二次电池系统及二次电池的SOC推定方法技术方案

本发明专利技术提供一种二次电池系统及二次电池的SOC推定方法。二次电池系统包括：二次电池，具有包含活性物质的电极；及电子控制装置，执行推定所述二次电池的SOC的SOC推定处理，其中，所述电子控制装置构成为：i)根据所述二次电池的使用履历算出所述表面应力，ii)根据算出的所述表面应力来算出所述OCV变化量，iii)利用所述OCV变化量对根据所述二次电池的电压值及电流值推定的推定OCV进行修正，并且iv)将与修正后的推定OCV对应的SOC推定为所述二次电池的SOC。

【技术实现步骤摘要】
二次电池系统及二次电池的SOC推定方法
本公开涉及二次电池系统及二次电池的SOC推定方法。
技术介绍
高精度地推定二次电池的SOC在适当保护二次电池或者充分利用二次电池的方面是重要的。作为二次电池的SOC推定的代表性的方法，存在使用二次电池的SOC-OCV曲线而根据OCV来推定SOC的方法。在二次电池中，存在如下关系：在二次电池从满充电的状态起进行放电时得到的SOC-OCV曲线(或后述的曲线DCH上的放电OCV)与在二次电池从完全放电的状态起进行充电时得到的SOC-OCV曲线(后述的曲线CHG上的充电OCV)会显著地背离。将放电OCV与充电OCV这样背离也说成在SOC-OCV曲线上存在“迟滞”。例如，日本特开2015-166710公开了一种在考虑了迟滞的基础上根据OCV来推定SOC的技术。
技术实现思路
在二次电池的电极活性物质的表面及内部可能会产生应力。这些应力分别被称作表面应力及内部应力。本申请的专利技术人着眼于如下方面：因表面应力而在SOC与OCV的关系上产生迟滞，在表面应力与迟滞的大小之间存在对应关系。在日本特开2015-166710所公开的方法中，关于表面应力未做任何考虑，因此，SOC推定精度还有提高的余地。需要说明的是，这里的OCV是指在使二次电池充分休止的状态(例如，在锂离子二次电池中是极化缓和并且活性物质内的锂浓度缓和了的状态)下测定出的电压。OCV有时也被称作“电动势”。本公开提供一种二次电池系统，在使用二次电池的SOC与OCV之间的对应关系而根据OCV来推定SOC的二次电池系统中提高SOC的推定精度。另外，本公开提供一种二次电池的SOC推定方法，在使用二次电池的SOC与OCV之间的对应关系而根据OCV来推定SOC的SOC推定方法中提高SOC的推定精度。本公开的一个方案的二次电池系统具备：二次电池，具有包含活性物质的电极；及电子控制装置，执行使用第一及第二对应关系来推定二次电池的SOC的SOC推定处理。第一对应关系是活性物质的表面应力为基准应力的情况下的二次电池的OCV与SOC之间的对应关系。第二对应关系是表面应力与以表面应力为基准应力的情况下的OCV为基准的由表面应力引起的OCV变化量之间的对应关系。电子控制装置构成为，在SOC推定处理中，根据二次电池的使用履历来算出表面应力，通过参照第二对应关系，而根据算出的表面应力来算出OCV变化量，通过OCV变化量来对根据二次电池的电压值及电流值而推定的推定OCV进行修正，通过参照第一对应关系，而将与修正后的推定OCV对应的SOC推定为二次电池的SOC。根据上述方案，通过使用第一及第二对应关系，而在考虑了由表面应力引起的OCV的迟滞的基础上推定SOC(详情后述)。由此，例如即使在电极中使用了伴随充放电的体积变化量大的活性物质的情况下，也能够高精度地推定SOC。在上述方案中，电子控制装置可以构成为反复执行SOC推定处理。使用履历可以包括二次电池的温度、相对于二次电池输入输出的电流、所述二次电池的SOC变化量以及通过上次的SOC推定处理而推定出的二次电池的SOC。在上述方案中，电子控制装置可以构成为反复执行SOC推定处理。使用履历可以构成为包括二次电池的温度、在二次电池的SOC与OCV的组合从二次电池的充电曲线及放电曲线中的任一方的曲线上脱离之后相对于二次电池充放电的电荷量以及通过上次的SOC推定处理而推定出的二次电池的SOC。在上述方案中，二次电池的SOC是表示活性物质内的电荷载体量(例如锂量)的参数。另外，相对于二次电池输入输出的电流、二次电池的SOC变化量及上述电荷量是表示活性物质内的电荷载体的插入或脱离的方式的参数。通过基于这些参数算出表面应力，能够高精度地推定表面应力。其结果，能够提高SOC的推定精度。在上述方案中，电子控制装置可以包括保存使用履历的存储器。电子控制装置可以构成为使用在从执行SOC推定处理时(执行开始时)起的规定期间以内保存于存储器的使用履历来算出表面应力。根据上述方案，使用在从执行SOC推定处理时起的规定期间以内保存于存储器的使用履历(最近的使用履历)。换言之，不使用比规定期间靠前的使用履历(旧的使用履历)。由于比规定期间靠前的使用履历给表面应力带来的影响相对较小，所以即使仅使用规定期间以内的使用履历也能够高精度地推定表面应力。另外，由于能够削减保存于存储器的使用履历的量，所以即使是处理能力比较低的控制装置(例如车载用控制装置)也能够适当执行SOC推定处理。在上述方案中，活性物质可以包括第一及第二活性物质。伴随二次电池的充放电的第二活性物质的体积变化量可以比伴随二次电池的充放电的第一活性物质的体积变化量大。在二次电池的OCV与SOC之间的对应关系中，可以存在第一SOC区域和伴随二次电池的充放电的二次电池的OCV的迟滞比第一SOC区域大的第二SOC区域。电子控制装置可以构成为，反复推定二次电池的SOC，在上次推定出的二次电池的SOC处于第二SOC区域内的情况下，执行SOC推定处理，另一方面，在上次推定出的二次电池的SOC处于第一SOC区域内的情况下，按照第一及第二对应关系以外的OCV与SOC之间的关系(即，以与上述SOC推定处理不同的方法)来推定二次电池的SOC。根据上述方案，在有意义地产生OCV的迟滞的第二SOC区域中，通过SOC推定处理来推定SOC，在不会产生有意义的迟滞的第一SOC区域中，通过SOC推定处理以外的方法(具体而言，例如是使用通常的SOC-OCV曲线的方法)来推定SOC。由于SOC推定处理可能需要大的计算资源，所以通过在第一SOC区域中使用通常的方法，能够节约控制装置的计算资源。本公开的一个方案的二次电池的SOC推定方法包括如下步骤：根据二次电池的使用履历来算出活性物质表面应力；通过参照第一对应关系，而根据算出的表面应力来算出二次电池的OCV的变化量，所述第一对应关系是表面应力与以所述表面应力为基准应力的情况下的OCV为基准的由所述表面应力引起的OCV变化量之间的对应关系；通过OCV变化量来对根据二次电池的电压值及电流值而推定的推定OCV进行修正；及通过参照第二对应关系，而将与修正后的推定OCV对应的SOC推定为二次电池的SOC，所述第二对应关系是所述表面应力为所述基准应力的情况下的所述二次电池的OCV与SOC之间的对应关系。根据上述方案，即使在电极中使用了伴随充放电的体积变化量大的活性物质的情况下，也能够高精度地推定SOC。根据本公开，能够提高SOC的推定精度。附图说明本专利技术的典型实施例的特征、优点及技术上和工业上的意义将会在下面参照附图来进行表面，在这些附图中，相同标号表示相同要素，其中：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各单电池的结构的图。图3是示意性地示出伴随电池组的充放电的表面应力的变化的一例的图。图4是示出实施方式1中的电池组的SOC-OCV曲线的迟滞的一例的图。图5是用于说明由迟滞引起的SOC推定误差的图。图6是示出实施方式1中的事先测定的步骤的流程图。图7是用于说明理想OCV的设定方法的一例的图。图8A是示出表面应力映射的一例的图。图8B是示出表面应力映射的一例的图。图9是用于说明OCV背离量映射的制作方法的图。图10是用于说本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次电池系统，其特征在于，具备：二次电池，具有包含活性物质的电极；及电子控制装置，执行使用第一及第二对应关系来推定所述二次电池的SOC的SOC推定处理，所述第一对应关系是所述活性物质的表面应力为基准应力的情况下的所述二次电池的OCV与SOC之间的对应关系，所述第二对应关系是所述表面应力与以所述表面应力为所述基准应力的情况下的OCV为基准的由所述表面应力引起的OCV变化量之间的对应关系，其中，所述电子控制装置构成为，在所述SOC推定处理中，i)根据所述二次电池的使用履历来算出所述表面应力，ii)通过参照所述第二对应关系，而根据算出的所述表面应力来算出所述OCV变化量，iii)通过所述OCV变化量来对根据所述二次电池的电压值及电流值而推定的推定OCV进行修正，并且，iv)通过参照所述第一对应关系，而将与修正后的推定OCV对应的SOC推定为所述二次电池的SOC。

【技术特征摘要】
2017.12.12 JP 2017-2378811.一种二次电池系统，其特征在于，具备：二次电池，具有包含活性物质的电极；及电子控制装置，执行使用第一及第二对应关系来推定所述二次电池的SOC的SOC推定处理，所述第一对应关系是所述活性物质的表面应力为基准应力的情况下的所述二次电池的OCV与SOC之间的对应关系，所述第二对应关系是所述表面应力与以所述表面应力为所述基准应力的情况下的OCV为基准的由所述表面应力引起的OCV变化量之间的对应关系，其中，所述电子控制装置构成为，在所述SOC推定处理中，i)根据所述二次电池的使用履历来算出所述表面应力，ii)通过参照所述第二对应关系，而根据算出的所述表面应力来算出所述OCV变化量，iii)通过所述OCV变化量来对根据所述二次电池的电压值及电流值而推定的推定OCV进行修正，并且，iv)通过参照所述第一对应关系，而将与修正后的推定OCV对应的SOC推定为所述二次电池的SOC。2.根据权利要求1所述的二次电池系统，其特征在于，所述电子控制装置构成为反复执行所述SOC推定处理，并且，所述使用履历包括所述二次电池的温度、相对于所述二次电池输入输出的电流、所述二次电池的SOC变化量以及通过上次的所述SOC推定处理而推定出的所述二次电池的SOC。3.根据权利要求1所述的二次电池系统，其特征在于，所述电子控制装置构成为反复执行所述SOC推定处理，并且，所述使用履历包括所述二次电池的温度、在所述二次电池的SOC与OCV的组合从所述二次电池的充电曲线及放电曲线中的任一方的曲线上脱离之后相对于所述二次电池充放电的电荷量以及通过上次的所述SOC推定处理而推定出的所述二次电池的SOC。4.根据权利要求1～3中的任一项所述的二次电池系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥贤司，
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