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JP2023047092A - Charging method for battery - Google Patents

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JP2023047092A JP2021156024A JP2021156024A JP2023047092A JP 2023047092 A JP2023047092 A JP 2023047092A JP 2021156024 A JP2021156024 A JP 2021156024A JP 2021156024 A JP2021156024 A JP 2021156024A JP 2023047092 A JP2023047092 A JP 2023047092A
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Abstract

To execute charging properly even when an estimated battery capacity has a large error.SOLUTION: A charging method for a battery includes steps of: estimating a capacity deterioration coefficient that shows a degree of capacity deterioration of the battery; calculating a time degradation coefficient that shows a degree of time degradation of the battery; and calculating a limit current value on the basis of the smaller one of the capacity deterioration coefficient and the time degradation coefficient and charging the battery with the calculated limit current value.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、電池の充電方法に関する。 The present invention relates to a battery charging method.

特許文献1には、電池の状態(使用履歴、劣化状態)に基づいて、充電時の最大充電電流値を算出することが開示されている。 Patent Literature 1 discloses calculating the maximum charging current value during charging based on the state of the battery (usage history, deterioration state).

特開2017-108604号公報JP 2017-108604 A

特許文献1に記載の構成では、電池の劣化状態を考慮して充電時の電流値を算出しているものの、電池の劣化状態を正確に把握することは難しい。そのため、電池容量の推定誤差が大きく、容量劣化状態の推定精度が低い場合には、充電電流値が許容電流値を超過してしまい、あるいは予め必要以上に許容電流値を制限することになるので、適切な充電を行うことができない虞がある。 In the configuration described in Patent Document 1, although the current value during charging is calculated in consideration of the state of deterioration of the battery, it is difficult to accurately grasp the state of deterioration of the battery. Therefore, if the battery capacity estimation error is large and the capacity deterioration state estimation accuracy is low, the charging current value will exceed the allowable current value, or the allowable current value will be limited in advance more than necessary. , there is a possibility that appropriate charging cannot be performed.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、電池容量の推定誤差が大きい場合でも適切な充電を行うことができる電池の充電方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a battery charging method capable of appropriately charging a battery even when the battery capacity estimation error is large.

本発明は、電池の充電方法であって、前記電池の容量劣化の度合を示す容量劣化係数を推定するステップと、前記電池の経時劣化の度合いを示す経時劣化係数を算出するステップと、前記容量劣化係数と前記経時劣化係数とのうち小さい方の係数に基づいて制限電流値を算出し、その算出した制限電流値で前記電池の充電を行うステップとを含むことを特徴とする。 The present invention is a battery charging method, comprising the steps of estimating a capacity deterioration coefficient indicating the degree of deterioration of the capacity of the battery; calculating the aging deterioration coefficient indicating the degree of deterioration of the battery over time; calculating a limited current value based on the smaller one of the deterioration coefficient and the temporal deterioration coefficient, and charging the battery with the calculated limited current value.

本発明では、容量劣化係数と経時劣化係数とのうち小さい方の係数を用いて充電電流値を設定するので、電池容量の推定誤差が大きい場合でも適切な充電を行うことができる。電池容量の推定誤差が大きく、容量劣化係数が実際の劣化状態よりも大きな値に推定された場合には、小さい方の係数である経時劣化係数を用いて制限電流値を算出するため、電池の劣化状態に応じた適切な充電を行うことが可能である。 In the present invention, since the charging current value is set using the smaller one of the capacity deterioration coefficient and the deterioration coefficient over time, appropriate charging can be performed even when the battery capacity estimation error is large. If the battery capacity estimation error is large and the capacity deterioration coefficient is estimated to be larger than the actual deterioration state, the smaller coefficient, the aging deterioration coefficient, is used to calculate the limiting current value. Appropriate charging according to the state of deterioration can be performed.

図1は、実施形態における充電システムを模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a charging system according to an embodiment. 図2は、電池温度が25℃の場合の許容電流値マップを示すマップ図である。FIG. 2 is a map diagram showing an allowable current value map when the battery temperature is 25.degree. 図3は、推定誤差がない時の容量維持率と容量劣化係数との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the capacity retention rate and the capacity deterioration coefficient when there is no estimation error. 図4は、推定誤差X%時の容量維持率と容量劣化係数との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the capacity retention rate and the capacity deterioration coefficient when the estimation error is X %. 図5は、推定誤差10%時の容量維持率と容量劣化係数との関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the capacity retention rate and the capacity deterioration coefficient when the estimation error is 10%. 図6は、容量推定の推定誤差を反映した容量維持率と容量劣化係数との関係を示すマップ図である。FIG. 6 is a map diagram showing the relationship between the capacity maintenance rate reflecting the estimation error of capacity estimation and the capacity deterioration coefficient. 図7は、経時劣化係数マップを示すマップ図である。FIG. 7 is a map diagram showing a temporal deterioration coefficient map. 図8は、電池の充電方法を示すフローチャート図である。FIG. 8 is a flow chart showing a battery charging method. 図9は、容量劣化係数と経時劣化係数とを併用した場合を示すマップ図である。FIG. 9 is a map diagram showing a case where the capacity deterioration coefficient and the aging deterioration coefficient are used together.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態における電池の充電方法について具体的に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, a battery charging method according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to embodiment described below.

図1は、実施形態における充電システムを模式的に示す図である。充電システム1は、電池2の充電を行う際に、電池2と充電器3とが電気的に接続された状態となる。この充電システム1は、充電制御装置10を備え、充電時に充電制御装置10が充電電流値を制御する。 FIG. 1 is a diagram schematically showing a charging system according to an embodiment. When the charging system 1 charges the battery 2, the battery 2 and the charger 3 are electrically connected. This charging system 1 includes a charging control device 10, and the charging control device 10 controls a charging current value during charging.

電池2は、二次電池であり、例えばリチウムイオン電池などにより構成されている。この電池2は、複数の電池セルにより構成された組電池である。放電時、電池2に蓄えられた電力がモータなどに供給される。充電時、充電システム1では充電器3を介して外部電源から供給される電力が電池2に蓄えられる。 The battery 2 is a secondary battery, and is composed of, for example, a lithium ion battery. The battery 2 is an assembled battery composed of a plurality of battery cells. During discharging, the electric power stored in the battery 2 is supplied to a motor or the like. During charging, in charging system 1 , power supplied from an external power supply via charger 3 is stored in battery 2 .

充電器3は、外部電源の電力を電池2に供給することができる装置である。電池2の充電を行う場合、電池2を搭載する装置に充電器3を取り付け、充電器3を介して電池2と外部電源とが電気的に接続される。電池2の充電を行わない場合、電池2を搭載する装置から充電器3を取り外すことが可能である。 Charger 3 is a device capable of supplying power from an external power source to battery 2 . When charging the battery 2 , the battery 2 is electrically connected to an external power supply via the charger 3 by attaching the charger 3 to the device on which the battery 2 is mounted. When the battery 2 is not to be charged, the charger 3 can be removed from the device in which the battery 2 is mounted.

充電システム1では、図1に示すように、電池2を搭載する装置に設けられた第1接続部21に、充電器3に設けられた第2接続部31が接続される。第1接続部21は、電池2側の接続部であって、電池2の正極に接続された正極側接続部21aと、電池2の負極に接続された負極側接続部21bとを含む。第2接続部31は、充電器3側の接続部であって、第1接続部21の正極側接続部21aに接続される正極側接続部31aと、第1接続部21の負極側接続部21bに接続される負極側接続部31bとを含む。そして、電池2側の正極側接続部21aと充電器3側の正極側接続部31aとが接続され、かつ電池2側の負極側接続部21bと充電器3側の負極側接続部31bとが接続されることにより、充電時の電気回路が形成される。 In the charging system 1 , as shown in FIG. 1 , a second connection portion 31 provided in the charger 3 is connected to a first connection portion 21 provided in a device in which the battery 2 is mounted. The first connection portion 21 is a connection portion on the battery 2 side and includes a positive electrode side connection portion 21 a connected to the positive electrode of the battery 2 and a negative electrode side connection portion 21 b connected to the negative electrode of the battery 2 . The second connection portion 31 is a connection portion on the charger 3 side, and includes a positive electrode side connection portion 31 a connected to the positive electrode side connection portion 21 a of the first connection portion 21 and a negative electrode side connection portion of the first connection portion 21 . 21b, and a negative electrode side connection portion 31b connected to 21b. Then, the positive electrode side connection portion 21a on the battery 2 side and the positive electrode side connection portion 31a on the charger 3 side are connected, and the negative electrode side connection portion 21b on the battery 2 side and the negative electrode side connection portion 31b on the charger 3 side are connected. The connection forms an electrical circuit during charging.

例えば電池2を搭載した装置が車両である場合、電池2は車載バッテリであり、充電器3が充電スタンドなどの充電設備である。この場合、放電時には電池2に蓄えられた電力を走行用モータに供給することができる。充電時には、充電器3に設けられた充電ケーブルが、車両に設けられた充電ポートに接続されることにより、電池2と外部電源とが電気的に接続されて充電可能状態となる。これにより、外部電源から供給される電力を電池2に充電することができる。 For example, if the device equipped with the battery 2 is a vehicle, the battery 2 is a vehicle-mounted battery, and the charger 3 is charging equipment such as a charging station. In this case, the electric power stored in the battery 2 can be supplied to the driving motor during discharging. At the time of charging, a charging cable provided in the charger 3 is connected to a charging port provided in the vehicle, whereby the battery 2 and the external power source are electrically connected and ready for charging. Thereby, the battery 2 can be charged with the power supplied from the external power source.

充電制御装置10は、電池2の状態に基づいて充電電流値を制御する電子制御装置である。この電子制御装置は、CPU、RAM、ROM、入出力インターフェースを備えたマイクロコンピュータを含んで構成されている。そのため、充電制御装置10はROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。例えば、充電制御装置10は、電池2を搭載した装置に設けられている。 The charging control device 10 is an electronic control device that controls the charging current value based on the state of the battery 2 . This electronic control unit includes a microcomputer having a CPU, a RAM, a ROM, and an input/output interface. Therefore, the charging control device 10 performs signal processing according to a program pre-stored in the ROM. For example, the charging control device 10 is provided in a device on which the battery 2 is mounted.

また、充電制御装置10には、各種センサからの信号が入力される。例えば、電池2の電圧と温度とを検出する電圧・温度検出装置4や、充電時の電流値を検出する電流検出装置5からの信号が充電制御装置10に入力される。電圧・温度検出装置4は、電池2が複数のセルにより構成されている場合、各セルの電圧と温度とをそれぞれ検出する。電流検出装置5は、電池2と充電器3とが電気的に接続された電気回路を流れる電流の値を検出する。この電流検出装置5は、図1に示すよう、電池2の負極側に配置されており、充電器3側から電池2に流れ込む電流の値を検出する。 Signals from various sensors are input to the charging control device 10 . For example, signals from a voltage/temperature detection device 4 that detects the voltage and temperature of the battery 2 and a current detection device 5 that detects a current value during charging are input to the charging control device 10 . When the battery 2 is composed of a plurality of cells, the voltage/temperature detector 4 detects the voltage and temperature of each cell. Current detection device 5 detects the value of the current flowing through the electric circuit in which battery 2 and charger 3 are electrically connected. This current detection device 5 is arranged on the negative electrode side of the battery 2 as shown in FIG. 1, and detects the value of the current flowing into the battery 2 from the charger 3 side.

そして、充電制御装置10は、電圧・温度検出装置4および電流検出装置5から入力された信号に基づいて充電制御を実行する。すなわち、充電制御装置10は、現在の電池2の状態に応じた充電制御を実行する。充電制御は、充電電流値が電池2の許容電流値Idcを超えない範囲で充電を行うための制御である。充電制御装置10は、充電中に現在の電池2の状態に応じた所望の電流値に充電電流値を制御する。その際、充電制御装置10は、充電電流値を制御するために、充電器3に制御信号を出力する。 Then, charging control device 10 executes charging control based on signals input from voltage/temperature detecting device 4 and current detecting device 5 . That is, the charging control device 10 executes charging control according to the current state of the battery 2 . The charging control is a control for charging within a range in which the charging current value does not exceed the allowable current value Idc of the battery 2 . The charging control device 10 controls the charging current value to a desired current value according to the current state of the battery 2 during charging. At that time, charging control device 10 outputs a control signal to charger 3 in order to control the charging current value.

図1に示すように、充電制御装置10は、演算部11を備えている。 As shown in FIG. 1 , the charging control device 10 includes a computing section 11 .

演算部11は、電圧・温度検出装置4により検出した電池2の電圧と温度とに基づいて、電池2の充電状態であるSOC(State of charge)を算出する。電圧・温度検出装置4によって充電中の電池2の電圧と温度とを検出できるため、演算部11は充電中の電池2の電圧と温度とに基づいた現在のSOCを算出することができる。 The calculation unit 11 calculates the state of charge (SOC) of the battery 2 based on the voltage and temperature of the battery 2 detected by the voltage/temperature detection device 4 . Since the voltage and temperature of the battery 2 being charged can be detected by the voltage/temperature detection device 4, the calculation unit 11 can calculate the current SOC based on the voltage and temperature of the battery 2 being charged.

また、演算部11は、電池2の容量維持率などの使用履歴に基づいて電池2の劣化量(劣化状態)を推定する。つまり、演算部11は、電池2の容量劣化の度合を示す係数である容量劣化係数Dcapを推定する。 Further, the calculation unit 11 estimates the deterioration amount (deterioration state) of the battery 2 based on the usage history such as the capacity retention rate of the battery 2 . That is, the calculation unit 11 estimates the capacity deterioration coefficient Dcap, which is a coefficient indicating the degree of capacity deterioration of the battery 2 .

また、演算部11は、電池2を使用開始してからの時間経過による劣化係数を算出する。つまり、演算部11は、電池2の経時劣化の度合を示す係数である経時劣化係数Dtimeを算出する。 Further, the calculation unit 11 calculates a deterioration coefficient due to the passage of time after the battery 2 is started to be used. That is, the calculation unit 11 calculates the aging deterioration coefficient Dtime, which is a coefficient indicating the degree of deterioration of the battery 2 over time.

そして、充電制御装置10が充電制御を実行する際、演算部11は現在の電池状態(温度、SOC)に基づいて許容電流値Idcを算出する。さらに、演算部11は、現在の容量推定値に応じた容量劣化係数Dcapと、電池2を使用開始からの経過時間に応じた経時劣化係数Dtimeとのうち、小さい方の係数を許容電流値Idcに掛け合わせた制限電流値Ilimを算出する。そして、充電制御装置10は制限電流値Ilimで電池2の充電を行う。つまり、充電時、充電制御装置10により充電電流値が制限電流値Ilimに制御される。 Then, when the charge control device 10 executes charge control, the calculation unit 11 calculates the allowable current value Idc based on the current battery state (temperature, SOC). Furthermore, the calculation unit 11 calculates the smaller one of the capacity deterioration coefficient Dcap corresponding to the current estimated capacity value and the aging deterioration coefficient Dtime corresponding to the elapsed time from the start of use of the battery 2 as the allowable current value Idc. is multiplied by to calculate the limit current value Ilim. Then, the charge control device 10 charges the battery 2 at the limit current value Ilim. That is, during charging, the charging control device 10 controls the charging current value to the limit current value Ilim.

ここで、図2~図7を参照して、許容電流値マップと、容量劣化係数Dcapと、経時劣化係数Dtimeとについてより詳細に説明する。 Here, with reference to FIGS. 2 to 7, the allowable current value map, capacity deterioration coefficient Dcap, and aging deterioration coefficient Dtime will be described in more detail.

まず、図2を参照して、許容電流値マップについて説明する。 First, referring to FIG. 2, the allowable current value map will be described.

許容電流値マップは、電池2の温度およびSOCごとに予め設定されたマップである。実施形態における充電方法では、現在の電池2の状態(温度、SOC)に応じた許容電流値Idcを算出する際、予め設定された許容電流値マップを参照する。すなわち、充電制御装置10は許容電流値Idcを算出する際に許容電流値マップを用いる。 The allowable current value map is a map preset for each temperature and SOC of the battery 2 . In the charging method according to the embodiment, when calculating the allowable current value Idc according to the current state (temperature, SOC) of the battery 2, a preset allowable current value map is referred to. That is, charging control device 10 uses the allowable current value map when calculating allowable current value Idc.

例えば、電池2の温度が25℃の場合、SOCごとに充電レートが設定されている。充電レートは、充電のスピードを表すものであり、電流値の大きさを相対的に表現したものである。定電流充放電測定の場合、電池2の理論容量を維持時間で完全に充電させる電流値の大きさを1Cと定義する。充電時の1Cは、1時間で完全に放電した状態から満充電状態になる時の電流値である。図2に示すように、電池温度が25の場合、SOCが30%程度よりも小さい場合に充電レートは1Cとなり、SOCが30%程度よりも大きい場合に充電レートは1C未満となる。この例では、SOC30%程度を境にして充電レートが1Cとなる場合と1C未満となる場合とに分かれる。SOCが30%程度よりも大きい範囲では、SOCが増加するにつれて充電レートが徐々に小さくなる。 For example, when the temperature of the battery 2 is 25° C., the charge rate is set for each SOC. The charge rate represents the speed of charging and relatively represents the magnitude of the current value. In the case of constant current charging/discharging measurement, 1C is defined as the magnitude of the current value that fully charges the theoretical capacity of the battery 2 within the maintenance time. 1C during charging is the current value when the fully discharged state changes to the fully charged state in one hour. As shown in FIG. 2, when the battery temperature is 25, the charging rate is 1C when the SOC is less than about 30%, and the charging rate is less than 1C when the SOC is greater than about 30%. In this example, there are cases where the charge rate becomes 1C and cases where the charge rate becomes less than 1C at the border of about 30% SOC. In the range where the SOC is greater than about 30%, the charging rate gradually decreases as the SOC increases.

許容電流値マップの作成方法について説明すると、劣化してない電池2において、電池2の各温度とSOCごとにリチウム析出が発生しない許容電流値Idcを実験により求める。そして、実験により求められた許容電流値Idcを電池2の各温度とSOCごとにマップ化する。これにより、充電制御装置10は、電池2の各温度とSOCごとに許容電流値マップを予め設定することができる。 To explain the method of creating the allowable current value map, the allowable current value Idc at which lithium deposition does not occur is determined by experiment for each temperature and SOC of the battery 2 that is not degraded. Then, the permissible current value Idc obtained by experiment is mapped for each temperature and SOC of the battery 2 . Thereby, the charging control device 10 can preset an allowable current value map for each temperature and SOC of the battery 2 .

次に、図3~図6を参照して、容量劣化係数Dcapについて説明する。図3は、推定誤差がない時の容量維持率と容量劣化係数との関係を示す図である。図4は、推定誤差X%時の容量維持率と容量劣化係数との関係を示す図である。図5は、推定誤差10%時の容量維持率と容量劣化係数との関係を示す図である。図6は、容量推定の推定誤差を反映した容量維持率と容量劣化係数との関係を示すマップ図である。 Next, the capacity deterioration coefficient Dcap will be described with reference to FIGS. 3 to 6. FIG. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the capacity retention rate and the capacity deterioration coefficient when there is no estimation error. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the capacity retention rate and the capacity deterioration coefficient when the estimation error is X %. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the capacity retention rate and the capacity deterioration coefficient when the estimation error is 10%. FIG. 6 is a map diagram showing the relationship between the capacity maintenance rate reflecting the estimation error of capacity estimation and the capacity deterioration coefficient.

容量劣化係数マップは、使用履歴等から算出した電池容量の推定値に基づいて求められる容量維持率と、その劣化係数である容量劣化係数Dcapとの関係を示すマップである。電池2の容量維持率は、容量推定の推定誤差を反映した値に設定される。 The capacity deterioration coefficient map is a map showing the relationship between the capacity retention rate obtained based on the estimated value of the battery capacity calculated from the usage history or the like and the capacity deterioration coefficient Dcap, which is the deterioration coefficient thereof. The capacity retention rate of the battery 2 is set to a value that reflects the estimation error of capacity estimation.

例えば、容量推定の推定誤差がない場合、図3に示すように、容量維持率が「100」%の時に容量劣化係数Dcapは「1.00」に設定され、容量維持率が「50」%の時に容量劣化係数Dcapが「0.5」に設定される。 For example, when there is no estimation error in capacity estimation, the capacity deterioration coefficient Dcap is set to "1.00" when the capacity maintenance rate is "100"%, as shown in FIG. When , the capacity deterioration coefficient Dcap is set to "0.5".

容量推定の推定誤差が「X%」の場合、図4に示すように、容量維持率は推定誤差X%を反映した「50+X」%や「60+X」%のように推定誤差を加算した値により表すことができる。そして、容量維持率が「50+X」の場合には容量劣化係数Dcapは「0.50」に設定され、容量維持率が「60+X」の場合には容量劣化係数Dcapは「0.60」に設定される。 When the estimated error of capacity estimation is "X%", as shown in FIG. can be represented. Then, when the capacity retention rate is "50+X", the capacity deterioration coefficient Dcap is set to "0.50", and when the capacity retention rate is "60+X", the capacity deterioration coefficient Dcap is set to "0.60". be done.

そのため、容量推定の推定誤差を「10%」の場合には、図5に示すように、容量維持率は推定誤差10%を反映した「60」%の場合に容量劣化係数Dcapは「0.50」に設定され、容量維持率は推定誤差10%を反映した「70」%の場合に容量劣化係数Dcapは「0.60」に設定される。ただし、この状態だと、初期状態から、最大の容量劣化係数Dcapが「0.9」になってしまう。 Therefore, when the estimation error of capacity estimation is "10%", as shown in FIG. 5, when the capacity maintenance rate is "60"% reflecting the estimation error of 10%, the capacity deterioration coefficient Dcap is "0. 50”, and the capacity retention rate is set to “70”% reflecting an estimated error of 10%, the capacity deterioration coefficient Dcap is set to “0.60”. However, in this state, the maximum capacity deterioration coefficient Dcap becomes "0.9" from the initial state.

そして、容量劣化係数Dcapのマップは、図6に示すように、電池容量の推定誤差が反映された容量維持率に基づいて容量劣化係数Dcapを決定することができるマップになっている。 Then, as shown in FIG. 6, the map of the capacity deterioration coefficient Dcap is a map that can determine the capacity deterioration coefficient Dcap based on the capacity maintenance rate that reflects the estimation error of the battery capacity.

次に、図7を参照して、経時劣化係数Dtimeについて説明する。図7は、経時劣化係数マップを示すマップ図である。 Next, the temporal deterioration coefficient Dtime will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a map diagram showing a temporal deterioration coefficient map.

経時劣化係数マップは、電池2を使用開始してからの経過時間と、その劣化係数である経時劣化係数Dtimeとの関係を示すマップである。経過時間は、経時情報を用いて求めることが可能である。 The temporal deterioration coefficient map is a map showing the relationship between the elapsed time from when the battery 2 is started to be used and the temporal deterioration coefficient Dtime, which is the deterioration coefficient thereof. Elapsed time can be obtained using elapsed time information.

経時情報として、電池2を使用開始してからの経過日数を用いることができる。経過日数は、充電制御装置10が、電池2の使用開始からの経過時間を算出することにより求めることができる。 As the elapsed time information, the number of days elapsed since the battery 2 was started to be used can be used. The number of days elapsed can be obtained by calculating the elapsed time from the start of use of the battery 2 by the charging control device 10 .

例えば、電池2を搭載した装置が運用される中で、最も厳しい条件で運用された時の経過日数と、電池2の寿命から計算される劣化係数とを用いて、図7に示すように、経過日数に応じた経時劣化係数マップを作成する。経時劣化係数マップは、容量推定誤差の影響を受けない。そのため、図7に示すように、経過日数が「0」日の場合に経時劣化係数Dtimeは「1.00」に設定される。そして、経過日数の増加に伴い経時劣化係数Dtimeは小さくなり続ける。 For example, using the number of days elapsed when the device equipped with the battery 2 was operated under the severest conditions and the deterioration coefficient calculated from the life of the battery 2, as shown in FIG. Create a time deterioration coefficient map according to the number of elapsed days. The aging coefficient map is immune to capacity estimation errors. Therefore, as shown in FIG. 7, when the number of elapsed days is "0", the temporal deterioration coefficient Dtime is set to "1.00". As the number of elapsed days increases, the temporal deterioration coefficient Dtime continues to decrease.

このように構成された充電制御装置10は、予め設定された許容電流値マップと、現在の電池2の状態に応じて設定された容量劣化係数Dcapおよび経時劣化係数Dtimeとを用いて、充電時の制限電流値Ilimを算出する。この制限電流値Ilimに基づいて電池2を充電する充電方法の一例を図8に示す。 The charging control device 10 configured in this manner uses a preset allowable current value map, and a capacity deterioration coefficient Dcap and a deterioration coefficient Dtime set according to the current state of the battery 2 to determine the current during charging. is calculated. FIG. 8 shows an example of a charging method for charging the battery 2 based on this limit current value Ilim.

図8は、電池の充電方法を示すフローチャート図である。図8に示す制御は、充電制御装置10により実施される。 FIG. 8 is a flow chart showing a battery charging method. The control shown in FIG. 8 is performed by charging control device 10 .

充電制御装置10は、電池2の温度とSOCとに応じた許容電流値Idcを算出する(ステップS1)。ステップS1では、電圧・温度検出装置4により検出した電圧と温度とに基づいてSOCが算出されるとともに、そのSOCと電池温度とに基づいて許容電流値マップを参照して許容電流値Idcが算出される。この許容電流値マップは、予め設定されたマップである。 Charging control device 10 calculates allowable current value Idc according to the temperature and SOC of battery 2 (step S1). In step S1, the SOC is calculated based on the voltage and temperature detected by the voltage/temperature detection device 4, and the allowable current value Idc is calculated by referring to the allowable current value map based on the SOC and battery temperature. be done. This allowable current value map is a preset map.

充電制御装置10は、容量劣化係数Dcapが経時劣化係数Dtimeよりも大きいか否かを判定する(ステップS2)。ステップS2では、容量推定の推定誤差を反映した容量維持率に基づいて容量劣化係数マップを参照し、容量劣化係数Dcapが決定される。さらに、ステップS2では、経時劣化係数マップを参照し、経過日数に応じた経時劣化係数Dtimeが決定される。このように現在の電池2の状態に応じた容量劣化係数Dcapと経時劣化係数Dtimeとが決定され、その劣化係数の大きさが比較される。 The charge control device 10 determines whether or not the capacity deterioration coefficient Dcap is larger than the deterioration coefficient Dtime over time (step S2). In step S2, the capacity deterioration coefficient Dcap is determined by referring to the capacity deterioration coefficient map based on the capacity retention rate reflecting the estimation error of the capacity estimation. Further, in step S2, a temporal deterioration coefficient map is referred to, and a temporal deterioration coefficient Dtime corresponding to the number of elapsed days is determined. In this manner, the capacity deterioration coefficient Dcap and the temporal deterioration coefficient Dtime are determined according to the current state of the battery 2, and the magnitudes of the deterioration coefficients are compared.

容量劣化係数Dcapが経時劣化係数Dtimeよりも大きいと判定された場合(ステップS2:Yes)、充電制御装置10は、相対的に小さい方の係数となる経時劣化係数Dtimeを用いて、経時劣化係数Dtimeと許容電流値Idcとが掛け合わされた制限電流値Ilimを算出する(ステップS3)。ステップS3では、現在の電池2における経時劣化の度合を示す経時劣化係数Dtimeと、ステップS1で算出された許容電流値Idcとが掛け合わされる。 When it is determined that the capacity deterioration coefficient Dcap is larger than the aging coefficient Dtime (step S2: Yes), charging control device 10 uses the aging coefficient Dtime, which is a relatively smaller coefficient, to determine the aging coefficient. A limit current value Ilim is calculated by multiplying Dtime by the allowable current value Idc (step S3). In step S3, the time-dependent deterioration coefficient Dtime indicating the current degree of time-dependent deterioration of the battery 2 is multiplied by the allowable current value Idc calculated in step S1.

容量劣化係数Dcapが経時劣化係数Dtime以下であると判定された場合(ステップS2:No)、充電制御装置10は、相対的に小さい方の係数となる容量劣化係数Dcapを用いて、容量劣化係数Dcapと許容電流値Idcとが掛け合わされた制限電流値Ilimを算出する(ステップS4)。ステップS4では、現在の電池2における容量劣化の度合を示す容量劣化係数Dcapと、ステップS1で算出された許容電流値Idcとが掛け合わされる。 When it is determined that the capacity deterioration coefficient Dcap is equal to or less than the aging coefficient Dtime (step S2: No), the charge control device 10 uses the capacity deterioration coefficient Dcap, which is a relatively smaller coefficient, to determine the capacity deterioration coefficient A limit current value Ilim is calculated by multiplying Dcap by the allowable current value Idc (step S4). In step S4, the capacity deterioration coefficient Dcap indicating the current degree of capacity deterioration in the battery 2 is multiplied by the allowable current value Idc calculated in step S1.

ステップS3,S4のいずれかの処理が実施されると、充電制御装置10は、制限電流値Ilimで充電を行う(ステップS5)。ステップS5では、電池2の充電電流値が制限電流値Ilimに制御されることにより、許容電流値Idcを超えない範囲で充電が行われる。 When either step S3 or S4 is performed, the charging control device 10 performs charging with the limit current value Ilim (step S5). In step S5, the charging current value of the battery 2 is controlled to the limit current value Ilim, so that charging is performed within a range not exceeding the allowable current value Idc.

そして、充電制御装置10は、電池2の充電量が所定値以上であるか否かを判定する(ステップS6)。ステップS6では、現在の電池2の充電量が算出されるとともに、その充電量が予め設定された所定値以上であるか否かが判定される。例えば、充電制御装置10は、現在のSOCに基づいて電池2の充電量を算出することができる。あるいは、充電制御装置10は、電流検出装置5から入力される充電電流の検出値と、電圧・温度検出装置4から入力される電圧および温度の検出値とを用いて、電池2の充電量を算出してもよい。 Then, the charge control device 10 determines whether or not the charge amount of the battery 2 is equal to or greater than a predetermined value (step S6). In step S6, the current charge amount of the battery 2 is calculated, and it is determined whether or not the charge amount is equal to or greater than a predetermined value set in advance. For example, the charge control device 10 can calculate the charge amount of the battery 2 based on the current SOC. Alternatively, the charge control device 10 uses the detected value of the charging current input from the current detection device 5 and the detected values of voltage and temperature input from the voltage/temperature detection device 4 to determine the charge amount of the battery 2. can be calculated.

電池2の充電量が所定値以上であると判定された場合(ステップS6:Yes)、この制御ルーチンは終了する。この場合、充電制御装置10は電池2の充電を終了する。 If it is determined that the charge amount of the battery 2 is equal to or greater than the predetermined value (step S6: Yes), this control routine ends. In this case, charging control device 10 terminates charging of battery 2 .

電池2の充電量が所定値以上ではないと判定された場合(ステップS6:No)、この制御ルーチンはステップS1にリターンする。 If it is determined that the charge amount of the battery 2 is not equal to or greater than the predetermined value (step S6: No), this control routine returns to step S1.

以上説明した通り、実施形態によれば、容量劣化係数Dcapと経時劣化係数Dtimeとのうち小さい方の係数を用いて充電電流値を設定するので、電池容量の推定誤差が大きい場合でも適切な充電を行うことができる。 As described above, according to the embodiment, the smaller one of the capacity deterioration coefficient Dcap and the aging coefficient Dtime is used to set the charging current value. It can be performed.

つまり、電池容量の推定誤差が大きく、容量劣化係数Dcapが実際の劣化状態よりも大きな値に推定された場合には、小さい方の係数である経時劣化係数Dtimeを用いて制限電流値Ilimを算出するため、電池2の劣化状態に応じた適切な充電を行うことが可能である。これにより、劣化した電池2であっても、電池2の許容電流値Idcを超過しない範囲で充電できるとともに、必要以上に電池2の充電電流値を制限することがなくなるので充電時間を短縮させることができる。 That is, when the estimation error of the battery capacity is large and the capacity deterioration coefficient Dcap is estimated to be a larger value than the actual deterioration state, the smaller coefficient, the temporal deterioration coefficient Dtime, is used to calculate the limiting current value Ilim. Therefore, it is possible to perform appropriate charging according to the state of deterioration of the battery 2 . As a result, even a deteriorated battery 2 can be charged within a range not exceeding the allowable current value Idc of the battery 2, and the charging current value of the battery 2 is not restricted more than necessary, thereby shortening the charging time. can be done.

なお、変形例として、容量劣化係数Dcapに経時劣化係数Dtimeを併用したマップを用いることが可能である。経時劣化係数Dtimeが推定誤差を含まない係数であるのに対して、容量劣化係数Dcapは電池容量の推定誤差を反映させた係数であるために、電池容量の推定誤差によって初期状態から容量劣化係数Dcapが「1.00」よりも小さい値に設定される。そこで、変形例としてこの併用マップを作成することができる。この併用マップの一例を図9に示す。 As a modification, it is possible to use a map that uses both the capacity deterioration coefficient Dcap and the aging deterioration coefficient Dtime. While the aging coefficient Dtime is a coefficient that does not include an estimation error, the capacity deterioration coefficient Dcap is a coefficient that reflects the battery capacity estimation error. Dcap is set to a value less than "1.00". Therefore, this combination map can be created as a modified example. An example of this combination map is shown in FIG.

図9は、容量劣化係数と経時劣化係数とを併用した場合を示すマップ図である。容量劣化係数マップをそのまま使用すると、推定誤差が10%の場合には容量維持率が「100」%に決定され、容量劣化係数Dcapが「0.90」に設定されるため、初期状態から電池2の能力を使いきることができない場合がある。そこで、図9に示すように、容量劣化係数Dcapと経時劣化係数Dtimeと併用する劣化係数マップを作成する。 FIG. 9 is a map diagram showing a case where the capacity deterioration coefficient and the aging deterioration coefficient are used together. If the capacity deterioration coefficient map is used as it is, when the estimation error is 10%, the capacity retention rate is determined to be "100"%, and the capacity deterioration coefficient Dcap is set to "0.90". In some cases, the ability of 2 cannot be fully used. Therefore, as shown in FIG. 9, a deterioration coefficient map to be used together with the capacity deterioration coefficient Dcap and the aging deterioration coefficient Dtime is created.

例えば、容量推定の推定誤差がX%の場合、推定容量の容量維持率が「100-X」%になる時まで、経時劣化係数Dtimeを持っていれば、推定容量の容量維持率が「100-X」%になるまでは、容量劣化係数マップの推定誤差を無視できる。つまり、容量劣化係数Dcapに経時劣化係数Dtimeを併用することで、初期の劣化係数を必要以上に小さくする必要がなくなる。一方、容量劣化係数Dcapのみの場合には初期状態から劣化係数を必要以上に制限してしまう。反対に、経時劣化係数Dtimeのみで制御すると、想定以上に劣化が進行した際に、許容電流値Idcを超える虞がある。なお、図9に示すマップは、電池2を搭載した装置が運用される中で、最も厳しい条件で電池2が運用された場合の劣化係数マップに作成されている。 For example, when the estimation error of the capacity estimation is X%, if the capacity maintenance rate of the estimated capacity is "100-X"%, if the aging coefficient Dtime is held, the capacity maintenance rate of the estimated capacity is "100%". The estimation error of the capacity deterioration coefficient map can be ignored until -X''%. That is, by using the aging coefficient Dtime together with the capacity deterioration coefficient Dcap, there is no need to make the initial deterioration coefficient smaller than necessary. On the other hand, when only the capacity deterioration coefficient Dcap is used, the deterioration coefficient is restricted more than necessary from the initial state. Conversely, if the control is performed using only the temporal deterioration coefficient Dtime, the allowable current value Idc may be exceeded when the deterioration progresses more than expected. It should be noted that the map shown in FIG. 9 is created as a deterioration coefficient map when the battery 2 is operated under the severest conditions while the device equipped with the battery 2 is operated.

また、電池2が車両に搭載される例について説明したが、その車両は電気自動車であってもよく、プラグインハイブリッド車両であってもよい。 Also, an example in which the battery 2 is mounted in a vehicle has been described, but the vehicle may be an electric vehicle or a plug-in hybrid vehicle.

また、電池2が搭載される装置は車両に限定されず、移動体や、持ち運びが可能な電気機器などであってもよい。 Moreover, the device in which the battery 2 is mounted is not limited to a vehicle, and may be a mobile object, a portable electric device, or the like.

1 充電システム
2 電池
3 充電器
4 電圧・温度検出装置
5 電流検出装置
10 充電制御装置
11 演算部
21 第1接続部
21a 正極側接続部
21b 負極側接続部
31 第2接続部
31a 正極側接続部
31b 負極側接続部
REFERENCE SIGNS LIST 1 charging system 2 battery 3 charger 4 voltage/temperature detection device 5 current detection device 10 charge control device 11 calculation unit 21 first connection portion 21a positive electrode side connection portion 21b negative electrode side connection portion 31 second connection portion 31a positive electrode side connection portion 31b Negative electrode side connection

Claims (1)

電池の充電方法であって、
前記電池の容量劣化の度合を示す容量劣化係数を推定するステップと、
前記電池の経時劣化の度合いを示す経時劣化係数を算出するステップと、
前記容量劣化係数と前記経時劣化係数とのうち小さい方の係数に基づいて制限電流値を算出し、その算出した制限電流値で前記電池の充電を行うステップとを含む
ことを特徴とする電池の充電方法。
A battery charging method comprising:
estimating a capacity deterioration coefficient indicating the degree of capacity deterioration of the battery;
calculating a deterioration coefficient over time that indicates the degree of deterioration over time of the battery;
calculating a limited current value based on the smaller one of the capacity deterioration coefficient and the aging coefficient, and charging the battery with the calculated limited current value. charging method.
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