CN105720312B - 非水电解液二次电池系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够在非水电解液二次电池的非水电解液处于冻结状态的情况下，准确地检测其冻结状态的非水电解液二次电池系统。本发明涉及的非水电解液二次电池系统，具有将非水电解液二次电池的电压值输出的电池电压输出部、和进行非水电解液的冻结判断的冻结判断部。冻结判断部在冻结判断中，实行冻结判断电流控制，所述冻结判断电流控制是将冻结判断电流值的电流，向非水电解液二次电池充电的方向仅流动冻结判断时间。并且，在冻结判断电流控制的实行中，电池电压输出部的输出的电压值表现出暂时上升并显示峰值、然后随着时间推移而降低的变化的情况下，判断为非水电解液处于冻结状态。
Description
技术领域
本发明涉及非水电解液二次电池系统。更详细地讲，涉及能够检测电解液的冻结的非水电解液二次电池系统。
背景技术
锂离子二次电池所代表的非水电解液二次电池，是在电池壳体的内部收纳正极板、负极板、非水电解液而成的。并且，在锂离子二次电池的充放电时，正极板与负极板之间的电荷的授受经由非水电解液而进行。在此，锂离子二次电池被置于非水电解液的凝固点以下的环境温度中的情况下，有时非水电解液会冻结。
并且，在非水电解液冻结的状态下，优选限制锂离子二次电池的使用。这是由于，例如以非水电解液冻结的状态进行了充电的情况下，有可能在负极板发生锂的析出，使锂离子二次电池的电池性能降低。由此，在控制锂离子二次电池的使用的系统中，优选能够适当地检测出非水电解液冻结的状态。
例如，专利文献1中公开了在电池温度的降低中，电池的开路电压上升时，检测电解液处于冻结状态的技术。
在先技术文献
专利文献1：日本特开2006-155916号公报
发明内容
然而，上述的现有技术，是在发生了电解液的冻结时检测出电解液处于冻结状态的技术。即，上述的现有技术并不是检测任意时刻的电解液的状态是否处于冻结状态的技术。但是，非水电解液的冻结具有在锂离子二次电池的不进行充放电的非使用期间容易发生的倾向。因此，优选在非使用期间之后的、锂离子二次电池的使用开始时，能够适当地检测非水电解液是否处于冻结状态。
因此，考虑例如在非水电解液成为冻结状态时对其进行检测，根据从成为冻结状态时开始的温度推移、经过时间等，来推定冻结状态是否解除。但是，非水电解液中，直到冻结为止所需的时间、和从冻结开始直到融解为止所需的时间有时会不同。另外，发生冻结、融解的温度等，有时也会根据剩余充电容量等而不同。由此，存在下述问题，即采用检测非水电解液成为冻结状态时的方法，难以准确地检测非水电解液的任意时刻的状态是否为冻结状态。
本发明是以解决上述的现有技术具有的问题而完成的。即其课题是提供能够在非水电解液二次电池的非水电解液处于冻结状态的情况下，准确地检测其冻结状态的非水电解液二次电池系统。
以该课题的解决为目的而完成的本发明的非水电解液二次电池系统，具有：具备非水电解液的非水电解液二次电池；和实行充电控制和放电控制的充放电控制部，所述充电控制和所述放电控制分别控制非水电解液二次电池的充电和放电，所述非水电解液二次电池系统的特征在于，具有：检测并输出非水电解液二次电池的电压值的电池电压输出部；和进行冻结判断的冻结判断部，所述冻结判断对非水电解液是否处于冻结状态进行判断，冻结判断部被构建成，在冻结判断中，实行冻结判断电流控制，所述冻结判断电流控制是将事先确定的电流值即冻结判断电流值的电流，向所述非水电解液二次电池充电的方向仅流动事先确定的时间即冻结判断时间，在冻结判断电流控制的实行中，电池电压输出部输出的电压值表现出暂时上升并显示峰值、然后随着时间推移而降低的变化的情况下，判断为非水电解液处于冻结状态，在没有判断为处于冻结状态的情况下，判断为非水电解液不处于冻结状态。
本发明涉及的非水电解液二次电池系统中，通过冻结判断部实行冻结判断电流控制。并且，在冻结判断电流控制的实行中的电压值的变化为暂时上升并显示峰值、然后降低的变化时，判断为非水电解液处于冻结状态。即，在本发明中，通过来自进行了冻结判断的非水电解液二次电池的检测值，能够检测处于冻结状态。由此，能够在非水电解液二次电池的非水电解液处于冻结状态的情况下，准确地检测其冻结状态。
另外，在上述记载的非水电解液二次电池系统中，优选：具有温度输出部，所述温度输出部检测并输出将非水电解液的温度指标化的温度指标值，冻结判断部被构建成，在冻结判断中，在冻结判断电流控制开始前，温度输出部输出的温度指标值为事先确定的温度阈值以下的情况下，实行冻结判断电流控制，在温度输出部输出的温度指标值高于温度阈值的情况下，判断为非水电解液不处于冻结状态。这是由于，在温度指标值高于温度阈值的情况下，能够推定非水电解液不处于冻结状态。并且，在温度指标值高于温度阈值的情况下，能够不进行冻结判断电流控制，判断为不处于冻结状态。由此，在温度指标值高于温度阈值的情况下，能够以短时间完成冻结判断。
另外，在上述记载的非水电解液二次电池系统中，优选：温度输出部被构建成，具有温度储存部，所述温度储存部将在充电控制和放电控制都没有实行的期间检测出的温度指标值进行储存，并且，将储存在温度储存部的温度指标值之中的下限值输出。这是由于，在充电控制和放电控制都没有实行的非使用期间中成为冻结状态的非水电解液，即使是在非使用期间结束、可使用非水电解液二次电池时温度指标值高的状况，有时也会处于没有融解、保持冻结了的状态。即使在这样的状态下，也能够通过利用非使用期间的温度指标值的下限值，准确地进行冻结判断。
另外，在上述记载的非水电解液二次电池系统中，优选：冻结判断部被构建成，在进行充电控制前进行冻结判断，充放电控制部被构建成，在通过冻结判断，判断为非水电解液处于冻结状态时，对充电控制进行限制，在判断为非水电解液不处于冻结状态时，不对充电控制进行限制。这是由于，在非水电解液处于冻结状态时，通过充电控制有可能对非水电解液二次电池带来大的负荷。
另外，在上述记载的非水电解液二次电池系统中，优选：冻结判断部被构建成，在进行放电控制前也进行冻结判断，充放电控制部被构建成，在通过冻结判断，判断为非水电解液处于冻结状态时，对充电控制和放电控制都进行限制，在判断为非水电解液不处于冻结状态时，对充电控制和放电控制都不进行限制。这是由于，在非水电解液处于冻结状态时，通过放电控制也有可能对非水电解液二次电池带来负荷。
另外，在上述记载的非水电解液二次电池系统中，优选：冻结判断电流值是比通过充电控制而在非水电解液二次电池中流动的电流的电流值的上限高的电流值。这是由于，在非水电解液二次电池处于冻结状态时，具有冻结判断电流值越高，越更明确地表现出冻结判断电流控制的实行中的电压值暂时上升并显示峰值、然后降低的变化的倾向。因此，通过使冻结判断电流值成为比通过充电控制而流动的电流值的上限高的电流值，能够准确地进行冻结判断。
另外，在上述记载的非水电解液二次电池系统中，优选：冻结判断电流值是高于24C的电流值。这是由于，在非水电解液二次电池处于冻结状态时，通过使冻结判断电流值成为高于24C的电流值，能够具有更明确地表现出冻结判断电流控制的实行中的电压值暂时上升并显示峰值、然后降低的变化的倾向。
另外，在上述记载的非水电解液二次电池系统中，优选：冻结判断时间是0.5秒以上的时间。这是由于，在非水电解液二次电池处于冻结状态时，使冻结判断时间成为0.5秒以上的时间，由此具有更明确地表现出冻结判断电流控制的实行中的电压值暂时上升并显示峰值、然后降低的变化的倾向。
根据本发明，提供能够在非水电解液二次电池的非水电解液处于冻结状态的情况下，准确地检测其冻结状态的非水电解液二次电池系统。
附图说明
图1是实施方式涉及的非水电解液二次电池的截面图。
图2是表示实施方式涉及的非水电解液二次电池的正极板、负极板、隔板的图。
图3是用于说明第1实施方式涉及的非水电解液二次电池系统的图。
图4是表示冻结判断电流控制中的电压值的变化的图。
图5是表示实施方式涉及的冻结判断的步骤的流程图。
图6是用于说明第2实施方式涉及的非水电解液二次电池系统的图。
附图标记说明
10、11 电池系统
30 充放电控制部
40 冻结判断部
41 判断电流施加部
45 电压值检测部
100 电池
120 电解液
具体实施方式
以下，一边参照附图，一边对将本发明具体化了的实施方式进行详细说明。本方式对于具有锂离子二次电池的锂离子二次电池系统应用了本发明。
[第1实施方式]
图1是本方式涉及的电池100的截面图。如图1所示，电池100是将电极体110和电解液120收纳在电池壳体130的内部而得到的锂离子二次电池。本方式的电解液120是由溶解了锂盐的有机溶剂形成的非水电解液。另外，电池壳体130具备壳体主体131和封口板132。封口板132具备绝缘构件133。
图2是表示构成电极体110的负极板N、正极板P、隔板S的图。负极板N、正极板P、隔板S都是在图2中沿上下方向的长片状构件。电极体110是将负极板N、正极板P、隔板S如图2所示那样重叠，并且以图2中的左右方向为卷绕轴的方向进行卷绕后，成形为扁平形状而得到的。
负极板N和正极板P都在集电箔的两面形成有电极活性物质层。即，如图2所示，负极板N在负极集电箔NA的两面形成负极活性物质层NB。正极板P在正极集电箔PA的两面形成正极活性物质层PB。负极集电箔NA是铜箔。正极集电箔PA是铝箔。
负极活性物质层NB和正极活性物质层PB都包含活性物质。活性物质在电池100中是有助于充放电的成分，能够吸藏和放出锂离子。具体而言，本方式涉及的负极活性物质层NB包含负极活性物质和粘合剂。正极活性物质层PB包含正极活性物质、导电材料和粘合剂。
另外，如图2所示，负极板N具有未形成负极活性物质层NB而露出了负极集电箔NA的负极非形成部N1、和形成有负极活性物质层NB的负极形成部N2。正极板P也具有未形成正极活性物质层PB而露出了正极集电箔PA的正极非形成部P1、和形成有正极活性物质层PB的正极形成部P2。并且，在图1所示的卷绕后的电极体110中，右端部111是仅由负极非形成部N1构成的部分，左端部112是仅由正极非形成部P1构成的部分。
在电极体110的右端部111连接有负极端子150。在电极体110的左端部112连接有正极端子160。负极端子150和正极端子160，使各自没有与电极体110连接的一侧的端部，经由绝缘构件133，向电池壳体130的外部突出。
另一方面，如图2所示，图1中的电极体110的中央部113是负极板N的负极形成部N2与正极板P的正极形成部P2隔着隔板S重叠的部分。并且，电池100通过负极端子150和正极端子160，在电极体110的中央部113进行充电和放电。
图3中表示具有电池100的本方式的电池系统10。电池系统10除了电池100以外还具有电池控制部20。电池控制部20具有充放电控制部30、冻结判断部40、温度输出部50。
充放电控制部30进行控制电池100的充电的充电控制、和控制电池100的放电的放电控制。例如，电池系统10搭载于能够以电池100为动力源行驶的车辆的情况下，充放电控制部30根据车辆的行驶状态来控制电池100的充放电。
具体而言，例如，充放电控制部30通过来自油门踏板的信号等，为了将车辆的电动机驱动而使电池100放电。另一方面，车辆在行驶中的制动时等，将行驶的车辆的动能通过发电机转换为电能。通过此时产生的再生能量，充放电控制部30能够进行电池100的充电。
另外，充放电控制部30分别以一定范围内的电流值进行充电控制和放电控制。具体而言，本方式的充放电控制部30在充电控制时，在以能够用1小时将电池100的满充电容量进行充电或放电的电流值为1C的C速率下，以24C以下的电流值进行充电。另外，充放电控制部30在放电控制时，也以24C以下的电流值进行放电。
再者，为了尽量不使电池100劣化，优选充电控制和放电控制都以低的电流值进行。这是由于越是以高的电流值进行了充放电时，越有电池100劣化的倾向。因此，充电控制和放电控制中的电流值的上限优选为15C左右的电流值。
冻结判断部40进行冻结判断，所述冻结判断对电池100的电解液120是否处于冻结状态进行判断。在本方式中，电解液120的冻结状态包括电解液120的全部冻结的状态、和电解液120的一部分冻结的状态。
另外，冻结判断部40具有实行冻结判断电流控制的判断电流施加部41，所述冻结判断电流控制在冻结判断时，在电池100中流通电流。判断电流施加部41在冻结判断电流控制中，向电池100充电的方向而在电池100中流通事先确定的电流值即冻结判断电流值的电流。
另外，在本方式中，通过判断电流施加部41而在电池100中流动的电流的冻结判断电流值，是比充放电控制部30通过充电控制而将电池100充电时的电流值的上限高的电流值。即，本方式中的冻结判断电流值是高于24C的电流值。并且，判断电流施加部41在冻结判断电流控制中，使冻结判断电流值的电流在电池100中仅流动事先确定的时间即冻结判断时间。
另外，冻结判断部40能够获取电压值检测部45检测并输出的电池100的电压值。具体而言，冻结判断部40能够在通过判断电流施加部41实行冻结判断电流控制的期间，获取电压值检测部45检测出的电池100的电压值。并且，冻结判断部40能够基于通过电压值检测部45而获取的电压值，来判断电解液120是否处于冻结状态。关于这一点会在后面详细描述。
温度输出部50将温度检测部55检测出的温度指标值输出。温度检测部55检测的温度指标值，是以电池100的电解液120的温度为指标的值。本方式的温度检测部55，作为电解液120的温度指标值，检测电池100的周围的温度即环境温度。并且，本方式的温度输出部50，将在冻结判断开始时通过温度检测部55检测出的温度指标值输出。即，本方式的温度输出部50，将冻结判断开始时的电解液120的温度指标值输出。
在此，电解液120处于冻结状态的情况下，该冻结状态的电池100通过充电或放电而被使用，由此有可能使电池100的性能降低。具体而言，例如，电解液120处于冻结状态的电池100通过充电控制进行了充电时，有可能使锂在负极板N析出。并且，在负极板N发生了锂的析出的电池100中，有可能发生容量维持率的降低等。
因此，本方式的电池系统10中，在通过充放电控制部30进行的充电控制或放电控制开始前，通过冻结判断部40进行冻结判断。具体而言，本方式的电池系统10中，在电源从关(OFF)变为开(ON)时，首先，通过冻结判断部40进行冻结判断。
并且，通过冻结判断而判断为电解液120处于冻结状态的情况下，本方式的充放电控制部30对充电控制和放电控制进行限制。由此，电池系统10中，在电解液120处于冻结状态时，能够不进行电池100的充放电，从而抑制电池100的电池性能的降低。
另外，本方式的冻结判断部40在冻结判断中，仅在温度输出部50输出的温度指标值为事先确定的温度阈值以下时通过判断电流施加部41进行冻结判断电流控制。这是由于，温度指标值为电解液120不会成为冻结状态的程度的温度的情况下，能够不进行冻结判断电流控制，推定电解液120不处于冻结状态。并且，在温度指标值高于事先确定的温度阈值的情况下，能够不进行冻结判断电流控制，以短时间进行冻结判断。
另外，这是由于，在冻结判断电流控制中，会在电池100中流通高电流，因此对电池100的负荷高。因此，优选进行冻结判断电流控制的频率低。由此，在本方式中，温度阈值被事先设定为将电解液120的温度在凝固点附近时指标化的值。
再者，电解液120的凝固点根据电池100的充电状态而取不同的值。即，电池100的SOC(State Of Charge)与电解液120的凝固点具有一定的关系。具体而言，有电池100的SOC越低，电解液120的凝固点成为越高的温度的倾向。因此，温度阈值可以确定为将电池100的SOC为0％时的电解液120的凝固点指标化的值。
另外，作为温度阈值，也可以根据电池100的SOC而采用不同的值。该情况下，可以获取电池100的各SOC的电解液120的凝固点，根据电池100的SOC来设定温度阈值。或者，作为温度阈值，可以采用通过将成为基准的温度阈值，乘以根据电池100的SOC而不同的修正系数而求出的值。并且，采用根据电池100的SOC而不同的值作为温度阈值的情况下，通过温度指标值的检测、以及检测该温度指标值时的电池100的SOC来确定温度阈值即可。
接着，利用图4对冻结判断的冻结判断电流控制中的、电解液120是否处于冻结状态的判断方法进行说明。如上述那样，冻结判断部40基于实行冻结判断电流控制期间的电池100的电压值，判断电解液120是否处于冻结状态。
图4对于电解液120冻结的冻结状态、和电解液120不处于冻结状态的通常状态，分别示出了冻结判断电流控制中的电压值的变化。具体而言，图4对于SOC相同的冻结状态的电池100和通常状态的电池100，分别示出了进行了0.5秒的冻结判断电流控制时的电压值的变化。再者，图4中，将冻结判断电流控制中，在电池100中流动的电流的冻结判断电流值设为25C的电流值。
首先，通常状态的电池100中，如图4所示，在冻结判断电流控制中，其开始后经过0.1秒时，电池100的电压值显示V1。另外，之后经过0.3秒时、经过0.5秒时，都显示出高于电压值V1的电压值。并且，与经过0.3秒时相比，经过0.5秒时显示出更高的电压值。即，在通常状态的电池100中，冻结判断电流控制中的电压值表现出在冻结判断电流控制的开始后上升至电压值V1、然后随着时间推移缓缓上升的变化。
另一方面，在冻结状态的电池100中，如图4所示，在冻结判断电流控制中，其开始后经过0.1秒时，电压值显示V2。电压值V2高于电压值V1。另外，之后经过0.3秒时、经过0.5秒时，都显示出低于电压值V2的电压值。并且，与经过0.3秒时相比，经过0.5秒时显示出更低的电压值。即，在冻结状态的电池100中，冻结判断电流控制中的电压值表现出在冻结判断电流控制的开始后暂时上升并显示峰值V2、然后随着时间推移缓缓降低的变化。
即，在通常状态的电池100中，冻结判断电流控制中的电压值表现出不降低的通常变化，与此相对，在冻结状态的电池100中，冻结判断电流控制中的电压值表现出在显示峰值后降低的冻结变化。由此，在本方式的冻结判断中，冻结判断电流控制中的电池100的电压值表现出图4所示的冻结变化的情况下，能够判断为电解液120处于冻结状态。另一方面，在冻结判断电流控制中的电池100的电压值表现出图4所示的通常变化的情况下，能够判断为电解液120不处于冻结状态。
具体而言，例如，在冻结判断电流控制中，分别检测其开始后经过0.1秒时、经过0.3秒时、经过0.5秒时的电压值。并且，在检测出的经过0.1秒时、经过0.3秒时、经过0.5秒时的各电压值随着时间推移而降低的情况下，能够判断为表现出了冻结变化。即，通过表现出冻结变化，能够判断为电解液120处于冻结状态。另一方面，在经过0.1秒时、经过0.3秒时、经过0.5秒时分别检测出的电压值，没有表现出随着时间推移而降低的变化的情况下，能够判断为不处于冻结状态。
图4中，作为电解液120的非水溶剂即有机溶剂，使用了将碳酸亚乙酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸二甲酯(DMC)以下述体积比混合而成的溶剂。
EC:EMC:DMC＝1:1:1
并且，图4中，使用了向上述的混合有机溶剂中添加作为电解质即锂盐的六氟磷酸锂(LiPF6)、使Li离子的浓度成为1.1mol/l的电解液120。
再者，例如，在使用了与上述不同的以下那样的电解液X、Y、Z作为电解液120的电池100中，在本方式的冻结判断电流控制中，对于通常状态和冻结状态，也分别表现出了与图4所示的变化同样的变化。另外，上述图4的获取所使用的电解液和以下所示的电解液X、Y、Z，关于凝固点都不相同。
[电解液X]
EC:EMC:DMC＝1:1:2
Li离子浓度(LiPF6)：1.1mol/l
[电解液Y]
EC:EMC＝1:1
Li离子浓度(LiPF6)：1.1mol/l
[电解液Z]
EC:EMC:DMC＝1:1:1
Li离子浓度(LiPF6)：0.9mol/l
另外，图4是在将电池100的环境温度设为-20℃的状态下实行了冻结判断电流控制时的电压值的变化。在本方式的冻结判断电流控制中，不管电池100的环境温度如何，电压值对于通常状态和冻结状态分别表现出与图4同样的变化。即，本方式的电池系统10中，不管电池100的环境温度、电解液120的温度如何，都能够在冻结判断电流控制的实行时准确地判断电解液120是否处于冻结状态。
另外，图4中，将冻结判断电流控制中的冻结判断电流值设为25C的电流值。在电解液120处于冻结状态时，有冻结判断电流控制中的冻结判断电流值越高，冻结判断电流控制中的电压值越明确地表现出冻结变化的倾向。并且，在冻结判断电流值高于24C的情况下，有电压值准确地表现出冻结变化的倾向。由此，在本方式中，为了提高冻结判断电流控制中的冻结变化的检测精度，将冻结判断电流值如上所述设为高于24C的电流值。
另外，图4中，将冻结判断电流控制中的冻结判断时间设为0.5秒。但是，如图4所示，冻结判断电流控制中的电压值，表现出在所述冻结判断电流控制开始后经过0.1秒时显示峰值V2、然后降低的变化。由此，冻结判断电流控制中的冻结判断时间可以是低于0.5秒的时间。
为了准确地检测冻结判断电流控制中的电压值表现冻结变化，优选冻结判断时间长。这是由于，冻结判断电流控制中的电压值显示峰值后，随着时间推移而降低。即，冻结判断时间越长，能够越准确地检测电压值在显示峰值后的降低。因此，冻结判断时间优选为0.3秒以上。并且，认为为了更准确地检测是否处于冻结状态，冻结判断时间优选为0.5秒以上。
