JP7437605B2 - Charging control device, power storage device, charging control method - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電素子の充電方法に関する。 The present invention relates to a method of charging a power storage element.
蓄電素子の充電方法としてCCCV充電がある。CCCV充電は、蓄電素子の電圧がCV電圧となるまで定電流で充電し、その後、二次電池を定電圧で充電する方法である。下記特許文献1には、CC充電からCV充電への切り換えの際に、蓄電素子の電圧をCV電圧に精度よく一致させることを目的として、CC充電とCV充電との間に、充電電流を減少させながら充電を行う領域を設ける点が記載されている。
CCCV charging is a method of charging a power storage element. CCCV charging is a method of charging with a constant current until the voltage of the electricity storage element reaches the CV voltage, and then charging the secondary battery with a constant voltage.
リチウムイオン二次電池などの蓄電素子は、充電中に電析が起きる場合がある。電析は、リチウムなどの金属イオンが負極に析出する現象であり、負極電位の低下により発生することが知られている。 Electrode deposition may occur during charging of power storage elements such as lithium ion secondary batteries. Electrodeposition is a phenomenon in which metal ions such as lithium are deposited on a negative electrode, and is known to occur due to a decrease in negative electrode potential.
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、電析の発生を抑制することを目的とする。 The present invention was completed based on the above circumstances, and an object of the present invention is to suppress the occurrence of electrodeposition.
蓄電素子の充電制御装置は、電流制限特性により規定される電流制限値を超えないように、前記蓄電素子の充電電流の電流指令値を算出する算出部を備え、前記電流制限特性は、前記蓄電素子の電圧が、CV充電時のCV電圧より低い、第1電圧以下の第1領域では、電流制限値が一定であり、前記蓄電素子の電圧が、前記第1電圧から前記CV電圧までの第2領域では、電圧が高い程、電流制限値が減少し、前記蓄電素子の温度が第1温度の場合、前記CV電圧は第1CV電圧であり、前記蓄電素子の温度が第1温度よりも低い第2温度の場合、前記CV電圧は、前記第1CV電圧よりも低い、第2CV電圧である。 The charge control device for a power storage element includes a calculation unit that calculates a current command value of a charging current of the power storage element so as not to exceed a current limit value defined by a current limit characteristic, and the current limit characteristic In a first region where the voltage of the element is equal to or lower than the first voltage, which is lower than the CV voltage during CV charging, the current limit value is constant, and the voltage of the storage element is in the first region from the first voltage to the CV voltage. In the second region, the higher the voltage, the lower the current limit value is, and when the temperature of the power storage element is a first temperature, the CV voltage is the first CV voltage, and the temperature of the power storage element is lower than the first temperature. At a second temperature, the CV voltage is a second CV voltage that is lower than the first CV voltage.
上記構成により、電析の発生を抑制することが出来る。 With the above configuration, it is possible to suppress the occurrence of electrodeposition.
蓄電素子の充電制御装置は、電流制限特性により規定される電流制限値を超えないように、前記蓄電素子の充電電流の電流指令値を算出する算出部を備え、前記電流制限特性は、前記蓄電素子の電圧が、CV充電時のCV電圧より低い、第1電圧以下の第1領域では、電流制限値が一定であり、前記蓄電素子の電圧が、前記第1電圧から前記CV電圧までの第2領域では、電圧が高い程、電流制限値が減少し、前記蓄電素子の温度が第1温度の場合、前記CV電圧は第1CV電圧であり、前記蓄電素子の温度が第1温度よりも低い第2温度の場合、前記CV電圧は、前記第1CV電圧よりも低い、第2CV電圧である。 The charge control device for a power storage element includes a calculation unit that calculates a current command value of a charging current of the power storage element so as not to exceed a current limit value defined by a current limit characteristic, and the current limit characteristic In a first region where the voltage of the element is equal to or lower than the first voltage, which is lower than the CV voltage during CV charging, the current limit value is constant, and the voltage of the storage element is in the first region from the first voltage to the CV voltage. In the second region, the higher the voltage, the lower the current limit value is, and when the temperature of the power storage element is a first temperature, the CV voltage is the first CV voltage, and the temperature of the power storage element is lower than the first temperature. At a second temperature, the CV voltage is a second CV voltage that is lower than the first CV voltage.
この構成では、第2領域において、電流制限値が減少するため、充電時、蓄電素子が第1電圧からCV電圧に上昇する間、充電電流が減少する。そのため、蓄電素子の電析を抑制することが出来る。この構成では、電流制限特性のCV電圧が温度により異なるため、蓄電素子の温度に応じた電流制限特性を使用することで、電析の起き易さが温度に依存する場合でも、電析を抑制することが出来る。第1温度での充電に比べて、第2温度での充電中は、CV電圧が低い電圧に抑えられるので、第2温度での充電中に、電析が発生することを抑制できる。 In this configuration, since the current limit value decreases in the second region, the charging current decreases while the power storage element increases from the first voltage to the CV voltage during charging. Therefore, electrodeposition of the electricity storage element can be suppressed. In this configuration, since the CV voltage of the current limiting characteristic varies depending on the temperature, by using the current limiting characteristic according to the temperature of the storage element, electrodeposition can be suppressed even when the ease of occurrence of electrodeposition depends on temperature. You can. Since the CV voltage is suppressed to a lower voltage during charging at the second temperature compared to charging at the first temperature, it is possible to suppress the occurrence of electrodeposition during charging at the second temperature.
前記蓄電素子の温度が前記第1温度よりも高い第3温度の場合、前記CV電圧は、前記第1CV電圧よりも高い、第3CV電圧であってもよい。この構成では、第1温度での充電に比べて、第3温度での充電中は、CV電圧を高い値に設定することが出来る。そのため、第3温度において、充電可能範囲(通電可能領域)を拡げ、蓄電装置を高容量化することが出来る。 When the temperature of the electricity storage element is a third temperature higher than the first temperature, the CV voltage may be a third CV voltage higher than the first CV voltage. With this configuration, the CV voltage can be set to a higher value during charging at the third temperature than during charging at the first temperature. Therefore, at the third temperature, the chargeable range (current-carrying range) can be expanded and the capacity of the power storage device can be increased.
前記第1領域において、前記電流制限値は、前記蓄電素子の温度に依らず一定であってもよい。この構成では、第1領域の充電可能範囲(通電可能領域)を、温度によらず、一定にすることが出来る。 In the first region, the current limit value may be constant regardless of the temperature of the power storage element. With this configuration, the chargeable range (energized range) of the first region can be kept constant regardless of the temperature.
前記算出部は、前記第2領域の電流指令値を、前記電流制限特性により規定される電流制限値と過去の電流指令値とに基づいて、前記電流制限値に対して遅れを有する値に算出してもよい。この構成では、第2領域の電流指令値を、電流制限値に対して遅れた値としているので、電流指令値の変化を緩和できる。そのため、第2領域において、電流指令値の振動を抑制できる。 The calculation unit calculates the current command value in the second region to a value that lags behind the current limit value based on a current limit value defined by the current limit characteristic and a past current command value. You may. In this configuration, since the current command value in the second region is set to a value that lags behind the current limit value, changes in the current command value can be alleviated. Therefore, in the second region, vibrations in the current command value can be suppressed.
