用于二次电池的控制器的制造方法
【专利摘要】控制器是用于二次电池的控制器，为该二次电池预先设定下限SOC设定值和上限SOC设定值并且该二次电池在由下限SOC设定值和上限SOC设定值确定的使用电位宽度中使用。该控制器被配置成：计算劣化后的正电极使用由于二次电池的劣化而从初始正电极使用最小电位(V0)移动到高电位侧的最小电位(Vx)；以及根据作为在劣化后的正电极使用最小电位(Vx)与初始正电极使用最小电位(V0)之间的差值的移动量(Vx-V0)，把下限SOC设定值重新设定到低于预先设定的下限SOC设定值(初始值)并且高于SOC 0％的值。
【专利说明】
用于二次电池的控制器
技术领域
[0001 ]本发明涉及用于二次电池的控制器。
【背景技术】
[0002]近年来，锂离子二次电池、氢镍电池和其它类型的二次电池中的每一种作为车载式电源的重要性已经提高。特别地，能够以轻重量获得高能量密度的锂离子二次电池已经优选作为插电式混合动力车辆(PHV)、电动车辆(EV)等的车载高输出电源。
[0003]该类型的二次电池具有这种趋势:当电池在高充电状态(SOC)下保持不用时其容量显著减少，并且当S O C减少时其输出特征劣化。因此设定高于S O C O %的下限S O C设定值(例如20%)以及低于SOC 100%的上限SOC设定值(例如80%)。然后，在使用电位宽度内使用电池，该使用电位宽度由下限SOC设定值和上限SOC设定值来确定。以这种方式，获得二次电池的高性能。可提出日本专利申请公开号N0.2013-74706(JP2013-74706A)作为这种类型SOC使用范围的设定的相关技术。在该公开中，公开了一种车载控制器，该车载控制器控制电池容量的上限值以使得在车辆停放期间该上限值落入通过其可以抑制劣化过程的一个范围内，并且可在电池容量的宽范围中使用二次电池以便使得在车辆行驶期间充分保护车辆的行驶性能。
[0004]顺便来说，已经知道诸如锂离子二次电池的二次电池通常随着使用劣化。劣化的主要原因是负电极的电荷载体的析出(在锂离子二次电池的情况下为锂)、负电极的膜的形成等。在JP 2013-74706A中公开的现有技术中，即使当可将如上所述的劣化过程抑制到某种程度时，一旦劣化发展则可用电池容量(进而能量)的减少可能是显著的。
【发明内容】
[0005]本发明提出用于二次电池的控制器，该控制器即使在劣化之后也可以抑制电池容量的减少。
[0006]在此建议的控制器是用于二次电池的控制器，为该二次电池预先设定高于SOC0%的下限SOC设定值以及低于SOC 100%的上限SOC设定值并且在通过下限SOC设定值和上限SOC设定值确定的某个使用电位宽度中使用该二次电池。该控制器包括:存储器部分，其被配置成存储二次电池具有的正电极的初始正电极使用最小电位Vo，该初始正电极使用最小电位Vo对应于预先设定的下限SOC设定值；以及下限SOC设定值设定部分，其用于设定二次电池的下限SOC设定值。下限SOC设定值设定部分被配置成计算劣化后的正电极使用最小电位Vx，由于二次电池的劣化该劣化后的正电极使用最小电位Vx从初始正电极使用最小电位Vo移动到高电位侧。此外，下限SOC设定值设定部分被配置成根据作为劣化后的正电极使用最小电位Vx和初始正电极使用最小电位Vo之间的差值的移动量(Vx-Vo)，将下限SOC设定值重新设定到低于预先设定的下限SOC设定值并且高于soco%的值。根据这种配置，即使在劣化之后，也可保护正电极的SOC使用区域，并且可抑制电池容量(进而能量)的减少。
[0007]在本文公开的控制器的一个方面中，下限SOC设定值设定部分可被配置成通过将二次电池的劣化后的容量Cx除以二次电池的初始容量Co来计算劣化后的容量维持值(Cx/Co)并且基于劣化后的容量维持值(CX/CQ)来计算劣化后的正电极使用最小电位Vx。采用这种配置，可精确计算劣化后的正电极使用最小电位Vx。
[0008]在本文公开的控制器的所述一个方面中，下限SOC设定值设定部分可被配置成基于温度-SOC历史信息来计算劣化后的容量Cx，该温度-SOC历史信息包括电池温度、SOC以及把二次电池保持在二次电池的电池温度中的每一个温度处和SOC中的每一个SOC处的累积时间。采用这种配置，可以精确算出由负电极的SOC偏差(电荷载体的析出或电荷载体的失效)造成的劣化后的容量Cx。
[0009]在本文所公开的控制器的一个方面中，可参考指示在移动量(Vx-Vo)与要减少的下限SOC设定值的减少宽度之间的关系的映射来确定对应于移动量(Vx-Vo)的值的下限SOC设定值的减少宽度。
[0010]在本文公开的控制器的一个方面中，在比较移动量(Vx-Vo)的值与指定阈值并且移动量(Vx-Vo)的值等于或者大于该指定阈值的情况下，可参考指示在移动量(Vx-Vo)与要减少的下限S O C设定值的减少宽度之间关系的映射来确定对应于移动量(V x - V O)的值的下限SOC设定值的减少宽度。在负电极的SOC的偏差被扩大到不允许程度的情况下，可在适当的时机下执行上述的下限SOC设定值设定处理。
[0011]这种控制器优选作为用于在诸如机动车辆的车辆中安装的二次电池的控制器。因此根据本发明的另一个方面，提供包括在此公开的任何控制器的车辆。特别地，因为能够以轻的重量获得高输出，所以提供了包括作为电源(通常是混合动力车辆或电动车辆的电源)的锂离子二次电池的车辆(例如机动车辆)。
【附图说明】
[0012]将参考附图在下文中描述本发明示例性实施例的特征、优点以及技术和工业显著性，其中相同的编号表示相同的元件，以及其中:
[0013]图1是根据本实施例由用于二次电池的控制器控制的电源系统配置的框图；
[0014]图2是示例性示出正电极和负电极的开路电位的图；
[0015]图3是示出用于指示在正电极使用最小电位的移动量和减少宽度ASOCx之间的关系的数据映射的一个示例的图；
[0016]图4是示出用于指示在电池温度、SOC和劣化速度之间的关系的映射的一个示例的图；
[0017]图5是由ECU执行的下限SOC设定值设定处理例程的一个示例的流程图；以及
[0018]图6是由该ECU执行的该下限SOC设定值设定处理例程的一个示例的流程图。
【具体实施方式】
[0019]将在下文中对本发明的优选实施例做出具体描述。然而并不旨在将本发明限制为该实施例。应注意到可将与在本说明书中特别提到的事项不同的事项和实现本发明所需的事项理解成本领域技术人员基于在本领域中的相关技术的设计事项。可以基于本说明书的公开内容和在本领域中的公知常识来实现本发明。此外，通过在下面附图中的相同参考标号来表示展示相同作用的构件和部分，而可不做出重复的描述。
[0020]不特别限定作为在此公开的控制器的控制对象的二次电池。例如，因为与在正负电极之间的电荷载体运动相关联的电荷运动而可以被重复充电或放电的各种类型的二次电池可以是该对象。例如锂离子二次电池是使用锂离子作为电荷载体的二次电池，并且可以是作为技术对象的优选二次电池的一个示例。在下文中将通过主要采用把本发明应用于安装在车辆中的锂离子二次电池的情况作为示例来详细描述本发明，尽管它没有旨在特别将本发明限制于此。
[0021]〈第一实施例〉图1是根据本实施例由用于锂离子二次电池10的控制器控制的电源系统I的配置的框图。用于锂离子二次电池10的该控制器优选被用于车辆(通常是机动车辆，特别是类似混合动力车辆、电动车辆或燃料电池车辆的包括电动机的机动车辆)。
[0022]可通过包括锂离子二次电池10、连接到其的负载20和根据锂离子二次电池10的状态而调整负载20的致动的电子控制单元(ECU)30来配置电源系统I。连接到锂离子二次电池1的负载20可包括消耗储存在锂离子二次电池1中的电力的电力消耗装置(例如电动机)。所述负载20可包括提供可以给电池10充电的电力的电力提供装置(充电器)。
[0023 ]锂离子二次电池1由彼此相对的正电极和负电极，以及被提供给这些正和负电极的包括锂离子的电解质构成。正电极和负电极每个包括可储存和放出锂离子的活性物质。在电池充电期间，锂离子从正电极活性物质放出，并且这些锂离子通过电解质被储存在负电极活性物质中。与此相反，在电池放电期间，储存在负电极活性物质中的锂离子被放出，并且这些锂离子通过电解质被重新储存在正电极活性物质中。因为在正电极活性物质与负电极活性物质之间的这些锂离子的运动，电子从活性物质流到外部端子。以这种方式，将电力释放到负载20。
[0024]图2是举例说明正电极和负电极的开路电位的图。如上所述，正电极和负电极每个包括由活性物质形成的活性物质层。在用于存储锂离子的活性物质中的电位由结晶结构、成分等来确定。由正电极电位LI和负电极电位L2在正电极和负电极的开路电位中重叠的容量使用范围的区域尺寸来确定作为电池的可逆可充电/可放电的容量(可逆容量)。在正电极电位LI和负电极电位L2重叠的容量使用范围的区域中，可获得指定上限电压的充电状态(即充满电状态)被设定为SOC 100%，并且可获得指定下限电压的充电状态(即未充电状态)被设定为SOC 0%。此外，从二次电池的保护角度来看，在执行这个控制之前，预先设定高于SOC 0%的下限SOC设定值和低于SOC 100%的上限SOC设定值。在使用电位宽度(S0C使用区域)内使用二次电池，该使用电位宽度由所述下限SOC设定值和上限SOC设定值来确定。
[0025]在此，根据发明人的发现，在锂离子二次电池中，例如通过在负电极中的膜形成消耗作为电荷载体的锂离子，膜的形成由充电或放电造成，并且可产生不可逆容量。此外，当锂离子在负电极的表面上被析出并且失效等时，不可逆容量增大。当不可逆的容量正如上所述增大时，即使处于放电的后期阶段，负电极电位L3也不会回到初始负电极电位L2(在负电极中的SOC的偏差)。因此，在放电结束时的正电极电位(正电极使用最小电位)同样从初始正电极电位Vo移动到在高电位侧的Vx (即使当将电力放出到下限SOC设定值时，在表面上正电极电位仅减少到Vx)。也就是说在上述劣化之后，正电极使用最小电位从Vo增大到Vx，并且SOC使用区域(使用电位宽度)从初始阶段的SOC使用区域减少。因此，当在具有相同下限SOC设定值的范围内对电池充电或放电时，电池容量Cx从初始容量Co减少。
[0026]在本文公开的技术中，关注集中于正电极使用最小电位Vx到高电位侧的移动量(Vx-Vo)，该移动量(Vx-Vo)与在负电极中的SOC的这种偏差相关联，并且下限SOC设定值根据该移动量(Vx-Vo)被重新设定成低于预先设定的下限SOC设定值的值。以这种方式，保护SOC使用区域。
