CN107895822A - 锂离子电池的管理方法及车辆的充电控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够以更少的电量消除因树枝状晶体而产生的微短路的锂离子电池的管理方法及车辆的充电控制方法，所述树枝状晶体通过在锂离子电池的制造过程中混入的污染物析出而构成。锂离子电池的管理方法包括：测定高充电状态时的各单体的电压，并算出各单体的电压的偏差的高充电状态时算出测定步骤(S102)；测定高充电状态时算出测定步骤的经过规定时间后的低充电状态时的各单体的电压，并算出各单体的电压的偏差的低充电状态时算出测定步骤(S104)；通过对高充电状态时与低充电状态时的单体的电压的偏差进行比较来判断微短路的产生的微短路产生判断步骤(S109)；以及根据微短路的产生来执行微短路消除操作的步骤(S111)。

Description

锂离子电池的管理方法及车辆的充电控制方法
技术领域
本发明涉及消除因在锂离子电池的正极与负极之间生成的树枝状晶体而产生的微短路的锂离子电池的管理方法及车辆的充电控制方法。
背景技术
以往，在锂离子电池中，已知有消除因树枝状晶体而产生的微短路的方法，该树枝状晶体通过在制造工序中混入的金属污染物熔解、析出而生成(例如专利文献1)。在以往专利中，以比规定的充电电流高的电流反复进行充电、放电。消除因这样析出的污染物金属生成的树枝状晶体而产生的微短路。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-022217号公报
发明要解决的课题
在上述公报记载的方法中，如上述那样以比规定的充电电流大的电流反复进行充放电，因此所需的电量变大，所以不经济。另外，以比规定的充电电流大的电流进行的充放电存在加速电池的劣化这样的问题。
发明内容
本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于，提供一种能够以更少的电量消除因树枝状晶体而产生的微短路的锂离子电池的管理方法及车辆的充电控制方法，所述树枝状晶体通过在锂离子电池的制造过程中混入的污染物析出而构成。
用于解决课题的方案
为了达到上述目的，本发明提供一种锂离子电池的管理方法，所述锂离子电池具备层叠有多个单体的结构，所述单体具有在正极(例如后述的正极401)与负极(例如后述的负极402)之间夹有隔板(例如后述的隔板403)且填充有电解液的结构，所述锂离子电池的管理方法的特征在于，所述锂离子电池的管理方法包括：测定高充电状态时的各所述单体的电压，并算出各所述单体的电压的偏差的高充电状态时算出测定步骤；测定高充电状态时算出测定步骤的经过规定时间后的低充电状态时的各所述单体的电压，并算出各所述单体的电压的偏差的低充电状态时算出测定步骤；通过对所述高充电状态时与所述低充电状态时的所述单体的电压的偏差进行比较来判断微短路的产生的微短路产生判断步骤；以及根据微短路的产生来执行微短路消除操作的步骤。
由此，能够检测出在锂离子电池的规定的单体中产生微短路的情况，能够开始对产生有该微短路的单体中的微短路进行消除的微短路消除操作。
另外，优选的是，所述微短路消除操作包括持续对所述锂离子电池进行充电，以使所述锂离子电池的SOC持续规定时间以上维持为规定值的操作。
由此，正极活性物质合剂及负极活性物质合剂以外的异物金属析出而生成的树枝状晶体D熔融，能够消除微短路。
另外，本发明提供一种车辆的充电控制方法，所述车辆搭载有锂离子电池，所述锂离子电池具备层叠有多个单体的结构，所述单体具有在正极(例如后述的正极401)与负极(例如后述的负极402)之间夹有隔板(例如后述的隔板403)且填充有电解液的结构，所述车辆的充电控制方法的特征在于，所述车辆的充电控制方法包括：测定车辆行驶后的停止时的各所述单体的电压，并算出各所述单体的电压的偏差的步骤；测定车辆行驶开始时的各所述单体的电压，并算出各所述单体的电压的偏差的步骤；通过对所述车辆行驶开始时与所述停止时的所述单体的电压的偏差进行比较来判断微短路的产生的步骤；以及根据微短路的产生而向微短路消除充电模式转变的步骤。
由此，能够检测出在电动机动车(EV)等车辆1的锂离子电池的规定的单体中产生微短路的情况，能够向对产生有该微短路的单体中的微短路进行消除的微短路消除充电模式转变。因此，能够不将产生有微短路的锂离子电池从车辆1卸下并更换，而是消除微短路，并将该锂离子电池作为未产生微短路的锂离子电池来使用。
另外，优选的是，所述微短路消除充电模式是持续对所述锂离子电池进行充电，以使所述锂离子电池的SOC持续规定时间以上维持为规定值的模式。
由此，正极活性物质合剂及负极活性物质合剂以外的异物金属析出而生成的树枝状晶体D熔融，能够消除微短路。
另外，优选的是，所述微短路消除充电模式是在插电充电时所述锂离子电池成为充满电之后，继续维持充电直至达到规定时间的模式。
由此，在产生了微短路之后的插电充电时，能够在锂离子电池成为充满电之后进行微短路的消除。
另外，优选的是，所述微短路消除充电模式是通过搭载于车辆的太阳能电池进行充电的模式，且是在所述锂离子电池成为充满电之后，继续维持充电直至达到规定时间的模式。
由此，由于用于消除微短路的电力极其微小，因此能够使用太阳能电池而容易地消除微短路。
另外，优选的是，所述微短路消除充电模式是将车辆的行驶中的充电电压提高为规定的高电压的模式。
由此，即使在车辆的行驶中检测出微短路的产生的情况下，也能够在车辆1的行驶中容易地消除微短路。
发明效果
根据本发明，可以提供一种能够以更少的电量消除因树枝状晶体而产生的微短路的锂离子电池的管理方法及车辆的充电控制方法，所述树枝状晶体通过在锂离子电池的制造过程中混入的污染物析出而构成。
附图说明
图1是表示实施本发明的第一实施方式的车辆的充电控制方法的车辆的简要框图。
图2是表示低SOC区域404的放大图，所述低SOC区域404因在实施本发明的第一实施方式的车辆的充电控制方法的车辆的锂离子电池中析出的树枝状晶体的接触所引起的微短路而产生。
图3是表示低SOC区域404开始缩小而成为了小的低SOC区域405的情形的放大图，所述低SOC区域404因在实施本发明的第一实施方式的车辆的充电控制方法的车辆的锂离子电池中析出的树枝状晶体的接触所引起的微短路而产生。
图4是表示在实施本发明的第一实施方式的车辆的充电控制方法的车辆的锂离子电池中析出的树枝状晶体熔融而微短路即将消除的情形的放大图。
图5是表示本发明的第一实施方式的车辆的充电控制方法的流程图。
图6是表示在本发明的第一实施方式的车辆的充电控制方法中使用的锂离子电池的低温时的微短路量判定映射的例子的线图。
图7是表示在本发明的第一实施方式的车辆的充电控制方法中使用的锂离子电池的高温时的微短路量判定映射的例子的线图。
图8是表示在本发明的第一实施方式的车辆的充电控制方法中使用的微短路小的情况下的微短路消除模式的映射的例子的线图。
图9是表示在本发明的第一实施方式的车辆的充电控制方法中使用的微短路大的情况下的微短路消除模式的映射的例子的线图。
图10是表示在本发明的第一实施方式的车辆的充电控制方法中进行的CC充电及CV充电中的电压值及电流值的与时间经过相伴的变化的线图。
图11是表示图10所示的线图的充电开始时的放大线图。
图12是表示用于制作在本发明的第一实施方式的车辆的充电控制方法中使用的锂离子电池的高温时的微短路量判定映射及微短路消除模式的映射的实验装置的简图。
图13是表示以不同的电压进行CV充电的情况下的用于消除微短路的CC充电、CV充电时的与时间的经过相伴的电压值的变化的线图。
图14是表示以不同的电压进行CV充电的情况下的用于消除微短路的CC充电、CV充电时的与时间的经过相伴的CV充电所需的充电电流的变化的线图。
图15是表示以不同的电压进行CV充电的情况下的用于消除微短路的CC充电、CV充电后的与时间的经过相伴的锂离子电池的单体的电压值的变化的线图。
图16是表示用于消除微短路的CC充电、CV充电后的与时间的经过相伴的锂离子电池的单体的电压值的下降速度和构成在单体中析出的树枝状晶体的污染物的体积的关系的线图。
图17是表示以不同的电压进行CV充电的情况下的用于消除微短路的CV充电时的与时间的经过相伴的CV充电所需的充电电流的变化的线图。
图18是表示用于消除微短路的CV充电时的电压值与微短路被消除为止的时间的倒数的关系的线图。
图19是表示在不同的温度的锂离子电池中用于消除微短路的CC充电、CV充电时的与时间的经过相伴的充电电压值的变化的线图。
图20是表示在不同的温度的锂离子电池中用于消除微短路的CC充电、CV充电时的与时间的经过相伴的CV充电所需的充电电流的变化的线图。
图21是表示用于消除微短路的CV充电时的锂离子电池的温度的倒数与微短路被消除为止的时间的倒数的关系的线图。
图22是表示在不同的温度的锂离子电池中用于消除微短路的CC充电、CV充电后的与时间的经过相伴的锂离子电池的单体的电压值的变化的线图。
图23是表示以不同的电压进行CV充电的情况下的微短路被消除为止的时间与成为在单体中析出的树枝状晶体的原因的污染物的体积的关系的线图。
图24是表示在不同的温度的锂离子电池中进行CV充电的情况下的微短路被消除为止的时间与构成在单体中析出的树枝状晶体的污染物的体积的关系的线图。
符号说明：
1 车辆
40 蓄电池
D 树枝状晶体
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的第一实施方式。需要说明的是，在第二实施方式以后的说明中，对于与第一实施方式共用的结构等标注同一符号并省略其说明。
[第一实施方式]
图1是表示实施本发明的第一实施方式的车辆的充电控制方法的车辆的简要框图。图2是表示低SOC区域404的放大图，所述低SOC区域404因在实施本发明的第一实施方式的车辆的充电控制方法的车辆的锂离子电池中析出的树枝状晶体的接触所引起的微短路而产生。图3是表示低SOC区域404开始缩小而成为了小的低SOC区域405的情形的放大图，所述低SOC区域404因在实施本发明的第一实施方式的车辆的充电控制方法的车辆的锂离子电池中析出的树枝状晶体的接触所引起的微短路而产生。图4是表示在实施本发明的第一实施方式的车辆的充电控制方法的车辆的锂离子电池中析出的树枝状晶体熔融而微短路即将消除的情形的放大图。
如图1所示，在本实施方式中，将本发明应用于车辆1。车辆1是以由马达构成的电动机10为动力源来驱动未图示的左右前轮的电动车辆(电动机动车(EV))。车辆1具备电动机10、作为控制电动机10的控制部的电子控制单元(以下称作“ECU20”)、PDU30(动力驱动单元)及蓄电池40。电动机10驱动未图示的前轮。
电动机10例如是具有U相、V相、W相的三相交流马达，通过蓄电池40所蓄积的电力，产生用于使车辆1行驶的转矩。电动机10经由具备逆变器的PDU30而与蓄电池40连接。通过驾驶员踏入加速踏板、制动踏板，来自ECU20的控制信号被向PDU30输入，由此控制从蓄电池40向电动机10的电力供给和从电动机10向蓄电池40的能量再生。另外，通过来自ECU20的控制信号，来实施消除微短路的方法、锂离子电池的管理方法及车辆1的充电控制方法。
另外，在未图示的前轮、后轮分别设有未图示的摩擦制动器。该摩擦制动器例如由液压式的盘式制动器构成。当驾驶员踏入制动踏板时，踏入力经由液压缸等而放大并传递给制动块，在安装于各驱动轮的制动盘与制动块之间产生摩擦力，由此进行各驱动轮的制动。
蓄电池40由锂离子电池构成。蓄电池40具有多个单体，该单体具有在正极与负极之间配置有隔板且填充有电解液的结构，在蓄电池40中，多个单体具有被层叠的结构。在各单体上分别电连接有电压传感器，各单体的电压值输入ECU20。
在锂离子电池的制造过程中，有时污染物(铜、铁等)混入单体。这样，若污染物(铜、铁等)混入单体，则如图2所示，在锂离子电池的单体的正极中污染物熔融而析出，生成树枝状晶体D。并且，若如图2所示那样，以跨在正极401与负极402之间夹有隔板403的正极401与负极402的方式生成树枝状晶体D，则产生微短路。
接着，说明实施将锂离子电池的管理方法应用于车辆1的车辆的充电控制方法、以及在车辆的充电控制方法中实施的消除微短路的方法的ECU20的控制。
图5是表示本发明的第一实施方式的车辆的充电控制方法的流程图。图6是表示在本发明的第一实施方式的车辆的充电控制方法中使用的锂离子电池的低温时的微短路量判定映射的例子的线图。图7是表示在本发明的第一实施方式的车辆的充电控制方法中使用的锂离子电池的高温时的微短路量判定映射的例子的线图。
图8是表示在本发明的第一实施方式的车辆的充电控制方法中使用的微短路小的情况下的微短路消除模式的映射的例子的线图。图9是在本发明的第一实施方式的车辆的充电控制方法中使用的微短路大的情况下的微短路消除模式的映射的例子的线图。图10是表示在本发明的第一实施方式的车辆的充电控制方法中进行的CC充电及CV充电的电压值及电流值的与时间经过相伴的变化的线图。图11是图10所示的线图的充电开始时的放大线图。
首先，在图5所示的步骤S101中，ECU20进行是否锂离子电池的电池容量处于正常的范围内且锂离子电池未产生其他故障代码即不良情况的判断。ECU20在判断为锂离子电池的电池容量处于正常的范围内且锂离子电池未产生其他故障代码即不良情况的情况下(是)，ECU20进行的处理进入步骤S102。
ECU20在判断为相当于锂离子电池的电池容量未处于正常的范围内、锂离子电池产生了其他故障代码即不良情况中的至少一个的情况下(否)，ECU20进行的处理进入步骤S112，实施对锂离子电池的故障的应对。
在步骤S102中，ECU20进行测定高充电状态时的各单体的电压并算出各单体的电压的偏差的高充电状态时算出测定步骤。具体而言，测定车辆1的运转结束时、即车辆1的行驶后的停止时的各单体的电压，并算出单体的电压的偏差。更具体而言，算出是否特定的单体的电压下降速度与其他单体相比成为极端大的值。然后，ECU20进行的处理进入步骤S103。
在步骤S103中，ECU20测定并记录车辆1被放置的时间、即驻车的时间中的锂离子电池的温度。然后，ECU20进行的处理进入步骤S104。
在步骤S104中，ECU20进行测定高充电状态时算出测定步骤(S102)的经过规定时间后的低充电状态时的各单体的电压并算出各单体的电压的偏差的低充电状态时算出测定步骤。具体而言，测定运转开始时即车辆行驶开始时的各单体的电压，并算出单体的电压的偏差。更具体而言，与步骤S102同样，例如算出是否特定的单体的电压下降速度与其他单体相比成为极端大的值。然后，ECU20进行的处理进入步骤S105。
在步骤S105中，ECU20进行通过对高充电状态时与低充电状态时的单体的电压的偏差进行比较来判断微短路的产生的微短路产生判断步骤。具体而言，算出放置前与放置后的单体的电压的偏差之差、即车辆1的行驶后的停止时与车辆行驶开始时的单体的电压的偏差之差。然后，ECU20进行的处理进入步骤S106。在步骤S106中，ECU20算出车辆1的放置中的锂离子电池的温度的平均值。然后，ECU20进行的处理进入步骤S107。
在步骤S107中，ECU20进行单体的电压的偏差是否扩大、即在步骤S105中算出的偏差之差的值是否比在上次步骤S105中算出的偏差之差的值大的判断。在ECU20判断为单体的电压的偏差扩大了的情况下，ECU20进行的处理进入步骤S108。在ECU20判断为单体的电压的偏差未扩大的情况下，ECU20进行的处理结束(END)。
在步骤S108中，ECU20根据在步骤S105中算出的偏差之差的值，来算出每单位时间的单体的电压的偏差的扩大量。然后，ECU20进行的处理进入步骤S109。在步骤S109中，ECU20基于在步骤S106中算出的锂离子电池的温度的平均值和在步骤S108中算出的每单位时间的单体的电压的偏差的扩大量，并使用微短路量判定映射来算出微短路量(例如无、小、大)。
在此，使用的微短路量判定映射预先存储于与ECU20连接的未图示的存储介质，例如图6、图7所示那样，是将情况分为低温时和高温时、并将电压相对于驻车时间的经过而下降的值的变化分为不存在微短路的情况、微短路小的情况、微短路大的情况来进行图示的线图。然后，ECU20进行的处理进入步骤S110。
在步骤S110中，ECU20基于微短路量，选择由锂离子电池的温度、持续进行用于消除微短路的充电的时间、在用于消除微短路的充电中施加的电压确定的微短路消除模式的映射。
在此，使用的微短路消除模式的映射预先存储于与ECU20连接的未图示的存储介质，例如图8、图9所示那样，是根据微短路量的大小来划分情况、并针对用于消除微短路的充电中的电压值、锂离子电池的温度来决定使它们在ECU20进行的控制中变化时的值的线图。
即，在微短路量多的情况下，如图9所示，进行将充电电压设定得高和将充电持续时间设定得长中的至少一个设定。在微短路量少的情况下，如图8所示，进行将充电电压设定得低和将充电持续时间设定得短中的至少一个设定。然后，ECU20进行的处理进入步骤S111。
在步骤S111中，ECU20进行根据微短路的产生来执行微短路消除操作的步骤。具体而言，向按照在步骤S110中选择的微短路消除模式的映射来进行用于消除微短路的充电的模式、即微短路消除充电模式转变。然后，ECU20进行实施用于消除微短路的充电的控制，并结束处理(END)。
在微短路消除充电模式下，实施消除微短路的方法，在该方法中，持续对锂离子电池进行充电，以使锂离子电池的剩余容量即SOC(State Of Charge)持续规定时间以上维持为规定值。即，微短路消除充电模式是如下模式：在车辆1的蓄电池40的插电充电时锂离子电池成为充满电之后，继续维持充电直至达到规定时间。在PHEV、HEV中，成为在再生到规定电压之后也维持再生的运转模式。
具体而言，进行SOC维持工序，在该SOC维持工序中，持续对锂离子电池充电，以使锂离子电池的SOC持续规定时间以上、例如图10中的黑圆所示的30000秒以上维持为规定值、例如30％的值。更详细而言，首先，从时间为0秒(图11的左侧的黑圆)起树枝状晶体D逐渐析出，在图11的约1800秒后(图11的右侧的黑圆右侧的角状的部分)产生微短路。从该时刻起开始进行微短路消除的充电。首先，以使电流值恒定的方式进行充电的CC充电进行到最初的约2500后，使电压值上升至3.6V。然后，当电压值达到3.6V时，切换为CV充电，持续30000秒以上进行CV充电。由此，对于在CV充电持续的期间如图2所示那样在正极与负极之间以跨负极和正极的方式延伸且通过正极活性物质合剂及负极活性物质合剂以外的异物金属即铜析出而生成的树枝状晶体D而言，产生的低SOC区域404缩小而如图3所示那样成为低SOC区域405那样的小的状态，通过CV充电的进一步的持续，低SOC区域均匀化，从而达到熔解电位而熔融，由此成为图4所示的状态，不久之后微短路消除。在该CC充电及CV充电中维持的SOC的规定值是被供给超过微短路电流的电流而维持的高SOC值。
上述那样的消除微短路的方法、锂离子电池的管理方法及车辆1的充电控制方法通过以下的实验而在技术上得以证实。在实验中，通过如图12所示那样使正极夹具411与锂离子电池的正极401抵接并使负极夹具412与负极402抵接来进行。图12是表示用于制作在本发明的第一实施方式的车辆的充电控制方法中使用的锂离子电池的高温时的微短路量判定映射及微短路消除模式的映射的实验装置的简图。
[污染物(树枝状晶体)的大小与CV充电中的电压值的大小的关系]
在调查污染物的大小(污染物不那么大的情况和大的情况)与CV充电中的电压值的大小的关系的实验中，将CV充电中的电压值设定为多个不同的值，进行24小时(约90000秒钟)CV充电，针对污染物不那么大的情况和大的情况，观察电流值如何变化。实验结果如图13～图18所示那样。
图13是表示以不同的电压进行CV充电的情况下的用于消除微短路的CC充电、CV充电时的与时间的经过相伴的电压值的变化的线图。图14是表示以不同的电压进行CV充电的情况下的用于消除微短路的CC充电、CV充电使的与时间的经过相伴的CV充电所需的充电电流的变化的线图。图15是表示以不同的电压进行CV充电的情况下的用于消除微短路的CC充电、CV充电后的与时间的经过相伴的锂离子电池的单体的电压值的变化的线图。图16是表示用于消除微短路的CC充电、CV充电后的与时间的经过相伴的锂离子电池的单体的电压值的下降速度和构成在单体中析出的树枝状晶体的污染物的体积的关系的线图。
图17是表示以不同的电压进行CV充电的情况下的用于消除微短路的CV充电时的与时间的经过相伴的CV充电所需的充电电流的变化的线图。图18是表示用于消除微短路的CV充电时的电压值和微短路被消除为止的时间的倒数的关系的线图。
根据将图14的左端部处由虚线包围的部分放大后的图17可知，对于CV充电所需的充电电流而言，将CV充电中的电压值为3.6V且污染物大的情况(由编号“30”所示的细实线的线图)除外，CV充电的电压值为3.4V、3.6V、3.8V中的任一电压值的CV充电所需的充电电流均在从开始充电起5000秒以内收敛于与不存在微短路的情况下的CV充电中的电压值为3.6V的充电电流值(由编号“31”所示的细实线的线图)大致相同的值。因此可知，对于上述收敛了的CV充电所需的充电电流而言，微短路全部消除。
并且，根据图17的时间与各CV充电的电压值的结果，可得到图18所示那样的维持为恒定的CV充电中的电压与微短路被消除为止的时间的倒数的关系。
另外，根据将图13的右端部处由虚线包围的部分放大后的图15可知，在CV充电的电压值为比较高的值(3.8V)的情况下，放电中(未充电的期间)的电压几乎未从3.8V降低。因此可知，微短路消除。另外，在CV充电中的电压值为3.6V的情况下，在污染物不大的情况下，放电中的电压几乎未从3.6V降低。因此可知，微短路消除。另一方面，在CV充电中的电压值为3.6V的情况下，在污染物大的情况(由编号“30”所示的粗实线的线图的情况)下，放电中的电压急剧降低，可知微短路未能消除。作为参考，针对短路的情况，以左下的实线(由编号“31”所示的细实线)的线图表示CV充电中的电压值为3.4V且在充电后电压急剧下降的情形。
并且，根据图15的关于充电后的锂离子电池的放置中的电压下降的结果，可得到图16所示那样的污染物的体积与电压下降速度的关系。如图16所示，可知污染物的体积与电压下降速度存在比例关系。
[温度的高低引起的CV充电中的电压值的变化]
在调查温度的高低引起的CV充电中的电压值的变化的实验中，将CV充电中的电压值设定为3.6V，从开始充电起进行约1000秒钟的CC充电，然后进行约60000秒钟的CV充电，观察了电压值的变化与CV充电所需的充电电流的变化。实验结果如图19～图21所示那样。
图19是表示在不同的温度的锂离子电池中用于消除微短路的CC充电、CV充电时的与时间的经过相伴的充电电压值的变化的线图。图20是表示在不同的温度的锂离子电池中用于消除微短路的CC充电、CV充电时的与时间的经过相伴的CV充电所需的充电电流的变化的线图。图21是表示用于消除微短路的CV充电时的锂离子电池的温度的倒数与微短路被消除为止的时间的倒数的关系的线图。
根据图19可知，在低温的情况(15℃(由编号“34”所示的细实线的线图))下，即使想要将CV充电中的电压值维持为3.6V，也无法稳定地维持3.6V的值。可知在除此以外的情况下，即在23℃、45℃的情况下，能够在从开始进行CC充电起约1000秒成为CV充电中的电压值。另外，在温度为45℃的情况下，与温度为23℃的情况相比，到达3.6V的值为止花费时间。这能够推定出，在进行CV充电之前的CC充电中，微短路的消除(树枝状晶体D的熔解)使用了电力。
另外，根据图20可知，在温度为45℃的情况下，描绘出仿照不存在微短路的情况(细实线的线图)的电压的变化的曲线，在CV充电开始之前的CC充电中，微短路已经消除。另外，在温度为23℃的情况(由编号“32”所示的细实线的线图)下，在从开始进行充电起约15000秒钟的期间，CV充电所需的充电电流显示高的值，可知微短路未消除，但从开始进行充电起约15000秒以后，与仿照不存在微短路的情况(由编号“31”所示的细实线的线图)的电压的变化的曲线一致，可知微短路消除。
并且，根据图20的与CV充电所需的充电电流相关的结果，可得到图21所示的那样的锂离子电池的温度的倒数与微短路被消除为止的时间的倒数的关系。如图21所示，可知锂离子电池的温度的倒数与微短路被消除为止的时间的倒数存在比例关系。
[温度的高低引起的休止中的电压的推移]
在温度的高低引起的休止中的电压的推移的实验中，观察在休止中即在充电后锂离子电池被放置了的状态下的、温度不同的条件下的单体的电压的变化。实验结果如图22所示那样。
图22是表示在不同的温度的锂离子电池中用于消除微短路的CC充电、CV充电后的与时间的经过相伴的锂离子电池的单体的电压值的变化的线图。
根据图22可知，在23℃、45℃的情况下，电压的下降非常平稳，微短路消除。上述的两种情况中，电压值因温度引起的自放电而略微不同。作为参考，在图22的左下用实线表示低温的情况(15℃)。在该情况下，电压急剧下降，可知微短路未消除。
根据以上的实验结果，可得到如下的关系：在锂离子电池的温度为23℃的条件下，在图23所示那样的使CV充电时的电压值为不同的值的情况下，微短路消除为止的时间相对于污染物(树枝状晶体D)的体积如何变化。
图23是表示以不同的电压进行CV充电的情况下的微短路被消除为止的时间与成为在单体中析出的树枝状晶体的原因的污染物的体积的关系的线图。
如图23所示，可知CV充电时的电压值越高，微短路被消除为止的时间越短，并且越能够使更大的污染物熔融而消除微短路。
另外，根据以上的实验结果，可得到如下的关系：在CV充电时的电压值为3.8V的条件下，在图24所示那样的使锂离子电池的温度变化了的情况下，微短路消除为止的时间相对于污染物的体积如何变化。图24是表示在不同的温度的锂离子电池中进行CV充电的情况下的微短路被消除为止的时间与构成在单体中析出的树枝状晶体的污染物的体积的关系的线图。
如图24所示，可知锂离子电池的温度越高，微短路消除为止的时间越短，并且越能够使更大的污染物(树枝状晶体D)熔融而消除微短路。
根据本实施方式，起到以下的效果。
本实施方式中的消除微短路的方法是消除因树枝状晶体D而产生的微短路的方法，所述树枝状晶体D通过正极活性物质合剂及负极活性物质合剂以外的异物金属在锂离子电池的正极与负极之间熔解、析出而生成，所述锂离子电池具有在正极与负极之间夹有隔板且填充有电解液的结构，其中，所述方法包括持续对锂离子电池进行充电，以使锂离子电池的SOC持续规定时间以上维持为规定值的SOC维持工序。
由此，正极活性物质合剂及负极活性物质合剂以外的异物金属析出而生成的树枝状晶体D熔融，能够消除微短路。因此，不是像以往那样将产生有微短路的锂离子电池作为不合格品来处理，而能够消除微短路来使用。
另外，规定值是被供给超过微短路电流的电流而维持的高SOC值。由此，能够维持生成的树枝状晶体D被夺走电子而到达熔解的电位那样的SOC，从而能够将生成的树枝状晶体的电位提高到熔解电位。
另外，在SOC维持工序中，在充电电压高的情况下，将充电持续时间设定得短，在充电电压低的情况下，将充电持续时间设定得长，在锂离子电池的温度高的情况下，将充电持续时间设定得短，在锂离子电池的温度低的情况下，将充电持续时间设定得长。由此，能够效率良好地消除微短路。
另外，在SOC维持工序中，在微短路量多的情况下，将充电电压设定得高或将充电持续时间设定得长，在微短路量少的情况下，将充电电压设定得低或将充电持续时间设定得短。由此，能够根据微短路量的多少来施加必要充分的电压、电流，从而效率良好地消除微短路。
另外，本实施方式的锂离子电池的管理方法中，所述锂离子电池具备层叠有多个单体的结构，所述单体具有在正极与负极之间夹有隔板且填充有电解液的结构，所述锂离子电池的管理方法包括：测定高充电状态时的各单体的电压，并算出各单体的电压的偏差的高充电状态时算出测定步骤；测定高充电状态时算出测定步骤的经过规定时间后的低充电状态时的各单体的电压，并算出各单体的电压的偏差的低充电状态时算出测定步骤；通过对高充电状态时与低充电状态时的单体的电压的偏差进行比较来判断微短路的产生的微短路产生判断步骤；以及根据微短路的产生来执行微短路消除操作的步骤。
由此，能够检测在锂离子电池的规定的单体中产生微短路的情况，能够开始对产生有该微短路的单体中的微短路进行消除的微短路消除操作。
另外，微短路消除操作包括持续对锂离子电池进行充电，以使锂离子电池的SOC持续规定时间以上维持为规定值的操作。
由此，正极活性物质合剂及负极活性物质合剂以外的异物金属析出而生成的树枝状晶体D熔融，能够消除微短路。
另外，在本实施方式的车辆的充电控制方法中，所述车辆搭载有锂离子电池，所述锂离子电池具备层叠有多个单体的结构，所述单体具有在正极与负极之间夹有隔板且填充有电解液的结构，所述车辆的充电控制方法包括：测定车辆行驶后的停止时的各单体的电压，并算出各单体的电压的偏差的步骤；测定车辆行驶开始时的各单体的电压，并算出各单体的电压的偏差的步骤；通过对车辆行驶开始时与停止时的单体的电压的偏差进行比较，来判断微短路的产生的步骤；以及根据微短路的产生而向微短路消除充电模式转变的步骤。
由此，能够检测在电动机动车(EV)等车辆1的锂离子电池的规定的单体中产生微短路的情况，能够向对产生有该微短路的单体中的微短路进行消除的微短路消除充电模式转变。因此，能够不将产生有微短路的锂离子电池从车辆1卸下并更换，而是消除微短路，并将该锂离子电池作为未产生微短路的锂离子电池来使用。
另外，微短路消除充电模式是持续对锂离子电池进行充电，以使锂离子电池的SOC持续规定时间以上维持为规定值的模式。由此，正极活性物质合剂及负极活性物质合剂以外的异物金属析出而生成的树枝状晶体D熔融，能够消除微短路。
另外，微短路消除充电模式是在插电充电时锂离子电池成为充满电之后，继续维持充电直至达到规定时间的模式。由此，在产生了微短路之后的插电充电时，能够在锂离子电池成为充满电之后进行微短路的消除。在PHEV、HEV中，成为在再生到规定电压之后也维持再生的运转模式。
[第二实施方式]
本发明的第二实施方式的车辆1与第一实施方式的车辆1相比，在具备未图示的太阳能电池这一点、微短路消除充电模式是由搭载于车辆1的未图示的太阳能电池进行充电的模式这一点上不同。除此以外的结构与第一实施方式的车辆1相同。
根据这样的结构，由于用于消除微短路的电力极其微小，因此能够使用太阳能电池而容易地消除微短路。
[第三实施方式]
本发明的第三实施方式的车辆1与第一实施方式的车辆1相比，在微短路消除充电模式是将车辆1的行驶中的充电电压提高为高电压的模式这一点上不同。除此以外的结构与第一实施方式的车辆1相同。
根据这样的结构，即使在车辆1的行驶中检测出微短路的产生的情况下，也能够在车辆1的行驶中容易地消除微短路。
需要说明的是，本发明并不限定于上述实施方式，能够达到本发明的目的的范围内的变形、改良等包含于本发明。
例如，在本实施方式中，在车辆1中实施了消除微短路的方法、锂离子电池的管理方法，但没有限定于车辆1。也可以在搭载锂离子电池的其他产品中实施。
另外，例如CV充电中的电压值、锂离子电池的温度等各种数值没有限定于本实施方式中的CV充电中的电压值、锂离子电池的温度等各种数值。
另外，在本实施方式中，通过插电充电、基于太阳能电池进行的充电、行驶中的充电而消除了微短路，但微短路的消除没有限定于基于上述方式的充电。
另外，上述实施方式的车辆1是以电动机10为动力源的电动车辆(电动机动车(EV))，但没有限定于此。例如车辆也可以是混合动力机动车(HEV)、插电式混合动力机动车(PHEV)、燃料电池机动车(FCV)、插电式燃料电池机动车(PFCV)等具有电动机10作为动力源的车辆。

Claims (7)

1.一种锂离子电池的管理方法，所述锂离子电池具备层叠有多个单体的结构，所述单体具有在正极与负极之间夹有隔板且填充有电解液的结构，所述锂离子电池的管理方法的特征在于，
所述锂离子电池的管理方法包括：
测定高充电状态时的各所述单体的电压，并算出各所述单体的电压的偏差的高充电状态时算出测定步骤；
测定高充电状态时算出测定步骤的经过规定时间后的低充电状态时的各所述单体的电压，并算出各所述单体的电压的偏差的低充电状态时算出测定步骤；
通过对所述高充电状态时与所述低充电状态时的所述单体的电压的偏差进行比较来判断微短路的产生的微短路产生判断步骤；以及
根据微短路的产生来执行微短路消除操作的步骤。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池的管理方法，其中，
所述微短路消除操作包括持续对所述锂离子电池进行充电，以使所述锂离子电池的SOC持续规定时间以上维持为规定值的操作。
3.一种车辆的充电控制方法，所述车辆搭载有锂离子电池，所述锂离子电池具备层叠有多个单体的结构，所述单体具有在正极与负极之间夹有隔板且填充有电解液的结构，所述车辆的充电控制方法的特征在于，
所述车辆的充电控制方法包括：
测定车辆行驶后的停止时的各所述单体的电压，并算出各所述单体的电压的偏差的步骤；
测定车辆行驶开始时的各所述单体的电压，并算出各所述单体的电压的偏差的步骤；
通过对所述车辆行驶开始时与所述停止时的所述单体的电压的偏差进行比较来判断微短路的产生的步骤；以及
根据微短路的产生而向微短路消除充电模式转变的步骤。
4.根据权利要求3所述的车辆的充电控制方法，其中，
所述微短路消除充电模式是持续对所述锂离子电池进行充电，以使所述锂离子电池的SOC持续规定时间以上维持为规定值的模式。
5.根据权利要求4所述的车辆的充电控制方法，其中，
所述微短路消除充电模式是在插电充电时所述锂离子电池成为充满电之后，继续维持充电直至达到规定时间的模式。
6.根据权利要求4所述的车辆的充电控制方法，其中，
所述微短路消除充电模式是通过搭载于车辆的太阳能电池进行充电的模式，且是在所述锂离子电池成为充满电之后，继续维持充电直至达到规定时间的模式。
7.根据权利要求3所述的车辆的充电控制方法，其中，
所述微短路消除充电模式是将车辆的行驶中的充电电压提高为规定的高电压的模式。
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