二次电池的劣化状态推定方法及二次电池系统技术方案

提供一种二次电池的劣化状态推定方法及二次电池系统。蓄电池的劣化状态推定方法包括S102～S110的步骤。S102是在数据取得期间多次取得蓄电池的电压及电流的步骤。S104是算出数据取得期间内的电流变化幅度、温度变化幅度及SOC变化幅度的步骤。S106是根据平均温度取得容许电流变化幅度、容许温度变化幅度及容许SOC变化幅度的步骤。S110是在所有的变化幅度低于容许变化幅度的情况下通过进行电压及电流的傅里叶变换来算出每个频段的阻抗成分的步骤。

【技术实现步骤摘要】
二次电池的劣化状态推定方法及二次电池系统
本公开涉及二次电池的劣化状态推定方法及二次电池系统，更特定地说，涉及用于推定搭载于车辆的二次电池的劣化状态的二次电池的劣化状态推定方法及搭载于车辆而使用的二次电池系统。
技术介绍
近年来，搭载有行驶用的二次电池的车辆的普及正在推进。这些搭载于车辆的二次电池有可能伴随于使用方法或使用环境或者伴随于时间的经过而劣化，因此要求高精度地推定二次电池的劣化状态。于是，提出了基于二次电池的阻抗(内部电阻)来推定二次电池的劣化状态的方法。例如，根据日本特开2005-221487号公报所公开的方法，在不具有周期性的多样的波形的充放电电流流过二次电池的状态下测定电流值及电压值。并且，通过进行所测定的电流值及电压值的傅里叶变换，来根据傅里叶变换后的电流值及电压值算出预定频率下的阻抗。
技术实现思路
二次电池的阻抗(每个频段的阻抗成分)有可能具有电流依存性、温度依存性及SOC(StateOfCharge：充电状态)依存性。因而，在傅里叶变换中，要求在预定的期间取得数据(电压值及电流值)，而在数据取得中二次电池的电流、温度或SOC有可能变化。在这样的情况下，存在电流依存性、温度依存性或SOC依存性的影响不能准确地反映于阻抗而无法高精度地算出阻抗的可能性。其结果，二次电池的劣化状态的推定精度可能会下降。本公开为了解决上述课题而完成，其目的在于，在用于推定搭载于车辆的二次电池的劣化状态的劣化状态推定方法中，提高二次电池的劣化状态的推定精度。另外，本公开的另一目的在于，在构成为能够搭载于车辆的二次电池系统中，提高二次电池的劣化状态的推定精度。按照本公开的某方面的二次电池的劣化状态推定方法，由搭载于车辆的控制装置执行。二次电池的劣化状态推定方法包括第1～第5步骤。第1步骤是在车辆的运转中的预定期间多次取得搭载于上述车辆的二次电池的电压值及电流值并存储于存储器的步骤。第2步骤是算出预定期间内的二次电池的电流变化幅度、二次电池的温度变化幅度及二次电池的SOC变化幅度的步骤。第3步骤是根据二次电池的温度、电流或SOC来取得按预定期间内的二次电池的温度、电流或SOC设定的容许电流变化幅度、容许温度变化幅度及容许SOC变化幅度的步骤，所述容许电流变化幅度表示电流变化幅度的容许上限，所述容许温度变化幅度表示温度变化幅度的容许上限，所述容许SOC变化幅度表示SOC变化幅度的容许上限。第4步骤是在电流条件、温度条件及SOC条件均成立的情况下通过进行存储于存储器的二次电池的多次的电压值及电流值的频率变换(傅里叶变换)来根据频率变换后的电压值及电流值算出二次电池的每个频段的阻抗成分的步骤，所述电流条件是电流变化幅度低于容许电流变化幅度，所述温度条件是温度变化幅度低于容许温度变化幅度，所述SOC条件是SOC变化幅度低于容许SOC变化幅度。第5步骤是使用每个频段的阻抗成分来推定与各频段相应的劣化模式的二次电池的劣化状态。按照本公开的另一方面的二次电池系统，搭载于车辆而使用。二次电池系统具备：二次电池；及推定装置，包括存储器，构成为推定二次电池的劣化状态。推定装置在车辆的运转中的预定期间多次取得二次电池的电压值及电流值并存储于存储器，算出预定期间内的二次电池的电流变化幅度、二次电池的温度变化幅度及二次电池的SOC变化幅度，根据二次电池的温度、电流或SOC来取得按预定期间内的二次电池的电流、温度或SOC设定的容许电流变化幅度、容许温度变化幅度及容许SOC变化幅度，所述容许电流变化幅度表示电流变化幅度的容许上限，所述容许温度变化幅度表示温度变化幅度的容许上限，所述容许SOC变化幅度表示SOC变化幅度的容许上限，在电流条件、温度条件及SOC条件均成立的情况下，通过进行存储于存储器的二次电池的多次的电压值及电流值的频率变换来根据频率变换后的电压值及电流值算出二次电池的每个频段的阻抗成分，所述电流条件是电流变化幅度低于容许电流变化幅度，所述温度条件是温度变化幅度低于容许温度变化幅度，所述SOC条件是SOC变化幅度低于容许SOC变化幅度，使用每个频段的阻抗成分来推定与各频段相应的劣化模式的二次电池的劣化状态。优选的是，取得的步骤(第3步骤)包括：通过参照预定期间内的二次电池的平均温度、平均电流或平均SOC与容许电流变化幅度、容许温度变化幅度及容许SOC变化幅度的对应关系(例如映射)，来根据二次电池的平均温度、平均电流或平均SOC取得容许电流变化幅度、容许温度变化幅度及容许SOC变化幅度的步骤。根据上述方法或结构，在预定期间中电流条件、温度条件及SOC条件均成立的情况下算出二次电池的阻抗(每个频段的阻抗成分)。换言之，在预定期间中二次电池的电流、温度及SOC中的至少一个比对应的容许变化幅度更大幅地发生了变化的情况下，将在该预定期间取得的电压值及电流值从频率变换的对象排除，在阻抗的算出中不予使用。由此，能够使阻抗的电流依存性，温度依存性及SOC依存性的影响合适地反映于阻抗的算出结果，所以能够提高二次电池的劣化状态的推定精度。优选的是，在每个频段的阻抗成分中，越是二次电池的劣化容易发展的频段的阻抗成分，则控制装置使阻抗成分的算出频度越高。根据上述方法，通过越是二次电池的劣化容易发展的频段的阻抗成分则使阻抗成分的算出频度越高，能够更重点地监视劣化容易发展的频段的阻抗成分。优选的是，二次电池的劣化状态推定方法还包括如下步骤：在预定期间表示对二次电池的电阻产生影响的以下三个分布的偏倚(二次电池的温度分布的偏倚、二次电池的电解液中的盐浓度分布的偏倚及所述二次电池的活性物质中的电荷输送物质的浓度分布的偏倚)中的至少一个的参数超过了基准值的情况下，即使电流条件、温度条件及SOC条件均成立，也禁止每个频段的阻抗成分的算出。优选的是，二次电池的劣化状态推定方法还包括如下步骤：在电流条件、温度条件及SOC条件均成立且参数变得低于比基准值低的另一基准值的情况下，再次开始每个频段的阻抗成分的算出。根据上述方法，在上述参数超过了基准值的情况下，认为二次电池内的温度分布产生了偏倚或者电解液中的盐浓度分布产生了偏倚或者活性物质中的电荷输送物质的浓度分布产生了偏倚的可能性高，禁止每个频段的阻抗成分的算出。之后，当上述参数变得低于另一基准值时，认为上述各分布的偏倚随着时间的经过而得到了缓和，再次开始阻抗成分的算出。由此，在每个频段的阻抗成分的算出时，能够确保没有产生上述各分布的偏倚，所以能够提高阻抗成分的算出精度。另外，由于根据需要而再次开始阻抗成分的算出，所以能够充分得到阻抗成分的算出机会。本专利技术的上述及其他的目的、特征、方面及优点将会根据与附图相关联地理解的与本专利技术相关的以下的详细说明而变得明确。附图说明图1是概略地示出搭载有实施方式1的二次电池系统的车辆的整体结构的图。图2是用于更详细地说明蓄电池及监视单元的结构的图。图3是示出车辆的行驶中的蓄电池的电流、温度及SOC的时间变化的一例的图。图4是用于说明蓄电池的阻抗成分的图。图5是用于说明蓄电池的阻抗成分的频率依存性的图。图6是用于说明基于傅里叶变换的每个频段的阻抗成分的算出手法的概念图。图7是示出实施方式1中的蓄电池的劣化状态的判定方法的流程图。图8是示出某数据取得期间内的数据(电压、电流及温度)的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次电池的劣化状态推定方法，由搭载于车辆的控制装置执行，其中，包括：在所述车辆的运转中的预定期间多次取得搭载于所述车辆的所述二次电池的电压值及电流值并存储于存储器的步骤；算出所述预定期间内的所述二次电池的电流变化幅度、所述二次电池的温度变化幅度及所述二次电池的SOC变化幅度的步骤；根据所述二次电池的温度、电流或SOC来取得按所述预定期间内的所述二次电池的温度、电流或SOC设定的容许电流变化幅度、容许温度变化幅度及容许SOC变化幅度的步骤，所述容许电流变化幅度表示所述电流变化幅度的容许上限，所述容许温度变化幅度表示所述温度变化幅度的容许上限，所述容许SOC变化幅度表示所述SOC变化幅度的容许上限；在电流条件、温度条件及SOC条件均成立的情况下，通过进行存储于所述存储器的所述二次电池的所述多次的电压值及电流值的频率变换来根据频率变换后的电压值及电流值算出所述二次电池的每个频段的阻抗成分的步骤，所述电流条件是所述电流变化幅度低于所述容许电流变化幅度，所述温度条件是所述温度变化幅度低于所述容许温度变化幅度，所述SOC条件是所述SOC变化幅度低于所述容许SOC变化幅度；及使用所述每个频段的阻抗成分来推定与各所述频段相应的劣化模式的所述二次电池的劣化状态的步骤。...

【技术特征摘要】
2017.08.23 JP 2017-1599551.一种二次电池的劣化状态推定方法，由搭载于车辆的控制装置执行，其中，包括：在所述车辆的运转中的预定期间多次取得搭载于所述车辆的所述二次电池的电压值及电流值并存储于存储器的步骤；算出所述预定期间内的所述二次电池的电流变化幅度、所述二次电池的温度变化幅度及所述二次电池的SOC变化幅度的步骤；根据所述二次电池的温度、电流或SOC来取得按所述预定期间内的所述二次电池的温度、电流或SOC设定的容许电流变化幅度、容许温度变化幅度及容许SOC变化幅度的步骤，所述容许电流变化幅度表示所述电流变化幅度的容许上限，所述容许温度变化幅度表示所述温度变化幅度的容许上限，所述容许SOC变化幅度表示所述SOC变化幅度的容许上限；在电流条件、温度条件及SOC条件均成立的情况下，通过进行存储于所述存储器的所述二次电池的所述多次的电压值及电流值的频率变换来根据频率变换后的电压值及电流值算出所述二次电池的每个频段的阻抗成分的步骤，所述电流条件是所述电流变化幅度低于所述容许电流变化幅度，所述温度条件是所述温度变化幅度低于所述容许温度变化幅度，所述SOC条件是所述SOC变化幅度低于所述容许SOC变化幅度；及使用所述每个频段的阻抗成分来推定与各所述频段相应的劣化模式的所述二次电池的劣化状态的步骤。2.根据权利要求1所述的二次电池的劣化状态推定方法，所述取得的步骤包括：通过参照所述预定期间内的所述二次电池的平均温度、平均电流或平均SOC与所述容许电流变化幅度、所述容许温度变化幅度及所述容许SOC变化幅度的对应关系，来根据所述二次电池的平均温度、平均电流或平均SOC取得所述容许电流变化幅度、所述容许温度变化幅度及所述容许SOC变化幅度的步骤。3.根据权利要求1或2所述的二次电池的劣化状态推定方法，在所述每个频段的阻抗成分中，越是所述二次电池的劣化容易发展的频段的阻抗成分，则使阻抗成分...

【专利技术属性】
技术研发人员：芳贺伸烈，浜口宽，金田亮，副岛崇礼，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP