WO2015186449A1 - パルス放電装置およびパルス放電方法 - Google Patents

パルス放電装置およびパルス放電方法 Download PDF

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広晃 福西
小林　憲司
渡辺　秀
石橋　修
梶谷　浩司
和久 須永
英之 杉田
篤昌 澤田
彩未 田辺
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日本電気株式会社
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a pulse discharge device and a pulse discharge method for performing pulse discharge.
  • the dischargeable electric capacity decreases as the current value increases.
  • pulse discharge in which discharge and discharge pause are alternately repeated is considered (for example, see Patent Document 1).
  • the pulse discharge device using this method controls the discharge capacity A (X, Y) based on two independent variables of a discharge time X and a rest time Y. Therefore, based on the optimal combination of X and Y determined in advance, or by measuring the voltage state during discharge, it is determined to recover 70% or more of the open circuit voltage based on the measured voltage state. Y is used.
  • An object of the present invention is to provide a pulse discharge device and a pulse discharge method that solve the above-described problems.
  • the pulse discharge device of the present invention is A controller that determines the pause time with respect to the discharge time based on a preset time ratio between the discharge time and the pause time when performing pulse discharge that alternately repeats the discharge of the chemical battery and the pause of the discharge.
  • the pulse discharge method of the present invention comprises: When performing pulse discharge that alternately repeats the discharge of the chemical battery and the pause of the discharge, a process of determining the pause time with respect to the discharge time based on a preset time ratio between the discharge time and the pause time Do.
  • This is the ratio of the pause time Y (s) to the discharge time X (s) for the four patterns of discharge time X (s) 3 (s), 15 (s), 21 (s), 30 (s). It is a graph which shows the relationship between time ratio and cell temperature (degreeC). It is a flowchart for demonstrating the pulse discharge method in the pulse discharge apparatus shown in FIG. It is a figure which shows 3rd Embodiment of the pulse discharge apparatus of this invention. It is a figure which shows an example of the time ratio memorize
  • FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a pulse discharge device of the present invention.
  • the pulse discharge device 100 in this embodiment includes a control unit 110 and a chemical battery 120.
  • FIG. 1 shows an example of main components related to the present embodiment among the components provided in the pulse discharge device 100 according to the present embodiment.
  • the control unit 110 controls pulse discharge that alternately repeats discharge of the chemical battery 120 and pause of discharge. At that time, the controller 110 determines a pause time for the discharge time based on a preset time ratio between the discharge time and the pause time.
  • the chemical battery 120 is a battery cell that discharges under the control of the control unit 110.
  • FIG. 2 is a flowchart for explaining an example of a pulse discharge method in the pulse discharge apparatus 100 shown in FIG.
  • the control unit 110 starts discharging the chemical battery 120.
  • the control unit 110 determines a pause time with respect to the discharge time based on a time ratio between the discharge time and the pause time. This time ratio is set in advance based on the characteristics of the chemical battery 120, for example.
  • control unit 110 determines whether or not the discharge time has elapsed since the start of discharge. When the discharge time has elapsed since the start of the discharge, the control unit 110 stops discharging the chemical battery 120 in step 4.
  • control unit 110 determines whether or not the pause time determined in step 2 has elapsed since the discharge was paused.
  • the control unit 110 determines whether or not a preset end voltage has been reached. If the end voltage is reached, the process ends. If the end voltage has not been reached, control unit 110 further starts discharging chemical battery 120 in step 1.
  • control unit 110 determines the rest time with respect to the discharge time using a preset time ratio, flexible battery-equipped equipment that is not bound by the discharge time can be used. (Second Embodiment)
  • FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the pulse discharge device of the present invention.
  • the pulse discharge device 101 in this embodiment includes a control unit 111 and a chemical battery 121.
  • the charging device 200 for charging the chemical battery 121 is configured to be connectable to the pulse discharging device 101.
  • FIG. 3 shows an example of main components related to the present embodiment among the components provided in the pulse discharge device 101 according to the present embodiment. That is, the other components provided in the pulse discharge device 101 in this embodiment may be components provided in a general pulse discharge device, and are not particularly defined here.
  • the control unit 111 performs control of pulse discharge that alternately repeats the discharge of the chemical battery 121 and the pause of the discharge.
  • the control unit 111 includes a storage unit 130.
  • the storage unit 130 is a storage device such as a hard disk that stores in advance the time ratio of the downtime to the discharge time of the chemical battery 121.
  • This time ratio is the optimum ratio between the discharge time and the rest time in order to reduce the decrease in the discharge capacity of the chemical battery 121 or the increase in the cell temperature, and is a value determined in advance through experiments, measurements, or the like.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a time ratio stored in the storage unit 130 illustrated in FIG.
  • the time ratio “4” of the rest time with respect to the discharge time is preset and stored. An example of how to determine the value of the time ratio will be described below.
