JP7321854B2 - Management device and control system - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、管理装置及び制御システムに関する。 Embodiments of the present invention relate to management devices and control systems.
電池として、リチウムイオン二次電池等の二次電池がある。二次電池では、充放電を繰返し行うことが可能であり、二次電池等の電池は、携帯電話及び大規模な蓄電設備等、広く用いられている。また、二次電池等の電池は、車両への搭載、太陽電池等のバックアップ電源、及び、電力平準化装置への搭載等に用いられ、二次電池等の利用範囲が拡大している。前述のような利用形態では、電池単体又は電池モジュールを備える電池パックが機器に搭載される。電池モジュールでは、複数の電池が電気的に直列及び/又は並列に接続される。そして、電池パックに設けられる制御装置、又は、電池パックとは別体で機器に設けられる制御装置によって、電池パックの充放電が制御される。 As a battery, there is a secondary battery such as a lithium ion secondary battery. Secondary batteries can be repeatedly charged and discharged, and batteries such as secondary batteries are widely used in mobile phones, large-scale power storage facilities, and the like. In addition, batteries such as secondary batteries are used for installation in vehicles, backup power sources such as solar cells, installation in power leveling devices, and the like, and the range of use of secondary batteries and the like is expanding. In the usage pattern as described above, a battery pack including a single battery or a battery module is mounted in a device. In a battery module, multiple batteries are electrically connected in series and/or in parallel. Charging and discharging of the battery pack is controlled by a control device provided in the battery pack or a control device provided in the device separately from the battery pack.
また、近年、インターネット等の通信システムの発達により、前述の電池パックがそれぞれに搭載される複数の機器を制御する制御システムが、存在し始めている。このような制御システムとして、複数の車両(電気自動車)の情報を取得して、複数の車両の中で利用者に最も近い1つを配車するシステム、及び、工場内において複数の搬送ロボットを制御するシステム等が挙げられる。前述のような制御システムでは、複数の機器のそれぞれに、電池管理システム(BMS:Battery Management System)等のスレーブとなる管理装置(制御装置)が設けられ、マスターとなる管理装置(制御装置)は、複数の機器のそれぞれの電池パック(1つ以上の電池)に関する情報を、スレーブの管理装置を介して取得する。そして、マスターの管理装置(中央管理装置)は、取得した情報に基づいて、スレーブの管理装置(電池管理装置)に制御指令を伝送し、スレーブの管理装置は、マスターの管理装置からの制御指令等に基づいて、複数の機器のそれぞれの電池パックの充放電を制御する。 Further, in recent years, with the development of communication systems such as the Internet, control systems for controlling a plurality of devices each equipped with the aforementioned battery pack have begun to exist. As such a control system, a system that acquires information on multiple vehicles (electric vehicles) and allocates one of the multiple vehicles that is closest to the user, and a system that controls multiple transport robots in the factory. and a system that In the above-described control system, each of the plurality of devices is provided with a slave management device (control device) such as a battery management system (BMS), and the master management device (control device) is , information on each battery pack (one or more batteries) of a plurality of devices is acquired via the slave management device. Based on the acquired information, the master management device (central management device) transmits a control command to the slave management device (battery management device), and the slave management device receives the control command from the master management device. and the like to control the charging and discharging of the battery packs of the plurality of devices.
ここで、リチウムイオン二次電池等の二次電池が電池パックに用いられる場合、使用開始時である初期状態等の基準状態から電池の正極電位及び負極電位がずれることに起因して、電池パックの容量が低下する等、電池パックが劣化する。電池パックがそれぞれに搭載される複数の機器を制御する前述の制御システムでは、複数の機器のそれぞれについて、電池の正極電位及び負極電位の基準状態からのずれ等に起因する電池パックの劣化を適切に判定することが、求められている。そして、前述の制御システムでは、複数の機器のそれぞれについて、電池パックが劣化した場合は、電池パックの容量低下等の電池パックの劣化を適切に回復することが、求められている。 Here, when a secondary battery such as a lithium ion secondary battery is used in a battery pack, the positive electrode potential and the negative electrode potential of the battery deviate from the reference state such as the initial state at the start of use. The battery pack deteriorates, such as a decrease in the capacity of the battery. In the control system described above, which controls a plurality of devices each equipped with a battery pack, deterioration of the battery packs caused by deviations of the positive electrode potential and negative electrode potential of the battery from the reference state is appropriately controlled for each of the plurality of devices. It is required to judge Further, in the control system described above, when the battery pack of each of the plurality of devices deteriorates, it is required to appropriately recover the deterioration of the battery pack, such as a decrease in the capacity of the battery pack.
本発明が解決しようとする課題は、複数の機器の制御システムにおいて、複数の機器のそれぞれについて、電池パックの劣化を適切に判定し、劣化した電池パックを適切に回復させる管理装置を提供することにある。また、この管理装置を備える制御システムを提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a management device that appropriately determines the deterioration of a battery pack for each of a plurality of devices in a control system for a plurality of devices, and restores the deteriorated battery pack appropriately. It is in. Another object of the present invention is to provide a control system including this management device.
実施形態によれば、1つ以上の電池を備える電池パックがそれぞれに搭載される複数の機器を制御する制御システムにおいて、複数の機器のそれぞれの電池パックの状態を管理する管理装置が提供される。管理装置は、コントローラを備え、コントローラは、複数の機器のそれぞれの電池パックの状態を示す情報を取得する。コントローラは、取得した情報に基づいて、複数の機器のそれぞれの電池パックについて、劣化の度合いが規定範囲を超えているか否かを判定する。コントローラは、劣化の度合いが規定範囲を超えている電池パックの少なくとも一部である回復対象電池パックを、所定の状態より充電されていない状態で規定時間保持し、回復対象電池パックが搭載される機器の使用を規定時間制限する。コントローラは、劣化の度合いが規定範囲内の電池パックである正常電池パックを、所定の状態より充電された状態で保持する。コントローラは、複数の機器の電池パックの中で所定の状態より充電されていない状態にすることが可能な上限数、及び、所定の状態より充電されていない状態で保持されている回復対象電池パックのリアルタイムの数を取得する。コントローラは、劣化の度合いが規定範囲を超えている電池パックである非正常電池パックの中で対象となる非正常電池パックについて、回復対象電池パックのリアルタイムの数が上限数より小さい場合のみ、所定の状態より充電されていない状態で規定時間保持する。 According to an embodiment, in a control system for controlling a plurality of devices each equipped with a battery pack including one or more batteries, there is provided a management device that manages the state of each battery pack of a plurality of devices. . The management device includes a controller, and the controller acquires information indicating the state of each battery pack of a plurality of devices. Based on the acquired information, the controller determines whether the degree of deterioration of each battery pack of the plurality of devices exceeds a specified range. The controller maintains the recovery target battery pack, which is at least part of the battery packs whose degree of deterioration exceeds a specified range, in a state in which it has not been charged for a specified time, and the recovery target battery pack is mounted. Restrict the use of equipment for a specified period of time. The controller holds normal battery packs, which are battery packs whose degree of deterioration is within a specified range, in a state of being charged from a predetermined state. The controller determines the upper limit number of battery packs of a plurality of devices that can be in a less charged state than a predetermined state, and the recovery target battery packs that are held in a less charged state than a predetermined state. Get the real-time count of Only when the real-time number of battery packs to be recovered is smaller than the upper limit number for the target non-normal battery packs among the non-normal battery packs whose degree of deterioration exceeds the specified It is held for a specified time in a state that is not charged from the state of .
実施形態によれば、前述の管理装置と、複数の機器と、を備える制御システムが提供される。複数の機器のそれぞれは、電池パックを備え、電池パックのそれぞれは、1つ以上の電池を備える。 According to an embodiment, a control system is provided that includes the management device described above and a plurality of devices. Each of the plurality of devices includes a battery pack, and each battery pack includes one or more batteries.
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
以下の実施形態では、複数の機器を制御する制御システムが提供される。制御システムでは、複数の機器のそれぞれに、電池パックが搭載される。また、制御システムは、複数の機器のそれぞれの電池パックの状態を管理するマスターの管理装置(制御装置)を備える。複数の機器のそれぞれは、例えば、スレーブの管理装置を備える。複数の機器のそれぞれでは、スレーブの管理装置は、マスターの管理装置からの制御指令等に基づいて、電池パックの充放電を制御する。すなわち、複数の機器のそれぞれでは、スレーブの管理装置は、電池パックの充放電を制御する充放電制御装置となる。複数の機器のそれぞれの電池パックは、1つ以上の電池を備える。1つ以上の電池は、電池単体であってもよく、複数の電池から形成される電池モジュールであってもよい。電池モジュールでは、複数の電池が直列及び並列の少なくとも一方で電気的に接続される。 In the following embodiments, control systems are provided for controlling multiple devices. In the control system, a battery pack is mounted on each of a plurality of devices. The control system also includes a master management device (control device) that manages the states of the battery packs of the plurality of devices. Each of the plurality of devices has, for example, a slave management device. In each of the plurality of devices, the slave management device controls charging and discharging of the battery pack based on control commands and the like from the master management device. That is, in each of the plurality of devices, the slave management device serves as a charge/discharge control device that controls charge/discharge of the battery pack. Each battery pack of a plurality of devices includes one or more batteries. The one or more batteries may be a single battery or a battery module formed from a plurality of batteries. In a battery module, a plurality of batteries are electrically connected in at least one of series and parallel.
[電池]
以下、電池単体について、説明する。本実施形態のマスターの管理装置(制御装置)によって状態が管理される電池パックには、以下に説明する電池を1つ以上用いることができる。電池は、例えば、非水系リチウムイオン二次電池等の二次電池である。
[battery]
A single battery will be described below. One or more batteries described below can be used in the battery pack whose state is managed by the master management device (control device) of the present embodiment. The battery is, for example, a secondary battery such as a nonaqueous lithium ion secondary battery.
(電池の構成)
図1は、電池1の一例を示し、図2は、図1の電池(二次電池)1の範囲Aを拡大して示す。
(Battery configuration)
FIG. 1 shows an example of a battery 1, and FIG. 2 shows an enlarged range A of the battery (secondary battery) 1 in FIG.
図1及び図2に示すように、電池1は、袋状の外装部材8と、電極群2と、電解質(図示しない)と、を備える。電極群2及び電解質は、外装部材8の内部に収納される。電解質(図示しない)は、電極群2に保持される。外装部材8の内部に電極群2及び電解質が収納された状態で外装部材8を封止することにより、電池1が形成される。図1及び図2の一例では、外装部材8は、2つの樹脂層と、これらの樹脂層の間に介在した金属層と、を含むラミネートフィルムから形成される。 As shown in FIGS. 1 and 2, the battery 1 includes a bag-shaped exterior member 8, an electrode group 2, and an electrolyte (not shown). The electrode group 2 and the electrolyte are housed inside the exterior member 8 . An electrolyte (not shown) is held in the electrode group 2 . The battery 1 is formed by sealing the exterior member 8 in a state in which the electrode group 2 and the electrolyte are housed inside the exterior member 8 . In one example of FIGS. 1 and 2, the exterior member 8 is formed from a laminate film including two resin layers and a metal layer interposed between these resin layers.
電極群2は、負極3と、セパレータ4と、正極5とを備える。セパレータ4は、負極3と正極5との間に介在し、負極3と正極5との間を電気的に絶縁する。図1及び図2の一例では、電極群2は、正極5と負極3との間にセパレータ4を介在させた状態で渦巻状に捲回された構造を有し、例えば、偏平形状に形成される。別の一例では、電極群2は、正極5、セパレータ4、負極3及びセパレータ4の順で積層された構造を有する。 The electrode group 2 includes a negative electrode 3 , a separator 4 and a positive electrode 5 . The separator 4 is interposed between the negative electrode 3 and the positive electrode 5 and electrically insulates between the negative electrode 3 and the positive electrode 5 . In one example of FIGS. 1 and 2, the electrode group 2 has a structure in which the separator 4 is interposed between the positive electrode 5 and the negative electrode 3 and is spirally wound. be. In another example, the electrode group 2 has a structure in which a positive electrode 5, a separator 4, a negative electrode 3 and a separator 4 are laminated in this order.
負極3は、少なくとも負極集電体3aと、負極合剤層3bと、を備える。負極合剤層3bは、負極集電体3aの両面又は片面に配置される。同様に、正極5は、少なくとも正極集電体5aと、正極合剤層5bと、を備える。正極合剤層5bは、正極集電体5aの両面又は片面に配置される。 The negative electrode 3 includes at least a negative electrode current collector 3a and a negative electrode mixture layer 3b. The negative electrode mixture layer 3b is arranged on both sides or one side of the negative electrode current collector 3a. Similarly, the positive electrode 5 includes at least a positive electrode current collector 5a and a positive electrode mixture layer 5b. The positive electrode mixture layer 5b is arranged on both sides or one side of the positive electrode current collector 5a.
また、電池1は、電極端子として負極端子6及び正極端子7を備える。負極端子6は、負極集電体3aに接続され、正極端子7は、正極集電体5aに接続される。図1及び図2の一例では、負極端子6及び正極端子7は、外装部材8の開口部から外部に延出される。外装部材8の内面の熱可塑性樹脂層を熱融着することにより、外装部材8の開口部が閉じられる。 The battery 1 also includes a negative electrode terminal 6 and a positive electrode terminal 7 as electrode terminals. The negative terminal 6 is connected to the negative current collector 3a, and the positive terminal 7 is connected to the positive current collector 5a. In one example of FIGS. 1 and 2 , the negative terminal 6 and the positive terminal 7 extend outside from the opening of the exterior member 8 . By heat-sealing the thermoplastic resin layer on the inner surface of the exterior member 8, the opening of the exterior member 8 is closed.
前述のような電池では、電極群は、リチウムイオンを媒介とする正極反応及び負極反応によって、充放電を行う。以下、負極、正極、電解質、セパレータ、電極端子及び外装部材等について、すなわち、電池の構成要素のそれぞれについて、詳細に説明する。 In the battery as described above, the electrode group is charged and discharged by positive and negative reactions mediated by lithium ions. The negative electrode, the positive electrode, the electrolyte, the separator, the electrode terminal, the exterior member, and the like, that is, each component of the battery, will be described in detail below.
1)負極
負極は、負極集電体と、負極集電体上に配置される負極合剤層と、を備える。負極合剤層は、負極集電体の片面又は両面に配置することができる。負極合剤層は、負極活物質を含む。
1) negative electrode
The negative electrode includes a negative electrode current collector and a negative electrode mixture layer disposed on the negative electrode current collector. The negative electrode mixture layer can be arranged on one side or both sides of the negative electrode current collector. The negative electrode mixture layer contains a negative electrode active material.
負極集電体は金属体であり、金属体は、アルミニウム、銅、亜鉛、ニッケル、チタン及びステンレスから成る群から選択される少なくとも1種の金属を含む。金属体は、前述の金属の中の1種の金属を含むことができる。また、金属体は、前述の金属の中の2種以上の金属を含むこともできる。ある一例では、金属体は、例えば、前述の金属の中の1種からなる金属箔である。また、別のある一例では、金属体は、例えば、前述の金属の2種以上を含んだ合金の箔である。金属体の形状としては、箔以外にも、例えば、メッシュ及び多孔体等が挙げられる。なお、エネルギー密度及び出力の向上の観点から、金属体は、体積が小さく、かつ、表面積が大きい箔の形状であることが、望ましい。また、負極集電体の表面には、炭素含有層が被覆されてもよい。この場合、炭素含有層上に、負極合剤層が配置される。 The negative electrode current collector is a metal body, and the metal body contains at least one metal selected from the group consisting of aluminum, copper, zinc, nickel, titanium and stainless steel. The metal body can comprise one metal among the aforementioned metals. The metal body can also contain two or more of the metals mentioned above. In one example, the metal body is a metal foil, eg, made of one of the aforementioned metals. In another example, the metal body is, for example, an alloy foil containing two or more of the aforementioned metals. As for the shape of the metal body, other than foil, for example, a mesh, a porous body, and the like can be mentioned. From the viewpoint of improving energy density and output, it is desirable that the metal body has a foil shape with a small volume and a large surface area. Also, the surface of the negative electrode current collector may be coated with a carbon-containing layer. In this case, the negative electrode mixture layer is arranged on the carbon-containing layer.
負極活物質は、チタン含有酸化物を含むことができる。チタン含有酸化物の例には、チタン酸化物、リチウムチタン含有複合酸化物、ニオブチタン含有複合酸化物及びナトリウムニオブチタン含有複合酸化物が、含まれる。チタン含有酸化物のLi吸蔵電位は、0.7V(vs.Li/Li+)以上3V(vs.Li/Li+)以下の範囲であることが、望ましい。ここで、チタン含有酸化物のLi吸蔵電位が1Vより低い場合、負極活物質と電解液との副反応が発生する可能性がある。一方、Li吸蔵電位が3Vより大きい場合、電池電圧が低くなる。負極活物質は、前述のチタン含有酸化物の中の1種又は2種以上を含むことができる。 The negative electrode active material can include a titanium-containing oxide. Examples of titanium-containing oxides include titanium oxides, lithium-titanium-containing composite oxides, niobium-titanium-containing composite oxides, and sodium-niobium-titanium-containing composite oxides. The Li absorption potential of the titanium-containing oxide is desirably in the range of 0.7 V (vs. Li/Li + ) to 3 V (vs. Li/Li + ). Here, when the Li absorption potential of the titanium-containing oxide is lower than 1 V, a side reaction may occur between the negative electrode active material and the electrolyte. On the other hand, when the Li absorption potential is higher than 3V, the battery voltage becomes low. The negative electrode active material may contain one or more of the titanium-containing oxides described above.
チタン酸化物の例には、単斜晶構造のチタン酸化物、ルチル構造のチタン酸化物、及び、アナターゼ構造のチタン酸化物等が挙げられる。各結晶構造のチタン酸化物は、充電前の組成をTiO2、充電後の組成をLixTiO2(xは0≦x≦1)で表すことができる。また、単斜晶構造のチタン酸化物の充電前構造をTiO2(B)と表すことができる。 Examples of titanium oxides include monoclinic structure titanium oxide, rutile structure titanium oxide, and anatase structure titanium oxide. The titanium oxide of each crystal structure can be represented by TiO 2 for the composition before charging and by Li x TiO 2 (where x is 0≦x≦1) after charging. In addition, the pre-charged structure of titanium oxide having a monoclinic structure can be expressed as TiO 2 (B).
リチウムチタン含有複合酸化物の例には、スピネル構造のリチウムチタン酸化物(例えば一般式Li4+xTi5O12(xは-1≦x≦3))、ラムスデライト構造のリチウムチタン酸化物(例えば、Li2+xTi3O7(-1≦x≦3))、Li1+xTi2O4(0≦x≦1)、Li1.1+xTi1.8O4(0≦x≦1)、Li1.07+xTi1.86O4(0≦x≦1)、及び、LixTiO2(0<x≦1)等が挙げられる。また、リチウムチタン酸化物は、例えば、スピネル構造又はラムスデライト構造等の前述のリチウムチタン酸化物に異種元素が導入されているリチウムチタン複合酸化物を、含む。 Examples of lithium-titanium-containing composite oxides include spinel-structured lithium-titanium oxides (for example, Li 4+x Ti 5 O 12 (where x is −1≦x≦3)) and ramsdellite-structured lithium-titanium oxides (for example, , Li 2+x Ti 3 O 7 (−1≦x≦3)), Li 1+x Ti 2 O 4 (0≦x≦1), Li 1.1+x Ti 1.8 O 4 (0≦x≦1), Li 1.07+x Ti 1.86 O 4 (0≦x≦1), Li x TiO 2 (0<x≦1), and the like. Lithium-titanium oxides include, for example, lithium-titanium composite oxides in which a different element is introduced into the aforementioned lithium-titanium oxide, such as a spinel structure or a ramsdellite structure.
ニオブチタン含有複合酸化物の例には、LiaTiMbNb2±βO7±σ(0≦a≦5、0≦b≦0.3、0≦β≦0.3、0≦σ≦0.3、MはFe,V,Mo及びTaから成る群から選択される少なくとも1種の元素)で表される単斜晶型ニオブチタン複合酸化物等が、挙げられる。 Examples of niobium-titanium-containing composite oxides include LiaTiMbNb2 ± βO7 ±σ (0≤a≤5 , 0≤b≤0.3, 0≤β≤0.3, 0≤σ≤0 .3, and M is at least one element selected from the group consisting of Fe, V, Mo and Ta).
ナトリウムニオブチタン含有複合酸化物の例には、一般式Li2+vNa2-wM1xTi6-y-zNbyM2zO14+δ(0≦v≦4、0<w<2、0≦x<2、0<y≦6、0≦z<3、y+z<6、-0.5≦δ≦0.5、M1はCs,K,Sr,Ba,Caから成る群から選択される少なくとも1つを含み、M2はZr,Sn,V,Ta,Mo,W,Fe,Co,Mn,Alから成る群から選択される少なくとも1つを含む)で表される直方晶型Na含有ニオブチタン複合酸化物等が、挙げられる。 Examples of sodium niobium titanium-containing composite oxides include the general formula Li 2+v Na 2-w M1 x Ti 6-yz Nb y M2 z O 14+δ (0≦v≦4, 0<w<2, 0≦x <2, 0<y≦6, 0≦z<3, y+z<6, −0.5≦δ≦0.5, M1 is at least one selected from the group consisting of Cs, K, Sr, Ba, Ca and M2 includes at least one selected from the group consisting of Zr, Sn, V, Ta, Mo, W, Fe, Co, Mn, Al). Things etc. are mentioned.
リチウムイオン二次電池では、負極活物質に、ニオブ元素及びチタン含有酸化物のいずれかが含まれることが好ましい。これにより、容量低下等によって電池が劣化しても、所定の状態より充電されていない状態等の充電度合いが低い状態で電池を保持することにより、電池の劣化が大きく回復する。特に、負極活物質に、ニオブチタン含有複合酸化物が含まれることが、さらに好ましい。これにより、所定の状態より充電されていない状態等の充電度合いが低い状態で保持することによる電池の劣化の回復量が、さらに大きくなる。また、負極活物質にニオブチタン含有複合酸化物が含まれることにより、所定の状態より充電されていない状態で電池を保持することにより、上昇した電池の内部抵抗も低下する(回復する)。 In the lithium ion secondary battery, the negative electrode active material preferably contains either niobium element or titanium-containing oxide. As a result, even if the battery deteriorates due to a decrease in capacity or the like, the deterioration of the battery can be greatly recovered by maintaining the battery in a state in which the degree of charge is low, such as a state in which the battery is not charged more than a predetermined state. In particular, it is more preferable that the negative electrode active material contains a niobium-titanium-containing composite oxide. As a result, the amount of recovery from deterioration of the battery due to maintaining the state in which the degree of charge is low, such as a state in which the battery is not charged more than a predetermined state, is further increased. In addition, since the negative electrode active material contains a niobium-titanium-containing composite oxide, the increased internal resistance of the battery is reduced (recovered) by holding the battery in a state in which it is not charged from a predetermined state.
また、負極活物質は、グラファイト等の炭素質物、シリコン及び酸化シリコンを含むことができる。負極活物質に含まれるグラファイトは、リチウムを吸蔵放出する。グラファイト材料の例には、人造黒鉛、天然黒鉛等が含まれる。人造黒鉛は、例えば、石油や石炭由来のピッチ、合成ピッチ、メソフェーズピッチ、コークス、樹脂等の炭素前駆体を不活性雰囲気下で2000~3000℃で熱処理することにより、得られる。 Also, the negative electrode active material may include a carbonaceous material such as graphite, silicon, and silicon oxide. Graphite contained in the negative electrode active material absorbs and releases lithium. Examples of graphite materials include artificial graphite, natural graphite, and the like. Artificial graphite can be obtained, for example, by heat-treating a carbon precursor such as petroleum- or coal-derived pitch, synthetic pitch, mesophase pitch, coke, or resin at 2000 to 3000° C. under an inert atmosphere.
負極活物質は、例えば、粒子の形態で負極に含まれる。負極活物質粒子は、単独の一次粒子、一次粒子の凝集体である二次粒子、又は、単独の一次粒子と二次粒子との混合物であり得る。粒子の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、球状、楕円形状、扁平形状、及び、繊維状等にすることができる。また、活物質の二次粒子の径は、500nm以上50μm以下であることが好ましい。二次粒子の径が500nm未満の場合、凝集等が活物質の塗工性に影響を及ぼす可能性がある。また、二次粒子の径が、50μmより大きい場合、活物質の内部におけるLi拡散距離が長くなり、十分な反応性を得難くなる可能性がある。 The negative electrode active material is included in the negative electrode in the form of particles, for example. The negative electrode active material particles can be single primary particles, secondary particles that are aggregates of primary particles, or mixtures of single primary particles and secondary particles. The shape of the particles is not particularly limited, and can be, for example, spherical, elliptical, flat, fibrous, and the like. Moreover, the diameter of the secondary particles of the active material is preferably 500 nm or more and 50 μm or less. If the diameter of the secondary particles is less than 500 nm, aggregation and the like may affect the coatability of the active material. Moreover, when the diameter of the secondary particles is larger than 50 μm, the Li diffusion distance inside the active material becomes long, which may make it difficult to obtain sufficient reactivity.
また、負極合剤層は、前述の負極活物質に加えて、導電剤及び結着剤をさらに含んでもよい。導電剤の例には、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノファイバー、及び、カーボンナノチューブ等の炭素質物が挙げられる。導電剤には、前述の炭素質物の中の1つを単独で用いてもよく、前述の炭素質物の中の複数を用いてもよい。 Also, the negative electrode mixture layer may further include a conductive agent and a binder in addition to the negative electrode active material described above. Examples of conductive agents include carbonaceous materials such as acetylene black, carbon black, graphite, carbon nanofibers, and carbon nanotubes. As the conductive agent, one of the carbonaceous materials described above may be used alone, or a plurality of the carbonaceous materials described above may be used.
結着剤は、活物質、導電剤、及び、集電体を結着させる。結着剤の例には、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、フッ素系ゴム、スチレンブタジエン(SBR)等のゴム類、アクリル樹脂、及び、セルロース等が挙げられ、結着剤に用いられるセルロースとしては、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。 The binder binds the active material, conductive agent, and current collector. Examples of binders include rubbers such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), fluororubbers, styrene-butadiene (SBR), acrylic resins, and cellulose. Carboxymethyl cellulose etc. are mentioned as a cellulose used for an agent.
負極合剤層における負極活物質、導電剤及び結着剤の配合比は、負極活物質が80重量%以上95重量%以下、導電剤が1重量%以上18重量%以下、及び、結着剤が1重量%以上7重量%以下の範囲であることが好ましい。導電剤が1重量%未満の場合、負極合剤層の集電性能が低下し、電池の大電流性能が低下する可能性がある。また、結着剤が1重量%未満の場合、負極合剤層と負極集電体との結着性が低下し、サイクル性能が低下する可能性がある。一方、高容量化の観点から、導電剤は18重量%以下であることが好ましく、結着剤は7重量%以下であることが好ましい。 The compounding ratio of the negative electrode active material, the conductive agent and the binder in the negative electrode mixture layer is 80% by weight or more and 95% by weight or less of the negative electrode active material, 1% by weight or more and 18% by weight or less of the conductive agent, and the binder. is preferably in the range of 1% by weight or more and 7% by weight or less. If the conductive agent is less than 1% by weight, the current collecting performance of the negative electrode mixture layer may deteriorate, and the large current performance of the battery may deteriorate. Moreover, when the binder is less than 1% by weight, the binding between the negative electrode mixture layer and the negative electrode current collector may deteriorate, and the cycle performance may deteriorate. On the other hand, from the viewpoint of increasing the capacity, the content of the conductive agent is preferably 18% by weight or less, and the content of the binder is preferably 7% by weight or less.
負極は、例えば、次の方法により製造することができる。まず、負極活物質、導電剤及び結着剤を溶媒に懸濁し、スラリーを調製する。次に、調整したスラリーを、負極集電体の片面又は両面に塗布する。そして、負極集電体上の塗膜を乾燥することにより、負極合剤層を形成する。その後、負極集電体及び負極集電体上に形成された負極合剤層をプレスする。また、プレスの代わりに、負極活物質、導電剤及び結着剤をペレット状に形成し、負極合剤層として用いてもよい。 A negative electrode can be manufactured, for example, by the following method. First, a slurry is prepared by suspending a negative electrode active material, a conductive agent, and a binder in a solvent. Next, the prepared slurry is applied to one side or both sides of the negative electrode current collector. Then, the negative electrode mixture layer is formed by drying the coating film on the negative electrode current collector. After that, the negative electrode current collector and the negative electrode mixture layer formed on the negative electrode current collector are pressed. Further, instead of pressing, the negative electrode active material, the conductive agent and the binder may be formed into pellets and used as the negative electrode mixture layer.
2)正極
正極は、正極集電体と、正極集電体上に配置される正極合剤層と、を備える。正極合剤層は、正極集電体の片面又は両面に形成され得る。正極合剤層は、正極活物質を含む。また、正極合剤層は、導電剤及び結着剤を含むことができる。正極集電体は、負極集電体を形成する金属と同様の金属を含む金属体である。そして、正極集電体は、負極集電体と同様の形状に形成でき、例えば、金属の箔の形状に形成される。
2) positive electrode
The positive electrode includes a positive electrode current collector and a positive electrode mixture layer disposed on the positive electrode current collector. The positive electrode mixture layer may be formed on one side or both sides of the positive electrode current collector. The positive electrode mixture layer contains a positive electrode active material. Also, the positive electrode material mixture layer may contain a conductive agent and a binder. The positive electrode current collector is a metal body containing the same metal as the metal forming the negative electrode current collector. The positive electrode current collector can be formed in the same shape as the negative electrode current collector, for example, in the shape of a metal foil.
正極活物質としては、例えば、リチウムの吸蔵及び放出が可能な化合物を用いることができる。正極活物質は、例えば、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルトアルミニウム複合酸化物、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、リチウムマンガンコバルト複合酸化物、リチウム鉄酸化物、リチウムフッ素化硫酸鉄、及び、オリビン結晶構造のリン酸化合物(例えば、LixFePO4(0≦x≦1)、LixMnPO4(0≦x≦1))、ニッケルコバルトマンガン含有複合酸化物(LixNi1-y-zCoyMnzO2;0<x≦1、0<y<1、0<z<1、y+z<1)等から成る群から選択される少なくとも1つを含む。オリビン結晶構造のリン酸化合物は、熱安定性に優れる。 As the positive electrode active material, for example, a compound capable of intercalating and deintercalating lithium can be used. Examples of positive electrode active materials include lithium manganese composite oxides, lithium nickel composite oxides, lithium cobalt aluminum composite oxides, lithium nickel cobalt manganese composite oxides, spinel-type lithium manganese nickel composite oxides, lithium manganese cobalt composite oxides, Lithium iron oxide, lithium fluorinated iron sulfate, and phosphoric acid compounds of olivine crystal structure (e.g., Li x FePO 4 (0≦x≦1), Li x MnPO 4 (0≦x≦1)), nickel cobalt selected from the group consisting of manganese-containing composite oxides (Li x Ni 1-y-z Co y Mn z O 2 ; 0<x≦1, 0<y<1, 0<z<1, y+z<1); including at least one Phosphate compounds with an olivine crystal structure are excellent in thermal stability.
高い正極電位の得られる正極活物質の例としては、以下のものが挙げられる。すなわち、例えばLixMn2O4(0<x≦1)及びLixMnO2(0<x≦1)等のリチウムマンガン複合酸化物、ニッケルコバルトマンガン含有複合酸化物(LixNi1-y-zCoyMnzO2;0<x≦1、0<y<1、0<z<1、y+z<1)、例えばLixNi1-yAlyO2(0<x≦1、0<y≦1)等のリチウムニッケルアルミニウム複合酸化物、例えばLixCoO2(0<x≦1)等のリチウムコバルト複合酸化物、例えばLixNi1-y-zCoyMnzO2(0<x≦1、0<y≦1、0≦z≦1)等のリチウムニッケルコバルト複合酸化物、例えばLixMnyCo1-yO2(0<x≦1、0<y≦1)等のリチウムマンガンコバルト複合酸化物、例えばLixMn2-yNiyO4(0<x≦1、0<y<2)等のスピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、例えばLixFePO4(0<x≦1)、LixFe1-yMnyPO4(0<x≦1、0≦y≦1)及びLixCoPO4(0<x≦1)等のオリビン構造を有するリチウムリン酸化物、及び、例えばLixFeSO4F(0<x≦1)等のフッ素化硫酸鉄が、挙げられる。 Examples of positive electrode active materials from which a high positive electrode potential can be obtained include the following. That is, for example, lithium-manganese composite oxides such as Li x Mn 2 O 4 (0<x≦1) and Li x MnO 2 (0<x≦1), nickel-cobalt-manganese-containing composite oxides (Li x Ni 1-y -z Co y Mn z O 2 ; 0<x≦1, 0<y<1, 0<z<1, y+z<1), for example Li x Ni 1-y Al y O 2 (0<x≦1, 0 < y ≤ 1), lithium nickel aluminum composite oxides such as Li x CoO 2 (0 < x ≤ 1), such as lithium cobalt composite oxides, such as Li x Ni 1-yz Co y Mn z O 2 (0<x≦1, 0<y≦1, 0≦z≦1) and other lithium-nickel-cobalt composite oxides, such as Li x Mny Co 1-y O 2 (0<x≦1, 0<y≦1) 1) Lithium-manganese-cobalt composite oxides such as spinel-type lithium-manganese-nickel composite oxides such as Li x Mn 2-y Ni y O 4 (0<x≦1, 0<y<2), such as Li x FePO 4 (0<x≦1), LixFe1 - yMnyPO4 ( 0 <x≦1, 0≦y≦1) and LixCoPO4 (0<x≦1) , etc. Lithium phosphorous oxides and fluorinated iron sulfates such as Li x FeSO 4 F (0<x≦1) are included.
正極活物質としては、前述の活物質の中の1種を単独で用いてもよく、前述の活物質の中の2種以上を用いてもよい。 As the positive electrode active material, one of the active materials described above may be used alone, or two or more of the active materials described above may be used.
正極合剤層には、負極合剤層に含まれる導電剤と同様の導電剤を含むことができる。この場合、導電剤の例には、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノファイバー、及び、カーボンナノチューブ等の炭素質物が挙げられる。正極合剤層の導電剤には、前述の炭素質物の中の1つを単独で用いてもよく、前述の炭素質物の中の複数を用いてもよい。 The positive electrode mixture layer can contain a conductive agent similar to the conductive agent contained in the negative electrode mixture layer. In this case, examples of conductive agents include carbonaceous materials such as acetylene black, carbon black, graphite, carbon nanofibers, and carbon nanotubes. As the conductive agent of the positive electrode mixture layer, one of the carbonaceous materials described above may be used alone, or a plurality of the carbonaceous materials described above may be used.
また、負極合剤層の結着剤と同様に、結着剤は、正極合剤層において活物質、導電剤、及び、集電体を結着させる。正極合剤層には、負極合剤層に含まれる結着剤と同様の結着剤を含むことができる。この場合、結着剤の例には、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、フッ素系ゴム、スチレンブタジエン(SBR)等のゴム類、アクリル樹脂、及び、セルロース等が挙げられ、結着剤に用いられるセルロースとしては、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。 Further, like the binder in the negative electrode mixture layer, the binder binds the active material, the conductive agent, and the current collector in the positive electrode mixture layer. The positive electrode mixture layer can contain the same binder as the binder contained in the negative electrode mixture layer. In this case, examples of the binder include rubbers such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), fluororubber, styrene-butadiene (SBR), acrylic resin, and cellulose. Carboxymethyl cellulose etc. are mentioned as a cellulose used for a binder.
正極合剤層における正極活物質、導電剤及び結着剤の配合比は、正極活物質が80重量%以上95重量%以下、導電剤が2重量%以上18重量%以下、及び、結着剤が1重量%以上7重量%以下の範囲であることが好ましい。導電剤の配合比を3重量%以上にすることにより、正極の導電性を確保することができる。また、導電剤の配合比を18重量%以下にすることにより、高温保存下における導電剤表面での電解液の分解を低減することができる。そして、結着剤の配合比を1重量%以上にすることにより、十分な電極強度が得られる。また、結着剤の配合比を7重量%以下にすることにより、正極において絶縁材料となる結着剤の配合量が減少するため、内部抵抗を減少できる。 The compounding ratio of the positive electrode active material, the conductive agent and the binder in the positive electrode mixture layer is 80% by weight or more and 95% by weight or less of the positive electrode active material, 2% by weight or more and 18% by weight or less of the conductive agent, and the binder. is preferably in the range of 1% by weight or more and 7% by weight or less. By setting the compounding ratio of the conductive agent to 3% by weight or more, the conductivity of the positive electrode can be ensured. Further, by setting the compounding ratio of the conductive agent to 18% by weight or less, it is possible to reduce the decomposition of the electrolytic solution on the surface of the conductive agent under high temperature storage. Sufficient electrode strength can be obtained by setting the compounding ratio of the binder to 1% by weight or more. Further, by setting the blending ratio of the binder to 7% by weight or less, the blending amount of the binder that serves as an insulating material in the positive electrode is reduced, so that the internal resistance can be reduced.
正極では、負極において負極集電体上に負極合剤層を形成する場合と同様にして、正極集電体上に正極合剤層を形成する。 For the positive electrode, the positive electrode mixture layer is formed on the positive electrode current collector in the same manner as in the case of forming the negative electrode mixture layer on the negative electrode current collector in the negative electrode.
3)電解質
電解質として非水電解液を用いることができる。非水電解質である非水電解液は、電解質を有機溶媒に溶解することにより調製される。非水電解液では、電解質の濃度は、0.5mol/L以上2.5mol/L以下の範囲内であることが、好ましい。
3) electrolyte
A non-aqueous electrolyte can be used as the electrolyte. A nonaqueous electrolytic solution, which is a nonaqueous electrolyte, is prepared by dissolving an electrolyte in an organic solvent. In the non-aqueous electrolyte, the electrolyte concentration is preferably in the range of 0.5 mol/L or more and 2.5 mol/L or less.
有機溶媒に溶解される電解質の例には、過塩素酸リチウム(LiClO4)、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4)、六フッ化砒素リチウム(LiAsF6)、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(LiCF3SO3)、及び、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム(LiN(CF3SO2)2)等のリチウム塩、及び、これらの混合物が、挙げられる。また、電解質は、高電位でも酸化し難いことが好ましく、電解質としてLiPF6が用いられることが、最も好ましい。 Examples of electrolytes dissolved in organic solvents include lithium perchlorate ( LiClO4 ), lithium hexafluorophosphate ( LiPF6 ), lithium tetrafluoroborate ( LiBF4 ), lithium arsenic hexafluoride (LiAsF). 6 ), lithium salts such as lithium trifluoromethanesulfonate (LiCF 3 SO 3 ) and lithium bistrifluoromethylsulfonylimide (LiN(CF 3 SO 2 ) 2 ), and mixtures thereof. Also, the electrolyte is preferably resistant to oxidation even at a high potential, and it is most preferable to use LiPF 6 as the electrolyte.
電解質が溶解される有機溶媒の例には、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、及び、ビニレンカーボネート等の環状カーボネート;ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート(DMC)、及び、メチルエチルカーボネート(MEC)等の鎖状カーボネート;テトラヒドロフラン(THF)、2メチルテトラヒドロフラン(2MeTHF)、及び、ジオキソラン(DOX)等の環状エーテル;ジメトキシエタン(DME)及びジエトキシエタン(DEE)等の鎖状エーテル;γ-ブチロラクトン(GBL)、アセトニトリル(AN)、及び、スルホラン(SL)が、挙げられる。これらの有機溶媒は、単独で、又は、混合溶媒として用いることができる。 Examples of organic solvents in which electrolytes are dissolved include cyclic carbonates such as propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), and vinylene carbonate; diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), and methyl ethyl carbonate. linear carbonates such as (MEC); cyclic ethers such as tetrahydrofuran (THF), 2-methyltetrahydrofuran (2MeTHF), and dioxolane (DOX); linear ethers such as dimethoxyethane (DME) and diethoxyethane (DEE); γ-butyrolactone (GBL), acetonitrile (AN), and sulfolane (SL). These organic solvents can be used alone or as a mixed solvent.
また、非水電解液の代わりにゲル状非水電解質を用いることができる。ゲル状非水電解質は、前述の非水電解液と高分子材料とを複合化することにより、調製される。非水電解液と複合化される高分子材料の例には、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリアクリロニトリル(PAN)及びポリエチレンオキサイド(PEO)、及び、これらの混合物が含まれる。 Also, a gel non-aqueous electrolyte can be used instead of the non-aqueous electrolyte. The gel-like non-aqueous electrolyte is prepared by combining the above non-aqueous electrolyte and a polymer material. Examples of polymeric materials that are composited with non-aqueous electrolytes include polyvinylidene fluoride (PVdF), polyacrylonitrile (PAN) and polyethylene oxide (PEO), and mixtures thereof.
また、非水電解質としては、非水電解液及びゲル状非水電解質等の代わりに、リチウムイオンを含有した常温溶融塩(イオン性融体)、又は、固体電解質が用いられてもよい。固体電解質としては、高分子固体電解質、及び、無機固体電解質等が挙げられる。高分子固体電解質は、電解質を高分子材料に溶解し、固体化することによって調製される。無機固体電解質は、Liイオン伝導性を有する固体物質である。 Further, as the non-aqueous electrolyte, instead of the non-aqueous electrolyte and gel non-aqueous electrolyte, a room-temperature molten salt (ionic melt) containing lithium ions or a solid electrolyte may be used. Examples of solid electrolytes include polymer solid electrolytes and inorganic solid electrolytes. A polymer solid electrolyte is prepared by dissolving an electrolyte in a polymer material and solidifying it. An inorganic solid electrolyte is a solid substance having Li ion conductivity.
4)セパレータ
セパレータとしては、合成樹脂製の多孔質フィルム及び不織布等を用いることができる。この場合、多孔質フィルム及び不織布を形成する材料としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、セルロース、ガラス繊維、及び、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)等が挙げられる。なお、前述の材料の中でも、セルロースは、Li拡散性等が優れている。このため、セパレータを形成する材料としては、セルロースが用いられることが、好ましい。
4) Separator
As the separator, a synthetic resin porous film, non-woven fabric, or the like can be used. In this case, materials for forming the porous film and nonwoven fabric include, for example, polyethylene (PE), polypropylene (PP), cellulose, glass fiber, and polyvinylidene fluoride (PVdF). Among the above materials, cellulose is superior in Li diffusibility and the like. Therefore, it is preferable to use cellulose as the material for forming the separator.
また、前述のように、非水電解質として固体電解質を用いられる場合、固体電解質をセパレータとして用い、固体電解質によって正極と負極との間を電気的に絶縁してもよい。セパレータとして用いられる固体電解質は、NASICON型骨格を有するLATP(Li1+xAlxTi2-x(PO4)3;0.1≦x≦0.4)、アモルファス状のLIPON(Li2.9PO3.3N0.46)、及び、ガーネット型のLLZ(Li7La3Zr2O12)等の酸化物が好ましい。 Further, as described above, when a solid electrolyte is used as the non-aqueous electrolyte, the solid electrolyte may be used as a separator, and the positive electrode and the negative electrode may be electrically insulated by the solid electrolyte. Solid electrolytes used as separators include LATP (Li 1+x Al x Ti 2-x (PO 4 ) 3 ; 0.1≦x≦0.4) having a NASICON skeleton, amorphous LIPON (Li 2.9 PO 3.3 N 0.46 ) and garnet-type LLZ (Li 7 La 3 Zr 2 O 12 ) oxides are preferred.
5)電極端子
電極端子は、例えば、外部端子及び内部端子を含むことができる。ある一例では、外部端子は、例えば、電極(正極及び負極)の導電タブである。別のある一例では、後述するように金属缶等の導電性を有する外装部材が電池単体に設けられ、外装部材に外部端子を形成することもできる。内部端子は、例えば、電極リードを含む。また、内部端子の形状は、特に限定されるものではなく、内部端子は、例えば帯状、円盤状、ワッシャー状、螺旋状、又は、波板状等に形成される。
5) Electrode terminal
Electrode terminals can include, for example, external terminals and internal terminals. In one example, the external terminals are, for example, the conductive tabs of the electrodes (positive and negative). In another example, as will be described later, a conductive exterior member such as a metal can is provided on the battery unit, and external terminals can be formed on the exterior member. Internal terminals include, for example, electrode leads. Further, the shape of the internal terminal is not particularly limited, and the internal terminal is formed, for example, in a strip shape, a disk shape, a washer shape, a spiral shape, or a corrugated plate shape.
電極端子は、アルミニウム、亜鉛、チタン及び鉄からなる群より選択される少なくとも1種の金属、又は、これらの金属の合金により形成されていることが、好ましい。合金の例としては、アルミニウム合金及びステンレスが挙げられる。 The electrode terminal is preferably made of at least one metal selected from the group consisting of aluminum, zinc, titanium and iron, or an alloy of these metals. Examples of alloys include aluminum alloys and stainless steel.
6)外装部材
外装部材としては、ラミネートフィルム製の袋状容器及び金属製容器のいずれかを用いることができる。外装部材の形状としては、例えば、扁平型、角型、円筒型、コイン型、ボタン型、シート型、及び、積層型等が挙げられる。
6) Exterior material
As the exterior member, either a laminated film bag-like container or a metal container can be used. Examples of the shape of the exterior member include flat type, square type, cylindrical type, coin type, button type, sheet type, and laminated type.
ラミネートフィルムとしては、例えば、多層フィルムを用いることができ、多層フィルムは、複数の樹脂層と、樹脂層同士の間に配置される金属層とを含むことができる。この場合、金属層は、軽量化の観点から、アルミニウム箔又はアルミニウム合金箔であることが好ましい。樹脂層は、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ナイロン、及び、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の高分子材料を用いることができる。ラミネートフィルムは、例えば、熱融着によりシールを行うことにより、外装部材の形状に成形される。また、ラミネートフィルムの厚さは、0.5mm以下であることが好ましく、0.2mm以下であることがより好ましい。 As the laminate film, for example, a multilayer film can be used, and the multilayer film can include a plurality of resin layers and metal layers arranged between the resin layers. In this case, the metal layer is preferably aluminum foil or aluminum alloy foil from the viewpoint of weight reduction. Polymer materials such as polypropylene (PP), polyethylene (PE), nylon, and polyethylene terephthalate (PET) can be used for the resin layer. The laminate film is molded into the shape of the exterior member by, for example, sealing by heat sealing. Also, the thickness of the laminate film is preferably 0.5 mm or less, more preferably 0.2 mm or less.
金属製容器は、例えば、アルミニウム、亜鉛、チタン及び鉄から成る群から選択される少なくとも1種の金属、又は、これらの金属の合金により形成されることが、好ましい。具体的には、合金の例として、アルミニウム合金及びステンレスが挙げられる。また、金属製容器の肉厚は電池重量を抑制するため、0.5mm以下であることが好ましく、電池外部からの水分の侵入防止や強度保持の点から、肉厚が0.2mm以下であることがより好ましい。 The metal container is preferably made of, for example, at least one metal selected from the group consisting of aluminum, zinc, titanium and iron, or an alloy of these metals. Specifically, examples of alloys include aluminum alloys and stainless steel. In addition, the thickness of the metal container is preferably 0.5 mm or less in order to suppress the weight of the battery, and the thickness is 0.2 mm or less in terms of preventing moisture from entering from the outside of the battery and maintaining strength. is more preferable.
また、外装部材として金属製容器を用いる場合、金属製容器に電極端子(外部端子)を形成することもできる。 Moreover, when using a metal container as an exterior member, an electrode terminal (external terminal) can also be formed in a metal container.
(電池の特性)
以下、前述のような電池の特性について、説明する。電池の充電度合いを示すパラメータとして、充電状態(SOC:State Of Charge)が挙げられる。電池では、正極と負極との間の電圧(電位差)が第1の電圧値V1になる状態において、充電状態が0%になる。そして、電池では、正極と負極との間の電圧(電位差)が第1の電圧値V1より大きい第2の電圧値V2になる状態において、充電状態が100%になる。電池では、0%の充電状態が完放電状態であり、100%の充電状態が満充電状態である。また、ある一例では、第1の電圧値V1は1.5Vに設定され、第2の電圧値V2は3.0Vに設定される。
(Battery characteristics)
The characteristics of the battery as described above will be described below. A parameter indicating the degree of charge of the battery includes the state of charge (SOC). In the battery, the state of charge is 0% when the voltage (potential difference) between the positive electrode and the negative electrode reaches the first voltage value V1. In the battery, the state of charge is 100% when the voltage (potential difference) between the positive electrode and the negative electrode reaches the second voltage value V2 larger than the first voltage value V1. In a battery, a 0% charged state is a fully discharged state, and a 100% charged state is a fully charged state. Also, in one example, the first voltage value V1 is set to 1.5V and the second voltage value V2 is set to 3.0V.
充電状態は、完放電状態から満充電状態までの電池の満充電容量に対する完放電状態までの電池の残容量の比率であり、例えば、百分率で示される。ここで、満充電容量及び残容量等を含む電池の電流容量は、電流と時間との積で示され、単位は(A・h)及び(mA・h)等で示される。以下では、この電流容量を、単に容量と記載する。また、電池では、完放電状態から満充電状態へ充電状態が増加するにつれて、正極と負極との間の電圧が増加する。 The state of charge is the ratio of the remaining capacity of the battery up to the fully discharged state to the full charge capacity of the battery from the fully discharged state to the fully charged state, and is indicated, for example, as a percentage. Here, the current capacity of the battery including full charge capacity, remaining capacity, etc. is indicated by the product of current and time, and is indicated in units such as (A·h) and (mA·h). Hereinafter, this current capacity is simply referred to as capacity. In addition, in a battery, the voltage between the positive electrode and the negative electrode increases as the state of charge increases from the fully discharged state to the fully charged state.
ここで、機器に搭載される後述の電池パックでは、機器の通常使用においては機器停止のリスクを低減するため、例えば、充電状態が50%以上90%以下の範囲等の充電状態が比較的に高い範囲を主として、電池の充放電が繰り返される。このため、機器の通常使用においては、電池は、所定の状態より充電された状態、すなわち、比較的充電された状態等で保持され、高い充電状態で保持される。前述のように高い充電状態で電池が長時間保持されると、電池は、容量が低下する等して、劣化する。例えば、高い充電状態で充放電を繰返すことにより、完放電状態(充電状態が0%)から満充電状態(充電状態が100%)までの電池の充電容量(満充電容量)、及び、満充電状態から完放電状態までの電池の放電容量が、電池の使用開始時(初期状態)から低下する。電池の容量低下の原因としては、正極活物質の劣化及び負極活物質の劣化を含む電極群の物理的な劣化、及び、電池の使用開始時である初期状態等の基準状態からの正極電位及び負極電位のずれ等が、挙げられる。 Here, in the battery pack to be mounted on the device, in order to reduce the risk of the device stopping during normal use of the device, the state of charge, for example, in the range of 50% or more and 90% or less, is relatively low. The battery is repeatedly charged and discharged mainly in the high range. Therefore, during normal use of the device, the battery is held in a state of being charged from a predetermined state, that is, in a relatively charged state or the like, and is held in a highly charged state. As described above, when a battery is held in a highly charged state for a long time, the battery deteriorates, for example, by decreasing its capacity. For example, by repeating charging and discharging in a high state of charge, the charging capacity (full charge capacity) of the battery from a fully discharged state (0% state of charge) to a fully charged state (100% state of charge), and full charge The discharge capacity of the battery from the fully discharged state to the fully discharged state decreases from when the battery starts to be used (initial state). The causes of the decrease in battery capacity include physical deterioration of the electrode group including deterioration of the positive electrode active material and deterioration of the negative electrode active material, and the positive electrode potential from the reference state such as the initial state when the battery is started to be used. A deviation of the negative electrode potential and the like can be mentioned.
ここで、電極群の物理的な劣化を回復させることは、極めて困難である。ただし、後述する所定の条件下での回復処理等によって、正極電位及び負極電位の基準状態からのずれを回復し、正極電位及び負極電位を初期状態等の基準状態に近づけることは、可能である。電池では、正極電位及び負極電位の基準状態からのずれが回復することにより、低下した容量が回復し、劣化が回復する。なお、正極電位及び負極電位の基準状態からのずれは、正極と負極との自己放電量の差によって生じるものと推定される。このため、正極と負極との自己放電量の差を利用して、正極電位及び負極電位の基準状態からのずれを回復させることは可能であると、推定される。 Here, it is extremely difficult to restore the physical deterioration of the electrode group. However, it is possible to restore the deviation of the positive electrode potential and the negative electrode potential from the reference state by a recovery process or the like under predetermined conditions to be described later, and bring the positive electrode potential and the negative electrode potential closer to the reference state such as the initial state. . In the battery, when the deviation from the reference state of the positive electrode potential and the negative electrode potential is recovered, the reduced capacity is recovered and the deterioration is recovered. It is presumed that the deviation of the positive electrode potential and the negative electrode potential from the reference state is caused by the difference in the amount of self-discharge between the positive electrode and the negative electrode. Therefore, it is presumed that it is possible to recover the deviation of the positive electrode potential and the negative electrode potential from the reference state by using the difference in the amount of self-discharge between the positive electrode and the negative electrode.
以下、正極電位及び負極電位の基準状態からのずれについて説明する。図3は、充電状態に対する正極電位及び負極電位の関係の一例を示し、図4は、充電状態に対する正極電位及び負極電位の関係が図3の一例のようになる場合の、充電状態に対する正極と負極との間の電圧(電位差)の関係を示す。図3では、横軸に充電状態(SOC)を示し、縦軸に電位を示す。また、図4では、横軸に充電状態(SOC)を示し、縦軸に電圧を示す。図3及び図4では、充電状態は百分率で示され、電位及び電圧の単位は(V)で示す。そして、図3及び図4では、初期状態等の基準状態における正極電位、負極電位及び電圧を実線で、基準状態に対して容量が低下した状態γにおける正極電位、負極電位及び電圧を破線で示す。 The deviation from the reference state of the positive electrode potential and the negative electrode potential will be described below. FIG. 3 shows an example of the relationship between the positive electrode potential and the negative electrode potential with respect to the charged state, and FIG. 4 shows the positive electrode with respect to the charged state when the relationship between the positive electrode potential and the negative electrode potential with respect to the charged state is as shown in the example of FIG. It shows the relationship of the voltage (potential difference) with the negative electrode. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the state of charge (SOC), and the vertical axis indicates the potential. In FIG. 4, the horizontal axis indicates the state of charge (SOC), and the vertical axis indicates voltage. In FIGS. 3 and 4, the state of charge is indicated in percentage and the unit of potential and voltage is indicated in (V). 3 and 4, the positive electrode potential, the negative electrode potential, and the voltage in the reference state such as the initial state are indicated by solid lines, and the positive electrode potential, the negative electrode potential, and the voltage in the state γ in which the capacity is lowered with respect to the reference state are indicated by broken lines. .
前述のように高い充電状態で電池が長時間保持されると、図3の状態γ等のように、電池の正極電位及び負極電位が、基準状態に対して高電位側にずれる。正極電位及び負極電位が基準状態に比べて高電位側にずれた状態γでは、0%及び0%に近い充電状態における正極電位及び負極電位が、基準状態に比べて、高い。そして、状態γでは、100%及び100%に近い充電状態における正極電位及び負極電位が、基準状態に比べて高い。 As described above, when the battery is held in a highly charged state for a long time, the positive electrode potential and the negative electrode potential of the battery deviate to the high potential side with respect to the reference state, as in the state γ in FIG. In the state γ where the positive electrode potential and the negative electrode potential deviate to the high potential side compared to the reference state, the positive electrode potential and the negative electrode potential in the charged state of 0% and near 0% are higher than those in the reference state. In the state γ, the positive electrode potential and the negative electrode potential in the 100% and nearly 100% charged states are higher than those in the reference state.
また、図4に示すように、状態γ等の基準状態に比べて正極電位及び負極電位が高電位側にずれた状態では、完放電状態(充電状態が0%)と満充電状態(充電状態が100%)との間の一部の範囲で、基準状態に比べて、電圧が高くなる。例えば、状態γでは、充電状態が20%以上80%以下の範囲の全体に渡って、基準状態に対して電圧が高い。このため、正極電位及び負極電位が基準状態に対して高電位側にずれることにより、完放電状態と満充電状態との間の一部の範囲において、電圧曲線が、基準状態から高電圧側にずれる。 In addition, as shown in FIG. 4, when the positive electrode potential and the negative electrode potential deviate to the high potential side compared to the reference state such as the state γ, the fully discharged state (the charged state is 0%) and the fully charged state (the charged state) is 100%), the voltage is higher than in the reference state. For example, in the state γ, the voltage is higher than the reference state over the entire range of the charged state from 20% to 80%. Therefore, when the positive electrode potential and the negative electrode potential shift to the high potential side from the reference state, the voltage curve shifts from the reference state to the high voltage side in a part of the range between the fully discharged state and the fully charged state. deviate.
なお、正極電位及び負極電位が基準状態からずれているか否かに関係なく、電池では、正極と負極との電圧が第1の電圧値V1(例えば1.5V)になる状態を、完放電状態(SOCが0%)とする。そして、正極電位及び負極電位が基準状態からずれているか否かに関係なく、電池では、正極と負極との電圧が第2の電圧値V2(例えば3.0V)になる状態を、満充電状態(SOCが100%の状態)とする。このため、正極電位及び負極電位が基準状態からずれても、完放電状態での電池の電圧は、第1の電圧値V1から変化せず、満充電状態での電池の電圧は、第2の電圧値V2から変化しない。 Regardless of whether the positive electrode potential and the negative electrode potential deviate from the reference state, in the battery, the state in which the voltage between the positive electrode and the negative electrode reaches the first voltage value V1 (for example, 1.5 V) is defined as the fully discharged state. (SOC is 0%). Regardless of whether or not the positive electrode potential and the negative electrode potential deviate from the reference state, the battery is fully charged when the voltage between the positive electrode and the negative electrode reaches the second voltage value V2 (for example, 3.0 V). (SOC is 100%). Therefore, even if the positive electrode potential and the negative electrode potential deviate from the reference state, the voltage of the battery in the fully discharged state does not change from the first voltage value V1, and the voltage of the battery in the fully charged state remains at the second voltage value V1. It does not change from the voltage value V2.
[電池パック]
次に、前述の電池を1つ以上備える電池パックについて、説明する。電池パックは、1つの電池、又は、複数の電池から形成される電池モジュールを、備える。そして、電池パックに電池モジュールが設けられる場合、電池モジュールでは、複数の電池が直列及び並列の少なくとも一方で電気的に接続される。電池パックについても、1つの電池と同様にして、充電度合い示すパラメータとして、充電状態が規定される。ここで、電池又は電池モジュールにおける電池の直列数mを規定すると、電池パックの開回路電圧(OCV:Open Circuit Voltage)が前述の第1の電圧値V1のm倍になる状態において、電池パックの充電状態(SOC)が0%になり、電池パックが完放電状態になる。そして、電池パックの開回路電圧が前述の第2の電圧値V2のm倍になる状態において、電池パックの充電状態(SOC)が100%になり、電池パックが満充電状態になる。
[Battery pack]
Next, a battery pack including one or more of the aforementioned batteries will be described. A battery pack includes a single battery or a battery module formed from a plurality of batteries. When the battery pack is provided with a battery module, the battery module electrically connects a plurality of batteries in at least one of series and parallel. As for the battery pack, the state of charge is defined as a parameter indicating the degree of charge in the same manner as for one battery. Here, if the number m of batteries in series in a battery or a battery module is defined, in a state where the open circuit voltage (OCV) of the battery pack is m times the first voltage value V1, The state of charge (SOC) becomes 0% and the battery pack is fully discharged. When the open circuit voltage of the battery pack becomes m times the second voltage value V2, the state of charge (SOC) of the battery pack reaches 100% and the battery pack is fully charged.
また、高い充電状態で電池パックの充放電を繰返すことにより、電池パックを形成する1つ以上の電池は、前述のように、容量が低下する等して、劣化する。このため、高い充電状態で電池パックの充放電を繰返すことにより、電池パックの容量が低下し、電池パックが劣化する。 In addition, by repeatedly charging and discharging the battery pack in a highly charged state, one or more batteries forming the battery pack are degraded, for example, by decreasing capacity as described above. Therefore, by repeatedly charging and discharging the battery pack in a highly charged state, the capacity of the battery pack decreases and the battery pack deteriorates.
また、高い充電状態で電池パックを長時間保持することにより、電池パックの1つ以上の電池では、前述等のように、正極電位及び負極電位が、基準状態(初期状態)に対して高電位側にずれる。これにより、電池パックを形成する電池では、完放電状態(充電状態が0%)と満充電状態(充電状態が100%)との間の一部の範囲で、基準状態に比べて、電圧が高くなる。このため、高い充電状態で電池パックを長時間保持することにより、完放電状態と満充電状態との間の一部の範囲において、電池パックの開回路電圧等の電圧曲線が、基準状態(初期状態)から高電圧側にずれる。 In addition, by holding the battery pack in a highly charged state for a long time, one or more batteries in the battery pack have a positive electrode potential and a negative electrode potential that are higher than the reference state (initial state), as described above. shift to the side. As a result, in the batteries forming the battery pack, the voltage in a part of the range between the completely discharged state (0% charged state) and the fully charged state (100% charged state) is higher than the reference state. get higher Therefore, by holding the battery pack in a highly charged state for a long time, the voltage curve such as the open circuit voltage of the battery pack changes to the reference state (initial state) to the high voltage side.
また、電池パックには、電池パックの状態を管理する電池管理システム(BMS:Battery Management System)等の電池管理装置を、設けることができる。電池管理装置(管理装置)は、例えば、制御装置であり、コントローラを備えることができる。コントローラは、CPU(Central Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)又はFPGA(Field Programmable Gate Array)等を含むプロセッサ又は集積回路(制御回路)、及び、メモリ等の記憶媒体を備える。コントローラに設けられるプロセッサ又は集積回路は、1つであってもよく、複数であってもよい。コントローラは、記憶媒体等に記憶されるプログラム等を実行することにより、処理を行う。 Also, the battery pack can be provided with a battery management device such as a battery management system (BMS) that manages the state of the battery pack. A battery management device (management device) is, for example, a control device and can include a controller. The controller includes a processor or integrated circuit (control circuit) including a CPU (Central Processing Unit), ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or FPGA (Field Programmable Gate Array), and a storage medium such as a memory. One or more processors or integrated circuits may be provided in the controller. The controller performs processing by executing a program or the like stored in a storage medium or the like.
コントローラは、電池パックの充電度合い(充電状態)に関する情報、及び、電池パックの温度に関する情報等の、電池パックの状態を示す情報を取得する。また、ある一例では、コントローラは、取得した前述の情報に基づいて、電池パックの充放電の制御、及び、電池パックの温度の調整の少なくとも一方を行う。なお、前述のコントローラを備える電池管理装置は、電池パックに設けられる必要はない。ある一例では、電池管理装置は、電池パックの外部に、電池パックとは別体で形成される。この場合、例えば、電池パックが搭載される機器に形成される集積回路等が、電池管理装置のコントローラとして用いられる。 The controller acquires information indicating the state of the battery pack, such as information regarding the degree of charge (state of charge) of the battery pack and information regarding the temperature of the battery pack. In one example, the controller performs at least one of controlling charging/discharging of the battery pack and adjusting the temperature of the battery pack based on the acquired information. Note that the battery management device including the controller described above need not be provided in the battery pack. In one example, the battery management device is formed outside the battery pack and separately from the battery pack. In this case, for example, an integrated circuit or the like formed in the device in which the battery pack is mounted is used as the controller of the battery management device.
図5は、電池パック10の一例を示す。図5の一例では、電池パック10は、複数の電池1から形成される電池モジュール11を備え、電池モジュール11では、複数の電池1が電気的に直列に接続される。電池1のそれぞれは、前述した電池のいずれかと同様の構成であり、前述した電池と同様の特性を有する。また、図5の一例では、前述した電池管理装置12は、電池パック10に設けられ、電池管理装置12は、前述したコントローラ13を備える。コントローラ13は、前述したコントローラと同様の構成であり、前述したコントローラと同様の処理を行う。 FIG. 5 shows an example of the battery pack 10. As shown in FIG. In one example of FIG. 5, the battery pack 10 includes a battery module 11 formed from a plurality of batteries 1, and in the battery module 11, the plurality of batteries 1 are electrically connected in series. Each of the batteries 1 has a configuration similar to that of any of the batteries described above, and has characteristics similar to those of the batteries described above. 5, the battery management device 12 described above is provided in the battery pack 10, and the battery management device 12 includes the controller 13 described above. The controller 13 has the same configuration as the controller described above, and performs the same processing as the controller described above.
図5の一例では、電池パック10の外部に、電池モジュール11(電池パック10)に電力を供給可能な電源15、及び、電池モジュール11(電池パック10)から電力を供給可能な負荷16が、設けられる。電池パック10は、電源15等から電力が供給されることにより、充電される。また、電池パック10は、負荷16等に電力を供給することにより、放電する。電源15としては、電池パック10とは別体の電池又は電池モジュール、及び、発電機等が挙げられる。負荷16としては、電動機及びライト等が挙げられる。また、別の一例では、負荷16の代わりに、又は、負荷16に加えて、電池パック10から電力が供給される蓄電器が設けられてもよい。この場合、電池パック10は、蓄電器に電力を供給することにより、放電する。そして、蓄電器は、電池パック10から供給された電力を蓄電可能である。また、別の一例では、電動発電機が設けられてもよい。この場合、電池パック10から電動発電機に電力を供給可能であるとともに、電動発電機から電池パック10へ電力を供給可能である。すなわち、電動発電機は、電源及び負荷の両方として機能する。 In an example of FIG. 5, a power source 15 capable of supplying power to the battery module 11 (battery pack 10) and a load 16 capable of supplying power from the battery module 11 (battery pack 10) are provided outside the battery pack 10. be provided. The battery pack 10 is charged by being supplied with power from the power source 15 or the like. Also, the battery pack 10 is discharged by supplying power to the load 16 and the like. Examples of the power source 15 include a battery or battery module separate from the battery pack 10, a generator, and the like. The load 16 includes an electric motor, lights, and the like. In another example, instead of the load 16 or in addition to the load 16, an electric storage device to which electric power is supplied from the battery pack 10 may be provided. In this case, the battery pack 10 is discharged by supplying power to the capacitor. The storage device can store the power supplied from the battery pack 10 . Also, in another example, a motor generator may be provided. In this case, power can be supplied from the battery pack 10 to the motor generator, and power can be supplied from the motor generator to the battery pack 10 . That is, the motor-generator functions as both a power source and a load.
電池パック10は、駆動回路17を備える。駆動回路17は、電源15及び負荷16のそれぞれと電池モジュール11との間に、配置される。コントローラ13は、駆動回路17の駆動を制御することにより、電池パック10(電池モジュール11)から負荷16への電力供給、及び、電源15から電池パック10への電力供給を制御する。すなわち、コントローラ13は、駆動回路17の駆動を制御することにより、電池パック10の充放電を制御する。このため、電池管理装置12は、電池パック10の充放電を制御する充放電制御装置となる。駆動回路17は、電池パック10からの電力の出力、及び、電池パック10への電力の入力を切替えるリレー回路を備える。また、駆動回路17は、変換回路を備えることもでき、変換回路は、電源15からの電力を電池モジュール11に供給される直流電力に変換する。また、変換回路は、電池モジュール11からの直流電力を負荷16に供給される電力に変換する。変換回路は、変圧回路、DC/AC変換回路、及び、AC/DC変圧回路等を含むことができる。 Battery pack 10 includes drive circuit 17 . The drive circuit 17 is arranged between each of the power supply 15 and the load 16 and the battery module 11 . The controller 13 controls the power supply from the battery pack 10 (battery module 11 ) to the load 16 and the power supply from the power supply 15 to the battery pack 10 by controlling the drive circuit 17 . That is, the controller 13 controls charging and discharging of the battery pack 10 by controlling driving of the drive circuit 17 . Therefore, the battery management device 12 functions as a charge/discharge control device that controls charge/discharge of the battery pack 10 . The drive circuit 17 includes a relay circuit that switches between power output from the battery pack 10 and power input to the battery pack 10 . The drive circuit 17 may also include a conversion circuit that converts power from the power source 15 into DC power supplied to the battery module 11 . The conversion circuit also converts the DC power from the battery module 11 into power to be supplied to the load 16 . Transformation circuits may include transformation circuits, DC/AC transformation circuits, AC/DC transformation circuits, and the like.
また、電池パック10は、電流検出回路21及び電圧検出回路22を備える。電流検出回路21は、電池モジュール11に流れる電流を検出する。電圧検出回路22は、電池モジュール11の開回路電圧等の電池モジュール11(電池パック10)に印加される電圧を検出する。コントローラ13は、電流検出回路21によって検出した電流に関する情報、及び、電圧検出回路22によって検出した電圧に関する情報を取得する。そして、コントローラ13は、取得した電流及び電圧に関する情報等に基づいて、駆動回路17の駆動を制御し、電池パック10(電池モジュール11)の充放電を制御する。 The battery pack 10 also includes a current detection circuit 21 and a voltage detection circuit 22 . The current detection circuit 21 detects current flowing through the battery module 11 . The voltage detection circuit 22 detects the voltage applied to the battery module 11 (battery pack 10 ), such as the open circuit voltage of the battery module 11 . The controller 13 acquires information about current detected by the current detection circuit 21 and information about voltage detected by the voltage detection circuit 22 . Then, the controller 13 controls the driving of the drive circuit 17 based on the acquired information about current and voltage, and controls charging and discharging of the battery pack 10 (battery module 11).
また、ある一例では、電池パック10に、サーミスタ等の温度検出器、及び、ヒータ等の温度調整器(いずれも図示しない)が、設けられる。この場合、温度検出器は、電池パック10(電池モジュール11)の温度を検出し、コントローラ13は、温度検出器によって検出した温度に関する情報を取得する。そして、コントローラ13は、取得した温度に関する情報等に基づいて、温度調整器の作動を制御し、電池パック10の温度を調整する。 In one example, the battery pack 10 is provided with a temperature detector such as a thermistor and a temperature regulator such as a heater (none of which are shown). In this case, the temperature detector detects the temperature of the battery pack 10 (battery module 11), and the controller 13 acquires information regarding the temperature detected by the temperature detector. Then, the controller 13 controls the operation of the temperature adjuster and adjusts the temperature of the battery pack 10 based on the acquired temperature information and the like.
[電池パックが搭載される機器]
次に、1つ以上の電池を備える前述の電池パックが搭載される機器について、説明する。電池パックは、車両に搭載される電源、搬送ロボットに搭載される電源、定置用電源、及び、デジタルカメラ等の電子機器の電源等として、用いられる。電池パックが搭載される車両としては、ハイブリッド自動車(HV)、電気自動車(EV)及びプラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)等が挙げられる。また、電池パックが搭載される搬送ロボットとしては、工場等で使用される無人搬送車(AGV:Automated Guided Vehicle)等が挙げられる。
[Equipment equipped with a battery pack]
Next, a device equipped with the aforementioned battery pack including one or more batteries will be described. Battery packs are used as power sources mounted on vehicles, power sources mounted on carrier robots, stationary power sources, and power sources for electronic devices such as digital cameras. A hybrid vehicle (HV), an electric vehicle (EV), a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), and the like are examples of vehicles in which a battery pack is mounted. Moreover, as a carrier robot on which a battery pack is mounted, an automated guided vehicle (AGV) used in a factory or the like is exemplified.
図6は、電池パック10が搭載される車両25の一例を示す。図6の一例では、車両25に搭載される電池パック10は、前述した電池モジュール11及び駆動回路17を備える。また、図6では図示しないが、電池パック10には、前述した電流検出回路21及び電圧検出回路22が、設けられる。また、電池パック10に、前述した温度検出器及び温度調整器が設けられてもよい。図6の一例では、コントローラ13を備える電池管理装置(充放電制御装置)12は、車両25において電池パック10の外部に、設けられる。したがって、車両25に形成される集積回路等が、電池管理装置12のコントローラ13として用いられる。なお、別のある一例では、車両25に搭載される電池パック10に、電池管理装置12が設けられてもよい。この場合、電池パック10に形成される集積回路等が、電池管理装置12のコントローラ13として用いられる。 FIG. 6 shows an example of a vehicle 25 in which the battery pack 10 is mounted. In one example of FIG. 6, the battery pack 10 mounted on the vehicle 25 includes the battery module 11 and the drive circuit 17 described above. Although not shown in FIG. 6, the battery pack 10 is provided with the current detection circuit 21 and the voltage detection circuit 22 described above. Also, the battery pack 10 may be provided with the temperature detector and the temperature regulator described above. In one example of FIG. 6 , a battery management device (charge/discharge control device) 12 having a controller 13 is provided outside the battery pack 10 in the vehicle 25 . Therefore, an integrated circuit or the like formed in the vehicle 25 is used as the controller 13 of the battery management device 12 . In another example, the battery management device 12 may be provided in the battery pack 10 mounted on the vehicle 25 . In this case, an integrated circuit or the like formed in the battery pack 10 is used as the controller 13 of the battery management device 12 .
また、図6の一例の車両25では、電池パック10の外部に電源15及び負荷16が搭載される。電源15としては、車両25に搭載される発電機が挙げられる。また、車両25の動力の回生エネルギーを生成する機構が、電源15として用いられてもよい。負荷16としては、車両25に搭載される電動機が挙げられる。また、別のある一例では、車両の外部の電源から電池パック10に電力が供給されてもよい。この場合、充電ステーション等に設けられる定置用電源が、電池パック10に電力を供給する電源となる。 6, the power source 15 and the load 16 are mounted outside the battery pack 10. As shown in FIG. The power source 15 may be a generator mounted on the vehicle 25 . Also, a mechanism that generates regenerative energy of the power of the vehicle 25 may be used as the power source 15 . An example of the load 16 is an electric motor mounted on the vehicle 25 . In another example, power may be supplied to the battery pack 10 from a power source external to the vehicle. In this case, a stationary power supply provided in a charging station or the like serves as a power supply for supplying power to the battery pack 10 .
また、図6の一例では、車両25の外部に、中央管理装置(管理装置)26が、設けられる。中央制御装置26は、中央制御装置であり、コントローラ27を備えることができる。コントローラ27は、CPU、ASIC又はFPGA等を含むプロセッサ又は集積回路(制御回路)、及び、メモリ等の記憶媒体を備える。コントローラ27に設けられるプロセッサ又は集積回路は、1つであってもよく、複数であってもよい。コントローラ27は、記憶媒体等に記憶されるプログラム等を実行することにより、処理を行う。 In addition, in the example of FIG. 6 , a central management device (management device) 26 is provided outside the vehicle 25 . Central controller 26 is a central controller and may comprise controller 27 . The controller 27 includes a processor or integrated circuit (control circuit) including a CPU, ASIC, FPGA, etc., and a storage medium such as a memory. One or more processors or integrated circuits may be provided in the controller 27 . The controller 27 performs processing by executing a program or the like stored in a storage medium or the like.
車両25に搭載される電池管理装置12は、有線又は無線によって、中央管理装置(中央制御装置)26と通信可能であり、中央管理装置26との間で信号等の情報を交換可能である。中央管理装置26のコントローラ27は、電池パック10の充電度合い(充電状態)に関する情報、及び、電池パック10の温度に関する情報等の、車両25に搭載される電池パック10の状態を示す情報を、電池管理装置12のコントローラ13から取得する。また、中央管理装置26のコントローラ27は、取得した情報等に基づいて、電池パック10の充放電の制御に関する指令、及び、電池パック10の温度の制御に関する指令等の制御指令を、電池管理装置12のコントローラ13に送信する。そして、コントローラ13は、コントローラ27からの制御指令等に基づいて、電池パック10の充放電等を制御する。したがって、図6の一例では、中央管理装置26がマスターの管理装置(制御装置)となり、電池管理装置12がスレーブの管理装置(制御装置)となる。 A battery management device 12 mounted on a vehicle 25 can communicate with a central management device (central control device) 26 by wire or wirelessly, and can exchange information such as signals with the central management device 26 . The controller 27 of the central management device 26 receives information indicating the state of the battery pack 10 mounted on the vehicle 25, such as information regarding the degree of charge (state of charge) of the battery pack 10 and information regarding the temperature of the battery pack 10. Acquired from the controller 13 of the battery management device 12 . In addition, the controller 27 of the central management device 26, based on the acquired information, issues a control command such as a command regarding control of charging/discharging of the battery pack 10 and a command regarding control of the temperature of the battery pack 10 to the battery management device. 12 to the controller 13 . The controller 13 controls charging and discharging of the battery pack 10 based on control commands and the like from the controller 27 . Therefore, in the example of FIG. 6, the central management device 26 is the master management device (control device), and the battery management device 12 is the slave management device (control device).
なお、別のある一例は、車両25に搭載される電池管理装置(スレーブの管理装置)12は、電池パック10の充放電の制御、及び、電池パック10の温度の制御等を行わなくてもよい。この場合、中央管理装置26のコントローラ27が、電池管理装置12を介することなく、直接的に駆動回路17の駆動等を制御し、電池パック10の充放電等を制御する。また、中央管理装置(マスターの管理装置)26のコントローラ27は、電池管理装置12を介することなく、直接的に温度調整器の作動等を制御し、電池パック10の温度を制御する。この一例でも、車両25に搭載される電池パック10の状態を示す情報が、電池管理装置12から中央管理装置26に送信される。 In another example, the battery management device (slave management device) 12 mounted on the vehicle 25 does not control the charging and discharging of the battery pack 10, the temperature of the battery pack 10, etc. good. In this case, the controller 27 of the central management device 26 directly controls the driving of the drive circuit 17 and the charging/discharging of the battery pack 10 without going through the battery management device 12 . The controller 27 of the central management device (master management device) 26 directly controls the operation of the temperature regulator and the like to control the temperature of the battery pack 10 without going through the battery management device 12 . In this example as well, information indicating the state of the battery pack 10 mounted on the vehicle 25 is transmitted from the battery management device 12 to the central management device 26 .
図7は、電池パック10が搭載される車両25の図6とは別の一例を示す。図7の一例でも、車両25に搭載される電池パック10は、前述した電池モジュール11(1つ以上の電池1)及び駆動回路17を備える。そして、図7では図示しないが、電池パック10には、前述した電流検出回路21及び電圧検出回路22が、設けられ、電池パック10に、前述した温度検出器及び温度調整器が設けられてもよい。また、車両25において電池パック10の外部には、電動機等の負荷16が搭載される。 FIG. 7 shows another example of the vehicle 25 in which the battery pack 10 is mounted, different from FIG. In the example of FIG. 7 as well, the battery pack 10 mounted on the vehicle 25 includes the battery module 11 (one or more batteries 1) and the drive circuit 17 described above. Although not shown in FIG. 7, the battery pack 10 may be provided with the above-described current detection circuit 21 and voltage detection circuit 22, and the battery pack 10 may be provided with the above-described temperature detector and temperature regulator. good. A load 16 such as an electric motor is mounted outside the battery pack 10 in the vehicle 25 .
ただし、図7の一例では、車両25の外部に電源装置28が設けられ、車両25の電池パック10に電力を供給する電源15が、電源装置28に搭載される。また、電源装置28には、コントローラ13を備える前述の電池管理装置12が、搭載される。このため、電源装置28に形成される集積回路等が、電池管理装置12のコントローラ13として用いられる。図7の一例では、車両25は、電気自動車(EV)及びプラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)等のいずれかであり、電源装置28は、充電ステーション等に設けられる定置用電源装置である。電源装置28の電源15を電池パック10に電気的に接続することにより、電池パック10を充電可能になり、電源装置28から車両25に給電可能になる。 However, in the example of FIG. 7 , the power supply device 28 is provided outside the vehicle 25 , and the power supply device 28 is equipped with the power supply 15 that supplies power to the battery pack 10 of the vehicle 25 . Also, the power supply device 28 is equipped with the aforementioned battery management device 12 having the controller 13 . Therefore, an integrated circuit or the like formed in the power supply device 28 is used as the controller 13 of the battery management device 12 . In one example of FIG. 7, the vehicle 25 is either an electric vehicle (EV), a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), or the like, and the power supply device 28 is a stationary power supply device provided in a charging station or the like. By electrically connecting the power supply 15 of the power supply device 28 to the battery pack 10 , the battery pack 10 can be charged, and power can be supplied from the power supply device 28 to the vehicle 25 .
図7の一例では、電池パック10が搭載される車両25に、電池管理装置12が設けられない。そして、車両25に給電する電源装置28に、電池管理装置12が設けられる。電源装置28から車両25に給電可能な状態では、電池管理装置12のコントローラ13は、電池パック10の充電度合い(充電状態)に関する情報、及び、電池パック10の温度に関する情報等の、車両25に搭載される電池パック10の状態を示す情報を取得する。また、電源装置28から車両25に給電可能な状態では、電池管理装置12のコントローラ13は、電源15からの電力の出力、及び、駆動回路17の駆動を制御し、電池パック10の充放電を制御する。なお、電源装置28から車両25に給電可能な状態において、電池管理装置12のコントローラ13は、電池パック10の温度を制御してもよい。 In the example of FIG. 7 , the vehicle 25 in which the battery pack 10 is mounted is not provided with the battery management device 12 . A power supply device 28 that supplies power to the vehicle 25 is provided with the battery management device 12 . In a state in which power can be supplied from the power supply device 28 to the vehicle 25, the controller 13 of the battery management device 12 sends information regarding the degree of charge (state of charge) of the battery pack 10 and information regarding the temperature of the battery pack 10 to the vehicle 25. Information indicating the state of the mounted battery pack 10 is acquired. In addition, in a state where power supply device 28 can supply power to vehicle 25 , controller 13 of battery management device 12 controls power output from power source 15 and driving of drive circuit 17 to charge and discharge battery pack 10 . Control. Note that the controller 13 of the battery management device 12 may control the temperature of the battery pack 10 while the power supply device 28 can supply power to the vehicle 25 .
また、図7の一例では、車両25及び電源装置28の外部に、すなわち、車両25及び電源装置28とは別体で、コントローラ27を備える前述の中央管理装置(中央制御装置)26が、設けられる。電源装置28に搭載される電池管理装置12は、有線又は無線によって、中央管理装置26と通信可能であり、中央管理装置26との間で信号等の情報を交換可能である。中央管理装置26のコントローラ27は、電源装置28から車両25に給電可能な状態において、電池パック10の充電度合いに関する情報、及び、電池パック10の温度に関する情報等の、車両25に搭載される電池パック10の状態を示す情報を、電池管理装置12のコントローラ13から取得する。また、電源装置28から車両25に給電可能な状態では、中央管理装置26のコントローラ27は、取得した情報等に基づいて、電池パック10の充放電の制御に関する指令、及び、電池パック10の温度の制御に関する指令等の制御指令を、電池管理装置12のコントローラ13に送信する。そして、コントローラ13は、コントローラ27からの制御指令等に基づいて、電池パック10の充放電等を制御する。したがって、図7の一例でも、中央管理装置26がマスターの管理装置(制御装置)となり、電池管理装置12がスレーブの管理装置(制御装置)となる。 In the example of FIG. 7, the above-described central management device (central control device) 26 having a controller 27 is provided outside the vehicle 25 and the power supply device 28, that is, separately from the vehicle 25 and the power supply device 28. be done. The battery management device 12 mounted on the power supply device 28 can communicate with the central management device 26 by wire or wirelessly, and can exchange information such as signals with the central management device 26 . The controller 27 of the central management device 26 is in a state where the power supply device 28 can supply power to the vehicle 25, and the battery mounted on the vehicle 25, such as information on the degree of charge of the battery pack 10 and information on the temperature of the battery pack 10. Information indicating the state of the pack 10 is acquired from the controller 13 of the battery management device 12 . Further, in a state in which power can be supplied from the power supply device 28 to the vehicle 25, the controller 27 of the central management device 26, based on the acquired information, issues a command related to control of charging and discharging of the battery pack 10 and a temperature control of the battery pack 10. to the controller 13 of the battery management device 12 . The controller 13 controls charging and discharging of the battery pack 10 based on control commands and the like from the controller 27 . Therefore, in the example of FIG. 7 as well, the central management device 26 is the master management device (control device), and the battery management device 12 is the slave management device (control device).
なお、別のある一例では、電源装置28に搭載される電池管理装置(スレーブの管理装置)12は、電池パック10の充放電の制御、及び、電池パック10の温度の制御等を行わなくてもよい。この場合、電源装置28から車両25に給電可能な状態において、中央管理装置(マスターの管理装置)26のコントローラ27が、電池管理装置12を介することなく、直接的に電源15からの出力及び駆動回路17の駆動等を制御し、電池パック10の充放電等を制御する。また、中央管理装置26のコントローラ27は、電池管理装置12を介することなく、直接的に温度調整器の作動等を制御し、電池パック10の温度を制御する。この一例でも、電源装置28から車両25に給電可能な状態において、車両25に搭載される電池パック10の状態を示す情報が、電池管理装置12から中央管理装置26に送信される。 In another example, the battery management device (slave management device) 12 mounted on the power supply device 28 does not have to control charging and discharging of the battery pack 10, control the temperature of the battery pack 10, and the like. good too. In this case, in a state in which power can be supplied to the vehicle 25 from the power supply 28, the controller 27 of the central management device (master management device) 26 directly outputs and drives the power supply 15 without going through the battery management device 12. It controls the driving of the circuit 17 and the like, and controls the charging and discharging of the battery pack 10 and the like. Also, the controller 27 of the central management device 26 directly controls the operation of the temperature regulator and the like without going through the battery management device 12 to control the temperature of the battery pack 10 . In this example as well, information indicating the state of the battery pack 10 mounted on the vehicle 25 is transmitted from the battery management device 12 to the central management device 26 when the power supply device 28 can supply power to the vehicle 25 .
また、別のある一例では、電源装置28に電池管理装置12が設けられず、代わりに、コントローラ27を備える中央管理装置26が、電源装置28に搭載される。そして、電源装置28から車両25に給電可能な状態では、中央管理装置(中央制御装置)26のコントローラ27は、前述の電流検出回路21及び電圧検出回路22等から直接的に、車両25に搭載される電池パック10の状態を示す情報を、取得する。そして、電源装置28から車両25に給電可能な状態では、中央管理装置26のコントローラ27は、直接的に電源15からの出力及び駆動回路17の駆動等を制御し、電池パック10の充放電等を制御する。 In another example, the power supply 28 is not provided with the battery management device 12 , and instead the central management device 26 with the controller 27 is mounted on the power supply 28 . Then, in a state in which power can be supplied from the power supply device 28 to the vehicle 25, the controller 27 of the central management device (central control device) 26 is mounted on the vehicle 25 directly from the aforementioned current detection circuit 21, voltage detection circuit 22, etc. Information indicating the state of the battery pack 10 is acquired. When the vehicle 25 can be supplied with power from the power supply 28, the controller 27 of the central management device 26 directly controls the output from the power supply 15 and the driving of the drive circuit 17, and charges and discharges the battery pack 10. to control.
図8は、電池パック10が搭載される車両25の図6及び図7とは別の一例を示す。図8の一例でも、車両25に搭載される電池パック10は、前述した電池モジュール11(1つ以上の電池1)及び駆動回路17を備える。そして、図7では図示しないが、電池パック10には、前述した電流検出回路21及び電圧検出回路22が、設けられ、電池パック10に、前述した温度検出器及び温度調整器が設けられてもよい。また、車両25において電池パック10の外部には、電動機等の負荷16が搭載される。 FIG. 8 shows another example of the vehicle 25 in which the battery pack 10 is mounted, which is different from FIGS. In the example of FIG. 8 as well, the battery pack 10 mounted on the vehicle 25 includes the battery module 11 (one or more batteries 1) and the drive circuit 17 described above. Although not shown in FIG. 7, the battery pack 10 may be provided with the above-described current detection circuit 21 and voltage detection circuit 22, and the battery pack 10 may be provided with the above-described temperature detector and temperature regulator. good. A load 16 such as an electric motor is mounted outside the battery pack 10 in the vehicle 25 .
また、図8の一例では、図6の一例と同様に、車両25に、コントローラ13Xを備える電池管理装置12Xが搭載される。また、図8の一例では、図7の一例と同様に、車両25の外部に、電源15が搭載される電源装置28が設けられ、電源装置28に、コントローラ13Yを備える電池管理装置12Yが搭載される。そして、電源装置28の電源15を電池パック10に電気的に接続することにより、電池パック10を充電可能になり、電源装置28から車両25に給電可能になる。 Further, in the example of FIG. 8, similarly to the example of FIG. 6, the vehicle 25 is equipped with a battery management device 12X including the controller 13X. In the example of FIG. 8, as in the example of FIG. 7, a power supply device 28 mounted with the power supply 15 is provided outside the vehicle 25, and the power supply device 28 is provided with a battery management device 12Y having a controller 13Y. be done. By electrically connecting the power supply 15 of the power supply device 28 to the battery pack 10 , the battery pack 10 can be charged, and power can be supplied from the power supply device 28 to the vehicle 25 .
図8の一例では、電池管理装置12Xのコントローラ13Xは、電池パック10の充電度合い(充電状態)に関する情報、及び、電池パック10の温度に関する情報等の、車両25に搭載される電池パック10の状態を示す情報を取得する。また、電源装置28から車両25に給電可能な状態では、電池管理装置12Xのコントローラ13Xは、駆動回路17の駆動を制御し、電池管理装置12Yのコントローラ13Yは、電源15からの電力の出力を制御する。これにより、電池管理装置(充放電制御装置)12X,12Yによって、電池パック10の充放電が、制御される。なお、電源装置28から車両25に給電可能な状態において、電池管理装置12Xのコントローラ13Xは、電池パック10の温度を制御してもよい。 In the example of FIG. 8, the controller 13X of the battery management device 12X provides information regarding the degree of charge (state of charge) of the battery pack 10, information regarding the temperature of the battery pack 10, and the like. Get status information. Further, when power supply device 28 can supply power to vehicle 25, controller 13X of battery management device 12X controls driving of drive circuit 17, and controller 13Y of battery management device 12Y controls power output from power source 15. Control. Accordingly, charging and discharging of the battery pack 10 are controlled by the battery management devices (charge and discharge control devices) 12X and 12Y. Note that the controller 13X of the battery management device 12X may control the temperature of the battery pack 10 in a state where the power supply device 28 can supply power to the vehicle 25 .
また、図8の一例では、図7の一例と同様に、車両25及び電源装置28の外部に、すなわち、車両25及び電源装置28とは別体で、コントローラ27を備える前述の中央管理装置(中央制御装置)26が、設けられる。電池管理装置12X、電池管理装置12Y及び中央管理装置26は、有線又は無線によって情報交換可能である。中央管理装置26のコントローラ27は、電源装置28から車両25に給電可能な状態において、電池パック10の充電度合いに関する情報、及び、電池パック10の温度に関する情報等の、車両25に搭載される電池パック10の状態を示す情報を、電池管理装置12Xのコントローラ13Xから取得する。また、電源装置28から車両25に給電可能な状態では、中央管理装置26のコントローラ27は、取得した情報等に基づいて、電池パック10の充放電の制御に関する指令、及び、電池パック10の温度の制御に関する指令等の制御指令を、電池管理装置12X,12Yのコントローラ13X,13Y等に送信する。そして、コントローラ13X,13Y等は、コントローラ27からの制御指令等に基づいて、電池パック10の充放電等を制御する。したがって、図8の一例でも、中央管理装置26がマスターの管理装置(制御装置)となり、電池管理装置12X,12Yがスレーブの管理装置(制御装置)となる。 Further, in the example of FIG. 8, similarly to the example of FIG. 7, the aforementioned central management device ( A central controller 26 is provided. The battery management device 12X, the battery management device 12Y, and the central management device 26 can exchange information by wire or wirelessly. The controller 27 of the central management device 26 is in a state where the power supply device 28 can supply power to the vehicle 25, and the battery mounted on the vehicle 25, such as information on the degree of charge of the battery pack 10 and information on the temperature of the battery pack 10. Information indicating the state of the pack 10 is acquired from the controller 13X of the battery management device 12X. Further, in a state in which power can be supplied from the power supply device 28 to the vehicle 25, the controller 27 of the central management device 26, based on the acquired information, issues a command related to control of charging and discharging of the battery pack 10 and a temperature control of the battery pack 10. to the controllers 13X and 13Y of the battery management devices 12X and 12Y. The controllers 13X, 13Y and the like control charging and discharging of the battery pack 10 based on control commands and the like from the controller 27. FIG. Therefore, even in the example of FIG. 8, the central management device 26 is a master management device (control device), and the battery management devices 12X and 12Y are slave management devices (control devices).
なお、ある一例では、図8の一例と同様に電池管理装置12X,12Yが設けられる構成において、車両25の電池管理装置12Xは、駆動回路17の駆動を制御しない。そして、電源装置28から車両25に給電可能な状態において、電源装置28の電池管理装置12Yのコントローラ13Yが、駆動回路17の駆動を制御する。また、別のある一例では、図8の一例と同様に電池管理装置12X,12Yが設けられる構成において、車両25の管理装置12X及び電源装置28の管理装置12Yのいずれもが、電池パック10の充放電の制御を行わない。そして、電源装置28から車両25に給電可能な状態において、中央管理装置(マスターの管理装置)26のコントローラ27が、電池管理装置12X,12Yを介することなく、直接的に電源15からの出力及び駆動回路17の駆動等を制御し、電池パック10の充放電等を制御する。 In one example, the battery management device 12X of the vehicle 25 does not control driving of the drive circuit 17 in a configuration in which the battery management devices 12X and 12Y are provided as in the example of FIG. The controller 13Y of the battery management device 12Y of the power supply 28 controls driving of the drive circuit 17 in a state where the power supply 28 can supply power to the vehicle 25 . In another example, in a configuration in which battery management devices 12X and 12Y are provided in the same manner as in the example of FIG. Does not control charging/discharging. Then, in a state in which power can be supplied from the power supply device 28 to the vehicle 25, the controller 27 of the central management device (master management device) 26 directly controls the output from the power supply 15 and the It controls the driving of the drive circuit 17 and controls the charging and discharging of the battery pack 10 .
なお、電池パックが搭載される機器が搬送ロボット等の車両以外の機器であっても、前述した例のいずれかと同様にして、中央管理装置(中央制御装置)は、機器に搭載される電池パックの状態を示す情報を、取得する。すなわち、前述した電池管理装置を介して、又は、電池パックに設けられる検出回路及び検出器等から直接的に、中央管理装置は、機器に搭載される電池パックの状態を示す情報を、取得する。また、電池パックが搭載される機器が搬送ロボット等の車両以外の機器であっても、前述した例のいずれかと同様にして、中央管理装置(中央制御装置)は、機器に搭載される電池パックの状態を管理する。すなわち、前述した電池管理装置をスレーブの管理装置として、中央管理装置は、機器に搭載される電池パックの状態を管理し、スレーブの管理装置等によって、電池パックの充放電が制御される。 Note that even if the device on which the battery pack is mounted is a device other than a vehicle such as a transport robot, the central management device (central control device) can control the battery pack mounted on the device in the same manner as in any of the examples described above. Gets information indicating the status of That is, the central management device acquires information indicating the state of the battery pack mounted on the device via the battery management device described above or directly from a detection circuit, a detector, or the like provided in the battery pack. . Further, even if the device on which the battery pack is mounted is a device other than a vehicle such as a transport robot, the central management device (central control device) can manage the state of That is, with the above-described battery management device as a slave management device, the central management device manages the state of the battery pack mounted on the device, and the slave management device or the like controls charging and discharging of the battery pack.
[制御システム]
実施形態では、電池パックが搭載される前述の機器を複数備える制御システムが、提供される。制御システムは、前述の中央管理装置(中央制御装置)を備える。中央管理装置は、複数の機器のそれぞれの電池パックの状態を管理し、例えば、電池パックのそれぞれの充放電に関する条件を設定する。複数の機器のそれぞれでは、前述した例のいずれかと同様にして、搭載される電池パックが中央管理装置によって管理され、充放電に関する条件等が、中央管理装置によって設定される。中央管理装置のコントローラは、複数の機器のそれぞれの電池パックの状態を示す情報を取得する。また、中央管理装置のコントローラは、取得した情報に基づいて、複数の機器のそれぞれの電池パックについて、規定範囲を超えて劣化しているか否かを判定する。そして、中央管理装置のコントローラは、規定範囲を超えて劣化している電池パックの少なくとも一部である回復対象電池パックを、所定の状態より充電されていない状態で規定時間保持し、回復対象電池パックが搭載される機器の使用を規定時間制限する。したがって、規定範囲を超えて劣化している電池パックの一部又は全部が、後述する劣化の回復処理が行われる回復対象パックとなる。
[Control system]
In embodiments, a control system is provided comprising a plurality of the aforementioned devices with battery packs installed therein. The control system comprises the aforementioned central management device (central control device). The central management device manages the state of each battery pack of a plurality of devices, and sets, for example, conditions regarding charging and discharging of each battery pack. In each of the plurality of devices, in the same manner as in any of the examples described above, the central management device manages the battery pack mounted thereon, and the central management device sets the charging/discharging conditions and the like. A controller of the central management device acquires information indicating the state of each battery pack of a plurality of devices. Also, the controller of the central management device determines whether or not the battery packs of the plurality of devices have deteriorated beyond a specified range based on the acquired information. Then, the controller of the central management unit holds the recovery target battery pack, which is at least part of the battery packs that have deteriorated beyond the specified range, in a state in which it has not been charged from a specified state for a specified time. Restrict the use of the equipment in which the pack is installed for a specified period of time. Therefore, some or all of the battery packs that have deteriorated beyond the specified range become recovery target packs for which deterioration recovery processing described below is performed.
また、制御システムでは、車両等の電池パックが搭載される機器のそれぞれに、電池管理装置が設けられてもよい。この場合、電池管理装置は、中央管理装置をマスターの管理装置とするスレーブの管理装置となる。電池管理装置は、中央管理装置等によって設定された充放電に関する条件に基づいて、駆動回路の駆動等を制御し、電池パックのそれぞれに流れる電流及び電池パックのそれぞれに印加される電圧を制御する。すなわち、電池管理装置は、中央管理装置が設定した条件に基づいて、電池パックの充放電を制御する。なお、ある一例では、中央制御装置が、回復処理を行う指令を電池管理装置に伝送し、電池管理装置は、中央制御装置からの指令に基づいて、回復処理における充放電に関する条件を設定する。そして、電池管理装置は、設定した条件に基づいて、電池パックの充放電を制御する。 Further, in the control system, a battery management device may be provided for each device such as a vehicle on which a battery pack is mounted. In this case, the battery management device becomes a slave management device with the central management device as the master management device. The battery management device controls the driving of the drive circuit based on the charging/discharging conditions set by the central management device, etc., and controls the current flowing through each battery pack and the voltage applied to each battery pack. . That is, the battery management device controls charging and discharging of the battery pack based on the conditions set by the central management device. In one example, the central controller transmits a command to perform the recovery process to the battery management device, and the battery management device sets the charging/discharging conditions in the recovery process based on the command from the central controller. Then, the battery management device controls charging and discharging of the battery pack based on the set conditions.
図9は、前述の中央管理装置26を備える制御システム30の一例を示す。図9の一例の制御システム30では、電池パック10が搭載される機器として、車両25が複数設けられる。複数の車両25には、車両25A~25Cが含まれる。車両25Aには、スレーブの管理装置(制御装置)として電池管理装置12Aが設けられ、電池管理装置12Aは、電池パック10Aの状態を示す情報を、中央管理装置26のコントローラ27に送信する。また、中央管理装置26のコントローラ27からの制御指令に基づいて、電池管理装置12Aのコントローラ13Aは、電池パック10Aの充放電を制御する。 FIG. 9 shows an example of a control system 30 comprising the central management device 26 described above. In the example control system 30 of FIG. 9 , a plurality of vehicles 25 are provided as equipment on which the battery pack 10 is mounted. The plurality of vehicles 25 includes vehicles 25A-25C. Vehicle 25A is provided with battery management device 12A as a slave management device (control device), and battery management device 12A transmits information indicating the state of battery pack 10A to controller 27 of central management device 26 . Also, based on a control command from the controller 27 of the central management device 26, the controller 13A of the battery management device 12A controls charging and discharging of the battery pack 10A.
また、車両25Bには、電池管理装置12Bが設けられ、電池管理装置12Bは、電池パック10Bの状態を示す情報を、中央管理装置26のコントローラ27に送信する。ただし、電池管理装置12Bは、電池パック10Bの充放電を制御しない。電池パック10Bの充放電は、電池管理装置12Bからの情報に基づいて、中央管理装置26のコントローラ27が制御する。また、車両25Cには、電池管理装置が搭載されない。ここで、制御システム30には、定置用電源装置等の前述の電源装置28αが設けられ、電源装置28αに電源15α、及び、スレーブの管理装置(制御装置)として電池管理装置12αが搭載される。車両25Cの電池パック10Cの状態を示す情報は、電源装置28αから車両25Cに給電可能な状態において、電池管理装置12αによって、取得される。そして、電池管理装置12αは、取得した電池パック10Cの状態を示す情報を、中央管理装置26のコントローラ27に送信する。また、電源装置28αから車両25Cに給電可能な状態では、中央管理装置26のコントローラ27からの制御指令に基づいて、電池管理装置12αのコントローラ13αは、電池パック10Cの充放電を制御する。 Further, the vehicle 25B is provided with a battery management device 12B, and the battery management device 12B transmits information indicating the state of the battery pack 10B to the controller 27 of the central management device 26 . However, the battery management device 12B does not control charging and discharging of the battery pack 10B. The charging and discharging of the battery pack 10B is controlled by the controller 27 of the central management device 26 based on the information from the battery management device 12B. Further, the vehicle 25C is not equipped with a battery management device. Here, the control system 30 is provided with the aforementioned power supply device 28α such as a stationary power supply device, and the power supply device 28α is equipped with the power supply 15α and the battery management device 12α as a slave management device (control device). . Information indicating the state of the battery pack 10C of the vehicle 25C is acquired by the battery management device 12α in a state where the power supply device 28α can supply power to the vehicle 25C. Then, the battery management device 12α transmits the acquired information indicating the state of the battery pack 10C to the controller 27 of the central management device 26 . Further, in a state in which power supply device 28α can supply power to vehicle 25C, controller 13α of battery management device 12α controls charging and discharging of battery pack 10C based on control commands from controller 27 of central management device 26 .
なお、車両25A~25C以外の車両25のそれぞれにおいても、前述した例のいずれかと同様にして、搭載される電池パック10の状態が、中央管理装置26によって、管理される。また、電池パック10が搭載される機器として、搬送ロボット等の車両以外の機器が複数設けられる制御システムにおいても、図9の制御システム30と同様にして、複数の機器のそれぞれの電池パックの状態を管理する。 In each of the vehicles 25 other than the vehicles 25A to 25C, the state of the mounted battery pack 10 is managed by the central management device 26 in the same manner as in any of the examples described above. In addition, even in a control system in which a plurality of devices other than a vehicle, such as a transport robot, are provided as devices on which the battery packs 10 are mounted, the states of the battery packs of the plurality of devices are controlled in the same manner as the control system 30 of FIG. to manage.
また、図9の制御システム30では、ユーザーインターフェース31が設けられる。ユーザーインターフェース31は、作業者等によって操作が入力される操作部材を備える。操作部材としては、ボタン、ダイヤル、タッチパネル及びリモコン等が挙げられる。中央管理装置26のコントローラ27は、操作部材で入力された操作指令に基づいて、車両25のそれぞれの電池パック10の充放電等に関する処理を行う。また、ユーザーインターフェース31は、作業者等に情報を告知する告知装置を備える。告知装置は、画面表示、音の発信、及び、ライトの点灯等のいずれかによって、告知を行う。告知装置では、例えば、車両25のそれぞれの電池パック10のリアルタイムの状態を示す情報等の、電池パック10のそれぞれに関する情報が、告知される。 A user interface 31 is also provided in the control system 30 of FIG. The user interface 31 includes operation members that are operated by an operator or the like. Buttons, dials, touch panels, remote controllers, and the like are examples of operation members. The controller 27 of the central management device 26 performs processing related to charging/discharging of each battery pack 10 of the vehicle 25 based on the operation command input by the operation member. The user interface 31 also includes a notification device for notifying information to workers and the like. The notification device makes a notification by any one of screen display, sound transmission, lighting of light, and the like. Information about each battery pack 10 , such as information indicating the real-time status of each battery pack 10 of the vehicle 25 , is announced by the notification device.
図10は、図9の制御システム30等において、中央管理装置(中央制御装置)26のコントローラ27、及び/又は、電池管理装置12のコントローラ13等によって行われる、複数の電池パック10のある1つの状態管理における処理を示す。ある一例では、図10に示す処理は、電池パック10のある1つの使用開始以後において、所定の間隔で定期的に、コントローラ27によって判定され、コントローラ27及び/又は電池管理装置12のコントローラ13によって劣化の回復処理が行われる。別のある一例では、図10に示す処理を行う操作指令をユーザーインターフェース31において作業者等は入力可能であり、操作指令がユーザーインターフェース31において入力されたことに基づいて、コントローラ27等は、図10に示す処理を行う。また、電池管理装置が搭載されない車両(例えば25C)に搭載される電池パック(例えば10C)については、電源装置28αから車両(例えば25C)に給電可能な状態に切替わったことに基づいて、コントローラ27等は、図10に示す処理を行ってもよい。図9の制御システム30等では、コントローラ27等は、複数の電池パック10のそれぞれについて、図10の処理を行う。 FIG. 10 shows a control system 30 or the like in FIG. 9, in which the controller 27 of the central management device (central control device) 26 and/or the controller 13 of the battery management device 12 or the like performs one operation with a plurality of battery packs 10 . It shows the processing in one state management. In one example, the processing shown in FIG. 10 is periodically determined by the controller 27 at predetermined intervals after the start of use of one battery pack 10, and is determined by the controller 27 and/or the controller 13 of the battery management device 12. Degradation recovery processing is performed. In another example, the operator or the like can input an operation command to perform the processing shown in FIG. 10 is performed. For a battery pack (eg, 10C) installed in a vehicle (eg, 25C) in which no battery management device is installed, the controller 27 etc. may perform the processing shown in FIG. In the control system 30 or the like of FIG. 9, the controller 27 or the like performs the processing of FIG.
図10に示すように、複数の電池パックのある1つの状態管理において、コントローラ27は、まず、対象となる電池パックの劣化について判定処理を行う(S41)。そして、コントローラ27は、判定処理での判定結果に基づいて、対象となる電池パックの劣化の度合いが規定範囲内(正常範囲内)であるか否かを判定する(S42)。すなわち、対象となる電池パックが規定範囲を超えて劣化しているか否かが、判定される。 As shown in FIG. 10, in managing one state of a plurality of battery packs, the controller 27 first performs a determination process regarding deterioration of the target battery pack (S41). Then, the controller 27 determines whether or not the degree of deterioration of the target battery pack is within a specified range (within a normal range) based on the determination result of the determination process (S42). That is, it is determined whether or not the target battery pack has deteriorated beyond a specified range.
対象となる電池パックの劣化の度合いが規定範囲内である場合は(S42-Yes)、コントローラ27は、その電池パックを所定の状態より高い充電度合いで保持する(S43)。すなわち、コントローラ27は、対象となる電池パックを劣化の度合いが規定範囲内の正常電池パックであると判定するとともに、その電池パックを所定の状態より充電された状態で保持する。これにより、対象となる電池パック(正常電池パック)が搭載される車両(機器)は、通常モードで使用される(通常使用される)。ある一例では、コントローラ27は、電池パックの電圧(開回路電圧)を第1の電圧範囲で維持することにより、電池パックを所定の状態より充電された状態で保持する。第1の電圧範囲での電池パックの電圧が保持された状態では、電池パックの電圧値は、完放電状態における電池パックの電圧値(m×V1)より、満充電状態における電池パックの電圧値(m×V2)に近い。また、別のある一例では、コントローラ27は、電池パックの残容量を満充電容量の50%以上で保持することにより、すなわち、電池パックの充電状態(SOC)を50%以上で保持することにより、電池パックを所定の状態より充電された状態で保持する。 If the degree of deterioration of the target battery pack is within the specified range (S42-Yes), the controller 27 maintains the battery pack at a higher degree of charge than the predetermined state (S43). That is, the controller 27 determines that the target battery pack is a normal battery pack whose degree of deterioration is within a specified range, and maintains the battery pack in a charged state from a predetermined state. As a result, the vehicle (equipment) equipped with the target battery pack (normal battery pack) is used in the normal mode (usually used). In one example, the controller 27 keeps the battery pack more charged than a predetermined state by maintaining the voltage of the battery pack (open circuit voltage) within a first voltage range. When the voltage of the battery pack is maintained within the first voltage range, the voltage value of the battery pack in the fully charged state is lower than the voltage value of the battery pack in the fully discharged state (m×V1). (m x V2). In another example, the controller 27 maintains the remaining capacity of the battery pack at 50% or more of the full charge capacity, that is, maintains the state of charge (SOC) of the battery pack at 50% or more. , the battery pack is held in a charged state from a predetermined state.
対象となる電池パックが規定範囲を超えて劣化している場合は(S42-No)、コントローラ27は、後述する回復処理が行われている電池パックのリアルタイムの数N1を取得するとともに、後述する回復処理を行うことが可能な電池パックの上限数(第1の上限数)N1maxを取得する(S44)。ここで、数N1は、複数の機器の電池パックの中で、所定の状態より充電されていない状態で保持されている電池パック(回復対象電池パック)のリアルタイムの数を示す。また、上限数N1maxは、制御システム30の複数の車両25(機器)の中で使用を制限することが可能な制限可能数であり、複数の電池パック10の中で所定の状態より充電されていない状態にすることが可能な数を示す。上限数(第1の上限数)N1maxは、複数の車両25の使用に関する需要等に基づいてコントローラ27が設定してもよく、コントローラ27の記憶媒体に記憶されてもよい。 If the target battery pack has deteriorated beyond the specified range (S42-No), the controller 27 acquires the real-time number N1 of battery packs undergoing recovery processing, which will be described later. An upper limit number (first upper limit number) N1max of battery packs for which recovery processing can be performed is acquired (S44). Here, the number N1 indicates the real-time number of battery packs (recovery target battery packs) that are held in a state less charged than a predetermined state among battery packs of a plurality of devices. Further, the upper limit number N1max is a limitable number that can limit the use among a plurality of vehicles 25 (equipment) of the control system 30. Indicates the number of possible states for which there is no state. The upper limit number (first upper limit number) N1max may be set by the controller 27 based on demand for use of the plurality of vehicles 25, or may be stored in the storage medium of the controller 27. FIG.
リアルタイムで回復処理が行われている電池パックの数N1及び上限数N1maxを取得すると、コントローラ27は、回復処理が行われている電池パックの数N1が上限数N1maxより小さいか否かを判定する(S45)。回復処理が行われている電池パックの数(回復対象電池パックのリアルタイムの数)N1が上限数N1max以上の場合は(S45-No)、コントローラ27は、対象となる電池パックを所定の状態より高い充電度合いで保持する(S43)。すなわち、コントローラ27は、電池パックが前述の正常電池パックである場合と同様に、電池パックを所定の状態より充電された状態で保持する。 After acquiring the number N1 of battery packs undergoing recovery processing in real time and the upper limit number N1max, the controller 27 determines whether the number N1 of battery packs undergoing recovery processing is smaller than the upper limit number N1max. (S45). When the number N1 of battery packs for which recovery processing is being performed (the number of battery packs to be recovered in real time) is equal to or greater than the upper limit number N1max (S45-No), the controller 27 removes the target battery pack from a predetermined state. A high degree of charge is maintained (S43). That is, the controller 27 maintains the battery pack in a charged state from a predetermined state, as in the case where the battery pack is the normal battery pack described above.
回復処理が行われている電池パックの数N1が上限数N1maxより小さい場合は(S45-Yes)、コントローラ27は、対象となる電池パックの劣化の回復処理を行う(S46)。すなわち、コントローラ27は、対象となる電池パックを劣化の回復処理を行う回復対象電池パックと判定し、その電池パックの劣化を回復する回復処理を行う。劣化の回復処理が終了すると、コントローラ27は、対象となる電池パックを所定の状態より高い充電度合いで保持する(S43)。 If the number N1 of battery packs for which recovery processing is being performed is smaller than the upper limit number N1max (S45-Yes), the controller 27 performs recovery processing for deterioration of the target battery pack (S46). That is, the controller 27 determines that the target battery pack is a recovery target battery pack for which degradation recovery processing is to be performed, and performs recovery processing for recovering the deterioration of the battery pack. When the deterioration recovery process is completed, the controller 27 maintains the target battery pack at a higher degree of charge than a predetermined state (S43).
(電池パックの劣化の判定処理)
以下、電池パックの劣化の判定処理(例えば図10のS41)について説明する。判定処理によって、複数の機器のそれぞれの電池パックについて、劣化の度合いが規定範囲内(正常範囲内)であるか否かに関する情報が、設定される。そして、判定処理によって設定された情報に基づいて、コントローラ27等は、前述のS42の処理等のように、電池パックのそれぞれについて、劣化の度合いが規定範囲内であるか否かを判定する。また、ある一例では、コントローラ27は、前述のS45の処理等のように、回復処理が行われている電池パックの数N1及び前述の上限数N1maxに基づいて、規定範囲を超えて劣化している電池パックのそれぞれについて、回復処理を行うか否かを判定する。
(Determination process of deterioration of battery pack)
The process of determining deterioration of the battery pack (for example, S41 in FIG. 10) will be described below. Information about whether the degree of deterioration is within a specified range (within a normal range) is set by the determination process for each battery pack of a plurality of devices. Then, based on the information set by the determination process, the controller 27 or the like determines whether the degree of deterioration of each battery pack is within a specified range, as in the process of S42 described above. In one example, the controller 27 determines whether the number of battery packs that have deteriorated beyond a specified range based on the number N1 of battery packs undergoing the recovery process and the above-described upper limit number N1max, as in the process of S45 described above. It is determined whether or not to perform the recovery process for each of the battery packs that are in use.
図11は、電池パックの劣化の判定処理のある一例を示す。図11の一例の判定処理(S41)では、コントローラ27は、対象となる電池パックの直近の使用状況から、その電池パックの完放電状態から満充電状態までのリアルタイムの容量(満充電容量)Q(k)が取得可能である否かを判定する(S51)。容量Q(k)は、対象となる電池パックを完放電状態(充電状態が0%の)から満充電状態(充電状態が100%)まで充電することにより、取得してもよい。また、直近の充電時の充電量又は直近の放電時の放電量に基づいて、コントローラ27は、リアルタイムの容量(満充電容量)Q(k)を算出してもよい。 FIG. 11 shows an example of determination processing of deterioration of the battery pack. In the determination process (S41) of the example of FIG. 11, the controller 27 determines the real-time capacity (full charge capacity) Q It is determined whether (k) can be acquired (S51). The capacity Q(k) may be obtained by charging the target battery pack from a completely discharged state (0% charged state) to a fully charged state (100% charged state). The controller 27 may also calculate the real-time capacity (fully charged capacity) Q(k) based on the amount of charge during the most recent charge or the amount of discharge during the most recent discharge.
リアルタイムの容量Q(k)が取得可能な場合は(S51-Yes)、コントローラ27は、対象となる電池パックについて、前回取得した容量(満充電容量)Q(k-1)からリアルタイムの容量Q(k)を減算した減算値を算出する。そして、コントローラ27は、算出した減算値(Q(k-1)-Q(k))が容量閾値ΔQth以上であるか否かを判定する(S52)。減算値(Q(k-1)-Q(k))が容量閾値ΔQth以上である場合は(S52-Yes)、コントローラ27は、対象となる電池パックについて、判定パラメータηを1に設定する(S53)。一方、減算値(Q(k-1)-Q(k))が容量閾値ΔQthより小さい場合は(S52-No)、コントローラ27は、対象となる電池パックについて、判定パラメータηを0に設定する(S59)。 If the real-time capacity Q(k) can be acquired (S51-Yes), the controller 27 obtains the real-time capacity Q from the previously acquired capacity (fully charged capacity) Q(k-1) for the target battery pack. A subtraction value obtained by subtracting (k) is calculated. Then, the controller 27 determines whether or not the calculated subtraction value (Q(k-1)-Q(k)) is greater than or equal to the capacity threshold ΔQth (S52). If the subtraction value (Q(k-1)-Q(k)) is equal to or greater than the capacity threshold ΔQth (S52-Yes), the controller 27 sets the determination parameter η to 1 for the target battery pack ( S53). On the other hand, if the subtraction value (Q(k-1)-Q(k)) is smaller than the capacity threshold ΔQth (S52-No), the controller 27 sets the determination parameter η to 0 for the target battery pack. (S59).
ここで、対象となる電池パックの容量Q(k),Q(k-1)等は、その電池パックに設けられる1つ以上の電池の容量に関する情報である。したがって、S52の判定が行われることにより、対象となる電池パックに設けられる1つ以上の電池の容量に関する情報に基づいて、その電池パックの劣化に関する判定が行われる。また、対象となる電池パックの容量Q(k),Q(k-1)等は、その電池パックの状態を示す情報である。 Here, the capacities Q(k), Q(k-1), etc. of the target battery pack are information relating to the capacities of one or more batteries provided in the battery pack. Therefore, by making the determination of S52, the deterioration of the battery pack is determined based on the information regarding the capacity of one or more batteries provided in the target battery pack. Also, the capacities Q(k), Q(k-1), etc. of the target battery pack are information indicating the state of the battery pack.
S51において対象となる電池パックのリアルタイムの容量Q(k)が取得できない場合は(S51-No)、コントローラ27は、対象となる電池パックの特定の充電状態(特定の充電度合い)における開回路電圧Vaを取得する(S55)。そして、コントローラ27は、対象となる電池パックについて、取得した開回路電圧Vaから基準電圧Varefを減算した減算値を算出する。そして、コントローラ27は、算出した減算値(Va-Varef)が電圧閾値ΔVath以上であるか否かを判定する(S56)。減算値(Va-Varef)が電圧閾値ΔVath以上である場合は(S56-Yes)、コントローラ27は、対象となる電池パックについて、判定パラメータηを1に設定する(S53)。一方、減算値(Va-Varef)が電圧閾値ΔVathより小さい場合は(S56-No)、処理は、S57に進む。 If the real-time capacity Q(k) of the target battery pack cannot be acquired in S51 (S51-No), the controller 27 calculates the open circuit voltage of the target battery pack in a specific state of charge (specific degree of charge). Va is acquired (S55). Then, the controller 27 calculates a subtraction value by subtracting the reference voltage Varef from the acquired open circuit voltage Va for the target battery pack. Then, the controller 27 determines whether or not the calculated subtraction value (Va-Varef) is greater than or equal to the voltage threshold value ΔVath (S56). If the subtraction value (Va-Varef) is equal to or greater than the voltage threshold value ΔVath (S56-Yes), the controller 27 sets the determination parameter η to 1 for the target battery pack (S53). On the other hand, if the subtraction value (Va-Varef) is smaller than the voltage threshold value ΔVath (S56-No), the process proceeds to S57.
ある一例では、電池パックの充電状態が20%以上80%以下の範囲のある特定値になる状態が、電池パックの特定の充電状態として設定される。例えば、電池パックの50%の充電状態が、電池パックの前述の特定の充電状態として設定される。また、別のある一例では、電池パックを完放電状態から所定の条件下で充電した状態、又は、電池パックを満充電状態から所定の条件下で放電した状態が、電池パックの特定の充電状態として設定される。例えば、完放電状態から特定充電量(例えば100mA・h)充電した状態、又は、満充電状態から特定放電量(例えば100mA・h)放電した状態が、電池パックの特定の充電状態として設定される。また、基準電圧Varefは、電池パックの使用開始時等の前述した基準状態(初期状態)での、特定の充電状態における電池パックの開回路電圧を示す。基準電圧Varefに関する情報は、コントローラ27の記憶媒体等に記憶される。 In one example, a state in which the state of charge of the battery pack is a specific value in the range of 20% to 80% is set as the specific state of charge of the battery pack. For example, a 50% state of charge of the battery pack is set as the aforementioned particular state of charge of the battery pack. In another example, a state in which the battery pack is charged under predetermined conditions from a fully discharged state, or a state in which the battery pack is discharged from a fully charged state under predetermined conditions is a specific state of charge of the battery pack. is set as For example, a state in which a specific amount of charge (for example, 100 mA·h) is charged from a fully discharged state, or a state in which a specific amount of discharge (for example, 100 mA·h) is discharged from a fully charged state is set as a specific state of charge of the battery pack. . The reference voltage Varef indicates the open circuit voltage of the battery pack in a specific state of charge in the aforementioned reference state (initial state) such as when the battery pack starts to be used. Information about the reference voltage Varef is stored in a storage medium or the like of the controller 27 .
ここで、対象となる電池パックの特定の充電状態での開回路電圧Va等は、その電池パックにおける充電状態(充電度合い)と電圧との関係を示す情報である。したがって、S56の判定が行われることにより、対象となる電池パックにおける充電状態と電圧との関係を示す情報に基づいて、その電池パックの劣化に関する判定が行われる。また、対象となる電池パックの特定の充電状態での開回路電圧Va等は、その電池パックの状態を示す情報である。 Here, the open circuit voltage Va and the like in a specific state of charge of the target battery pack is information indicating the relationship between the state of charge (degree of charge) and the voltage in the battery pack. Therefore, by making the determination of S56, the deterioration of the battery pack is determined based on the information indicating the relationship between the state of charge and the voltage of the target battery pack. Also, the open circuit voltage Va and the like in a specific state of charge of the target battery pack is information indicating the state of the battery pack.
また、電池パックが搭載される機器の通常モードでの使用では、充電状態が高い領域で電池パックの充放電が繰返される。このため、電池パックが搭載される機器の通常モードでの使用によって、電池パックの1つ以上の電池の正極電位及び負極電位が、基準状態に対して高電位側にずれ、その電池パックでは、完放電状態と満充電状態との間の一部の範囲において、電圧曲線が、基準状態から高電圧側にずれる。また、電池パックの1つ以上の電池の正極電位及び負極電位が基準状態に対して高電位側にずれることにより、電池パックの容量が低下する等、電池パックが劣化する。したがって、特定の充電状態での開回路電圧Va等の電池パックにおける充電状態と電圧との関係を示す情報に基づいて、その電池パックの劣化の度合いを判定可能である。 In addition, when a device in which a battery pack is mounted is used in a normal mode, charging and discharging of the battery pack are repeated in areas where the state of charge is high. Therefore, when a device in which a battery pack is mounted is used in the normal mode, the positive and negative potentials of one or more batteries in the battery pack deviate to the high potential side with respect to the reference state. In some range between the fully discharged state and the fully charged state, the voltage curve deviates from the reference state to the high voltage side. Further, when the positive electrode potential and the negative electrode potential of one or more batteries in the battery pack deviate to the high potential side from the reference state, the battery pack deteriorates, such as a decrease in the capacity of the battery pack. Therefore, the degree of deterioration of the battery pack can be determined based on information indicating the relationship between the state of charge and the voltage of the battery pack, such as the open circuit voltage Va in a specific state of charge.
S56において減算値(Va-Varef)が電圧閾値ΔVathより小さい場合は(S56-No)、コントローラ27は、対象となる電池パックについて、使用開始時又は前回の劣化の回復処理からの経過時間Yaを取得する(S57)。そして、コントローラ27は、対象となる電池パックについて、取得した経過時間Yaが時間閾値Yath以上であるか否かを判定する(S58)。経過時間Yaが時間閾値Yath以上である場合は(S58-Yes)、コントローラ27は、対象となる電池パックについて、判定パラメータηを1に設定する(S53)。一方、経過時間Yaが時間閾値Yathより短い場合は(S58-No)、コントローラ27は、対象となる電池パックについて、判定パラメータηを0に設定する(S59)。 If the subtraction value (Va-Varef) is smaller than the voltage threshold value ΔVath in S56 (S56-No), the controller 27 calculates the elapsed time Ya from the start of use or from the previous deterioration recovery process for the target battery pack. (S57). Then, the controller 27 determines whether or not the obtained elapsed time Ya for the target battery pack is equal to or greater than the time threshold Yath (S58). If the elapsed time Ya is equal to or greater than the time threshold Yath (S58-Yes), the controller 27 sets the determination parameter η to 1 for the target battery pack (S53). On the other hand, if the elapsed time Ya is shorter than the time threshold Yath (S58-No), the controller 27 sets the determination parameter η to 0 for the target battery pack (S59).
ある一例では、コントローラ27の記憶媒体等には、経過時間Yaと電池パックの劣化の度合いとの関係を示す情報が、記憶される。そして、コントローラ27は、記憶された前述の情報に基づいて、使用開始時又は前回の劣化の回復処理からの経過時間Yaがどの程度の長さになれば、劣化の度合いが規定範囲を超えるかを判定する。そして、コントローラ27は、判定結果に基づいて、閾値Ythを設定する。 In one example, information indicating the relationship between the elapsed time Ya and the degree of deterioration of the battery pack is stored in the storage medium or the like of the controller 27 . Then, based on the above-described stored information, the controller 27 determines how long the elapsed time Ya from the start of use or from the previous deterioration recovery process must be before the degree of deterioration exceeds the specified range. judge. Then, the controller 27 sets the threshold Yth based on the determination result.
ここで、対象となる電池パックの使用開始時又は前回の劣化の回復処理からの経過時間Ya等は、その電池パックの使用履歴に関する情報である。したがって、S58の判定が行われることにより、対象となる電池パックの使用履歴に関する情報に基づいて、その電池パックの劣化に関する判定が行われる。また、対象となる電池パックの経過時間Ya等は、その電池パックの状態を示す情報である。 Here, the elapsed time Ya from the start of use of the target battery pack or from the previous deterioration recovery process is information related to the usage history of the battery pack. Therefore, by performing the determination of S58, the deterioration of the battery pack is determined based on the information regarding the usage history of the target battery pack. Also, the elapsed time Ya of the target battery pack and the like are information indicating the state of the battery pack.
また、電池パックが搭載される機器を通常モードで使用する(通常使用する)ことより、前述のように、電池パックの1つ以上の電池の電極群が劣化したり、電池パックの1つ以上の電池の正極電位及び負極電位が基準状態に対して高電位側にずれたりする。これにより、電池パックの容量が低下する等、電池パックが劣化する。したがって、経過時間Ya等の電池パックの使用履歴に関する情報に基づいて、その電池パックの劣化の度合いを判定可能である。 In addition, when a device equipped with a battery pack is used in the normal mode (usually used), as described above, the electrode group of one or more batteries in the battery pack may deteriorate, or one or more of the battery pack may deteriorate. , the positive electrode potential and the negative electrode potential of the battery deviate to the high potential side with respect to the reference state. As a result, the battery pack deteriorates, for example, the capacity of the battery pack decreases. Therefore, it is possible to determine the degree of deterioration of the battery pack based on the information regarding the usage history of the battery pack, such as the elapsed time Ya.
図11の処理では、複数の電池パックのそれぞれについて、判定パラメータηが、劣化の度合いが規定範囲内であるか否かに関する情報として、設定される。判定パラメータηを0に設定した場合は、コントローラ27は、対象となる電池パックの劣化が規定範囲内(正常範囲内)であると、判定する。すなわち、コントローラ27は、対象となる電池パックが正常電池パックであると、判定する。一方、判定パラメータηを1に設定した場合は、コントローラ27は、対象となる電池パックが規定範囲を超えて劣化していると、判定する。すなわち、コントローラ27は、対象となる電池パックが非正常電池パックであると、判定する。 In the process of FIG. 11, the determination parameter η is set as information regarding whether the degree of deterioration is within a specified range for each of the plurality of battery packs. When the determination parameter η is set to 0, the controller 27 determines that the deterioration of the target battery pack is within the specified range (within the normal range). That is, the controller 27 determines that the target battery pack is a normal battery pack. On the other hand, when the determination parameter η is set to 1, the controller 27 determines that the target battery pack has deteriorated beyond the specified range. That is, the controller 27 determines that the target battery pack is an abnormal battery pack.
また、図10のフローで前述したように、コントローラ27は、判定パラメータηを1に設定した非正常電池パックがある場合、回復処理が行われている電池パックの数N1を取得する。そして、コントローラ27は、判定パラメータηを1に設定した非正常電池パックがある場合、数N1及び上限数N1maxを用いて、図10のS45の判定を行う。 10, when there is an abnormal battery pack for which the determination parameter η is set to 1, the controller 27 acquires the number N1 of battery packs undergoing recovery processing. Then, if there is an abnormal battery pack with the determination parameter η set to 1, the controller 27 uses the number N1 and the upper limit number N1max to perform the determination of S45 in FIG.
また、図11の一例では、対象となる電池パックのリアルタイムの容量Q(k)に基づく判定(S51)、すなわち、電池パックに設けられる1つ以上の電池の容量に関する情報に基づく判定が行われるが、これに限るもとではない。ある変形例では、コントローラ27は、S51及びS52の処理を行わず、開回路電圧Vaに基づく前述の判定(S56)、及び、経過時間Yaに前述の基づく判定(S58)のいずれか1つ以上に基づいて、判定パラメータηを設定する。この場合、容量Q(k)を取得可能であるか否かに関係なく、コントローラ27は、対象となる電池パックの特定の充電状態における開回路電圧Vaを取得する(S55)。そして、コントローラ27は、S56以降の処理を順次に行う。 Further, in the example of FIG. 11, the determination (S51) based on the real-time capacity Q(k) of the target battery pack, that is, the determination based on information regarding the capacity of one or more batteries provided in the battery pack is performed. However, it is not limited to this. In a modification, the controller 27 does not perform the processing of S51 and S52, and performs one or more of the determination based on the open circuit voltage Va (S56) and the determination based on the elapsed time Ya (S58). Based on, the determination parameter η is set. In this case, regardless of whether the capacity Q(k) can be obtained, the controller 27 obtains the open circuit voltage Va in the specific state of charge of the target battery pack (S55). Then, the controller 27 sequentially performs the processes after S56.
また、ある変形例では、開回路電圧Vaに基づく前述の判定(S56)のみに基づいて、コントローラ27は、判定パラメータηを設定する。すなわち、コントローラ27は、対象となる電池パックにおける充電度合いと電圧との関係を示す情報のみに基づいて、その電池パックの劣化に関する判定を行う。本変形例では、減算値(Va-Varef)が電圧閾値ΔVath以上である場合は(S56-Yes)、コントローラ27は、対象となる電池パックについて、判定パラメータηを1に設定する。一方、減算値(Va-Varef)が電圧閾値ΔVathより小さい場合は(S56-No)、コントローラ27は、対象となる電池パックについて、判定パラメータηを0に設定する。 Further, in a modification, the controller 27 sets the determination parameter η based only on the aforementioned determination (S56) based on the open circuit voltage Va. That is, the controller 27 determines deterioration of the battery pack based only on the information indicating the relationship between the degree of charge and the voltage of the target battery pack. In this modification, when the subtraction value (Va-Varef) is equal to or greater than the voltage threshold value ΔVath (S56-Yes), the controller 27 sets the determination parameter η to 1 for the target battery pack. On the other hand, if the subtraction value (Va-Varef) is smaller than the voltage threshold ΔVath (S56-No), the controller 27 sets the determination parameter η to 0 for the target battery pack.
また、別のある変形例では、経過時間Yaに基づく前述の判定(S58)のみに基づいて、コントローラ27は、判定パラメータηを設定する。すなわち、コントローラ27は、対象となる電池パックの使用履歴に関する情報のみに基づいて、その電池パックの劣化に関する判定を行う。本変形例では、経過時間Yaが時間閾値Yath以上である場合は(S58-Yes)、コントローラ27は、対象となる電池パックについて、判定パラメータηを1に設定する。一方、経過時間Yaが時間閾値Yathより短い場合は(S58-No)、コントローラ27は、対象となる電池パックについて、判定パラメータηを0に設定する。 Further, in another modification, the controller 27 sets the determination parameter η based only on the above-described determination (S58) based on the elapsed time Ya. In other words, the controller 27 makes a determination regarding the deterioration of the battery pack based only on the information regarding the usage history of the target battery pack. In this modification, when the elapsed time Ya is equal to or greater than the time threshold Yath (S58-Yes), the controller 27 sets the determination parameter η to 1 for the target battery pack. On the other hand, if the elapsed time Ya is shorter than the time threshold Yath (S58-No), the controller 27 sets the determination parameter η to 0 for the target battery pack.
また、ある変形例では、開回路電圧Vaの代わりに、コントローラ27は、互いに対して異なる複数の充電状態において、リアルタイムの開回路電圧(電圧)を取得する。そして、コントローラ27は、取得した複数の開回路電圧の平均値Vbを取得する。ある一例では、コントローラ27は、30%の充電状態、50%の充電状態、及び、70%の充電状態のそれぞれにおいて、対象となる電池パックのリアルタイムの開回路電圧を取得する。そして、コントローラ27は、3つの開回路電圧の平均をリアルタイムの平均値Vbとする。本変形例では、基準電圧Varefの代わりに基準値Vbrefが用いられる。基準値Vbrefの算出においては、前述した基準状態(初期状態)において、互いに対して異なる前述の複数の充電状態での開回路電圧を取得する。そして、取得した複数の開回路電圧の平均が、基準値Vbrefとして算出される。また、本変形例では、電圧閾値ΔVathの代わりに電圧閾値ΔVbthが設定される。 Also, in one variant, instead of the open circuit voltage Va, the controller 27 obtains the real-time open circuit voltage (voltage) at different states of charge with respect to each other. Then, the controller 27 obtains an average value Vb of the plurality of obtained open circuit voltages. In one example, the controller 27 obtains the real-time open circuit voltage of the battery pack of interest at each of 30% state of charge, 50% state of charge, and 70% state of charge. The controller 27 then takes the average of the three open circuit voltages as the real-time average value Vb. In this modification, a reference value Vbref is used instead of the reference voltage Varef. In calculating the reference value Vbref, the open circuit voltages in the plurality of charging states different from each other are obtained in the reference state (initial state). Then, the average of the acquired open circuit voltages is calculated as the reference value Vbref. Further, in this modified example, a voltage threshold ΔVbth is set instead of the voltage threshold ΔVath.
本変形例では、コントローラ27は、開回路電圧Vaの代わりに、平均値Vbを、電池パックにおける充電状態(充電度合い)と電圧との関係を示す情報として用いる。そして、コントローラ27は、平均値Vb、基準値Vbref及び電圧閾値ΔVbthを用いて、S56の処理と同様にして判定処理を行う。本変形例では、平均値Vb、基準値Vbref及び電圧閾値ΔVbthを用いた判定処理が行われることを除き、図11の一例と同様にして、判定パラメータηが設定される。そして、コントローラ27は、判定パラメータηに基づいて、前述のように電池パックの劣化の判定を行う。 In this modification, the controller 27 uses the average value Vb instead of the open circuit voltage Va as information indicating the relationship between the state of charge (degree of charge) and the voltage in the battery pack. Then, the controller 27 uses the average value Vb, the reference value Vbref, and the voltage threshold value ΔVbth to perform determination processing in the same manner as the processing of S56. In this modified example, the determination parameter η is set in the same manner as in the example of FIG. 11 except that the determination process is performed using the average value Vb, the reference value Vbref, and the voltage threshold value ΔVbth. Then, the controller 27 determines deterioration of the battery pack as described above based on the determination parameter η.
別のある変形例では、コントローラ27は、開回路電圧Vaの代わりに、完放電状態(充電状態が0%)と満充電状態(充電状態が100%)との間の対象となる電池パックの電圧曲線を取得する。ある一例では、完放電状態から満充電状態まで、例えば1Cレートで電池パックを定電流充電する等、所定の条件下で電池パックを充電する。そして、コントローラ27は、所定の条件下での充電において、充電度合い(充電状態)に対する電池パックの電圧をプロットする等して、完放電状態から満充電状態までの電池パックの電圧曲線(充電電圧曲線)を取得する。別のある一例では、満充電状態から完放電状態まで、例えば1Cレートで電池パックを定電流放電する等、所定の条件下で電池パックを放電する。そして、コントローラ27は、所定の条件下での放電において、充電状態に対する電池パックの電圧をプロットする等して、満充電状態から完放電状態までの電圧曲線(放電電圧曲線)を取得する。本変形例では、コントローラ27の記憶媒体等に、前述の基準状態(初期状態)における完放電状態と満充電状態との間の電圧曲線が、記憶される。そして、コントローラ27は、完放電状態と満充電状態との間の一部の範囲での、基準状態の電圧曲線からのリアルタイムの電圧曲線のシフト量εを取得する。また、本変形例では、電圧閾値ΔVathの代わりにシフト閾値εthが設定される。 In another variation, instead of the open circuit voltage Va, the controller 27 controls the target battery pack between fully discharged (0% state of charge) and fully charged (100% state of charge). Get the voltage curve. In one example, the battery pack is charged under predetermined conditions, such as from a fully discharged state to a fully charged state, such as constant current charging of the battery pack at a 1C rate. Then, the controller 27 plots the voltage of the battery pack against the degree of charge (state of charge) in charging under predetermined conditions, and plots the voltage curve (charge voltage) of the battery pack from the fully discharged state to the fully charged state. curve). In another example, the battery pack is discharged under predetermined conditions, such as constant current discharge of the battery pack at a 1C rate, from a fully charged state to a fully discharged state. Then, the controller 27 obtains a voltage curve (discharge voltage curve) from a fully charged state to a fully discharged state by plotting the voltage of the battery pack against the charged state in discharging under predetermined conditions. In this modification, the storage medium of the controller 27 or the like stores the voltage curve between the fully discharged state and the fully charged state in the reference state (initial state) described above. Then, the controller 27 acquires the shift amount ε of the voltage curve in real time from the voltage curve in the reference state in a partial range between the fully discharged state and the fully charged state. Further, in this modified example, a shift threshold εth is set instead of the voltage threshold ΔVath.
本変形例では、コントローラ27は、開回路電圧Vaの代わりに、シフト量εを、電池パックにおける充電状態(充電度合い)と電圧との関係を示す情報として用いる。そして、コントローラ27は、S56の処理の代わりに、シフト量εがシフト閾値εth以上であるか否かを判定する。そして、シフト量εがシフト閾値εth以上である場合は、コントローラ27は、判定パラメータηを1に設定する。一方、シフト量εがシフト閾値εthより小さい場合は、処理はS57に進み、コントローラ27は、図11の一例と同様にして、S57以降の処理を順次に行う。本変形例でも、コントローラ27は、判定パラメータηに基づいて、前述のように電池パックの劣化の判定を行う。 In this modified example, the controller 27 uses the shift amount ε as information indicating the relationship between the state of charge (degree of charge) and the voltage in the battery pack instead of the open circuit voltage Va. Then, the controller 27 determines whether or not the shift amount ε is greater than or equal to the shift threshold value εth instead of the process of S56. Then, when the shift amount ε is equal to or greater than the shift threshold εth, the controller 27 sets the determination parameter η to one. On the other hand, if the shift amount ε is smaller than the shift threshold value εth, the process proceeds to S57, and the controller 27 sequentially performs the processes after S57 in the same manner as in the example of FIG. Also in this modification, the controller 27 determines deterioration of the battery pack as described above, based on the determination parameter η.
また、別のある変形例では、コントローラ27は、対象となる電池パックについて、開回路電圧Vaの代わりに、開回路電圧(電圧)が特定電圧値になる状態でのリアルタイムの充電状態(SOC)αaを取得する。本変形例では、基準電圧Varefの代わりに、基準充電状態(基準SOC)αarefが用いられる。基準充電状態αarefは、前述した基準状態(初期状態)での、特定電圧値における電池パックの充電状態を示す。ここで、特定電圧値は、完放電状態における電池パックの電圧値(m×V1)より大きく、かつ、満充電状態における電池パックの電圧値(m×V2)より小さい範囲内のいずれかの値である。ただし、前述のような電池パックでは、1つ以上の電池の正極電位及び負極電位が基準状態からずれても、0%及び0%に近い充電状態、及び、100%及び100%に近い充電状態のそれぞれでは、電圧は基準状態から大きくずれない。したがって、特定電圧値は、電圧値(m×V1)及び電圧値(m×V2)から離れた値であることが好ましく、例えば、完放電状態での電圧値(m×V1)と満充電状態での電圧値(m×V2)との平均値又はその平均値に近い値に設定される。 In another modification, the controller 27 controls the real-time state of charge (SOC) in a state where the open circuit voltage (voltage) becomes a specific voltage value instead of the open circuit voltage Va for the target battery pack. Obtain αa. In this modified example, a reference state of charge (reference SOC) αaref is used instead of the reference voltage Varef. The reference state of charge αaref indicates the state of charge of the battery pack at a specific voltage value in the aforementioned reference state (initial state). Here, the specific voltage value is any value within a range that is larger than the voltage value (m×V1) of the battery pack in the fully discharged state and smaller than the voltage value (m×V2) of the battery pack in the fully charged state. is. However, in the battery pack as described above, even if the positive electrode potential and the negative electrode potential of one or more batteries deviate from the reference state, the state of charge is 0% and close to 0%, and the state of charge is 100% and close to 100%. , the voltage does not deviate significantly from the reference state. Therefore, the specific voltage value is preferably a value apart from the voltage value (m×V1) and the voltage value (m×V2). is set to the average value of the voltage value (m×V2) at , or a value close to the average value.
本変形例では、電圧閾値ΔVathの代わりに、充電状態閾値Δαathが設定される。また、本変形例では、コントローラ27は、開回路電圧Vaの代わりに、特定電圧値における電池パックのリアルタイムの充電状態αaを、電池パックにおける充電状態(充電度合い)と電圧との関係を示す情報として用いる。本変形例では、コントローラ27は、S56の処理の代わりに、基準充電状態αarefからリアルタイムの充電状態αaを減算した減算値を算出する。そして、コントローラ27は、算出した減算値(αaref-αa)が充電状態閾値Δαath以上であるか否かを判定する。減算値(αaref-αa)が充電状態閾値Δαath以上である場合は、コントローラ27は、判定パラメータηを1に設定する。一方、減算値(αaref-αa)が充電状態閾値Δαathより小さい場合は、処理はS57に進み、コントローラ27は、図11の一例と同様にして、S57以降の処理を順次に行う。本変形例でも、コントローラ27は、判定パラメータηに基づいて、前述のように電池パックの劣化の判定を行う。 In this modified example, a state-of-charge threshold Δαath is set instead of the voltage threshold ΔVath. Further, in this modification, the controller 27 uses the real-time state of charge αa of the battery pack at a specific voltage value instead of the open circuit voltage Va as information indicating the relationship between the state of charge (degree of charge) and the voltage in the battery pack. used as In this modification, the controller 27 calculates a subtraction value by subtracting the real-time state of charge αa from the reference state of charge αaref instead of the process of S56. Then, the controller 27 determines whether or not the calculated subtraction value (αaref−αa) is equal to or greater than the state-of-charge threshold Δαath. If the subtraction value (αaref−αa) is greater than or equal to the state-of-charge threshold Δαath, the controller 27 sets the determination parameter η to one. On the other hand, if the subtraction value (αaref−αa) is smaller than the state-of-charge threshold Δαath, the process proceeds to S57, and the controller 27 sequentially performs the processes from S57 onward in the same manner as in the example of FIG. Also in this modification, the controller 27 determines deterioration of the battery pack as described above, based on the determination parameter η.
また、開回路電圧Vaの代わりに複数の開回路電圧の平均値Vbを用いた一例と同様に、 ある変形例では、充電状態αaの代わりに、電圧値が互いに対して異なる複数の状態において、リアルタイムの充電状態(SOC)を取得する。そして、コントローラ27は、取得した複数の充電状態の平均値αbを取得する。本変形例では、基準充電状態αarefの代わりに基準値αbrefが用いられる。基準値αbrefの算出においては、前述した基準状態(初期状態)において、電圧値が互いに対して異なる前述の複数の状態での充電状態を取得する。そして、取得した複数の充電状態の平均が、基準値αbrefとして算出される。また、本変形例では、充電状態閾値Δαathの代わりに充電状態閾値Δαbthが設定される。 Further, similar to the example using the average value Vb of a plurality of open circuit voltages instead of the open circuit voltage Va, in a modification, instead of the state of charge αa, in a plurality of states having different voltage values, Get real-time state of charge (SOC). Then, the controller 27 obtains an average value αb of the plurality of obtained states of charge. In this modification, a reference value αbref is used instead of the reference state of charge αaref. In calculating the reference value αbref, in the reference state (initial state) described above, the state of charge in the plurality of states with different voltage values is obtained. Then, the average of the plurality of acquired states of charge is calculated as the reference value αbref. Further, in this modification, a state-of-charge threshold Δαbth is set instead of the state-of-charge threshold Δαath.
本変形例では、コントローラ27は、充電状態αaの代わりに、平均値αbを、電池パックにおける充電状態(充電度合い)と電圧との関係を示す情報として用いる。そして、コントローラ27は、S56の処理の代わりに、基準値αbrefからリアルタイムの平均値αbを減算した減算値を算出する。そして、コントローラ27は、算出した減算値(αbref-αb)が充電状態閾値Δαbth以上であるか否かを判定する。減算値(αbref-αb)が充電状態閾値Δαbth以上である場合は、コントローラ27は、判定パラメータηを1に設定する。一方、減算値(αbref-αb)が充電状態閾値Δαbthより小さい場合は、処理はS57に進み、コントローラ27は、図11の一例と同様にして、S57以降の処理を順次に行う。本変形例でも、コントローラ27は、判定パラメータηに基づいて、前述のように電池パックの劣化の判定を行う。 In this modification, the controller 27 uses the average value αb instead of the state of charge αa as information indicating the relationship between the state of charge (degree of charge) and the voltage in the battery pack. Then, the controller 27 calculates a subtraction value by subtracting the real-time average value αb from the reference value αbref instead of the processing of S56. Then, the controller 27 determines whether or not the calculated subtraction value (αbref−αb) is greater than or equal to the state-of-charge threshold Δαbth. If the subtraction value (αbref−αb) is greater than or equal to the state-of-charge threshold Δαbth, the controller 27 sets the determination parameter η to one. On the other hand, if the subtraction value (αbref−αb) is smaller than the state-of-charge threshold Δαbth, the process proceeds to S57, and the controller 27 sequentially performs the processes after S57 in the same manner as in the example of FIG. Also in this modification, the controller 27 determines deterioration of the battery pack as described above, based on the determination parameter η.
また、ある変形例では、経過時間Yaの代わりに、コントローラ27は、使用開始時又は前回の回復処理からの正味の充放電時間Ybを取得する。本変形例では、時間閾値Yathの代わりに、時間閾値Ybthが設定される。本変形例では、コントローラ27は、経過時間Yaの代わりに、正味の充放電時間Ybを、電池パックの使用履歴に関する情報として用いる。そして、コントローラ27は、正味の充放電時間Yb及び時間閾値Ybthを用いて、S58の処理と同様にして判定処理を行う。本変形例では、正味の充放電時間Yb及び時間閾値Ybthを用いた判定処理が行われることを除き、図11の一例と同様にして、判定パラメータηが設定される。そして、コントローラ27は、判定パラメータηに基づいて、前述のように電池パックの劣化の判定を行う。 Also, in a modification, instead of the elapsed time Ya, the controller 27 acquires the net charge/discharge time Yb from the start of use or from the previous recovery process. In this modified example, a time threshold Ybth is set instead of the time threshold Yath. In this modified example, the controller 27 uses the net charging/discharging time Yb instead of the elapsed time Ya as information related to the usage history of the battery pack. Then, the controller 27 uses the net charging/discharging time Yb and the time threshold Ybth to perform determination processing in the same manner as the processing of S58. In this modified example, the determination parameter η is set in the same manner as in the example of FIG. 11 except that the determination process is performed using the net charge/discharge time Yb and the time threshold Ybth. Then, the controller 27 determines deterioration of the battery pack as described above based on the determination parameter η.
また、ある変形例では、経過時間Yaの代わりに、コントローラ27は、電池パックが搭載される車両(機器)の使用開始時又は前回の回復処理からの正味の走行距離Ycを取得する。本変形例では、時間閾値Yathの代わりに、距離閾値Ycthが設定される。本変形例では、コントローラ27は、経過時間Yaの代わりに、正味の走行距離Ycを、電池パック(電池パックが搭載される機器)の使用履歴に関する情報として用いる。そして、コントローラ27は、正味の走行距離Yc及び距離閾値Ycthを用いて、S58の処理と同様にして判定処理を行う。本変形例では、正味の走行距離Yc及び距離閾値Ycthを用いた判定処理が行われることを除き、図11の一例と同様にして、判定パラメータηが設定される。そして、コントローラ27は、判定パラメータηに基づいて、前述のように電池パックの劣化の判定を行う。 In a modification, instead of the elapsed time Ya, the controller 27 acquires the net traveled distance Yc from the start of use of the vehicle (equipment) in which the battery pack is mounted or from the previous recovery process. In this modified example, a distance threshold Ycth is set instead of the time threshold Yath. In this modification, the controller 27 uses the net traveled distance Yc instead of the elapsed time Ya as information related to the usage history of the battery pack (equipment in which the battery pack is mounted). Then, the controller 27 uses the net traveling distance Yc and the distance threshold value Ycth to perform determination processing in the same manner as the processing of S58. In this modified example, the determination parameter η is set in the same manner as in the example of FIG. 11 except that the determination process is performed using the net traveled distance Yc and the distance threshold Ycth. Then, the controller 27 determines deterioration of the battery pack as described above based on the determination parameter η.
実施形態等では、複数の機器のそれぞれの電池パックについて、前述のように劣化の度合いが判定される。このため、複数の機器のそれぞれの電池パックについて、劣化の度合いが規定範囲内であるか否かが、適切に判定される。したがって、電池パックのそれぞれに関して、劣化の度合いが規定範囲内の正常電池パック、又は、規定範囲を超えて劣化している非正常電池パックであるかが、適切に判定される。 In the embodiments and the like, the degree of deterioration is determined as described above for each battery pack of a plurality of devices. Therefore, it is appropriately determined whether the degree of deterioration of each battery pack of a plurality of devices is within a specified range. Therefore, for each battery pack, it is appropriately determined whether it is a normal battery pack whose degree of deterioration is within a specified range or an abnormal battery pack whose deterioration exceeds the specified range.
(電池パックの劣化の回復処理)
以下、電池パック(回復対象電池パック)の劣化の回復処理(例えば図10のS46)について説明する。回復処理は、規定範囲を超えて劣化している電池パックである非正常電池パックの少なくとも一部に対して、行われる。そして、非正常電池パックであっても、回復処理が行われている電池パックのリアルタイムの数N1が上限数(制限可能数)N1maxより小さい場合のみ、回復処理が行われる。回復処理では、コントローラ27は、回復処理の対象となる電池パックである回復対象電池パックを、所定の状態より充電されていない状態で規定時間保持する。回復処理によって、回復対象電池パック(電池パック)の1つ以上の電池の正極電位及び負極電位が、初期状態等の基準状態に近づく。これにより、回復対象電池パックおいて、1つ以上の電池の正極電位及び負極電位の基準状態からのずれに起因して低下した容量等が回復し、回復対象パックの劣化が回復する。
(Battery pack deterioration recovery process)
The recovery process for deterioration of the battery pack (battery pack to be recovered) (for example, S46 in FIG. 10) will be described below. The recovery process is performed on at least some of the abnormal battery packs, which are battery packs that have deteriorated beyond a prescribed range. Then, even for abnormal battery packs, recovery processing is performed only when the real-time number N1 of battery packs for which recovery processing is being performed is smaller than the upper limit number (restrictable number) N1max. In the recovery process, the controller 27 holds the recovery target battery pack, which is the target battery pack for the recovery process, in a state in which it has not been charged for a specified time. Through the recovery process, the positive electrode potential and negative electrode potential of one or more batteries in the recovery target battery pack (battery pack) are brought closer to the reference state such as the initial state. As a result, in the recovery target battery pack, the capacity or the like that has decreased due to the deviation of the positive electrode potential and the negative electrode potential of one or more batteries from the reference state is recovered, and the deterioration of the recovery target pack is recovered.
図12は、電池パック(回復対象電池パック)の劣化の回復処理のある一例を示す。図12の一例の回復処理(S46)では、コントローラ27は、所定の状態より充電されていない状態で充放電が停止されている電池パック(回復対象電池パック)のリアルタイムの数N2を取得するとともに、充放電を停止することが可能な電池パックの上限数(第2の上限数)N2maxを取得する(S61)。ここで、数N2は、回復処理が行われている電池パックの中で、さらに充放電が停止されている電池パックのリアルタイムの数を示す。また、上限数N2maxは、制御システム30の複数の車両25(機器)の中で使用を停止することが可能な停止可能数であり、複数の電池パック10の中で充放電を停止することが可能な数を示す。上限数(第2の上限数)N2maxは、複数の車両25の使用に関する需要等に基づいてコントローラ27が設定してもよく、コントローラ27の記憶媒体に記憶されてもよい。 FIG. 12 shows an example of recovery processing for deterioration of a battery pack (battery pack to be recovered). In the recovery process (S46) of FIG. 12, the controller 27 acquires the real-time number N2 of battery packs (recovery target battery packs) whose charging and discharging are stopped while not being charged from a predetermined state. , the upper limit number (second upper limit number) N2max of battery packs that can stop charging/discharging is acquired (S61). Here, the number N2 indicates the real-time number of battery packs for which charging and discharging are stopped among the battery packs for which recovery processing is being performed. In addition, the upper limit number N2max is the number of possible stops that can be stopped among a plurality of vehicles 25 (equipment) of the control system 30, and charging and discharging can be stopped among a plurality of battery packs 10. Show the possible number. The upper limit number (second upper limit number) N2max may be set by the controller 27 based on demand for use of the plurality of vehicles 25, or may be stored in the storage medium of the controller 27. FIG.
リアルタイムで充放電が停止されている電池パック(回復対象電池パック)の数N2及び上限数N2maxを取得すると、コントローラ27は、充放電が停止されている電池パックの数N2が上限数N2maxより小さいか否かを判定する(S62)。充放電が停止されている電池パックの数N2が上限数N2maxより小さい場合は(S62-Yes)、コントローラ27は、その電池パックを所定の状態より低い充電度合いで保持する(S63)。すなわち、コントローラ27は、回復処理の対象となる電池パックを、放電する等して、所定の状態より充電されていない状態にする。 After acquiring the number N2 of battery packs whose charging/discharging has been stopped (recovery target battery packs) and the upper limit number N2max in real time, the controller 27 determines that the number N2 of battery packs whose charging/discharging has been stopped is smaller than the upper limit number N2max. (S62). If the number N2 of battery packs whose charging/discharging is stopped is smaller than the upper limit number N2max (S62-Yes), the controller 27 maintains the battery pack at a state of charge lower than the predetermined state (S63). That is, the controller 27 causes the battery pack to be subjected to the recovery process to be discharged from a predetermined state to a less charged state.
ある一例では、コントローラ27は、電池パックの電圧(開回路電圧)を第2の電圧範囲で維持することにより、電池パックを所定の状態より充電されていない状態で保持する。第2の電圧範囲は、電池パックが正常電池パックであると判定された場合等の電圧の保持範囲である前述の第1の電圧範囲より、低い。また、第2の電圧範囲での電池パックの電圧が保持された状態では、電池パックの電圧値は、満充電状態における電池パックの電圧値(m×V2)より、完放電状態における電池パックの電圧値(m×V1)に近い。また、別のある一例では、コントローラ27は、電池パックの残容量を満充電容量の40%以下で保持することにより、すなわち、電池パックの充電状態(SOC)を40%以下で保持することにより、電池パックを所定の状態より充電されていない状態で保持する。 In one example, the controller 27 keeps the battery pack less charged than the predetermined state by maintaining the voltage of the battery pack (open circuit voltage) in the second voltage range. The second voltage range is lower than the above-described first voltage range, which is a voltage holding range such as when the battery pack is determined to be a normal battery pack. In addition, when the voltage of the battery pack is maintained in the second voltage range, the voltage value of the battery pack is lower than the voltage value of the battery pack in the fully charged state (m×V2). Close to the voltage value (m×V1). In another example, the controller 27 maintains the remaining capacity of the battery pack at 40% or less of the full charge capacity, that is, maintains the state of charge (SOC) of the battery pack at 40% or less. , the battery pack is held in a less charged state than a predetermined state.
また、充放電が停止されている電池パック(回復対象電池パック)の数N2が上限数N2maxより小さい場合は(S62-Yes)、コントローラ27は、その回復対象電池パックの充放電を停止する(S64)。S63及びS64の処理によって、回復対象電池パックは、所定の状態より充電度合いが低く、かつ、充放電が停止された状態で、保持される。また、回復対象電池パックの充放電が停止されることにより、その回復対象電池パック(電池パック)が搭載される車両(機器)の使用が停止される。したがって、充放電が停止されている回復対象電池パック(電池パック)の数N2が上限数N2maxより小さい場合は、その回復対象電池パックが搭載される車両の使用を停止することにより、その車両(機器)の使用を制限する。 If the number N2 of battery packs (recovery target battery packs) whose charge/discharge is stopped (recovery target battery packs) is smaller than the upper limit number N2max (S62-Yes), the controller 27 stops charge/discharge of the recovery target battery pack ( S64). Through the processes of S63 and S64, the recovery target battery pack is held in a state where the degree of charge is lower than the predetermined state and the charge and discharge are stopped. In addition, by stopping charging and discharging of the battery pack to be recovered, use of the vehicle (device) in which the battery pack to be recovered (battery pack) is mounted is stopped. Therefore, if the number N2 of recovery target battery packs (battery packs) whose charging and discharging are stopped is smaller than the upper limit number N2max, the vehicle ( equipment).
そして、コントローラ27は、回復処理の開始時からの経過時間Xaが基準時間Xarefを超えているか否かを判定する(S65)。ある一例では、基準時間Xarefは、3日に設定される。経過時間Xaが基準時間Xaref以下の場合は(S65-No)、処理はS63に戻り、コントローラ27は、S63以降の処理を順次に行う。すなわち、回復処理の対象となる電池パックは、所定の状態より充電度合いが低い状態で継続して維持されるとともに、充放電が継続して停止される。経過時間Xaが基準時間Xarefを超えている場合は(S65-Yes)、コントローラ27は、対象となる電池パック(回復対象電池パック)の劣化の回復処理を終了する。そして、コントローラ27は、回復処理が終了した電池パックを、所定の状態より充電度合いが高い状態にするとともに、充放電可能にする(S43)。これにより、回復処理が終了した電池パックが搭載される機器は、通常モードで使用される。 Then, the controller 27 determines whether or not the elapsed time Xa from the start of the recovery process exceeds the reference time Xaref (S65). In one example, the reference time Xaref is set to 3 days. If the elapsed time Xa is equal to or less than the reference time Xaref (S65-No), the process returns to S63, and the controller 27 sequentially performs the processes after S63. That is, the battery pack to be subjected to the recovery process is continuously maintained in a state with a lower degree of charge than the predetermined state, and charging and discharging are continuously stopped. If the elapsed time Xa exceeds the reference time Xaref (S65-Yes), the controller 27 terminates the deterioration recovery process of the target battery pack (recovery target battery pack). Then, the controller 27 puts the battery pack, for which the recovery process has been completed, into a state with a higher degree of charge than a predetermined state, and enables charging and discharging (S43). As a result, the device equipped with the battery pack for which recovery processing has been completed is used in the normal mode.
前述のようにS63~S65の処理が行われることにより、回復処理の対象となる電池パックは、所定の状態より充電されていない状態で充放電が規定時間(基準時間Xaref)停止される。これにより、その電池パックが搭載される機器の使用が、規定時間停止される。 By performing the processes of S63 to S65 as described above, the battery pack to be subjected to the recovery process stops charging and discharging for a specified time (reference time Xaref) in a state in which it has not been charged from a predetermined state. As a result, the use of the device in which the battery pack is mounted is stopped for the specified time.
S62において充放電が停止されている電池パックの数N2が上限数N2max以上の場合は(S62-No)、コントローラ27は、S63の処理と同様に、その電池パックを所定の状態より低い充電度合いで保持する(S66)。すなわち、コントローラ27は、回復処理の対象となる電池パックを、放電する等して、所定の状態より充電されていない状態にする。 If the number N2 of battery packs whose charging/discharging is stopped in S62 is equal to or greater than the upper limit number N2max (S62-No), the controller 27 sets the battery pack to a degree of charge lower than the predetermined state, as in the processing of S63. (S66). That is, the controller 27 causes the battery pack to be subjected to the recovery process to be discharged from a predetermined state to a less charged state.
ただし、充放電が停止されている回復対象電池パック(電池パック)の数N2が上限数N2max以上の場合は(S62-No)、コントローラ27は、その回復対象電池パックを充放電可能にする。したがって、回復対象電池パックは、所定の状態より充電度合いが低く、かつ、充放電可能な状態で、保持される。また、所定の状態より充電度合いが低い状態で回復対象電池パックの充放電が繰り返されることにより、その回復対象電池パック(電池パック)が搭載される車両(機器)は、前述の通常モード(通常使用)とは異なるモードで使用される。したがって、充放電が停止されている回復対象電池パック(電池パック)の数N2が上限数N2max以上の場合は、その回復対象パックが搭載される車両を通常モードとは異なるモード(異なる状態)で使用することにより、その車両(機器)の使用を制限する。 However, if the number N2 of recovery target battery packs (battery packs) whose charge/discharge has been stopped is equal to or greater than the upper limit number N2max (S62-No), the controller 27 makes the recovery target battery pack chargeable/dischargeable. Therefore, the recovery target battery pack is held in a chargeable/dischargeable state with a lower degree of charge than the predetermined state. In addition, due to repeated charging and discharging of the battery pack to be recovered while the degree of charge is lower than the predetermined state, the vehicle (equipment) in which the battery pack to be recovered (battery pack) is installed enters the above-mentioned normal mode (normal used) in a different mode. Therefore, when the number N2 of recovery target battery packs (battery packs) whose charging and discharging are stopped is equal to or greater than the upper limit number N2max, the vehicle in which the recovery target packs are mounted is operated in a mode (different state) different from the normal mode. Limit the use of the vehicle (equipment) by using it.
そして、コントローラ27は、S65の処理と同様に、回復処理の開始時からの経過時間Xaが基準時間Xarefを超えているか否かを判定する(S67)。経過時間Xaが基準時間Xaref以下の場合は(S67-No)、処理はS66に戻り、コントローラ27は、S66以降の処理を順次に行う。すなわち、回復処理の対象となる電池パックは、所定の状態より充電度合いが低く、かつ、充放電可能な状態で継続して維持される。経過時間Xaが基準時間Xarefを超えている場合は(S67-Yes)、コントローラ27は、対象となる電池パック(回復対象パック)の劣化の回復処理を終了する。そして、コントローラ27は、回復処理が終了した電池パックを、所定の状態より充電度合いが高い状態にする(S43)。これにより、回復処理が終了した電池パックが搭載される機器は、通常モードで使用される。 The controller 27 then determines whether or not the elapsed time Xa from the start of the recovery process exceeds the reference time Xaref (S67), similarly to the process of S65. If the elapsed time Xa is equal to or less than the reference time Xaref (S67-No), the process returns to S66, and the controller 27 sequentially performs the processes after S66. That is, the battery pack to be subjected to the recovery process is continuously maintained in a chargeable/dischargeable state with a lower degree of charge than the predetermined state. If the elapsed time Xa exceeds the reference time Xaref (S67-Yes), the controller 27 terminates the deterioration recovery process of the target battery pack (recovery target pack). Then, the controller 27 puts the battery pack, for which the recovery process has been completed, into a state with a higher degree of charge than a predetermined state (S43). As a result, the device equipped with the battery pack for which recovery processing has been completed is used in the normal mode.
なお、図11の一例では、S65及びS67のそれぞれの判定において、同一の長さの基準時間Xarefが用いられるが、これに限るものではない。ある一例では、S65の判定において、基準時間Xa1refが用いられ、S67の判定において、基準時間Xa1refとは長さが異なる基準時間Xa2refが用いられてもよい。 Note that in the example of FIG. 11, the reference times Xaref having the same length are used in the determinations of S65 and S67, but the present invention is not limited to this. In one example, the reference time Xa1ref may be used in the determination of S65, and the reference time Xa2ref different in length from the reference time Xa1ref may be used in the determination of S67.
実施形態等では、回復対象電池パックは、所定の状態より充電度合いが低い状態で規定時間保持される。電池パック(回復対象電池パック)の充電度合いが比較的低い範囲で保持されることにより、その電池パックの1つ以上の電池において、正極電位及び負極電位の基準状態からの高電位側へのずれが回復し、正極電位及び負極電位が初期状態等の基準状態に近づく。これにより、回復処理が行われた電池パックにおいて容量低下等が適切に回復し、劣化した電池パックが適切に回復する。 In the embodiments and the like, the recovery target battery pack is held for a specified time in a state with a lower degree of charge than a predetermined state. By maintaining the degree of charge of the battery pack (battery pack to be recovered) in a relatively low range, the positive electrode potential and the negative electrode potential deviate from the reference state to the high potential side in one or more batteries of the battery pack. recovers, and the positive electrode potential and the negative electrode potential approach the reference state such as the initial state. As a result, the battery pack that has been subjected to the recovery process is appropriately recovered from the reduced capacity and the like, and the deteriorated battery pack is recovered appropriately.
また、回復対象電池パックを所定の状態より充電度合いが低い状態で保持する前述の回復処理では、コントローラ27は、回復対象電池パックの1つ以上の電池の温度を30℃以上50℃以下の範囲に調整することが好ましい。この場合、電池パックのそれぞれに、サーミスタ等の温度検出器、及び、ヒータ等の温度調整器が設けられる。そして、コントローラ27は、温度検出器からの電池パックの温度に関する情報に基づいて、温度調整器の作動に関する指令等をスレーブとなる電池管理装置12のコントローラ13等に伝送する。そして、コントローラ13は、指令等に基づいて、温度調整器の作動を制御し、回復対象電池パックの温度を調整する。 Further, in the aforementioned recovery process of maintaining the recovery target battery pack in a state with a lower degree of charge than the predetermined state, the controller 27 sets the temperature of one or more batteries in the recovery target battery pack to within the range of 30° C. or higher and 50° C. or lower. is preferably adjusted to In this case, each battery pack is provided with a temperature detector such as a thermistor and a temperature regulator such as a heater. Based on the information about the temperature of the battery pack from the temperature detector, the controller 27 transmits a command or the like regarding the operation of the temperature adjuster to the controller 13 of the battery management device 12 serving as a slave. Then, the controller 13 controls the operation of the temperature adjuster based on a command or the like to adjust the temperature of the recovery target battery pack.
回復対象電池パックを所定の状態より低い充電状態で保持する前述の回復処理では、1つ以上の電池の正極と負極との自己放電量の差を利用して、1つ以上の電池の正極電位及び負極電位の基準状態からのずれを回復させる。このため、回復処理では、電池パックの通常モード(通常使用時)に比べて1つ以上の電池の温度を上昇させることにより、自己放電の速度が上昇し、1つ以上の電池の正極電位及び負極電位のずれの回復が促進される。 In the above-described recovery process of maintaining the battery pack to be recovered in a state of charge lower than a predetermined state, the difference in self-discharge amount between the positive and negative electrodes of one or more batteries is used to restore the positive electrode potential of one or more batteries. and the deviation of the negative electrode potential from the reference state is recovered. Therefore, in the recovery process, the temperature of one or more batteries is raised compared to the normal mode (during normal use) of the battery pack, thereby increasing the rate of self-discharge and increasing the positive electrode potential and the potential of the one or more batteries. The recovery of the negative electrode potential deviation is promoted.
ここで、電池パックの温度を30℃以上にすることにより、1つ以上の電池において、正極及び負極での自己放電量が増加し、正極電位及び負極電位のずれの回復速度が速くなる。これにより、電池パックにおいて容量低下の回復速度が速くなり、劣化の回復速度が速くなる。また、電池パックの温度を50℃以下にすることにより、1つ以上の電池において、電極群及び電解液の劣化等の回復不可能な劣化が抑制される。したがって、回復処理において回復対象パックの温度を30℃以上50℃以下の範囲に調整することにより、回復対象パックの1つ以上の電池の正極電位及び負極電位の基準状態からのずれの回復が、より促進される。これにより、回復対象パックの劣化の回復が、より促進される。 Here, by setting the temperature of the battery pack to 30° C. or higher, the amount of self-discharge at the positive electrode and the negative electrode increases in one or more batteries, and the speed of recovery from the deviation of the positive electrode potential and the negative electrode potential increases. As a result, in the battery pack, the speed of recovering from the decrease in capacity is increased, and the speed of recovery from deterioration is increased. In addition, by setting the temperature of the battery pack to 50° C. or less, irrecoverable deterioration such as deterioration of the electrode group and the electrolytic solution is suppressed in one or more batteries. Therefore, by adjusting the temperature of the recovery target pack in the range of 30° C. or more and 50° C. or less in the recovery process, recovery of the deviation from the reference state of the positive electrode potential and the negative electrode potential of one or more batteries of the recovery target pack more facilitated. This further promotes recovery of deterioration of the recovery target pack.
(回復の優先順位が設定される変形例)
なお、ある変形例では、コントローラ27は、規定範囲を超えて劣化している電池パック(非正常電池パック)のそれぞれについて、回復の優先順位Mを設定する。そして、コントローラ27は、非正常電池パックのそれぞれについて、回復の優先順位Mに基づいて、回復処理を行うか否か、すなわち、所定の状態より充電されていない状態で保持するか否かを判定する。また、コントローラ27は、回復処理が行われる回復対象電池パックのそれぞれについて、充放電を停止するか否かを判定する。
(Modified example in which recovery priority is set)
Note that, in a modification, the controller 27 sets a recovery priority M for each battery pack that has deteriorated beyond a specified range (abnormal battery pack). Then, for each abnormal battery pack, the controller 27 determines whether or not to perform recovery processing based on the order of priority M of recovery, that is, whether or not to maintain a state in which the battery pack has not been charged from a predetermined state. do. In addition, the controller 27 determines whether or not to stop charging and discharging for each recovery target battery pack for which recovery processing is performed.
図13は、回復の優先順位Mの設定処理の一例を示す。図13に示すように、優先順位Mの設定において、コントローラ27は、まず、全ての機器の電池パックについて、劣化の判定処理を行う(S71)。すなわち、全ての電池パックについて、劣化の度合いが規定範囲内であるか否かを判定する。なお、S71では、電池パックのそれぞれについて、例えば、図10等のS41,S42の処理が行われる。そして、コントローラ27は、規定範囲を超えて劣化している非正常電池パックのそれぞれについて、情報を取得する(S72)。S72で取得される情報としては、非正常電池パックのそれぞれの劣化の度合い、及び、非正常電池パックのそれぞれにおいて 1つ以上の電池に用いられる活物質(正極活物質及び負極活物質)の種類等が、挙げられる。 FIG. 13 shows an example of processing for setting the recovery priority order M. In FIG. As shown in FIG. 13, in setting the priority order M, the controller 27 first performs deterioration determination processing for the battery packs of all devices (S71). That is, it is determined whether or not the degree of deterioration of all battery packs is within a specified range. In addition, in S71, for example, the processes of S41 and S42 in FIG. 10 and the like are performed for each of the battery packs. Then, the controller 27 acquires information about each abnormal battery pack that has deteriorated beyond the specified range (S72). The information acquired in S72 includes the degree of deterioration of each of the abnormal battery packs, and the types of active materials (positive electrode active material and negative electrode active material) used in one or more batteries in each of the abnormal battery packs. and the like.
そして、コントローラ27は、S72で取得した情報に基づいて、非正常電池パックのそれぞれについて、回復の優先順位Mを設定する(S73)。優先順位Mは、非正常電池パックの中で回復処理を行う優先度を示し、優先順位Mを示す番号が小さい電池パックほど、回復処理を行う優先度が高い。ある一例では、コントローラ27は、劣化の度合いが大きい非正常電池パックほど、優先順位Mが示す番号を小さく、すなわち、回復処理の優先度を高く設定する。 Then, the controller 27 sets recovery priority M for each of the abnormal battery packs based on the information acquired in S72 (S73). The priority M indicates the priority of performing the recovery process among the abnormal battery packs, and the smaller the number indicating the priority M, the higher the priority of the recovery process. In one example, the controller 27 sets the number indicated by the priority order M to a smaller value for an abnormal battery pack with a higher degree of deterioration, that is, sets a higher priority for recovery processing.
また、 別のある一例では、制御システムの複数の電池パックの中に、1つ以上の電池の負極活物質として炭素質物が含まれる電池パック、及び、1つ以上の電池の負極活物質として炭素質物が含まれない電池パックが存在する。そして、コントローラ27は、炭素質物が負極活物質として含まれる非正常電池パックに比べて、炭素質物が負極活物質として含まれない非正常電池パックにおいて、優先順位Mが示す番号を小さく設定する。すなわち、炭素質物が負極活物質として含まれる非正常電池パックに比べて、炭素質物が負極活物質として含まれない非正常電池パックにおいて、回復処理の優先度を高く設定する。実際に、炭素質物が負極活物質として含まれる電池パックでは、前述する回復処理による劣化の回復度合いが、炭素質物が負極活物質として含まれない電池パックに比べて、小さい。したがって、炭素質物が負極活物質として含まれるか否かに基づいて前述のように優先順位Mが設定されることにより、回復処理による回復度合いが大きい非正常電池パック(電池パック)から優先して、回復処理が行われる。 In another example, the plurality of battery packs of the control system includes a battery pack including a carbonaceous material as a negative electrode active material for one or more batteries, and a carbonaceous material as a negative electrode active material for one or more batteries. There are battery packs that do not contain solid materials. Then, the controller 27 sets the number indicated by the priority order M to be smaller for the abnormal battery pack containing no carbonaceous material as the negative electrode active material than for the abnormal battery pack containing the carbonaceous material as the negative electrode active material. That is, the priority of recovery processing is set higher for an abnormal battery pack that does not contain a carbonaceous material as a negative electrode active material than for an abnormal battery pack that contains a carbonaceous material as a negative electrode active material. In fact, in a battery pack containing a carbonaceous material as a negative electrode active material, the degree of recovery from deterioration by the recovery treatment described above is smaller than that of a battery pack not containing a carbonaceous material as a negative electrode active material. Therefore, by setting the priority order M as described above based on whether or not the carbonaceous material is contained as the negative electrode active material, priority is given to abnormal battery packs (battery packs) having a greater degree of recovery by the recovery process. , recovery processing is performed.
本変形例では、前述のようにして設定された優先順位Mに基づいて、非正常電池パックのそれぞれについて、回復処理を行うか否か等が、判定される。図14は、非正常電池パックのある1つの優先順位Mに基づく判定処理の一例を示す。図14示すように、判定処理において、コントローラ27は、その電池パックの回復の優先順位Mを取得するとともに 、回復処理を行うことが可能な電池パックの上限数(第1の上限数)M1maxを取得する(S81)。 ここで、上限数M1maxは、前述の上限数N1maxと同様に、制御システム30の複数の車両25(機器)の中で使用を制限することが可能な制限可能数であり、複数の電池パック10の中で所定の状態より充電されていない状態にすることが可能な数を示す。 In this modification, it is determined whether or not to perform the recovery process for each abnormal battery pack based on the priority order M set as described above. FIG. 14 shows an example of determination processing based on one priority M of abnormal battery packs. As shown in FIG. 14, in the determination process, the controller 27 acquires the recovery priority order M of the battery pack, and sets the upper limit number (first upper limit number) M1max of battery packs for which the recovery process can be performed. (S81). Here, the upper limit number M1max is, like the upper limit number N1max described above, a limitable number capable of limiting use among a plurality of vehicles 25 (devices) of the control system 30. indicates the number of batteries that can be in a less charged state than a predetermined state.
対象となる電池パックの優先順位M及び上限数M1maxを取得すると、コントローラ27は、その電池パックの優先順位Mを示す番号が上限数M1max以下であるか否かを判定する(S82)。優先順位Mを示す番号が上限数M1maxより大きい場合は(S82-No)、コントローラ27は、対象となる電池パックを所定の状態より高い充電度合いで保持する(S83)。すなわち、コントローラ27は、電池パックが前述の正常電池パックである場合と同様に、電池パックを所定の状態より充電された状態で保持する。 After obtaining the priority M and the maximum number M1max of the target battery pack, the controller 27 determines whether or not the number indicating the priority M of the battery pack is equal to or less than the maximum number M1max (S82). If the number indicating the priority order M is greater than the upper limit number M1max (S82-No), the controller 27 maintains the target battery pack at a higher degree of charge than the predetermined state (S83). That is, the controller 27 maintains the battery pack in a charged state from a predetermined state, as in the case where the battery pack is the normal battery pack described above.
優先順位Mを示す番号が上限数M1max以下の場合は(S82-Yes)、コントローラ27は、対象となる電池パックを劣化の回復処理を行う回復対象パックと判定する。そして、コントローラ27は、対象となる電池パックについて、前述した回復処理を行とともに、処理は、S84に進む。 If the number indicating the priority order M is equal to or less than the upper limit number M1max (S82-Yes), the controller 27 determines that the target battery pack is a recovery target pack for which degradation recovery processing is to be performed. Then, the controller 27 performs the above-described recovery process for the target battery pack, and the process proceeds to S84.
S84において、コントローラ27は、充放電を停止することが可能な電池パックの上限数(第2の上限数)M2max を取得する(S84)。ここで、上限数M2maxは、上限数N2maxと同様に、制御システム30の複数の車両25(機器)の中で使用を停止することが可能な停止可能数であり、複数の電池パック10の中で充放電を停止することが可能な数を示す。 In S84, the controller 27 acquires the upper limit number (second upper limit number) M2max of battery packs for which charging and discharging can be stopped (S84). Here, the upper limit number M2max is, similarly to the upper limit number N2max, the number of possible stoppages that can be stopped among the plurality of vehicles 25 (devices) of the control system 30. Among the plurality of battery packs 10, Indicates the number of times the charge/discharge can be stopped.
上限数M2maxを取得すると、コントローラ27は、その電池パックの優先順位Mを示す番号が上限数M2max以下であるか否かを判定する(S85)。対象となる電池パックの優先順位Mを示す番号が上限数M2max以下の場合は(S85-Yes)、コントローラ27は、図12のS63の処理と同様に、その電池パックを所定の状態より低い充電度合いで保持する(S86)。すなわち、コントローラ27は、回復処理の対象となる電池パックを、放電する等して、所定の状態より充電されていない状態にする。 After obtaining the upper limit number M2max, the controller 27 determines whether or not the number indicating the priority order M of the battery pack is equal to or less than the upper limit number M2max (S85). If the number indicating the priority order M of the target battery pack is equal to or less than the upper limit number M2max (S85-Yes), the controller 27 charges the battery pack to a state lower than the predetermined state, as in the processing of S63 in FIG. The degree is held (S86). That is, the controller 27 causes the battery pack to be subjected to the recovery process to be discharged from a predetermined state to a less charged state.
そして、回復対象電池パック(電池パック)の優先順位Mを示す番号が上限数M2max以下の場合は(S85-Yes)、コントローラ27は、図12のS64の処理と同様に、その回復対象電池パックの充放電を停止する(S87)。S86及びS87の処理によって、回復対象電池パックは、所定の状態より充電度合いが低く、かつ、充放電が停止された状態で、保持される。また、回復対象電池パックの充放電が停止されることにより、その回復対象電池パック(電池パック)が搭載される車両(機器)の使用が停止される。
そして、コントローラ27は、図12のS65の処理と同様に、回復処理の開始時からの経過時間Xaが基準時間Xarefを超えているか否かを判定する(S88)。経過時間Xaが基準時間Xaref以下の場合は(S88-No)、処理はS86に戻り、コントローラ27は、S86以降の処理を順次に行う。すなわち、回復処理の対象となる電池パックは、所定の状態より充電度合いが低い状態で継続して維持されるとともに、充放電が継続して停止される。経過時間Xaが基準時間Xarefを超えている場合は(S88-Yes)、コントローラ27は、対象となる電池パック(回復対象電池パック)の劣化の回復処理を終了する。そして、コントローラ27は、回復処理が終了した電池パックを、所定の状態より充電度合いが高い状態にするとともに、充放電可能にする(S83)。これにより、回復処理が終了した電池パックが搭載される機器は、通常モードで使用される。
Then, if the number indicating the priority order M of the recovery target battery pack (battery pack) is equal to or less than the upper limit number M2max (S85-Yes), the controller 27 performs the recovery target battery pack is stopped (S87). By the processing of S86 and S87, the recovery target battery pack is held in a state where the degree of charge is lower than the predetermined state and the charge and discharge are stopped. In addition, by stopping charging and discharging of the battery pack to be recovered, use of the vehicle (equipment) in which the battery pack to be recovered (battery pack) is mounted is stopped.
Then, the controller 27 determines whether or not the elapsed time Xa from the start of the recovery process exceeds the reference time Xaref (S88), similarly to the process of S65 in FIG. If the elapsed time Xa is equal to or less than the reference time Xaref (S88-No), the process returns to S86, and the controller 27 sequentially performs the processes after S86. That is, the battery pack to be subjected to the recovery process is continuously maintained in a state with a lower degree of charge than the predetermined state, and charging and discharging are continuously stopped. If the elapsed time Xa exceeds the reference time Xaref (S88-Yes), the controller 27 terminates the deterioration recovery process of the target battery pack (recovery target battery pack). Then, the controller 27 puts the battery pack, for which the recovery process has been completed, into a state with a higher degree of charge than a predetermined state, and enables charging and discharging (S83). As a result, the device equipped with the battery pack for which recovery processing has been completed is used in the normal mode.
前述のようにS86~S88の処理が行われることにより、回復処理の対象となる電池パックは、所定の状態より充電されていない状態で充放電が規定時間(基準時間Xaref)停止される。これにより、その電池パックが搭載される機器の使用が、規定時間停止される。 By performing the processes of S86 to S88 as described above, the battery pack to be subjected to the recovery process stops charging and discharging for a specified time (reference time Xaref) in a state in which it has not been charged from a predetermined state. As a result, the use of the device in which the battery pack is mounted is stopped for the specified time.
S85 において対象となる電池パックの優先順位Mを示す番号が上限数M2maxより大きい場合は(S85-No)、コントローラ27は、S86の処理と同様に、その電池パックを所定の状態より低い充電度合いで保持する(S89)。ただし、回復対象電池パック(電池パック)の優先順位Mを示す番号が上限数M2maxより大きい場合は(S85-No)、コントローラ27は、その回復対象パックを充放電可能にする。したがって、回復対象パックは、所定の状態より充電度合いが低く、かつ、充放電可能な状態で、保持される。また、所定の状態より充電度合いが低い状態で回復対象パックの充放電が繰り返されることにより、その回復対象パック(電池パック)が搭載される車両(機器)は、前述の通常モード(通常使用)とは異なるモードで使用される。 In S85, if the number indicating the priority order M of the target battery pack is greater than the upper limit number M2max (S85-No), the controller 27 controls the battery pack to have a degree of charge lower than the predetermined state, as in the process of S86. (S89). However, if the number indicating the priority order M of the recovery target battery pack (battery pack) is greater than the upper limit number M2max (S85-No), the controller 27 makes the recovery target pack chargeable/dischargeable. Therefore, the recovery target pack is held in a chargeable/dischargeable state with a lower degree of charge than the predetermined state. In addition, as the recovery target pack is repeatedly charged and discharged while the charge level is lower than the predetermined state, the vehicle (equipment) in which the recovery target pack (battery pack) is installed enters the above-mentioned normal mode (normal use). used in different modes.
そして、コントローラ27は、S88の処理と同様に、回復処理の開始時からの経過時間Xaが基準時間Xarefを超えているか否かを判定する(S90)。経過時間Xaが基準時間Xaref以下の場合は(S90-No)、処理はS89に戻り、コントローラ27は、S89以降の処理を順次に行う。すなわち、回復処理の対象となる電池パックは、所定の状態より充電度合いが低く、かつ、充放電可能な状態で継続して維持される。経過時間Xaが基準時間Xarefを超えている場合は(S89-Yes)、コントローラ27は、対象となる電池パック(回復対象電池パック)の劣化の回復処理を終了する。そして、コントローラ27は、回復処理が終了した電池パックを、所定の状態より充電度合いが高い状態にする(S83)。これにより、回復処理が終了した電池パックが搭載される機器は、通常モードで使用される。 The controller 27 then determines whether or not the elapsed time Xa from the start of the recovery process exceeds the reference time Xaref (S90), similarly to the process of S88. If the elapsed time Xa is equal to or less than the reference time Xaref (S90-No), the process returns to S89, and the controller 27 sequentially performs the processes after S89. That is, the battery pack to be subjected to the recovery process is continuously maintained in a chargeable/dischargeable state with a lower degree of charge than the predetermined state. If the elapsed time Xa exceeds the reference time Xaref (S89-Yes), the controller 27 terminates the deterioration recovery process of the target battery pack (recovery target battery pack). Then, the controller 27 puts the battery pack, for which the recovery process has been completed, into a state with a higher degree of charge than a predetermined state (S83). As a result, the device equipped with the battery pack for which recovery processing has been completed is used in the normal mode.
本変形例では、規定範囲を超えて劣化している非正常電池パックの数が上限数(制限可能数)M1maxより大きい場合は、回復の優先度が高い非正常電池パックから順に、回復処理が行われる。このため、非正常電池パックの中でも、劣化の度合いが大きい非正常電池パック等の回復の優先度が高い非正常電池パックから、適切に劣化の回復処理が行われる。すなわち、回復の優先度が高い非正常電池パックが搭載される機器から、優先して使用が制限される。 In this modification, if the number of abnormal battery packs that have deteriorated beyond the specified range is greater than the upper limit number (restrictable number) M1max, recovery processing is performed in order from the abnormal battery packs with the highest recovery priority. done. For this reason, among the abnormal battery packs, the deterioration recovery process is performed appropriately from the abnormal battery packs having a high degree of deterioration, such as abnormal battery packs, which have a high priority for restoration. In other words, the use of a device mounted with an abnormal battery pack having a high priority for recovery is prioritized and restricted.
また、本変形例では、回復処理の対象となる回復対象電池パックの数が上限数(停止可能数)M2maxより大きい場合は、回復の優先度が高い回復対象パックから順に、充放電を停止させる。このため、回復対象電池パックの中でも、劣化の度合いが大きい回復対象電池パック等の回復の優先度が高い回復対象電池パックから、適切に充放電が停止される。すなわち、回復の優先度が高い回復対象電池パックが搭載される機器から、優先して使用が停止される。なお、充放電が停止されない回復対象電池パックについても、回復処理によって、前述のように、所定の状態より充電度合いが低い状態で保持される。このため、充放電が停止されない回復対象電池パックの劣化も、回復処理によって、適切に回復する。 In addition, in this modification, when the number of recovery target battery packs to be subjected to recovery processing is greater than the upper limit number (stoppable number) M2max, charge/discharge is stopped in order from the recovery target packs with the highest recovery priority. . For this reason, charging and discharging are appropriately stopped from the recovery target battery packs having a high recovery priority such as the recovery target battery packs having a large degree of deterioration among the recovery target battery packs. In other words, the device in which the recovery target battery pack having the higher recovery priority is mounted is preferentially stopped. It should be noted that the battery pack to be recovered, whose charging and discharging are not stopped, is also maintained in a state with a lower degree of charge than the predetermined state by the recovery processing, as described above. Therefore, the deterioration of the recovery target battery pack whose charge/discharge is not stopped is also appropriately recovered by the recovery process.
前述の少なくとも一つの実施形態又は実施例の管理装置によれば、複数の機器のそれぞれの電池パックについて、規定範囲を超えて劣化しているか否かを判定する。そして、規定範囲を超えて劣化している電池パックの少なくとも一部である回復対象電池パックを、所定の状態より充電されていない状態で規定時間保持し、回復対象電池パックが搭載される機器の使用を規定時間制限する。これにより、複数の機器の制御システムにおいて、複数の機器のそれぞれについて、電池パックの劣化を適切に判定し、劣化した電池パックを適切に回復させる管理装置を提供することができる。 According to the management device of at least one embodiment or example described above, it is determined whether or not the battery pack of each of a plurality of devices has deteriorated beyond a prescribed range. Then, the recovery target battery pack, which is at least part of the battery packs that have deteriorated beyond the specified range, is held in a state that has not been charged for a specified time, and the device in which the recovery target battery pack is mounted is stored. Restrict use for a specified period of time. As a result, in a control system for a plurality of devices, it is possible to provide a management device that appropriately determines the deterioration of the battery packs for each of the plurality of devices and appropriately recovers the deteriorated battery packs.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下、付記を記載する。
[1]1つ以上の電池を備える電池パックがそれぞれに搭載される複数の機器を制御する制御システムにおいて、前記複数の機器のそれぞれの前記電池パックの状態を管理する管理装置であって、
前記複数の機器のそれぞれの前記電池パックの状態を示す情報を取得し、
取得した前記情報に基づいて、前記複数の機器のそれぞれの前記電池パックについて、規定範囲を超えて劣化しているか否かを判定し、
前記規定範囲を超えて劣化している前記電池パックの少なくとも一部である回復対象電池パックを、所定の状態より充電されていない状態で規定時間保持し、前記回復対象電池パックが搭載される機器の使用を前記規定時間制限する、
コントローラを具備する、管理装置。
[2]前記コントローラは、劣化の度合いが前記規定範囲内の電池パックである正常電池パックを、前記所定の状態より充電された状態で保持する、[1]の管理装置。
[3]前記コントローラは、
前記正常電池パックの電圧を第1の電圧範囲で維持することにより、前記正常電池パックを前記所定の状態より充電された状態で保持し、
前記回復対象電池パックの電圧を前記第1の電圧範囲より低い第2の電圧範囲で維持することにより、前記回復対象電池パックを前記所定の状態より充電されていない状態で保持する、
[2]の管理装置。
[4]コントローラは、
前記複数の機器の前記電池パックの中で前記所定の状態より充電されていない状態にすることが可能な上限数、及び、前記所定の状態より充電されていない状態で保持されている前記回復対象電池パックのリアルタイムの数を取得し、
前記規定範囲を超えて劣化している前記電池パックである非正常電池パックの中で対象となる非正常電池パックについて、前記回復対象電池パックのリアルタイムの前記数が前記上限数より小さい場合のみ、前記所定の状態より充電されていない状態で前記規定時間保持する、
[1]乃至[3]のいずれか1項の管理装置。
[5]前記コントローラは、
前記複数の機器の前記電池パックの中で前記所定の状態より充電されていない状態にすることが可能な上限数を取得し、
前記規定範囲を超えて劣化している前記電池パックである非正常電池パックのそれぞれについて、回復の優先順位を設定し、
前記優先順位を示す番号が前記上限数以下となる非正常電池パックについては、前記所定の状態より充電されていない状態で前記規定時間保持し、
前記優先順位を示す前記番号が前記上限数より大きい非正常電池パックについては、前記所定の状態より充電された状態で保持する、
[1]乃至[3]のいずれか1項の管理装置。
[6]前記コントローラは、前記非正常電池パックのそれぞれの劣化の度合い、及び、前記非正常電池パックのそれぞれにおいて前記1つ以上の電池に用いられる活物質の種類のいずれかに基づいて、前記非正常電池パックのそれぞれの前記優先順位を設定する、[5]の管理装置。
[7]前記コントローラは、
前記所定の状態より充電されていない状態で前記回復対象電池パックを前記規定時間充放電可能にする、又は、
前記所定の状態より充電されていない状態で前記回復対象電池パックの充放電を前記規定時間停止する、
[1]乃至[3]のいずれか1項の管理装置。
[8]コントローラは、
前記複数の機器の前記電池パックの中で充放電を停止することが可能な上限数、及び、前記所定の状態より充電されていない状態で充放電が停止されている回復対象電池パックのリアルタイムの数を取得し、
対象となる回復対象電池パックについて、充放電が停止されている前記回復対象電池パックのリアルタイムの前記数が前記上限数より小さい場合は、前記所定の状態より充電されていない状態で充放電を前記規定時間停止し、
対象となる回復対象電池パックについて、充放電が停止されている前記回復対象電池パックのリアルタイムの前記数が前記上限数以上の場合は、前記所定の状態より充電されていない状態で前記規定時間充放電可能にする、
[7]の管理装置。
[9]前記コントローラは、
前記複数の機器の前記電池パックの中で充放電を停止することが可能な上限数を取得し、
前記回復対象電池パックのそれぞれについて、回復の優先順位を設定し、
前記優先順位を示す番号が前記上限数以下となる回復対象電池パックについては、前記所定の状態より充電されていない状態で充放電を前記規定時間停止し、
前記優先順位を示す前記番号が前記上限数より大きい回復対象電池パックについては、前記所定の状態より充電されていない状態で前記規定時間充放電可能にする、
[7]の管理装置。
[10]前記コントローラは、前記回復対象電池パックのそれぞれの劣化の度合い、及び、前記回復対象電池パックのそれぞれにおいて前記1つ以上の電池に用いられる活物質の種類のいずれかに基づいて、前記回復対象電池パックのそれぞれの前記優先順位を設定する、[9]の管理装置。
[11]前記コントローラは、前記所定の状態より充電されていない状態において、前記回復対象電池パックの前記1つ以上の電池の残容量を、満充電容量の40%以下にする、[1]乃至[10]のいずれか1項の管理装置。
[12]前記コントローラは、前記電池パックのそれぞれについて、前記1つ以上の電池の容量に関する情報、充電状態と電圧との関係を示す情報、及び、使用履歴に関する情報のいずれかを、状態を示す前記情報として取得する、[1]乃至[11]のいずれか1項の管理装置。
[13][1]乃至[12]のいずれか1項の管理装置と、
前記電池パックをそれぞれが備える前記複数の機器であって、前記電池パックのそれぞれが前記1つ以上の電池を備える前記複数の機器と、
を具備する、制御システム。
[14]前記複数の機器の1つ以上は、車両及び搬送ロボットのいずれかである、[13]の制御システム。
While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
Additional remarks are described below.
[1] In a control system for controlling a plurality of devices each equipped with a battery pack including one or more batteries, a management device for managing the state of the battery pack of each of the plurality of devices,
Acquiring information indicating the state of the battery pack of each of the plurality of devices;
Determining whether the battery pack of each of the plurality of devices has deteriorated beyond a specified range based on the acquired information,
A device in which a battery pack to be recovered, which is at least a part of the battery pack that has deteriorated beyond the specified range, is held for a specified time in a state in which it has not been charged from a predetermined state, and the battery pack to be recovered is installed. restricting the use of the
A management device comprising a controller.
[2] The management device of [1], wherein the controller maintains normal battery packs, which are battery packs whose degree of deterioration is within the specified range, in a state of being charged from the predetermined state.
[3] The controller
By maintaining the voltage of the normal battery pack in the first voltage range, the normal battery pack is held in a state charged from the predetermined state,
By maintaining the voltage of the recovery target battery pack in a second voltage range lower than the first voltage range, the recovery target battery pack is held in a state less charged than the predetermined state.
[2] management device.
[4] The controller
The upper limit number of the battery packs of the plurality of devices that can be in a state less charged than the predetermined state, and the recovery target held in a state less charged than the predetermined state Get the real-time number of battery packs,
Only when the real-time number of the battery packs to be recovered is smaller than the upper limit number for the target abnormal battery pack among the abnormal battery packs that are the battery packs that have deteriorated beyond the specified range, Hold for the specified time in a state less charged than the predetermined state;
The management device according to any one of [1] to [3].
[5] The controller
obtaining an upper limit number of the battery packs of the plurality of devices that can be in a less charged state than the predetermined state;
setting a recovery priority for each of the abnormal battery packs that are the battery packs that have deteriorated beyond the specified range;
For an abnormal battery pack whose priority number is equal to or less than the upper limit number, the abnormal battery pack is held in a state in which it has not been charged from the predetermined state for the predetermined time;
An abnormal battery pack in which the number indicating the priority order is greater than the upper limit number is held in a state of being charged from the predetermined state.
The management device according to any one of [1] to [3].
[6] The controller, based on the degree of deterioration of each of the abnormal battery packs and the type of active material used in the one or more batteries in each of the abnormal battery packs, The management device of [5], which sets the priority of each abnormal battery pack.
[7] The controller may
enabling the recovery target battery pack to be charged and discharged for the specified time in a state where it has not been charged from the predetermined state; or
stopping charging and discharging of the battery pack to be recovered for the specified time while the battery pack is not charged from the predetermined state;
The management device according to any one of [1] to [3].
[8] The controller
Real-time information on the upper limit number of the battery packs of the plurality of devices that can stop charging and discharging, and the recovery target battery pack whose charging and discharging has been stopped in a state that has not been charged from the predetermined state. get the number,
If the real-time number of recovery target battery packs whose charging/discharging is stopped is smaller than the upper limit number for the target recovery target battery pack, charging/discharging is performed in a state that is less charged than the predetermined state. stop for a specified time,
If the real-time number of recovery target battery packs whose charge/discharge has been stopped is equal to or greater than the upper limit number, the target recovery target battery pack is charged for the specified time while being charged less than the predetermined state. enable discharge,
The management device of [7].
[9] The controller may
obtaining an upper limit number of the battery packs of the plurality of devices that can stop charging and discharging;
setting a recovery priority for each of the recovery target battery packs;
For a battery pack to be recovered whose priority number is equal to or less than the upper limit number, charging and discharging are stopped for the specified time while the battery pack has not been charged since the specified state;
For the battery pack to be recovered, in which the number indicating the priority order is greater than the upper limit number, charging/discharging is allowed for the specified time in a state in which the battery pack has not been charged from the predetermined state.
The management device of [7].
[10] Based on the degree of deterioration of each of the recovery target battery packs and the type of active material used in the one or more batteries in each of the recovery target battery packs, the controller determines the The management device of [9], which sets the priority of each recovery target battery pack.
[11] The controller reduces the remaining capacity of the one or more batteries of the recovery target battery pack to 40% or less of the full charge capacity in a state in which the battery pack has not been charged since the predetermined state, [1] to The management device according to any one of [10].
[12] For each of the battery packs, the controller displays any one of information on the capacity of the one or more batteries, information on the relationship between the state of charge and voltage, and information on the usage history. The management device according to any one of [1] to [11], which is acquired as the information.
[13] the management device according to any one of [1] to [12];
the plurality of devices each comprising the battery pack, each of the battery packs comprising the one or more batteries;
A control system comprising:
[14] The control system of [13], wherein one or more of the plurality of devices is either a vehicle or a carrier robot.
1…電池、3…負極、5…正極、10,10A~10C…電池パック、11…電池モジュール、12,12A,12B,12X,12Y,12α…電池管理装置、13,13A,13X,13Y,13α…コントローラ、15,15α…電源、16…負荷、17…駆動回路、21…電流検出回路、22…電圧検出回路、25,25A~25C…車両、26…中央管理装置(管理装置)、27…コントローラ。 Reference Signs List 1 battery 3 negative electrode 5 positive electrode 10, 10A to 10C battery pack 11 battery module 12, 12A, 12B, 12X, 12Y, 12α battery management device 13, 13A, 13X, 13Y, 13α... controller, 15, 15α... power supply, 16... load, 17... drive circuit, 21... current detection circuit, 22... voltage detection circuit, 25, 25A to 25C... vehicle, 26... central management device (management device), 27 …controller.
Claims (8)
前記複数の機器のそれぞれの前記電池パックの状態を示す情報を取得し、
取得した前記情報に基づいて、前記複数の機器のそれぞれの前記電池パックについて、劣化の度合いが規定範囲を超えているか否かを判定し、
前記劣化の前記度合いが前記規定範囲を超えている前記電池パックの少なくとも一部である回復対象電池パックを、所定の状態より充電されていない状態で規定時間保持し、前記回復対象電池パックが搭載される機器の使用を前記規定時間制限し、
前記劣化の前記度合いが前記規定範囲内の電池パックである正常電池パックを、前記所定の状態より充電された状態で保持し、
前記複数の機器の前記電池パックの中で前記所定の状態より充電されていない状態にすることが可能な上限数、及び、前記所定の状態より充電されていない状態で保持されている前記回復対象電池パックのリアルタイムの数を取得し、
前記劣化の前記度合いが前記規定範囲を超えている前記電池パックである非正常電池パックの中で対象となる非正常電池パックについて、前記回復対象電池パックのリアルタイムの前記数が前記上限数より小さい場合のみ、前記所定の状態より充電されていない状態で前記規定時間保持する、
コントローラを具備する、管理装置。 In a control system for controlling a plurality of devices each equipped with a battery pack comprising one or more batteries, a management device for managing the state of the battery pack of each of the plurality of devices,
Acquiring information indicating the state of the battery pack of each of the plurality of devices;
Determining whether the degree of deterioration of each of the battery packs of the plurality of devices exceeds a specified range based on the acquired information,
A battery pack to be recovered, which is at least a part of the battery packs whose degree of deterioration exceeds the specified range, is held in a state in which it has not been charged for a specified time, and the battery pack to be recovered is mounted. limit the use of the equipment to be used for the specified time;
holding a normal battery pack, which is a battery pack whose degree of deterioration is within the prescribed range, in a state of being charged from the predetermined state;
The upper limit number of the battery packs of the plurality of devices that can be in a state less charged than the predetermined state, and the recovery target held in a state less charged than the predetermined state Get the real-time number of battery packs,
The number of recovery target battery packs in real time is smaller than the upper limit number for target non-normal battery packs among the target non-normal battery packs that are the battery packs whose degree of deterioration exceeds the specified range. only when the battery is held for the specified time in a state less charged than the predetermined state;
A management device comprising a controller.
前記正常電池パックの電圧を第1の電圧範囲で維持することにより、前記正常電池パックを前記所定の状態より充電された状態で保持し、
前記回復対象電池パックの電圧を前記第1の電圧範囲より低い第2の電圧範囲で維持することにより、前記回復対象電池パックを前記所定の状態より充電されていない状態で保持する、
請求項1の管理装置。 The controller is
By maintaining the voltage of the normal battery pack in the first voltage range, the normal battery pack is held in a state charged from the predetermined state,
By maintaining the voltage of the recovery target battery pack in a second voltage range lower than the first voltage range, the recovery target battery pack is held in a state less charged than the predetermined state.
2. The management device of claim 1.
前記電池パックをそれぞれが備える前記複数の機器であって、前記電池パックのそれぞれが前記1つ以上の電池を備える前記複数の機器と、
を具備する、制御システム。 A management device according to any one of claims 1 to 4;
the plurality of devices each comprising the battery pack, each of the battery packs comprising the one or more batteries;
A control system comprising:
前記複数の機器のそれぞれの前記電池パックの状態を示す情報を取得し、
取得した前記情報に基づいて、前記複数の機器のそれぞれの前記電池パックについて、劣化の度合いが規定範囲を超えているか否かを判定し、
前記劣化の前記度合いが前記規定範囲を超えている前記電池パックの少なくとも一部である回復対象電池パックを、所定の状態より充電されていない状態で規定時間保持し、前記回復対象電池パックが搭載される機器の使用を前記規定時間制限し、
前記劣化の前記度合いが前記規定範囲内の電池パックである正常電池パックを、前記所定の状態より充電された状態で保持し、
前記複数の機器の前記電池パックの中で前記所定の状態より充電されていない状態にすることが可能な上限数を取得し、
前記劣化の前記度合いが前記規定範囲を超えている前記電池パックである非正常電池パックのそれぞれについて、回復の優先順位を設定し、
前記優先順位を示す番号が前記上限数以下となる非正常電池パックについては、前記所定の状態より充電されていない状態で前記規定時間保持し、
前記優先順位を示す前記番号が前記上限数より大きい非正常電池パックについては、前記所定の状態より充電された状態で保持する、
コントローラを具備する、管理装置。 In a control system for controlling a plurality of devices each equipped with a battery pack comprising one or more batteries, a management device for managing the state of the battery pack of each of the plurality of devices,
Acquiring information indicating the state of the battery pack of each of the plurality of devices;
Determining whether the degree of deterioration of each of the battery packs of the plurality of devices exceeds a specified range based on the acquired information,
A battery pack to be recovered, which is at least a part of the battery packs whose degree of deterioration exceeds the specified range, is held in a state in which it has not been charged for a specified time, and the battery pack to be recovered is mounted. limit the use of the equipment to be used for the specified time;
holding a normal battery pack, which is a battery pack whose degree of deterioration is within the prescribed range, in a state of being charged from the predetermined state;
obtaining an upper limit number of the battery packs of the plurality of devices that can be in a less charged state than the predetermined state;
setting a recovery priority for each of the abnormal battery packs, which are the battery packs in which the degree of deterioration exceeds the specified range;
For an abnormal battery pack whose priority number is equal to or less than the upper limit number, the abnormal battery pack is held in a state in which it has not been charged from the predetermined state for the predetermined time;
An abnormal battery pack in which the number indicating the priority order is greater than the upper limit number is held in a state of being charged from the predetermined state.
A management device comprising a controller.
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