CN102598393A - 非水电解液型锂离子二次电池系统、判定该系统中的锂析出的方法以及设置有该系统的车辆 - Google Patents

非水电解液型锂离子二次电池系统、判定该系统中的锂析出的方法以及设置有该系统的车辆 Download PDF

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Abstract

一种电池系统包括：放电量获取部，其获取从电池的判定开始电压直到预定的判定结束电压时的放电量(判定区间放电量)；内阻获取部，其获取所述电池的内阻值；关联图，在该关联中，针对电池的与时间相关的劣化的每个程度存储电池的内阻值信息和判定区间放电量信息的组合，该电池是与判定目标相同类型的电池并且其中尚未发生锂析出；以及析出判定部，通过利用所述关联图变换在对目标电池的判定期间的判定区间放电量和在对目标电池的判定期间的内阻值中的至少一者而在相同尺度上将所述判定区间放电量和所述内阻值相对比，所述析出判定部判定目标电池中的锂析出的程度。

Description

非水电解液型锂离子二次电池系统、判定该系统中的锂析出的方法以及设置有该系统的车辆
技术领域
本发明涉及非水电解液型(nonaqueous electrolyte solution type)锂离子二次电池系统，在该系统中，判定在非水电解液型锂离子二次电池中锂析出的程度。更具体地，本发明涉及不使目标电池解体而基于测量的数据进行锂析出的判定的非水电解液型锂离子二次电池系统、判定该系统中的锂析出的方法以及设置有该系统的车辆。
背景技术
在车辆等中使用的非水电解液型锂离子二次电池中，在电池使用时可能在其内部发生金属锂的析出(deposition)(以下也称为“锂析出”)。如果照样继续使用处于这种状态的电池，该电池将负面地影响系统本来的性能。因此，需要把握非水电解液型锂离子二次电池中的锂析出的程度。
因此，日本专利申请公开2009-63555(JP-A-2009-63555)描述了尝试判定是否存在锂析出的相关技术。该技术计算在行驶模式下电池的蓄电容量，然后通过将计算出的蓄电容量与过去的蓄电容量相比较而能够判定是否存在锂析出。即，当存在锂析出时，蓄电容量低于不存在锂析出时的蓄电容量，所以通过判定蓄电容量是否降低来进行是否存在锂析出的判定。
然而，除了锂析出之外，随时间的劣化也导致蓄电容量的降低。通过JP-A-2009-63555中描述的技术，难以清楚地在它们之间进行区分。因此，锂析出的判定精确度相对较低。
发明内容
因此，本发明提供能够精确地判定劣化已发展(progress)的非水电解液型锂离子二次电池中的锂析出的程度的非水电解液型锂离子二次电池系统、判定该系统中的锂析出的方法以及设置有该系统的车辆。
本发明的第一方面涉及一种非水电解液型锂离子二次电池系统，其包括放电量获取部、内阻获取部、关联图(correlation map)以及析出判定部。所述放电量获取部获取判定区间放电量，所述判定区间放电量为当非水电解液型锂离子二次电池从预定的判定开始电压放电直到预定的判定结束电压时的放电量。所述内阻获取部获取所述非水电解液型锂离子二次电池的内阻值。所述关联图是这样的图，在该图中，针对尚未发生锂析出的这样的电池的与时间相关的(age-related)劣化的每个程度存储电池的内阻值信息和判定区间放电量信息的组合，该电池是尚未发生锂析出并且与目标电池类型相同的电池，所述目标电池是要对其作出判定的所述非水电解液型锂离子二次电池。通过利用所述关联图变换在判定所述目标电池中的锂析出的程度时由所述放电量获取部获取的所述判定区间放电量和在判定所述目标电池中的锂析出的程度时由所述内阻获取部获取的所述内阻值中的至少一者而在相同尺度上将所述判定区间放电量与所述内阻值相对比，所述析出判定部判定所述目标电池中的锂析出的程度。
根据上述结构，通过使用关联图对比在对目标电池的判定时的内阻值和判定区间放电量的信息，判定目标电池中的锂析出的程度。该关联图绘制出这样的电池的内阻值和判定区间放电量的信息的组合，该电池是与要对其作出判定的电池相同类型的电池并且其劣化原因仅仅为经时变化(aging)而没有锂析出。由此，可通过参照该关联图而推定没有锂析出的目标电池的状态。此外，如果劣化超过了推定的状态，则可推定该劣化是由于锂析出。因此，可以通过变换所获取的判定区间放电量和内阻值中的至少一者并在相同尺度上对比它们而判定锂析出的尺度。结果，可精确地判定劣化已发展的非水电解液型锂离子二次电池中的锂析出的程度。
本发明的第二方面涉及一种设置有非水电解液型锂离子二次电池系统的车辆，所述非水电解液型锂离子二次电池系统包括：放电量获取部，其获取判定区间放电量，所述判定区间放电量为当非水电解液型锂离子二次电池从预定判定开始电压放电直到预定判定结束电压时的放电量；内阻获取部，其获取所述非水电解液型锂离子二次电池的内阻值；关联图，在该关联图中，针对尚未发生锂析出的这样的电池的与时间相关的劣化的每个程度存储电池的内阻值信息和判定区间放电量信息的组合，该电池是尚未发生锂析出并且与目标电池类型相同的电池，所述目标电池是要对其作出判定的所述非水电解液型锂离子二次电池；以及析出判定部，通过利用所述关联图变换在判定所述目标电池中的锂析出的程度时由所述放电量获取部获取的所述判定区间放电量和在判定所述目标电池中的锂析出的程度时由所述内阻获取部获取的所述内阻值中的至少一者而在相同尺度上将所述判定区间放电量与所述内阻值相对比，所述析出判定部判定所述目标电池中的锂析出的程度。
此外，在根据第一方面的非水电解液型锂离子二次电池系统和根据第二方面的车辆中，所述内阻获取部从在进行放电以通过所述放电量获取部获取放电量时的电流值和电压值获取所述内阻值。由此，可以免除仅为了获取内阻值而进行充电和放电的需要。
此外，根据第一方面的非水电解液型锂离子二次电池系统和根据第二方面的车辆中所设置的非水电解液型锂离子二次电池系统还可包括：新品时放电量(discharge-amount-when-new)获取部，其获取在所述目标电池为新品时的所述判定区间放电量。此外，基于作为由所述新品时放电量获取部获取的判定区间放电量的新品时判定区间放电量，所述析出判定部校正所述关联图、在对所述目标电池的判定期间的所述判定区间放电量以及在对所述目标电池的判定期间的所述内阻值中的一者，以判定目标电池中的锂析出的程度。由此，可基于目标电池为新品时的性能而作出判定，从而即使在相同类型的电池为新品时的性能中存在一些偏差，对目标电池的判定也是精确的。
此外，在根据第一方面的非水电解液型锂离子二次电池系统和根据第二方面的车辆中，可以将这样的减少的放电量用作所述关联图中的所述判定区间放电量的信息，该减少的放电量是所述新品时判定区间放电量与所述判定区间放电量之间的差值；且，所述析出判定部可以根据这样的增加或减少量而判定所述目标电池中的锂析出的程度，该增加或减少量是在判定所述目标电池中的锂析出的程度时的所述减少的放电量与基于在判定所述目标电池中的锂析出的程度时的所述内阻值而从所述关联图读出的所述判定区间放电量的信息之间的差值。此外，所述析出判定部可以在所述增加或减少量大时判定锂析出的程度大，且在所述增加或减少量小时判定锂析出的程度小。由此，从电池为新品时起判定区间放电量的仅由与时间相关的劣化引起的减少量与内阻值匹配并被存储在关联图中。因此，基于在目标电池的判定期间的内阻而从关联图获取减少的放电量，然后将该减少的放电量与在判定期间的减少的放电量相比较。结果，不管电池为新品时判定区间放电量的大小如何，都可在相同尺度上将判定区间放电量和内阻值相对比。
根据第一方面的非水电解液型锂离子二次电池系统和根据第二方面的车辆中设置的非水电解液型锂离子二次电池系统还可包括：关联图存储部，在其中存储所述关联图。
在根据第一方面的非水电解液型锂离子二次电池系统和根据第二方面的车辆中，所述目标电池可以为这样的非水电解液型锂离子二次电池，在该非水电解液型锂离子二次电池中，通过所述放电量获取部获取所述判定区间放电量，且通过所述内阻获取部获取所述内阻值。
此外，根据第二方面的车辆还可设置有：电压和电流获取部，其测量在所述车辆正在行驶时所述非水电解液型锂离子二次电池的电压值和电流值的对，并存储所获取的组(set)。此外，当两个或更多个所述组被存储于所述电压和电流获取部中时，所述内阻获取部基于在所述电压和电流获取部中存储的所述组而获取所述内阻值，且在任何其他情况下，通过在所述车辆并非正在行驶时对所述非水电解液型锂离子二次电池进行充电和放电而获取电压和电流值的多个组，并基于这些值获取所述内阻值。该结构使得可以最小化仅用于诊断的充电和放电，并且精确地判定锂析出的程度。
此外，本发明的第三方面涉及一种用于判定在非水电解液型锂离子二次电池系统中的锂析出的方法。该方法包括：准备关联图，在该关联图中，针对尚未发生锂析出的这样的电池的与时间相关的劣化的每个程度存储电池的内阻值信息和判定区间放电量信息的组合，该电池是尚未发生锂析出并且与目标电池类型相同的电池；对所述目标电池获取在判定锂析出的程度时的判定区间放电量和内阻值；以及通过利用所述关联图变换所获取的判定区间放电量和所获取的内阻值中的至少一者而在相同尺度上将所获取的判定区间放电量与所获取的内阻值相对比，判定所述目标电池中的锂析出的程度。
在根据该方面的锂析出的判定方法中，所述目标电池可以是非水电解液型锂离子二次电池。
根据本发明的非水电解液型锂离子二次电池系统、判定该系统中的锂析出的方法、以及设置有该系统的车辆，可以精确地判定在劣化已发展的非水电解液型锂离子二次电池中的锂析出的程度。
附图说明
从参照附图对示例性实施例的以下描述，本发明的以上和其他目的、特点和优点将变得清楚，其中相似标号用于表示相似要素，且其中：
图1是根据本发明的示例性实施例的电池系统的框图；
图2是内阻值与放电量之间的关系的曲线图；
图3是在对电池放电时的放电量与电压值之间的关系的曲线图；
图4是关联图的实例的曲线图；
图5是关联图的另一使用方式的实例的曲线图；
图6是关联图的另一使用方式的另一实例的曲线图；
图7是设置有电池的车辆的图；以及
图8是在车辆中设置的电池的电流值与电压值之间的关系的曲线图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。该示例性实施例是用于判定在设置有非水电解液型锂离子二次电池(以下简称为“电池”)的非水电解液型锂离子二次电池系统(以下简称为“电池系统”)中的锂析出的程度的技术。
图1是根据该示例性实施例的电池系统10的视图。图1中的电池系统10被连接至要对其作出判定的电池21(即，判定目标)，并且在不对电池21解体的情况下判定电池21中的锂析出的程度。因此，该示例性实施例中的电池系统10能够在控制电压值和电流值的同时对所连接的电池21放电。
在该示例性实施例中，电池21被放电，直到其电压从预定的诊断开始电压Vs到达预定的诊断结束电压Ve，并通过对该时间期间的电流值进行积分而获得放电量Q。已知该放电量Q由于电池21的劣化而减少。此外，表示电池21的状态的另一指标是内阻值R。已知内阻值R也由于劣化而变化。随着电池21的劣化，内阻值R逐渐增大。
与时间相关的劣化和锂析出是电池21的劣化的两个主要原因。与时间相关的劣化是由于电池21在没有被使用的情况下经时变化而发生的劣化。然而，与时间相关的劣化发展的程度根据使用情况而不同。该与时间相关的劣化随着放电量Q的减少和内阻值R的增大而发展，如图2所示。另一方面，如果以适当方式连续使用电池21，则由锂析出引起的劣化基本不发生。
本发明的发明人发现已发生锂析出的电池21的放电量Q的减少量接近于由与时间相关的劣化引起的减少量和由锂析出引起的减少量的总和。即，可以通过从从给定的基准时刻起放电量Q的减少量减去仅由在该时段的与时间相关的劣化引起的减少量而确定锂析出的程度。一方面，内阻值R的增加程度几乎不受锂析出的存在与否的影响。因此，仅由与时间相关的劣化引起的放电量Q的减少量能够从内阻值R的值来估计。因此，可通过基于内阻值R的值推定仅由与时间相关的劣化引起的放电量Q的减少量并随后从总减少量减去该减少量来确定锂析出的程度。
该示例性实施例的电池系统10包括电压控制部11、放电量获取部12、内阻获取部13、关联图存储部14、析出判定部15以及新品时放电量获取部16，如图1所示。此外，在关联图存储部14中存储关联图17。在该示例性实施例的电池系统10中，在关联图存储部14中存储通过对每种类型的电池21进行测试而预先准备的关联图17。
在图1的电池系统10中，电压控制部11获取所连接的电池21的电压值，并控制放电的开始和停止等。该示例性实施例中，电压控制部11将电池21从预定的诊断开始电压Vs放电直到预定的诊断结束电压Ve，以对电池21作出判断。在控制电流值的同时进行用于该诊断的放电，从而其是几乎恒定值的低电流(例如，约1至10A，更优选地，约5A)。另外，对诊断开始电压Vs和诊断结束电压Ve没有特别限定。例如，诊断开始电压Vs可设为与约60％的SOC(充电状态)对应的电压，诊断结束电压Ve可设为与约20至30％的SOC对应的电压。
此外，放电量获取部12根据电压控制部11的控制，在电池21从诊断开始电压Vs放电至诊断结束电压Ve的期间对从电池21放电的电流的电流值进行时间积分来获取放电量Q。该放电量Q是判定区间放电量。由该示例性实施例中的放电量获取部12获取的放电量Q具有例如图3所示的趋势。图3中，纵轴表示电池21的电压值，横轴表示直到该时间的放电量。如图中所示，所获取的放电量Q根据电池21的状态而不同。
此外，内阻获取部13获取判定时的电池21的内阻值R。内阻值R从包括当对电池21进行充放电时的电压值和电流值的值组来获取。例如，在如上所述为了获取放电量Q而对电池21放电期间，可获取多个值组(每个组包括电压值和电流值)，并且可由这些值组计算内阻值R。
在关联图存储部14中存储关联图17，如图1所示。稍后将描述该关联图17。此外，析出判定部15使用由放电量获取部12获取的放电量Q、由内阻获取部13获取的内阻值R以及关联图17来判定锂析出的程度。稍后也将描述该判定的方法。
另外，在如图3所示比较放电量Q时，基准时刻可以是在电池21为新品时，因为此时肯定尚未发生锂析出。因此，在该示例性实施例中，设置新品时放电量获取部16，其获取新品时的电池21的放电量(以下该放电量将称为“新品时放电量Qn”)，用作放电量Q的基准值。该新品时放电量Qn对应于新品时的判定区间放电量。
如图3所示，由放电量获取部12获取的放电量Q根据电池21的状态而不同。当电池21为新品时，通过在给定(即相同)的电压区间中的放电而获取最大新品时放电量Qn，如该图中的粗实线L1所示。此外，该图中的虚线L2示出仅与时间相关的劣化发展且尚未发生锂析出的电池(以下称为“经时劣化的电池21r”)的实例。以下，该经时劣化的电池21r的放电量将称为与时间相关的放电量Qr。
此外，虚线L3示出假设仅由于锂析出而劣化的电池的情况的实例QL。因为与时间相关的劣化不可避免，因此，不发生与时间相关的劣化的情况是不可能的，这样的情况实际上是不可能的。这两个实例的放电量Qr和QL都小于新品时放电量Qn。
此外，当与时间相关的劣化和由锂析出引起的劣化都发展得相当大时，放电量变为比由虚线L2和L3指示的放电量更小的放电量QM，如图3的中的实线L4所示。在这样的情况下，在新品时放电量Qn与放电量QM之间的差是由与时间相关的劣化引起的部分和由锂析出引起的部分的总和。另外，由平均使用引起的电池21的判定时的放电量Q小于新品时放电量Qn，并且等于或稍小于相同时间(the same age)的与时间相关的放电量Qr，如该图中的实例所示。
在该示例性实施例中，放电量获取部12获取放电量Q以及在由新品时放电量获取部16获取的新品时放电量Qn与判定时的电池21的放电量Q之间的差。该差指示出由于使用和经时变化而使电池21的放电量减少的程度。下面，该差(即，放电量Q的减少量)将称为减少的放电量ΔQ(见图3)。通过下式获取该减少的放电量ΔQ。
ΔQ＝Qn-Q    (式1)
另一方面，由与时间相关的劣化引起的放电减少量ΔQ的量是与电池21相同时间的经时劣化的电池21r的放电量，因此是与时间相关的放电量Qr。新品时放电量Qn和与时间相关的放电量Qr之间的差是图3中所示的经时减少的(age-decreased)放电量ΔQr。通过下式表示该经时减少的放电量ΔQr。
ΔQr＝Qn-Qr  (式2)
式1中获得的减少的放电量ΔQ减去式2中获得的经时减少的放电量ΔQr的差是由锂析出引起的放电量的减少量(以下称为“因析出减少的(“deposition-decreased”)放电量ΔQc”)。如图3所示，减少的放电量ΔQ和经时减少的放电量ΔQr之间的差是因析出减少的放电量ΔQc，并通过下式表示。
ΔQc＝ΔQ-ΔQr  (式3)
其中，经时减少的放电量ΔQr根据内阻值R而变化，如图2所示。当电池为新品时，如该图中的左上部所示，放电量为新品时放电量Qn，内阻值为Rn。随着与时间相关的劣化发展，内阻值R增大并且放电量Q减少。新品时放电量Qn和与内阻值R对应的与时间相关的放电量Qr之间的差为经时减少的放电量ΔQr。因此，经时减少的放电量ΔQr可从内阻值R和图2中的曲线图获取。
即，在内阻值R和经时减少的放电量ΔQr之间存在固定的关联关系，如图4所示。当电池21为新品时，内阻值R为Rn，且内阻值R和经时减少的放电量ΔQr二者都由于与时间相关的劣化而上升。关联图17绘制出该关系。另外，图4中的曲线图的形状与图2中的曲线图的形状垂直反转，这从式3明显可见。
该示例性实施例中的关联图17绘制出对于与电池21相同类型的电池的内阻值R和经时减少的放电量ΔQr之间的关系。在该示例性实施例中，通过预先测试等准备关联图17，并且该关联图17被存储于关联图存储部14中。该示例性实施例中的析出判定部15参照该关联图17，以获取与由内阻获取部13获取的内阻值R对应的经时减少的放电量ΔQr。
此外，该示例性实施例中的析出判定部15通过取得在由放电量获取部12获取的减少的放电量ΔQ和从关联图17获取的经时减少的放电量ΔQr之间的差而获取因析出减少的放电量ΔQc，如式3。析出判定部15基于该因析出减少的放电量ΔQc的大小而判定锂析出的程度。即，析出判定部15在该值大时判定锂析出的程度大，在该值小时判定锂析出的程度小。
另外，在析出判定部15判定锂析出的量大于基准值(例如预定的阈值)时，推定锂析出已发展到不可接受的水平。可在显示装置等上通过消息或警报来提示用户，以例如更换电池21，从而将不再继续使用处于该状态的电池21。
根据以下四个步骤作出图1中的电池系统10的判定，这些步骤为：步骤1.测量放电量Q；步骤2.获取减少的放电量ΔQ；步骤3.获取内阻值R；以及步骤4.判定锂析出的程度。下面将按顺序描述这些步骤。
在测量放电量Q的第一步骤(即，步骤1)中，电池21从诊断开始电压Vs放电直到诊断结束电压Ve，并且获取在该时间期间的累积放电量Q。为实现这一点，电压控制部11首先获取电池21的当前电压值Vo，并对电池21进行放电或充电，直到电压值Vo达到诊断开始电压Vs。另外，实现该放电或充电的结构也可包含在电池系统10中。或者，可与电池系统10分离地提供能够对电池21进行充电和放电的装置。
当电池21的电压值Vo达到诊断开始电压Vs时，电压控制部11在将电流值I控制为相对低电流的恒定值的同时对电池21进行放电，直到电池21的电压值Vo与诊断结束电压Ve相配。然后，放电量获取部12将电流值与放电时间相乘，以获取判定时的电池21的放电量Q。
在获取减少的放电量ΔQ的第二步骤(即，步骤2)中，放电量获取部12将在第一步骤(即，步骤1)中获取的放电量Q与在放电量获取部12中存储的新品时放电量Qn相比较，并根据上述式1获取减少的放电量ΔQ。
为了实现这一点，当安装新电池21时，在开始使用新电池21之前，该示例性实施例中的新品时放电量获取部16根据从诊断开始电压Vs到诊断结束电压Ve的放电而获取放电量，并将所获取的放电量存储在电池系统10的设备中。获取新品时放电量Qn的方法与在由放电量获取部12获取放电量Q时的方法相同。或者，在电池系统10中安装电池21之前，可通过相同的方法预先获取电池21的新品时放电量Qn，并且可将所获取的值存储在新品时放电量获取部16中。或者，如果使用相同类型的电池，将几乎不存在根据电池的个体差异，在该情况下可根据所使用的电池类型将该值存储为恒定值。
在获取内阻值R的第三步骤(即，步骤3)中，内阻获取部13获取诊断时的电池21的内阻值R。由于使用状况和环境等的影响，电池的内阻值从电池为新品时起逐渐增大。在该示例性实施例中，可使用在例如第一步骤(即，步骤1)的过程中获取的电压值和电流值的两个或更多个组来获取内阻值R。另外，关于在车辆中安装的电池21，可以通过在行驶时不断地(即，根据需要)测量电压值和电流值的组而实现甚至更加精确的测量。稍后将描述进行该测量的方法。另外，该步骤的执行时机(timing)不受限制，只要该步骤在第四步骤(即，步骤4)开始之前结束即可。
接下来，在判定锂析出的程度的第四步骤(即，步骤4)中，析出判定部15从在关联图存储部14中存储的关联图17读出与在第三步骤(即，步骤3)中获取的内阻值R对应的经时减少的放电量ΔQr。关联图17存储绘制出的在内阻值R和经时减少的放电量ΔQr之间的关系，如图4所示，因此可基于在第三步骤(即，步骤3)中获取的内阻值R而读出经时减少的放电量ΔQr。
这里获取的经时减少的放电量ΔQr对应于仅由与时间相关的劣化而没有锂析出引起的放电量的减少量，如式2所示。在第二步骤(即，步骤2)中获取的减少的放电量ΔQ为该减少量与由锂析出引起的放电量的减少量的总和。因此，可从它们之间的差获取与锂析出的量对应的量的因析出减少的放电量ΔQc，如上式3所示。
例如，如图5中的箭头所示，可从内阻值R和关联图17获取经时减少的放电量ΔQr，并可通过取得所获取的经时减少的放电量ΔQr和减少的放电量ΔQ之间的差而获取因析出减少的放电量ΔQc。结果，可以通过从要诊断的电池21的减少的放电量ΔQ移除由与时间相关的劣化引起的经时减少的放电量ΔQr而仅提取由锂析出引起的部分。
当绝对不存在锂析出时，减少的放电量ΔQ等于经时减少的放电量ΔQr，所以因析出减少的放电量ΔQc等于0(即，ΔQc＝0)。因析出减少的放电量ΔQc随着析出的锂的量增加而增大。在图3中，随着锂析出的发展，放电量Q变小并更加远离于与时间相关的放电量Qr。该示例性实施例中的析出判定部15从所获取的因析出减少的放电量ΔQc的值判定锂析出的程度。由此，排除了来自与时间相关的劣化的影响，所以可非常精确地判定锂析出的程度。
至此，描述了从内阻值R和关联图17获取因析出减少的放电量ΔQc的方法，如图5中的箭头a所示。然而，关联图17的使用方式不限于此。例如，如该图中的箭头b所示，也可读出当所获取的减少的放电量ΔQ假设仅由与时间相关的劣化引起时的内阻值Rb。然后，可使用内阻值R与内阻值Rb之间的差ΔR来判定锂析出的程度。
或者，如图6中的箭头c所示，可以将关联图上的对应于所获取的内阻值R的点p1与关联图上的对应于所获取的减少的放电量ΔQ的点p2相比较，并可获取在该关联图上点p1与点p2之间的差ΔP。然后，基于该值可判定锂析出的程度。例如，可通过在关联图上绘制坐标来获取点p1与点p2之间的差。在这两个实例中，可通过利用关联图17对所获取的减少的放电量ΔQ和所获取的内阻值R中的至少一者进行变换而在相同尺度上对比所获取的减少的放电量ΔQ和所获取的内阻值R。
此外，当在新品时放电量Qn中不存在偏差而可将其视为固定值时，判定时的放电量Q可被用作判定区间放电量的信息。即，可将放电量Q和与时间相关的放电量Qr之间的差设为因析出减少的放电量ΔQc。在该情况下，新品时放电量获取部16是不必要的。关于这一点，如上所述，使用减少的放电量ΔQ来比较仅由经时劣化引起的放电量的系统通过校正目标电池的判定区间放电量而作出判定。或者，可通过校正关联图，或通过校正内阻值来作出判定。
另外，根据上述示例性实施例的电池系统10可被安装在混合动力车或其他类型的车辆中。图7是设置有根据该示例性实施例的电池系统10的混合动力车1的视图。该混合动力车1具有安装到车体2的引擎3、马达4、电池组5以及控制器6。多个电池21被容纳在电池组5中。根据该示例性实施例的电池系统10被包含在控制器6中。即，在混合动力车1中，控制器6形成电池系统10。
混合动力车1使用引擎3和马达4二者来驱动车轮。在该示例性实施例的混合动力车1中，从电池组5向马达4提供电池的放电电流，并且马达4产生动力。此外，依赖于混合动力车1的行驶状态，可通过马达4产生重生电动力。结果，充电电流被提供给电池组5的电池，从而对电池充电。这里，控制器6控制电流在电池组5与马达4之间的发送和接收，从而控制器6容纳已知的逆变器。
现在，将描述用于获取在这样的混合动力车1中安装的每个电池21中的内阻值R的方法。在上述判定步骤中，使用在第一步骤(即，步骤1)中获取的电压值和电流值的组来获取内阻值R。然而，当为了诊断而对电池21放电时，以相对恒定的低电流进行放电，因此这样获得的电流值近似全部相同。为了更精确地获取内阻值R，可为用于计算内阻值R的电流值设定特定范围。
关于在混合动力车1中安装的电池21，在行驶中进行充电和放电。因此，在行驶中对电池21进行放电的同时多次测量电压值和电流值的组，并且可存储所测得的值。在正常行驶时，从电池21放电的电流值不在固定值附近，而是依据情况以较大程度增大和减小，由此获得电流值的特定范围。例如，这些存储的值之间的关系如图8所示。因此，可从该曲线的斜率精确地获得内阻值R。
然而，在车辆中设置的控制器6中，可设想测得的电流和电压值的数据可能丢失或不可靠。例如，存在以下可能：由于向控制器6提供电力的辅助电池的断开，临时存储的数据可能丢失；或者，在读取数据等时可能出现错误；或者，所存储的电压和电流值的测量可能由于车辆持续长时间没有行驶而变旧。在这种情况下，可在对电池21进行诊断之前单独地获取内阻值R。即，可在不考虑车辆的行驶的情况下进行适于获取内阻值R的程度的充电或放电，并且可测量此时的电流和电压值。从由此获取的电流和电压值计算内阻值R并使用该计算的内阻值R来进行诊断使得诊断是高度精确的。
另外，根据本发明的该示例性实施例的车辆不限于混合动力车，只要其是使用来自电池的电能作为电源的全部或一部分的车辆即可。例如，车辆还可以是电动车、插电式混合动力车、混合动力火车、叉车、电动轮椅、电动辅助车辆、或电动滑板车(scooter)等。
以上详述的该示例性实施例的电池系统通过将电池21从诊断开始电压Vs放电至诊断结束电压Ve而获取放电量Q。然后，电池系统获取从新品时放电量Qn减少的放电量ΔQ，从关联图17读出经时减少的放电量ΔQr，并获取因析出减少的放电量ΔQc，其中，经时减少的放电量ΔQr是减少的放电量ΔQ的对应于与时间相关的劣化的部分，因析出减少的放电量ΔQc是经时减少的放电量ΔQr与减少的放电量ΔQ之间的差。然后，电池系统能够基于该因析出减少的放电量ΔQc的大小而判定锂析出的程度。由此，电池系统能够精确地判定其中劣化已发展的非水电解液型锂离子二次电池中的锂析出的程度。
上述示例性实施例中，在为了获取内阻值R而测量电流和电压值时的环境温度与在诊断期间的环境温度大大不同，也可根据温度来校正所获取的内阻值R。
尽管以上示例了本发明的一些实施例，但应理解，本发明不限于所示例的实施例的细节，而是可在不脱离本发明的范围的情况下，以本领域技术人员可想到的各种改变、修改或改进来实施本发明。

Claims (11)

1.一种非水电解液型锂离子二次电池系统，其特征在于包括：
放电量获取部，其获取判定区间放电量，所述判定区间放电量为当非水电解液型锂离子二次电池从预定的判定开始电压放电直到预定的判定结束电压时的放电量；
内阻获取部，其获取所述非水电解液型锂离子二次电池的内阻值；
关联图，在该关联图中，针对尚未发生锂析出的这样的电池的与时间相关的劣化的每个程度存储电池的内阻值信息和判定区间放电量信息的组合，该电池是尚未发生锂析出并且与目标电池类型相同的电池，所述目标电池是要对其作出判定的所述非水电解液型锂离子二次电池；以及
析出判定部，通过利用所述关联图变换在判定所述目标电池中的锂析出的程度时由所述放电量获取部获取的所述判定区间放电量和在判定所述目标电池中的锂析出的程度时由所述内阻获取部获取的所述内阻值中的至少一者而在相同尺度上将所述判定区间放电量与所述内阻值相对比，所述析出判定部判定所述目标电池中的锂析出的程度。
2.根据权利要求1的非水电解液型锂离子二次电池系统，其中，所述内阻获取部从在进行放电以由所述放电量获取部获取放电量时的电流值和电压值获取所述内阻值。
3.根据权利要求1或2的非水电解液型锂离子二次电池系统，还包括：
新品时放电量获取部，其获取在所述目标电池为新品时的所述判定区间放电量，
其中，基于作为由所述新品时放电量获取部获取的判定区间放电量的新品时判定区间放电量，所述析出判定部校正所述关联图、在对所述目标电池的判定期间的所述判定区间放电量以及在对所述目标电池的判定期间的所述内阻值中的一者，以判定目标电池中的锂析出的程度。
4.根据权利要求3的非水电解液型锂离子二次电池系统，其中，将这样的减少的放电量用作所述关联图中的所述判定区间放电量的信息，该减少的放电量是所述新品时判定区间放电量与所述判定区间放电量之间的差值；且，所述析出判定部根据这样的增加或减少量而判定所述目标电池中的锂析出的程度，该增加或减少量是在判定所述目标电池中的锂析出的程度时的所述减少的放电量与基于在判定所述目标电池中的锂析出的程度时的所述内阻值而从所述关联图读出的所述判定区间放电量的信息之间的差值。
5.根据权利要求4的非水电解液型锂离子二次电池系统，其中，所述析出判定部在所述增加或减少量大时判定锂析出的程度大，且在所述增加或减少量小时判定锂析出的程度小。
6.根据权利要求1至5中任一项的非水电解液型锂离子二次电池系统，还包括：
关联图存储部，在其中存储所述关联图。
7.根据权利要求1的非水电解液型锂离子二次电池系统，其中，所述目标电池为这样的非水电解液型锂离子二次电池，在该非水电解液型锂离子二次电池中，通过所述放电量获取部获取所述判定区间放电量，且通过所述内阻获取部获取所述内阻值。
8.一种车辆，设置有根据权利要求1至6中任一项的非水电解液型锂离子二次电池系统。
9.根据权利要求8的车辆，包括：
电压和电流获取部，其测量在所述车辆正在行驶时所述非水电解液型锂离子二次电池的电压值和电流值的对，并存储所获取的组，
其中，当两个或更多个所述组被存储于所述电压和电流获取部中时，所述内阻获取部基于在所述电压和电流获取部中存储的所述组而获取所述内阻值，且在任何其他情况下，通过在所述车辆并非正在行驶时对所述非水电解液型锂离子二次电池进行充电和放电而获取电压和电流值的多个组，并基于这些值获取所述内阻值。
10.一种用于判定在非水电解液型锂离子二次电池系统中的锂析出的方法，其特征在于包括：
准备关联图，在该关联图中，针对尚未发生锂析出的这样的电池的与时间相关的劣化的每个程度存储电池的内阻值信息和判定区间放电量信息的组合，该电池是尚未发生锂析出并且与目标电池类型相同的电池；
对所述目标电池获取在判定锂析出的程度时的判定区间放电量和内阻值；以及
通过利用所述关联图变换所获取的判定区间放电量和所获取的内阻值中的至少一者而在相同尺度上将所获取的判定区间放电量与所获取的内阻值相对比，判定所述目标电池中的锂析出的程度。
11.根据权利要求10的用于判定锂析出的方法，其中，所述目标电池是非水电解液型锂离子二次电池。
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