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公開番号2024148815
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-18
出願番号2023062278
出願日2023-04-06
発明の名称バッテリの入出力制御方法
出願人日産自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類H02J 7/04 20060101AFI20241010BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】従来のバッテリの入出力制御では、車両の動力性能制限に伴って、充電時間が長くなったり加速性能が低下したりする虞があった。
【解決手段】多数のセルを収容した構造を有するバッテリの入出力を制御する方法であって、バッテリのセル温度とセル電圧に基づいてガス生成反応速度を算出し、ガス生成反応速度に基づいてガス総発生量を算出し、ガス総発生量に基づいて温度抑制係数を算出し、温度抑制係数に基づいて入出力制限開始温度T1及び入出力禁止温度T2を算出する入出力制御方法とし、バッテリ内部に発生する総ガス発生量を所定量以下に抑えるように制御することで、動作許容範囲を拡大し、入出力制限が発生する頻度を抑える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
多数のセルを収容した構造を有するバッテリの入出力を制御する方法であって、
前記バッテリのセル温度とセル電圧に基づいてガス生成反応速度を算出し、
前記ガス生成反応速度に基づいてガス総発生量を算出し、
前記ガス総発生量に基づいて温度抑制係数を算出し、
前記温度抑制係数に基づいて入出力制限開始温度Ｔ１及び入出力禁止温度Ｔ２を算出することを特徴とするバッテリの入出力制御方法。
続きを表示（約 620 文字）【請求項２】
前記セル内に発生する前記ガス総発生量の総発生モル数が所定値Ｍ１以上になった場合には、前記入出力制限開始温度Ｔ１及び前記入出力禁止温度Ｔ２を制限して前記ガス総発生量を抑制し、
その際、前記総発生モル数が最大許容モル数Ｍｍａｘまで到達する時間を拡大させるように、前記セル電圧及び前記セル温度の範囲に前記入出力制限開始温度Ｔ１及び前記入出力禁止温度Ｔ２を制限することを特徴とする請求項１に記載のバッテリの入出力制御方法。
【請求項３】
前記入出力制限開始温度Ｔ１及び前記入出力禁止温度Ｔ２が、前記セル電圧に基づいて設定され、及び又はバッテリの使用時間に基づく想定ガス総発生量が前記最大許容モル数Ｍｍａｘ以下となるように設定されることを特徴とする請求項２に記載のバッテリの入出力制御方法。
【請求項４】
前記ガス生成反応速度が、前記セル電圧及び前記セル温度に対して予め計測してあり、
実際の動作時の実セル電圧、実セル温度、及び実動作時間に基づいて前記ガス総発生量を算出し、前記ガス総発生量から総発生モル数を算出することを特徴とする請求項２に記載のバッテリの入出力制御方法。
【請求項５】
前記最大許容モル数Ｍｍａｘが、前記セル内の余剰体積、使用環境上想定される最低気圧及び最大温度に基づいて算出される値であることを特徴とする請求項２に記載のバッテリの入出力制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電気自動車の電源として使用されるバッテリの入出力制御方法に関するものである。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来におけるバッテリの入出力制御としては、例えば、特許文献１に記載されているものがある。特許文献１には、バッテリが上限温度に到達して出力制限が開始されるまでの時間を演算する機能を有し、バッテリの残容量があるうちに出力制限がかかるまでの残容量を予測して、容量計指示を補正するようにした制御装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第３７３３６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したような従来のバッテリの入出力制御では、バッテリが所定温度以上になると、バッテリの充電状態又はバッテリ電圧に関わらず入出力を制限して、上限温度で入出力を禁止させるため、車両の動力性能制限に伴って、充電時間が長くなったり加速性能が低下したりする虞があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたもので、バッテリ内部に発生する総ガス発生量を所定量以下に抑えるように制御することで、動作許容範囲を拡大し、入出力制限が発生する頻度を抑えることができるバッテリの入出力制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係わるバッテリの入出力制御方法は、多数のセルを収容した構造を有するバッテリの入出力を制御する方法であって、バッテリのセル温度とセル電圧に基づいてガス生成反応速度を算出し、ガス生成反応速度に基づいてガス総発生量を算出し、ガス総発生量に基づいて温度抑制係数を算出する。そして、バッテリの入出力制御方法は、温度抑制係数に基づいて入出力制限開始温度Ｔ１及び入出力禁止温度Ｔ２を算出することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係わるバッテリの入出力制御方法は、バッテリの劣化要因の一つとして高温条件でのガス発生が挙げられ、このガス発生量にはセル温度とセル電圧が関与するので、バッテリ内部に発生する総ガス発生量を所定量以下に抑えるようにバッテリの入出力を制御することで、動作許容範囲を拡大し、入出力制限の頻度を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明に係わるバッテリの入出力制御方法が適用可能な制御装置を示すブロック図である。
図１に記載のバッテリーコントローラおける入出力制御を説明するブロック図である。
図２に記載の演算器における演算工程（ｔａｂｌｅ１～４）を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明に係わるバッテリの入出力制御方法が適用可能な制御装置を示す図である。図示の制御装置は、電池パック３において、直列接続した多数のセル１を夫々収容した電池モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３と、夫々の電池モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３の電池容量（具体的には各セル１の電圧ＶＣ１～ＶＣ４）を監視する３個のセルコントローラＣＣ１，ＣＣ２，ＣＣ３とを備えている。
【００１０】
３つの電池モジュールＭ１～Ｍ３は、直列に接続され、その両端に電気自動車等のモータ５が、インバータ２を介して接続してある。リレースイッチ４は、ＯＮ、ＯＦＦ操作に
より、主電源のＯＮ・ＯＦＦを行い、電池パック３とモータ５及びインバータ２の間に接続される。
（【００１１】以降は省略されています）

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