电池状态估计装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及锂离子二次电池的电池状态估计装置。
【背景技术】
[0002]已知搭载有对锂离子二次电池的劣化状态进行估计的电池状态估计装置的蓄电池系统。在以往的某方法中，为了估计锂离子二次电池的劣化状态而判定有无锂析出。为了判定有无锂析出，在以往的某方法中，使锂离子二次电池恒流放电，在电池电压降低至预先规定的放电停止电压之时中止，基于此后的电池电压的电压恢复量来判定有无锂析出(参照下述专利文献I)。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1: JP特开2011-171213号公报
【发明内容】
[0006]发明要解决的课题
[0007]根据上述现有方法来判定有无锂析出，也许能够估计锂离子二次电池的劣化状态，但需要使其恒流放电并降至放电停止电压，例如在向负载供给的供给电力发生变动而无法恒流放电的情况下，无法判定有无锂析出。此外，需要测定恒流放电之后的电池电压的电压恢复量，在判定有无锂析出的期间，从外部的充电或者向外部的放电动作有时也会受至IJ限制。
[0008]为此，本发明的目的在于，提供一种不会妨碍与外部的充放电动作且能够通过简易方法来估计锂离子二次电池的劣化状态的电池状态估计装置。
[0009]用于解决课题的手段
[0010]本发明所涉及的电池状态估计装置具备:获取部，其获取第I定时下的、与锂离子二次电池的第I开路电压对应的第I电阻值、和与比所述第I开路电压高的所述锂离子二次电池的第2开路电压对应的第2电阻值，并且获取不同于所述第I定时的第2定时下的、与所述第I开路电压对应的第3电阻值、和与所述第2开路电压对应的第4电阻值；以及判定部，其基于所述第3电阻值相对于所述第I电阻值的变动量与所述第4电阻值相对于所述第2电阻值的变动量的大小关系，判定所述锂离子二次电池有无锂析出。
[0011]发明效果
[0012]根据本发明，能提供一种不会妨碍与外部的充放电动作、且能够通过简易方法来估计锂离子二次电池的劣化状态的电池状态估计装置。
【附图说明】
[0013]图1是用于说明本发明的实施方式所涉及的蓄电池系统的图。
[0014]图2是表示初始状态的锂离子二次电池的DC-1R与开路电压的对应关系的概念图。
[0015]图3是表示发生了锂析出劣化的锂离子二次电池的DC-1R与开路电压的对应关系的概念图。
[0016]图4是表示发生了锂析出劣化以及磨损劣化的锂离子二次电池的DC-1R与开路电压的对应关系的概念图。
[0017]图5是在开路电压低的第I区域和开路电压比该第I区域高的第2区域的每一个区域内表示初始状态的锂离子二次电池的DC-1R与开路电压的对应关系的概念图。
[0018]图6是在开路电压低的第I区域和开路电压比该第I区域高的第2区域的每一个区域内表示发生了锂析出劣化以及磨损劣化的锂离子二次电池的DC-1R与开路电压的对应关系的概念图。
[0019]图7是表示初始状态的锂离子二次电池的DC-1R以及开路电压与容量的对应关系的概念图。
[0020]图8是表示发生了锂析出劣化的锂离子二次电池的DC-1R以及开路电压与容量的对应关系的概念图。
[0021]图9是表示本发明的实施方式所涉及的电池状态估计装置的构成例的图。
[0022]图10是表示多个正负极开路电位的组合与正极以及负极各自的DC-1R以及容量的对应关系的表格的概念图。
[0023]图11是与本发明的实施方式的锂析出判定相关的动作流程图。
[0024]图12是与本发明的实施方式的锂析出判定的变形例相关的动作流程图。
【具体实施方式】
[0025]以下，参照附图来具体说明本发明的实施方式的例子。在被参照的各图中，对于相同部分赋予相同符号，原则上省略与相同部分相关的重复性说明。
[0026]图1是用于说明本发明的实施方式所涉及的蓄电池系统40的图。在本实施方式中，假定蓄电池系统40作为HEV(Hybrid Electric Vehicle ;混合动力车)、PHEV(Plug_inHybrid Electric Vehicle;插入式混合动力车)、EV(Electric Vehicle;电动车)等的动力源被搭载于车辆。
[0027]行驶用电动机10例如为三相交流同步电动机。电力转换器20经由继电器30而与蓄电池系统40连接。在动力运行时，电力转换器20将从蓄电池系统40供给的直流电力转换为交流并供给至行驶用电动机10。此外，在再生时，电力转换器20将从行驶用电动机10供给的交流电力转换为直流电力并供给至蓄电池系统40。
[0028]继电器30根据来自控制部50的继电器控制信号而被控制在接通状态或者断开状态。继电器30在为接通状态的情况下，将电力转换器20和蓄电池系统40进行连接，形成充放电路径。此外，继电器30在为断开状态的情况下，切断电力转换器20和蓄电池系统40的充放电路径。
[0029]控制部50对车辆整体进行电子控制。控制部50基于用户的加速器操作量、车速、来自蓄电系统的信息等，设定向行驶用电动机1请求的转矩请求值。控制部5 O控制电力转换器20，使得行驶用电动机10按照该转矩请求值进行动作。例如，若转矩请求值变大，则控制部50控制电力转换器20，使得向行驶用电动机10供给与此程度相应的电力。此外，若转矩请求值变小，则控制部50控制电力转换器20，使得向蓄电池系统40供给将减速能量作为能量源而由行驶用电动机10发电的电力。
[0030] 蓄电池系统40包含:电池模块410、电池管理装置420、电压传感器430、电流传感器440以及温度传感器450。
[0031 ]电池模块410由一个以上的蓄电池(也称作二次电池)构成。在本实施方式中，假定作为电池模块410中包含的蓄电池而使用锂离子二次电池。在图1中，由被串联连接的多个蓄电池BI?Bn构成了电池模块410，但构成电池模块410的蓄电池的个数也可以为一个。电池模块410中包含的蓄电池的一部分或者全部也可以相互被并联连接。其中，在本实施方式中，只要没有特别进行说明，则蓄电池是指单电池。
[0032 ]电池模块410经由继电器30而与电力转换器20连接。电池模块410在行驶用电动机10作为电力源进行动作时(再生时)，能够经由电力转换器20来接受充电电力的供给。此外，电池模块410在行驶用电动机10作为负载进行动作时(动力运行时)，能够经由电力转换器20来供给放电电力。
[0033]电压传感器430检测构成电池模块410的多个蓄电池BI?Bn的各蓄电池各自的端子电压(蓄电池BI?Bn各自的正极以及负极间的电位差)的电压值Vd。电压传感器430将检测到的各蓄电池的电压值Vd输出至电池管理装置420。
[0034]电流传感器440被配置在电池模块410与电力转换器20之间，测定电池模块410中流动的电流的电流值I d。电流传感器440将检测到的电流值I d输出至电池管理装置420。
[0035]温度传感器450检测电池模块410的温度Td(例如电池模块410的表面温度)。电池模块410将检测到的温度T输出至电池管理装置420。
[0036I电池管理装置420包含电池状态估计装置422以及通信部424。电池状态估计装置422利用包含电流值Id、电压值Vd以及温度Td的电池状态数据，来估计电池模块410有无锂析出、S0C(State Of Charge(充电状态)，也称作充电率)等电池状态。
[0037]通信部424将与由电池状态估计装置422估计出的SOC等电池状态相关的信息发送至控制部50。电池管理装置420与控制部50之间通过CAN(Controller Area Network;控制器局域网)等的网络来连接。
[0038]在具体说明电池状态估计装置422之前，阐述由电池状态估计装置422执行的有无锂析出等估计动作的概要。
[0039 ]构成电池模块410的锂离子二次电池具有未图示的负极、包含电解液的隔离件以及正极。负极以及正极分别由活性物质的集合体构成。
[0040]在锂离子二次电池的放电时，在负极的活性物质的界面上，进行释放锂离子Li+以及电子e_的化学反应。另一方面，在正极的活性物质的界面上，进行吸收锂离子Li +以及电子e-的化学反应。在锂离子二次电池的充电时，进行与上述反应相反的反应。
[0041 ]在负极设置放电时从活性物质吸收电子的集电板，在正极设置放电时向活性物质释放电子的集电板。经由隔离件而在正极与负极之间授受锂离子，由此来进行锂离子二次电池的充放电。例如，在放电时，从负极释放出的锂离子Li+通过扩散以及迀移而向正极移动，并被正极吸收。
[0042]在电极表面上的锂离子Li+进出时，等效地作为电气电阻发挥作用的电阻被称作电荷移动电阻。包含该电荷移动电阻和在负极以及正极相对于电子e_的移动的纯电气电阻，在宏观上观察锂离子二次电池的情况下的电气电阻的直流电阻成分被称作DC-1R(Direct Current