CN114388913B - 二次电池的控制装置、车辆控制装置以及二次电池的控制方法 - Google Patents
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Abstract
改善二次电池的充放电特性。二次电池的控制装置在二次电池的充放电时,在开始充放电的正式通电(α)前,以比该正式通电(α)低的通电速率(Rx)执行与正式通电(α)相同的通电方向的适应通电(β)。
Description
技术领域
本发明涉及二次电池的控制装置、车辆控制装置以及二次电池的控制方法。
背景技术
以往,有如下控制装置:在开始二次电池的充放电前,进行与该充放电的通电方向反向的通电。例如,在专利文献1中公开了如下控制方法:在二次电池放电后,对该二次电池充电预先决定的基准值以上的电量。另外,在专利文献2中公开了如下结构:在以预定值以上的通电速率进行放电的情况下,在以小于预定值的通电速率进行充电之后,以该预定值以上的通电速率开始放电。并且,在专利文献2中进一步公开了如下结构:在以预定值以上的通电速率进行充电的情况下,在以小于预定值的通电速率进行放电之后,以该预定值以上的通电速率开始充电。
即,通过在放电后预先充电,能够在下次放电时确保较大的放电容量。另外,通过在输出开始前瞬间进行充电,能够将输出开始时的OCV(Open Circuit Voltage:开路电压)提高。通过采用这样的控制方法,能够改善该二次电池的充放电特性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-73498号公报
专利文献2:日本特开2017-73343号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,在上述现有技术的控制方法中,通过进行与本来的通电方向反向的通电,从而二次电池内的反应场、也就是该离子的移动方向变为反向。这在发挥二次电池的充放电性能上有可能变为阻碍。
用于解决课题的方案
解决上述课题的二次电池的控制装置在二次电池的充放电时,在开始所述充放电的正式通电前,以比该正式通电低的通电速率执行与所述正式通电相同的通电方向的适应通电。
根据上述结构,通过适应通电的执行,能够使二次电池内的离子的移动方向与进行该正式通电的放电方向或者充电方向一致。也就是说,能够“适应”二次电池内的反应场。由此,能够改善二次电池的充放电特性。
具体地,在实际利用二次电池的情况下,例如在放电时能够使其输出时间延长。另外,在输出时间相同的情况下,能够提高该二次电池中所容许的输出电力的上限值。另外,关于充电时也同样,能够实现其充电性能的提高。
解决上述课题的二次电池的控制装置优选的是,在所述正式通电的所述通电速率成为预先决定的高速率阈值以上的情况下执行所述适应通电。
即,通过适应通电的执行而得到的反应场的“适应作用”的效果在该二次电池的充放电以相当于高速率通电的高通电速率进行正式通电的情况下变得显著。因此,根据上述结构,能够更有效地改善该二次电池的充放电特性。
解决上述课题的二次电池的控制装置优选的是,所述适应通电以预先决定的低速率阈值以下的所述通电速率执行,在不执行所述适应通电而以比所述低速率阈值高且比所述高速率阈值低的所述通电速率开始正式放电的情况下,在该正式放电开始后将所述通电速率变更为所述高速率阈值以上的情况下,在将该通电速率变更为所述高速率阈值以上前,以所述低速率阈值以下的所述通电速率执行所述适应通电。
即,二次电池内的反应场整体通过以低通电速率进行通电,从而没有不匀地均匀化。因此,根据上述结构,在变更为相当于高速率通电的高通电速率的情况下,能够有效地改善二次电池的充放电特性。
解决上述课题的二次电池的控制装置优选的是,将以比所述低速率阈值高且比所述高速率阈值低的所述通电速率开始所述正式放电的情况下的该开始后的经过时间作为适应时间,具备适应时间阈值保持部,所述适应时间阈值保持部保持所述通电速率和与该通电速率相应的所述适应时间的阈值的关系,在经过与所述通电速率相应的所述适应时间的所述阈值后,不执行所述适应通电。
即,即使是比低速率阈值高的通电速率,也能够期待通过维持一方向的通电状态而得到的反应场的“适应作用”。为了得到该适应作用所需要的从通电开始算起的经过时间、也就是适应时间的阈值变为与其通电速率相应的值。因此,根据上述结构,能够适当地进行在通电速率变更前执行的适应通电的要否判定。其结果是,在推定为已经得到反应场的“适应作用”的情况下,能够不插入适应通电,而迅速地从以比该高速率阈值低的通电速率的正式通电转移到以相当于高速率通电的高通电速率的正式通电。由此,能够抑制由于该适应通电的执行导致的延迟的发生,能够确保高响应性。
解决上述课题的二次电池的控制装置优选的是,在非通电状态持续预先决定的预定时间以上后,在进行所述充放电的情况下,执行所述正式通电前的所述适应通电。
即,通过非通电状态持续,该反应场恢复原状,也就是离子的移动方向变为不是一方向。因此,根据上述结构,能够更有效地改善该二次电池的充放电特性。
解决上述课题的二次电池的控制装置优选的是,在从充电向放电切换时或者从放电向充电切换时,执行所述正式通电前的所述适应通电。
即,在从充电向放电切换时或者从放电向充电切换时,该反应场的状态反转,也就是离子的移动方向变为反向。因此,根据上述结构,能够更有效地改善该二次电池的充放电特性。
优选的是,解决上述课题的二次电池的控制装置是具备上述任一项记载的二次电池的控制装置的车辆控制装置。
根据上述结构,例如能够担保与油门的踩下相应的优良的车辆的加速性能。在再生制动时等二次电池的充电时,能够使其充电容量增大。
解决上述课题的二次电池的控制方法在二次电池的充放电时,在开始所述充放电的正式通电前,以比该正式通电低的通电速率执行与所述正式通电相同的通电方向的适应通电。
发明效果
根据本发明,能够改善二次电池的充放电特性。
附图说明
图1是二次电池的概要结构图。
图2是示出二次电池的控制装置的概要结构的框图。
图3是适用二次电池的控制装置的混合动力车辆的概要结构图。
图4是示出在高速率放电时、在正式放电开始前执行的适应放电的方式的时序图。
图5是示出在高速率充电时、在本充电的开始前执行的适应充电的方式的时序图。
图6是示出在相当于高速率通电的充放电时执行正式通电开始前的适应通电时的处理步骤的流程图。
图7是对适应通电的效果进行确认的试验数据的坐标图。
图8是示出确认试验的试验条件的说明图。
图9是示出从适应放电的执行开始到正式放电的开始为止的间隔和二次电池的输出时间的关系的试验数据的坐标图。
图10是示出在通电速率变更前执行的适应通电的方式的时序图。
图11是示出第2实施方式中的二次电池的控制装置的概要结构的框图。
图12是执行通电速率变更前的适应通电时的处理步骤的流程图。
具体实施方式
[第1实施方式]
以下,按照附图说明关于二次电池的第1实施方式。
如图1所示,二次电池1具有将二次电池1的正极3、负极4以及隔板5与未图示的电介质一起封入壳体10内的结构。另外,图1是所谓的一维的电池模型。作为具有这样的结构的二次电池1,例如能够列举其正极3侧的活性物质使用氢氧化镍等镍氧化物的镍氢二次电池、其正极3侧的活性物质使用锂过渡金属氧化物的锂离子二次电池等。
即,在镍氢二次电池的情况下,其负极4侧的活性物质使用储氢合金,并且其电介质使用以氢氧化钾为主体的碱性水溶液。在锂离子二次电池的情况下,其负极4侧的活性物质使用碳系材料,并且其电介质使用非水电解液。
另外,本实施方式的二次电池1具备壳体10,壳体10具有扁平的大致四方箱型的外形。另外,正极3、负极4以及隔板5以一体化为电极体20的状态收纳于壳体10内。在本实施方式的二次电池1中,其电介质以被浸渍该电极体20的状态封入到壳体10内。
在壳体10进一步设置有向壳体10的外部突出的正极端子21及负极端子22。在二次电池1中,正极端子21与正极3侧的集电体23电连接,负极端子22与负极4侧的集电体24电连接。
接着,对二次电池1的控制装置进行说明。
如图2所示,利用控制装置40控制二次电池1的充放电。
详述的话,本实施方式的控制装置40具有作为微型计算机的结构,该微型计算机具备执行用于控制的运算处理的运算处理电路、及存储有控制用的程序、数据的存储器。另外,向该控制装置40提供电压传感器41、电流传感器42以及温度传感器43的各输出信号。控制装置40进一步具备基于这些传感器的输出信号监视二次电池1的电压VB的电压监视部45、监视二次电池1的电流IB的电流监视部46、以及监视二次电池1的温度TB的温度监视部47。本实施方式的控制装置40具备监视该二次电池1的SOC(State of Charge:荷电状态)的SOC监视部48。
另外,控制装置40接收通过未图示的电力线与二次电池1连接的外部装置50的控制指令Sc。另外,本实施方式的控制装置40从未图示的外部装置50的控制装置或者其上位的控制装置取得该控制指令Sc。本实施方式的控制装置40具备作为通电控制部的充放电控制部51,其基于该外部装置50的控制指令Sc控制二次电池1的通电状态。
即,本实施方式的充放电控制部51确定基于外部装置50的控制指令Sc的通电状态是该二次电池1的放电还是充电。由此,本实施方式的充放电控制部51控制二次电池1相对于具有作为其负荷52的结构的外部装置50的放电状态,以及控制从具有作为其电源53的结构的外部装置50对二次电池1的充电状态。
例如,本实施方式的控制装置40在如图3所示的混合动力车辆60中适用于构成混合动力车辆60的车辆控制装置的PCU(Power Control Unit:动力控制单元)61。具体地,该混合动力车辆60具备:具有作为内燃机的结构的发动机62;和作为驱动电动机及发电机执行功能的电动发电机63、64。另外,在将发动机62的发动机输出向驱动轮65传递的驱动传递系统66的中途设置有动力分割装置67。混合动力车辆60能够基于该动力分割装置67的工作,将该电动发电机63、64的输出向驱动轮65传递,以及使其进行再生动作。
即,在该混合动力车辆60中,PCU61基于构成电源部68的二次电池1的放电,向成为其负荷52的电动发电机63、64供应驱动电力。另外,PCU61通过使其再生电力回流,从而将这些电动发电机63、64作为电源53对二次电池1进行充电。本实施方式的控制装置40通过适用于这样的混合动力车辆60,从而控制基于该PCU61的工作的二次电池1的充放电。
(充放电开始时的适应通电控制)
接着,对本实施方式的控制装置40执行的充放电开始时的适应通电控制进行说明。
如图4及图5所示,在本实施方式的控制装置40中,充放电控制部51基于向控制装置40提供的外部装置50的控制指令Sc(参照图2),确定通过基于该控制指令Sc的充放电而产生的二次电池1的电流IB、也就是该充放电的通电速率Rx。本实施方式的充放电控制部51在二次电池1的充放电时,在该二次电池1的通电状态变为相当于较大电流IB流动的所谓的高速率通电的通电状态的情况下,在开始该通电速率Rx高的充放电的正式通电α前,以比该正式通电α低的通电速率Rx瞬间执行与该正式通电α相同的通电方向的适应通电β。
即,通过进行这样的适应通电β,能够使二次电池1内的离子的移动方向与进行该高速率通电的放电方向或者充电方向一致。也就是说,能够“适应”该二次电池1内的反应场。由此,本实施方式的控制装置40能够改善二次电池1的充放电特性。
详述的话,如图4所示,本实施方式的充放电控制部51在二次电池1放电时,在流过该二次电池1的电流IB、也就是通电速率Rx成为预先决定的高速率阈值TH1以上的情况下,判定为该放电相当于高速率通电。另外,例如在适用于如上述的混合动力车辆60的情况下,在急加速时等需要供应大的驱动电力的情况下,对该控制装置40提供进行相当于如上述的高速率通电的二次电池1的放电的意思的控制指令Sc。并且,本实施方式的充放电控制部51在这样的情况下,在以高速率阈值TH1以上的通电速率Rx开始正式放电αDC前,瞬间以比该正式放电αDC的通电速率Rx低的通电速率R2执行适应放电βDC。
具体地,在本实施方式的控制装置40中,适应放电βDC的通电速率R2被设定为预先决定的低速率阈值TH2以下。“瞬间”执行的适应放电βDC的持续时间设定为比正式放电αDC充分短的短时间、例如一秒以下、优选0.3秒以下。
另外,如图5所示,本实施方式的充放电控制部51在二次电池1充电时,在该二次电池1的通电速率Rx成为预先决定的高速率阈值TH3以上的情况下,判定为该充电相当于高速率通电。另外,例如在适用于如上述的混合动力车辆60的情况下,在急减速时等需要较大的再生电力的回流的情况下,对该控制装置40提供进行相当于如上述的高速率通电的二次电池1的充电的意思的控制指令Sc。并且,本实施方式的充放电控制部51在这样的情况下,在以高速率阈值TH3以上的通电速率Rx开始本充电αCG前,瞬间以比该本充电αCG的通电速率Rx低的通电速率R4执行适应充电βCG。
具体地,在本实施方式的控制装置40中,适应充电βCG的通电速率R4设定为预先决定的低速率阈值TH4以下。另外,关于“瞬间”执行的适应充电βCG的持续时间也设定为例如比本充电αCG充分短的短时间、例如一秒以下、优选0.3秒以下。
另外,在本实施方式的控制装置40中,放电时及充电时的高速率阈值THH的各值“TH1”、“TH3”通过实验、模拟等的执行而预先设定为与该二次电池1的款式相应的最佳值。关于放电时及充电时的低速率阈值THL的各值“TH2”、“TH4”、以及涉及适应通电β的通电速率RL的各值“R2”、“R4”也同样,通过实验、模拟等的执行而预先设定为与该二次电池1的款式相应的最佳值。
进一步详述的话,如图6的流程图所示,本实施方式的充放电控制部51在执行二次电池1的放电或者充电时(步骤101:是),首先判定该二次电池1是否为非通电状态(步骤102)。另外,充放电控制部51在二次电池1为非通电状态的情况下(步骤102:是),接着判定该非通电状态是否持续预定时间t0以上(步骤103)。进一步地,充放电控制部51在该非通电状态持续预定时间t0以上的情况下(t≥t0,步骤103:时),判定该充放电的通电速率Rx是否为高速率阈值THH以上(步骤104)。并且,由此,本实施方式的充放电控制部51在通电速率Rx为高速率阈值THH以上、也就是相当于高速率通电的情况下(Rx≥THH,步骤104:是),在相当于该高速率通电的正式通电α开始前,以比该高速率阈值THH低的通电速率RL执行适应通电β(步骤105)。
另外,本实施方式的充放电控制部51在上述步骤102中判定为二次电池1不是非通电状态的情况下(步骤102:否),接着判定是否为从充电向放电切换时或者从放电向充电切换时(步骤106)。而且,充放电控制部51在上述步骤103中判定为该非通电状态的持续时间t小于预定时间t0的情况下(步骤103:否),也执行该步骤106的充放电切换时判定。并且,在为从充电向放电切换时或者从放电向充电切换时的情况下(步骤106:是),执行上述步骤104的高速率通电判定,在相当于高速率通电的情况下(步骤104:是),在上述步骤105中决定该适应通电β的执行。
接着,对本实施方式的作用进行说明。
图7是对适应通电的效果进行确认的确认试验的试验数据,图8是其试验条件。
如图7及图8所示,将针对负荷的正式放电时的输出电力P、也就是正式放电αDC时的负荷的消耗电力的值设定为“P1”,执行二次电池1的额定电流放电,从而依次进行对该适应通电的效果进行确认的“试验1”~“试验4”的确认试验。
详述的话,仅在“试验1”~“试验4”中的“试验2”中进行该正式放电αDC前的适应放电βDC。另外,说明便利起见,将不进行适应放电βDC的“试验1”、“试验3”、“试验4”全部设为正式放电αDC。另外,在这些“试验1”~“试验4”的确认试验所使用的试验装置(省略图示)中,通过将正式放电αDC时的输出电压设定为“P1”,从而二次电池1的电流IB、也就是正式放电αDC时的通电速率Rx变为相当于高速率通电状态的值“I1”。而且,在这些确认试验中,利用试验装置监视由该额定电流放电引起的二次电池1的电压下降。这些“试验1”~“试验4”通过测量维持为了满足该正式放电αDC时的要求输出电力“P1”所需要的“V0”以上的电压VB的持续时间(P1=V0×I1),从而评价二次电池1的充放电特性。
详述的话,首先执行图7中的波形L1所示的“试验1”。在该“试验1”中,从将二次电池1的SOC设定为“40%”、将电压VB设定为“V1”的状态开始该二次电池1的放电。并且,在该“试验1”中,作为维持为了满足该正式放电αDC的要求输出电力“P1”所需要的“V0”以上的电压VB的持续时间,得到“Te1”。
接着,执行图7中的波形L2所示的“试验2”。在该“试验2”中,从将二次电池1的SOC设定为“41%”、将电压VB设定为比“试验1”中的放电开始电压的值“v1”高的“v2”的状态开始该二次电池1的放电。并且,在该“试验2”中,在将二次电池1的电流ib设定为相当于高速率通电状态的值“i1”而进行的正式放电Αdc开始前,执行将该二次电池1的电流ib设定为更低的值“i2”的状态的放电、也就是以更低的通电速率将二次电池1放电的适应放电Βdc。
具体地,在该“试验2”中,适应放电βDC从二次电池1的放电开始直至时间Ts为止以0.1~0.3秒程度的短时间瞬间执行。另外,适应放电βDC中的电流IB的值“I2”、即适应放电βDC的通电速率R2设定为预先决定的低速率阈值TH2以下(参照图4)。在“试验2”中,通过该适应放电βDC的执行,从该二次电池1的电压VB下降到“V1”的状态开始该二次电池1的正式放电αDC。其结果是,在该“试验2”中,作为维持为了满足该正式放电αDC的要求输出电力“P1”所需要的“V0”以上的电压VB的持续时间,得到比上述“试验1”的值“Te1”长的“Te2”(Te2>Te1)。
即,在该“试验2”中,通过预先将放电开始时的SOC及电压VB设定得高,从而使得正式放电αDC开始时的二次电池1的电压VB与“试验1”相等。另外,在图7中,从时间Tsa到时间Ts是切换试验装置的设定所需要的时间。另外,从时间Ts到时间Tsb是为了使二次电池1的电流IB从“I2”上升到“I1”所需要的上升时间。由此,在本实施方式中的确认试验中,能够比较“试验1”的试验数据和“试验2”的试验数据。
接着,执行图7中的波形L3所示的“试验3”。在该“试验3”中,从将二次电池1的SOC设定为“41%”、将电压VB设定为“V2”的状态开始该二次电池1的放电。即,该“试验3”从SOC及电压VB与上述“试验2”相等的状态开始该二次电池1的放电。在该“试验3”中没有执行适应放电βDC。其结果是,在该“试验3”中,作为维持为了满足该正式放电αDC的要求输出电力“P1”所需要的“V0”以上的电压VB的持续时间,得到比上述“试验2”的值“Te2”的“Te3”(Te3<Te2)。
而且,再次用与上述“试验2”相同的条件执行图7中的波形L4所示的“试验4”。即,在该“试验4”中也从将二次电池1的SOC设定为“40%”、将电压VB设定为“V1”的状态开始该二次电池1的放电。并且,在该“试验4”中,作为维持为了满足该正式放电αDC的要求输出电力“P1”所需要的“V0”以上的电压VB的持续时间,得到与上述“试验2”的值“Te1”大致相等的值“Te4”。
以上,通过“试验1”的试验数据和“试验2”的试验数据的比较,可确认如下:通过该适应β放电DC的执行,维持为了满足正式放电αDC的要求输出电力“P1”所需要的“V0”以上的电压VB的持续时间变长。另外,通过“试验2”的试验数据和“试验3”的试验数据的比较,可确认如下:该持续时间的延长效果是通过预先将放电开始时的SOC及电压VB设定得高而得到的。进一步地,通过“试验1”的试验数据和“试验4”的试验数据大致相等,从而可确认这些“试验1”~“试验4”的试验的再现性。由此,可确认如下:通过执行正式通电α前的适应放电βDC,该二次电池1的放电特性得到改善。
即,在额定电流放电试验中,将该二次电池1的电压VB维持成一定值以上的持续时间的延长暗示如下:在实际利用该二次电池1的情况下,能够将其输出时间延长。另外,该结果暗示如下:在输出时间相同的情况下,能够将该二次电池1中所容许的输出电力P的上限值提高。进一步地,在上述的确认试验中可确认如下:特别是通过该适应放电βDC的执行而得到的充放电特性的改善效果,在高速率通电时有效。关于这样的适应通电β的执行,基于其效果的产生机理、也就是在二次电池1内形成的反应场的“适应作用”,在二次电池1的充电时也能够期待其充电特性的改善效果。
另外,图9是表示从适应放电βDC的执行到正式放电αDC的开始为止的间隔Tw和该二次电池1的输出时间Tp的关系的试验数据。另外,该情况下的二次电池1的输出时间Tp在如图7所示的额定电流放电试验中相当于将其电压VB维持为一定值以上的持续时间。
即,从该试验数据能够确认如下:从适应通电β的执行到正式放电αDC的开始为止的间隔Tw越短,二次电池1的输出时间Tp越长。因此,在适应通电β执行后,通过尽量迅速地开始该正式通电α,能够更有效地改善二次电池1的充放电特性。换句话讲,可推测如下:通过非通电状态持续,从而其反应场返回恢复原状,也就是离子的移动方向变为不是一方向。
基于这点,本实施方式的控制装置40如上所述,在从非通电状态持续预定时间以上的状态执行二次电池1的放电或者充电的情况下(参照图6,步骤103:是),执行该高速率通电状态下的正式通电α前的适应通电β。由此,能够有效地得到其充放电特性的改善效果。
接着,对本实施方式的效果进行说明。
(1)二次电池1的控制装置40在二次电池的充放电时,在开始充放电的正式通电α前,以比该正式通电α低的通电速率Rx执行与正式通电α相同的通电方向的适应通电β。
根据上述结构,通过该适应通电β的执行,能够使二次电池1内的离子的移动方向与进行该正式通电α的放电方向或者充电方向一致。也就是说,能够“适应”该二次电池1内的反应场。由此,能够改善二次电池1的充放电特性。
具体地,在实际利用二次电池1的情况下,例如在放电时能够使其输出时间延长。另外,在输出时间相同的情况下,能够提高二次电池1中所容许的输出电力P的上限值。另外,关于充电时也同样,能够实现其充电性能的提高。
其结果是,例如在适用于车辆控制装置的情况下,能够担保与油门的踩下相应的优良的车辆的加速性能。在再生制动时等、二次电池1的充电时,能够使其充电容量增大。
(2)控制装置40在正式通电α的通电速率Rx成为预先决定的高速率阈值THH以上的情况下(Rx≥THH)执行该适应通电β。
即,通过适应通电β的执行而得到的反应场的“适应作用”的效果在该二次电池1的充放电以相当于高速率通电的高通电速率Rx进行正式通电α的情况下变得显著。因此,根据上述结构能够更有效地改善该二次电池1的充放电特性。
(3)控制装置40在非通电状态持续预先决定的预定时间t0以上后,在进行二次电池1的充放电的情况下,执行该正式通电α前的适应通电β。
即,通过非通电状态持续,该反应场恢复原状,也就是离子的移动方向变为不是一方向。因此,根据上述结构,能够更有效地改善该二次电池1的充放电特性。
(4)控制装置40在从充电向放电切换时或者从放电向充电切换时,执行该正式通电α前的适应通电β。
即,在从充电向放电切换时或者从放电向充电切换时,该反应场的状态反转,也就是离子的移动方向变为反向。因此,根据上述结构,能够更有效地改善该二次电池1的充放电特性。
[第2实施方式]
以下,按照附图说明涉及二次电池的控制装置的第2实施方式。另外,说明便利起见,对与上述第1实施方式同样的结构标注相同附图标记,省略其说明。
如图10及图11所示,在本实施方式的控制装置40B中,充放电控制部51B在以比高速率阈值THH低的通电速率Rx1开始正式通电α1的情况下,且在满足预定条件的情况下,在其通电速率Rx变更前,以低速率阈值THL以下的通电速率RL执行适应通电β。
详述的话,另外本实施方式的充放电控制部51B也与第1实施方式中的充放电控制部51同样,在充放电的通电速率Rx比高速率阈值THH低的情况下,不执行该正式通电α前的适应通电β(参照图6,步骤104)。但是,本实施方式的充放电控制部51B在之后通过通电速率Rx的变更而变为相当于高速率通电的通电状态的情况下,也就是进行变更为高速率阈值THH以上的通电速率Rx2的正式通电α2的情况下,在该正式通电α2开始前执行适应通电β。
即,二次电池1内的反应场整体、也就是二次电池1内的离子的移动方向整体通过以低速率阈值THL以下的低通电速率Rx进行通电,从而没有不匀地均匀化。由此,本实施方式的充放电控制部51B能够改善二次电池1的充放电特性。
具体地,如图12的流程图所示,在本实施方式的控制装置40中,充放电控制部51B在执行二次电池1的充放电时有通电速率Rx的变更的情况下(步骤201:是),判定适应通电β是否未执行(步骤202)。而且,充放电控制部51B在该适应通电β未执行、也就是关于执行中的充放电在该正式通电α1开始前未执行适应通电β的情况下(步骤202:是),接着判定变更该通电速率Rx而执行的正式通电α2的通电速率Rx2是否相当于高速率通电(步骤203)。并且,本实施方式的充放电控制部51B在该步骤203中将判定为该变更后的通电速率Rx2相当于高速率通电、也就是为高速率阈值THH以上(步骤203:是)作为变更该通电速率Rx前的适应通电β的执行条件。
即,本实施方式的充放电控制部51B在不执行适应通电β而以比低速率阈值THL高且比高速率阈值THH低的通电速率Rx1开始正式通电α1的情况下,在该正式通电α1开始后,将该通电速率Rx变更为高速率阈值THH以上的Rx2作为该适应通电β的执行条件。
另外,在以低速率阈值THL以下的通电速率Rx执行正式通电α1的情况下,该正式通电α1实质性相当于变更该通电速率Rx而执行的正式通电α2的适应通电β。因此,本实施方式的充放电控制部51B在这样的情况下,在上述步骤202中判定为已经执行适应通电β(步骤202:否)。
另外,如图10及图11所示,在本实施方式的控制装置40B中,充放电控制部51B在以比低速率阈值THL高且比高速率阈值THH低的通电速率Rx1开始正式通电α1的情况下,计量该开始后的经过时间作为适应时间Tbi。另外,控制装置40B具备适应时间阈值保持部70,适应时间阈值保持部70保持该变更前的通电速率Rx1和与该通电速率Rx1相应的适应时间Tbi的阈值TX的关系。本实施方式的充放电控制部51B在已经过与该变更前的通电速率Rx1相应的适应时间Tbi的阈值TX后,不执行将该通电速率Rx变更为高速率阈值THH以上的通电速率Rx2前的适应通电β。
具体地,如图12所示,本实施方式的充放电控制部51B在满足上述步骤203的判定条件的情况下(步骤203:是),接着从上述适应时间阈值保持部70取得与变更前的通电速率Rx1相应的适应时间Tbi的阈值TX(步骤204)。而且,充放电控制部51B判定以比该高速率阈值THH低的通电速率Rx1执行的正式通电α1的适应时间Tbi是否为经过该适应时间Tbi的阈值TX前(步骤205)。并且,本实施方式的充放电控制部51B在该适应时间Tbi为经过阈值TX前的情况下(Tbi<TX,步骤205:是),执行将该通电速率Rx变更为高速率阈值THH以上的值“Rx2”前的适应通电β(步骤206)。
即,即使是比低速率阈值THL高的通电速率Rx,也能够期待通过一方向的通电状态持续而得到的反应场的“适应作用”。为了得到该适应作用所需要的从通电开始算起的经过时间、也就是适应时间Tbi的阈值TX变为与该通电速率Rx相应的值。
基于这点,本实施方式的控制装置40B如上所述基于变更前的通电速率Rx1及适应时间Tbi,执行关于将该通电速率Rx变更前的适应通电β的要否判定。即,在本实施方式的适应时间阈值保持部70保持有推定为得到反应场的“适应作用”的效果的、与该变更前的通电速率Rx1相应的适应时间Tbi的阈值。另外,在本实施方式中,在该适应时间阈值保持部70以映射形式保持有:通过将在上述第1实施方式中例示的确认试验(参照图7及图8)改变其试验条件反复执行、或者通过模拟得到的、变更前的通电速率Rx1、和与该通电速率Rx1相应的适应时间Tbi的阈值TX的关系。本实施方式的控制装置40B在推定为已经得到反应场的“适应作用”的效果的情况下,不插入适应通电β,而迅速地从以比该高速率阈值THH低的通电速率Rx1的正式通电α1转移到以相当于高速率通电的通电速率Rx2的正式通电α2,从而能够抑制延迟的发生。
以上,通过采用本实施方式的结构,能够更有效地改善二次电池1的充放电特性。
另外,上述实施方式能够按如下变更而实施。上述实施方式及以下变更例能够在技术上不矛盾的范围内相互组合而实施。
·在上述各实施方式中,在正式通电α的通电速率Rx成为预先决定的高速率阈值THH以上的情况下(Rx≥THH),执行该适应通电β。但是,不限于此,也可以设为如下结构:在通电速率Rx低于高速率阈值THH的情况下,也就是说,不依赖于通电速率Rx的值,执行正式通电α前的适应通电β。
·另外,在上述各实施方式中,以预先决定的低速率阈值THL以下的通电速率RL执行适应通电β,但是,关于该适应通电β也可以不必是低速率阈值THL以下。即,通过以比正式通电α低的通电速率Rx执行适应通电β,能够期待与该通电速率Rx的值及适应通电β的持续时间相应的反应场的“适应作用”。
·在上述各实施方式中,例示了将二次电池1的控制装置40适用于混合动力车辆60的车辆控制装置的事例,但是也可以适用于不具有发动机62的电动汽车、具有这些双方的特征的所谓的插电式混合动力车辆。并且,也可以将二次电池1的控制装置40适用于车辆控制装置以外,另外,关于其负荷52也可以不必是电动机。
·在上述各实施方式中,适应通电β例如以一秒以下的短时间瞬间进行,但是关于适应通电β的执行时间也可以任意变更。
·另外,也可以根据有无适应通电β变更二次电池1的充放电控制。例如,假设容许的二次电池1的通电速率Rx具有上限值,在执行适应通电β后,与执行适应通电β前相比,将其容许的通电速率Rx的上限值提高等。由此,能够更有效地改善二次电池1的充放电特性。
附图标记说明
1:二次电池
40:控制装置
α:正式通电
β:适应通电
Rx:通电速率
Claims (6)
1.一种二次电池的控制装置,其中,
具有充放电控制部,在二次电池的充放电时,在开始所述充放电的正式通电前,在所述正式通电的通电速率成为预先决定的高速率阈值以上的情况下执行以比该正式通电低的通电速率执行与所述正式通电相同的通电方向的适应通电,通过适应通电的执行,能够使二次电池内的离子的移动方向与进行该正式通电的放电方向或者充电方向一致,
所述适应通电以预先决定的低速率阈值以下的所述通电速率执行,所述低速率阈值低于所述高速率阈值,
所述充放电控制部在不执行所述适应通电而以比所述低速率阈值高且比所述高速率阈值低的所述通电速率开始正式放电的情况下,在该正式放电开始后将所述通电速率变更为所述高速率阈值以上的情况下,在将该通电速率变更为所述高速率阈值以上前,以所述低速率阈值以下的所述通电速率执行所述适应通电。
2.根据权利要求1所述的二次电池的控制装置,其中,
将以比所述低速率阈值高且比所述高速率阈值低的所述通电速率开始所述正式放电的情况下的该开始后的经过时间作为适应时间使用,
具备适应时间阈值保持部,所述适应时间阈值保持部保持所述通电速率和与该通电速率相应的所述适应时间的阈值的关系,
所述充放电控制部在经过与所述通电速率相应的所述适应时间的所述阈值后,不执行所述适应通电。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的二次电池的控制装置,其中,
所述充放电控制部在非通电状态持续预先决定的预定时间以上后,在进行所述充放电的情况下,执行所述正式通电前的所述适应通电。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的二次电池的控制装置,其中,
所述充放电控制部在从充电向放电切换时或者从放电向充电切换时,执行所述正式通电前的所述适应通电。
5.一种车辆控制装置,具备权利要求1或权利要求2所述的二次电池的控制装置。
6.一种二次电池的控制方法,其中,
在二次电池的充放电时,在开始所述充放电的正式通电前,在所述正式通电的通电速率成为预先决定的高速率阈值以上的情况下执行以比该正式通电低的通电速率执行与所述正式通电相同的通电方向的适应通电,通过适应通电的执行,能够使二次电池内的离子的移动方向与进行该正式通电的放电方向或者充电方向一致,
所述适应通电以预先决定的低速率阈值以下的所述通电速率执行,所述低速率阈值低于所述高速率阈值,
在不执行所述适应通电而以比所述低速率阈值高且比所述高速率阈值低的所述通电速率开始正式放电的情况下,在该正式放电开始后将所述通电速率变更为所述高速率阈值以上的情况下,在将该通电速率变更为所述高速率阈值以上前,以所述低速率阈值以下的所述通电速率执行所述适应通电。
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