充电控制设备、电池、电子装置、车辆、充电控制方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2014年2月14日提交的日本在先专利申请JP2014-026307的权益， 通过引用将其全部内容结合于此。
技术领域
[0003] 本公开涉及充电控制设备、电池、电子装置、车辆、以及充电控制方法、电力存储系 统和充电控制单元。更详细地，本公开涉及用于控制二次电池的充电与放电的充电和放电 控制设备、电池组、电子装置、电动车辆、以及充电和放电控制方法。
【背景技术】
[0004] 在过去，已通过控制二次电池的充电与放电进行了试验以改善二次电池的循环特 性。例如，在JP2013-105701A中，提出将充电的量设置在硅的理论容量的50%以下或者设 置在可充电容量（capacity)的60%以下的方法作为配备有包括硅的负极的锂离子二次电 池的充电方法。
【发明内容】
[0005] 希望改善二次电池的循环特性，同时确保二次电池的体积能量密度（volume energydensity)〇
[0006] 本公开提供了改善循环特性同时确保体积能量密度的充电和放电控制设备、电池 组、电子装置、电动车辆、以及充电和放电控制方法。
[0007] 根据本公开的充电和放电控制设备包括：电路，被配置为执行第二充电与放电控 制以控制在第一充电与放电控制下充电和放电的二次电池的充电与放电。在执行第二充电 与放电控制时的二次电池的充电率（chargingrate)的时间变化小于在执行第一充电与放 电控制时的时间变化。
[0008] 电路可被配置为将二次电池的充电率的时间变化控制在1% /h以下，作为第二充 电与放电控制。
[0009] 在这种情况下，电路可被配置为当二次电池的负极电位至少在0.1 V(对Li/Li+) 以上和0. 8V(对Li/Li+)以下的范围内时将二次电池的充电率的时间变化控制在1%/h以 下，作为第二充电与放电控制。
[0010] 可替换地，电路可被配置为基于二次电池的状态的检测结果执行第二充电与放电 控制。
[0011] 在这种情况下，二次电池的状态可包括二次电池的电压值、温度、充电累积容量、 和放电累积容量中的至少一个，并且电路可被配置为当二次电池的状态的检测结果满足特 定条件时执行第二充电与放电控制。
[0012] 可替换地，电路可以是可被配置为进行二次电池的OCV(开路电压）测量，作为第 二充电与放电控制。
[0013] 应注意，本公开中的OCV测量是指充电与放电控制和开路电压测量控制交替地重 复的间歇充电与放电控制。
[0014] 根据本公开的电池组包括二次电池，并且充电与放电控制设备包括：电路，被配置 为执行第二充电与放电控制以控制在第一充电与放电控制下充电和放电的二次电池的充 电与放电。在执行第二充电与放电控制时的二次电池的充电率的时间变化小于在执行第一 充电与放电控制时的时间变化。
[0015] 二次电池可以是在负极中包括至少一种含硅化合物的锂离子二次电池。
[0016] 根据本公开的电子装置包括二次电池，并且充电与放电控制设备包括：电路，被配 置为执行第二充电与放电控制以控制在第一充电与放电控制下充电和放电的二次电池的 充电与放电。在执行第二充电与放电控制时二次电池的充电率的时间变化小于在执行第一 充电与放电控制时的时间变化，并且电子装置被配置为从二次电池接收电力供应。
[0017] 根据本公开的电动车辆包括：二次电池；充电与放电控制设备，包括被配置为执 行第二充电与放电控制以控制在第一充电与放电控制下充电和放电的二次电池的充电与 放电的电路；以及转换器，被配置为将从二次电池接受的电力转换成车辆驱动力。在执行第 二充电与放电控制时的二次电池的充电率的时间变化小于在执行第一充电与放电控制时 的时间变化。
[0018] 根据本公开的充电与放电控制方法包括根据第二充电与放电控制来控制在第一 充电与放电控制下充电和放电的二次电池的充电与放电。在执行第二充电与放电控制时的 二次电池的充电率的时间变化小于在执行第一充电与放电控制时的时间变化。
[0019] 在一个实施方式中，提供充电控制设备并且充电控制设备包括控制单元，该控制 单元被配置为将指令发送到充电单元以执行电池的充电。控制单元被配置为基于由控制单 元接收的充电方案信息使方案从第一充电方案改变为第二充电方案。
[0020] 在另一个实施方式中，充电控制设备包括控制单元。控制单元包括：第一控制单 元，被配置为将指令发送到充电单元以执行电池的充电；以及第二控制单元，被配置为将指 令发送到充电单元以执行电池的充电，其中，充电率的时间变化小于第一控制单元的充电 率的时间变化。
[0021] 在另一个实施方式中，电池包括：电池单元；以及控制单元，被配置为将指令发送 到充电单元以执行电池单元的充电。控制单元被配置为基于由控制单元接收的充电方案信 息使方案从第一充电方案改变为第二充电方案。
[0022] 在另一个实施方式中，电子装置包括：电池单元；以及控制单元，被配置为将指令 发送到充电单元以执行电池单元的充电。控制单元被配置为基于由控制单元接收的充电方 案信息使方案从第一充电方案改变为第二充电方案。
[0023] 在另一个实施方式中，车辆包括：电池单元；控制单元，被配置为将指令发送到充 电单元以执行电池单元的充电；以及转换器，被配置为将从电池单元供应的电力转换为车 辆驱动力。控制单元被配置为基于由控制单元接收的充电方案信息使方案从第一充电方案 改变为第二充电方案。
[0024] 在另一个实施方式中，充电控制方法包括：将指令发送到充电单元以执行电池的 充电，以及基于由控制单元接收的充电方案信息从第一充电方案改变为第二充电方案。在 另一个实施方式中，电力存储系统包括充电控制设备。充电控制设备包括：控制单元，被配 置为将指令发送到充电单元以执行电池的充电；服务器，连接至充电控制设备。控制单元被 配置为基于由控制单元接收的充电方案信息使方案从第一充电方案改变为第二充电方案。
[0025] 在另一个实施方式中，充电控制单元被配置为将指令发送到充电单元以执行电池 的充电。充电控制单元被配置为基于充电方案信息使方案从第一充电方案改变为第二充电 方案。
[0026] 根据本公开，改善了循环特性，同时确保了体积能量密度。
【附图说明】
[0027] 图1是示出本公开的第一实施方式的充电与放电控制设备的示例性结构的示意 图；
[0028] 图2是示出本公开的第一实施方式的充电与放电控制设备的示例性操作的流程 图；
[0029] 图3是示意性示出本公开的第一实施方式的充电与放电控制设备的示例性操作 的曲线图；
[0030] 图4是示出本公开的第一实施方式的第一变形例的充电与放电控制设备的示例 性结构的示意图；
[0031] 图5是示出本公开的第二实施方式的充电与放电控制设备的示例性操作的流程 图；
[0032] 图6是示出本公开的第二实施方式的第一变形例的充电与放电控制设备的示例 性操作的流程图；
[0033] 图7是示出本公开的第三实施方式的充电与放电控制设备的示例性结构的示意 图；
[0034] 图8是示出本公开的第三实施方式的充电与放电控制设备的示例性操作的流程 图；
[0035] 图9是示出本公开的第三实施方式的第一变形例的充电与放电控制设备的示例 性结构的示意图；
[0036] 图10是示出本公开的第四实施方式的充电与放电控制设备的示例性操作的流程 图；
[0037] 图11是用于描述本公开的第四实施方式的充电与放电控制设备的工作实例的曲 线图；
[0038] 图12是示出本公开的实施方式的电池组的示例性结构的示意图；
[0039] 图13是示出本公开的实施方式的电子装置的示例性结构的示意图；
[0040] 图14是示出本公开的实施方式的电动车辆的示例性结构的示意图；并且
[0041] 图15是示出应用到电力存储系统的本公开的实施方式的充电与放电控制设备的 示例性结构的示意图。
【具体实施方式】
[0042] 在下文中，将参照附图对本公开的优选实施方式进行详细说明。应注意，在本说明 书和附图中，具有基本相同功能和结构的结构元件采用相同的附图标号来标记，并不再对 这些结构元件进行重复说明。将按以下顺序进行描述。
[0043] 1.第一实施方式（被配置为通过第二充电与放电控制控制已经在第一充电与放 电控制下充电和放电的二次电池的充电与放电的充电与放电控制设备的实例）
[0044] 2.第一实施方式的第一变形实例（还执行第一充电与放电控制的充电与放电控 制设备的实例）
[0045] 3.第二实施方式（被配置为将充电率的时间变化控制在1% /h以下作为第二充 电与放电控制的充电与放电控制设备的实例）
[0046] 4.第二实施方式的第一变形例（被配置为将充电率的时间变化控制在1% /h以 下同时二次电池的负极电位在〇.IV(对Li/Li+)以上和0. 8V(对Li/Li+)以下的范围中的 充电与放电控制设备的实例）
[0047] 5.第三实施方式（被配置为基于二次电池的状态的检测结果执行第二充电与放 电控制的充电与放电控制设备的实例）
[0048] 6.第三实施方式的第一变形例（被配置为通过通信获得二次电池的状态的充电 与放电控制设备的实例）
[0049] 7.第四实施方式（被配置为进行二次电池的OCV测量作为第二充电与放电控制的 充电与放电控制设备的实例）
[0050] 8.第五实施方式（配备有充电与放电控制设备的电池组的实例）
[0051] 9.第六实施方式（配备有充电与放电控制设备的电子装置的实例）
[0052] 10.第七实施方式（配备有充电与放电控制设备的电动车辆的实例）
[0053] 11.第八实施方式（配备有充电与放电控制设备的电力存储系统的实例）
[0054] 〈1?第一实施方式〉
[0055] [设备的示例性结构]
[0056] 图1是示出本实施方式的充电与放电控制设备100的示例性结构的示意图。充 电与放电控制设备100具有电路110,如在图1中示出的。电路110连接至用于二次电池 2(S卩，电池）的充电与放电的充电与放电电路3。二次电池2的数量是任意的。
[0057][电路 110]
[0058] 电路110是用于控制二次电池2的充电与放电的组件。电路110通过充电与放电 电路3控制二次电池2的充电与放电操作来控制二次电池2的充电与放电。例如，电路110 可通过电气地控制位于充电与放电电路3的电路元件来控制在二次电池2的充电与放电时 施加在二次电池2上的电压和电流的状态。充电与放电电路3的电路元件的形式并不特别 限制。例如，电路元件可包括：打开和关闭充电与放电电路3的电力供应线的开关；用于调 节充电和放电电流的元件，如在电力供应线上的可变电阻器和功率晶体管；用于设置充电 电压的元件，如连接至电力供应线的可变电阻器；以及其他。电路110可安装在与充电与放 电电路3相同的基板上，但并不限于此。
[0059] 电路110可以是集成电路（1C)。电路110可设置有诸如CPU(中央处理器）和 MPU(微处理单元）的操作处理器以及诸如RAM(随机存取存储器）和ROM(只读存储器）的 存储器件等。在该情况下，用于实施电路110的功能的充电与放电控制程序和数据可存储 在ROM中。操作处理器可通过执行ROM中存储的程序来实施电路110的功能。RAM可用作 操作处理器的工作区域。
[0060] 电路110通过第二充电与