JP2016091613A - Battery system and capacity recovery method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電池システム及び容量回復方法に関する。 The present invention relates to a battery system and a capacity recovery method.
現在、地球温暖化防止の為に、炭酸ガスの大きな排出源となっているガソリンエンジンの自動車については、ハイブリッド電気自動車や電気自動車などへの代替が始まっている。ハイブリッド電気自動車や電気自動車の動力用電源に代表される大型二次電池は、高出力、大容量であることが必要である為、それを構成する蓄電池モジュールは、複数の電池セルを直並列接続して構成される。 At present, in order to prevent global warming, the replacement of gasoline engine vehicles, which are a major source of carbon dioxide, with hybrid electric vehicles and electric vehicles has begun. Large secondary batteries represented by power sources for hybrid electric vehicles and electric vehicles need to have high output and large capacity, so the storage battery modules that make up them are connected in series and parallel. Configured.
また、近年、自然エネルギーによる発電や、電力会社で発電された電力以外の電力を利用することに注目が集まっている。しかし、自然エネルギーによる発電は発電量の変動が大きくなる。これは電力系統に対し電圧変動を誘発する原因となりうる。安定した品質の電力を供給するためには電力系統の電圧の変動緩和が必要であり、その変動緩和には蓄電池システムが使用される。 In recent years, attention has been focused on using power other than that generated by natural energy or generated by an electric power company. However, the amount of power generated by natural energy generation varies greatly. This can cause voltage fluctuations in the power system. In order to supply stable quality power, it is necessary to mitigate fluctuations in the voltage of the power system, and a storage battery system is used to mitigate the fluctuations.
これらの蓄電池システムに二次電池として使用されるリチウムイオン電池は、高電圧充電の防止や過放電による性能低下の防止などの点から適切に使いこなすことが必要となる。この為、蓄電池システムに搭載される蓄電池モジュールには、電池の状態である電圧、電流、温度などを検出する機能を持っている。図15に代表的なハイブリッド電気自動車や電気自動車に搭載される蓄電池モジュールの構成を示す。図15に示すように、複数の電池セルはセルコントローラと接続され、セルコントローラは、複数の電池セルの状態を検出する。また、複数のセルコントローラはバッテリーコントローラに接続され、バッテリーコントローラは、複数のセルコントローラから複数の電池セルの状態を取得する。さらにバッテリーコントローラは、取得した複数の電池セルの状態から電池容量(SOC:State of Charge)や電池劣化状態(SOH:State of Health)を演算し、上位のコントローラなどに演算結果を通知する仕組みとなる。大容量電池システムでは、製造時の接続工数や配線量が膨大であり、誤配線やコストの増加の懸念もあることから電池の構成を自由自在に変更しにくい。 Lithium ion batteries used as secondary batteries in these storage battery systems need to be properly used from the standpoints of preventing high-voltage charging and preventing performance degradation due to overdischarge. For this reason, the storage battery module mounted in the storage battery system has a function of detecting voltage, current, temperature, and the like, which are battery states. FIG. 15 shows a configuration of a storage battery module mounted on a typical hybrid electric vehicle or electric vehicle. As shown in FIG. 15, the plurality of battery cells are connected to the cell controller, and the cell controller detects the state of the plurality of battery cells. The plurality of cell controllers are connected to the battery controller, and the battery controller acquires the states of the plurality of battery cells from the plurality of cell controllers. Furthermore, the battery controller calculates a battery capacity (SOC: State of Charge) and a battery deterioration state (SOH: State of Health) from the acquired states of the plurality of battery cells, and notifies the host controller of the calculation results. Become. In a large-capacity battery system, the number of man-hours for connection and the amount of wiring at the time of manufacture are enormous, and there is a risk of incorrect wiring and an increase in cost.
電力系統の変動緩和等に使用される大容量の電池システムでは、多直列多並列であり、車両用途とは異なり、数日以上連続で運転される。多直列電池システムでは、直列電池間に残容量のばらつきがあると、動作時の最大電圧、最小電圧に差が生じる。リチウムイオン電池は、特に、最大電圧のずれによって過充電が起こり、最少電圧のずれにより過放電が起きる可能性がある。これらの事象が起きた場合には、電池システムが不安全な状態となり安定した動作が確保されない懸念がある。 A large-capacity battery system used for mitigating fluctuations in an electric power system, etc., is multi-series and multi-parallel, and is continuously operated for several days or more unlike a vehicle application. In a multi-series battery system, if the remaining capacity varies among the series batteries, a difference occurs in the maximum voltage and the minimum voltage during operation. Lithium ion batteries can be overcharged due to a maximum voltage shift and overdischarge due to a minimum voltage shift. When these events occur, there is a concern that the battery system becomes unsafe and a stable operation cannot be ensured.
大容量電池システムにおいては、バランスをそろえるために電池を個別に交換する場合に、配線量が膨大であるため作業工数が多大となり誤配線等の懸念や、セルそのものには制御用の内部情報が十分ではないために、交換後の制御の安定性を欠く懸念がある。そのため、モジュール単位や直列接続部単位で交換しなければならないので、セル故障時の維持コストが高くなってしまう。したがって、多直列の電池システムでは容量ばらつきを抑制し、電池システムの安定動作を確保するために、個別に各セル電圧をモニタし、通電時に容量をバランスさせた状態で運用することが重要である。 In a large-capacity battery system, when replacing batteries individually to balance them, the amount of wiring is enormous, which increases the number of man-hours and the risk of miswiring, etc., and the cell itself contains internal information for control. There is a concern that the stability of the control after replacement is lacking because it is not sufficient. Therefore, since it must be exchanged in units of modules or series connection units, the maintenance cost at the time of cell failure becomes high. Therefore, in a multi-series battery system, it is important to monitor each cell voltage individually and balance the capacity when energized in order to suppress capacity variation and ensure stable operation of the battery system. .
一般にセルのバランスをとる方法としては、市販の小型のリチウム二次電池パックで採用されているような、規定電圧に達した単電池に対して余剰電力を並列バイパス回路で熱消費させて充電状態を均等化する方式が知られている。また、特許文献1、2では、電圧の高いセルだけをバイパス放電回路でのスイッチのオン、オフで内部電圧を一致させる方法が開示されている。特許文献3では、リチウム源を有する第3電極を持ったセルを用いて容量を補充する技術が開示されている。 In general, as a method of balancing cells, surplus power is consumed by a parallel bypass circuit for a single cell that has reached a specified voltage, as used in a commercially available small lithium secondary battery pack. There are known methods for equalizing. Patent Documents 1 and 2 disclose a method of matching internal voltages of only high voltage cells by turning on and off a switch in a bypass discharge circuit. Patent Document 3 discloses a technique for replenishing a capacity using a cell having a third electrode having a lithium source.
セルのバランスをとる方法としては、前述したように、市販の小型のリチウム二次電池パックで採用されているような、規定電圧に達した単電池に対し、余剰電力を並列バイパス回路で熱消費させて充電状態を均等化する方式が知られている。しかしながら、この方式は満充電に近い状態に充電状態をそろえる必要があり、電力の変動緩和などに適用する際は、この方法を適用するのは難しい。電力の変動緩和に適用する際は、満充電にするために一定の充電電圧で通電し続けるというような使用方法がないことなどから電池への入出力が絶えず変動するため、充電状態だけをそろえるという機会がないためである。 As described above, as a method of balancing cells, surplus power is consumed by a parallel bypass circuit for single cells that have reached a specified voltage, such as those used in commercially available small lithium secondary battery packs. A method for equalizing the state of charge is known. However, this method needs to align the state of charge to a state close to full charge, and this method is difficult to apply when applied to power fluctuation mitigation. When applying to power fluctuation mitigation, the input / output to the battery constantly fluctuates because there is no usage method such as continuous energization at a constant charging voltage to achieve full charge, so only the charging state is aligned. This is because there is no opportunity.
電池の残量(SOC)と電圧との関係がはっきりしておらず、SOCが変化しても電圧がほぼ一定の電池の場合は、特許文献1、2に示されたように、電圧の高いセルだけをバイパス放電回路でのスイッチのオン、オフで内部電圧を一致させる方法では、電圧で残量が決定できないためにかえって容量をアンバランスさせてしまうことにつながる問題がある。バイパス放電回路での放電は、電池の放電量を通常使用する負荷ラインと並列で消費することであるから、セルが繰り返し使用できる期間が短くなるというデメリットもある。 The relationship between the remaining battery level (SOC) and the voltage is not clear, and in the case of a battery in which the voltage is almost constant even when the SOC changes, as shown in Patent Documents 1 and 2, the voltage is high. In the method of matching the internal voltage by turning on and off the switch in the bypass discharge circuit only for the cell, there is a problem that the capacity is unbalanced because the remaining amount cannot be determined by the voltage. Discharging in the bypass discharge circuit consumes the discharge amount of the battery in parallel with the load line that is normally used, so there is a demerit that the period in which the cell can be used repeatedly is shortened.
特許文献3では、リチウム源を有する第3電極を持ったセルで容量回復制御をおこなう技術が開示されている。特許文献3のように、リチウム源としてリチウム金属箔を使用した場合、空気中の安定性や法令上の取り扱いを考慮する必要がある。また、特許文献3は劣化が進んだ場合のみにリチウムイオンを外部の電源を通じ補充することにより電池寿命を延ばすことを目的としているものであり、セル間の電圧を必ずしも一致させるものではない。 Patent Document 3 discloses a technique for performing capacity recovery control in a cell having a third electrode having a lithium source. As in Patent Document 3, when a lithium metal foil is used as a lithium source, it is necessary to consider the stability in air and the legal handling. Patent Document 3 is intended to extend the battery life by replenishing lithium ions through an external power source only when deterioration has progressed, and does not necessarily match the voltages between cells.
そこで、本発明は、セル間の電圧をバランシングさせ、より安全に長期間運用できる電池システムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a battery system that can balance the voltage between cells and can be operated safely for a long time.
上述した課題を解決するため、本発明に係る電池システムは、複数のリチウムイオン電池を接続して構成される組電池を備える電池システムであって、リチウムイオン電池は、正極と、負極と、正極及び負極の少なくともいずれかのリチウムイオン量を調整する第3電極と、基準電位となる第4電極とを備えることを特徴とする。 In order to solve the problems described above, a battery system according to the present invention is a battery system including an assembled battery configured by connecting a plurality of lithium ion batteries, and the lithium ion battery includes a positive electrode, a negative electrode, and a positive electrode. And a third electrode for adjusting a lithium ion amount of at least one of the negative electrode and a fourth electrode serving as a reference potential.
本発明により、長期使用が可能な電池システムを提供できる。上記した以外の課題、構成及び効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。 The present invention can provide a battery system that can be used for a long time. Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.
多直列電池システムでは、セルの容量ばらつきにより、動作時の電圧が変動する。図5は、新品セルと、劣化して容量が小さくなったセルを同じ電流で充放電したときの電圧の変動を示したものである。容量が小さくなった劣化品は放電終止時の電圧が新品と比較して低下することが分かる。 In a multi-series battery system, the operating voltage varies due to cell capacity variation. FIG. 5 shows voltage fluctuations when a new cell and a cell that has deteriorated and has a reduced capacity are charged and discharged with the same current. It can be seen that the degraded product having a reduced capacity has a lower voltage at the end of discharge than the new product.
図7に複数のセルを直列にしたシステムでセルの容量がばらついたまま充放電した場合における各セル電圧の変動を示す。図7の各グラフにおいて、縦軸は電圧、横軸は時間tである。図7(A)は、互いに直列に接続され、無負荷時の開始電圧VOCVが異なる電池a1とa2の動作電圧を示す。直列時に通電される電流は同じであるから、通電時間により電池内で使用される電気量は同じである。そのため、VOCVが高い電池a1は通常の動作電圧範囲で動作するのに対し、VOCVが低い電池a2は放電時の電圧が動作下限の電圧の範囲外に達する。その結果、電池a2の電圧は、安全に使用できる範囲外となってしまう。電圧が高いということは、その時点に蓄えられている電池容量が大きいということである。各セルで上限と下限の電圧間で利用できる容量が異なるために、a1とa2では容量の小さいa2が電圧の振れ幅が大きくなる。 FIG. 7 shows the fluctuation of each cell voltage when charging / discharging with the cell capacity varying in a system in which a plurality of cells are connected in series. In each graph of FIG. 7, the vertical axis represents voltage, and the horizontal axis represents time t. FIG. 7A shows operating voltages of batteries a1 and a2 that are connected in series with each other and have different start voltages V OCV at the time of no load. Since the currents energized in series are the same, the amount of electricity used in the battery is the same depending on the energization time. For this reason, the battery a1 having a high V OCV operates in the normal operating voltage range, whereas the battery a2 having a low V OCV has a voltage at the time of discharging outside the range of the operating lower limit voltage. As a result, the voltage of the battery a2 is out of the safe range. A high voltage means that the battery capacity stored at that time is large. Since the available capacity differs between the upper limit voltage and the lower limit voltage in each cell, a2 having a smaller capacity has a larger voltage fluctuation width in a1 and a2.
図7(B)は、無負荷時の電圧VOCVが同じであるが、容量の異なる電池b1とb2の動作電圧を示す図である。無負荷時の電圧VOCVが同じでも通常動作の容量の大きい電池b2に対し、容量の小さい電池b1が大電流充電時に安全上許容される電圧VHよりも高電圧となり、過充電となってしまう。その結果、安全性が低下する。 FIG. 7B is a diagram showing operating voltages of batteries b1 and b2 having the same voltage V OCV at no load but different capacities. Even if the voltage V OCV at the time of no load is the same, the battery b1 having a small capacity has a higher voltage than the voltage V H that is safely allowed when charging with a large current, and is overcharged. End up. As a result, safety is reduced.
また、図7(C)は、容量の小さい電池C1が、安全上の上限電圧VHと、下限電圧VLの両方に達し、過充電と過放電の両方の危険がある場合を模式的に示している。 FIG. 7C schematically shows a case where the battery C1 having a small capacity reaches both the upper limit voltage V H and the lower limit voltage V L for safety, and there is a risk of both overcharge and overdischarge. Show.
このように容量をバランスさせて均等化することは、電池システムの安定動作を確保するためには重要である。容量アンバランスは、直列電池内の初期のセルの性能ばらつきに加え、組電池構造による通電時の環境温度の違いに基づく電流集中や、温度が高いセルでの副反応による容量減少、抵抗上昇等の性能変化によっても発生する。 Thus, balancing and equalizing the capacities is important for ensuring stable operation of the battery system. Capacity imbalance is not only the initial cell performance variation in the series battery, but also current concentration based on the difference in environmental temperature during energization due to the assembled battery structure, capacity decrease due to side reaction in a high temperature cell, resistance increase, etc. It also occurs due to performance changes.
容量のアンバランスを解消し、容量回復による電池システムの長寿命化を図るために、本発明に係る電池システムは、正極と負極と、正極又は負極のリチウムイオン量を調整する第3電極と、基準電位となる第4の電極を備えるリチウム二次電池が複数接続された組電池を備えることを特徴とする。第3電極は、正極及び負極の少なくともいずれかとスイッチを介して接続され、スイッチは、第4電極により得られた情報を基に切り替えられる。 In order to eliminate the capacity imbalance and extend the life of the battery system by capacity recovery, the battery system according to the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, a third electrode that adjusts the amount of lithium ions in the positive electrode or the negative electrode, It has an assembled battery in which a plurality of lithium secondary batteries including a fourth electrode serving as a reference potential are connected. The third electrode is connected to at least one of the positive electrode and the negative electrode via a switch, and the switch is switched based on information obtained by the fourth electrode.
第3電極は、リチウムイオン供給可能な材料を含み、正極及び負極の少なくともいずれかのリチウムイオン量を調整する役割を担う。第4電極は、正極、負極、第3電極の内部電位を測定するための基準電極である。第4電極により得られた情報に基づき、正極、負極の内部電位または内部情報を、制御回路である上位コントローラにて演算し、この情報に基づいてスイッチが開閉される。スイッチは、非通電時において各リチウムイオン電池の電圧が不均一であって、電池容量の残量のばらつきが閾値を超えた場合に、切り替えられ、正極又は負極と、第3電極とが接続される。また、第3の電極と、正極または負極との内部電位差に基づき、通電時間を制御することで、正極、または負極内部のLiイオン量を増減でき、電池の容量を調整可能とする。その結果、各電池の容量ばらつきを解消できる。ここで電池容量の残量のばらつきの閾値とは、電池性能や安全性等によって定められる許容範囲である。 The third electrode includes a material capable of supplying lithium ions, and plays a role of adjusting the amount of lithium ions in at least one of the positive electrode and the negative electrode. The fourth electrode is a reference electrode for measuring the internal potential of the positive electrode, the negative electrode, and the third electrode. Based on the information obtained by the fourth electrode, the internal potential or internal information of the positive electrode and the negative electrode is calculated by a host controller that is a control circuit, and the switch is opened and closed based on this information. The switch is switched when the voltage of each lithium ion battery is non-uniform when not energized and the variation in the remaining capacity of the battery exceeds a threshold value, and the positive electrode or the negative electrode and the third electrode are connected. The Further, by controlling the energization time based on the internal potential difference between the third electrode and the positive electrode or the negative electrode, the amount of Li ions in the positive electrode or the negative electrode can be increased or decreased, and the battery capacity can be adjusted. As a result, the capacity variation of each battery can be eliminated. Here, the threshold value of the variation in the remaining capacity of the battery capacity is an allowable range determined by battery performance, safety, and the like.
具体的には、第3電極は、通常使用時は正極、負極とも絶縁され、リチウムイオンが十分に吸蔵されている材料を含むことが望ましい。第3電極に用いられる材料としては、リチウム含有金属酸化物やリチウム含有黒鉛が挙げられる。リチウム含有金属酸化物は、容量回復極として従来用いられている金属リチウムとは異なり電極の製造が容易であること、デンドライトが析出しにくいという利点がある。また、正極に用いられた材料と同じものを第3電極に用いることによって製造コストを低減できる。 Specifically, it is desirable that the third electrode includes a material in which both the positive electrode and the negative electrode are insulated during normal use and lithium ions are sufficiently occluded. Examples of the material used for the third electrode include lithium-containing metal oxides and lithium-containing graphite. Unlike metal lithium conventionally used as a capacity recovery electrode, the lithium-containing metal oxide has advantages that it is easy to produce an electrode and that dendrite is difficult to deposit. Further, the manufacturing cost can be reduced by using the same material as that used for the positive electrode for the third electrode.
第4電極に用いられる材料として、具体的には、リチウム含有黒鉛、リチウム含有酸化物が挙げられる。さらに、第3電極に用いられる材料を、第4電極に用いることもできる。その結果、製造コストを低減できる。 Specific examples of the material used for the fourth electrode include lithium-containing graphite and lithium-containing oxide. Furthermore, the material used for the third electrode can also be used for the fourth electrode. As a result, the manufacturing cost can be reduced.
本願発明の電池システムでは、複数のリチウムイオン電池それぞれの開回路電圧を測定後、測定した開回路電圧からリチウムイオン電池のSOCを算出し、算出したSOCからリチウムイオン量を調整するリチウムイオン電池を選択する。そして第4電極により得られた情報を基にリチウムイオン調整量を算出し、そのリチウムイオン調整量に基づきスイッチの開放時間を決定し、開放時間に基づきスイッチの開閉を制御することにより電池容量を回復することができる。 In the battery system of the present invention, after measuring the open circuit voltage of each of the plurality of lithium ion batteries, the SOC of the lithium ion battery is calculated from the measured open circuit voltage, and the lithium ion battery that adjusts the amount of lithium ions from the calculated SOC select. Then, the lithium ion adjustment amount is calculated based on the information obtained by the fourth electrode, the switch opening time is determined based on the lithium ion adjustment amount, and the switch capacity is controlled based on the opening time. Can be recovered.
本発明によれば、多直列多並列の電池セルで構成される電池システムにおいて、セル間の電圧をバランシングさせることができる。また、直列電池システム内での単電池容量の調整が、電池の放電量を減ずることなく実施可能となり、電池容量のばらつきが少ない蓄電池システムが提供できる。さらに、内部基準電極を有する単電池については内部の電極の状態の推定が可能であるため、電池の劣化理由に基づいた電極の容量調整を正極で実施するか、負極で実施するか選択できる。その結果、適切なLiイオン量の調整が、外部電源を用いることなく簡便に行える。そのため、組電池全体を交換せずとも、個別に単電池を交換することが可能となる。さらに、交換前の直列電池の放電容量にあわせて適切に交換電池の放電可能容量Qを調節することが可能となる。また、電池の交換が容易になり、さまざまな用途に適用可能な汎用性の高い電池システムを実現できる
本発明により、電池内部の劣化を引き起こさない第3極を用いながら、電池間の電圧をバランシングさせ、リチウムイオン二次電池の容量を回復させることができる。その結果長寿命な蓄電システムが実現できる。以下、図面を用いて実施例を説明する。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the voltage between cells can be balanced in the battery system comprised by the battery cell of multi-series multi-parallel. In addition, the adjustment of the unit cell capacity in the series battery system can be performed without reducing the discharge amount of the battery, and a storage battery system with little variation in battery capacity can be provided. Furthermore, since the state of the internal electrode can be estimated for the unit cell having the internal reference electrode, it is possible to select whether the capacity adjustment of the electrode based on the reason for deterioration of the battery is performed with the positive electrode or the negative electrode. As a result, an appropriate amount of Li ion can be easily adjusted without using an external power source. Therefore, it is possible to replace the single cells individually without replacing the entire assembled battery. Further, the dischargeable capacity Q of the replacement battery can be appropriately adjusted according to the discharge capacity of the series battery before replacement. In addition, the battery can be easily replaced, and a highly versatile battery system applicable to various applications can be realized. The present invention balances the voltage between the batteries while using the third electrode that does not cause deterioration inside the battery. Thus, the capacity of the lithium ion secondary battery can be recovered. As a result, a long-life power storage system can be realized. Embodiments will be described below with reference to the drawings.
実施例1の電池システムの基本構成を図1に示す。組電池10は、正極、負極、第3電極、第4電極から構成される単電池5を直列に接続したものである。組電池10の正極はE1、負極はE2で外部負荷(図示せず)と接続される。第4電極は基準電極電位であり、この電位と、正極、負極、第3電極の3つの電位が、電池管理装置(セルコントローラ)に電圧値として収集される構成である。電池管理装置(図示なし)から、上位の組電池管理装置8(バッテリコントローラ)が各セルの情報を有線または無線の信号9を受け取る。正極、負極、第3電極、第4電極はそれぞれ正極端子1、負極端子2、第3電極端子3、第4電極端子4を備えている。また、正極端子と、第3電極の端子間には、抵抗7を介してスイッチ6が接続されている。本実施例において、スイッチは正極端子と第3電極端子間に配置したが、負極端子と第3電極端子間に配置してもよい。第4電極により得られた情報を基にスイッチを切り替えることにより、第3電極と、正極又は負極とが接続されれば良い。電池管理装置はセルに直接配置され組電池10の内部にあってもよいし、まとめて組電池10の外部にあってもよい。 A basic configuration of the battery system of Example 1 is shown in FIG. The assembled battery 10 is a battery in which unit cells 5 including a positive electrode, a negative electrode, a third electrode, and a fourth electrode are connected in series. The assembled battery 10 has a positive electrode E1 and a negative electrode E2 connected to an external load (not shown). The fourth electrode is a reference electrode potential, and this potential and the three potentials of the positive electrode, the negative electrode, and the third electrode are collected as voltage values by the battery management device (cell controller). An upper assembled battery management device 8 (battery controller) receives a wired or wireless signal 9 from the battery management device (not shown) and information on each cell. The positive electrode, the negative electrode, the third electrode, and the fourth electrode include a positive electrode terminal 1, a negative electrode terminal 2, a third electrode terminal 3, and a fourth electrode terminal 4, respectively. A switch 6 is connected via a resistor 7 between the positive terminal and the terminal of the third electrode. In this embodiment, the switch is disposed between the positive electrode terminal and the third electrode terminal, but may be disposed between the negative electrode terminal and the third electrode terminal. The third electrode may be connected to the positive electrode or the negative electrode by switching the switch based on the information obtained from the fourth electrode. The battery management device may be arranged directly in the cell and may be inside the assembled battery 10 or may be collectively outside the assembled battery 10.
単電池はたとえば、正極活物質がリチウム含有酸化物、負極活物質に難黒鉛化炭素材料で、六フッ化リン酸リチウムを電解質とした有機電解液を使用しているような、電池の残量(SOC)が電圧と相関する電池である。 For example, the remaining battery capacity is such that the positive electrode active material is a lithium-containing oxide, the negative electrode active material is a non-graphitizable carbon material, and an organic electrolyte containing lithium hexafluorophosphate as an electrolyte is used. (SOC) is a battery that correlates with voltage.
これら複数の単電池5aから5nについて、各電池の電圧ばらつきを測定するために、蓄電システムに通電する前の各電池の開回路電圧を測定する。各電池のOCVは各単電池に設けられた電圧センサ等により測定される。測定したOCVをSOCに換算することにより各セルのSOCを算出し、それぞれの中央値または平均値のSOCavとそのOCVavを算出する。例えば、予め電池のOCVとSOCの関係を電池管理装置に記憶させておき、測定したOCVに対応するSOCを算出することにより、各セルのSOCを算出できる。これらの各セルのSOCと測定された各セルのOCVを、所定値と比較し、SOC差ΔSOCまたは比較電圧差ΔVを計算し、所定値よりも乖離の大きいセルを特定する。この特定されたセルについて、第4の基準電極の電位より正極電位Vcath、負極電位Vanoを確認し、必要電気量を計算する。正極電位Vcathが第3電極電位VLiSよりも高い場合に、蓄電池システムを開回路として、特定されたセルのスイッチ6を閉じて、正極と第3電極を短絡させる。組電池管理装置8で計算した電気量を補うことができる所定時間に基づいてスイッチ6を開閉することにより、リチウムイオンを補充できる。正極電位Vcathと第3電極VLiSとの電位差を利用してリチウムイオンを補充するので、特許文献3で必要だった外部電源が不要となる。更には第4電極により得られた基準電位Vrefから正極電位Vcathと第3電極VLiSをモニタすることで、リチウムイオン移動量も確認できるメリットがある。比較電圧差ΔVを、通常運転を停止して保守が必要な設定値とした場合は、電池の交換や不具合解析等の保守を実施しなければならない。しかし、これらにより実施例1に係る電池システムにおいては保守による電池交換を回避できる。 With respect to the plurality of single cells 5a to 5n, the open circuit voltage of each battery before energizing the power storage system is measured in order to measure the voltage variation of each battery. The OCV of each battery is measured by a voltage sensor or the like provided in each cell. The SOC of each cell is calculated by converting the measured OCV into SOC, and the median or average SOC av and its OCV av are calculated. For example, the SOC of each cell can be calculated by storing the relationship between the OCV and SOC of the battery in advance in the battery management device and calculating the SOC corresponding to the measured OCV. The SOC of each of these cells and the measured OCV of each cell are compared with a predetermined value, the SOC difference ΔSOC or the comparison voltage difference ΔV is calculated, and a cell having a larger deviation than the predetermined value is specified. For this specified cell, the positive electrode potential V cath and the negative electrode potential V ano are confirmed from the potential of the fourth reference electrode, and the required amount of electricity is calculated. When the positive electrode potential V cath is higher than the third electrode potential V LiS , the storage battery system is opened, the switch 6 of the specified cell is closed, and the positive electrode and the third electrode are short-circuited. Lithium ions can be replenished by opening and closing the switch 6 based on a predetermined time during which the amount of electricity calculated by the assembled battery management device 8 can be supplemented. Since lithium ions are replenished by utilizing the potential difference between the positive electrode potential V cath and the third electrode V LiS , the external power supply required in Patent Document 3 is not necessary. Furthermore, by monitoring the positive electrode potential V cath and the third electrode V LiS from the reference potential V ref obtained by the fourth electrode, there is an advantage that the lithium ion movement amount can also be confirmed. When the comparison voltage difference ΔV is set to a value that requires maintenance after normal operation is stopped, maintenance such as battery replacement and failure analysis must be performed. However, it is possible to avoid battery replacement due to maintenance in the battery system according to the first embodiment.
また、接続されている抵抗の抵抗値によるが、直列内の電池バランスを取るために通電調整する閾値がΔVである場合も、接続する抵抗値が小さく、通電可能な電流値が大きいときは短時間で容量を調整することが可能になる。抵抗7は抵抗部品として必ず構成されずともよく、第3電極の内部抵抗が高い場合等は、この内部抵抗だけで代用することができる。 Also, depending on the resistance value of the connected resistor, even if the threshold value for energization adjustment in order to balance the batteries in the series is ΔV, it is short when the connected resistance value is small and the energizable current value is large. The capacity can be adjusted over time. The resistor 7 does not necessarily have to be configured as a resistance component. If the internal resistance of the third electrode is high, the internal resistance alone can be substituted.
また、電極からリチウムイオン量を減らしたい場合には、正極電位が第3電極の電位よりも低い状態のとき、ある程度蓄電池としては放電してSOCが下がっている状態で、同様のスイッチングを実施することで所望のリチウムイオン量を正極から取り除くことが可能である。 Further, when it is desired to reduce the amount of lithium ions from the electrode, when the positive electrode potential is lower than the potential of the third electrode, the same switching is performed while the SOC is discharged to some extent and the SOC is lowered. Thus, it is possible to remove a desired amount of lithium ions from the positive electrode.
図2は、実施例2の電池システムの構成を示す図である。図2において、スイッチは、正極端子1または負極端子2を選択して、第3電極端子3と接続可能な3点スイッチとなっている。実施例2に係る電池システムの容量調整方法を説明する。実施例1と同様に、組電池管理装置8で、測定した各セルのOCV、SOCを確認し、容量調整のための目標SOCを決定後する。その後、第4電極の電位から、正極電位Vcathだけでなく負極電位Vanoも計算する。第3電極と、正極または負極のどちらかを接続し、リチウムイオンを移動させることにより電池容量を調整する。正極電位Vcathが第3電極電位VLiSよりも高い場合に、蓄電池システムを開回路として、スイッチ6を正極側に閉じて、正極と第3電極を短絡させ、組電池管理装置8で計算した電気量を補うことができる。移動するリチウムイオン量に応じた時間に基づいてスイッチ6を開閉して、リチウムイオンを補充する。負極のリチウムイオン量を減らす場合は、負極電位Vanoが電位VLiSよりも低いことを確認して、必要電気量から通電時間を計算する。負極端子と第3電極端子のスイッチを計算された通電時間だけ閉じてリチウムイオンを移動させる。第3電極に移動したリチウムイオンは再度、正極に補充することも可能である。このように電極の内部状態に合わせて、どちらで調整するか適切に判定して実行することが可能であるため、短時間での容量調整も可能となる。 FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the battery system according to the second embodiment. In FIG. 2, the switch is a three-point switch that can be connected to the third electrode terminal 3 by selecting the positive terminal 1 or the negative terminal 2. A capacity adjustment method for the battery system according to the second embodiment will be described. As in the first embodiment, the assembled battery management device 8 confirms the measured OCV and SOC of each cell and determines the target SOC for capacity adjustment. Thereafter, not only the positive electrode potential V cath but also the negative electrode potential V ano is calculated from the potential of the fourth electrode. The third electrode is connected to either the positive electrode or the negative electrode, and the battery capacity is adjusted by moving lithium ions. When the positive electrode potential V cath is higher than the third electrode potential V LiS , the battery pack system is opened, the switch 6 is closed to the positive electrode side, the positive electrode and the third electrode are short-circuited, and the assembled battery management device 8 calculates The amount of electricity can be supplemented. Based on the time corresponding to the amount of lithium ions that move, the switch 6 is opened and closed to replenish lithium ions. When reducing the lithium ion amount of the negative electrode, it is confirmed that the negative electrode potential Vano is lower than the potential VLiS, and the energization time is calculated from the necessary amount of electricity. The switch of the negative electrode terminal and the third electrode terminal is closed for the calculated energization time to move lithium ions. The lithium ions that have moved to the third electrode can be replenished to the positive electrode again. As described above, since it is possible to appropriately determine and execute the adjustment in accordance with the internal state of the electrode, it is possible to adjust the capacity in a short time.
図3は、実施例3の電池システムの構成を示す図である。図3においてスイッチは、正極と、前記第三電極または電池外部負荷のいずれかを選択して接続可能である。つまり、実施例3の電子システムは、正極端子1と、第3電極端子3とを接続するときに、直列に接続された組電池を備える電池システムから、正極端子を電池毎に切り離して、正極端子1と、第3電極端子3を接続できる。パワーラインを切り離して正極又は負極のリチウムイオン量を調整することより、組電池10が充放電されず、対象セルの正極電圧Vcathの変化をより高精度に確認することが可能となり、目的としたバランシング動作以外の漏れ電流が起きる可能性を更に低減できる。実施例3では正極端子と第3電極端子の間にスイッチを設け、正極と第3電極の間でリチウムイオン量を調整する例を示したが、負極と、前記第3電極または電池外部負荷のいずれかを選択して接続可能なスイッチを用いてもよい。この場合、負極と第3電極間でのリチウムイオンの授受で、電池容量を調整することが可能である。 FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the battery system according to the third embodiment. In FIG. 3, the switch can be connected by selecting either the positive electrode, the third electrode or the battery external load. That is, in the electronic system of Example 3, when the positive electrode terminal 1 and the third electrode terminal 3 are connected, the positive electrode terminal is disconnected for each battery from the battery system including the assembled battery connected in series. The terminal 1 and the third electrode terminal 3 can be connected. By adjusting the amount of lithium ion of the positive electrode or the negative electrode by cutting off the power line, the assembled battery 10 is not charged / discharged, and the change in the positive electrode voltage V cath of the target cell can be confirmed with higher accuracy. The possibility of leakage current other than the balancing operation performed can be further reduced. In Example 3, a switch was provided between the positive electrode terminal and the third electrode terminal, and the amount of lithium ions was adjusted between the positive electrode and the third electrode. However, the negative electrode and the third electrode or the battery external load A switch that can be selected and connected may be used. In this case, the battery capacity can be adjusted by transferring lithium ions between the negative electrode and the third electrode.
図4は実施例4に係る電池システムの構成を示す図4である。図4の電池システムでは、電池5の端子は、正極端子1、負極端子2、第3電極3の3つであり、第3電極が、基準電位極である第4電極を兼ねる構成である。つまり、第3電極と第4電極が一つの電極となっている。正極、負極、第3極の電圧が組電池管理装置8(バッテリコントローラ)に電圧信号9(図示せず)として入力される構成である。 FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of the battery system according to the fourth embodiment. In the battery system of FIG. 4, the battery 5 has three terminals, a positive electrode terminal 1, a negative electrode terminal 2, and a third electrode 3, and the third electrode also serves as a fourth electrode that is a reference potential electrode. That is, the third electrode and the fourth electrode are one electrode. The voltage of the positive electrode, the negative electrode, and the third electrode is input to the assembled battery management device 8 (battery controller) as a voltage signal 9 (not shown).
第3電極には、リチウムイオンの量にかかわらず、ある構造範囲で電位が一定である電極材料が用いられる。たとえば、スピネル構造の含リチウムイオン酸化物(LiMn2O4)やオリビン酸鉄(LiFePO4)、チタン酸リチウム(Li4Ti5O12)、Li3V2(PO4)3、LixV2O5などの遷移金属酸化物、あるいは黒鉛にリチウムイオンをプレドープした材料が挙げられる。これらの材料を含む電極ではリチウムイオンを出し入れした場合でも電位がほぼ一定な領域をもち基準電位極としても安定に使用可能である。このとき、基準極の電位が安定するよう、含リチウムイオン材料の特性に合わせて第3電極の容量を十分に大きく設計すると、第3電極で基準電極電位を測定可能となり、製造時の部品点数を削減することが可能になる。 For the third electrode, an electrode material having a constant potential in a certain structural range is used regardless of the amount of lithium ions. For example, spinel-structured lithium-containing ion oxide (LiMn 2 O 4 ), olivic acid iron (LiFePO 4 ), lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ), Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 , LixV 2 O Transition metal oxide such as 5 or a material obtained by pre-doping graphite with lithium ions. An electrode containing these materials has a region where the potential is almost constant even when lithium ions are taken in and out, and can be used stably as a reference potential electrode. At this time, if the capacity of the third electrode is designed to be sufficiently large in accordance with the characteristics of the lithium-containing ion material so that the potential of the reference electrode is stabilized, the reference electrode potential can be measured with the third electrode, and the number of parts at the time of manufacture Can be reduced.
図6は角型電池で複数セルを直列につないだモジュールの例である。図6(A)は、セルが第3電極と基準電位極である第4電極とを備える場合であり、図6の(B)は、第3電極と基準電位極である第4電極が兼用できるタイプのセルを用いた場合である。モジュールの正極端子はE1、負極端子E2で負荷と接続される。正極と第3電極間に抵抗7を介してスイッチ6があり、組電池管理装置8からの信号で開閉できる。スイッチ6が閉の場合に正極と第3電極間でのリチウムイオンの授受を行う。各電池は、互い違いに配置され、正極と負極がバスバーで接続され、図面には最上位の回路のみの記載となっているが各電池の正極と第3電極間に抵抗7とスイッチ6が配置されており、組電池管理装置8によってセルの選択、容量調整が可能な構造である。 FIG. 6 shows an example of a module in which a plurality of cells are connected in series with a prismatic battery. FIG. 6A shows a case where the cell includes a third electrode and a fourth electrode which is a reference potential electrode, and FIG. 6B shows that the third electrode and the fourth electrode which is a reference potential electrode are combined. This is a case where a cell of a possible type is used. The positive terminal of the module is connected to the load at E1 and negative terminal E2. A switch 6 is provided between the positive electrode and the third electrode via a resistor 7 and can be opened and closed by a signal from the assembled battery management device 8. When the switch 6 is closed, lithium ions are exchanged between the positive electrode and the third electrode. Each battery is arranged in a staggered manner, the positive electrode and the negative electrode are connected by a bus bar, and only the uppermost circuit is shown in the drawing, but a resistor 7 and a switch 6 are arranged between the positive electrode and the third electrode of each battery. Thus, the assembled battery management device 8 can select cells and adjust the capacity.
図8はリチウム電池1100の正極端子1、負極端子2のいずれかと第3電極端子3を接続する3点スイッチ6を備える電池システムの構成を示す図である。第4電極4の信号を利用して、組電池管理装置8で、スイッチの開閉方向と開閉時間を決定して、第3電極と接続する。組電池の容量を均等化するだけでなく、電池においても劣化して容量が減った場合にも、正極、負極の内部電位をリチウムイオンの授受によって調整できる。その結果、容量を回復させることができ、電池の使用期間を延長できる。 FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a battery system including a three-point switch 6 that connects either the positive electrode terminal 1 or the negative electrode terminal 2 of the lithium battery 1100 and the third electrode terminal 3. Using the signal of the fourth electrode 4, the assembled battery management device 8 determines the opening / closing direction and opening / closing time of the switch and connects to the third electrode. In addition to equalizing the capacity of the assembled battery, the internal potential of the positive electrode and the negative electrode can be adjusted by the exchange of lithium ions even when the battery deteriorates and the capacity decreases. As a result, the capacity can be recovered, and the battery usage period can be extended.
図9(a)は、充電時のリチウムイオン電池の正極1、負極2、第3電極3の内部電位を模式的に示す図である。正極電位Vcathが貴で、負極電位Vanoが卑であり、この電位差で電池電圧Vcellが決定する。リチウムイオン電池においては、充電時は、正極が貴、負極が卑の状態で、その電位差が大きくなる。第3電極が正極電位と負極電位の間にあった場合、正極1と第3電極3を接続することで、正極電位Vcathと第3電極電位VLiS間の電圧(Vcath-VLiS)間で平衡電位になるようリチウムイオンの授受が起きる。リチウムイオン電池の正極材料が含リチウムイオン材料を使用し、充電時にリチウムイオンが正極から抜けていくタイプの電池の場合、リチウムイオンを正極に補充するためには、Vcath>VLiSの状態で接続する必要がある。 FIG. 9A is a diagram schematically showing internal potentials of the positive electrode 1, the negative electrode 2, and the third electrode 3 of the lithium ion battery during charging. The positive electrode potential V cath is noble and the negative electrode potential V ano is base, and the battery voltage V cell is determined by this potential difference. In a lithium ion battery, during charging, the positive electrode is noble and the negative electrode is base, and the potential difference increases. When the third electrode is between the positive electrode potential and the negative electrode potential, by connecting the positive electrode 1 and the third electrode 3, the voltage between the positive electrode potential V cath and the third electrode potential V LiS (V cath −V LiS ) Lithium ions are exchanged to reach an equilibrium potential. When the lithium ion battery uses a lithium ion material as the positive electrode material and the lithium ions are released from the positive electrode during charging, in order to replenish the lithium ion to the positive electrode, V cath > V LiS Need to connect.
図9(b)は放電時のリチウムイオン電池の正極、負極、第3電極の内部電位を模式的に示す図である。放電時は、VcathとVanoの電位差が小さくなり、正極電位Vcathが下がるため、第3電極の電位VLisがVcathより高い場合、リチウムイオンの補充はなされず、第3電極にリチウムイオンが移動する。負極が第3電極の電位より低い場合は、常に、第3電極へリチウムイオンが移動することになる。第3電極の電位が負極電位より低い場合は、リチウムイオンの正極への供給は可能であるが、正極電位はできるだけ高い状態であるほうが、リチウム含有正極材料を使用する場合は有効に機能する。 FIG. 9B schematically shows the internal potentials of the positive electrode, the negative electrode, and the third electrode of the lithium ion battery during discharge. At the time of discharging, the potential difference between V cath and V ano becomes small, and the positive electrode potential V cath decreases. Therefore, when the potential V Lis of the third electrode is higher than V cath , lithium ions are not replenished, and lithium is not supplied to the third electrode. Ions move. When the negative electrode is lower than the potential of the third electrode, lithium ions always move to the third electrode. When the potential of the third electrode is lower than the negative electrode potential, lithium ions can be supplied to the positive electrode. However, when the positive electrode potential is as high as possible, the lithium-containing positive electrode material functions more effectively.
一方、正極活物質が含リチウム材料ではなく、負極が含リチウム材料の場合、放電時にリチウムイオンが正極材料に移動し、充電時に負極に戻る。正極電位Vanoが高い状態がよりリチウムイオン量が少ないので、正極容量を増加させるためには第3電極電位VLiSにおいて、Vcath>VLiS時に調整スイッチ6を切り替えることがより好ましい。 On the other hand, when the positive electrode active material is not a lithium-containing material and the negative electrode is a lithium-containing material, lithium ions move to the positive electrode material during discharging and return to the negative electrode during charging. Since the amount of lithium ions is smaller when the positive electrode potential V ano is higher, it is more preferable to switch the adjustment switch 6 when V cath > V LiS at the third electrode potential V LiS in order to increase the positive electrode capacity.
図10は、単電池内部の模式図である。アルミニウムの集電体に両面塗布した正極板301と、銅の集電体に両面塗布した負極板302がセパレータ600を介して、対面して積層されている。電池外装体500の表面側の負極に対向してセパレータ600を介し、容量回復極303を外装体側に配置した構成である。第4の基準電極は、正極、負極の積層体のほぼ中央部のセパレータ付近に、正極、負極、第3電極と短絡しないよう袋状セパレータで電極を覆った基準電極304を配置している(図示せず)。電位の安定性を保つため、外装体内に、セパレータの空隙、電極空隙を十分満たす適正濃度の電解液が含浸、封入されている。ここで、外装体はアルミラミネート、金属缶、その他耐薬品性の材料で、大気と十分隔絶された構造であれば材質を問わない。円筒缶でも正極とセパレータを介して負極を対向させて捲回し、最外周に第3電極を巻き込むことで構成できる。 FIG. 10 is a schematic diagram of the inside of the unit cell. A positive electrode plate 301 coated on both sides of an aluminum current collector and a negative electrode plate 302 coated on both sides of a copper current collector are stacked facing each other through a separator 600. In this configuration, the capacity recovery electrode 303 is disposed on the exterior body side through the separator 600 so as to face the negative electrode on the surface side of the battery exterior body 500. In the fourth reference electrode, a reference electrode 304 covered with a bag-like separator is disposed in the vicinity of the separator in the substantially central portion of the laminate of the positive electrode and the negative electrode so as not to short-circuit the positive electrode, the negative electrode, and the third electrode ( Not shown). In order to maintain the stability of the potential, the exterior body is impregnated and encapsulated with an electrolyte solution having an appropriate concentration that sufficiently fills the gap of the separator and the gap of the electrode. Here, the exterior body is made of aluminum laminate, metal can, or other chemical-resistant material, and any material can be used as long as it is sufficiently isolated from the atmosphere. A cylindrical can can also be constructed by winding the negative electrode with the positive electrode and the separator facing each other and winding the third electrode around the outermost periphery.
図10において、正極端子E1と第3電極端子E3間にスイッチS1を設け、このスイッチを閉じることで正極板と第3電極間でリチウムイオンの授受ができる。また、負極端子E2と第3電極端子E3の間にスイッチS2を設け、このスイッチを閉じることで、負極板と第3電極間でリチウムイオンの授受ができる。外装体内部の第3電極は正極、負極と同様に端子E3にまとめて接続すると、容量調整可能なリチウムイオン量をより増やすことが可能である。さらに、スイッチS1、S2は外装体のどこかの面にまとめ、正極と接続するか、負極と接続するか選択できるようにするか、三点スイッチを用いることで小型化も可能になる。 In FIG. 10, a switch S1 is provided between the positive electrode terminal E1 and the third electrode terminal E3, and by closing this switch, lithium ions can be exchanged between the positive electrode plate and the third electrode. Further, by providing a switch S2 between the negative electrode terminal E2 and the third electrode terminal E3 and closing this switch, lithium ions can be exchanged between the negative electrode plate and the third electrode. When the third electrode inside the outer package is connected to the terminal E3 together with the positive electrode and the negative electrode, the amount of lithium ions capable of adjusting the capacity can be increased. Further, the switches S1 and S2 can be combined on some surface of the exterior body so that it can be selected whether to connect to the positive electrode or the negative electrode, or downsizing is possible by using a three-point switch.
図10では、第3電極は、正極、負極にそれぞれ独立に1枚接続可能な例となっているが、この場合には、正極板へリチウムイオンを供給する際の第3電極での電圧と、負極へリチウムイオンを授受するときの第3電極の電圧を別々に設定することができ、特に正極、負極共に調整したい場合に短時間で実施できるメリットがある。 In FIG. 10, the third electrode is an example that can be connected to the positive electrode and the negative electrode independently, but in this case, the voltage at the third electrode when supplying lithium ions to the positive electrode plate The voltage of the third electrode when lithium ions are transferred to the negative electrode can be set separately, and there is an advantage that it can be carried out in a short time especially when it is desired to adjust both the positive electrode and the negative electrode.
図11は、本発明の単電池の構成を、角型のセルに適用した場合の積層断面側でない面から内部を模式的に示した例である。正極、負極、セパレータ、第3電極の積層体300から、正極端子E1、負極端子E2、第3電極端子E3を、基準電極304からは基準電極端子E4を、セルの端面に集中して配列したものである。基準電極304は、その他の電極と短絡しないように、セパレータをはさみ、電極群300に接触しない構成で、できるだけ近接して配置し、広い面積とすると、基準電極の安定性が向上する。 FIG. 11 is an example schematically showing the inside from a surface that is not on the side of the laminated section when the structure of the unit cell of the present invention is applied to a rectangular cell. The positive electrode terminal E1, the negative electrode terminal E2, and the third electrode terminal E3 are arranged from the laminate 300 of the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the third electrode, and the reference electrode terminal E4 from the reference electrode 304 is concentrated on the end face of the cell. Is. The reference electrode 304 has a configuration in which a separator is sandwiched and is not in contact with the electrode group 300 so as not to be short-circuited with other electrodes. The reference electrode 304 is disposed as close as possible and has a large area, so that the stability of the reference electrode is improved.
実施例6では、本願発明の実施形態に係る電池システムの制御方法を説明する。電池システムにおいては、複数の単電池5の電圧ばらつきを評価するために、蓄電システムに通電する前の開回路電圧(OCV)を評価しバランシングを行う。本実施例に係る電池システムは、複数のリチウムイオン二次電池を備える組電池と、組電池を管理する組電池管理装置とを備える。組電池管理装置は、各リチウムイオン電池の電圧値、電流値を検出する電池管理装置と、検出された電圧値、電流値に基づき各リチウムイオン電池のSOC等の電池状態を算出する充電状態算出部と、前記充電状態算出部により算出されたSOCに基づいて前記組電池の中からリチウムイオン量を調整するリチウムイオン電池を選択する電池選択部と、スイッチの開閉を制御するスイッチ制御部とを備える。電池選択部は、例えば、充電状態算出部により算出された各のリチウムイオン二次電池のSOCからSOCのメジアン値を算出し、メジアン値と各リチウムイオン二次電池のSOCの差からリチウムイオン量を調整するリチウムイオン電池を選択する。スイッチ制御部は、電池選択部により選択されたリチウムイオン電池について、第4電極により得られた情報を基に、正極及び負極の状態を判定し、リチウムイオン調整量を算出し、算出されたリチウムイオン量から前記スイッチの開閉時間を決定する。 In Example 6, a battery system control method according to an embodiment of the present invention will be described. In the battery system, in order to evaluate the voltage variation of the plurality of single cells 5, the open circuit voltage (OCV) before energizing the power storage system is evaluated and balancing is performed. The battery system according to the present embodiment includes an assembled battery including a plurality of lithium ion secondary batteries and an assembled battery management device that manages the assembled battery. The assembled battery management device includes a battery management device that detects a voltage value and a current value of each lithium ion battery, and a charge state calculation that calculates a battery state such as an SOC of each lithium ion battery based on the detected voltage value and current value. A battery selection unit that selects a lithium ion battery that adjusts the lithium ion amount from the assembled battery based on the SOC calculated by the charge state calculation unit, and a switch control unit that controls opening and closing of the switch Prepare. The battery selection unit calculates, for example, the median value of the SOC from the SOC of each lithium ion secondary battery calculated by the charge state calculation unit, and the amount of lithium ions from the difference between the median value and the SOC of each lithium ion secondary battery Select the lithium-ion battery to adjust. The switch control unit determines the state of the positive electrode and the negative electrode based on the information obtained from the fourth electrode for the lithium ion battery selected by the battery selection unit, calculates the lithium ion adjustment amount, and calculates the calculated lithium The opening / closing time of the switch is determined from the amount of ions.
図12にバランシング方法の手順を示す。まず、装置起動時あるいは無負荷の状態で、組電池管理装置8の指令により、電池管理装置が各電池5の各電極の電圧、温度情報を取得する(S501)。 FIG. 12 shows the procedure of the balancing method. First, the battery management device acquires voltage and temperature information of each electrode of each battery 5 according to a command from the assembled battery management device 8 when the device is activated or in a no-load state (S501).
次に、この電位と、正極、負極、第3電極の3つの電位が組電池管理装置(セルコントローラ)8に電圧値として収集され電池の開回路電圧(OCV)を計算する。OCVをSOCに換算し、各セルのSOCを算出後、中央値(メジアン値)SOCmを算出する(S502)。それらの値と各セルのSOCの偏差ΔSOCを計算する。 Next, this potential and the three potentials of the positive electrode, the negative electrode, and the third electrode are collected as voltage values by the assembled battery management device (cell controller) 8 to calculate the open circuit voltage (OCV) of the battery. After the OCV is converted to SOC and the SOC of each cell is calculated, the median (median value) SOC m is calculated (S502). The deviation ΔSOC of those values and the SOC of each cell is calculated.
ステップS504で偏差が閾値SOCth1よりも大きい(ΔSOC>SOCth1)の場合は、容量調整不可能なばらつきが生じているとして、セル電圧異常通知の警告表示をし、処理を終了する。 If the deviation is larger than the threshold value SOC th1 in step S504 (ΔSOC> SOC th1 ), it is assumed that there is a variation incapacitance adjustment, a warning display of a cell voltage abnormality notification is displayed, and the process is terminated.
ステップS504でΔSOC≦SOCth1の場合は、次のステップS505で偏差を閾値SOC2と比較、ΔSOC>SOCth2の場合、次のステップS508に進む。ΔSOC≦SOCth2の場合は、容量調整せずとも安全に運転できる範囲であるので、容量調整せずに処理終了とし、充放電準備が完了する。 If ΔSOC ≦ SOC th1 in step S504, the deviation is compared with the threshold SOC2 in the next step S505, and if ΔSOC> SOC th2 , the process proceeds to the next step S508. In the case of ΔSOC ≦ SOC th2 , it is within a range where the operation can be safely performed without adjusting the capacity. Therefore, the process ends without adjusting the capacity, and the charge / discharge preparation is completed.
SOCth1 >ΔSOC>SOCth2のセルは、容量調整の対象になるセルと特定され、ΔSOCから調整必要な容量を算出する(S508)。特定した対象セルの基準電極電位に基づき、正極電位、負極電位、第3電極電位を算出、正極電位と第3電極電位の差から、正極に補充できるリチウムイオン量とそのリチウムイオン量を補充するために必要な時間を計算する。このとき、トータルの通電時間と、部品の発熱抑制のために通電を休止する時間も含めて計算する(S509)。第3電極と正極間のスイッチをステップS509で計算した所定時間開閉を実施する(S510)。スイッチ開放後(S511)、電池の各電位を再測定し、調整後のSOCと、前回算出のSOCmとの偏差ΔSOCrを計算する(S513)。偏差がSOCth2より大きい場合は、ステップS508に戻り再度処理を繰り返す。ΔSOCr≦SOCth2の場合は、バランシング完了として処理を終了し充放電準備が完了する。 The cell of SOC th1 >ΔSOC> SOC th2 is identified as a cell whose capacity is to be adjusted, and the capacity required for adjustment is calculated from ΔSOC (S508). Based on the reference electrode potential of the specified target cell, the positive electrode potential, the negative electrode potential, and the third electrode potential are calculated, and the lithium ion amount that can be replenished to the positive electrode and the lithium ion amount are replenished from the difference between the positive electrode potential and the third electrode potential. Calculate the time required for At this time, the calculation is performed including the total energization time and the time during which the energization is stopped to suppress the heat generation of the components (S509). The switch between the third electrode and the positive electrode is opened / closed for a predetermined time calculated in step S509 (S510). After the switch is opened (S511), each potential of the battery is measured again, and a deviation ΔSOC r between the adjusted SOC and the previously calculated SOC m is calculated (S513). If the deviation is larger than SOC th2 , the process returns to step S508 and the process is repeated again. In the case of ΔSOC r ≦ SOC th2, the process is terminated as the completion of balancing, and the charge / discharge preparation is completed.
また、SOCとOCVの関係が一次式で相関近似できる場合は、ステップ502のSOC換算をせず、そのまま電圧値を使用して、閾値も電圧で決定することも可能である。なお、本実施例では各リチウムイオン電池のSOCのメジアン値を基準値とし、SOCの基準値と各リチウムイオン電池のSOCを比較して、容量調整を行うリチウムイオン電池を選択したが、基準値は、メジアン値や中央値に限定されず、適宜設定することができる。 If the relationship between the SOC and the OCV can be approximated by a linear expression, the threshold value can also be determined by the voltage without using the SOC conversion in step 502 and using the voltage value as it is. In this example, the median value of the SOC of each lithium ion battery was used as a reference value, and the lithium ion battery for capacity adjustment was selected by comparing the SOC reference value and the SOC of each lithium ion battery. Is not limited to the median value or the median value, and can be set as appropriate.
図13は本発明を適用する電池システムの例である。電池管理装置11は、電池の状態を計測する1つまたは複数の計測器(センサー)20、電池の状態情報を取得し処理する処理部30、無線回路40および電波を入出力するアンテナ50から構成され、処理部30は、複数の電池セル群10から電源をもらって動作電圧を生成する電源回路31と、計測器20によって計測された情報から、電池セル或いは複数の電池セルの状態を検出する検出回路(A/D変換器)32と、検出回路32によって検出された検出情報に基づいて、電池セル或いは複数の電池セルの状態を診断する処理回路(CPU)33と、個体識別情報及び検出情報或いは診断情報若しくはその両方を記憶する記憶装置(メモリ)34から構成される。 FIG. 13 shows an example of a battery system to which the present invention is applied. The battery management device 11 includes one or more measuring devices (sensors) 20 that measure the state of the battery, a processing unit 30 that acquires and processes battery state information, a radio circuit 40, and an antenna 50 that inputs and outputs radio waves. Then, the processing unit 30 detects the state of the battery cell or the plurality of battery cells from the power supply circuit 31 that receives power from the plurality of battery cell groups 10 and generates an operating voltage and the information measured by the measuring instrument 20. A circuit (A / D converter) 32, a processing circuit (CPU) 33 for diagnosing the state of a battery cell or a plurality of battery cells based on detection information detected by the detection circuit 32, individual identification information and detection information Or it is comprised from the memory | storage device (memory) 34 which memorize | stores diagnostic information or both.
組電池管理装置8は、無線回路210、処理回路(CPU)220、電池を含む電源回路230、記憶装置(メモリ)240およびアンテナ250から構成される。電源回路230については、図13では電池を内蔵しているが、外部から供給しても構わない。 The assembled battery management device 8 includes a wireless circuit 210, a processing circuit (CPU) 220, a power supply circuit 230 including a battery, a storage device (memory) 240, and an antenna 250. The power supply circuit 230 includes a battery in FIG. 13, but may be supplied from the outside.
組電池管理装置8は、一つ以上の電池管理装置11との通信を行い、電池管理装置11が検出する電池状態などを取得する。この時の電池管理装置11と組電池管理装置8間の無線通信は、組電池管理装置8がマスター、電池管理装置11がスレーブ的な動作を行う。電池管理装置11は、組電池管理装置8の要求に従い、動作を実施後、必要に応じて組電池管理装置8へ結果を応答する。 The assembled battery management device 8 communicates with one or more battery management devices 11 and acquires a battery state detected by the battery management device 11. In the wireless communication between the battery management device 11 and the assembled battery management device 8 at this time, the assembled battery management device 8 performs a master operation and the battery management device 11 performs a slave operation. The battery management device 11 performs an operation in accordance with a request from the assembled battery management device 8 and then returns a result to the assembled battery management device 8 as necessary.
ここで、電池の状態を計測する複数のセンサ20で、正極1、負極2、第3電極3、第4電極4の電圧を計測し、組電池管理装置8で、これらの検出情報を処理し、前出した計算フローに従って、各組電池群10内の各電池の電圧、容量をバランスさせるためバランシングの要、不要判定と、実行方法の選定、バランシングスイッチ6の開閉時間等の計算を実施し、電池管理装置11を通じてバランシングを実行する。このとき、センサ20で、個別セルの温度等の追加情報を取得し、電池の温度特性に適合するバランシング電流とバランシング時間の精度を上げることも可能である。 Here, the plurality of sensors 20 that measure the state of the battery measure the voltages of the positive electrode 1, the negative electrode 2, the third electrode 3, and the fourth electrode 4, and the assembled battery management device 8 processes these detection information. In accordance with the above calculation flow, calculation of balancing necessity / unnecessity determination, selection of execution method, balancing switch 6 open / close time, etc. is performed to balance the voltage and capacity of each battery in each assembled battery group 10. Balancing is performed through the battery management device 11. At this time, the sensor 20 can acquire additional information such as the temperature of the individual cell to increase the accuracy of the balancing current and the balancing time that match the temperature characteristics of the battery.
図14は、組電池管理装置8と複数の電池管理装置11から構成される電池システムにおける通信動作の例を示す図である。 FIG. 14 is a diagram illustrating an example of communication operation in the battery system including the assembled battery management device 8 and the plurality of battery management devices 11.
起動時のセル1の電池電圧、電流、電池表面温度、電池内部温度等のセンシング情報を組電池管理装置8から要求し、電池管理装置11から送信する。センシング情報については、各情報の読み込み指定時間に従い、10ms〜60sの一定間隔で受信した命令に従い情報を送信する。充放電開始前は、複数の電池管理装置11の初期状態の個別情報を読み込み、電池全体にSOCのアンバランスがある場合は、対象電池管理装置9に命令を送信し、受信した電池管理装置11はセル10にスイッチで正極または負極と第3電極を接続し、電池セル1が所望の電圧になるまでスイッチ6(図示せず)を開閉する。 Sensing information such as the battery voltage, current, battery surface temperature, and battery internal temperature of the cell 1 at the time of activation is requested from the assembled battery management device 8 and transmitted from the battery management device 11. As for the sensing information, the information is transmitted according to the received instruction at regular intervals of 10 ms to 60 s in accordance with the reading designated time of each information. Before the start of charging / discharging, individual information on the initial state of the plurality of battery management devices 11 is read, and when there is SOC imbalance in the entire battery, a command is transmitted to the target battery management device 9 and the received battery management device 11 is received. Connects the positive or negative electrode and the third electrode to the cell 10 with a switch, and opens and closes the switch 6 (not shown) until the battery cell 1 reaches a desired voltage.
容量が増減したことをセルごとに組電池管理装置8に通信し、充放電時のSOC、SOH(SOHR,SOCQ)の演算の誤差が拡大しないよう、計算用のパラメータ等も変更し、通電時の制御を安定化する。 Communicates that the capacity has increased or decreased to the assembled battery management device 8 for each cell, and changes the calculation parameters so that the calculation error of SOC, SOH (SOHR, SOCQ) during charging / discharging does not increase, Stabilize the control.
以上のように、基準電極と、第3のリチウム供給用電極を含む電池を使用した電池システムで、セル内の容量、セル電圧の均等化を簡易に実行でき、安定な運転を確保し、保守費を抑制して蓄電池システムの稼働寿命を延ばすことが可能になる。 As described above, the battery system using the battery including the reference electrode and the third lithium supply electrode can easily perform equalization of the capacity and cell voltage in the cell, ensure stable operation, and maintain. Costs can be reduced and the operating life of the storage battery system can be extended.
1…正極端子、2…負極端子、3…第3のリチウムイオン供給極、4…基準電位極、5…セル、6…スイッチ、7…抵抗、8…組電池管理装置、9…無線または有線の電圧信号、10…1つまたは複数の電池セル群から構成される組電池、11…電池管理装置(セルコントローラ)、20…電池の状態を計測する1つまたは複数の計測器(センサー)、30…電池の状態情報を取得し処理する処理部(電池制御部)、31…電源回路、32…電池セルの状態を検出する検出回路(A/D変換器)、33…電池セルの状態を診断する処理回路(CPU)、34…記憶装置(メモリ)、40…無線回路、50…アンテナ、60…電池の状態情報を取得し処理する処理部、61…電源回路、62…電池セルの状態を検出する検出回路(A/D変換器)、63…電池セルの状態を診断する処理回路(CPU)、64…記憶装置(メモリ)、100…電池システム、200…インバータ、201…モータ、202…上位コントローラ、210…無線回路、220…処理回路(CPU)、230…電池を含む電源回路、240…記憶装置(メモリ)、250…アンテナ、S2…負極−第3電極スイッチング部位、S1…正極−第3電極スイッチング部位、300…極板群、301…正極板、302…負極板、303…第3電極、304…第4極基準電位極、E1…正極端子、E2…負極端子、E3…第3電極端子、E4…第4電極端子、R1…抵抗、R2…抵抗、500…外装体(缶、ラミネート)、600…セパレータ、1100…リチウムイオン二次電池 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Positive electrode terminal, 2 ... Negative electrode terminal, 3 ... 3rd lithium ion supply electrode, 4 ... Reference potential electrode, 5 ... Cell, 6 ... Switch, 7 ... Resistance, 8 ... Assembly battery management apparatus, 9 ... Wireless or wired Voltage signal, 10... Assembled battery composed of one or more battery cell groups, 11... Battery management device (cell controller), 20... One or more measuring instruments (sensors) for measuring the state of the battery, 30 ... Processing unit (battery control unit) for acquiring and processing battery status information, 31 ... Power supply circuit, 32 ... Detection circuit (A / D converter) for detecting battery cell status, 33 ... Battery cell status Processing circuit (CPU) for diagnosis, 34... Storage device (memory), 40 .. wireless circuit, 50 .. antenna, 60... Processing unit for acquiring and processing battery state information, 61. Detection circuit (A / D converter), 6 3 ... processing circuit (CPU) for diagnosing the state of the battery cell, 64 ... storage device (memory), 100 ... battery system, 200 ... inverter, 201 ... motor, 202 ... host controller, 210 ... wireless circuit, 220 ... processing circuit (CPU), 230 ... power supply circuit including battery, 240 ... storage device (memory), 250 ... antenna, S2 ... negative electrode-third electrode switching part, S1 ... positive electrode-third electrode switching part, 300 ... electrode group, 301 ... Positive electrode plate, 302 ... Negative electrode plate, 303 ... Third electrode, 304 ... Fourth electrode reference potential electrode, E1 ... Positive electrode terminal, E2 ... Negative electrode terminal, E3 ... Third electrode terminal, E4 ... Fourth electrode terminal, R1 ... Resistance, R2 ... Resistance, 500 ... Exterior body (can, laminate), 600 ... Separator, 110 ... Lithium ion secondary battery
Claims (18)
前記リチウムイオン電池は、正極と、負極と、前記正極及び前記負極の少なくともいずれかのリチウムイオン量を調整する第3電極と、基準電位となる第4電極とを備えることを特徴とする電池システム。 A battery system comprising an assembled battery configured by connecting a plurality of lithium ion batteries,
The lithium ion battery includes a positive electrode, a negative electrode, a third electrode for adjusting a lithium ion amount of at least one of the positive electrode and the negative electrode, and a fourth electrode serving as a reference potential. .
前記第3電極は、前記正極及び前記負極の少なくともいずれかとスイッチを介して接続され、
前記スイッチは、前記第4電極により得られた情報を基に切り替えられることを特徴とする電池システム。 The battery system according to claim 1,
The third electrode is connected to at least one of the positive electrode and the negative electrode via a switch,
The battery system, wherein the switch is switched based on information obtained by the fourth electrode.
前記複数のリチウムイオン電池は、直列に接続されていることを特徴とする電池システム。 The battery system according to claim 2,
The plurality of lithium ion batteries are connected in series.
前記組電池は、非通電時において前記複数のリチウムイオン電池の電圧が不均一であって、電池容量の残量のばらつきが閾値を超えた場合に、前記スイッチを切り替えることにより、前記正極又は前記負極と、前記第3電極とを接続することを特徴とする電池システム。 The battery system according to claim 2,
When the battery pack is non-energized and the voltages of the plurality of lithium ion batteries are non-uniform and the variation in the remaining capacity of the battery exceeds a threshold, the positive electrode or the A battery system, wherein a negative electrode and the third electrode are connected.
前記スイッチは、前記第3電極と、前記正極または前記負極のいずれかを選択して接続可能な3点スイッチであることを特徴とする電池システム。 The battery system according to any one of claims 1 to 4,
The battery system is characterized in that the switch is a three-point switch that can be connected to the third electrode by selecting either the positive electrode or the negative electrode.
前記スイッチは、前記正極と、前記第三電極または外部負荷のいずれかを選択して接続可能であることを特徴とする電池システム。 The battery system according to any one of claims 1 to 4,
The battery system is characterized in that the switch can be connected to the positive electrode by selecting either the third electrode or an external load.
前記スイッチは、前記負極と、前記第三電極または外部負荷のいずれかを選択して接続可能であることを特徴とする電池システム。 The battery system according to any one of claims 1 to 4,
The battery system is characterized in that the switch can be connected to the negative electrode by selecting either the third electrode or an external load.
組電池管理装置を備え、
前記組電池管理装置は、前記複数のリチウムイオン電池それぞれの電圧値を検出する電池管理装置と、検出された電圧値に基づき前記組電池の中からリチウムイオン量を調整するリチウムイオン電池を選択する電池選択部と、スイッチの開閉を制御するスイッチ制御部とを備えることを特徴とする電池システム。 The battery system according to any one of claims 1 to 4,
It has an assembled battery management device,
The assembled battery management device selects a battery management device that detects a voltage value of each of the plurality of lithium ion batteries, and a lithium ion battery that adjusts a lithium ion amount from the assembled battery based on the detected voltage value. A battery system comprising: a battery selection unit; and a switch control unit that controls opening and closing of the switch.
前記組電池管理装置は、前記複数のリチウムイオン電池それぞれの電圧値、電流値を検出する電池管理装置と、検出された電圧値に基づき前記組電池の中からリチウムイオン量を調整するリチウムイオン電池を選択する電池選択部と、検出された電圧値、電流値に基づき前記複数のリチウムイオン電池それぞれのSOCを算出する充電状態算出部と、前記充電状態算出部により算出されたSOCに基づいて前記組電池の中からリチウムイオン量を調整するリチウムイオン電池を選択する電池選択部と、スイッチの開閉を制御するスイッチ制御部と、を備えることを特徴とする電池システム。 The battery system according to any one of claims 1 to 4,
The assembled battery management device includes: a battery management device that detects a voltage value and a current value of each of the plurality of lithium ion batteries; and a lithium ion battery that adjusts a lithium ion amount from the assembled battery based on the detected voltage value A battery state selection unit that calculates the SOC of each of the plurality of lithium ion batteries based on the detected voltage value and current value, and the SOC based on the SOC calculated by the state of charge calculation unit. A battery system comprising: a battery selection unit that selects a lithium ion battery that adjusts the lithium ion amount from the assembled battery; and a switch control unit that controls opening and closing of the switch.
前記電池選択部は、前記充電状態算出部により算出された前記複数のリチウムイオン二次電池のSOCからSOCの基準値を算出し、前記基準値と前記複数のリチウムイオン二次電池のSOCの差からリチウムイオン量を調整するリチウムイオン電池を選択することを特徴とする電池システム。 The battery system according to claim 9,
The battery selection unit calculates an SOC reference value from the SOC of the plurality of lithium ion secondary batteries calculated by the charge state calculation unit, and a difference between the reference value and the SOC of the plurality of lithium ion secondary batteries. The battery system characterized by selecting a lithium ion battery that adjusts the amount of lithium ions from.
前記電池選択部は、前記充電状態算出部により算出された前記複数のリチウムイオン二次電池のSOCからSOCのメジアン値を算出し、前記メジアン値と前記複数のリチウムイオン二次電池のSOCの差からリチウムイオン量を調整するリチウムイオン電池を選択することを特徴とする電池システム。 The battery system according to claim 9 or 10,
The battery selection unit calculates an SOC median value from the SOCs of the plurality of lithium ion secondary batteries calculated by the charge state calculation unit, and a difference between the median value and the SOCs of the plurality of lithium ion secondary batteries. The battery system characterized by selecting a lithium ion battery that adjusts the amount of lithium ions from.
前記スイッチ制御部は、前記電池選択部により選択されたリチウムイオン電池について、前記第4電極により得られた情報を基にリチウムイオンの調整量を算出し、算出されたリチウムイオン量から前記スイッチの開閉時間を決定することを特徴とする電池システム。 The battery system according to any one of claims 8 to 10,
The switch control unit calculates an adjustment amount of lithium ions based on the information obtained by the fourth electrode for the lithium ion battery selected by the battery selection unit, and calculates the amount of the switch from the calculated lithium ion amount. A battery system characterized by determining an opening and closing time.
前記第3電極は、リチウム含有黒鉛、リチウム含有金属酸化物の少なくともいずれかを含むことを特徴とする電池システム。 The battery system according to any one of claims 1 to 4,
The battery system, wherein the third electrode includes at least one of lithium-containing graphite and lithium-containing metal oxide.
前記リチウム含有金属酸化物は、前記正極または前記負極に用いられた材料であることを特徴とする電池システム。 The battery system according to claim 9,
The battery system, wherein the lithium-containing metal oxide is a material used for the positive electrode or the negative electrode.
前記第4電極は、リチウム含有黒鉛、リチウム含有酸化物の少なくともいずれかを含むことを特徴とする電池システム。 The battery system according to any one of claims 1 to 4,
The battery system according to claim 4, wherein the fourth electrode includes at least one of lithium-containing graphite and lithium-containing oxide.
前記第4電極のリチウム含有酸化物は、マンガン酸リチウム、オリビン酸鉄リチウム、チタン酸リチウム、Li3V2(PO4)3、LixV2O5、のいずれかであることを特徴とする電池システム。 The battery system according to any one of claims 1 to 4,
The lithium-containing oxide of the fourth electrode is any one of lithium manganate, lithium iron olivine, lithium titanate, Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 , and LixV 2 O 5 . system.
前記第3電極と前記第4電極が一つの電極であることを特徴とする電池システム。 The battery system according to any one of claims 1 to 4,
The battery system, wherein the third electrode and the fourth electrode are one electrode.
前記複数のリチウムイオン電池それぞれの開回路電圧を測定し、
前記開回路電圧からリチウムイオン電池のSOCを算出し、
前記リチウムイオン電池のSOCからリチウムイオン量を調整するリチウムイオン電池を選択し、
前記第4電極により得られた情報を基にリチウムイオン調整量を算出し、
前記リチウムイオン調整量に基づき前記スイッチの開放時間を決定し、
前記開放時間に基づき前記スイッチの開閉を制御することを特徴とする電池システムの容量回復方法。 The battery system capacity recovery method according to claim 1,
Measuring an open circuit voltage of each of the plurality of lithium ion batteries;
Calculate the SOC of the lithium ion battery from the open circuit voltage,
Select a lithium ion battery that adjusts the amount of lithium ions from the SOC of the lithium ion battery,
Calculate the lithium ion adjustment amount based on the information obtained by the fourth electrode,
Determine the opening time of the switch based on the lithium ion adjustment amount,
A method for recovering the capacity of a battery system, wherein opening and closing of the switch is controlled based on the opening time.
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