JP2018081796A - 電池制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
ΔRcurrent測定ステップでは、ECU30は、負荷20からの充放電の際にリチウムイオン二次電池10に流れる電流Ixと電池電圧の降下量ΔVxとから該二次電池の抵抗増加率ΔRcurrentを測定する。
ΔRxおよびΔCx推定ステップでは、ECU30は、電池温度と各電池温度で保持された積算時間とを含む温度頻度分布情報に基づき、二次電池における材料劣化後の抵抗増加率ΔRxおよび容量劣化率ΔCxを推定する。本発明者の知見によれば、材料の摩耗による劣化は、熱履歴に依存するため、電池に与えられた熱負荷と劣化速度を用いれば、材料劣化による抵抗増加率ΔRxおよび容量劣化率ΔCxを推定することができる。具体的には、図4の温度加速性アレニウスモデルに示すように、電池温度が高いほど劣化速度βは増大傾向を示す。この相関関係を利用することで、上記温度頻度分布情報と劣化速度βとから、材料劣化後の抵抗増加率ΔRxおよび容量劣化率ΔCxを推定することができる。
比較ステップでは、ECU30は、ΔRcurrent測定ステップで測定した抵抗増加率ΔRcurrentと、ΔRxおよびΔCx推定ステップで推定した材料劣化後の抵抗増加率ΔRxとを比較する。
ΔCy算出ステップでは、ECU30は、比較ステップで比較した抵抗増加率がΔRx≧ΔRcurrentの関係を満たす場合、リチウムの過度な析出が生じていないと判断し、推定した材料劣化後の抵抗増加率ΔRxおよび容量劣化率ΔCxに基づき、リチウムの析出に起因する容量劣化率ΔCyを算出する。具体的には、図6に示すように、リチウムの過度な析出が生じていない条件下における材料劣化後の抵抗増加率ΔRxとトータル容量劣化率(ΔCx+ΔCy)との相関を示すデータを予め予備実験等により取得して第1マップ(Line1)の形でROMに記憶しておく。そして、この第1マップを参照して、推定した材料劣化後の抵抗増加率ΔRxに対応するトータル容量劣化率(ΔCx+ΔCy)を推定し、推定したトータル容量劣化率(ΔCx+ΔCy)から材料劣化後の容量劣化率ΔCxを差し引くことで、リチウムの析出に起因する容量劣化率ΔCyを算出する。
判定ステップでは、ECU30は、ΔCy算出ステップで算出した容量劣化率ΔCyの値がLi析出許容量ΔClimitを超えているか否かを判定し、容量劣化率ΔCyが許容量ΔClimitを超えている場合には、電池の使用を停止する。一方、容量劣化率ΔCyが許容量ΔClimitを超えていない場合は電池の使用を継続する。
10 リチウムイオン二次電池
20 負荷
30 ECU
Claims (1)
- 電荷担体を可逆的に吸蔵および放出可能な電極活物質を備える二次電池の電池制御システムであって、
前記二次電池の温度を検出する温度センサと、
前記二次電池に出入りする電流を検出する電流センサと、
前記二次電池の電圧を検出する電圧センサと、
前記電荷担体の析出に起因する容量劣化率ΔCyを算出する算出部と
を備え、
前記算出部は、
前記電流センサで検出された電流値と前記電圧センサで検出された電圧値とから該二次電池の抵抗増加率ΔRcurrentを測定するステップと、
前記温度センサによって検出された電池温度と各電池温度で保持された積算時間とを含む温度頻度分布情報に基づき、前記二次電池の材料摩耗による材料劣化後の抵抗増加率ΔRxおよび容量劣化率ΔCxを推定するステップと、
前記測定した抵抗増加率ΔRcurrentと前記推定した材料劣化後の抵抗増加率ΔRxとを比較するステップと、
前記比較した抵抗増加率がΔRx≧ΔRcurrentの関係を満たす場合、材料劣化後の抵抗増加率ΔRxとトータル容量劣化率(ΔCx+ΔCy)との相関を示す第1マップを用いて、前記推定した材料劣化後の抵抗増加率ΔRxおよび容量劣化率ΔCxから、前記電荷担体の析出に起因する容量劣化率ΔCyを算出するステップと、
前記比較した抵抗増加率がΔRx<ΔRcurrentの関係を満たす場合、前記電荷担体の過度な析出が生じていると判断し、材料劣化後の抵抗増加率ΔRxとトータル容量劣化率(ΔCx+ΔCy)との相関を示すマップであって前記第1マップとは特性が異なる第2マップを用いて、前記推定した材料劣化後の抵抗増加率ΔRxおよび容量劣化率ΔCxから、前記電荷担体の析出に起因する容量劣化率ΔCyを算出するステップと
を実行するように構成されている、電池制御システム。
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