JP7387754B2 - 蓄電池管理装置、蓄電池システム、及び蓄電池管理方法 - Google Patents
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Description
図1は、本開示の一実施形態に係る蓄電池システム1の一例を示す概略構成図である。蓄電池システム1は、パワーコンディショナ2と、蓄電池3と、電流センサ4と、温度センサ5と、電圧センサ6と、蓄電池管理装置7とを含む。パワーコンディショナ2は、PCS(Power Conditioning System)とも称される。蓄電池管理装置7は、BMS(Buttery Management System)とも称される。蓄電池システム1において、蓄電池3は、パワーコンディショナ2を介して、電力系統8及び負荷9等、蓄電池システム1の外部に接続される。これにより、蓄電池システム1は、蓄電池3に充電された電力を電力系統8及び負荷9等に供給することができる。或いは、蓄電池システム1は、電力系統8等から供給された電力を蓄電池3に充電することができる。
図1を参照して、本実施形態に係る蓄電池管理装置7の概略構成を説明する。図1に示すように、蓄電池管理装置7は、制御部71、通信部72、記憶部73、出力部74、及び入力部75を備える。制御部71、通信部72、記憶部73、出力部74、及び入力部75は、有線又は無線で互いに通信可能に接続されている。
図2、図3、及び図4を参照して、本実施形態に係る蓄電池管理装置7が実行する、蓄電池3の劣化度を推定する処理の一例を説明する。本処理は、本実施形態に係る蓄電池管理方法に相当する。図2には、蓄電池管理装置7の処理の一例のフロー図が示されている。図3には、図2に示される蓄電池管理装置7の処理の一部分を詳細化したフロー図が示されている。図4には、図2に示される蓄電池管理装置7の処理の他の部分を詳細化したフロー図が示されている。
α=Aexp(-Ea/RT) (1)
ここで、
α:反応速度定数、
A:頻度因子、
Ea:活性化エネルギー、
R:気体定数、
T:絶対温度
である。
SOH=α(t)β (2)
ここで、
SOH:劣化度、
α:反応速度定数、
t:経過時間、
β:劣化指数
である。
SOH(n-1)=α(t)β (3)
SOHn=α(t+Δt)β (4)
式(3)及び式(4)から、ある時点の劣化度SOH(n-1)に基づいて、その時点からΔtだけ時間が経過したのちのSOHnは、以下の式(5)で表される。
SOHn=α((SOH(n-1))β+Δt)(1/β)=f(SOH(n-1)) (5)
ここで、
α:反応速度定数、
β:劣化指数、
Δt:時間間隔、
n:1以上の自然数
である。
f_low(SOH(n-1))=α'((SOH(n-1))β'+Δt)(1/β') (6)
ここで、
α’:低温時の反応速度定数、
β’:低温時の劣化指数、
Δt:時間間隔、
n:1以上の自然数
である。
SOHn=f(SOH(n-1))+f_low(SOH(n-1)) (7)
f_high(SOH(n-1))=α'’((SOH(n-1))β'’+Δt)(1/β'’) (8)
ここで、
α’’:高温時の反応速度定数、
β’’:高温時の劣化指数、
Δt:時間間隔、
n:1以上の自然数
である。
SOHn=f(SOH(n-1))+f_high(SOH(n-1)) (9)
2 パワーコンディショナ(PCS)
3 蓄電池
31 セル
32 蓄電池モジュール
4 電流センサ
5 温度センサ
6 電圧センサ
7 蓄電池管理装置(BMS)
71 制御部
72 通信部
73 記憶部
74 出力部
75 入力部
8 電力系統
9 負荷
Claims (9)
- 対象期間において、蓄電池に流れる電流値、前記蓄電池の温度、及び前記蓄電池の充電率を取得し、前記電流値及び前記充電率に基づいて、前記対象期間における前記蓄電池の動作モードを判定し、前記動作モード及び前記温度に基づいて、前記対象期間における前記蓄電池の劣化度を推定する、制御部を備え、
前記制御部は、
前記動作モードの判定において、前記対象期間における前記蓄電池の充電率の変動範囲を判定し、
前記充電率の変動範囲が、前記蓄電池の放電末から第1の充電率までの第1範囲及び充電末から第2の充電率までの第2範囲の少なくとも一方に及んでいるか否かを判定し、
前記第1の充電率は20%であり、前記第2の充電率は80%である、蓄電池管理装置。 - 前記蓄電池を動作させる動作モード及び温度の条件と、前記蓄電池を前記条件で動作させた場合の前記蓄電池の劣化度との対応情報を記憶する、記憶部を更に備え、
前記制御部は、前記動作モード及び前記温度に基づいて、前記対応情報を参照して、前記対象期間における前記蓄電池の劣化度を推定する、請求項1に記載の蓄電池管理装置。 - 前記制御部は、前記動作モードの判定において、前記動作モードが、充放電を行う運転モード又は電力を保持する保持モードであるか否かを判定する、請求項1又は2に記載の蓄電池管理装置。
- 前記制御部は、前記動作モードが前記運転モードであると判定された場合に、前記劣化度の推定において、前記温度が第1の温度より大きいときに比べて、前記第1の温度以下のときに、単位時間当たりの劣化度の温度に応じた変化量を増加させる、請求項3に記載の蓄電池管理装置。
- 前記制御部は、前記動作モードが前記保持モードであると判定された場合に、前記劣化度の推定において、前記温度が第2の温度未満のときに比べて、前記第2の温度以上のときに、単位時間当たりの劣化度の温度に応じた変化量を増加させる、請求項3又は4に記載の蓄電池管理装置。
- 前記制御部は、所定のタイミングで前記蓄電池が満充電であるか否かを判定し、前記蓄電池が満充電であると判定された場合、又は前記蓄電池が満充電にならずに所定期間が経過したと判定された場合に前記対象期間を終了させ、新たな対象期間を開始させる、請求項1から5のいずれか一項に記載の蓄電池管理装置。
- 蓄電池と、制御部を備える蓄電池管理装置とを含み、
前記制御部は、
対象期間において、前記蓄電池に流れる電流値、前記蓄電池の温度、及び前記蓄電池の充電率を取得し、
前記電流値及び前記充電率に基づいて、前記対象期間における前記蓄電池の動作モードを判定し、
前記動作モード及び前記温度に基づいて、前記対象期間における前記蓄電池の劣化度を推定し、
前記制御部は、
前記動作モードの判定において、前記対象期間における前記蓄電池の充電率の変動範囲を判定し、
前記充電率の変動範囲が、前記蓄電池の放電末から第1の充電率までの第1範囲及び充電末から第2の充電率までの第2範囲の少なくとも一方に及んでいるか否かを判定し、
前記第1の充電率は20%であり、前記第2の充電率は80%である、蓄電池システム。 - 制御部を有する蓄電池管理装置が実行する蓄電池管理方法であって、
前記制御部が、
対象期間において、蓄電池に流れる電流値、前記蓄電池の温度、及び前記蓄電池の充電率を取得するステップと、
前記電流値及び前記充電率に基づいて、前記対象期間における前記蓄電池の動作モードを判定するステップと、
前記動作モード及び前記温度に基づいて、前記対象期間における前記蓄電池の劣化度を推定するステップと、
を含み、
前記制御部は、
前記動作モードの判定において、前記対象期間における前記蓄電池の充電率の変動範囲を判定し、
前記充電率の変動範囲が、前記蓄電池の放電末から第1の充電率までの第1範囲及び充電末から第2の充電率までの第2範囲の少なくとも一方に及んでいるか否かを判定し、
前記第1の充電率は20%であり、前記第2の充電率は80%である、蓄電池管理方法。 - 対象期間において、蓄電池に流れる電流値、前記蓄電池の温度、及び前記蓄電池の充電率を取得し、前記電流値及び前記充電率に基づいて、前記対象期間における前記蓄電池の動作モードを判定し、前記動作モード及び前記温度に基づいて、前記対象期間における前記蓄電池の劣化度を推定する、制御部を備え、
前記制御部は、
前記動作モードの判定において、前記対象期間における前記蓄電池の充電率の変動範囲を判定し、
前記充電率の変動範囲が、前記蓄電池の放電末から第1の充電率までの第1範囲及び充電末から第2の充電率までの第2範囲の少なくとも一方に及んでいるか否かを判定し、
前記充電率の変動範囲が前記第1範囲または前記第2範囲に及んでいると判定された場合に、前記劣化度の変化量を増加させる、蓄電池管理装置。
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