[0027]也就是说，在该电源系统I中，ECU30计算从初始正电极使用最小电位Vo移动到高电位侧的劣化后的正电极使用最小电位vx，劣化后的正电极使用最小电位Vx由于锂离子二次电池10的劣化而移动，并且ECU 30根据作为在劣化后的正电极使用最小电位Vx与初始正电极使用最小电位Vo之间的差值的移动量(Vx-Vo)，将下限SOC设定值重新设定成低于预先设定的下限SOC设定值(初始值)并且高于SOC 0%的值。然后控制负载20的致动以使得锂离子二次电池10采用该重新设定为下限的下限SOC设定值来充电或放电。ECU 30的通常配置至少包括储存用于执行这种控制的程序的只读存储器(R0M)，可执行程序的中央处理器(CPU),临时存储数据的随机存取存储器(RAM)和输入/输出端口，所述配置未示出。ROM储存预先设定的下限SOC设定值的初始值和对应于所述下限SOC设定值(初始值)的初始正电极使用最小电位Vo ο本实施例的控制器由该ECU 30构成。
[0028]如上所述，ECU30计算从初始正电极使用最小电位Vo移动到高电位侧的劣化后的正电极使用最小电位vx，劣化后的正电极使用最小电位Vx由于锂离子二次电池10的劣化而移动，并且ECU 30根据作为在劣化后的正电极使用最小电位Vx与初始正电极使用最小电位Vo之间的差值的移动量(Vx-Vo)，将下限SOC设定值重新设定成低于预先设定的下限SOC设定值(初始值)并且高于SOC O %的值(下限SOC设定值设定部分)。通常，下限SOC设定值被优选重新设定成使得已经移动到高电位侧的正电极使用最小电位从Vx回到Vo的值。在本实施例中，指示在正电极使用最小电位的移动量(Vx-Vo)与要减少的下限SOC设定值的减少宽度△SOCx之间的关系的数据储存在ROM(存储器部分)中的映射形式中。然后参考该数据确定对应于正电极使用最小电位的移动量(Vx-Vo)的减少宽度A SOCx。例如，图3中示出这种数据的一个示例。如图3所示，指示在移动量(Vx-Vo)与下限SOC设定值的减少宽度Δ SOCx之间的关系的数据储存在此映射形式中，并且从该映射确定减少宽度△ S0Cx。然后下限SOC设定值从初始值减少由此确定的减少宽度A S0Cx，并且将下限SOC设定值重新设定为一个值。
[0029]当计算出劣化后的正电极使用最小电位Vx时，将二次电池的劣化后的容量Cx除以所述二次电池的初始容量Co以获得劣化后的容量维持值(Cx/Co) ο然后优选基于劣化后的容量维持值(CX/CQ)来计算劣化后的正电极使用最小电位Vx。更具体地，如从图2中显见的，在劣化后的容量维持值(Cx/Co)与劣化后的正电极使用最小电位Vx之间存在相关性，并且随着劣化后的容量维持值(CX/CQ)减少，劣化后的正电极使用最小电位Vx逐渐增加。通过使用该相关性，优选从劣化后的容量维持值(CX/CQ)计算劣化后的正电极使用最小电位Vx。在本实施例中，指示上述相关性的数据储存在ROM中的映射形式中，并且参考该数据，从劣化后的容量维持值(Cx/Co)计算劣化后的正电极使用最小电位Vx。
[0030]优选基于温度-SOC历史信息来计算二次电池10的劣化后的容量Cx，在该温度-SOC历史信息中记录电池温度、SOC以及二次电池保持在电池温度中的每一个温度处和SOC中的每一个SOC处的二次电池的累积时间。也就是说，负电极的SOC的偏差通过形成负电极的表面的膜由锂的消耗造成，并且负电极的SOC的偏差是由锂的析出和失效造成，而且在负电极中的SOC的偏差与劣化有关，劣化速度由二次电池所暴露的温度和充电状态(S0C)显著地改变。更具体地，如图4所示，随着电池温度增加以及SOC为高而增加劣化速度。通过使用该相关性，由在负电极中的SOC的偏差造成的二次电池的劣化后的容量Cx可以从温度-SOC历史信息以及上述的劣化速度来获得。
[0031]更具体地，基于以下表达式(I)从上述温度-SOC历史信息和劣化速度来优选计算劣化后的容量Cx。
[0032]【表达式I】
[0033]Cx=CoX (1_Σ(αχΧ?χ))...(1)
[0034]在此，在表达式中，Cx:劣化后的容量，Co:初始容量，αχ:在电池温度中的每一个温度处和SOC中的每一个SOC处的劣化速度，tx:将二次电池保持在电池温度中的每一个温度处和在SOC中的每一个SOC处的累积时间。
[0035]上述表达式(I)中的Co是二次电池的初始容量并且是由活性物质的成分和使用量来确定的给定常数。初始容量Co优选由初步实验等预先测定。作为替代，初始容量Co可通过在电池芯的发货时测定每个电池的初始容量来获得。测定的初始容量Co优选储存在ROM中。此外，在电池温度中的每一个温度处和SOC中的每一个SOC处的劣化速度αχ是指示二次电池的每单位时间的容量劣化量的系数，并且是基于指示电池温度、SOC和劣化速度之间的关系的数据来确定的值。在本实施例中，指示电池温度、SOC和劣化速度的关系的数据储存在ROM中的映射形式中(见图4)，并且参考该数据确定在指定电池温度(例如温度范围)和指定SOC处(例如SOC范围)的劣化速度αχ。当被调整成具有各种不同SOC的二次电池受到在各种不同温度条件下的耐力测试时，该数据可从容量劣化量的转换来获得。
[0036]把二次电池保持在电池温度中的每一个温度处和在SOC中的每一个SOC处的累积时间tx可通过针对指定电池温度和指定SOC中的每一个累积将二次电池保持在指定电池温度处(例如温度范围)和在指定SOC处(例如SOC范围)的时间来获得。应注意即使当电池既没有充电也没有放电(使用)时在负电极中的SOC也可劣化。因此上述累积时间tx优选在电池使用期间以及也在电池使用的暂停期间计数。获得的温度-SOC历史信息优选以表格等的形式储存在ROM中。
[0037 ] 二次电池1包括分别检测在二次电池的端子之间的电压和电流的电压传感器(未示出)和电流传感器(未示出)；以及检测二次电池的温度的温度传感器(未示出)C=ECU 30从传感器中的每一个传感器经由输入端口接收输出信号。然后基于来自传感器中的每一个传感器的输出信号，ECU 30获得关于二次电池1的电池温度和SOC的信息。例如E⑶30可从通过电压传感器检测的端子之间的电压来获得二次电池的S0C。作为替代，ECU 30可从流入和流出二次电池1的电流累积值来获得SOC。
[0038]将描述由此配置的电源系统I的操作。图5是由根据本实施例的电源系统I的ECU30执行的下限SOC设定值设定处理例程的一个示例的流程图。例如在电源系统I被安装到车辆上之后立刻的每个指定时间处周期性执行该例程(例如每10小时到I个月(例如24小时到I 周))。
[0039]当执行在图5中示出的下限SOC设定值设定处理例程时，E⑶30的CPU首先获得温度-SOC历史信息，该温度-SOC历史信息包括用于作为控制对象的锂离子二次电池10的电池温度、S0C、和将二次电池保持在电池温度中的每一个温度处和在SOC中的每一个SOC处的累积时间(步骤S100)。然后，参考储存在ROM中的指示电池温度、SOC和劣化速度的关系的数据(图4)，基于表达式(I)计算出劣化后的容量Cx(步骤S200)。
[0040]然后通过将劣化后的容量Cx的上述计算值除以储存在ROM中的初始容量Co来计算劣化后的容量维持值(Cx/Co)(步骤S300)。参考储存在ROM中的指示在劣化后的容量维持值(Cx/Co)与劣化后的正电极使用最小电位Vx之间的关系的数据来计算对应于劣化后的容量维持值(CX/CQ)的上述计算值的劣化后的正电极使用最小电位Vx(步骤S400)。然后，通过从劣化后的正电极使用最小电位Vx的上述计算值减去储存在ROM中的初始正电极使用最小电位Vo来计算正电极使用最小电位的移动量(Vx-Vo)，并且参考指示储存在ROM中的正电极使用最小电位的移动量(Vx-Vo)与要减少的下限SOC设定值的减少宽度△ SOCx之间关系的映射(图3)来确定对应于移动量(Vx-Vo)的上述计算值的下限SOC设定值的减少宽度△ SOCx(步骤S500)o
[0041 ]然后在步骤S600中，通过从储存在ROM中的下限SOC设定值的初始值减去上述确定的减少宽度A SOCx来计算下限SOC设定值，并且确定该算出的下限SOC设定值是否等于或者小于SOC 0%。如果算出的下限SOC设定值等于或者小于SOC 0% (如果在步骤S600中判断为“否”)，则该例程完成而无需将算出的下限SOC设定值重新设定为SOC使用区域的下限。然后从那时起，不执行下限SOC设定值设定处理例程。在另一方面，如果算出的下限SOC设定值高于SOC 0% (如果在步骤S600中判断为“是”)，则将算出的下限SOC设定值重新设定为SOC使用区域的下限(步骤S700)，并且终止当前下限SOC设定值设定处理例程。然后从那时起，采用重新设定为SOC使用区域下限的该下限SOC设定值来控制负载20的致动，以使得锂离子二次电池10被充电或放电。
[0042]根据上述实施例，根据作为在劣化后的正电极使用最小电位Vx与初始正电极使用最小电位Vo之间的差值的移动量(Vx-Vo)，将下限SOC设定值重新设定成低于预先设定的下限SOC设定值(初始值)并且高于SOCO %的值。因此即使在劣化之后，也可保护SOC使用区域。也就是说，当正电极使用最小电位因为在负电极中的SOC的偏差而从Vo增大到Vx时，SOC使用区域(使用电位宽度)从初始阶段的SOC使用区域减少。因为该原因，当电池在相同下限SOC设定值的范围内被充电或者放电时，电池容量Cx可呈现减少的趋势。然而根据上述实施例，可通过根据移动量(Vx-Vo)扩大下限SOC设定值来抑制SOC使用区域的减少。因此即使在劣化之后，可通过抑制电池容量的减少来维持高能量。
[0043]目前已经做出对由根据本发明的一个实施例的控制器执行的下限SOC设定值设定处理例程的描述。其次，将描述可通过根据本发明的另一个实施例的控制器执行的下限SOC设定值设定处理例程。
[0044]〈第二实施例〉在本实施例中，ECU30被配置成:计算由于二次电池10的劣化而从初始正电极使用最小电位Vo移动到高电位侧的劣化后的正电极使用最小电位Vx;当移动量(Vx-Vo)等于或者大于指定阈值X时，根据作为在劣化后的正电极使用最小电位Vx与初始正电极使用最小电位Vo之间的差值的移动量(Vx-Vo)，将下限SOC设定值重新设定成低于预先设定的下限SOC设定值(初始值)并且高于SOC O %的值。也就是说，本实施例与上述第一实施例的不同点在于仅在正电极使用最小电位的移动量(Vx-Vo)增加的情况下执行下限SOC设定值设定处理例程，并且因此确定发生劣化达到这种程度使得不能允许负电极的SOC的偏差。
[0045]将描述由此配置的电源系统I的操作。图6是由根据本实施例的电源系统I的ECU30执行的下限SOC设定值设定处理例程的一个示例的流程图。
[0046]当执行在图6中示出的下限SOC设定值设定处理例程时，E⑶30的CPU首先获得温度-SOC历史信息，该温度-SOC历史信息包括用于作为控制对象的锂离子二次电池10的电池温度、S0C、和将二次电池保持在电池温度中的每一个温度处和在SOC中的每一个SOC处的累积时间(步骤SlOO)。其次，参考储存在ROM中的指示在电池温度、SOC和劣化速度之间的关系的数据(图4)，基于表达式(I)计算劣化后的容量Cx(步骤S200)。
