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JP7768191B2 - Battery system and method for controlling charge and discharge of battery system - Google Patents
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JP7768191B2 - Battery system and method for controlling charge and discharge of battery system - Google Patents

Battery system and method for controlling charge and discharge of battery system

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JP7768191B2 JP2023082749A JP2023082749A JP7768191B2 JP 7768191 B2 JP7768191 B2 JP 7768191B2 JP 2023082749 A JP2023082749 A JP 2023082749A JP 2023082749 A JP2023082749 A JP 2023082749A JP 7768191 B2 JP7768191 B2 JP 7768191B2
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Description

本開示は電池システム、及び電池システムの充放電制御方法に関する。 This disclosure relates to a battery system and a method for controlling charging and discharging of a battery system.

特許文献1には、共通の電力系統に並列に接続された複数個の電池ユニットと、電力調整器とを備えた蓄電システムが開示されている。詳細には、電池ユニットには、インバータ及びセンサユニットが接続される。インバータは、電池ユニットと電力系統との間に配置される。センサユニットは、電池ユニットの状態を検出し、検出した電池ユニットの状態に関する信号を電力調整器に送る機能を有する。電力調整器は、電池ユニット間の劣化状態の違いを減らすようにそれぞれの電池ユニットの充放電を制御する。 Patent Document 1 discloses an energy storage system that includes multiple battery units connected in parallel to a common power grid and a power regulator. Specifically, an inverter and a sensor unit are connected to the battery units. The inverter is disposed between the battery units and the power grid. The sensor unit detects the state of the battery units and sends a signal related to the detected state of the battery units to the power regulator. The power regulator controls the charging and discharging of each battery unit to reduce differences in the state of deterioration between the battery units.

特開2015-115968号公報JP 2015-115968 A

本願発明者等は、以下の技術的な課題を発見した。
このような蓄電システムにおいて、複数個の電池ユニットはそれぞれ拘束治具によって拘束されることがある。また、複数個の電池ユニットの一部は、充放電の観点から好ましい温度よりも高い温度を有することによって、劣化し得る場合がある。このような場合、電力調整器は、その劣化を抑えるため、その電池ユニットの一部の通電量を低減させつつ、その複数個の電池ユニットの残部のうち、温度の低い電池ユニットの通電量を増大させる。その結果、その温度の低い電池ユニットに負荷が集中する。これによって、電池ユニットの電池が膨張して、拘束治具にかかる荷重が増加する。
The inventors of the present application have discovered the following technical problems.
In such a power storage system, each of the battery units may be restrained by a restraining jig. Furthermore, some of the battery units may be deteriorated due to their temperature being higher than the temperature that is desirable for charging and discharging. In such a case, the power regulator reduces the amount of current flowing through some of the battery units while increasing the amount of current flowing through the remaining battery units with lower temperatures in order to suppress the deterioration. As a result, the load is concentrated on the battery units with lower temperatures. This causes the batteries in the battery units to expand, increasing the load on the restraining jig.

本開示は、上述した課題を鑑みてなされたものであり、拘束治具にかかる荷重の増加を抑制することができる電池システム、及び電池システムの充放電制御方法を提供するものである。 This disclosure was made in consideration of the above-mentioned problems, and provides a battery system that can suppress an increase in the load on a restraint jig, and a method for controlling the charging and discharging of a battery system.

本開示に係る電池システムは、
共通の電力系統に並列接続された複数の電池ユニットと、制御部と、を備えた電池システムであって、
各電池ユニットは、リレー、電流センサ、及び電池パックを備え、
前記リレー、及び前記電流センサは、前記電池パックと前記電力系統との間に配置され、
前記電池パックは、拘束治具に拘束され、
前記制御部は、前記各電池ユニットの前記電流センサがそれぞれ計測した電流値を用いて算出された前記各電池ユニットの総放電積算量が所定値以上であるか否かを判定し、
前記制御部は、総放電積算量が所定値以上であると判定された電池ユニットのリレーを閉じることによって、前記判定された電池ユニットの電池パックの充放電を禁止する。
The battery system according to the present disclosure comprises:
A battery system including a plurality of battery units connected in parallel to a common power system and a control unit,
Each battery unit includes a relay, a current sensor, and a battery pack.
the relay and the current sensor are disposed between the battery pack and the power grid;
the battery pack is restrained by a restraining jig;
the control unit determines whether a total accumulated discharge amount of each of the battery units calculated using a current value measured by the current sensor of each of the battery units is equal to or greater than a predetermined value;
The control unit closes a relay of a battery unit determined to have a total accumulated discharge amount equal to or greater than a predetermined value, thereby prohibiting charging and discharging of the battery pack of the determined battery unit.

また、上述した電池システムにおいて、前記所定値は、前記拘束治具が破断するために要する荷重値を用いて、決定してもよい。 Furthermore, in the above-mentioned battery system, the predetermined value may be determined using the load value required for the restraint jig to break.

