Next, the flowchart of the
その後、ステップS22に移る。ここでは、予測した電流Iが閾値ITHを超える二次電池2が存在するか否かを判断する。ここでYesと判断した場合(すなわち、到達二次電池2Zのリレー3をオフすると、他の二次電池2に大電流が流れると判断した場合)は、ステップS23に移る。ステップS23では、負荷6に予定の電力量Wを供給したか否かを判断する。ここでYesと判断した場合は、ステップS24に移り、全てのリレー3をオフする。
After that, the process proceeds to step S22. Here, it is determined whether or not there is a
また、ステップS22でNoと判断した場合(すなわち、到達二次電池2Zのリレー3をオフしても、他の二次電池2に大電流が流れないと判断した場合)は、ステップS25に移る。そして、到達二次電池2Zのリレー3をオフする。その後、ステップS26に移り、全てのリレー3がオフになったか否かを判断する。ここでYesと判断した場合は終了し、Noと判断した場合はステップS5に戻る。
If it is determined as No in step S22 (that is, if it is determined that a large current does not flow to the other
本形態の作用効果について説明する。上記構成にすると、到達二次電池2Zのリレー3をオフしたときに、残りの二次電池2に大電流が流れ、この二次電池2の寿命が低下する不具合等を抑制できる。
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。
The action and effect of this embodiment will be described. With the above configuration, when the
In addition, it has the same configuration and action as in the first embodiment.
(実施形態4)
本形態は、制御部5の構成を変更した例である。図18に示すごとく、本形態の制御部5は、実施形態1と同様に、SOC推定部50~記憶部55を備える。また、制御部5は、これらの他に、オフ中止指令部57と、電圧予測部59とを備える。電圧予測部59は、予測SOCに到達した二次電池2(すなわち、到達二次電池2Z)のリレー3をオフした場合における、到達二次電池2Z以外の個々の二次電池2の電圧Vを予測する。オフ中止指令部57は、予測した電圧が予め定められた閾値VTHより低い二次電池2が存在する場合は、均等化処理部52による、到達二次電池2Zのリレー3のオフ処理を中止する。
(Embodiment 4)
This embodiment is an example in which the configuration of the
到達二次電池2Zのリレー3をオフすると、上述したように、負荷6に電流Iを供給できる二次電池2の数が減少し、個々の二次電池2の電流Iが増加する。二次電池2の電圧V(すなわちCCV:Closed Circuit Voltage)は、以下の式によって表すことができるため、電流Iが増加しすぎると、CCVが低下し、二次電池2が劣化する可能性が考えられる。そのため、この場合には、到達二次電池2Zのリレー3をオフしないようにしている。
CCV=OCV-IR
When the
CCV = OCV-IR
次に、図19、図20を用いて、制御部5のフローチャートの説明を行う。図19に示すごとく、本形態の制御部5は、実施形態1と同様に、まずステップS1~S5を行う。そして、ステップS5を行った後、ステップS31を行う。ここでは、到達二次電池2Zのリレー3をオフした後の、残りの二次電池2の電圧Vを予測する。
Next, the flowchart of the
その後、ステップS32に移る。ここでは、予測した電圧Vが閾値VTHより低い二次電池2が存在するか否かを判断する。ここでYes(すなわち、到達二次電池2Zのリレー3をオフすると、他の二次電池2の電圧Vが大きく低下する)と判断した場合は、ステップS33に移る。ステップS33では、負荷6に予定の電力量Wを供給したか否かを判断する。ここでYesと判断した場合は、ステップS34に移り、全てのリレー3をオフする。
After that, the process proceeds to step S32. Here, it is determined whether or not there is a
また、ステップS32でNo(すなわち、到達二次電池2Zのリレー3をオフしても、他の二次電池2の電圧Vが大きく低下しない)と判断した場合は、ステップS35に移る。そして、到達二次電池2Zのリレー3をオフする。その後、ステップS36に移り、全てのリレー3がオフになったか否かを判断する。ここでYesと判断した場合は終了し、Noと判断した場合はステップS5に戻る。
If it is determined in step S32 that No (that is, even if the
本形態の作用効果について説明する。上記構成にすると、到達二次電池2Zのリレー3をオフしたときに、残りの二次電池2の電圧Vが大きく低下し、この二次電池2が劣化しやすくなる不具合を抑制できる。
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。
The action and effect of this embodiment will be described. With the above configuration, when the
In addition, it has the same configuration and action as in the first embodiment.
本発明は上記各実施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において種々の実施形態に適用することが可能である。 The present invention is not limited to each of the above embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof.
1 電源システム
10 直列体
2 二次電池
3 リレー
4 電池モジュール
5 制御部
50 SOC推定部
51 放電指示部
52 均等化処理部
1
Claims (5)
該電池モジュールの充放電を制御する制御部(5)とを備え、
該制御部は、
個々の上記二次電池のSOCを推定するSOC推定部(50)と、
複数の上記リレーをオンすることにより、複数の上記二次電池に蓄えられた電荷を負荷(6)に放電する放電指示部(51)と、
上記SOC推定部によって推定された上記SOCに基づいて、上記負荷に放電している上記複数の二次電池のうち、一部の上記二次電池の上記リレーをオフすることにより、上記複数の二次電池の上記SOCを均等化する均等化処理部(52)とを備え、
上記制御部は、上記負荷が消費する電力量(W)を予測する電力予測部(53)と、上記SOCを均等にしつつ、上記負荷への上記電力量の供給を完了したときの、個々の上記二次電池の上記SOCの予測値である予測SOCを算出するSOC予測部(54)とをさらに備え、上記均等化処理部は、上記SOC推定部による上記SOCの推定値が上記予測SOCに到達した上記二次電池から順に、上記リレーをオフするよう構成されている、電源システム(1)。 A battery module (4) in which a plurality of series bodies (10) having a secondary battery (2) and a relay (3) connected in series to the secondary battery are connected in parallel to each other, and a battery module (4).
A control unit (5) for controlling charging / discharging of the battery module is provided.
The control unit
The SOC estimation unit (50) that estimates the SOC of each of the above secondary batteries, and
A discharge indicator (51) that discharges the electric charge stored in the plurality of secondary batteries to the load (6) by turning on the plurality of the relays.
Based on the SOC estimated by the SOC estimation unit, among the plurality of secondary batteries discharged to the load, the relays of some of the secondary batteries are turned off, so that the plurality of secondary batteries are discharged. It is provided with an equalization processing unit (52) for equalizing the SOC of the next battery.
The control unit is an individual when the power prediction unit (53) that predicts the amount of power (W) consumed by the load and the power prediction unit (53) have completed the supply of the power amount to the load while equalizing the SOC. Further, the SOC prediction unit (54) for calculating the predicted SOC which is the predicted value of the SOC of the secondary battery is further provided, and the equalization processing unit uses the estimated value of the SOC by the SOC estimation unit as the predicted SOC. A power supply system (1) configured to turn off the relay in order from the reached secondary battery .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018074941A JP7043948B2 (en) | 2018-04-09 | 2018-04-09 | Power system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018074941A JP7043948B2 (en) | 2018-04-09 | 2018-04-09 | Power system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019187065A JP2019187065A (en) | 2019-10-24 |
JP7043948B2 true JP7043948B2 (en) | 2022-03-30 |
Family
ID=68337792
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018074941A Active JP7043948B2 (en) | 2018-04-09 | 2018-04-09 | Power system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7043948B2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007259612A (en) | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Hitachi Ltd | Power supply controller |
JP2008226511A (en) | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Hitachi Ltd | Charge and discharge control device, and railroad vehicle using it |
JP2012113856A (en) | 2010-11-22 | 2012-06-14 | Toyota Motor Corp | Method of replacing power supply stack, control device, and control program |
JP2017143632A (en) | 2016-02-09 | 2017-08-17 | 株式会社デンソー | Charge management device |
-
2018
- 2018-04-09 JP JP2018074941A patent/JP7043948B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007259612A (en) | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Hitachi Ltd | Power supply controller |
JP2008226511A (en) | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Hitachi Ltd | Charge and discharge control device, and railroad vehicle using it |
JP2012113856A (en) | 2010-11-22 | 2012-06-14 | Toyota Motor Corp | Method of replacing power supply stack, control device, and control program |
JP2017143632A (en) | 2016-02-09 | 2017-08-17 | 株式会社デンソー | Charge management device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019187065A (en) | 2019-10-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107863789B (en) | Power supply system | |
JP7043944B2 (en) | Power storage device | |
CN106972206B (en) | Battery control system and battery pack | |
EP2983268B1 (en) | Battery system | |
KR101664641B1 (en) | Discharging device for electricity storage device | |
US9077181B2 (en) | Battery section balancing methods and systems | |
JP4767220B2 (en) | Charge state equalizing device and electric vehicle equipped with the same | |
EP2919360A1 (en) | Voltage equalization device | |
WO2009113530A1 (en) | Charge state equalizing device and assembled battery system provided with same | |
JPWO2012164630A1 (en) | Power storage system | |
JP6124346B2 (en) | Charging control system, battery pack and charging method | |
WO2013008409A1 (en) | Method for manufacturing battery pack and battery pack | |
KR20170123093A (en) | battery pack and battery pack charging method | |
JP5477366B2 (en) | Battery charge amount control apparatus and method | |
JP6753328B2 (en) | Charge rate equalizer | |
US20120306452A1 (en) | System and method for discharging a high impedance battery | |
KR102284872B1 (en) | Cell balancing apparatus and method | |
JP7043948B2 (en) | Power system | |
WO2013084663A1 (en) | Battery charging amount control device and method | |
JP2019041497A (en) | Power source management device | |
JP7167581B2 (en) | Secondary battery device | |
TWI411186B (en) | Apparatus and method for protecting battery by comparison of full charge capacity | |
JP2017198455A (en) | Charge rate estimating device | |
JP6090031B2 (en) | Vehicle power supply control device and vehicle battery charging method | |
JP2013160539A (en) | Power storage system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210120 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211108 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211116 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211210 |
|
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: 20220215 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220228 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7043948 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |