电池系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电池系统，在该电池系统中，基于碱性二次电池的正电极电势控制该 碱性二次电池的放电。
【背景技术】
[0002] 在第2013/105140号国际专利申请（W/0 2013/105140)中，通过使用参比电极测 量正电极电势，并且当正电极电势低于阈电位时，减少从单电池输出（放电）的上限功率，从 而抑制正电极中的副反应(正电极的结构或结晶度变化)的发生。W/0 2013/105140还公开 了使用电池模型方法来估算正电极电势。
[0003] 如在W/0 2013/105140中，当使用参比电极时，可以测量正电极电势，但是，当省 略了参比电极时，不能够测量正电极电势。
[0004] 然而，当使用如W/0 2013/105140中所述的电池模型方法时，可以估算正电极电 势而无需使用参比电极。在碱性二次电池中，会发生记忆效应，并且碱性二次电池的正极电 势取决于荷电状态（State of Charge，S0C)和碱性二次电池的记忆效应。换句话说，即使 在碱性二次电池的SOC保持相同的时候，碱性二次电池的电压值和正电极电势也将由于记 忆效应而变化。
[0005] 在W/0 2013/105140所述的电池模型方法中，没有考虑碱性二次电池的记忆效 应，因此，对关于估算碱性二次电池的正电极电势仍然存在改进的空间。
【发明内容】
[0006] 根据本发明的一个方面，提供了一种电池系统，包括：碱性二次电池，其负电极开 路电势在预定的SOC范围内保持不变；温度传感器，其配置为检测所述碱性二次电池的温 度；电流传感器，其配置为检测所述碱性二次电池的电流值；电压传感器，其配置为检测所 述碱性二次电池的电压值；控制器，其配置为设置从所述碱性二次电池放电的上限功率值。 所述控制器配置为基于所述负电极开路电势、所述碱性二次电池的负电极的电阻值、以及 所述电流值计算所述碱性二次电池的负电极电势，所述电阻值是由温度所特定的，并且，配 置为基于所述负电极电势和所述电压值，计算所述碱性二次电池的正电极电势。此外，所述 控制器配置为当所述正电极电势等于或小于阈值时，使所述上限功率值减少至低于参考功 率值。
[0007] 根据本发明的这个方面，在计算所述负电极电势后，基于所述负电极电势和所述 电压值计算正电极电势。所述电压值和所述负电极电势受记忆效应的影响，因此，通过根据 电压值和负电极电势计算正电极电势，可以得知受记忆效应影响的正电极电势。
[0008] 在这里，当极化不太可能发生在碱性二次电池中的时候，由于极化产生的负电极 电势的变化也不太可能发生，因此，可以基于负电极开路电势、电流值和负电极的电阻值计 算负电极电势。不管碱性二次电池的S0C，碱性二次电池都保持不变，因此，可以计算负电极 电势而无需考虑碱性二次电池的S0C。
[0009] 通过当正电极电势等于或小于阈值时使上限功率值减少至低于参考功率值，可以 更容易地限制碱性二次电池的放电，而结果是抑制了碱性二次电池的正电极的退化。包含 在正电极中的导电材料的洗脱可以认为是正电极的退化的例子，阈值的设定考虑了正电极 的退化。
[0010] 所述控制器可能基于所述正电极电势和所述电流值计算损坏量，该损坏量定义所 述碱性二次电池的正电极的退化，并通过对所述损坏量进行累加，计算累加损坏量。此外， 所述控制器可能根据所述累加损坏量修正所述阈值，以使得所述阈值随着所述累加损坏量 的增大而稳定地减小。接着，当所述正电极电势等于或小于所述累加损坏量所对应的阈值 时，所述控制器可以将所述上限功率值减少至低于所述参考功率值。在这里，所述上限功率 值可能保持在所述参考功率值，直到所述正电极电势降至或低于所述累加损坏量所对应的 阈值。
[0011] 通过当正电极电势降至或低于累加损坏量所对应的阈值时使上限功率值减少至 低于参考功率值，可以更容易地限制碱性二次电池的放电，而结果是抑制了碱性二次电池 的正电极的退化。此外，当累加损坏量增加时，将促进正电极的退化，而结果是碱性二次电 池的输出可能变得不足。因此，通过将上限功率值保持在参考功率值直到正电极电势降至 或低于累加损坏量所对应的阈值，可以更容易地保证碱性二次电池的得输出。
[0012] 所述阈值可能包括预先设定的第一阈值和所述累加损坏量所对应的第二阈值。在 这里，在所述碱性二次电池连接到负载和所述碱性二次电池从所述负载上断开之间，所述 控制器可能将所述上限功率值设定为所述参考功率值，直到所述正电极电势降至所述第二 阈值或该第二阈值以下，并且当所述正电极电势将至所述第二阈值或该第二阈值以下时， 使所述上限功率值减少至低于所述参考功率值。在所述上限功率值因此减少至低于述参考 功率值之后，所述控制器可能在所述正电极电势降至所述第一阈值或该第一阈值以下时， 使所述上限功率值减小至低于所述参考功率值。
[0013] 通过将上限功率值设定为参考功率值直到正电极电势降至第二阈值或该第二阈 值以下时，可以更容易地保证碱性二次电池的输出，如上所述。此外，通过在正电极电势降 至第二阈值或该第二阈值以下时使上限功率值低于参考功率值，可以抑制碱性二次电池的 正电极的退化，如上所述。此外，通过上限功率值减少至低于述参考功率值之后，在正电极 电势降至第一阈值或该第一阈值以下时使上限功率减少至低于参考功率值，可以优先抑制 碱性二次电池的正电极的退化。
【附图说明】
[0014] 下面参照附图的描述有助于更好地理解本发明的示例性实施例的特征、优势，以 及技术和工业意义。附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
[0015] 图1为展示了电池系统的结构的示意图； 图2为展示了根据第一实施例的放电功率允许值的设定过程的流程图； 图3为展不了二次电池的SOC和负电极开路电势之间的关系的不意图； 图4为展示了当二次电池放电时负电极电势的变化的示意图； 图5为展示了当二次电池放电时该负电极电势的变化的示意图； 图6为说明了在正电极活性材料层中导电材料的洗脱的示意图； 图7为展示了在放电过程中参考功率值和电池温度之间的对应关系的示意图； 图8为展示了在放电过程中参考功率值和SOC之间的对应关系的示意图； 图9为展示了根据第二实施例的放电功率允许值设定的过程的流程图； 图10为展示了正电极电势和损坏量之间的对应关系的示意图； 图11为展示了累加损坏量和阈值之间的对应关系的示意图。
【具体实施方式】
[0016] 以下将参照附图对本发明的实施例进行描述。
[0017]【第一实施例】 以下将参照图1对根据第一实施例的电池系统进行描述。二次电池10通过正电极线 路PL和负电极线路NL连接到负载20。镍氢电池等碱性二次电池可以用作二级电池10。记 忆效应发生在碱性二次电池中。
[0018] 二次电池 10包括正电极板、负电极板和设置在正电极板和负电极板之间的隔板。 该正电极板包括集流板和在该集流板的表面上形成的正电极活性材料层，该正电极活性材 料层包括正电极活性材料和导电材料。该负电极板包括集流板和在该集流板上形成的负电 极活性材料层，该负电极活性材料层包括负电极活性材料和导电材料。正电极活性材料层、 负电极活性材料层和隔板用电解液浸渍。
[0019] 在正电极线路PL上设置有系统主要继电器SMR-B，而在负电极线路NL上设置有系 统主要继电器SMR-G。系统主要继电器SMR-B、SMR-G由从控制器40收到的控制信号接通 或关断。
[0020] 负载20根据接收从二次电池10放电的电能进行运作，并且向二次电池提供电能 (充电电能)。当根据本实施例的电池系统安装在车辆中，发动机/发电机可以用作负载20。 发动机/发电机产生动能从而导致车辆根据接收从二次电池10放电的电能进行行驶。此 外，当车辆制动时，发动机/发电机能够将产生的动能转换为电能，并且将该电能(产生的 电能）输出到二次电池10。