电池安全性评价装置、电池安全性评价方法、程序、控制电路及蓄电系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电池安全性评价装置、电池安全性评价方法、程序、控制电路及蓄电系统。本发明专利技术的实施方式涉及电池安全性评价装置、电池安全性评价方法、程序、控制电路及蓄电系统。本发明专利技术的一实施方式通过示出充电电池当前的安全性，能够按照当前的安全性来分别进行应对。本发明专利技术的一实施方式的电池安全性评价装置具备电池状态推定部、发热量推定部、安全指标计算部，对第一电池当前的安全性进行评价。电池状态推定部推定第一电池当前的劣化状态和第一电池当前的SOC。发热量推定部基于第一参照数据，推定外部温度变动时第一电池的发热量。第一参照数据是基于第一电池当前的劣化状态和第一电池当前的SOC，从至少表示充电电池的发热量与外部温度的关系的多个参照数据中选择出的与第一电池对应的参照数据。安全指标计算部基于第一电池的发热量，计算与外部温度变动时第一电池的温度相关的安全指标。

Battery Safety Assessment Device, Battery Safety Assessment Method, Procedure, Control Circuit and Storage System

【技术实现步骤摘要】
电池安全性评价装置、电池安全性评价方法、程序、控制电路及蓄电系统本申请以日本专利申请2018-053299(申请日：2018年3月20日)为基础，享受该申请的优先权。本申请参考上述日本专利申请，包括了该日本专利申请的所有内容。
本专利技术的实施方式涉及电池安全性评价装置、电池安全性评价方法、程序、控制电路及蓄电系统。
技术介绍
已知锂离子电池等非水电解质充电电池存在会引发冒烟、着火等事故的危险性，锂离子电池在机舱内着火的事故也已经有报道。因此，对非水电解质充电电池作出了限制携带进入机舱这样的限制。然而，笔记本PC、智能手机等大多利用的是非水电解质充电电池，因此难以完全地限制非水电解质充电电池的使用。另外，限制携带也会有损用户的便利性。如果能够实时地确认非水电解质充电电池的安全性，就能够对被判定为安全的充电电池采取放宽限制的应对措施。然而，要了解非水电解质充电电池的当前状态并不容易，目前尚无有效的技术手段。解决技术问题的技术方案本专利技术的一实施方式的电池安全性评价装置具备电池状态推定部、发热量推定部、安全指标计算部，对第一电池当前的安全性进行评价。电池状态推定部推定第一电池当前的劣化状态和第一电池当前的SOC。发热量推定部基于第一参照数据，推定外部温度变动时第一电池的发热量。第一参照数据是基于第一电池当前的劣化状态和第一电池当前的SOC，从至少表示充电电池的发热量与外部温度的关系的多个参照数据中选择出的与第一电池对应的参照数据。安全指标计算部基于第一电池的发热量，计算与外部温度变动时第一电池的温度相关的安全指标。专利技术效果根据上述结构的电池安全性评价装置，通过示出充电电池当前的安全性，能够按照当前的安全性来分别进行应对。附图说明图1是表示实施方式1的具备电池安全性评价装置的蓄电系统的简要结构的一例的框图。图2是说明SOC与安全性的关系的图。图3是表示电池安全性评价装置的简要处理的流程图的一个示例图。图4是表示内部状态参数的计算处理的流程图的一个示例图。图5是表示电池特性计算处理流程的流程图的一个示例图。图6是表示充电量与开路电压的关系的曲线图(充电量-OCV曲线)的一例的图。图7是表示SOC与开路电压的关系的曲线图(SOC-OCV曲线)的一例的图。图8是表示热稳定性数据的一例的图。图9是表示电池安全性评价处理的流程图的一个示例图。图10是说明电池安全性调整处理实施前后的蓄电池的安全性的图。图11是表示实施方式2的蓄电系统的简要结构的一例的框图。图12是表示SOC-稳定性数据的变动的图。图13是表示电池安全性调整处理的流程图的一个示例图。图14是表示实施方式3的蓄电系统的简要结构的一例的框图。图15是表示热稳定性数据获取处理的流程图的一个示例图。图16是表示本专利技术一实施方式中的硬件结构的一例的框图。标号说明1蓄电池2电池安全性评价装置21充放电控制部22测量部23电池状态推定部231劣化状态推定部232SOC推定部233推定用数据存储部24电池安全性评价部241热稳定性数据存储部242热稳定性数据获取部(参照数据获取部)243发热量推定部244安全指标计算部(电池达到温度推定部)245安全性评价部25输出部26输入部27放电指示部271SOC-安全性数据生成部272放电量计算部3外部数据库4热稳定性数据提供服务器5通信网络6计算机装置61处理器62主存储装置63辅助存储装置64网络接口65设备接口66母线7外部存储介质具体实施方式以下，参照附图，对实施方式进行说明。(实施方式1)图1是表示实施方式1的具备电池安全性评价装置的蓄电系统的简要结构的一例的框图。本蓄电系统具备蓄电池1和电池安全性评价装置2。电池安全性评价装置2具备充放电控制部21、测量部22、电池状态推定部23、电池安全性评价部24、输出部25。电池状态推定部23具备劣化状态推定部231、SOC推定部232、推定用数据存储部233。电池安全性评价部24具备热稳定性数据存储部241、热稳定性数据获取部(参照数据获取部)242、发热量推定部243、安全指标计算部(电池达到温度推定部)244、安全性评价部245。电池安全性评价装置2也可以通过CPU、控制电路等实现，通过将其设置在蓄电池1上，从而使电池安全性评价装置2作为一个蓄电池1来实现。或者，也可以在使用蓄电池1的设备上安装程序，从而将该设备作为电池安全性评价装置2来实现。蓄电池1(第一电池)是作为电池安全性评价装置2进行安全性评价的对象的充电电池。该安全性评价是指蓄电池1暴露在高温的情况下其是否安全。蓄电池1假设为锂离子充电电池等非水电解质充电电池、该非水电解质充电电池构成的电池组等。但是，蓄电池1并不限于这些电池，只要是能够充放电的充电电池即可。充放电可以是意味充电和放电的任一方，也可以意味双方。在以下的说明中，没有特别指明的情况下，“蓄电池”这一用词包括了电池组、电池模块、单元电池。蓄电池1例如是移动电话、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、使用电和汽油双方的混合动力汽车、无人机之类的设备等所搭载的蓄电池。另外，例如也可以是设置在私人住宅、大楼、工厂等建筑物上的固定用蓄电池。也可以是与发电系统联动的蓄电池、或电网联接的蓄电池。电池安全性评价装置2评价蓄电池1当前的安全性。首先，电池安全性评价装置2推定蓄电池1当前的状态。然后，假定将处于所推定的当前状态的蓄电池1暴露在高温下，然后推定蓄电池1的内部温度等。接着，基于蓄电池1的所推定的内部温度等，计算表示蓄电池1的安全性的指标。从而，指标或基于该指标的评价表示出蓄电池1当前的安全性。“当前”是指为了进行安全性评价所需的测量数据刚刚被测量部22生成的时刻。暴露在高温下的情况不仅是指从外部受热的情况，也包括了电子电路、电池组内的其他单元电池等发生了异常发热、着火等的情况。电池安全性评价装置2推定的蓄电池1“当前的状态”表示当前的劣化状态和当前的SOC(StateofCharge：充电状态)。已知充电电池会随着劣化而容易异常发热。因此，需要推定蓄电池1的劣化状态。蓄电池1会随着蓄电池1的使用时间而发生劣化。因此，通过研究随着蓄电池1的使用时间而增加或减少的与蓄电池1相关的参数，能够了解到蓄电池1的劣化。例如，正极或负极的初始充电量、正极或负极的容量(质量)、电池容量、开路电压等会随着蓄电池1的使用而增加或减少，因此可以成为表示劣化状态的参数。由此，表示劣化状态的参数有好几个。作为劣化状态，使用哪一个参数可以预先设定，也可以任意地选择。另外，通常在相同的劣化状态下，蓄电池1的SOC越高，着火的危险度越高。即，在劣化状态相同的2个蓄电池1的情况下，当前的SOC较高的蓄电池1着火的危险度更高。图2是说明SOC与安全性的关系的图。横轴表示SOC。纵轴表示发热危险度，发热危险度越大，意味着发热的危险性越高。另外，未使用过的蓄电池1的相关曲线用虚线表示，使用且发生了劣化的蓄电池1的相关曲线用实线表示。如图2所示，使用且发生了劣化的蓄电池1的发热危险度更高。因此，劣化程度越大，蓄电池1的安全性的评价应当越低。另外，如图2所示，SOC越大，发热危险度越高。因此，当前的SOC较大的情况下，安全性的评价应当较低。因此，电池安全性评价装置2不仅考虑蓄电池1当前的劣化状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池安全性评价装置，其特征在于，包括：电池状态推定部，该电池状态推定部基于第一电池充电或放电时测得的所述第一电池的电压及电流的数据，推定所述第一电池当前的劣化状态的推定值和所述第一电池当前的SOC的推定值；发热量推定部，该发热量推定部基于第一参照数据，推定外部温度变动时所述第一电池的发热量；以及安全指标计算部，该安全指标计算部基于所述第一电池的发热量，计算与所述外部温度变动时所述第一电池的温度相关的安全指标，所述第一参照数据是基于所述第一电池当前的劣化状态的推定值和所述第一电池当前的SOC的推定值，从至少表示充电电池的发热量与外部温度的关系的多个参照数据中选择出的与所述第一电池对应的参照数据。

【技术特征摘要】
2018.03.20 JP 2018-0532991.一种电池安全性评价装置，其特征在于，包括：电池状态推定部，该电池状态推定部基于第一电池充电或放电时测得的所述第一电池的电压及电流的数据，推定所述第一电池当前的劣化状态的推定值和所述第一电池当前的SOC的推定值；发热量推定部，该发热量推定部基于第一参照数据，推定外部温度变动时所述第一电池的发热量；以及安全指标计算部，该安全指标计算部基于所述第一电池的发热量，计算与所述外部温度变动时所述第一电池的温度相关的安全指标，所述第一参照数据是基于所述第一电池当前的劣化状态的推定值和所述第一电池当前的SOC的推定值，从至少表示充电电池的发热量与外部温度的关系的多个参照数据中选择出的与所述第一电池对应的参照数据。2.如权利要求1所述的电池安全性评价装置，其特征在于，所述安全指标计算部基于所述发热量推定部推定出的所述第一电池的发热量、所述第一电池的比热、所述第一电池与所述第一电池的外部之间的导热系数和所述外部温度，计算所述外部温度下所述第一电池的温度，并基于计算出的所述第一电池的温度，计算所述安全指标。3.如权利要求1或2所述的电池安全性评价装置，其特征在于，还包括：充放电控制部，该充放电控制部控制所述第一电池的充电或放电；以及测量部，该测量部测量所述第一电池的电压和电流，所述电池状态推定部基于所述测量部通过测量得到的电压和电流的数据，推定所述第一电池当前的劣化状态的推定值和所述第一电池当前的SOC的推定值，所述当前是指所述测量部刚刚测量到所述第一电池的电压和电流的时刻。4.如权利要求1至3的任一项所述的电池安全性评价装置，其特征在于，还包括：安全性评价部，该安全性评价部基于所述安全指标，对所述第一电池或包含所述第一电池的电池组当前的安全性进行评价；以及输出部，该输出部输出所述评价。5.如权利要求4所述的电池安全性评价装置，其特征在于，所述安全性评价部基于所述安全指标及所述安全指标用的阈值，从多个评价分类中选择适合所述第一电池的评价分类作为所述评价。6.如权利要求4或5所述的电池安全性评价装置，其特征在于，还包括：输入部，该输入部接收对所述评价的输入；以及放电指示部，该放电指示部基于所述输入，指示所述充放电控制部进行放电，所述充放电控制部根据所述指示进行放电，从而所述输入后的评价相比于所述输入前的评价，安全性得到提高。7.如权利要求6所述的电池安全性评价装置，其特征在于，在所述输入是目标值或目标分类的情况下，所述放电指示部使用SOC-安全性数据，计算出用于使所述评价达到所述目标值或所述目标分类的放电量，所述充放电控制部控制所述第一电池，以使其放出计算得到的所述放电量，所述SOC-安全性数据表示下述(1)和(2)中的任一种关系：(1)所述第一电池当前的SOC的推定值与所述安全指标的关系，(2)所述第一电池当前的SOC的推定值与所述评价的关系。8.如权利要求7所述的电池安全性评价装置，其特征在于，还具有SOC-安全性数据生成部，该SOC-安全性数据生成部基于下述(3)或(4)来生成所述SOC-安全性数据：(3)所述第一电池当前的SOC的推定值和所述第一电池当前的SOC的推定值所对应的所述安全指标，(4)所述第一电池当前的SOC的推定值和所述第一电池当前的SOC的推定值所对应的所述评价，所述SOC-安全性数据生成部通过对所述SOC-安全性数据进行平滑化，从而在所述SOC-安全性数据中，使所述目标值或所述目标分类所对应的SOC的值是唯一确定的。9.如权利要求4至8的任一项所述的电池安全性评价装置，其特征在于，所述输出部将输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤田有美，森田朋和，杉山畅克，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本,JP