[0047]然后通过将劣化后的容量Cx的上述计算值除以储存在ROM中的初始容量Co来计算劣化后的容量维持值(Cx/Co)(步骤S300)，并且参考储存在ROM中的指示在劣化后的容量维持值(Cx/Co)与劣化后的正电极使用最小电位Vx之间的关系的数据来计算对应于劣化后的容量维持值(CX/CQ)的上述计算值的劣化后的正电极使用最小电位Vx(步骤S400)。然后，通过从劣化后的正电极使用最小电位Vx的上述计算值减去储存在ROM中的初始正电极使用最小电位Vo来计算正电极使用最小电位的移动量(Vx-Vo)(步骤S510)。
[0048]然后，比较移动量(Vx-Vo)的计算值与储存在ROM中的阈值X(步骤S520)。结果是，如果移动量(Vx-Vo)的上述计算值低于阈值X(如在步骤S520中判断为否)，则确定在负电极的SOC的偏差在允许范围内，并且该例程完成。另一方面，如果移动量(Vx-Vo)的上述计算值等于或者大于阈值X(如果在步骤S520中判断为是)，则确定不能允许在负电极的SOC的偏差，并且参考指示在储存在ROM中的正电极使用最小电位的移动量(Vx-Vo)与要减少的下限SOC设定值的减少宽度A SOCx之间的关系的映射(图3)来确定对应于移动量(Vx-Vo)的上述计算值的下限SOC设定值的减少宽度Δ SOCx(步骤S530)。
[0049]然后在步骤S600中，通过从储存在ROM中的下限SOC设定值的初始值减去上述确定的减少宽度A SOCx来计算下限SOC设定值，并且确定该算出的下限SOC设定值是否等于或者小于SOC 0%。如果算出的下限SOC设定值等于或者小于SOC 0% (如果在步骤S600中判断为“否”)，则算出的下限SOC设定值不被设定为SOC使用区域的下限，并且该例程完成。然后从那时起不执行下限SOC设定值设定处理例程。在另一方面，如果算出的下限SOC设定值高于SOC 0% (如果在步骤S600中判断为“是”)，则把算出的下限SOC设定值设定为SOC使用区域的下限(步骤S700)，并且终止当前下限SOC设定值设定处理例程。然后从那时起，采用该算出的下限SOC设定值作为SOC使用区域的下限来控制负载20的致动，以使得锂离子二次电池10被充电或放电。
[0050]根据上述实施例，当正电极使用最小电位的移动量(Vx-Vo)等于或者大于指定的阈值X时，根据移动量(Vx-Vo)来设定低于预先设定的下限SOC设定值(初始值)的算出的下限SOC设定值。因此在负电极的SOC的偏差被扩大到不允许程度的情况下，可在适当的时机下执行上述的下限SOC设定值的设定处理例程。
[0051]为了确认本发明的应用效果，实施下列实验。
[0052]准备好被配置成正负电极片经由隔板片被缠绕并且与电解质一起容纳到壳中的锂离子二次电池，其中分别通过片状正电极收集器和片状负电极收集器来保持正电极活性物质和负电极活性物质。当这种锂离子二次电池的下限SOC设定值被设定到27%并且其上限SOC设定值被设定到79 %时，初始电池容量(初始容量Co:见图2)被设定成100。
[0053]〈示例1>上述锂离子二次电池被容纳在高温槽中以实施高温劣化测试。然后，在下限SOC设定值设定到27%并且上限SOC设定值设定到79%的情况下，继续高温劣化测试直到劣化后的电池容量Cx(见图2)减少到初始容量Co的80%。
[0054]〈示例2>在上述高温劣化测试之后锂离子二次电池的下限SOC设定值被重新设定到15 %。然后在下限SOC设定值设定到15 %并且上限SOC设定值设定到79 %的情况下，测定劣化后的电池容量。结果是，劣化后的电池容量大约为初始容量的96%，并且当与示例I中的电池容量比较时，该电池容量恢复。从该结果确认通过在劣化之后把下限SOC设定值重新设定到低于预先设定的下限SOC设定值(初始值)的值可抑制电池容量的减少。
[0055]目前已经在优选实施例中描述了本发明。然而，这些描述不是限制性的并且毋庸置疑可做出各种修改。
[0056]例如，在上述实施例中，举例说明了基于劣化后的容量维持值(Cx/Co)来计算劣化后的正电极使用最小电位Vx的情况。然而，劣化后的正电极使用最小电位Vx的计算并不限于此。例如通过当电池被放电到下限SOC设定值时使用电池电压等可直接获得劣化后的正电极使用最小电位Vx。然而，如在上述实施例中，在基于劣化后的容量维持值(Cx/Co)来计算劣化后的正电极使用最小电位Vx的情况下，可进一步精确地计算由在负电极的SOC的偏差(电荷载体的析出或失效)造成的劣化后的正电极使用最小电位Vx。
[0057]此外，在上述实施例中，举例说明了基于二次电池的电池温度、SOC、温度-SOC历史信息来计算劣化后的容量Cx的情况。然而，劣化后的容量Cx的计算并不限于此。例如在为电池执行指定的充电/放电操作时可从放电容量等来直接测定劣化后的容量Cx。然而，如在上述实施例中，在基于二次电池的电池温度、S0C、温度-SOC历史信息来计算劣化后的容量Cx的情况下，可进一步精确地计算由在负电极的SOC的偏差(电荷载体的析出或失效)造成的劣化后的容量Cx。
【主权项】
1.一种控制器，用于二次电池，为所述二次电池预先设定高于SOC 0%的下限SOC设定值以及低于SOC 100%的上限SOC设定值，并且所述二次电池在由所述下限SOC设定值和所述上限SOC设定值确定的使用电位宽度中使用，所述控制器的特征在于包括: 存储器部分，其被配置成储存在所述二次电池中具有的正电极的初始正电极使用最小电位，所述初始正电极使用最小电位对应于预先设定的所述下限SOC设定值;以及 下限SOC设定值设定部分，其被配置成设定所述二次电池的所述下限SOC设定值，其中 所述下限SOC设定值设定部分计算劣化后的正电极使用最小电位，所述劣化后的正电极使用最小电位由于所述二次电池的劣化而从所述初始正电极使用最小电位移动到高电位侧，以及根据作为在所述劣化后的正电极使用最小电位与所述初始正电极使用最小电位之间的差值的移动量，将所述下限SOC设定值重新设定到低于预先设定的所述下限SOC设定值并且高于SOC 0%的值。2.根据权利要求1所述的控制器，其中 所述下限SOC设定值设定部分通过将所述二次电池的劣化后的容量除以所述二次电池的初始容量来计算劣化后的容量维持值，并且基于所述劣化后的容量维持值来计算所述劣化后的正电极使用最小电位。3.根据权利要求2所述的控制器，其中 所述下限SOC设定值设定部分基于温度-SOC历史信息来计算所述劣化后的容量，所述温度-SOC历史信息包括电池温度、所述SOC以及将所述二次电池保持在所述二次电池的所述电池温度中的每一个温度处和在所述SOC中的每一个SOC处的累积时间。4.根据权利要求1至3中的任何一项所述的控制器，其中 参考指示在所述移动量和要减少的所述下限SOC设定值的减少宽度之间的关系的映射来确定对应于所述移动量的值的所述下限SOC设定值的所述减少宽度。5.根据权利要求1至3中的任何一项所述的控制器，其中 在比较所述移动量的值与指定阈值并且所述移动量的值等于或者大于所述指定阈值的情况下，参考指示在所述移动量和要减少的所述下限SOC设定值的减少宽度之间的关系的映射来确定对应于所述移动量的值的所述下限SOC设定值的所述减少宽度。
【文档编号】H01M10/42GK105958132SQ201610123751
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年3月4日
【发明人】小宫山启太
【申请人】丰田自动车株式会社