一种碱性二次电池的控制方法，该碱性二次电池具有以氢氧化镍作为活性物质的正极、包含储氢合金的负极以及由碱性水溶液构成的电解液，所述控制方法具备下述步骤：正极电位推定步骤(S2)，以一定的定时计算并获得正极的电位；内压推定步骤(S4)，与上述定时同步地计算并获得碱性二次电池的内压；损耗量计算步骤(S7)，对于为阈值a以下的正极电位、且为阈值b以上的内压时的状态的停留时间进行累计，由此计算出损耗量；以及正极保护步骤(S9)，在由上述损耗量计算步骤计算出的损耗量达到阈值c的时刻(S8：是)对正极进行保护。由此，能够在适当的条件下根本地抑制会招致容量降低的Ni2O3H的生成、有效地抑制正极的容量劣化。有效地抑制正极的容量劣化。有效地抑制正极的容量劣化。
【技术实现步骤摘要】
碱性二次电池的控制方法和控制装置
[0001]本专利技术涉及碱性二次电池的控制方法和控制方法，详细地说，涉及适合于抑制正极的劣化的车辆用碱性二次电池的控制方法和控制装置。
技术介绍
[0002]搭载有电动机的电动汽车(也包括混合动力汽车等)通过蓄积在二次电池中的电力来驱动电动机。这样的二次电池中，镍氢蓄电池之类的碱性二次电池能够进行大电流的充放电，因此作为车辆用途广泛普及。
[0003]这样的碱性二次电池中，在二次电池的正极电位低于预定的下限电位或高于预定的上限电位的情况下，在正极发生副反应，可能使正极劣化。关于负极，也同样地可能由于负极电位处于预定的电位范围外而发生劣化。因此，为了抑制正极和负极的劣化，优选对正极电位和负极电位分别进行计算(监控)，按照正极电位和负极电位分别在预定的电位范围内变化的方式对二次电池的充放电进行控制。
[0004]因此，专利文献1中公开了能够准确地推定正极的电位、抑制副反应的发生的下述专利技术。在具备碱性二次电池的电池系统中，优选考虑记忆效应来提高正极电位的计算精度。因此，电池系统具备作为镍氢电池的单电池、以及使用单电池的正极电位V1和负极电位V2对单电池的充放电进行控制的ECU。ECU包含单电池的端子间电压V、正极开放电位U1和负极开放电位U2作为输入，使用用于推定单电池的内部行为的电池模型，计算正极活性物质的内部的氢浓度。ECU根据氢浓度计算出存储量M(其是由基于正极开放电位U1的初期电位E1的记忆效应引起的电位变化量)，使用初期电位E1和存储量M计算出正极开放电位U1。
[0005]根据这样的专利技术，能够准确推定正极的电位，能够抑制副反应的发生。另外，在副反应中，特别是在包含镍氢电池的电池系统中，具有若正极内的Ni2O3H的生成量增加，则电池容量不可逆地降低的问题。因此，专利文献2中，公开了抑制Ni2O3H的生成的下述专利技术。
[0006]ECU实行包括多个步骤的控制处理。多个步骤具备下述步骤：获得电压Vb、电流Ib和温度Tb的步骤；计算正极电位U+的步骤；计算正极电位U+的上限值Up的步骤；在正极电位U+超过上限值Up的情况下，按照将正极电位U+限制在预定值以下的方式来控制PCU的步骤；以及在正极电位U+为上限值Up以下的情况下，实行常规控制的步骤。
[0007]根据这样的专利技术，通过适当地抑制正极电位，能够期待Ni2O3H的生成的抑制。现有技术文献专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2018
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087785号公报专利文献2：日本特开2018
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10758号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题
[0009]但是，本专利技术人发现，Ni2O3H的生成不能仅通过正极电位的控制而完全抑制，具有仅通过正极电位的控制不能充分抑制碱性二次电池的Ni2O3H的生成的问题。
[0010]因此，本专利技术所要解决的课题在于在适当的条件下根本地抑制会招致容量降低的Ni2O3H的生成、抑制正极的容量劣化。用于解决课题的手段
[0011]为了解决上述课题，本专利技术的碱性二次电池的控制方法是具有以氢氧化镍作为活性物质的正极、包含储氢合金的负极、以及由碱性水溶液构成的电解液的碱性二次电池的控制方法，其中，该方法具备下述步骤：正极电位获得步骤，以一定的定时计算并获得正极的电位；内压获得步骤，与上述定时同步地计算并获得碱性二次电池的内压；损耗量计算步骤，对于为第一阈值(a)以下的正极电位、且为第二阈值(b)以上的内压时的状态的停留时间进行累计，由此计算出损耗量；以及正极保护步骤，在由上述损耗量计算步骤计算出的损耗量达到第三阈值(c)的时刻对正极进行保护。
[0012]这种情况下，上述正极电位获得步骤中，可以分别按照温度、电流预先存储表示单体电压与负极电位的关系的OCV映射图，参照上述OCV映射图从单体电压的实测值减去负极电位，由此推定正极电位。
[0013]另外，上述内压计算步骤中，可以根据电压、温度、电流值推定上述碱性二次电池的内压。上述正极保护步骤可以按照不会使正极电位成为与损耗量相应的第四阈值(d)以下的方式进行控制。
[0014]上述碱性二次电池在镍氢蓄电池的情况下能够适当地使用。另外，上述碱性二次电池为车辆驱动用的车载电池，在通过控制该电池的电池控制装置进行控制的情况下能够适当地使用。
[0015]本专利技术的碱性二次电池的控制装置，对搭载于车辆的具有以氢氧化镍作为活性物质的正极、包含储氢合金的负极、以及由碱性水溶液构成的电解液的碱性二次电池进行控制，其中，该控制装置具备：正极电位获得装置，以一定的定时计算并获得正极的电位；内压获得装置，与上述定时同步地计算并获得上述碱性二次电池的内压；损耗量计算装置，对于为第一阈值a以下的正极电位、且为第二阈值b以上的内压时的状态的停留时间进行累计，由此计算出损耗量；以及正极保护装置，在由上述损耗量计算装置计算出的损耗量达到第三阈值c的时刻对正极进行保护。专利技术的效果
[0016]本专利技术的碱性二次电池的控制方法和控制装置能够在适当的条件下根本地抑制会招致容量降低的Ni2O3H的生成、有效地抑制正极的容量劣化。
附图说明
[0017]图1的(a)是示出镍氢蓄电池的正极活性物质的颗粒表面在充电时的反应的示意图，图1的(b)是示出放电时的正常的正极的主反应和产生氧而引起局部的“电解液干涸”时的异常的副反应的反应式。
图2是示出生成Ni2O3H的正极电位[V]和内压[Pa]的条件的范围的图。图3是对于本实施方式的总放电电量(按照内压为阈值b以上、且正极电位不是阈值a以下的方式进行控制)的曲线L1与现有技术的总放电电量(未进行是否内压为阈值b以上、正极电位为阈值a以下或不为该阈值a以下的控制)的曲线L2进行比较的图。图4是示出实验例的容量维持率[％]相对于总放电电量[Ah]的变化的图。图5是本实施方式的镍氢蓄电池的电池模块的部分截面图。图6是本实施方式的镍氢蓄电池的控制装置的框图。图7是示出本实施方式的镍氢蓄电池的控制方法的流程图。图8是详细示出本实施方式的正极电位推定的过程的流程图。图9是详细示出本实施方式的内压推定的过程的流程图。图10是示出损耗量随着时间的经过而发生蓄积并达到阈值c的图。
具体实施方式
[0018]以下参照图1～10使用镍氢蓄电池1的控制方法的一个实施方式对本专利技术的碱性二次电池的控制方法进行说明。<本实施方式的前提>本实施方式的镍氢蓄电池及其制造方法的目的在于有效地抑制Ni2O3H的生成。因此，首先对Ni2O3H的生成机理进行说明。
[0019]<正极活性物质的颗粒的表面>图1的(a)是示出镍氢蓄电池的正极正极活性物质2的颗粒2a的颗粒表面2b在充电时的反应中的氧的示意图。
[0020]图1的(b)是示出放电时的正常的正极的主反应和产生氧而引起局部的“电解液干涸”时的异常的副反应的反应式。<放电时的正极的主反应&g本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种碱性二次电池的控制方法，所述碱性二次电池具有以氢氧化镍作为活性物质的正极、包含储氢合金的负极、以及由碱性水溶液构成的电解液，其中，所述控制方法具备下述步骤：正极电位获得步骤，以一定的定时计算并获得正极的电位；内压获得步骤，与所述定时同步地计算并获得碱性二次电池的内压；损耗量计算步骤，对于为第一阈值(a)以下的正极电位、且为第二阈值(b)以上的内压时的状态的停留时间进行累计，由此计算出损耗量；以及正极保护步骤，在由所述损耗量计算步骤计算出的损耗量达到第三阈值(c)的时刻对正极进行保护。2.如权利要求1所述的碱性二次电池的控制方法，其特征在于，所述正极电位获得步骤中，分别按照温度、电流预先存储表示单体电压与负极电位的关系的OCV映射图，参照所述OCV映射图从单体电压的实测值减去负极电位，由此推定正极电位。3.如权利要求1或2所述的碱性二次电池的控制方法，其特征在于，所述内压获得步骤中，根据电压、温度、电流值推定所述碱性二次电池的内压。4.如权利要求1或2所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：室田洋辅，
申请(专利权)人：朴力美电动车辆活力株式会社，
类型：发明
国别省市：
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