本開示に係る電池システムの充放電制御方法は、
共通の電力系統に並列接続された複数の電池ユニットと、制御部と、を備えた電池システムの充放電制御方法であって、
各電池ユニットは、リレー、電流センサ、及び電池パックを備え、
前記リレー、及び前記電流センサは、前記電池パックと前記電力系統との間に配置され、
前記電池パックは、拘束治具に拘束され、
前記各電池ユニットの前記電流センサがそれぞれ計測した電流値を用いて算出された前記各電池ユニットの総放電積算量が所定値以上であるか否かを判定するステップと、
前記総放電積算量が所定値以上であると判定された電池ユニットのリレーを閉じることによって、前記判定された電池ユニットの電池パックの充放電を禁止するステップと、を備える。
The charge/discharge control method for a battery system according to the present disclosure includes:
A charge/discharge control method for a battery system including a plurality of battery units connected in parallel to a common power system and a control unit, comprising:
Each battery unit includes a relay, a current sensor, and a battery pack.
the relay and the current sensor are disposed between the battery pack and the power grid;
the battery pack is restrained by a restraining jig;
determining whether or not a total accumulated discharge amount of each of the battery units calculated using the current values measured by the current sensors of each of the battery units is equal to or greater than a predetermined value;
and closing a relay of a battery unit determined to have the total accumulated discharge amount equal to or greater than a predetermined value, thereby prohibiting charging and discharging of the battery pack of the determined battery unit.

このような構成によれば、総放電積算量が所定値以上である特定の電池ユニットの充放電を停止させる。そのため、特定の電池ユニットの膨張を抑制し、拘束治具にかかる荷重の増加を抑制する。 This configuration stops charging and discharging of a specific battery unit whose total accumulated discharge amount is equal to or greater than a predetermined value. This prevents expansion of the specific battery unit and prevents an increase in the load on the restraining jig.

本開示によれば、拘束治具にかかる荷重の増加を抑制することができる。 This disclosure makes it possible to suppress an increase in the load on the restraining jig.

実施の形態1に係る電池システムの一構成例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration example of a battery system according to a first embodiment; 実施の形態1に係る電池パックの一例の側面を示す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating a side view of an example of a battery pack according to a first embodiment. 総放電積算量に対する拘束荷重を示すグラフである。10 is a graph showing a restraint load relative to a total discharge integrated amount. 実施の形態1に係る充放電制御方法を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a charge/discharge control method according to the first embodiment. 実施の形態1に係る電池システムの動作の一例を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing an example of the operation of the battery system according to the first embodiment.

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。 Specific embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. Furthermore, the following description and drawings have been simplified as appropriate for clarity.

<実施の形態1>
図1~図3を参照して実施の形態1について説明する。図1は、実施の形態1に係る電池システムの一構成例を示すブロック図である。図2は、図1に示す電池システムの電池パックの一例の側面を示す模式図である。図3は、総放電積算量に対する拘束荷重を示すグラフである。
First Embodiment
A first embodiment will be described with reference to Figures 1 to 3. Figure 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a battery system according to the first embodiment. Figure 2 is a schematic diagram showing a side view of an example of a battery pack of the battery system shown in Figure 1. Figure 3 is a graph showing the constraint load relative to the total discharge integrated amount.

なお、当然のことながら、図2に示した右手系XYZ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、Z軸プラス向きが鉛直上向き、XY平面が水平面であり、図面間で共通である。 It should be noted that the right-handed XYZ coordinate system shown in Figure 2 is a matter of convenience for explaining the positional relationships of the components. Normally, the positive Z axis is vertically upward, and the XY plane is the horizontal plane, which is common between all drawings.

図1に示すように、電池システム100は、電池ユニット10-1、10-2、10-3、10-4、…、10-Nと、制御部6とを備える。電池ユニット10-1、10-2、10-3、10-4、…、10-Nはいずれも同じ構成を備えるとよい。Nは2以上の自然数である。 As shown in FIG. 1, the battery system 100 includes battery units 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, ..., 10-N and a control unit 6. It is preferable that the battery units 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, ..., 10-N all have the same configuration. N is a natural number greater than or equal to 2.

電池ユニット10-1、10-2、10-3、10-4、…、10-Nは、共通の電力系統1に並列接続されている。電力系統1は、図示しない発電装置と、負荷と接続されている。電力系統1は、交流であるとよい。 Battery units 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, ..., 10-N are connected in parallel to a common power system 1. The power system 1 is connected to a power generation device (not shown) and a load. The power system 1 is preferably AC.

電池ユニット10-1は、リレー2-1と、電流センサ4-1と、電池パック5-1とを備える。同様に、電池ユニット10-Nは、リレー2-Nと、電流センサ4-Nと、電池パック5-Nとを備える。リレー2-1、及び電流センサ4-1は、電池パック5-1と電力系統1との間に配置される。同様に、リレー2-N、及び電流センサ4-Nは、電池パック5-Nと電力系統1との間に配置される。 Battery unit 10-1 includes a relay 2-1, a current sensor 4-1, and a battery pack 5-1. Similarly, battery unit 10-N includes a relay 2-N, a current sensor 4-N, and a battery pack 5-N. The relay 2-1 and the current sensor 4-1 are disposed between the battery pack 5-1 and the power grid 1. Similarly, the relay 2-N and the current sensor 4-N are disposed between the battery pack 5-N and the power grid 1.

リレー2-1、2-2、2-3、2-4、…、2-Nは、それぞれ、制御部6からの信号を取得可能なように、制御部6と接続されている。リレー2-1、2-2、2-3、2-4、…、2-Nは、それぞれ、制御部6からの取得した信号に応じて、開閉動作を行う。リレー2-1は、この開閉動作を行うことによって、電池パック5-1と電力系統1との電気的な接続及び遮断を行う。同様に、リレー2-Nは、この開閉動作を行うことによって、電池パック5-Nと電力系統1との電気的な接続及び遮断を行う。 Relays 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, ..., 2-N are each connected to the control unit 6 so that they can receive signals from the control unit 6. Relays 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, ..., 2-N each perform an opening and closing operation in response to the signals received from the control unit 6. By performing this opening and closing operation, relay 2-1 electrically connects and disconnects battery pack 5-1 to and from the power grid 1. Similarly, by performing this opening and closing operation, relay 2-N electrically connects and disconnects battery pack 5-N to and from the power grid 1.

電流センサ4-1は、電池パック5-1と電力系統1との間に流れる電流を計測し、電流値を生成する。同様に、電流センサ4-Nは、電池パック5-Nと電力系統1との間に流れる電流を計測し、電流値を生成する。 Current sensor 4-1 measures the current flowing between battery pack 5-1 and power grid 1 and generates a current value. Similarly, current sensor 4-N measures the current flowing between battery pack 5-N and power grid 1 and generates a current value.

電池ユニット10-1、10-2、10-3、10-4、…、10-Nは、それぞれ、昇圧コンバータ3-1、3-2、3-3、3-4、…、3-Nを備えるとよい。 Battery units 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, ..., 10-N may each be equipped with a boost converter 3-1, 3-2, 3-3, 3-4, ..., 3-N.

昇圧コンバータ3-1は、電池パック5-1と電力系統1との間に配置される。具体的には、電流センサ4-1、昇圧コンバータ3-1、及びリレー2-1は、この順に電池パック5-1と電力系統1との間に配置される。昇圧コンバータ3-1は、適宜、電池パック5-1と電力系統1との間に流れる電流を昇圧させる。これによって、電池パック5-1と電力系統1との間において、電流が循環することを抑制する。同様に、昇圧コンバータ3-Nは、電池パック5-Nと電力系統1との間に配置される。具体的には、電流センサ4-N、昇圧コンバータ3-N、及びリレー2-Nは、この順に電池パック5-Nと電力系統1との間に配置される。昇圧コンバータ3-Nは、適宜、電池パック5-Nと電力系統1との間に流れる電流を昇圧させる。これによって、電池パック5-Nと電力系統1との間において、電流が循環することを抑制する。 The boost converter 3-1 is arranged between the battery pack 5-1 and the power grid 1. Specifically, the current sensor 4-1, the boost converter 3-1, and the relay 2-1 are arranged in this order between the battery pack 5-1 and the power grid 1. The boost converter 3-1 appropriately boosts the current flowing between the battery pack 5-1 and the power grid 1. This prevents current from circulating between the battery pack 5-1 and the power grid 1. Similarly, the boost converter 3-N is arranged between the battery pack 5-N and the power grid 1. Specifically, the current sensor 4-N, the boost converter 3-N, and the relay 2-N are arranged in this order between the battery pack 5-N and the power grid 1. The boost converter 3-N appropriately boosts the current flowing between the battery pack 5-N and the power grid 1. This prevents current from circulating between the battery pack 5-N and the power grid 1.

電池パック5-1、5-2、5-3、5-4、…、5-Nは、例えば、電池モジュールを少なくとも1つ含み、適宜、保護回路、冷却機構等を含むとよい。電池モジュールは、例えば、リチウムイオン二次電池、全固体電池等を含むとよい。 Battery packs 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, ..., 5-N may include, for example, at least one battery module and may also include a protection circuit, a cooling mechanism, etc. as appropriate. The battery module may include, for example, a lithium-ion secondary battery, an all-solid-state battery, etc.

電池パック5-1、5-2、5-3、5-4、…、5-Nは、それぞれ、図示しない拘束治具7-1、7-2、7-3、7-4、…、7-Nに拘束される。拘束治具7-1、7-2、7-3、7-4、…、7-Nは同じ構成を備えるとよい。具体的には、図2に示すように、電池パック5-Nが拘束治具7-Nに拘束する。拘束治具7-Nは、拘束部材7a-N、7b-Nと、締結部7c-N、7d-Nとを備える。拘束部材7a-N、7b-Nは、電池パック5-Nを拘束可能なものであればよく、例えば、一対の板状体である。当該一対の板状体は所定の剛性を有するとよい。締結部7c-N、7d-Nは、拘束部材7a-N、7b-Nを締結できる構成であればよく、例えば、ボルト及びナットである。拘束部材7a-N、7b-Nが電池パック5-Nを挟み込んだまま、締結部7c-N、7d-Nが拘束部材7a-N、7b-Nを締結する。電池パック5-Nは拘束部材7a-N、7b-Nから拘束荷重を受ける。 Battery packs 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, ..., 5-N are restrained by restraining jigs 7-1, 7-2, 7-3, 7-4, ..., 7-N (not shown), respectively. Restraining jigs 7-1, 7-2, 7-3, 7-4, ..., 7-N may have the same configuration. Specifically, as shown in FIG. 2, battery pack 5-N is restrained by restraining jig 7-N. Restraining jig 7-N includes restraining members 7a-N, 7b-N and fastening portions 7c-N, 7d-N. Restraining members 7a-N, 7b-N may be any member capable of restraining battery pack 5-N, such as a pair of plate-shaped bodies. The pair of plate-shaped bodies may have a predetermined rigidity. Fastening portions 7c-N, 7d-N may be any member capable of fastening restraining members 7a-N, 7b-N, such as a bolt and nut. While the restraining members 7a-N and 7b-N hold the battery pack 5-N between them, the fastening portions 7c-N and 7d-N fasten the restraining members 7a-N and 7b-N. The battery pack 5-N is subjected to a restraining load from the restraining members 7a-N and 7b-N.

制御部6は、電流センサ4-1、4-2、4-3、4-4、…、4-Nからの信号をそれぞれ取得可能なように、電流センサ4-1、4-2、4-3、4-4、…、4-Nとそれぞれ接続されている。制御部6は、電流センサ4-1、4-2、4-3、4-4、…、4-Nから、電流センサ4-1、4-2、4-3、4-4、…、4-Nがそれぞれ計測した電流値を取得する。 The control unit 6 is connected to each of the current sensors 4-1, 4-2, 4-3, 4-4, ..., 4-N so that it can acquire signals from each of the current sensors 4-1, 4-2, 4-3, 4-4, ..., 4-N. The control unit 6 acquires the current values measured by each of the current sensors 4-1, 4-2, 4-3, 4-4, ..., 4-N from the current sensors 4-1, 4-2, 4-3, 4-4, ..., 4-N.

制御部6は、電流センサ4-1、4-2、4-3、4-4、…、4-Nから取得した電流値を用いて電池パック5-1、5-2、5-3、5-4、…、5-Nの総放電積算量を算出する。総放電積算量は、例えば、放電時の電流値について放電開始から放電終了まで積分することによって求めてもよい。制御部6は、この算出した総放電積算量が所定値以上であるか否かを判定する。当該所定値は、拘束治具7-1、7-2、7-3、7-4、…、7-Nが破断するために要する荷重値を用いて、決定するとよい。 The control unit 6 calculates the total accumulated discharge amount of the battery packs 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, ..., 5-N using the current values acquired from the current sensors 4-1, 4-2, 4-3, 4-4, ..., 4-N. The total accumulated discharge amount may be determined, for example, by integrating the current value during discharge from the start to the end of discharge. The control unit 6 determines whether this calculated total accumulated discharge amount is equal to or greater than a predetermined value. This predetermined value may be determined using the load value required to break the restraining jigs 7-1, 7-2, 7-3, 7-4, ..., 7-N.

図3に示す荷重曲線CNは、電池パック5-Nの総放電積算量を所定の範囲において変化させた場合、拘束治具7-Nにかかる荷重を示す。図3に示すように、拘束治具7-Nにかかる荷重は、電池パック5-Nの総放電積算量に比例する。電池パック5-Nの総放電積算量がENに達すると、拘束治具7-Nにかかる荷重がLNに達し、拘束治具7-Nが破断する。つまり、拘束治具7-Nが破断するために要する荷重値は、LNである。よって、ENを電流センサ4-Nの総放電積算量の所定値として決定することができる。拘束治具7-1、7-2、7-3、7-4、…、7-Nがいずれも同じ構成を有する場合、同様に、ENを電池パック5-Nの総放電積算量の所定値として決定することができる。 The load curve CN shown in Figure 3 indicates the load applied to the restraining jig 7-N when the total accumulated discharge amount of the battery pack 5-N is changed within a predetermined range. As shown in Figure 3, the load applied to the restraining jig 7-N is proportional to the total accumulated discharge amount of the battery pack 5-N. When the total accumulated discharge amount of the battery pack 5-N reaches EN, the load applied to the restraining jig 7-N reaches LN, and the restraining jig 7-N breaks. In other words, the load value required to break the restraining jig 7-N is LN. Therefore, EN can be determined as the predetermined value for the total accumulated discharge amount of the current sensor 4-N. If the restraining jigs 7-1, 7-2, 7-3, 7-4, ..., 7-N all have the same configuration, EN can similarly be determined as the predetermined value for the total accumulated discharge amount of the battery pack 5-N.

制御部6は、リレー2-1、2-2、2-3、2-4、…、2-Nの開閉動作を制御する。具体的には、制御部6は、総放電積算量が所定値EN以上であると判定された電池ユニットのリレーを閉じることによって、上記判定された電池ユニットの電池パックの充放電を禁止する。例えば、電池ユニット10-Kの総放電積算量が所定値以上であると判定された場合、制御部6は、電池ユニット10-Kのリレー2-Kを閉じることによって、電池ユニット10-Kの電池パック5-Kの充放電を禁止する。ここで、Kは、1以上N以下の範囲から選択可能な少なくとも1つの自然数である。 The control unit 6 controls the opening and closing of relays 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, ..., 2-N. Specifically, the control unit 6 closes the relay of a battery unit whose total accumulated discharge amount is determined to be equal to or greater than a predetermined value EN, thereby prohibiting charging and discharging of the battery pack of the battery unit. For example, if it is determined that the total accumulated discharge amount of battery unit 10-K is equal to or greater than a predetermined value, the control unit 6 closes relay 2-K of battery unit 10-K, thereby prohibiting charging and discharging of battery pack 5-K of battery unit 10-K. Here, K is at least one natural number selectable from the range of 1 to N, inclusive.

詳細には、制御部6は、この算出した総放電積算量が所定値以上であると判定した場合、異常発生フラグをオン状態にしてもよい。異常発生フラグがオン状態であれば、異常が電池パックに発生していると推測される。制御部6は、異常発生フラグをオン状態にした時間の長さや回数などに応じて、異常カウンタをインクリメントしてもよい。制御部6は、異常カウンタが閾値Trに達した場合、異常判定をオン状態にしてもよい。異常判定がオン状態であれば、異常が電池パックに確実に発生していると判定する。制御部6は、異常判定をオン状態にした場合、リレーをオフ状態にしてもよい。リレーがオフ状態とは、リレーが閉じた状態である。制御部6は、このような構成を備えることにより、上記算出した総放電積算量が所定値以上であると誤って判定することを抑制できてよい。 In detail, the control unit 6 may turn on an abnormality flag when it determines that the calculated total accumulated discharge amount is equal to or greater than a predetermined value. If the abnormality flag is on, it is assumed that an abnormality has occurred in the battery pack. The control unit 6 may increment an abnormality counter depending on the length of time or number of times that the abnormality flag is on. If the abnormality counter reaches a threshold value Tr, the control unit 6 may turn on the abnormality determination. If the abnormality determination is on, it is determined that an abnormality has definitely occurred in the battery pack. If the abnormality determination is turned on, the control unit 6 may turn off the relay. A relay off state means that the relay is closed. By having this configuration, the control unit 6 may be able to prevent erroneous determination that the calculated total accumulated discharge amount is equal to or greater than a predetermined value.

なお、電池システム100は、電力調整器を備えてもよい。電力調整器は、充放電の観点から好ましい温度よりも高い電池ユニット10-1、10-2、10-3、10-4、…、10-Nの一部の通電量を低減させる。この低減と略同時に、電力調整器は、電池ユニット10-1、10-2、10-3、10-4、…、10-Nの残部のうち、充放電の観点から好ましい温度よりも温度の低い電池ユニットの通電量を増大させる。これによって、電池ユニット10-1、10-2、10-3、10-4、…、10-Nの一部が、充放電の観点から好ましい温度よりも高い温度を有することによって、劣化することを抑えることができる。 The battery system 100 may also include a power regulator. The power regulator reduces the amount of current flowing through some of the battery units 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, ..., 10-N that have a temperature higher than the preferred temperature for charging and discharging. At roughly the same time as this reduction, the power regulator increases the amount of current flowing through the remaining battery units 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, ..., 10-N that have a temperature lower than the preferred temperature for charging and discharging. This prevents some of the battery units 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, ..., 10-N from deteriorating due to their temperatures being higher than the preferred temperature for charging and discharging.

<充放電制御方法>
次に、図4を参照して、実施の形態1にかかる電池システム100の充放電制御方法の一例について説明する。図4は、実施の形態1に係る充放電制御方法を示すフローチャートである。
<Charge/Discharge Control Method>
Next, an example of a charge/discharge control method for the battery system 100 according to the first embodiment will be described with reference to Fig. 4. Fig. 4 is a flowchart showing the charge/discharge control method according to the first embodiment.

制御部6が、電池パック5-1、5-2、5-3、5-4、…、5-Nの総放電積算量を算出する(ステップST1)。 The control unit 6 calculates the total accumulated discharge amount of battery packs 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, ..., 5-N (step ST1).

続いて、制御部6は、電池パック5-1、5-2、5-3、5-4、…、5-Nの総放電積算量が所定値EN以上であるか否かを判定する(ステップST2)。 Next, the control unit 6 determines whether the total accumulated discharge amount of the battery packs 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, ..., 5-N is equal to or greater than a predetermined value EN (step ST2).

制御部6は、電池パック5-1、5-2、5-3、5-4、…、5-Nの総放電積算量がいずれも、所定値EN未満であると判定する(ステップST2:NO)。その後、ステップST1及びステップST2を繰り返す。 The control unit 6 determines that the total accumulated discharge amounts of all battery packs 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, ..., 5-N are less than the predetermined value EN (step ST2: NO). Then, steps ST1 and ST2 are repeated.

一方、制御部6は、電池パック5-1、5-2、5-3、5-4、…、5-Nの少なくとも1つの総放電積算量が所定値EN以上であると判定する(ステップST2:YES)。すると、制御部6は、総放電積算量が所定値EN以上であると判定された電池パック5-1、5-2、5-3、5-4、…、5-Nの少なくとも1つの充放電を禁止する(ステップST3)。具体的には、制御部6は、例えば、電池パック5-Nの総放電積算量が所定値EN以上であると判定した場合、電池パック5-Nのリレー2-Nを閉じる。これによって、電池パック5-Nの充放電を禁止する。 On the other hand, the control unit 6 determines that the total accumulated discharge amount of at least one of the battery packs 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, ..., 5-N is equal to or greater than the predetermined value EN (step ST2: YES). The control unit 6 then prohibits charging or discharging of at least one of the battery packs 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, ..., 5-N whose total accumulated discharge amount is determined to be equal to or greater than the predetermined value EN (step ST3). Specifically, for example, if the control unit 6 determines that the total accumulated discharge amount of battery pack 5-N is equal to or greater than the predetermined value EN, it closes relay 2-N of battery pack 5-N. This prohibits charging or discharging of battery pack 5-N.

以上、上記した構成によれば、総放電積算量が所定値以上である電池パック5-1、5-2、5-3、5-4、…、5-Nの少なくとも1つの充放電を停止させる。そのため、電池パック5-1、5-2、5-3、5-4、…、5-Nの膨張を抑制し、拘束治具7-1、7-2、7-3、7-4、…、7-Nにかかる荷重の増加を抑制することができる。 As described above, with the above configuration, charging and discharging of at least one of the battery packs 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, ..., 5-N whose total accumulated discharge amount is equal to or greater than a predetermined value is stopped. This prevents expansion of the battery packs 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, ..., 5-N and prevents an increase in the load on the restraining jigs 7-1, 7-2, 7-3, 7-4, ..., 7-N.

また、電池システム100は、上記電力調整器を備える場合、好適である。電力調整器は、電池ユニット10-1、10-2、10-3、10-4、…、10-Nの残部のうち、充放電の観点から好ましい温度よりも温度の低い電池ユニットの通電量を増大させる。引き続き放電を繰り返すと、この通電量を増大させた電池ユニットの総放電積算量が所定値に達する。そのため、この通電量を増大させた電池ユニットの電池パックの充放電を停止させる。すなわち、電池ユニットへの負荷の集中を抑制する。従って、電池ユニットの電池パック5-1、5-2、5-3、5-4、…、5-Nの膨張による、拘束治具7-1、7-2、7-3、7-4、…、7-Nにかかる荷重の増加を抑制できる。 The battery system 100 is also preferably equipped with the above-mentioned power regulator. The power regulator increases the amount of current flowing through the remaining battery units 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, ..., 10-N, which have a lower temperature than the temperature that is preferable from the viewpoint of charging and discharging. As discharging continues, the total accumulated discharge amount of the battery units with increased current flowing reaches a predetermined value. Therefore, charging and discharging of the battery packs of the battery units with increased current flowing is stopped. In other words, the concentration of load on the battery units is suppressed. Therefore, the increase in load on the restraining jigs 7-1, 7-2, 7-3, 7-4, ..., 7-N due to the expansion of the battery packs 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, ..., 5-N of the battery units can be suppressed.

さらに、図5を参照しつつ上記した実施の形態1にかかる電池システム100の充放電制御方法の一例における電池システム100の動作について説明する。図5は、実施の形態1に係る電池システムの動作の一例を示すタイミングチャートである。図5の横軸は、時間を示し、図3の縦軸は、総放電積算量の判定、異常発生フラグの状態、以上カウンタの状態、異常判定、及びリレーの動作を示す。 Furthermore, with reference to Figure 5, the operation of the battery system 100 in an example of the charge/discharge control method for the battery system 100 according to the first embodiment will be described. Figure 5 is a timing chart showing an example of the operation of the battery system according to the first embodiment. The horizontal axis of Figure 5 represents time, and the vertical axis of Figure 3 represents the determination of the total discharge accumulated amount, the state of the abnormality occurrence flag, the state of the counter, the abnormality determination, and the operation of the relay.

図5に示すように、電池システム100の充放電が開始した時点t0では、電池パック5-1、5-2、5-3、5-4、…、5-Nの総放電積算量が所定値EN未満であると判定される(ステップST2:NO)と、総放電積算量の判定はオフ状態である。リレー2-Nはオフ状態である。 As shown in Figure 5, at time t0 when charging and discharging of the battery system 100 begins, if it is determined that the total accumulated discharge amount of battery packs 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, ..., 5-N is less than the predetermined value EN (step ST2: NO), the total accumulated discharge amount determination is in the OFF state. Relay 2-N is in the OFF state.

時点t0から所定の時間が経過して、時点t1に至る。時点t1では、電池パック5-1、5-2、5-3、5-4、…、5-Nの少なくとも1つの総放電積算量が所定値EN以上であると判定される(ステップST2:YES)。例えば、電池パック5-Nの総放電積算量が所定値EN以上であると判定される。電池パック5-Nの総放電積算量の判定はオン状態である。 A predetermined time has passed since time t0, and time t1 is reached. At time t1, it is determined that the total accumulated discharge amount of at least one of battery packs 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, ..., 5-N is equal to or greater than the predetermined value EN (step ST2: YES). For example, it is determined that the total accumulated discharge amount of battery pack 5-N is equal to or greater than the predetermined value EN. The total accumulated discharge amount determination for battery pack 5-N is in the ON state.

その後、時点t2では、異常発生フラグがオフ状態からオン状態にされる。異常カウンタをインクリメントし始める。 Then, at time t2, the abnormality occurrence flag is changed from OFF to ON. The abnormality counter begins to increment.

その後、時点t3では、異常カウンタが閾値Trに達する。さらに、異常判定をオン状態にし、異常が電池パックに確実に発生していると判定する。 After that, at time t3, the abnormality counter reaches the threshold value Tr. Furthermore, the abnormality determination is turned on, and it is determined that an abnormality has definitely occurred in the battery pack.

その後、時点t4では、リレー2-Nはオン状態からオフ状態にされる。リレー2-Nが閉じて、電池パック5-Nと、電力系統1との電気的な接続が遮断される。なお、リレー2-Nは、システムメインリレー(SMR)であり、リレー2-Nのオフ状態は、システムメインリレーのオフ状態(SMR-OFF)であるとよい。 After that, at time t4, relay 2-N is changed from the ON state to the OFF state. Relay 2-N closes, cutting off the electrical connection between battery pack 5-N and the power grid 1. Note that relay 2-N is a system main relay (SMR), and the OFF state of relay 2-N preferably corresponds to the OFF state of the system main relay (SMR-OFF).

上述の実施形態における各構成は、ハードウェア又はソフトウェア、もしくはその両方によって構成され、1つのハードウェア又はソフトウェアから構成してもよいし、複数のハードウェア又はソフトウェアから構成してもよい。各装置の機能(処理)を、CPU(Central Processing Unit)やメモリ等を有するコンピュータにより実現してもよい。例えば、記憶装置に実施形態における方法(例えば制御方法)を行うためのプログラムを格納し、各機能を、記憶装置に格納されたプログラムをCPUで実行することにより実現してもよい。 Each component in the above-described embodiments may be configured with hardware, software, or both, and may be configured with a single piece of hardware or software, or may be configured with multiple pieces of hardware or software. The functions (processing) of each device may be implemented by a computer having a CPU (Central Processing Unit), memory, etc. For example, a program for performing a method in the embodiment (e.g., a control method) may be stored in a storage device, and each function may be implemented by having a CPU execute the program stored in the storage device.

これらのプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、CD-ROM(Read Only Memory)、CD-R、CD-R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(random access memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。 These programs can be stored and supplied to a computer using various types of non-transitory computer-readable media. Non-transitory computer-readable media include various types of tangible storage media. Examples of non-transitory computer-readable media include magnetic recording media (e.g., flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), magneto-optical recording media (e.g., magneto-optical disks), CD-ROMs (Read Only Memory), CD-Rs, CD-RWs, and semiconductor memory (e.g., mask ROMs, PROMs (Programmable ROMs), EPROMs (Erasable PROMs), flash ROMs, and RAMs (Random Access Memory)). The programs may also be supplied to a computer via various types of transitory computer-readable media. Examples of transitory computer-readable media include electrical signals, optical signals, and electromagnetic waves. Transitory computer-readable media can be supplied to a computer via wired communication paths such as electrical wires and optical fibers, or wireless communication paths.

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、本発明は、上記実施の形態やその一例を適宜組み合わせて実施してもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications can be made as appropriate without departing from the spirit of the invention. Furthermore, the present invention may be implemented by combining the above-described embodiment and examples thereof as appropriate.

100 電池システム
10-1、10-2、10-3、10-4、10-N 電池ユニット
1 電力系統
2-1、2-2、2-3、2-4、2-N リレー
3-1、3-2、3-3、3-4、3-N 昇圧コンバータ
4-1、4-2、4-3、4-4、4-N 電流センサ
5-1、5-2、5-3、5-4、5-N 電池パック
6 制御部
7-N 拘束治具
7a-N、7b-N 拘束部材
7c-N、7d-N 締結部
LN 荷重値
EN (総放電積算量の)所定値
CN 荷重曲線
t0、t1、t2、t3、t4 時点
100 Battery system 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-N Battery unit 1 Power system 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-N Relay 3-1, 3-2, 3-3, 3-4, 3-N Boost converter 4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-N Current sensor 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, 5-N Battery pack 6 Control unit 7-N Restraint jig 7a-N, 7b-N Restraint member 7c-N, 7d-N Fastening part LN Load value EN Predetermined value CN (of total discharge accumulated amount) Load curve t0, t1, t2, t3, t4 Time points

Claims (2)

共通の電力系統に並列接続された複数の電池ユニットと、制御部と、を備えた電池システムであって、
各電池ユニットは、リレー、電流センサ、及び電池パックを備え、
前記リレー、及び前記電流センサは、前記電池パックと前記電力系統との間に配置され、
前記電池パックは、拘束治具に拘束され、
前記制御部は、前記各電池ユニットの前記電流センサがそれぞれ計測した電流値を用いて算出された前記各電池ユニットの総放電積算量が所定値以上であるか否かを判定し、
前記制御部は、総放電積算量が所定値以上であると判定された電池ユニットのリレーを閉じることによって、前記判定された電池ユニットの電池パックの充放電を禁止し、
前記所定値は、前記拘束治具が破断するために要する荷重値を用いて、決定される、
電池システム。
A battery system including a plurality of battery units connected in parallel to a common power system and a control unit,
Each battery unit includes a relay, a current sensor, and a battery pack.
the relay and the current sensor are disposed between the battery pack and the power grid;
the battery pack is restrained by a restraining jig;
the control unit determines whether a total accumulated discharge amount of each of the battery units calculated using a current value measured by the current sensor of each of the battery units is equal to or greater than a predetermined value;
the control unit closes a relay of a battery unit determined to have a total accumulated discharge amount equal to or greater than a predetermined value, thereby prohibiting charging and discharging of the battery pack of the determined battery unit ;
The predetermined value is determined using a load value required for the restraint jig to break .
Battery system.
共通の電力系統に並列接続された複数の電池ユニットと、制御部と、を備えた電池システムの充放電制御方法であって、
各電池ユニットは、リレー、電流センサ、及び電池パックを備え、
前記リレー、及び前記電流センサは、前記電池パックと前記電力系統との間に配置され、
前記電池パックは、拘束治具に拘束され、
前記各電池ユニットの前記電流センサがそれぞれ計測した電流値を用いて算出された前記各電池ユニットの総放電積算量が所定値以上であるか否かを判定するステップと、
前記総放電積算量が所定値以上であると判定された電池ユニットのリレーを閉じることによって、前記判定された電池ユニットの電池パックの充放電を禁止するステップと、を備え
前記所定値は、前記拘束治具が破断するために要する荷重値を用いて、決定される、
電池システムの充放電制御方法。
A charge/discharge control method for a battery system including a plurality of battery units connected in parallel to a common power system and a control unit, comprising:
Each battery unit includes a relay, a current sensor, and a battery pack.
the relay and the current sensor are disposed between the battery pack and the power grid;
the battery pack is restrained by a restraining jig;
determining whether or not a total accumulated discharge amount of each of the battery units calculated using the current values measured by the current sensors of each of the battery units is equal to or greater than a predetermined value;
and closing a relay of a battery unit determined to have a total accumulated discharge amount equal to or greater than a predetermined value, thereby prohibiting charging and discharging of the battery pack of the determined battery unit ,
The predetermined value is determined using a load value required for the restraint jig to break .
A method for controlling charging and discharging of a battery system.
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