JP7167581B2 - 二次電池装置 - Google Patents
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Description
上記複数の組電池を充電する充電器(20)が接続される充電器接続部(12)と、
上記組電池ごとの充電に関する情報である充電情報を取得する充電情報取得部(30)と、
上記充電情報取得部が取得した充電情報に基づいて、上記充電器から上記組電池への充電の優先順位を判定する優先順位判定部(40)と、
上記優先順位判定部により判定された上記優先順位に基づいて、上記複数の組電池の中で優先順位の最も高いものを優先的に充電するように上記充電器接続部と上記組電池との間の通電状態を制御する充電制御部(50)と、
上記充電器による充電により上記組電池の充電状態が所定値以上になったときに、上記組電池における上記複数の電池セル間の容量ばらつきを検出する容量ばらつき検出部(16)と、
上記容量ばらつき検出部の検出結果が上記複数の電池セル間の容量ばらつきが所定値以上であることを示すものであるときに、上記複数の電池セルにおける容量を均等化する均等化処理部(17)と、を備え、
上記充電情報取得部は、上記充電情報として、上記組電池が基準充電状態以上に充電された充電回数である優先充電回数を取得するように構成されており、
上記優先順位判定部は、上記充電情報取得部により取得された上記優先充電回数が少ない上記組電池ほど上記優先順位が高いと判定する、二次電池装置にある。
また、本発明の他の態様は、二次電池を構成する複数の電池セル(11)が互いに直列接続されてなる組電池(10)を複数有し、該複数の組電池が互いに並列接続された二次電池装置(1)であって、
上記複数の組電池を充電する充電器(20)が接続される充電器接続部(12)と、
上記組電池ごとの充電に関する情報である充電情報を取得する充電情報取得部(30)と、
上記充電情報取得部が取得した充電情報に基づいて、上記充電器から上記組電池への充電の優先順位を判定する優先順位判定部(40)と、
上記優先順位判定部により判定された上記優先順位に基づいて、上記複数の組電池の中で優先順位の最も高いものを優先的に充電するように上記充電器接続部と上記組電池との間の通電状態を制御する充電制御部(50)と、
上記充電器による充電により上記組電池の充電状態が所定値以上になったときに、上記組電池における上記複数の電池セル間の容量ばらつきを検出する容量ばらつき検出部(16)と、
上記容量ばらつき検出部の検出結果が上記複数の電池セル間の容量ばらつきが所定値以上であることを示すものであるときに、上記複数の電池セルにおける容量を均等化する均等化処理部(17)と、を備え、
上記充電情報取得部は、上記充電情報として、上記組電池ごとの前回充電終了時からの経過時間である充電後経過時間を取得するように構成されており、
上記優先順位判定部は、上記充電情報取得部により取得された上記充電後経過時間が長い上記組電池ほど上記優先順位が高いと判定する、二次電池装置にある。
上記二次電池装置の実施形態について、図1~図6を用いて説明する。
本実施形態の二次電池装置1は、図1に示すように、複数の組電池10、充電器接続部12、充電情報取得部30、優先順位判定部40、充電制御部50、容量ばらつき検出部16、均等化処理部17を備える。
複数の組電池10はそれぞれ、二次電池を構成する複数の電池セル11が直列接続されてなり、複数の組電池10は互いに並列接続されている。
充電器接続部12には、複数の組電池10を充電する充電器20が接続される。
充電情報取得部30は、組電池10ごとの充電に関する情報である充電情報を取得する。
優先順位判定部40は、充電情報取得部30が取得した充電情報に基づいて、充電器20から組電池10への充電の優先順位を判定する。
充電制御部50は、優先順位判定部40により判定された優先順位に基づいて、複数の組電池10の中で優先順位の最も高いものを優先的に充電するように充電器接続部12と組電池10との間の通電状態を制御する。
容量ばらつき検出部16は、充電器20による充電により組電池10の充電状態が所定値以上になったときに、組電池10における複数の電池セル11間の容量ばらつきを検出する。
均等化処理部17は、容量ばらつき検出部16の検出結果が複数の電池セル11間の容量ばらつきが所定値以上であることを示すものであるときに、複数の電池セル11における容量を均等化する。
本実施形態では、図1に示すように、二次電池装置1は3個の組電池10として、第1の組電池10a、第2の組電池10b及び第3の組電池10cが並列に接続されている。各組電池10は同一の構成を有しており、充電器20に接続される充電器接続部12との間の通電経路を通電状態と非通電状態とに切り替え可能なスイッチ18が備えられている。スイッチ18は、組電池10ごとに備えられており、第1の組電池10aの通電経路に備えられた第1のスイッチ18a、第2の組電池10bの通電経路に備えられた第2のスイッチ18b、第3の組電池10cの通電経路に備えられた第3のスイッチ18cを含む。そして、各組電池10は、複数の二次電池からなる電池セル11と、BMS(バッテリーマネジメントシステム)を備えている。
図3に示す充電制御のフローでは、まず、ステップS1において、充電情報取得部30が各組電池10の充電情報として、充電状態推定部15により推定された各組電池10のSOCが基準SOCX%以上となった回数である優先充電回数kを取得する。本実施形態では、基準SOCX%はSOC90%であって、図2に示すSOC-OCV曲線において電池電圧が急峻に立ち上がる変曲点Qを呈する。そして、変曲点Qは、SOC-OCV曲線が有するプラトー領域Pの最大SOCを示す点である。
図4に示す均等化制御フローはBMSにおいて組電池10ごとに行われ、上述の充電制御フローと並行して行うことができる。まず、ステップS21において、均等化処理部17が、組電池10のSOCが基準SOCX%以上であるかを判定する。組電池10のSOCが基準SOCX%以上であると判定した場合は、容量ばらつき検出部16が、当該組電池10に含まれる各電池セル11の容量を検出して比較し、容量のばらつきが所定値以上か否かを判定する。容量のばらつきが所定値以上であると判定した場合はステップS22のYesに進み、ステップS23において均等化処理部17が当該組電池10における電池セル11の容量を均等化する。
本実施形態の二次電池装置1によれば、優先順位判定部40によって充電情報取得部30が取得した充電情報に基づいて組電池10の充電の優先順位を判定する。そして、充電制御部50によって、当該優先順位に基づいて、複数の組電池10の中で優先順位の最も高いものを優先的に充電するように充電器接続部12と組電池10との間の通電状態を制御する。これにより、並列接続された複数の組電池10全体を充電する場合に比べて、優先順位の最も高いものを優先して充電することで、複数の組電池10の中に低い充電状態のままのものが発生することが抑制される。その結果、容量ばらつき検出部16により各組電池10内の電池セル11間における容量ばらつきを高精度に検出することができ、これに基づいて、均等化処理部17により当該容量ばらつきの低減を高精度に行うことができる。
上記実施形態1では、図3に示すように、ステップS2において充電制御部50は、充電情報取得部30により取得された複数の組電池10における優先充電回数kにおける最大回数kmaxと最小回数kminとの差分が所定値以上であるときに、優先順位に基づいて充電器接続部12と組電池10との間の通電状態を制御することとし、ステップS3において、充電制御部50が、優先順位が最も高い最小回数kminの組電池10を優先的に充電するように制御することとしたが、これに替えて、以下に説明する実施形態2のようにしてもよい。なお、実施形態2において、実施形態1と同等の構成要素には実施形態1と同一の符号を付してその説明を省略する。
10 組電池
11 電池セル
12 充電器接続部
15 充電状態推定部
16 容量ばらつき検出部
17 均等化処理部
18 スイッチ
20 充電器
30 充電情報取得部
40 優先順位判定部
50 充電制御部
P プラトー領域
Q 変曲点
Claims (7)
- 二次電池を構成する複数の電池セル(11)が互いに直列接続されてなる組電池(10)を複数有し、該複数の組電池が互いに並列接続された二次電池装置(1)であって、
上記複数の組電池を充電する充電器(20)が接続される充電器接続部(12)と、
上記組電池ごとの充電に関する情報である充電情報を取得する充電情報取得部(30)と、
上記充電情報取得部が取得した充電情報に基づいて、上記充電器から上記組電池への充電の優先順位を判定する優先順位判定部(40)と、
上記優先順位判定部により判定された上記優先順位に基づいて、上記複数の組電池の中で優先順位の最も高いものを優先的に充電するように上記充電器接続部と上記組電池との間の通電状態を制御する充電制御部(50)と、
上記充電器による充電により上記組電池の充電状態が所定値以上になったときに、上記組電池における上記複数の電池セル間の容量ばらつきを検出する容量ばらつき検出部(16)と、
上記容量ばらつき検出部の検出結果が上記複数の電池セル間の容量ばらつきが所定値以上であることを示すものであるときに、上記複数の電池セルにおける容量を均等化する均等化処理部(17)と、を備え、
上記充電情報取得部は、上記充電情報として、上記組電池が基準充電状態以上に充電された充電回数である優先充電回数を取得するように構成されており、
上記優先順位判定部は、上記充電情報取得部により取得された上記優先充電回数が少ない上記組電池ほど上記優先順位が高いと判定する、二次電池装置。 - 上記各組電池と上記充電器接続部との間の通電経路を通電状態と非通電状態とに切り替え可能なスイッチ(18)が備えられ、
上記充電制御部は、上記スイッチを切り替えて上記充電器から上記組電池への充電を制御する、請求項1に記載の二次電池装置。 - 上記充電制御部は、上記充電情報取得部により取得された上記複数の組電池における上記優先充電回数のうちの最大回数と最小回数との差分が所定値以上であるときに、上記優先順位に基づいて上記充電器接続部と上記組電池との間の通電状態を制御する、請求項1又は2に記載の二次電池装置。
- 二次電池を構成する複数の電池セル(11)が互いに直列接続されてなる組電池(10)を複数有し、該複数の組電池が互いに並列接続された二次電池装置(1)であって、
上記複数の組電池を充電する充電器(20)が接続される充電器接続部(12)と、
上記組電池ごとの充電に関する情報である充電情報を取得する充電情報取得部(30)と、
上記充電情報取得部が取得した充電情報に基づいて、上記充電器から上記組電池への充電の優先順位を判定する優先順位判定部(40)と、
上記優先順位判定部により判定された上記優先順位に基づいて、上記複数の組電池の中で優先順位の最も高いものを優先的に充電するように上記充電器接続部と上記組電池との間の通電状態を制御する充電制御部(50)と、
上記充電器による充電により上記組電池の充電状態が所定値以上になったときに、上記組電池における上記複数の電池セル間の容量ばらつきを検出する容量ばらつき検出部(16)と、
上記容量ばらつき検出部の検出結果が上記複数の電池セル間の容量ばらつきが所定値以上であることを示すものであるときに、上記複数の電池セルにおける容量を均等化する均等化処理部(17)と、を備え、
上記充電情報取得部は、上記充電情報として、上記組電池ごとの前回充電終了時からの経過時間である充電後経過時間を取得するように構成されており、
上記優先順位判定部は、上記充電情報取得部により取得された上記充電後経過時間が長い上記組電池ほど上記優先順位が高いと判定する、二次電池装置。 - 上記充電制御部は、上記充電情報取得部により取得された上記複数の組電池における充電後経過時間のうちの最大時間と最小時間との差分が所定値以上であるときに、上記優先順位に基づいて上記充電器から上記組電池への充電を制御する、請求項4に記載の二次電池装置。
- 上記充電制御部は、上記優先順位の最も高い上記組電池の充電を開始するときに他の上記組電池の充電を停止状態にし、上記優先順位の最も高い上記組電池の充電状態が所定の基準状態に達したと判定したときに、他の上記組電池の充電を開始するように制御する、請求項1~5のいずれか一項に記載の二次電池装置。
- 上記充電制御部は、上記優先順位に基づいて充電している上記組電池の充電状態が満充電状態になったときに上記基準状態に達したと判定する、請求項6に記載の二次電池装置。
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