DE102016103807A1 - Controller für eine Sekundärbatterie - Google Patents

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Abstract

Ein Controller ist ein Controller für eine Sekundärbatterie, für die ein Untergrenze-SOC-Einstellwert und ein Obergrenze-SOC-Einstellwert vorab eingestellt sind, und die in einer Verwendungspotenzialweite verwendet wird, die durch den Untergrenze-SOC-Einstellwert und den Obergrenze-SOC-Einstellwert bestimmt ist. Dieser Controller ist dazu ausgestaltet, um: ein positives Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung (Vx) zu berechnen, das aufgrund der Beeinträchtigung der Sekundärbatterie von einem anfänglichen positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzial (V0) zu einer hohen Potenzialseite verschoben ist; und den Untergrenze-SOC-Einstellwert übereinstimmend mit einem Verschiebungsbetrag (Vx – V0) als eine Differenz zwischen dem positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung (Vx) und dem anfänglichen positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzial (V0) auf einen Wert zurückzusetzen, der niedriger als der vorab eingestellte Untergrenze-SOC-Einstellwert ist und der höher als der SOC 0% ist.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen Controller für eine Sekundärbatterie.
  • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • In den letzten Jahren hat eine Bedeutung jeweils von einer Lithium-Ionen-Sekundärbatterie, einer Nickel-Wasserstoff-Batterie und anderen Typen von Sekundärbatterien als eine Leistungszufuhr am Fahrzeug zugenommen. Insbesondere ist die Lithium-Ionen-Sekundärbatterie, die eine hohe Energiedichte bei einem leichten Gewicht erlangen kann, als eine Leistungszufuhr in einem Fahrzeug mit hoher Ausgangsleistung für ein Plug-In-Hybridfahrzeug (PHV), einem elektrischen Fahrzeug (EV), oder dergleichen verwendet worden.
  • Die Sekundärbatterie dieses Typs weist solche Tendenzen auf, dass eine Kapazität derselben signifikant verringert wird, wenn die Batterie in einem hohen Ladezustand (SOC) unbenutzt bleibt, und dass eine Ausgangsleistungscharakteristik derselben beeinträchtigt wird, wenn der SOC verringert ist. Demzufolge wird eine Untergrenze des SOC-Einstellwerts (beispielsweise 20%), die höher als der SOC 0% ist, und eine Obergrenze des SOC-Einstellwerts (beispielsweise 80%), die niedriger als der SOC 100% ist, eingestellt. Danach wird die Batterie innerhalb einer Potenzialweite verwendet, die durch die Untergrenze des SOC-Einstellwerts und die Obergrenze des SOC-Einstellwerts bestimmt ist. Auf diese Weise wird eine hohe Leistungsfähigkeit der Sekundärbatterie erreicht. Die Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-74706 ( JP 2013-74706 A ) kann als die verwandte Technik zum Einstellen eines solchen SOC-Verwendungsbereichs dieses Typs herangezogen werden. In dieser Offenlegungsschrift wird ein Controller offenbart, der einen oberen Grenzwert einer Batteriekapazität derart steuert, dass der obere Grenzwert innerhalb eines Bereichs liegt, durch den ein Fortschritt der Beeinträchtigung während des Parkens eines Fahrzeugs unterdrückt werden kann, und derart, dass die Sekundärbatterie in einem weiten Bereich der Batteriekapazität verwendet werden kann, um eine Fahrleistung des Fahrzeugs während einer Fahrt des Fahrzeugs ausreichend sicherzustellen.
  • Im Übrigen ist es bekannt, dass die Sekundärbatterie, wie die Lithium-Ionen-Sekundärbatterie typischerweise mit der Benutzung beeinträchtigt wird. Hauptursachen der Beeinträchtigung sind eine Ausfällung eines Ladungsträgers (Lithium in dem Fall der Lithium-Ionen-Sekundärbatterie) an einer negativen Elektrode, eine Bildung einer Schicht an der negativen Elektrode, und dergleichen. In der Technik, die in der JP 2013-74706 A offenbart ist, ist selbst dann, wenn ein Fortschritt der Beeinträchtigung in oben beschriebener Weise in gewissem Maße unterdrückt werden kann, die Verringerung der nutzbaren Batteriekapazität (und somit eine Energiemenge) möglicherweise signifikant sobald die Beeinträchtigung voranschreitet.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung schafft einen Controller für eine Sekundärbatterie, der selbst nach einer Beeinträchtigung eine Verringerung der Batteriekapazität unterdrücken kann.
  • Ein Controller, der hierzu vorgeschlagen wird, ist ein Controller für eine Sekundärbatterie, für die ein Untergrenze-SOC-Einstellwert, der höher als ein SOC 0% ist, und ein Obergrenze-SOC-Einstellwert, der niedriger als der SOC 100% ist, vorab eingestellt sind, und die in einer bestimmten Verwendungspotenzialweite verwendet wird, die durch den Untergrenze-SOC-Einstellwert und den Obergrenze-SOC-Einstellwerts bestimmt ist. Dieser Controller umfasst: einen Speicherabschnitt, der dazu ausgestaltet ist, ein anfängliches positives Elektrodenverwendungsminimumpotenzial V0 einer positiven Elektrode, die in der Sekundärbatterie bereitgestellt ist, zu speichern, wobei das anfängliche positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial V0 dem vorab eingestellten Untergrenze-SOC-Einstellwert entspricht; und einen Untergrenze-SOC-Einstellwerteinstellabschnitt zum Einstellen des Untergrenze-SOC-Einstellwerts der Sekundärbatterie. Der Untergrenze-SOC-Einstellwerteinstellabschnitt ist dazu ausgestaltet, ein positives Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx zu berechnen, das aufgrund der Beeinträchtigung der Sekundärbatterie von dem anfänglichen positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzial V0 zu einer hohen Potenzialseite verschoben ist. Zudem ist der Untergrenze-SOC-Einstellwerteinstellabschnitt dazu ausgestaltet, den Untergrenze-SOC-Einstellwert übereinstimmend mit einem Verschiebungsbetrag (Vx – V0) als eine Differenz zwischen dem positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx und dem anfänglichen positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzial V0 auf einen Wert zurückzusetzen, der niedriger als der vorab eingestellte Untergrenze-SOC-Einstellwert ist und der höher als der SOC 0% ist. Gemäß einem solchen Aufbau kann ein SOC-Verwendungsbereich der positiven Elektrode selbst nach der Beeinträchtigung sichergestellt werden, und eine Verringerung der Batteriekapazität (und somit einer Energiemenge) kann unterdrückt werden.
  • Bei einem hier offenbarten Aspekt des Controllers kann der Untergrenze-SOC-Einstellwerteinstellabschnitt dazu ausgestaltet sein, einen Kapazitätsaufrechterhaltungswert nach einer Beeinträchtigung (Cx/C0) zu berechnen, indem eine Kapazität nach der Beeinträchtigung Cx der Sekundärbatterie durch eine Anfangskapazität C0 der Sekundärbatterie dividiert wird, und das positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx basierend auf dem Kapazitätsaufrechterhaltungswert nach Beeinträchtigung (Cx/C0) zu berechnen. Mit einem solchen Aufbau kann das positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx exakt berechnet werden.
  • Bei dem einen hier offenbarten Aspekt des Controllers kann der Untergrenze-SOC-Einstellwerteinstellabschnitt dazu ausgestaltet sein, die Kapazität nach Beeinträchtigung Cx basierend auf der Temperatur-SOC-Verlaufsinformation, dem SOC und einer integrierten Zeit, für welche die Sekundärbatterie bei jeder der Batterietemperaturen und in jedem der SOCs der Sekundärbatterie gehalten wird, umfasst. Mit einem solchen Aufbau kann die Kapazität nach Beeinträchtigung Cx, die aus einer Abweichung des SOC an der negativen Elektrode resultiert (Ausfällung eines Ladungsträgers oder Deaktivierung des Ladungsträgers) exakt berechnet werden.
  • Bei dem einen hier offenbarten Aspekt des Controllers kann eine Verringerungsweite der Untergrenze des SOC-Einstellwerts, der einem Wert des Verschiebungsbetrags (Vx – V0) entspricht, mit Bezug auf ein Kennfeld bestimmt werden, das ein Verhältnis zwischen dem Verschiebungsbetrag (Vx – V0) und der Verringerungsweite der Untergrenze des SOC-Einstellwerts, der verringert werden soll, anzeigt.
  • Bei dem einen hier offenbarten Aspekt des Controllers kann in einem Fall, bei dem der Wert des Verschiebungsbetrags (Vx – V0) und ein bestimmter Schwellwert verglichen werden, und der Wert des Verschiebungsbetrags (Vx – V0) gleich oder größer als der bestimmte Schwellwert ist, eine Verringerungsweite der Untergrenze des SOC-Einstellwerts, der einem Wert des Verschiebungsbetrags (Vx – V0) entspricht, mit Bezug auf ein Kennfeld bestimmt werden, das ein Verhältnis zwischen dem Verschiebungsbetrag (Vx – V0) und der Verringerungsweite der Untergrenze des SOC-Einstellwerts, der verringert werden soll, anzeigt. In einem Fall, bei dem sich die Abweichung des SOC an der negativen Elektrode zu einem unzulässigen Grad ausdehnt, kann zu einer angemessenen Zeitvorgabe ein Untergrenze-SOC-Einstellwerteinstellvorgang, der obenstehend beschrieben ist, ausgeführt werden.
  • Ein solcher Controller wird als ein Controller für eine Sekundärbatterie bevorzugt, die in einem Fahrzeug, wie einem Automobil angebracht ist, somit wird gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ein Fahrzeug geschaffen, das einen der Controller, die hier offenbart sind, umfasst. Insbesondere wird aufgrund dessen, dass eine hohe Ausgangsleistung bei einem leichten Gewicht erlangt werden kann, ein Fahrzeug (beispielsweise ein Automobil), das eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie als eine Leistungsquelle (typischerweise eine Leistungsquelle eines Hybridfahrzeugs oder eines elektrischen Fahrzeugs) umfasst, geschaffen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Merkmale, Vorteile sowie technische und industrielle Bedeutung der beispielgebenden Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, in denen gleiche Ziffern gleiche Elemente bezeichnen, besser verständlich, und es zeigen:
  • 1 ein Blockdiagramm eines Aufbaus eines Leistungszufuhrsystems, das durch einen Controller für eine Sekundärbatterie gemäß dieser Ausführungsform gesteuert wird;
  • 2 ein Flussdiagramm, das Potenziale bei offener Schaltung einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode beispielgeben ist;
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Datenkennfelds zum Anzeigen eines Verhältnisses zwischen einem Verschiebungsbetrag eines positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzials und einer Verringerungsweite ΔSOCx, zeigt;
  • 4 ist ein Graph, der ein Beispiel eines Kennfelds zum Anzeigen eines Verhältnisses unter einer Batterietemperatur, einem SOC und einer Beeinträchtigungsgeschwindigkeit zeigt;
  • 5 ist ein Flussdiagramm eines Beispiels einer Untergrenze-SOC-Einstellwerteinstellvorgangsroutine, die durch eine ECU ausgeführt wird; und
  • 6 ist ein Flussdiagramm eines Beispiels der Untergrenze-SOC-Einstellwerteinstellvorgangsroutine, die durch die ECU ausgeführt wird.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachstehend wird eine spezifische Beschreibung für bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung vorgenommen. Allerdings besteht keine Beabsichtigung, die Erfindung auf solche Ausführungsformen zu beschränken. Es sollte beachtet werden, dass Gegenstände, die anders als Gegenstände sind, die ausdrücklich in dieser Beschreibung erwähnt werden, und die erforderlich sind, um die Erfindung umzusetzen, als Gestaltungsgegenstände eines Fachmanns basierend auf der verwandten Technik in diesem Gebiet zu verstehen sind. Die Erfindung kann basierend auf dem offenbarten Inhalt dieser Beschreibung und üblichem allgemeinen Wissen in diesem Gebiet umgesetzt werden. Zudem sind Elemente und Abschnitte, welche dieselben Wirkungen aufzeigen, durch dieselben Bezugszeichen in den unten stehenden Zeichnungen bezeichnet, und überschneidende Beschreibungen müssen nicht vorgenommen werden.
  • Eine Sekundärbatterie als Steuerziel eines Controllers, der hier offenbart ist, ist nicht auf eine bestimmte Weise beschränkt. Beispielsweise können verschiedene Typen von Sekundärbatterien, die aufgrund einer Bewegung einer elektrischen Ladung, die mit einer Bewegung eines Ladungsträgers zwischen positiver und negativer Elektrode im Zusammenhang steht, wiederholt geladen oder entladen werden können, das Ziel sein. Zum Beispiel ist eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie eine Sekundärbatterie, die ein Lithium-Ion als den Ladungsträger verwendet, und sie kann ein Beispiel einer bevorzugten Sekundärbatterie als Ziel dieser Technik sein. Die Erfindung wird nachstehend ausführlich hauptsächlich unter Verwendung eines Falls, bei dem die Erfindung an der Lithium-Ionen-Sekundärbatterie angewendet wird, die in einem Fahrzeug angebracht ist, als ein Beispiel beschrieben, obwohl es nicht im Besonderen beabsichtigt ist, die Erfindung hierauf zu beschränken.
  • <Erste Ausführungsform>
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines Aufbaus eines Leistungszufuhrsystems 1, das durch einen Controller für eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie 10 gemäß dieser Ausführungsform gesteuert wird. Dieser Controller für die Lithium-Ionen-Sekundärbatterie 10 wird bevorzugt für ein Fahrzeug verwendet (typischerweise ein Automobil, insbesondere ein Automobil, das einen Elektromotor umfasst, wie ein Hybridfahrzeug, ein elektrisches Fahrzeug, oder ein Brennstoffzellenfahrzeug).
  • Das Leistungszufuhrsystem 1 kann aufgebaut sein, indem es die Lithium-Ionen-Sekundärbatterie 10, eine Last 20, die mit dieser verbunden ist, und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 30, die eine Betätigung der Last 20 übereinstimmend mit einem Zustand der Lithium-Ionen-Sekundärbatterie 10 anpasst, umfasst. Die Last 20, die mit der Lithium-Ionen-Sekundärbatterie 10 verbunden ist, kann eine elektrische Leistungsverbrauchsvorrichtung (beispielsweise ein Motor), die elektrische Leistung verbraucht, die in der Lithium-Ionen-Sekundärbatterie 10 gespeichert ist, umfassen. Diese Last 20 kann eine elektrische Leistungszufuhrvorrichtung (eine Ladevorrichtung) umfassen, die elektrische Leistung zuführt, mit der die Batterie 10 geladen werden kann.
  • Die Lithium-Ionen-Sekundärbatterie 10 wird aus einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode, die sich gegenüber liegen, sowie einen Elektrolyt, der Lithium-Ionen enthält, und der dieser positiven und negativen Elektrode zugeführt wird, gebildet. Die positive Elektrode und die negative Elektrode enthalten jeweils ein aktives Material, das Lithium-Ionen speichern und entladen kann. Während eines Ladens der Batterie werden Lithium-Ionen aus dem positiven Elektrodenaktivmaterial entladen, und diese Lithium-Ionen werden durch den Elektrolyt in dem negativen Elektrodenaktivmaterial gespeichert. Im Gegensatz hierzu werden während des Entladens der Batterie die Lithium-Ionen, die in dem negativen Elektrodenaktivmaterial gespeichert sind, entladen, und diese Lithium-Ionen werden durch den Elektrolyt erneut in dem positiven Elektrodenaktivmaterial gespeichert. Aufgrund einer Bewegung dieser Lithium-Ionen zwischen dem positiven Elektrodenaktivmaterial und dem negativen Elektrodenaktivmaterial fließen Elektronen von dem Aktivmaterial zu einem externen Anschluss. Auf diese Weise wird die elektrische Leistung zu der Last 20 entladen.
  • 2 ist ein Diagramm, das beispielgebend für Potenziale bei offener Schaltung von der positiven Elektrode und der negativen Elektrode ist. Wie oben stehend beschrieben ist, umfassen die positive Elektrode und die negative Elektrode jeweils eine Aktivmaterialschicht, die aus dem Aktivmaterial gebildet ist. Ein elektrisches Potenzial in dem Aktivmaterial zum Speichern der Lithium-Ionen wird durch eine Kristallstruktur, eine Zusammensetzung, und dergleichen bestimmt. Eine reversible Lade-/Entladekapazität als Batterie (eine reversible Kapazität) wird durch eine Größe eines Bereichs, in dem sich Kapazitätsverwendungsbereiche eines positiven Elektrodenpotenzials L1 und eines negativen Elektrodenpotenzials L2 in den Potenzialen bei offener Schaltung von der positiven Elektrode und der negativen Elektrode überschneiden, bestimmt. In dem Bereich, in dem sich die Kapazitätsverwendungsbereiche des positiven Elektrodenpotenzials L1 und des negativen Elektrodenpotenzials L2 überschneiden, wird ein Ladezustand, in dem eine bestimmte Obergrenzspannung erlangt werden kann (d. h. ein vollständig geladener Zustand), als ein SOC 100% eingestellt, und ein Zustand der Ladung, in dem eine bestimmte Untergrenzspannung erlangt werden kann (d. h. ein ungeladener Zustand), wird als der SOC 0% eingestellt. Zudem werden aus einer Schutzmaßnahme für die Sekundärbatterie eine Untergrenze des SOC-Einstellwerts, die höher als der SOC 0% ist, und eine Obergrenze des SOC-Einstellwerts, die niedriger als der SOC 100% ist, vorab eingestellt, bevor diese Steuerung ausgeführt wird. Die Sekundärbatterie wird innerhalb einer Verwendungspotenzialweite (ein SOC-Verwendungsbereich), der durch diese Untergrenze des SOC-Einstellwerts und die Obergrenze des SOC-Einstellwerts bestimmt wird, verwendet.
  • Hierbei werden beispielsweise gemäß den Erkenntnissen des Erfinders in der Lithium-Ionen-Sekundärbatterie, die Lithium-Ionen als Ladungsträger durch Ausbildung einer Schicht an der negativen Elektrode verbraucht, wobei eine Bildung der Schicht durch das Laden oder Entladen bewirkt wird, und es wird eine reversible Kapazität erzeugt. Zudem wird die reversible Kapazität erhöht, wenn die Lithium-Ionen auf einer Oberfläche der negativen Elektrode ausgefällt und deaktiviert werden, oder dergleichen. Wenn die irreversible Kapazität wie eben beschrieben erhöht wird, kehrt ein negatives Elektrodenpotenzial L3 selbst zu einem späten Zeitpunkt der Entladung nicht zu dem anfänglichen negativen Elektrodenpotenzial L2 zurück (eine Abweichung des SOC an der negativen Elektrode). Aufgrund dessen wird das positive Elektrodenpotenzial auf eine Beendung der Entladung hin (ein positives Elektrodenverwendungsminimumpotenzial) ebenso von einem anfänglichen positiven Elektrodenpotenzial V0 auf Vx zu einer hohen Potenzialseite verschoben (selbst wenn die elektrische Leistung zu dem Untergrenze-SOC-Einstellwert entladen wird, wird das positive Elektrodenpotenzial dem Anschein nach lediglich auf Vx verringert). Das heißt, nach der oben stehenden Beeinträchtigung wird das positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial von V0 auf Vx erhöht, und der SOC-Verwendungsbereich (die Verwendungspotenzialweite) wird gegenüber einem anfänglichen Stadium verringert. Somit wird eine Batteriekapazität Cx gegenüber einer anfänglichen Kapazität C0 verringert, wenn die Batterie innerhalb eines Bereichs, der denselben Untergrenze-SOC-Einstellwert aufweist, geladen oder entladen wird.
  • Bei der hier offenbarten Technik liegt ein Fokus auf einem Verschiebungsbetrag des positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzials Vx zu der hohen Potenzialseite (Vx – V0), der mit einer solchen Abweichung des SOC an der negativen Elektrode in Zusammenhang steht, und der Untergrenze-SOC-Einstellwert wird auf einen Wert zurückgesetzt, der niedriger als der Untergrenze-SOC-Einstellwert ist, der vorab in Übereinstimmung mit diesem Verschiebungsbetrag (Vx – V0) eingestellt ist. Auf diese Weise wird der SOC-Verwendungsbereich sichergestellt.
  • Das heißt, bei diesem Leistungszufuhrsystem 1 berechnet die ECU 30 das positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx, das von dem anfänglichen positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzial V0 zu der hohen Potenzialseite verschoben ist, wobei das positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx aufgrund der Beeinträchtigung der Lithium-Ionen-Sekundärbatterie 10 verschoben ist, und die ECU 30 setzt in Übereinstimmung mit dem Verschiebungsbetrag (Vx – V0) als eine Differenz zwischen dem positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx und dem anfänglichen positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzial V0, den Untergrenze-SOC-Einstellwert auf einen Wert zurück, der niedriger als der Untergrenze-SOC-Einstellwert ist (einen Anfangswert), der vorab eingestellt ist, und höher als der SOC 0% ist. Danach wird die Betätigung der Last 20 derart gesteuert, dass die Lithium-Ionen-Sekundärbatterie 10 mit diesem Untergrenze-SOC-Einstellwert, der als eine Untergrenze zurückgesetzt ist, geladen oder entladen wird. Ein typischer Aufbau dieser ECU 30 umfasst zumindest einen Lesespeicher (ROM), der ein Programm speichert, das zum Ausführen einer solchen Steuerung verwendet wird, eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), die das Programm ausführt, einen Arbeitsspeicher (RAM), der Daten zeitweise speichert, und Eingabe-/Ausgabeanschlüsse, die nicht dargestellt sind. Der ROM speichert den Anfangswert des Untergrenze-SOC-Einstellwerts, der vorab eingestellt ist, und das anfängliche positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial V0, das dem genannten Untergrenze-SOC-Einstellwert (dem Anfangswert) entspricht. Der Controller dieser Ausführungsform ist aus dieser ECU 30 aufgebaut.
  • Wie oben stehend beschrieben ist, berechnet die ECU 30 das positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx, das von dem anfänglichen positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzial V0 zu der hohen Potenzialseite verschoben ist, wobei das positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx aufgrund der Beeinträchtigung der Lithium-Ionen-Sekundärbatterie 10 verschoben ist, und die ECU 30 setzt übereinstimmend mit dem Verschiebungsbetrag (Vx – V0) als die Differenz zwischen dem positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx und dem anfänglichen positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzial V0, den Untergrenze-SOC-Einstellwert auf einen Wert ein, der niedriger als der Untergrenze-SOC-Einstellwert (der Anfangswert) ist, der vorab eingestellt ist, und der höher als der SOC 0% ist (ein Untergrenze-SOC-Einstellwerteinstellabschnitt). Typischerweise wird der Untergrenze-SOC-Einstellwert vorzugsweise derart auf einen Wert zurückgesetzt, dass das positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial, das zu der hohen Potenzialseite verschoben worden ist, von Vx zu V0 zurückkehrt. In dieser Ausführungsform werden Daten, die ein Verhältnis zwischen dem Verschiebungsbetrag (Vx – V0) des positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzials und einer Verringerungsweite ΔSOCx des Untergrenze-SOC-Einstellwerts, der verringert werden soll, anzeigen, in Form eines Kennfelds in dem ROM (einem Speicherabschnitt) gespeichert werden. Danach wird mit Bezug auf diese Daten die Verringerungsweite ΔSOCx, die dem Verschiebungsbetrag (Vx – V0) des positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzials entspricht, bestimmt. Beispielsweise wird ein Beispiel von solchen Daten in 3 gezeigt. Wie in 3 gezeigt ist, sind die Daten, die das Verhältnis zwischen dem Verschiebungsbetrag (Vx – V0) und der Verringerungsweite ΔSOCx des Untergrenze-SOC-Einstellwerts anzeigen, hier in Form des Kennfeldes gespeichert, und die Verringerungsweite ΔSOCx wird aus diesem Kennfeld bestimmt. Danach wird der Untergrenze-SOC-Einstellwert gegenüber dem anfänglichen Wert um die somit bestimmte Verringerungsweite ΔSOCx verringert, und der Untergrenze-SOC-Einstellwert wird auf einen Wert zurückgesetzt.
  • Wenn das positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx berechnet wird, wird eine Kapazität nach Beeinträchtigung Cx der Sekundärbatterie durch die Anfangskapazität C0 der genannten Sekundärbatterie dividiert, um einen Kapazitätsaufrechterhaltungswert nach Beeinträchtigung (Cx/C0) zu erhalten. Danach wird das positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx vorzugsweise basierend auf dem Kapazitätsaufrechterhaltungswert nach Beeinträchtigung (Cx/C0) berechnet. Wie genauer genommen aus 2 ersichtlich wird, besteht eine Korrelation zwischen dem Kapazitätsaufrechterhaltungswert nach Beeinträchtigung (Cx/C0) und dem positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx, und das positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx wird graduell erhöht wenn der Kapazitätsaufrechterhaltungswert nach Beeinträchtigung (Cx/C0) verringert wird. Durch Verwendung dieser Korrelation wird das positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx vorzugsweise aus dem Kapazitätsaufrechterhaltungswert nach Beeinträchtigung (Cx/C0) berechnet. Bei dieser Ausführungsform werden Daten, welche die oben genannte Korrelation anzeigen, in Form eines Kennfeldes in dem ROM gespeichert, und mit Bezug auf diese Daten wird das positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx aus dem Kapazitätsaufrechterhaltungswert nach Beeinträchtigung (Cx/C0) berechnet.
  • Die Kapazität nach Beeinträchtigung Cx der Sekundärbatterie 10 wird vorzugsweise basierend auf Temperatur-SOC-Verlaufsinformationen berechnet, in denen eine Batterietemperatur, der SOC und eine integrierte Zeit der Sekundärbatterie, für welche sie bei jeder der Batterietemperaturen und in jedem der SOCs gehalten wurde, aufgezeichnet sind. Das heißt, die Abweichung des SOC an der negativen Elektrode wird durch den Verbrauch des Lithiums bei der Bildung der Schicht auf der Oberfläche der negativen Elektrode verursacht, und die Abweichung des SOC an der negativen Elektrode wird durch eine Ausfällung des Lithiums und eine Deaktivierung verursacht, und die Abweichung des SOC an der negativen Elektrode steht in Bezug zu der Beeinträchtigung, wobei eine Beeinträchtigungsgeschwindigkeit durch eine Temperatur, der die Sekundärbatterie ausgesetzt wird, und durch den Ladezustand (SOC) signifikant geändert wird. Wie genauer genommen in 4 gezeigt ist, wird die Beeinträchtigungsgeschwindigkeit erhöht, wenn die Batterietemperatur erhöht wird und der SOC hoch ist. Unter Verwendung dieser Korrelation kann die Kapazität nach Beeinträchtigung Cx der Sekundärbatterie, die aus der Abweichung des SOC an der negativen Elektrode resultiert, aus der Temperatur-SOC-Verlaufsinformation und der oben beschriebenen Beeinträchtigungsgeschwindigkeit nachvollziehbar werden.
  • Genauer genommen wird die Kapazität nach Beeinträchtigung Cx vorzugsweise aus den oben genannten Temperatur-SOC-Verlaufsinformationen und einer Beeinträchtigungsgeschwindigkeit basierend auf einem Ausdruck (1), wie untenstehend, berechnet.
  • [Ausdruck 1]
    • Cx = C0 × (1 – Σ(αx × tx)) (1)
  • Hierbei ist in dem Ausdruck, Cx: die Kapazität nach Beeinträchtigung, C0: die Anfangskapazität, αx: eine Beeinträchtigungsgeschwindigkeit bei jeder der Batterietemperaturen und in jedem der SOCs, tx: die integrierte Zeit, bei der die Sekundärbatterie bei jeder der Batterietemperaturen und in jedem der SOCs gehalten wird.
  • C0 ist in dem oben genannten Ausdruck (1) die Anfangskapazität der Sekundärbatterie und ist eine gegebene Konstante, die durch den Aufbau und einen Verwendungsbetrag des aktiven Materials bestimmt wird. Die Anfangskapazität C0 wird vorzugsweise durch ein vorläufiges Experiment oder dergleichen vorab gemessen. Anderenfalls kann die Anfangskapazität C0 erlangt werden, indem die Anfangskapazität von jeder Batterie nach einem Versand der Batteriezellen gemessen wird. Die gemessene Anfangskapazität C0 wird vorzugsweise in dem ROM gespeichert. Zudem ist die Beeinträchtigungsgeschwindigkeit αx bei jeder der Batterietemperaturen und in jedem der SOCs ein Koeffizient, der einen Kapazitätsbeeinträchtigungsbetrag pro Zeiteinheit von der Sekundärbatterie anzeigt, und sie ist ein Wert, der basierend auf Daten bestimmt wird, die für ein Verhältnis unter der Batterietemperatur, dem SOC und der Beeinträchtigungsgeschwindigkeit bezeichnend sind. In dieser Ausführungsform werden die Daten, die für das Verhältnis unter den Batterietemperaturen bezeichnend sind, der SOC und die Beeinträchtigungsgeschwindigkeit, die in Form eines Kennfeldes (siehe 4) in dem ROM gespeichert ist, und die Beeinträchtigungsgeschwindigkeit αx bei einer bestimmten Batterietemperatur (beispielsweise einem Temperaturbereich) und einem bestimmten SOC (z. B. ein SOC-Bereich) mit Bezug auf diese Daten bestimmt. Solche Daten können aus einem Übergang des Kapazitätsbeeinträchtigungsbetrags erlangt werden, zu einer Zeit, wenn die Sekundärbatterie, die angepasst wird, so dass sie verschiedene unterschiedliche SOCs aufweist, einem Haltbarkeitstest unter vielen unterschiedlichen Temperaturbedingungen unterzogen.
  • Die integrierte Zeit tx, für welche die Sekundärbatterie bei jeder der Batterietemperaturen und in jedem der SOCs gehalten wird, kann durch Integrieren einer Zeit, für welche die Sekundärbatterie bei der bestimmten Batterietemperatur (z. B. dem Temperaturbereich) und in dem bestimmten SOC (z. B. dem SOC-Bereich) für jede der bestimmten Batterietemperaturen und jeden der bestimmten SOCs gehalten wird, erlangt werden. Es sollte beachtet werden, dass der SOC an der negativen Elektrode selbst dann abweichen kann, wenn die Batterie weder geladen noch entladen (verwendet) wird. Daher wird die oben genannte integrierte Zeit tx vorzugsweise während einer Verwendung der Batterie und ebenso während einer Stilllegung der Verwendung der Batterie gezählt. Die erlangten Temperatur-SOC-Verlaufsinformationen werden vorzugsweise in Form einer Tabelle oder dergleichen in dem ROM gespeichert.
  • Die Sekundärbatterie 10 umfasst einen Spannungssensor (nicht dargestellt) und einen Stromsensor (nicht dargestellt), die jeweils eine Spannung und einen Strom zwischen Anschlüssen der Sekundärbatterie erfassen, sowie einen Temperatursensor (nicht dargestellt), der die Temperatur der Sekundärbatterie erfasst. Die ECU 30 empfängt ein Ausgangssignal von jedem der Sensoren über den Eingangsanschluss. Danach erlangt die ECU 30 basierend auf dem Ausgangssignal von jedem der Sensoren Informationen über die Batterietemperatur und den SOC der Sekundärbatterie 10. Beispielsweise kann die ECU 30 den SOC der Sekundärbatterie aus der Spannung zwischen den Anschlüssen, die durch den Spannungssensor erfasst wird, nachvollziehen. Anderenfalls kann die ECU 30 den SOC aus einem integrierten Wert des Stroms, der in und aus der Sekundärbatterie 10 fließt, nachvollziehen.
  • Es wird ein Betrieb des derart aufgebauten Leistungszufuhrsystems 1 beschrieben. 5 ist ein Flussdiagramm eines Beispiels einer Untergrenze-SOC-Einstellwerteinstellvorgangsroutine, welche durch die ECU 30 des Leistungszufuhrsystems 1 übereinstimmend mit dieser Ausführungsform ausgeführt wird. Diese Routine wird zu jeder bestimmten Zeit (beispielsweise alle 10 Stunden oder 1 Mal im Monat (beispielsweise 24 Stunden oder 1 Woche)), beispielsweise unmittelbar nachdem das Leistungszufuhrsystem 1 in dem Fahrzeug angebracht ist, periodisch ausgeführt.
  • Wenn die Untergrenze-SOC-Einstellwerteinstellvorgangsroutine, die in 5 gezeigt ist, ausgeführt wird, erlangt die CPU der ECU 30 zunächst die Temperatur-SOC-Verlaufsinformation, welche die Batterietemperatur, den SOC und die integrierte Zeit, für welche die Batterie bei jeder der Batterietemperaturen und in jedem der SOCs gehalten wird, als ein Steuerziel für die Lithium-Ionen-Sekundärbatterie 10 (Schritt S100). Als Nächstes wird die Kapazität nach Beeinträchtigung Cx basierend auf dem Ausdruck (1) mit Bezug auf die Daten, die für das Verhältnis zwischen der Batterietemperatur, dem SOC und der Beeinträchtigungsgeschwindigkeit (4) bezeichnend sind und in dem ROM gespeichert sind, berechnet (Schritt S200).
  • Danach wird der Kapazitätsaufrechterhaltungswert nach Beeinträchtigung (Cx/C0) berechnet, indem der obenstehend berechnete Wert der Kapazität nach Beeinträchtigung Cx durch die Anfangskapazität C0, die in dem ROM gespeichert ist, dividiert wird (Schritt S300). Das positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx, das dem obenstehend berechneten Wert des Kapazitätsaufrechterhaltungswerts nach Beeinträchtigung (Cx/C0) entspricht, wird mit Bezug auf die Daten berechnet, die für das Verhältnis zwischen dem Kapazitätsaufrechterhaltungswert nach Beeinträchtigung (Cx/C0) und dem positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx, das in dem ROM gespeichert ist, bezeichnend sind (Schritt S400). Als Nächstes wird der Verschiebungsbetrag (Vx – V0) des positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzials berechnet, indem das anfängliche positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial V0, das in dem ROM gespeichert ist, von dem obenstehend berechneten Wert des positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzials nach Beeinträchtigung Vx subtrahiert wird, und die Verringerungsweite ΔSOCx des Untergrenze-SOC-Einstellwerts, die dem obenstehend berechneten Wert des Verschiebungsbetrags (Vx – V0) entspricht, wird mit Bezug auf das Kennfeld (3) bestimmt, welches für das Verhältnis zwischen dem Verschiebungsbetrag (Vx – V0) des positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzials, das in dem ROM gespeichert ist, und der Verringerungsweite ΔSOCx des Untergrenze-SOC-Einstellwerts, der verringert werden soll, bezeichnend ist, bestimmt (Schritt S500).
  • Danach wird in Schritt S600 der Untergrenze-SOC-Einstellwert berechnet, indem die obenstehend bestimmte Verringerungsweite ΔSOCx von dem Anfangswert des Untergrenze-SOC-Einstellwerts, der in dem ROM gespeichert ist, subtrahiert wird, und es wird bestimmt, ob dieser berechnete Untergrenze-SOC-Einstellwert gleich oder kleiner als der SOC 0% ist. Falls der berechnete Untergrenze-SOC-Einstellwert gleich oder kleiner als der SOC 0% ist (falls Nein in Schritt S600), wird diese Routine abgeschlossen ohne den berechneten Untergrenze-SOC-Einstellwert als eine Untergrenze des SOC-Verwendungsbereichs zurückzusetzen. Danach wird in der fortschreitenden Zeit die Untergrenze-SOC-Einstellwerteinstellvorgangsroutine nicht ausgeführt. Falls andererseits der berechnete Untergrenze-SOC-Einstellwert höher als der SOC 0% ist (falls Ja in Schritt S600), wird der berechnete Untergrenze-SOC-Einstellwert als die Untergrenze des SOC-Verwendungsbereichs zurückgesetzt (Schritt S700), und die derzeitige Untergrenze-SOC-Einstellwerteinstellvorgangsroutine wird beendet. Danach wird bei fortgeschrittener Zeit die Betätigung der Last 20 mit diesem Untergrenze-SOC-Einstellwert, der als die Untergrenze des SOC-Verwendungsbereichs zurückgesetzt ist, derart gesteuert, dass die Lithium-Ionen-Sekundärbatterie 10 geladen oder entladen wird.
  • Gemäß der obenstehenden Ausführungsform wird der Untergrenze-SOC-Einstellwert übereinstimmend mit dem Verschiebungsbetrag (Vx – V0) als die Differenz zwischen dem positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx und dem anfänglichen positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzial V0 auf einen Wert zurückgesetzt, der niedriger als der Untergrenze-SOC-Einstellwert (Anfangswert) ist, der vorab eingestellt ist, und höher als der SOC 0% ist. Somit kann der SOC-Verwendungsbereich selbst nach der Beeinträchtigung sichergestellt werden. Das heißt, wenn das positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial aufgrund der Abweichung des SOC an der negativen Elektrode von V0 auf Vx erhöht wird, wird der SOC-Verwendungsbereich (die Verwendungspotenzialweite) gegenüber demjenigen im Anfangsstadium verringert. Aus diesem Grund kann die Batteriekapazität Cx eine Verringerungstendenz aufzeigen, wenn die Batterie innerhalb des Bereichs desselben Untergrenze-SOC-Einstellwerts geladen oder entladen wird. Allerdings kann gemäß der obenstehenden Ausführungsform eine Verringerung des SOC-Verwendungsbereichs unterdrückt werden, indem der Untergrenze-SOC-Einstellbereich übereinstimmend mit dem Verschiebungsbetrag (Vx – V0) ausgedehnt wird. Somit kann selbst nach der Beeinträchtigung eine hohe Energiemenge aufrechterhalten werden, indem eine Verringerung der Batteriekapazität unterdrückt wird.
  • Die Beschreibung ist soweit auf die Untergrenze-SOC-Einstellwerteinstellvorgangsroutine vorgenommen worden, die durch den Controller gemäß der einen Ausführungsform der Erfindung ausgeführt wird. Als Nächstes wird eine Untergrenze-SOC-Einstellwerteinstellvorgangsroutine beschrieben, die durch einen Controller gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ausgeführt werden kann.
  • <Zweite Ausführungsform>
  • In dieser Ausführungsform ist die ECU 30 dazu ausgestaltet, um: das positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx, das aufgrund der Beeinträchtigung der Sekundärbatterie 10 von dem anfänglichen positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzial V0 zu der hohen Potenzialseite verschoben ist, zu berechnen; und den Untergrenze-SOC-Einstellwert übereinstimmend mit dem Verschiebungsbetrag (Vx – V0) als die Differenz zwischen dem positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx und dem anfänglichen positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzial V0 auf einen Wert einzustellen, der niedriger als der Untergrenze-SOC-Einstellwert (der Anfangswert) ist, der vorab eingestellt ist, und höher als der SOC 0% ist, wenn der Verschiebungsbetrag (Vx – V0) gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellwert X ist. Das heißt, diese Ausführungsform unterscheidet sich von der obenstehend beschriebenen ersten Ausführungsform in einem Punkt, dass die Untergrenze-SOC-Einstellwerteinstellvorgangsroutine lediglich in einem Fall ausgeführt wird, bei dem der Verschiebungsbetrag (Vx – V0) des positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzials erhöht ist, und demnach bestimmt wird, dass die Beeinträchtigung in einem solchen Grad auftritt, dass die Abweichung des SOC an der negative Elektrode nicht zugelassen werden kann.
  • Nachstehend wird ein Betrieb des derart aufgebauten Leistungszufuhrsystems 1 beschrieben. 6 ist ein Flussdiagramm eines Beispiels der Untergrenze-SOC-Einstellwerteinstellvorgangsroutine, welche durch die ECU 30 des Leistungszufuhrsystems 1 gemäß dieser Ausführungsform ausgeführt wird.
  • Wenn die Untergrenze-SOC-Einstellwerteinstellvorgangsroutine, die in 6 gezeigt ist, ausgeführt wird, erlangt die CPU der ECU 30 zunächst die Temperatur-SOC-Verlaufsinformationen, welche die Batterietemperatur, den SOC, die integrierte Zeit, für welche die Sekundärbatterie bei jeder der Batterietemperaturen und in jedem der SOCs gehalten wird, für die Lithium-Ionensekundärbatterie 10 als das Steuerziel (Schritt S100). Danach wird die Kapazität nach Beeinträchtigung Cx basierend auf dem Ausdruck (1) mit Bezug auf die Daten, die für das Verhältnis zwischen der Batterietemperatur, dem SOC, und der Beeinträchtigungsgeschwindigkeit (4), die in dem ROM gespeichert sind, bezeichnend sind, berechnet (Schritt S200).
  • Danach wird der Kapazitätsaufrechterhaltungswert nach Beeinträchtigung (Cx/C0) berechnet, indem der obenstehend berechnete Wert der Kapazität nach Beeinträchtigung Cx durch die Anfangskapazität C0, die in dem ROM gespeichert ist, dividiert wird (Schritt S300), und das positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx, das dem obenstehend berechneten Wert des Kapazitätsaufrechterhaltungswerts nach Beeinträchtigung (Cx/C0) entspricht, wird mit Bezug auf die Daten berechnet, die für das Verhältnis zwischen dem Kapazitätsaufrechterhaltungswert nach Beeinträchtigung (Cx/C0) und dem positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx, das in dem ROM gespeichert ist, bezeichnend sind (Schritt S400). Danach wird der Verschiebungsbetrag (Vx – V0) des positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzials berechnet, indem das anfängliche positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial V0, das in dem ROM gespeichert ist, von dem obenstehend berechneten Wert des positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzials nach Beeinträchtigung Vx subtrahiert wird (Schritt S510).
  • Danach werden der berechnete Wert des Verschiebungsbetrags (Vx – V0) und der Schwellwert X, der in dem ROM gespeichert ist, verglichen (Schritt S520). Falls der obenstehend berechnete Wert des Verschiebungsbetrags (Vx – V0) niedriger als der Schwellwert X ist (falls Nein in Schritt S520), wird demzufolge bestimmt, dass die Abweichung des SOC an der negativen Elektrode innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt, und diese Routine wird abgeschlossen. Falls andererseits der obenstehend berechnete Wert des Verschiebungsbetrags (Vx – V0) gleich oder größer als der Schwellwert X ist (falls Ja in Schritt S520), wird bestimmt, dass die Abweichung des SOC an der negativen Elektrode nicht zugelassen werden kann, und die Verringerungsweite ΔSOCx des Untergrenze-SOC-Einstellwerts, der dem obenstehend berechneten Wert des Verschiebungsbetrags (Vx – V0) entspricht, wird mit Bezug auf das Kennfeld (3), das für das Verhältnis zwischen dem Verschiebungsbetrag (Vx – V0) des positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzials, das in dem ROM gespeichert ist, und die Verringerungsweite ΔSOCx des Untergrenze-SOC-Einstellwerts, der verringert werden soll, bezeichnend ist, bestimmt (Schritt S530).
  • Danach wird in Schritt S600 der Untergrenze-SOC-Einstellwert berechnet, indem die obenstehend bestimmte Verringerungsweite ΔSOCx von dem Anfangswert des Untergrenze-SOC-Einstellwerts, der in dem ROM gespeichert ist, subtrahiert wird, und es wird bestimmt, ob dieser berechnete Untergrenze-SOC-Einstellwert gleich oder kleiner als der SOC 0% ist. Falls der berechnete Untergrenze-SOC-Einstellwert gleich oder kleiner als der SOC 0% ist (falls Nein in Schritt S600), wird der berechnete Untergrenze-SOC-Einstellwert nicht als die Untergrenze des SOC-Verwendungsbereichs eingestellt, und diese Routine wird abgeschlossen. Danach wird zu fortgeschrittener Zeit die Untergrenze-SOC-Einstellwerteinstellvorgangsroutine nicht ausgeführt. Falls andererseits der berechnete Untergrenze-SOC-Einstellwert höher als der SOC 0% ist (falls Ja in Schritt S600), wird der berechnete Untergrenze-SOC-Einstellwert als die Untergrenze des SOC-Verwendungsbereichs eingestellt (Schritt S700), und die derzeitige Untergrenze-SOC-Einstellwerteinstellvorgangsroutine wird beendet. Danach wird zu fortgeschrittener Zeit die Betätigung der Lasten 20 mit diesem berechneten Untergrenze-SOC-Einstellwert als die Untergrenze des SOC-Verwendungsbereichs derart gesteuert, dass die Lithium-Ionensekundärbatterie 10 geladen oder entladen wird.
  • Gemäß der obenstehenden Ausführungsform wird der berechnete Untergrenze-SOC-Einstellwert, der niedriger ist als der Untergrenze-SOC-Einstellwert (der Anfangswert), der vorab eingestellt ist, übereinstimmend mit dem Verschiebungsbetrag (Vx – V0) eingestellt, wenn der Verschiebungsbetrag (Vx – V0) des positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzials gleich oder größer als der spezifische Schwellwert X ist. Somit wird in dem Fall, bei dem sich die Abweichung des SOC an der negativen Elektrode auf ein unzulässiges Maß ausdehnt, die obenstehend beschriebene Untergrenze-SOC-Einstellwerteinstellvorgangsroutine zu einer angemessenen Zeitvorgabe ausgeführt werden.
  • Um eine Anwendungswirkung der Erfindung zu bestätigen, wurde das nachfolgende Experiment durchgeführt.
  • Es wurde eine Lithium-Ionensekundärbatterie vorbereitet, die derart aufgebaut ist, dass positive und negative Elektrodenbögen, in denen ein positives Elektrodenaktivmaterial und ein negatives Elektrodenaktivmaterial jeweils durch einen bogenartigen positiven Elektrodenkollektor und einen bogenartigen negativen Elektrodenkollektor gehalten werden, über einen Separatorbogen gewickelt und zusammen mit einem Elektrolyt in einem Gehäuse aufgenommen sind. Die Anfangsbatteriekapazität (Anfangskapazität C0: siehe 2) wurde als 100 eingestellt, als der Untergrenze-SOC-Einstellwert einer solchen Lithium-Ionensekundärbatterie auf 27% eingestellt war und der Obergrenze-SOC-Einstellwert derselben auf 79% eingestellt war.
  • [Beispiel 1]
  • Die obenstehende Lithium-Ionensekundärbatterie war in einem Hochtemperaturtank aufgenommen, um einen Hochtemperatur-Beeinträchtigungstest durchzuführen. Dann wurde der Hochtemperatur-Beeinträchtigungstest fortgeführt bis die Batteriekapazität nach Beeinträchtigung Cx (siehe 2) in dem Fall, bei dem der Untergrenze-SOC-Einstellwert auf 27% eingestellt war, und der Obergrenze-SOC-Einstellwert auf 79% eingestellt war, auf 80% der Anfangskapazität C0 verringert war.
  • [Beispiel 2]
  • Der Untergrenze-SOC-Einstellwert der Lithium-Ionensekundärbatterie nach dem obenstehenden Hochtemperatur-Beeinträchtigungstest wurde auf 15% zurückgesetzt. Danach wurde die Batteriekapazität nach Beeinträchtigung in dem Fall gemessen, bei dem der Untergrenze-SOC-Einstellwert auf 15% eingestellt war, und der Obergrenze-SOC-Einstellwert auf 79% eingestellt war. Im Ergebnis war die Batteriekapazität nach Beeinträchtigung ungefähr 96% der Anfangskapazität, und die Batteriekapazität wurde im Vergleich zu derjenigen in dem Beispiel 1 zurückgewonnen. Aus diesem Ergebnis konnte bestätigt werden, dass nach der Beeinträchtigung die Verringerung der Batteriekapazität unterdrückt werden konnte, indem der Untergrenze-SOC-Einstellwert auf einen Wert zurückgesetzt wird, der niedriger als der Untergrenze-SOC-Einstellwert (der Anfangswert) ist, der vorab eingestellt ist.
  • Die Erfindung ist soweit in den bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden. Allerdings sind diese Beschreibungen keine Beschränkungen und es versteht sich, dass verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können.
  • Beispielsweise wird in der obenstehend beschriebenen Ausführungsform der Fall als Beispiel gegeben, bei dem das positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx basierend auf dem Kapazitätsaufrechterhaltungswert nach Beeinträchtigung (Cx/C0) berechnet wird. Allerdings ist eine Berechnung des positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzials nach Beeinträchtigung Vx nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise kann das positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx direkt erlangt werden, indem die Batteriespannung oder dergleichen zu einer Zeit verwendet werden, wenn die Batterie auf den Untergrenze-SOC-Einstellwert entladen wird. Allerdings kann wie in der obenstehend beschriebenen Ausführungsform in dem Fall, bei dem das positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx basierend auf dem Kapazitätsaufrechterhaltungswert nach Beeinträchtigung (Cx/C0) berechnet wird, das positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung Vx, das aus der Abweichung des SOC an der negativen Elektrode (der Ausfällung oder der Deaktivierung der Ladungsträger) resultiert, noch exakter berechnet werden.
  • Zudem wird in der obenstehend beschriebenen Ausführungsform der Fall als Beispiel gegeben, bei dem die Kapazität nach Beeinträchtigung Cx basierend auf der Batterietemperatur, dem SOC, und der Temperatur-SOC-Verlaufsinformation der Sekundärbatterie berechnet wird. Allerdings ist eine Berechnung der Kapazität nach Beeinträchtigung Cx nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise kann die Kapazität nach Beeinträchtigung Cx aus einer Entladekapazität oder dergleichen zu einer Zeit, wenn an der Batterie ein bestimmter Lade-/Entladevorgang durchgeführt wird, direkt gemessen werden. Allerdings kann bei der oben beschriebenen Ausführungsform in einem Fall, bei dem die Kapazität nach Beeinträchtigung Cx basierend auf der Batterietemperatur, dem SOC, und der Temperatur-SOC-Verlaufsinformation der Sekundärbatterie berechnet wird, die Kapazität nach Beeinträchtigung Cx, die aus der Abweichung des SOC an der negativen Elektrode resultiert (die Ausfällung oder die Deaktivierung der Ladungsträger) noch exakter berechnet werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2013-74706 [0003]
    • JP 2013-74706 A [0003, 0004]

Claims (5)

  1. Controller (30) für eine Sekundärbatterie (10), für die ein Untergrenze-SOC-Einstellwert, der höher als ein SOC 0% ist, und ein Obergrenze-SOC-Einstellwert, der niedriger als der SOC 100% ist, vorab eingestellt sind, und die in einer Verwendungspotenzialweite verwendet wird, die durch den Untergrenze-SOC-Einstellwert und den Obergrenze-SOC-Einstellwert bestimmt ist, gekennzeichnet durch Aufweisen von: einem Speicherabschnitt, der dazu ausgestaltet ist, ein anfängliches positives Elektrodenverwendungsminimumpotenzial (V0) einer positiven Elektrode, die in der Sekundärbatterie (10) bereitgestellt ist, zu speichern, wobei das anfängliche positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial (V0) dem vorab eingestellten Untergrenze-SOC-Einstellwert entspricht; und einem Untergrenze-SOC-Einstellwerteinstellabschnitt, der dazu ausgestaltet ist, den Untergrenze-SOC-Einstellwert der Sekundärbatterie (10) einzustellen, wobei der Untergrenze-SOC-Einstellwerteinstellabschnitt ein positives Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung (Vx) berechnet, das aufgrund der Beeinträchtigung der Sekundärbatterie (10) von dem anfänglichen positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzial (V0) zu einer hohen Potenzialseite verschoben ist, und den Untergrenze-SOC-Einstellwert übereinstimmend mit einem Verschiebungsbetrag (Vx – V0) als eine Differenz zwischen dem positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung (Vx) und dem anfänglichen positiven Elektrodenverwendungsminimumpotenzial (V0) auf einen Wert zurücksetzt, der niedriger als der vorab eingestellte Untergrenze-SOC-Einstellwert ist und der höher als der SOC 0% ist.
  2. Controller (30) nach Anspruch 1, wobei der Untergrenze-SOC-Einstellwerteinstellabschnitt einen Kapazitätsaufrechterhaltungswert nach Beeinträchtigung (Cx/C0) berechnet, indem eine Kapazität nach Beeinträchtigung (C) der Sekundärbatterie (10) durch eine Anfangskapazität (C0) der Sekundärbatterie (10) dividiert wird, und er das positive Elektrodenverwendungsminimumpotenzial nach Beeinträchtigung (Vx) basierend auf dem Kapazitätsaufrechterhaltungswert nach Beeinträchtigung (Cx/C0) berechnet.
  3. Controller (30) nach Anspruch 2, wobei der Untergrenze-SOC-Einstellwerteinstellabschnitt die Kapazität nach Beeinträchtigung (C) basierend auf Temperatur-SOC-Verlaufsinformationen berechnet, die eine Batterietemperatur, den SOC und eine integrierte Zeit, für welche die Sekundärbatterie (10) bei jeder der Batterietemperaturen und in jedem der SOCs der Sekundärbatterie (10) gehalten wird, umfassen.
  4. Controller (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Verringerungsweite (ΔSOCx) des Untergrenze-SOC-Einstellwerts, die einem Wert des Verschiebungsbetrags (Vx – V0) entspricht, mit Bezug auf ein Kennfeld bestimmt wird, das für ein Verhältnis zwischen dem Verschiebungsbetrag (Vx – V0) und der Verringerungsweite (ΔSOCx) des Untergrenze-SOC-Einstellwerts, der verringert werden soll, bezeichnend ist.
  5. Controller (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in einem Fall, bei dem der Wert des Verschiebungsbetrags (Vx – V0) und ein bestimmter Schwellwert (X) verglichen werden, und der Wert des Verschiebungsbetrags (Vx – V0) gleich oder größer als der bestimmte Schwellwert (X) ist, eine Verringerungsweite (ΔSOCx) des Untergrenze-SOC-Einstellwerts, die einem Wert des Verschiebungsbetrags (Vx – V0) entspricht, mit Bezug auf ein Kennfeld bestimmt wird, das für ein Verhältnis zwischen dem Verschiebungsbetrag (Vx – V0) und der Verringerungsweite (ΔSOCx) des Untergrenze-SOC-Einstellwerts, der verringert werden soll, bezeichnend ist.
DE102016103807.5A 2015-03-09 2016-03-03 Controller für eine Sekundärbatterie, welcher einen Untergrenze-SOC-Einstellwert einstellt, der niedriger als der vorab eingestellte Untergrenze-SOC-Einstellwert ist und höher als der SOC 0% ist Active DE102016103807B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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JP2015046151A JP6183663B2 (ja) 2015-03-09 2015-03-09 二次電池の制御装置
JP2015-046151 2015-03-09

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DE102016103807A1 true DE102016103807A1 (de) 2016-09-15
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