电池系统技术方案

在电池系统中，电池模块包括多个电池单体。管理部管理电池模块的充放电和电池模块内的温度。管理部根据电池模块内的所测定的温度来估计电池模块内的电池单体的内部的最高温度，控制电池模块的充放电电流以及/或者电池模块的冷却以使在电池模块的充放电中估计出的最高温度不会超过上限温度。的最高温度不会超过上限温度。的最高温度不会超过上限温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池系统


[0001]本专利技术涉及具备包括多个电池单体的电池模块的电池系统。

技术介绍

[0002]近年来，混合动力车(HV)、插电混合动力车(PHV)、电动汽车(EV)在不断普及。在这些电动车辆中，作为关键器件而搭载二次电池。作为车载用的二次电池，主要是镍氢电池以及锂离子电池在普及。今后预想能量密度高的锂离子电池的普及加速。
[0003]二次电池的劣化能在保存劣化和循环劣化的和上近似。这当中，保存劣化依赖于SOC(State Of Charge，充电状态)和温度。循环劣化依赖于使用的SOC范围、温度、电流变化率。不管保存劣化还是循环劣化，都是温度越高则劣化越易于进展。
[0004]为此谋求抑制二次电池的温度上升。例如提出：在充放电控制电路的测定温度比电池组的表面最高温度高时减小电流的方法(例如参考专利文献1)；测量模块的外壁温度，根据一维解析来估计核心温度的方法(例如参考专利文献2)。
[0005]另外，例如提出如下方法：在镍氢电池中，以根据电池的测定温度估计的点火器关闭后的电池的发热量和氧吸收反应持续期间为基础来估计电池的温度上升，在温度上升大时，在点火器关闭后还用电动冷却风扇对电池进行冷却(例如参考专利文献3)。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：JP特开2012-080598号公报
[0009]专利文献2：JP特开2014-531711号公报
[0010]专利文献3：JP特开2016-173957号公报r/>
技术实现思路

[0011]专利技术要解决的课题
[0012]在通常的电池系统中，为了抑制劣化，测定电池单体的表面温度，进行电流限制、充放电停止、冷却等控制，使得测定温度不会超过上限温度。但根据电池的结构、使用方法，有时与电池单体的表面温度相比，电池单体内部的电极体的温度更大幅提高。例如在流过大电流时，由于焦耳热而电池单体内的电极体的温度较大上升。
[0013]另外，在通常的电池系统的冷却系统中，由于仅能冷却电池模块的一部分(例如底面)，因此在充放电中的电池模块产生温度不均匀。单个电池单体内也同样产生温度不均匀。
[0014]为此，电池模块中所含的电池单体由于存在与测定的温度相比大幅变高的部位无法进行合适的温度管理而劣化得以进展。
[0015]本专利技术鉴于这样的状况而提出，其目的在于，提供抑制电池模块中所含的电池单体的劣化的技术。
[0016]用于解决课题的手段
[0017]为了解决上述课题，本专利技术的某方案的电池系统具备：包括多个电池单体的电池模块；和管理所述电池模块的充放电和所述电池模块内的温度的管理部。所述管理部根据所述电池模块内的所测定的温度来估计所述电池模块内的电池单体的内部的最高温度，控制所述电池模块的充放电电流以及/或者所述电池模块的冷却，以使得在所述电池模块的充放电中所述估计出的最高温度不会超过上限温度。
[0018]另外，本专利技术的某方案的电池系统具备：包括多个电池单体的电池模块；和管理所述电池模块的充放电和所述电池模块内的温度的管理部。所述管理部根据所述电池模块内的所测定的温度来估计所述电池模块内的电池单体的内部的最高温度，在所述电池模块的充放电的结束后，所述估计出的最高温度超过上限温度的情况下，将所述电池模块冷却，直到估计出的最高温度成为所述上限温度以下为止。
[0019]专利技术的效果
[0020]根据本专利技术，能抑制电池模块中所含的电池单体的劣化。
附图说明
[0021]图1是用于说明本专利技术的实施方式所涉及的电池系统的图。
[0022]图2是用于说明搭载了本专利技术的实施方式所涉及的电池系统的电动车辆的图。
[0023]图3的(a)、(b)是示意地表示包括多个方型电池单体的电池模块的立体图。
[0024]图4的(a)、(b)是示意地表示包括多个圆筒型电池单体的电池模块的立体图。
[0025]图5是表示图4的(a)、(b)所示的1个圆筒型电池单体的温度分布的图。
[0026]图6是表示规定了电池单体的表面的测定点温度、电池模块内的环境温度以及冷却液温度、与电池模块内的最高温度的关系的表格的图。
[0027]图7是示出表示图6所示的表格的一部分的温度映射的具体例的图。
[0028]图8是表示控制部的电池模块的温度控制例1的流程图。
[0029]图9是表示控制部的电池模块的温度控制例2的流程图。
[0030]图10的(a)、(b)分别是表示现有技术和本专利技术中的执行使得测定点温度Tc不会超过上限温度的温度控制的情况下的测定点温度和最高温度的推移的具体的图像的图。
[0031]图11是表示规定电池单体的表面的测定点温度、电池模块内的环境温度、冷却液温度、冷却液的流量以及流过电池模块的电流、与电池模块内的最高温度的关系的表格的图。
[0032]图12是表示控制部的电池模块的温度控制例3的流程图。
[0033]图13是表示控制部的电池模块的温度控制例4的流程图。
[0034]图14的(a)、(b)分别是表示现有技术和本专利技术中的电池模块11的充放电结束前后的测定点温度和最高温度的推移的具体的图像的图。
具体实施方式
[0035]图1是用于说明本专利技术的实施方式所涉及的电池系统10的图。电池系统10在1个电池组内构成，包括电池模块11和管理部12。在图1中仅描绘1个电池模块11，但通常1个电池组内将多个电池模块11串联连接/串并联连接而构成。通过将多个电池模块11串联连接能进行高电压化，通过将多个电池模块11并联连接能进行大容量化。
[0036]在本实施方式中，为了冷却电池系统10而与液冷式的冷却系统20进行协作。冷却系统20包括电动泵21、管理部22。将电动泵21与电池系统10间用注入管5a和排出管5b连接。电动泵21包括电动机，使注入管5a以及排出管5b循环冷却液(例如水、致冷液)。冷却系统20具有未图示的散热风扇等散热器，将经由排出管5b返回的冷却液冷却。另外，也可以通过来自电动风扇或空调机的冷却风将该冷却液冷却。
[0037]电池系统10的管理部12主要管理电池模块11的充放电和电池模块11内的温度。冷却系统20的管理部22管理电动泵21的工作/停止和从电动泵21送出的冷却液的流量。送出的冷却液的流量能通过电动泵21中所含的电动机的转速来控制。另外，在搭载了电动风扇或空调机的情况下，还能通过控制电动风扇的转速或空调机的设定温度来控制冷却液的温度。
[0038]将电池系统10的管理部12和冷却系统20的管理部22用通信线连接。例如在电池系统10和冷却系统20搭载于车辆的情况下，将电池系统10的管理部12与冷却系统20的管理部22间用车载网络(例如CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)、LIN(Local Interconnect Network，局域互联网络))连接。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电池系统，具备：电池模块，包括多个电池单体；和管理部，管理所述电池模块的充放电和所述电池模块内的温度，所述管理部根据所述电池模块内的所测定的温度来估计所述电池模块内的电池单体的内部的最高温度，控制所述电池模块的充放电电流以及/或者所述电池模块的冷却以使得在所述电池模块的充放电中所述估计出的最高温度不会超过上限温度。2.一种电池系统，具备：电池模块，包括多个电池单体；和管理部，管理所述电池模块的充放电和所述电池模块内的温度，所述管理部根据所述电池模块内的所测定的温度来估计所述电池模块内的电池单体的内部的最高温度，在所述电池模块的充放电结束后，在所述估计出的最高温度超过上限温度的情况下，冷却所述电池模块直到估计出的最高温度成为所述上限温度以下为止。3.根据权利要求1或2所述的电池系统，其中，所述电池系统还具备：冷却构件，冷却液经过内部，将所述电池模块内的多个电池单体的一部分冷却；第1温度传感器，设置于所述多个电池单体的任一个电池单体的表面；第2温度传感器，测定所述电池模块内或包括所述电池模块的电池组内的环境温度；和第3温度传感器，测定所述冷却液的温度，所述管理部保持预先作成的表格或函数，使用该表格或该函数来估计所述最高温度，其中所述表格或所述函数规定了包括所述电池单体的表面的测定温度、所述电池模块内/所述电池组内的环境温度以及所述冷却液的温度在内的多个条件、与所述最高温度的关系。4.根据权利要求3所述的电池系统，其中，所述电池系统还具备：电流传感器，测定在所述电池模块流动的电流，所述管理部保持预先作成的表格或函数，使用该表格或...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤川洋史，汤浅真一，加贺义人，内藤圭亮，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：