<実施形態1>
1.バッテリ50と充電装置10の説明
図1は、バッテリ50と充電装置10の電気的構成を示すブロック図である。バッテリ50は、電流遮断装置53と、複数の電池セル62からなる組電池60と、電流計測抵抗54と、管理装置100と、温度センサ115と、を備える。電池セル62は蓄電素子の一例である。電池セル62は、一例として、リチウムイオン二次電池である。
<
1. Description of
電流遮断装置53、電流計測抵抗54及び組電池60は、パワーライン55P、55Nを介して、直列に接続されている。パワーライン55Pは、正極の外部端子51と組電池60の正極とを接続するパワーラインである。パワーライン55Nは、負極の外部端子52と組電池60の負極とを接続するパワーラインである。電流遮断装置53と電流計測抵抗54は組電池60の正極側に位置し、正極側のパワーライン55Pに設けられている。
The
電流遮断装置53は、リレーなどの有接点スイッチ(機械式)やFETやトランジスタなどの半導体スイッチにより構成することが出来る。電流遮断装置53をOPENすることで、バッテリ50の電流を遮断することが出来る。
The
電流計測抵抗54は、組電池60の電流I[A]に応じた電圧を発生する。電流計測抵抗54の両端電圧の極性(正負)から放電と充電を判別できる。温度センサ115は、接触式あるいは非接触式で、組電池60の温度T[℃]を計測する。
The
管理装置100は、回路基板ユニット65に設けられている。管理装置100は、電圧検出回路110と、処理部120と、電源回路130と、を備える。電圧検出回路110は、信号線によって、各電池セル62の両端にそれぞれ接続され、各電池セル62のセル電圧V及び組電池60の総電圧を計測する。組電池60の総電圧は直列に接続された複数の電池セル62の合計電圧である。
The
処理部120は、演算機能を有するCPU121と、記憶部であるメモリ123と、を含む。処理部120は、電流計測抵抗54、電圧検出回路110、温度センサ115の出力から、組電池60の電流I、各電池セル62の電圧V、組電池60の総電圧及び温度Tを監視する。処理部120は、バッテリ50の充電制御機能を有しており、後述する電流低減領域H2において充電電流の電流指令値Ioを算出する算出処理を行う。処理部120は本発明の「算出部」の一例、管理装置は本発明の「充電制御装置」の一例である。
The
メモリ123は、フラッシュメモリやEEPROM等の不揮発性の記憶媒体である。メモリ123には、組電池60の状態を監視するための監視プログラム、及び監視プログラムの実行に必要なデータが記憶されている。
The
メモリ123には、充電電流の電流指令値Ioを算出する算出プログラム及び算出プログラムの実行に必要なデータ(図5に示す電流制限特性や過去の電流指令値など)が記憶されている。算出プログラムは、CD-ROM等の記録媒体に書き込むことが出来る。
The
充電装置10は、電流検出抵抗11と、充電回路13と、CPU15とを備え、バッテリ50の外部端子51、52に接続されている。CPU15は、充電回路13を介して、充電電流の大きさを制御する。電流検出抵抗11は、充電電流を検出するために設けられている。
The
バッテリ50は、図2に示すように、収容体71を備える。収容体71は、合成樹脂材料からなる本体73と蓋体74とを備えている。本体73は有底筒状である。本体73は、底面部75と、4つの側面部76とを備えている。4つの側面部76によって上端部分に上方開口部77が形成されている。
The
収容体71は、組電池60と回路基板ユニット65を収容する。組電池60は、複数の電池セル62を有する。電池セル62は、リチウムイオン二次電池セルでもよい。回路基板ユニット65は、組電池60の上部に配置されている。
The
蓋体74は、本体73の上方開口部77を閉鎖する。蓋体74の周囲には外周壁78が設けられている。蓋体74は、平面視略T字形の突出部79を有する。蓋体74の前部のうち、一方の隅部に正極の外部端子51が固定され、他方の隅部に負極の外部端子52が固定されている。
The
図3A及び図3Bに示すように、電池セル62は、直方体形状のケース82内に電極体83を非水電解質と共に収容したものである。ケース82は、ケース本体84と、その上方の開口部を閉鎖する蓋85とを有している。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
電極体83は、詳細については図示しないが、銅箔からなる基材に活物質を塗布した負極要素と、アルミニウム箔からなる基材に活物質を塗布した正極要素との間に、多孔性の樹脂フィルムからなるセパレータを配置したものである。これらはいずれも帯状で、セパレータに対して負極要素と正極要素とを幅方向の反対側にそれぞれ位置をずらした状態で、ケース本体84に収容可能となるように扁平状に巻回されている。
Although not shown in detail, the
正極要素には正極集電体86を介して正極端子87が、負極要素には負極集電体88を介して負極端子89がそれぞれ接続されている。正極集電体86及び負極集電体88は、平板状の台座部90と、この台座部90から延びる脚部91とからなる。台座部90には貫通孔が形成されている。脚部91は正極要素又は負極要素に接続されている。正極端子87及び負極端子89は、端子本体部92と、その下面中心部分から下方に突出する軸部93とからなる。そのうち、正極端子87の端子本体部92と軸部93とは、アルミニウム(単一材料)によって一体成形されている。負極端子89においては、端子本体部92がアルミニウム製で、軸部93が銅製であり、これらを組み付けたものである。正極端子87及び負極端子89の端子本体部92は、蓋85の両端部に絶縁材料からなるガスケット94を介して配置され、このガスケット94から外方へ露出されている。
A
蓋85は、圧力開放弁95を有している。圧力開放弁95は、図3Aに示すように、正極端子87と負極端子89の間に位置している。圧力開放弁95は、ケース82の内圧が制限値を超えた時に、開放して、ケース82の内圧を下げる。
2.バッテリの充電制御
(A)電流制限特性と電析の抑制
図4は、CCCV充電時の電池セル62の電流プロファイルIと電圧プロファイルVを示している。CCCV充電は、電池セル62がCV電圧に到達するまで定電流で充電し(CC充電)、その後、CV電圧で電池セル62を定電圧充電(CV充電)する方法である。
2. Battery Charging Control (A) Current Limiting Characteristics and Suppression of Electrodeposition FIG. 4 shows the current profile I and voltage profile V of the
CC領域の末期(CV領域への移行直前の領域)Fは、電圧が高く、かつ充電電流が大きいことから、電池セル62に電析が起き易い。電析は、充電中に、リチウム金属が負極に析出する現象であり、負極電位の低下により発生することが知られている。
In the final stage of the CC region (region immediately before transition to the CV region) F, the voltage is high and the charging current is large, so electrodeposition easily occurs in the
図5は、最大セル電圧と電流制限値との関係を示す第1電流制限特性L1である。第1電流制限特性L1は、CC領域H1、電流低減領域H2、CV領域H3の3つの領域を設けており、各領域H1~H3について、それぞれ電流制限値を定めている。最大セル電圧は、直列に接続された複数の電池セル62の最大電圧である。図5に示す第1電流制限特性L1のデータはメモリ123に記憶されている。
FIG. 5 shows a first current limit characteristic L1 showing the relationship between the maximum cell voltage and the current limit value. The first current limit characteristic L1 has three regions: a CC region H1, a current reduction region H2, and a CV region H3, and a current limit value is determined for each region H1 to H3. The maximum cell voltage is the maximum voltage of the plurality of
CC領域H1は、電池セル62の最大セル電圧がVo~Vsの領域である。CC領域H1は、バッテリ50を定電流充電(CC充電)する領域である。電流低減領域H2は、電池セル62の最大セル電圧がVs~Vcの領域である。電流低減領域H2は、セル電圧上昇に伴って充電電流を低減させながらバッテリ50を充電する領域である。CV領域H3は、最大セル電圧がVc以上の領域である。CV領域H3は、最大セル電圧がCV電圧以上となった場合に、充電を一時停止する領域である。
The CC region H1 is a region where the maximum cell voltage of the
Voは、電池セル62の最低電圧である。Vsは、Voより大きく、Vcより小さい第1電圧である。Vcは、電流制限領域H2とCV領域H3の繰り返しによる定電圧充電時(CV充電時)における、電池セル62の最大セル電圧の制御目標電圧(CV電圧)である。処理部120は、電圧検出回路110の計測値(最高セル電圧)を、Vs、Vcと比較することで、充電中、バッテリ50が3つの領域H1~H3のどこに位置しているのか、判断することが出来る。
Vo is the lowest voltage of the
CC領域H1では、電流制限値は水平な直線M1により規定される。電流制限値は、最大セル電圧に関係なく一定であり、その値は、電池セル62の最大許容電流(定格電流)Imaxである。CC領域H1は本発明の「第1領域」に相当する。
In the CC region H1, the current limit value is defined by a horizontal straight line M1. The current limit value is constant regardless of the maximum cell voltage, and its value is the maximum allowable current (rated current) Imax of the
処理部120は、バッテリ50の充電開始時に、メモリ123から図5の第1電流制限特性L1により規定される電流制限値Imaxのデータを読み出して充電装置10に送る。充電装置10は、処理部120から送信される電流制限値Imaxを超えない範囲で、充電装置10の出力電力の制約などに基づいて、充電電流の電流指令値Ioを決定し、バッテリ50をCC充電する。
When starting charging the
この例では、CC領域H1での電流指令値Ioを充電装置10で決定しているが、管理装置100で決定し、充電装置10に通知するようにしてもよい。
In this example, the current command value Io in the CC region H1 is determined by the charging
CC領域H1での充電により、電池セル62の最大セル電圧が、第1電圧Vsまで上昇すると、電流低減領域H2に移行する。
When the maximum cell voltage of the
電流低減領域H2において、電流制限値は、図5中のA点とB点を結んだ右下がりの直線M2により規定される。電流制限値は、電池セル62の最大セル電圧がVsからVcに変化する間に、最大許容電流Imaxから0に直線的に減少する。電流低減領域H2は本発明の「第2領域」に相当する。
In the current reduction region H2, the current limit value is defined by a downward-sloping straight line M2 connecting points A and B in FIG. The current limit value decreases linearly from the maximum allowable current Imax to 0 while the maximum cell voltage of the
処理部120は、電流低減領域H2において、直線M2により定まる電流制限値を上限として、充電電流の電流指令値Ioを、制御周期tnで算出する。そして、処理部120は、算出した電流指令値Ioを充電装置10に送信する。充電装置10は、処理部120から送信される電流指令値Ioに基づいて充電電流を出力し、バッテリ50を充電する。
In the current reduction region H2, the
電流低減領域H2内にて、最大セル電圧が高くなるほど、電流制限値を減少させることで、充電により、電池セル62のセル電圧がCV電圧Vc付近まで上昇した時に、電析が発生することを抑制出来る。
By reducing the current limit value as the maximum cell voltage increases within the current reduction region H2, it is possible to prevent electrodeposition from occurring when the cell voltage of the
電流低減領域H2での充電により、電池セル62の最大セル電圧がCV電圧Vcまで上昇すると、CV領域H3に移行する。CV領域H3は、本発明の「第3領域」に相当する。
When the maximum cell voltage of the
図5に示すように、CV領域H3における電流制限値は、0[A]である。そのため、CV領域H3への移行後、処理部120から充電装置10に対して、電流指令値は0[A]であることが通知される。充電装置10は、CV領域H3への移行後、バッテリ50の充電を一時停止する。充電が止まると、内部抵抗分による電圧上昇が無くなるため、電池セル62の最大セル電圧が、CV電圧Vcから下がり、電流低減領域H2に戻る。
As shown in FIG. 5, the current limit value in the CV region H3 is 0 [A]. Therefore, after the transition to the CV region H3, the
電流低減領域H2に戻ると、上記したように、処理部120は、直線M2により定まる電流制限値を上限として、電流指令値Ioを制御周期tnで算出する。そして、充電装置10は、処理部120から送信される電流指令値Ioに基づいてバッテリ50に充電電流を出力し、バッテリ50を充電する。電池セル62の最大セル電圧が、CV電圧Vcに達すると、電流低減領域H2からCV領域H3に移行する。
Returning to the current reduction region H2, as described above, the
このように、電流低減領域H2での充電とCV領域H3での充電停止を繰り返すことで、最大セル電圧をCV電圧Vcに維持しつつ、バッテリ50を定電圧充電(CV充電)することが出来る。最大セル電圧が高いほど(CV電圧Vcに近いほど)、低い電流で充電されるので、CV充電中に電析が発生することを抑制できる。
In this way, by repeating charging in the current reduction region H2 and stopping charging in the CV region H3, the
バッテリ50が満充電に近くなると、バッテリ50の充電電流は、次第に小さくなる。この例では、充電終了判定条件を一例として0.2Aとしており、充電電流が0.2A以下になると、充電を終了する。バッテリ50が満充電に近くなると、充電を停止しても、最大セル電圧がCV電圧Vcからほとんど低下しなくなり、充電停止状態が継続することになるので、充電停止状態が所定時間継続することを、充電終了条件としてもよい。
As the
(B)電流指令値の振動抑制
図6は、電池セル62のOCV曲線である。SOC(state of charge:充電状態)は、下記の(1)で示されるように、電池セル62の実容量(available capacity)Caに対する残存容量Crの比率である。OCV(open circuit voltage:開放電圧)は、電池セル62の開放電圧である。
(B) Suppression of vibration of current command value FIG. 6 is an OCV curve of the
SOC=(Cr/Ca)×100・・・・・・・・(1) SOC=(Cr/Ca)×100 (1)
OCV曲線X1は、SOCの変化量に対するOCVの変化量がほぼ平坦なプラトー領域を有している。プラトー領域とは、SOCの変化量に対するOCVの変化量が2[mV/%]以下の領域である。プラトー領域は、概ねSOCが31%から97%の範囲に位置している。SOCが31%以下の領域、97%以上の領域は、SOCの変化量に対するOCVの変化量が、プラトー領域よりも大きい高変化領域である。 The OCV curve X1 has a plateau region where the amount of change in OCV with respect to the amount of change in SOC is almost flat. The plateau region is a region where the amount of change in OCV with respect to the amount of change in SOC is 2 [mV/%] or less. The plateau region is generally located in a range of SOC from 31% to 97%. A region where the SOC is 31% or less and a region where the SOC is 97% or more are high change regions where the amount of change in OCV relative to the amount of change in SOC is larger than the plateau region.
図6にて破線で示すX2は、所定レートで充電した時の電池セル62の電圧変化を示す充電曲線である。充電曲線X2は、OCV曲線X1に対して上方に位置がずれており、SOC値が同じでも、電圧値が高い。この電圧差ΔVは、電池セル62の内部抵抗による電圧上昇分であり、充電電流の大きさに依存する。
A broken line X2 in FIG. 6 is a charging curve showing the voltage change of the
電池セル62の内部抵抗による電圧上昇は、充電電流が減少すると小さくなる。図7に示すように、電流低減領域H2内において、電池セル62の最大セル電圧がV1からV2に上昇した場合に、充電電流の電流指令値IoをI1からI2に引き下げると、内部抵抗による電圧上昇が小さくなる。そのため、電池セル62の最大セル電圧は、V2からV3に下がる。最大セル電圧がV3に下がると、充電電流の電流指令値IoはI2からI3に引き上げられることになる。
The voltage increase due to the internal resistance of the
このように、最大セル電圧の増加に伴って、充電電流Iの電流指令値Ioを下げると、最大セル電圧の上げ下げが繰り返されるため、電流指令値Ioが振動する場合がある。 In this way, when the current command value Io of the charging current I is lowered as the maximum cell voltage increases, the current command value Io may oscillate because the maximum cell voltage is repeatedly raised and lowered.
処理部120は、電流低減領域H2内において、以下の(2)演算式に従って、所定の制御周期nで、電流指令値Io_n を算出する。
The
Io_n=(1-m)×Io_n-1 + m×I_limit・・・・・・(2)
Io_n-1は、電流指令値の前回値である。I_limitは、第1電流制限特性L1により規定される最大セル電圧に対応した電流制限値である。mは、I_limitに対するIo_nの遅れの大きさを決める比率である(m<1)。
Io_n=(1-m)×Io_n -1 + m×I_limit・・・・・・(2)
Io_n -1 is the previous value of the current command value. I_limit is a current limit value corresponding to the maximum cell voltage defined by the first current limit characteristic L1. m is a ratio that determines the magnitude of the delay of Io_n with respect to I_limit (m<1).
電流指令値Io_nの計算例を示す。電流指令値の前回値がI1、最大セル電圧の現在値がV2、第1電流制限特性L1により規定される最大セル電圧V2に対応した電流制限値がI2とする。比率mが0.5の場合、電流指令値Io_nは、(I1+I2)/0.5となり、電流指令値の前回値I1と電流制限値I2の中間値となる。 An example of calculating the current command value Io_n is shown. It is assumed that the previous value of the current command value is I1, the current value of the maximum cell voltage is V2, and the current limit value corresponding to the maximum cell voltage V2 defined by the first current limit characteristic L1 is I2. When the ratio m is 0.5, the current command value Io_n is (I1+I2)/0.5, which is an intermediate value between the previous value I1 of the current command value and the current limit value I2.
(2)の演算式は、電流指令値の前回値Io_n-1と電流制限値I_limitに対して比率mに応じた重み付けを行いつつ、両値を加算することに、電流指令値Io_nを求めている。得られる電流指令値Io_nは、図5の第1電流制限特性L1により規定される電流制限値に対して、遅れを持つ。遅れは、第1電流制限特性L1により規定される電流制限値まで電流指令値が変化して無く、電流指令値が電流制限値に対して差分Δを有することである。比率mが小さいほど、遅れは大きく、比率mが1に近くなる程、遅れは小さい。 The calculation formula (2) calculates the current command value Io_n by weighting the previous value Io_n -1 of the current command value and the current limit value I_limit according to the ratio m, and adding both values. ing. The obtained current command value Io_n has a delay with respect to the current limit value defined by the first current limit characteristic L1 in FIG. The delay is that the current command value does not change to the current limit value defined by the first current limit characteristic L1, and the current command value has a difference Δ with respect to the current limit value. The smaller the ratio m is, the larger the delay is, and the closer the ratio m is to 1, the smaller the delay is.
このような遅れを持つことで、電流指令値Io_nの急峻な変化を緩和することが出来、電流指令値Ioの振動を抑制することが出来る。 By providing such a delay, it is possible to alleviate a sudden change in the current command value Io_n, and it is possible to suppress vibrations in the current command value Io.
電流指令値Ioの振動は、OCV曲線のカーブが急であるほど、顕著になる。そのため、OCV曲線のカーブ(傾きの大きさ)に応じて、比率mを異ならせるとよい。つまり、電流低減領域H2の電圧帯(Vs~Vc)において、OCV曲線のカーブが急で傾きの大きな二次電池を充電する場合には、比率mを小さするとよい。電流低減領域H2の電圧帯(Vs~Vc)において、OCV曲線のカーブが緩く傾きの小さい二次電池を充電する場合には、比率mを大きく(1に近くする)するとよい。 The oscillation of the current command value Io becomes more pronounced as the OCV curve becomes steeper. Therefore, it is preferable to vary the ratio m depending on the curve (inclination size) of the OCV curve. That is, when charging a secondary battery whose OCV curve is steep and has a large slope in the voltage band (Vs to Vc) of the current reduction region H2, it is preferable to reduce the ratio m. In the voltage band (Vs to Vc) of the current reduction region H2, when charging a secondary battery whose OCV curve is gentle and has a small slope, it is preferable to increase the ratio m (make it close to 1).
図8は、電流指令値の算出処理のフローチャートである。電流指令値Ioの算出処理は、S10~S70の7ステップから構成されており、電流低減領域H2にて、所定の制御周期tnで繰り返し実行される。制御周期tnは、一例として、1[sec]である。 FIG. 8 is a flowchart of the current command value calculation process. The calculation process of the current command value Io is composed of seven steps S10 to S70, and is repeatedly executed at a predetermined control period tn in the current reduction region H2. The control period tn is, for example, 1 [sec].
処理部120は、S10において、電圧検出回路110、電流計測抵抗54、温度センサ115の出力から、各電池セル62のセル電圧V、組電池60の総電圧、充電電流I、及び組電池60の温度Tの計測データを取得する。
In S10, the
処理部120は、S20において、計測データに異常があるか、判定する。計測データに異常がある場合(S20:YES)、エラー処理を行う。エラー処理は、例えば、充電装置10に異常を報知して、充電停止を求める処理である。
In S20, the
計測データが正常な場合(S20:NO)、S40に移行し、処理部120は、前回処理から制御周期tnが経過しているか、判定する。
If the measurement data is normal (S20: NO), the process moves to S40, and the
前回処理から制御周期tnが経過している場合(S40:YES)、S50に移行し、処理部120は、メモリ123から、図5に示す第1電流制限特性L1のデータを読み出す処理を行う。
If the control period tn has elapsed since the previous process (S40: YES), the process moves to S50, and the
第1電流制限特性L1の読み出し後、S60に移行し、処理部120は、電流指令値の前回値Io_n-1と、第1電流制限特性L1により規定される最大セル電圧に対応した電流制限値I_limitとに基づいて、上記の(2)式より、電流指令値Io_nを算出する。
After reading the first current limiting characteristic L1, the process moves to S60, and the
その後、S70に移行し、処理部120は、算出した電流指令値Io_nを、充電装置10に送信する。
Thereafter, the process moves to S70, and the
S10~S70の処理は、制御周期tnで繰り替えされ、管理装置100から充電装置10に対して、制御周期tnごとに、電流指令値Io_nが送信される。そして、充電装置10は、送信される電流指令値Io_nに基づて、電流低減領域H2の充電電流をコントロールする。
The processes of S10 to S70 are repeated at each control period tn, and the current command value Io_n is transmitted from the
図9は、左縦軸をセル電圧、右縦軸を電流、横軸を時間とした、バッテリ50の充電特性を示すグラフである。Y1は、(2)式による遅れ後の電流指令値のプロファイル、Y2は充電装置10の出力する充電電流のプロファイル、Y3は最大セル電圧のプロファイルを示している。
FIG. 9 is a graph showing the charging characteristics of the
3.電池温度と電流制限特性
電析は電池温度に依存する場合がある。例えば、リチウムイオン二次電池は、高温時に比べ、低温時は内部抵抗が高い特性を有している。そのため、低温時は、高温時に比べて、電析電圧や電析電流が低い。電析電圧は電析が起きる電圧、電析電流は電析が起きる電流である。
3. Battery temperature and current limiting characteristics Electrode deposition may depend on battery temperature. For example, a lithium ion secondary battery has a characteristic that its internal resistance is higher at low temperatures than at high temperatures. Therefore, the deposition voltage and current are lower at low temperatures than at high temperatures. The electrodeposition voltage is the voltage at which electrodeposition occurs, and the electrodeposition current is the current at which electrodeposition occurs.
図10は、最大セル電圧と電流制限値との関係を示す第2電流制限特性L2である。第2電流制限特性L2は、図5に示す第1電流制限特性L1に対して、組電池60の温度によりCV電圧Vcが異なる点が相違しており、第2電流制限特性L2は、複数の電流制限特性を有している。 FIG. 10 shows the second current limit characteristic L2 showing the relationship between the maximum cell voltage and the current limit value. The second current limiting characteristic L2 is different from the first current limiting characteristic L1 shown in FIG. It has current limiting characteristics.
図10、11に示すように、CV電圧Vcは、3パターン設定されており、3つの温度帯T1~T3に応じて、Vc1~Vc3の3段階で変化する。Vc1は、第1温度帯T1のCV電圧である。Vc2は、第2温度帯T2のCV電圧である。Vc3は、第3温度帯T3のCV電圧である。 As shown in FIGS. 10 and 11, the CV voltage Vc is set in three patterns, and changes in three stages from Vc1 to Vc3 according to the three temperature zones T1 to T3. Vc1 is a CV voltage in the first temperature zone T1. Vc2 is the CV voltage in the second temperature zone T2. Vc3 is the CV voltage in the third temperature zone T3.
温度帯T1~T3を区分する2つの閾値温度Ta、Tbは、一例として、Ta=0℃、Tb=10℃である。 The two threshold temperatures Ta and Tb that divide the temperature zones T1 to T3 are, for example, Ta=0°C and Tb=10°C.
各温度帯の温度とCV電圧の大小関係は、T2<T1<T3、Vc2<Vc1<Vc3であり、中温度帯T1のCV電圧Vc1を基準電圧として、低温度帯T2のCV電圧Vc2は基準電圧Vc1よりも低く、高温度帯T3のCV電圧Vc3は、基準電圧Vc1よりも高い。Vc1は本発明の「第1CV電圧」に相当する。Vc2は本発明の「第2CV電圧」に相当し、Vc3が「第3CV電圧」に相当する。 The magnitude relationship between the temperature and CV voltage in each temperature zone is T2<T1<T3, Vc2<Vc1<Vc3, and the CV voltage Vc1 in the middle temperature zone T1 is the reference voltage, and the CV voltage Vc2 in the low temperature zone T2 is the reference voltage. The CV voltage Vc3 in the high temperature zone T3 is lower than the voltage Vc1 and higher than the reference voltage Vc1. Vc1 corresponds to the "first CV voltage" of the present invention. Vc2 corresponds to the "second CV voltage" of the present invention, and Vc3 corresponds to the "third CV voltage".
CV電圧Vcと同様に、第1電圧Vsも、3つの温度帯T1~T3に応じて、Vs1、Vs2、Vs3の3パターン設定されている。Vs1は、第1温度帯T1の第1電圧である。Vs2は、第2温度帯の第1電圧である。Vs3は、第3温度帯T3の第1電圧である。 Similar to the CV voltage Vc, the first voltage Vs is also set in three patterns, Vs1, Vs2, and Vs3, depending on the three temperature zones T1 to T3. Vs1 is the first voltage in the first temperature zone T1. Vs2 is the first voltage in the second temperature zone. Vs3 is the first voltage in the third temperature zone T3.
各温度帯の温度と第1電圧の大小関係は、T2<T1<T3、Vs2<Vs1<Vs3であり、中温度帯T1の第1電圧Vs1を基準電圧として、低温度帯T2の第1電圧Vs2は基準電圧Vs1よりも低く、高温度帯T3の第1電圧Vs3は、基準電圧Vs1よりも高い。 The magnitude relationship between the temperature and the first voltage in each temperature zone is T2<T1<T3, Vs2<Vs1<Vs3, and with the first voltage Vs1 in the middle temperature zone T1 as the reference voltage, the first voltage in the low temperature zone T2 Vs2 is lower than the reference voltage Vs1, and the first voltage Vs3 in the high temperature zone T3 is higher than the reference voltage Vs1.
直線M21~M23は、電流低減領域H2の電流制限値を示している。直線M21は、図10中のA1点とB1点を結んだ右下がりの直線であり、第1温度帯T1における電流制限値である。直線M22は、図10中のA2点とB2点を結んだ右下がりの直線であり、第2温度帯T2における電流制限値である。直線M23は、図10中のA3点とB3点を結んだ右下がりの直線であり、第3温度帯T3における電流制限値である。A1~A3点は、電流制限値がImax、電圧がVs1~Vs3のポイントであり、B1~B3点は、電流制限値がゼロ、電圧がVc1~Vc3のポイントである。 Straight lines M21 to M23 indicate current limit values in the current reduction region H2. The straight line M21 is a right-sloping straight line connecting the points A1 and B1 in FIG. 10, and is the current limit value in the first temperature zone T1. Straight line M22 is a right-sloping straight line connecting point A2 and point B2 in FIG. 10, and is the current limit value in the second temperature zone T2. The straight line M23 is a right-sloping straight line connecting the points A3 and B3 in FIG. 10, and is the current limit value in the third temperature zone T3. Points A1 to A3 are points where the current limit value is Imax and voltages are Vs1 to Vs3, and points B1 to B3 are points where the current limit value is zero and voltages are Vc1 to Vc3.
このように、第2電流制限特性L2は、電流低減領域H2の電流制限値を決める直線が、3つの温度帯T1~T3に応じて、M21~M23の3パターン設定されている。 In this way, in the second current limiting characteristic L2, the straight lines that determine the current limiting value of the current reduction region H2 are set in three patterns M21 to M23, depending on the three temperature zones T1 to T3.
3つの直線M21~M23は、傾きが等しく横軸方向に平行移動した関係であり、低温度帯T2の直線M22は、中温度帯T1の直線M21に対して、低電圧方向(図10左側)に位置している。つまり、低温度帯T2は、中温度帯T1と比較して、電流低減領域H2それ自体が低電圧方向に移動しており、電流低減領域H2での充電中、最大セル電圧を低い電圧に制限することが出来る。そのため、低温度帯T2にて、電析の発生を抑制することが出来る。 The three straight lines M21 to M23 have the same slope and are moved in parallel in the horizontal axis direction, and the straight line M22 in the low temperature zone T2 is in the low voltage direction (left side in FIG. 10) with respect to the straight line M21 in the medium temperature zone T1. It is located in In other words, in the low temperature zone T2, compared to the medium temperature zone T1, the current reduction region H2 itself has moved toward a lower voltage, and the maximum cell voltage is limited to a lower voltage during charging in the current reduction region H2. You can. Therefore, the occurrence of electrodeposition can be suppressed in the low temperature zone T2.
高温度帯T3の直線M23は、中温度帯T1の直線M21に対して、高電圧方向(図10右側)に位置している。つまり、高温度帯T3は、中温度帯T1と比較して、電流低減領域H2それ自体が高電圧方向に移動しており、電流低減領域H2での充電中、最大セル電圧を高い電圧に維持することが出来る。そのため、高温度帯T3において、充電可能範囲(通電可能範囲)を拡げることが出来る。 The straight line M23 of the high temperature zone T3 is located in the high voltage direction (on the right side of FIG. 10) with respect to the straight line M21 of the medium temperature zone T1. In other words, in the high temperature zone T3, compared to the medium temperature zone T1, the current reduction region H2 itself moves in the high voltage direction, and the maximum cell voltage is maintained at a high voltage during charging in the current reduction region H2. You can. Therefore, in the high temperature zone T3, the chargeable range (current-carrying range) can be expanded.
第2電流制限特性L2において、CC領域H1の電流制限値は、組電池60の温度に依らず一定であり、最大許容電流Imaxである。このようにすることで、CC領域H1の充電可能範囲(通電可能領域)を、温度によらず、一定にすることが出来る。図10に示す電流制限特性のデータはメモリ123に記憶されている。
In the second current limiting characteristic L2, the current limiting value of the CC region H1 is constant regardless of the temperature of the assembled
図12は電流指令値の算出処理のフローチャートである。図12の電流指令値の算出処理は、図8の算出処理に対して、S55の処理が相違している。 FIG. 12 is a flowchart of the current command value calculation process. The current command value calculation process in FIG. 12 differs from the calculation process in FIG. 8 in the process of S55.
処理部120は、S10において、電圧検出回路110、電流計測抵抗54、温度センサ115の出力から、各電池セル62のセル電圧V、組電池60の総電圧、充電電流I、及び組電池60の温度Tの計測データを取得する。
In S10, the
処理部120は、S20において、計測データに異常があるか、判定する。計測データが正常な場合(S20:NO)、S40に移行し、処理部120は、前回処理から制御周期tnが経過しているか、判定する。
In S20, the
前回処理から制御周期tnが経過している場合(S40:YES)、S55に移行し、処理部120は、S10にて取得した組電池60の温度Tに対応する電流制限特性のデータをメモリ123から読み出す処理を行う。例えば、温度Tが第1温度帯T1に含まれている場合、CC領域H1の電流制限値として、水平な直線M1のデータが読み出され、電流低減領域H2の電流制限値として、右下がりの直線M21のデータが読み出される。
If the control period tn has elapsed since the previous process (S40: YES), the process moves to S55, and the
電流制限特性の読み出し後、S60に移行し、処理部120は、前回の電流指令値Io_n-1と、電流制限特性により規定される電流制限値I_limitとに基づいて、上記の(2)式より、電流指令値Io_nを算出する。
After reading the current limiting characteristics, the process moves to S60, and the
その後、S70に移行し、処理部120は、算出した電流指令値Io_nを、充電装置10に送信する。
Thereafter, the process moves to S70, and the
S10~S70の処理は、制御周期tnで繰り返されることから、組電池60の温度T変化があると、変化後の温度Tに応じた温度帯の電流制限特性Lが読み出される。そして、読み出した電流制限特性Lに基づいて、電流指令値Io_nが算出される。
Since the processes of S10 to S70 are repeated at the control period tn, when the temperature T of the assembled
第2電流制限特性L2は、電流低減領域H2の電流制限値を決める直線が、3つの温度帯T1~T3に応じて、M21~M23の3パターン設定されており、低温度帯T2は、中温度帯T1に比べて、電流制限値を規定する直線M2が低電圧方向に設定されている。 In the second current limit characteristic L2, the straight line that determines the current limit value of the current reduction region H2 is set in three patterns M21 to M23 according to the three temperature zones T1 to T3. Compared to the temperature zone T1, the straight line M2 that defines the current limit value is set in the lower voltage direction.
そのため、電流低減領域H2での充電中、最大セル電圧を低い電圧に制限出来るので、低温度帯T2での充電中に、電析が発生することを抑制することが出来る。 Therefore, since the maximum cell voltage can be limited to a low voltage during charging in the current reduction region H2, it is possible to suppress the occurrence of electrodeposition during charging in the low temperature zone T2.
高温度帯T3は、中温度帯T1に比べて、電流制限値を規定する直線M2が高電圧方向に設定されていることから、高温時、バッテリ50の充電可能範囲(通電可能領域)を拡げ、バッテリ50を高容量化することが出来る。
In the high temperature zone T3, since the straight line M2 that defines the current limit value is set in the high voltage direction compared to the medium temperature zone T1, the chargeable range (current-carrying region) of the
4.効果
この方法では、CC領域H1とCV領域H3の間に電流低減領域H2を設けており、充電時、電池セル62がCV電圧Vcに上昇するに連れ、充電電流が減少する。そのため、電池セル62の電析を抑制することが出来る。
4. Effects In this method, a current reduction region H2 is provided between the CC region H1 and the CV region H3, and as the
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described above and illustrated in the drawings; for example, the following embodiments are also included within the technical scope of the present invention.
(1)実施形態1、2のバッテリ50は、太陽光発電システムの蓄電装置、UPS(無停電電源装置)などの産業用、車両用など用途を問わず、広く適用できる。
(1) The
(2)実施形態1では、蓄電素子の一例として、電池セル62を例示した。蓄電素子は、キャパシタでもよい。電池セルは、リチウムイオン二次電池セルに限らず、鉛蓄電池セル、ニッケル水素電池セル、リチウム空気電池セルなど他の二次電池セルでもよい。蓄電素子は、複数を直列や直並列に接続する場合に限らず、単セルの構成でもよい。
(2) In the first embodiment, the
(3)実施形態1では、電池セル62の最大セル電圧で充電を制御する例を示したが、組電池60の総電圧で充電を制御するようにしてもよい。
(3) In the first embodiment, an example was shown in which charging is controlled by the maximum cell voltage of the
(4)リチウムイオン二次電池セルは、低温で電析が発生し易いことから、実施形態1では、温度帯T2(低温)のCV電圧Vc2を、温度帯T1(中温)のCV電圧Vc1よりも低くした。低温に限らず、一部の温度帯で電析が発生し易い電池セルの場合、その温度帯のみ、CV電圧を下げるようにしてもよい。
(4) Since lithium ion secondary battery cells are prone to electrodeposition at low temperatures, in
(5)実施形態1では、温度帯T3(高温)のCV電圧Vc3を、温度帯T1(中温)のCV電圧Vc1よりも高くした。温度帯T3(高温)のCV電圧Vc3は、温度帯T1(中温)のCV電圧Vc1と同じでもよい。 (5) In the first embodiment, the CV voltage Vc3 in the temperature zone T3 (high temperature) is set higher than the CV voltage Vc1 in the temperature zone T1 (medium temperature). The CV voltage Vc3 in the temperature zone T3 (high temperature) may be the same as the CV voltage Vc1 in the temperature zone T1 (medium temperature).
(6)実施形態1では、第2電流制限特性L2において、CV電圧Vcを、温度帯T1~T3に応じて、Vc1~Vc3の3段階で変化させた。図13に示すように、電圧が高い方向に変化する場合と低い方向に変化する場合で、閾値温度Tを変えることにより、電圧変化にヒステリシスを付けてもよい。ヒステリシスを付けることで、閾値温度付近でCV電圧Vcがチャタリング(上げ下げの繰り返し)を起こすことを抑制することが出来る。Ta1は、Vc1からVc2に変化する時の閾値温度、Ta2は、Vc2からVc1に変化する時の閾値温度である。Tb1は、Vc3からVc1に変化する時の閾値温度、Tb2は、Vc1からVc3に変化する時の閾値温度である。 (6) In the first embodiment, in the second current limiting characteristic L2, the CV voltage Vc is changed in three stages of Vc1 to Vc3 according to the temperature ranges T1 to T3. As shown in FIG. 13, hysteresis may be added to the voltage change by changing the threshold temperature T depending on whether the voltage changes in a higher direction or lower. By providing hysteresis, it is possible to suppress chattering (repetitive rise and fall) of the CV voltage Vc near the threshold temperature. Ta1 is the threshold temperature when changing from Vc1 to Vc2, and Ta2 is the threshold temperature when changing from Vc2 to Vc1. Tb1 is the threshold temperature when changing from Vc3 to Vc1, and Tb2 is the threshold temperature when changing from Vc1 to Vc3.
CV電圧Vcは、図11に示すようにステップ状の変化に限らず、図14に示すように、傾斜状に変化させてよい。CV電圧Vcは、図15に示すように、組電池60の温度に比例して連続的に変化させてもよい。
The CV voltage Vc is not limited to a stepwise change as shown in FIG. 11, but may be changed in an inclined manner as shown in FIG. The CV voltage Vc may be continuously changed in proportion to the temperature of the assembled
(7)実施形態1では、第1電流制限特性L1において、電流低減領域H2の電流制限値を1本の直線M2で規定したが、電圧上昇に伴って電流制限値が減少していれば、曲線や複数の直線で規定してもよい。第2電流制限特性L2、第3電流制限特性L3も同様である。 (7) In the first embodiment, the current limit value in the current reduction region H2 is defined by one straight line M2 in the first current limit characteristic L1, but if the current limit value decreases as the voltage increases, It may be defined by a curve or multiple straight lines. The same applies to the second current limiting characteristic L2 and the third current limiting characteristic L3.
(8)実施形態1では、組電池60の温度を温度センサ115で計測した。組電池60の複数箇所の温度を計測してもよい。図16に示すように、第1温度センサ115Aで、端部に位置する電池セル62Aの温度Tを計測し、第2温度センサ115Bで中央に位置する電池セル62Bの温度Tを計測してもよい。電池セル62Aは環境温度の影響を受けやすく、電池セル62Bは熱籠りの影響を受けやすい。環境温度の影響を受けやすい電池セル62Aの温度に基づいて、組電池60の温度が、低温側の閾値温度Taより高いか低いかを判断してもよい。熱籠りの影響を受けやすい電池セル62Bの温度に基づいて、組電池60の温度が、高温側の閾値温度Tbより高いか低いかを判断してもよい。
(8) In the first embodiment, the temperature of the assembled
(9)実施形態1では、第2電流制限特性L2において、3つの温度帯T1~T3に応じて、第1電圧Vsを異なる値とした。温度帯Tの数は3以外でもよい。 (9) In the first embodiment, in the second current limiting characteristic L2, the first voltage Vs is set to different values depending on the three temperature zones T1 to T3. The number of temperature zones T may be other than three.
(10)第1電流制限特性L1では、電流低減領域H2の電流制限値を、最大許容電流Imaxに対応するA点と、0[A]に対応するB点と、を結ぶ直線M2により規定した。電流低減領域H2の電流制限値は、図17に示す第3電流制限特性L3に示すように、最大許容電流Imaxに対応するA点と、0[A]よりも大きい所定電流値Iaと対応するC点と、を結ぶ直線M3により規定してもよい。この場合、電流低減領域H2とCV領域H3の繰り返しによるCV充電時、バッテリ50は、所定電流値Ia以上の充電電流により充電されることになる。所定電流値Iaは、充電終了判定条件に適用される電流値(実施形態1では0.2A)より小さい電流値にするとよい。所定電流値Iaを充電終了判定条件に適用される電流値より大きくすると、充電電流が判定条件に適用される電流値以上に制御されてしまうので、充電終了判定条件の検出が出来なくなる。所定電流値Iaを充電終了判定条件に適用される電流値以下にすることで、充電終了判定条件の検出が可能となる。
(10) In the first current limit characteristic L1, the current limit value in the current reduction region H2 is defined by a straight line M2 connecting point A corresponding to the maximum allowable current Imax and point B corresponding to 0 [A]. . The current limit value of the current reduction region H2 corresponds to a point A corresponding to the maximum allowable current Imax and a predetermined current value Ia larger than 0 [A], as shown in the third current limit characteristic L3 shown in FIG. It may be defined by a straight line M3 connecting point C and. In this case, during CV charging by repeating the current reduction region H2 and the CV region H3, the
(11)実施形態1では、CC領域H1、電流低減領域H2、CV領域H3の3つの領域について、電流制限値を設定した。CV領域H3にて充電を停止する場合、CV領域H3では、処理部120にて電流指令値Ioを0[A]に制御するようにしておけば、電流制限値としての設定は不要であり、電流制限特性としては、少なくとも、CC領域H1、電流低減領域H2のみの設定でもよい。
(11) In the first embodiment, current limit values are set for three regions: the CC region H1, the current reduction region H2, and the CV region H3. When charging is stopped in the CV region H3, if the current command value Io is controlled to 0 [A] in the
(12)実施形態1では、電流低減領域H2での充電とCV領域H3での充電停止を繰り返すことにより、バッテリ50を、CV電圧VcにてCV充電した。これ以外にも、CV領域H3にて、CV電圧Vcを維持するように充電電流を制御しつつ、バッテリ50をCV充電してもよい。この場合、CV領域でのCV充電中に電析が発生しないように、CV領域H3での電流制限値を設定するとよい。
(12) In the first embodiment, the
(13)実施形態1では、バッテリ50の処理部120にて電流指令値Ioを算出した。これ以外にも充電装置10で電流指令値Ioを算出してもよい。つまり、充電装置10のCPU15を充電制御装置としてもよい。この場合、充電装置10の内部メモリに電流制限特性のデータを保持しておき、処理部120から充電装置10に各電池セル62のセル電圧や組電池の温度Tのデータなど、電流指令値Ioの算出に必要なデータを送信するとよい。
(13) In the first embodiment, the
(14)実施形態1では、電流指令値を、電流制限値に対して遅れを持った値とした。遅れは、必ずしも必要はなく、無くてもよい。上記実施形態1では、(2)の計算を行うにあたり、過去の電流指令値の一例として、電流指令値の前回値を使用しているが、前々回の値など、前回値以外を使用してもよい。過去の電流指令値として、前回値と前々回値の双方を用いてもよい。 (14) In the first embodiment, the current command value is a value that lags behind the current limit value. A delay is not necessarily required and may be absent. In the first embodiment described above, when calculating (2), the previous value of the current command value is used as an example of the past current command value, but it is also possible to use a value other than the previous value, such as the value two days before good. As the past current command value, both the previous value and the value before the previous time may be used.
(15)本技術は、蓄電装置の充電制御プログラムに適用することが出来る。蓄電装置の充電制御プログラムは、コンピュータに、電流制限特性により規定される電流制限値を超えないように、前記蓄電素子の充電電流の電流指令値を算出する算出処理を実行させるプログラムである。前記電流制限特性は、前記蓄電素子の電圧が、CV充電時のCV電圧より低い、第1電圧以下の第1領域では、電流制限値が一定であり、前記蓄電素子の電圧が、前記第1電圧から前記CV電圧までの第2領域では、電圧が高い程、電流制限値が減少する。前記蓄電素子の温度が第1温度の場合、前記CV電圧は第1CV電圧であり、前記蓄電素子の温度が第1温度よりも低い第2温度の場合、前記CV電圧は、前記第1CV電圧よりも低い、第2CV電圧である。本技術は、蓄電装置の充電制御プログラムを記録した記録媒体に適用することが出来る。コンピュータは一例として処理部120である。
(15) The present technology can be applied to a charging control program for a power storage device. The charging control program for the power storage device is a program that causes a computer to execute calculation processing for calculating a current command value of the charging current of the power storage element so as not to exceed a current limit value defined by the current limit characteristic. The current limiting characteristic is such that the current limit value is constant in a first region below a first voltage, where the voltage of the electricity storage element is lower than the CV voltage during CV charging, and the voltage of the electricity storage element is lower than the first voltage. In the second region from the voltage to the CV voltage, the higher the voltage, the lower the current limit value. When the temperature of the electricity storage element is a first temperature, the CV voltage is a first CV voltage, and when the temperature of the electricity storage element is a second temperature lower than the first temperature, the CV voltage is lower than the first CV voltage. The second CV voltage is also lower. The present technology can be applied to a recording medium that records a charging control program for a power storage device. The computer is the
10 充電装置
50 バッテリ(蓄電装置)
60 組電池
62 リチウムイオン二次電池(蓄電素子)
100 管理装置(充電制御装置)
120 処理部(算出部)
H1 CC領域(第1領域)
H2 電流低減領域(第2領域)
H3 CV領域(第3領域)
L1 第1電流制限特性
L2 第2電流制限特性
L3 第3電流制限特性
10
60
100 Management device (charging control device)
120 Processing unit (calculation unit)
H1 CC area (first area)
H2 Current reduction region (second region)
H3 CV area (third area)
L1 First current limiting characteristic L2 Second current limiting characteristic L3 Third current limiting characteristic
Claims (7)
電流制限特性により規定される電流制限値を超えないように、前記蓄電素子の充電電流の電流指令値を算出する算出部を備え、
前記電流制限特性は、
前記蓄電素子の電圧が、CV充電時のCV電圧より低い、第1電圧以下の第1領域では、電流制限値が一定であり、
前記蓄電素子の電圧が、前記第1電圧から前記CV電圧までの第2領域では、電圧が高い程、電流制限値が減少し、
前記蓄電素子の温度が第1温度の場合、前記CV電圧は第1CV電圧であり、
前記蓄電素子の温度が前記第1温度よりも低い第2温度の場合、前記CV電圧は、前記第1CV電圧よりも低い、第2CV電圧であり、
前記CV電圧が前記第2CV電圧である時の前記第1電圧は、前記CV電圧が前記第1CV電圧である時の前記第1電圧よりも低い、充電制御装置。 A charging control device for a power storage element,
comprising a calculation unit that calculates a current command value of the charging current of the electricity storage element so as not to exceed a current limit value defined by the current limit characteristic;
The current limiting characteristic is
In a first region where the voltage of the electricity storage element is lower than the first voltage, which is lower than the CV voltage during CV charging, the current limit value is constant;
In a second region where the voltage of the electricity storage element is from the first voltage to the CV voltage, the higher the voltage, the lower the current limit value,
When the temperature of the electricity storage element is a first temperature, the CV voltage is a first CV voltage,
When the temperature of the electricity storage element is a second temperature lower than the first temperature, the CV voltage is a second CV voltage lower than the first CV voltage,
The first voltage when the CV voltage is the second CV voltage is lower than the first voltage when the CV voltage is the first CV voltage .
前記蓄電素子の温度が前記第1温度よりも高い第3温度の場合、
前記CV電圧は、前記第1CV電圧よりも高い、第3CV電圧であり、
前記CV電圧が前記第3CV電圧である時の前記第1電圧は、前記CV電圧が前記第1CV電圧である時の前記第1電圧よりも高い、充電制御装置。 The charging control device according to claim 1,
When the temperature of the electricity storage element is a third temperature higher than the first temperature,
The CV voltage is a third CV voltage higher than the first CV voltage ,
The first voltage when the CV voltage is the third CV voltage is higher than the first voltage when the CV voltage is the first CV voltage .
前記第1領域において、前記電流制限値は、前記蓄電素子の温度に依らず一定である、充電制御装置。 The charging control device according to claim 1 or 2,
In the first region, the current limit value is constant regardless of the temperature of the power storage element.
前記算出部は、前記第2領域の電流指令値を、前記電流制限特性により規定される電流制限値と過去の電流指令値とに基づいて、前記電流制限値に対して遅れを有する値に算出する、充電制御装置。 The charging control device according to any one of claims 1 to 3,
The calculation unit calculates the current command value in the second region to a value that lags behind the current limit value based on a current limit value defined by the current limit characteristic and a past current command value. charging control device.
請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の充電制御装置と、を備える、蓄電装置。 A power storage element,
A power storage device comprising the charging control device according to any one of claims 1 to 4.
電流制限特性により規定される電流制限値を超えないように、前記蓄電素子の充電電流の電流指令値を算出する算出ステップを有し、
前記電流制限特性は、
前記蓄電素子の電圧が、CV充電時のCV電圧より低い、第1電圧以下の第1領域では、電流制限値が一定であり、
前記蓄電素子の電圧が、前記第1電圧から前記CV電圧までの第2領域では、電圧が高い程、電流制限値が減少し、
前記蓄電素子の温度が第1温度の場合、前記CV電圧は第1CV電圧であり、前記蓄電素子の温度が前記第1温度よりも低い第2温度の場合、前記CV電圧は、前記第1CV電圧よりも低い、第2CV電圧であり、
前記CV電圧が前記第2CV電圧である時の前記第1電圧は、前記CV電圧が前記第1CV電圧である時の前記第1電圧よりも低い、充電制御方法。 A charging control method for a power storage element, the method comprising:
a calculation step of calculating a current command value of a charging current of the electricity storage element so as not to exceed a current limit value defined by a current limit characteristic;
The current limiting characteristic is
In a first region where the voltage of the electricity storage element is lower than the first voltage, which is lower than the CV voltage during CV charging, the current limit value is constant;
In a second region where the voltage of the electricity storage element is from the first voltage to the CV voltage, the higher the voltage, the lower the current limit value,
When the temperature of the electricity storage element is a first temperature, the CV voltage is the first CV voltage, and when the temperature of the electricity storage element is a second temperature lower than the first temperature, the CV voltage is the first CV voltage. a second CV voltage lower than
The first voltage when the CV voltage is the second CV voltage is lower than the first voltage when the CV voltage is the first CV voltage .
前記蓄電素子の温度が前記第1温度よりも高い第3温度の場合、
前記CV電圧は、前記第1CV電圧よりも高い、第3CV電圧であり、
前記CV電圧が前記第3CV電圧である時の前記第1電圧は、前記CV電圧が前記第1CV電圧である時の前記第1電圧よりも高い、充電制御方法。 The charging control method according to claim 6,
When the temperature of the electricity storage element is a third temperature higher than the first temperature,
The CV voltage is a third CV voltage higher than the first CV voltage,
The first voltage when the CV voltage is the third CV voltage is higher than the first voltage when the CV voltage is the first CV voltage .
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