CN105340148B - 二次电池系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供能够抑制电池的容量劣化的二次电池系统。在判别为电池组(41)要成为非使用状况的情况下，电池控制器(52)内的电池状态检测部(523)对由电池状态运算部(522)计算出的电池组(41)的SOC与基准SOC进行比较(S003)。如果电池组(41)的SOC比基准SOC高，则电池控制器(52)内的电池状态检测部(523)基于电池组(41)的SOC与基准SOC之差来计算使电池组(41)的SOC变成小于基准SOC的容量值，将计算出的容量值发送至单体控制器(51)(S004)。单体控制器(51)基于从电池状态检测部(523)发送的容量值，使电池组(41)进行放电(S005)。

Description

二次电池系统
技术领域
本发明涉及二次电池系统。
背景技术
汽车等移动体中装载的锂离子二次电池被期望能够发挥长期稳定的性能。但是，锂离子二次电池存在由于其使用方法和保存方法而电池容量劣化、电池的寿命变短的情况。
在专利文献1中公开有将在正极材料中使用锰酸锂的锰类锂离子二次电池以特定的SOC(State Of Chage：充电状态)保存来抑制电池容量劣化的发明。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-143151号公报
发明内容
发明所要解决的问题
锂离子二次电池的电池容量的劣化不仅起因于正极，而且还存在起因于负极的情况。需要不仅抑制正极而且还要抑制负极的劣化来延长电池的寿命。
用于解决问题的方式
本发明的第一方面的二次电池系统，其控制单个或多个电池组的充放电，该二次电池系统的特征在于：电池组的负极活性物质是作为电位相对于SOC大致一定的稳定相具有第一电位稳定相和SOC比第一电位稳定相低的第二电位稳定相的材料，二次电池系统包括SOC控制装置，该SOC控制装置基于电池组的将来的使用状况，至少在电池组为非使用状况的期间对电池组至少进行放电控制，使得电池组的SOC成为第二电位稳定相的范围内的值。
发明效果
根据本发明，能够实现二次电池系统具有的二次电池的长寿命化。
附图说明
图1是本发明的二次电池系统中使用的二次电池的部分切除图。
图2是表示本发明的二次电池系统中使用的二次电池的相对于SOC的、正极和负极的电位以及电池电压的图。
图3是表示本发明的二次电池系统中使用的二次电池的正极和负极的电位以及电池电压的微分曲线的图。
图4是表示相对于储存SOC的电池容量维持率的图。
图5是本发明的二次电池系统的概略结构图。
图6是本发明的二次电池系统的概略结构图。
图7是第一实施方式的系统流程图。
图8是第一实施方式的系统流程图。
图9是表示电池组的充电状态(SOC：State Of Charge)与电池电压(Voltage)的关系的图。(SOC-V曲线)
图10是表示电池组的放电微分曲线的图。(SOC-dV/dQ曲线)
图11是第二实施方式的系统流程图。
图12是在本发明的二次电池系统附加汽车导航系统等而得到的系统的概略结构图。
图13是第三实施方式的系统流程图。
图14是在本发明的二次电池系统附加EMS等而得到的系统的概略结构图。
图15是第四实施方式的系统流程图。
图16是表示第四实施方式的充电方法的一个例子的图。
具体实施方式
(第一实施方式)
图1表示本发明的二次电池系统中使用的圆筒形锂离子二次电池10(以下还简称为电池10)。将以复合氧化锂为活性物质的正极板11和以保持锂离子的材料为活性物质的负极板12隔着间隔件13卷绕成漩涡状而制作的电极卷绕组22与规定的电解液一起被收容在电池10的电池容器26中。
作为涂敷到正极板11的正极活性物质，例如能够列举锂钴氧化物(Lithiumcobalt oxide，钴酸锂)及其改性体(使铝或镁固溶于锂钴氧化物而得到的物质等)、锂镍酸及其改性体(使钴置换一部分镍而得到的物质)、锰酸锂及其改性体、以及它们的复合氧化物(镍、钴、锰)。此外，能够将橄榄石类化合物或尖晶石型锂锰化合物单独使用，或对它们进行组合使用。
