JP2011018547A - Lithium ion secondary battery and battery system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リチウムイオン二次電池、及び、リチウムイオン二次電池を備える電池システムに関する。 The present invention relates to a lithium ion secondary battery and a battery system including the lithium ion secondary battery.
リチウムイオン二次電池は、携帯機器の電源として、また、電気自動車やハイブリッド自動車などの電源として注目されている。現在、リチウムイオン二次電池としては、LiMO2(Mは、Co,Ni,Mn,V,Al,Mgなど)からなる正極活物質と、炭素材料からなる負極活物質と、Li塩と非水溶媒からなる非水電解液とを有するものが主流となっている(例えば、特許文献1〜3参照)。このリチウムイオン二次電池は、高い放電電圧を示し、高出力であるという利点がある。 Lithium ion secondary batteries are attracting attention as power sources for portable devices and as power sources for electric vehicles and hybrid vehicles. Currently, as a lithium ion secondary battery, a positive electrode active material made of LiMO 2 (M is Co, Ni, Mn, V, Al, Mg, etc.), a negative electrode active material made of a carbon material, Li salt and non-aqueous What has the nonaqueous electrolyte solution which consists of a solvent has become mainstream (for example, refer patent documents 1-3). This lithium ion secondary battery has the advantage of exhibiting a high discharge voltage and high output.
ところで、特許文献1〜3に開示されているリチウムイオン二次電池は、充電時には充電するにしたがって徐々に電池電圧が上昇し、逆に、放電時には放電するにしたがって徐々に電池電圧が低下する特性を有している。このため、充放電時の電池電圧の変化が大きくなるので、出力変動が大きく、電池の充電状態(放電深度)により出力特性が変化して使いにくいという課題があった。 By the way, the lithium ion secondary batteries disclosed in Patent Documents 1 to 3 have characteristics that the battery voltage gradually increases as the battery is charged during charging, and conversely the battery voltage gradually decreases as the battery discharges during discharging. have. For this reason, since the change of the battery voltage at the time of charging / discharging becomes large, the output fluctuation is large, and there is a problem that the output characteristics change depending on the state of charge (discharge depth) of the battery and it is difficult to use.
これに対し、特許文献4,5には、正極活物質として、組成式LiFePO4等で表されるオリビン構造のリチウム遷移金属複合酸化物を用いた二次電池が提案されている。LiFePO4等で表されるオリビン構造のリチウム遷移金属複合酸化物は、充放電電位が充放電の際にも略一定であり、リチウムイオンを脱離・吸蔵してもほとんど変化しない。その理由は、例えば、LiFePO4で表されるオリビン構造のリチウム遷移金属複合酸化物は、Liの吸蔵・脱離時に、LiFePO4とFePO4との2相共存状態となるからであると考えられる。
On the other hand,
従って、LiFePO4等の2相共存型の充放電を行う正極活物質を用いることで、充電状態の変化に伴う入力密度や出力密度の変化が少なく、出力特性の安定したリチウム二次電池を構成することが可能となる。しかしながら、このようなリチウムイオン二次電池は、充放電の際、電池電圧の変化が極めて小さくなる。
具体的には、このようなリチウムイオン二次電池を放電すると、放電末期に至るまで電池電圧値がほとんど変化しない。このため、放電時に、電池電圧に基づいて放電末期(または放電末期に近づいていること)を検知することが難しく、過放電となる虞があった。
また、このようなリチウムイオン二次電池を充電すると、充電末期に至るまで電池電圧値がほとんど変化しない。このため、充電時に、電池電圧に基づいて充電末期(または充電末期に近づいていること)を検知することが難しかった。しかも、充電末期には電池電圧値が急上昇して、直ちに満充電状態に至ってしまう。このため、電池電圧に基づいて、満充電状態に至るまでに充電末期を検知することが難しく、過充電となる虞があった。
Therefore, by using a positive electrode active material that performs charge and discharge in a two-phase coexistence type, such as LiFePO 4 , a lithium secondary battery that has little change in input density and output density due to change in charge state and stable output characteristics is configured. It becomes possible to do. However, such a lithium ion secondary battery has a very small change in battery voltage during charge and discharge.
Specifically, when such a lithium ion secondary battery is discharged, the battery voltage value hardly changes until the end of discharge. For this reason, at the time of discharge, it is difficult to detect the end of discharge (or that the end of discharge is approaching) based on the battery voltage, and there is a possibility of overdischarge.
Further, when such a lithium ion secondary battery is charged, the battery voltage value hardly changes until the end of charging. For this reason, it is difficult to detect the end of charge (or approaching the end of charge) based on the battery voltage during charging. In addition, at the end of charging, the battery voltage value suddenly rises and immediately reaches a fully charged state. For this reason, based on the battery voltage, it is difficult to detect the end of charging before reaching the fully charged state, and there is a possibility of overcharging.
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、安定した出力特性を得ることができるリチウムイオン二次電池であって、当該リチウムイオン二次電池の過放電及び過充電の少なくともいずれかを防止することが可能とされたリチウムイオン二次電池、及び、安定した出力特性を得ることができるリチウムイオン二次電池を備え、当該リチウムイオン二次電池の過放電及び過充電の少なくともいずれかを防止することが可能な電池システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the current situation, and is a lithium ion secondary battery capable of obtaining stable output characteristics, and is at least one of overdischarge and overcharge of the lithium ion secondary battery. And a lithium ion secondary battery capable of obtaining stable output characteristics, and at least one of overdischarge and overcharge of the lithium ion secondary battery It is an object of the present invention to provide a battery system capable of preventing the above-described problem.
(1)本発明の一態様は、正極活物質と、負極活物質と、を備えるリチウムイオン二次電池であって、上記正極活物質は、主成分として、2相共存型の充放電を行う第1正極活物質と、副成分として、2相共存型の充放電を行う第2正極活物質と、を含み、上記第1正極活物質は、当該第1正極活物質と上記負極活物質とを用いた第1リチウムイオン二次電池を放電させたときの電池電圧変動曲線において、当該第1正極活物質が理論的に最大限蓄積できる理論電気容量を上限とした電気容量の範囲のうち放電末期に至るまでの全体の50%以上の範囲にわたって、電池電圧値の変動が0.2V以下となる第1放電フラット線が現れる特性を有し、上記第2正極活物質は、当該第2正極活物質と上記負極活物質とを用いた第2リチウムイオン二次電池を放電させたときの電池電圧変動曲線において、当該第2正極活物質が理論的に最大限蓄積できる理論電気容量を上限とした電気容量の範囲のうち放電末期に至るまでの全体の50%以上の範囲にわたって、電池電圧値の変動が0.2V以下となる第2放電フラット線が現れ、上記第2放電フラット線の平均電圧値が、上記第1放電フラット線の平均電圧値よりも低くなる特性を有し、上記リチウムイオン二次電池は、当該リチウムイオン二次電池を放電させたときの電池電圧変動曲線において、上記第1放電フラット線のうち放電末期側の端部を除いた部分に相当する第1放電フラット部と、上記第2放電フラット線の放電末期側の端部に相当する第2放電フラット部であって、上記第1放電フラット部よりも放電末期側に位置し、上記第1放電フラット部の電圧値よりも低い電圧値を示す第2放電フラット部と、上記第1放電フラット部から上記第2放電フラット部に至るまでの範囲にわたって電池電圧が低下する電圧低下部であって、上記第1放電フラット部及び上記第2放電フラット部に比べて電池電圧が大きく低下する電圧低下部と、が現れる特性を有するリチウムイオン二次電池である。 (1) One embodiment of the present invention is a lithium ion secondary battery including a positive electrode active material and a negative electrode active material, and the positive electrode active material performs charge and discharge in a two-phase coexistence type as a main component. A first positive electrode active material, and a second positive electrode active material that performs charge and discharge in a two-phase coexistence type as an auxiliary component, wherein the first positive electrode active material includes the first positive electrode active material and the negative electrode active material. In the battery voltage fluctuation curve when the first lithium ion secondary battery using the battery is discharged, the first positive electrode active material is discharged out of the range of the electric capacity up to the theoretical electric capacity that can be theoretically stored at the maximum. Over the range of 50% or more of the whole up to the end stage, the first discharge flat line has a characteristic in which the fluctuation of the battery voltage value is 0.2 V or less, and the second positive electrode active material is the second positive electrode Second lithium ion using active material and negative electrode active material In the battery voltage fluctuation curve when the secondary battery is discharged, the total 50 up to the end of discharge is within the range of the electric capacity up to the theoretical electric capacity that the second positive electrode active material can theoretically accumulate to the maximum. %, A second discharge flat line having a battery voltage value variation of 0.2 V or less appears, and the average voltage value of the second discharge flat line is higher than the average voltage value of the first discharge flat line. The lithium ion secondary battery has a lower characteristic, and the battery voltage fluctuation curve when the lithium ion secondary battery is discharged excludes an end portion on the discharge end side of the first discharge flat line. A first discharge flat portion corresponding to a portion and a second discharge flat portion corresponding to an end portion on the discharge end side of the second discharge flat line, and located on a discharge end side with respect to the first discharge flat portion. A second discharge flat portion showing a voltage value lower than the voltage value of the first discharge flat portion, and a voltage reduction portion in which the battery voltage decreases over a range from the first discharge flat portion to the second discharge flat portion. And it is a lithium ion secondary battery which has the characteristic that the voltage reduction part where a battery voltage falls large compared with the said 1st discharge flat part and the said 2nd discharge flat part appears.
上述のリチウムイオン二次電池は、正極活物質の主成分(例えば、80wt%)として、2相共存型の充放電を行う第1正極活物質を含み、正極活物質の副成分(例えば、20wt%)として、2相共存型の充放電を行う第2正極活物質を含んでいる。 The above-described lithium ion secondary battery includes a first positive electrode active material that performs charge and discharge in a two-phase coexistence type as a main component (for example, 80 wt%) of the positive electrode active material. %) Includes a second positive electrode active material that performs charge and discharge in a two-phase coexistence type.
正極活物質として第1正極活物質のみを用い、負極活物質として上述のリチウムイオン二次電池と同等の負極活物質を用いた第1リチウムイオン二次電池では、この第1リチウムイオン二次電池を放電させたとき、その電池電圧変動曲線において、第1正極活物質が理論的に最大限蓄積できる理論電気容量を上限とした電気容量の範囲のうち放電末期に至るまでの全体の50%以上の範囲(例えば、理論電気容量の95%〜5%に相当する容量範囲)にわたって、電池電圧値の変動が0.2V以下となる第1放電フラット線が現れる。このように広い容量範囲にわたって電池電圧値の変動が0.2V以下となる第1リチウムイオン二次電池では、出力変動の小さい安定した出力特性を得ることができる。 In the first lithium ion secondary battery using only the first positive electrode active material as the positive electrode active material and the negative electrode active material equivalent to the above-described lithium ion secondary battery as the negative electrode active material, the first lithium ion secondary battery is used. In the battery voltage fluctuation curve when the battery is discharged, 50% or more of the total capacity until the end of discharge is reached in the range of the electric capacity with the upper limit of the theoretical electric capacity that the first positive electrode active material can theoretically accumulate to the maximum. Over the above range (for example, a capacity range corresponding to 95% to 5% of the theoretical electric capacity), the first discharge flat line in which the fluctuation of the battery voltage value is 0.2 V or less appears. Thus, in the first lithium ion secondary battery in which the fluctuation of the battery voltage value is 0.2 V or less over a wide capacity range, stable output characteristics with a small output fluctuation can be obtained.
正極活物質として第2正極活物質のみを用い、負極活物質として上述のリチウムイオン二次電池と同等の負極活物質を用いた第2リチウムイオン二次電池では、この第2リチウムイオン二次電池を放電させたとき、その電池電圧変動曲線において、第2正極活物質が理論的に最大限蓄積できる理論電気容量を上限とした電気容量の範囲のうち放電末期に至るまでの全体の50%以上の範囲(例えば、理論電気容量の95%〜5%に相当する容量範囲)にわたって、電池電圧値の変動が0.2V以下となる第2放電フラット線が現れる。このように広い容量範囲にわたって電池電圧値の変動が0.2V以下となる第2リチウムイオン二次電池では、出力変動の小さい安定した出力特性を得ることができる。 In the second lithium ion secondary battery using only the second positive electrode active material as the positive electrode active material and using the negative electrode active material equivalent to the above-described lithium ion secondary battery as the negative electrode active material, the second lithium ion secondary battery is used. In the battery voltage fluctuation curve when the battery is discharged, 50% or more of the total capacity up to the end of the discharge is within the range of the electric capacity up to the theoretical electric capacity that the second positive electrode active material can theoretically accumulate to the maximum. Over the above range (for example, a capacity range corresponding to 95% to 5% of the theoretical electric capacity), the second discharge flat line in which the fluctuation of the battery voltage value is 0.2 V or less appears. Thus, in the second lithium ion secondary battery in which the fluctuation of the battery voltage value is 0.2 V or less over a wide capacity range, stable output characteristics with a small output fluctuation can be obtained.
しかしながら、第1リチウムイオン二次電池及び第2リチウムイオン二次電池では、放電末期に至るまでの全体の50%以上の容量範囲(例えば、理論電気容量の95%〜5%に相当する容量範囲)にわたって、電池電圧値の変動が0.2V以下となる。すなわち、放電途中から放電末期に至るまで、電池電圧値がほとんど変化しない。このため、放電時に、電池電圧に基づいて放電末期(または放電末期に近づいていること)を検知することが難しく、過放電となる虞があった。 However, in the first lithium ion secondary battery and the second lithium ion secondary battery, the capacity range of 50% or more of the whole until the end of discharge (for example, the capacity range corresponding to 95% to 5% of the theoretical electric capacity) ), The fluctuation of the battery voltage value is 0.2 V or less. That is, the battery voltage value hardly changes from the middle of discharge to the end of discharge. For this reason, at the time of discharge, it is difficult to detect the end of discharge (or that the end of discharge is approaching) based on the battery voltage, and there is a possibility of overdischarge.
これに対し、上述のリチウムイオン二次電池では、正極活物質の主成分(例えば、80wt%)として2相共存型の充放電を行う第1正極活物質を含み、正極活物質の副成分(例えば、20wt%)として2相共存型の充放電を行う第2正極活物質を含んでいる。このようなリチウムイオン二次電池は、当該リチウムイオン二次電池を放電させたときの電池電圧変動曲線において、第1放電フラット線のうち放電末期側の端部を除いた部分に相当する第1放電フラット部と、第2放電フラット線の放電末期側の端部に相当する第2放電フラット部であって、第1放電フラット部よりも放電末期側に位置し、第1放電フラット部の電圧値よりも低い電圧値を示す第2放電フラット部と、第1放電フラット部から第2放電フラット部に至るまでの範囲にわたって電池電圧が低下する電圧低下部であって、第1放電フラット部及び第2放電フラット部に比べて電池電圧が大きく低下する電圧低下部と、が現れる特性を有する。 In contrast, the above-described lithium ion secondary battery includes a first positive electrode active material that performs charge and discharge in a two-phase coexistence type as a main component (for example, 80 wt%) of the positive electrode active material, For example, the second positive electrode active material that performs charge and discharge in a two-phase coexistence type is included as 20 wt%). Such a lithium ion secondary battery is a first voltage corresponding to a portion of the first discharge flat line excluding the end portion on the discharge end side in the battery voltage fluctuation curve when the lithium ion secondary battery is discharged. A discharge flat portion and a second discharge flat portion corresponding to an end portion on the discharge end side of the second discharge flat line, located on the discharge end side with respect to the first discharge flat portion, and a voltage of the first discharge flat portion A second discharge flat portion having a voltage value lower than the first value, and a voltage reduction portion in which the battery voltage decreases over a range from the first discharge flat portion to the second discharge flat portion, the first discharge flat portion and Compared with the second discharge flat part, a voltage drop part in which the battery voltage is greatly reduced appears.
第1放電フラット部と第2放電フラット部との間に位置する電圧低下部では、第1放電フラット部及び第2放電フラット部に比べて電池電圧が大きく低下するため、上述のリチウムイオン二次電池の放電時に、電池電圧の検知により、電圧低下部に至ったことを容易に検知することができる。電圧低下部は、電池電圧変動曲線のうち放電末期に近い部位である。このため、上述のリチウムイオン二次電池の放電時に、電圧低下部の電池電圧値(例えば、電圧低下部の範囲内の特定の電圧値)を検知することで、放電末期に近づいていることを検知することができる。これにより、過放電を防止するための処理(例えば、電池の残電気量が少ないことを警告する処理、放電停止の処理など)を行うことが可能となり、適切に、リチウムイオン二次電池の過放電を防止することが可能となる。 In the voltage reduction part located between the first discharge flat part and the second discharge flat part, the battery voltage is greatly reduced as compared with the first discharge flat part and the second discharge flat part. When the battery is discharged, it can be easily detected that the battery voltage has been reached by detecting the battery voltage. A voltage drop part is a site | part close | similar to the end of discharge among battery voltage fluctuation curves. For this reason, at the time of discharge of the above-mentioned lithium ion secondary battery, by detecting the battery voltage value of the voltage drop part (for example, a specific voltage value within the range of the voltage drop part), it is approaching the end of discharge. Can be detected. As a result, it becomes possible to perform processing for preventing overdischarge (for example, processing for warning that the remaining amount of battery power is low, processing for stopping discharge, etc.), and appropriately overloading the lithium ion secondary battery. It becomes possible to prevent discharge.
しかも、上述のリチウムイオン二次電池では、第1放電フラット部が含まれる広い容量範囲(例えば、理論電気容量の95%〜25%に相当する容量範囲)にわたって電池電圧値の変動が0.2V以下となるので、出力変動の小さい安定した出力特性を得ることができる。 In addition, in the above-described lithium ion secondary battery, the battery voltage value varies 0.2 V over a wide capacity range including the first discharge flat portion (for example, a capacity range corresponding to 95% to 25% of the theoretical electric capacity). Therefore, stable output characteristics with small output fluctuations can be obtained.
(2)さらに、上記のリチウムイオン二次電池であって、前記正極活物質は、副成分として、LiMO2(Mは、Ni,Co,Mnの少なくともいずれかを含む)を含み、前記第1正極活物質は、前記第1リチウムイオン二次電池を充電したときの電池電圧変動曲線において、前記理論電気容量を上限とした電気容量の範囲のうち充電末期に至るまでの全体の50%以上の範囲にわたって、電池電圧値の変動が0.2V以下となる第1充電フラット線と、上記第1充電フラット線に隣接する充電末期部であって、上記第1充電フラット線に比べて電池電圧値が急上昇する第1充電末期部と、が現れ、前記負極活物質として炭素材料を用いた場合の上記第1充電フラット線の平均電圧値が4.5V以下となる特性を有し、上記リチウムイオン二次電池は、当該リチウムイオン二次電池を充電したときの電池電圧変動曲線において、上記第1充電フラット線のうち充電初期側の端部及び充電末期側の端部を除いた部分に相当する第1充電フラット部と、上記第1充電フラット部に隣接する充電末期部であって、上記第1充電末期部に比べて広い容量範囲にわたって電池電圧値が緩やかに上昇する第2充電末期部と、が現れる特性を有するリチウムイオン二次電池とすると良い。 (2) Further, in the above lithium ion secondary battery, the positive electrode active material includes LiMO 2 (M includes at least one of Ni, Co, and Mn) as a subcomponent, and the first In the battery voltage fluctuation curve when the first lithium ion secondary battery is charged, the positive electrode active material is 50% or more of the total capacity up to the end of charging in the range of the electric capacity with the theoretical electric capacity as the upper limit. The first charging flat line in which the variation of the battery voltage value is 0.2V or less over the range, and the terminal stage of charging adjacent to the first charging flat line, the battery voltage value compared to the first charging flat line And the first charging end line in which the first charging flat line has an average voltage value of 4.5 V or less when the carbon material is used as the negative electrode active material. two In the battery voltage fluctuation curve when the lithium ion secondary battery is charged, the battery is a first portion corresponding to a portion of the first charge flat line excluding an end portion on the charge initial side and an end portion on the end stage of charge. A charge flat portion and a second charge end portion adjacent to the first charge flat portion, the battery voltage value gradually increasing over a wide capacity range as compared with the first charge end portion. A lithium ion secondary battery having the appearing characteristics is preferable.
第1リチウムイオン二次電池では、充電したときの電池電圧変動曲線において、第1正極活物質が理論的に最大限蓄積できる理論電気容量を上限とした電気容量の範囲のうち充電末期に至るまでの全体の50%以上の範囲(例えば、理論電気容量の5%〜95%に相当する容量範囲)にわたって、電池電圧値の変動が0.2V以下となる第1充電フラット線が現れる。従って、第1リチウムイオン二次電池では、充電途中から充電末期に至るまで、電池電圧値がほとんど変化しない。このため、充電時に、電池電圧に基づいて充電末期(または充電末期に近づいていること)を検知することが難しかった。しかも、第1リチウムイオン二次電池では、充電したときの電池電圧変動曲線において、第1充電フラット線に隣接する充電末期部であって、第1充電フラット線に比べて電池電圧値が急上昇する第1充電末期部が現れる。すなわち、充電末期には電池電圧値が急上昇し、直ちに満充電状態に至ってしまう。このため、電池電圧に基づいて、満充電状態に至るまでに充電末期を検知することが難しく、過充電となる虞があった。 In the first lithium ion secondary battery, in the battery voltage fluctuation curve when charged, the first positive electrode active material reaches the end of charging out of the range of electric capacity up to the theoretical electric capacity that can theoretically be accumulated to the maximum. The first charging flat line in which the fluctuation of the battery voltage value is 0.2 V or less appears over a range of 50% or more (for example, a capacity range corresponding to 5% to 95% of the theoretical electric capacity). Therefore, in the first lithium ion secondary battery, the battery voltage value hardly changes from the middle of charging to the end of charging. For this reason, it is difficult to detect the end of charge (or approaching the end of charge) based on the battery voltage during charging. Moreover, in the first lithium ion secondary battery, in the battery voltage fluctuation curve when charged, the battery voltage value rises rapidly compared to the first charging flat line, at the end of charging adjacent to the first charging flat line. The first charge end stage appears. That is, at the end of charging, the battery voltage value rapidly rises and immediately reaches a fully charged state. For this reason, based on the battery voltage, it is difficult to detect the end of charging before reaching the fully charged state, and there is a possibility of overcharging.
これに対し、上述のリチウムイオン二次電池では、正極活物質の主成分として第1正極活物質を含み、正極活物質の副成分として、第2正極活物質に加えてLiMO2 を(例えば、1〜5wt%)含んでいる。このようなリチウムイオン二次電池は、当該リチウムイオン二次電池を充電したときの電池電圧変動曲線において、第1充電フラット線のうち充電初期側の端部及び充電末期側の端部を除いた部分に相当する第1充電フラット部と、第1充電フラット部に隣接する充電末期部であって、第1充電末期部に比べて広い容量範囲にわたって電池電圧値が緩やかに上昇する第2充電末期部と、が現れる特性を有する。 On the other hand, in the above-described lithium ion secondary battery, the first positive electrode active material is included as the main component of the positive electrode active material, and LiMO 2 is added as a subcomponent of the positive electrode active material in addition to the second positive electrode active material (for example, 1 to 5 wt%). Such a lithium ion secondary battery excludes the end part on the charge initial side and the end part on the end of charge side of the first charge flat line in the battery voltage fluctuation curve when the lithium ion secondary battery is charged. A first charging flat portion corresponding to the portion, and a charging end portion adjacent to the first charging flat portion, and a second charging end portion in which the battery voltage value gradually increases over a wider capacity range than the first charging end portion Part has a characteristic of appearing.
上述のリチウムイオン二次電池の充電末期(第2充電末期部)では、第1リチウムイオン二次電池の充電末期(第1充電末期部)に比べて、広い容量範囲にわたって電池電圧値が緩やかに上昇する。すなわち、充電末期において、電池電圧値が急上昇することなく、比較的ゆっくりと満充電状態に至る。このため、上述のリチウムイオン二次電池の充電時に、電池電圧の検知により、第2充電末期部に至ったことを容易に検知することができる。従って、上述のリチウムイオン二次電池の充電時に、第2充電末期部の電池電圧値(例えば、第2充電末期部の範囲内の特定の電圧値)を検知することで、満充電状態に近づいていることを検知することができる。これにより、過充電を防止するための処理(例えば、充電停止の処理など)を行うことが可能となり、適切に、リチウムイオン二次電池の過充電を防止することが可能となる。 At the end of charging of the above-described lithium ion secondary battery (second charging end), the battery voltage value gradually decreases over a wide capacity range compared to the end of charging of the first lithium ion secondary battery (first charging end). To rise. That is, at the end of charging, the battery voltage value does not rapidly increase and reaches a fully charged state relatively slowly. For this reason, at the time of charge of the above-mentioned lithium ion secondary battery, it can be easily detected that the second charge end stage has been reached by detecting the battery voltage. Therefore, when the above-described lithium ion secondary battery is charged, the battery voltage value at the end of the second charge (for example, a specific voltage value within the range of the end of the second charge) is detected to approach the fully charged state. Can be detected. This makes it possible to perform processing for preventing overcharging (for example, charging stop processing) and appropriately prevent overcharging of the lithium ion secondary battery.
しかも、上述のリチウムイオン二次電池では、第1放電フラット部が含まれる広い容量範囲(例えば、理論電気容量の25%〜95%に相当する容量範囲)にわたって電池電圧値の変動が0.2V以下となるので、出力変動の小さい安定した出力特性を得ることができる。
なお、LiMO2(Mは、Ni,Co,Mnの少なくともいずれかを含む)は、Mとして、Ni,Co,Mnのうち少なくとも1種以上(1種または複数種の組み合わせ)の元素を含み、さらに、Ni,Co,Mnとは異なる他の元素(例えば、V,Al,Mgなど)を含んでいても良い。
Moreover, in the above-described lithium ion secondary battery, the battery voltage value varies 0.2 V over a wide capacity range including the first discharge flat portion (for example, a capacity range corresponding to 25% to 95% of the theoretical electric capacity). Therefore, stable output characteristics with small output fluctuations can be obtained.
Note that LiMO 2 (M includes at least one of Ni, Co, and Mn) includes, as M, at least one element of Ni, Co, and Mn (a combination of one or more), Furthermore, other elements different from Ni, Co, and Mn (for example, V, Al, Mg, etc.) may be included.
(3)本発明の他の態様は、正極活物質と、負極活物質と、を備えるリチウムイオン二次電池であって、上記正極活物質は、主成分として、2相共存型の充放電を行う第1正極活物質と、副成分として、LiMO2(Mは、Ni,Co,Mnの少なくともいずれかを含む)と、を含み、上記第1正極活物質は、当該第1正極活物質と上記負極活物質とを用いた第1リチウムイオン二次電池を充電したときの電池電圧変動曲線において、当該第1正極活物質が理論的に最大限蓄積できる理論電気容量を上限とした電気容量の範囲のうち充電末期に至るまでの全体の50%以上の範囲にわたって、電池電圧値の変動が0.2V以下となる第1充電フラット線と、上記第1充電フラット線に隣接する充電末期部であって上記第1充電フラット線に比べて電池電圧値が急上昇する第1充電末期部と、が現れ、上記負極活物質として炭素材料を用いた場合の上記第1充電フラット線の平均電圧値が4.5V以下となる特性を有し、上記リチウムイオン二次電池は、当該リチウムイオン二次電池を充電したときの電池電圧変動曲線において、上記第1充電フラット線のうち充電末期側の部位を除いた部分に相当する第1充電フラット部と、上記第1充電フラット部に隣接する充電末期部であって、上記第1充電末期部に比べて広い容量範囲にわたって電池電圧値が緩やかに上昇する第2充電末期部と、が現れる特性を有するリチウムイオン二次電池である。 (3) Another aspect of the present invention is a lithium ion secondary battery comprising a positive electrode active material and a negative electrode active material, wherein the positive electrode active material is charged and discharged in a two-phase coexistence type as a main component. A first positive electrode active material to be performed, and LiMO 2 (M includes at least one of Ni, Co, and Mn) as a subcomponent, and the first positive electrode active material includes the first positive electrode active material and In the battery voltage fluctuation curve when the first lithium ion secondary battery using the negative electrode active material is charged, the electric capacity of the upper limit is the theoretical electric capacity that the first positive electrode active material can theoretically store to the maximum. The first charging flat line in which the fluctuation of the battery voltage value is 0.2V or less over the range of 50% or more of the entire range up to the end of charging in the range, and the end stage of charging adjacent to the first charging flat line Compared to the first charging flat wire And a first charging end stage in which the battery voltage value rapidly rises, and when the carbon material is used as the negative electrode active material, the average voltage value of the first charging flat line is 4.5 V or less. The lithium ion secondary battery is a first charging flat corresponding to a portion of the first charging flat line excluding a portion at the end of charging in the battery voltage fluctuation curve when the lithium ion secondary battery is charged. And a second end-of-charge portion adjacent to the first charge flat portion, the second end-of-charge portion where the battery voltage value gradually increases over a wide capacity range as compared to the first end-of-charge portion. A lithium ion secondary battery having
上述のリチウムイオン二次電池は、正極活物質の主成分(例えば、95wt%)として、2相共存型の充放電を行う第1正極活物質を含み、正極活物質の副成分(例えば、5wt%)として、LiMO2 を含んでいる。 The above-described lithium ion secondary battery includes a first positive electrode active material that performs charge and discharge in a two-phase coexistence type as a main component (for example, 95 wt%) of the positive electrode active material, and a subcomponent (for example, 5 wt%) of the positive electrode active material. %) Includes LiMO 2 .
正極活物質として第1正極活物質のみを用い、負極活物質として上述のリチウムイオン二次電池と同等の負極活物質を用いた第1リチウムイオン二次電池では、この第1リチウムイオン二次電池を充電したとき、その電池電圧変動曲線において、第1正極活物質が理論的に最大限蓄積できる理論電気容量を上限とした電気容量の範囲のうち充電末期に至るまでの全体の50%以上の範囲(例えば、理論電気容量の5%〜95%に相当する容量範囲)にわたって、電池電圧値の変動が0.2V以下となる第1充電フラット線が現れる。このように広い容量範囲にわたって電池電圧値の変動が0.2V以下となる第1リチウムイオン二次電池では、出力変動の小さい安定した出力特性を得ることができる。 In the first lithium ion secondary battery using only the first positive electrode active material as the positive electrode active material and the negative electrode active material equivalent to the above-described lithium ion secondary battery as the negative electrode active material, the first lithium ion secondary battery is used. In the battery voltage fluctuation curve when the battery is charged, 50% or more of the total capacity until the end of charging is reached in the range of the electric capacity up to the theoretical electric capacity that the first positive electrode active material can theoretically accumulate to the maximum. Over the range (for example, a capacity range corresponding to 5% to 95% of the theoretical electric capacity), the first charging flat line in which the fluctuation of the battery voltage value is 0.2 V or less appears. Thus, in the first lithium ion secondary battery in which the fluctuation of the battery voltage value is 0.2 V or less over a wide capacity range, stable output characteristics with a small output fluctuation can be obtained.
しかしながら、第1リチウムイオン二次電池では、充電したときの電池電圧変動曲線において、充電末期に至るまでの全体の50%以上の容量範囲にわたって電池電圧値の変動が0.2V以下となる。すなわち、充電途中から充電末期に至るまで、電池電圧値がほとんど変化しない。このため、充電時に、電池電圧に基づいて充電末期(または充電末期に近づいていること)を検知することが難しかった。しかも、第1リチウムイオン二次電池では、充電したときの電池電圧変動曲線において、第1充電フラット線に隣接する充電末期部であって、第1充電フラット線に比べて電池電圧値が急上昇する第1充電末期部が現れる。すなわち、充電末期には電池電圧値が急上昇し、直ちに満充電状態に至ってしまう。このため、電池電圧に基づいて、満充電状態に至るまでに充電末期を検知することが難しく、過充電となる虞があった。 However, in the first lithium ion secondary battery, in the battery voltage fluctuation curve when charged, the battery voltage value fluctuation is 0.2 V or less over the entire capacity range of 50% or more until the end of charging. That is, the battery voltage value hardly changes from the middle of charging to the end of charging. For this reason, it is difficult to detect the end of charge (or approaching the end of charge) based on the battery voltage during charging. Moreover, in the first lithium ion secondary battery, in the battery voltage fluctuation curve when charged, the battery voltage value rises rapidly compared to the first charging flat line, at the end of charging adjacent to the first charging flat line. The first charge end stage appears. That is, at the end of charging, the battery voltage value rapidly rises and immediately reaches a fully charged state. For this reason, based on the battery voltage, it is difficult to detect the end of charging before reaching the fully charged state, and there is a possibility of overcharging.
これに対し、上述のリチウムイオン二次電池では、正極活物質の主成分(例えば、95wt%)として2相共存型の充放電を行う第1正極活物質を含み、正極活物質の副成分(例えば、5wt%)としてLiMO2 を含んでいる。このようなリチウムイオン二次電池は、当該リチウムイオン二次電池を充電したときの電池電圧変動曲線において、第1充電フラット線のうち充電末期側の部位を除いた部分に相当する第1充電フラット部と、第1充電フラット部に隣接する充電末期部であって、第1充電末期部に比べて広い容量範囲にわたって電池電圧値が緩やかに上昇する第2充電末期部と、が現れる特性を有する。 In contrast, the above-described lithium ion secondary battery includes a first positive electrode active material that performs charge and discharge in a two-phase coexistence type as a main component (for example, 95 wt%) of the positive electrode active material, For example, LiMO 2 is contained as 5 wt%). Such a lithium ion secondary battery has a first charging flat corresponding to a portion of the first charging flat line excluding a portion at the end of charging in the battery voltage fluctuation curve when the lithium ion secondary battery is charged. And a second charge end portion that is a charge end portion adjacent to the first charge flat portion, and in which the battery voltage value gradually rises over a wide capacity range as compared to the first charge end portion. .
上述のリチウムイオン二次電池の充電末期(第2充電末期部)では、第1リチウムイオン二次電池の充電末期(第1充電末期部)に比べて、広い容量範囲にわたって電池電圧値が緩やかに上昇する。すなわち、充電末期において、電池電圧値が急上昇することなく、比較的ゆっくりと満充電状態に至る。このため、上述のリチウムイオン二次電池の充電時に、電池電圧の検知により、第2充電末期部に至ったことを容易に検知することができる。従って、上述のリチウムイオン二次電池の充電時に、第2充電末期部の電圧値(例えば、第2充電末期部の範囲内の特定の電圧値)を検知することで、満充電状態に近づいて
いることを検知することができる。これにより、過充電を防止するための処理(例えば、充電停止の処理など)を行うことが可能となり、適切に、リチウムイオン二次電池の過充電を防止することが可能となる。
At the end of charging of the above-described lithium ion secondary battery (second charging end), the battery voltage value gradually decreases over a wide capacity range compared to the end of charging of the first lithium ion secondary battery (first charging end). To rise. That is, at the end of charging, the battery voltage value does not rapidly increase and reaches a fully charged state relatively slowly. For this reason, at the time of charge of the above-mentioned lithium ion secondary battery, it can be easily detected that the second charge end stage has been reached by detecting the battery voltage. Therefore, when the above-described lithium ion secondary battery is charged, the fully charged state is approached by detecting the voltage value at the end of the second charge (for example, a specific voltage value within the range of the end of the second charge). Can be detected. This makes it possible to perform processing for preventing overcharging (for example, charging stop processing) and appropriately prevent overcharging of the lithium ion secondary battery.
しかも、上述のリチウムイオン二次電池では、第1充電フラット部が含まれる広い容量範囲(例えば、理論電気容量の25%〜95%に相当する容量範囲)にわたって電池電圧値の変動が0.2V以下となる。このようなリチウムイオン二次電池では、出力変動の小さい安定した出力特性を得ることができる。 In addition, in the above-described lithium ion secondary battery, the fluctuation of the battery voltage value is 0.2 V over a wide capacity range including the first charging flat portion (for example, a capacity range corresponding to 25% to 95% of the theoretical electric capacity). It becomes as follows. In such a lithium ion secondary battery, stable output characteristics with small output fluctuations can be obtained.
(4)さらに、上記のリチウムイオン二次電池であって、前記正極活物質は、副成分として、2相共存型の充放電を行う第2正極活物質を含み、前記第1正極活物質は、前記第1リチウムイオン二次電池を放電させたときの電池電圧変動曲線において、前記理論電気容量を上限とした電気容量の範囲のうち放電末期に至るまでの全体の50%以上の範囲にわたって、電池電圧値の変動が0.2V以下となる第1放電フラット線が現れる特性を有し、上記第2正極活物質は、当該第2正極活物質と上記負極活物質とを用いた第2リチウムイオン二次電池を放電させたときの電池電圧変動曲線において、当該第2正極活物質が理論的に最大限蓄積できる理論電気容量を上限とした電気容量の範囲のうち放電末期に至るまでの全体の50%以上の範囲にわたって、電池電圧値の変動が0.2V以下となる第2放電フラット線が現れ、上記第2放電フラット線の平均電圧値が、上記第1放電フラット線の平均電圧値よりも低くなる特性を有し、上記リチウムイオン二次電池は、当該リチウムイオン二次電池を放電させたときの電池電圧変動曲線において、上記第1放電フラット線のうち放電末期側の端部を除いた部分に相当する第1放電フラット部と、上記第2放電フラット線の放電末期側の端部に相当する第2放電フラット部であって、上記第1放電フラット部よりも放電末期側に位置し、上記第1放電フラット部の電圧値よりも低い電圧値を示す第2放電フラット部と、上記第1放電フラット部から上記第2放電フラット部に至るまでの範囲にわたって電池電圧が低下する電圧低下部であって、上記第1放電フラット部及び上記第2放電フラット部に比べて電池電圧が大きく低下する電圧低下部と、が現れる特性を有するリチウムイオン二次電池とすると良い。 (4) Further, in the above lithium ion secondary battery, the positive electrode active material includes a second positive electrode active material that performs charge and discharge in a two-phase coexistence type as a subcomponent, and the first positive electrode active material includes In the battery voltage fluctuation curve when the first lithium ion secondary battery is discharged, over a range of 50% or more of the total capacity up to the end of discharge in the range of the electric capacity with the theoretical electric capacity as the upper limit, The second positive electrode active material has a characteristic in which a first discharge flat line having a battery voltage fluctuation of 0.2 V or less appears, and the second positive electrode active material is a second lithium using the second positive electrode active material and the negative electrode active material. In the battery voltage fluctuation curve when the ion secondary battery is discharged, the entire range up to the end of discharge in the range of the electric capacity up to the theoretical electric capacity that the second positive electrode active material can theoretically store to the maximum. 50% or more of A second discharge flat line appears with a fluctuation of the battery voltage value of 0.2 V or less, and the average voltage value of the second discharge flat line is lower than the average voltage value of the first discharge flat line. And the lithium ion secondary battery corresponds to a portion of the first discharge flat line excluding an end portion on a discharge end side in a battery voltage fluctuation curve when the lithium ion secondary battery is discharged. A first discharge flat portion and a second discharge flat portion corresponding to an end portion on a discharge end side of the second discharge flat line, the first discharge flat portion being located on a discharge end side with respect to the first discharge flat portion; A second discharge flat portion having a voltage value lower than the voltage value of the discharge flat portion, and a voltage reduction portion in which the battery voltage decreases over a range from the first discharge flat portion to the second discharge flat portion. It, may be a lithium ion secondary battery having a characteristic that the voltage drop unit cell voltage is greatly reduced in comparison with the first discharge flat portion and the second discharge flat portion appears.
第1リチウムイオン二次電池及び第2リチウムイオン二次電池では、放電させたとき、理論電気容量を上限とした電気容量の範囲のうち放電末期に至るまでの全体の50%以上の容量範囲(例えば、理論電気容量の5%〜95%に相当する容量範囲)にわたって、電池電圧値の変動が0.2V以下となる。すなわち、放電途中から放電末期に至るまで、電池電圧値がほとんど変化しない。このため、第1リチウムイオン二次電池及び第2リチウムイオン二次電池では、放電時に、電池電圧に基づいて放電末期(または放電末期に近づいていること)を検知することが難しく、過放電となる虞があった。 In the first lithium ion secondary battery and the second lithium ion secondary battery, when discharged, the capacity range of 50% or more of the total capacity until the end of discharge is reached out of the range of electric capacity with the theoretical electric capacity as the upper limit ( For example, the variation of the battery voltage value is 0.2 V or less over a capacity range corresponding to 5% to 95% of the theoretical electric capacity. That is, the battery voltage value hardly changes from the middle of discharge to the end of discharge. For this reason, in the first lithium ion secondary battery and the second lithium ion secondary battery, it is difficult to detect the end of discharge (or approaching the end of discharge) based on the battery voltage at the time of discharge. There was a risk of becoming.
これに対し、上述のリチウムイオン二次電池では、正極活物質の主成分として2相共存型の充放電を行う第1正極活物質を含み、正極活物質の副主成分として、LiMO2 に加えて、2相共存型の充放電を行う第2正極活物質を(例えば、5〜20wt%)含んでいる。このようなリチウムイオン二次電池は、当該リチウムイオン二次電池を放電させたときの電池電圧変動曲線において、第1放電フラット線のうち放電初期側の端部及び放電末期側の端部を除いた部分に相当する第1放電フラット部と、第2放電フラット線の放電末期側の端部に相当する第2放電フラット部であって、第1放電フラット部よりも放電末期側に位置し、第1放電フラット部の電圧値よりも低い電圧値を示す第2放電フラット部と、第1放電フラット部から第2放電フラット部に至るまでの範囲にわたって電池電圧が低下する電圧低下部であって、第1放電フラット部及び第2放電フラット部に比べて電池電圧が大きく低下する電圧低下部と、が現れる特性を有する。 In contrast, the above-described lithium ion secondary battery includes a first positive electrode active material that performs charge and discharge in a two-phase coexistence type as a main component of the positive electrode active material, and in addition to LiMO 2 as a sub main component of the positive electrode active material. And a second positive electrode active material that performs charge and discharge in a two-phase coexistence type (for example, 5 to 20 wt%). Such a lithium ion secondary battery is a battery voltage fluctuation curve when the lithium ion secondary battery is discharged, except for an end portion on the initial discharge side and an end portion on the final discharge side of the first discharge flat line. A first discharge flat portion corresponding to the first discharge flat portion and a second discharge flat portion corresponding to an end portion on the discharge end side of the second discharge flat line, which is located on the discharge end side of the first discharge flat portion, A second discharge flat portion showing a voltage value lower than a voltage value of the first discharge flat portion, and a voltage reduction portion in which the battery voltage decreases over a range from the first discharge flat portion to the second discharge flat portion. And a voltage drop portion where the battery voltage is greatly reduced as compared with the first discharge flat portion and the second discharge flat portion.
第1放電フラット部と第2放電フラット部との間に位置する電圧低下部では、第1放電フラット部及び第2放電フラット部に比べて電池電圧が大きく低下するため、上述のリチウムイオン二次電池の放電時に、電池電圧の検知により、電圧低下部に至ったことを容易に検知することができる。電圧低下部は、電池電圧変動曲線のうち放電末期に近い部位である。このため、上述のリチウムイオン二次電池の放電時に、電圧低下部の電圧値(例えば、電圧低下部の範囲内の特定の電圧値)を検知することで、放電末期に近づいていることを検知することができる。これにより、過放電を防止するための処理(例えば、電池の残電気量が少ないことを警告する処理、放電停止の処理など)を行うことが可能となり、適切に、リチウムイオン二次電池の過放電を防止することが可能となる。 In the voltage reduction part located between the first discharge flat part and the second discharge flat part, the battery voltage is greatly reduced as compared with the first discharge flat part and the second discharge flat part. When the battery is discharged, it can be easily detected that the battery voltage has been reached by detecting the battery voltage. A voltage drop part is a site | part close | similar to the end of discharge among battery voltage fluctuation curves. For this reason, at the time of discharge of the above-described lithium ion secondary battery, it is detected that the end of the discharge is approaching by detecting the voltage value of the voltage drop part (for example, a specific voltage value within the range of the voltage drop part). can do. As a result, it becomes possible to perform processing for preventing overdischarge (for example, processing for warning that the remaining amount of battery power is low, processing for stopping discharge, etc.), and appropriately overloading the lithium ion secondary battery. It becomes possible to prevent discharge.
しかも、上述のリチウムイオン二次電池では、第1放電フラット部が含まれる広い容量範囲(例えば、理論電気容量の25%〜95%に相当する容量範囲)にわたって電池電圧値の変動が0.2V以下となるので、出力変動の小さい安定した出力特性を得ることができる。 Moreover, in the above-described lithium ion secondary battery, the battery voltage value varies 0.2 V over a wide capacity range including the first discharge flat portion (for example, a capacity range corresponding to 25% to 95% of the theoretical electric capacity). Therefore, stable output characteristics with small output fluctuations can be obtained.
(5)さらに、前記いずれかのリチウムイオン二次電池であって、前記第1正極活物質は、LiFePO4であり、前記第2正極活物質は、Li3Fe2(PO4)3であるリチウムイオン二次電池とすると良い。 (5) Further, in any of the lithium ion secondary batteries, the first positive electrode active material is LiFePO 4 , and the second positive electrode active material is Li 3 Fe 2 (PO 4 ) 3 . A lithium ion secondary battery is preferable.
上述のリチウムイオン二次電池では、正極活物質の主成分(第1正極活物質)としてLiFePO4 を含み、正極活物質の副成分(第2正極活物質)としてLi3Fe2(PO4)3でを含んでいる。また、正極活物質の副成分としてLiMO2(Mは、Ni,Co,Mnの少なくともいずれかを含む)も含んでいる。 In the above-described lithium ion secondary battery, LiFePO 4 is included as a main component (first positive electrode active material) of the positive electrode active material, and Li 3 Fe 2 (PO 4 ) is used as a subcomponent (second positive electrode active material) of the positive electrode active material. Includes in three . Further, LiMO 2 (M includes at least one of Ni, Co, and Mn) is also included as a subcomponent of the positive electrode active material.
このようなリチウムイオン二次電池は、放電させたときの電池電圧変動曲線において、第1放電フラット部と電圧低下部と第2放電フラット部とが現れる特性を有する。このため、リチウムイオン二次電池の放電時に、電圧低下部の電圧値(例えば、電圧低下部の範囲内の特定の電圧値)を検知することで、放電末期に近づいていることを検知することができる。これにより、過放電を防止するための処理(例えば、電池の残電気量が少ないことを警告する処理、放電停止の処理など)を行うことが可能となり、適切に、リチウムイオン二次電池の過放電を防止することが可能となる。 Such a lithium ion secondary battery has a characteristic in which a first discharge flat portion, a voltage drop portion, and a second discharge flat portion appear in a battery voltage fluctuation curve when discharged. For this reason, at the time of discharge of a lithium ion secondary battery, by detecting the voltage value of the voltage drop part (for example, a specific voltage value within the range of the voltage drop part), detecting that the end of discharge is approaching Can do. As a result, it becomes possible to perform processing for preventing overdischarge (for example, processing for warning that the remaining amount of battery power is low, processing for stopping discharge, etc.), and appropriately overloading the lithium ion secondary battery. It becomes possible to prevent discharge.
さらに、このリチウムイオン二次電池は、充電したときの電池電圧変動曲線において、第1充電フラット部と第2充電末期部とが現れる特性を有する。このため、リチウムイオン二次電池の充電時に、第2充電末期部の電圧値(例えば、第2充電末期部の範囲内の特定の電圧値)を検知することで、満充電状態に近づいていることを検知することができる。これにより、過充電を防止するための処理(例えば、充電停止の処理など)を行うことが可能となり、適切に、リチウムイオン二次電池の過充電を防止することが可能となる。 Furthermore, this lithium ion secondary battery has a characteristic in which a first charge flat portion and a second charge end portion appear in a battery voltage fluctuation curve when charged. For this reason, at the time of charge of a lithium ion secondary battery, it is approaching a fully charged state by detecting the voltage value (for example, specific voltage value within the range of the 2nd charge end part) of the 2nd charge end part. Can be detected. This makes it possible to perform processing for preventing overcharging (for example, charging stop processing) and appropriately prevent overcharging of the lithium ion secondary battery.
しかも、上述のリチウムイオン二次電池では、第1放電フラット部が含まれる広い容量範囲(例えば、理論電気容量の25%〜95%に相当する容量範囲)にわたって電池電圧値の変動が0.2V以下となるので、出力変動の小さい安定した出力特性を得ることができる。 Moreover, in the above-described lithium ion secondary battery, the battery voltage value varies 0.2 V over a wide capacity range including the first discharge flat portion (for example, a capacity range corresponding to 25% to 95% of the theoretical electric capacity). Therefore, stable output characteristics with small output fluctuations can be obtained.
(6)また、本発明の他の態様は、前記(1)、(2)、(4)、または(5)に記載のリチウムイオン二次電池と、上記リチウムイオン二次電池の電池電圧値を検知する電圧検知装置と、前記電圧低下部における上記リチウムイオン二次電池の電池電圧値を予め記憶しておき、上記リチウムイオン二次電池の放電時に、上記電圧検知装置によって検知された上記電圧低下部の電池電圧値に基づいて、上記リチウムイオン二次電池の過放電を防止するための所定の処理を行う処理装置と、を備える電池システムである。 (6) Moreover, the other aspect of this invention is the battery voltage value of the lithium ion secondary battery as described in said (1), (2), (4) or (5), and the said lithium ion secondary battery. The voltage detection device for detecting the battery voltage value of the lithium ion secondary battery in the voltage drop unit is stored in advance, and the voltage detected by the voltage detection device when the lithium ion secondary battery is discharged. A battery system comprising: a processing device that performs a predetermined process for preventing overdischarge of the lithium ion secondary battery based on a battery voltage value of a lowering portion.
上述の電池システムは、前述の(1)、(2)、(4)、または(5)に記載のリチウムイオン二次電池を備えている。これらのリチウムイオン二次電池は、前述のように、放電させたときの電池電圧変動曲線において、第1放電フラット部と電圧低下部と第2放電フラット部とが現れる特性を有する。しかも、これらのリチウムイオン二次電池では、前述のように、第1放電フラット部が含まれる広い容量範囲(例えば、理論電気容量の95%〜25%に相当する容量範囲)にわたって電池電圧値の変動が0.2V以下となる。このため、上述の電池システムでは、出力変動の小さい安定した出力特性を得ることができる。 The battery system described above includes the lithium ion secondary battery described in (1), (2), (4), or (5) described above. As described above, these lithium ion secondary batteries have a characteristic in which a first discharge flat portion, a voltage drop portion, and a second discharge flat portion appear in a battery voltage fluctuation curve when discharged. Moreover, in these lithium ion secondary batteries, as described above, the battery voltage value has a wide capacity range including the first discharge flat portion (for example, a capacity range corresponding to 95% to 25% of the theoretical electric capacity). The fluctuation is 0.2V or less. For this reason, in the battery system described above, stable output characteristics with small output fluctuations can be obtained.
さらに、上述の電池システムは、リチウムイオン二次電池の放電時に、電圧検知装置によって検知された電圧低下部の電池電圧値に基づいて、リチウムイオン二次電池の過放電を防止するための所定の処理を行う処理装置を備えている。従って、リチウムイオン二次電池の放電末期に近づいたとき、処理装置により、リチウムイオン二次電池の過放電を防止するための所定の処理(例えば、電池の残電気量が少ないことを警告する処理、放電停止の処理など)が行われる。これにより、リチウムイオン二次電池の過放電を防止することが可能となる。 Furthermore, the battery system described above is configured to prevent a lithium ion secondary battery from overdischarge based on the battery voltage value of the voltage drop unit detected by the voltage detection device when the lithium ion secondary battery is discharged. A processing device for processing is provided. Accordingly, when the end of discharge of the lithium ion secondary battery is approaching, a predetermined processing (for example, a process for warning that the remaining amount of electricity in the battery is low) is prevented by the processing device. , Discharge stop processing, etc.). Thereby, it becomes possible to prevent overdischarge of the lithium ion secondary battery.
(7)さらに、上記の電池システムであって、前記電池システムは、電気自動車の駆動用電源システムとして上記電気自動車に搭載されてなり、前記処理装置は、前記リチウムイオン二次電池の放電時に、前記電圧検知装置によって検知された上記リチウムイオン二次電池の電池電圧値が前記電圧低下部の電池電圧値に達したか否かを判断し、上記電圧低下部の電池電圧値に達したと判断したとき、前記所定の処理として、上記リチウムイオン二次電池の残電気量が少ないことを警告する処理を行う電池システムとすると良い。 (7) Further, in the above battery system, the battery system is mounted on the electric vehicle as a power supply system for driving the electric vehicle, and the processing device is configured to discharge the lithium ion secondary battery. It is determined whether the battery voltage value of the lithium ion secondary battery detected by the voltage detection device has reached the battery voltage value of the voltage reduction unit, and is determined to have reached the battery voltage value of the voltage reduction unit In this case, the predetermined process may be a battery system that performs a process of warning that the remaining amount of electricity of the lithium ion secondary battery is small.
上述の電池システムは、電気自動車の駆動用電源システムとして電気自動車に搭載されている。この電池システムでは、処理装置が、リチウムイオン二次電池の放電時に、リチウムイオン二次電池の電池電圧値が電圧低下部の電池電圧値に達したと判断したとき、リチウムイオン二次電池の残電気量が少ないことを警告する処理(例えば、警告ランプを点灯させる処理)を行う。この警告により、電気自動車の運転者は、リチウムイオン二次電池の残電気量が少ないことを知ることができる。これにより、電気自動車の運転者は、リチウムイオン二次電池に電気が残存している間に、電気自動車を停止させ、リチウムイオン二次電池を充電することができる。従って、上述の電池システムによれば、リチウムイオン二次電池の過放電を防止することができる。 The battery system described above is mounted on an electric vehicle as a drive power supply system for the electric vehicle. In this battery system, when the processing apparatus determines that the battery voltage value of the lithium ion secondary battery has reached the battery voltage value of the voltage drop portion during discharging of the lithium ion secondary battery, the remaining amount of the lithium ion secondary battery is determined. Processing for warning that the amount of electricity is small (for example, processing for turning on a warning lamp) is performed. By this warning, the driver of the electric vehicle can know that the remaining electricity amount of the lithium ion secondary battery is small. Thereby, the driver of the electric vehicle can stop the electric vehicle and charge the lithium ion secondary battery while electricity remains in the lithium ion secondary battery. Therefore, according to the battery system described above, overdischarge of the lithium ion secondary battery can be prevented.
(8)また、前記の電池システムであって、前記電池システムは、モータとエンジンを備えるプラグインハイブリッド自動車の駆動用電源システムとして、上記自動車に搭載されてなり、上記自動車は、上記エンジンを駆動させることなく前記リチウムイオン二次電池の放電により供給される電力を用いた上記モータの駆動により走行するEVモード、及び、上記モータの駆動と上記エンジンの駆動の組み合わせにより走行するHVモード、のいずれかにより走行可能に構成されてなり、前記処理装置は、上記EVモードにより上記自動車が走行を開始した後、上記リチウムイオン二次電池の放電時に、前記電圧検知装置によって検知された上記リチウムイオン二次電池の電池電圧値が前記電圧低下部の電池電圧値に達したか否かを判断し、上記電圧低下部の電池電圧値に達したと判断したとき、上記HVモードにより上記自動車が走行するように、前記所定の処理として、上記エンジンを始動させる処理を行う電池システムとすると良い。 (8) In the battery system, the battery system is mounted on the vehicle as a power supply system for a plug-in hybrid vehicle including a motor and an engine, and the vehicle drives the engine. Either an EV mode that travels by driving the motor using electric power supplied by the discharge of the lithium ion secondary battery, or an HV mode that travels by a combination of driving of the motor and driving of the engine The processing device is configured to be able to run, and the processing device is configured to detect the lithium ion secondary detected by the voltage detection device when the lithium ion secondary battery is discharged after the automobile starts running in the EV mode. Determine whether the battery voltage value of the secondary battery has reached the battery voltage value of the voltage drop portion, When it is determined to have reached the battery voltage of the serial voltage drop unit, so that the vehicle travels by the HV mode, as the predetermined processing, may be a battery system that performs processing for starting the engine.
上述の電池システムは、モータとエンジンを備えるプラグインハイブリッド自動車の駆動用電源システムとして、プラグインハイブリッド自動車に搭載されている。プラグインハイブリッド自動車は、外部電源から供給される電力を用いて、当該自動車に搭載されている電池システムに含まれるリチウムイオン二次電池を充電可能とする構成を有するハイブリッド自動車である。このプラグインハイブリッド自動車は、エンジンを駆動させることなくリチウムイオン二次電池の放電により供給される電力を用いたモータの駆動により走行するEVモード(電気自動車モード)、及び、モータの駆動とエンジンの駆動の組み合わせにより走行するHVモード(ハイブリッド自動車モード)のいずれかにより走行可能に構成されている。 The battery system described above is mounted on a plug-in hybrid vehicle as a drive power supply system for the plug-in hybrid vehicle including a motor and an engine. A plug-in hybrid vehicle is a hybrid vehicle having a configuration in which a lithium ion secondary battery included in a battery system mounted on the vehicle can be charged using electric power supplied from an external power source. This plug-in hybrid vehicle has an EV mode (electric vehicle mode) that runs by driving a motor using electric power supplied by discharging a lithium ion secondary battery without driving the engine, and driving of the motor and engine The vehicle is configured to be able to travel in any one of HV modes (hybrid vehicle mode) that travels by a combination of driving.
上述の電池システムでは、プラグインハイブリッド自動車がEVモードで走行を開始した後、処理装置が、リチウムイオン二次電池の放電時に、リチウムイオン二次電池の電池電圧値が電圧低下部の電池電圧値に達したと判断したとき、HVモードによりプラグインハイブリッド自動車が走行するように、エンジンを始動させる処理を行う。これにより、プラグインハイブリッド自動車が、モータの駆動とエンジンの駆動の組み合わせにより走行するようになるので、リチウムイオン二次電池の放電を抑制する(さらには、リチウムイオン二次電池を充電する)ことができる。これにより、リチウムイオン二次電池の過放電を防止することができる。 In the battery system described above, after the plug-in hybrid vehicle starts running in the EV mode, when the processing device discharges the lithium ion secondary battery, the battery voltage value of the lithium ion secondary battery is the battery voltage value of the voltage reduction unit. When it is determined that the engine has reached, the engine is started so that the plug-in hybrid vehicle travels in the HV mode. As a result, the plug-in hybrid vehicle travels by a combination of the motor drive and the engine drive, so that the discharge of the lithium ion secondary battery is suppressed (and the lithium ion secondary battery is charged). Can do. Thereby, the overdischarge of a lithium ion secondary battery can be prevented.
(9)さらに、前記いずれかの電池システムであって、前記リチウムイオン二次電池は、前記(2)、(4)、または(5)に記載のリチウムイオン二次電池であり、前記処理装置は、前記第2充電末期部における上記リチウムイオン二次電池の電池電圧値を予め記憶しておき、上記リチウムイオン二次電池の充電時に、前記電圧検知装置によって検知された上記第2充電末期部の電池電圧値に基づいて、上記リチウムイオン二次電池の過充電を防止するための所定の処理を行う電池システムとすると良い。 (9) Furthermore, in any one of the battery systems, the lithium ion secondary battery is the lithium ion secondary battery according to (2), (4), or (5), and the processing apparatus. Stores in advance the battery voltage value of the lithium ion secondary battery at the second charge end stage, and the second charge end part detected by the voltage detection device when the lithium ion secondary battery is charged. Based on the battery voltage value, a battery system that performs a predetermined process for preventing overcharging of the lithium ion secondary battery is preferable.
上述の電池システムは、前述の(2)、(4)、または(5)に記載のリチウムイオン二次電池を備えている。これらのリチウムイオン二次電池は、前述のように、充電したときの電池電圧変動曲線において、第1充電フラット部と第2充電末期部とが現れる特性を有する。 The battery system described above includes the lithium ion secondary battery described in (2), (4), or (5) above. As described above, these lithium ion secondary batteries have a characteristic that the first charging flat portion and the second charging end portion appear in the battery voltage fluctuation curve when charged.
さらに、上述の電池システムでは、処理装置が、リチウムイオン二次電池の充電時に、電圧検知装置によって検知された第2充電末期部の電池電圧値に基づいて、リチウムイオン二次電池の過充電を防止するための所定の処理を行う。従って、リチウムイオン二次電池の充電末期に至ったとき、処理装置により、リチウムイオン二次電池の過充電を防止するための所定の処理(例えば、充電停止の処理)が行われる。これにより、リチウムイオン二次電池の過充電を防止することが可能となる。 Further, in the battery system described above, the processing device performs overcharge of the lithium ion secondary battery based on the battery voltage value at the end of the second charge detected by the voltage detection device when charging the lithium ion secondary battery. A predetermined process is performed to prevent this. Therefore, when the end of charging of the lithium ion secondary battery is reached, the processing device performs a predetermined process (for example, a charge stop process) for preventing overcharging of the lithium ion secondary battery. Thereby, it is possible to prevent overcharge of the lithium ion secondary battery.
(10)さらに、上記の電池システムであって、前記処理装置は、前記リチウムイオン二次電池の充電時に、前記電圧検知装置によって検知された上記リチウムイオン二次電池の電池電圧値が前記第2充電末期部の電池電圧値に達したか否かを判断し、上記第2充電末期部の電池電圧値に達したと判断したとき、前記所定の処理として、上記リチウムイオン二次電池の充電を停止する処理を行う電池システムとすると良い。 (10) Further, in the battery system, the processing device may be configured such that a battery voltage value of the lithium ion secondary battery detected by the voltage detection device when the lithium ion secondary battery is charged is the second voltage. It is determined whether or not the battery voltage value at the end of charging has been reached, and when it is determined that the battery voltage value at the end of second charging has been reached, the lithium ion secondary battery is charged as the predetermined process. A battery system that performs a process of stopping is preferable.
上述の電池システムでは、処理装置が、リチウムイオン二次電池の充電時に、リチウムイオン二次電池の電池電圧値が第2充電末期部の電池電圧値に達したと判断したとき、リチウムイオン二次電池の充電を停止する処理を行う。これにより、リチウムイオン二次電池の過充電を防止することができる。 In the battery system described above, when the processing apparatus determines that the battery voltage value of the lithium ion secondary battery has reached the battery voltage value at the end of the second charge during charging of the lithium ion secondary battery, the lithium ion secondary battery Processing to stop charging the battery is performed. Thereby, the overcharge of a lithium ion secondary battery can be prevented.
(11)また、本発明の他の態様は、前記(2)〜(5)のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池と、上記リチウムイオン二次電池の電池電圧値を検知する電圧検知装置と、前記第2充電末期部における上記リチウムイオン二次電池の電池電圧値を予め記憶しておき、上記リチウムイオン二次電池の充電時に、上記電圧検知装置によって検知された上記第2充電末期部の電池電圧値に基づいて、上記リチウムイオン二次電池の過充電を防
止するための所定の処理を行う処理装置と、を備える電池システムである。
(11) Moreover, the other aspect of this invention is the voltage detection apparatus which detects the battery voltage value of the lithium ion secondary battery in any one of said (2)-(5), and the said lithium ion secondary battery. And the battery voltage value of the lithium ion secondary battery in the second charge end stage is stored in advance, and the second charge end part detected by the voltage detector when the lithium ion secondary battery is charged. And a processing device that performs a predetermined process for preventing overcharging of the lithium ion secondary battery based on the battery voltage value.
上述の電池システムは、前述の(2)〜(5)のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池を備えている。これらのリチウムイオン二次電池は、前述のように、充電したときの電池電圧変動曲線において、第1充電フラット部と第2充電末期部とが現れる特性を有する。しかも、これらのリチウムイオン二次電池では、前述のように、第1放電フラット部が含まれる広い容量範囲(例えば、理論電気容量の25%〜95%に相当する容量範囲)にわたって電池電圧値の変動が0.2V以下となる。このため、上述の電池システムでは、出力変動の小さい安定した出力特性を得ることができる。 The above-described battery system includes the lithium ion secondary battery according to any one of the above (2) to (5). As described above, these lithium ion secondary batteries have a characteristic that the first charging flat portion and the second charging end portion appear in the battery voltage fluctuation curve when charged. In addition, as described above, in these lithium ion secondary batteries, the battery voltage value is increased over a wide capacity range including the first discharge flat portion (for example, a capacity range corresponding to 25% to 95% of the theoretical electric capacity). The fluctuation is 0.2V or less. For this reason, in the battery system described above, stable output characteristics with small output fluctuations can be obtained.
さらに、上述の電池システムは、リチウムイオン二次電池の充電時に、電圧検知装置によって検知された第2充電末期部の電池電圧値に基づいて、リチウムイオン二次電池の過充電を防止するための所定の処理を行う処理装置を備えている。従って、リチウムイオン二次電池の充電末期に至ったとき、処理装置により、リチウムイオン二次電池の過充電を防止するための所定の処理(例えば、充電停止の処理)が行われる。これにより、リチウムイオン二次電池の過充電を防止することが可能となる。 Furthermore, the battery system described above is for preventing overcharging of the lithium ion secondary battery based on the battery voltage value at the end of the second charge detected by the voltage detection device when charging the lithium ion secondary battery. A processing device for performing predetermined processing is provided. Therefore, when the end of charging of the lithium ion secondary battery is reached, the processing device performs a predetermined process (for example, a charge stop process) for preventing overcharging of the lithium ion secondary battery. Thereby, it is possible to prevent overcharge of the lithium ion secondary battery.
(12)さらに、上記の電池システムであって、前記処理装置は、前記リチウムイオン二次電池の充電時に、前記電圧検知装置によって検知された上記リチウムイオン二次電池の電池電圧値が前記第2充電末期部の電池電圧値に達したか否かを判断し、上記第2充電末期部の電池電圧値に達したと判断したとき、前記所定の処理として、上記リチウムイオン二次電池の充電を停止する処理を行う電池システムとすると良い。 (12) Further, in the battery system described above, the processing device may be configured such that the battery voltage value of the lithium ion secondary battery detected by the voltage detection device when the lithium ion secondary battery is charged is the second voltage. It is determined whether or not the battery voltage value at the end of charging has been reached, and when it is determined that the battery voltage value at the end of second charging has been reached, the lithium ion secondary battery is charged as the predetermined process. A battery system that performs a process of stopping is preferable.
上述の電池システムでは、処理装置が、リチウムイオン二次電池の充電時に、リチウムイオン二次電池の電池電圧値が第2充電末期部の電池電圧値に達したと判断したとき、リチウムイオン二次電池の充電を停止する処理を行う。これにより、リチウムイオン二次電池の過充電を防止することができる。 In the battery system described above, when the processing apparatus determines that the battery voltage value of the lithium ion secondary battery has reached the battery voltage value at the end of the second charge during charging of the lithium ion secondary battery, the lithium ion secondary battery Processing to stop charging the battery is performed. Thereby, the overcharge of a lithium ion secondary battery can be prevented.
(13)さらに、上記いずれかの電池システムであって、前記リチウムイオン二次電池は、前記(2)、(4)、または(5)に記載のリチウムイオン二次電池であり、前記処理装置は、前記電圧低下部における上記リチウムイオン二次電池の電池電圧値を予め記憶しておき、上記リチウムイオン二次電池の放電時に、前記電圧検知装置によって検知された上記電圧低下部の電池電圧値に基づいて、上記リチウムイオン二次電池の過放電を防止するための所定の処理を行う電池システムとすると良い。 (13) Furthermore, in any one of the battery systems described above, the lithium ion secondary battery is the lithium ion secondary battery according to (2), (4), or (5), and the processing apparatus. The battery voltage value of the lithium ion secondary battery in the voltage drop unit is stored in advance, and the battery voltage value of the voltage drop unit detected by the voltage detection device during the discharge of the lithium ion secondary battery Based on the above, it is preferable that the battery system performs a predetermined process for preventing overdischarge of the lithium ion secondary battery.
上述の電池システムは、前述の(2)、(4)、または(5)に記載のリチウムイオン二次電池を備えている。これらのリチウムイオン二次電池は、前述のように、放電させたときの電池電圧変動曲線において、第1放電フラット部と電圧低下部と第2放電フラット部とが現れる特性を有する。 The battery system described above includes the lithium ion secondary battery described in (2), (4), or (5) above. As described above, these lithium ion secondary batteries have a characteristic in which a first discharge flat portion, a voltage drop portion, and a second discharge flat portion appear in a battery voltage fluctuation curve when discharged.
さらに、上述の電池システムでは、処理装置が、リチウムイオン二次電池の放電時に、電圧検知装置によって検知された電圧低下部の電池電圧値に基づいて、リチウムイオン二次電池の過放電を防止するための所定の処理を行う。従って、リチウムイオン二次電池の放電末期に近づいたとき、処理装置により、リチウムイオン二次電池の過放電を防止するための所定の処理(例えば、電池の残電気量が少ないことを警告する処理、放電停止の処理など)が行われる。これにより、リチウムイオン二次電池の過放電を防止することが可能となる。 Furthermore, in the battery system described above, the processing device prevents overdischarge of the lithium ion secondary battery based on the battery voltage value of the voltage drop portion detected by the voltage detection device when the lithium ion secondary battery is discharged. Predetermined processing is performed. Accordingly, when the end of discharge of the lithium ion secondary battery is approaching, a predetermined processing (for example, a process for warning that the remaining amount of electricity in the battery is low) is prevented by the processing device. , Discharge stop processing, etc.). Thereby, it becomes possible to prevent overdischarge of the lithium ion secondary battery.
(14)さらに、上記の電池システムであって、前記電池システムは、電気自動車の駆動用電源システムとして上記電気自動車に搭載されてなり、前記処理装置は、前記リチウムイオン二次電池の放電時に、前記電圧検知装置によって検知された上記リチウムイオン二次電池の電池電圧値が前記電圧低下部の電池電圧値に達したか否かを判断し、上記電圧低下部の電池電圧値に達したと判断したとき、前記所定の処理として、上記リチウムイオン二次電池の残電気量が少ないことを警告する処理を行う電池システムとすると良い。 (14) Further, in the battery system described above, the battery system is mounted on the electric vehicle as a power supply system for driving the electric vehicle, and the processing apparatus is configured to discharge the lithium ion secondary battery. It is determined whether the battery voltage value of the lithium ion secondary battery detected by the voltage detection device has reached the battery voltage value of the voltage reduction unit, and is determined to have reached the battery voltage value of the voltage reduction unit In this case, the predetermined process may be a battery system that performs a process of warning that the remaining amount of electricity of the lithium ion secondary battery is small.
上述の電池システムは、電気自動車の駆動用電源システムとして電気自動車に搭載されている。この電池システムでは、処理装置が、リチウムイオン二次電池の放電時に、リチウムイオン二次電池の電池電圧値が電圧低下部の電池電圧値に達したと判断したとき、リチウムイオン二次電池の残電気量が少ないことを警告する処理を行う。この警告により、電気自動車の運転者は、リチウムイオン二次電池の残電気量が少ないことを知ることができる。これにより、電気自動車の運転者は、リチウムイオン二次電池に電気が残存している間に、電気自動車を停止させ、リチウムイオン二次電池を充電することができる。従って、上述の電池システムによれば、リチウムイオン二次電池の過放電を防止することができる。 The battery system described above is mounted on an electric vehicle as a drive power supply system for the electric vehicle. In this battery system, when the processing apparatus determines that the battery voltage value of the lithium ion secondary battery has reached the battery voltage value of the voltage drop portion during discharging of the lithium ion secondary battery, the remaining amount of the lithium ion secondary battery is determined. Processing to warn that the amount of electricity is low. By this warning, the driver of the electric vehicle can know that the remaining electricity amount of the lithium ion secondary battery is small. Thereby, the driver of the electric vehicle can stop the electric vehicle and charge the lithium ion secondary battery while electricity remains in the lithium ion secondary battery. Therefore, according to the battery system described above, overdischarge of the lithium ion secondary battery can be prevented.
(15)また、前記の電池システムであって、前記電池システムは、モータとエンジンを備えるプラグインハイブリッド自動車の駆動用電源システムとして、上記自動車に搭載されてなり、上記自動車は、上記エンジンを駆動させることなく前記リチウムイオン二次電池の放電により供給される電力を用いた上記モータの駆動により走行するEVモード、及び、上記モータの駆動と上記エンジンの駆動の組み合わせにより走行するHVモード、のいずれかにより走行可能に構成されてなり、前記処理装置は、上記EVモードにより上記自動車が走行を開始した後、上記リチウムイオン二次電池の放電時に、前記電圧検知装置によって検知された上記リチウムイオン二次電池の電池電圧値が前記電圧低下部の電池電圧値に達したか否かを判断し、上記電圧低下部の電池電圧値に達したと判断したとき、上記HVモードにより上記自動車が走行するように、前記所定の処理として、上記エンジンを始動させる処理を行う電池システムとすると良い。 (15) In the battery system, the battery system is mounted on the vehicle as a power supply system for a plug-in hybrid vehicle including a motor and an engine, and the vehicle drives the engine. Either an EV mode that travels by driving the motor using electric power supplied by the discharge of the lithium ion secondary battery, or an HV mode that travels by a combination of driving of the motor and driving of the engine The processing device is configured to be able to run, and the processing device is configured to detect the lithium ion secondary detected by the voltage detection device when the lithium ion secondary battery is discharged after the automobile starts running in the EV mode. It is determined whether the battery voltage value of the secondary battery has reached the battery voltage value of the voltage drop portion. When it is determined to have reached the battery voltage value of the voltage drop unit, so that the vehicle travels by the HV mode, as the predetermined processing, it may be a battery system that performs processing for starting the engine.
上述の電池システムは、モータとエンジンを備えるプラグインハイブリッド自動車の駆動用電源システムとして、プラグインハイブリッド自動車に搭載されている。この電池システムでは、プラグインハイブリッド自動車がEVモードで走行を開始した後、処理装置が、リチウムイオン二次電池の放電時に、リチウムイオン二次電池の電池電圧値が電圧低下部の電池電圧値に達したと判断したとき、HVモードによりプラグインハイブリッド自動車が走行するように、エンジンを始動させる処理を行う。これにより、プラグインハイブリッド自動車が、モータの駆動とエンジンの駆動の組み合わせにより走行するようになるので、リチウムイオン二次電池の放電を抑制する(さらには、リチウムイオン二次電池を充電する)ことができる。これにより、リチウムイオン二次電池の過放電を防止することができる。 The battery system described above is mounted on a plug-in hybrid vehicle as a drive power supply system for the plug-in hybrid vehicle including a motor and an engine. In this battery system, after the plug-in hybrid vehicle starts running in the EV mode, when the processing device discharges the lithium ion secondary battery, the battery voltage value of the lithium ion secondary battery becomes the battery voltage value of the voltage reduction unit. When it is determined that the engine has reached, the engine is started so that the plug-in hybrid vehicle travels in the HV mode. As a result, the plug-in hybrid vehicle travels by a combination of the motor drive and the engine drive, so that the discharge of the lithium ion secondary battery is suppressed (and the lithium ion secondary battery is charged). Can do. Thereby, the overdischarge of a lithium ion secondary battery can be prevented.
(実施例1)
次に、本発明の実施例1について、図面を参照しつつ説明する。
本実施例1の電池システム6は、電気自動車1の駆動用電源システムとして、電気自動車1に搭載されている(図1参照)。電気自動車1は、図1に示すように、車体2、フロントモータ4、リヤモータ5、電池システム6、ケーブル7、及び電源プラグ8を有している。詳細には、この電気自動車1は、電池システム6をフロントモータ4及びリヤモータ5の駆動用電源として搭載し、フロントモータ4及びリヤモータ5の駆動により走行できるように構成されている。
Example 1
Next, Example 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.
The
電池システム6は、電気自動車1の車体2に取り付けられており、ケーブル7によりフロントモータ4及びリヤモータ5に接続されている。この電池システム6は、図2に示すように、組電池30と、変換装置44と、処理装置70と、電圧検知装置50とを備えている。組電池30は、電気的に直列に接続された複数(例えば、100個)のリチウムイオン二次電池100を有している。なお、組電池30を構成する全てのリチウムイオン二次電池100の充電状態は等しくされている。
The
電圧検知装置50は、組電池30を構成する複数のリチウムイオン二次電池100から選択した1つのリチウムイオン二次電池100電池電圧値(端子間電圧値)を検知する。なお、本実施例1では、リチウムイオン二次電池100の電池電圧値として、リチウムイオン二次電池100の正極端子120と負極端子130との端子間電圧を検知する。
The
処理装置70は、図示しないROM、CPU、RAM等を有し、スイッチ41,42を介して、組電池30に電気的に接続されている。この処理装置70は、スイッチ41,42をONにした状態で、組電池30の放電を制御する。例えば、電気自動車1の運転中に、組電池30からインバータ(モータ)への電力供給を制御する。なお、処理装置70は、電気自動車1の制御を司るコントロールユニット60(図2参照)に接続され、コントロールユニット60との間で電気信号を送受信する。
The
また、この処理装置70は、電圧検知装置50によって検知されたリチウムイオン二次電池100の電池電圧値を入力する。処理装置70のROM(図示省略)には、予め、後述する電圧低下部DV(図10参照)におけるリチウムイオン二次電池100の電池電圧値が記憶されている。なお、本実施例1では、電圧低下部DVの電池電圧値として、電圧低下部DVにおける電池電圧範囲(約3.9V〜3.4Vの範囲、図10参照)から3.7Vを選択して、処理装置70のROM(図示省略)に記憶させている。
In addition, the
さらに、処理装置70は、リチウムイオン二次電池100の放電時に、所定のタイミング毎に、電圧検知装置50によって検知されたリチウムイオン二次電池100の電池電圧値を入力する。そして、リチウムイオン二次電池100の電池電圧値が、電圧低下部DVの電池電圧値(本実施例1では3.7V)に達しているか否かを判断する。リチウムイオン二次電池100の電池電圧値が、電圧低下部DVの電池電圧値(本実施例1では3.7V)に達していると判断した場合、リチウムイオン二次電池100の過放電を防止するための処理を行う。具体的には、リチウムイオン二次電池100の残電気量が少ないことを警告する処理を行う。詳細には、リチウムイオン二次電池100の残電気量が少ないことを警告するための警告ランプ47(図2参照)を点灯させる処理を行う。
Furthermore, the
なお、この警告ランプ47は、電気自動車1の運転者が視認できる位置(例えば、インストルメントパネル)に配置されている。このため、電気自動車1の運転者は、警告ランプ47の点灯を確認することで、リチウムイオン二次電池100の残電気量が少ないことを知ることができる。これにより、電気自動車1の運転者は、リチウムイオン二次電池100に電気が残存している間に、電気自動車1を停止させ、リチウムイオン二次電池100を充電することができる。従って、本実施例1の電池システム6によれば、組電池30を構成するリチウムイオン二次電池100の過放電を防止することができる。
The warning
変換装置44は、AC/DCコンバータにより構成されており、商用電源46の電圧を、一定電圧値を有する直流定電圧に変換することができる。この変換装置44は、ケーブル7に含まれるケーブル71を通じて、電源プラグ8に電気的に接続されている。さらに、変換装置44は、スイッチ43を介して、組電池30に電気的に接続されている。
The
電源プラグ8は、商用電源46に電気的に接続可能に構成されている。この電源プラグ8は、変換装置44と電気的に接続されている。従って、電源プラグ8を通じて、変換装置44と商用電源46とを電気的に接続することができる。なお、本実施例1では、電源プラグ8と共にケーブル71を電気自動車1の外部に引き出すことができ、電気自動車1から離れた商用電源46に電源プラグ8を接続できるようになっている。
The
このため、本実施例1の電気自動車1では、電気自動車1の停止期間中に、電源プラグ8を商用電源46に電気的に接続することで、商用電源46から供給される電力を用いて、組電池30を構成するリチウムイオン二次電池100を充電することができる。処理装置70は、変換装置44を監視しており、商用電源46から電源プラグ8を通じて変換装置44に電力が供給されたことを検知すると、スイッチ41,42をOFFにすると共に、スイッチ43をONにする。これにより、商用電源46から供給される電力を用いて、組電池30を構成するリチウムイオン二次電池100を充電することができる。具体的には、商用電源46の電圧を、変換装置44により、所定の一定電圧値を有する直流定電圧に変換しつつ、商用電源46から供給される電力を、変換装置44を通じて、組電池30を構成するリチウムイオン二次電池100に供給する。
For this reason, in the electric vehicle 1 of the first embodiment, the electric power supplied from the
リチウムイオン二次電池100は、図3に示すように、直方体形状の電池ケース110と、正極端子120と、負極端子130とを備える、角形密閉式のリチウムイオン二次電池である。このうち、電池ケース110は、金属からなり、直方体形状の収容空間をなす角形収容部111と、金属製の蓋部112とを有している。電池ケース110(角形収容部111)の内部には、電極体150、正極集電部材122、負極集電部材132などが収容されている。
As shown in FIG. 3, the lithium ion
電極体150は、断面長円状をなし、シート状の正極板155、負極板156、及びセパレータ157を捲回してなる扁平型の捲回体である(図4、図5参照)。この電極体150は、その軸線方向(図3において左右方向)の一方端部(図3において右端部)に位置し、正極板155の一部のみが渦巻状に重なる正極捲回部155bと、他方端部(図3において左端部)に位置し、負極板156の一部のみが渦巻状に重なる負極捲回部156bとを有している。正極板155には、正極捲回部155bを除く部位に、正極活物質153を含む正極合材152が塗工されている(図5参照)。同様に、負極板156には、負極捲回部156bを除く部位に、負極活物質154を含む負極合材159が塗工されている(図5参照)。正極捲回部155bは、正極集電部材122を通じて、正極端子120に電気的に接続されている。負極捲回部156bは、負極集電部材132を通じて、負極端子130に電気的に接続されている。
The
本実施例1のリチウムイオン二次電池100では、正極活物質153の主成分(具体的には、80wt%)として、2相共存型の充放電を行う第1正極活物質を含み、正極活物質153の副成分(具体的には、20wt%)として、2相共存型の充放電を行う第2正極活物質を含んでいる。なお、本実施例1では、第1正極活物質としてLiMnPO4を用い、第2正極活物質としてLiFePO4を用いている。従って、正極活物質153は、80wt%のLiMnPO4と20wt%のLiFePO4により構成されている。
また、負極活物質154として、炭素材料(詳細には、天然黒鉛)を用いている。
The lithium ion
Further, a carbon material (specifically, natural graphite) is used as the negative electrode
ここで、本実施例1のリチウムイオン二次電池100とは異なり、正極活物質としてLiMnPO4(実施例1の第1正極活物質)のみを用い、負極活物質として負極活物質154(天然黒鉛)を用いたリチウムイオン二次電池Aについて説明する。このリチウムイオン二次電池Aを放電させたときの電池電圧変動曲線(放電深度と電池電圧値の関係を表す曲線)を、図6に示す。また、リチウムイオン二次電池Aを充電したときの電池電圧変動曲線(充電状態と電池電圧値の関係を表す曲線)を、図7に示す。
Here, unlike the lithium ion
図6に示すように、リチウムイオン二次電池Aでは、放電させたときの電池電圧変動曲線において、LiMnPO4(実施例1の第1正極活物質)が理論的に最大限蓄積できる理論電気容量を上限とした電気容量の範囲(図6において放電深度0〜100%の範囲)のうち放電末期に至るまでの全体の50%以上の範囲(詳細には、理論電気容量の98%〜6%に相当する容量範囲、図6において放電深度2〜94%の範囲)にわたって、電池電圧値の変動が0.2V以下(詳細には約0.1V)となる放電フラット線FDAが現れる。このように広い容量範囲にわたって電池電圧値の変動が0.2V以下(詳細には約0.1V)となるリチウムイオン二次電池Aでは、出力変動の小さい安定した出力特性を得ることができる。 As shown in FIG. 6, in the lithium ion secondary battery A, the theoretical electric capacity that LiMnPO 4 (the first positive electrode active material of Example 1) can theoretically accumulate to the maximum in the battery voltage fluctuation curve when discharged. In the range of the electric capacity up to the upper limit (in the range of 0 to 100% of the discharge depth in FIG. 6), the range of 50% or more of the whole until the end of the discharge (specifically, 98% to 6% of the theoretical capacity) A discharge flat line FDA in which the fluctuation of the battery voltage value is 0.2 V or less (specifically, about 0.1 V) appears over a capacity range corresponding to 1 (range of discharge depth of 2 to 94% in FIG. 6). Thus, in the lithium ion secondary battery A in which the fluctuation of the battery voltage value is 0.2 V or less (specifically about 0.1 V) over a wide capacity range, stable output characteristics with small output fluctuation can be obtained.
また、本実施例1のリチウムイオン二次電池100とは異なり、正極活物質としてLiFePO4(実施例1の第2正極活物質)のみを用い、負極活物質として負極活物質154(天然黒鉛)を用いたリチウムイオン二次電池Bについて説明する。このリチウムイオン二次電池Bを放電させたときの電池電圧変動曲線(放電深度と電池電圧値の関係を表す曲線)を、図8に示す。また、リチウムイオン二次電池Bを充電したときの電池電圧変動曲線(充電状態と電池電圧値の関係を表す曲線)を、図9に示す。
Further, unlike the lithium ion
図8に示すように、リチウムイオン二次電池Bでは、放電させたときの電池電圧変動曲線において、LiFePO4(実施例1の第2正極活物質)が理論的に最大限蓄積できる理論電気容量を上限とした電気容量の範囲(図8において放電深度0〜100%の範囲)のうち放電末期に至るまでの全体の50%以上の範囲(詳細には、理論電気容量の98%〜6%に相当する容量範囲、図8において放電深度2〜94%の範囲)にわたって、電池電圧値の変動が0.2V以下(詳細には約0.1V)となる放電フラット線FDBが現れる。このように広い容量範囲にわたって電池電圧値の変動が0.2V以下(詳細には約0.1V)となるリチウムイオン二次電池Bでは、出力変動の小さい安定した出力特性を得ることができる。なお、放電フラット線FDBの平均電圧値(3.35V)は、放電フラット線FDAの平均電圧値(4.0V)よりも低くなる(図6及び図8参照)。 As shown in FIG. 8, in the lithium ion secondary battery B, the theoretical electric capacity that LiFePO 4 (second positive electrode active material of Example 1) can theoretically accumulate to the maximum in the battery voltage fluctuation curve when discharged. In the range of the electric capacity up to the upper limit (in the range of 0 to 100% of the discharge depth in FIG. 8), the range of 50% or more of the whole until the end of the discharge (specifically, 98% to 6% of the theoretical capacity) A discharge flat line FDB in which the fluctuation of the battery voltage value is 0.2 V or less (specifically, about 0.1 V) appears over a capacity range corresponding to (a range of discharge depth of 2 to 94% in FIG. 8). Thus, in the lithium ion secondary battery B in which the fluctuation of the battery voltage value is 0.2 V or less (specifically about 0.1 V) over a wide capacity range, stable output characteristics with small output fluctuation can be obtained. Note that the average voltage value (3.35 V) of the discharge flat line FDB is lower than the average voltage value (4.0 V) of the discharge flat line FDA (see FIGS. 6 and 8).
なお、上記の例では、リチウムイオン二次電池Aが第1リチウムイオン二次電池に相当し、リチウムイオン二次電池Bが第2リチウムイオン二次電池に相当する。また、放電フラット線FDAが第1放電フラット線に相当し、放電フラット線FDBが第2放電フラット線に相当する。 In the above example, the lithium ion secondary battery A corresponds to the first lithium ion secondary battery, and the lithium ion secondary battery B corresponds to the second lithium ion secondary battery. Further, the discharge flat line FDA corresponds to the first discharge flat line, and the discharge flat line FDB corresponds to the second discharge flat line.
ところで、リチウムイオン二次電池A,Bでは、図6,図8に示すように、放電初期(放電深度2%)から放電末期(放電深度94%)に至るまで、電池電圧値がほとんど変化しない。このため、リチウムイオン二次電池A,Bでは、その放電時に、電池電圧値に基づいて放電末期(または放電末期に近づいていること)を検知することが難しく、過放電となる虞があった。
By the way, in the lithium ion secondary batteries A and B, as shown in FIGS. 6 and 8, the battery voltage value hardly changes from the beginning of discharge (
次に、本実施例1のリチウムイオン二次電池100を放電させたときの電池電圧変動曲線(放電深度と電池電圧値の関係を表す曲線)を、図10に示す。図10に示すように、リチウムイオン二次電池100では、放電させたときの電池電圧変動曲線において、第1放電フラット部FDA1と、第2放電フラット部FDB2と、第1放電フラット部FDA1から第2放電フラット部FDB2に至るまでの範囲にわたって電池電圧値が低下する電圧低下部DVとが現れる。
Next, FIG. 10 shows a battery voltage fluctuation curve (curve representing the relationship between the depth of discharge and the battery voltage value) when the lithium ion
ここで、第1放電フラット部FDA1は、放電フラット線FDA(図6参照)のうち放電末期側の端部(図6において放電深度72%以上の部分)を除いた部分に相当する。第2放電フラット部FDB2は、放電フラット線FDB(図8参照)の放電末期側の端部(図8において放電深度80〜94%の部分)に相当し、第1放電フラット部FDA1よりも放電末期側(放電深度が大きい側)に位置し、第1放電フラット部FDA1の電圧値よりも低い電圧値を示す(図10参照)。電圧低下部DVは、第1放電フラット部FDA1及び第2放電フラット部FDB2に比べて電池電圧値が大きく低下する。 Here, the 1st discharge flat part FDA1 is corresponded to the part except the edge part (part whose discharge depth is 72% or more in FIG. 6) of the discharge flat line FDA (refer FIG. 6) at the end stage of discharge. The second discharge flat portion FDB2 corresponds to an end portion (portion at a discharge depth of 80 to 94% in FIG. 8) of the discharge flat line FDB (see FIG. 8), and discharges more than the first discharge flat portion FDA1. It is located on the end side (the side with the larger discharge depth) and has a voltage value lower than the voltage value of the first discharge flat part FDA1 (see FIG. 10). The voltage drop part DV has a battery voltage value that is significantly lower than that of the first discharge flat part FDA1 and the second discharge flat part FDB2.
このような電池電圧変動曲線が現れる理由は、リチウムイオン二次電池100では、前述のように、正極活物質153の主成分(具体的には、80wt%)としてLiMnPO4(第1正極活物質)を含み、正極活物質153の副成分(具体的には、20wt%)としてLiFePO4(第2正極活物質)を含んでいるからである。
The reason why such a battery voltage fluctuation curve appears is that, in the lithium ion
第1放電フラット部FDA1と第2放電フラット部FDB2との間に位置する電圧低下部DVでは、第1放電フラット部FDA1及び第2放電フラット部FDB2に比べて電池電圧が大きく低下する。このため、リチウムイオン二次電池100の放電時に、電圧検知装置50によってリチウムイオン二次電池100の電池電圧値を検知することで、電圧低下部DVに至ったことを容易に検知することができる。具体的には、前述のように、処理装置70により、電圧検知装置50によって検知されたリチウムイオン二次電池100の電池電圧値が、電圧低下部DVの電池電圧値(本実施例1では3.7V)に達したか否かを判断することで、電圧低下部DVに至ったか否かを判断できる。
In the voltage drop part DV located between the first discharge flat part FDA1 and the second discharge flat part FDB2, the battery voltage is greatly lowered compared to the first discharge flat part FDA1 and the second discharge flat part FDB2. For this reason, when the lithium ion
ところで、電圧低下部DVは、図10に示すように、電池電圧変動曲線のうち放電末期に近い部位である。このため、処理装置70により、リチウムイオン二次電池100の放電時に、リチウムイオン二次電池100の電池電圧値が電圧低下部DVの電池電圧値(本実施例1では3.7V)に達したと判断されたときは、放電末期に近づいていると判断することができる。従って、このときに、処理装置70により、リチウムイオン二次電池100の残電気量が少ないことを警告する処理(警告ランプ47を点灯させる処理)が行われることで、前述のように、リチウムイオン二次電池100の過放電を防止することが可能となる。
By the way, the voltage reduction part DV is a site | part close | similar to the terminal stage of discharge among battery voltage fluctuation curves, as shown in FIG. For this reason, when the lithium ion
しかも、リチウムイオン二次電池100では、第1放電フラット部FDA1が含まれる広い容量範囲(具体的には、理論電気容量の98%〜28%に相当する容量範囲、図10において放電深度2〜72%の範囲)にわたって電池電圧値の変動が0.1V以下となるので、出力変動の小さい安定した出力特性を得ることができる。
Moreover, in the lithium ion
次に、本実施例1のリチウムイオン二次電池100の製造方法について説明する。
まず、LiMnPO4とLiFePO4を用意する。次いで、LiMnPO4の表面に、導電性の炭素被膜を形成する。同様に、LiFePO4の表面に、導電性の炭素被膜を形成する。なお、炭素被膜の形成方法は、例えば、特開2008−311067に開示されている方法を用いることができる。次いで、炭素被膜を有するLiMnPO4とLiFePO4を、80:20の割合(重量比)で混合し、正極活物質混合体(正極活物質153に相当する)とする。その後、正極活物質153とアセチレンブラック(導電助剤)とポリフッ化ビニリデン(バインダ樹脂)とを、85:5:10(重量比)の割合で混合し、これにN−メチルピロリドン(分散溶媒)を混合して、正極スラリを作製した。次いで、この正極スラリを、アルミニウム箔151の表面に塗布し、乾燥させた後、プレス加工を施した。これにより、アルミニウム箔151の表面に正極合材152が塗工された正極板155を得た(図5参照)。
Next, the manufacturing method of the lithium ion
First, LiMnPO 4 and LiFePO 4 are prepared. Next, a conductive carbon film is formed on the surface of LiMnPO 4 . Similarly, a conductive carbon film is formed on the surface of LiFePO 4 . In addition, the formation method of a carbon film can use the method currently disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2008-311067, for example. Next, LiMnPO 4 and LiFePO 4 having a carbon coating are mixed at a ratio (weight ratio) of 80:20 to obtain a positive electrode active material mixture (corresponding to the positive electrode active material 153). Thereafter, the positive electrode
また、天然黒鉛(負極活物質154)と、スチレン−ブタジエン共重合体(バインダ樹脂)と、カルボキシメチルセルロース(増粘剤)とを、95:2.5:2.5(重量比)の割合で水中で混合して、負極スラリを作製した。次いで、この負極スラリを、銅箔158の表面に塗布し、乾燥させた後、プレス加工を施した。これにより、銅箔158の表面に負極合材159が塗工された負極板156を得た(図5参照)。
なお、本実施例1では、正極の理論容量と負極の理論容量との比が1:1.5となるように、正極スラリ及び負極スラリの塗布量を調整している。
Further, natural graphite (negative electrode active material 154), styrene-butadiene copolymer (binder resin), and carboxymethyl cellulose (thickener) are used in a ratio of 95: 2.5: 2.5 (weight ratio). A negative electrode slurry was prepared by mixing in water. Next, this negative electrode slurry was applied to the surface of the
In Example 1, the coating amounts of the positive electrode slurry and the negative electrode slurry are adjusted so that the ratio between the theoretical capacity of the positive electrode and the theoretical capacity of the negative electrode is 1: 1.5.
次に、正極板155、負極板156、及びセパレータ157を積層し、これを捲回して断面長円状の電極体150を形成した(図4,図5参照)。但し、正極板155、負極板156、及びセパレータ157を積層する際には、電極体150の一端部から、正極板155のうち正極合材152を塗工していない未塗工部が突出するように、正極板155を配置しておく。さらには、負極板156のうち負極合材159を塗工していない未塗工部が、正極板155の未塗工部とは反対側から突出するように、負極板156を配置しておく。これにより、正極捲回部155b及び負極捲回部156bを有する電極体150(図3参照)が形成される。なお、本実施例1では、セパレータ157として、ポリプロピレン/ポリエチレン/ポリプロピレン3層構造複合体多孔質膜を用いている。
Next, a
次に、電極体150の正極捲回部155bと正極端子120とを、正極集電部材122を通じて接続する。さらに、電極体150の負極捲回部156bと負極端子130とを、負極集電部材132を通じて接続する。その後、これを角形収容部111内に収容し、角形収容部111と蓋体112とを溶接して、電池ケース110を封止した。次いで、蓋体112に設けられている注液口(図示しない)を通じて電解液を注液した後、注液口を封止することで、本実施例1のリチウムイオン二次電池100が完成する。なお、本実施例1では、電解液として、EC(エチレンカーボネート)とDEC(ジエチルカーボネート)とを、4:6(体積比)で混合した溶液中に、六フッ化燐酸リチウム(LiPF6)
を1mol/Lの割合で溶解したものを用いている。
Next, the positive
Is used at a rate of 1 mol / L.
次に、本実施例1にかかる組電池30(リチウムイオン二次電池100)の放電制御について説明する。
例えば、電気自動車1の運転者がアクセルペダルを踏み込むと、コントロールユニット60は、処理装置70に対し、組電池30(リチウムイオン二次電池100)を放電させる指令(信号)を送信する。処理装置70は、コントロールユニット60から、組電池30(リチウムイオン二次電池100)を放電させる指令を受けると、スイッチ41,42をONにした状態で、組電池30(リチウムイオン二次電池100)を放電させて、インバータ(モータ)に電力を供給する。これにより、電気自動車1は、フロントモータ4及びリヤモータ5の駆動により走行する。
Next, the discharge control of the assembled battery 30 (lithium ion secondary battery 100) according to the first embodiment will be described.
For example, when the driver of the electric vehicle 1 depresses the accelerator pedal, the
処理装置70は、組電池30(リチウムイオン二次電池100)の放電を開始すると、図11に示すように、ステップS1において、電圧検知装置50によって検知されたリチウムイオン二次電池100の電池電圧値を入力(検出)する。次いで、ステップS2に進み、処理装置70は、リチウムイオン二次電池100の電池電圧値が3.7V(電圧低下部DVの電池電圧値)に達しているか否かを判断する。リチウムイオン二次電池100の電池電圧値が3.7Vに達していない(No)と判断した場合は、再びステップS1に戻り、上述の処理を行う。
When the
一方、ステップS2において、リチウムイオン二次電池100の電池電圧値が3.7Vに達している(Yes)と判断した場合は、ステップS3に進み、処理装置70は、リチウムイオン二次電池100の残電気量が少ないことを警告するための警告ランプ47を点灯させる。電気自動車1の運転者は、警告ランプ47の点灯を確認することで、リチウムイオン二次電池100の残電気量が少ないことを知ることができる。これにより、電気自動車1の運転者は、リチウムイオン二次電池100に電気が残存している間に、電気自動車1を停止させ、リチウムイオン二次電池100を充電することが可能となる。このように、警告ランプ47を点灯させて、電気自動車1の運転者に対し、リチウムイオン二次電池100の充電を促すことで、組電池30を構成するリチウムイオン二次電池100の過放電を防止することが可能となる。
On the other hand, if it is determined in step S2 that the battery voltage value of the lithium ion
その後、ステップS4に進み、処理装置70は、リチウムイオン二次電池100の放電が停止しているか否かを判断する。処理装置70が、コントロールユニット60から組電池30(リチウムイオン二次電池100)の放電を停止させる指令を受けて、リチウムイオン二次電池100の放電を停止させている場合は、リチウムイオン二次電池100の放電が停止していると判断できる。リチウムイオン二次電池100の放電が停止している(Yes)と判断した場合は、一連の処理を終了する。なお、処理装置70が、コントロールユニット60から組電池30(リチウムイオン二次電池100)の放電を停止させる指令を受けて、リチウムイオン二次電池100の放電を停止させる場合としては、例えば、運転者がアクセルペダルから足を離して、電気自動車1を停止させるときを挙げることができる。
Then, it progresses to step S4 and the
一方、処理装置70は、リチウムイオン二次電池100の放電が停止していない(No)と判断した場合は、ステップS5に進み、新たに、電圧検知装置50によって検知されたリチウムイオン二次電池100の電池電圧値を入力(検出)する。次いで、ステップS6に進み、リチウムイオン二次電池100の電池電圧値が3.0Vに達しているか否かを判断する。リチウムイオン二次電池100の電池電圧値が3.0Vに達していない(No)と判断した場合は、ステップS4に戻り、再び、リチウムイオン二次電池100の放電が停止しているか否かを判断する。このようにして、リチウムイオン二次電池100の放電停止が確認できるまで、ステップS4〜S6の処理を繰り返し行う。
On the other hand, when the
図10に示すように、リチウムイオン二次電池100の電池電圧値が3.0Vに達したときは、放電末期(放電深度98%)に至っており、これ以上リチウムイオン二次電池100の放電を継続した場合には過放電となってしまう。このため、処理装置70は、ステップS6において、リチウムイオン二次電池100の電池電圧値が3.0Vに達している(Yes)と判断した場合は、ステップS7に進み、リチウムイオン二次電池100の放電を停止する。これにより、組電池30を構成するリチウムイオン二次電池100の過放電を防止することができる。
As shown in FIG. 10, when the battery voltage value of the lithium ion
(実施例2)
次に、本発明の実施例2について、図面を参照しつつ説明する。なお、ここでは、実施例1と異なる点を中心に説明し、実施例1と同様な点については説明を省略または簡略化する。
(Example 2)
Next,
本実施例2の電池システム16は、プラグインハイブリッド自動車11の駆動用電源システムとして、プラグインハイブリッド自動車11に搭載されている(図12参照)。電池システム16は、図12に示すように、車体2、エンジン3、フロントモータ4、リヤモータ5、電池システム16、ケーブル7、及び電源プラグ8を有している。このプラグインハイブリッド自動車11は、エンジン3を駆動させることなく電池システム16を構成する組電池30(リチウムイオン二次電池100)の放電により供給される電力を用いたモータ(フロントモータ4及びリヤモータ5)の駆動により走行するEVモード、及び、モータ(フロントモータ4及びリヤモータ5)の駆動とエンジン3の駆動の組み合わせにより走行するHVモードのいずれかにより走行するように構成されている。
The
電池システム16は、図13に示すように、組電池30と、変換装置44と、処理装置270と、電圧検知装置50とを備えている。
処理装置270は、図示しないROM、CPU、RAM等を有し、スイッチ41,42を介して、組電池30に電気的に接続されている。この処理装置270は、スイッチ41,42をONにした状態で、組電池30の充放電を制御する。例えば、プラグインハイブリッド自動車11の運転中に、組電池30とインバータ(モータ)との間での電力のやりとりを制御する。なお、処理装置270は、プラグインハイブリッド自動車11の制御を司るコントロールユニット260に接続され、コントロールユニット260との間で電気信号を送受信する。
As shown in FIG. 13, the
The
また、この処理装置270は、電圧検知装置50によって検知されたリチウムイオン二次電池100の電池電圧値を入力する。処理装置270のROM(図示省略)には、予め、電圧低下部DV(図10参照)におけるリチウムイオン二次電池100の電池電圧値が記憶されている。なお、本実施例2でも、実施例1と同様に、電圧低下部DVの電池電圧値として3.7Vを選択して、処理装置270のROM(図示省略)に記憶させている。
Further, the
さらに、処理装置270は、プラグインハイブリッド自動車11がEVモードで走行を開始した後、リチウムイオン二次電池100の放電時に、所定のタイミング毎に、電圧検知装置50によって検知されたリチウムイオン二次電池100の電池電圧値を入力する。そして、リチウムイオン二次電池100の電池電圧値が、電圧低下部DVの電池電圧値(本実施例2では3.7V)に達しているか否かを判断する。リチウムイオン二次電池100の電池電圧値が、電圧低下部DVの電池電圧値(本実施例2では3.7V)に達していると判断した場合、リチウムイオン二次電池100の過放電を防止するための処理を行う。具体的には、プラグインハイブリッド自動車11がHVモードで走行するように、エンジン3を始動させる処理を行う。
Furthermore, after the plug-in
これにより、プラグインハイブリッド自動車11が、モータ(フロントモータ4及びリヤモータ5)の駆動とエンジン3の駆動の組み合わせにより走行するようになるので、リチウムイオン二次電池100の放電を抑制する(さらには、リチウムイオン二次電池100を充電する)ことができる。これにより、リチウムイオン二次電池100の過放電を防止することができる。
As a result, the plug-in
また、本実施例2のプラグインハイブリッド自動車11でも、プラグインハイブリッド自動車11の停止期間中に、電源プラグ8を商用電源46に電気的に接続することで、商用電源46から供給される電力を用いて、組電池30を構成するリチウムイオン二次電池100を充電することができる。処理装置270は、変換装置44を監視しており、商用電源46から電源プラグ8を通じて変換装置44に電力が供給されたことを検知すると、スイッチ41,42をOFFにすると共に、スイッチ43をONにする。これにより、実施例1の電気自動車1と同様に、商用電源46から供給される電力を用いて、組電池30を構成するリチウムイオン二次電池100を充電することができる。
In the plug-in
次に、本実施例2にかかる組電池30(リチウムイオン二次電池100)の放電制御について説明する。
例えば、上述のようにして、商用電源46から供給される電力を用いて、プラグインハイブリッド自動車11に搭載されている組電池30(リチウムイオン二次電池100)の充電を完了した後、プラグインハイブリッド自動車11の主電源(メインスイッチ)をONにすると、コントロールユニット260により、EVモードが選択される。その後、プラグインハイブリッド自動車11の運転者がアクセルペダルを踏み込むと、処理装置270は、スイッチ41,42をONにした状態で、組電池30(リチウムイオン二次電池100)を放電させて、インバータ(モータ)に電力を供給する。これにより、プラグインハイブリッド自動車11は、フロントモータ4及びリヤモータ5の駆動により走行する。なお、EVモードでは、エンジン3は駆動しない。
Next, the discharge control of the assembled battery 30 (lithium ion secondary battery 100) according to the second embodiment will be described.
For example, after the charging of the assembled battery 30 (lithium ion secondary battery 100) mounted on the plug-in
処理装置270は、組電池30(リチウムイオン二次電池100)の放電を開始すると、図13に示すように、ステップT1において、電圧検知装置50によって検知されたリチウムイオン二次電池100の電池電圧値を入力(検出)する。次いで、ステップT2に進み、処理装置270は、リチウムイオン二次電池100の電池電圧値が3.7V(電圧低下部DVの電池電圧値)に達しているか否かを判断する。リチウムイオン二次電池100の電池電圧値が3.7Vに達していない(No)と判断した場合は、再びステップT1に戻り、上述の処理を行う。
When the
一方、ステップT2において、リチウムイオン二次電池100の電池電圧値が3.7Vに達している(Yes)と判断した場合は、ステップT3に進み、処理装置270は、エンジン3を始動させる。このとき、コントロールユニット260により、EVモードからHVモードへの切り替えが行われる。これにより、プラグインハイブリッド自動車11が、モータ(フロントモータ4及びリヤモータ5)の駆動とエンジン3の駆動の組み合わせにより走行するので、リチウムイオン二次電池100の放電を抑制する(さらには、リチウムイオン二次電池100を充電する)ことができる。これにより、リチウムイオン二次電池100の過放電を防止することができる。
On the other hand, when it is determined in step T2 that the battery voltage value of the lithium ion
以上において、本発明を実施例1,2に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。 In the above, the present invention has been described with reference to the first and second embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it can be applied as appropriate without departing from the scope of the present invention. Nor.
1 電気自動車
3 エンジン
4 フロントモータ
5 リヤモータ
6,16 電池システム
11 プラグインハイブリッド自動車
30 組電池
50 電圧検知装置
70,270 処理装置
100 リチウムイオン二次電池
153 正極活物質
154 負極活物質
DV 電圧低下部
FDA1 第1放電フラット部
FDB2 第2放電フラット部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (15)
上記正極活物質は、
主成分として、2相共存型の充放電を行う第1正極活物質と、
副成分として、2相共存型の充放電を行う第2正極活物質と、を含み、
上記第1正極活物質は、
当該第1正極活物質と上記負極活物質とを用いた第1リチウムイオン二次電池を放電させたときの電池電圧変動曲線において、当該第1正極活物質が理論的に最大限蓄積できる理論電気容量を上限とした電気容量の範囲のうち放電末期に至るまでの全体の50%以上の範囲にわたって、電池電圧値の変動が0.2V以下となる第1放電フラット線が現れる特性を有し、
上記第2正極活物質は、
当該第2正極活物質と上記負極活物質とを用いた第2リチウムイオン二次電池を放電させたときの電池電圧変動曲線において、当該第2正極活物質が理論的に最大限蓄積できる理論電気容量を上限とした電気容量の範囲のうち放電末期に至るまでの全体の50%以上の範囲にわたって、電池電圧値の変動が0.2V以下となる第2放電フラット線が現れ、上記第2放電フラット線の平均電圧値が、上記第1放電フラット線の平均電圧値よりも低くなる特性を有し、
上記リチウムイオン二次電池は、
当該リチウムイオン二次電池を放電させたときの電池電圧変動曲線において、
上記第1放電フラット線のうち放電末期側の端部を除いた部分に相当する第1放電フラット部と、
上記第2放電フラット線の放電末期側の端部に相当する第2放電フラット部であって、上記第1放電フラット部よりも放電末期側に位置し、上記第1放電フラット部の電圧値よりも低い電圧値を示す第2放電フラット部と、
上記第1放電フラット部から上記第2放電フラット部に至るまでの範囲にわたって電池電圧が低下する電圧低下部であって、上記第1放電フラット部及び上記第2放電フラット部に比べて電池電圧が大きく低下する電圧低下部と、が現れる特性を有する
リチウムイオン二次電池。 A lithium ion secondary battery comprising a positive electrode active material and a negative electrode active material,
The positive electrode active material is
A first positive electrode active material that performs charge and discharge in a two-phase coexistence type as a main component;
A second positive electrode active material that performs charge and discharge in a two-phase coexistence type as a subcomponent,
The first positive electrode active material is
In the battery voltage fluctuation curve when the first lithium ion secondary battery using the first positive electrode active material and the negative electrode active material is discharged, the theoretical electricity that the first positive electrode active material can theoretically accumulate to the maximum extent is possible. Over the range of 50% or more of the total capacity until the end of discharge in the range of electric capacity with the capacity as the upper limit, the first discharge flat line having a fluctuation of the battery voltage value of 0.2 V or less appears,
The second positive electrode active material is
In the battery voltage fluctuation curve when the second lithium ion secondary battery using the second positive electrode active material and the negative electrode active material is discharged, the theoretical electricity that the second positive electrode active material can theoretically accumulate to the maximum extent is possible. A second discharge flat line in which the fluctuation of the battery voltage value is 0.2 V or less appears in a range of 50% or more of the entire capacity up to the end of discharge in the range of electric capacity with the upper limit of capacity, and the second discharge The flat line has an average voltage value lower than the average voltage value of the first discharge flat line,
The lithium ion secondary battery is
In the battery voltage fluctuation curve when the lithium ion secondary battery is discharged,
A first discharge flat portion corresponding to a portion of the first discharge flat wire excluding an end portion on a discharge end side;
A second discharge flat portion corresponding to an end portion on the discharge end side of the second discharge flat line, located on a discharge end side with respect to the first discharge flat portion, and from a voltage value of the first discharge flat portion A second discharge flat portion having a low voltage value;
A voltage reduction unit in which a battery voltage decreases over a range from the first discharge flat unit to the second discharge flat unit, wherein the battery voltage is higher than that of the first discharge flat unit and the second discharge flat unit. A lithium ion secondary battery having a characteristic that a voltage drop portion that greatly decreases.
前記正極活物質は、
副成分として、LiMO2(Mは、Ni,Co,Mnの少なくともいずれかを含む)を含み、
前記第1正極活物質は、
前記第1リチウムイオン二次電池を充電したときの電池電圧変動曲線において、
前記理論電気容量を上限とした電気容量の範囲のうち充電末期に至るまでの全体の50%以上の範囲にわたって、電池電圧値の変動が0.2V以下となる第1充電フラット線と、
上記第1充電フラット線に隣接する充電末期部であって、上記第1充電フラット線に比べて電池電圧値が急上昇する第1充電末期部と、が現れ、
前記負極活物質として炭素材料を用いた場合の上記第1充電フラット線の平均電圧値が4.5V以下となる特性を有し、
上記リチウムイオン二次電池は、
当該リチウムイオン二次電池を充電したときの電池電圧変動曲線において、
上記第1充電フラット線のうち充電初期側の端部及び充電末期側の端部を除いた部分に相当する第1充電フラット部と、
上記第1充電フラット部に隣接する充電末期部であって、上記第1充電末期部に比べて広い容量範囲にわたって電池電圧値が緩やかに上昇する第2充電末期部と、が現れる特性を有する
リチウムイオン二次電池。 The lithium ion secondary battery according to claim 1,
The positive electrode active material is
As an auxiliary component, LiMO 2 (M includes at least one of Ni, Co, and Mn),
The first positive electrode active material is:
In the battery voltage fluctuation curve when charging the first lithium ion secondary battery,
A first charging flat line in which the fluctuation of the battery voltage value is 0.2 V or less over a range of 50% or more of the entire capacity up to the end of charging in the range of the electric capacity with the theoretical electric capacity as an upper limit;
A first charging end line adjacent to the first charging flat line, and a first charging end section where the battery voltage value rapidly increases compared to the first charging flat line,
When the carbon material is used as the negative electrode active material, the first charging flat wire has an average voltage value of 4.5 V or less,
The lithium ion secondary battery is
In the battery voltage fluctuation curve when the lithium ion secondary battery is charged,
A first charging flat portion corresponding to a portion of the first charging flat line excluding an end portion on an initial charging side and an end portion on an end charging side;
Lithium having a characteristic that an end-of-charge portion adjacent to the first charge flat portion and a second end-of-charge portion in which a battery voltage value gradually increases over a wide capacity range as compared with the first end-of-charge portion Ion secondary battery.
上記正極活物質は、
主成分として、2相共存型の充放電を行う第1正極活物質と、
副成分として、LiMO2(Mは、Ni,Co,Mnの少なくともいずれかを含む)と、を含み、
上記第1正極活物質は、
当該第1正極活物質と上記負極活物質とを用いた第1リチウムイオン二次電池を充電したときの電池電圧変動曲線において、
当該第1正極活物質が理論的に最大限蓄積できる理論電気容量を上限とした電気容量の範囲のうち充電末期に至るまでの全体の50%以上の範囲にわたって、電池電圧値の変動が0.2V以下となる第1充電フラット線と、
上記第1充電フラット線に隣接する充電末期部であって上記第1充電フラット線に比べて電池電圧値が急上昇する第1充電末期部と、が現れ、
上記負極活物質として炭素材料を用いた場合の上記第1充電フラット線の平均電圧値が4.5V以下となる特性を有し、
上記リチウムイオン二次電池は、
当該リチウムイオン二次電池を充電したときの電池電圧変動曲線において、
上記第1充電フラット線のうち充電末期側の部位を除いた部分に相当する第1充電フラット部と、
上記第1充電フラット部に隣接する充電末期部であって、上記第1充電末期部に比べて広い容量範囲にわたって電池電圧値が緩やかに上昇する第2充電末期部と、が現れる特性を有する
リチウムイオン二次電池。 A lithium ion secondary battery comprising a positive electrode active material and a negative electrode active material,
The positive electrode active material is
A first positive electrode active material that performs charge and discharge in a two-phase coexistence type as a main component;
LiMO 2 (M includes at least one of Ni, Co, and Mn) as a subcomponent,
The first positive electrode active material is
In the battery voltage fluctuation curve when charging the first lithium ion secondary battery using the first positive electrode active material and the negative electrode active material,
The fluctuation of the battery voltage value is 0.00% over a range of 50% or more of the total capacity up to the end of charging, within the range of the electric capacity up to the theoretical electric capacity that the first positive electrode active material can theoretically store to the maximum. A first charging flat wire of 2V or less;
A first charging end line adjacent to the first charging flat line and a battery voltage value rapidly rising compared to the first charging flat line,
When the carbon material is used as the negative electrode active material, the first charging flat wire has an average voltage value of 4.5 V or less,
The lithium ion secondary battery is
In the battery voltage fluctuation curve when the lithium ion secondary battery is charged,
A first charging flat portion corresponding to a portion of the first charging flat wire excluding a portion at the end of charging;
Lithium having a characteristic that an end-of-charge portion adjacent to the first charge flat portion and a second end-of-charge portion in which a battery voltage value gradually increases over a wide capacity range as compared with the first end-of-charge portion Ion secondary battery.
前記正極活物質は、
副成分として、2相共存型の充放電を行う第2正極活物質を含み、
前記第1正極活物質は、
前記第1リチウムイオン二次電池を放電させたときの電池電圧変動曲線において、前記理論電気容量を上限とした電気容量の範囲のうち放電末期に至るまでの全体の50%以上の範囲にわたって、電池電圧値の変動が0.2V以下となる第1放電フラット線が現れる特性を有し、
上記第2正極活物質は、
当該第2正極活物質と上記負極活物質とを用いた第2リチウムイオン二次電池を放電させたときの電池電圧変動曲線において、当該第2正極活物質が理論的に最大限蓄積できる理論電気容量を上限とした電気容量の範囲のうち放電末期に至るまでの全体の50%以上の範囲にわたって、電池電圧値の変動が0.2V以下となる第2放電フラット線が現れ、上記第2放電フラット線の平均電圧値が、上記第1放電フラット線の平均電圧値よりも低くなる特性を有し、
上記リチウムイオン二次電池は、
当該リチウムイオン二次電池を放電させたときの電池電圧変動曲線において、
上記第1放電フラット線のうち放電末期側の端部を除いた部分に相当する第1放電フラット部と、
上記第2放電フラット線の放電末期側の端部に相当する第2放電フラット部であって、上記第1放電フラット部よりも放電末期側に位置し、上記第1放電フラット部の電圧値よりも低い電圧値を示す第2放電フラット部と、
上記第1放電フラット部から上記第2放電フラット部に至るまでの範囲にわたって電池電圧が低下する電圧低下部であって、上記第1放電フラット部及び上記第2放電フラット部に比べて電池電圧が大きく低下する電圧低下部と、が現れる特性を有する
リチウムイオン二次電池。 The lithium ion secondary battery according to claim 3,
The positive electrode active material is
As a secondary component, including a second positive electrode active material that performs charge and discharge in a two-phase coexistence type,
The first positive electrode active material is:
In the battery voltage fluctuation curve when the first lithium ion secondary battery is discharged, the battery covers over 50% or more of the range up to the end of discharge in the range of the capacity with the theoretical capacity as the upper limit. A first discharge flat line having a voltage value fluctuation of 0.2 V or less appears,
The second positive electrode active material is
In the battery voltage fluctuation curve when the second lithium ion secondary battery using the second positive electrode active material and the negative electrode active material is discharged, the theoretical electricity that the second positive electrode active material can theoretically accumulate to the maximum extent is possible. A second discharge flat line in which the fluctuation of the battery voltage value is 0.2 V or less appears in a range of 50% or more of the entire capacity up to the end of discharge in the range of electric capacity with the upper limit of capacity, and the second discharge The flat line has an average voltage value lower than the average voltage value of the first discharge flat line,
The lithium ion secondary battery is
In the battery voltage fluctuation curve when the lithium ion secondary battery is discharged,
A first discharge flat portion corresponding to a portion of the first discharge flat wire excluding an end portion on a discharge end side;
A second discharge flat portion corresponding to an end portion on the discharge end side of the second discharge flat line, located on a discharge end side with respect to the first discharge flat portion, and from a voltage value of the first discharge flat portion A second discharge flat portion having a low voltage value;
A voltage reduction unit in which a battery voltage decreases over a range from the first discharge flat unit to the second discharge flat unit, wherein the battery voltage is higher than that of the first discharge flat unit and the second discharge flat unit. A lithium ion secondary battery having a characteristic that a voltage drop portion that greatly decreases.
前記第1正極活物質は、LiFePO4であり、
前記第2正極活物質は、Li3Fe2(PO4)3である
リチウムイオン二次電池。 The lithium ion secondary battery according to claim 2 or 4,
The first positive electrode active material is LiFePO 4 ,
The lithium ion secondary battery in which the second positive electrode active material is Li 3 Fe 2 (PO 4 ) 3 .
上記リチウムイオン二次電池の電池電圧値を検知する電圧検知装置と、
前記電圧低下部における上記リチウムイオン二次電池の電池電圧値を予め記憶しておき、上記リチウムイオン二次電池の放電時に、上記電圧検知装置によって検知された上記電圧低下部の電池電圧値に基づいて、上記リチウムイオン二次電池の過放電を防止するための所定の処理を行う処理装置と、を備える
電池システム。 The lithium ion secondary battery according to claim 1, claim 2, claim 4, or claim 5,
A voltage detection device for detecting a battery voltage value of the lithium ion secondary battery;
The battery voltage value of the lithium ion secondary battery in the voltage reduction unit is stored in advance, and based on the battery voltage value of the voltage reduction unit detected by the voltage detection device when the lithium ion secondary battery is discharged. And a processing device that performs a predetermined process for preventing overdischarge of the lithium ion secondary battery.
前記電池システムは、電気自動車の駆動用電源システムとして上記電気自動車に搭載されてなり、
前記処理装置は、前記リチウムイオン二次電池の放電時に、前記電圧検知装置によって検知された上記リチウムイオン二次電池の電池電圧値が前記電圧低下部の電池電圧値に達したか否かを判断し、上記電圧低下部の電池電圧値に達したと判断したとき、前記所定の処理として、上記リチウムイオン二次電池の残電気量が少ないことを警告する処理を行う
電池システム。 The battery system according to claim 6,
The battery system is mounted on the electric vehicle as a drive power system for the electric vehicle,
The processing device determines whether or not a battery voltage value of the lithium ion secondary battery detected by the voltage detection device has reached a battery voltage value of the voltage reduction unit when the lithium ion secondary battery is discharged. And when it is judged that the battery voltage value of the said voltage reduction part has been reached, the battery system which performs the process which warns that the remaining electricity amount of the said lithium ion secondary battery is small as said predetermined process.
前記電池システムは、
モータとエンジンを備えるプラグインハイブリッド自動車の駆動用電源システムとして、上記自動車に搭載されてなり、
上記自動車は、
上記エンジンを駆動させることなく前記リチウムイオン二次電池の放電により供給される電力を用いた上記モータの駆動により走行するEVモード、及び、上記モータの駆動と上記エンジンの駆動の組み合わせにより走行するHVモード、のいずれかにより走行可能に構成されてなり、
前記処理装置は、
上記EVモードにより上記自動車が走行を開始した後、上記リチウムイオン二次電池の放電時に、前記電圧検知装置によって検知された上記リチウムイオン二次電池の電池電圧値が前記電圧低下部の電池電圧値に達したか否かを判断し、上記電圧低下部の電池電圧値に達したと判断したとき、上記HVモードにより上記自動車が走行するように、前記所定の処理として、上記エンジンを始動させる処理を行う
電池システム。 The battery system according to claim 6,
The battery system includes:
As a drive power supply system for a plug-in hybrid vehicle equipped with a motor and an engine, it is installed in the vehicle,
The above car
EV mode that travels by driving the motor using power supplied by discharging the lithium ion secondary battery without driving the engine, and HV that travels by a combination of driving the motor and driving the engine It is configured to be able to run according to any of the modes,
The processor is
After the automobile starts running in the EV mode, the battery voltage value of the lithium ion secondary battery detected by the voltage detection device when the lithium ion secondary battery is discharged is the battery voltage value of the voltage reduction unit. The process of starting the engine as the predetermined process so that the vehicle travels in the HV mode when it is determined that the battery voltage value of the voltage drop unit has been reached. Do the battery system.
前記リチウムイオン二次電池は、請求項2、請求項4、または請求項5に記載のリチウムイオン二次電池であり、
前記処理装置は、前記第2充電末期部における上記リチウムイオン二次電池の電池電圧値を予め記憶しておき、上記リチウムイオン二次電池の充電時に、前記電圧検知装置によって検知された上記第2充電末期部の電池電圧値に基づいて、上記リチウムイオン二次電池の過充電を防止するための所定の処理を行う
電池システム。 The battery system according to any one of claims 6 to 8,
The lithium ion secondary battery is the lithium ion secondary battery according to claim 2, claim 4, or claim 5,
The processing device stores in advance a battery voltage value of the lithium ion secondary battery at the second end of charging, and the second voltage detected by the voltage detection device during charging of the lithium ion secondary battery. A battery system that performs a predetermined process for preventing overcharging of the lithium ion secondary battery based on the battery voltage value at the end of charging.
前記処理装置は、前記リチウムイオン二次電池の充電時に、前記電圧検知装置によって検知された上記リチウムイオン二次電池の電池電圧値が前記第2充電末期部の電池電圧値に達したか否かを判断し、上記第2充電末期部の電池電圧値に達したと判断したとき、前記所定の処理として、上記リチウムイオン二次電池の充電を停止する処理を行う
電池システム。 The battery system according to claim 9,
Whether the battery voltage value of the lithium ion secondary battery detected by the voltage detection device has reached the battery voltage value at the end of the second charge at the time of charging the lithium ion secondary battery. When the battery voltage value at the end of the second charge has been reached, the battery system performs a process for stopping the charging of the lithium ion secondary battery as the predetermined process.
上記リチウムイオン二次電池の電池電圧値を検知する電圧検知装置と、
前記第2充電末期部における上記リチウムイオン二次電池の電池電圧値を予め記憶しておき、上記リチウムイオン二次電池の充電時に、上記電圧検知装置によって検知された上記第2充電末期部の電池電圧値に基づいて、上記リチウムイオン二次電池の過充電を防止するための所定の処理を行う処理装置と、を備える
電池システム。 The lithium ion secondary battery according to any one of claims 2 to 5,
A voltage detection device for detecting a battery voltage value of the lithium ion secondary battery;
The battery voltage value of the lithium ion secondary battery at the second charge end stage is stored in advance, and the battery at the second charge end stage detected by the voltage detector when the lithium ion secondary battery is charged. A battery system comprising: a processing device that performs a predetermined process for preventing overcharging of the lithium ion secondary battery based on a voltage value.
前記処理装置は、前記リチウムイオン二次電池の充電時に、前記電圧検知装置によって検知された上記リチウムイオン二次電池の電池電圧値が前記第2充電末期部の電池電圧値に達したか否かを判断し、上記第2充電末期部の電池電圧値に達したと判断したとき、前記所定の処理として、上記リチウムイオン二次電池の充電を停止する処理を行う
電池システム。 The battery system according to claim 11,
Whether the battery voltage value of the lithium ion secondary battery detected by the voltage detection device has reached the battery voltage value at the end of the second charge at the time of charging the lithium ion secondary battery. When the battery voltage value at the end of the second charge has been reached, the battery system performs a process for stopping the charging of the lithium ion secondary battery as the predetermined process.
前記リチウムイオン二次電池は、請求項2、請求項4、または請求項5に記載のリチウムイオン二次電池であり、
前記処理装置は、前記電圧低下部における上記リチウムイオン二次電池の電池電圧値を予め記憶しておき、上記リチウムイオン二次電池の放電時に、前記電圧検知装置によって検知された上記電圧低下部の電池電圧値に基づいて、上記リチウムイオン二次電池の過放電を防止するための所定の処理を行う
電池システム。 The battery system according to claim 11 or 12,
The lithium ion secondary battery is the lithium ion secondary battery according to claim 2, claim 4, or claim 5,
The processing device stores in advance a battery voltage value of the lithium ion secondary battery in the voltage reduction unit, and the voltage reduction unit detected by the voltage detection device when the lithium ion secondary battery is discharged. A battery system that performs a predetermined process for preventing overdischarge of the lithium ion secondary battery based on a battery voltage value.
前記電池システムは、電気自動車の駆動用電源システムとして上記電気自動車に搭載されてなり、
前記処理装置は、前記リチウムイオン二次電池の放電時に、前記電圧検知装置によって検知された上記リチウムイオン二次電池の電池電圧値が前記電圧低下部の電池電圧値に達したか否かを判断し、上記電圧低下部の電池電圧値に達したと判断したとき、前記所定の処理として、上記リチウムイオン二次電池の残電気量が少ないことを警告する処理を行う
電池システム。 The battery system according to claim 13,
The battery system is mounted on the electric vehicle as a drive power system for the electric vehicle,
The processing device determines whether or not a battery voltage value of the lithium ion secondary battery detected by the voltage detection device has reached a battery voltage value of the voltage reduction unit when the lithium ion secondary battery is discharged. And when it is judged that the battery voltage value of the said voltage reduction part has been reached, the battery system which performs the process which warns that the remaining electricity amount of the said lithium ion secondary battery is small as said predetermined process.
前記電池システムは、
モータとエンジンを備えるプラグインハイブリッド自動車の駆動用電源システムとして、上記自動車に搭載されてなり、
上記自動車は、
上記エンジンを駆動させることなく前記リチウムイオン二次電池の放電により供給される電力を用いた上記モータの駆動により走行するEVモード、及び、上記モータの駆動と上記エンジンの駆動の組み合わせにより走行するHVモード、のいずれかにより走行可能に構成されてなり、
前記処理装置は、
上記EVモードにより上記自動車が走行を開始した後、上記リチウムイオン二次電池の放電時に、前記電圧検知装置によって検知された上記リチウムイオン二次電池の電池電圧値が前記電圧低下部の電池電圧値に達したか否かを判断し、上記電圧低下部の電池電圧値に達したと判断したとき、上記HVモードにより上記自動車が走行するように、前記所定の処理として、上記エンジンを始動させる処理を行う
電池システム。 The battery system according to claim 13,
The battery system includes:
As a drive power supply system for a plug-in hybrid vehicle equipped with a motor and an engine, it is installed in the vehicle,
The above car
EV mode that travels by driving the motor using power supplied by discharging the lithium ion secondary battery without driving the engine, and HV that travels by a combination of driving the motor and driving the engine It is configured to be able to run according to any of the modes,
The processor is
After the automobile starts running in the EV mode, the battery voltage value of the lithium ion secondary battery detected by the voltage detection device when the lithium ion secondary battery is discharged is the battery voltage value of the voltage reduction unit. The process of starting the engine as the predetermined process so that the vehicle travels in the HV mode when it is determined that the battery voltage value of the voltage drop unit has been reached. Do the battery system.
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