CN111066195A - 电池管理装置、电池系统及电池管理方法 - Google Patents

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Abstract

状态管理部测定或推定二次电池的多个时间点的交流电阻值，基于该多个时间点的交流电阻值来推定二次电池的交流电阻值的预期推移，并对二次电池的交流电阻值达到与二次电池的使用结束时间点对应的电阻阈值为止的剩余使用期间进行推定。动作管理部在二次电池的剩余使用期间变得小于预定期间时，将二次电池的使用方法变更为负担较小的使用方法或停止二次电池的使用。

Description

电池管理装置、电池系统及电池管理方法
技术领域
本发明涉及管理二次电池的使用的电池管理装置、电池系统及电池管理方法。
背景技术
近年来，锂离子电池的需求不断扩大。锂离子电池被使用于车载用途(例如HEV、PHEV、EV)、固定型蓄电用途、以及电子设备用途(例如PC、智能手机)等各种用途。尤其是，HEV、PHEV、EV的出货台数不断增加，车载用的锂离子电池的出货持续增长。
当在低温下对锂离子电池等二次电池反复进行充放电时，易于发生容量的急剧劣化。此外，在以高速率来反复对二次电池进行充放电的情况下，也容易发生容量的急剧劣化。容量的急剧劣化因电解液的减少、极板反应面积的降低等而发生。在容量急剧劣化后，输入/输出性能会显著降低。此外，作为离子而溶解的锂易于作为金属而析出。当金属锂析出时，会存在金属锂贯穿隔离件，从而使正极和负极短路的可能。在像这样容量急剧劣化后，因为二次电池的稳定性、安全性会降低，所以基本上会结束二次电池的使用(例如，参照专利文献1)。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本特开2015-222195号公报
发明内容
因为如上所述，当二次电池的容量发生急剧劣化时，基本上会无法使用二次电池，所以为了延长二次电池的寿命，需要尽可能地使急剧劣化的发生向后推迟。
本发明鉴于这样的状况而完成，其目的在于提供一种推迟二次电池容量的急剧劣化的发生的技术。
为了解决上述问题，本发明的一个方案的电池管理装置包括：状态管理部，其测定或推定二次电池的多个时间点的交流电阻值，基于该多个时间点的交流电阻值来推定上述二次电池的交流电阻值的预期推移，并推定上述二次电池的交流电阻值达到与上述二次电池的使用结束时间点对应的电阻阈值为止的剩余使用期间；以及动作管理部，其在上述二次电池的剩余使用期间变得小于预定期间时，将上述二次电池的使用方法变更为负担较小的使用方法或停止上述二次电池的使用。
另外，以上的构成要素的任意组合、以及将本发明的表述在方法、装置、系统、计算机程序等之间转换后的结果，作为本发明的方案也是有效的。
根据本发明，能够推迟二次电池的容量的急剧劣化的发生。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的电池系统的构成例的图。
图2是示意性地表示电池的充放电循环数与SOH/交流电阻的关系的图。
图3是绘制有表示充放电循环数与交流电阻值的关系的测定数据的图。
图4是表示本发明的实施方式1的电池系统的动作的流程的流程图。
图5是表示本发明的实施方式2的电池系统的构成例的图。
图6是示意性地表示从叠加有矩形脉冲电流的充放电电流中，分离高频成分的情况的图。
图7是表示本发明的实施方式3的电池系统的构成例的图。
图8是表示二次电池的充电或放电开始时的电压推移的一例的图。
图9是表示二次电池的多级脉冲充放电时的电流推移的一例的图。
具体实施方式
图1是表示本发明的实施方式1的电池系统1的构成例的图。电池系统1包括二次电池10、逆变电路20、电池管理装置30、电压传感器41、电流传感器42及振荡器50。对于二次电池10，能够使用锂离子电池、镍氢电池、以及铅电池等化学电池。在本实施方式中，假定为使用锂离子电池的例子。虽然二次电池10的单位基本上假定为单元(cell)，但是也可以是，为组合有多个单元的模块。
逆变电路20将从二次电池10放出的直流电力转换为交流电力，并将其输出到负载2或商用电力系统(以下，称为电力系统)3。此外，逆变电路20将从电力系统3供给的交流电力转换为直流电力，并对二次电池10进行充电。逆变电路20能够按照来自电池管理装置30的指示来控制电流/电压。例如能够进行二次电池10的恒流(CC)充电/放电、或恒压(CV)充电/放电。
在电池系统1在车载用途上使用的情况下，负载2会成为行驶用电机。与电力系统3在停车时介由插头而连接。此外，逆变电路20也能够将由行驶用电机再生发电而产生的交流电力转换为直流电力，并将其向二次电池10充入。此外，在电池系统1为被使用于峰移(peak shift)或备用的固定型蓄电系统的情况下，逆变电路20会成为功率调节器(PCS)。
电压传感器41计测二次电池10的电压并将其输出到电池管理装置30。对于电压传感器41，例如能够使用差分放大器。另外，在将多个单元串联连接而构成二次电池10的情况下，优选在每个串联级都设置电压传感器41。
电流传感器42计测流入到二次电池10的电流并将其输出到电池管理装置30。对于电流传感器42，例如能够使用分流电阻/霍尔元件与差分放大器的组合、或CT传感器。振荡器50能够产生交流信号(例如，正弦波、矩形波)，并能够将产生的交流信号施加于二次电池10。作为振荡器，能够使用LC振荡器、RC振荡器、以及晶体振荡器等。
电池管理装置30包含状态管理部31及动作管理部32，并管理二次电池10的状态及动作。电池管理装置30的构成能够通过硬件资源与软件资源的协作，或仅通过硬件资源来实现。作为硬件资源，可利用微型计算机、DSP、FPGA、ROM、RAM、以及其他LSI。作为软件资源，可利用固件等的程序。
状态管理部31基于从电压传感器41输入的电压值、从电流传感器42输入的电流值、以及从温度传感器(未图示)输入的温度值来管理二次电池10的状态。作为本实施方式的相关管理项目，对二次电池10的SOC(State Of Charge：荷电状态)及SOH(State OfHealth：健康状态)进行管理。SOC可通过电流累计法或OCV(Open Circuit Voltage：开路电压)法来推定。
SOH以当前满充电容量相对于初始满充电容量的比率来规定，数值越低，表示劣化进展越大。SOH既可以通过完全充放电时的容量计测来求得，也可以基于预先由实验或仿真得到的放置劣化速度和电流劣化速度来推定。放置劣化主要由SOC和温度来决定，电流劣化主要由累计电流量和温度来决定。状态管理部31能够基于放置劣化速度、SOC、以及温度来推定放置劣化度，并基于电流劣化速度、累计电流量、以及温度来算出电流劣化度，将两者合并计算来推定二次电池10的SOH。
动作管理部32基于由状态管理部31管理的二次电池10的状态来生成电流指令值/电力指令值，并将其设定于逆变电路20。逆变电路20根据由动作管理部32设定的电流指令值/电力指令值来进行充放电控制。
二次电池10的劣化伴随充放电次数的增加而进展。即，伴随充放电次数的增加，SOH会降低。虽然也取决于电池的种类，但SOH基本上会保持大致一定的斜率地降低。如上所述，当反复进行低温或高温环境下的充放电、以及高速率下的充放电等对电池而言负担较大的使用方法时，易于发生急剧劣化。当发生急剧劣化时，因为电池基本上会无法使用，故而电池的寿命会变短。
急剧劣化的主要因素在于电解液的减少。在直接计测电解液的量时，需要对电池进行分解，而在使用电池中对电池进行分解并不现实。因此，需要一种方法，不分解电池地，从外部来推定电池的内部状态，从而对急剧劣化的预兆进行检测。与此相对应地，存在一种如下的方法：通过从电池的外部施加会使电解液发生反应的频带的交流信号来测定/推定电池的交流电阻，从而对电池的内部状态进行推定。
图2是示意性地表示电池的充放电循环数与SOH/交流电阻的关系的图。如上所述，SOH会伴随充放电循环数的增加而降低。另外，也可以是，不使用充放电循环数，而是使用对负载2的累积充电电流量[Ah]、累积放电电流量[Ah]、或累积充电功率量[Wh]、累积放电功率量[Wh]等。急剧劣化点P1表示在电池中发生急剧劣化的位置。另一方面，电池的交流电阻会伴随SOH的降低而增加。将SOH达到急剧劣化点P1的时间点的交流电阻值决定为用于检测出急剧劣化点P1的阈值。
图3是绘制有表示充放电循环数与交流电阻值的关系的测定数据的图。该测定数据为在高温下长期保存后，以常温反复进行充放电，并对交流电阻进行测定而得到的数据。5个测定数据为将5个相同种类的电池在不同的保存条件下保存后测定出的数据。作为保存条件的参数，能够使用保存时的温度、保存期间、保存时的SOC。测定交流电阻时，在相同条件下进行测定。
在图3中，未被涂黑的圆圈表示在未发生容量的急剧劣化的状态下测定到的交流电阻。被涂黑了的圆圈表示在容量的急剧劣化发生后被测定到的交流电阻。急剧劣化的发生位置以交流电阻的增加速度的斜率急速上升的位置来推定。基于如上的测定数据，决定用于检测所使用的电池的急剧劣化点P1的阈值。
图4是表示本发明的实施方式1的电池系统1的动作的流程的流程图。状态管理部31在不同的多个时间点，对二次电池10的交流电阻值进行测定(S10)。具体而言，状态管理部31对振荡器50进行指示来使其产生预定频率的交流电流Iac，并使该交流电流Iac流入到二次电池10。预定频率优选100Hz～10kHz的范围内的值，例如可使用1kHz。在二次电池10中流有该交流电流Iac的状态下，状态管理部31用电压传感器41来测定二次电池10的交流电压Vac。状态管理部31算出该交流电压Vac与该交流电流Iac的复振幅比(日文：禳素振幅比)|Vac/Iac|，从而测定出二次电池10的交流电阻值。
另外，电流与电压的关系也可以相反。即，状态管理部31对振荡器50进行指示，使其产生预定频率的交流电压Vac，并使其对二次电池10施加该交流电压Vac。在二次电池10上施加有该交流电压Vac的状态下，状态管理部31用电流传感器42来测定在二次电池10中流动的交流电流Iac。状态管理部31算出该交流电压Vac与该交流电流Iac的复振幅比|Vac/Iac|，从而测定出二次电池10的交流电阻值。
接着，状态管理部31基于多个时间点的交流电阻值来推定二次电池10的交流电阻值的预期推移。具体而言，推定交流电阻值的变化速度(S11)。交流电阻值的变化速度不限于如图2所示线性(1次方规律)上升。根据电池的种类，也会呈指数或对数地上升。当为一般的电池时，交流电阻值会相对于充放电循环数的增加而以0.3～1次方规律上升。
状态管理部31基于推定出的交流电阻值的变化速度和当前的交流电阻值来推定达到与二次电池10的使用结束时间点对应的电阻阈值为止的剩余使用期间(S12)。当前的交流电阻值既可以使用测定出的值，也可以使用根据之前的交流电阻值和上述电阻变化速度推定出来的推定值。剩余使用期间被规定为以当前的交流电阻值为起点，在交流电阻值以上述电阻变化速度来进行变化的情况下，该交流电阻值达到上述电阻阈值为止的期间。当为一般的圆筒型的锂离子电池单元时，施加1kHz的交流信号时的电阻阈值多存在于20～40mΩ的范围内。
状态管理部31将推定出的剩余使用期间与预定期间进行比较(S13)。在为通常使用时的寿命是10年左右的电池的情况下，预定期间例如被设定为3年。当剩余使用期间变得小于预定期间时(S13的“是”)，状态管理部31将剩余使用期间已变得小于预定期间的情况通知给动作管理部32。动作管理部32将二次电池10的使用方法变更为负担小于当前的使用方法的使用方法(S14)。
例如，动作管理部32使二次电池10的SOC高于预定值(例如，70％)的高SOC区域中的充电速率降低。具体而言，动作管理部32使高SOC区域中的充电时的电流指令值降低。另外，也可以是，到急剧劣化点为止的剩余使用期间越短，动作管理部32将高SOC区域中的充电速率设定得越低。
此外，也可以是，动作管理部32使低于预定的温度(例如，小于0℃)的低温下的充电速率降低。也可以是，在该情况下，到急剧劣化点为止的剩余使用期间越短，也将其设定得越低。
此外，也可以是，动作管理部32使二次电池10的使用SOC范围变窄。例如，使使用SOC范围的上限值降低。或者，使使用SOC范围的下限值上升。或者，执行这两者。例如，在剩余使用期间大于预定期间的阶段中的使用SOC范围为0～100％的情况下，当剩余使用期间小于预定期间时，变更为0～80％、20～100％、或20～80％。
如以上说明的那样，根据实施方式1，对到急剧劣化发生时为止的剩余使用期间进行预测，当剩余使用期间变得小于预定期间时，将二次电池10的使用方法变更为负担较小的使用方法。由此，能够使二次电池10的急剧劣化的发生向后推迟。由此，能够延长可安全使用二次电池10的期间。此外，因为能够不进行分解地推定出剩余使用期间，所以能够不妨碍用户使用二次电池10地，对二次电池10的性能劣化进行诊断。
图5是表示本发明的实施方式2的电池系统1的构成例的图。实施方式2的电池系统1与实施方式1的电池系统1相比，不同点在于，在电流路径上，设置有用于检测高频信号的旁路电路。在该旁路电路中，插入有带通滤波器60。在主电流路径中，插入有低通滤波器61。
低通滤波器61除去流过主电流路径的充放电电流的高频成分。带通滤波器60为在上述预定频率(例如，1kHz)附近具有透过峰值的滤波器。通过带通滤波器60后的信号会成为仅具有上述预定频率附近的高频成分的信号。电压传感器41测定通过带通滤波器60后的高频电压，电流传感器42测定通过带通滤波器60后的高频电流。另外，也可以是，不使用带通滤波器60，而是使用在上述预定频率附近具有透过峰值的高通滤波器。
在实施方式2的电池系统1中，即使正在二次电池10与负载2/电力系统3之间执行充放电，也能够测定二次电池10的交流电阻值。状态管理部31能够在二次电池10的充放电中，对振荡器50进行指示，使其将预定频率的正弦波电流或矩形脉冲电流叠加于二次电池10的充放电电流。
图6是示意性地表示从叠加有矩形脉冲电流的充放电电流中分离高频成分的情况的图。右下的图是使用带通滤波器或高通滤波器，从叠加有矩形脉冲电流的充放电电流中提取出高频的矩形脉冲电压后得到的图。电压传感器41对被提取的矩形脉冲电压进行测定。状态管理部31算出叠加的矩形脉冲电流I的振幅与被测定出的矩形脉冲电压V的振幅的比率V/I，从而测定出二次电池10的交流电阻值。另外，图6的左下的图是使用低通滤波器来从叠加有矩形脉冲电流的充放电电流中提取直流的充放电电流而得到的图。
如以上说明的那样，根据实施方式2，会起到与实施方式1同样的效果。进而，能够通过设置带通滤波器60来高精度地测定被与直流的充放电电流叠加的高频信号的电压/电流。因此，即使在电池系统1充放电时，也能够高精度地测定二次电池10的交流电阻值。适于无法停止从二次电池10向负载2的供电的用途。
另外，在即使在使高频信号叠加于充放电电流的状态下，也能够根据电压传感器41的测定值及电流传感器42的测定值而高精度地检测出上述预定频率的电压及电流的情况下，未必需要设置上述旁路电路及带通滤波器60。
图7是表示本发明的实施方式3的电池系统1的构成例的图。实施方式3的电池系统1为从实施方式1的电池系统1中省略了振荡器50的构成。即使不对二次电池10施加交流信号，也能够通过测定充放电开始时或充放电停止时的瞬态响应来推定二次电池10的交流电阻值。
状态管理部31使动作管理部32以预定电流值I来开始二次电池10的充电或放电。状态管理部31用电压传感器41来从充电或放电开始时起测定预定时间内的二次电池10的电压变化值ΔV。预定时间优选为10ms以下，更优选的是，为1ms以下。例如，使用0.5ms作为预定时间。0.5ms相当于上述预定频率的1kHz。
状态管理部31根据测定出的电压变化值ΔV与上述预定电流值I的比率ΔV/I来推定交流电阻值。在充电或放电开始时，电流会瞬时上升到预定电流值I，而电压则会伴随与交流电阻值相应的迟钝而上升。
此外，也能够根据充电或放电结束时的瞬态响应特性来推定二次电池10的交流电阻值。在以预定电流值I向二次电池10充电或从二次电池10放电的状态下，状态管理部31使动作管理部32停止二次电池10的充电或放电。状态管理部31用电压传感器41来从充电或放电停止时起测定预定时间内的二次电池10的电压变化值ΔV。状态管理部31根据测定出的电压变化值ΔV与上述电流值I的比率ΔV/I来推定二次电池10的交流电阻值。在充电或放电停止时，电流会瞬时降低到零，而电压会伴随与交流电阻值相应的迟钝而降低到零。
图8是表示二次电池10的充电或放电开始时的电压推移的一例的图。如图8所示，能够通过测定从充电或放电开始时起0.5ms后的电压，从而推定出二次电池10的交流电阻值。
此外，也可以是，在充电或放电开始时，使其多阶段地上升到目标电流值。在该情况下，能够在每个阶段中都测定出瞬态响应。状态管理部31在使动作管理部32开始二次电池10的充电或放电后，使二次电池10的充电电流或放电电流阶段性地变化至达到应向负载2供给的电流值为止。
状态管理部31用电压传感器41来在各阶段中测定二次电池10的电压变化值ΔV。状态管理部31根据在各阶段中测定出的电压变化值ΔV与在各阶段中流过的电流值I的比率ΔV/I来推定二次电池10的各阶段中的交流电阻值。状态管理部31算出各阶段中的交流电阻值的平均值，从而最终确定二次电池10的交流电阻值。
此外，也可以是，在充电或放电结束时，使其从当前的电流值多阶段地降低到零。在该情况下，能够在每个阶段中都测定出瞬态响应。在以预定电流值I来向二次电池10充电或从二次电池10放电的状态下，至达到电流值为零为止，状态管理部31会使动作管理部32阶段性地改变二次电池10的充电电流或放电电流。
状态管理部31用电压传感器41来在各阶段中测定二次电池10的电压变化值ΔV。状态管理部31根据在各阶段中测定出的电压变化值AV与在各阶段中流过的电流值I的比率AV/I来推定二次电池10的各阶段中的交流电阻值。状态管理部31算出各阶段中的交流电阻值的平均值，从而最终确定二次电池10的交流电阻值。
图9是表示二次电池10的多级脉冲充放电时的电流推移的一例的图。在图9中，以3个阶段来推定出二次电池10的交流电阻值，并将其平均化以进行使用。
如以上说明的那样，根据实施方式3，会起到与实施方式1同样的效果。进而，因为无需振荡器50，所以能够抑制振荡器50的追加带来的追加成本。在原本不具备振荡器50的蓄电系统中特别有效。此外，能够通过测定多阶段的瞬态响应，并将其平均化来推定交流电阻值，从而减轻瞬时噪声的影响。
以上，基于实施方式对本发明进行了说明。本领域技术人员应理解的是，实施方式仅为例示，在它们的各构成要素或各处理过程的组合中，可能存在各种变形例，并且那样的变形例也在本发明的范围之内。
在上述的实施方式中，对在二次电池10的剩余使用期间变得小于预定期间时，将二次电池10的使用方法变更为负担较小的使用方法的例子进行了说明。在这一点上，也可以使二次电池10的使用停止。例如，能够通过将上述预定期间设定得较短，并在比较接近到达急剧劣化点的时间点来停止二次电池10的使用，从而在不安全事件发生的概率提高前结束二次电池10的使用。
另外，也可以是，实施方式由以下的项目来确定。
[项目1]
一种电池管理装置(30)，其特征在于，包括：
状态管理部(31)，其测定或推定二次电池(10)的多个时间点的交流电阻值，基于该多个时间点的交流电阻值来推定上述二次电池(10)的交流电阻值的预期推移，并对上述二次电池(10)的交流电阻值到达与上述二次电池(10)的使用结束时间点对应的电阻阈值为止的剩余使用期间进行推定，以及
动作管理部(32)，其在上述二次电池(10)的剩余使用期间变得小于预定期间时，将上述二次电池(10)的使用方法变更为负担较小的使用方法，或停止上述二次电池(10)的使用。
据此，能够推迟或避免二次电池(10)的容量的急剧劣化的发生。
[项目2]
如项目1所述的电池管理装置(30)，其特征在于，
上述状态管理部(31)使预定频率的交流电流流过上述二次电池(10)来测定上述二次电池(10)的交流电压，并算出上述交流电压与上述交流电流的复振幅比，从而测定出上述交流电阻值。
据此，能够不分解二次电池(10)地，推定二次电池(10)的电解液减少等内部劣化的状态。
[项目3]
如项目1所述的电池管理装置(30)，其特征在于，上述状态管理部(31)对上述二次电池(10)施加预定频率的交流电压来测定上述二次电池(20)的交流电流，并算出上述交流电压与上述交流电流的复振幅比，从而测定出上述交流电阻值。
据此，能够不分解二次电池(10)地，推定二次电池(10)的内部劣化的状态。
[项目4]
如项目2或3所述的电池管理装置(30)，其特征在于，上述预定频率为100Hz～10kHz的范围内的值。
据此，能够高精度地推定二次电池(10)的内部劣化的状态。
[项目5]
如项目2或3所述的电池管理装置(30)，其特征在于，上述预定频率为1kHz。
据此，能够高精度地推定二次电池(10)的内部劣化的状态。
[项目6]
如项目2～5的任何1项所述的电池管理装置(30)，其特征在于，进一步包括在上述预定频率附近具有透过峰值的带通滤波器(60)。
据此，能够高精度地测定二次电池(10)的高频电压/电流。
[项目7]
如项目1～6的任何1项所述的电池管理装置(30)，其特征在于，
上述状态管理部(31)使正弦波电流或矩形脉冲电流叠加于上述二次电池(10)的充电电流或放电电流，并算出叠加后的电流的振幅与被测定出的交流电压的振幅的比率，从而测定出上述交流电阻值。
据此，在二次电池(10)的充放电中，也能够测定出二次电池(10)的交流电阻值。
[项目8]
如项目1所述的电池管理装置(30)，其特征在于，
上述状态管理部(31)以预定电流值来开始上述二次电池(10)的充电或放电，并从开始时起测定预定时间内的上述二次电池(10)的电压变化值，从而根据上述电压变化值与上述预定电流值的比率来推定上述交流电阻值。
据此，能够不使用交流信号源地推定二次电池(10)的内部劣化的状态。
[项目9]
如项目8所述的电池管理装置(30)，其特征在于，上述预定时间为10ms以下。
据此，能够高精度地推定二次电池(10)的内部劣化的状态。
[项目10]
如项目8所述的电池管理装置(30)，其特征在于，上述预定时间为1ms以下。
据此，能够高精度地推定二次电池(10)的内部劣化的状态。
[项目11]
如项目8所述的电池管理装置(30)，其特征在于，上述预定时间为0.5ms。
据此，能够高精度地推定二次电池(10)的内部劣化的状态。
[项目12]
如项目1所述的电池管理装置(30)，其特征在于，
上述状态管理部(31)在开始上述二次电池(10)的充电或放电后，至达到由负载(2)规定的电流值为止，使上述二次电池(10)的充电电流或放电电流阶段性地变化，并在各阶段中，测定上述二次电池(10)的电压变化值，推定出各阶段的上述交流电阻值。
据此，能够在充放电开始/结束时，测定多个瞬态响应。
[项目13]
如项目12所述的电池管理装置(30)，其特征在于，上述状态管理部(31)算出上述各阶段的上述交流电阻值的平均值。
据此，能够通过使多个测定值平均化，从而减轻瞬时噪声的影响。
[项目14]
如项目1～13的任何1项所述的电池管理装置(30)，其特征在于，
上述动作管理部(32)在上述二次电池(10)的剩余使用期间变得小于上述预定期间时，使上述二次电池(10)的SOC(State Of Charge：荷电状态)高于预定值的高SOC区域中的充电速率降低。
据此，能够减轻二次电池(10)的负担。
[项目15]
如项目1～14的任何1项所述的电池管理装置(30)，其特征在于，
上述动作管理部(32)在上述二次电池(10)的剩余使用期间变得小于上述预定期间时，使低于预定温度的低温下的充电速率降低。
据此，能够减轻二次电池(10)的负担。
[项目16]
如项目1～15的任何1项所述的电池管理装置(30)，其特征在于，
上述动作管理部(32)在上述二次电池(10)的剩余使用期间变得小于上述预定期间时，执行降低上述二次电池(10)的使用SOC范围的上限值及提升上述二次电池(10)的使用SOC范围的下限值中的至少一者。
据此，能够减轻二次电池(10)的负担。
[项目17]
一种电池系统(1)，其特征在于，包括：
二次电池(10)，以及
项目1～16的任何1项所述的电池管理装置(30)。
据此，能够推迟或避免二次电池(10)的容量的急剧劣化的发生。
[项目18]
一种电池管理方法，其特征在于，具有：
测定或推定二次电池(10)的多个时间点的交流电阻值，基于该多个时间点的交流电阻值来推定上述二次电池(10)的交流电阻值的推移，并对上述二次电池(10)的交流电阻值达到与上述二次电池(10)的使用结束时间点对应的电阻阈值为止的剩余使用期间进行推定的步骤，以及
在上述二次电池(10)的剩余使用期间变得小于预定期间时，将上述二次电池(10)的使用方法变更为负担较小的使用方法或停止上述二次电池(10)的使用的步骤。
据此，能够推迟或避免二次电池(10)的容量的急剧劣化的发生。
[附图标记说明]
1 电池系统
2 负载
3 电力系统
10 二次电池
20 逆变电路
30 电池管理装置
31 状态管理部
32 动作管理部
41 电压传感器
42 电流传感器
50 振荡器
60 带通滤波器
61 低通滤波器

Claims (18)

1.一种电池管理装置，其特征在于，包括：
状态管理部，其测定或推定二次电池的多个时间点的交流电阻值，基于该多个时间点的交流电阻值来推定上述二次电池的交流电阻值的预期推移，并对上述二次电池的交流电阻值到达与上述二次电池的使用结束时间点对应的电阻阈值为止的剩余使用期间进行推定，以及
动作管理部，其在上述二次电池的剩余使用期间变得小于预定期间时，将上述二次电池的使用方法变更为负担较小的使用方法或停止上述二次电池的使用。
2.如权利要求1所述的电池管理装置，其特征在于，
上述状态管理部使预定频率的交流电流流过上述二次电池以测定上述二次电池的交流电压，并算出上述交流电压与上述交流电流的复振幅比，从而测定出上述交流电阻值。
3.如权利要求1所述的电池管理装置，其特征在于，
上述状态管理部将预定频率的交流电压施加于上述二次电池以测定上述二次电池的交流电流，并算出上述交流电压与上述交流电流的复振幅比，从而测定出上述交流电阻值。
4.如权利要求2或3所述的电池管理装置，其特征在于，
上述预定频率为100Hz～10kHz的范围内的值。
5.如权利要求2或3所述的电池管理装置，其特征在于，
上述预定频率为1kHz。
6.如权利要求2～5的任何1项所述的电池管理装置，其特征在于，
进一步包括在上述预定频率附近具有透过峰值的带通滤波器。
7.如权利要求1～6的任何1项所述的电池管理装置，其特征在于，
上述状态管理部使正弦波电流或矩形脉冲电流叠加于上述二次电池的充电电流或放电电流，并算出叠加后的电流的振幅与被测定出的交流电压的振幅的比率，从而测定出上述交流电阻值。
8.如权利要求1所述的电池管理装置，其特征在于，
上述状态管理部以预定电流值开始上述二次电池的充电或放电，从开始时起测定预定时间内的上述二次电池的电压变化值，并根据上述电压变化值与上述预定电流值的比率来推定上述交流电阻值。
9.如权利要求8所述的电池管理装置，其特征在于，
上述预定时间为10ms以下。
10.如权利要求8所述的电池管理装置，其特征在于，
上述预定时间为1ms以下。
11.如权利要求8所述的电池管理装置，其特征在于，
上述预定时间为0.5ms。
12.如权利要求1所述的电池管理装置，其特征在于，
上述状态管理部在开始上述二次电池的充电或放电后，使上述二次电池的充电电流或放电电流阶段性地变化至达到由负载规定的电流值为止，并在各阶段中测定上述二次电池的电压变化值，推定出各阶段的上述交流电阻值。
13.如权利要求12所述的电池管理装置，其特征在于，
上述状态管理部算出上述各阶段的上述交流电阻值的平均值。
14.如权利要求1～13的任何一项所述的电池管理装置，其特征在于，
上述动作管理部在上述二次电池的剩余使用期间变得小于上述预定期间时，使上述二次电池的SOC高于预定值的高SOC区域内的充电速率降低。
15.如权利要求1～14的任何一项所述的电池管理装置，其特征在于，
上述动作管理部在上述二次电池的剩余使用期间变得小于上述预定期间时，使低于预定温度的低温下的充电速率降低。
16.如权利要求1～15的任何1项所述的电池管理装置，其特征在于，
上述动作管理部在上述二次电池的剩余使用期间变得小于上述预定期间时，执行降低上述二次电池的使用SOC范围的上限值及提升上述二次电池的使用SOC范围的下限值中的至少一者。
17.一种电池系统，其特征在于，包括：
二次电池，以及
如权利要求1～16的任何1项所述的电池管理装置。
18.一种电池管理方法，其特征在于，具有：
测定或推定二次电池的多个时间点的交流电阻值，基于该多个时间点的交流电阻值来推定上述二次电池的交流电阻值的推移，并对上述二次电池的交流电阻值达到与上述二次电池的使用结束时间点对应的电阻阈值为止的剩余使用期间进行推定的步骤，以及
在上述二次电池的剩余使用期间变得小于预定期间时，将上述二次电池的使用方法变更为负担较小的使用方法或停止上述二次电池的使用的步骤。
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