作为正极用导电材，例如能够单独或组合使用乙炔黑、科琴炭黑、槽法炭黑、炉法炭黑、灯法炭黑(Lampblack)、热裂法炭黑等炭黑或各种石墨(graphite)。
作为正极用粘接剂，例如能够使用具有聚偏二氟乙烯(Polyvinylidenefluoride)(PVDF)、聚偏二氟乙烯的改性体、聚四氟乙烯(PTFE)(Polytetrafluoroethylene)、丙烯酸酯(Acrylate)单元的橡胶颗粒粘接剂等，此时还能够将导入有反应性官能团的丙烯酸酯单体或丙烯酸酯低聚物(Acrylate oligomer)混入到粘接剂中。
作为涂敷到负极板12的负极活性物质，能够使用各种天然石墨、人造石墨、硅化物等硅类复合材料、使用各种金属塑性材料，或者使用在上述天然石墨、上述人造石墨、上述硅类复合材料和上述各种金属塑性材料中混合无定形碳(难石墨化碳、易石墨化碳)而得到的材料。此外，还能够将硬碳与各种天然石墨混合而构成负极活性物质。
作为负极用粘接剂，能够使用以PVDF及其改性体为代表的各种粘合剂，但是从提高锂离子的接受性的观点出发，更优选在苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)及其改性体中一并使用或少量添加以羧甲基纤维素(CMC)为代表的纤维素类树脂等。
此时，作为负极用导电材，例如能够单独或组合使用乙炔黑、科琴炭黑、槽法炭黑、炉法炭黑、灯法炭黑、热裂法炭黑等炭黑或各种石墨。
关于间隔件，只要是在锂离子二次电池的使用范围内允许的组成，就没有特别限定，优选一般以单层或复合的方式使用聚乙烯或聚丙烯等烯烃类微孔膜。该间隔件的厚度没有特别限定，优选为10～40μm。
关于电解液，作为电解质盐，能够使用LiPF6和LiBF4等各种锂化合物。此外，作为溶剂，能够单独或组合使用碳酸乙烯酯(Ethylene carbonate)(EC)、碳酸二甲酯(Dimethylcarbonate)(DMC)、碳酸二乙酯(Diethyl carbonate)(DEC)。此外，优选在正极电极和负极电极上形成良好的被膜，为了保证过充放电时的稳定性，使用碳酸亚乙烯酯(Vinylenecarbonate)(VC)/环己基苯(CHB)及其改性体。
本实施方式的电极卷绕组的形状也可以是截面为正圆的正圆筒形状、截面为椭圆的长圆筒形状或截面为长方形的方柱形状。
此外，填充电极卷绕组的电池容器没有特别限定，为了耐腐蚀而优选对铁施镀后的电池容器、不锈钢制电池容器等强度、耐腐蚀性、加工性优异的电池容器。此外，还能够一并使用铝合金或各种工程塑料和金属。
图2是表示本发明的二次电池系统中使用的电池10的正极电位、负极电位、以及作为它们的电位差的电池电压的对SOC的依赖性的曲线。图3是与图2所示的曲线对应的放电微分曲线(SOC-dV/dQ)，它们表示图2所示的曲线的相对于SOC的变化率。作为电池10的电极材料，正极活性物质使用层状锰酸锂，导电材使用炭黑，在粘接剂使用聚偏二氟乙烯(Polyvinylidene fluoride)。在负极活性物质使用天然石墨，在粘接剂使用将苯乙烯-丁二烯共聚物(粘合剂树脂)和羧甲基纤维素以98:1:1的比例混合而得到的材料。电池10使用尺寸为直径18mm、长度65mm的圆筒形电池。
图3所示的负极电位的微分曲线在标注为SOC2的SOC值的峰的两侧分别具有显示接近零的值的区域。这些显示接近零的值的区域是负极电位的变化率大致等于零的区域，在图2所示的负极电位曲线成为平坦部(plateau，坪)。此处，设比SOC2高的平坦部为第一平坦部，设位于第一平坦部的SOC值为SOC1，设比SOC2低的平坦部为第二平坦部，设位于第二平坦部的SOC值为SOC3。另外，如后所述，将SOC2称为基准SOC。
此外，在第一平坦部显示的状态(第一电位稳定相)和第二平坦部显示的状态(第二电位稳定相)，向负极活性物质取入锂离子的方式不同。因此，通过使锂离子的取入方式变化，从第一电位稳定相超越基准SOC(SOC2)转移至第二电位稳定相。
图3的正极电位的微分曲线总显示不是零的值。由此可知，在图2的正极电位曲线单调地变化，即相对于SOC的减少单调地减少。
电池电压是正极电位与负极电位之差。此外，电池电压的微分曲线是正极电位的微分曲线与负极电位的微分曲线之差。在图3中，在负极电位的微分曲线中可看到峰，在正极电位的微分曲线中看不到峰，因此认为在电池电压的微分曲线看到的峰来自负极电位。在图2中，根据负极电位曲线中存在的第一和第二平坦部、以及单调地变化的正极电位曲线，在第一和第二平坦部的SOC区域，电池电压曲线主要来自正极的变化。
图4是表示设储存SOC为上述的SOC1、SOC2或SOC3、设储存温度为50℃而储存80天的情况下的电池容量维持率。此处，电池容量维持率是将进行规定期间储存试验后的电池容量除以初始的电池容量而得到的值，这表示电池容量劣化了多少。
在以SOC2或SOC3储存的情况下显示92％左右的容量维持率，在以SOC1储存的情况下显示90％左右的容量维持率。由此可知，如果以SOC2以下的储存SOC进行储存，则容量维持率不易降低，即，电池容量不易劣化。这样，SOC2可以说是成为电池容量是否不易劣化的基准的SOC，因此将SOC2称为“基准SOC”。
根据以上说明可知，在本实施方式的发明的二次电池系统所使用的电池10中，为了使电池容量不劣化，需要以基准SOC(SOC2)以下进行储存。
图5是本实施方式的二次电池系统的系统框图。蓄电装置构成为：将N个(如果没有特别说明，N为1以上的整数)二次电池组件50-1～50-N并联连接，用一个电池控制器52控制N个二次电池组件50-1～50-N的充放电。二次电池组件50-1～50-N各自包括电池组41、检测电池组41的电压的电压检测器42、检测电池组41的电流的电流检测器43、检测电池组41的温度的温度检测器44、用于分别独立地进行构成电池组41的多个单电池10的充放电的开关装置45、以及分别控制电池组41的充放电的单体控制器51。
电池组41是将图1所示的单电池10串联连接多个而构成的，也可以为串并联连接的电池组、并联连接的电池组。此外，在串联连接N个电池组41构成二次电池组件的情况下，成为最高电位的电池组41的正极和成为最低电位的电池组41的负极通过逆变器与电动马达等负载连接。
电流检测器43检测构成电池组43的单电池10各自的电流。电流检测器43能够使用检流计、使用分流电阻的仪器、或者钳型表，但是并不限定于此。
温度检测器44检测电池组41的温度。温度检测器44例如能够使用热电偶、热敏电阻，但是并不限定于此。温度检测器44能够通过测量电池组41的表面温度、内部温度、收容电池组的壳体的表面温度或者电池组41的周边的温度作为电池组温度使用。
单体控制器51和电池控制器52(两个合起来称为SOC控制装置。以下相同。)均具有CPU、ROM、RAM、其它周边回路。在电池控制器52标注的箭头是指电池控制器52接收来自上级控制器(未图示)的指令，该上级控制器具有判别电池组41的将来的使用状况的判别部。单体控制器51按照来自电池控制器52的指令，通过规定的程序进行单电池10的充放电控制、例如平衡控制，将各单电池10的SOC控制成规定的值。因此，也可以认为电池组41的SOC与构成电池组41的多个单电池10的SOC等效。即，虽然图2、图3的特性是单电池10的特性，但是认为电池组41的特性也等效。
本实施方式的二次电池系统通过将图1所示的电池组41的SOC作为比基准SOC2小的值储存来抑制储存时的电池容量的劣化。
单体控制器51利用电压检测器42和电流检测器43检测各电池组41的充放电电压、充放电电流，对各电池组41的SOC进行运算，在不使用蓄电装置时，例如在储存等时，将电池组41乃至各单电池10的SOC控制成比基准SOC2小的值。
单体控制器51还计算累积充放电量，并且读取由温度检测器44检测出的单电池表面温度的信号。
在电池控制器52内置有计时器，计测关于电池组41的充放电的时间、例如从开始放电起的时间。
使用图6的系统框图表示图5所示的电池控制器52的结构及其动作。从单体控制器51将电池组41的电压、电流、温度、关于上述充放电的时间、以及根据电流和时间计算的容量数据发送至电池控制器52的数据记录部521。根据由数据记录部521接收到的数据、利用电池状态运算部522对数据进行运算。在电池状态检测部523，基于由电池状态运算部522运算得到的结果检测电池状态。根据检测得到的结果进行电池的充电状态(SOC：State OfCharge)判断，将SOC判断结果发送至单体控制器51。单体控制器51根据SOC判断结果控制开关45，控制充放电电流值。
使用图7所示的本发明的实施方式的二次电池系统的流程图，对电池控制器52的放电控制方法进行说明。首先，在产生了一定时间内没有放电的期间的情况下，从单体控制器51向电池控制器52发送信号。(步骤S001)
在步骤S002中，电池控制器52内的电池状态运算部522基于由电压检测器42检测到的电池电压V、由电流检测器43检测到的放电电流I、由温度检测器44检测到的电池温度T的数据，计算电池组41的SOC。
在步骤S003中，电池控制器52内的电池状态检测部523对由电池状态运算部522计算出的电池组41的SOC与基准SOC进行比较，如果电池组41的SOC比基准SOC低，则判断为是(Yes)，前进至S006。如果电池组41的SOC为基准SOC以上，则判断为否(No)，前进至S004。
在步骤S004中，电池控制器52内的电池状态检测部523根据电池组41的SOC与基准SOC之差计算电池组41的SOC变成小于基准SOC的容量值，并向单体控制器51发送计算出的容量值。
在步骤S005中，单体控制器51基于从电池状态检测部523发送的容量值，将电池组41放电。该放电容量用于向进行电池系统的温度控制的辅助设备类或者其它蓄电池(发动机启动用的铅蓄电池等)放电。放电结束后，前进至S002，计算电池组41的SOC，前进至S003后，再次进行判断。
在步骤S006中，将电池组41的SOC的值发送至电池控制器52内的数据记录部521，前进至步骤S007。
在步骤S007中，结束电池控制器52的控制。
图8是SOC判断中所需的基准SOC的计算方法的系统流程图。基准SOC在电池组41内的电池10的电池容量由于老化等而减少的情况下，需要重新选定。以下对再次选定基准SOC的情况下的单体控制器51和电池控制器52的控制方法进行说明。
在步骤S021中，在二次电池系统的维护等、从选定基准SOC起经过一定期间的情况或者从外部送来再次选定基准SOC的命令的情况下，电池控制器52开始基准SOC的再选定处理。
在步骤S022中，从电池控制器52向单体控制器51发送将电池组41充电至SOC100％、放电至SOC0％的命令。单体控制器51基于电池组41的电压、温度，计算充电电流、放电电流的值，以所求出的充电电流将电池组41充电至SOC100％，之后，以所求出的放电电流将电池组41放电至SOC0％。在该放电时测量电压、电流，得到图9所示那样的SOC与电池电压(Voltage)的关系性(SOC-V曲线)。此时，优选放电电流为比通常的值低的值。具体而言，优选为0.1C以下，更优选为0.05C以下。
此外，作为优选的例子还能够列举在电池组41的放电时仅将特性的基准SOC附近、具体而言±4％的SOC范围以上述那样的低放电电流值进行放电的控制方法。而且，将所获得的SOC-V曲线保存在电池控制器52内的数据记录部521中。
接着，在步骤S023中，电池控制器52内的电池状态运算部522根据图9所示的SOC-V曲线计算图10所示的放电微分曲线(SOC-dV/dQ)。在步骤S024中，利用电池控制器52内的电池状态运算部522计算相对于SOC的dV/dQ曲线的峰形状和dV/dQ曲线显示峰值的SOC。以此SOC为基准SOC。
在步骤S025中，从电池控制器52内的电池状态运算部522将dV/dQ的峰形状和基准SOC发送至电池控制器52内的数据记录部521并保存。在步骤S026中结束基准SOC的再选定。
