JP6992275B2 - 蓄電装置 - Google Patents
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Description
また、このような問題は、車両に搭載される蓄電池に限らず、車両以外の機器に設置される蓄電池に対しても同様に起こり得る。
蓄電池(12)と、
上記蓄電池の電圧(V)を検出する電圧検出部(13)と、
上記蓄電池の電流(I)を検出する電流検出部(14)と、
上記蓄電池の充放電を制御する制御部(16)と、
を備え、
上記制御部は、上記電圧検出部で検出された電圧と上記電流検出部で検出された電流とを用いて測定される、上記蓄電池の内部抵抗(R)に関するパラメータの経時変化に基づいて、上記蓄電池の特性劣化が発生したか否かを判定し、
上記パラメータは、上記蓄電池の内部抵抗(R)の変化率として表される抵抗劣化率(H)であり、
上記制御部は、上記抵抗劣化率の今回測定値(H n )及び前回測定値(H n-1 )について、上記今回測定値から上記前回測定値を減算した減算値(ΔH n )が閾値(Hth)以下であるときに上記蓄電池の特性劣化が発生したと判定する、蓄電装置(10,110,210,410,510)、
にある。
また、本発明の他の態様は、
蓄電池(12)と、
上記蓄電池の電圧(V)を検出する電圧検出部(13)と、
上記蓄電池の電流(I)を検出する電流検出部(14)と、
上記蓄電池の充放電を制御する制御部(16)と、
を備え、
上記制御部は、上記電圧検出部で検出された電圧と上記電流検出部で検出された電流とを用いて測定される、上記蓄電池の内部抵抗(R)に関するパラメータの経時変化に基づいて、上記蓄電池の特性劣化が発生したか否かを判定し、
上記パラメータは、上記蓄電池の内部抵抗(R)の変化率として表される抵抗劣化率(H)であり、
上記制御部は、上記抵抗劣化率について今回測定値(H n )を前回測定値(H n-1 )で除した値(H n /H n-1 )の時間変化率(S n )が閾値(Sth)以下であるときに上記蓄電池の特性劣化が発生したと判定する、蓄電装置(310)、
にある。
また、本発明の他の態様は、
蓄電池(12)と、
上記蓄電池の電圧(V)を検出する電圧検出部(13)と、
上記蓄電池の電流(I)を検出する電流検出部(14)と、
上記蓄電池の充放電を制御する制御部(16)と、
を備え、
上記制御部は、上記電圧検出部で検出された電圧と上記電流検出部で検出された電流とを用いて測定される、上記蓄電池の内部抵抗(R)に関するパラメータの経時変化に基づいて、上記蓄電池の特性劣化が発生したか否かを判定し、
上記制御部は、上記パラメータの経時変化を測定する前に、上記蓄電池の充放電によってこの蓄電池の電位の変化率である電位勾配を相対的に低い低勾配領域(F L )から上記低勾配領域よりも高い高勾配領域(F H )へと変化させる回復処理を実行する、蓄電装置(410)、
にある。
これにより、パラメータが時間経過に伴って変化する様子をモニタリングして、その測定値を前回測定値と比較することによって、蓄電池の特性劣化が発生した時点で、特性劣化が発生したことを精度良く判定できる。この場合、蓄電池の個体差などのばらつきを考慮することなく各蓄電池の特性劣化を個別に判定できる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
図1に示される電源システム1は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載されるものであり、発電電力を充電して蓄えるとともに充電した電力を各電気部品へ供給する機能を有する。
なお、スイッチ21の切換制御を、電池ECU16に代えて、この電池ECU16に接続された上位ECUが主体となって実行するようにしてもよい。
即ち、内部抵抗Rは、枯渇時期taに近づくにつれて高くなり、枯渇時期taで最大値になり、添加剤12cが完全に消費されて枯渇した枯渇時期ta以降では特性が大きく変化して増加から減少に転じる。
また、抵抗劣化率Hnは、内部抵抗Rの時間t0での初期値をR0としたとき、Hn=(1-(Rn/R0))なる式によっても演算される。
換言すれば、今回測定値Hnから前回測定値Hn-1を減算した減算値ΔHn(=Hn-Hn-1)について、閾値Hthを0としたとき、ステップS106では減算値ΔHn(=Hn-Hn-1)がこの閾値以下であるか否かが判定される。
これにより、抵抗劣化率Hが時間経過に伴って変化する様子をモニタリングして、その今回測定値Hnを前回測定値Hn-1と比較することによって、蓄電池12の特性劣化が発生した時点で、特性劣化が発生したことを精度良く判定できる。この場合、蓄電池12の個体差などのばらつきを考慮することなく各蓄電池12の特性劣化を個別に判定できる。
とりわけ、抵抗劣化率Hの経時変化を測定することによって、内部抵抗R自体の経時変化を測定する場合に比べて、蓄電池12の特性劣化の変化を把握し易い。
実施形態2の電池パック110は、実施形態1と同様に図1の電源システム1を構成するものである。この電池パック110は、実施形態1の電池パック10と同様のシステム構成を有する(図1参照)一方で、測定間隔設定処理が実施形態1と相違している。
その他については、実施形態1と同様である。
なお、図8中の相関線Lを、充電率SOC別のアレニウスプロットによって表現することもできる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を奏する。
実施形態3の電池パック210は、実施形態1と同様に図1の電源システム1を構成するものである。この電池パック210は、実施形態1の電池パック10と同様のシステム構成を有する(図1参照)一方で、蓄電池12のための特性劣化判定処理が実施形態1と相違している。
その他については、実施形態1と同様である。
即ち、図9中のステップS301~S305,S307のそれぞれが、図3中のステップS101~S105,S107のそれぞれと一致している。このため、実施形態1と相違しているステップについてのみ以下に説明する。
その他、実施形態1と同様の作用効果を奏する。
実施形態4の電池パック310は、実施形態1と同様に図1の電源システム1を構成するものである。この電池パック310は、実施形態1の電池パック10と同様のシステム構成を有する(図1参照)一方で、蓄電池12のための特性劣化判定処理が実施形態1と相違している。
その他については、実施形態1と同様である。
即ち、図10中のステップS401~S405,S407のそれぞれが、図3中のステップS101~S105,S107のそれぞれと一致している。このため、実施形態1と相違しているステップについてのみ以下に説明する。
その他、実施形態1と同様の作用効果を奏する。
実施形態5の電池パック410は、実施形態1と同様に図1の電源システム1を構成するものである。この電池パック410は、実施形態1の電池パック10と同様のシステム構成を有する(図1参照)一方で、蓄電池12のための特性劣化判定処理が実施形態1と相違している。
その他については、実施形態1と同様である。
即ち、図11中のステップS501~S507のそれぞれが、図3中のステップS101~S107のそれぞれと一致している。このため、実施形態1と相違しているステップについてのみ以下に説明する。
その他、実施形態1と同様の作用効果を奏する。
実施形態6の電池パック510は、実施形態1と同様に図1の電源システム1を構成するものである。この電池パック510は、蓄電池12が直列接続された複数のセルを有する点で実施形態1と相違している。また、蓄電池12のための特性劣化判定処理が実施形態1と相違している。
その他については、実施形態1と同様である。
即ち、図15中のステップS601,S603,S607のそれぞれが、図3中のステップS101,S103,S107のそれぞれと一致している。このため、実施形態1と相違しているステップについてのみ以下に説明する。
即ち、抵抗劣化率H2について、第n回目の測定値である今回測定値H2nが、第(n-1)回目の測定値である前回測定値H2n-1以下であるか否かが判定される。抵抗劣化率H3について、第n回目の測定値である今回測定値H3nが、第(n-1)回目の測定値である前回測定値H3n-1以下であるか否かが判定される。抵抗劣化率H4について、第n回目の測定値である今回測定値H4nが、第(n-1)回目の測定値である前回測定値H4n-1以下であるか否かが判定される。
その他、実施形態1と同様の作用効果を奏する。
12 蓄電池(リチウム蓄電池)
13 電圧センサ(電圧検出部)
14 電流センサ(電流検出部)
15 温度センサ(温度検出部)
16 電池ECU(制御部)
12a 電解液
12b 電極活物質
12c 添加剤
12d,12e 被膜
FH 高勾配領域
FL 低勾配領域
H 抵抗劣化率
Hn-1 前回測定値
Hn 今回測定値
ΔHn 減算値
Hth 閾値
I 電流
R 内部抵抗
S,Sn 時間変化率
Sth 閾値
T 温度
V 電圧
Claims (9)
- 蓄電池(12)と、
上記蓄電池の電圧(V)を検出する電圧検出部(13)と、
上記蓄電池の電流(I)を検出する電流検出部(14)と、
上記蓄電池の充放電を制御する制御部(16)と、
を備え、
上記制御部は、上記電圧検出部で検出された電圧と上記電流検出部で検出された電流とを用いて測定される、上記蓄電池の内部抵抗(R)に関するパラメータの経時変化に基づいて、上記蓄電池の特性劣化が発生したか否かを判定し、
上記パラメータは、上記蓄電池の内部抵抗(R)の変化率として表される抵抗劣化率(H)であり、
上記制御部は、上記抵抗劣化率の今回測定値(H n )及び前回測定値(H n-1 )について、上記今回測定値から上記前回測定値を減算した減算値(ΔH n )が閾値(Hth)以下であるときに上記蓄電池の特性劣化が発生したと判定する、蓄電装置(10,110,210,410,510)。 - 蓄電池(12)と、
上記蓄電池の電圧(V)を検出する電圧検出部(13)と、
上記蓄電池の電流(I)を検出する電流検出部(14)と、
上記蓄電池の充放電を制御する制御部(16)と、
を備え、
上記制御部は、上記電圧検出部で検出された電圧と上記電流検出部で検出された電流とを用いて測定される、上記蓄電池の内部抵抗(R)に関するパラメータの経時変化に基づいて、上記蓄電池の特性劣化が発生したか否かを判定し、
上記パラメータは、上記蓄電池の内部抵抗(R)の変化率として表される抵抗劣化率(H)であり、
上記制御部は、上記抵抗劣化率について今回測定値(Hn)を前回測定値(Hn-1)で除した値(Hn/Hn-1)の時間変化率(Sn)が閾値(Sth)以下であるときに上記蓄電池の特性劣化が発生したと判定する、蓄電装置(310)。 - 蓄電池(12)と、
上記蓄電池の電圧(V)を検出する電圧検出部(13)と、
上記蓄電池の電流(I)を検出する電流検出部(14)と、
上記蓄電池の充放電を制御する制御部(16)と、
を備え、
上記制御部は、上記電圧検出部で検出された電圧と上記電流検出部で検出された電流とを用いて測定される、上記蓄電池の内部抵抗(R)に関するパラメータの経時変化に基づいて、上記蓄電池の特性劣化が発生したか否かを判定し、
上記制御部は、上記パラメータの経時変化を測定する前に、上記蓄電池の充放電によってこの蓄電池の電位の変化率である電位勾配を相対的に低い低勾配領域(FL)から上記低勾配領域よりも高い高勾配領域(FH)へと変化させる回復処理を実行する、蓄電装置(410)。 - 上記制御部は、上記パラメータの測定間隔を一定時間とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の蓄電装置。
- 上記制御部は、上記パラメータの測定間隔を上記蓄電池の負荷に基づいて設定する、請求項1~4のいずれか一項に記載の蓄電装置。
- 上記蓄電池の温度(T)を検出する温度検出部(15)を備え、
上記制御部は、上記温度検出部で検出された温度に応じて上記内部抵抗を補正する、請求項1~5のいずれか一項に記載の蓄電装置。 - 上記制御部は、上記蓄電池の特性劣化が発生したと判定したことを条件にこの蓄電池の使用制限を設定する、請求項1~6のいずれか一項に記載の蓄電装置。
- 上記蓄電池は、電解液(12a)が電極活物質(12b)の表面で分解反応する前に当該電極表面に被膜(12d)を形成する添加剤(12c)を電解液中に含有している、請求項1~7のいずれか一項に記載の蓄電装置。
- 上記添加剤は、ビニレンカーボネートまたはフルオロエチレンカーボネートである、請求項8に記載の蓄電装置。
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