JP2017084552A - Secondary battery system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は二次電池システムに関し、より特定的には、リチウムイオン二次電池を備える二次電池システムに関する。 The present invention relates to a secondary battery system, and more particularly to a secondary battery system including a lithium ion secondary battery.
リチウムイオン二次電池を含むバッテリが極低温環境下(たとえば−35℃程度の環境下)に置かれると、電解液が凍結(凝固)し得る。電解液が凍結した場合には、バッテリを保護するために充放電を制限することが望ましい。バッテリの充放電の制限を適切に行なうために、電解液が凍結しているか否かを判定するための技術が提案されている。 When a battery including a lithium ion secondary battery is placed in a cryogenic environment (for example, in an environment of about −35 ° C.), the electrolytic solution can be frozen (solidified). When the electrolyte is frozen, it is desirable to limit charging and discharging in order to protect the battery. In order to appropriately limit the charging / discharging of the battery, a technique for determining whether or not the electrolytic solution is frozen has been proposed.
たとえば特開2006−155916号公報(特許文献1)に開示された凍結検出装置においては、電解液が部分的に凍結し始めると、不凍結部分の電解液濃度が上昇するのに伴い、開回路電圧(OCV:Open Circuit Voltage)が上昇する現象が用いられる。凍結検出装置は、バッテリ温度が低下しているにもかかわらずOCVが上昇した場合に電解液の凍結を検出する。 For example, in the freeze detection device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-155916 (Patent Document 1), when the electrolytic solution starts to freeze partially, the concentration of the electrolytic solution in the non-frozen portion increases and the open circuit is opened. A phenomenon in which the voltage (OCV: Open Circuit Voltage) increases is used. The freeze detection device detects the freezing of the electrolyte when the OCV rises despite the battery temperature being lowered.
特許文献1では、OCVの上昇により電解液が凍結状態に至ったことを検出することは記載されているものの、一旦凍結状態に至った電解液が凍結していない状態(非凍結状態)に戻ったか否かを判定することについては何ら考慮されていない。
In
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、リチウムイオン二次電池を備える二次電池システムにおいて、電解液が凍結状態か非凍結状態かを適切に判定可能な技術を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is a technique capable of appropriately determining whether an electrolyte is in a frozen state or a non-frozen state in a secondary battery system including a lithium ion secondary battery. Is to provide.
本発明のある局面に従う二次電池システムは、電解液にリチウムイオンを含む二次電池と、二次電池の内部抵抗を測定する測定部と、二次電池の内部抵抗を測定部から取得する制御装置とを備える。制御装置は、二次電池の温度低下時に各温度における内部抵抗を取得して記憶する。制御装置は、二次電池の温度上昇時に取得された内部抵抗と、記憶された内部抵抗との同一温度における差が所定値を上回る場合に、電解液が凍結していると判定し、二次電池の温度上昇時に取得された内部抵抗と、記憶された内部抵抗との同一温度における差が所定値を下回る場合に、電解液は凍結していないと判定する。 A secondary battery system according to an aspect of the present invention includes a secondary battery that includes lithium ions in an electrolyte, a measurement unit that measures the internal resistance of the secondary battery, and a control that acquires the internal resistance of the secondary battery from the measurement unit. Device. The control device acquires and stores the internal resistance at each temperature when the temperature of the secondary battery decreases. The control device determines that the electrolyte is frozen when the difference in the same temperature between the internal resistance acquired when the temperature of the secondary battery rises and the stored internal resistance exceeds a predetermined value. When the difference in the same temperature between the internal resistance acquired when the battery temperature rises and the stored internal resistance is below a predetermined value, it is determined that the electrolyte is not frozen.
上記構成によれば、二次電池の内部抵抗により電解液が凍結状態か非凍結状態かが判定される。電解液の温度低下時には、電解液の溶媒分子の一部による核生成(氷晶核または凍結核の生成)に関与しない他の溶媒分子は、ある程度自由に動くことができる。つまり、自由に動き回ることができる溶媒分子の割合が相対的に高いので、内部抵抗は相対的に低い。これに対し、電解液の温度上昇時には、同一温度であっても、固体内部の溶媒分子は束縛されておりほとんど動くことができず、固体表面に存在する溶媒分子しか自由に動くことができない。つまり、自由に動き回ることができる溶媒分子の割合が相対的に低いので、内部抵抗は相対的に高い。したがって、温度上昇時に取得された内部抵抗は、温度低下時に取得された同一温度における内部抵抗よりも高い。この特徴を用いることにより、電解液が凍結状態であることを判定することも可能あるのに加えて、一旦凍結した電解液が非凍結状態になったことを判定することも可能である。すなわち、電解液が凍結状態か非凍結状態かを適切に判定することができる。 According to the above configuration, whether the electrolyte is frozen or not is determined based on the internal resistance of the secondary battery. When the temperature of the electrolytic solution is lowered, other solvent molecules that are not involved in nucleation (ice crystal nuclei or freezing nucleation) by some of the solvent molecules of the electrolytic solution can move freely to some extent. That is, since the ratio of solvent molecules that can move freely is relatively high, the internal resistance is relatively low. On the other hand, when the temperature of the electrolytic solution rises, even if the temperature is the same, the solvent molecules inside the solid are restricted and cannot move, and only the solvent molecules present on the solid surface can move freely. That is, since the ratio of solvent molecules that can move freely is relatively low, the internal resistance is relatively high. Therefore, the internal resistance acquired at the time of temperature rise is higher than the internal resistance at the same temperature acquired at the time of temperature decrease. By using this feature, it is possible to determine that the electrolytic solution is in a frozen state, and it is also possible to determine that the electrolytic solution once frozen is in a non-frozen state. That is, it can be appropriately determined whether the electrolytic solution is in a frozen state or a non-frozen state.
本発明によれば、リチウムイオン二次電池を備える二次電池システムにおいて、電解液が凍結状態か非凍結状態かを適切に判定することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in a secondary battery system provided with a lithium ion secondary battery, it can determine appropriately whether electrolyte solution is a frozen state or a non-freezing state.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
以下に説明する実施の形態では、本発明に係る二次電池システムがハイブリッド車両に搭載される構成を例に説明する。しかし、本発明に係る二次電池システムの用途は車両用に限定されない。 In the embodiments described below, a configuration in which the secondary battery system according to the present invention is mounted on a hybrid vehicle will be described as an example. However, the use of the secondary battery system according to the present invention is not limited to vehicles.
[実施の形態]
図1は、本実施の形態に係る二次電池システムが搭載された車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。車両1は、ハイブリッド車両であり、二次電池システム2と、モータジェネレータ10,20と、動力分割機構30と、駆動軸40と、減速機50と、エンジン60と、駆動輪70と、電力制御ユニット(PCU:Power Control Unit)200とを備える。
[Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an overall configuration of a vehicle equipped with a secondary battery system according to the present embodiment.
エンジン60は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン60は、ECU300からの制御信号に応じて、車両1が走行するための駆動力を発生させる。
The
モータジェネレータ10,20の各々は三相交流回転電機である。モータジェネレータ10は、動力分割機構30を介してエンジン60のクランク軸に連結される。モータジェネレータ10は、エンジン60を始動させる際にはバッテリ100の電力を用いてエンジン60のクランク軸を回転させる。また、モータジェネレータ10はエンジン60の動力を用いて発電することも可能である。モータジェネレータ10によって発電された交流電力は、PCU200により直流電力に変換されてバッテリ100に充電される。また、モータジェネレータ10によって発電された交流電力は、モータジェネレータ20に供給される場合もある。
Each of
モータジェネレータ20は、バッテリ100からの電力およびモータジェネレータ10により発電された電力のうちの少なくとも一方を用いて駆動軸40を回転させる。また、モータジェネレータ20は回生制動によって発電することも可能である。モータジェネレータ20によって発電された交流電力は、PCU200により直流電力に変換されてバッテリ100に充電される。
動力分割機構30は、たとえば遊星歯車機構であり、エンジン60のクランク軸、モータジェネレータ10の回転軸、および駆動軸40の三要素を機械的に連結する。駆動軸40は、減速機50を介して駆動輪70に連結される。減速機50は、動力分割機構30またはモータジェネレータ20からの動力を駆動輪70に伝達する。また、駆動輪70が受けた路面からの反力は、減速機50および動力分割機構30を介してモータジェネレータ20に伝達される。
PCU200は、いずれも図示しないが、2つのインバータと、コンバータとを含む。2つのインバータの各々は、一般的な三相インバータである。コンバータは、昇圧動作時にはバッテリ100から供給された電圧を昇圧してインバータに供給する。コンバータは、降圧動作時にはインバータから供給された電圧を降圧してバッテリ100を充電する。
Although not shown, PCU 200 includes two inverters and a converter. Each of the two inverters is a general three-phase inverter. During the boosting operation, the converter boosts the voltage supplied from the
二次電池システム2は、バッテリ100と、監視ユニット102と、抵抗測定器104と、ダクト62と、ファン64と、電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)300とを備える。
The
バッテリ100は、リチウムイオン二次電池を含み、再充電が可能に構成された蓄電装置である。バッテリ100の構成については図2および図3にて詳細に説明する。
The
ダクト62は、バッテリ100とエンジン60との間に設けられ、エンジン60の熱で温められた空気(矢印ARで示す温風)をバッテリ100へと導く。ダクト62は、たとえば車室内を暖房するための温風の経路(図示せず)から分岐するように形成することができる。ダクト62にはファン64が設けられている。ファン64がECU300からの制御信号に応じて駆動されると、温風がバッテリ100へと導かれる。これにより、バッテリ100を暖機することができる。なお、温風は、エンジン60の熱で温められた空気であれば排熱を用いたものに限られない。
The
監視ユニット102は、バッテリ100の電圧VB、バッテリ100に入出力される電流IB、およびバッテリ100の温度TBを検出する。監視ユニット102は、その検出結果を示す信号をECU300に出力する。なお、バッテリ100の電解液の温度は、温度TBに等しいと近似することができる。
The
抵抗測定器(測定部)104は、バッテリ100の内部抵抗(インピーダンス)を測定し、その測定結果を示す信号をECU300に出力する。内部抵抗の測定手法としては、交流インピーダンス測定法などの公知の各種手法を用いることができる。なお、バッテリ100の等価回路が液抵抗(直流抵抗)Rsと、電荷移動抵抗Rctと、電気二重層容量Cdとの合成回路として表される場合に、上記内部抵抗としては直流抵抗Rsの成分を用いることが望ましい。ただし、内部抵抗の測定手法はこれに限定されず、たとえば、バッテリ100をパルス電流により充放電させたときの電圧VBとOCVとの差を電流IBで除した値を内部抵抗としてもよい。
The resistance measuring instrument (measurement unit) 104 measures the internal resistance (impedance) of the
ECU(制御装置)300は、CPU(Central Processing Unit)(図示せず)と、メモリ302と、入出力バッファ等とを含んで構成される。ECU300は、各センサから受ける信号、ならびにメモリ302に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両1が所望の状態となるように各機器を制御する。より具体的には、ECU300は、バッテリ100の電圧VB、電流IBおよび温度TBに基づいて、バッテリ100の許容放電電力Woutおよび許容充電電力Winを決定する。さらに、ECU300は、バッテリ100からの放電電力が許容放電電力Woutを上回らず、かつ、バッテリ100への充電電力が許容充電電力Winを上回らないように、バッテリ100の充放電を制御する。
The ECU (control device) 300 includes a CPU (Central Processing Unit) (not shown), a
図2は、バッテリ100の構成をより詳細に示す図である。図3は、各セル110の構成をより詳細に説明するための図である。なお、車両1は水平の状態であるとする。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the
図2を参照して、バッテリ100は、複数のセル110と、一対のエンドプレート120と、拘束バンド130と、複数のバスバー140とを含む。図2では、複数のセル110が積層されることより形成された積層体のうち、積層方向(x軸方向)の一方端が部分的に示されている。積層体の一方端および積層方向の他方端にそれぞれ対向するように、一対のエンドプレート120が配置されている。一対のエンドプレート120は、すべてのセル110を挟み込んだ状態で拘束バンド130によって拘束されている。各セル110は正極端子113および負極端子114(図3参照)を有する。あるセルの正極端子113と隣接するセルの負極端子114とは、バスバー140によって締結されるとともに電気的に接続されている。これにより、複数のセル110が直列に接続されている。
Referring to FIG. 2,
図3においてセル110は、その内部を透視して示されている。セル110は、略直方体形状の電池ケース111を有する。電池ケース111の短辺方向(厚み方向)をx軸方向とし、長辺方向(長さ方向)をy軸方向とし、高さ方向をz軸方向とする。鉛直方向は負のz軸方向であり、水平方向はxy平面方向である。
In FIG. 3, the
電池ケース111の上面は蓋体112によって封じられている。正極端子113および負極端子114の各々の一方端は、蓋体112から外部に突出している。正極端子113および負極端子114の他方端は、電池ケース111内部において、内部正極端子および内部負極端子(いずれも図示せず)にそれぞれ接続されている。電池ケース111の内部には電極体115が収容されている。電極体115は、正極116と負極117とがセパレータ118を介して積層され、その積層体が捲回されることにより形成されている。電解液は、正極116、負極117、およびセパレータ118等に保持されている。
The upper surface of the
正極116、負極117、セパレータ118および電解液には、リチウムイオン二次電池の正極、負極、セパレータ、および電解液として従来公知の構成および材料をそれぞれ用いることができる。一例として、電解液は、有機溶媒(たとえばDMC(dimethyl carbonate)とEMC(ethyl methyl carbonate)とEC(ethylene carbonate)との混合溶媒)と、リチウム塩(たとえばLiPF6)と、添加剤(たとえばLiBOB(lithium bis(oxalate)borate)またはLi[PF2(C2O4)2])とを含む。
As the
以上のように構成された二次電池システム2において、極低温環境下ではバッテリ100内の各セル110の電解液が凝固し得る。極低温時にはバッテリ100を保護するために、バッテリ100の充放電(特に充電)を制限することが望ましい。
In the
バッテリ保護の手法としては、たとえば、バッテリ100の温度TBが低下して凝固点に到達した時点で電解液が凝固したと判定することも考えられる。しかし、一般に、電解液が凍結する温度(凝固点)は、電解液の組成(たとえば塩濃度もしくは溶媒の比率等)またはSOC(State Of Charge)などの条件によって異なり得る。また、電解液の温度がほぼ一定に保たれる環境下においても、短時間では電解液が凍結しなくても時間が経過することで電解液が凍結に至る場合もあり得る。したがって、単にバッテリ100の温度TBから電解液が凍結状態か非凍結状態かを判定しようとすると、適切な判定結果が得られない可能性がある。
As a battery protection method, for example, it may be determined that the electrolyte has solidified when the temperature TB of the
そこで、本実施の形態においては、抵抗測定器104による内部抵抗の測定結果に基づいて、電解液が凍結しているか否かを判定する構成を採用する。より具体的には、バッテリ100の温度上昇時に取得された内部抵抗と、バッテリ100の温度低下時に取得された内部抵抗との同一温度における差(抵抗差)が所定値よりも大きい場合に、電解液は凍結状態と判定される。一方、同一温度における抵抗差が上記所定値以下の場合には、電解液は非凍結状態と判定される。
Therefore, in the present embodiment, a configuration is adopted in which it is determined whether or not the electrolytic solution is frozen based on the measurement result of the internal resistance by the
図4は、初期状態のバッテリ100の温度上昇時および温度低下時における内部抵抗の測定結果の一例を示す図である。図4および後述する図8において、横軸はバッテリ100の温度TBを表す。各温度T1〜T9(T1<T2<T3<T4<T5<T6<T7<T8<T9)間の差は1℃である。縦軸はバッテリ100の内部抵抗を表す。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a measurement result of the internal resistance when the temperature of the
図4(A)は、初期状態(たとえば製造直後の状態)のバッテリ100に関し、バッテリ100の温度TBがT9からT3まで低下する際に温度TBが1℃変化する毎に内部抵抗RAを取得し、さらにその後、温度TBがT3からT9まで上昇する際に温度TBが1℃変化する毎に内部抵抗RBを取得した結果を示す。この温度範囲(T3<TB<T9)では、バッテリ100の電解液は非凍結状態である。この場合には、温度低下時に取得された内部抵抗RAと温度上昇時に取得された内部抵抗RBとは、ほぼ等しい。
FIG. 4A relates to the
一方、図4(B)は、同じバッテリ100に関し、バッテリ100の温度TBがT9からT1まで低下する際に温度TBが1℃変化する毎に内部抵抗RAを取得し、さらにその後、温度TBがT1からT9まで上昇する際に温度TBが1℃変化する毎に内部抵抗RBを取得した結果を示す。温度TB=T2においては、バッテリ100の電解液が凍結状態であることが確認される。この場合には、温度上昇時に温度TB=T2において取得された内部抵抗RBの方が、温度低下時に同一温度TB=T2において取得された内部抵抗RAよりも大きいことが分かる。
On the other hand, FIG. 4B shows the
その後、バッテリ100の温度TBがさらに上昇すると、たとえば温度TB=T4において、一旦凍結した電解液が溶融して液体(非凍結状態)に戻っていることが観察される。電解液が非凍結状態に戻ると、内部抵抗RAと内部抵抗RBとは再びほぼ等しくなる。
Thereafter, when the temperature TB of the
このように、電解液が凍結すると、温度上昇時の内部抵抗RBと温度低下時の内部抵抗RAとの間に所定値よりも大きな抵抗差ΔR(=RB−RA)が生じる。言い換えれば、内部抵抗測定においてヒステリシスが存在する。これは以下の理由によるものと考えられる。 As described above, when the electrolytic solution freezes, a resistance difference ΔR (= RB−RA) larger than a predetermined value is generated between the internal resistance RB at the time of temperature rise and the internal resistance RA at the time of temperature fall. In other words, there is hysteresis in the internal resistance measurement. This is thought to be due to the following reasons.
図5は、バッテリ100の温度上昇時および温度低下時における電解液の様子を説明するための図である。電解液の温度低下に伴い液体の電解液が凍結する際には、電解液の溶媒分子の一部によって核(いわゆる氷晶核または凍結核)が生成される。この核生成に関与しない他の溶媒分子は、互いの分子間力により分子間距離の制限を受けるものの、ある程度自由に動くことができる。これに対し、バッテリ100の温度上昇に伴い固体の電解液が溶融する際には、同一温度であっても、固体内部の溶媒分子は束縛されておりほとんど動くことができず、固体表面に存在する溶媒分子しか自由に動くことができない。
FIG. 5 is a diagram for explaining the state of the electrolytic solution when the temperature of the
このように、電解液が凍結する際に自由に動くことができる溶媒分子の割合(すなわち温度低下時に核生成に関与しない溶媒分子の割合)は、電解液が溶融する際に同一温度において自由に動くことができる溶媒分子の割合(すなわち温度上昇時に固定表面に存在する溶媒分子の割合)よりも高い。そのため、温度低下時に取得された内部抵抗RAは、温度上昇時に同一温度において測定された内部抵抗RBと比べて、相対的に低い。したがって、バッテリ100の温度変化時に同一温度における内部抵抗RBと内部抵抗RAとの抵抗差ΔRを取得することにより、電解液が凍結状態か非凍結状態かを判定することができる。
In this way, the proportion of solvent molecules that can move freely when the electrolyte is frozen (ie, the proportion of solvent molecules that do not participate in nucleation when the temperature is lowered) is freely set at the same temperature when the electrolyte is melted. It is higher than the percentage of solvent molecules that can move (ie, the percentage of solvent molecules that are present on the stationary surface when the temperature is increased). For this reason, the internal resistance RA acquired when the temperature is lowered is relatively lower than the internal resistance RB measured at the same temperature when the temperature is increased. Therefore, by acquiring the resistance difference ΔR between the internal resistance RB and the internal resistance RA at the same temperature when the temperature of the
次に、本実施の形態に係る二次電池システム2において実行される処理について、図6および図7に示すフローチャートを用いて詳細に説明する。これらのフローチャートの処理は並行して、たとえば所定の制御周期毎にメインルーチンから呼び出されて繰り返し実行される。これらのフローチャートの各ステップ(以下Sと略す)は、基本的にはECU300によるソフトウェア処理によって実現されるが、ECU300内に作製された電子回路を用いたハードウェア処理によって実現されてもよい。
Next, processing executed in
図6は、バッテリ100の温度低下時における内部抵抗RAの測定処理を示すフローチャートである。S10において、ECU300は、監視ユニット102からバッテリ100の温度TBを取得する。
FIG. 6 is a flowchart showing a process for measuring the internal resistance RA when the temperature of the
S20において、ECU300は、バッテリ温度TBが低下したか否かを判定する。ECU300は、たとえばバッテリ温度TBが前回の内部抵抗RAの測定時と比べて1℃低くなった場合に、温度TBが低下したと判定し(S20においてYES)、低下後の温度TBにおけるバッテリ100の内部抵抗RAを抵抗測定器104から取得する(S30)。取得された内部抵抗RAは、ECU300のメモリ302に不揮発的に記憶される(S40)。図6に示すフローチャートの処理が繰り返し実行されることにより、バッテリ100の温度TBが1℃低下する毎の内部抵抗RA(図4参照)が取得される。
In S20,
図7は、バッテリ100の温度上昇時における内部抵抗RAの測定処理、および電解液の凍結判定処理を説明するためのフローチャートである。S110において、ECU300は、バッテリ100の温度TBが所定の基準温度Tc以下であるか否かを判定する。基準温度Tcは、たとえば図4(B)に示す例では、T1よりも所定値αだけ高い温度に設定される。バッテリ温度TBが基準温度Tcよりも高い場合(S110においてNO)、ECU300は、以降の処理をスキップして処理をメインルーチンへと戻す。
FIG. 7 is a flowchart for explaining the internal resistance RA measurement process and the electrolytic solution freezing determination process when the temperature of the
一方、たとえば外気温の低下に伴い温度TBが基準温度Tc以下になると(S110においてYES)、ECU300は、エンジン60を駆動し(あるいは駆動状態に維持し)、エンジン60で生じた熱により温められた空気(温風)をファン64を用いてバッテリ100へと送る。これにより、バッテリ100が暖機される(S120)。バッテリ100の暖機は、温度TBが所定の温度(たとえば1℃)だけ上昇するまで継続される(S130においてNO)。なお、バッテリ100の暖機手法は特に限定されるものではない。
On the other hand, for example, when temperature TB becomes equal to or lower than reference temperature Tc as the outside air temperature decreases (YES in S110),
温度TBが上昇すると(S130においてYES)、ECU300は、温度上昇時の内部抵抗RBを取得する(S140)。そして、ECU300は、温度上昇時の内部抵抗RBと温度低下時の内部抵抗RAとの抵抗差ΔRを所定値と比較する。
When temperature TB increases (YES in S130),
抵抗差ΔRが所定値よりも大きい場合(S150においてYES)、ECU300は、電解液は凍結していると判定する(S160)。この場合には、ECU300は、バッテリ100を保護するためにバッテリ100の充放電を制限する(S170)。たとえばECU300は、バッテリ100の充放電を禁止するとともに、車両1の走行を禁止する。
When resistance difference ΔR is larger than the predetermined value (YES in S150),
これに対し、抵抗差ΔRが所定値以下の場合(S150においてNO)、ECU300は、電解液は凍結していない(非凍結状態である)と判定する(S180)。この場合には、電解液の凍結を考慮してバッテリ100の充放電を制限する必要は特にないので、通常時と同様に、温度TBまたはSOCに応じてバッテリ100の許容充電電力Winの範囲内での充電または許容放電電力Woutの範囲内での放電が行なわれる(S190)。
On the other hand, when resistance difference ΔR is equal to or smaller than the predetermined value (NO in S150),
以上のように、本実施の形態によれば、バッテリ100の内部抵抗RA,RBにより電解液が凍結状態か非凍結状態かが判定される。図5にて説明した内部抵抗RA,RBの特徴を用いることにより、電解液が凍結することを判定することが可能であるのに加えて、一旦凍結した電解液が凍結しなくなったことを判定することも可能である。すなわち、電解液が凍結状態か非凍結状態かを適切に判定することができる。
As described above, according to the present embodiment, whether the electrolyte is frozen or not is determined by the internal resistances RA and RB of
[変形例]
図4では初期状態のバッテリ100の内部抵抗の測定結果を説明したが、バッテリ100の劣化に伴いバッテリ100の内部抵抗は変化し得る。
[Modification]
Although the measurement result of the internal resistance of the
図8は、劣化後のバッテリ100の温度上昇時または温度低下時における内部抵抗の測定結果の一例を示す図である。初期状態(図4参照)では温度TB=T3にて電解液が凍結したのに対し、劣化後においては温度TBがT3よりも高い温度(図8(B)に示す例ではT4)で電解液が凍結する。したがって、劣化後においては、電解液が凍結しているか否かの判定に際し、温度TBがT2よりも所定値αだけ高い温度に到達後に温度TBを上昇させることができる。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a measurement result of the internal resistance when the temperature of the
バッテリ100の劣化後においても、初期状態(図4参照)と同様に、温度TBがT1+αに到達した後に温度TBを上昇させてもよい。しかし、温度低下をT2+αに抑えた方が、温度TBがT1+αまで低下する場合と比べて、その後にバッテリ100を暖機する際に電解液が溶融しやすい。よって、車両1が走行可能な状態へと復帰するのに要する時間が短縮される。したがって、図7に示すS110の処理において、初期状態では基準温度Tc=T1+αと設定するのに対し、劣化後には基準温度Tc=T2+αと設定することが好ましい。
Even after the
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
1 車両、2 二次電池システム、10,20 モータジェネレータ、30 動力分割機構、40 駆動軸、50 減速機、60 エンジン、62 ダクト、64 ファン、70 駆動輪、100 バッテリ、102 監視ユニット、104 抵抗測定器、110 セル、111 電池ケース、112 蓋体、113 正極端子、114 負極端子、115 電極体、116 正極、117 負極、118 セパレータ、120 エンドプレート、130 拘束バンド、140 バスバー、200 PCU、300 ECU、302 メモリ。 1 vehicle, 2 secondary battery system, 10, 20 motor generator, 30 power split mechanism, 40 drive shaft, 50 reducer, 60 engine, 62 duct, 64 fan, 70 drive wheel, 100 battery, 102 monitoring unit, 104 resistance Measuring instrument, 110 cell, 111 battery case, 112 lid, 113 positive electrode terminal, 114 negative electrode terminal, 115 electrode body, 116 positive electrode, 117 negative electrode, 118 separator, 120 end plate, 130 binding band, 140 bus bar, 200 PCU, 300 ECU, 302 memory.
Claims (1)
前記二次電池の内部抵抗を測定する測定部と、
前記二次電池の内部抵抗を前記測定部から取得する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記二次電池の温度低下時に各温度における内部抵抗を取得して記憶し、
前記二次電池の温度上昇時に取得された内部抵抗と、記憶された内部抵抗との同一温度における差が所定値を上回る場合に、前記電解液が凍結していると判定し、
前記二次電池の温度上昇時に取得された内部抵抗と、記憶された内部抵抗との同一温度における差が前記所定値を下回る場合に、前記電解液は凍結していないと判定する、二次電池システム。 A secondary battery containing lithium ions in the electrolyte;
A measuring unit for measuring the internal resistance of the secondary battery;
A control device that acquires the internal resistance of the secondary battery from the measurement unit;
The controller is
Acquire and store the internal resistance at each temperature when the temperature of the secondary battery drops,
When the difference between the internal resistance acquired at the time of temperature rise of the secondary battery and the stored internal resistance at the same temperature exceeds a predetermined value, it is determined that the electrolytic solution is frozen,
A secondary battery that determines that the electrolytic solution is not frozen when a difference in the same temperature between the internal resistance acquired at the time of temperature rise of the secondary battery and the stored internal resistance is lower than the predetermined value; system.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017188277A (en) * | 2016-04-04 | 2017-10-12 | 古河電気工業株式会社 | Secondary battery state detector, and method for detection of secondary battery state |
JP2018200800A (en) * | 2017-05-26 | 2018-12-20 | トヨタ自動車株式会社 | State estimation device and state estimation method for lithium ion battery |
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2015
- 2015-10-27 JP JP2015210535A patent/JP2017084552A/en active Pending
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