蓄电池单元制造技术

本发明专利技术要解决的问题是，提供一种蓄电池单元，所述蓄电池单元提高蓄电池单体的SOH的估计精度。为了解决上述问题，本发明专利技术的蓄电池单元，包括具有蓄电池单体的蓄电池模组，所述蓄电池单元包括：蓄电池热量检测部，检测蓄电池单体的热量；存储部，存储蓄电池单体的热量HF相对于充电状态SOC的初始特性；及，蓄电池状态估计部，估计蓄电池单体的劣化状态SOH。蓄电池状态估计部在蓄电池单体充电时，根据蓄电池热量检测部所检测出的蓄电池单体的热量，来测定蓄电池单体的HF相对于SOC的当前特性，并根据测定出的HF相对于SOC的当前特性的微分特性中的波峰间的线段的长度mAh与存储部中所存储的HF相对于SOC的初始特性的微分特性中的波峰间的线段的长度mAh之比，来估计蓄电池单体的劣化状态SOH。化状态SOH。化状态SOH。

【技术实现步骤摘要】
蓄电池单元


[0001]本专利技术涉及一种蓄电池单元。

技术介绍

[0002]近年来，由于汽车、个人计算机、信息终端等各种尺寸的电气、电子设备的普及，作为这些设备的驱动用能量源，蓄电池单元得到广泛使用。特别是，在汽车方面，为了减轻地球环境上的不良影响，另外，从气候相关灾害和自然灾害的观点出发，为了减少CO2和改善地球环境，加大了对电动汽车的关注，也正在探讨将蓄电池单元使用于车载用途。
[0003]为了高效且安全地使用电子、电气设备，在蓄电池单元中，估计充电状态(State Of Charge,SOC)或者劣化状态(State Of Health,SOH)等蓄电池单体的状态的技术非常重要。例如，已知SOC或SOH等蓄电池单体的状态与蓄电池单体的电压存在相关性。因此，已知有基于蓄电池单体的电压来估计SOC或SOH等蓄电池单体的状态的技术(例如，参照专利文献1、2)。
[0004][先前技术文献][0005](专利文献)
[0006]专利文献1：日本专利第5287844号公报
[0007]专利文献2：日本专利第5044511号公报
[0008](非专利文献)
[0009]非专利文献1：G.阿萨特等人，“使用等温量热法探测基于阴离子氧化还原的富锂阴极中电压滞后的热效应”，《自然能源》，第4卷，2019年8月，pp647
‑
656(G.Assat et al.、“Probing the thermal effects of voltage hysteresis in anionic redox
‑
based lithium
‑
rich cathodes using isothermal calorimetry”、Nature Energy、volume 4、August 2019、pp647
‑
656)

技术实现思路

[0010][专利技术所要解决的问题][0011]本专利技术涉及一种估计蓄电池单体的状态中的SOH的技术。SOH由下式定义。
[0012]SOH＝{当前(劣化时)的充满电容量(SOC 0％
‑
100％)}/{初始的充满电容量(SOC 0％
‑
100％)}
···
(式)
[0013]由此，以往，作为最简单的SOH估计，已知的是如下方式：预先存储初始的充满电容量(SOC 0％
‑
100％)，在实际使用时，测定当前(劣化时)的充满电容量(SOC 0％
‑
100％)，并利用上式进行SOH估计。
[0014]但是，在实际使用中的充电时，不会从SOC 0％开始进行充电。另外，在实际使用中的充电时，不限于充电至SOC 100％。因此，为了测定当前(劣化时)的充满电容量(SOC 0％
‑
100％)，例如，需要在停止使用蓄电池单体，并放电至SOC 0％后，进行SOC 0％
‑
100％的充电。此外，借由以恒电流且低速率来进行充电，可以根据该充电电流mA与充电时间h求出容
量mAh。
[0015]关于该方面，本申请专利技术人提案了基于闭路电压(Closed Circuit Voltage,CCV)相对于SOC特性的一部分来进行SOH估计。例如，在使用石墨作为负极的材料的锂离子蓄电池中，在CCV相对于SOC的微分特性即关于SOC的CCV特性CCV＝f(SOC)的微分特性d(CCV)/d(SOC)中，存在伴随相变等的波峰。在SOC 0％主要由负极的电位决定的锂离子蓄电池中，这些波峰间的线段的长度mAh与蓄电池单体的整体容量mAh相关。
[0016]因此，在提案的SOH估计中，预先存储CCV相对于SOC的初始特性的微分特性中的波峰间的线段的长度mAh，在实际使用中的充电时，测定CCV相对于SOC的当前(劣化时)特性的微分特性中的波峰间的线段的长度mAh，并利用下式进行SOH估计。
[0017]SOH＝{CCV相对于SOC的当前(劣化时)特性的微分特性中的波峰间的线段的长度mAh}/{CCV相对于SOC的初始特性的微分特性中的波峰间的线段的长度mAh}
···
(式)
[0018]此外，实际使用中的充电是恒电流且低速率，因此可以根据该充电电流mA与充电时间h求出波峰间的线段的长度mAh。根据该提案的SOH估计，由于不需要从SOC 0％开始进行充电，另外，由于不需要充电至SOC 100％，因此可以在实际使用中的充电时进行。
[0019]但是，在CCV相对于SOC的微分特性中，波峰的大小比较小，波谱相对平缓，信噪(Signal/Noice,S/N)比比较小。因此，可以预想到，在基于CCV相对于SOC的微分特性来估计蓄电池单体的SOH的提案的SOH估计中，估计精度比较低。
[0020]本专利技术的目的在于，提供一种蓄电池单元，所述蓄电池单元提高蓄电池单体的SOH的估计精度。
[0021][解决问题的技术手段][0022]本申请专利技术人获得如下见解：蓄电池单体的SOC与伴随电极材料的活性物质的相变等而产生的蓄电池单体的热量(Heat Flow,HF)也存在相关性。另外，本申请专利技术人获得如下见解：HF相对于SOC的微分特性中的波峰间的线段的长度mAh与蓄电池单体的整体容量mAh相关，在HF相对于SOC的微分特性中，与CCV相对于SOC的微分特性相比，
[0023]·
波峰的大小较大，波谱尖锐，S/N比大；
[0024]·
进而，波峰的数量多，波峰的间隔小；
[0025]·
进而，具有正数的波峰与负数的波峰之间的特定的模式，即使劣化，特定的模式也维持一定的模式，换言之，即使劣化，对于SOC而言的波峰的位置也不易偏移。
[0026]因此，本申请专利技术人提案基于蓄电池单体的热量，详细而言为HF相对于SOC特性，更详细而言为HF相对于SOC的微分特性，来估计蓄电池单体的SOH的方法。
[0027](1)因此，本专利技术的蓄电池单元包括具有蓄电池单体的蓄电池模组，所述蓄电池单元包括：蓄电池热量检测部，检测前述蓄电池单体的热量HF；存储部，存储前述蓄电池单体的HF相对于SOC的初始特性；及，蓄电池状态估计部，估计前述蓄电池单体的劣化状态SOH。前述蓄电池状态估计部在前述蓄电池单体充电时，根据前述蓄电池热量检测部所检测出的前述蓄电池单体的HF，来测定前述蓄电池单体的HF相对于SOC的当前特性，并根据测定出的前述HF相对于SOC的当前特性的微分特性中的波峰间的线段的长度mAh与前述存储部中所存储的前述HF相对于SOC的初始特性的微分特性中的前述波峰间的线段的长度mAh之比，来估计前述蓄电池单体的第一劣化状态SOH(Real(实际),R)。
[0028]另外，本申请专利技术人着眼于利用基于闭路电压CCV、热量HF及电流I的下式求出的
焓电势(Enthalpy Potential,UH)。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蓄电池单元，包括具有蓄电池单体的蓄电池模组，所述蓄电池单元包括：蓄电池热量检测部，检测前述蓄电池单体的热量；存储部，存储前述蓄电池单体的热量HF相对于充电状态SOC的初始特性；及，蓄电池状态估计部，估计前述蓄电池单体的劣化状态SOH；并且，前述蓄电池状态估计部，在前述蓄电池单体充电时，根据前述蓄电池热量检测部所检测出的前述蓄电池单体的HF，来测定前述蓄电池单体的HF相对于SOC的当前特性，并根据测定出的前述HF相对于SOC的当前特性的微分特性中的波峰间的线段的长度mAh与前述存储部中所存储的前述HF相对于SOC的初始特性的微分特性中的前述波峰间的线段的长度mAh之比，来估计前述蓄电池单体的第一劣化状态SOH(R)。2.一种蓄电池单元，包括具有蓄电池单体的蓄电池模组，所述蓄电池单元包括：蓄电池热量检测部，检测前述蓄电池单体的热量；电压检测部，检测前述蓄电池单体的闭路电压；电流检测部，检测前述蓄电池单体的电流；存储部，存储前述蓄电池单体的焓电势UH相对于充电状态SOC的初始特性，其中，UH利用基于闭路电压CCV、热量HF及电流I的下式来计算，UH＝CCV－HF/I
···
(式)；及，蓄电池状态估计部，估计前述蓄电池单体的劣化状态SOH；并且，前述蓄电池状态估计部，在前述蓄电池单体充电时，根据前述蓄电池热量检测部、前述电压检测部及前述电流检测部所检测出的前述蓄电池单体的HF、CCV及I，来测定前述蓄电池单体的UH相对于SOC的当前特性，并根据测定出的前述UH相对于SOC的当前特性的微分特性中的波峰间的线段的长度mAh与前述存储部中所存储的前述UH相对于SOC的初始特性的微分特性中的前述波峰间的线段的长度mAh之比，来估计前述蓄电池单体的第二劣化状态SOH(I)。3.一种蓄电池单元，包括具有蓄电池单体的蓄电池模组，所述蓄电池单元包括：蓄电池热量检测部，检测前述蓄电池单体的热量；电压检测部，检测前述蓄电池单体的闭路电压；电流检测部，检测前述蓄电池单体的电流；存储部，存储前述蓄电池单体的焓电势UH相对于充电状态SOC的初始特性，其中，UH利用基于闭路电压CCV、热量HF及电流I的下式来计算，UH＝CCV－HF/I
···
(式)；及，蓄电池状态估计部，估计前述蓄电池单体的劣化状态SOH；并且，前述蓄电池状态估计部，在前述蓄电池单体充电时，根据前述蓄电池热量检测部、前述电压检测部及前述电流检测部...

【专利技术属性】
技术研发人员：千叶一毅，大田正弘，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：