电池控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术是一种电池控制装置，其包括电池模块和电池控制器，其中，所述电池控制器包括：存储器；和控制电路，其执行记录在所述存储器中的程序，来控制所述电池模块的电池的工作，所述存储器存储有电池数据，该电池数据包含直流电阻成分与充电状态的关系以及极化电阻成分与充电状态的关系，所述控制电路推算所述电池的劣化状态，并参照所述电池数据，基于推算出的电池的当前的劣化状态，提取直流电阻成分与充电状态的关系以及极化电阻成分与充电状态的关系，来控制所述电池。来控制所述电池。来控制所述电池。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池控制装置


[0001]本专利技术涉及面向移动体的蓄电装置、系统互连稳定化用蓄电装置、紧急用蓄电装置这样的内置有多个电池的电池控制装置。

技术介绍

[0002]为了发挥电池控制装置的性能，必须适当地确定电池的充电状态(SOC)、电池的劣化状态(SOH)、能够充放电的最大电流(允许电流值)等。电池控制装置为了计算最大电流，需要电池的开路电压(OCV)、内部电阻等电池的内部状态、参数。特别是，在面向始终流过不规则的电流的移动体、系统互联稳定化用蓄电装置中，不仅是带来在电池中流过电流的瞬间产生的电压变化的内部电阻(直流电阻)的影响大，带来持续流过电流的情况下的电压变化的内部电阻(极化电阻)的影响也很大。
[0003]直流电阻、极化电阻等参数根据电池的SOC和温度而变化。因此，电池控制器在各种SOC和温度下，作为直流电阻和极化电阻等参数成为怎样的值的数据表、或者其函数来保持。然后，电池控制器基于从单电池控制器发送来的信息来推算SOC，在此基础上，根据数据表或函数来确定参数的值。
[0004]然而，这些参数在电池的初始状态下被确定，所以如果电池劣化，则会从数据表或函数输出与实际值不同值的参数的值，无法正确地计算SOC、电池电压值、允许电流值等。
[0005]电池控制器为了校正电池的劣化造成的影响，根据电池的SOH确定电阻上升率，对电池的初始状态的直流电阻和极化电阻乘以电阻上升率来确定劣化后的直流电阻和极化电阻。在将多个单电池串联或并联连接而成的电池模块或电池组中，确定全部的单电池的SOH，使用劣化最严重的单电池的电阻上升率，计算电池模块或电池组的允许电流值。
[0006]提出了与电池的劣化相应地更新直流电阻成分和极化电阻成分的数据表。例如，在专利文献1中公开了一种用于劣化管理系统的学习型的算法，其保存有初始状态的直流电阻和扩散系数的数据表，另一方面，根据充放电中的电池电压波形的测量值和通过基于规定的电池模型的计算而确定的直流电阻和扩散系数的值，更新与测量出的SOC和温度对应的部位的数据表。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本特开2013
‑
44598号公报。

技术实现思路

[0010]专利技术要解决的问题
[0011]电池劣化的情况下的直流电阻和极化电阻并非在所有的SOC中一律上升，在某SOC中，伴随着电池的劣化，直流电阻或极化电阻有时会降低。电池的直流电阻和极化电阻源自构成电池的正极和负极的直流电阻和极化电阻。正极、负极的直流电阻或极化电阻具有对正极、负极各自的SOC的依赖性，电池的直流电阻或极化电阻的SOC依赖性由正极、负极的
SOC的对应关系确定。
[0012]另一方面，正极、负极的SOC的对应关系随着电池的劣化而变化。由此，电池的直流电阻或极化电阻的SOC依赖性发生变化，根据SOC的不同，直流电阻或极化电阻因劣化而降低。因此，如果与劣化最严重的单电池相应地确定允许电流值，则有时会脱离劣化不严重的单电池的允许电流，单电池的劣化被加速。
[0013]本专利技术的目的在于提供一种电池控制装置，即使多个劣化度不同的单电池串联连接，也能够对于全部的单电池防止电流和电压从规定范围脱离，抑制电池劣化。
[0014]用于解决问题的方法
[0015]为了实现上述目的，本专利技术是一种电池控制装置，其包括电池模块和电池控制器，其中，所述电池控制器包括：存储器；和控制电路，其执行记录在所述存储器中的程序，来控制所述电池模块的电池的工作，所述存储器存储有电池数据，该电池数据包含直流电阻成分与充电状态的关系以及极化电阻成分与充电状态的关系，所述控制电路推算所述电池的劣化状态，并参照所述电池数据，基于推算出的电池的当前的劣化状态，提取直流电阻成分与充电状态的关系以及极化电阻成分与充电状态的关系，来控制所述电池。
[0016]专利技术效果
[0017]本专利技术能够提供一种电池控制装置，即使多个劣化度不同的单电池串联连接，也能够对于全部的单电池防止电流和电压从规定范围脱离，抑制电池劣化。
附图说明
[0018]图1是用于电动车辆等的、本专利技术的实施方式的电池系统的硬件框图的一例。
[0019]图2是电池控制器的功能框图的一例。
[0020]图3A是表示对电池施加矩形波电流时的电池的电压行为的一例的曲线图，表示对电池施加的矩形波电流I。
[0021]图3B是表示对电池施加矩形波电流时的电池的电压行为的一例的曲线图，表示电池的电压V。
[0022]图4是表示电池的等效电路模型的一例的图。
[0023]图5是表示电池数据表的一例的图。
[0024]图6A是表示温度为25℃，电流为1C，SOH为100％，并且为83％时的电池的直流电阻R0的SOC依赖性的曲线图。
[0025]图6B是表示温度为25℃，电流为1C，SOH为100％，并且为83％时的电池的极化电阻Rp的SOC依赖的曲线图。(A)(B)是表示多个SOH中的电池的直流电阻R0和极化电阻Rp的SOC依赖性的曲线图。
具体实施方式
[0026]参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。图1是用于电动车辆等的电池系统100的硬件框图的一例。电池系统100包括电池控制装置1、逆变器2、电动机等负载3、上级控制器4。
[0027]电池控制装置1的输出电压是根据电池的剩余容量、输出电流等而变动的直流电压，所以有时不适合向负载3直接供给电力。因此，通过逆变器2将电池控制装置1的输出电
压转换为三相交流后供给到负载3。
[0028]上级控制器4控制电池控制装置1和逆变器2。在向负载3供给直流电压、其他的多相交流、单相交流的情况下，电池控制装置1也是同样构成的。
[0029]在负载3输出电力的情况下，通过将逆变器2设为双向逆变器，能够将负载3输出的电力储存于电池控制装置1内的电池模块11。通过与逆变器2并联地连接充电系统，能够根据需要对电池模块11进行充电。
[0030]电池控制装置1将充电率(SOC)和劣化率(SOH)、能够流过电池的最大充放电电流(允许电流值)、电池温度、电池异常的有无等作为与对逆变器2、负载3的控制有用的电池的状态有关的信息发送到上级控制器4。上级控制器4基于这些信息进行能量管理、异常检测等。上级控制器4在判断为应将电池控制装置1从逆变器2或负载3断开的情况下，对电池控制装置1发送切断指示。
[0031]电池控制装置1包括：电池模块11；执行监视、推算电池的状态等的控制的电池控制器12；使电池控制装置1的输出断续的继电器13；测量流过电池模块11的电流的电流传感器14；测量电池模块11的电压的电压传感器15；测量电池控制装置1与地线之间的绝缘电阻的漏电传感器16；测量电池温度的温度传感器17；和根据电池控制装置1的输出电压而导通断开的断路器18。电池控制装置1包括经由断路器18串联连接的多个(2个)电池模块11。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种包括电池模块和电池控制器的电池控制装置，其特征在于，所述电池控制器包括：存储器；和控制电路，其执行记录在所述存储器中的程序，来控制所述电池模块的电池的工作，所述存储器存储有电池数据，该电池数据包含直流电阻成分与充电状态的关系以及极化电阻成分与充电状态的关系，所述控制电路，推算所述电池的劣化状态，参照所述电池数据，基于推算出的电池的当前的劣化状态，提取直流电阻成分与充电状态的关系以及极化电阻成分与充电状态的关系，来控制所述电池。2.如权利要求1所述的电池控制装置，其特征在于，包括：测量所述电池模块的电流(I)的电流传感器；测量该电池模块的电压(V)的电压传感器；和测量该电池模块的电池的温度(T)的温度传感器，所述控制电路基于电流(I)、电压(V)和温度(T)来计算所述电池的容量的减少率，从而推算该电池的劣化状态。3.如权利要求2所述的电池控制装置，其特征在于：所述控制电路基于电流(I)、电压(V)、温度(T)和所述电池的等效电路模型来推算该电池的充电状态。4.如权利要求3所述的电池控制装置，其特征在于：所述存储器，作为所述电池数据包含电池数据表，该电池数据表的项目包含电池容量减少率(SOH)、电池温度(T)、电池充电率(SOC)、电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：本藏耕平，坂部启，
申请(专利权)人：日本汽车能源株式会社，
类型：发明
国别省市：