CN104685753B - 电池的充电控制装置 - Google Patents

电池的充电控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104685753B
CN104685753B CN201280076077.6A CN201280076077A CN104685753B CN 104685753 B CN104685753 B CN 104685753B CN 201280076077 A CN201280076077 A CN 201280076077A CN 104685753 B CN104685753 B CN 104685753B
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
value
charging
control unit
impairment grade
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201280076077.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104685753A (zh
Inventor
长谷川元
大森敬介
加藤和仁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN104685753A publication Critical patent/CN104685753A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104685753B publication Critical patent/CN104685753B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04Regulation of charging current or voltage
    • H02J7/0091
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/16Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to battery ageing, e.g. to the number of charging cycles or the state of health [SoH]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/27Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by heating
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/374Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] with means for correcting the measurement for temperature or ageing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
    • H02J7/007194Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature of the battery
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/54Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545Temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • H01M10/443Methods for charging or discharging in response to temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/48The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明的主要目的在于提供一种能够在防止电池发生缺陷的同时将电池高速充电至目的的容量的电池的充电控制装置。本发明提供一种电池的充电控制装置,具有:第1输出部,输出用于对电池进行加热的加热信号;第2输出部,输出用于对根据加热信号加热后的电池进行充电的充电信号;以及控制部,判断电池的劣化度是否为第1值以上,在该控制部判断为劣化度是第1值以上的情况下,通过控制部控制加热信号,以使劣化度是第1值以上的电池的充电速度与劣化度小于第1值时的电池的充电速度相同、或者接近劣化度小于第1值时的电池的充电速度。

Description

电池的充电控制装置
技术领域
本发明涉及电池的充电控制装置。
背景技术
锂离子二次电池相比于以往的二次电池,能量密度高,能够在高电压下工作。因此,作为易于实现小型轻量化的二次电池,用于便携电话等信息设备,近年来,作为电动汽车用、混合动力汽车用的需要也变高。
锂离子二次电池具有正极层以及负极层、和配置在它们之间的电解质层,作为在电解质层中使用的电解质,已知例如非水系的液体状、固体状的物质等。在使用液体状的电解质(以下称为“电解液”)的情况下,电解液易于渗透到正极层、负极层的内部。因此,在正极层、负极层中含有的活性物质和电解液的界面易于形成,易于提高性能。但是,广泛使用的电解液是可燃性的,所以需要搭载用于确保安全性的系统。另一方面,如果使用难燃性的固体状电解质(以下称为“固体电解质”),则能够简化上述系统。因此,具备含有固体电解质的层(以下称为“固体电解质层”)的方式的锂离子二次电池(以下有时称为“全固体电池”)的开发得到了发展。
作为与这样的锂离子二次电池有关的技术,在例如专利文献1中,记载了在使用了聚合物电解质的锂离子二次电池的外表面贴上温度被设定为60℃的发热体,进行高速充电。另外,在专利文献2中,记载了将使用了聚合物电解质的二次电池加热到50℃而进行充电。另外,在专利文献3中,记载了在将电车驱动用电池加热到30℃之后进行充电。
专利文献1:日本特开平4-10366号公报
专利文献2:日本特开平4-137369号公报
专利文献3:日本特开平8-115747号公报
发明内容
认为通过使用专利文献1至专利文献3公开的技术,能够进行高速充电。此处,电池被加热时其劣化发展,随着劣化发展,在不使电池产生缺陷(在电池是锂离子二次电池的情况下,Li析出等缺陷。以下相同)地能够充电至目的的充电状态(State of Charge:SOC。以下相同)的最大充电速度(最大充电电流值)降低。但是,在专利文献1至专利文献3公开的技术中,未考虑电池的劣化程度。因此,如果优先考虑不使电池产生缺陷,则存在充电结束时的SOC停留于低的值、或者充电电流值被设定为必要以上地小的值(充电速度被设定为必要以上地慢的速度)的担忧。另外,如果优先考虑防止充电速度降低,则存在在电池中发生缺陷的担忧。因此,在专利文献1至专利文献3公开的技术中,难以在防止电池发生缺陷的同时将电池高速充电至高的充电状态。
因此,本发明的课题在于提供一种能够在防止电池发生缺陷的同时将电池高速充电至目的的容量的电池的充电控制装置。
本发明者们经过专心研究的结果发现了在不使全固体电池产生Li析出地充电至规定的SOC的情况下,劣化程度低的全固体电池即便使充电电流值相对地变高,也能够不产生Li析出地充电至目的的SOC。另外,本发明者们发现了为了将劣化的全固体电池在提高了充电电流值的状态下不产生Li析出地充电至高的SOC,在提高了电池温度的状态下进行充电是有效的。进而,本发明者们发现了如果在提高了充电电流值的状态并且提高了温度的状态下进行充电,则关于已劣化到在达到目的的SOC之前产生Li析出的程度的全固体电池,通过在降低充电电流值、或者降低充电电流值并且降低全固体电池的温度的状态下进行充电,能够在避免Li析出的同时充电至目的的SOC。本发明是根据这些发现而完成的。
为了解决上述课题,本发明采取以下的手段。即,
本发明的第1方式提供一种电池的充电控制装置,具有:第1输出部,输出用于对电池进行加热的加热信号;第2输出部,输出用于对根据加热信号加热后的电池进行充电的充电信号;以及控制部,判断电池的劣化度是否为第1值以上,在该控制部判断为劣化度是第1值以上的情况下,通过控制部控制加热信号,以使劣化度是第1值以上的电池的充电速度与劣化度小于第1值时的电池的充电速度相同、或者接近劣化度小于第1值时的电池的充电速度。
在本发明的第1方式中,“电池”的方式没有特别限定,能够优选使用例如全固体电池。另外,在本发明的第1方式中,搭载“电池”的设备既可以具有从由第1输出部、第2输出部、以及控制部构成的群选择的1个以上,也可以不具有它们全部。在搭载电池的设备未具有第1输出部、第2输出部、以及控制部的情况下,例如,第1输出部能够采用在设置于搭载电池的设备之外的对电池进行加热的加热装置中具备的方式,第2输出部、控制部能够采用在对电池送电的充电器等供电装置等中具备的方式。另外,在本发明的第1方式以及以下所示的本发明的其他方式(以下有时将它们集中简称为“本发明”)中,能够例如从充电曲线(纵轴为电压且横轴为电池容量的表示电压与电池容量的关系的曲线)、可根据脉冲电流响应掌握的电池电阻等,掌握“劣化度”。另外,在本发明中,“第1值”没有特别限定,电池的制造业者、充电器的制造业者、电池搭载设备的制造业者等能够任意地决定。关于第1值,根据电池的结构、使用方式、针对可容许的劣化的程度的考虑方法等,其具体的值不同,例如,能够将性能从初始性能降低了0.01%以上且5%程度时的值作为第1值。
根据本发明的第1方式,通过根据加热信号控制劣化到第1值以上的电池的温度,即使以与对能够显现初始性能的电池进行高速充电时的充电速度相同的速度进行充电,也能够避免电池发生缺陷。因此,通过采用这样的方式,能够提供能够在防止电池发生缺陷的同时将电池高速充电至目的的容量的电池的充电控制装置。
本发明的第2方式提供一种电池的充电控制装置,具有:第1输出部,输出用于对搭载于车辆的电池进行加热的加热信号;第2输出部,输出用于对根据加热信号加热后的电池进行充电的充电信号;控制部,判断电池的劣化度是否为第1值以上,该控制部搭载于车辆,在控制部判断为劣化度是第1值以上的情况下,通过控制部控制加热信号,以使劣化度是第1值以上的电池的充电速度与劣化度小于第1值时的电池的充电速度相同、或者接近劣化度小于第1值时的电池的充电速度。
即使是通过在搭载了电池的车辆上搭载的控制部对充电的电池的温度进行控制的方式,也能够起到与上述本发明的第1方式同样的效果。因此,即使是这样的方式,也能够提供能够在防止电池发生缺陷的同时将电池高速充电至目的的容量的电池的充电控制装置。
本发明的第3方式提供一种电池的充电控制装置,具有:第1输出部,输出用于对搭载于车辆的电池进行加热的加热信号;第2输出部,输出用于对根据加热信号加热后的电池进行充电的充电信号;以及控制部,判断电池的劣化度是否为第1值以上,该控制部搭载于设置于车辆的外部的、向电池输送电力的供电装置,在控制部判断为劣化度是第1值以上的情况下,通过控制部控制加热信号,以使劣化度是第1值以上的电池的充电速度与劣化度小于第1值时的电池的充电速度相同、或者接近劣化度小于第1值时的电池的充电速度。
即使是通过搭载于供电装置的控制部对充电的电池的温度进行控制的方式,也能够起到与上述本发明的第1方式同样的效果。因此,即使是这样的方式,也能够提供能够在防止电池发生缺陷的同时将电池高速充电至目的的容量的电池的充电控制装置。
另外,在上述本发明的第1方式至上述本发明的第3方式中,优选控制加热信号以提高电池的温度。
通过采用这样的方式,易于维持电池的充电速度,所以易于在防止电池发生缺陷的同时将电池高速充电至目的的容量。
另外,在上述本发明的第1方式至上述本发明的第3方式中,在控制部判断为电池的劣化度是比第1值大的第2值以上的情况下,通过控制部控制加热信号和/或充电信号,以比劣化度为第1值以上且小于第2值时的电池的充电速度慢。
如果对劣化发展至成为第2值以上的电池进行加热而继续进行高速充电,则存在在达到目的的SOC之前在电池中发生缺陷的担忧。在电池的劣化度是第2值以上的情况下,设成比劣化度为第1值以上且小于第2值时的电池的充电速度慢的本发明,易于避免在电池中发生缺陷的事态。
根据本发明,能够提供能够在防止电池发生缺陷的同时将电池高速充电至目的的容量的电池的充电控制装置。
附图说明
图1是说明本发明中的充电电流值以及电池温度的控制方式例的图。
图2是示出充电曲线的例子的图。
图3是示出脉冲电流响应结果的例子的图。
图4是示出充电控制映射的例子的图。
图5是说明本发明的一个实施方式的控制例的流程图。
图6是说明本发明的其他实施方式的控制例的流程图。
具体实施方式
在成为某特定的SOC的时刻结束电池的充电时充电的电池的劣化的程度轻的情况下,即使进行增大了充电电流值的高速充电,也在避免电池发生缺陷的同时易于将电池充电至目的的SOC。相对于此,如果以与劣化的程度轻的电池(劣化度X小于第1值X1的电池)相同的温度并且相同的充电电流值对劣化发展的电池(劣化度X是第1值X1以上的电池)进行高速充电,则存在在达到目的的SOC之前在电池中产生缺陷的担忧。为了避免该事态,提高劣化发展的电池的离子传导度是有效的,能够通过提高电池的温度来提高电池的离子传导度。因此,为了对劣化度X是第1值X1以上的电池进行高速充电,在提高了电池的温度的状态下进行高速充电是有效的。但是,如果电池的劣化进一步发展而劣化度X成为第2值X2以上,则存在即使在提高了电池的温度的状态下进行充电,也在达到目的的SOC之前在电池中产生缺陷的担忧。在电池的缺陷是例如Li析出的情况下,将一旦产生了缺陷的电池返回到产生缺陷之前的状态是困难的,所以为了防止在电池中产生缺陷,通过降低充电电流值来降低充电速度是有效的。这样,关于劣化度X是第2值X2以上的电池,虽然能够通过降低充电速度来抑制电池发生缺陷,但如果在提高了电池的温度的状态下进行充电,则电池的劣化易于发展。因此,在劣化发展到在维持降低的充电速度时存在在电池中产生缺陷的担忧的程度的情况(电池的劣化度X是大于第2值X2的第3值X3以上的情况)下,优选在进一步降低充电电流值来降低充电速度,并且降低了电池的温度的状态下,进行充电。这样,在劣化的程度轻的期间,通过根据需要对电池进行加热来维持充电速度高的状态,如果劣化的程度发展的结果达到难以维持高的充电速度的状态,则通过降低充电速度来进行充电,从而能够在防止电池发生缺陷的同时将电池高速充电至目的的容量。
图1示出本发明中的充电电流值以及电池温度的控制方式例。图1的纸面上侧是说明充电电流值和时间的关系的图,图1的纸面下侧是说明电池温度和时间的关系的图。在图1中,I1、I2、以及I3表示充电电流值,I3<I2<I1的关系成立。另外,在图1中,T1、T2、以及T3表示电池温度,T3≤T1<T2的关系成立。在本发明中,X<X1的电池以温度T1并且充电电流值I1进行高速充电,X1≤X<X2的电池以温度T2并且充电电流值I1进行高速充电。然后,例如,X2≤X<X3的电池以温度T2并且充电电流值I2进行充电,X3≤X的电池以温度T3并且充电电流值I3进行充电。通过以这样的方式进行充电,能够在防止电池发生缺陷的同时将电池高速充电至目的的容量。
认为例如在对车载电池进行充电的情况等下高速充电的必要性高。因此,具体而言,能够在对车载电池进行充电时等,进行这样的方式的充电控制。但是,在本发明中高速充电的电池不限于车载电池,也可以是车载以外的用途的电池。
为了进行本发明的上述充电控制,需要(1)掌握电池的劣化度X、(2)使用加热器等加热装置来提高电池的温度、(3)确定加热温度(加热后的电池温度)、(4)确定降低后的充电电流值、以及(5)确定降低后的电池温度等。其中,关于上述(1),能够通过例如每当进行充电时测定劣化度X来掌握。在使用充电曲线来确定劣化度X的情况下,预先确定能够显现初始性能的电池(初始电池)的充电曲线,在用确定了该充电曲线时的电池温度以及充电电流值制作了充电对象电池的充电曲线之后,计算达到充电结束后的目标电压时的充电对象电池的电池容量与达到充电结束后的目标电压时的初始电池的电池容量之差,从而能够确定劣化度X。图2示出初始电池以及充电对象电池的充电曲线的例子。图2的纵轴是电压[V],横轴是电池容量[Ah]。
另一方面,在根据电池电阻确定劣化度X的情况下,在预先确定了电池电阻与容量的关系之后,例如,通过脉冲电流响应来测定初始电池以及充电对象电池的电池电阻,使用所测定的充电对象电池的电池电阻,掌握充电对象电池的容量,从而能够掌握劣化度X。图3示出初始电池以及充电对象电池的脉冲电流响应例。图3的左侧的纵轴是电压[V],右侧的纵轴是充电电流[A],横轴是时间[s]。在将电流变化设为ΔI、将初始电池的电压变化设为ΔV、将充电对象电池的电压变化设为ΔV’时,初始电池的电池电阻是ΔV/ΔI,充电对象电池的电池电阻是ΔV’/ΔI。
另外,关于上述(3)至(5),例如,通过预先制作表示充电电流值、电池温度、以及能够不使电池产生缺陷地充电的最大SOC(以下有时称为“能够充电的SOC”)的关系的充电控制映射(map),从而能够根据该充电控制映射来确定。图4示出充电控制映射的例子。图4的纵轴是能够充电的SOC[%],横轴是温度的倒数[1/K]。为便于说明,在图4中仅示出了2个电流值时的图表,但在实施本发明时使用的充电控制映射中,记载更多的各种电流值的图表即可。
在本发明中,应存储充电控制映射的地方没有特别限定。充电控制映射既可以存储于搭载了电池的车所具备的ECU(Engine Control Unit,发动机控制单元。以下相同)等计算机,也可以存储于在对车载电池进行充电时使用的充电器等供电装置中搭载的计算机。根据充电控制映射确定的与温度变更后的电池温度有关的信息例如从存储了充电控制映射的计算机的输出部(第1输出部)被送到加热器等公知的加热装置,控制加热装置的输出,从而能够控制电池温度。在本发明中,上述(2)中的加热装置的方式没有特别限定,加热装置既可以搭载于车,也可以搭载于充电器等供电装置,也可以设置于车以及供电装置以外。另外,在本发明中,能够采用用于对电池进行充电的充电信号例如从充电器等供电装置的输出部(第2输出部)送到电池的方式。
以下,边示出以对车载电池进行高速充电的目的实施本发明的例子,边具体说明本发明。在以下的说明中,有时将充电的电池的劣化度记载为X,将劣化度的第1值记载为X1,将劣化度的第2值记载为X2,将劣化度的第3值记载为X3。另外,以下所示的方式是本发明的例示,本发明不限于以下所示的方式。
1.第1实施方式
图5是说明本发明的一个实施方式的由电池的充电控制装置实施的控制例的流程图。在图5所示的方式中,由搭载了电池的车辆所具备的计算机(例如ECU等)判断X是否为X1以上、是否为X2以上、是否为X3以上。然后,从接收到从车载计算机发出的信号的加热装置输出加热信号,从接收到从车载计算机发出的信号的供电装置输出充电信号,从而对车载电池进行充电。即,在第1实施方式中,车辆所具备的计算机作为控制部发挥功能。
在图5所示的方式中,在搭载于车辆的控制部中,判断是否为对电池进行充电的充电模式(步骤S101)。在步骤S101中进行了否定判断的情况下,是不对电池进行充电的非充电模式,所以不执行以后的一连串的处理,而使处理转移到步骤S120。
在步骤S101中进行了肯定判断的情况下,是对电池进行充电的充电模式,所以从搭载于车辆的控制部朝向供电装置,发送指示供电装置的启动的启动指令(步骤S102)。如果朝向供电装置发送了启动指令,则测定电池的温度(步骤S103),接下来,确认电池的劣化度(步骤S104)。能够通过公知的温度传感器来进行步骤S103的温度测定。能够通过例如上述方法(使用充电曲线的方法、使用脉冲电流响应的方法)进行步骤S104的劣化度确认,在步骤S104中,确定电池的劣化度X。如果这样确定了电池的劣化度X,则接下来,在控制部中判断该劣化度X是否为X1以上(步骤S105)。在步骤S105中进行了肯定判断的情况下,如果在与能够显现初始性能的电池相同的条件下进行高速充电则存在电池产生缺陷等的担忧,所以为了维持充电速度需要变更充电的电池的温度等充电条件。因此,如果在步骤S105中进行了肯定判断,则接着在控制部中判断该劣化度X是否为X2以上(步骤S106)。相对于此,在步骤S105中进行了否定判断的情况下,电池的劣化的程度轻,所以即使在与能够显现初始性能的电池相同的条件下进行高速充电也不会产生电池的缺陷而能够高速充电至目的的SOC的可能性高。因此,在步骤S105中进行了否定判断的情况下,通过使用存储在ECU等中的充电控制映射(以下在第1实施方式的说明中简称为“充电控制映射”),确定能够以例如预先决定的规定的温度T1充电至目的的SOC的最大的电流值I1,由此决定充电条件(步骤S115)。如果这样决定了充电条件,则处理转移到步骤S113。
在步骤S106中进行了肯定判断的情况下,能够视为电池的劣化发展到难以在提高了温度的状态下对电池进行高速充电的程度。因此,在步骤S106中进行了肯定判断的情况下,在将使电池的温度成为T2的指令输出到加热装置而提高了电池温度之后,将电流值设定为比对X≤X2的电池进行高速充电时的电流值I1小的值(I2)(步骤S107)。关于在步骤S106中进行了肯定判断的电池的充电电流值I2,能够使用充电控制映射来确定(步骤S108)。
另一方面,在步骤S106中进行了否定判断的情况下,电池的劣化度X是X1≤X<X2。关于该状态的电池通过在提高了温度的状态下进行充电,从而能够在防止电池发生缺陷的同时将电池高速充电至目的的容量。因此,在步骤S106中进行了否定判断的情况下,使电池温度上升(步骤S116)。关于上升后的电池温度T2,能够使用充电控制映射来确定。例如,使用在充电控制映射中记载的、对能够显现初始性能的电池进行高速充电时的电流值I1的线,确定充电至目的的SOC所需的最低电池温度,将其作为加热后的电池温度T2(步骤S117)。如果在步骤S117中确定了加热后的电池温度T2,则为了将电池加热到该温度T2,对加热装置发送加热指令(步骤S118)。如果这样决定了充电条件,则处理转移到步骤S113。
如果在步骤S108中确定了充电电流值,则接着判断电池的劣化度X是否为X3以上(步骤S109)。在步骤S109中进行了肯定判断的情况下,能够视为电池的劣化发展到难以在提高了温度的状态下对电池进行充电的程度。因此,在步骤S109中进行了肯定判断的情况下,将电池温度设定为比T2低的温度(步骤S110)。能够使用充电控制映射来确定比T2低的温度T3,使用该充电控制映射,进而还确定充电电流值I3(步骤S111)。如果在步骤S111中确定了电池温度T3以及充电电流值I3,则为了将电池温度控制为温度T3,对加热装置发送指令(步骤S112)。如果这样决定了充电条件,则处理转移到步骤S113。
另一方面,在步骤S109中进行了否定判断的情况下,电池的劣化度X是X2≤X<X3。该状态的电池能够视为能够在提高了温度的状态下对电池进行充电。因此,在步骤S109中进行了否定判断的情况下的充电条件被设为电池温度T2并且充电电流值I2,处理转移到步骤S113。
如果如以上那样决定了充电条件,则为了在该条件下进行充电,从车辆的控制部朝向供电装置发送与充电电流值有关的指令(步骤S113),之后,进行充电(步骤S114)。
另一方面,在供电装置中,如果接收到从车辆的控制部发送的启动指令(如果在步骤S151中进行了肯定判断),则通过供电装置的控制部启动供电装置(步骤S152)。之后,如果接收到从车辆的控制部发送的与充电电流值有关的指令(如果在步骤S153中进行了肯定判断),则由供电装置的控制部控制的充电电流被输出到搭载于车辆的电池(步骤S154),进行充电。另外,在步骤S151中进行否定判断的期间,供电装置不被启动,在步骤S153中进行否定判断的期间,不会朝向搭载于车辆的电池输出充电电流。
通过在车辆与供电装置之间进行上述那样的交换,能够按照图1所示的方式控制电池的充电。因此,根据第1实施方式的本发明,能够在防止车载电池发生缺陷的同时将车载电池高速充电至目的的容量。
2.第2实施方式
图6是说明本发明的其他实施方式的由电池的充电控制装置实施的控制例的流程图。在图6所示的方式中,由搭载于供电装置(例如充电器等。以下相同)的控制部判断X是否为X1以上、是否为X2以上、是否为X3以上。然后,从接收到从该控制部发出的信号的加热装置输出加热信号,从具备该控制部的供电装置输出充电信号,从而对车载电池进行充电。即,在第2实施方式中,供电装置中具备的计算机作为控制部发挥功能。
在图6所示的方式中,在搭载于供电装置的控制部中判断是否为对电池进行充电的充电模式(步骤S251)。在步骤S251中进行了否定判断的情况下,是不对车载电池进行充电的非充电模式,所以不执行以后的一连串的处理,使处理转移到步骤S270。
在步骤S251中进行了肯定判断的情况下,是对车载电池进行充电的充电模式,所以从供电装置的控制部朝向车载电池发送指示电池的启动的启动指令(步骤S252)。如果朝向车载电池发送了启动指令,则测定电池的温度(步骤S253),接下来,确认电池的劣化度(步骤S254)。能够通过公知的温度传感器进行步骤S253的温度测定。能够通过例如上述方法(使用充电曲线的方法、使用脉冲电流响应的方法)进行步骤S254的劣化度确认,在步骤S254中,确定电池的劣化度X。如果这样确定了电池的劣化度X,则接下来,在控制部中判断该劣化度X是否为X1以上(步骤S255)。在步骤S255中进行了肯定判断的情况下,如果在与能够显现初始性能的电池相同的条件下进行高速充电,则存在电池产生缺陷等的担忧,所以为了维持充电速度,需要变更充电的电池的温度等充电条件。因此,如果在步骤S255中进行了肯定判断,则接着在控制部中判断该劣化度X是否为X2以上(步骤S256)。相对于此,在步骤S255中进行了否定判断的情况下,电池的劣化的程度轻,所以即使在与能够显现初始性能的电池相同的条件下进行高速充电也不会产生电池的缺陷而能够高速充电至目的的SOC的可能性高。因此,在步骤S255中进行了否定判断的情况下,通过使用供电装置的控制部等中存储的充电控制映射(以下在第2实施方式的说明中简称为“充电控制映射”),确定例如能够以预先决定的规定的温度T1充电至目的的SOC的最大的电流值I1,由此决定充电条件(步骤S264)。如果这样决定了充电条件,则处理转移到步骤S263。
在步骤S256中进行了肯定判断的情况下,能够视为电池的劣化发展到难以在提高了温度的状态下对电池进行高速充电的程度。因此,在步骤S256中进行了肯定判断的情况下,在将使电池的温度成为T2的指令输出到加热装置而提高了电池温度之后,将电流值设定为比对X≤X2的电池进行高速充电时的电流值I1小的值(I2)(步骤S257)。关于在步骤S256中进行了肯定判断的电池的充电电流值I2,能够使用充电控制映射来确定(步骤S258)。
另一方面,在步骤S256中进行了否定判断的情况下,电池的劣化度X是X1≤X<X2。关于该状态的电池通过在提高了温度的状态下进行充电,从而能够在防止电池发生缺陷的同时将电池高速充电至目的的容量。因此,在步骤S256中进行了否定判断的情况下,使电池温度上升(步骤S265)。关于上升后的电池温度T2,能够使用充电控制映射来确定。例如,使用在充电控制映射中记载的对能够显现初始性能的电池进行高速充电时的电流值I1的线,确定为了充电至目的的SOC所需的最低电池温度,将其作为加热后的电池温度T2(步骤S266)。如果在步骤S266中确定了加热后的电池温度T2,则为了将电池加热到该温度T2,对加热装置发送加热指令(步骤S267)。如果这样决定了充电条件,则处理转移到步骤S263。
如果在步骤S258中确定了充电电流值,则接着判断电池的劣化度X是否为X3以上(步骤S259)。在步骤S259中进行了肯定判断的情况下,能够视为电池的劣化发展到难以在提高了温度的状态下对电池进行充电的程度。因此,在步骤S259中进行了肯定判断的情况下,将电池温度设定为比T2低的温度(步骤S260)。能够使用充电控制映射来确定比T2低的温度T3,使用该充电控制映射,进而还确定充电电流值I3(步骤S261)。如果在步骤S261中确定了电池温度T3以及充电电流值I3,则为了将电池温度控制为温度T3,对加热装置发送指令(步骤S262)。如果这样决定了充电条件,则处理转移到步骤S263。
另一方面,在步骤S259中进行了否定判断的情况下,电池的劣化度X是X2≤X<X3。该状态的电池能够视为能够在提高了温度的状态下对电池进行充电。因此,在步骤S259中进行了否定判断的情况下的充电条件被设为电池温度T2并且充电电流值I2,处理转移到步骤S263。
如果如以上那样决定了充电条件,则为了在该条件下进行充电,从供电装置的控制部朝向车载电池输出充电电力(步骤S263),进行充电。
另一方面,在车辆中,如果接收到从供电装置的控制部发送的启动指令(如果在步骤S201中进行了肯定判断),则通过车辆的控制部启动车载电池(步骤S202)。之后,通过接受从供电装置输出的充电电力,进行充电(步骤S203)。另外,在步骤S201中进行否定判断的期间,电池不被启动。
通过在车辆与供电装置之间进行上述那样的交换,能够按照图1所示的方式控制电池的充电。因此,根据第2实施方式的本发明,能够在防止车载电池发生缺陷的同时将车载电池高速充电至目的的容量。
在与第1实施方式的本发明、以及第2实施方式的本发明有关的上述说明中,例示了在将电池温度提高至目标温度之后开始充电的方式,但本发明不限于该方式。在用于将电池提高至目标的温度的所需时间长的情况下,能够在达到比目标温度低的规定的温度的时刻,以在该温度下能够充电至能够充电的SOC的充电电流值开始充电,然后,在充电开始之后再次测定电池温度,如果未达到目标的温度,则进而以在该温度下能够充电至能够充电的SOC的充电电流值进行充电,反复这样的步骤,能够设为即使在电池温度达到目标温度之前,也以与测定的温度对应的充电电流值进行充电的方式。关于在将电池温度提高至目标温度之后开始充电、或者在电池温度达到目标温度之前开始充电,计算各个情况下的直至充电结束为止的所需时间,选择该所需时间短的方式即可。另外,在本发明中,关于达到了目标温度的电池,使用加热器等公知的加热装置,将其温度保持为恒定。
另外,在本发明的上述说明中,例示了在决定电池的温度、充电电流值时,使用表示充电电流值、电池温度、以及能够充电的SOC的关系的充电控制映射的方式,但本发明不限于该方式。本发明也可以是如下方式:例如使用表示电池温度与固体电解质的离子传导度的关系的图表、以及表示固体电解质的离子传导度与能够充电的SOC的关系的图表,来决定电池的温度、充电电流值。另外,本发明也可以是如下方式:例如使用表示电池温度与负极层的离子传导度的关系的图表、以及表示负极层的离子传导度与能够充电的SOC的关系的图表,来决定电池的温度、充电电流值。
通过本发明控制充电的电池的方式没有特别限定,例如,能够优选地使用全固体电池。在本发明中,作为在电池的正极层中含有的正极活性物质,能够适当地使用能够在全固体电池中使用的正极活性物质。作为这样的正极活性物质,除了钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)等层状活性物质以外,还可以例示Li1+xNi1/3Mn1/3Co1/3O2(-0.05≤x≤0.1)、锰酸锂(LiMn2O4)、用Li1+xMn2-x-yMyO4(M是从Al、Mg、Co、Fe、Ni以及Zn选择的1种以上,0≤x≤0.06,0.03≤y≤0.15)表示的组成的异种元素置换Li-Mn尖晶石、钛酸锂(LixTiOy,0.36≤x≤2,1.8≤y≤3)、磷酸金属锂(LiMPO4,M是从Fe、Mn、Co以及Ni选择的1种以上)等。正极活性物质的形状可以是例如粒子状、薄膜状等。正极活性物质的平均粒径(D50)优选为例如1nm以上且100μm以下,更优选为10nm以上且30μm以下。
另外,在本发明中,在电池的正极层、负极层中,也可以根据需要含有能够在全固体电池中使用的公知的固体电解质。作为这样的固体电解质,除了Li2O-B2O3-P2O5、Li2O-SiO2等氧化物系非晶质固体电解质、Li2S-SiS2、LiI-Li2S-SiS2、LiI-Li2S-P2S5、LiI-Li2S-P2O5、LiI-Li3PO4-P2S5、Li2S-P2S5等硫化物系非晶质固体电解质以外,还可以例示LiI、Li3N、Li5La3Ta2O12、Li7La3Zr2O12、Li6BaLa2Ta2O12、Li3PO(4-3/2w)Nw(w是w<1)、Li3.6Si0.6P0.4O4等结晶质氧化物/氮氧化物等。但是,从作成易于提高性能的电池等观点来看,固体电解质优选使用硫化物固体电解质。
在作为固体电解质使用硫化物固体电解质的情况下,在正极活性物质与固体电解质的界面难以形成高电阻层,从而从采用易于防止电池电阻的增加的方式的观点来看,优选用离子传导性氧化物包覆正极活性物质。包覆正极活性物质的锂离子传导性氧化物含有具有锂离子传导性并且能够维持即使与活性物质、固体电解质接触也不会流动的包覆层的形态的物质即可。作为这样的锂离子传导性氧化物,例如,可以举出用一般式LixAOy(A是B、C、Al、Si、P、S、Ti、Zr、Nb、Mo、Ta或者W,x以及y是正的数)表示的氧化物。具体而言,可以例示Li3BO3、LiBO2、Li2CO3、LiAlO2、Li4SiO4、Li2SiO3、Li3PO4、Li2SO4、Li2TiO3、Li4Ti5O12、Li2Ti2O5、Li2ZrO3、LiNbO3、Li2MoO4、Li2WO4等。另外,在用离子传导性氧化物包覆正极活性物质的表面的情况下,离子传导性氧化物包覆正极活性物质的至少一部分即可,也可以包覆正极活性物质的整面。另外,包覆正极活性物质的离子传导性氧化物的厚度优选为例如0.1nm以上且100nm以下,更优选为1nm以上且20nm以下。另外,例如,能够使用透过型电子显微鏡(TEM)等来测定离子传导性氧化物的厚度。
另外,能够使用能够在锂离子二次电池的正极层中含有的公知的粘合剂来制作正极层。作为这样的粘合剂,可以例示丁二烯橡胶(BR)、聚偏氟乙烯(PVdF)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)等。
进而,也可以在正极层中含有使导电性提高的导电材料。作为能够在正极层中含有的导电材料,除了气相生长碳纤维、乙炔黑(AB)、科琴黑(KB)、碳纳米管(CNT)、碳纳米纤维(CNF)等碳材料以外,还可以例示能够耐受全固体电池的使用时的环境的金属材料。在使用在液体中分散上述正极活性物质、固体电解质、以及粘合剂等而调整的浆料状的正极组成物来制作正极层的情况下,作为可使用的液体,可以例示庚烷等,能够优选使用无极性溶剂。另外,正极层的厚度优选为例如0.1μm以上且1mm以下,更优选为1μm以上且100μm以下。另外,为了易于提高全固体电池的性能,优选经由按压的过程来制作正极层。在本发明中,对正极层进行按压时的压力能够设为100MPa左右。
另外,作为在电池的负极层中含有的负极活性物质,能够适当地使用能够吸藏放出锂离子的公知的负极活性物质。作为这样的负极活性物质,例如,可以举出碳活性物质、氧化物活性物质、以及金属活性物质等。关于碳活性物质,只要含有碳就没有特别限定,可以举出例如中间相炭微珠(MCMB)、高取向性石墨(HOPG)、硬碳、软碳等。作为氧化物活性物质,可以举出例如Nb2O5、Li4Ti5O12、SiO等。作为金属活性物质,可以举出例如Si、以及Si合金等。负极活性物质的形状能够作成例如粒子状、薄膜状等。负极活性物质的平均粒径(D50)优选为例如1nm以上且100μm以下,更优选为10nm以上且30μm以下。
进而,也可以在负极层中含有使负极活性物质、固体电解质粘结的粘合剂、使导电性提高的导电材料。作为能够在负极层中含有的粘合剂、导电材料,可以例示能够在正极层中含有的上述粘合剂、导电材料等。另外,在使用在液体中分散上述负极活性物质等而调整的浆料状的负极组成物来制作负极层的情况下,作为使负极活性物质等分散的液体,可以例示庚烷等,能够优选使用无极性溶剂。另外,负极层的厚度优选为例如0.1μm以上且1mm以下,更优选为1μm以上且100μm以下。另外,为了易于提高全固体电池的性能,优选经由按压的过程来制作负极层。在本发明中,对负极层进行按压时的压力优选为200MPa以上,更优选为400MPa左右。
另外,在通过本发明控制充电的电池是全固体电池的情况下,作为在固体电解质层中含有的固体电解质,能够适当地使用能够在全固体电池中使用的公知的固体电解质。作为这样的固体电解质,可以例示能够在正极层、负极层中含有的上述固体电解质等。除此以外,在固体电解质层中,从使可塑性显现等观点来看,能够含有使固体电解质彼此粘结的粘合剂。作为这样的粘合剂,可以例示能够在正极层中含有的上述粘合剂等。但是,为了易于实现高输出化,从能够形成具有防止固体电解质的过度的凝集并且均匀地分散的固体电解质的固体电解质层等的观点来看,固体电解质层中含有的粘合剂优选为5质量%以下。另外,在经由将在液体中分散上述固体电解质等而调整的浆料状的固体电解质组成物涂覆到正极层、负极层等的过程来制作固体电解质层的情况下,作为使固体电解质等分散的液体,可以例示庚烷等,能够优选使用无极性溶剂。固体电解质层中的固体电解质材料的含有量以质量%来说优选为例如60%以上,其中更优选为70%以上,特别优选为80%以上。固体电解质层的厚度根据电池的结构而大幅不同,例如,优选为0.1μm以上且1mm以下,更优选为1μm以上且100μm以下。
另外,关于与正极层连接的集电体,能够使用能够用作电池的正极集电体的公知的金属。作为这样的金属,可以例示包含从由Cu、Ni、Au、Pt、Al、Fe、Ti、Zn构成的群选择的一个或者二个以上的元素的金属材料。
另外,关于与负极层连接的集电体,能够使用能够用作电池的负极集电体的公知的金属。作为这样的金属,可以例示包含从由Cu、Ni、Fe、Ti、Co、Zn构成的群选择的一个或者二个以上的元素的金属材料。
另外,关于由上述物质构成的电池,能够以密封到复合膜等外装体中的状态使用。作为这样的复合膜,可以例示树脂制的复合膜、在树脂制的复合膜上蒸镀了金属的膜等。
如上述那样,在本发明中,在决定电池温度以及充电电流值时,能够使用表示充电电流值、电池温度、以及能够充电的SOC的关系的充电控制映射。关于该充电控制映射,例如,在制作了具备用上述材料以及方法制作的各层的全固体电池之后,在变更了电池温度以及充电电流值的设定值的多个条件下,例如从3V至4.55V进行恒定电流-恒定电压充电,从而能够将即将发生异常充电之前的容量确定为各电池温度以及各充电电流值的情况下的能够充电的SOC。
另外,在本发明中,在决定电池温度以及充电电流值时,能够使用表示电池温度与固体电解质的离子传导度的关系的图表、以及表示固体电解质的离子传导度与能够充电的SOC的关系的图表。此处,固体电解质的离子传导度的测定方法没有特别限定。例如,经由按压的过程来制作固体电解质层,制作将其用一对碳涂层Al箔来夹持并按压的层叠体,之后,将与通过交流阻抗法测定的100kHz附近的实数轴的交点作为电阻,能够将该电阻值除以固体电解质层的厚度并取其倒数而得到的值作为固体电解质的离子传导度。
另外,在本发明中,在决定电池温度以及充电电流值时,能够使用表示电池温度与负极层的离子传导度的关系的图表、以及表示负极层的离子传导度与能够充电的SOC的关系的图表。此处,负极层的离子传导度的测定方法没有特别限定,能够通过例如以下的方法测定负极层的离子传导度。
首先,制作用一对固体电解质层夹持的负极层,在其两端分别插入In箔以及Li箔并按压,从而制作包括负极层的层叠体,之后,在规定的温度下将包括该负极层的层叠体放置规定的时间。之后,在使直流电流0.5mA流过30秒钟之后,求出电流施加前后的电压差ΔV,根据该ΔV和电流0.5mA的关系,求出包括负极层的层叠体的电阻R1。
接下来,制作除了不包括负极层以外与上述层叠体同样地构成的不包括负极层的层叠体,按照与包括负极层的层叠体同样的方法,求出不包括负极层的层叠体的电阻R0。负极层的离子传导电阻考虑为是R1-R0,所以能够将其除以负极层的厚度并取其倒数得到的值作为负极层的离子传导度。
在本发明的上述说明中,例示了通过本发明控制充电的电池是锂离子二次电池的方式,但本发明不限于该方式。通过本发明控制充电的电池也可以是锂离子以外的离子在正极层与负极层之间移动的方式。作为这样的离子,可以例示钠离子、钾离子等。在采用锂离子以外的离子移动的方式的情况下,根据移动的离子,适当选择正极活性物质、电解质、以及负极活性物质即可。

Claims (4)

1.一种电池的充电控制装置,具有:
第1输出部,输出用于对电池进行加热的加热信号;
第2输出部,输出用于对根据所述加热信号加热后的所述电池进行充电的充电信号;以及
控制部,判断所述电池的劣化度X是否为第1值X1以上,
在所述控制部判断为劣化度X是所述第1值X1以上且小于第2值X2的情况下,通过所述控制部控制所述加热信号以提高所述电池的温度,以使劣化度X是所述第1值X1以上且小于所述第2值X2的所述电池的充电速度与劣化度X小于所述第1值X1时的所述电池的充电速度相同、或者接近劣化度X小于所述第1值X1时的所述电池的充电速度,其中,所述第2值X2大于所述第1值X1,
在所述控制部判断为所述电池的劣化度X是所述第2值X2以上且小于第3值X3的情况下,通过所述控制部控制所述加热信号和/或所述充电信号,以使所述电池的充电速度比劣化度X为所述第1值X1以上且小于所述第2值X2时的所述电池的充电速度慢,其中,所述第3值X3大于所述第2值X2,
在所述控制部判断为所述电池的劣化度X是所述第3值X3以上的情况下,通过所述控制部控制所述加热信号和所述充电信号,以使所述电池的充电速度比劣化度X为所述第2值X2以上且小于所述第3值X3时进一步降低,并且使得能够在降低了所述电池的温度的状态下进行充电。
2.一种电池的充电控制装置,具有:
第1输出部,输出用于对搭载于车辆的电池进行加热的加热信号;
第2输出部,输出用于对根据所述加热信号加热后的所述电池进行充电的充电信号;
控制部,判断所述电池的劣化度X是否为第1值X1以上,
所述控制部搭载于所述车辆,
在所述控制部判断为劣化度X是所述第1值X1以上且小于第2值X2的情况下,通过所述控制部控制所述加热信号以提高所述电池的温度,以使劣化度X是所述第1值X1以上且小于所述第2值X2的所述电池的充电速度与劣化度X小于所述第1值X1时的所述电池的充电速度相同、或者接近劣化度X小于所述第1值X1时的所述电池的充电速度,其中,所述第2值X2大于所述第1值X1,
在所述控制部判断为所述电池的劣化度X是所述第2值X2以上且小于第3值X3的情况下,通过所述控制部控制所述加热信号和/或所述充电信号,以使所述电池的充电速度比劣化度X为所述第1值X1以上且小于所述第2值X2时的所述电池的充电速度慢,其中,所述第3值X3大于所述第2值X2,
在所述控制部判断为所述电池的劣化度X是所述第3值X3以上的情况下,通过所述控制部控制所述加热信号和所述充电信号,以使所述电池的充电速度比劣化度X为所述第2值X2以上且小于所述第3值X3时进一步降低,并且使得能够在降低了所述电池的温度的状态下进行充电。
3.一种电池的充电控制装置,具有:
第1输出部,输出用于对搭载于车辆的电池进行加热的加热信号;
第2输出部,输出用于对根据所述加热信号加热后的所述电池进行充电的充电信号;以及
控制部,判断所述电池的劣化度X是否为第1值X1以上,
所述控制部搭载于向所述电池输送电力的供电装置,该供电装置设置于所述车辆的外部,
在所述控制部判断为劣化度X是所述第1值X1以上且小于第2值X2的情况下,通过所述控制部控制所述加热信号以提高所述电池的温度,以使劣化度X是所述第1值X1以上且小于所述第2值X2的所述电池的充电速度与劣化度X小于所述第1值X1时的所述电池的充电速度相同、或者接近劣化度X小于所述第1值X1时的所述电池的充电速度,其中,所述第2值X2大于所述第1值X1,
在所述控制部判断为所述电池的劣化度X是所述第2值X2以上且小于第3值X3的情况下,通过所述控制部控制所述加热信号和/或所述充电信号,以使所述电池的充电速度比劣化度X为所述第1值X1以上且小于所述第2值X2时的所述电池的充电速度慢,其中,所述第3值X3大于所述第2值X2,
在所述控制部判断为所述电池的劣化度X是所述第3值X3以上的情况下,通过所述控制部控制所述加热信号和所述充电信号,以使所述电池的充电速度比劣化度X为所述第2值X2以上且小于所述第3值X3时进一步降低,并且使得能够在降低了所述电池的温度的状态下进行充电。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的电池的充电控制装置,其中,
通过所述控制部控制所述加热信号和所述充电信号,以对X<X1的电池在电池温度T1且充电电流值I1下进行充电,对X1≤X<X2的电池在电池温度T2且充电电流值I1下进行充电,对X2≤X<X3的电池在电池温度T2且充电电流值I2下进行充电,对X3≤X的电池在电池温度T3且充电电流值I3下进行充电,
所述充电电流值I1、I2及I3满足I3<I2<I1的关系,
所述电池温度T1、T2及T3满足T3≤T1<T2的关系。
CN201280076077.6A 2012-10-22 2012-10-22 电池的充电控制装置 Expired - Fee Related CN104685753B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2012/077240 WO2014064750A1 (ja) 2012-10-22 2012-10-22 電池の充電制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104685753A CN104685753A (zh) 2015-06-03
CN104685753B true CN104685753B (zh) 2017-02-15

Family

ID=50544151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280076077.6A Expired - Fee Related CN104685753B (zh) 2012-10-22 2012-10-22 电池的充电控制装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9590439B2 (zh)
JP (1) JP5850172B2 (zh)
CN (1) CN104685753B (zh)
WO (1) WO2014064750A1 (zh)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9553346B2 (en) * 2013-02-09 2017-01-24 Quantumscape Corporation Battery system with selective thermal management
WO2015103548A1 (en) 2014-01-03 2015-07-09 Quantumscape Corporation Thermal management system for vehicles with an electric powertrain
US11011783B2 (en) 2013-10-25 2021-05-18 Quantumscape Battery, Inc. Thermal and electrical management of battery packs
US20160043580A1 (en) * 2014-08-07 2016-02-11 General Electric Company System and method for reducing current variability between multiple energy storage devices
US9834114B2 (en) 2014-08-27 2017-12-05 Quantumscape Corporation Battery thermal management system and methods of use
JP6115557B2 (ja) * 2014-12-23 2017-04-19 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池システム
JP6621077B2 (ja) * 2015-05-19 2019-12-18 日本特殊陶業株式会社 リチウム二次電池システム及びリチウム二次電池システムの制御方法
DE102015111195A1 (de) * 2015-07-10 2017-01-12 Technische Universität München Ladeverfahren für Lithium-Ionen-Batterien
JP6441188B2 (ja) * 2015-09-01 2018-12-19 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池管理装置、電池システムおよびハイブリッド車両制御システム
CN107240937A (zh) * 2016-03-28 2017-10-10 中兴通讯股份有限公司 一种磷酸铁锂电池的充电方法及装置
DE102016214237A1 (de) * 2016-08-02 2018-02-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum schonenden Laden einer Batterie
JP7134624B2 (ja) * 2016-12-15 2022-09-12 ストアドット リミテッド スーパーキャパシタエミュレーティングバッテリを利用した、適合可能な高速充電を備えた電動車両
KR20180070889A (ko) * 2016-12-19 2018-06-27 현대자동차주식회사 자동차 및 그 제어 방법
KR102064459B1 (ko) * 2017-01-05 2020-01-09 주식회사 엘지화학 이차 전지의 저전압 불량 검사 방법 및 장치
JP6870471B2 (ja) * 2017-05-22 2021-05-12 株式会社デンソー 二次電池制御システム
JP6965839B2 (ja) * 2018-07-12 2021-11-10 トヨタ自動車株式会社 二次電池の充電方法
JP7010191B2 (ja) * 2018-10-23 2022-02-10 トヨタ自動車株式会社 二次電池システムおよび二次電池の充電制御方法
CN110239378B (zh) * 2019-07-04 2022-03-25 广州顺充新能源有限公司 一种交流充电桩自适应电流输出的控制方法
EP4030530B1 (en) * 2019-09-13 2024-04-17 NISSAN MOTOR Co., Ltd. All-solid-state lithium ion secondary battery system and charging device for all-solid-state lithium ion secondary batteries
CN117141262B (zh) * 2023-11-01 2024-01-23 成都赛力斯科技有限公司 一种电池充电方法、装置及车辆

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08115747A (ja) * 1994-10-17 1996-05-07 Nissan Motor Co Ltd 充電システム
CN101499546A (zh) * 2009-02-10 2009-08-05 铁岭宝众新能源汽车有限公司 保温蓄电池
CN101752623A (zh) * 2008-12-05 2010-06-23 三洋电机株式会社 二次电池的充电控制方法以及充电控制装置
JP2011138767A (ja) * 2009-12-31 2011-07-14 Tesla Motors Inc 電池パックのサイクル寿命を向上させるシステム及び電池セルパック充電方法
CN102362389A (zh) * 2009-03-23 2012-02-22 丰田自动车株式会社 蓄电装置的温度调节结构

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0410366A (ja) 1990-04-25 1992-01-14 Otsuka Chem Co Ltd 加熱機構を有する二次電池
JPH04137369A (ja) 1990-09-26 1992-05-12 Japan Storage Battery Co Ltd ポリマー電池用充電器
US6661203B2 (en) * 2001-11-12 2003-12-09 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Battery charging and discharging system optimized for high temperature environments
JP3879981B2 (ja) * 2002-01-17 2007-02-14 本田技研工業株式会社 二次電池の充電制御装置
US8120328B2 (en) * 2006-03-24 2012-02-21 Nec Corporation Charging system, charging control program, and portable terminal
JP4386057B2 (ja) * 2006-08-10 2009-12-16 ソニー株式会社 バッテリー装置
JP2008295172A (ja) * 2007-05-23 2008-12-04 Canon Inc バッテリーパック、充電装置、及び電子機器
DE102008046510A1 (de) * 2008-09-10 2010-03-11 Li-Tec Battery Gmbh Nach galvanischen Prinzipien arbeitende elektrische Einrichtungen, wie beispielsweise Lithium-Ionen-Zelle, mit einer Betriebszustandssteuerung
JP2010200557A (ja) * 2009-02-26 2010-09-09 Nissan Motor Co Ltd 回生協調制御装置および回生協調制御方法
JP2012016078A (ja) * 2010-06-29 2012-01-19 Hitachi Ltd 充電制御システム
US9197096B2 (en) * 2012-01-19 2015-11-24 Apple Inc. Charging techniques for solid-state batteries in portable electronic devices

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08115747A (ja) * 1994-10-17 1996-05-07 Nissan Motor Co Ltd 充電システム
CN101752623A (zh) * 2008-12-05 2010-06-23 三洋电机株式会社 二次电池的充电控制方法以及充电控制装置
CN101499546A (zh) * 2009-02-10 2009-08-05 铁岭宝众新能源汽车有限公司 保温蓄电池
CN102362389A (zh) * 2009-03-23 2012-02-22 丰田自动车株式会社 蓄电装置的温度调节结构
JP2011138767A (ja) * 2009-12-31 2011-07-14 Tesla Motors Inc 電池パックのサイクル寿命を向上させるシステム及び電池セルパック充電方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9590439B2 (en) 2017-03-07
CN104685753A (zh) 2015-06-03
JP5850172B2 (ja) 2016-02-03
JPWO2014064750A1 (ja) 2016-09-05
WO2014064750A1 (ja) 2014-05-01
US20150255998A1 (en) 2015-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104685753B (zh) 电池的充电控制装置
KR102154143B1 (ko) 이차 전지의 충전 방법
JP6123642B2 (ja) 全固体電池の充電システム
EP3442059B1 (en) All solid state battery and anode
KR100790280B1 (ko) 비수전해액 2차 전지
CN105322226A (zh) 锂固体二次电池及其制造方法
CN105340148B (zh) 二次电池系统
CN102656721B (zh) 车辆系统以及硫化氢检测方法
CN104937749A (zh) 二次电池用正极、二次电池用正极的制造方法以及全固体二次电池
CN108808111A (zh) 层叠电池
CN104919628B (zh) 全固态电池和用于制造该全固态电池的方法
CN104412440A (zh) 全固体电池及其制造方法
JP2020129481A (ja) リチウムイオン二次電池と活物質材料の製造方法
US10923708B2 (en) Fiber-reinforced sintered electrode
CN104380515A (zh) 全固体电池的制造方法
KR20130076891A (ko) 이차 전지
CN103688401A (zh) 锂固体二次电池系统
CN108807828A (zh) 层叠电池
CN105474449A (zh) 锂二次电池
CN106960980B (zh) 硫化物全固体电池的制造方法及硫化物全固体电池
CN108808112A (zh) 层叠电池
CN110247101A (zh) 用于对电池快速充电的方法
CN106450267A (zh) 锂离子二次电池
JP2014086209A (ja) 硫化物全固体電池の充電制御装置
US20200152969A1 (en) Electrode, energy storage device, and method for manufacturing electrode

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170215

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee