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公開番号2025012899
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023116076
出願日2023-07-14
発明の名称蓄電池監視システム、及び制御プログラム
出願人株式会社デンソー,株式会社SOKEN
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02J 7/00 20060101AFI20250117BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】蓄電池の各通電における前後の通電との間隔が短い場合であっても、蓄電池の満充電容量の推定に用いる所定パラメータを正確に取得する。
【解決手段】蓄電池監視システム(10)では、蓄電池(31,61)と、変換回路(40,70)とを備える蓄電池モジュール(30,60)が、充電装置(29)及び負荷(21)に並列に複数接続されている。パラメータ取得部(16c)は、満充電容量を推定する推定蓄電池の通電開始前及び通電終了後に所定パラメータを取得する。制御部(16b)は、蓄電池に対する通電要求を入力した時に、満充電容量を推定しない非推定蓄電池の少なくとも1つの通電を開始する一方、通電要求を入力した時から所定時間経過後に、推定蓄電池において所定パラメータを取得した後に通電を開始し、推定蓄電池の通電時間が非推定蓄電池の通電時間よりも短くなるように、推定蓄電池及び非推定蓄電池に対応する変換回路を制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
蓄電池（３１，６１，９１）と、前記蓄電池から１次側端子対（４１，４２，７１，７２）に入力された電力を変換して２次側端子対（４７，４８，７７，７８）から出力する変換回路（４０，７０，１００）とを備える蓄電池モジュール（３０，６０，９０）が、充電装置（２９）及び負荷（２１）の少なくとも一方に並列に複数接続される蓄電池監視システム（１０，２１０）であって、
満充電容量を推定する前記蓄電池である推定蓄電池の通電開始前及び通電終了後に、前記推定蓄電池の満充電容量の推定に用いる所定パラメータを取得するパラメータ取得部（１６ｃ，３１ａ，５１，６１ａ，９１ａ）と、
複数の前記蓄電池モジュールの前記変換回路をそれぞれ制御することにより、複数の前記蓄電池モジュールの前記蓄電池の通電状態をそれぞれ制御する制御部（１６ｂ）と、を備え、
前記制御部は、複数の前記蓄電池に対する通電要求を入力した時に、満充電容量を推定しない前記蓄電池である非推定蓄電池の少なくとも１つの通電を開始する一方、前記通電要求を入力した時から所定時間経過後に、前記推定蓄電池において前記所定パラメータを前記パラメータ取得部により取得した後に通電を開始し、前記通電要求に対する前記推定蓄電池の通電時間が前記通電要求に対する前記非推定蓄電池の通電時間よりも短くなるように、前記推定蓄電池に対応する前記変換回路及び前記非推定蓄電池に対応する前記変換回路を制御する、蓄電池監視システム。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記所定パラメータは、前記推定蓄電池に電流が流れていないとみなすことができる時間が前記所定時間以上である場合に計測される前記推定蓄電池の開回路電圧、又は前記開回路電圧に基づいて算出される前記推定蓄電池の充電率である、請求項１に記載の蓄電池監視システム。
【請求項３】
複数の前記蓄電池モジュールは、前記充電装置に並列に接続されており、
複数の前記蓄電池に対する前記通電要求は、複数の前記蓄電池に対する充電要求であり、
前記制御部は、前記充電要求に対する前記推定蓄電池の充電時間が前記充電要求に対する前記非推定蓄電池の充電時間よりも短くなるように、前記推定蓄電池に対応する前記変換回路及び前記非推定蓄電池に対応する前記変換回路を制御することで、複数の前記蓄電池の充電開始から充電終了までにおいて、前記推定蓄電池に流れる電流の平均値を前記非推定蓄電池に流れる電流の平均値よりも大きくする、請求項１又は２に記載の蓄電池監視システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記推定蓄電池に対応する前記変換回路及び前記非推定蓄電池に対応する前記変換回路を制御することで、前記推定蓄電池の充電終了タイミングを前記非推定蓄電池の充電終了タイミングよりも早くする、請求項３に記載の蓄電池監視システム。
【請求項５】
前記変換回路の前記１次側端子対に前記蓄電池の正極及び負極がそれぞれ接続され、前記変換回路の前記２次側端子対に前記蓄電池が直列接続されている、請求項３に記載の蓄電池監視システム。
【請求項６】
前記制御部は、前記非推定蓄電池の少なくとも１つの充電を開始してから、前記推定蓄電池の充電を開始するまで、前記推定蓄電池に流れる電流を０に近づけるように、前記推定蓄電池に対応する前記変換回路を制御する、請求項５に記載の蓄電池監視システム。
【請求項７】
前記制御部は、前記推定蓄電池の充電開始から充電終了まで、前記推定蓄電池に対応する前記変換回路から前記推定蓄電池に印加される電圧が、前記非推定蓄電池に対応する前記変換回路から前記非推定蓄電池に印加される電圧よりも高くなるように、前記推定蓄電池に対応する前記変換回路及び前記非推定蓄電池に対応する前記変換回路を制御する、請求項５に記載の蓄電池監視システム。
【請求項８】
前記制御部は、複数の前記蓄電池の充電開始から充電終了までにおいて、前記非推定蓄電池の出力電圧と、前記推定蓄電池の出力電圧との電圧差が所定電圧差よりも大きい場合に、前記非推定蓄電池及び前記推定蓄電池のうち出力電圧が低い方に含まれる少なくとも１つの蓄電池に入力される電力あるいは電流を現在よりも増加させる又は前記非推定蓄電池及び前記推定蓄電池のうち出力電圧が高い方に含まれる少なくとも１つの蓄電池に入力される電力あるいは電流を現在よりも減少させるように、前記推定蓄電池に対応する前記変換回路及び前記非推定蓄電池に対応する前記変換回路を制御する、請求項５に記載の蓄電池監視システム。
【請求項９】
前記制御部は、複数の前記蓄電池のうち最も劣化していると予測される蓄電池、及び複数の前記蓄電池のうち満充電容量を算出していない期間が最も長い蓄電池の少なくとも一方を、前記推定蓄電池に選択する、請求項１又は２に記載の蓄電池監視システム。
【請求項１０】
前記制御部は、各蓄電池の通電可能電力及び前記蓄電池監視システムの通電可能電力に基づいて、前記非推定蓄電池の通電開始時に前記推定蓄電池に選択する前記蓄電池の数を決定する、請求項１又は２に記載の蓄電池監視システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池監視システムに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、負荷に対して並列に接続される複数の電池ブロックのうち、満充電容量を推定する電池ブロック（以下、「推定電池ブロック」という）を分極が解消するまで並列接続から切り離すとともにそれ以外の電池ブロックにより放電又は充電を行い、推定電池ブロックの分極解消後の充電前の電圧を取得し、推定ブロックに所定の充電量が充電された後に、推定電池ブロックの充電後の分極解消後の電圧を取得するシステムがある（特許文献１参照）。特許文献１に記載のシステムは、取得した充電前及び充電後の推定電池ブロックの分極解消後の電圧（所定パラメータ）からそれぞれ充電前及び充電後の充電率（所定パラメータ）を求め、それらの値と前記所定の充電量とから、満充電容量を推定している。特許文献１に記載のシステムによれば、推定電池ブロック以外の電池ブロックの使用に支障を与えることなく、推定電池ブロックの分極の解消時間が確保され、推定電池ブロックの満充電容量を正確に推定することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－１１５１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載のシステムでは、推定電池ブロックの充電（通電）前に分極を解消するための放置時間（以下、「分極解消時間」という）を確保した分、推定電池ブロックに所定の充電量を充電し終える充電終了タイミングが遅くなる。このため、複数の電池ブロックの充電後すぐに複数の電池ブロックが放電に使用される場合に、推定電池ブロックの充電後に分極解消時間を確保することが困難である。
【０００５】
また、放電（通電）前及び放電後の充電率を求め、それらの値と所定の放電量とから、満充電容量を推定する場合も、同様の問題が生じ得る。すなわち、推定電池ブロックの放電前に分極解消時間を確保し、複数の電池ブロックの放電後すぐに複数の電池ブロックが充電に使用される場合に、推定電池ブロックの放電後に分極解消時間を確保することが困難である。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、蓄電池監視システムにおいて、蓄電池の各通電における前後の通電との間隔が短い場合であっても、蓄電池の満充電容量の推定に用いる所定パラメータを正確に取得することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための第１の手段は、
蓄電池（３１，６１，９１）と、前記蓄電池から１次側端子対（４１，４２，７１，７２）に入力された電力を変換して２次側端子対（４７，４８，７７，７８）から出力する変換回路（４０，７０，１００）とを備える蓄電池モジュール（３０，６０，９０）が、充電装置（２９）及び負荷（２１）の少なくとも一方に並列に複数接続される蓄電池監視システム（１０，２１０）であって、
満充電容量を推定する前記蓄電池である推定蓄電池の通電開始前及び通電終了後に、前記推定蓄電池の満充電容量の推定に用いる所定パラメータを取得するパラメータ取得部（１６ｃ，３１ａ，５１，６１ａ，９１ａ）と、
複数の前記蓄電池モジュールの前記変換回路をそれぞれ制御することにより、複数の前記蓄電池モジュールの前記蓄電池の通電状態をそれぞれ制御する制御部（１６ｂ）と、を備え、
前記制御部は、複数の前記蓄電池に対する通電要求を入力した時に、満充電容量を推定しない前記蓄電池である非推定蓄電池の少なくとも１つの通電を開始する一方、前記通電要求を入力した時から所定時間経過後に、前記推定蓄電池において前記所定パラメータを前記パラメータ取得部により取得した後に通電を開始し、前記通電要求に対する前記推定蓄電池の通電時間が前記通電要求に対する前記非推定蓄電池の通電時間よりも短くなるように、前記推定蓄電池に対応する前記変換回路及び前記非推定蓄電池に対応する前記変換回路を制御する。
【０００８】
上記構成によれば、電力供給システムでは、蓄電池と、前記蓄電池から１次側端子対に入力された電力を変換して２次側端子対から出力する変換回路とを備える蓄電池モジュールが、充電装置及び負荷の少なくとも一方に並列に複数接続される。このため、蓄電池を充電装置により充電（通電）したり、蓄電池から負荷へ放電（通電）したりすることができる。
【０００９】
パラメータ取得部は、推定蓄電池の通電開始前及び通電終了後に、前記推定蓄電池の満充電容量の推定に用いる所定パラメータを取得する。所定パラメータを正確に取得するためには、所定パラメータの取得前に、推定蓄電池において分極解消時間を確保する必要がある。また、制御部は、複数の前記蓄電池モジュールの前記変換回路をそれぞれ制御することにより、複数の前記蓄電池モジュールの前記蓄電池の通電状態をそれぞれ制御することができる。
【００１０】
ここで、前記制御部は、複数の前記蓄電池に対する通電要求を入力した時に、非推定蓄電池の少なくとも１つの通電を開始する。このため、非推定蓄電池の少なくとも１つにより、複数の前記蓄電池に対する通電要求に応じることができる。一方、前記制御部は、前記通電要求を入力した時から所定時間経過後に、前記推定蓄電池において前記所定パラメータを前記パラメータ取得部により取得した後に通電を開始する。このため、推定蓄電池において、通電要求を入力した時の直前の通電終了タイミングから通電要求を入力した時までの間隔が短かったとしても、所定パラメータを取得する前に推定蓄電池の分極解消時間として所定時間を確保することができる。そして、所定パラメータを取得した後に推定蓄電池の通電を開始することができる。ただし、推定蓄電池の通電開始タイミングは、非推定蓄電池の通電開始タイミングよりも遅くなる。
（【００１１】以降は省略されています）

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