蓄电元件管理装置以及蓄电元件管理方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种蓄电元件管理装置以及蓄电元件管理方法。基于由电压测量部(70)检测到的二次电池(30)的电压，并根据存储器(63)中存储的二次电池(30)的电压与剩余容量的相关关系来获取剩余容量，求出该剩余容量相对于基准容量的比率即SOC。基准容量被设定为比充满电时的剩余容量小的给定量。信息处理部还基于所述SOC与通过其他方法求出的SOC的比较来判断模块的异常。

Management device and management method of power storage elements

The invention provides a storage element management device and a storage element management method. Based on the voltage of the secondary battery (30) detected by the voltage measurement unit (70), and according to the correlation between the voltage of the secondary battery (30) stored in the memory (63) and the residual capacity, the residual capacity is obtained, and the ratio of the residual capacity to the reference capacity, i.e. SOC, is calculated. The reference capacity is set to a given quantity smaller than the residual capacity at full charge. The information processing unit also judges the abnormality of the module based on the comparison between the SOC and the SOC calculated by other methods.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蓄电元件管理装置以及蓄电元件管理方法
由本说明书公开的技术涉及获取锂离子电池等蓄电元件的充电状态(SOC：StateOfCharge)，并且通过预测其随时间变化特性来进行蓄电元件的劣化预测、或者基于劣化预测信息向使用者通知的技术。
技术介绍
二次电池等蓄电元件还作为电动汽车等的车辆用途、住宅用、电力均衡化用的固置型的蓄电装置被广泛利用，始终准确掌握这些蓄电元件的SOC(相对于充满电状态成为何种程度的比例)的必要性高。作为获取该SOC的方法的一例，有OCV法。该方法例如像下述的日本特开2009-104983号公报记载的技术那样，利用电池的开路电压(OCV：OpencircuitVoltage)与剩余容量之间具有精度比较良好的相关关系这一性质来求出SOC。具体而言，测定在电池中不流动电流时的电池电压即开路电压，参照预先测定/存储的OCV与剩余容量的相关关系来求出与测定出的OCV对应的剩余容量。然后，该剩余容量除以充满电时的容量来求出SOC(％)。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-104983号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题根据本专利技术人们的研究，发现了如下现象，即，OCV与剩余容量的相关关系伴随着电池等的劣化而逐渐变化，因此若将其作为不变的情况来计算SOC，则SOC计算的精度会变差。例如，在使用LiFePO4等磷酸铁系作为正极活性物质且使用软碳作为负极活性物质的锂离子电池中，如图1所示那样发生了变化。即，在初始的OCV-剩余容量特性由实线所示时，分别在750小时、1500小时、2250小时、3000小时、3750小时的循环试验后发生了变化。若基于此来计算SOC并绘制OCV-SOC相关关系，则在初始的电池中如图2示出的实线所示，在例如2250小时循环试验后的电池中如虚线所示。在OCV法中，可知由于电池的劣化而尤其在高容量区域中的SOC的误差变大。认为其理由是因为，例如，在使用了磷酸铁系的正极活性物质的锂离子电池中，正极电位不根据放电容量变化的区域宽，因此负极的劣化直接导致容量下降。在本说明书中，公开一种即使存在蓄电元件的劣化也能够获取准确的SOC的技术，公开一种进行基于准确的SOC估计的劣化预测并向使用者通知的申请。用于解决课题的手段由本说明书公开的蓄电元件管理装置具备：电压传感器，对蓄电元件的电压进行检测；存储器，存储关于所述蓄电元件的电压与剩余容量的相关关系的信息；和信息处理部，所述信息处理部基于由所述电压传感器检测到的所述蓄电元件的电压，并根据所述存储器中存储的所述蓄电元件的电压与剩余容量的相关关系来获取所述剩余容量，基于该剩余容量与基准容量的比率来求出充电状态，所述基准容量被设定为比所述充满电时的剩余容量小的给定量，信息处理部还基于所述充电状态与通过其他方法求出的充电状态的比较来判断所述蓄电元件的状态。也可以在所述存储器中存储关于剩余容量相对于所述基准容量的比率即SOC与所述蓄电元件的电压的相关关系的信息。这样，能够基于蓄电元件的电压直接地获取SOC。专利技术效果根据由本说明书公开的技术，基于准确的SOC估计的劣化预测成为可能。附图说明图1是表示基于循环试验的锂离子电池的容量变化的图表。图2是表示通过循环试验而变化的OCV-SOC特性的图表。图3是表示锂离子电池的单极电位与容量的关系的图表。图4是表示实施方式的二次电池模块的框图。图5是表示实施方式的二次电池的OCV-SOC相关关系的图表。图6是表示实施方式中的电池A以及B的OCV-充电容量的相关关系的图表。图7是表示实施方式中的电池A以及B的OCV-SOC相关关系的图表。具体实施方式(实施方式的概要)由本说明书公开的蓄电元件管理装置具备：电压传感器，对蓄电元件的电压进行检测；存储器，存储关于所述蓄电元件的电压与剩余容量的相关关系的信息；和信息处理部，所述信息处理部基于由所述电压传感器检测到的所述蓄电元件的电压，并根据所述存储器中存储的所述蓄电元件的电压与剩余容量的相关关系来获取所述剩余容量，基于该剩余容量与被设定为比所述充满电时的剩余容量小的给定量的基准容量的比率(比例)来求出充电状态，信息处理部还基于所述充电状态与通过其他方法求出的充电状态的比较来判断所述蓄电元件的状态。也可以在存储器中存储关于剩余容量相对于所述基准容量的比率即SOC与所述蓄电元件的电压的相关关系的信息。这样，能够基于蓄电元件的电压直接地获取SOC。所述蓄电元件可以是以磷酸铁锂为正极活性物质的锂离子二次电池，负极活性物质可以为无定形碳。这是因为，在使用了这些活性物质的锂离子二次电池中，劣化所引起的OCV-剩余容量特性的变化大。若如此适当地设定基准容量，则即便存在蓄电元件的劣化，OCV-剩余容量特性的变化也少，其结果是，能够准确地决定SOC。(实施方式的详情)以下，关于将由本说明书公开的技术应用于电动车辆驱动用的电池模块的实施方式，参照附图来详细地进行说明。如图4所示，本实施方式的电池模块具有：被串联连接的多个二次电池30、对这些二次电池30进行管理的蓄电池管理器(以下记为BM)50、以及对二次电池30中流动的电流进行检测的电流传感器40。BM50为“蓄电元件管理装置”的一例。二次电池30为“蓄电元件”的一例，通过未图示的充电器被充电，向对车辆驱动用的发动机进行驱动的逆变器(作为负载10来图示)供给直流电力。该二次电池30是作为正极活性物质使用LiFePO4且作为负极活性物质使用无定形碳的锂离子电池。关于该二次电池30，可知在其开路电压(OCV)和如后述那样定义的充电状态(SOC)之间具有相关关系(在此称为“OCV-SOC相关关系”)，将该关系进行了表格化的信息存储至存储器63。BM50具备：控制部60、对二次电池30的各单电池的两端电压进行测定的电压测量部70、和基于来自电流传感器40的信号来测定二次电池30中流动的电流的电流测量部80。控制部60包含作为信息处理部的中央处理装置(以下记为CPU)61和存储器63。在存储器63中，除了上述的OCV-SOC相关关系之外，还存储了用于对BM50的动作进行控制的各种程序，CPU61按照从存储器63读出的程序来决定SOC。(二次电池30的OCV-SOC相关关系)二次电池的SOC一般被定义为在某个时间点的二次电池的剩余容量相对于充满电容量的比率(％)，但在由本说明书公开的技术中，将SOC定义为在某个时间点的二次电池30的剩余容量不是相对于充满电容量而是相对于比该充满电容量小的“基准容量”的比率(％)。将基于该定义的SOC称为“换算SOC”。在本实施方式的二次电池30中，将充满电容量下的OCV设为V1，将与基准容量对应的OCV设为V2。该二次电池30的OCV-换算SOC相关关系预先如下所述那样测定。关于充满电，在1C充电3小时后进行V1的恒压充电。关于向基准容量的充电，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓄电元件管理装置，其特征在于，具备：/n电压传感器，对蓄电元件的电压进行检测；/n存储器，存储关于所述蓄电元件的电压与剩余容量的相关关系的信息；和/n信息处理部，/n所述信息处理部基于由所述电压传感器检测到的所述蓄电元件的电压，并根据所述存储器中存储的所述蓄电元件的电压与剩余容量的相关关系来获取所述剩余容量，基于该剩余容量与基准容量的比率来求出充电状态，所述基准容量被设定为比所述充满电时的剩余容量小的给定量，/n信息处理部还基于所述充电状态与通过其他方法求出的充电状态的比较来判断所述蓄电元件的状态。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170331 JP 2017-0698401.一种蓄电元件管理装置，其特征在于，具备：
电压传感器，对蓄电元件的电压进行检测；
存储器，存储关于所述蓄电元件的电压与剩余容量的相关关系的信息；和
信息处理部，
所述信息处理部基于由所述电压传感器检测到的所述蓄电元件的电压，并根据所述存储器中存储的所述蓄电元件的电压与剩余容量的相关关系来获取所述剩余容量，基于该剩余容量与基准容量的比率来求出充电状态，所述基准容量被设定为比所述充满电时的剩余容量小的给定量，
信息处理部还基于所述充电状态与通过其他方法求出的充电状态的比较来判断所述蓄电元件的状态。


2.根据权利要求1所述的蓄电元件管理装置，其特征在于，
所述通过其他方法求出的充电状态是基于对所述蓄电元件的输入输出电流的测定而累计的充电状态。


3.根据权利要求1或2所述的蓄电元件管理装置，其特征在于，
所述信息处理部还在比所述基准容量大且比所述蓄电元件的充满电时的剩余容量小的给定容量下，根据相对于所述充电状态的变化量的所述蓄电元件的电压值的变化量来判断蓄电元件的状态。


4.一种蓄电元件管理方法，其特征在于，
通过被设定为比蓄电元件的充满电容量小的给定量的基准容量与根据所述蓄电元件的电压求出的容量的比率，求出所述蓄电元件的充电状态，在所述蓄电元件成为所述基准容量以下的区域中，基于根据从所述蓄电元件的电压求出的容量所得到的充电状态与通过其他方法求出的充电状态的比较来判断所述蓄电元件的状态。


5.一种蓄电元件管理装置，其特征在于，具备：
存储器，存储关于蓄电元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤野有希子，柏雄太，杉山侑辉，荒木贵叶，
申请(专利权)人：株式会社杰士汤浅国际，
类型：发明
国别省市：日本;JP