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公開番号2025015382
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2023195430
出願日2023-11-16
発明の名称電池の運用方法、運用装置、運用システム及び運用プログラム
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類H02J 7/00 20060101AFI20250123BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】SOC幅が比較的小さいSOC範囲で電池を充電及び放電する使用態様において、電池の劣化の進行を適切に低減しつつ、電池が適切に運用される電池の運用方法を提供すること。
【解決手段】実施形態の電池の運用方法では、互いに対してずれる複数のSOC範囲の中の1つを、運用SOC範囲として選択し、運用SOC範囲として選択したSOC範囲で、電池を運用する。運用方法では、運用SOC範囲として選択するSOC範囲を、複数のSOC範囲の間で順次に切替える。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
互いに対してずれる複数のＳＯＣ範囲の中の１つを、運用ＳＯＣ範囲として選択し、前記運用ＳＯＣ範囲として選択したＳＯＣ範囲で、電池を運用することと、
前記運用ＳＯＣ範囲として選択するＳＯＣ範囲を、前記複数のＳＯＣ範囲の間で順次に切替えることと、
を具備する、電池の運用方法。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
中央ＳＯＣ値、上限ＳＯＣ値及び下限ＳＯＣ値のそれぞれが前記複数のＳＯＣ範囲の間で異なる状態に、前記複数のＳＯＣ範囲を設定することを、さらに具備する、請求項１の運用方法。
【請求項３】
前記複数のＳＯＣ範囲の設定において、第１のＳＯＣ範囲を設定するとともに、前記第１のＳＯＣ範囲の前記上限ＳＯＣ値より前記中央ＳＯＣ値が高い第２のＳＯＣ範囲、及び、前記第１のＳＯＣ範囲の前記下限ＳＯＣ値より前記中央ＳＯＣ値が低い第３のＳＯＣ範囲の少なくとも一方を設定する、請求項２の運用方法。
【請求項４】
前記複数のＳＯＣ範囲の設定において、前記上限ＳＯＣ値から前記下限ＳＯＣ値までのＳＯＣ幅を、前記複数のＳＯＣ範囲の間で同一にする、請求項２の運用方法。
【請求項５】
前記複数のＳＯＣ範囲の設定において、前記複数のＳＯＣ範囲の中で低いＳＯＣ範囲ほど、前記上限ＳＯＣ値から前記下限ＳＯＣ値までのＳＯＣ幅を大きくする、請求項２の運用方法。
【請求項６】
前記複数のＳＯＣ範囲の設定において、前記複数のＳＯＣ範囲の中で最も高い最高ＳＯＣ範囲の前記上限ＳＯＣ値を、９５％以上かつ１００％以下のいずれかのＳＯＣ値に設定すること、及び、前記複数のＳＯＣ範囲の中で最も低い最低ＳＯＣ範囲の前記下限ＳＯＣ値を、０％以上かつ５％以下のいずれかのＳＯＣ値に設定することの少なくとも一方を行う、請求項２の運用方法。
【請求項７】
前記運用ＳＯＣ範囲として選択しているＳＯＣ範囲での運用の開始時から規定期間以上経過したこと、又は、前記運用ＳＯＣ範囲として選択しているＳＯＣ範囲での運用の開始時から前記電池に入力及び出力された電力量の積算値が規定電力量以上になったことに対応させて、前記運用ＳＯＣ範囲となるＳＯＣ範囲を切替える、請求項１乃至６のいずれか１項の運用方法。
【請求項８】
車両に搭載される電池について、互いに対してずれる前記複数のＳＯＣ範囲として、車両用ＳＯＣ範囲及び非車両用ＳＯＣ範囲を設定することとをさらに具備し、
前記車両の外部への前記電池からの電力供給を許可する条件を満たさない場合は、前記車両用ＳＯＣ範囲を前記運用ＳＯＣ範囲として前記電池を運用することにより、前記車両の駆動機構に前記電池から電力を供給させ、
前記車両の前記外部への前記電池からの前記電力供給を許可する前記条件を満たす場合は、前記非車両用ＳＯＣ範囲を前記運用ＳＯＣ範囲として前記電池を運用することにより、前記車両の前記外部から前記電池へ電力を入力させるとともに、前記車両の前記外部へ前記電池から電力を供給させる、
請求項１乃至６のいずれか１項の運用方法。
【請求項９】
前記車両用ＳＯＣ範囲及び前記非車両用ＳＯＣ範囲の設定において、中央ＳＯＣ値、上限ＳＯＣ値及び下限ＳＯＣ値のそれぞれを、前記非車両用ＳＯＣ範囲に比べて前記車両用ＳＯＣ範囲で高く設定する、請求項８の運用方法。
【請求項１０】
前記車両用ＳＯＣ範囲及び前記非車両用ＳＯＣ範囲の設定において、前記車両用ＳＯＣ範囲の前記下限ＳＯＣ値を、前記非車両用ＳＯＣ範囲の前記上限ＳＯＣ値以上に設定する、請求項９の運用方法。
（【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】
本発明の実施形態は、電池の運用方法、運用装置、運用システム及び運用プログラムに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
二次電池等の電池は、使用態様等によっては、ＳＯＣ幅が５０％以下の範囲等のＳＯＣ幅が比較的小さいＳＯＣ範囲で、充電及び放電される。ＳＯＣ幅が比較的小さい特定のＳＯＣ範囲でのみ電池の充電及び放電が繰返し行われた場合、電池に用いられる電極活物質の種類によっては、ＳＯＣ０～１００％のＳＯＣ幅で充電及び放電を繰返した場合よりも電池の劣化の進行が加速する可能性がある。電池の運用では、ＳＯＣ幅が比較的小さいＳＯＣ範囲で電池を充電及び放電する使用態様でも、電池の劣化の進行を適切に低減することが、求められている。また、ＳＯＣ幅が比較的小さいＳＯＣ範囲で電池を充電及び放電する使用態様において、電池の劣化の進行を適切に低減しつつ、電池が適切に運用されることが、求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開２０２２／２２０２１４号
国際公開２０２２／２０９３４３号
国際公開２０２２／２６４６９８号
国際公開２０２１／２０５６４２号
【非特許文献】
【０００４】
Yo Kobayashi et al., “Unexpected capacity fade and recovery mechanism of LiFePO4/graphite cells for grid operation” Journal of Power Sources. 449, (2020) 227502
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、ＳＯＣ幅が比較的小さいＳＯＣ範囲で電池を充電及び放電する使用態様において、電池の劣化の進行を適切に低減しつつ、電池が適切に運用される電池の運用方法、運用装置、運用システム及び運用プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の電池の運用方法では、互いに対してずれる複数のＳＯＣ範囲の中の１つを、運用ＳＯＣ範囲として選択し、運用ＳＯＣ範囲として選択したＳＯＣ範囲で、電池を運用する。運用方法では、運用ＳＯＣ範囲として選択するＳＯＣ範囲を、複数のＳＯＣ範囲の間で順次に切替える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、実施形態に係る運用システムの一例を示す概略図である。
図２は、実施形態において運用装置の処理回路等によって設定される、複数のＳＯＣ範囲の一例を示す概略図である。
図３は、実施形態において運用装置の処理回路等によって行われる、運用ＳＯＣ範囲として選択されるＳＯＣ範囲の切替え処理の一例を示す概略図である。
図４は、実施形態において運用装置の処理回路等によって行われる、電池の運用における処理の一例を概略的に示すフローチャートである。
図５は、ある変形例に係る運用システムの一例を示す概略図である。
図６は、図５の変形例において運用装置の処理回路等によって設定される、車両用ＳＯＣ範囲及び非車両用ＳＯＣ範囲の一例を示す概略図である。
図７は、図５の変形例において運用装置の処理回路等によって行われる、電池の運用における処理の一例を概略的に示すフローチャートである。
図８は、比較例１、実施例１及び実施例２のそれぞれにおける電池容量の容量維持率の時間変化を、第１の検証での検証結果として示す概略図である。
図９は、比較例２、実施例３及び実施例４のそれぞれにおける電池容量の容量維持率の時間変化を、第２の検証での検証結果として示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態等について、図面を参照して説明する。
【０００９】
図１は、実施形態に係る運用システム１の一例を示す。運用システム１は、電池２及び運用装置３を備える。電池２は、例えば、リチウムイオン二次電池等の二次電池である。電池２は、単セル（単電池）から形成されてもよく、複数の単セルを電気的に接続することにより形成される電池モジュール又はセルブロックであってもよい。電池２が複数の単セルから形成される場合、電池２において、複数の単セルが電気的に直列に接続されてもよく、複数の単セルが電気的に並列に接続されてもよい。また、電池２において、複数の単セルが直列に接続される直列接続構造、及び、複数の単セルが並列に接続される並列接続構造の両方が形成されてもよい。また、電池２は、複数の電池モジュールが電気的に接続される電池ストリング、電池アレイ及び蓄電池のいずれかであってもよい。
【００１０】
電池２では、充電状態を示すパラメータとして、電荷量（充電量）及びＳＯＣ値が規定される。そして、電池２について、リアルタイムでの電荷量は、所定の時点における電荷量、及び、所定の時点からの電流の時間変化等に基づいて、算出される。例えば、電池２について、所定の時点からの電流の時間積算値を、所定の時点における電荷量に加算することにより、リアルタイムでの電荷量が算出される。
（【００１１】以降は省略されています）

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