电池系统以及劣化判别方法技术方案

本发明专利技术对磨耗劣化以及高速劣化加以区别来判别二次电池的劣化状态。电池系统具有二次电池以及控制器。与负极电位相比，二次电池的电池电压易于受到正极电位的影响。控制器取得使充电状态降低后的二次电池中的电阻变化率与电流值的关系，基于所取得的关系来判别二次电池的劣化状态。这里，控制器使用第一相关关系以及第二相关关系来判别二次电池的劣化状态。在第一相关关系中，当只产生二次电池的磨耗引起的劣化(磨耗劣化)时，伴随着电流值的增加电阻变化率减少。在第二相关关系中，当只发生二次电池的内部中的盐浓度分布引起的劣化(高速劣化)时，伴随着电流值的增加电阻变化率增加。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术对磨耗劣化以及高速劣化加以区别来判别二次电池的劣化状态。电池系统具有二次电池以及控制器。与负极电位相比，二次电池的电池电压易于受到正极电位的影响。控制器取得使充电状态降低后的二次电池中的电阻变化率与电流值的关系，基于所取得的关系来判别二次电池的劣化状态。这里，控制器使用第一相关关系以及第二相关关系来判别二次电池的劣化状态。在第一相关关系中，当只产生二次电池的磨耗引起的劣化(磨耗劣化)时，伴随着电流值的增加电阻变化率减少。在第二相关关系中，当只发生二次电池的内部中的盐浓度分布引起的劣化(高速劣化)时，伴随着电流值的增加电阻变化率增加。【专利说明】
本专利技术涉及能够检测因盐浓度分布引起的劣化的。
技术介绍
专利文献1记载了一种在二次电池中，对在大电流区域产生的电池电阻的上升程 度进行推定的技术。具体而言，使用电池模型来根据电池电压推定电池电流，并基于推定出 的电池电流与测定出的电池电流来推定电池电阻的上升程度。 专利文献1:日本特开2010 - 060406号公报 在专利文献1所记载的技术中，由于使用电池模型，所以导致用于对电池电阻的 上升程度进行推定的处理变得复杂。这里，二次电池的劣化包括因二次电池的磨耗而产生 的劣化、和如专利文献1所记载那样在大电流区域产生的劣化。本申请的专利技术人发现当二 次电池处于特定的状态时，二次电池的内部电阻的变化在因磨耗引起的劣化与在大电流区 域产生的劣化中存在不同。
技术实现思路
本专利技术的电池系统具有二次电池以及控制器。与负极电位相比，二次电池的电池 电压易于受到正极电位的影响。控制器取得使充电状态降低后的二次电池中的电阻变化率 与电流值的关系，基于所取得的关系来判别二次电池的劣化状态。 这里，控制器使用第一相关关系以及第二相关关系来判别二次电池的劣化状态。 在第一相关关系中，当只发生二次电池的磨耗引起的劣化时，伴随着电流值的增加电阻变 化率减少。在第二相关关系中，当只发生二次电池的内部中的盐浓度分布引起的劣化时，伴 随着电流值的增加电阻变化率增加。 在与负极电位相比，电池电压易于受到正极电位的影响的二次电池中，电阻变化 率与电流值的关系（第一相关关系以及第二相关关系）在因磨耗引起的劣化和因盐浓度分 布引起的劣化中相互不同。因此，通过使用第一相关关系以及第二相关关系，能够判别因磨 耗引起的劣化、因盐浓度分布引起的劣化的发生状态。 在取得电阻变化率与电流值的关系时，可以预先将二次电池的充电状态设为比 50%低的状态。由此，可以使用第一相关关系以及第二相关关系来判别因磨耗引起的劣化、 因盐浓度分布引起的劣化的发生状态。 在只发生因磨耗引起的劣化时，所取得的关系成为按照第一相关关系的关系。另 一方面，在除了因磨耗引起的劣化之外还发生因盐浓度分布引起的劣化时，所取得的关系 偏离根据第一相关关系确定的电阻变化率与电流值的关系。因此，通过确认该偏离，能够判 别发生了因盐浓度分布引起的劣化这一情况。 在因盐浓度分布引起的劣化发展时，可以进行使盐浓度分布消除的处理。因盐浓 度分布引起的劣化能够通过进行特定的处理来消除。另一方面，因磨耗引起的劣化即使进 行特定的处理也无法消除。这里，在所取得的关系和根据第一相关关系确定的电阻变化率 与电流值的关系偏离了规定量以上时，可判别为因盐浓度分布引起的劣化正在发展。 在使充电状态上升后的二次电池中，随着劣化发展，电阻变化率从1开始上升。 因此，在使充电状态上升后的二次电池中，取得电阻变化率，在所取得的电阻变化率大于1 时，可判别为二次电池发生劣化。在判别为二次电池发生劣化时，可如上述那样判别因磨耗 引起的劣化、因盐浓度分布引起的劣化的发生状态。在使二次电池的充电状态上升时，可使 二次电池的充电状态为50%以上的状态。 作为二次电池，可使用相对于第一比率，第二比率所占据的比例比第三比率所占 据的比例高的二次电池。第一比率表示相对于容量的规定变化量的电池电压的变化量。第 二比率表示相对于容量的规定变化量的正极电位的变化量。第三比率表示相对于容量的规 定变化量的负极电位的变化量。 二次电池可搭载于车辆。由二次电池输出的电力可变换成使车辆行驶的动能。 本申请的第二专利技术是对与负极电位相比电池电压易于受到正极电位的影响的二 次电池的劣化状态进行判别的劣化判别方法。首先，取得使充电状态降低后的二次电池中 的电阻变化率与电流值的关系。然后，使用在本申请第一专利技术中说明的第一相关关系以及 第二相关关系，根据所取得的关系判别二次电池的劣化状态。在本申请第二专利技术中，能够获 得与本申请第一专利技术同样的效果。 【专利附图】【附图说明】 图1是二次电池的外观图。 图2是表示二次电池的内部构造的图。 图3是发电构件的展开图。 图4是发电构件的外观图。 图5是表示二次电池的电阻变化率与时间的平方根之间的关系的图。 图6是表示正极电位、负极电位以及电池电压的关系的图。 图7是对判别正极电位以及负极电位针对电池电压的影响的方法进行说明的图。 图8是表示材料不同的负极中的负极释放电位的图。 图9是对负极释放电位以及不可逆容量的关系进行说明的图。 图10是表示在低S0C区域中发生磨耗劣化时的电阻变化率以及电流值的关系的 图。 图11是表示在低S0C区域中发生高速劣化时的电阻变化率以及电流值的关系的 图。 图12是表示电池系统的构成的图。 图13是表示对高速劣化进行判别的处理的流程图。 图14是表示二次电池的电阻变化率以及电流值的关系的图。 【具体实施方式】 以下，对本专利技术的实施例进行说明。 实施例1 首先，对二次电池的构成进行说明。作为二次电池，例如可使用镍氢电池或锂离子 电池。二次电池例如可搭载于车辆，能够使用二次电池的输出来使车辆行驶。这里，为了满 足车辆的要求输出，可以将多个二次电池（单电池）串联连接来构成电池组。 图1是二次电池的外观图，图2是表示二次电池的内部构造的图。在图1以及图 2中，X轴、Y轴以及Z轴是相互正交的轴。X轴、Y轴以及Z轴的关系在其他附图（图4)中 也同样。 二次电池1具有电池壳体10、和被收容在电池壳体10的发电构件14。电池壳体 10例如可由金属形成，具有壳体主体l〇a以及盖10b。壳体主体10a具有用于装入发电构 件14的开口部，盖10b将壳体主体10a的开口部堵塞。由此，电池壳体10的内部成为密封 状态。盖l〇b以及壳体主体10a例如可通过焊接来进行固定。 正极端子11以及负极端子12被固定于盖10b。正极端子11经由正极极耳15a与 发电构件14连接，负极端子12经由负极极耳15b与发电构件14连接。另外，对盖10b设 有阀13。阀13被用于在电池壳体10的内部产生了气体时将气体排出到电池壳体10的外 部。具体而言，如果电池壳体10的内压伴随着气体的产生而达到阀13的工作压，则阀13 通过从关闭状态变化为打开状态，来将气体排出到电池壳体10的外部。 在图1以及图2中，表示了所谓的方形二次电池1，但并不限定于此。具体而言，也 可以使用所谓的圆筒型二次电池1。在方形二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池系统，其特征在于，具有：二次电池，与负极电位相比，其电池电压易于受到正极电位的影响；和控制器，其取得使充电状态降低后的所述二次电池中的电阻变化率与电流值的关系，基于所取得的所述关系来判别所述二次电池的劣化状态，在只发生所述二次电池的磨耗引起的劣化时，所述控制器使用所述电阻变化率随着所述电流值的增加而减少的第一相关关系来判别所述二次电池的劣化状态，在只发生所述二次电池的内部的盐浓度分布引起的劣化时，所述控制器使用所述电阻变化率随着所述电流值的增加而增加的第二相关关系来判别所述二次电池的劣化状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：金田亮，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP