CN106257738A - 用于锂离子二次电池的控制器及车辆 - Google Patents

用于锂离子二次电池的控制器及车辆 Download PDF

Info

Publication number
CN106257738A
CN106257738A CN201610428999.9A CN201610428999A CN106257738A CN 106257738 A CN106257738 A CN 106257738A CN 201610428999 A CN201610428999 A CN 201610428999A CN 106257738 A CN106257738 A CN 106257738A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rechargeable battery
soc
lithium rechargeable
unit
controller
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.)
Granted
Application number
CN201610428999.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106257738B (zh
Inventor
金田亮
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 CN106257738A publication Critical patent/CN106257738A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106257738B publication Critical patent/CN106257738B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M10/4257—Smart batteries, e.g. electronic circuits inside the housing of the cells or batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/13—Maintaining the SoC within a determined range
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/14—Preventing excessive discharging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/15—Preventing overcharging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/16—Methods 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]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

本发明涉及一种用于锂离子二次电池的控制器及车辆。一种用于锂离子二次电池的控制器，包括：SOC检测单元，其被配置为检测作为控制对象的锂离子二次电池的SOC；使用范围设定单元，其被配置为基于所述锂离子二次电池的所述SOC，设定所述锂离子二次电池的使用范围的上限SOC和下限SOC；第一记录单元，其被配置为记录所述锂离子二次电池的充电历史和放电历史；以及第一处理单元，其被配置为：基于所述充电历史和所述放电历史，判定所述锂离子二次电池是否处于过充电状态或过放电状态，以及在所述锂离子二次电池处于过充电状态时，升高所述下限SOC。

Description

用于锂离子二次电池的控制器及车辆
技术领域
本发明涉及用于锂离子二次电池的控制器，以及包括所述用于锂离子二次电池的控制器的车辆。
背景技术
在本说明书中，“二次电池”一词一般表示可重复充电的电池。作为控制器控制对象的锂离子二次电池不仅包括电池单体，而且还包括其中多个电池组件相互连接的电池组。组装在电池组中的锂离子二次电池根据需要被称为电池组件。
例如，公开号为2011-189768的日本专利申请(JP 2011-189768A)描述了一种防止或缓解电池劣化的方法。在此方法中，充电电流在充电状态高时减小，放电电流在充电状态低时减小。例如，还建议基于有关电压、电流和温度的信息计算电池的充电状态和劣化状态，然后响应于在循环试验等中提前推定的推定劣化与实际劣化之间的比较而更改充电电流的限制值或放电电流的限制值。
公开号为2013-106481的日本专利申请(JP 2013-106481A)描述了响应于基于电阻值的增大或减小计算的劣化状态而设定目标SOC，然后执行充电和放电控制。
公开号为2009-123435的日本专利申请(JP 2009-123435A)描述了基于放电导致的离子浓度偏差而计算劣化量，然后限制放电功率。
发明内容
顺便提一下，例如，当锂离子二次电池的充电电流值被限制在低SOC处并且锂离子二次电池的输出也被限制时，锂离子二次电池长时间地保持处于低SOC状态，并且锂离子二次电池的输出被长时间地限制。当锂离子二次电池的放电电流值被限制在高SOC处时，锂离子二次电池长时间地保持处于高SOC状态，并且锂离子二次电池的输出被长时间地限制。
本发明的第一方面是一种用于锂离子二次电池的控制器，包括：SOC检测单元，其被配置为检测作为控制对象的锂离子二次电池的SOC；使用范围设定单元，其被配置为基于所述锂离子二次电池的所述SOC，设定所述锂离子二次电池的使用范围的上限SOC和下限SOC；第一记录单元，其被配置为记录所述锂离子二次电池的充电历史和放电历史；以及第一处理单元，其被配置为：基于所述充电历史和所述放电历史，判定所述锂离子二次电池是否处于过充电状态或过放电状态；以及在所述锂离子二次电池处于所述过充电状态时，升高所述下限SOC。SOC是充电状态的简称。SOC是指示相对于电池容量的充电状态的值，并且是已充电电量与电池容量的比率。根据本发明的第一方面，所述锂离子二次电池的所述使用范围的所述下限SOC在所述锂离子二次电池处于所述过充电状态时被升高，从而能够防止所述锂离子二次电池在低SOC处长时间地处于过充电状态下。
在本发明的第一方面，所述控制器可以进一步包括放电限制单元，其被配置为在所述第一处理单元基于所述充电历史和所述放电历史判定所述锂离子二次电池处于过充电状态时，限制放电电流以使得所述放电电流小于预定电流值。此外，所述放电限制单元被配置为在所述锂离子二次电池的所述SOC变得高于预定SOC时，停止或放松对所述放电电流的限制。
在本发明的第一方面，所述控制器可以进一步包括SOC增大单元，其被配置为在所述第一处理单元基于所述充电历史和所述放电历史判定所述锂离子二次电池处于所述过充电状态时，以及在所述锂离子二次电池的所述SOC低于预定SOC时，以小于预定电流值的电流值给所述锂离子二次电池充电。
在本发明的第一方面，所述第一处理单元可以被配置为降低所述上限SOC，以使得所述上限SOC高于已经被所述第一处理单元升高的所述下限SOC。
在本发明的第一方面，所述使用范围设定单元可以被配置为基于所述SOC检测单元检测的所述SOC，设定所述锂离子二次电池的所述使用范围的中心范围，并且所述第一处理单元可以被配置为升高所述中心范围。
本发明的第二方面是一种用于锂离子二次电池的控制器，包括：SOC检测单元，其被配置为检测作为控制对象的锂离子二次电池的SOC；使用范围设定单元，其被配置为基于所述锂离子二次电池的所述SOC，设定所述锂离子二次电池的使用范围的上限SOC和下限SOC；第一记录单元，其被配置为记录所述锂离子二次电池的充电历史和放电历史；以及第二处理单元，其被配置为：基于所述充电历史和所述放电历史，判定所述锂离子二次电池是否处于过充电状态或过放电状态；以及在所述锂离子二次电池处于所述过放电状态时，降低所述上限SOC。根据本发明的第二方面，所述锂离子二次电池的所述使用范围的上限SOC在所述锂离子二次电池处于所述过放电状态时被降低，从而能够防止所述锂离子二次电池在高SOC处长时间地处于过放电状态下。
在本发明的第二方面，所述控制器可以进一步包括充电限制单元，其被配置为在基于所述充电历史和所述放电历史判定所述锂离子二次电池处于所述过放电状态时，限制充电电流以使得所述充电电流小于预定电流值。此外，所述充电限制单元可以被配置为在所述锂离子二次电池的所述SOC变得低于预定SOC时，停止或放松对所述充电电流的限制。
在本发明的第二方面，所述控制器可以进一步包括SOC减小单元，其被配置为在所述第二处理单元基于所述充电历史和所述放电历史判定所述锂离子二次电池处于所述过放电状态时，以及在所述锂离子二次电池的所述SOC高于预定SOC时，以小于预定电流值的电流值给所述锂离子二次电池放电。
在本发明的第二方面，所述第二处理单元可以被配置为升高所述下限SOC，以使得所述下限SOC低于已经被所述第二处理单元降低的所述上限SOC。
在本发明的第二方面，所述使用范围设定单元可以被配置为基于所述SOC检测单元检测的所述SOC，设定所述锂离子二次电池的所述使用范围的中心范围，并且所述第二处理单元可以被配置为降低所述中心范围。
在本发明的第一方面或第二方面，所述控制器可以进一步包括劣化量检测单元，其被配置为检测所述锂离子二次电池的高速劣化量，其中在所述劣化量检测单元检测的所述高速劣化量高于预定第一基准值时，所述第一处理单元可以被配置为升高所述下限SOC，或者所述第二处理单元可以被配置为降低所述上限SOC。此外，在所述高速劣化量低于预定第二基准值时，所述第一处理单元可以被配置为停止升高所述下限SOC，或者所述第二处理单元可以被配置为停止降低所述上限SOC。
本发明的第三方面是一种车辆，其包括：作为控制对象的锂离子二次电池；以及根据本发明的第一方面或第二方面的控制器。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在所述附图中，相同的参考标号表示相同的元件，其中：
图1是示出作为控制对象的锂离子二次电池的一个典型实例的截面图；
图2是示出经由隔离物彼此相对的正极活性材料层和负极活性材料层的横截面的示意图；
图3是示出锂离子二次电池的充电容量与负极活性材料层的厚度增大之间的典型关系的图；
图4是示出在过度执行高速充电的情况下的典型电流模式的图；
图5是示出在过度执行高速放电的情况下的典型电流模式的图；
图6是示出已经渗入锂离子二次电池的卷绕电极体的锂离子的浓度分布的示意图；
图7是示意性地示出控制系统的框图；
图8是示出控制器的控制处理的流程图；
图9是控制系统的框图；
图10是控制器的流程图；
图11是控制系统的框图；
图12是控制器的流程图；以及
图13是示出车辆的一个配置实例的侧视图。
具体实施方式
下面将描述本说明书中建议的控制器的实施例。当然，本说明书中描述的实施例并非旨在限制本发明。每个附图被示意性地绘制，例如，每个附图中的尺度关系(长度、宽度、厚度等等)并不反映实际尺度关系。相同的参考标号表示提供相同操作的部件和部分，重复的描述根据需要被省略或简化。
在锂离子二次电池中，如果过度执行高速充电或高速放电，电池电阻会增大，结果是输出性能降低。发明人研究发现，由于电流量在高速充电或高速放电时增大，因此如果过度执行高速充电或高速放电，则与稳定状态相比，对电池反应起作用的锂离子浓度分布在电池内具有严重偏差。发明人认为这种锂离子浓度分布偏差对电池电阻的增大以及输出性能的降低有着显著的影响。下文将通过使用锂离子二次电池10作为实例来描述此类事件，然后描述根据本发明的实施例的控制器。
图1示出作为控制对象的锂离子二次电池的一个典型实例。图1是所谓的方形电池的锂离子二次电池10的截面图；锂离子二次电池10例如包括卷绕电极体40，在该电极体中，正极片50和负极片60经由隔离物72或隔离物74堆叠并卷绕。在该锂离子二次电池10中，卷绕电极体40和电解液80被容纳在电池壳20内。下面同样在有关控制器的描述中，图1中使用的参考标号在适当时被赋予锂离子二次电池10的各组件。
正极片50包括正极集电箔51和正极活性材料层53。正极活性材料层53保持在正极集电箔51的每个面上。正极活性材料层53例如包括正极活性材料粒子、导电材料和粘合剂。正极活性材料层53是这样的层：在该层中，正极活性材料粒子和导电材料通过粘合剂粘合。正极活性材料层53具有必要的气隙，以使得电解液适度地渗入粒子之间。
负极片60包括负极集电箔61和负极活性材料层63。负极活性材料层63保持在负极集电箔61的每个面上。负极活性材料层63例如包括负极活性材料粒子、导电材料和粘合剂。负极活性材料层63是这样的层：在该层中，负极活性材料粒子和导电材料通过粘合剂粘合。负极活性材料层63具有必要的气隙，以使得电解液适度地渗入粒子之间。
正极活性材料包含锂，并且是在电池反应中适当地释放或存储锂离子的材料。正极活性材料的一个实例包括锂复合氧化物的粒子。负极活性材料是能够在电池反应中适当地存储锂离子和释放所存储的锂离子的材料。负极活性材料的一个实例包括具有石墨结构(例如，天然石墨)的粒子。
在该实施例中，正极集电箔51是带状片(例如，铝箔)。正极活性材料层53被设置在正极集电箔51的每个面上，除了在宽度方向上被设置在正极集电箔51一侧的暴露部52以外。负极集电箔61是带状片(例如，铜箔)。负极活性材料层63被设置在负极集电箔61的每个面上，除了在宽度方向上被设置在负极集电箔61一侧的暴露部62以外。
正极片50和负极片60相互堆叠，以使得纵向的定位彼此对齐，并且正极活性材料层53和负极活性材料层63经由隔离物72或隔离物74彼此相对。正极片50和负极片60相互堆叠，以使得正极集电箔51的暴露部52在宽度方向上偏离隔离物72、74的一侧，以及负极集电箔61的暴露部62在宽度方向上偏离隔离物72、74的一侧。
而且，卷绕电极体40在其中正极片50、负极片60和隔离物72、74按照上述方式堆叠的状态下进行卷绕。卷绕电极体40沿着包括卷绕轴WL的一个平面呈扁平状，并且被容纳在具有扁平矩形容纳空间的方形电池壳20内。正极集电箔51的暴露部52在沿着卷绕轴WL的一侧偏离隔离物72、74。负极集电箔61的暴露部62在沿着卷绕轴WL的另一侧偏离隔离物72、74。正极集电箔51的暴露部52和负极集电箔61的暴露部62均以螺旋形偏移。如图1所示，偏离隔离物72、74的正极集电箔51的暴露部52被焊接到正极的内部端子23的远端23a。偏离隔离物72、74的负极集电箔61的暴露部62被焊接到负极的内部端子24的远端24a。
在图1所示的实例中，电池壳20包括壳体21和盖板22。壳体21具有封闭式长方体外形，其中一面处于打开状态。盖板22是闭合壳体21的开口的构件。盖板22被焊接到壳体21的开口的外围。这样形成基本具有六面体外形的电池壳20。例如，电池壳20可以是圆柱形外壳。电池壳20可以是包形外壳，并且可以是所谓的层压型外部封装体。电绝缘膜(未示出)应被放置在电池壳20与被容纳在电池壳20内的卷绕电极体之间，从而使得电池壳20和卷绕电极体40彼此电绝缘。
在图1所示的实例中，正极的外部端子25和负极的外部端子26被设置在盖板22上。正极的外部端子25被电连接到内部端子23。正极集电箔51通过内部端子23和外部端子25被电连接到外部装置。负极的外部端子26被电连接到内部端子24。负极集电箔61通过内部端子24和外部端子26被电连接到外部装置。盖板22包括安全阀30和注液孔32。覆盖材料22被附接到注液孔32。
被容纳在电池壳20内的电解液80在卷绕轴WL的轴向上从两侧进入电极体40的内部。在图1中，电解液80的量并不精确。电解液80充分地渗入卷绕电极体4内的正极活性材料层53和负极活性材料层63中每一者的气隙等。电解液80包含用作电解离子的锂离子，这些锂离子可对锂离子二次电池10中的电池反应起作用。锂离子二次电池10的配置的一个实例在上面示出。诸如活性材料、导电材料和电解液80之类构成锂离子二次电池10的各种材料的详细描述被省略，因为这些材料已经在各种公知的文献中被披露。
锂离子二次电池10可以单独地用作电池单体，也可以用作电池组的每个电池组件。也就是说，多个锂离子二次电池10可以进行组装以组成电池组。例如，锂离子二次电池10可在如下状态下被安装：在此状态下，通过从外侧施加约束力，以必要的力对电池壳20的外面进行施压以防止或缩小电池壳20的膨胀。也就是说，在安装时度对电池壳20的外面进行施加的约束件可以被附接到锂离子二次电池10。
在充电期间，在本说明书中示出的锂离子二次电池10中，在正极片50与负极片60之间施加电压。当被施加电压时，锂离子(Li)被从正极活性材料层53中的正极活性材料粒子释放到电解液内，电子被从正极片50的正极活性材料层53释放。在负极片60中，存储电子。此外，电解液中的锂离子(Li)被吸入负极活性材料层63中的负极活性材料粒子内并被存储。
在放电期间，在锂离子二次电池10中，由于负极片60与正极片50之间的电位差，电子被从负极片60转移到正极片50。在负极中，存储在负极活性材料层63中的负极活性材料粒子内的锂离子被释放到电解液中。在正极中，电解液中的锂离子被捕获到正极活性材料层53中的正极活性材料粒子内。
高速充电表示以稍大于电池额定容量的电流值充电。高速放电表示以稍大于电池额定容量的电流值放电。用于判定高速充电的基准电流值和用于判定高速放电的基准电流值可以是相同的电流值，也可以不一定是相同的电流值。高速充电或高速放电的基准电流值可以在考虑以下因素的情况下提前设定：例如，二次电池的实际行为或高速充电或放电的电阻。也就是说，高速充电或高速放电的基准电流值针对目标二次电池被自由地确定。高速充电或高速放电的基准电流值可以被设定为响应于使用环境(例如，温度)而变化。例如，偶尔可以用基准电流值乘以响应于使用环境(例如，温度)而提前确定的系数来校正该基准电流值。
作为一个典型实例，将描述图1所示的锂离子二次电池10。在为锂离子二次电池10的部件赋予参考标号的同时描述高速充电或高速放电中的劣化事件。但是，其中发生此类事件的锂离子二次电池不限于结构类似于图1所示的锂离子二次电池10的锂离子二次电池。例如，图1所示的锂离子二次电池10包括卷绕电极体40。实际上，锂离子二次电池可以包括堆叠电极体，在该堆叠电极体中，正极片和负极片经由隔离物交替地堆叠。
在锂离子二次电池10中，如果过度执行高速充电或高速放电，则电池性能可能降低，例如，电池电阻可能增大。根据发明人的发现，正极活性材料层53与负极活性材料层63之间的盐浓度不均匀性和电解液80从电极体40(尤其是负极活性材料层63)的外流与此类电池性能降低相关。负极活性材料层63中的负极活性材料粒子的膨胀和电极体40中的电解液80的热膨胀与电解液80的外流相关。下面将依次描述这些事件。
图2是示出经由隔离物72或隔离物74彼此相对的正极活性材料层53和负极活性材料层63的横截面的示意图。实线A1指示横截面中充电期间的锂离子浓度分布。虚线B1指示横截面中放电期间的锂离子浓度分布。在图2中，实线A1和虚线B1分别指示锂离子浓度朝着上侧变浓，以及锂离子浓度朝着下侧变稀。
正极活性材料层53与负极活性材料层63之间的盐浓度不均匀性表示已经渗入正极活性材料层53的电解液80与已经渗入负极活性材料层63的电解液80之间的锂离子浓度差。例如，在充电期间，如图2中的实线A1所示，锂离子被释放到已经渗入正极活性材料层53的电解液80内，并且锂离子被吸收到已经渗入负极活性材料层63的电解液80内。此时，锂离子浓度在已经渗入正极活性材料层53的电解液80中变浓。锂离子浓度在已经渗入负极活性材料层63的电解液80中变稀。相反地，在放电期间，如图2中的虚线图B1所示，正极活性材料层53吸收来自电解液80的锂离子，而负极活性材料层63将锂离子释放到电解液80内。为此，锂离子浓度在已经渗入正极活性材料层53的电解液80中变稀。锂离子浓度在已经渗入负极活性材料层63的电解液80中变浓。
此类盐浓度不均匀性例如在比电解液80中的锂离子扩散速率高的电流速率下的充电或放电中非常明显。在低电流速率充电或放电的应用中，盐浓度不均匀度较小。当电池在不充电或放电的情况下被放置时，由于电解液中的锂离子的扩散，盐浓度不均匀性逐渐被消除。
锂离子二次电池10的负极活性材料粒子倾向于在锂离子二次电池10的充电进行时膨胀，在锂离子二次电池被放电时收缩。例如，当使用具有石墨结构(例如，天然石墨、石墨和软碳)的材料(基于石墨的材料)作为锂离子二次电池10的负极活性材料粒子时，这种趋势非常明显。在具有石墨结构的负极活性材料粒子中，当锂离子二次电池10被充电时，锂离子被存储在负极活性材料粒子的石墨结构层之间。图3是示出锂离子二次电池10的充电容量与负极活性材料层63的厚度增大之间的典型关系的图。
当锂离子二次电池10的充电进行时，被存储在负极活性材料粒子的石墨结构层之间的锂离子量增大。石墨结构的边面距离(C轴方向)(石墨结构的层间距离)逐渐增大，并且负极活性材料粒子逐渐膨胀。图3所示的负极活性材料层63的厚度增大源于石墨结构的边面距离(C轴方向)逐渐变化所导致的负极活性材料粒子的逐渐膨胀。当锂离子二次电池10被放电时，负极活性材料粒子逐渐收缩。
尤其是，如图3所示，在低SOC范围C1和高SOC范围C3内，负极活性材料层63在锂离子二次电池10被充电时变浓。在本说明书中，低SOC范围C1在适当时被简称为范围C1。高SOC范围C3在适当时被简称为范围C3。在范围C1与范围C3之间，存在中间范围C2，在该范围内，负极活性材料层63的厚度几乎保持不变，即使充电容量增大亦是如此。中间范围C2在适当时被简称为范围C2。范围C2是这样的范围：在该范围内，充电电阻非常强，并且负极活性材料粒子几乎不膨胀或收缩。出现此范围所在的SOC取决于针对锂离子二次电池10的充电容量的负极活性材料粒子的物理性质。
当锂离子二次电池10被充电或放电时，锂离子二次电池10响应于电池反应而产生热量。电解液80响应于温度而膨胀。当锂离子二次电池10的发热量增大时，电解液80的膨胀量也增大。在高速充电或高速放电中，由电解液80的膨胀导致的趋势变强。根据发明人的发现，锂离子二次电池的发热量Q的增大与根据电流值I和电池电阻R计算的I2*R大约成正比。也就是说，当电流值I增大或者电池电阻R增大时，锂离子二次电池10更容易产生与充电或放电期间的电流值I的平方成正比的热量，并且电解液80更容易膨胀。
根据发明人的发现，在高速充电期间，如上所述出现盐浓度不均匀性，并且电解液中的锂离子浓度在负极活性材料层63侧薄。此外，作为锂离子二次电池10发热的结果，电解液80热膨胀，并且电解液80从电极体40流出。在低SOC范围C1和高SOC范围C3内，负极活性材料粒子的膨胀量比在中间范围C2内更大，并且电解液80更容易从电极体40流出。在中间范围C2内，负极活性材料粒子几乎不膨胀，并且电解液80的外流减少。为此，锂离子二次电池10的性能在中间范围C2内比在范围C1和范围C3内更难降低。
根据发明人的发现，在高速放电期间，如上所述出现盐浓度不均匀性，并且电解液中的锂离子浓度在负极活性材料层63侧浓。电解液80随着锂离子二次电池10的发热而出现热膨胀，并且电解液80从电极体40流出。在低SOC范围C1和高SOC范围C3内，负极活性材料粒子的收缩量比在中间范围C2内更大，并且电解液80从电极体40的外流减少。在中间范围C2内，负极活性材料粒子几乎不收缩，并且电解液80的外流不减少。为此，在高速放电期间，锂离子二次电池10的性能在范围C1和范围C3内比在中间范围C2内更难降低。
图4是示出在过度执行高速充电的情况下施加到锂离子二次电池10的典型电流模式的图。纵轴表示电流值，横轴表示时间。在本说明书中，当以高于预定放电电流值IB的电流值被放电的放电容量在预定设定时段内小于以大于预定充电电流值IA的电流值被充电的充电容量时，此状态被称为过充电状态或过高速充电状态。也就是说，被称为过充电状态的状态表示在特定设定时段内过度执行高速充电的状态。例如，在图4所示的实例中，当锂离子二次电池10被充电时，在特定设定时段内以大于预定充电电流值IA的电流值给锂离子二次电池10充电。当锂离子二次电池10被放电时，以小于预定放电电流值IB的恒定电流值给锂离子二次电池10放电。可以将该实例视为被称作过充电状态(其中高速充电的执行度大于高速放电)的状态的一个典型实例。
图5是示出在过度执行高速放电的情况下的锂离子二次电池10的典型电流模式的图。纵轴表示电流值，横轴表示时间。在本说明书中，当以高于预定充电电流值IA的电流值被充电的充电容量在预定设定时段内小于以大于预定放电电流值IB的电流值被放电的放电容量时，此状态被称为过放电状态或过高速放电状态。也就是说，被称为过放电状态的状态表示在特定设定时段内过度执行高速放电的状态。例如，在图5所示的实例中，当锂离子二次电池10被放电时，在特定设定时段内以大于预定放电电流值IB的电流值给锂离子二次电池10放电。当锂离子二次电池10被充电时，以小于预定充电电流值IA的恒定电流值给锂离子二次电池10充电。可以将该实例视为被称作过放电状态(其中高速放电的执行度大于高速充电)的状态的一个典型实例。
以大于预定充电电流值IA的电流值充电的累积充电容量ΣIA是以大于预定充电电流值IA的电流值给锂离子二次电池10充电期间的充电电流累积值。以大于预定放电电流值IB的电流值放电的累积放电容量ΣIB是以大于预定放电电流值IB的电流值给锂离子二次电池10放电期间的放电电流累积值。在使用锂离子二次电池10的状态下，诸如温度、充电期间的电流值、放电期间的电流值和电压之类的数据应被记录在存储器等中，并且应基于每段数据的历史，根据这些数据计算上面描述的值。
当高速充电中的累积充电容量ΣIA在预定设定时段内大于高速放电中的累积放电容量ΣIB时，此状态被称为过充电状态。当高速放电中的累积放电容量ΣIB在预定设定时段内大于高速充电中的累积充电容量ΣIA时，此状态被称为过放电状态。当高速充电中的累积充电容量ΣIA与高速放电中的累积放电容量ΣIB之差在预定设定时段内小于预定容量时，此状态可以被称为所谓的中性状态，此状态既不包括在过充电状态中，也不包括在过放电状态中。
图6是示出已经渗入锂离子二次电池10的卷绕电极体40的电解液80中的锂离子的浓度分布的示意图。图6中的实线A2指示过充电状态情况下的锂离子浓度分布。虚线B2指示过放电状态情况下的锂离子浓度分布。实线A2和虚线B2中的每一者指示锂离子浓度分布沿着卷绕轴WL的趋势。在图6中，实线A2和虚线B2均指示锂离子浓度朝着上侧变浓，以及锂离子浓度朝着下侧变稀。在实线A2和虚线B2的每一者中，沿着卷绕轴WL相对地评估锂离子浓度。
在其中已经过度执行高速充电的过充电状态下，已经渗入负极活性材料层63的电解液80中的锂离子浓度稀薄，如图2中的实线A1所示。然后，锂离子浓度稀薄的电解液80从卷绕电极体40流出。为此，平均而言，锂离子浓度在已经渗入卷绕电极体40的电解液80中趋于变浓。此外，在负极活性材料粒子膨胀的影响下，电解液很容易沿着卷绕轴WL从卷绕电极体40的两端流出。为此，在过充电状态下，如图6中的实线A2所示，锂离子浓度沿着卷绕轴WL，在卷绕电极体40的中心处趋于变浓，在卷绕电极体40的两端处趋于变稀。
在其中已经过度执行高速放电的过放电状态下，已经渗入负极活性材料层63的电解液80中的锂离子浓度浓厚，如图2中的虚线B1所示。然后，锂离子浓度浓厚的电解液80从卷绕电极体40流出。为此，平均而言，锂离子浓度在已经渗入卷绕电极体40的电解液80中趋于变稀薄。此外，在负极活性材料粒子收缩的影响下，电解液沿着卷绕轴WL从卷绕电极体40的两端的流出减少。为此，在过放电状态下，如图6中的虚线B2所示，锂离子浓度沿着卷绕轴WL，在卷绕电极体40的中心处趋于变稀，在卷绕电极体40的两端处趋于变浓。
在过充电状态下，如图2中的实线A1所示，电解液80中的锂离子浓度在正极活性材料层53侧厚，电解液80中的锂离子浓度在负极活性材料层63侧薄。电解液80随着锂离子二次电池10的发热而发生热膨胀，并且电解液80从电极体40流出。此外，如图6中的实线A2所示，沿着卷绕轴WL位于卷绕电极体40的两端的锂离子浓度趋于比沿着卷绕轴WL位于卷绕电极体40的中心处的锂离子浓度薄。在过充电状态下，已经渗入电极体40的电解液80中的锂离子浓度差增大。随着锂离子浓度差增大，浓度差变为造成锂离子二次电池10的电池电阻增大的因素之一。
为了提早消除过充电状态下的锂离子浓度差，应限制锂离子二次电池10的充电，并且应以稍大的电流值给锂离子二次电池10放电。但是，可以根据应用来限制放电期间的电流速率。例如，在车辆(例如，混合动力车辆)应用中，锂离子二次电池10被用作电源来操作将动力输出给驱动轮的电动机。在车辆应用中，在突然启动等情况下的放电期间所需的电流速率大于另一应用中所需的电流速率。在此类应用中，锂离子二次电池10可以被控制，以使得放电电流值在接近使用范围下限的低SOC处保持在小值。
在此类应用中，如果锂离子二次电池10落入低SOC处的过充电状态，然后限制充电电流值以消除过充电状态，则锂离子二次电池10可以长时间地保持处于低SOC状态。如果锂离子二次电池10长时间地保持处于低SOC状态并且放电电流被保持在小值，则锂离子二次电池10无法充分工作。如果锂离子二次电池10落入此状态，则混合动力车辆中的电池输出被长时间地限制，并且该混合动力车辆频繁地由引擎驱动。结果，燃料消耗劣化。
在过放电状态下，如图2中的虚线B1所示，电解液80中的锂离子浓度在正极活性材料层53侧稀薄，电解液80中的锂离子浓度在负极活性材料层63侧浓厚。电解液80随着锂离子二次电池10的发热而发生热膨胀，并且电解液80从电极体40流出。此外，如图6中的虚线B2所示，沿着卷绕轴WL位于卷绕电极体40的两端的锂离子浓度趋于比沿着卷绕轴WL位于卷绕电极体40的中心处的锂离子浓度厚。在过放电状态下，已经渗入电极体40的电解液80中的锂离子浓度差增大。随着锂离子浓度差增大，浓度差变为造成锂离子二次电池10的电池电阻增大的因素之一。
为了提早消除过放电状态下的锂离子浓度差，应限制锂离子二次电池10的放电，并且应以稍大的电流值给锂离子二次电池10充电。但是，可以根据应用限制充电期间的电流速率。例如，可以控制车辆(例如，混合动力车辆)应用中上述锂离子二次电池10，以使得充电电流值在接近使用范围上限的高SOC处保持在小值。
在控制锂离子二次电池10，以使得充电电流值在高SOC处被保持在小值的情况下，当锂离子二次电池10落入高SOC的过放电状态下时，添加用于限制放电电流值的控制以消除过放电状态。在这种情况下，锂离子二次电池10的放电被限制在高SOC处，因此，锂离子二次电池10可以长时间地保持处于高SOC状态。如果锂离子二次电池10长时间地保持处于高SOC的过放电状态，并且放电电流被保持在小值，则锂离子二次电池10无法充分工作。如果锂离子二次电池10落入此状态，则混合动力车辆中的电池输出被长时间地限制，并且该混合动力车辆频繁地由引擎驱动。结果，燃料消耗劣化。
接下来，将描述本说明书中建议的控制器。图7是示意性地示出包括作为控制对象的锂离子二次电池10以及控制器100的控制系统1000的框图。控制器100包括处理装置和记录装置。控制器100根据预设程序执行预定的算术处理，并且控制作为控制对象的锂离子二次电池10。控制器100通过执行预设程序实现处理。
在该实施例中，控制器100包括第一记录单元111、第一处理单元121、第二处理单元122、SOC检测单元130、使用范围设定单元131以及劣化量检测单元132。作为控制对象的锂离子二次电池10经由电路被连接到输入侧装置210和输出侧装置220。该电路包括开关212和开关222。开关212切换到输入侧装置210的连接。开关222切换到输出侧装置220的连接。开关212、222中的每一者在控制器100的控制下工作。控制系统1000包括安培计240、伏特计242和温度计244。安培计240测量上述电路中被输入锂离子二次电池10以及从锂离子二次电池10输出的电流值(锂离子二次电池10的充电和放电电流值)。伏特计242测量上述电路中二次电池的正极与负极之间的电压。温度计244测量安装锂离子二次电池10的环境的温度。
SOC检测单元130是检测SOC的处理单元。存在多种公知的技术作为用于检测SOC的技术，可以根据需要采用任一技术。例如，存在这样一种方法：在此方法中，记录预定电池容量，然后通过获取累积充电容量和累积放电容量，基于从初始状态开始的充电历史和放电历史推定SOC。还存在这样一种方法：在此方法中，基于锂离子二次电池10的开路电压(OCV)推定SOC。在检测SOC的处理中，可能出现一些误差，或者锂离子二次电池的电池容量可能变化，因此检测到的SOC可以在预定的设定使用时段内被重置。
使用范围设定单元131是设定锂离子二次电池10的使用范围的处理单元。存在一些方法作为通过利用使用范围设定单元131来设定使用范围的方法。
例如，使用范围设定单元131可以基于SOC检测单元130检测的SOC设定锂离子二次电池10的使用范围。锂离子二次电池10的使用范围上限被称为上限SOC，使用范围下限被称为下限SOC。作为另一方法，使用范围设定单元131可以基于SOC检测单元130检测的SOC设定锂离子二次电池10的使用范围的中心范围。在这种情况下，中心范围可以被设定为具有特定宽度。例如，可以在中心范围被设定为是SOC 35％到SOC 65％的范围同时控制锂离子二次电池10。中心范围例如可以被设定为中心值。可以将任何适当的值设定为中心值。可以根据中心值设定任何适当的范围作为预定设定范围。
控制器100应控制锂离子二次电池10的充电和放电，以使得锂离子二次电池10在使用范围设定单元131所设定的使用范围内被使用。例如，控制器100应根据需要将充电电流限制在使用范围上限，以使得SOC不超过上限SOC。控制器100应根据需要将放电电流设定在使用范围下限，以使得SOC不超过下限SOC。
作为控制对象的锂离子二次电池10的充电历史和放电历史被记录在第一记录单元111中。在该实施例中，从安培计240获取的电流值被记录为锂离子二次电池10的充电历史和放电历史。在该实施例中，记录从安培计240获取的电流值的同时还记录由伏特计242和温度计244测量的测量值。
基于上述预定设定时段内的高速充电中的累积充电容量ΣIA与高速放电中的累积放电容量ΣIB之差，评估锂离子二次电池10是否处于过充电状态或过放电状态。控制器100例如应基于作为控制对象的锂离子二次电池10的充电历史和放电历史，将锂离子二次电池10的状态评估为过充电状态(当(ΣIA-ΣIB)为正时)或过放电状态(当(ΣIA-ΣIB)为负时)。锂离子二次电池10的充电历史和放电历史被记录在第一记录单元111中。当差落在设定的电容量内时，锂离子二次电池10的状态可被判定为中性状态(既非过充电状态，也非过放电状态)。在这种情况下，例如，当差落在电池容量C0的大约20％内时，锂离子二次电池10的状态可被判定为中性状态(既非过充电状态，也非过放电状态)。
当基于第一记录单元111中记录的充电历史和放电历史判定锂离子二次电池10处于过充电状态时，第一处理单元121升高使用范围设定单元131设定的锂离子二次电池10的使用范围的下限SOC。因此，当锂离子二次电池10处于过充电状态时，能够防止锂离子二次电池10长时间地保持处于低SOC状态。存在一些方法作为该处理。下面几种方法可以根据需要彼此组合，只要没有干扰即可。
例如，假设使用范围设定单元131基于SOC检测单元130检测的SOC，将为SOC 30％到SOC 70％的范围设定为锂离子二次电池10的使用范围。在这种情况下，当基于第一记录单元111中记录的充电历史和放电历史判定锂离子二次电池10处于过充电状态时，第一处理单元121应将使用范围设定单元131设定的锂离子二次电池10的使用范围的下限SOC设定为40％。因此，由于限制锂离子二次电池10的放电电流和充电，即使在锂离子二次电池10保持在大约SOC 30％处时，锂离子二次电池10的SOC也会增大到大约SOC 40％。因此，当锂离子二次电池10处于过充电状态时，锂离子二次电池10被允许离开低SOC状态。
锂离子二次电池10的使用范围的下限SOC例如取决于负极活性材料粒子的物理性质，并且应基于上述中间范围C2的下限值(参阅图3)被设定。锂离子二次电池10的使用范围的下限SOC例如可以被设定为稍高于上述中间范围C2的下限值的值。因此，锂离子二次电池10的使用范围基于负极活性材料粒子的物理性质被设定为这样的范围：在该范围内，负极活性材料粒子不膨胀或收缩。
控制器100可以包括放电限制单元141。当基于第一记录单元111中记录的充电历史和放电历史判定锂离子二次电池10处于过充电状态时，放电限制单元141限制放电电流，以使得放电电流小于预定电流值。也就是说，借助放电限制单元141，放电电流被保持在小值。为此，锂离子二次电池10的SOC难以减小，并且在每次给锂离子二次电池10充电时增大。放电限制单元141能够完全限制锂离子二次电池10的放电。也就是说，放电限制单元141能够限制放电，以使得锂离子二次电池10根本不被放电。在这种情况下，当锂离子二次电池10处于过充电状态时，锂离子二次电池10的放电被完全限制，仅给锂离子二次电池10充电，因此SOC提早增大。
作为另一方法，第一处理单元121可以包括SOC增大处理，该处理用于当锂离子二次电池10的SOC低于预定SOC时以小于预定电流值的电流值给锂离子二次电池10充电。通过以低充电速率给锂离子二次电池10充电，该处理能够在防止或缓解过充电状态推进的同时增大锂离子二次电池10的SOC。因此，锂离子二次电池10的SOC被强制增大，这样能够提早使锂离子二次电池10离开低SOC状态。此处设定的电流值例如应小于或等于1C，更理想地小于或等于0.5C，进一步理想地小于或等于0.3C。
第一处理单元121可以进一步降低使用范围设定单元131设定的锂离子二次电池10的使用范围的上限SOC。上限SOC应低于或等于预定值。上限SOC被设定为高于已经被升高的下限SOC。
使用范围设定单元131例如基于SOC检测单元130检测的SOC，将为SOC 30％到SOC 70％的范围设定为锂离子二次电池10的使用范围。在这种情况下，第一处理单元121可以将使用范围设定单元131设定的锂离子二次电池10的使用范围的上限SOC降低到例如60％。例如应基于上述中间范围C2的上限值设定上限SOC。在这种情况下，锂离子二次电池10的使用范围的上限SOC应被设定为稍低于上述中间范围C2的上限值的值。因此，锂离子二次电池10的使用范围应基于负极活性材料粒子的物理性质被设定为这样的范围：在该范围内，负极活性材料粒子不膨胀或收缩。提早消除此类锂离子浓度差增大的不便。
作为另一模式，使用范围设定单元131可以包括基于SOC检测单元130检测的SOC，设定锂离子二次电池10的使用范围的中心范围的处理。在这种情况下，升高锂离子二次电池10的使用范围的下限SOC的第一处理单元121例如应升高使用范围设定单元131设定的锂离子二次电池10的使用范围的中心范围。因此，在控制器100的控制下，SOC的目标值增大，并且锂离子二次电池10被控制，以使得锂离子二次电池10的SOC增大。
例如，假设使用范围设定单元131将中心值设定为SOC 50％，以及将偏离中心值-20％到偏离中心值+20％的范围设定为使用范围。在这种情况下，第一处理单元121应将使用范围的中心值设定为SOC 60％。这样，为SOC 40％到SOC 80％的范围被设定为使用范围，并且放电电流在锂离子二次电池10保持在大约30％的情况下受到限制。由于放电电流受到限制，因此当锂离子二次电池10被充电时，锂离子二次电池10的SOC提早增大到大约40％。当使用范围设定单元131将中心值设定为SOC 50％，以及将偏离中心值-20％到偏离中心值+20％的范围设定为使用范围时，第一处理单元121可以将偏离中心值-10％到偏离中心值+10％的范围设定为使用范围。同样在这种情况下，控制器100能够升高锂离子二次电池10的下限SOC以及降低上限SOC，因此，控制器100能够使锂离子二次电池10离开低SOC状态。
如上所述，借助第一处理单元121执行的处理，能够防止锂离子二次电池10保持处于低SOC状态。在这种情况下，可以限制锂离子二次电池10的放电，以提早增大处于低状态的锂离子二次电池10的SOC。当锂离子二次电池10的SOC变得高于预定SOC时，对放电的限制可以被停止或被放松。这是因为，当锂离子二次电池10的SOC变得高于预定SOC时，不必再大量限制放电。预定SOC应被预先确定为用于重新考虑对放电的限制的第一基准S1。
接下来，当锂离子二次电池10处于过放电状态时，第二处理单元122基于第一记录单元111中记录的充电历史和放电历史，降低使用范围设定单元131设定的锂离子二次电池10的使用范围的上限SOC。因此，当锂离子二次电池10处于过放电状态时，能够防止锂离子二次电池10长时间地保持处于高SOC状态。存在一些方法作为该处理。下面几种方法可以根据需要彼此组合，只要没有干扰即可。
例如，假设使用范围设定单元131将为SOC 30％到SOC 70％的范围设定为锂离子二次电池10的使用范围。在这种情况下，第二处理单元122应降低使用范围的上限SOC，例如将上限SOC设定为60％。因此，即使在锂离子二次电池10的SOC保持在大约SOC 70％时，充电电流也被限制，并且锂离子二次电池10的SOC被放电，这样，锂离子二次电池10的SOC减小到大约60％。
例如，控制器100可以包括充电限制单元142。当基于第一记录单元111中记录的充电历史和放电历史判定锂离子二次电池10处于过放电状态时，充电限制单元142限制充电电流，以使得充电电流小于预定电流值。也就是说，借助充电限制单元142，充电电流被保持在小值。为此，锂离子二次电池10的SOC难以增大，并在每次给锂离子二次电池10放电时减小。充电限制单元142可以完全限制锂离子二次电池10的充电。也就是说，充电限制单元142可以限制充电，以使得锂离子二次电池10根本不被充电。在这种情况下，当锂离子二次电池10处于过放电状态时，锂离子二次电池10的充电被完全限制，仅给锂离子二次电池10放电，因此SOC提早减小。
作为另一方法，第二处理单元122可以包括SOC减小处理，该处理用于当锂离子二次电池10的SOC高于预定SOC时以小于预定电流值的电流值给锂离子二次电池10放电。通过以低放电速率给锂离子二次电池10放电，该处理能够在防止或缓解过放电状态推进的同时减小锂离子二次电池10的SOC。因此，锂离子二次电池10的SOC被强制减小，这样能够提早使锂离子二次电池10离开高SOC状态。此处设定的电流值例如应小于或等于1C，更理想地小于或等于0.5C，进一步理想地小于或等于0.3C。
第二处理单元122可以升高使用范围设定单元131设定的锂离子二次电池10的使用范围的下限SOC。下限SOC被设定为低于已被降低的上限SOC。通过响应于作为控制对象的锂离子二次电池10的中间范围C2的上限和下限而确定上限SOC和下限SOC，能够将锂离子二次电池10控制到中间范围C2。通过将锂离子二次电池10控制到中间范围C2，不会在充电期间发生负极活性材料粒子的膨胀，因此，锂离子二次电池10的劣化被提早扭转。
作为另一模式，使用范围设定单元131可以包括基于SOC检测单元130检测的SOC，设定锂离子二次电池10的使用范围的中心范围的处理。在这种情况下，降低锂离子二次电池10的使用范围的上限SOC的第二处理单元122应降低使用范围设定单元131设定的锂离子二次电池10的使用范围的中心范围。因此，在控制器100的控制下，SOC的目标值增大，并且锂离子二次电池10被控制，以使得锂离子二次电池10的SOC减小。
例如，假设使用范围设定单元131将使用范围的中心值设定为SOC50％，以及将偏离中心值-20％到偏离中心值+20％的范围设定为使用范围。在这种情况下，第二处理单元122应将使用范围的中心值设定为SOC40％。这样，即使在为SOC 20％到SOC 60％的范围被设定为使用范围，并且锂离子二次电池10的SOC保持在大约70％时，充电电流也会受到限制，并且锂离子二次电池10的SOC减小到大约60％。当使用范围设定单元131将中心值设定为SOC 50％，以及将偏离中心值-20％到偏离中心值+20％的范围设定为使用范围时，第二处理单元122可以将偏离中心值-10％到偏离中心值+10％的范围设定为使用范围。在这种情况下，控制器100能够降低锂离子二次电池10的上限SOC以及升高下限SOC。
如上所述，借助第二处理单元122执行的处理，能够防止锂离子二次电池10保持处于高SOC状态。在这种情况下，可以限制锂离子二次电池10的充电，以提早减小处于高状态的锂离子二次电池10的SOC。当锂离子二次电池10的SOC变得低于预定SOC时，对充电的限制可以被停止或被放松。这是因为，当锂离子二次电池10的SOC变得低于预定SOC时，不必再大量限制充电。预定SOC应被预先确定为用于重新考虑对充电的限制的第二基准S2。
如上所述，当锂离子二次电池10处于过充电状态时，第一处理单元121升高锂离子二次电池10的使用范围的下限SOC。因此，当锂离子二次电池10处于过充电状态时，能够防止锂离子二次电池10长时间地保持处于低SOC状态。当锂离子二次电池10处于过放电状态时，第二处理单元122降低锂离子二次电池10的使用范围的上限SOC。因此，当锂离子二次电池10处于过放电状态时，能够防止锂离子二次电池10长时间地保持处于高SOC状态。这种控制对于提早消除由已经渗入电极体40的电解液80中的锂离子浓度分布显著偏差导致的锂离子二次电池10的性能降低尤其有效。即使在重复高速充电和高速放电的应用中，尤其是在未出现性能降低(例如，电池电阻增大)之时，由于此应用，可以存在不需要使第一处理单元121或第二处理单元122执行该处理的情况。因此，作为判定是否使第一处理单元121执行该处理或是否使第二处理单元122执行该处理的先决条件(在该实施例中，作为用于判定锂离子二次电池10是否处于上述过充电状态或锂离子二次电池10是否处于过放电状态的判定处理的先决条件)，可以执行用于判定是否存在性能降低的判定处理。
在该实施例中，控制器100包括劣化量检测单元132。劣化量检测单元132检测锂离子二次电池10的高速劣化量dHR。控制器100可以被配置为，当劣化量检测单元132检测的高速劣化量dHR高于预定第一基准值R1时，使第一处理单元121或第二处理单元122执行该处理。
控制器100也可以被配置为，在第一处理单元121或第二处理单元122正在执行该处理的情况下，当劣化量检测单元132检测的高速劣化量dHR低于预定第二基准值R2时，使第一处理单元121或第二处理单元122停止该处理。
可以基于锂离子二次电池10的电阻增大率dR计算劣化量检测单元132检测到的高速劣化量dHR。电阻增大率dR被计算为锂离子二次电池10的当前电阻值Rc与锂离子二次电池10的初始电阻值Rini的比率(Rc/Rini)。初始状态例如应该是这样的状态：在该状态下，在已制造锂离子二次电池10之后经过预定调节处理的状态。在这种情况下，所计算的电阻增大率dR可以被设定为高速劣化量dHR(也就是说，dHR＝dR)。在这种情况下，当电阻增大率dR已经增大时，允许认为高速劣化量dHR已经增大。
在这种情况下，第一基准值R1是用于判定是否使第一处理单元121或第二处理单元122执行该处理的阈值。因此，当所计算的电阻增大率dR被设定为高速劣化量dHR时，阈值应基于电阻增大率dR而被设定。例如，如果第一基准值R1被设定为115％，则在电阻已增大15％或更多时使第一处理单元121或第二处理单元122执行该处理。第一基准值R1也被称为激活劣化量，作为使第一处理单元121或第二处理单元122执行该处理的阈值。
第二基准值R2是用于判定是否使第一处理单元121或第二处理单元122停止该处理的阈值。因此，当所计算的电阻增大率dR被设定为高速劣化量dHR时，阈值应基于电阻增大率dR而被设定。例如，如果第二基准值R2被设定为105％，则在电阻增大率变得低于5％时使第一处理单元121或第二处理单元122停止该处理。因此，能够防止第一处理单元121或第二处理单元122不必要地执行该处理。第二基准值R2也被称为停止劣化量，作为使第一处理单元121或第二处理单元122停止该处理的阈值。作为停止劣化量的第二基准值R2可以包括使第一处理单元121停止该处理时的第二基准值R2A以及使第二处理单元122停止该处理时的第二基准值R2B，第二基准值R2A和第二基准值R2B可以彼此不同。也就是说，通过使导致第一处理单元121停止该处理时的第二基准值R2A以及导致第二处理单元122停止该处理时的第二基准值R2B彼此不同，能够单独地使第一处理单元121或第二处理单元122在适当之时停止该处理。
因为高速充电和高速放电所导致的上述劣化(电阻增大)的影响因素之一是锂离子浓度的显著偏差，所以当锂离子二次电池10被长时间地放置时，劣化被缓解。导致锂离子二次电池10的电阻增大的因素不限于锂离子浓度的显著偏差。例如，这些因素还包括温度、由常年使用造成的老化等。为此，可以通过根据需要，基于温度和使用历史(例如，充电历史和放电历史)校正所计算的电阻增大率dR来计算高速劣化量dHR。在这种情况下，当校正系数为Kc时，高速劣化量dHR由dHR＝dR*Kc表示。在此，*指示乘法。Kc是基于温度和使用历史(例如，充电历史和放电历史)调整的系数。通过此方式，可以基于温度和使用历史(例如，充电历史和放电历史)推定高速劣化量dHR。
图8是示出控制器100的控制处理的流程图。如图8所示，控制器100首先判定高速劣化量dHR是否大于预定第一基准值R1(激活劣化量)(S11)。当高速劣化量dHR大于预定第一基准值R1(激活劣化量)时(是)，判定锂离子二次电池10是否处于过充电状态(S12)。当锂离子二次电池10处于过充电状态时(是)，使第一处理单元121执行该处理(S13)。通过第一处理单元121执行的处理，充电电流受到限制(施加对充电的限制)，并且执行其中下限SOC被升高的模式(劣化抑制模式)。接着，判定锂离子二次电池10的SOC是否高于或等于预定第一基准值S1(SOC≥S1)(S14)。当锂离子二次电池10的SOC高于或等于预定第一基准值S1时(是)，重新考虑第一处理单元121执行的处理中的限制充电电流的处理(S13)，并且停止或放松对该处理的限制(S15)。由第一处理单元121执行的处理(S13)中的劣化抑制模式继续。
控制器100判定高速劣化量dHR是否小于预定第二基准值R2A(第一处理单元121的停止劣化量)(S16)。当高速劣化量dHR小于预定第二基准值R2A(是)，停止劣化抑制模式，并且使第一处理单元121停止该处理(S17)。
当在判定锂离子二次电池10是否处于过充电状态期间锂离子二次电池10未处于过充电状态时(否)，判定锂离子二次电池10是否处于过放电状态(S21)。当锂离子二次电池10处于过放电状态时(是)，使第二处理单元122执行该处理(S22)。通过第二处理单元122执行的处理，放电电流受到限制，并且执行其中上限SOC被降低的模式(劣化抑制模式)。接着，判定锂离子二次电池10的SOC是否低于或等于预定第二基准值S2(SOC≤S2)(S23)。当锂离子二次电池10的SOC低于或等于预定第二基准值S2时(是)，重新考虑第二处理单元122执行的处理中的限制放电电流的处理(S22)，并且停止或放松对该处理的限制(S24)。由第二处理单元122执行的处理(S22)中的劣化抑制模式继续。
控制器100判定高速劣化量dHR是否小于预定第二基准值R2B(第二处理单元122的停止劣化量)(S25)。当高速劣化量dHR小于预定第二基准值R2B时(否)，停止劣化抑制模式，并且使第二处理单元122停止该处理(S26)。
这样，用于减小高速劣化量dHR的一系列控制完成。之后，初始化使用范围设定单元131设定的锂离子二次电池10的使用范围(S30)。再次，重复判定高速劣化量dHR是否大于预定第一基准值R1(激活劣化量)(S11)，直到高速劣化量dHR变得大于预定第一基准值R1(激活劣化量)。本说明书中建议的控制器100的控制应被设定为，在作为控制对象的锂离子二次电池10被充电或放电时不间断地工作。例如，在车辆(例如，电动车辆和混合动力车辆)应用中，本说明书中建议的控制器100的控制应响应于驱动系统(包括安装在车辆上的锂离子二次电池)的控制的启动而被启动。应设定结束控制器100的控制的这种结束条件(S31)，并且当满足结束条件时，本说明书中建议的控制器100的控制应被结束。例如，应该针对结束条件设定结束包括锂离子二次电池的驱动系统的控制的情况。
本说明书中建议的控制器100的控制处理已在上面描述。该控制处理只是一个实例，本说明书中建议的控制器不被限制，除非另有所指。
例如，图9是根据另一实施例的控制系统1000A的框图。在图9所示的模式中，与图6所示的模式相比，控制器100A不包括第二处理单元122或充电限制单元142。控制器100A被配置为这样的装置：该装置在锂离子二次电池10处于过充电状态时防止或缓解锂离子二次电池10的劣化。图10是控制器100A的流程图。控制器100A的控制处理包括上述控制步骤S11到S17，如图10所示。借助控制器100A，当执行控制步骤S11到S17时，能够提早使锂离子二次电池10从过充电状态恢复。
图11是根据又一实施例的控制系统1000B的框图。在图11所示的模式中，与图6所示的模式相比，控制器100B不包括第一处理单元121或放电限制单元141。控制器100B被配置为这样的装置：该装置在锂离子二次电池10处于过放电状态时防止或缓解锂离子二次电池10的劣化。图12是控制器100B的流程图。控制器100B的控制处理包括上述控制步骤S21到S26。借助控制器100B，当执行控制步骤S21到S26时，能够提早使锂离子二次电池10从过放电状态恢复。
作为控制对象的锂离子二次电池10是电池单体。实际上，作为控制对象的锂离子二次电池10可以是电池组，在该电池组中，锂离子二次电池10作为电池组件，并且多个电池组件彼此相连。在这种情况下，控制器可以集中控制电池组，也可以控制充当电池组的个体电池组件的每个锂离子二次电池10。
图13是示出包括作为控制对象的锂离子二次电池10和本说明书中建议的控制器100的车辆1的一个配置实例的侧视图。本说明书中建议的控制器100和方法被允许采用这样的电池组：在该电池组中，多个电池组件被连接为是将由所述控制器100和控制方法控制的对象的锂离子二次电池10，如图13所示。包括该电池组的车辆的实例可以包括内含作为控制对象的锂离子二次电池的多种运输装置，例如，混合动力车辆、插电式混合动力车辆以及混合动力铁路运输车辆。控制器100包括处理装置和存储装置。处理装置根据预定程序执行算术处理。存储装置存储电子信息。处理装置可以被称为中央处理单元(CPU)等。存储装置可以被称为存储器、硬盘等。控制器100根据预定程序执行预定的算术处理，并且基于计算结果在电气上控制锂离子二次电池10。在车辆应用中，控制器100可以被引入安装于车辆上的电子控制单元(ECU)中，以便控制引擎、转向器、制动器、二次电池等。
在对实际安装于混合动力车辆上的锂离子二次电池10的控制中，引入所述控制。对以预定高速率充电或放电的驱动模式进行仿真。在这种情况下，当控制锂离子二次电池10，以使得常规使用范围从SOC 40％到SOC70％时，如果锂离子二次电池10落入过充电状态，则锂离子二次电池10的SOC趋于保持处于低SOC范围，因此出现对输入的限制，或者输出减小。当锂离子二次电池10落入过放电状态时，锂离子二次电池10的SOC趋于保持处于高SOC范围，因此出现对输出的限制，或者输出减小。为此，引擎的使用增加，从而导致燃料效率降低一半。相比之下，借助本说明书中建议的控制，当锂离子二次电池10处于过充电状态时，使用范围朝着高SOC侧转移，也就是说，为50％到70％的SOC。此外，当锂离子二次电池10处于过放电状态时，使用范围朝着低SOC侧转移，也就是说，为30％到60％的SOC。因此，能够保持高动力性能以及高燃料消耗性能，还能够缓解锂离子二次电池的性能劣化。

Claims (15)

1.一种用于锂离子二次电池的控制器，包括：
SOC检测单元，其被配置为检测作为控制对象的锂离子二次电池的SOC；
使用范围设定单元，其被配置为基于所述锂离子二次电池的所述SOC，设定所述锂离子二次电池的使用范围的上限SOC和下限SOC；
第一记录单元，其被配置为记录所述锂离子二次电池的充电历史和放电历史；以及
第一处理单元，其被配置为：
基于所述充电历史和所述放电历史，判定所述锂离子二次电池是否处于过充电状态或过放电状态，以及
在所述锂离子二次电池处于所述过充电状态时，升高所述下限SOC。
2.根据权利要求1所述的控制器，进一步包括
放电限制单元，其被配置为在所述第一处理单元基于所述充电历史和所述放电历史判定所述锂离子二次电池处于所述过充电状态时，限制放电电流以使得所述放电电流小于预定电流值。
3.根据权利要求2所述的控制器，其中
所述放电限制单元被配置为在所述锂离子二次电池的所述SOC变得高于预定SOC时，停止或放松对所述放电电流的限制。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制器，进一步包括
SOC增大单元，其被配置为在所述第一处理单元基于所述充电历史和所述放电历史判定所述锂离子二次电池处于所述过充电状态时，以及在所述锂离子二次电池的所述SOC低于预定SOC时，以小于预定电流值的电流值给所述锂离子二次电池充电。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制器，其中
所述第一处理单元被配置为降低所述上限SOC，以使得所述上限SOC高于已经被所述第一处理单元升高的所述下限SOC。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的控制器，其中
所述使用范围设定单元被配置为基于所述SOC检测单元检测的所述SOC，设定所述锂离子二次电池的所述使用范围的中心范围，并且
所述第一处理单元被配置为升高所述中心范围。
7.一种用于锂离子二次电池的控制器，包括：
SOC检测单元，其被配置为检测作为控制对象的锂离子二次电池的SOC；
使用范围设定单元，其被配置为基于所述锂离子二次电池的所述SOC，设定所述锂离子二次电池的使用范围的上限SOC和下限SOC；
第一记录单元，其被配置为记录所述锂离子二次电池的充电历史和放电历史；以及
第二处理单元，其被配置为：
基于所述充电历史和所述放电历史，判定所述锂离子二次电池是否处于过充电状态或过放电状态，以及
在所述锂离子二次电池处于所述过放电状态时，降低所述上限SOC。
8.根据权利要求7所述的控制器，进一步包括
充电限制单元，其被配置为在基于所述充电历史和所述放电历史判定所述锂离子二次电池处于所述过放电状态时，限制充电电流以使得所述充电电流小于预定电流值。
9.根据权利要求8所述的控制器，其中
所述充电限制单元被配置为在所述锂离子二次电池的所述SOC变得低于预定SOC时，停止或放松对所述充电电流的限制。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的控制器，进一步包括
SOC减小单元，其被配置为在所述第二处理单元基于所述充电历史和所述放电历史判定所述锂离子二次电池处于所述过放电状态时，以及在所述锂离子二次电池的所述SOC高于预定SOC时，以小于预定电流值的电流值给所述锂离子二次电池放电。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的控制器，其中
所述第二处理单元被配置为升高所述下限SOC，以使得所述下限SOC低于已经被所述第二处理单元降低的所述上限SOC。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的控制器，其中
所述使用范围设定单元被配置为基于所述SOC检测单元检测的所述SOC，设定所述锂离子二次电池的所述使用范围的中心范围，并且
所述第二处理单元被配置为降低所述中心范围。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的控制器，进一步包括
劣化量检测单元，其被配置为检测所述锂离子二次电池的高速劣化量，其中
在所述劣化量检测单元检测的所述高速劣化量高于预定第一基准值时，所述第一处理单元被配置为升高所述下限SOC，或者所述第二处理单元被配置为降低所述上限SOC。
14.根据权利要求13所述的控制器，其中
在所述高速劣化量低于预定第二基准值时，所述第一处理单元被配置为停止升高所述下限SOC，或者所述第二处理单元被配置为停止降低所述上限SOC。
15.一种车辆，包括：
作为控制对象的锂离子二次电池；以及
根据权利要求1至14中任一项所述的控制器。
CN201610428999.9A 2015-06-19 2016-06-16 用于锂离子二次电池的控制器及车辆 Active CN106257738B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015124179A JP6245480B2 (ja) 2015-06-19 2015-06-19 リチウムイオン二次電池の制御装置
JP2015-124179 2015-06-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106257738A true CN106257738A (zh) 2016-12-28
CN106257738B CN106257738B (zh) 2019-12-06

Family

ID=57467349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610428999.9A Active CN106257738B (zh) 2015-06-19 2016-06-16 用于锂离子二次电池的控制器及车辆

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10170803B2 (zh)
JP (1) JP6245480B2 (zh)
KR (1) KR101850602B1 (zh)
CN (1) CN106257738B (zh)
DE (1) DE102016110718A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110400987A (zh) * 2019-07-03 2019-11-01 华人运通(江苏)技术有限公司 电池充放电电流的限制方法、电池管理系统及存储介质
CN111239614A (zh) * 2018-11-29 2020-06-05 深圳市泰斯电子有限公司 一种用于管理测试对象在交互界面上实现对象分配的方法
CN110867620B (zh) * 2018-08-27 2021-12-07 比亚迪股份有限公司 一种电池保护方法、电池保护装置、电子设备
TWI818892B (zh) * 2017-12-27 2023-10-11 日商Ｆ Ｓ Ｒ股份有限公司 二次電池管理裝置及用於二次電池管理之程式製品

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112018001790T5 (de) * 2017-03-31 2019-12-12 Gs Yuasa International Ltd. Vorrichtung zur verwaltung eines energiespeichergeräts und verfahren zur ver waltung eines energiespeichergeräts
JP6443577B2 (ja) * 2017-06-02 2018-12-26 株式会社Ｇｓユアサ 管理装置、蓄電モジュール、管理方法、及びコンピュータプログラム
WO2018221514A1 (ja) * 2017-06-02 2018-12-06 株式会社Ｇｓユアサ 管理装置、蓄電モジュール、管理方法、及びコンピュータプログラム
JP6911746B2 (ja) * 2017-12-25 2021-07-28 トヨタ自動車株式会社 電池情報処理装置、電池製造支援装置、組電池、電池情報処理方法、及び組電池の製造方法
US20210031652A1 (en) * 2018-02-12 2021-02-04 Volvo Truck Corporation A method for operating a battery system of a vehicle and a vehicle comprising a battery management system
JP7048364B2 (ja) * 2018-03-14 2022-04-05 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両および、その制御方法
KR20200085150A (ko) * 2019-01-04 2020-07-14 주식회사 엘지화학 배터리 관리 방법, 배터리 장치, 및 배터리를 포함하는 자동차
JP7207343B2 (ja) * 2020-01-29 2023-01-18 トヨタ自動車株式会社 電池システムおよびリチウムイオン電池の劣化評価方法
JP7360603B2 (ja) 2020-07-01 2023-10-13 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池および電池モジュール
FR3123517B1 (fr) * 2021-05-25 2023-12-08 Psa Automobiles Sa Systeme de gestion de batterie comprenant au moins un moyen de limitation d’etat de charge, vehicule et procede sur la base d’un tel systeme

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103298662A (zh) * 2011-09-07 2013-09-11 本田技研工业株式会社 车辆的电池控制装置
CN103457003A (zh) * 2012-05-28 2013-12-18 索尼公司 二次电池的充电控制装置和二次电池的充电控制方法
CN103891040A (zh) * 2011-11-10 2014-06-25 日产自动车株式会社 二次电池的控制装置及soc检测方法
CN103889777A (zh) * 2011-10-25 2014-06-25 丰田自动车株式会社 包括二次电池的车辆和用于包括二次电池的车辆的控制方法
WO2014141532A1 (ja) * 2013-03-11 2014-09-18 三菱電機株式会社 車両用電力管理システム
WO2015019834A1 (ja) * 2013-08-09 2015-02-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池制御システム、車両制御システム
WO2015025402A1 (ja) * 2013-08-22 2015-02-26 株式会社日立製作所 リチウムイオン電池の充放電制御方法および充放電制御装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3915258B2 (ja) * 1998-07-15 2007-05-16 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両用電池の制御装置
JP5040065B2 (ja) * 2005-03-29 2012-10-03 トヨタ自動車株式会社 バッテリ充放電制御装置
JP4494453B2 (ja) 2007-11-13 2010-06-30 トヨタ自動車株式会社 二次電池の制御装置および制御方法
JP5401366B2 (ja) 2010-03-12 2014-01-29 株式会社日立製作所 ハイブリッド車両の制御装置
JP5770563B2 (ja) * 2011-08-23 2015-08-26 トヨタ自動車株式会社 車両用電源システム
JP5720538B2 (ja) 2011-11-15 2015-05-20 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置の制御装置
JP5683514B2 (ja) 2012-02-29 2015-03-11 三菱重工業株式会社 電池管理装置および電池管理方法
JP5910879B2 (ja) * 2012-06-19 2016-04-27 トヨタ自動車株式会社 電池システムおよび制御方法
JP5983683B2 (ja) * 2013-07-03 2016-09-06 トヨタ自動車株式会社 昇温システム
KR101509965B1 (ko) * 2013-11-11 2015-04-07 현대자동차주식회사 배터리 충전 장치 및 방법
US9428072B2 (en) * 2014-01-09 2016-08-30 Ford Global Technologies, Llc Method and system for extending battery life
US9457686B2 (en) * 2014-04-29 2016-10-04 Ford Global Technology, Llc Method to adjust battery minimum state of charge limits based on battery power capability
US9853471B2 (en) * 2014-12-16 2017-12-26 Intel Corporation Mechanism for extending cycle life of a battery
US9643512B2 (en) * 2015-02-17 2017-05-09 Ford Global Technologies, Llc Vehicle battery charge preparation for post-drive cycle power generation

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103298662A (zh) * 2011-09-07 2013-09-11 本田技研工业株式会社 车辆的电池控制装置
CN103889777A (zh) * 2011-10-25 2014-06-25 丰田自动车株式会社 包括二次电池的车辆和用于包括二次电池的车辆的控制方法
CN103891040A (zh) * 2011-11-10 2014-06-25 日产自动车株式会社 二次电池的控制装置及soc检测方法
CN103457003A (zh) * 2012-05-28 2013-12-18 索尼公司 二次电池的充电控制装置和二次电池的充电控制方法
WO2014141532A1 (ja) * 2013-03-11 2014-09-18 三菱電機株式会社 車両用電力管理システム
WO2015019834A1 (ja) * 2013-08-09 2015-02-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池制御システム、車両制御システム
WO2015025402A1 (ja) * 2013-08-22 2015-02-26 株式会社日立製作所 リチウムイオン電池の充放電制御方法および充放電制御装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI818892B (zh) * 2017-12-27 2023-10-11 日商Ｆ Ｓ Ｒ股份有限公司 二次電池管理裝置及用於二次電池管理之程式製品
CN110867620B (zh) * 2018-08-27 2021-12-07 比亚迪股份有限公司 一种电池保护方法、电池保护装置、电子设备
CN111239614A (zh) * 2018-11-29 2020-06-05 深圳市泰斯电子有限公司 一种用于管理测试对象在交互界面上实现对象分配的方法
CN110400987A (zh) * 2019-07-03 2019-11-01 华人运通(江苏)技术有限公司 电池充放电电流的限制方法、电池管理系统及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
US10170803B2 (en) 2019-01-01
CN106257738B (zh) 2019-12-06
JP6245480B2 (ja) 2017-12-13
DE102016110718A1 (de) 2016-12-22
KR101850602B1 (ko) 2018-04-19
KR20160150022A (ko) 2016-12-28
JP2017010727A (ja) 2017-01-12
US20160372800A1 (en) 2016-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106257738A (zh) 用于锂离子二次电池的控制器及车辆
US7609029B2 (en) Battery, assembled battery unit, vehicle equipped with battery, and battery voltage adjusting method
TWI470252B (zh) Control device for secondary battery and detection method of SOC
JP5312768B2 (ja) 電池システム
US8674659B2 (en) Charge control device and vehicle equipped with the same
CN108387849B (zh) 锂离子电池自放电的快速检测方法及装置
WO2015103173A1 (en) Micro-hybrid battery module for a vehicle
CN103891040A (zh) 二次电池的控制装置及soc检测方法
US7982437B2 (en) Automotive power supply system and method of operating same
CN109643775B (zh) 双能量存储系统和起动机电池模块
EP2187498A1 (en) Assembled battery and battery system
CN107749444B (zh) 电池组模块和用于监测电池组模块的方法
JP2008021569A (ja) 二次電池システム
JP2013213684A (ja) 蓄電システム及び充電状態推定方法
US20150194679A1 (en) Method for producing battery and battery
JP6493762B2 (ja) 電池システム
JP6722387B2 (ja) 寿命推定装置
Schmid et al. Electrochemical balancing of lithium-ion cells by nickel-based cells
WO2017061161A1 (ja) 複合電池
JP2000277176A (ja) リチウム二次電池及び使用方法
EP4287313A1 (en) Charging method for non-aqueous electrolyte secondary battery, charging/discharging method, and charging system for non-aqueous electrolyte secondary battery
US20230238815A1 (en) Battery Management Apparatus and Method
WO2014110676A1 (en) Electrochemical cell or battery with reduced impedance and method for producing same
JP6897511B2 (ja) 組電池の制御装置
EP4287316A1 (en) Method for charging nonaqueous electrolyte secondary battery, charging/discharging method, and charging system for nonaqueous electrolyte secondary battery

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