JP2010140762A - リチウムイオン電池の状態を判別する判別装置 - Google Patents

リチウムイオン電池の状態を判別する判別装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 リチウム金属の状態(リチウム金属の析出量)を判別することができる判別装置を提供する。
【解決手段】 車両(1)の走行に用いられるエネルギを出力するとともに、車両のアクセル(101)がオンからオフに切り替わることに応じて回生エネルギを受け入れるリチウムイオン電池(20)の状態を判別する判別装置であって、リチウムイオン電池におけるリチウム金属の析出量を推定する推定手段(90)を有する。推定手段は、アクセルがオンからオフに切り替わる際のアクセル開度の変化量が所定値を超えた回数をカウントし、このカウント値とリチウム金属の析出量との関係を示すデータを用いてリチウム金属の析出量を推定する。
【選択図】 図3

Description

本発明は、リチウムイオン電池が車両の走行に用いられるエネルギを出力するとともに、アクセルのオンからオフへの切り替わりに応じて回生エネルギを受け入れる構成において、このリチウムイオン電池の状態を判別する判別装置に関するものである。
リチウムイオン電池は、過充電や過放電によって、電池特性が劣化しやすくなってしまう。例えば、リチウムイオン電池を過充電すると、負極上にリチウム金属が析出してしまうことがある。そして、リチウム金属が析出すると、リチウムイオン電池の充電容量が低下したり、リチウムイオン電池の耐熱温度が低下したりしてしまうことがある。そこで、従来、リチウム金属の析出を抑制するための技術が提案されている。
特許文献1に記載の充電回路では、二次電池を加熱した状態で充電を行うようにしている。これにより、低温環境下において、負極表面にリチウム金属が析出してしまうのを抑制している。
特許文献2に記載の車両用バッテリの制御装置では、バッテリが極低温状態に至る可能性が高いと予測したときにバッテリの充電量を多くしておき、バッテリの温度が所定温度以下であるときにバッテリを放電させるようにしている。そして、バッテリの内部発熱によってバッテリの温度を上昇させることにより、極低温状態においてリチウム金属が析出してしまうのを抑制している。
特許文献3に記載の二次電池では、リチウム金属の析出に伴う異常発生時に、リチウムイオンの一部又は全部を挿入させるための第3の極(正極および負極とは異なる極)を設けている。このように、第3の極にリチウムイオンを挿入させることにより、リチウム金属の析出を抑制するようにしている。
特開2007−330008号公報(段落0004,0010) 特開2008−16229号公報(段落0007) 特開平10−83806号公報(段落0007−0008)
しかしながら、特許文献1−3に記載の技術では、リチウムイオン電池において、リチウム金属がどの程度析出しているのかを推定することはできない。
そこで、本発明は、リチウムイオン電池においてリチウム金属の析出量を推定することを目的とする。
本発明は、車両の走行に用いられるエネルギを出力するとともに、車両のアクセルがオンからオフに切り替わることに応じて回生エネルギを受け入れるリチウムイオン電池の状態を判別する判別装置であって、リチウムイオン電池におけるリチウム金属の析出量を推定する推定手段を有する。そして、推定手段は、アクセルがオンからオフに切り替わる際のアクセル開度の変化量が所定値を超えた回数をカウントし、このカウント値とリチウム金属の析出量との関係を示すデータを用いてリチウム金属の析出量を推定する。
ここで、リチウムイオン電池の温度を検出するための温度検出手段を設けておき、温度検出手段による検出温度が所定温度以下であるときに、上述したカウント動作を行うことができる。そして、リチウムイオン電池の温度に関する重み係数を用いて、カウント値を補正することができる。ここで、検出温度および所定温度の差分に応じて、重み係数を変化させることができる。これにより、検出温度および所定温度の差に応じた、リチウム金属の析出量を推定することができる。
また、リチウムイオン電池の電圧を検出するための電圧検出手段を設けておき、電圧検出手段による検出電圧が所定電圧以上であるときに、上述したカウント動作を行うことができる。そして、リチウムイオン電池の電圧に関する重み係数を用いて、カウント値を補正することができる。ここで、検出電圧および所定電圧の差分に応じて、重み係数を変化させることができる。これにより、検出電圧および所定電圧の差に応じた、リチウム金属の析出量を推定することができる。
さらに、リチウムイオン電池に入力される電力が所定電力以上であるときに、上述したカウント動作を行うことができる。所定電力としては、リチウムイオン電池において入力(充電)が許容される電力とすることができる。そして、リチウムイオン電池に入力される電力に関する重み係数を用いて、カウント値を補正することができる。ここで、リチウムイオン電池に入力される電力と所定電力との差分に応じて、重み係数を変化させることができる。これにより、リチウムイオン電池に入力される電力と所定電力との差に応じた、リチウム金属の析出量を推定することができる。
本発明の判別装置によって、リチウムイオン電池におけるリチウム金属の析出量を推定できれば、この推定結果に基づいて、リチウムイオン電池の充放電を制御することができる。具体的には、推定されたリチウム金属の析出量が所定量よりも多いときに、リチウムイオン電池の充電および放電の少なくとも一方を制限することができる。ここで、充電を制限することには、リチウムイオン電池に対する充電量を小さくするだけでなく、リチウムイオン電池に対する充電を禁止することも含まれる。同様に、放電を制限することには、リチウムイオン電池の放電量を小さくするだけでなく、リチウムイオン電池の放電を禁止することも含まれる。
本発明によれば、アクセル開度の変化量に基づいて、リチウムイオン電池におけるリチウム金属の析出量を推定することができる。言い換えれば、アクセル開度の変化に起因したリチウム金属の析出量を推定することができる。そして、リチウム金属の析出量を推定することにより、リチウムイオン電池の劣化状態を判別することができる。
以下、本発明の実施例について説明する。
本発明の実施例1である判別装置を備えた車両について説明する。まず、本実施例の車両における一部の構成について、図1を用いて説明する。
車両1は、車両1の走行に必要なエネルギをそれぞれ出力することができるエンジン(内燃機関)10およびバッテリ20を有している。バッテリ20は、複数の二次電池が電気的に直列に接続された電池モジュールと、電池モジュールを収容するケースとを有している。二次電池としては、リチウムイオン電池が用いられている。なお、バッテリ20を構成する二次電池の数は、所望の出力に基づいて、適宜設定することができる。
本実施例では、エンジン10を搭載した車両1について説明するが、これに限るものではない。例えば、エンジン10の代わりに燃料電池(不図示)を用いたり、エンジン10を省略してバッテリ20だけを用いたりすることができる。
エンジン10で発生した動力は、動力分配機構30により、2つの経路に分割される。一方の経路は、減速機40を介して車輪50を駆動する経路である。他方の経路は、発電機60を駆動して発電を行う経路である。
発電機60は、動力分配機構30で分配されたエンジン10の動力を受けて発電を行う。そして、発電機60で生成された電力は、車両1の運転状態や、バッテリ20のSOC(State Of Charge)の状態に応じて使い分けられる。例えば、通常走行時や急加速時では、発電機60で生成された電力はモータ70を駆動させる電力となる。ここで、バッテリ20から出力される電力も、モータ70を駆動させる電力となる。一方、バッテリ20のSOCが予め定められた基準値よりも低い場合には、発電機60で生成された電力(交流電力)は、PCU(Power Control Unit)80のインバータ81により直流電力に変換される。そして、DC/DCコンバータ82により電圧が調整された後、バッテリ20に蓄えられる。
モータ70は、バッテリ20に蓄えられた電力および発電機60により発電された電力のうち少なくとも一方の電力により駆動する。モータ70の駆動力は、減速機40を介して車輪50に伝えられる。これにより、モータ70は、エンジン10をアシストして車両1を走行させたり、モータ70の駆動力だけで車両1を走行させたりすることができる。なお、モータ70としては、三相交流モータを用いることができる。
一方、車両1の回生制動時には、減速機40を介して車輪50によりモータ70が駆動され、モータ70が発電機として動作する。すなわち、モータ70は、車輪50の運動エネルギを電気エネルギに変換し、回生ブレーキを発生させることができる。モータ70で生成された電力(回生エネルギ)は、インバータ81を介してバッテリ20に蓄えられる。
ECU(Electronic Control Unit)90は、CPU(Central Processing Unit)91およびメモリ92を有している。CPU91は、車両1の状態に基づいて所定の演算処理を行い、ECU90は、車両1が所望の運転状態となるように、車両に搭載された機器類を制御する。アクセル開度センサ100は、アクセルペダル101の操作量を検出して、この検出結果をECU90に出力する。ECU90は、アクセル開度センサ100の出力に基づいてアクセル開度[%]を検知するとともに、スロットルバルブの駆動を制御する。
次に、バッテリ20の充放電制御に用いられる構成について、図2を用いながら説明する。ここで、図1で説明した部材と同一の部材については、同一符号を用いている。
バッテリ20は、電気的に直列に接続された複数の二次電池(リチウムイオン電池)21を有している。電圧検出回路22は、バッテリ20を構成する各二次電池21の電圧を検出し、この検出結果をECU90に出力する。本実施例では、バッテリ20を構成するすべての二次電池21の電圧を検出するようにしているが、これに限るものではない。例えば、バッテリ20を、複数の二次電池21を含むブロックに分け、各ブロックの電圧を検出することもできる。そして、この電圧値を用いて、後述するバッテリ20の充放電制御(図3参照)を行うことができる。
また、バッテリ20には、温度センサ23が取り付けられており、ECU90は、温度センサ23の出力に基づいて、バッテリ20の温度を検出する。温度センサ23としては、熱電対やサーミスタを用いることができる。なお、本実施例では、1つの温度センサ23を用いているが、複数の温度センサ23を用いることもできる。例えば、各二次電池21に対して温度センサ23を設けることもできるし、複数の二次電池21に対して1つの温度センサ23を設けることもできる。
リレー83は、ECU90からの制御信号に基づいて、オンおよびオフの間で切り替わる。ここで、リレー83がオンである場合には、バッテリ20の充放電が許容され、リレー83がオフである場合には、バッテリ20の充放電が禁止される。
次に、本実施例におけるバッテリ20の充放電制御について、図3に示すフローチャートを用いて説明する。図3に示す処理は、ECU90によって行われる。
ステップS10において、ECU90は、電圧検出回路22の出力に基づいて、バッテリ20を構成する二次電池21の電圧を検出する。また、ECU90は、温度センサ23の出力に基づいて、バッテリ20の温度を検出する。さらに、ECU90は、アクセル開度センサ100の出力に基づいて、アクセル開度を検出する。
ここで、アクセル開度の検出は、アクセルペダル101の操作によってアクセルがオフからオンに切り替わるときに開始される。そして、アクセルがオンである間は、ECU90は、アクセル開度センサ100の出力に基づいて、アクセル開度を検出し続ける。ここで、アクセルペダル101の操作量に応じて、アクセル開度が変化することになる。そして、アクセル開度が変化した履歴に基づいて、アクセル開度の変化量を検出することができる。また、アクセルペダル101の操作が中止されれば、アクセルがオンからオフに切り替わる。そして、アクセルがオンからオフに切り替わることに応じて、上述した回生ブレーキが発生することになる。
ステップS11において、ECU90は、ステップS10で検出された電圧Vdが予め定められた所定電圧Vt以上であるか否かを判別する。ここで、検出電圧Vdが所定電圧Vt以上である場合には、ステップS12に進み、そうでない場合には、ステップS10に戻る。所定電圧Vtとしては、二次電池(リチウムイオン電池)21において、リチウム金属が析出されると予測される電圧値であり、予め実験に基づいて設定しておくことができる。ここで、二次電池21の電圧が上昇すると、言い換えれば、過度に充電を行うと、リチウム金属が析出するおそれがある。
ステップS12において、ECU90は、ステップS10で検出されたバッテリ20の温度Tdが予め定められた所定温度Tt以下であるか否かを判別する。ここで、検出温度Tdが所定温度Tt以下である場合には、ステップS13に進み、そうでない場合には、ステップS10に戻る。所定温度Ttは、所定電圧Vtと同様に、二次電池21内でリチウム金属が析出されると予測される温度であり、予め実験に基づいて設定しておくことができる。ここで、二次電池21の温度が低下すると、リチウム金属が析出するおそれがある。
ステップS13において、ECU90は、ステップS10で検出されたアクセル開度に基づいて、アクセル開度の変化量Adを求める。具体的には、アクセルがオンになってからオフになるまでの間におけるアクセル開度の変化量Adを求める。そして、アクセル開度の変化量Adが予め定められた所定値At以上であるか否かを判別する。ここで、変化量Adが所定値At以上である場合には、ステップS14に進み、そうでない場合には、ステップS10に戻る。所定値Atは、所定電圧Vtと同様に、二次電池21内でリチウム金属が析出されると予測されるアクセル開度の変化量であり、予め実験に基づいて設定しておくことができる。ここで、アクセル開度の変化量が大きすぎると、バッテリ20に入力される電力が増加し、過充電の状態となることがある。
ステップS14において、ECU90(CPU91)は、カウント値を算出する。具体的には、検出電圧Vdが所定電圧Vt以上であって、検出温度Tdが所定温度Tt以上である場合において、アクセル開度の変化量Adが所定値Atを超える回数をカウントする。すなわち、検出電圧Vdおよび検出温度Tdが上述した所定条件を満たす場合において、アクセル開度の変化量Adが所定値Atを超えるたびに、カウント値「1」が加算される。
また、本実施例では、バッテリ20の温度に関する重み係数Kおよび、バッテリ20の超過電力に関する重み係数Lを用いて、カウント値「1」を補正している。超過電力とは、バッテリ20で許容される入力電力(予め設定される閾値)に対して、バッテリ20に入力された電力が超過した量を示す。具体的には、アクセル開度の変化量Adが所定値Atを超えたときのカウント値Nは、以下の式に基づいて算出される。
カウント値N=1[回]×重み係数K×重み係数L
ここで、バッテリ20の温度および重み係数Kの関係(一例)を図4に示す。図4に示すように、重み係数Kは、バッテリ20の温度が低くなるにつれて、大きくなっている。これは、バッテリ20の温度が低くなるに応じて、二次電池21内でリチウム金属が析出される可能性が高くなるためである。図4に示すデータは、メモリ92に記憶しておくことができ、二次電池21の温度とリチウム金属の析出との関係に基づいて適宜設定することができる。
本実施例では、図4に示すデータをマップとして記憶しておき、バッテリ20の検出温度から重み係数Kを特定している。なお、これに限るものではなく、具体的には、図4に示す関係を定義する演算式を用いて、バッテリ20の検出温度に対応した重み係数Kを算出することもできる。
また、図5には、超過電力および重み係数Lの関係(一例)を示している。図5に示すように、重み係数Lは、超過電力が大きくなるにつれて、大きくなっている。これは、超過電力が大きくなることに応じて、二次電池21内でリチウム金属が析出される可能性が高くなるためである。図5に示すデータは、メモリ92に記憶しておくことができ、リチウム金属の析出と超過電力との関係に基づいて適宜設定することができる。
本実施例では、図5に示すデータをマップとして記憶しておき、超過電力から重み係数Lを特定している。なお、これに限るものではなく、具体的には、図5に示す関係を定義する演算式を用いて、超過電力に対応した重み係数Lを算出することもできる。一方、超過電力に関する重み係数の代わりに、二次電池21の過電圧に関する重み係数を用いることもできる。すなわち、二次電池21の電圧が所定値を超えたときの差と重み係数との関係を設定しておき、実際に検出された二次電池21の電圧に基づいて重み係数を特定することができる。
上述したカウント値Nが初めて算出された場合、言い換えれば、アクセル開度の変化量が所定値を初めて超えた場合には、カウント値Nはメモリ92に記憶される。一方、カウント値Nの算出が2回目以降である場合には、このカウント値Nはメモリ92に記憶されたカウント値に加算され、加算後のカウント値(累積値)がメモリ92に新たに記憶される。
ステップS15において、CPU91は、メモリ92に記憶されたカウント値(累積値)に基づいて、二次電池21内におけるリチウム金属の析出量を求める。具体的には、リチウム金属の析出量およびカウント値の関係を予め実験によって求めておき、この関係を示すデータをメモリ92に記憶しておく。例えば、図6に示すデータをメモリ92に記憶しておくことができる。図6に示すように、カウント値(累積値)が増加すれば、リチウム金属の析出量が増加することになる。本実施例では、カウント値が増加することに応じて、リチウム金属の析出量が増加するものと見なしている。
ステップS14の処理によりカウント値(累積値)が特定されれば、図6に示すデータを用いて、リチウム金属の析出量を特定することができる。なお、本実施例では、図6に示すデータをマップとして記憶しておき、カウント値からリチウム金属の析出量を特定しているが、これに限るものではない。具体的には、図6に示す関係を定義する演算式を用いて、カウント値からリチウム金属の析出量を演算することができる。
ステップS16において、ECU90は、ステップS15で特定されたリチウム金属の析出量Ddが予め定められた所定量Dt以上であるか否かを判別する。ここで、析出量Ddが所定量Dt以上である場合には、ステップS17に進み、そうでない場合には、ステップS10に戻る。
ステップS17において、ECU90は、リレー83をオンからオフに切り替える。これにより、バッテリ20に対する充放電が禁止されることになる。なお、バッテリ20の充放電を禁止する代わりに、バッテリ20の充電量や放電量を減少させることもできる。具体的には、ECU90が、バッテリ20に充電する電力の制限値を設定し、バッテリ20への充電電力が制限値を超えないように制御することができる。同様に、ECU90が、バッテリ20から放電する電力の制限値を設定し、バッテリ20からの放電電力が制限値を超えないように制御することができる。
本実施例によれば、二次電池21の電圧、バッテリ20の温度およびアクセル開度の変化量に基づいて、二次電池21内におけるリチウム金属の析出量を推定することができる。そして、リチウム金属の析出量を推定できれば、バッテリ20(二次電池21)の劣化度合いを判別することができる。