下面，利用图5的流程图对本方式的冻结判断的步骤进行说明。如上所述，本方式的电池系统10的冻结判断部40在电源从关(OFF)变为开(ON)时进行冻结判断。并且，冻结判断部40在冻结判断中，首先通过温度输出部50获取由温度检测部55检测出的冻结判断开始时的温度指标值(S101)。
接着，判断该获取的温度指标值是否为温度阈值以下(S102)。在温度指标值高于温度阈值的情况下(S102：否)，判断为非冻结状态的通常状态(S108)。
另一方面，在温度指标值为温度阈值以下的情况下(S102：是)，实行冻结判断电流控制(S103～S105)。即，冻结判断电流控制中，通过判断电流施加部41而在电池100中流通冻结判断电流值的电流(S103)，并且通过电压值检测部45获取其间的电池100的电压值(S104)。冻结判断电流控制在其开始后，进行直到经过冻结判断时间为止(S105)。
在冻结判断电流控制结束时(S105：是)，判断冻结判断电流控制中的电池100的电压值是否表现出暂时上升并显示峰值、然后降低的冻结变化(S106)。在冻结判断电流控制中的电池100的电压值表现出冻结变化的情况下(S106：是)，判断为电解液120处于冻结状态(S107)。
与此相对，在冻结判断电流控制中的电池100的电压值的变化不是冻结变化的情况下(S106：否)，判断为电解液120不处于冻结状态(S108)。
并且，在判断为电解液120不处于冻结状态的情况下(S108)，之后本方式的充放电控制部30，不对充电控制和放电控制进行限制，进行电池100的充电控制和放电控制。
另一方面，在判断为电解液120处于冻结状态的情况下(S107)，本方式的充放电控制部30对电池100的充电控制和放电控制都进行限制。再者，在判断为冻结状态后(S107)，电解液120的冻结状态解除了的情况下，可以进行已限制了的充电控制和放电控制。电解液120的冻结状态是否解除的判断，可以在推定电解液120的冻结有可能解除时，通过再次的冻结判断来进行。该再次的冻结判断中，例如，可以只进行步骤S103～步骤S108。
具体而言，例如，从判断为冻结状态时起(S107)经过了一定时间时，冻结状态有可能解除，因此可以进行再次的冻结判断(S103～S108)。另外，从判断为冻结状态时起(S107)，温度检测部55检测的温度指标值变得高于温度阈值时，冻结状态也有可能解除，因此可以进行再次的冻结判断(S103～S108)。或者，在判断为冻结状态时(S107)进行从外部对电池100进行加热的加热控制，在加热控制结束时，也可以进行再次的冻结判断(S103～S108)。当然，也可以通过将这些经过时间、温度指标值、加热控制组合，推定电解液120的冻结有可能解除，并进行再次的冻结判断(S103～S108)。
由此，本方式的电池系统10中，在电解液120处于冻结状态时，能够通过充放电控制部30对充电控制和放电控制进行限制。由此，能够抑制电池100的电池性能的降低。
再者，上述的电池系统10中，在电源从关变为开时，通过冻结判断部40进行冻结判断。但是，冻结判断进行到充电控制或放电控制开始前即可。这是由于，能够对电解液120处于冻结状态时的充电控制和放电控制进行限制是不会改变的。
另外，上述的电池系统10中，在电解液120处于冻结状态的情况下，对充电控制和放电控制都进行限制。但是，在电解液120处于冻结状态时的电池100中，进行充电控制的情况与进行放电控制的情况相比，有对电池100的负荷高的倾向。即，有由于电解液120处于冻结状态时的放电控制，电池100的电池性能不怎么降低的倾向。
因此，在电解液120处于冻结状态时(S107)，充放电控制部30可以只对充电控制进行限制，不对放电控制进行限制。另外，在处于冻结状态时不对放电控制进行限制的情况下，冻结判断进行到充电控制开始前即可。这是由于，能够限制对电池100的负荷大的、电解液120处于冻结状态时的充电控制。
以上，如详细说明的那样，本实施方式涉及的电池系统10，具有：具备电解液120的电池100；实行电池100的充电控制和放电控制的充放电控制部30；对电解液120进行冻结判断的冻结判断部40。冻结判断部40在冻结判断中通过判断电流施加部41实行冻结判断电流控制，所述冻结判断电流控制将冻结判断电流值的电流向电池100充电的方向仅流动冻结判断时间。并且，在冻结判断电流控制中的电池100的电压值表现出暂时上升并显示峰值、然后随着时间推移而降低的冻结变化的情况下，判断为电解液120处于冻结状态。由此，实现了能够在非水电解液二次电池的非水电解液处于冻结状态的情况下，准确地检测其冻结状态的非水电解液二次电池系统。
[第2实施方式]
对第2实施方式进行说明。第2实施方式涉及的电池系统，具有与第1实施方式的电池系统不同的温度输出部。详细而言，本方式涉及的电池系统的温度输出部，将充电控制和放电控制都不进行的非使用期间的温度指标值之中的下限值输出。
图6是用于说明本方式的电池系统11的图。如图6所示，关于本方式的电池系统11，具有与第1实施方式相同的电池100。另外，电池控制部21具有与第1实施方式相同的充放电控制部30和冻结判断部40。关于电压值检测部45和温度检测部55，也与第1实施方式相同。
并且，本方式的电池控制部21具有与第1实施方式不同的温度输出部51。本方式的温度输出部51具有温度储存部52。温度储存部52用于储存温度检测部55检测出的温度指标值。本方式的温度储存部52，在通过充放电控制部30的充电控制和放电控制都不进行的非使用期间，储存温度检测部55检测出的温度指标值。另外，本方式的温度输出部51，在冻结判断开始时，将温度储存部52储存的温度指标值之中的下限值输出。
再者，冻结判断部40在本方式中，也以与第1实施方式同样的步骤进行冻结判断。即，如根据图5的流程图而说明的那样进行冻结判断。如上所述，本方式的温度输出部51将非使用期间的温度指标值的下限值输出。由此，本方式的冻结判断部40在冻结判断中，在步骤S101中获取与第1实施方式不同的温度指标值。
即，本方式的冻结判断中，在非使用期间的温度指标值的下限值为温度阈值以下的情况下(S102：是)，实行冻结判断电流控制(S103～S105)。并且，在冻结判断电流控制中的电压值的变化为冻结变化的情况下(S106：是)，判断为处于冻结状态(S107)。
另一方面，在冻结判断电流控制的电压值的变化不是冻结变化的情况下(S106：否)，判断为不处于冻结状态(S108)。另外，在非使用期间的温度指标值的下限值高于温度阈值的情况下(S102：否)，判断为不处于冻结状态(S108)。
在此，即使是电池100的环境温度为电解液120的凝固点以下时，在电池100通过充电控制或放电控制而被使用期间，也难以发生电解液120的冻结。即，电解液120的冻结在电池100的充电控制和放电控制都不进行的非使用期间容易发生。特别是电池系统11的电源成为关的状态下，有时非使用期间变长。
因此，在电池系统11中，即使是非使用期间结束、电池100可使用的状态时的环境温度高的情况，在非使用期间成为冻结状态的电解液120有时也处于没有融解、保持冻结了的状态。并且，本方式的电池系统11中，如上所述，在非使用期间的温度指标值的下限值为温度阈值以下的情况下，进行冻结判断电流控制。即，本方式的电池系统11中，电池100被置于在其非使用期间可发生冻结的环境中的情况下，能够通过冻结判断准确地判断电解液120是否处于冻结状态。
再者，非使用期间长的情况下，即使是在其非使用期间的初期、电池100的环境温度为电解液120的凝固点以下，有时在后期、电池100的环境温度也会高于电解液120的凝固点。这样的情况下，在非使用期间的初期成为冻结状态的电解液120，有时会在非使用期间的结束时融解。
由此，温度输出部51可以在电池100的非使用期间长的情况下，将储存于温度储存部52的温度指标值之中、非使用期间的后期的温度指标值的下限值输出。具体而言，例如，温度输出部51可以将储存于温度储存部52的非使用期间中的温度指标值之中、非使用期间的结束前的一定期间的下限值输出。
这是由于，在非使用期间的初期成为冻结状态的电解液120在非使用期间结束时融解了的情况下，能够不进行冻结判断电流控制地进行冻结判断。即，是由于冻结判断能够以短时间完成。并且，能够使在电池100中流动冻结判断电流控制的高电流的频率减少，降低对电池100的负荷。
以上，如详细说明的那样，在本实施方式涉及的电池系统11中，温度输出部51具有温度储存部52，该温度储存部52将在电池100的非使用期间所检测出的温度指标值进行储存。并且，温度输出部51将储存于温度储存部52的非使用期间的温度指标值之中的下限值输出。并且，冻结判断部40可以基于非使用期间的温度指标值之中的下限值来进行冻结判断。由此，能够在电池100被置于在其非使用期间可发生冻结的环境中的情况下，通过冻结判断准确地判断电解液120是否处于冻结状态。即，可实现能够在非水电解液二次电池的非水电解液处于冻结状态的情况下，准确地检测其冻结状态的非水电解液二次电池系统。
再者，本实施方式只是简单的例示，丝毫不限定本发明。因此，本发明当然可以在不脱离其主旨的范围内进行各种改良、变形。例如，上述的实施方式的电池系统中，都以具有1个电池100的电池系统进行了说明。但是，也能够应用于具有将多个非水电解液二次电池串联或并联而成的电池组的非水电解液二次电池系统。另外，例如电池100的电极体110，不限于扁平形状的卷绕型，也可以是圆筒形状的卷绕型、不进行卷绕而通过平放层叠而成的层叠型。另外，当然不限于例示的电解液，也能够应用于具备其它非水电解液的非水电解液二次电池系统。
Claims (8)
1.一种非水电解液二次电池系统，具有：
具备非水电解液的非水电解液二次电池；和
实行充电控制和放电控制的充放电控制部，所述充电控制和所述放电控制分别控制所述非水电解液二次电池的充电和放电，
所述非水电解液二次电池系统的特征在于，具有：
检测并输出所述非水电解液二次电池的电压值的电池电压输出部；和
进行冻结判断的冻结判断部，所述冻结判断对所述非水电解液是否处于冻结状态进行判断，
所述冻结判断部被构建成，在所述冻结判断中，实行冻结判断电流控制，所述冻结判断电流控制是将事先确定的电流值即冻结判断电流值的电流，向所述非水电解液二次电池充电的方向仅流动事先确定的时间即冻结判断时间，
在所述冻结判断电流控制的实行中，所述电池电压输出部输出的电压值表现出暂时上升并显示峰值、然后随着时间推移而降低的变化的情况下，判断为所述非水电解液处于冻结状态，
在没有判断为处于冻结状态的情况下，判断为所述非水电解液不处于冻结状态。
2.根据权利要求1所述的非水电解液二次电池系统，其特征在于，
具有温度输出部，所述温度输出部检测并输出将所述非水电解液的温度指标化的温度指标值，
所述冻结判断部被构建成，在所述冻结判断中，
在所述冻结判断电流控制开始前，所述温度输出部输出的所述温度指标值为事先确定的温度阈值以下的情况下，实行所述冻结判断电流控制，
在所述温度输出部输出的所述温度指标值高于所述温度阈值的情况下，判断为所述非水电解液不处于冻结状态。
3.根据权利要求2所述的非水电解液二次电池系统，其特征在于，
所述温度输出部被构建成，
具有温度存储部，所述温度存储部将在所述充电控制和所述放电控制都没有实行的期间检测出的温度指标值进行储存，并且，
将储存在所述温度储存部的温度指标值之中的下限值输出。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的非水电解液二次电池系统，其特征在于，
所述冻结判断部被构建成，在进行所述充电控制前进行所述冻结判断，
所述充放电控制部被构建成，
在通过所述冻结判断，判断为所述非水电解液处于冻结状态时，对所述充电控制进行限制，
在判断为所述非水电解液不处于冻结状态时，不对所述充电控制进行限制。
5.根据权利要求4所述的非水电解液二次电池系统，其特征在于，
所述冻结判断部被构建成，在进行所述放电控制前也进行所述冻结判断，
所述充放电控制部被构建成，
在通过所述冻结判断，判断为所述非水电解液处于冻结状态时，对所述充电控制和所述放电控制都进行限制，
在判断为所述非水电解液不处于冻结状态时，对所述充电控制和所述放电控制都不进行限制。
6.根据权利要求1～3的任一项所述的非水电解液二次电池系统，其特征在于，所述冻结判断电流值是比通过所述充电控制而在所述非水电解液二次电池中流动的电流的电流值的上限高的电流值。
7.根据权利要求1～3的任一项所述的非水电解液二次电池系统，其特征在于，所述冻结判断电流值是高于24C的电流值。
8.根据权利要求1～3的任一项所述的非水电解液二次电池系统，其特征在于，所述冻结判断时间是0.5秒以上的时间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |