CN102771003A

CN102771003A - 电池控制系统

Info

Publication number: CN102771003A
Application number: CN2010800643256A
Authority: CN
Inventors: 上木智善; 冈田行广
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2030-09-27
Also published as: CA2789668C; JP5293827B2; WO2012042585A1; DE112010005906B4; DE112010005906T5; CN102771003B; US20130181684A1; JPWO2012042585A1; US8947055B2; CA2789668A1

Abstract

本发明的课题在于提供一种电池控制系统，对于使用了具有在低温域下反应电阻增大的特性的负极板的二次电池，在该电池温度至少处于低温域内时以大电流进行充电的情况下，能够在该二次电池的负极板上抑制金属锂的析出，并适当地将二次电池充电至更高的端子间电压。电池控制系统具备锂离子二次电池和控制装置，且具备：电压存储单元；电阻存储单元；电流存储单元；取得规定电池温度T_ja的通常内部电阻R_j（T_ja）与规定电池温度的初期内部电阻R₀（T_ja）之间的差分即差分电阻ΔR（T_ja）的差分取得单元；至少在电池温度T处于低温域内时，将最大端子间电压V_m（T）设定为初期最大端子间电压V_m0（T）加上差分电阻ΔR（T_ja）与允许充电电流I_m（T）之积所得到的值的最大电压计算单元。

Description

电池控制系统

技术领域

本发明涉及一种电池控制系统，其具备：具有正极板及负极板的锂离子二次电池；控制从电源向该锂离子二次电池的充电的控制装置。

背景技术

近年来，在混合动力汽车、电力汽车等车辆的驱动用电源中，利用可充放电的锂离子二次电池（以下，也简称为二次电池）。然而，对这种二次电池进行快速充电、或在混合动力车及电力汽车等搭载有二次电池的车辆中将再生电流使用于充电时，有时会流过例如5C、10C等大的充电电流。

然而，由于二次电池的时效老化等而二次电池的内部电阻增大时，即便是同样大小的充电电流流过二次电池的情况下，与二次电池的内部电阻增大相应地，与初期（老化前、内部电阻增大前）相比，端子间电压也升高。因此，与之相反地，在将二次电池的最大端子间电压设定成恒定的值而进行二次电池的充电时，二次电池的内部电阻的值越大，端子间电压越高，越快地到达最大端子间电压，无法再继续充电。因此，在内部电阻增大了的二次电池中，与内部电阻小的时刻相比，能够向该二次电池充电的电量减少。

相对于此，在专利文献1中公开了一种锂离子二次电池的充电方法，具备：在对锂离子二次电池进行充电时检测内部电阻的内部电阻检测工序；以最终充电电流进行定电流充电，以最终充电电压进行定电压充电，来向二次电池充电的最终充电工序。在该技术中，将最终充电工序的最终充电电压设定为二次电池的设定电压加上二次电池的内部电阻与最终充电电流之积所得到的值。因此，根据该方法，能够与内部电阻的大小无关地，将二次电池充电至设定电压。因此，根据该专利文献1的技术，对于老化而内部电阻增大的二次电池也能够充分地充电。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-142379号公报

发明内容

然而，专利文献1公开的是使用了在充满电附近逐渐使充电电流减小的定电压充电的二次电池的充电方法，不适合于所述的快速充电或再生电流的充电等以大电流对二次电池进行充电的情况。

而且，二次电池的内部电阻包括二次电池的直流电阻（隔板中的电解液产生的电阻及集电体等的导通电阻等）、正极板中的离子的扩散电阻、负极板中的离子的扩散电阻、正极板的反应电阻、及负极板的反应电阻。因此，在充电时，在负极板中，由于负极板自身的反应电阻而在负极板产生极化。该极化在负极板的反应电阻与充电电流之积越大时越大。然而，在充电时，当由于大电流流过而在负极板产生大的极化时，负极板的电位比金属锂的电位低，金属锂可能会析出到负极板上。

另外，在使用了石墨等负极活性物质的负极板中，关于在该负极板产生的反应电阻，虽然通常温度域（20~45℃）中的通常反应电阻远小于直流电阻，但成为低温域（-30~0℃）时，低温反应电阻增大，有时会大于直流电阻。

因此，对使用了这种特性的负极板的二次电池在低温域进行充电时，为了增加充电的电量，考虑效仿专利文献1而使用低温域的内部电阻，将低温域的内部电阻与允许充电电流（例如，5C、10C）之积加上设定电压作为最大端子间电压进行充电。然而，如所述那样，由于在低温域的负极板的反应电阻大，所以在负极板产生大的极化，金属锂可能容易析出。因此，尤其是将最大端子间电压变更为高的值而增加充电量的情况难以进行。

本发明鉴于这种问题而作出，提供一种电池控制系统，关于使用了在低温域具有反应电阻增大的特性的负极板的二次电池，当其电池温度处于低温域内时，即便在快速充电或车辆中的再生电流的充电等以大电流进行充电的情况下，也能够抑制在该二次电池的负极板上金属锂析出，并能适当地将二次电池充电至更高的端子间电压。

本发明的一形态涉及一种电池控制系统，具备：锂离子二次电池（以后也简称为二次电池），具有正极板及负极板；控制装置，设定在所述二次电池充电时允许的最大端子间电压及允许充电电流，控制从电源向所述二次电池的充电，其中，关于电池温度T，设20~45℃为通常温度域AT_j，-30~0℃为低温域AT_l时，所述负极板具有如下特性：在电池温度T处于所述通常温度域AT_j的情况下和电池温度T处于所述低温域AT_l的情况下比较所述负极板的特性时，在所述负极板产生的反应电阻R_r（T）在电池温度T处于所述低温域AT_l的情况下较大，并且，所述二次电池的内部电阻R（T）中所述负极板的所述反应电阻R_r（T）占据的比例在电池温度T处于所述低温域AT_l的情况下较大，所述电池控制系统具备：电压存储单元，对每个所述电池温度T存储所述最大端子间电压V_m（T）中的、所述二次电池的使用初期允许的初期最大端子间电压V_m0（T）；电阻存储单元，至少关于所述通常温度域AT_j内的规定电池温度T_ja存储在所述二次电池的使用初期产生的初期内部电阻R₀（T）；电流存储单元，对每个所述电池温度T存储所述允许充电电流I_m（T）；差分取得单元，取得所述二次电池的所述电池温度T成为所述规定电池温度T_ja的时刻的、所述二次电池的内部电阻中的所述通常温度域AT_j内的温度T_j下的通常内部电阻R_j（T_ja）与存储于所述电阻存储单元的、对应的所述规定电池温度T_ja下的所述初期内部电阻R₀（T_ja）之间的差分即差分电阻ΔR（T_ja）；最大电压计算单元，至少在所述电池温度T处于所述低温域AT_l内时，将与该电池温度T对应的所述最大端子间电压V_m（T）设定为存储于所述电压存储单元的所述初期最大端子间电压V_m0（T）加上所述差分电阻ΔR（T_ja）与存储于所述电流存储单元的所述允许充电电流I_m（T）之积所得到的值。

所述的电池控制系统具备差分取得单元，该差分取得单元取得在成为通常温度域AT_j内的规定电池温度T_ja的时刻取得的二次电池的通常内部电阻R_j（T_ja）与初期内部电阻R₀（T_ja）之间的差分电阻ΔR（T_ja）。而且，最大电压计算单元至少关于低温域AT_l的范围，用初期最大端子间电压V_m0（T）加上差分电阻ΔR（T_ja）与允许充电电流I_m（T）之积所得到的值给予最大端子间电压V_m（T）。

因此，根据所述的电池控制系统，在电池温度T至少处于低温域AT_l内时，与将最大端子间电压V_m（T）直接设为初期最大端子间电压V_m0（T）这样的恒定值而控制二次电池的充电的情况相比，能够抑制与老化等相伴的内部电阻的增大引起的二次电池的充电量的减少。

而且，不是像专利文献1那样得到内部电阻与电流之积，而是得到内部电阻的增大量即差分电阻ΔR（T）与允许充电电流I_m（T）之积，将该积加上初期最大端子间电压V_m0（T），由此能够形成为与内部电阻的增大量相应的适当的最大端子间电压V_m（T）。

而且，作为差分电阻ΔR（T），虽然电池温度T为低温域AT_l内的温度，但使用通常温度域AT_j内的规定电池温度T_ja下的差分电阻ΔR（T_ja）的值。其理由如下所述。

在该电池控制系统中，在二次电池中使用前述的特性的负极板，即，使用在电池温度T下的负极板产生的反应电阻R_r（T）、及二次电池的内部电阻R（T）中反应电阻R_r（T）所占据的比例在低温域AT_l的情况下比通常温度域AT_j的情况下大的负极板。

然而，在因时效变化等而二次电池的内部电阻R（T）增大时，在所有的温度域中，内部电阻R（T）大致以相同的比例增大。而且，内部电阻R（T）中的反应电阻、直流电阻等各电阻成分也大致以相同的比例增大（例如，同样增大30%）。因此，以绝对值进行比较时，低温域AT_l内的温度T_l下的低温反应电阻R_rl（T_l）的时效性的增大量大于通常温度域AT_j内的温度T_j下的通常反应电阻R_rj（T_j）的增大量。即，关于表示内部电阻R（T）的增大量的差分电阻ΔR（T），低温域AT_l内的温度T_l下的差分电阻ΔR（T_l）成为比通常温度域AT_j内的温度T_j下的差分电阻ΔR（T_j）大的值。

在此，假设在电池温度T为低温域AT_l内的温度T_l的情况下，与本电池控制系统不同，利用最大电压计算单元，将低温域AT_l内的温度T_l下的差分电阻ΔR（T_l）与允许充电电流Im（T_l）之积加上初期最大端子间电压V_m0（T_l），则如上所述，温度T_l下的差分电阻ΔR（T_l）作为绝对值较大，因此在此得到的最大端子间电压V_m（T_l）可能成为过大的值。于是，负极板上的极化过大，可能会产生金属锂的析出。如此，在电池温度T处于低温域AT_l内时（T=T_l），直接采用低温域AT_l内的温度T_l下的差分电阻ΔR（T_l）使最大端子间电压V_m（T_l）增大，有时并不优选。

因此，在本电池控制系统中，在最大电压计算单元中，电池温度T为低温域AT_l内的温度T_l时，取代该电池温度T（低温域AT_l内的温度T_l）所对应的差分电阻ΔR（T_l），而使用成为相对小的值的通常温度域AT_j内的规定电池温度T_ja下的差分电阻ΔR（T_ja），将其与允许充电电流I_m（T_j）之积加上初期最大端子间电压V_m0（T_j）而得到最大端子间电压V_m（T_j）。因此，通过将最大端子间电压V_m（T_j）设为比初期最大端子间电压V_m0（T_j）大的值，即使在因时效变化而二次电池的内部电阻增加的情况下，也能够抑制二次电池的充电量的减少，另一方面，最大端子间电压V_m（T_j）不会成为过大的值，也不会产生与负极板的极化相伴的金属锂的析出。

如此，在所述的电池控制系统中，在使用了具有低温域AT_l内的反应电阻R_r（T）（低温反应电阻R_rl（T_l））比通常温度域AT_j的情况下增大的特性的负极板的二次电池中，在其内部电阻时效性地增加的情况下，电池温度T处于低温域AT_l内，即使在快速充电或车辆中的再生电流的充电等以大电流进行充电时，也能够在该二次电池的负极板上抑制金属锂的析出，并能够适当地将二次电池充电至更高的端子间电压。

需要说明的是，作为电源，可列举出例如直流电源装置、充电器、车载有二次电池时的可发电的发动机或电动机。

另外，负极板具有如下特性：在电池温度T处于通常温度域AT_j的情况下和电池温度T处于低温域AT_l的情况下比较其特性时，在负极板产生的反应电阻R_r（T）在电池温度T处于低温域AT_l的情况下较大，并且，二次电池的内部电阻R（T）中负极板的反应电阻R_r（T）所占据的比例在电池温度T处于低温域AT_l的情况下较大。即，具有如下特性：关于构成二次电池的内部电阻R（T）的一部分的、在负极板产生的反应电阻R_r（T），低温域AT_l内的温度T_l下的低温反应电阻R_rl（T_l）比通常温度域AT_j内的温度T_j下的通常反应电阻R_rj（T_j）大。而且，具有如下特性：与通常温度域AT_j内的温度T_j下的、作为二次电池的内部电阻的通常内部电阻R_j（T_j）中通常反应电阻R_rj（T_j）所占据的比例R_rj（T_j）/R_j（T_j）相比，低温域AT_l内的温度T_l下的、作为二次电池的内部电阻的低温内部电阻R_l（T_l）中低温反应电阻R_rl（T_l）所占据的比例R_rl（T_l）/R_l（T_l）较大。作为这种负极板，可列举出例如含有天然石墨或人造石墨作为负极活性物质的负极板。

另外，作为电阻存储单元，只要将初期内部电阻R₀（T）至少关于通常温度域AT_j内的规定电池温度T_ja进行存储即可。因此，关于通常温度域AT_j的范围整体、包含低温域AT_l的整个温度域，也包含对每个电池温度T进行存储的情况。

此外，在所述的电池控制系统中，所述负极板具有如下特性：关于所述反应电阻R_r（T），所述低温域AT_l内的温度T_l下的低温反应电阻R_rl（T_l）为所述通常温度域AT_j内的温度T_j下的通常反应电阻R_rj（T_j）的7倍以上的值，所述温度T_j下的所述内部电阻R（T）即通常内部电阻R_j（T_j）中所述通常反应电阻R_rj（T_j）所占据的比例R_rj（T_j）/R_j（T_j）为10%以下，所述温度T_l下的所述内部电阻R（T）即低温内部电阻R_l（T_l）中所述低温反应电阻R_rl（T_l）所占据的比例R_rl（T_l）/R_l（T_l）为20%以上。

在所述的电池控制系统中，负极板具有上述的特性，因此低温反应电阻R_rl（T_l）可靠地大于通常反应电阻R_rj（T_j），而且，比例R_rj（T_j）/R_j（T_j）可靠地大于比例R_rl（T_l）/R_l（T_l）。因此，对于使用了这种负极板的二次电池进行充电控制，因此通过在最大电压计算单元中使用通常温度域AT_j内的规定电池温度T_ja下的差分电阻ΔR（T_ja），能够得到尤其是将负极板的反应电阻的增大量的作用可靠地排除的最大端子间电压V_m（T）。因此，至少在电池温度T处于低温域AT_l中能够得到适当的最大端子间电压V_m（T），从而对二次电池进行充电。

此外，在所述任一种的电池控制系统中，所述最大电压计算单元在所述电池温度T比所述低温域AT_l高时，将所述初期最大端子间电压V_m0（T）设定为所述最大端子间电压V_m（T）的值。

如上所述，所述的电池控制系统使用的二次电池的负极板中，与通常内部电阻R_j（T_j）中通常反应电阻R_rj（T_j）所占据的比例R_rj（T_j）/R_j（T_j）相比，低温内部电阻R_l（T_l）中低温反应电阻R_rl（T_l）所占据的比例R_rl（T_l）/R_l（T_l）较大。因此，每当对二次电池进行充电时，在比低温域AT_l高的电池温度T下进行充电的情况下，与在低温域AT_l内的电池温度T_l下进行充电的情况相比，二次电池的内部电阻的上升少，因此可认为，即便在最大端子间电压V_m（T）的值中使用初期最大端子间电压V_m0（T），内部电阻的时效性的上升引起的电池电容的减少量也微少。

因此，在所述的电池控制系统中，在电池温度T比低温域AT_l高时，将初期最大端子间电压V_m0（T）设定为最大端子间电压V_m（T）的值。由此，在电池温度T比低温域AT_l高时，不用改变最大端子间电压V_m（T），能够使系统更加简单。

此外，在所述任一种的电池控制系统中，具备电阻取得单元，该电阻取得单元在所述二次电池的所述电池温度T成为所述规定电池温度T_ja时，取得所述二次电池的所述通常内部电阻R_j（T_ja）。

在所述的电池控制系统中，由于具备所述的电阻取得单元，因此通过电池控制系统自身来取得二次电池的通常内部电阻R_j（T_ja），从而能够自主地变更最大端子间电压V_m（T）。

此外，在所述的电池控制系统中，具备：充电状态检测单元，检测所述二次电池的充电状态；开放端子间电压存储单元，预先存储与所述二次电池相关的每个充电状态下的开放端子间电压；开放端子间电压取得单元，根据由所述充电状态检测单元检测到的所述充电状态，取得与检测到的所述充电状态对应的所述开放端子间电压，所述电阻取得单元是如下单元：在所述二次电池的充电期间中的、从所述二次电池的动作刚从放电变化成充电之后的第一时刻起到经过规定时间后的第二时刻为止检测到相同大小的充电电流时，使用与所述第一时刻下的所述二次电池的所述充电状态对应的所述开放端子间电压与所述第二时刻下的所述二次电池的端子间电压之差、及所述充电电流的电流值，来取得所述通常内部电阻R_j（T_ja），设定所述规定时间为1.0秒以下。

所述的电池控制系统具备充电状态检测单元、开放端子间电压存储单元及开放端子间电压取得单元，电阻取得单元中，在从所述的第一时刻起到第二时刻为止检测到相同大小的充电电流时，使用第一时刻下的二次电池的开放端子间电压与第二时刻下的二次电池的端子间电压之差、及充电电流的电流值，取得通常内部电阻R_j（T_ja）。即，在所述的电池控制系统中，能够取得以直流电阻测定（DC-IR）法为基准的二次电池的通常内部电阻R_j（T_ja）。

然而，在以DC-IR法为基准而取得二次电池的内部电阻时，充电开始后，若到测定流过充电电流的状态下的二次电池的端子间电压为止的时间（以下，称为测定期间）变长，则得到的内部电阻增大。在充电电流刚开始流过二次电池之后，作为内部电阻，主要产生前述的正极板的反应电阻、负极板的反应电阻及二次电池的直流电阻，但然后逐渐地也出现正极板中及负极板中的离子的扩散电阻。因此，当测定期间长时，以DC-IR法为基准取得的内部电阻中，除了正极板的反应电阻、负极板的反应电阻及直流电阻之外，还添加扩散电阻的成分，而成为相对大的值。于是，对于差分电阻ΔR（T），也成为添加了扩散电阻的增加量的大的值，由最大电压取得单元取得的二次电池的最大端子间电压也成为大的值。因此，在对二次电池进行充电时，负极板的极化过大，在负极板可能会析出金属锂。

相对于此，根据本发明人的研究可知，每当利用DC-IR法来测定二次电池的内部电阻时，若所述的测定期间为1.0秒以下，则能够充分减小内部电阻中扩散电阻所占据的比例。

如此，在所述的电池控制系统中，由于与测定时间相当的、从第一时刻到第二时刻的期间的规定时间设定为1.0秒以下，所以在电阻取得单元中，能够取得扩散电阻的量的比例充分小的通常内部电阻R_j（T_ja）。因此，每当以大的电流进行充电时，能够抑制金属锂向该二次电池的负极板上的析出，并能够适当地将二次电池充电至更高的端子间电压。

需要说明的是，直流电阻测定（DC-IR）法是指如下方法：使用恒定的大小的充电电流流过二次电池时产生的、二次电池的端子间电压的变化量（具体而言，充电电流刚开始流过之前的开放端子间电压与从充电开始经过规定时间后的端子间电压之间的变化量）和充电电流的电流值，来算出二次电池的内部电阻。

此外，在所述的电池控制系统中，优选，具备电流检测单元，该电流检测单元以规定的周期来检测流过所述二次电池的所述充电电流的所述电流值，所述电阻取得单元在所述电流检测单元检测到的所述电流值中的、从所述第一时刻起到所述第二时刻为止的期间检测到的多个电流值彼此相等的情况下，取得所述通常内部电阻R_j（T_ja）。

在所述的电池控制系统中，在从第一时刻到第二时刻的期间取得的充电电流的电流值彼此相等的情况下取得通常内部电阻R_j（T_ja），因此能抑制电流的变动引起的误差，从而能够取得更准确的二次电池的通常内部电阻R_j（T_ja）。

此外，在所述的电池控制系统中，设定所述电阻取得单元中的所述规定时间为0.1秒以下。

然而，在设定前述的规定时间比1.0秒更短时，能够使取得（算出）的通常内部电阻R_j（T_j）中含有的正极板中及负极板中的离子的扩散电阻的比例更小。在所述的电池控制系统中，设定从第一时刻到第二时刻的期间的规定时间为0.1秒以下，因此每当以大电流进行充电时，能够可靠地抑制金属锂向该二次电池的负极板上的析出，并能够适当地将二次电池充电至更高的端子间电压。

另外，在前述任一种的电池控制系统中，具备通常内部电阻存储单元，该通常内部电阻存储单元存储从外部输入的、所述输入的时点下的所述二次电池的所述通常内部电阻R_j（T_ja）。

例如，在车辆上搭载有电池控制系统的情况下，在车检时等的维护时，可以使用在该系统的外部（车辆的外部）设置的直流电源装置等来测定二次电池的通常内部电阻R_j（T_ja）。

然而，在所述的电池控制系统中，具备所述的通常内部电阻存储单元。因此，能够将使用系统的外部的装置测定的通常内部电阻R_j（T_ja）存储于通常内部电阻存储单元，并对其进行利用。由此，即使在电池控制系统内（车辆内）不具备电阻取得单元，也能够使用通常内部电阻R_j（T_ja）可靠地在二次电池的负极板上抑制金属锂的析出，并能够适当地将二次电池充电至更高的端子间电压。

需要说明的是，作为从电池控制系统的外部取得二次电池的通常内部电阻的方法，可列举出例如使用设置在电池控制系统的外部的装置、例如直流电源装置、电压计及电流计进行测定的方法。更具体而言，作为使用这些外部的装置来取得通常内部电阻的方法，可列举出例如DC-IR法、交流阻抗（AC-IR）法。

附图说明

图1是搭载有实施方式1、2、变形方式1的电池控制系统的车辆的立体图。

图2是实施方式1、2、变形方式1的锂离子二次电池的立体图。

图3是实施方式1、2、变形方式1的混合动力汽车控制装置的说明图。

图4是实施方式1、变形方式1的流程图。

图5是实施方式1、变形方式1的流程图。

图6是实施方式1、变形方式1的流程图。

图7是实施方式1的说明图。

图8是实施方式1的说明图。

图9是实施方式2的说明图。

标号说明

20混合动力汽车控制装置（控制装置）

30前电动机（电源）

40后电动机（电源）

50发动机（电源）

101、101A锂离子二次电池

120正极板

130负极板

AT_j通常温度域

AT_l低温域

BS1、BS2、BS3电池控制系统

Ic充电电流

IF电流值

I_m（T）允许充电电流

P1第一时刻

P2第二时刻

R（T）内部电阻

R₀（T）初期内部电阻

R_j（T_j）通常内部电阻

R_l（T_l）低温内部电阻

R_r（T）反应电阻

R_rj（T_j）通常反应电阻

R_rl（T_l）低温反应电阻

SC充电状态

T电池温度

T_ja第一电池温度（规定电池温度）

T_j（通常温度域内的）温度

T_l（低温域内的）温度

TM1规定时间

V_m（T）最大端子间电压

V_m0（T）初期最大端子间电压

VZ开放端子间电压

W1第一比例（比例R_rj（T_j）/R_j（T_j））

W2第二比例（比例R_rl（T_l）/R_l（T_l））

ΔR（T）差分电阻

ΔV（T）差分电压（第一时刻的开放端子间电压与第二时刻的端子间电压之差）

具体实施方式

（实施方式1）

接下来，参照附图，说明本发明的实施方式1。首先，说明使用本实施方式1的电池控制系统BS1的车辆1。图1表示车辆1的立体图。

该车辆1具有构成电池组80的多个（本实施方式1中为60个）锂离子二次电池（以下，也简称为二次电池）101、101、前电动机30、后电动机40、发动机50、及控制从所述前电动机30、后电动机40及发动机50向二次电池101的充电的混合动力汽车控制装置（以下，也称为HV控制装置）20。而且，该车辆1是除了所述之外，还具有线缆81、逆变器82及车身89的混合动力汽车。需要说明的是，该车辆1中的电池控制系统BS1包括二次电池101、前电动机30、后电动机40、发动机50及HV控制装置20。

其中，构成电池组80的二次电池101是具有正极板120及负极板130的锂离子二次电池。如图2所示，该二次电池101将电极体110及电解液（未图示）收容在矩形箱状的电池壳体180中。其中，电解液是向调整了碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯及碳酸二甲酯后的混合有机溶剂添加了LiPF₆作为溶质的有机电解液。

另外，二次电池101的电池壳体180具有均为铝制的电池壳体主体181及封口盖182。需要说明的是，在该电池壳体180与电极体110之间夹设有由树脂构成且折弯成箱状的透明的绝缘膜（未图示）。

其中，封口盖182为矩形板状，将电池壳体主体181的开口闭塞，并焊接于该电池壳体主体181。与电极体110连接的正极集电构件191及负极集电构件192中的分别位于前端的正极端子部191A及负极端子部192A贯通该封口盖182，图2中，从朝向上方的盖表面182a突出。在所述正极端子部191A或负极端子部192A与封口盖182之间分别夹设有由绝缘性的树脂构成的绝缘构件195，将彼此绝缘。此外，在该封口盖182也密封有矩形板状的安全阀197。

另外，电极体110中，将带状的正极板120及负极板130经由由多孔质的聚乙烯构成的带状的隔板（未图示）而卷绕成扁平形状。需要说明的是，该电极体110的正极板120及负极板130分别与弯曲成曲柄状的板状的正极集电构件191或负极集电构件192接合。该电极体110中，薄板带状的正极板120具有带状且由铝构成的正极集电箔（未图示）和形成在该正极集电箔的两主面上的正极活性物质层（未图示）。

另一方面，薄板带状的负极板130具有带状且由铜构成的负极集电箔（未图示）和形成在该负极集电箔的两主面上的负极活性物质层（未图示）。其中，负极活性物质层包括由天然石墨构成的负极活性物质粒子。

在电池温度T下的二次电池101的内部电阻R（T）中包括二次电池101的直流电阻Rd（T）（隔板中的电解液产生的电阻及集电构件191、192等的导通电阻等）、正极板120中的离子的扩散电阻Rs（T）、负极板130中的离子的扩散电阻Rn（T）、正极板120的反应电阻Rp（T）、及负极板130的反应电阻R_r（T）。具体而言，由R（T）=Rd（T）+Rs（T）+Rn（T）+Rp（T）+R_r（T）表示。需要说明的是，所述二次电池101的直流电阻Rd（T）、正极板120中的扩散电阻Rs（T）、负极板130中的反应电阻Rn（T）、正极板120的反应电阻Rp（T）及负极板130的反应电阻R_r（T）是电池温度T的函数。因此，内部电阻R（T）也是根据电池温度T而变化的电池温度T的函数。

使用了由天然石墨构成的负极活性物质粒子的负极板130与其反应电阻R_r（T）相关，表示以下的特性。即，二次电池101的负极板130的反应电阻R_r（T）中，电池温度T为通常温度域AT_j（具体而言，20~45℃的范围）内的温度T_j下的通常反应电阻R_rj（T_j）远小于二次电池101的直流电阻Rd（T_j）（R_rj（T_j）<Rd（T_j））。另一方面，当电池温度T成为低温域AT_l（具体而言，-30~0℃的范围）内的温度T_l时，低温反应电阻R_rl（T_l）增大，大于二次电池101的直流电阻Rd（T_l）（R_rl（T_l）>Rd（T_l））。

另外，该负极板130具有低温域AT_l内的温度T_l下的低温反应电阻R_rl（T_l）大于通常温度域AT_j内的温度T_j下的通常反应电阻R_rj（T_j）的特性（R_rl（T_l）>R_rj（T_j））。具体而言，低温反应电阻R_rl（T_l）成为通常反应电阻R_rj（T_j）的7倍以上的值。

而且，通常温度域AT_j内的温度T_j下的通常反应电阻R_rj（T_j）占据二次电池101的内部电阻即通常内部电阻R_j（T_j）的第一比例W1（=R_rj（T_j）/R_j（T_j））为10%以下，相对于此，低温域AT_l内的温度T_l下的低温反应电阻R_rl（T_l）占据二次电池的内部电阻即低温内部电阻R_l（T_l）的第二比例W2（=R_rl（T_l）/R_l（T_l））为20%以上。如此，负极板130具有第二比例W2大于第一比例W1的特性，即，具有当处于低温时反应电阻特别增大，且该反应电阻占据二次电池101的内部电阻的比例也增大的特性。

在对二次电池101进行充电时，因负极板130的反应电阻R_r（T）而在负极板130产生极化。而且，该极化在负极板130的反应电阻R_r（T）与充电电流之积越大时越大。因此，在充电时，若大电流流向二次电池101，则在负极板130产生大的极化，因此负极板130的电位有时比金属锂的电位低。如此，金属锂析出到负极板130上。即，在向二次电池101的充电电流的大小相同的情况下，在负极板130中，与电池温度T为通常温度域AT_j内的温度T_j的情况相比，电池温度T为低温域AT_l内的温度T_l的情况容易产生大的极化，金属锂容易析出。

接下来，说明电池控制系统BS1的HV控制装置20。该HV控制装置20包括未图示CPU、ROM及RAM，具有按照规定的程序而工作的微型计算机（以下，也称为微机）21。而且，该HV控制装置20具有：测定构成电池组80的二次电池101、101中的1个二次电池101A的端子间电压V的电压传感器25；测定流过二次电池101A（电池组80）的直流电流的大小的电流传感器26；测定二次电池101A的电池温度T的温度传感器27（参照图3）。其中，电压传感器25测定二次电池101A的正极端子部191A与负极端子部192A之间的电压（参照图3）。而且，电流传感器26是公知的直流电流传感器。而且，温度传感器27的测温部与二次电池101A的电池壳体180的外侧接触配置。

所述的HV控制装置20能够直接或经由传感器等而检测二次电池101（电池组80）、前电动机30、后电动机40、发动机50及逆变器82的状态，根据各部的状况而进行各种控制。因此，在本实施方式1的电池控制系统BS 1中，以下，参照图4、5、8的流程图，详细说明通过HV控制装置20进行的二次电池101（电池组80）的控制。需要说明的是，在本实施方式1中，执行图4所示的主程序M1。需要说明的是，该主程序M1中的由虚线表示的步骤S14、S15、S18是在后述的变形方式1中使用的步骤，在本实施方式1中未使用。

另外，在微机21的ROM（未图示）中，预先按照各电池温度T存储最大端子间电压V_m（T）中的二次电池101A的初期最大端子间电压V_m0（T），按照各电池温度T存储二次电池101A的允许充电电流I_m（T），按照各二次电池101A的充电状态SC存储二次电池101A的开放端子间电压VZ。而且，在该ROM还预先存储有通常温度域AT_j内的规定的第一电池温度T_ja下的二次电池101A的初期内部电阻R₀（T_ja）。

首先，说明图4所示的主程序M1。当车辆1的工作开始（起动）时（步骤S1为是），向步骤S2前进，分别测定该时刻下的二次电池101A的电池温度T、流向二次电池101A的电流值IF、及二次电池101A的端子间电压V（T）。需要说明的是，该主程序M1在车辆1停止之前，在规定的循环时间TC1（本实施方式1中为每0.1秒）内，反复进行步骤S2至步骤S19（参照后述的步骤S20）。因此，在本实施方式1中，每隔该循环时间TC（0.1秒）测定电池温度T、电流值IF及端子间电压V（T）。然后，向步骤S30的最大电压计算子程序前进。

参照图5，说明最大电压计算子程序S30。通过由该最大电压计算子程序S30设定的最大端子间电压V_m（T），来限制二次电池101（101A）的端子间电压V（T）的上限。

在该最大电压计算子程序S30中，首先判别在步骤S2中测定的电池温度T是否比低温域AT_l高，具体而言，是否比低温域AT_l的最高温度即低温域最高温度T_lu（本实施方式1中为0℃）高（步骤S31）。

在此，判别为是时，即电池温度T比低温域最高温度T_lu高时，向步骤S34前进。另一方面，判别为否时，即电池温度T为低温域最高温度T_lu以下时，向步骤S32前进。

在对使用了前述的负极板130的二次电池101A（101）进行充电时，若该电池温度T低，则相对地在负极板130容易产生大的极化。因此，在本实施方式1中，在电池温度T比低温域最高温度T_lu高的情况下，在最大端子间电压V_m（T）中使用存储在微机21的ROM（未图示）中的初期最大端子间电压V_m0（T），使电池控制系统BS1的系统更加简单。

在步骤S32中，通过后述的电阻取得子程序S40，判别是否已经取得通常温度域AT_j内的、后述的规定的第一电池温度T_ja（本实施方式1中为20℃）下的二次电池101A的通常内部电阻R_j（T_ja）。

在此，判别为否时，即在电阻取得子程序S40中还未取得通常内部电阻R_j（T_ja）时，向步骤S34前进。另一方面，判别为是时，即已经取得通常内部电阻R_j（T_ja）时，向步骤S33前进，将最大端子间电压V_m（T）设定为初期最大端子间电压V_m0（T）加上后述的差分电阻ΔR（T_ja）与允许充电电流I_m（T）之积（ΔR（T_ja）×I_m（T））所得到的值。即，将最大端子间电压V_m（T）设定为V_m（T）=V_m0（T）+ΔR（T_ja）×I_m（T）。设定后，结束最大电压计算子程序S30，而返回主程序M1。

另一方面，在步骤S31中判别为电池温度T比低温域最高温度T_lu高时，以及，在步骤S32中判别为在电阻取得子程序S40中还未取得通常内部电阻R_j（T_ja）时，在步骤S34中，将最大端子间电压V_m（T）设定为预先存储在微机21的ROM中的初期最大端子间电压V_m0（T）。设定后，结束最大电压计算子程序S30，向主程序M1返回。

在图4所示的主程序M1的步骤S3中，根据由步骤S2测定的电池温度T，设定流向二次电池101的充电电流Ic的允许充电电流I_m（T）。由此，防止比允许充电电流I_m（T）大的充电电流Ic流向二次电池101。需要说明的是，作为允许充电电流I_m（T），具体而言，选择按照各电池温度T预先存储在ROM中的允许充电电流I_m（T）中的各时刻下的电池温度T所对应的值。

接下来，在步骤S4中，检测该时刻下的二次电池101A的充电状态SC（SOC的值）。具体而言，HV控制装置20另外在将已知的二次电池101A搭载于车辆1以后，基于流向二次电池101A的放电电流的值及充电电流Ic的值的履历，算出二次电池101A的充电状态SC。因此，在步骤S4中，读入该值。

然后，在步骤S5中，根据检测的充电状态SC，取得与其对应的二次电池101A的开放端子间电压VZ。具体而言，选择按照各充电状态SC的值而预先存储在ROM中的开放端子间电压VZ中的与检测的二次电池101A的充电状态SC对应的值，作为此时的开放端子间电压VZ。

接下来，在步骤S6中，判别后述的反转标志F1是否被置位。在此，判别为是时，即反转标志F1被置位时，向步骤S11前进。另一方面，判别为否时，即反转标志F1被重置时，向步骤S7前进。

在步骤S7中，判别步骤S2中取得（测定）的电池温度T是否为通常温度域AT_j的范围（20℃≤T≤45℃）内的规定的第一电池温度T_ja（本实施方式1中为例如20℃）。在此，判别为否时，即电池温度T不为第一电池温度T_ja时，跳过步骤S8~S10而向步骤S19前进。另一方面，判别为是时，即电池温度T为第一电池温度T_ja时，向步骤S8前进。

需要说明的是，在本实施方式1中，表示在电池温度T为通常温度域AT_j的范围内的规定的第一电池温度T_ja时进行步骤S8等的处理的例子。然而，例如，电池温度T在通常温度域AT_j内且为第一电池温度T_ja以外的规定的温度（例如，第三电池温度（=30℃），第三电池温度（=40℃）等）时也同样地，也可以通过步骤S8等进行处理，通过后述的电阻取得子程序S40，对于任一温度算出通常内部电阻，并使用该通常内部电阻。

在步骤S8中，使用步骤S2中取得（测定）的二次电池101A的电流值IF，判别二次电池101A的动作是否从放电变化（反转）为充电。在此，判别为否时，即二次电池101A的动作未从放电向充电反转时，向步骤S19前进。另一方面，判别为是时，即从放电反转为充电时，向步骤S9前进。

在步骤S9中，将步骤S2中得到的二次电池101A的动作刚从放电反转为充电之后的时间（设为第一时刻P1）下的电池温度T、电流值IF及开放端子间电压VZ分别作为第一时刻电池温度T1、第一时刻电流值IF1及第一时刻开放电压VZ1存储。并且，对微机21将反转标志F1置位（步骤S10），向步骤S19前进。

另一方面，在步骤S6中，在反转标志F1被置位时（是），即，在将反转标志F1置位后经过了0.1秒的下一循环时间TC1的时间（设为第二时刻P2）时，向步骤S11前进，判别第二时刻P2的电池温度T与在步骤S9中存储的、即0.1秒前的第一时刻电池温度T1是否相同。在此，判别为否时，即第二时刻P2的电池温度T与第一时刻电池温度T1不同时，向步骤S17前进。另一方面，判别为是时，即第二时刻P2的电池温度T与第一时刻电池温度T1相同时，向步骤S12前进。

在步骤S12中，判别步骤S2中测定的第二时刻P2的电流值IF与步骤S10中存储的第一时刻P1的第一时刻电流值IF1是否为相同大小。在此，判别为否时，即第二时刻P2的电流值IF与第一时刻电流值IF1为不同的大小时，向步骤S17前进。另一方面，判别为是时，即第二时刻P2的电流值IF与第一时刻电流值IF1为相同的大小时（参照图7所示的说明图），向步骤S40的电阻取得子程序前进。

接下来，参照图6，说明电阻取得子程序S40。需要说明的是，该电阻取得子程序S40是使用近似的直流电阻测定（DC-IR）法，取得电池温度T为第一电池温度T_ja（20℃）时的二次电池101的通常内部电阻R_j（T_ja）的电阻取得单元。需要说明的是，如上所述，主程序M1每到规定的循环时间TC1（0.1秒），通过步骤S2测定、检测电池温度T、电流值IF及端子间电压V（T）（与之相伴的开放端子间电压VZ）。因此，在本实施方式1的电阻取得子程序S40中，在隔开规定时间TM1（0.1秒）的第二时刻P2测定的电流值IF与第一时刻电流值IF1为相同大小时，根据该期间流过的二次电池101A的端子间电压的变化量（下述的差分电压ΔV（T_ja））、及电流值IF（第一时刻电流值IF 1），取得第一电池温度T_ja下的二次电池101A的通常内部电阻R_j（T_ja）。

更具体而言，首先，在步骤S41中，算出从端子间电压V（T_ja）中的第二时刻P2的端子间电压V（T_ja）（第二时刻端子间电压V（T_ja）2）减去在步骤S9中0.1秒前存储的第一时刻开放电压VZ1所得到的差，将该差作为第一电池温度T_ja下的差分电压ΔV（T_ja）。

接下来，在步骤S42中，将算出的差分电压ΔV（T_ja）和存储的第一时刻电流值IF1作为1对而存储在RAM中。

接下来，将表示存储的对的数量的n加1（步骤S43）。并且，在步骤S44中，判别该数n是否小于64。在此，判别为是时，即数n小于64时，结束电阻取得子程序S40，返回主程序M1。这是因为，为了算出误差小的通常内部电阻R_j（T_ja）时，差分电压ΔV（T_ja）与第一时刻电流值IF1的对的数量不足。

另一方面，判别为否时，即数n成为n=64时，根据64对的差分电压ΔV（T_ja）和第一时刻电流值IF1，算出第一电池温度T_ja下的通常内部电阻R_j（T_ja）（步骤S45）。具体而言，如图8所示，在横轴为第一时刻电流值IF1且纵轴为差分电压ΔV（T_ja）的坐标图中标出表示第一时刻电流值IF1与差分电压ΔV（T_ja）的组合的坐标点。并且，使用最小二乘法得到多个坐标点的近似直线。并且，将该近似直线的斜率作为第一电池温度T_ja下的新的二次电池101的通常内部电阻R_j（T_ja）。如此，得到第一电池温度T_ja下的新的通常内部电阻R_j（T_ja）。

接下来，在步骤S46中，设数n为n=0，结束电阻取得子程序S40，返回主程序M1而向步骤S15前进。

在主程序M1的步骤S15中，判别在所述的电阻取得子程序S40中是否新取得（更新）第一电池温度T_ja下的二次电池101A的通常内部电阻R_j（T_ja）。在此，判别为否时，即在电阻取得子程序S40中未更新通常内部电阻R_j（T_ja）时，跳过步骤S16而向步骤S17前进。另一方面，判别为是时，即更新了通常内部电阻R_j（T_ja）时，向步骤S16前进。

接下来，在步骤S16中，取得电池温度T为第一电池温度T_ja时的二次电池101A的差分电阻ΔR（T_ja）。具体而言，该差分电阻ΔR（T_ja）是从在电阻取得子程序S40中取得的第一电池温度T_ja下的通常内部电阻R_j（T_ja）减去第一电池温度T_ja下的初期内部电阻R₀（T_ja）所得到的差（ΔR（T_ja）=R_j（T_ja）-R₀（T_ja））。需要说明的是，对初期内部电阻R₀（T_ja）使用预先存储在ROM内的初期内部电阻R₀（T）中的与第一电池温度T_ja对应的值（R₀（T_ja））。

如此，由于取得了差分电阻ΔR（T_ja），在此以后，在前述的最大电压计算子程序S30的步骤S32中选择是，向步骤S33前进。即，能够使用差分电阻ΔR（T_ja）、初期最大端子间电压V_m0（T）、允许充电电流I_m（T），设定低温域AT_l中的关于二次电池101的最大端子间电压V_m（T）。

接下来，在步骤S17中，将反转标志F1重置，向步骤S19前进。然后，在步骤S19中，判定车辆1是否停止。在此，若判定为否，则向步骤S20前进，另一方面，若判定为是，则向步骤S21前进。

在步骤S20中，判别是否从步骤S2中进行的二次电池101A的电池温度T、电流值IF及端子间电压V（T）的测定经过了规定的循环时间TC1（0.1秒）。在此，判别为否时，即没有从先前的测定经过规定的循环时间TC1时，返回步骤S19，重复进行步骤S19和步骤S20（即，等待直至经过循环时间TC1）。另一方面，判别为是时，即从步骤S2的测定经过了循环时间TC1时，返回步骤S2，重复进行步骤S2至步骤S20。另一方面，在步骤S21中，无论反转标志F1是否被置位，均将反转标志F1重置，而结束主程序M1。

需要说明的是，在本实施方式1中，HV控制装置20对应于控制装置，前电动机30、后电动机40及发动机50对应于电源，允许充电电流I_m（T）对应于允许充电电流，按照各电池温度T存储二次电池101A的初期最大端子间电压V_m0（T）的HV控制装置20的微机21对应于电压存储单元，存储通常温度域AT_j内的第一电池温度T_ja下的二次电池101A的初期内部电阻R₀（T_ja）的HV控制装置20的微机21对应于电阻存储单元，按照各电池温度T存储二次电池101A的允许充电电流I_m（T）的HV控制装置20的微机21对应于电流存储单元，按照二次电池101A的充电状态SC存储二次电池101A的开放端子间电压VZ的HV控制装置20的微机21对应于开放端子间电压存储单元。而且，电阻取得子程序S40对应于电阻取得单元，主程序M1的步骤S16对应于差分取得单元，最大电压计算子程序S30对应于最大电压计算单元，步骤S5对应于充电状态检测单元，步骤S6对应于开放端子间电压取得单元。

由以上，本实施方式1的电池控制系统BS1具备得到在成为通常温度域AT_j内的第一电池温度T_ja（例如20℃）的时间取得的二次电池101A的通常内部电阻R_j（T_ja）与初期内部电阻R₀（T_ja）之间的差分电阻ΔR（T_ja）的步骤S16。而且，最大电压计算子程序S30在电池温度T处于低温域AT_l的范围内时，将初期最大端子间电压V_m0（T）加上差分电阻ΔR（T_ja）与允许充电电流I_m（T）之积所得到的值给予最大端子间电压V_m（T）。

因此，根据该电池控制系统BS1，在电池温度T处于低温域AT_l内时，与将最大端子间电压V_m（T）直接设为初期最大端子间电压V_m0（T）这样的恒定值而控制二次电池的充电的情况相比，能够抑制与老化等相伴的内部电阻的增大引起的二次电池101A的充电量的减少。

而且，不是如专利文献1那样得到内部电阻与电流之积，而是得到内部电阻的增大量即差分电阻ΔR（T_ja）与允许充电电流I_m（T）之积，将该积加上初期最大端子间电压V_m0（T），因此能够形成与内部电阻的增大量对应的适当的最大端子间电压V_m（T）。

而且，在电池控制系统BS1中，在电池温度T处于低温域AT_l时，在最大电压计算子程序S30中，不使用与该电池温度T（低温域AT_l内的温度T_l）相对的差分电阻ΔR（T_l），而是使用作为与之相比相对小的值的、通常温度域AT_j内的第一电池温度T_ja下的差分电阻ΔR（T_ja）。并且，将该差分电阻ΔR（T_ja）与允许充电电流I_m（T）之积加上初期最大端子间电压V_m0（T）而得到最大端子间电压V_m（T）。因此，通过将最大端子间电压V_m（T）形成为大于初期最大端子间电压V_m0（T）的值，即使在因时效变化而二次电池的内部电阻增加的情况下，也能够抑制二次电池101A的充电量的减少。另一方面，最大端子间电压V_m（T）不会成为过大的值，也不会发生与负极板130上的极化相伴的金属锂的析出。

由以上，在所述的电池控制系统BS1中，在使用了具有低温域AT_l内的温度T_l下的低温反应电阻R_rl（T_l）比通常温度域AT_j时增大的特性的负极板130的二次电池101（101A）中，即使在该二次电池101的内部电阻时效性地增加的情况下，电池温度T也处于低温域AT_l内，即使在快速充电或车辆中的再生电流的充电等以大电流充电的情况下，也能够在该二次电池101A的负极板130上抑制金属锂的析出，并能够适当地将二次电池101（101A）充电至更高的端子间电压。

而且，在二次电池101A中使用具有所述特性即如下特性的负极板130：低温反应电阻R_rl（T_l）成为通常反应电阻R_rj（T_j）的7倍以上的值，第一比例W1（=R_rj（T_j）/R_j（T_j））为10%以下，第二比例W2（=R_rl（T_l）/R_l（T_l））为20%以上。

在所述的电池控制系统BS1中，对于使用了这种负极板130的二次电池101（101A）进行充电控制，因此能够得到尤其是将负极板130中的反应电阻的增大量的作用可靠地排除后的最大端子间电压V_m（T）。因此，在电池温度T处于低温域AT_l时，能够得到适当的最大端子间电压V_m（T），对二次电池101（101A）进行充电。

另外，电池控制系统BS1中使用的二次电池101的负极板130如上所述，与第一比例W1（=R_rj（T_j）/R_j（T_j））相比，第二比例W2（=R_rl（T_l）/R_l（T_l））大。因此，可认为，当对二次电池101进行充电时，以比低温域AT_l高的电池温度T进行充电的情况下，与以低温域AT_l内的电池温度T进行充电的情况相比，二次电池101的内部电阻的上升少，因此即便对最大端子间电压V_m（T）使用初期最大端子间电压V_m0（T），内部电阻的时效性的上升引起的电池电容的减少量也微小。

因此，在本实施方式1的电池控制系统BS1中，在电池温度T比低温域AT_l高时，将初期最大端子间电压V_m0（T）设为最大端子间电压V_m（T）的值。由此，在电池温度T比低温域AT_l高时，不用改变最大端子间电压V_m（T），能够使系统更简单。

另外，在电池控制系统BS1中，由于具备所述的电阻取得子程序S30，因此能够通过电池控制系统BS1自身来取得二次电池101（101A）的通常内部电阻R_j（T_ja），自主地变更最大端子间电压V_m（T）。

另外，电池控制系统BS1在检测到与第一时刻P1和第二时刻P2相同大小的充电电流Ic的电流值IF时，使用第一时刻P1的二次电池101A的第一时刻开放端子间电压VZ1与第二时刻P2的二次电池101A的第二时刻端子间电压V（T_ja）2的差分电压ΔV（T_ja）、及充电电流Ic的电流值IF（第一时刻电流值IF1），取得通常内部电阻R_j（T_ja）。即，在所述的电池控制系统BS1中，能够取得基于DC-IR法的二次电池101（101A）的通常内部电阻R_j（T_ja）。

使用DC-IR法，取得二次电池的通常内部电阻R_j（T_j）时，对于从充电开始到测定电压为止的时间（测定期间）与通常内部电阻R_j（T_j）的关系进行了验证。

具体而言，准备与实施方式1同样的二次电池101中的刚制造不久的初期的二次电池A，利用DC-IR法，测定了电池温度T为通常温度域AT_j内的25℃（T_j=25℃）下的内部电阻（通常内部电阻）。此时，利用DC-IR法，将从开始流过充电电流Ic到测定二次电池A的端子间电压为止的时间（测定期间）改变为0.1秒、1.0秒、10.0秒及20.0秒而分别进行了测定。各测定期间内的二次电池A（后述的加速老化试验前的二次电池A）的通常内部电阻如表1所示。

[表1]

根据表1可知，随着测定期间延长，而二次电池A的通常内部电阻增大。作为其理由，在充电电流Ic刚开始流向二次电池A之后，主要产生前述的正极板120的反应电阻Rp（T_j）、负极板130的反应电阻R_r（T_j）及二次电池A（二次电池101）的直流电阻Rd（T_j），然后逐渐地也出现前述的正极板120中的离子的扩散电阻Rs（T_j）及负极板130中的离子的扩散电阻Rn（T_j）。因此，当测定期间长时，利用DC-IR法取得的通常内部电阻中，除了正极板120的反应电阻Rp（T_j）、负极板130的反应电阻R_r（T_j）及直流电阻Rd（T_j）之外，还加入有各电极120、130中的扩散电阻Rs（T_j）、Rn（T_j）的成分。

接下来，对于二次电池A进行了加速老化试验。具体而言，使用未图示的直流电源装置，在60℃的温度环境下、2.5~4.1V的电压范围内，以4C的定电流对二次电池A交替反复进行了1000次的充电及放电。关于进行了该加速老化试验的二次电池A，与加速老化试验前同样地，在电池温度T（T_j）=25℃下，使用DC-IR法测定了内部电阻（通常内部电阻）。加速老化试验后的二次电池A的结果也如表1所示。

根据表1可知，加速老化试验后的二次电池A的通常内部电阻也与初期的情况同样，伴随着测定期间延长，二次电池A的通常内部电阻增大，具有与加速老化试验前的初期的通常内部电阻同样的倾向。而且，加速老化试验前后的差分电阻ΔR（从加速老化试验后的通常内部电阻减去加速老化试验前的通常内部电阻所得到的差）在测定期间为0.1秒时为0.8mΩ，在测定期间为1.0秒时为1.3mΩ，在测定期间为10.0秒时为2.0mΩ，在测定期间为20.0秒时为2.6mΩ。由此可知，随着测定期间延长，而差分电阻ΔR也增大。

接下来，对二次电池101的最大端子间电压与电池电容的关系进行了验证。具体而言，首先，准备了二次电池101中的刚制造不久之后的初期的两个二次电池（二次电池B及二次电池C）。

首先，测定了所述二次电池B、C的电容。具体而言，对于设为4.1V（充满电电压）的各二次电池B、C，分别在25℃的温度环境下测定了以恒定（1C）的放电电流放电至2.5V时的放电电容。

接下来，对于二次电池B、C，实施了充放电脉冲循环试验。在该充放电脉冲循环试验中，在-5℃的温度环境下，对于形成了SOC60%的充电状态的各二次电池B、C，首先以2C的定电流连续进行1.0秒钟的充电，以6C的定电流连续进行1.0秒钟的充电，以10C的定电流连续进行1.0秒钟的充电。并且，隔开10.0秒钟的停止时间，以2C的定电流连续进行1.0秒钟的放电，以6C的定电流连续进行1.0秒钟的放电，以10C的定电流连续进行1.0秒钟的放电，然后，进行10.0秒钟的停止时间。反复进行了10次这种充放电脉冲循环试验。

需要说明的是，在该充放电脉冲循环试验时，在二次电池B和二次电池C中将电池温度T=-5℃下的最大端子间电压V_m（-5）设定为不同的值。具体而言，将二次电池B的最大端子间电压V_m（-5）设定为4.12V，将二次电池C的最大端子间电压V_m（-5）设定为4.18V（参照表2）。

在充放电脉冲循环试验之后，再次测定了各二次电池B、C的电容。具体而言，与在充放电脉冲循环试验之前进行的方法同样地，测定了在25℃的温度环境下，以恒定（1C）的放电电流放电至2.5V时的放电电容。并且，对于各二次电池B、C，分别算出了充放电脉冲循环试验的前后的电容维持率（%）。具体而言，对于各二次电池B、C，充放电脉冲循环试验后的放电电容除以充放电脉冲循环试验前的放电电容所得到的商以百分率表示。

各二次电池B、C的电容维持率（%）如表2所示。

[表2]

根据表2可知，二次电池B的电容维持率为99.4%，即为99%以上的高电容维持率，相对于此，二次电池C的电容维持率为90.0%，比二次电池B大幅下降。

在最大端子间电压V_m（-5）比4.12V的二次电池B高的4.18V的二次电池C中，通过低温域AT_l内的充放电脉冲循环试验中的大的充电电流下的充电，而在负极板产生大的极化。此时，负极板的电位可能会低于金属锂的电位。因此，可认为，金属锂析出到负极板上，相应地，在充放电脉冲循环试验后，二次电池C的电容下降。

因此，在本实施方式1的二次电池101中可知，在未产生因老化的进展引起的内部电阻的上升的初期的阶段，将最大端子间电压设为4.12V比较适当。因此，设该值为电池温度T=-5℃下的二次电池101（二次电池A~H）的初期最大端子间电压V_m0（-5）。

如上所述，对于二次电池A，利用DC-IR法测定了各种测定期间的内部电阻（参照表1），但为了算出前述的最大电压计算子程序S30中使用的式（V_m（T）=V_m0（T）+ΔR（T_ja）×I_m（T））中的差分电阻ΔR（T_ja），研究了使用何种程度的长度的测定期间为宜。需要说明的是，二次电池A~C的电池温度T=-5℃下的允许充电电流Im（-5）均为12C（=70A）。使用该允许充电电流Im（-5）、表1所记载的二次电池A的各时间的差分电阻ΔR（T_ja）、及最大电压计算子程序S30中使用的式（V_m（T）=V_m0（T）+ΔR（T_ja）×I_m（T）），算出-5℃下的二次电池A的最大端子间电压V_m（-5）。

在此，如上所述，初期最大端子间电压V_m0（-5）为4.12V。于是，最大端子间电压V_m（-5）在测定期间为0.1秒时为4.176V，在测定期间为1.0秒时为4.211V，在测定期间为10.0秒时为4.260V，在测定期间为20.0秒时为4.302V（参照表1）。

准备具有与二次电池B、C中使用的结构同样的结构的初期的二次电池，进行了对二次电池A进行的前述的加速老化试验，准备了相比二次电池B、C使老化进一步发展的5个二次电池（二次电池D~H）。并且，与二次电池B、C同样地，测定了所述二次电池D~H的电容。

在电容测定后，对于二次电池D~H，如以下那样设定了最大端子间电压V_m（-5），进行了与二次电池B、C同样的充放电脉冲循环试验。即，将二次电池D、二次电池E、二次电池F、二次电池G及二次电池H的最大端子间电压V_m（-5）分别设定为4.12V、4.18V、4.21V、4.26V及4.30V（参照表2）。而且，与二次电池B、C同样地，对于二次电池D~H，反复进行了10次充放电脉冲循环试验。需要说明的是，可认为，二次电池D~H已经进行了与二次电池A同样的加速老化试验，其内部电阻与二次电池A的加速老化试验后的值大致相同。

而且，在充放电脉冲循环试验之后，与充放电脉冲循环试验之前进行的方法同样地，再次测定各二次电池D~H的电容，对于各二次电池D~H，与二次电池B、C同样地分别算出充放电脉冲循环试验的前后的电容维持率（%）得到的各二次电池D~H的电容维持率（%）如表2所示。

根据表2，二次电池D的电容维持率为99.4%，二次电池E的电容维持率为99.4%，二次电池F的电容维持率为99.2%，均为99%以上的高电容维持率。相对于此，二次电池G的电容维持率为98.6%，略低，而且二次电池H的电容维持率为80.0%，电容大幅下降。由此可知，除了二次电池D之外，在二次电池E、F中，即，在使用设测定期间为1.0秒以下而测定的通常内部电阻来设定最大端子间电压的二次电池中，即便进行所述的充放电脉冲循环试验，也能够维持高电容（维持率99%以上）。关于此，在利用DC-IR法测定二次电池的内部电阻时，若缩短测定期间，则能够充分减小通常内部电阻中含有的扩散电阻的作用，能够得到小的值作为内部电阻的值。因此可认为，这是由于，通过将计算的最大端子间电压抑制成比较低的值，即使大的充电电流Ic流向二次电池101（二次电池E、F）而在负极板130产生极化，负极板的电位也比金属锂低，从而能够抑制金属锂析出的情况。

由以上，在本实施方式1的电池控制系统BS1中，设相当于所述的测定期间的、从第一时刻P1到第二时刻P2期间的规定时间TM1为1.0秒以下（具体而言为0.1秒），因此在电阻取得子程序S40中，能够取得扩散电阻的比例充分小的通常内部电阻R_j（T_ja）。因此，当以大电流进行充电时，能够抑制金属锂向该二次电池101（101A）的负极板130上的析出，并能够适当地将二次电池101（101A）充电至高的端子间电压。

而且，通过将规定时间TM1形成为更短的0.1秒以下，能够进一步减小取得（算出）的通常内部电阻R_j（T_ja）中含有的扩散电阻的比例。因此，在电池控制系统BS1中，通过设流有充电电流Ic的规定时间TM1为0.1秒，当以大电流进行充电时，能够可靠地抑制金属锂向该二次电池101（101A）的负极板130上的析出，并能够将二次电池101（101A）充电至适当的端子间电压。

（变形方式1）

接下来，参照附图，说明本发明的变形方式1。需要说明的是，在本变形方式1的电池控制系统BS2中，主程序M1中的循环时间TC2是比实施方式1的循环时间TC1（0.1秒）短的0.02秒这一点、及增加了图4中虚线所示的步骤S13、S14、S18这一点与所述的实施方式1不同。因此，以与实施方式1不同的点为中心进行说明，而省略或简化与实施方式1同样的部分的说明。需要说明的是，对于与实施方式1同样的部分，产生同样的作用效果。而且，对于相同内容的部件标注相同编号进行说明。

关于该电池控制系统BS2，以下说明图4所示的主程序M1中的、包含与实施方式1不同的步骤的步骤S11至步骤S20，除此以外，省略说明。

具体而言，首先，与实施方式1同样地，在步骤S11中，判别本次的循环中在步骤S2取得的电池温度T是否与在前述的步骤S9存储的第一时刻电池温度T1相同。在此，判别为否时，即本此的循环的电池温度T与第一时刻电池温度T1不同时，向步骤S 17前进。另一方面，判别为是时，即电池温度T与第一时刻电池温度T1相同时，向步骤S12前进。

接下来，与实施方式1同样地，在步骤S12中，判别本次的循环中在步骤S2测定的电流值IF是否与在步骤S9存储的第一时刻电流值IF1为相同的大小。在此，判别为否时，即本次的循环的电流值IF与第一时刻电流值IF1为不同的大小时，向步骤S17前进。另一方面，判别为是时，即电流值IF与反转后电流值IF1为相同大小时，向图4中虚线所示的步骤S13前进。

在步骤S13中，在将反转标志F1置位之后，将表示通过了步骤S12的次数的m加1（m=m+1）。并且，在步骤S14中，判别该次数m是否小于6次。在此，判别为是时，即次数m小于6次时（m<6），向步骤S19前进。这是因为从二次电池101A的动作刚由放电反转为充电之后未经过规定时间TM1（与本实施方式1同样的0.1秒）。另一方面，判别为否时，即次数m成为6次（m=6）时，表示如下情况：在二次电池101A的动作刚由放电反转为充电之后的第一时刻P1起的规定时间TM1的0.1秒钟期间，电池温度T保持第一时刻电池温度T1，且6次检测的电流值IF均与第一时刻电流值IF1相等。因此，向步骤S40的电阻取得子程序前进。

在电阻取得子程序S40中，与实施方式1同样地，取得第一电池温度T_ja（20℃）下的二次电池101A的通常内部电阻R_j（T_ja）。如此，在本变形方式1中，也与实施方式1相同，从在规定时间TM1（0.1秒）的期间在二次电池101A产生的端子间电压的变化量（差分电压ΔV（T_ja））、及电流值IF（第一时刻电流值IF1），取得第一电池温度T_ja下的二次电池101A的通常内部电阻R_j（T_ja）。

接下来，与实施方式1同样地，在步骤S15中，判别在所述的电阻取得子程序S40中是否新取得（更新）通常内部电阻R_j（T_ja），在判别为否的情况下，向步骤S17前进。另一方面，在判别为是的情况下，向步骤S16前进。

接下来，与实施方式1同样地，在步骤S16中，取得电池温度T为第一电池温度T_ja下的二次电池101A的差分电阻ΔR（T_ja）。而且，与实施方式1相同地，在步骤S17中，将反转标志F1重置，向虚线所示的步骤S18前进。

在该步骤S18中，将次数m重置（m=0），向步骤S19前进。这是因为，在二次电池101A的动作刚从放电反转成充电之后，在经过规定时间TM1（0.1秒）之前，电流值IF与反转后电流值IF1不同，或电池温度T从第一电池温度T_ja变化的情况、执行了电阻取得子程序S40的情况下，将次数m清零。

由以上，在本变形方式1的电池控制系统BS2中，在二次电池101A的动作刚从放电反转成充电之后，在经过规定时间TM1（0.1秒）后的时刻为止的期间取得的多个充电电流Ic的电流值IF彼此相等的情况下，在电阻取得子程序S30中取得通常内部电阻R_j（T_ja），因此能够抑制电流的变动引起的误差，取得更准确的二次电池101的通常内部电阻R_j（T_ja）。

（实施方式2）

接下来，参照附图，说明本发明的实施方式2。需要说明的是，在实施方式1及变形方式1中，通过自身测定了通常内部电阻R_j（T_ja），相对于此，在本实施方式2的电池控制系统BS3中，具备存储从外部输入的、输入的时刻的二次电池101的通常内部电阻R_j（T_ja）的通常内部电阻存储单元，在这一点上与所述的实施方式1不同。即，在本变形方式2的电池控制系统BS3的HV控制装置20中，构成为能够将从外部输入的二次电池101的通常内部电阻R_j（T_ja）存储在微机21中。

另外，关于通常内部电阻R_j（T_ja）的测定，具体而言如下进行。首先，在车检等时间，将二次电池101从车辆1（电池控制系统BS3）临时取下。并且，使用设置在电池控制系统BS3的外部的直流电源装置210、电压计220及电流计230（参照图9），利用DC-IR法来测定二次电池101的通常内部电阻R_j（T_ja）。此时，将二次电池101放置在第一电池温度T_ja（20℃）环境下进行测定。

然后，将二次电池101载回车辆1，并将取得的第一电池温度T_ja（20℃）下的二次电池101的通常内部电阻R_j（T_ja）通过已知的方法向微机21的未图示的RAM输入（写入）。如此，从此以后，在电池控制系统BS3中，能够在车辆1中使用二次电池101的通常内部电阻R_j（T_ja），设定二次电池101的最大端子间电压V_m（T）。

由以上，在本实施方式2的电池控制系统BS3中，即便在电池控制系统BS3内不具备电阻取得单元，也可以使用通常内部电阻R_j（T_ja）可靠地在二次电池101的负极板130上抑制金属锂的析出，并能够适当地将二次电池101充电至高的端子间电压。

以上，结合实施方式1、2及变形方式1说明了本发明，但本发明并未限定为所述实施方式等，在不脱离其宗旨的范围内，当然能够适当变更来适用。

例如，在实施方式1等中使用了包含天然石墨的负极板作为负极活性物质，但例如也可以使用包含天然石墨以外的石墨或人造石墨的负极板作为负极活性物质。而且，示出了在电阻存储单元仅存储有通常温度域AT_j内的规定电池温度T_ja下的初期内部电阻R₀（T）的例子。然而，例如，也可以对于通常温度域AT_j的范围整体或包含低温域AT_l的整个温度域按照各电池温度T存储。而且，在实施方式2中，利用DC-IR法测定了通常内部电阻R_j（T_ja），但也可以使用交流阻抗（AC-IR）法进行测定。

Claims

1.一种电池控制系统，具备：

锂离子二次电池（以后也简称为二次电池），具有正极板及负极板；

控制装置，设定在所述二次电池充电时允许的最大端子间电压及允许充电电流，控制从电源向所述二次电池的充电，

其中，

关于电池温度T，设20~45℃为通常温度域AT_j，-30~0℃为低温域AT_l时，

所述负极板具有如下特性：

在电池温度T处于所述通常温度域AT_j的情况下和电池温度T处于所述低温域AT_l的情况下比较所述负极板的特性时，

在所述负极板产生的反应电阻R_r（T）在电池温度T处于所述低温域AT_l的情况下较大，并且，

所述二次电池的内部电阻R（T）中所述负极板的所述反应电阻R_r（T）所占据的比例在电池温度T处于所述低温域AT_l的情况下较大，

所述电池控制系统具备：

电压存储单元，对每个所述电池温度T存储所述最大端子间电压V_m（T）中的、所述二次电池的使用初期允许的初期最大端子间电压V_m0（T）；

电阻存储单元，至少关于所述通常温度域AT_j内的规定电池温度T_ja存储在所述二次电池的使用初期产生的初期内部电阻R₀（T）；

电流存储单元，对每个所述电池温度T存储所述允许充电电流I_m（T）；

差分取得单元，取得所述二次电池的所述电池温度T成为所述规定电池温度T_ja的时刻的、所述二次电池的内部电阻中的所述通常温度域AT_j内的温度T_j下的通常内部电阻R_j（T_ja）与存储于所述电阻存储单元的、对应的所述规定电池温度T_ja下的所述初期内部电阻R₀（T_ja）之间的差分即差分电阻ΔR（T_ja）；

最大电压计算单元，至少在所述电池温度T处于所述低温域AT_l内时，将与该电池温度T对应的所述最大端子间电压V_m（T）设定为存储于所述电压存储单元的所述初期最大端子间电压V_m0（T）加上所述差分电阻ΔR（T_ja）与存储于所述电流存储单元的所述允许充电电流I_m（T）之积所得到的值。

2.根据权利要求1所述的电池控制系统，其中，

所述负极板具有如下特性：

关于所述反应电阻R_r（T），所述低温域AT_l内的温度T_l下的低温反应电阻R_rl（T_l）为所述通常温度域AT_j内的温度T_j下的通常反应电阻R_rj（T_j）的7倍以上的值，

所述温度T_j下的所述内部电阻R（T）即通常内部电阻R_j（T_j）中所述通常反应电阻R_rj（T_j）所占据的比例R_rj（T_j）/R_j（T_j）为10%以下，

所述温度T_l下的所述内部电阻R（T）即低温内部电阻R_l（T_l）中所述低温反应电阻R_rl（T_l）所占据的比例R_rl（T_l）/R_l（T_l）为20%以上。

3.根据权利要求1或2所述的电池控制系统，其中，

所述最大电压计算单元在所述电池温度T比所述低温域AT_l高时，将所述初期最大端子间电压V_m0（T）设定为所述最大端子间电压V_m（T）的值。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的电池控制系统，其中，

具备电阻取得单元，该电阻取得单元在所述二次电池的所述电池温度T成为所述规定电池温度T_ja时，取得所述二次电池的所述通常内部电阻R_j（T_ja）。

5.根据权利要求4所述的电池控制系统，具备：

充电状态检测单元，检测所述二次电池的充电状态；

开放端子间电压存储单元，预先存储与所述二次电池相关的每个充电状态下的开放端子间电压；

开放端子间电压取得单元，根据由所述充电状态检测单元检测到的所述充电状态，取得与检测到的所述充电状态对应的所述开放端子间电压，

所述电阻取得单元是如下单元：在所述二次电池的充电期间中的、从所述二次电池的动作刚从放电变化成充电之后的第一时刻起到经过规定时间后的第二时刻为止检测到相同大小的充电电流时，使用与所述第一时刻下的所述二次电池的所述充电状态对应的所述开放端子间电压与所述第二时刻下的所述二次电池的端子间电压之差、及所述充电电流的电流值，来取得所述通常内部电阻R_j（T_ja），

设定所述规定时间为1.0秒以下。

6.根据权利要求5所述的电池控制系统，其中，

设定所述电阻取得单元中的所述规定时间为0.1秒以下。

7.根据权利要求1~3中任一项所述的电池控制系统，其中，

具备通常内部电阻存储单元，该通常内部电阻存储单元存储从外部输入的、所述输入的时点下的所述二次电池的所述通常内部电阻R_j（T_ja）。