二次电池的劣化状态推定方法和二次电池系统技术方案

本公开涉及二次电池的劣化状态推定方法和二次电池系统，第1步骤是如下步骤：通过进行电池的多次的电压和电流的FFT，按各频率计算电压和电流。第2步骤是如下步骤：针对按各频率计算出的电池的电流，判定第1条件和第2条件是否成立。第3步骤是如下步骤：在第1条件和第2条件中的至少一方不成立的情况下，计算各频率域的电池的阻抗成分，另一方面，在第1条件和第2条件均成立的情况下，不进行各频率域的电池的阻抗成分的计算。第1条件是低频率域(F1)中的电流大于基准值(REF1)这一条件。第2条件是频率域(F2)中的电流小于基准值(REF2)这一条件。

Deterioration State Estimation of Secondary Batteries and Secondary Battery System

The present disclosure relates to a deterioration state estimation method for secondary batteries and a secondary battery system. The first step is to calculate the voltage and current at various frequencies by performing FFT of multiple voltages and currents of batteries. The second step is to determine whether the first condition and the second condition are valid for the current of the battery calculated at each frequency. The third step is to calculate the impedance components of batteries in each frequency domain when at least one of the first and second conditions is not established. On the other hand, the impedance components of batteries in each frequency domain are not calculated when both the first and second conditions are established. The first condition is that the current in the low frequency domain (F1) is greater than the reference value (REF1). The second condition is that the current in the frequency domain (F2) is less than the reference value (REF2).

【技术实现步骤摘要】
二次电池的劣化状态推定方法和二次电池系统
本公开涉及二次电池的劣化状态推定方法和二次电池系统，更特定地，涉及用于推定搭载于车辆的二次电池的劣化状态的二次电池的劣化状态推定方法以及搭载在车辆中来使用的二次电池系统。
技术介绍
近年来，搭载有行驶用的二次电池的车辆在不断普及。搭载于这些车辆的二次电池会随着使用方法或使用环境或者随着时间经过而劣化，故而要求高精度地推定二次电池的劣化状态。因此，提出了基于二次电池的阻抗(内部电阻)来推定二次电池的劣化状态的方法。例如，根据日本特开2005-221487号公报公开的方法，在不具有周期性的各种波形的充放电电流在二次电池中流动的状态下，测定电流值和电压值。进而，对测定出的电流值和电压值进行傅立叶变换，根据傅立叶变换后的电流值和电压值，计算各频率的阻抗成分。
技术实现思路
本专利技术人注意到，在如上述那样对测定出的电流值进行傅立叶变换来求出各频率的电流值时，关于某频率域中的电流值，在预定的条件(后述)成立时，各频率的电流值的计算精度会下降。若各频率的电流值的计算精度下降，有可能无法再高精度地计算阻抗。其结果是，二次电池的劣化状态的推定精度有可能下降。本公开是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，在用于推定搭载于车辆的二次电池的劣化状态的劣化状态推定方法中，提高二次电池的劣化状态的推定精度。另外，本公开的另一目的在于，在构成为能够搭载于车辆的二次电池系统中，提高二次电池的劣化状态的推定精度。(1)根据本公开的一个方式的二次电池的劣化状态推定方法由控制装置对搭载于车辆的二次电池执行。二次电池的劣化状态推定方法包含第1～第5步骤。第1步骤为如下步骤：在预定期间多次取得二次电池的电压值和电流值并保存于存储器。第2步骤为如下步骤：通过对存储器中保存的二次电池的多次的电压值和电流值进行频率变换，按各频率计算出二次电池的电压值和电流值。第3步骤为如下步骤：针对按各频率计算出的二次电池的电流值，判定第1条件和第2条件是否成立。第4步骤为如下步骤：在第1条件和第2条件中的至少一方不成立的情况下，计算二次电池的各频率域的阻抗成分，另一方面，在第1条件和第2条件均成立的情况下，不进行二次电池的各频率域的阻抗成分的计算。第5步骤为如下步骤：使用计算出的各频率域的阻抗成分，推定与各频率域对应的劣化模式的二次电池的劣化状态。第1条件是第1频率域中的二次电池的电流值大于第1基准值这一条件。第2条件是比第1频率域高的第2频率域中的二次电池的电流值小于第2基准值这一条件。第2基准值小于第1基准值。详细情况将在后面记述，在第1条件和第2条件成立的情况下，相对较高的频率域(后述的频率域F2、F3)中的电流偏差容易变大。因此，根据上述(1)的方法，在各频率域的阻抗成分的计算中不使用第1电流条件和第2电流条件成立的情况下的数据(电压值和电流值)，而使用第1电流条件和第2电流条件中的至少一方不成立的情况下的数据来计算各频率域的阻抗成分。这样，在第1条件和第2条件成立而相对较高的频率域中的电流偏差容易变大的情况下的数据不用于阻抗成分的计算，由此，能够提高二次电池的劣化状态的推定精度。(2)二次电池的劣化状态推定方法还包含第6步骤和第7步骤。第6步骤是如下步骤：计算预定期间的二次电池的电流变化幅度、二次电池的温度变化幅度和二次电池的SOC变化幅度。第7步骤是如下步骤：根据二次电池的温度、电流或SOC，取得预定期间的按二次电池的各温度、各电流或各SOC确定的表示电流变化幅度的允许上限的允许电流变化幅度、表示温度变化幅度的允许上限的允许温度变化幅度以及表示SOC变化幅度的允许上限的允许SOC变化幅度。在电流变化幅度低于允许电流变化幅度这一电流条件、温度变化幅度低于允许温度变化幅度这一温度条件以及SOC变化幅度低于允许SOC变化幅度这一SOC条件均成立的情况下，执行计算二次电池的各频率域的阻抗成分的步骤(第4步骤)。根据上述(2)的方法，着眼于二次电池的阻抗具有电流依存性、温度依存性和SOC依存性这一点，在预定期间(后述的数据取得期间)中二次电池的电流、温度或SOC大幅变化的情况下，将在该使用期间中取得的数据(电压和电流)从频率变换(傅立叶变换)的对象中去除，不在阻抗计算中使用。在预定期间中二次电池的电流、温度和SOC均未大幅变化的情况下，计算出阻抗。由此，能够在二次电池的阻抗的计算结果中适当反映电流依存性、温度依存性和SOC依存性，因此，能够进一步提高二次电池的劣化状态的推定精度。(3)根据本公开的另一方面的二次电池系统被搭载在车辆中来使用。二次电池系统具有二次电池和构成为推定二次电池的劣化状态的控制装置。控制装置包含存储器。控制装置通过对在预定期间多次取得的二次电池的电压值和电流值进行频率变换，由此按各频率计算二次电池的电压值和电流值，并针对按各频率计算出的二次电池的电流值，判定第1条件和第2条件是否成立。控制装置在第1条件和第2条件中的至少一方不成立的情况下，计算二次电池的各频率域的阻抗成分，并使用各频率域的阻抗成分来推定与各频率域对应的劣化模式的二次电池的劣化状态。另一方面，控制装置在第1条件和第2条件均成立的情况下，不进行二次电池的各频率域的阻抗成分的计算。第1条件是第1频率域中的二次电池的电流值大于第1基准值这一条件。第2条件是比第1频率域高的第2频率域中的二次电池的电流值小于第2基准值小这一条件。第2基准值小于第1基准值。根据上述(3)的结构，与上述(1)的方法同样地，能够提高二次电池的劣化状态的推定精度。关于本专利技术的上述和其它目的、特征、方面和优点，通过与附图关联而理解的关于本专利技术的如下详细说明而变得清楚。附图说明图1是概略地示出搭载有实施方式1的二次电池系统的车辆的整体结构的图。图2是更详细地示出电池和监视单元的结构的图。图3是示出车辆行驶中的电池的电流、温度和SOC的时间变化的一例的图。图4是用于说明电池的阻抗成分的图。图5是用于说明电池的阻抗成分的频率依存性的图。图6是用于说明基于傅立叶变换进行的各频率域的阻抗成分的计算方法的概念图。图7是示出阻抗成分的计算结果的一例的图。图8是示出第1电流条件和第2电流条件成立的情况下的傅立叶变换后的电流成分的一例的图。图9是示出第1电流条件和第2电流条件不成立的情况下的傅立叶变换后的电流成分的一例的图。图10A是示出傅立叶变换对象的信号的一例的图(第1图)。图10B是示出傅立叶变换对象的信号的一例的图(第2图)。图11是示出实施方式1中的电池的劣化状态的判定方法的流程图。图12A是用于对比较例和实施方式1中的电阻成分的计算结果进行比较的图(第1图)。图12B是用于对比较例和实施方式1中的电阻成分的计算结果进行比较的图(第2图)。图13是示出数据取得期间中的数据的时间变化的一例的图。图14是示出实施方式2中的电池的劣化状态的判定方法的流程图。图15是示出映射MP的一例的图。具体实施方式以下，参照附图，对本公开的实施方式进行详细说明。此外，对图中相同或相当部分标注相同的标号，而不再重复该说明。[实施方式1]＜二次电池系统的结构＞图1是概略地示出搭载有实施方式1的二次电池系统的车辆的整体结构的图。参照图1，车辆1是混合动力车辆。但是，可搭载本公开的电池系统的车辆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次电池的劣化状态推定方法，是由控制装置对搭载于车辆的二次电池执行的劣化状态推定方法，包括：在预定期间多次取得所述二次电池的电压值和电流值并保存于存储器的步骤；通过对所述存储器中保存的所述多次的电压值和电流值的取得结果进行频率变换，按各频率计算所述二次电池的电压值和电流值的步骤；针对按各频率计算出的所述二次电池的电流值，判定第1条件和第2条件是否成立的步骤；在所述第1条件和所述第2条件中的至少一方不成立的情况下，根据频率变换后的电压值和电流值，计算所述二次电池的各频率域的阻抗成分，另一方面，在所述第1条件和所述第2条件均成立的情况下，不进行所述二次电池的各频率域的阻抗成分的计算的步骤；以及使用计算出的各频率域的阻抗成分，推定与各频率域对应的劣化模式的所述二次电池的劣化状态的步骤，所述第1条件是第1频率域中的所述二次电池的电流值大于第1基准值这一条件，所述第2条件是比所述第1频率域高的第2频率域中的所述二次电池的电流值小于第2基准值这一条件，所述第2基准值小于所述第1基准值。

【技术特征摘要】
2017.11.29 JP 2017-2290721.一种二次电池的劣化状态推定方法，是由控制装置对搭载于车辆的二次电池执行的劣化状态推定方法，包括：在预定期间多次取得所述二次电池的电压值和电流值并保存于存储器的步骤；通过对所述存储器中保存的所述多次的电压值和电流值的取得结果进行频率变换，按各频率计算所述二次电池的电压值和电流值的步骤；针对按各频率计算出的所述二次电池的电流值，判定第1条件和第2条件是否成立的步骤；在所述第1条件和所述第2条件中的至少一方不成立的情况下，根据频率变换后的电压值和电流值，计算所述二次电池的各频率域的阻抗成分，另一方面，在所述第1条件和所述第2条件均成立的情况下，不进行所述二次电池的各频率域的阻抗成分的计算的步骤；以及使用计算出的各频率域的阻抗成分，推定与各频率域对应的劣化模式的所述二次电池的劣化状态的步骤，所述第1条件是第1频率域中的所述二次电池的电流值大于第1基准值这一条件，所述第2条件是比所述第1频率域高的第2频率域中的所述二次电池的电流值小于第2基准值这一条件，所述第2基准值小于所述第1基准值。2.根据权利要求1所述的二次电池的劣化状态推定方法，还包括：计算所述预定期间中的所述二次电池的电流变化幅度、所述二次电池的温度变化幅度和所述二次电池的SOC变化幅度的步骤；和根据所述二次电池的温度、电流或SOC，取得所述预定期间中的按所述二次电池的各温度、各电流或各SOC确定的表示所述电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：副岛崇礼，浜口宽，金田亮，芳贺伸烈，
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