CN111433967A - 二次电池系统和用于二次电池的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种二次电池系统，其包括组电池，该组电池包括彼此串联连接的多个块。所述多个块中的每一个块包括彼此并联连接的相同数量的电芯。控制装置被配置成计算内部电阻比和保护电流。内部电阻比是通过将多个块中的两个的内部电阻较高的一个除以内部电阻较低的一个而获得的值。保护电流是通过将内部电阻比乘以由电流传感器检测到的组电池的电流值而获得的值。控制装置被配置成基于保护电流来执行充电‑放电控制。

Description

二次电池系统和用于二次电池的控制方法

发明背景

1.技术领域

本公开涉及二次电池系统及其控制方法。更具体地，本公开涉及根据组电池的电流值来控制组电池的充电/放电的技术。

2.背景技术

近年来，诸如混合动力车辆、电动车辆等的电动操作的车辆已变得流行。这些电动操作的车辆中的每一辆都装有组电池。可以采用具有以下结构的车载组电池。即，组电池包括彼此串联连接的多个块。此外，多个块中的每一个包括彼此并联连接的相同数量的电芯。

提出了将具有这种结构的组电池的内部电阻用于组电池的充电-放电控制的技术。例如，根据日本专利申请公开No.2008-182779(JP 2008-182779 A)，当基于每个块的内部电阻确定存在电流中断机制已经运行的电芯时，停止组电池的充电/放电。

在具有上述结构的组电池中，需要通过执行充电-放电控制来保护各个电芯以防止过大的电流流过每个电芯或防止每个电芯的温度变得过高。通常，当某个电芯的内部电阻在包括彼此并联连接的多个电芯的块中增加时，电流变得不可能流过电芯，并且流过每个其他电芯的电流相应地增加。即，可以使彼此并联连接的多个电芯之间的电流分布产生偏差。从保护电芯的观点来看存在改进的空间，因为没有考虑这种电流分布的偏差，特别是在日本专利申请公开No.2008-182779(JP 2008-182779 A)中。

发明内容

本公开提供了能够适当地保护组电池中包括的各个电芯的技术。

根据本公开的一方面的二次电池系统配备有组电池，检测输入到组电池和从组电池输出的电流的电流传感器，以及根据组电池的电流值来执行组电池的充电-放电控制的控制装置。组电池包括彼此串联连接的多个块。多个块中的每一个包括彼此并联连接的电芯。多个块中的每一个包括相同数量的电芯。控制装置被配置成计算指示作为多个块中的一个的第一块的内部电阻的第一内部电阻和指示作为多个块中的另一个的第二块的内部电阻的第二内部电阻。控制装置被配置成计算通过将第一内部电阻和第二内部电阻中较高的一个除以第一内部电阻和第二内部电阻中较低的一个而获得的内部电阻比。控制装置基于通过将内部电阻比乘以由电流传感器检测到的电流值而获得的值来执行充电-放电控制。

根据上述结构，通过将内部电阻比乘以由电流传感器检测到的电流值而获得的值用于组电池的充电-放电控制。内部电阻比等于或大于1，因此用于组电池的充电-放电控制的电流值大于电流传感器的检测值(即，实际电流值)。然后，与根据实际电流值来控制组电池的充电-放电的情况相比更早地执行组电池的保护控制(将在后面描述的高速率劣化抑制控制或锂沉积抑制控制等)。因此，可以适当地保护组电池中包括的各个电芯。

根据本公开，可以适当地保护组电池中包括的各个电芯。

在根据本公开的另一方面的用于二次电池的控制方法中，二次电池配备有组电池、电流传感器和控制装置。组电池包括彼此串联连接的多个块。多个块中的每一个包括彼此并联连接的电芯。多个块中的每一个包括相同数量的电芯。电流传感器被配置成检测输入到组电池和从组电池输出的电流。控制方法包括计算第一内部电阻和第二内部电阻、计算内部电阻比、计算保护电流、以及由控制装置基于保护电流执行充电-放电控制。第一内部电阻是作为多个块中的一个的第一块的内部电阻。第二内部电阻是作为多个块中的另一个的第二块的内部电阻。内部电阻比是通过将第一内部电阻和第二内部电阻中较高的一个除以第一内部电阻和第二内部电阻中较低的一个而获得的值。保护电流是通过将内部电阻比乘以由电流传感器检测到的电流值而获得的值。

根据本公开，可以适当地保护组电池中包括的各个电芯。

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，其中相似的数字表示相似的元件，并且其中：

图1是示意地示出安装有根据本实施例的二次电池系统的车辆的一般结构的图；

图2是更详细地示出组电池和监视单元的结构的图；

图3是用于对组电池的内部电阻增加之前的状态和组电池的内部电阻增加之后的状态进行比较的图；

图4是示出计算本实施例中的组电池的保护电流的方法的流程图；

图5是用于说明计算每个块的内部电阻的示例方法的图；

图6是示出计算本实施例的变型示例1中的组电池的保护电流的方法的流程图；

图7是示出计算本实施例的变型示例2中的组电池的保护电流的方法的流程图；

图8是用于说明高速率劣化的进展与组电池的SOC之间的关系的概念图；以及，

图9是说明本实施例中的锂沉积抑制控制的图。

具体实施方式

在下文中将参考附图详细描述本公开的实施例。附带地，附图中相似或等同的组件由相似的参考符号表示，并且将不重复其描述。

在下文中作为示例将描述根据本实施例的二次电池系统安装在电动操作的车辆中的结构。然而，二次电池系统可以不一定用于车辆，例如，可以是固定的。

二次电池系统的结构

图1是示意地示出安装有根据本实施例的二次电池系统的车辆的一般结构的图。参考图1，车辆1是混合动力车辆。然而，可以安装有根据本公开的二次电池系统的车辆可以不一定是混合动力车辆(包括插电式混合动力车辆)。根据本公开的二次电池系统可以安装在通过使用从二次电池系统供应的电力来产生驱动力的任何车辆中。因此，车辆1可以是电动车辆或燃料电池车辆。

车辆1配备有二次电池系统2、功率控制单元(PCU)30、电动发电机41和42、发动机50、动力分配装置60、驱动轴70和驱动轮80。二次电池系统2配备有组电池10、监视单元20和电子控制单元(ECU)100。

发动机50是通过将在空气和燃料的混合物的燃烧时产生的燃烧能转换成诸如活塞、转子等的运动元件的动能而输出动力的内燃机。

例如，动力分配装置60包括具有三个旋转轴的行星齿轮机构(未示出)，诸如太阳轮、行星架和齿圈。动力分配装置60将从发动机50输出的动力分成驱动电动发电机41的动力和驱动驱动轮80的动力。

电动发电机41和42中的每一个都是AC旋转电机，例如，具有嵌入有永磁体(未示出)的转子的三相交流同步电动机。电动发电机41主要用作经由动力分配装置60由发动机50驱动的发电机。由电动发电机41产生的电力经由PCU 30供应到电动发电机42或组电池10。

电动发电机42主要作为电动机运行，并驱动驱动轮80。电动发电机42在接收到至少一种来自组电池10的电力或由电动发电机41产生的电力时被驱动，并且电动发电机42的驱动力被传递到驱动轴70。另一方面，当车辆在下坡制动或减速时，电动发电机42作为发电机工作以进行再生发电。电动发电机42产生的电力经由PCU 30被供应到组电池10。

组电池10存储用于驱动电动发电机41和42的电力，并且通过PCU 30将电力供应到电动发电机41和42。此外，当电动发电机41和42发电时，组电池10在通过PCU 30接收到所产生的电力时被充电。组电池10包括多个块。每个块包括多个电芯。每个电芯是二次电池，例如，锂离子二次电池、镍氢电池等。

监视单元20包括电压传感器21(图2中示出的电压传感器211至21M)，电流传感器22和温度传感器23。电压传感器21检测组电池10的电压VB。电流传感器22检测输入到组电池10和从组电池10输出的电流IB。温度传感器23检测组电池10的温度TB。每个传感器向ECU100输出指示其检测结果的信号。将参考图2更详细地描述组电池10和监视单元20的结构。

PCU 30根据来自ECU 100的控制信号在组电池10与电动发电机41和42之间进行双向电力转换。PCU30被配置成能够单独控制电动发电机41和42的状态。例如，PCU 30可使电动发电机42处于动力运行状态而使电动发电机41处于再生状态(发电状态)。例如，PCU 30被配置成包括以分别对应于电动发电机41和42的方式设置的两个逆变器(未示出)，以及将提供给每个逆变器的DC电压升压到等于或高于组电池10的输出电压的电压的转换器(未示出)。

ECU 100被配置成包括中央处理单元(CPU)101、存储器(只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM))102、以及各种信号从其输入的输入端口/各种信号输出到的输出端口(未示出)。ECU 100基于从各个传感器接收到的信号、存储在存储器102中的程序以及存储在存储器102中的地图来执行用于将车辆1控制到期望状态的各种过程。具体而言，ECU 100通过控制发动机50和PCU 30来控制组电池10的充电/放电。如后面将详细描述的，组电池10的电流值用于组电池10的充电-放电控制(更具体地，组电池的“保护控制”)。此外，ECU 100计算组电池10中的各个块的内部电阻。内部电阻的计算也将在后面详细描述。

图2是更详细地示出组电池10和监视单元20的结构的图。参考图2，组电池10包括彼此串联连接的M个块11至1M。块11和块12彼此相邻地设置。块12和块13彼此相邻地设置。其他块14至1M也一样。块11至1M中的每一个包括彼此并联连接的N个(相同数量)电芯。M和N均为等于或大于2的自然数。

电压传感器211检测块11的电压V1。电压传感器212检测块12的电压V2。其他电压传感器213至21M也一样。电流传感器22检测输入到组电池10和从组电池10输出的电流IB。温度传感器23检测组电池10的温度。每个传感器将其检测结果输出到ECU100。附带地，例如，可以为多个块中的每一个提供温度传感器，而不是为整个组电池10提供单个温度传感器。

电流分布偏差

在如上所述配置的二次电池系统2中，随着组电池10变得劣化，组电池10的内部电阻增加。例如，内部电阻的增加归因于由于组电池10中的电芯中任何一个的电极脱落、集电器的焊接部分脱落、电极活性材料的滑落等所导致的有效电极面积的减小。如下所述，在组电池10中的内部电阻增加之前和之后，在组电池10(块)中流动的电流的分布发生变化。

图3是用于对组电池10的内部电阻增加之前的状态和组电池10的内部电阻增加之后的状态进行比较的图。为了便于理解，将使用两个块11和12给出以下描述。

参考图3，块11包括电芯111至11N。块12包括电芯121至12N。在这种情况下，存在的假设情况是尽管包括在块11中的全部电芯111至11N是正常的(即，尽管其内部电阻没有增加)，但是作为包括在块12中的电芯121至12N之一的电芯12N的内部电阻增加了。

普通电芯的内部电阻用R表示。然后，块11的内部电阻R1由以下示出的等式(1)表示。

Rl＝R/N...(1)

另一方面，假设电芯12N的内部电阻通过乘以在块12中的K而增加到αR(α＞1)。其他电芯121至12(N-1)的内部电阻保持等于R。在这种情况下，根据以下示出的等式(2)计算块12的内部电阻R2。

1/R2＝(N-l)×l/R+l/αR...(2)

当对等式(2)进行变换时，块12的内部电阻R2由以下示出的等式(3)表示。

R2＝αR/{α(N-l)+l}...(3)

块12的内部电阻R2与块11的内部电阻R1之比可以由等式(1)和等式(3)得出的以下示出的等式(4)表示。以下将这个比称为“内部电阻比K”。内部电阻比K大于1(K＞1)。

K＝R2/R1＝αN/{α(N-1)+1}...(4)

随后，关于除了电芯12N之外在块12中包括的每个电芯，即，(N-1)个正常电芯121至12(N-1)中的每一个，将描述如何表示流过每个电芯的电流Inor。首先，考虑通过虚拟合成正常电芯121至12(N-1)而获得的合成电芯，并且流过这个合成电芯的电流用IX表示。这个合成电芯的合成内部电阻用R(N-1)表示。另一方面，流过其内部电阻已经增加到αR的电芯12N的电流由IY表示。当电芯12N的内部电阻增加时，电流变得不太可能流过电芯12N(电流IY根据α减小)，而流过合成电芯的电流IX相应地增加。电流IX与电流IY之比等于内部电阻的倒数，并且由以下示出的等式(5)表示。

IX:IY＝αR:{R/(N-l)}...(5)

关于电流IX，当同时求解这个等式(5)和表示电流保持定律(基尔霍夫第一定律)的关系表达式(IX+IY＝IB)时，得到以下示出的等式(6)。

IX＝α(N-1)/{α(N-1)+1}×IB...(6)

通过将IX除以(N-1)而获得流过每个正常电芯121至12(N-1)的电流Inor，并因此由以下示出的等式(7)表示。

Inor＝α/{α(N-1)+1}×IB...(7)

从等式(4)和等式(7)中显而易见的是流过正常电芯121至12(N-1)中的每一个的电流Inor通过使用内部电阻比K来表示，正如以下示出的等式(8)所指示。等式(8)指示电流Inor与内部电阻比K成比例地增加。

Inor＝K×IB/N...(8)

如上所述，当电芯12N的内部电阻增加到αR时，流过在块中彼此并联连接的其他正常电芯121至12(N-1)中的每个的电流Inor增加，并且电流分布有偏差。当不考虑电流分布中的这个偏差时，随着内部电阻比K的增大会有过大的电流Inor流过正常电芯121至12(N-1)，使得可能无法适当地保护电芯121至12(N-1)。

因此，在本实施例中，根据前述等式(8)的计算结果，通过将电流IB与内部电阻比K相乘得到的电流(K×IB)流过块11至1M中的每一个的假设采用用于控制组电池10的充电/放电结构。因此，假设流过块11至1M中的每一个的电流(K×IB)大于实际电流(IB)等同于为流过块11至1M的每一个的电流设置裕度。通过设置电流裕度，在流过每个电芯的电流过分增大之前，执行用于抑制组电池10的充电/放电的各种控制(后面将描述)，因此可以适当地保护各个电芯。通过将电流IB乘以内部电阻比K而获得的电流(K×B)在下文中被称为“保护电流IBp”，并且将描述计算保护电流的方法。

保护电流的计算流程

图4是示出计算本实施例中的组电池10的保护电流IBp的方法的流程图。例如，每当预定周期过去时，从主程序(未示出)调用并执行稍后将描述的在图4中示出的流程图以及在图6和图7中示出的流程图。每个步骤(将缩写为S)基本上是通过软件处理由ECU 100实现的，但是可以通过硬件处理由ECU 100中准备的电子电路来实现。

参考图4，在S110中，ECU 100从监视单元20中的各个传感器获取块11至1M的电压V1至VM，并获取流过组电池10的电流IB。

在S120中，ECU 100计算块11至1M的内部电阻R1至RM。例如，块11的内部电阻R1可以如下计算。

图5是用于说明计算块11的内部电阻R1的示例方法的图。在图5中，横轴表示电流IB，纵轴表示电压V1(电压传感器211的检测值)。

ECU 100在处理步骤S1中的预定时间段内重复获取电压V1和电流IB，并将获取的值标绘在如图5所示的图上。然后，ECU 100根据最小二乘法计算指示电压V1与电流IB之间的关系的近似线L。然后，近似线L的梯度指示块11的内部电阻R1。尽管不重复描述，但是可以通过使其他块12至1M经历相同的过程来计算内部电阻R2至RM。

附带地，从增强近似线L(等于内部电阻)的梯度的计算精度的观点出发，优选的是将上述预定时间段设置得长一些，并在相对宽泛的范围内在图上标绘电压传感器21和电流传感器22的检测值。更具体而言，优选的是将诸如一秒等的长时间段设置为预定时间段(附带地，可以将采样时间段设置为大约100毫秒)，并使用在电流IB中的变化幅度较大的情况下获得的结果，诸如在时间段内电流IB的符号发生变化等的情况下获得的结果。

返回图4，在S130中ECU 100计算两个相邻块之间的内部电阻比Ki(i＝1至(N-1))。两个相邻模块的内部电阻为Ri和R(i+1)。可以将顺序彼此不同的两个比率Ri/R(i+1)和R(i+1)/Ri中的较大值用作内部电阻比Ki。替选地，当Ri/R(i+1)等于或大于1时，Ki可以被计算为Ri/R(i+1)，并且当Ri/R(i+1)小于1时，Ki可以被计算为R(i+1)/Ri。结果，通过将两个内电阻中较高的一个除以两个内电阻中较低的一个而获得的值用作内部电阻比Ki。

在S140中，ECU 100获得全部内部电阻比Ki的最大值Kmax。然后，ECU 100计算通过将由电流传感器22检测到的电流IB乘以内部电阻比Ki的最大值Kmax所获得的值，作为保护电流IBp(IBp＝Kmax×IB)(S150)。

可以根据如上所述的处理流程来计算保护电流IBp。然后，通过使用保护电流IBp来执行组电池10的充电-放电控制。作为这个充电-放电控制的示例，将在后面简要地描述通过抑制组电池10的充电/放电(高速率抑制控制和锂沉积抑制控制)来保护组电池10的保护控制的示例。

除了参考图4和图5描述的方法以外的方法也可以作为计算保护电流IBp的方法。例如，也可以采用以下变型示例1和2所示的方法。

图6是示出计算本实施例的变型示例1中的组电池10的保护电流IBp的方法的流程图。参考图6，S210和S220的处理步骤分别等同于实施例中的S110和S120(见图4)的处理步骤。对于图7也一样，其将在后面描述。

在S230中，ECU 100获得内部电阻R1至RM中最低的一个(最低电阻)Rmin，并且获得内部电阻R1至RM中最高的一个(最高电阻)Rmax。

在S240中，ECU 100计算最高电阻Rmax与最低电阻Rmin的内部电阻比K(等于Rmax/Rmin)。然后，在S250中，ECU 100计算通过将由电流传感器22检测到的电流IB乘以内部电阻比K而获得的值作为保护电流IBp(IBp＝K×IB)。

可以根据前述处理流程计算保护电流IBp，与在实施例中描述的处理流程(参见图4)的情况一样。

附带地，在S240中计算内部电阻比K时，可以使用通过将最低电阻Rmin乘以安全裕度M(但是，应当注意的是M＜1)获得的值而不是简单地使用最低电阻Rmin。在这种情况下，内部电阻比K'被表示为K'＝Rmax/(Rmin×M)，并且K'＞K。即，通过与安全裕度M相乘，内部电阻比K'变得比内部电阻比K'没有与安全裕度M相乘的情况下的内部电阻比K'更大。因此，保护电流IBp变大，使得组电池10可以得到更可靠地保护。

可以将固定值用作安全裕度M。但是，通常，内部电阻与温度有关并且与SOC有关。因此，更优选的使用假设与组电池10的温度及其充电状态(SOC)相对应的值的安全裕度M。

图7是示出计算本实施例的变型示例2中的组电池10的保护电流IBp的方法的流程图。在这个变型示例2中，假设其内部电阻是在组电池10的某些状态(TB和SOC)下最低的理想的(或虚拟的)块，并且计算块的内部电阻，而不是计算块11至1M的内部电阻R1至RM(Ri)并由此计算最低电阻Rmin。

具体而言，在S330中，ECU 100从温度传感器23获取组电池10的温度TB，并估计组电池10的SOC。可以采用任何已知方法作为估计SOC的方法。例如，可以使用在测量OCV之后参考存储在存储器102中的OCV-SOC曲线从组电池10的OCV估计SOC的方法。替选地，也可以使用对输入到组电池10和从组电池10输出的电流进行积分的方法。

通过初步测试来准备示出每个块的内部电阻、温度TB和SOC之间的对应关系的映射MP(未示出)并将其存储在ECU 100的存储器102中。ECU 100通过参考映射MP而从组电池10的温度TB和SOC获得内部电阻(S340)。更具体地，在这个映射MP中，根据组电池10的温度TB和SOC的组合(TB和SOC)规定了可以由每个块的内部电阻假定的最小值。这个最小值是仅由全部被假设具有最低电阻作为理想状态的电芯构成的每个块的内部电阻值(最低电阻Rid)。通过参考映射MP，可以计算组电池10的组合(TB、SOC)中的理想的最低电阻Rid。

在S350中，ECU 100计算每个内部电阻Ri与最低电阻Rid之比作为内部电阻比Ki(Ki＝Ri/Rid)。在S360中，获得内部电阻比Ki的最大值Kmax。然后，ECU 100计算通过将由电流传感器22检测到的电流IB乘以最大内部电阻比Kmax来获得的值作为保护电流IBp(IBp＝Kmax×IB)(S370)。

如上所述使用变型示例2的处理流程也能够计算出保护电流IBp，与实施例和变型示例1中描述的流程(参见图4和图6)情况相同。

如上所述，根据实施例及其变型示例1和2，通过将由电流传感器22检测到的电流值IB乘以内部电阻比K(Kmax等)而获得的保护电流IBp用作组电池10的电流值。内部电阻比K等于或大于1，因此用于组电池10的充电-放电控制的电流值大于电流传感器22的检测值(实际电流IB)。然后，在后面将描述的高速率劣化抑制控制或锂沉积抑制控制等中，在早期执行用于保护组电池10的控制(再生限制等)。因此，可以适当地保护组电池10中包括的各个电芯。

附带地，在图4、图6和图7中，已经描述了根据其中比率最大的内部电阻的组合(Rmax/Rmin等)来计算内部电阻比K的示例。如上所述，通过将可能的最大值设置为内部电阻比K而可以更可靠地保护组电池10。然而，用于计算内部电阻比K的内部电阻的组合不限于这个组合。可以使用组电池10中包括的M个块中的任何两个的内部电阻之间的比率。采用它们之间的比率最大的内部电阻的组合不是必不可少的。

高速率劣化抑制控制

在锂离子二次电池作为组电池被采用作为组电池10的情况下，当以相对较大的电流连续进行充电/放电时，随着组电池10的内部电阻的增加会引起作为劣化现象的“高速率劣化”。高速率劣化是由包括电极体内锂离子浓度分布(盐浓度分布)的偏差的各种因素导致的劣化。在本实施例中，ECU 100可以执行“高速率劣化抑制控制”用于抑制组电池10的高速率劣化的进展。例如，已知的是高速率劣化的进展与SOC相关联。

图8是用于说明高速率劣化的进展与组电池10的SOC之间的关系的概念图。在图8中，横轴表示组电池10的SOC。纵轴表示“公差值TL”作为指示在组电池10中不发生高速率劣化的可能性的指标值。当公差值TL低时，高速率劣化可能会有进展。随着公差值TL升高，不发生高速率劣化进展的可能性增加。

如图8所示，在组电池10的SOC相对较高的区域中公差值TL在某种程度上较高。然而，公差值TL随着SOC的下降而下降。因此，期望将组电池10的SOC保持在公差值TL相对较高的SOC区域内。具体而言，期望将组电池10的SOC调整到公差值TL高于参考值TLref的SOC区域(SOC区域等于或高于Sref)。

SOC的这种调整可以实现如下。即，在车辆1中，组电池10的SOC被控制在包括预先确定的中心值的某个SOC区域内(SOC控制中心)，并且可以使SOC控制中心比通常更高。通常不执行高速率劣化抑制控制。替选地，可以使正在使用中的SOC区域的上限和下限(特别是下限)比通常的更高。因此，能够实现公差值TL高于参考值TLref的状态。

PCU 30的放电功能可以用于SOC调整以降低SOC。另一方面，在车辆1是可以利用从车辆外部供应的电力对组电池10充电的车辆(电动车辆，插电式混合动力车辆等)的情况下，转换从外部电源(未示出)提供的电力的电力转换装置(逆变器等)的充电功能可以用于SOC调整以提高SOC。

当通过使用这种充电功能或放电功能调整SOC中的输入到组电池10和从组电池10输出的电流IB过大时，可以加速高速率劣化。因此，通过使用保护电流IBp作为用于调节SOC的充电-放电电流可以抑制高速率劣化的进展。更具体而言，保护电流IBp可以用于计算指示对组电池10充电所用的电力的限制值的输入允许电力值Win，以及指示从组电池10放电的电力的限制值的输出允许电力值Wout。

锂沉积抑制控制

已知的是，在作为组电池的锂离子二次电池被采用作为组电池10的情况下，取决于组电池10的使用模式，主要在连续充电时，组电池10可能产生热量或者其性能可能通过锂金属在负极表面上的沉积而劣化，而主要在连续放电时，内部电阻会增加。在本实施例中，ECU 100执行“锂沉积抑制控制”以抑制锂金属的沉积。

图9是说明本实施例中的锂沉积抑制控制的图。在图9中，横轴表示经过的时间。纵轴表示，从上方依次开始，保护电流IBp和输入允许电力值Win。即，在本实施例中的锂沉积抑制控制中，使用保护电流IBp而不是由电流传感器22检测到的电流IB。

参考图9，当在时间点t0开始组电池10的充电(具体地，再生发电)时，保护电流IBp在负方向(充电方向)上变化。根据组电池10的充电-放电历史来设定组电池10的允许输入电流值Ilim。例如，如WO 2010/005079中所述，通过每单位时间组电池10的负极的电位下降至锂参考电位而获得的允许输入电流值Ilim作为未沉积锂金属的最大电流值。更具体地，在每个控制周期上没有充电-放电历史的状态下，可以通过向允许输入电流值的初始值Ilim[0]增加通过持续充电减少的量、通过持续放电恢复的量、通过放弃而恢复的量的方式来依次计算时间点t的Ilim[t]，或者通过从允许输入电流值的初始值Ilim[0]减去通过持续充电减少的量、通过持续放电恢复的量、通过放弃而恢复的量的方式来依次计算时间点t的Ilim[t]。

此外，设置用于允许输入电流值Ilim的裕度电流ΔImr，从而设置用于防止锂金属沉积的输入电流限制目标值Itag。例如，输入电流限制目标值Itag可以通过使允许输入电流值Ilim向正方向偏移来设置。在这种情况下，偏移电流值用作裕度电流ΔImr(详细信息参见WO 2010/005079)。

如图9所示，允许输入电流值Ilim和输入电流限制目标值Itag通过组电池10的持续充电而在正方向(放电方向)上逐渐变化。因此，可以理解的是允许充电电流(|IBp|)减少。然后，当保护电流IBp在时间点tl变得小于输入电流限制目标值Itag(IBp<Itag)时，需要限制充电电流以抑制锂金属的沉积。

因此，从时间点t1起在正方向通过改变组电池10的Win来限制充电电力(再生电力)。例如，Win以某一速率(以某一时间变化率)在正方向变化。因此，|Win|减少。通过Win的变化而对充电电力的这种限制也被称为“再生限制”。

从时间点t1起通过再生限制充电电流减少(即，保护电流IBp在正方向上变化)。在时间点t2处，保护电流IBp再次变为IBp>Itag。因此，从时间点t2起再生限制被取消。然后，组电池10的Win逐渐恢复到正常值。

如上所述，在再生制动的时刻当产生大的充电电流时，例如，一旦保护电流IBp达到输入电流限制目标值Itag，就以某一速率启动用于改变Win的再生限制以抑制锂金属的沉积。与使用电流IB的情况相比，使用保护电流IBp使得保护电流IBp更可能变得小于输入电流限制目标值Itag(使条件IBp＜Itag更可能被满足)。因此，有可能施加再生限制，并且作为结果，可以更有效地保护组电池10。

附带地，尽管不重复进行详细描述，但是与图9中示出的再生限制相同的限制也被施加到放电电流和输出允许电力值Wout。当保护电流IBp在正方向(放电方向)上变大并且超过对应于输出电流限制目标值的阈值时，Wout受到限制。附带地，尽管未在附图中示出，但是这种情况下的波形是通过使用横轴(时间轴)作为对称轴将示出了保护电流IBp的图7的图垂直反转而获得的。此外，可以将示出了Win的图的纵轴重新读取为Wout，并且纵轴的正负号可以彼此替换以使得(+)表示向上方向且(-)表示向下方向。

在每个方面，本文公开的实施例应被认为是示例性的而非限制性的。本公开的范围不由前述实施例的描述限定而是由权利要求限定。本公开旨在涵盖在意义和范围上等同于权利要求的全部修改。

Claims (7)

1.一种二次电池系统，包括：

组电池，所述组电池包括彼此串联连接的多个块，所述多个块中的每一个块包括彼此并联连接的电芯，并且所述多个块中的每一个块包括相同数量的电芯；

电流传感器，所述电流传感器被配置成检测输入到所述组电池和从所述组电池输出的电流；以及，

控制装置，所述控制装置被配置成根据所述组电池的电流值来执行所述组电池的充电-放电控制，所述控制装置被配置成计算第一内部电阻和第二内部电阻，所述第一内部电阻是作为所述多个块中的一个块的第一块的内部电阻，所述第二内部电阻是作为所述多个块中的另一个块的第二块的内部电阻，

所述控制装置被配置成计算内部电阻比，所述内部电阻比是通过将所述第一内部电阻和所述第二内部电阻中的较高的一个除以所述第一内部电阻和所述第二内部电阻中的较低的一个而获得的值，

所述控制装置被配置成计算保护电流，并且基于所述保护电流来执行所述充电-放电控制，并且所述保护电流是通过将所述内部电阻比乘以由所述电流传感器检测到的电流值而获得的值。

2.根据权利要求1所述的二次电池系统，其中，

所述第一块和所述第二块彼此相邻，

所述控制装置被配置成获得全部所述内部电阻比中的最大值，以及，

所述控制装置被配置成通过将全部所述内部电阻比中的所述最大值乘以由所述电流传感器检测到的电流值来计算所述保护电流。

3.根据权利要求1所述的二次电池系统，其中，

所述第一内部电阻是所述多个所述块的所述内部电阻当中的最高的内部电阻，

所述第二内部电阻是所述多个所述块的所述内部电阻当中的最低的内部电阻，以及

所述内部电阻比是通过将所述第一内部电阻除以所述第二内部电阻而获得的值。

4.根据权利要求1至权利要求3中的任意一项所述的二次电池系统，其中，

所述充电-放电控制包括所述组电池的保护控制。

5.根据权利要求4所述的二次电池系统，其中，

所述保护控制是在允许范围内调整所述组电池的充电状态，

当调整所述组电池的所述充电状态时，基于所述保护电流来计算对所述组电池充电的电力的限制值和从所述组电池放电的电力的限制值。

6.根据权利要求4所述的二次电池系统，其中，

所述保护控制是限制所述组电池的输入电流和输出电流，以使所述保护电流变得等于或小于允许输入电流值和允许输出电流值。

7.一种用于二次电池的控制方法，所述二次电池包括组电池、电流传感器和控制装置，所述组电池包括彼此串联连接的多个块，所述多个块中的每一个块包括彼此并联连接的电芯，所述多个块中的每一个块包括相同数量的电芯，并且所述电流传感器被配置成检测输入到所述组电池和从所述组电池输出的电流，

所述控制方法包括：

通过所述控制装置来计算第一内部电阻和第二内部电阻，所述第一内部电阻是作为所述多个所述块中的一个块的第一块的内部电阻，并且所述第二内部电阻是作为所述多个所述块中的另一个块的第二块的内部电阻，

通过所述控制装置来计算内部电阻比，所述内部电阻比是通过将所述第一内部电阻和所述第二内部电阻中的较高的一个除以所述第一内部电阻和所述第二内部电阻中的较低的一个而获得的值，

通过所述控制装置来计算保护电流，所述保护电流是通过将所述内部电阻比乘以由所述电流传感器检测到的电流值而获得的值，并且，

通过所述控制装置，基于所述保护电流来执行充电-放电控制。

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