二次电池系统及二次电池系统的劣化状态推定方法技术方案

本发明专利技术提供二次电池系统及二次电池系统的劣化状态推定方法，二次电池系统包括二次电池、电路及电子控制单元。所述电子控制单元构成为，在预定条件成立的情况下，执行第一计算控制、第二计算控制及推定控制。所述第一计算控制是基于以第一周期使所述二次电池的电流值变动时的所述二次电池的电压值来算出所述二次电池的第一阻抗的控制。所述第二计算控制是基于以第二周期使所述二次电池的电流值变动时的所述二次电池的电压值来算出所述二次电池的第二阻抗的控制。所述推定控制是根据所述第一阻抗与所述第二阻抗之差来推定所述二次电池的反应电阻的控制。

Deterioration State Estimation Method for Secondary Battery System and Secondary Battery System

【技术实现步骤摘要】
二次电池系统及二次电池系统的劣化状态推定方法
本公开涉及二次电池系统及二次电池系统的劣化状态推定方法，更确定而言，涉及用于推定二次电池的反应电阻的技术。
技术介绍
近年来，搭载有行驶用的二次电池的车辆的普及不断推进。这些车辆上搭载的二次电池伴随着其使用或时间经过而劣化，因此要求推定二次电池的劣化状态。因此，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。例如日本特开2011-185619公开的蓄电池评价装置具备检测向蓄电池流入的电流的电流检测单元、脉动率运算单元及存储单元。脉动率运算单元将通过电流检测单元检测到的电流值分离成多个的各频率的脉动成分、直流成分，对于多个的各频率的脉动成分分别算出各脉动成分相对于直流成分的比例即脉动率。在存储单元保存有将多个的各频率的脉动率与蓄电池的阻抗建立了关联的数据(脉动率-内部电阻对应数据)。在该蓄电池评价装置中，通过参照该数据，根据由脉动率运算单元算出的脉动率来推定蓄电池的阻抗。使二次电池的电流值以不同的周期(长周期及短周期)变动，并检测此时的二次电池的电压值，关于详情在后文叙述。此外，根据长周期中的二次电池的电流值与电压值的关系来算出长周期中的阻抗，并根据短周期中的二次电池的电流值与电压值的关系来算出短周期中的阻抗。并且，当求出长周期中的阻抗与短周期中的阻抗之差时，该差相当于二次电池的反应电阻。通过这样的手法，能够将反应电阻从其他的阻抗成分(直流电阻、扩散电阻)切分。二次电池的反应电阻对应于以向二次电池的活性物质表面形成覆膜为起因的劣化模式。当列举具体例进行说明时，例如在锂离子二次电池中，已知有金属锂向负极表面析出的劣化(所谓锂析出)。因此，通过高精度地推定锂离子二次电池的反应电阻，能够准确地估计锂析出的进展程度(或者二次电池对于锂析出的耐性的变化程度)。本专利技术者们着眼于如下方面：在如前所述求算反应电阻时预定条件(后述)成立的情况下，无法根据电流值的周期从其他的阻抗成分准确地切分反应电阻，反应电阻的推定精度会下降。当反应电阻的推定精度下降时，关于与反应电阻对应的劣化模式也无法高精度地推定。即，二次电池的劣化状态的推定精度可能会下降。
技术实现思路
本公开在二次电池系统或二次电池系统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。本专利技术的第一形态是二次电池系统。所述二次电池系统包括二次电池、电路及电子控制单元。所述二次电池包含电极。所述电极包含活性物质，并浸渍在电解液中。所述电路包括构成为向所述二次电池供给电力的电源电路及构成为消耗所述二次电池的电力的负载电路中的至少一方。所述电子控制单元构成为，通过控制所述电路来控制向所述二次电池输入的输入电流和从所述二次电池输出的输出电流。所述电子控制单元构成为，在包含第一条件及第二条件的预定条件成立的情况下，执行第一计算控制、第二计算控制及推定控制。所述第一计算控制是基于以第一周期使所述二次电池的电流值变动时的所述二次电池的电压值来算出所述二次电池的第一阻抗的控制。所述第二计算控制是基于以第二周期使所述二次电池的电流值变动时的所述二次电池的电压值来算出所述二次电池的第二阻抗的控制，其中所述第二周期比所述第一周期短。所述推定控制是根据所述第一阻抗与所述第二阻抗之差来推定所述二次电池的反应电阻的控制。所述反应电阻是与所述电解液和所述活性物质的界面处的电荷的授受相关的阻抗成分。所述第一条件为，在所述第一周期下的电流变动时，所述二次电池的平均电流差与预先规定的第一目标差之差低于第一基准值。所述第二条件为，在所述第二周期下的电流变动时，所述二次电池的平均电流差与预先规定的第二目标差之差低于第二基准值。所述平均电流差是预定期间内的所述二次电池的平均电流值与所述预定期间之后的下一期间内的所述二次电池的平均电流值之差。在第一条件不成立的情况下，在第一周期下的电流变动时存在二次电池系统的环境(例如车载的情况下为车辆的行驶状况)变化的可能性。同样，在第二条件不成立的情况下，在第二周期下的电流变动时存在二次电池系统的环境变化的可能性。在这样的情况下，第一阻抗与第二阻抗不是在相同条件下算出的值，因此关于反应电阻也存在推定精度降低的可能性。相对于此，根据上述结构，在第一及第二条件都成立的情况下，推定二次电池的反应电阻。因此，通过使用高精度地推定出的反应电阻，关于以向二次电池的活性物质表面形成覆膜为起因的劣化模式也能够高精度地推定。即，能够提高二次电池的劣化状态的推定精度。在所述二次电池系统中，所述预定条件可以还包括第三条件及第四条件。所述第三条件可以是，所述第一周期下的所述二次电池的电流值的变动幅度低于第三基准值。所述第四条件可以是，所述第二周期下的所述二次电池的电流值的变动幅度低于第四基准值。在第三及第四条件中的一方或两方不成立的情况下，由于来自外部的干扰噪声等各种原因，存在无法生成符合意图的电流图案的可能性。相对于此，根据上述结构，在第一～第四条件全部成立的情况下，推定二次电池的反应电阻。因此，通过使用高精度地推定出的反应电阻，关于以向二次电池的活性物质表面形成覆膜为起因的劣化模式也能够高精度地推定。在所述二次电池系统中，所述预定条件可以还包括第五条件。所述第五条件可以是，以所述第一周期和所述第二周期中的任一周期使所述二次电池的电流值变动之前的所述二次电池的电流值的变动幅度低于第五基准值。在使电流值变动之前的电流值的变动幅度超过第五基准值的情况下，即，在电流已经重叠有脉动的情况下，由于该脉动(非有意的脉动)的影响而反应电阻的推定精度会降低。根据上述结构，在变动之前的二次电池的电流值的变动幅度低于第四基准值且未重叠脉动的情况下推定反应电阻。由此，能够进一步提高反应电阻的推定精度，因此能够进一步提高二次电池的劣化状态的推定精度。在所述二次电池系统中，所述二次电池、所述电路及所述电子控制单元可以搭载于车辆。所述电源电路可以包括充电装置，该充电装置构成为通过从所述车辆的外部供给的电力对所述二次电池进行充电。在所述二次电池系统中，所述二次电池、所述电路及所述电子控制单元可以搭载于车辆。所述负载电路可以包括构成为对所述车辆的电动发电机进行驱动的驱动装置及构成为对所述车辆的车室内的空气进行调节的空调装置中的至少一方。本专利技术的第二形态是二次电池系统的劣化状态推定方法。所述二次电池系统包括二次电池和电子控制单元，该电子控制单元构成为对向所述二次电池输入的输入电流和从所述二次电池输出的输出电流进行控制。所述劣化状态推定方法包括：在包含第一条件及第二条件的预定条件成立的情况下，通过所述电子控制单元执行第一计算步骤、第二计算步骤及推定步骤。所述第一计算步骤是根据以第一周期使所述二次电池的电流值变动时的所述二次电池的电压值来算出所述二次电池的第一阻抗的步骤。所述第二计算步骤是根据以第二周期使所述二次电池的电流值变动时的所述二次电池的电压值来算出所述二次电池的第二阻抗的步骤，其中所述第二周期比所述第一周期短。所述推定步骤是根据所述第一阻抗与所述第二阻抗之差来推定所述二次电池的反应电阻的步骤。所述反应电阻是与所述二次电池的电解液和活性物质的界面处的电荷的授受相关的阻抗成分。所述第一条件为，在所述第一周期下的电流变动时，所述二次电池的平均电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次电池系统，其特征在于，包括：二次电池，包含电极，所述电极包含活性物质并浸渍在电解液中；电路，包括构成为向所述二次电池供给电力的电源电路及构成为消耗所述二次电池的电力的负载电路中的至少一方；及电子控制单元，构成为，通过控制所述电路来控制向所述二次电池输入的输入电流和从所述二次电池输出的输出电流，所述电子控制单元构成为，在包含第一条件及第二条件的预定条件成立的情况下，执行第一计算控制、第二计算控制及推定控制，所述第一计算控制是基于以第一周期使所述二次电池的电流值变动时的所述二次电池的电压值来算出所述二次电池的第一阻抗的控制，所述第二计算控制是基于以第二周期使所述二次电池的电流值变动时的所述二次电池的电压值来算出所述二次电池的第二阻抗的控制，其中所述第二周期比所述第一周期短，所述推定控制是根据所述第一阻抗与所述第二阻抗之差来推定所述二次电池的反应电阻的控制，所述反应电阻是与所述电解液和所述活性物质的界面处的电荷的授受相关的阻抗成分，所述第一条件为，在所述第一周期下的电流变动时，所述二次电池的平均电流差与预先规定的第一目标差之差低于第一基准值，所述第二条件为，在所述第二周期下的电流变动时，所述二次电池的平均电流差与预先规定的第二目标差之差低于第二基准值，所述平均电流差是预定期间内的所述二次电池的平均电流值与所述预定期间之后的下一期间内的所述二次电池的平均电流值之差。...

【技术特征摘要】
2018.01.30 JP 2018-0137041.一种二次电池系统，其特征在于，包括：二次电池，包含电极，所述电极包含活性物质并浸渍在电解液中；电路，包括构成为向所述二次电池供给电力的电源电路及构成为消耗所述二次电池的电力的负载电路中的至少一方；及电子控制单元，构成为，通过控制所述电路来控制向所述二次电池输入的输入电流和从所述二次电池输出的输出电流，所述电子控制单元构成为，在包含第一条件及第二条件的预定条件成立的情况下，执行第一计算控制、第二计算控制及推定控制，所述第一计算控制是基于以第一周期使所述二次电池的电流值变动时的所述二次电池的电压值来算出所述二次电池的第一阻抗的控制，所述第二计算控制是基于以第二周期使所述二次电池的电流值变动时的所述二次电池的电压值来算出所述二次电池的第二阻抗的控制，其中所述第二周期比所述第一周期短，所述推定控制是根据所述第一阻抗与所述第二阻抗之差来推定所述二次电池的反应电阻的控制，所述反应电阻是与所述电解液和所述活性物质的界面处的电荷的授受相关的阻抗成分，所述第一条件为，在所述第一周期下的电流变动时，所述二次电池的平均电流差与预先规定的第一目标差之差低于第一基准值，所述第二条件为，在所述第二周期下的电流变动时，所述二次电池的平均电流差与预先规定的第二目标差之差低于第二基准值，所述平均电流差是预定期间内的所述二次电池的平均电流值与所述预定期间之后的下一期间内的所述二次电池的平均电流值之差。2.根据权利要求1所述的二次电池系统，其中，所述预定条件还包括第三条件及第四条件，所述第三条件为，所述第一周期下的所述二次电池的电流值的变动幅度低于第三基准值，所述第四条件为，所述第二周期下的所述二次电池的电流值的变动幅度低于第四基准值。3.根据权利要求2所述的二次电池系统，其中，所述预定条件还包括第五条件，所述第五条件为，以所述第一周期和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：田代广规，
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