  • the time ratio determination method described below is based on the Pseudo-two-dimension (P2D) model (M. Doyle, T. F. Fuller, and J. Newman, J. Electrochem, Soc., 140, 1526 (1993). ) Based on the results of using the cell simulation.
  • the P2D model is a physicochemical model based on the electrochemical reaction theory, and can analyze the internal behavior of the battery cell with charge / discharge with high accuracy.
  • the battery cell reproduced by the simulation is composed of a positive electrode active material composed mainly of a spinel type lithium manganese composite oxide and a negative electrode active material composed mainly of a carbon material, with a rated capacity of 32.5 Ah. Cell.
  • the discharge current was 250 A
  • the ambient temperature was room temperature (25 ° C.)
  • a discharge-pause pulse discharge was performed at a voltage of 4.2 to 3.0 V.
  • the discharge capacity here is an electric capacity that is discharged until the end voltage of 3 V is reached. From the graph shown in FIG. 5, it can be seen that these four patterns show the same tendency.
  • the dischargeable capacity increases. In particular, when the time ratio is 4 or more, 30 Ah or more (92% or more of the rated capacity) can be discharged. From this result, a value of “4 or more” is set in the storage unit 130 as the time ratio.
  • control part 111 determines the rest time with respect to discharge time based on the time ratio which the memory
  • the chemical battery 121 is a battery cell that discharges under the control of the control unit 111.
  • the chemical battery 121 may be a lithium ion battery.
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining a pulse discharge method in the pulse discharge apparatus 101 shown in FIG. 3 .
  • the control unit 111 starts discharging the chemical battery 121.
  • the control unit 111 reads the time ratio from the storage unit 130.
  • the control unit 111 determines a pause time for the discharge time based on the time ratio read from the storage unit 130.
  • the controller 111 determines whether or not the discharge time has elapsed since the start of discharge.
  • the control unit 111 stops the discharge of the chemical battery 121 in step 15.
  • step 16 the control unit 111 determines whether or not the pause time determined in step 13 has elapsed since the discharge was paused.
  • step 17 the control unit 111 determines whether or not a preset end voltage has been reached. If the end voltage is reached, the process ends. If the end voltage has not been reached, the control unit 111 further starts discharging the chemical battery 121 in step 11.
  • the discharge process is completed, charging using the charging device 200 is started at an arbitrary timing, and the chemical battery 121 is returned to a charged state in which pulse discharge is possible.
  • the pulse discharge method in the pulse discharge apparatus 101 shown in FIG. 3 will be described by taking as an example a case where the time ratio “4” is set in the storage unit 130 using the result shown in FIG.
  • the control unit 111 determines a value “120 seconds” obtained by multiplying the discharge time “30 seconds” by the time ratio “4” read from the storage unit 130 as a pause time. .
  • the control unit 111 pauses the discharge of the chemical battery 121 for 120 seconds when 30 seconds have elapsed from the start of discharge. Thereafter, the control unit 111 repeats the discharge for 30 seconds and the pause for 120 seconds until the voltage of the chemical battery 121 reaches the final voltage 3V. At this time, it is guaranteed that the discharge capacity is 30 Ah or more (92% or more of the rated capacity).
  • the pulse discharge method in the pulse discharge apparatus 101 shown in FIG. 3 will be described by taking as an example a case where the time ratio “5” is set in the storage unit 130 using the result shown in FIG.
  • the control unit 111 determines a value “150 seconds” obtained by multiplying the discharge time “30 seconds” by the time ratio “5” read from the storage unit 130 as a pause time. .
  • the control unit 111 pauses the discharge of the chemical battery 121 for 150 seconds. Thereafter, the control unit 111 repeats the discharge for 30 seconds and the pause for 150 seconds until the voltage of the chemical battery 121 reaches the final voltage 3V. At this time, it is guaranteed that the cell temperature is 40 ° C. or lower under the ambient temperature of room temperature (25 ° C.).
  • control unit 111 may not use the time ratio read from the storage unit 130 as it is, but may determine the pause time using a value equal to or greater than the value of the read time ratio.
  • the storage unit 130 may store a time ratio of the discharge time to the rest time. In that case, the control unit 111 determines a value obtained by multiplying the reciprocal of the time ratio and the discharge time as a pause time.
  • control unit 111 determines the pause time with respect to the discharge time by using a time ratio set in advance as a value for reducing a decrease in discharge capacity or a value for reducing an increase in cell temperature. Therefore, it is possible to easily set an optimum rest time for an arbitrary discharge time, and it is possible to utilize a flexible battery-equipped device that is not restricted by the discharge time. (Third embodiment)
  • FIG. 8 is a diagram showing a third embodiment of the pulse discharge device of the present invention.
  • the pulse discharge device 102 in this embodiment includes a control unit 112 and a chemical battery 121.
  • the charging device 200 for charging the chemical battery 121 is configured to be connectable to the pulse discharge device 102.
  • FIG. 8 shows an example of main components related to the present embodiment among the components provided in the pulse discharge device 102 in the present embodiment.
  • the other components provided in the pulse discharge device 102 in this embodiment may be components provided in a general pulse discharge device, and are not particularly defined here.
  • the control unit 112 performs pulse discharge control that alternately repeats the discharge of the chemical battery 121 and the pause of the discharge.
  • control unit 112 includes a storage unit 131.
  • the storage unit 131 is a storage device such as a hard disk that stores in advance the time ratio of the downtime to the discharge time of the chemical battery 121. This time ratio is the ratio between the optimum discharge time and rest time for reducing the decrease in the discharge capacity of the chemical battery 121, and the ratio between the optimum discharge time and rest time for reducing the rise in cell temperature. Yes, it is a value determined in advance through experiments and measurements.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a time ratio stored in the storage unit 131 illustrated in FIG.
  • the time ratios “4” and “5” of the rest time with respect to the discharge time are set and stored in advance as shown in FIG.
  • the time ratio “4” is a value that reduces the decrease in the discharge capacity.
  • the time ratio “5” is a value that reduces the rise in cell temperature as described with reference to FIG. 6.
  • the storage unit 131 stores two types of time ratios.
  • control part 112 determines the rest time with respect to discharge time based on the time ratio of a big value among the several time ratios which the memory
  • the chemical battery 121 is a battery cell that discharges under the control of the control unit 112.
  • the chemical battery 121 may be a lithium ion battery.
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining a pulse discharge method in pulse discharge apparatus 102 shown in FIG. 8 .
  • the control unit 112 starts discharging the chemical battery 121.
  • the control unit 112 reads the time ratio from the storage unit 131.
  • the control unit 112 reads the two time ratios from the storage unit 131.
  • the control unit 112 selects a time ratio that is a large value from among the read time ratios.
  • the control unit 112 determines a pause time for the discharge time based on the selected time ratio.
  • control unit 112 determines whether or not the discharge time has elapsed since the start of discharge.
  • the control unit 112 stops the discharge of the chemical battery 121 in step 25.
  • the control unit 112 determines whether or not the suspension time determined in step 23 has elapsed since the discharge was suspended.
  • the control unit 112 determines whether or not a preset end voltage has been reached. If the end voltage is reached, the process ends. If the end voltage has not been reached, the control unit 112 further starts discharging the chemical battery 121 in step 21.
  • the discharge process is completed, charging using the charging device 200 is started at an arbitrary timing, and the chemical battery 121 is returned to a charged state in which pulse discharge is possible.
  • the pulse discharge method in the pulse discharge device 102 shown in FIG. 8 will be described by taking as an example the case where the time ratios “4” and “5” are set in the storage unit 131 using the results shown in FIGS. explain.
  • the control unit 112 selects a large value “5” from the time ratios stored in the storage unit 131. When the discharge time is 30 seconds, the control unit 112 determines a value “150 seconds” obtained by multiplying the discharge time “30 seconds” by the selected time ratio “5” as the rest time. When 30 seconds have elapsed from the start of discharge, the control unit 112 pauses the discharge of the chemical battery 121 for 150 seconds.
  • control unit 112 repeats the discharge for 30 seconds and the pause for 150 seconds until the voltage of the chemical battery 121 reaches the final voltage 3V. At this time, it is guaranteed that the discharge capacity is 30 Ah or more (92% or more of the rated capacity) and that the cell temperature is 40 ° C. or less under the ambient temperature of room temperature (25 ° C.).
  • control unit 112 may determine the pause time using a value equal to or greater than the value of the read time ratio, instead of using the selected time ratio as it is.
  • the storage unit 131 may store a time ratio of the discharge time to the rest time. In that case, the control unit 111 selects a time ratio that is a small value among the time ratios stored in the storage unit 131, and calculates a value obtained by multiplying the reciprocal of the selected time ratio by the discharge time. Determine as.
  • the control unit 112 determines the rest time with respect to the discharge time by using a time ratio having a large value among the time ratios stored in the storage unit 131. Therefore, the rest time with respect to the discharge time can be determined using a time ratio that reduces the decrease in discharge capacity and reduces the increase in cell temperature. Thereby, it is possible to easily set an optimal pause time for an arbitrary discharge time, and it is possible to utilize a flexible battery-equipped device that is not limited by the discharge time.
  • the processing performed by each component provided in each of the pulse discharge devices 100 to 102 described above may be performed by a logic circuit that is manufactured according to the purpose. Further, a computer program (hereinafter referred to as a program) in which processing contents are described as a procedure is recorded on a recording medium that can be read by each of the pulse discharge devices 100 to 102, and the program recorded on the recording medium is stored in the pulse discharge device 100. May be read and executed by each of .about.102.
  • Recording media that can be read by each of the pulse discharge devices 100 to 102 include removable recording media such as floppy (registered trademark) disks, magneto-optical disks, DVDs (Digital Versatile Disks), CDs (Compact Discs), and the like.
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • HDD Hard Disk Drive
  • the program recorded on the recording medium is read by a CPU (Central Processing Unit) such as a control unit provided in each of the pulse discharge devices 100 to 102, and the same processing as described above is performed under the control of the CPU. Is called.
  • the CPU operates as a computer that executes a program read from a recording medium on which the program is recorded.
  • a part or all of the above embodiment can be described as in the following supplementary notes, but is not limited thereto.
  • the pause time with respect to the discharge time is set based on a preset time ratio between the discharge time and the pause time.
  • a pulse discharge device having a controller for determining.
  • the said control part is a pulse discharge apparatus of Additional remark 1 which has a memory
  • the said time ratio is a pulse discharge device of Additional remark 1 or Additional remark 2 which is a value which reduces discharge capacity fall.
  • the pulse discharge device according to supplementary note 3, wherein the time ratio is a ratio of the pause time to the discharge time of 4 or more.
  • the said time ratio is a pulse discharge apparatus of Additional remark 1 or Additional remark 2 which is a value which reduces cell temperature rise.
  • the pulse discharge device according to supplementary note 5, wherein the time ratio is such that a ratio of the pause time to the discharge time is 5 or more.
  • the pulse discharge device according to supplementary note 1 or supplementary note 2, wherein the time ratio is a value that reduces a decrease in discharge capacity and reduces a rise in cell temperature.

Abstract

化学電池（１２０）の放電と放電の休止とを交互に繰り返すパルス放電を行う際、あらかじめ設定された、放電時間と休止時間との時間比に基づいて、放電時間に対する休止時間を決定する制御部（１１０）を有する。

Description

[規則37.2に基づきISAが決定した発明の名称]　パルス放電装置およびパルス放電方法
　本発明は、パルス放電を行うパルス放電装置およびパルス放電方法に関する。
　一般的に、リチウムイオン電池に代表される化学電池を用いて連続放電を行う場合、電流値が大きくなるにつれて放電可能な電気容量が小さくなってしまう。このような大電流に対する放電可能な電気容量の低下を低減する運転方法として、放電と放電休止とを交互に繰り返し行うパルス放電が考えられている（例えば、特許文献１参照。）。この方法を用いたパルス放電装置は、放電時間Ｘと休止時間Ｙとの２つの独立変数に基づいて放電容量Ａ（Ｘ，Ｙ）を制御する。そのため、あらかじめ決められた最適なＸとＹとの組合せに基づいて、または、放電中の電圧状態を測定し、測定された電圧状態に基づいて、開回路電圧の７０％以上回復するように決定されたＹが用いられる。
特開２００４－１７１８６４号公報
　特許文献１に記載されたような運転方法では、任意の放電時間Ｘに対して最適な休止時間Ｙを求めるためには、回路が複雑になってしまうという問題点がある。
　本発明の目的は、上述した課題を解決するパルス放電装置およびパルス放電方法を提供することである。
　本発明のパルス放電装置は、
　化学電池の放電と該放電の休止とを交互に繰り返すパルス放電を行う際、あらかじめ設定された、放電時間と休止時間との時間比に基づいて、前記放電時間に対する前記休止時間を決定する制御部を有する。
　また、本発明のパルス放電方法は、
　化学電池の放電と該放電の休止とを交互に繰り返すパルス放電を行う際、あらかじめ設定された、放電時間と休止時間との時間比に基づいて、前記放電時間に対する前記休止時間を決定する処理を行う。
　以上説明したように、本発明においては、任意の放電時間に対して最適な休止時間を容易に設定することができる。
本発明のパルス放電装置の第１の実施の形態を示す図である。 図１に示したパルス放電装置におけるパルス放電方法の一例を説明するためのフローチャートである。 本発明のパルス放電装置の第２の実施の形態を示す図である。 図３に示した記憶部に記憶されている時間比の一例を示す図である。 放電時間Ｘ（ｓ）＝３（ｓ），１５（ｓ），２１（ｓ），３０（ｓ）の４つのパターンについての、放電時間Ｘ（ｓ）に対する休止時間Ｙ（ｓ）の比である時間比と放電容量（Ａｈ）との関係を示すグラフである。 放電時間Ｘ（ｓ）＝３（ｓ），１５（ｓ），２１（ｓ），３０（ｓ）の４つのパターンについての、放電時間Ｘ（ｓ）に対する休止時間Ｙ（ｓ）の比である時間比とセル温度（℃）との関係を示すグラフである。 図３に示したパルス放電装置におけるパルス放電方法を説明するためのフローチャートである。 本発明のパルス放電装置の第３の実施の形態を示す図である。 図８に示した記憶部に記憶されている時間比の一例を示す図である。 図８に示したパルス放電装置におけるパルス放電方法を説明するためのフローチャートである。
　以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
　図１は、本発明のパルス放電装置の第１の実施の形態を示す図である。
　本形態におけるパルス放電装置１００は図１に示すように、制御部１１０と、化学電池１２０とを有している。なお、図１には、本形態におけるパルス放電装置１００に設けられた構成要素のうち、本実施の形態に関わる主要な構成要素の一例を示す。
　制御部１１０は、化学電池１２０の放電と、放電の休止とを交互に繰り返すパルス放電の制御を行う。その際、制御部１１０は、あらかじめ設定された、放電時間と休止時間との時間比に基づいて、放電時間に対する休止時間を決定する。
　化学電池１２０は、制御部１１０の制御によって放電を行う電池セルである。
　以下に、図１に示したパルス放電装置１００におけるパルス放電方法について説明する。
　図２は、図１に示したパルス放電装置１００におけるパルス放電方法の一例を説明するためのフローチャートである。
　まず、ステップ１にて、制御部１１０が、化学電池１２０の放電を開始する。続いて、ステップ２にて、制御部１１０は、放電時間と休止時間との時間比に基づいて、放電時間に対する休止時間を決定する。この時間比は、例えば、化学電池１２０の特性に基づいて、あらかじめ設定されているものである。
　その後、ステップ３にて、制御部１１０は、放電を開始してから放電時間が経過したかどうかを判定する。放電を開始してから放電時間が経過すると、ステップ４にて、制御部１１０は化学電池１２０の放電を休止する。
　その後、ステップ５にて、制御部１１０は、放電を休止してから、ステップ２で決定した休止時間が経過したかどうかを判定する。放電を休止してから休止時間が経過すると、ステップ６にて、制御部１１０は、あらかじめ設定された終了電圧に達したかどうかを判定する。
　終了電圧に達した場合、処理は終了する。また、終了電圧に達していない場合は、制御部１１０は、さらにステップ１にて化学電池１２０の放電を開始する。
　このように、制御部１１０が、あらかじめ設定された時間比を用いて、放電時間に対する休止時間を決定するため、放電時間に縛られない柔軟な電池搭載機器の利活用が可能になる。
（第２の実施の形態）
　図３は、本発明のパルス放電装置の第２の実施の形態を示す図である。
　本形態におけるパルス放電装置１０１は図２に示すように、制御部１１１と、化学電池１２１とを有している。また、化学電池１２１を充電するための充電装置２００が、パルス放電装置１０１と接続可能に構成されている。なお、図３には、本形態におけるパルス放電装置１０１に設けられた構成要素のうち、本実施の形態に関わる主要な構成要素の一例を示す。つまり、本形態におけるパルス放電装置１０１に設けられた他の構成要素は、一般的なパルス放電装置に設けられた構成要素であっても良く、ここでは特に規定しない。
　制御部１１１は、化学電池１２１の放電と、放電の休止とを交互に繰り返すパルス放電の制御を行う。また、制御部１１１は、記憶部１３０を具備している。記憶部１３０は、化学電池１２１の放電時間に対する休止時間の時間比をあらかじめ記憶するハードディスク等の記憶装置である。この時間比は、化学電池１２１の放電容量の低下またはセル温度の上昇を低減するために最適な放電時間と休止時間との比であり、あらかじめ実験や測定等で決定された値である。
　図４は、図３に示した記憶部１３０に記憶されている時間比の一例を示す図である。
　図３に示した記憶部１３０には図４に示すように、放電時間に対する休止時間の時間比「４」があらかじめ設定され、記憶されている。この時間比の値の決定方法について、例を挙げて以下に説明する。
　以下に説明する時間比の決定方法は、Ｐｓｅｕｄｏ－ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ（Ｐ２Ｄ）モデル（Ｍ．Ｄｏｙｌｅ，　Ｔ．　Ｆ．　Ｆｕｌｌｅｒ，　ａｎｄ　Ｊ．　Ｎｅｗｍａｎ，　Ｊ．　Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ，　Ｓｏｃ．，　１４０，　１５２６　（１９９３）．）によるセルシミュレーションを用いて実施した結果に基づくものである。Ｐ２Ｄモデルでは、電気化学反応理論に基づく物理化学モデルであり、充放電に伴う電池セル内部の挙動を高精度に解析することができる。シミュレーションで再現する電池セルは、スピネル型リチウムマンガン複合酸化物を主成分として構成された正極活物質と、炭素材料を主成分として構成された負極活物資とから成り、定格容量は３２．５Ａｈのセルである。放電電流２５０Ａ、環境温度を室温（２５℃）とし、電圧が４．２～３．０Ｖの間で放電－休止のパルス放電を行った。
　図５は、放電時間Ｘ（ｓ）＝３（ｓ），１５（ｓ），２１（ｓ），３０（ｓ）の４つのパターンについての、放電時間Ｘ（ｓ）に対する休止時間Ｙ（ｓ）の比である時間比と放電容量（Ａｈ）との関係を示すグラフである。ここでの放電容量とは、終了電圧の３Ｖに到達するまで放電される電気容量である。
　図５に示したグラフから、これらの４つのパターンは互いに同じ傾向を示すことが分かる。４つのパターンとも時間比が大きくなるに従い、放電可能な容量は増加する。特に、時間比４以上では３０Ａｈ以上（定格容量の９２％以上）を放電できる。この結果から、記憶部１３０には、時間比として「４以上」の値が設定される。
　図６は、放電時間Ｘ（ｓ）＝３（ｓ），１５（ｓ），２１（ｓ），３０（ｓ）の４つのパターンについての、放電時間Ｘ（ｓ）に対する休止時間Ｙ（ｓ）の比である時間比とセル温度（℃）との関係を示すグラフである。なお、この関係は、環境温度が室温（２５℃）の下での測定結果である。
　図６に示したグラフから、これらの４つのパターンは互いに同じ傾向を示すことが分かる。４つのパターンとも時間比が２よりも大きくなるに従い、セル温度は下がる。特に、時間比５以上ではセル温度が４０℃以下で放電できる。この結果から、記憶部１３０には、環境温度が室温（２５℃）である場合の時間比として「５以上」の値が設定される。
　また、制御部１１１は、記憶部１３０が記憶している時間比に基づいて、放電時間に対する休止時間を決定する。具体的には、制御部１１１は、記憶部１３０から時間比を読み出し、読み出した時間比と任意の放電時間とを掛け合わせることで休止時間を決定する。
　化学電池１２１は、制御部１１１の制御によって放電を行う電池セルである。化学電池１２１は、リチウムイオン電池であっても良い。
　以下に、図３に示したパルス放電装置１０１におけるパルス放電方法について説明する。
　図７は、図３に示したパルス放電装置１０１におけるパルス放電方法を説明するためのフローチャートである。
　まず、ステップ１１にて、制御部１１１が、化学電池１２１の放電を開始する。続いて、ステップ１２にて、制御部１１１は、記憶部１３０から時間比を読み出す。そして、ステップ１３にて、制御部１１１は、記憶部１３０から読み出した時間比に基づいて、放電時間に対する休止時間を決定する。
　その後、ステップ１４にて、制御部１１１は、放電を開始してから放電時間が経過したかどうかを判定する。放電を開始してから放電時間が経過すると、ステップ１５にて、制御部１１１は化学電池１２１の放電を休止する。
　その後、ステップ１６にて、制御部１１１は、放電を休止してから、ステップ１３で決定した休止時間が経過したかどうかを判定する。放電を休止してから休止時間が経過すると、ステップ１７にて、制御部１１１は、あらかじめ設定された終了電圧に達したかどうかを判定する。
　終了電圧に達した場合、処理は終了する。また、終了電圧に達していない場合は、制御部１１１は、さらにステップ１１にて化学電池１２１の放電を開始する。
　放電処理が終了すると、任意のタイミングで充電装置２００を用いた充電が開始され、化学電池１２１がパルス放電可能な充電状態へ戻される。
　図５に示した結果を用いて記憶部１３０に時間比「４」が設定されている場合を例に挙げて、図３に示したパルス放電装置１０１におけるパルス放電方法について説明する。
　放電時間が３０秒である場合、制御部１１１は、この放電時間「３０秒」と、記憶部１３０から読み出した時間比「４」とを掛け合わせた値「１２０秒」を休止時間として決定する。制御部１１１は、放電開始から３０秒が経過すると、化学電池１２１の放電を１２０秒間、休止する。その後、制御部１１１は、化学電池１２１の電圧が終電電圧３Ｖとなるまで、３０秒間の放電と１２０秒間の休止とを繰り返す。このとき、放電容量が３０Ａｈ以上（定格容量の９２％以上）であることが保証される。
　図６に示した結果を用いて記憶部１３０に時間比「５」が設定されている場合を例に挙げて、図３に示したパルス放電装置１０１におけるパルス放電方法について説明する。
　放電時間が３０秒である場合、制御部１１１は、この放電時間「３０秒」と、記憶部１３０から読み出した時間比「５」とを掛け合わせた値「１５０秒」を休止時間として決定する。制御部１１１は、放電開始から３０秒が経過すると、化学電池１２１の放電を１５０秒間、休止する。その後、制御部１１１は、化学電池１２１の電圧が終電電圧３Ｖとなるまで、３０秒間の放電と１５０秒間の休止とを繰り返す。このとき、環境温度が室温（２５℃）の下でセル温度が４０℃以下であることが保証される。
　なお、制御部１１１は、記憶部１３０から読み出した時間比をそのまま用いるのではなく、読み出した時間比の値以上の値を用いて休止時間を決定するものであっても良い。また、変形例として、記憶部１３０は、休止時間に対する放電時間の時間比を記憶するものであっても良い。その場合、制御部１１１は、時間比の逆数と放電時間とを掛け合わせた値を休止時間として決定する。
　このように、制御部１１１が、放電容量の低下を低減させる値またはセル温度の上昇を低減する値としてあらかじめ設定された時間比を用いて、放電時間に対する休止時間を決定する。そのため、任意の放電時間に対して最適な休止時間を容易に設定することができ、放電時間に縛られない柔軟な電池搭載機器の利活用が可能になる。
（第３の実施の形態）
　図８は、本発明のパルス放電装置の第３の実施の形態を示す図である。
　本形態におけるパルス放電装置１０２は図８に示すように、制御部１１２と、化学電池１２１とを有している。また、化学電池１２１を充電するための充電装置２００が、パルス放電装置１０２と接続可能に構成されている。なお、図８には、本形態におけるパルス放電装置１０２に設けられた構成要素のうち、本実施の形態に関わる主要な構成要素の一例を示す。つまり、本形態におけるパルス放電装置１０２に設けられた他の構成要素は、一般的なパルス放電装置に設けられた構成要素であっても良く、ここでは特に規定しない。
　制御部１１２は、化学電池１２１の放電と、放電の休止とを交互に繰り返すパルス放電の制御を行う。また、制御部１１２は、記憶部１３１を具備している。記憶部１３１は、化学電池１２１の放電時間に対する休止時間の時間比をあらかじめ記憶するハードディスク等の記憶装置である。この時間比は、化学電池１２１の放電容量の低下を低減するために最適な放電時間と休止時間との比、およびセル温度の上昇を低減するために最適な放電時間と休止時間との比であり、あらかじめ実験や測定等で決定された値である。
　図９は、図８に示した記憶部１３１に記憶されている時間比の一例を示す図である。
　図８に示した記憶部１３１には図９に示すように、放電時間に対する休止時間の時間比「４」および「５」があらかじめ設定され、記憶されている。時間比「４」は、図５を用いて説明したように、放電容量の低下を低減させる値である。また、時間比「５」は、図６を用いて説明したように、セル温度上昇を低減させる値である。このように、記憶部１３１には、２種類の時間比が記憶されている。
　また、制御部１１２は、記憶部１３１が記憶している複数の時間比のうち、大きな値の時間比に基づいて、放電時間に対する休止時間を決定する。具体的には、制御部１１２は、記憶部１３１から時間比を読み出し、読み出した時間比のうち、大きな値の時間比を選択する。そして、制御部１１２は、選択した時間比と任意の放電時間とを掛け合わせることで休止時間を決定する。
　化学電池１２１は、制御部１１２の制御によって放電を行う電池セルである。化学電池１２１は、リチウムイオン電池であっても良い。
　以下に、図８に示したパルス放電装置１０２におけるパルス放電方法について説明する。
　図１０は、図８に示したパルス放電装置１０２におけるパルス放電方法を説明するためのフローチャートである。
　まず、ステップ２１にて、制御部１１２が、化学電池１２１の放電を開始する。続いて、ステップ２２にて、制御部１１２は、記憶部１３１から時間比を読み出す。ここで、記憶部１３１には、図９に示したように、２つの時間比が記憶されているため、制御部１１２は、記憶部１３１からこの２つの時間比を読み出す。制御部１１２は、読み出した時間比のうち、大きな値である時間比を選択する。そして、ステップ２３にて、制御部１１２は、選択した時間比に基づいて、放電時間に対する休止時間を決定する。
　その後、ステップ２４にて、制御部１１２は、放電を開始してから放電時間が経過したかどうかを判定する。放電を開始してから放電時間が経過すると、ステップ２５にて、制御部１１２は化学電池１２１の放電を休止する。
　その後、ステップ２６にて、制御部１１２は、放電を休止してから、ステップ２３で決定した休止時間が経過したかどうかを判定する。放電を休止してから休止時間が経過すると、ステップ２７にて、制御部１１２は、あらかじめ設定された終了電圧に達したかどうかを判定する。
　終了電圧に達した場合、処理は終了する。また、終了電圧に達していない場合は、制御部１１２は、さらにステップ２１にて化学電池１２１の放電を開始する。
　放電処理が終了すると、任意のタイミングで充電装置２００を用いた充電が開始され、化学電池１２１がパルス放電可能な充電状態へ戻される。
　図５および６に示した結果を用いて記憶部１３１に時間比「４」および「５」が設定されている場合を例に挙げて、図８に示したパルス放電装置１０２におけるパルス放電方法について説明する。
　制御部１１２は、記憶部１３１に記憶されている時間比のうち、大きな値「５」を選択する。放電時間が３０秒である場合、制御部１１２は、この放電時間「３０秒」と、選択した時間比「５」とを掛け合わせた値「１５０秒」を休止時間として決定する。制御部１１２は、放電開始から３０秒が経過すると、化学電池１２１の放電を１５０秒間、休止する。その後、制御部１１２は、化学電池１２１の電圧が終電電圧３Ｖとなるまで、３０秒間の放電と１５０秒間の休止とを繰り返す。このとき、放電容量が３０Ａｈ以上（定格容量の９２％以上）あることと、環境温度が室温（２５℃）の下でセル温度が４０℃以下であることが保証される。
　なお、制御部１１２は、選択した時間比をそのまま用いるのではなく、読み出した時間比の値以上の値を用いて休止時間を決定するものであっても良い。また、変形例として、記憶部１３１は、休止時間に対する放電時間の時間比を記憶するものであっても良い。その場合、制御部１１１は、記憶部１３１に記憶されている時間比のうち、小さな値である時間比を選択し、選択された時間比の逆数と放電時間とを掛け合わせた値を休止時間として決定する。
　このように、制御部１１２が、記憶部１３１に記憶されている時間比のうち、大きな値の時間比を用いて、放電時間に対する休止時間を決定する。そのため、放電容量の低下を低減させ、かつセル温度の上昇を低減させる時間比を用いて、放電時間に対する休止時間を決定することができる。これにより、任意の放電時間に対して最適な休止時間を容易に設定することができ、放電時間に縛られない柔軟な電池搭載機器の利活用が可能になる。
　上述したパルス放電装置１００～１０２それぞれに設けられた各構成要素が行う処理は、目的に応じてそれぞれ作製された論理回路で行うようにしても良い。また、処理内容を手順として記述したコンピュータプログラム（以下、プログラムと称する）をパルス放電装置１００～１０２それぞれにて読取可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムをパルス放電装置１００～１０２それぞれに読み込ませ、実行するものであっても良い。パルス放電装置１００～１０２それぞれにて読取可能な記録媒体とは、フロッピー（登録商標）ディスク、光磁気ディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｋ）、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ）などの移設可能な記録媒体の他、パルス放電装置１００～１０２それぞれに内蔵されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリやＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）等を指す。この記録媒体に記録されたプログラムは、パルス放電装置１００～１０２それぞれに設けられた制御部等のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）にて読み込まれ、ＣＰＵの制御によって、上述したものと同様の処理が行われる。ここで、ＣＰＵは、プログラムが記録された記録媒体から読み込まれたプログラムを実行するコンピュータとして動作するものである。
　上記の実施の形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
（付記１）化学電池の放電と該放電の休止とを交互に繰り返すパルス放電を行う際、あらかじめ設定された、放電時間と休止時間との時間比に基づいて、前記放電時間に対する前記休止時間を決定する制御部を有するパルス放電装置。
（付記２）前記制御部は、前記時間比をあらかじめ記憶する記憶部を有する、付記１に記載のパルス放電装置。
（付記３）前記時間比は、放電容量低下を低減させる値である、付記１または付記２に記載のパルス放電装置。
（付記４）前記時間比は、前記放電時間に対する前記休止時間の比が４以上である、付記３に記載のパルス放電装置。
（付記５）前記時間比は、セル温度上昇を低減させる値である、付記１または付記２に記載のパルス放電装置。
（付記６）前記時間比は、前記放電時間に対する前記休止時間の比が５以上である、付記５に記載のパルス放電装置。
（付記７）前記時間比は、放電容量低下を低減させ、かつ、セル温度上昇を低減させる値である、付記１または付記２に記載のパルス放電装置。
（付記８）前記化学電池は、リチウムイオン電池である、付記１から７のいずれか１項に記載のパルス放電装置。
（付記９）化学電池の放電と該放電の休止とを交互に繰り返すパルス放電を行う際、あらかじめ設定された、放電時間と休止時間との時間比に基づいて、前記放電時間に対する前記休止時間を決定する処理を行うパルス放電方法。
　以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
　この出願は、２０１４年６月３日に出願された日本出願特願２０１４－１１４６６９基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (9)

  1. 　化学電池の放電と該放電の休止とを交互に繰り返すパルス放電を行う際、あらかじめ設定された、放電時間と休止時間との時間比に基づいて、前記放電時間に対する前記休止時間を決定する制御部を有するパルス放電装置。
  2. 　請求項１に記載のパルス放電装置において、
    　前記制御部は、前記時間比をあらかじめ記憶する記憶部を有するパルス放電装置。
  3. 　請求項１または請求項２に記載のパルス放電装置において、
    　前記時間比は、放電容量低下を低減させる値であるパルス放電装置。
  4. 　請求項３に記載のパルス放電装置において、
    　前記時間比は、前記放電時間に対する前記休止時間の比が４以上であるパルス放電装置。
  5. 　請求項１または請求項２に記載のパルス放電装置において、
    　前記時間比は、セル温度上昇を低減させる値であるパルス放電装置。
  6. 　請求項５に記載のパルス放電装置において、
    　前記時間比は、前記放電時間に対する前記休止時間の比が５以上であるパルス放電装置。
  7. 　請求項１または請求項２に記載のパルス放電装置において、
    　前記時間比は、放電容量低下を低減させ、かつ、セル温度上昇を低減させる値であるパルス放電装置。
  8. 　請求項１から７のいずれか１項に記載のパルス放電装置において、
    　前記化学電池は、リチウムイオン電池であるパルス放電装置。
  9. 　化学電池の放電と該放電の休止とを交互に繰り返すパルス放電を行う際、あらかじめ設定された、放電時間と休止時間との時間比に基づいて、前記放電時間に対する前記休止時間を決定する処理を行うパルス放電方法。
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