如上所述，根据本实施方式，在将N个二次电池组件50-1～50-N并联连接而得到的二次电池系统中，利用各个二次电池组件的单体控制器51检测电池组41的状态，将该电池组41的充电状态(State of Charge：SOC)与基准SOC进行比较，如果电池组41的SOC比基准SOC高，则将电池组41放电至小于基准SOC，由此抑制电池10的电池容量劣化，能够提供长寿命的二次电池系统。
在第一实施方式中，使得上级控制器(未图示)具有判别部(未图示)，但是也可以使得电池控制器52具有判别部。
(第二实施方式)
第二实施方式的二次电池系统是装载在混合动力电动汽车、插电式混合动力电动汽车、电动汽车中的二次电池系统。在第二实施方式中，图5所示的二次电池组件为多个。即，在二次电池组件50-1～50-N中，N为2以上的整数。图11表示第二实施方式的二次电池系统的电池控制器52进行的充放电控制的处理步骤。除了图5所示的二次电池组件总是为多个和图11的充放电控制处理以外其它与第一实施方式相同，省略说明。
在未被充电或放电的期间持续了规定期间以上的情况下，从单体控制器51向电池控制器52发送信号。在这种情况下，如果因道路拥堵或信号等待等停止几秒钟～几分钟时，本信号不被发送。在发动机停止的状态下将汽车的门锁上的情况下从单体控制器51向电池控制器52发送信号(步骤S041)。
在步骤S042中，电池控制器52内的电池状态运算部522基于由电压检测器42检测到的电池电压V、由电流检测器43检测到的放电电流I、由温度检测器44检测到的电池温度T等各数据计算各电池组41的SOC。
在步骤S043中，电池控制器52内的电池状态检测部523将由电池状态运算部522计算出的所有电池组41的SOC与基准SOC进行比较，如果所有电池组41的SOC都低于基准SOC，则判断为是，前进至步骤S047。如果所有电池组41的SOC都小于基准SOC的情况被否定，则前进至步骤S044。
在步骤S044中，电池控制器52内的电池状态检测部523基于各电池组41的SOC与基准SOC之差，计算电池组41的SOC变成比基准SOC小的目标SOC的放电容量值，进一步，计算使得SOC比基准SOC低的电池组41成为目标SOC的充电容量值，向各单体控制器51发送计算出的放电容量值或充电容量值。
在步骤S045中，单体控制器51基于从电池状态检测部523发送来的放电容量值和充电容量值，对电池组41进行放电或充电。此时，从SOC比基准SOC高的电池组向SOC比基准SOC低的电池组放电。
在步骤S046中，电池控制器52内的电池状态检测部523计算全部的电池组41要放电的放电容量值与全部的电池组41可充电的充电容量值之差，在从上述放电容量值减去充电容量值而得到的值为正的情况下，电池容量产生剩余量。在这种情况下，将剩余量向进行电池系统的温度控制的辅助设备类或其它电池(发动机启动用的铅蓄电池等)放电。
放电结束后，前进至S042，计算各电池组41的SOC，前进至S043后再次进行判断。在步骤S047中，将各电池组的SOC的值向电池控制器52内的数据记录部521发送，前进至步骤S048。在步骤S048中，结束电池控制器52的控制。
如上所述，根据第二实施方式，在混合动力汽车、插电式混合动力汽车、以及电动汽车等能够装载本发明的二次电池系统的移动体系统(车辆)中，能够利用单体控制器51检测电池组41的状态，将该电池组41的充电状态(State of Charge：SOC)与基准SOC进行比较，如果电池组41的SOC比基准SOC高，则将电池组41放电至比基准SOC小的目标SOC，由此抑制电池10的电池容量劣化，提供长寿命的二次电池系统。
(第三实施方式)
第三实施方式的二次电池系统是在装载有汽车导航系统的混合动力电动汽车、插电式混合动力电动汽车、电动汽车中装载的二次电池系统。
在车辆到达汽车导航系统中设定的目的地的情况下，通常将车辆(移动体系统)停止在该目的地。在车辆停止的状态下，一般而言二次电池系统内的电池的充电状态维持不变，因此在停止时的SOC比基准SOC高的情况下，会引起电池容量劣化。本实施方式的发明能够防止在这种状况下电池容量发生劣化，详细情况在以下说明。
以下，使用图12和图13，对第三实施方式的二次电池系统的处理步骤进行说明。
图12是对图5所示的二次电池系统附加上级控制器53和汽车导航系统54而得到的系统的概略结构图。电池控制器52与上级控制器53连接，进一步，上级控制器53与汽车导航系统54连接。上级控制器53具有判别电池组41的将来的使用状况的判别部(未图示)。
图13表示第三实施方式的二次电池系统的电池控制器52进行的充放电控制的处理步骤。除了图13的充放电控制处理以外其它与第一实施方式相同，省略说明。在步骤S051中，在车辆靠近汽车导航系统54中预先设定的目的地的情况下，从汽车导航系统54向上级控制器53发送位置信息，上级控制器53的判别部判别为在不远的将来不使用电池组41，向电池控制器52发送关于电池组41的充放电的指令。
在步骤S052中，电池控制器52内的电池状态运算部522基于由电压检测器42检测到的电池电压V、由电流检测器43检测到的放电电流I、由温度检测器44检测到的电池温度T等各数据来计算各电池组41的SOC。
在步骤S053中，电池控制器52内的电池状态检测部523将由电池状态运算部522计算出的所有电池组41的SOC与基准SOC进行比较，如果所有电池组41的SOC比基准SOC低，则判断为是，前进至步骤S047。如果所有电池组41的SOC比基准SOC小的情况被否定，则判断为否，前进至步骤S054。
在步骤S054中，电池控制器52内的电池状态检测部523基于各电池组41的SOC与基准SOC之差，计算电池组41的SOC变成比基准SOC小的目标SOC的放电容量值，向各单体控制器51发送计算出的放电容量值。
在步骤S055中，单体控制器51基于从电池状态检测部523发送来的放电容量值，使电池组41进行放电。放电结束后，前进至步骤S052，计算各电池组41的SOC，前进至步骤S053后再次进行判断。如果步骤S053为肯定，则在步骤S056中将各电池组的SOC的值向电池控制器52内的数据记录部521发送，前进至步骤S057。在步骤S057中结束电池控制器52的控制。
如上所述，根据第三实施方式，在装载有本发明的二次电池系统的混合动力电动汽车、插电式混合动力汽车、以及电动汽车等中装载了汽车导航系统等车载信息系统的移动体中，能够在车辆靠近目的地时，利用单体控制器51检测电池组41的状态，将该电池组41的SOC与基准SOC进行比较，如果电池组41的SOC比基准SOC高，则将电池组41放电至比基准SOC小的目标SOC，由此能够抑制电池10的电池容量劣化，提供长寿命的二次电池系统。
即，在第三实施方式中，在车辆靠近目的地时，判断为任意电池组41的SOC为基准SOC以上的情况下，电池控制器51对单体控制器52发出用于使电池组41的SOC变成比基准SOC小的目标SOC的放电控制的指令。根据该指令，单体控制器52对构成电池组41的单电池10中为基准SOC以上的单电池10进行放电控制。
在直至车辆到达目的地为止所有电池组41均未达到比基准SOC小的情况下，即使车辆停止也可以继续进行电池组41的放电控制。但是，在电池组41的SOC与比基准SOC小的目标SOC的差距较大的情况下，存在虽然车辆停止但是放电控制还长时间继续进行的可能性。因此，作为判断是否存在超过基准SOC的电池组41的定时，还需要考虑是否能够在到达目的地之前的行驶期间内降低至基准SOC。
在第三实施方式中，上级控制器53具有判别部(未图示)，但是也可以是电池控制器52具有判别部。
(第四实施方式)
第四实施方式是使装载在混合动力电动汽车、插电式混合动力汽车和电动汽车等移动体系统中的二次电池系统与家庭能源管理系统(HEMS：Home Energy ManagementSystem)等能源管理系统(EMS：Energy Management System)协同动作的结构。对该二次电池系统的电池控制器52的充放电控制方法进行说明。另外，对与第一实施方式相同的结构省略说明。
在第四实施方式的二次电池系统的供电部插入EMS的充电插头，通过EMS控制二次电池系统的SOC。而且，基于对EMS预先设定的电力使用计划表对二次电池系统进行充放电控制。
以下，使用图14～16对第四实施方式进行说明。
图14是对图5所示的二次电池系统附加上级控制器53和EMS55而得到的系统的概略结构图。电池控制器52与上级控制器53连接，进一步，上级控制器53与EMS55连接。上级控制器53具有判别电池组41的将来的使用状况的判别部(未图示)。
图15是本实施方式的二次电池系统的流程图。图16是将本实施方式的二次电池的充电方法的一个例子与现有的充电方法一起进行图示的图，相当于图15的步骤S063、S066、S067、S068的流程。
使用图16对本发明的概略进行说明。在图16所示的图表中，在作为横轴的时间轴上示出了期间1～3的期间，在作为纵轴的SOC轴上示出了基准SOC和预先设定的上限SOC。
在期间1中，至基准SOC为止以相同电量进行充电。在成为基准SOC时，暂时停止充电。之后，在成为比预先设定的预定时刻提前了规定时间之时，进行充电直至上限SOC为止。以往，以使SOC增大至上限SOC为止的方式进行充电。
通过采用第四实施方式那样的充电方法，与现有的充电方法相比，被维持在比基准SOC高的SOC的时间缩短，因此能够防止电池容量劣化。
参照图15对按图16所示的充电特性对第四实施方式的二次电池系统进行充电的处理步骤进行说明。
图15的处理中，当EMS55的充电插头插入到二次电池系统的充电部时，从EMS55向上级控制器53发送车辆的使用预定计划，基于该车辆的使用预定计划，上级控制器53的判别部(未图示)把握二次电池系统的将来的使用状况，从上级控制器53向电池控制器51发送能源管理指令信号(步骤S061)。
在步骤S062中，电池控制器52内的电池状态运算部522基于由电压检测器42检测到的电池电压V、由电流检测器43检测到的放电电流I、由温度检测器44检测到的电池温度T等各数据计算各电池组41的SOC。
在步骤S063中，电池控制器52内的电池状态检测部523将由电池状态运算部522计算出的所有电池组41的SOC与基准SOC进行比较，如果所有电池组41的SOC比基准SOC低，则判断为是，前进至步骤S066。如果所有电池组41中任一个电池组41的SOC为基准SOC以上，则判断为否，前进至步骤S064。
在步骤S064中，电池控制器52内的电池状态检测部523基于各电池组41的SOC与基准SOC之差，计算电池组41的SOC变成比基准SOC小的目标SOC的放电容量值，向各单体控制器51发送计算出的放电容量值。
在步骤S065中，单体控制器51基于从电池状态检测部523发送来的放电容量值，使电池组41进行放电。此时，作为所放出的电的供电目的地，从能效的观点出发优选EMS连接目的地的电源、与EMS连接的家庭用的蓄电池等。放电至放电容量值后前进至步骤S068。
在步骤S066中，电池控制器52内的电池状态检测部523基于各电池组41的SOC与基准SOC之差，计算电池组41的SOC变成基准SOC的充电容量值，向各单体控制器51发送计算出的充电容量值。
在步骤S067中，单体控制器51基于从电池状态检测部523发送来的充电容量值，对电池组41进行充电。充电至被发送来的充电容量值后前进至步骤S068。
在步骤S068中，在由用户等对EMS输入了下一次使用移动体系统的日期时间的情况下，当使用预定计划的时间临近时，从EMS向电池控制器52发送信号，对电池组41计算出达到预先设定的上限SOC所需的充电量，向各单体控制器51发送充电容量值。各单体控制器51基于所发送的充电容量值，对各电池组41进行充电。充电至充电容量值后前进至步骤S069而结束。
装载了第四实施方式的二次电池系统的车辆的使用预定计划被设定成以HEMS等为代表的EMS计划表。此外，车辆装载的二次电池系统的电池组41在车辆停在车库中的期间内被充电，但是直至下一次的车辆使用预定时刻临近，预先使电池组41的SOC小于基准SOC，在使用预定时刻的规定时间前、即从基准SOC至充满电所需的时间前开始充电。由此，能够如上述那样抑制电池组41的劣化。
(第四实施方式的变形例)
图16表示成为第四实施方式的变形例的充放电控制。在装载有二次电池系统的移动体与EMS55连接时，第四实施方式的电池组41的SOC为基准SOC以下。另一方面，第四实施方式的变形例中的电池组41的SOC为基准SOC以上。
在第四实施方式的变形例中，当装载有二次电池系统的移动体与EMS55连接时，电池控制器52进行放电控制，使得为基准SOC以上的电池组41的SOC成为基准SOC。成为基准SOC之后，进行与第四实施方式相同的充电控制。由此，第四实施方式及其变形例的差异仅为期间1。
在第四实施方式及其变形例中，上级控制器53具有判别部(未图示)，不过也可以是电池控制器52具有判别部。
本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够进行适当变更或组合。例如，设电池为卷绕式锂离子二次电池，但是也可以应用于将多个正极板和多个负极板隔着间隔件交替叠层而形成的叠层式锂离子二次电池。
附图标记的说明
10 电池
11 正极板
12 负极板
13 间隔件
22 电极卷绕组
26 电池容器
41 电池组
42 电压检测部
43 电流检测部
44 温度检测部
51 单体控制器
52 电池控制器
53 上级控制器
54 汽车导航系统
55 EMS

Claims (6)

1.一种二次电池系统，其控制单个或多个电池组的充放电，该二次电池系统的特征在于：
所述电池组的负极活性物质是作为电位相对于SOC大致一定的稳定相具有第一电位稳定相和所述SOC比所述第一电位稳定相低的第二电位稳定相的材料，
所述二次电池系统包括SOC控制装置，该SOC控制装置基于所述电池组的将来的使用状况，至少在所述电池组为非使用状况的期间对所述电池组至少进行放电控制，使得所述电池组的SOC成为所述第二电位稳定相的范围内的值，
所述SOC控制装置计算出所述电池组的、电位相对于SOC的变化量最大的SOC作为基准SOC，根据计算出的所述基准SOC和所述电池组的SOC，对所述电池组进行放电控制。
2.如权利要求1所述的二次电池系统，其特征在于：
所述SOC控制装置，在所述电池组为多个的情况下，使处于所述第一电位稳定相的所述电池组向处于所述第二电位稳定相的所述电池组放电。
3.如权利要求1所述的二次电池系统，其特征在于：
所述SOC控制装置，在所述电池组向负载放电时，如果判别出所述电池组将来要成为非使用状况，则对所述电池组进行放电控制，使得所述电池组的SOC成为所述第二电位稳定相的范围内的值。
4.如权利要求3所述的二次电池系统，其特征在于：
在所述二次电池系统应用于在所述电池组与用于产生移动体的移动力的负载之间进行充放电的移动体系统中的情况下，
所述SOC控制装置，在接收到判断为所述移动体已靠近目的地的信号时判别为所述电池组将来要成为非使用状况，
在所述移动体到达所述目的地时，对所述电池组进行放电控制，使得所述电池组的SOC成为所述第二电位稳定相的范围内的值。
5.如权利要求1所述的二次电池系统，其特征在于：
所述SOC控制装置，如果判别出非使用中的所述电池组将来要成为使用状况，则在对所述电池组进行充电时，在比成为所述使用状况的时刻提前规定时间的最终充电开始时刻之前，对所述电池组进行充放电控制，使得所述SOC成为所述第二电位稳定相的范围内的值，当成为所述最终充电开始时刻时，进行充电控制直至所述SOC成为所述第一电位稳定相的范围内的值。
6.如权利要求5所述的二次电池系统，其特征在于：
在所述二次电池系统应用于所述电池组与能量管理系统连接来进行充电的移动体系统中的情况下，
所述SOC控制装置，如果接收到从所述能量管理系统接收到的所述移动体系统的将来的使用开始的信息，则在对所述电池组进行充电时，在比所述使用开始的时刻提前规定时间的最终充电开始时刻之前，对所述电池组进行充放电控制，使得所述SOC成为所述第二电位稳定相的范围内的值，当成为所述最终充电开始时刻时，进行充电控制直至所述SOC成为所述第一电位稳定相的范围内的值。
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