ここで、本実施例では、二次電池21の電圧、バッテリ20の温度およびアクセル開度の変化量といった、3つのパラメータを用いて、リチウム金属の析出量を推定しているが、これに限るものではない。
具体的には、アクセル開度の変化量だけに基づいて、リチウム金属の析出量を推定することもできる。すなわち、本実施例と同様の方法により、アクセルがオンされてからオフされるまでの間におけるアクセル開度の変化量が所定値を超えた回数をカウントし、このカウント値に対応したリチウム金属の析出量を特定することもできる。ここで、二次電池21の電圧、バッテリ20に入力される電力、バッテリ20の温度といったパラメータに関連する重み係数(図4,5参照)を用いて、カウント値を補正することができる。
また、アクセル開度の変化量だけでなく、二次電池21の電圧又はバッテリ20の温度に基づいて、リチウム金属の析出量を推定することもできる。すなわち、二次電池21の電圧が所定電圧以上であるか、又はバッテリ20の温度が所定温度以下であるときに、アクセル開度の変化量が所定値を超えた回数をカウントし、このカウント値に対応したリチウム金属の析出量を特定することもできる。ここで、二次電池21の電圧又はバッテリ20の温度に関連する重み係数(図4,5参照)を用いて、カウント値を補正することができる。
一方、本実施例では、図3のステップS11で説明したように、バッテリ20(二次電池21)の検出電圧が所定電圧以上であるか否かを判別しているが、これに限るものではない。具体的には、この処理に代えて、バッテリ20に入力された電力が所定電力以上であるか否かを判別することもできる。ここでいう所定電力としては、上述したバッテリ20で許容される入力電力とすることができる。
次に、本発明に関連する実施例2である判別装置について説明する。ここで、実施例1で説明した部材と同一の部材については、同一符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例1と異なる点について、主に説明する。
実施例1では、図6に示すように、カウント値(累積値)とリチウム金属の析出量との対応関係を示すデータを用いて、リチウム金属の析出量を特定している。一方、本実施例では、図7に示すように、バッテリ20の温度および超過電力に基づいて、リチウム金属の析出量を特定するようにしている。図7に示すデータは、実験に基づいて予め取得しておくことができ、ECU90のメモリ92に記憶しておくことができる。
図7では、リチウム金属の析出量とバッテリ20の温度との対応関係を示すデータを、超過電力の大きさ毎に設けている。すなわち、超過電力の大きさに応じて、リチウム金属の析出量とバッテリ20の温度との対応関係を示すデータが異なることになる。図7に示すデータによれば、バッテリ20の温度および超過電力の大きさが分かれば、リチウム金属の析出量を特定することができる。ここで、図7に示す複数のデータにおいて、実際に求められた超過電力の大きさと一致しない場合には、実際の超過電力の大きさに最も近い超過電力を示すデータを用いればよい。
本実施例では、アクセル開度の変化量が所定値を超える度に、図7に示すデータを用いてリチウム金属の析出量を特定するようにしている。ここで、図7に示すデータに基づいて特定されるリチウム金属の析出量は、アクセル開度の変化量が所定値を超えたときの1回当たりの析出量を示している。このため、アクセル開度の変化量が所定値を超える回数が複数回となる場合には、アクセル開度の変化量が所定値を超える度に特定されるリチウム金属の析出量を累積することにより、現在の二次電池21におけるリチウム金属の析出量を推定することができる。
図8には、本実施例におけるバッテリ20の充放電制御のフローチャートを示している。図8に示す処理は、実施例1の図3で説明した処理のうち、ステップS14の処理を省略したものである。また、本実施例におけるステップS24の処理は、実施例1におけるステップS15の処理とは異なっている。すなわち、ステップS24の処理では、上述したように、図7に示すデータを用いてリチウム金属の析出量を推定している。なお、ステップS24を除く他の処理については、実施例1と同様であるため、詳細な説明は省略する。
ステップS24において、ECU90は、バッテリ20の温度および超過電力の大きさに基づいて、図7に示すデータからリチウム金属の析出量を特定する。ここで、アクセル開度の変化量が初めて所定値を超えた場合には、特定したリチウム金属の析出量をメモリ92に記憶する。メモリ92には、リチウム金属の析出量に関する情報を記憶すればよい。一方、アクセル開度の変化量が所定値を超えた回数が2回目以降である場合には、予めメモリ92に記憶されたリチウム金属の析出量に対して、今回特定されたリチウム金属の析出量を加算する。すなわち、リチウム金属の析出量を特定するたびに、リチウム金属の析出量を累積していくことになる。これにより、メモリ92に記憶されている析出量は、現在のバッテリ20において析出していると予測されるリチウム金属の量を示すことになる。
本実施例においても、アクセル開度の変化量に起因したリチウム金属の析出量を推定することができ、二次電池21の劣化状態を判別することができる。
本発明の実施例1における車両の一部の構成を示す概略図である。 実施例1において、バッテリの制御に用いられる構成を示す概略図である。 実施例1において、バッテリの充放電の制御を示すフローチャートである。 実施例1において、カウント値の算出に用いられる重み係数とバッテリ温度との関係を示す図である。 実施例1において、カウント値の算出に用いられる重み係数と超過電力との関係を示す図である。 実施例1において、カウント値とリチウム金属の析出量との関係を示す図である。 実施例2において、バッテリ温度とリチウム金属の析出量との関係を示す図である。 実施例2において、バッテリの充放電の制御を示すフローチャートである。
符号の説明
1:車両 10:エンジン
20:バッテリ 21:二次電池(リチウムイオン電池)
22:電圧検出回路(電圧検出手段) 23:温度センサ(温度検出手段)
30:動力分配機構 40:減速機
50:車輪 60:発電機
70:モータ 80:PCU(Power Control Unit)
81:インバータ 82:DC/DCコンバータ
83:リレー
90:ECU(Electronic Control Unit、推定手段)
91:CPU 92:メモリ
100:アクセル開度センサ 101:アクセル

Claims (8)

  1. 車両の走行に用いられるエネルギを出力するとともに、前記車両のアクセルがオンからオフに切り替わることに応じて回生エネルギを受け入れるリチウムイオン電池の状態を判別する判別装置であって、
    前記リチウムイオン電池におけるリチウム金属の析出量を推定する推定手段を有し、
    前記推定手段は、前記アクセルがオンからオフに切り替わる際のアクセル開度の変化量が所定値を超えた回数をカウントし、このカウント値とリチウム金属の析出量との関係を示すデータを用いてリチウム金属の析出量を推定することを特徴とする判別装置。
  2. 前記リチウムイオン電池の温度を検出するための温度検出手段を有し、
    前記推定手段は、前記温度検出手段による検出温度が所定温度以下であるときに、カウント動作を行うことを特徴とする請求項1に記載の判別装置。
  3. 前記推定手段は、前記検出温度および前記所定温度の差に応じて変化する重み係数を用いて、前記カウント値を補正することを特徴とする請求項2に記載の判別装置。
  4. 前記リチウムイオン電池の電圧を検出するための電圧検出手段を有し、
    前記推定手段は、前記電圧検出手段による検出電圧が所定電圧以上であるときに、カウント動作を行うことを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の判別装置。
  5. 前記推定手段は、前記検出電圧および前記所定電圧の差に応じて変化する重み係数を用いて、前記カウント値を補正することを特徴とする請求項4に記載の判別装置。
  6. 前記推定手段は、前記リチウムイオン電池に入力される電力が所定電力以上であるときに、カウント動作を行うことを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の判別装置。
  7. 前記推定手段は、前記リチウムイオン電池に入力される電力と前記所定電力との差に応じて変化する重み係数を用いて、前記カウント値を補正することを特徴とする請求項6に記載の判別装置。
  8. 請求項1から7のいずれか1つに記載の判別装置と、
    前記リチウムイオン電池の充放電を制御する制御装置と、を有し、
    前記制御装置は、前記推定手段によって推定されたリチウム金属の析出量が所定量よりも多いときに、前記リチウムイオン電池の充電および放電のうち少なくとも一方を制限することを特徴とする制御システム。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012016263A (ja) * 2010-06-03 2012-01-19 Nissan Motor Co Ltd 電池の充電装置および電池の充電方法
WO2012131864A1 (ja) * 2011-03-28 2012-10-04 トヨタ自動車株式会社 電動車両およびその制御方法
JP2013069659A (ja) * 2011-09-08 2013-04-18 Toyota Motor Corp 非水電解液二次電池
WO2013057765A1 (ja) * 2011-10-20 2013-04-25 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン二次電池の制御装置および制御方法
JP2016134285A (ja) * 2015-01-19 2016-07-25 株式会社日本自動車部品総合研究所 蓄電装置
CN106168652A (zh) * 2016-08-12 2016-11-30 联想(北京)有限公司 锂离子电池性能的检测方法
US10183588B2 (en) 2016-01-06 2019-01-22 Johnson Controls Technology Company Battery module lithium plating reduction
JP2019102356A (ja) * 2017-12-06 2019-06-24 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン二次電池の制御装置
JP2020087772A (ja) * 2018-11-28 2020-06-04 トヨタ自動車株式会社 充電システム
CN113147634A (zh) * 2020-01-23 2021-07-23 丰田自动车株式会社 车辆用控制装置、控制方法、非暂时性存储介质及车辆
JP2021195103A (ja) * 2020-06-18 2021-12-27 トヨタ自動車株式会社 二次電池の劣化度合い判定装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11237216B1 (en) * 2017-08-15 2022-02-01 Qnovo Inc. Method of detecting metal plating in intercalation cells

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09199163A (ja) * 1995-11-14 1997-07-31 Furukawa Battery Co Ltd:The ニッケル・水素二次電池
JPH1083806A (ja) * 1996-09-06 1998-03-31 Hitachi Ltd リチウム二次電池およびリチウム二次電池システム
JP2002093404A (ja) * 2000-09-19 2002-03-29 Gs-Melcotec Co Ltd 偏平型電池
JP2003109672A (ja) * 2001-09-28 2003-04-11 Sony Corp 非水電解質電池の充電方法
JP2005124353A (ja) * 2003-10-20 2005-05-12 Toyota Motor Corp 蓄電機構の制御装置
JP2007330008A (ja) * 2006-06-07 2007-12-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 充電回路、充電システム、及び充電方法
JP2008016229A (ja) * 2006-07-03 2008-01-24 Mazda Motor Corp 車両用バッテリの制御装置
WO2008111594A1 (ja) * 2007-03-07 2008-09-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 二次電池の制御装置および車両
JP2009199936A (ja) * 2008-02-22 2009-09-03 Nissan Motor Co Ltd 電源システムおよびこれを搭載した車両ならびに電源システムの制御方法
JP2010086901A (ja) * 2008-10-02 2010-04-15 Nissan Motor Co Ltd リチウム二次電池の劣化診断装置および劣化診断方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09199163A (ja) * 1995-11-14 1997-07-31 Furukawa Battery Co Ltd:The ニッケル・水素二次電池
JPH1083806A (ja) * 1996-09-06 1998-03-31 Hitachi Ltd リチウム二次電池およびリチウム二次電池システム
JP2002093404A (ja) * 2000-09-19 2002-03-29 Gs-Melcotec Co Ltd 偏平型電池
JP2003109672A (ja) * 2001-09-28 2003-04-11 Sony Corp 非水電解質電池の充電方法
JP2005124353A (ja) * 2003-10-20 2005-05-12 Toyota Motor Corp 蓄電機構の制御装置
JP2007330008A (ja) * 2006-06-07 2007-12-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 充電回路、充電システム、及び充電方法
JP2008016229A (ja) * 2006-07-03 2008-01-24 Mazda Motor Corp 車両用バッテリの制御装置
WO2008111594A1 (ja) * 2007-03-07 2008-09-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 二次電池の制御装置および車両
JP2009199936A (ja) * 2008-02-22 2009-09-03 Nissan Motor Co Ltd 電源システムおよびこれを搭載した車両ならびに電源システムの制御方法
JP2010086901A (ja) * 2008-10-02 2010-04-15 Nissan Motor Co Ltd リチウム二次電池の劣化診断装置および劣化診断方法

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012016263A (ja) * 2010-06-03 2012-01-19 Nissan Motor Co Ltd 電池の充電装置および電池の充電方法
WO2012131864A1 (ja) * 2011-03-28 2012-10-04 トヨタ自動車株式会社 電動車両およびその制御方法
JP2013069659A (ja) * 2011-09-08 2013-04-18 Toyota Motor Corp 非水電解液二次電池
WO2013057765A1 (ja) * 2011-10-20 2013-04-25 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン二次電池の制御装置および制御方法
CN104011930A (zh) * 2011-10-20 2014-08-27 丰田自动车株式会社 锂离子二次电池的控制装置及控制方法
JPWO2013057765A1 (ja) * 2011-10-20 2015-04-02 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン二次電池の制御装置および制御方法
US9263906B2 (en) 2011-10-20 2016-02-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus and control method for lithium-ion secondary battery
JP2016134285A (ja) * 2015-01-19 2016-07-25 株式会社日本自動車部品総合研究所 蓄電装置
US10730401B2 (en) 2016-01-06 2020-08-04 Cps Technology Holdings Llc Battery module lithium plating reduction
US10183588B2 (en) 2016-01-06 2019-01-22 Johnson Controls Technology Company Battery module lithium plating reduction
US11584255B2 (en) 2016-01-06 2023-02-21 Cps Technology Holdings Llc Battery module lithium plating reduction
CN106168652A (zh) * 2016-08-12 2016-11-30 联想(北京)有限公司 锂离子电池性能的检测方法
JP2019102356A (ja) * 2017-12-06 2019-06-24 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン二次電池の制御装置
JP2020087772A (ja) * 2018-11-28 2020-06-04 トヨタ自動車株式会社 充電システム
JP7087960B2 (ja) 2018-11-28 2022-06-21 トヨタ自動車株式会社 充電システム
CN113147634A (zh) * 2020-01-23 2021-07-23 丰田自动车株式会社 车辆用控制装置、控制方法、非暂时性存储介质及车辆
CN113147634B (zh) * 2020-01-23 2023-10-31 丰田自动车株式会社 车辆用控制装置、控制方法、非暂时性存储介质及车辆
JP2021195103A (ja) * 2020-06-18 2021-12-27 トヨタ自動車株式会社 二次電池の劣化度合い判定装置
JP7415814B2 (ja) 2020-06-18 2024-01-17 トヨタ自動車株式会社 二次電池の劣化度合い判定装置

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