JP2018006239A - Battery system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress cobalt elution in a positive electrode of a nickel hydrogen battery and negative electrode deterioration in a negative electrode while satisfying an output request to a power storage unit in a battery system coming with the nickel hydrogen battery.SOLUTION: When positive electrode potential of a cell contained in a first power storage device 10 becomes not more than first electric potential due to an output request, an ECU 100 suppresses discharge of the first power storage device 10 and controls discharge of a second power storage device 15 according to the output request. When negative electrode potential of the cell contained in the first power storage device 10 becomes not less than second electric potential due to the output request, the ECU 100 suppresses discharge of the first power storage device 10 and controls discharge of a second power control device 15 according to the output request. The first electric potential is electric potential causing cobalt elution in the positive electrode of the first power storage device 10. The second electric potential is electric potential causing negative electrode deterioration due to oxidation of the negative electrode of the first power storage device 10.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、電池システムに関し、特に、第1及び第2の蓄電装置を備える電池システムに関する。   The present invention relates to a battery system, and more particularly, to a battery system including first and second power storage devices.

特開2006−81300号公報(特許文献1)は、蓄電装置と、蓄電装置に蓄えられた電力によって駆動するモータと、エンジンとを備えるハイブリッド車両を開示する。このハイブリッド車両においては、蓄電装置の入出力電圧に関して、上限電圧と下限電圧とが設定されている。これにより、蓄電装置の寿命への悪影響を低減することができる(特許文献1参照)。   Japanese Patent Laying-Open No. 2006-81300 (Patent Document 1) discloses a hybrid vehicle including a power storage device, a motor driven by electric power stored in the power storage device, and an engine. In this hybrid vehicle, an upper limit voltage and a lower limit voltage are set for the input / output voltage of the power storage device. Thereby, the bad influence on the lifetime of an electrical storage apparatus can be reduced (refer patent document 1).

特開2006−81300号公報JP 2006-81300 A

蓄電装置としてニッケル水素電池が用いられる場合に、正極にコバルト化合物が含まれているときは、正極においてコバルトが溶出し、正極劣化が生じる可能性がある。負極においては、負極の酸化によって負極劣化が生じる可能性がある。正極におけるコバルト溶出、及び、負極における負極劣化のいずれが生じたとしてもニッケル水素電池の電池性能が悪化する。   When a nickel metal hydride battery is used as the power storage device, if the positive electrode contains a cobalt compound, cobalt may be eluted from the positive electrode, which may cause deterioration of the positive electrode. In the negative electrode, the negative electrode may be deteriorated by oxidation of the negative electrode. The battery performance of the nickel metal hydride battery deteriorates regardless of which of cobalt elution at the positive electrode and deterioration of the negative electrode at the negative electrode.

この発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、ニッケル水素電池を搭載する電池システムおいて、蓄電部への出力要求を満足させつつ、ニッケル水素電池の正極におけるコバルト溶出、及び、負極における負極劣化を抑制することである。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a nickel-metal hydride battery in a battery system equipped with a nickel-metal hydride battery while satisfying an output request to a power storage unit. Cobalt elution in the positive electrode and negative electrode deterioration in the negative electrode are suppressed.

この発明のある局面に従う電池システムは、蓄電部と、制御装置とを備える。蓄電部は、第1及び第2の蓄電装置を含む。制御装置は、蓄電部の充放電を制御する。第1の蓄電装置は、正極にコバルト化合物を含むニッケル水素電池で構成される。制御装置は、蓄電部への出力要求により第1の蓄電装置の正極電位が第1の電位以下となる場合に、第1の蓄電装置の放電を抑制するとともに蓄電部への出力要求に従って第2の蓄電装置の放電を制御し、蓄電部への出力要求により第1の蓄電装置の負極電位が第2の電位以上となる場合に、第1の蓄電装置の放電を抑制するとともに蓄電部への出力要求に従って第2の蓄電装置の放電を制御する。第1の電位は、第1の蓄電装置の正極内でコバルト溶出が生じる電位である。第2の電位は、第1の蓄電装置の負極の酸化による負極劣化が生じる電位である。   A battery system according to an aspect of the present invention includes a power storage unit and a control device. The power storage unit includes first and second power storage devices. The control device controls charging / discharging of the power storage unit. The first power storage device is formed of a nickel metal hydride battery containing a cobalt compound in the positive electrode. When the positive potential of the first power storage device is equal to or lower than the first potential due to the output request to the power storage unit, the control device suppresses the discharge of the first power storage device and performs the second according to the output request to the power storage unit. When the negative potential of the first power storage device is equal to or higher than the second potential due to an output request to the power storage unit, the discharge of the first power storage device is suppressed and the discharge to the power storage unit is controlled. The discharge of the second power storage device is controlled according to the output request. The first potential is a potential at which cobalt elution occurs in the positive electrode of the first power storage device. The second potential is a potential at which negative electrode deterioration occurs due to oxidation of the negative electrode of the first power storage device.

この電池システムにおいては、蓄電部への出力要求により第1の蓄電装置の正極電位が第1の電位(正極内でコバルト溶出が生じる電位)以下となる場合、又は、蓄電部への出力要求により第1の蓄電装置の負極電位が第2の電位(負極の酸化による負極劣化が生じる電位)以上となる場合に、第1の蓄電装置の放電が抑制される。第1の蓄電装置の放電が抑制されることによって、正極電位の低下及び負極電位の上昇が抑制される。したがって、この電池システムによれば、正極におけるコバルト溶出、及び、負極における負極劣化を抑制することができる。また、この電池システムにおいては、第1の蓄電装置の放電が抑制されるのに合わせて第2の蓄電装置の放電が促進されるため、蓄電部への出力要求を満足させることができる。   In this battery system, when the positive potential of the first power storage device is equal to or lower than the first potential (potential at which cobalt elution occurs in the positive electrode) due to an output request to the power storage unit, or due to an output request to the power storage unit When the negative electrode potential of the first power storage device is equal to or higher than the second potential (a potential at which negative electrode deterioration occurs due to oxidation of the negative electrode), discharge of the first power storage device is suppressed. By suppressing the discharge of the first power storage device, the decrease in the positive electrode potential and the increase in the negative electrode potential are suppressed. Therefore, according to this battery system, cobalt elution in the positive electrode and negative electrode deterioration in the negative electrode can be suppressed. Further, in this battery system, since the discharge of the second power storage device is promoted as the discharge of the first power storage device is suppressed, the output request to the power storage unit can be satisfied.

この発明によれば、ニッケル水素電池を搭載する電池システムにおいて、蓄電部への出力要求を満足させつつ、ニッケル水素電池の正極におけるコバルト溶出、及び、負極における負極劣化を抑制することができる。   According to the present invention, in a battery system equipped with a nickel metal hydride battery, it is possible to suppress cobalt elution at the positive electrode of the nickel metal hydride battery and deterioration of the negative electrode at the negative electrode while satisfying the output request to the power storage unit.

電池システムが搭載される車両の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the vehicle by which a battery system is mounted. 電池システムにおける充放電制御の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of charging / discharging control in a battery system. 第2の蓄電装置の充電状態の制御について説明するための図である。It is a figure for demonstrating control of the charge condition of a 2nd electrical storage apparatus.

以下、この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、図中同一又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 portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

(電池システムの構成)
図1は、本実施の形態に従う電池システム2が搭載される車両1の構成を概略的に示す図である。以下では、車両1がハイブリッド車両である場合について説明するが、本実施の形態による電池システム2は、ハイブリッド車両に搭載されるものに限定されず、ニッケル水素電池を搭載した車両全般、さらには車両以外の用途にも適用可能である。
(Battery system configuration)
FIG. 1 schematically shows a configuration of vehicle 1 in which battery system 2 according to the present embodiment is mounted. Below, although the case where the vehicle 1 is a hybrid vehicle is demonstrated, the battery system 2 by this Embodiment is not limited to what is mounted in a hybrid vehicle, The vehicle by which a nickel hydride battery is mounted generally, Furthermore, a vehicle It is applicable to other uses.

図1を参照して、車両1は、電池システム2と、コンバータ25,27と、インバータ30と、モータジェネレータ(MG:Motor Generator)41,42と、エンジン50と、動力分割機構60と、駆動軸70と、駆動輪80とを備える。電池システム2は、第1の蓄電装置10と、第2の蓄電装置15と、監視ユニット20,35と、電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)100とを備える。   Referring to FIG. 1, vehicle 1 includes a battery system 2, converters 25 and 27, an inverter 30, motor generators (MG) 41 and 42, an engine 50, a power split mechanism 60, and a drive. A shaft 70 and drive wheels 80 are provided. The battery system 2 includes a first power storage device 10, a second power storage device 15, monitoring units 20 and 35, and an electronic control unit (ECU) 100.

エンジン50は、空気と燃料との混合気を燃焼させたときに生じる燃焼エネルギによって、クランクシャフトを回転させる駆動力を発生する。MG41,42は、発電機としても電動機としても機能する。   The engine 50 generates a driving force for rotating the crankshaft by combustion energy generated when the air-fuel mixture is burned. The MGs 41 and 42 function as both a generator and an electric motor.

MG41は、たとえば三相交流回転電機であり、主として、動力分割機構60を通じて伝達されるエンジン50の出力の一部を用いて発電する発電機として動作する。MG41が発電した電力は、第1の蓄電装置10及び第2の蓄電装置15の充電、又は、MG42の駆動に用いられる。   The MG 41 is, for example, a three-phase AC rotating electric machine, and mainly operates as a generator that generates electric power using a part of the output of the engine 50 transmitted through the power split mechanism 60. The electric power generated by the MG 41 is used for charging the first power storage device 10 and the second power storage device 15 or driving the MG 42.

MG42は、たとえば三相交流回転電機であり、第1の蓄電装置10からの電力、第2の蓄電装置15からの電力及びMG41の発電電力の少なくともいずれかによって駆動される。MG42の駆動力は、駆動軸70に伝達される。また、車両1の制動時には、MG42は、駆動輪80の回転力により駆動されることによって発電機として動作する。   MG42 is, for example, a three-phase AC rotating electric machine, and is driven by at least one of power from first power storage device 10, power from second power storage device 15, and power generated by MG41. The driving force of the MG 42 is transmitted to the driving shaft 70. Further, when the vehicle 1 is braked, the MG 42 operates as a generator by being driven by the rotational force of the drive wheels 80.

第1の蓄電装置10は、MG41,42を駆動するための電力を蓄える。第1の蓄電装置10は、直列に接続された複数のニッケル水素単電池(単セル)を含む組電池で構成される。各セルの正極には、たとえば導電材として、コバルト化合物が含まれている。   First power storage device 10 stores electric power for driving MGs 41 and 42. The first power storage device 10 is composed of a battery pack including a plurality of nickel hydrogen single cells (single cells) connected in series. The positive electrode of each cell contains a cobalt compound as a conductive material, for example.

監視ユニット20は、電圧センサ21と、電流センサ22と、温度センサ23とを含む。電圧センサ21は、各セルの端子間電圧(以下「セル電圧VC」とも称する。)を検知する。電流センサ22は、第1の蓄電装置10の充放電電流(以下「電流IC」とも称する。)を検知する。温度センサ23は、各セルの温度(以下「セル温度TC」とも称する。)を検知する。各センサは、検知結果を示す信号をECU100に出力する。   The monitoring unit 20 includes a voltage sensor 21, a current sensor 22, and a temperature sensor 23. The voltage sensor 21 detects a voltage between terminals of each cell (hereinafter also referred to as “cell voltage VC”). Current sensor 22 detects a charge / discharge current (hereinafter also referred to as “current IC”) of first power storage device 10. The temperature sensor 23 detects the temperature of each cell (hereinafter also referred to as “cell temperature TC”). Each sensor outputs a signal indicating the detection result to ECU 100.

第2の蓄電装置15は、たとえば、ニッケル水素単電池以外の蓄電要素を含む蓄電装置で構成される。第2の蓄電装置15は、たとえば、電気二重層キャパシタやリチウムイオン電池、そして燃料電池を含んで構成される。なお、後述のように、第1の蓄電装置10の状態に応じて第1の蓄電装置10の放電が禁止される場合があり、この場合には第2の蓄電装置15から大電力が放電される可能性がある。電気二重層キャパシタは大電流の充放電に適したデバイスであるため、第2の蓄電装置15としてはより好ましい。   Second power storage device 15 is formed of a power storage device including a power storage element other than a nickel metal hydride battery, for example. The second power storage device 15 includes, for example, an electric double layer capacitor, a lithium ion battery, and a fuel cell. As will be described later, there is a case where discharging of the first power storage device 10 is prohibited depending on the state of the first power storage device 10, and in this case, large power is discharged from the second power storage device 15. There is a possibility. Since the electric double layer capacitor is a device suitable for charging and discharging a large current, it is more preferable as the second power storage device 15.

第2の蓄電装置15も、第1の蓄電装置10と同様、MG41,42を駆動するための電力を蓄える。監視ユニット35は、電圧センサ31と、電流センサ32と、温度センサ33とを含む。電圧センサ31,電流センサ32及び温度センサ33は、第2の蓄電装置15の電圧VB、電流IB及び温度TBをそれぞれ検知する。各センサは、検知結果を示す信号をECU100に出力する。   Similarly to the first power storage device 10, the second power storage device 15 stores power for driving the MGs 41 and 42. The monitoring unit 35 includes a voltage sensor 31, a current sensor 32, and a temperature sensor 33. Voltage sensor 31, current sensor 32, and temperature sensor 33 detect voltage VB, current IB, and temperature TB of second power storage device 15, respectively. Each sensor outputs a signal indicating the detection result to ECU 100.

コンバータ25は、第1の蓄電装置10とインバータ30との間に設けられる。コンバータ25は、ECU100からの制御信号(PWC1)によって制御され、第1の蓄電装置10とインバータ30との間で電圧変換を行なう。   Converter 25 is provided between first power storage device 10 and inverter 30. Converter 25 is controlled by a control signal (PWC1) from ECU 100, and performs voltage conversion between first power storage device 10 and inverter 30.

コンバータ27は、第2の蓄電装置15とインバータ30との間に設けられる。コンバータ27は、ECU100からの制御信号(PWC2)によって制御され、第2の蓄電装置15とインバータ30との間で電圧変換を行なう。コンバータ25とコンバータ27とは、インバータ30に対して並列に接続される。   Converter 27 is provided between second power storage device 15 and inverter 30. Converter 27 is controlled by a control signal (PWC2) from ECU 100, and performs voltage conversion between second power storage device 15 and inverter 30. Converter 25 and converter 27 are connected in parallel to inverter 30.

インバータ30は、コンバータ25,27とMG41,42との間に設けられる。インバータ30は、ECU100からの制御信号に従って、コンバータ25,27とMG41,42との間で直流電力と交流電力との変換を実行するように構成される。インバータ30は、MG41,42の状態をそれぞれ別々に制御可能に構成されており、たとえば、MG41を回生(発電)状態にしつつ、MG42を力行状態にすることができる。   Inverter 30 is provided between converters 25 and 27 and MGs 41 and 42. Inverter 30 is configured to perform conversion between DC power and AC power between converters 25 and 27 and MGs 41 and 42 in accordance with a control signal from ECU 100. The inverter 30 is configured to be able to control the states of the MGs 41 and 42 separately. For example, the MG 42 can be in a power running state while the MG 41 is in a regenerative (power generation) state.

ECU100は、CPU(Central Processing Unit)と、入出力インターフェイスと、メモリ(いずれも図示せず)とを含んで構成される。ECU100は、各センサからの信号及びメモリに記憶された情報に基づき、エンジン50、コンバータ25,27、及びインバータ30を制御することによって、第1の蓄電装置10及び第2の蓄電装置15の充放電を制御する。   ECU 100 includes a CPU (Central Processing Unit), an input / output interface, and a memory (none of which are shown). ECU 100 controls engine 50, converters 25 and 27, and inverter 30 based on signals from the sensors and information stored in the memory, thereby charging first power storage device 10 and second power storage device 15. Control the discharge.

(第1の蓄電装置の劣化抑制及びドライバビリティの両立)
上述のように、第1の蓄電装置10は複数のニッケル水素単電池を含む組電池で構成されており、各セルにおける正極にはコバルト化合物が含まれている。このような正極においては、第1の蓄電装置10の放電時に正極電位が所定電位以下となると、正極においてコバルト溶出が生じる。
(Both suppression of deterioration and drivability of the first power storage device)
As described above, the first power storage device 10 is composed of an assembled battery including a plurality of nickel metal hydride cells, and the positive electrode in each cell includes a cobalt compound. In such a positive electrode, cobalt elution occurs in the positive electrode when the positive electrode potential becomes a predetermined potential or lower during the discharge of the first power storage device 10.

コバルト溶出が生じると、その後、コバルトの再析出が局所的に起こることによって微短絡が生じる可能性や、電池が劣化する可能性がある。また、コバルトの再析出後、電子伝導性ネットワークが初期状態と比較して不均一となることによって電池容量に寄与しない活物質が生成される懸念もある。その結果、電池容量や入出力性能の低下といった電池の劣化につながる可能性がある。   If cobalt elution occurs, then a re-precipitation of cobalt may occur locally, which may cause a fine short circuit or may deteriorate the battery. In addition, there is a concern that after the reprecipitation of cobalt, an active material that does not contribute to the battery capacity is generated due to the non-uniformity of the electron conductive network compared to the initial state. As a result, it may lead to deterioration of the battery such as a decrease in battery capacity and input / output performance.

本実施の形態に従う電池システム2において、ECU100は、出力要求により第1の蓄電装置10に含まれるセルの正極電位が正極内でコバルト溶出が生じる電位以下となる場合に、第1の蓄電装置10の放電を抑制するとともに出力要求に従って第2の蓄電装置15の放電を制御する。したがって、この電池システム2によれば、正極におけるコバルト溶出を抑制することができる。   In battery system 2 according to the present embodiment, ECU 100 causes first power storage device 10 when the positive electrode potential of a cell included in first power storage device 10 is equal to or lower than a potential at which cobalt elution occurs in the positive electrode due to an output request. The discharge of the second power storage device 15 is controlled according to the output request. Therefore, according to this battery system 2, it is possible to suppress cobalt elution from the positive electrode.

また、第1の蓄電装置10の放電時に負極電位が所定電位以上となると、負極酸化が生じる可能性がある。負極酸化が生じると、電池容量の低下や抵抗増加といった問題が生じ得る。   Further, if the negative electrode potential becomes equal to or higher than a predetermined potential during discharging of the first power storage device 10, negative electrode oxidation may occur. When negative electrode oxidation occurs, problems such as a decrease in battery capacity and an increase in resistance may occur.

本実施の形態に従う電池システム2において、ECU100は、出力要求により第1の蓄電装置10に含まれるセルの負極電位が負極の酸化による負極劣化が生じる電位以上となる場合に、第1の蓄電装置10の放電を抑制するとともに出力要求に従って第2の蓄電装置15の放電を制御する。したがって、この電池システム2によれば、負極における負極劣化を抑制することができる。   In battery system 2 according to the present embodiment, ECU 100 causes first power storage device when the negative electrode potential of a cell included in first power storage device 10 is equal to or higher than the potential at which negative electrode deterioration due to oxidation of the negative electrode occurs due to an output request. The discharge of second power storage device 15 is controlled according to the output request while suppressing the discharge of 10. Therefore, according to this battery system 2, it is possible to suppress negative electrode deterioration in the negative electrode.

また、この電池システム2においては、第1の蓄電装置10の放電が抑制されるのに合わせて第2の蓄電装置15の放電が促進されることによって電池への出力要求が満たされるため、ドライバビリティが損なわれない。   Further, in this battery system 2, since the discharge of the second power storage device 15 is promoted in accordance with the suppression of the discharge of the first power storage device 10, the output request to the battery is satisfied. The ability is not impaired.

(充放電制御の処理手順)
図2は、電池システム2における充放電制御の処理手順を示すフローチャートである。図2を参照して、このフローチャートに示される処理は、たとえば、車両システムの作動中に所定のサイクルで繰り返し実行される。
(Processing procedure for charge / discharge control)
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of charge / discharge control in the battery system 2. Referring to FIG. 2, the process shown in this flowchart is repeatedly executed at a predetermined cycle during operation of the vehicle system, for example.

ECU100は、電圧センサ21、温度センサ23、及び電流センサ22から第1の蓄電装置10に含まれる各セルの電圧VC及び温度TC、並びに電流ICを示す信号をそれぞれ取得する(ステップS100)。   ECU 100 obtains signals indicating voltage VC and temperature TC and current IC of each cell included in first power storage device 10 from voltage sensor 21, temperature sensor 23, and current sensor 22, respectively (step S100).

ECU100は、電圧VC、温度TC、及び電流ICを用いることによって、各セルの正極電位及び負極電位を算出する(ステップS110)。たとえば、実験により予め求められた、セルの電圧及び温度並びに電流と、正極電位及び負極電位との関係を示すデータがECU100内のメモリに記憶されている。ECU100は、メモリに記憶されたデータを参照しつつ、電圧VC、温度TC、及び電流ICを用いることによって、正極電位及び負極電位を算出することができる。もしくは、ECU100は、公知の電気化学反応モデルなどを利用し、電圧VC、温度TC、及び電流ICから正極及び負極の電位を推定してもよい。   ECU 100 calculates the positive electrode potential and the negative electrode potential of each cell by using voltage VC, temperature TC, and current IC (step S110). For example, data indicating the relationship between the cell voltage, temperature, and current, and the positive electrode potential and the negative electrode potential, obtained in advance by experiments, is stored in the memory in the ECU 100. The ECU 100 can calculate the positive electrode potential and the negative electrode potential by using the voltage VC, the temperature TC, and the current IC while referring to the data stored in the memory. Alternatively, the ECU 100 may estimate the potentials of the positive electrode and the negative electrode from the voltage VC, the temperature TC, and the current IC using a known electrochemical reaction model.

その後、ECU100は、第1の蓄電装置10及び第2の蓄電装置15からなる蓄電部に対する出力要求があるか否かを判定する(ステップS120)。出力要求がないと判定された場合に(ステップS120においてNO)、MG41,42が発電したときは、ECU100は、第1の蓄電装置10及び第2の蓄電装置15を充電するようにインバータ30及びコンバータ25,27を制御する(ステップS130)。   Thereafter, ECU 100 determines whether or not there is an output request for the power storage unit including first power storage device 10 and second power storage device 15 (step S120). When it is determined that there is no output request (NO in step S120), when MGs 41 and 42 generate power, ECU 100 and inverters 30 and 30 are charged so as to charge first power storage device 10 and second power storage device 15. Converters 25 and 27 are controlled (step S130).

一方、蓄電部に対する出力要求があると判定されると(ステップS120においてYES)、ECU100は、第1の蓄電装置10について、各セルの正極電位が第1の保護電位以下となったか、又は、負極電位が第2の保護電位以上となったかを判定する(ステップS140)。なお、第1の保護電位は、正極電位がそれ以下となると正極内でコバルト溶出が生じる可能性が高い電位であり、予め定められている。また、第2の保護電位は、負極電位がそれ以上となると負極酸化による負極劣化が生じる可能性が高い電位であり、予め定められている。第1及び第2の保護電位を示すデータは、たとえばECU100内のメモリに記憶されている。   On the other hand, when it is determined that there is an output request for the power storage unit (YES in step S120), ECU 100 determines whether the positive potential of each cell is equal to or lower than the first protection potential for first power storage device 10, or It is determined whether the negative electrode potential is equal to or higher than the second protection potential (step S140). Note that the first protective potential is a potential that is likely to cause cobalt elution in the positive electrode when the positive electrode potential is lower than that, and is determined in advance. The second protective potential is a potential that is likely to cause deterioration of the negative electrode due to negative electrode oxidation when the negative electrode potential is higher than that. Data indicating the first and second protection potentials is stored in a memory in the ECU 100, for example.

すべてのセルの正極電位が第1の保護電位を上回っており、かつ、すべてのセルの負極電位が第2の保護電位を下回っていると判定されると(ステップS140においてNO),ECU100は、第1の蓄電装置10及び第2の蓄電装置15の放電により、蓄電部に対する出力要求に応えるようにインバータ30及びコンバータ25,27を制御する(ステップS160)。なお、この場合には、必ずしも第2の蓄電装置15による放電を行なわなくてもよく、たとえば、第1の蓄電装置10のみで出力要求に応えるようにしてもよい。   If it is determined that the positive electrode potentials of all cells are higher than the first protection potential and the negative electrode potentials of all cells are lower than the second protection potential (NO in step S140), ECU 100 The inverter 30 and the converters 25 and 27 are controlled by the discharge of the first power storage device 10 and the second power storage device 15 so as to meet the output request to the power storage unit (step S160). In this case, the second power storage device 15 does not necessarily have to be discharged. For example, only the first power storage device 10 may respond to the output request.

一方、第1の蓄電装置10において、少なくとも一部のセルについて、正極電位が第1の保護電位以下、又は、負極電位が第2の保護電位以上であると判定されると(ステップS140においてYES)、ECU100は、第1の蓄電装置10の放電を禁止するとともに第2の蓄電装置15のみの放電によって、蓄電部に対する出力要求に応えるようにインバータ30及びコンバータ25,27を制御する(ステップS150)。   On the other hand, in first power storage device 10, if it is determined that the positive electrode potential is equal to or lower than the first protection potential or the negative electrode potential is equal to or higher than the second protection potential for at least some cells (YES in step S <b> 140). ), ECU 100 controls inverter 30 and converters 25 and 27 so as to respond to an output request to the power storage unit by inhibiting discharge of first power storage device 10 and discharging only second power storage device 15 (step S150). ).

なお、この場合には、必ずしも第1の蓄電装置10の放電を完全に停止する必要はなく、たとえば、正極電位が第1の保護電位を上回り、かつ、負極電位が第2の保護電位を下回る範囲において、第1の蓄電装置10を使用してもよい。また、ステップS150における第2の蓄電装置15のみによる放電は、たとえば、蓄電部に対する出力要求が所定レベル以下に低下するまで継続される。所定レベルは、たとえば、出力要求に従って第1の蓄電装置10を放電したとしても、第1の蓄電装置10の正極電位が第1の保護電位を上回り、かつ、負極電位が第2の保護電位を下回る出力要求レベルである。   In this case, it is not always necessary to completely stop the discharge of the first power storage device 10. For example, the positive electrode potential exceeds the first protection potential and the negative electrode potential is lower than the second protection potential. In the range, the first power storage device 10 may be used. Moreover, the discharge only by the 2nd electrical storage apparatus 15 in step S150 is continued until the output request | requirement with respect to an electrical storage part falls below a predetermined level, for example. For example, even if the first power storage device 10 is discharged according to the output request, the predetermined level is such that the positive potential of the first power storage device 10 exceeds the first protection potential and the negative potential exceeds the second protection potential. Output request level below.

このように、本実施の形態に従う電池システム2において、ECU100は、正極電位が正極内でコバルト溶出が生じる電位以下となる場合に、第1の蓄電装置10の放電を抑制するとともに出力要求に従って第2の蓄電装置15の放電を制御し、かつ、負極電位が負極の酸化による負極劣化が生じる電位以上となる場合に、第1の蓄電装置10の放電を抑制するとともに出力要求に従って第2の蓄電装置15の放電を制御する。   As described above, in battery system 2 according to the present embodiment, ECU 100 suppresses the discharge of first power storage device 10 when the positive electrode potential is equal to or lower than the potential at which cobalt elution occurs in the positive electrode, and the first according to the output request. When the discharge of the second power storage device 15 is controlled and the negative electrode potential is equal to or higher than the potential at which the negative electrode deterioration occurs due to the oxidation of the negative electrode, the discharge of the first power storage device 10 is suppressed and the second power storage is performed according to the output request. The discharge of the device 15 is controlled.

したがって、この電池システム2によれば、正極におけるコバルト溶出、及び、負極における負極劣化を抑制することができる。また、この電池システム2においては、第1の蓄電装置10の放電が抑制されるのに合わせて第2の蓄電装置15の放電が促進されることによって電池への出力要求が満たされるため、ドライバビリティが損なわれない。   Therefore, according to this battery system 2, it is possible to suppress cobalt elution at the positive electrode and negative electrode deterioration at the negative electrode. Further, in this battery system 2, since the discharge of the second power storage device 15 is promoted in accordance with the suppression of the discharge of the first power storage device 10, the output request to the battery is satisfied. The ability is not impaired.

(第2の蓄電装置における充電状態制御)
上述のように、第1の蓄電装置10において、正極電位が第1の保護電位以下となった場合、又は、負極電位が第2の保護電位以上となった場合に、第2の蓄電装置15のみで電池への出力要求が満たされる。この場合には、第2の蓄電装置15の放電電力に関して、第1の蓄電装置10及び第2の蓄電装置15の両方で出力要求を満たす場合と比較して、大きい電力が第2の蓄電装置15からMG42に供給される。
(Charge state control in second power storage device)
As described above, in the first power storage device 10, when the positive electrode potential becomes equal to or lower than the first protection potential, or when the negative electrode potential becomes equal to or higher than the second protection potential, the second power storage device 15. Only the output requirement to the battery is satisfied. In this case, with respect to the discharge power of the second power storage device 15, the second power storage device has a higher power than when the output request is satisfied by both the first power storage device 10 and the second power storage device 15. 15 to MG42.

本実施の形態においては、第2の蓄電装置15の充電状態は、大電力の放電に対応できるように制御される。たとえば、第2の蓄電装置15の充電状態を示すSOC(State Of Charge)値(満充電容量に対する残存容量を0〜100%で表わした値である。)の目標値が、たとえば第1の蓄電装置10におけるSOC値の目標値よりも高い所定値(たとえば、50%以上)とされる。たとえば、やや充電過多となるように、第2の蓄電装置15のSOC値は制御される。   In the present embodiment, the state of charge of second power storage device 15 is controlled so as to be able to handle high-power discharge. For example, a target value of an SOC (State Of Charge) value indicating the state of charge of second power storage device 15 (a value representing the remaining capacity with respect to the full charge capacity in 0 to 100%) is, for example, the first power storage. The predetermined value (for example, 50% or more) higher than the target SOC value in the apparatus 10 is set. For example, the SOC value of second power storage device 15 is controlled so as to be slightly overcharged.

図3は、第2の蓄電装置15の充電状態の制御について説明するための図である。図3を参照して、上部の図は第2の蓄電装置15のSOC値の変化を示し、下部の図は第2の蓄電装置15の充放電電流の変化を示す。上部の図の横軸は時間を示し、縦軸は第2の蓄電装置15のSOC値を示す。下部の図の横軸は時間を示し、縦軸は第2の蓄電装置15の充放電電流を示す。たとえばこの例では、SOC値の目標値は、所定値S2(たとえば、50%以上)とされる。   FIG. 3 is a diagram for explaining the control of the state of charge of the second power storage device 15. Referring to FIG. 3, the upper diagram shows a change in SOC value of second power storage device 15, and the lower diagram shows a change in charge / discharge current of second power storage device 15. In the upper diagram, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the SOC value of the second power storage device 15. In the lower diagram, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the charge / discharge current of the second power storage device 15. For example, in this example, the target value of the SOC value is a predetermined value S2 (for example, 50% or more).

時刻t0において、SOC値は、所定値S2よりも小さいS1である。したがって、ECU100は、第2の蓄電装置15に電流Idが充電されるようにコンバータ27及びインバータ30を制御する。なお、ECU100は、たとえば、電圧VB又は電流IBを用いる既存の方法によって第2の蓄電装置15のSOC値を推定することができる。   At time t0, the SOC value is S1 smaller than the predetermined value S2. Therefore, ECU 100 controls converter 27 and inverter 30 such that current Id is charged in second power storage device 15. ECU 100 can estimate the SOC value of second power storage device 15 by an existing method using voltage VB or current IB, for example.

時刻t1において、電力の出力要求が生じ、第1の蓄電装置10において、正極電位が第1の保護電位以下となった、又は、負極電位が第2の保護電位以上となったとする。この場合に、第1の蓄電装置10の放電が禁止されるため、図示するように、電池に対する出力要求は、第2の蓄電装置15の放電のみで満たされる。たとえば、第2の蓄電装置15からは電流Icが出力される。これに伴ない、第2の蓄電装置15のSOC値は、時刻t1〜t2にかけて急速に低下する。しかしながら、第2の蓄電装置15のSOC値が予め高い値(たとえば、S1より高い値)に制御されているため、大電力による放電が行なわれても第2の蓄電装置15のSOC値はSOC値の下限値(<S1)に達しない。したがって、本実施の形態に従う第2の蓄電装置15は、大電力の放電に対応することができる。なお、時刻t2〜t4においても、時刻t0〜t2と同様の制御が行なわれる。   It is assumed that at time t1, a power output request is generated, and in the first power storage device 10, the positive electrode potential becomes equal to or lower than the first protection potential, or the negative electrode potential becomes equal to or higher than the second protection potential. In this case, since the discharge of the first power storage device 10 is prohibited, the output request for the battery is satisfied only by the discharge of the second power storage device 15 as illustrated. For example, current Ic is output from second power storage device 15. Accordingly, the SOC value of second power storage device 15 rapidly decreases from time t1 to time t2. However, since the SOC value of second power storage device 15 is controlled in advance to a high value (for example, a value higher than S1), the SOC value of second power storage device 15 is the SOC even when discharging with high power is performed. The lower limit value (<S1) is not reached. Therefore, second power storage device 15 according to the present embodiment can cope with high-power discharge. Note that the same control as at times t0 to t2 is performed at times t2 to t4.

[他の実施の形態]
以上のように、この発明の実施の形態を説明した。しかしながら、この発明は必ずしもこの実施の形態に限定されない。ここでは、他の実施の形態の一例について説明する。
[Other embodiments]
As described above, the embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not necessarily limited to this embodiment. Here, an example of another embodiment will be described.

上記の実施の形態においては、セル毎に電圧(セル電圧)及び温度(セル温度)が監視された。しかしながら、電圧及び温度の監視単位は、これに限定されない。たとえば、複数のセルを1つの監視単位としてもよい。   In the above embodiment, the voltage (cell voltage) and temperature (cell temperature) are monitored for each cell. However, the voltage and temperature monitoring units are not limited to this. For example, a plurality of cells may be used as one monitoring unit.

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説明ではなく、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 defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 車両、2 電池システム、10 第1の蓄電装置、15 第2の蓄電装置、20,35 監視ユニット、21,31 電圧センサ、22,32 電流センサ、23,33 温度センサ、25,27 コンバータ、30 インバータ、41,42 MG、50 エンジン、60 動力分割機構、70 駆動軸、80 駆動輪、100 ECU。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle, 2 Battery system, 10 1st electrical storage apparatus, 15 2nd electrical storage apparatus, 20, 35 Monitoring unit, 21, 31 Voltage sensor, 22, 32 Current sensor, 23, 33 Temperature sensor, 25, 27 Converter, 30 inverter, 41, 42 MG, 50 engine, 60 power split mechanism, 70 drive shaft, 80 drive wheel, 100 ECU.

Claims (1)

第1及び第2の蓄電装置を含む蓄電部と、
前記蓄電部の放電を制御する制御装置とを備え、
前記第1の蓄電装置は、正極にコバルト化合物を含むニッケル水素電池で構成され、
前記制御装置は、
前記蓄電部への出力要求により前記第1の蓄電装置の正極電位が第1の電位以下となる場合に、前記第1の蓄電装置の放電を抑制するとともに前記出力要求に従って前記第2の蓄電装置の放電を制御し、
前記出力要求により前記第1の蓄電装置の負極電位が第2の電位以上となる場合に、前記第1の蓄電装置の放電を抑制するとともに前記出力要求に従って前記第2の蓄電装置の放電を制御し、
前記第1の電位は、前記第1の蓄電装置の正極内でコバルト溶出が生じる電位であり、
前記第2の電位は、前記第1の蓄電装置の負極の酸化による負極劣化が生じる電位である、電池システム。
A power storage unit including first and second power storage devices;
A control device for controlling the discharge of the power storage unit,
The first power storage device is composed of a nickel metal hydride battery containing a cobalt compound in the positive electrode,
The controller is
When the positive potential of the first power storage device is equal to or lower than the first potential due to the output request to the power storage unit, the second power storage device is suppressed according to the output request while suppressing the discharge of the first power storage device. Controlling the discharge of
When the negative potential of the first power storage device becomes equal to or higher than the second potential due to the output request, the discharge of the first power storage device is suppressed and the discharge of the second power storage device is controlled according to the output request. And
The first potential is a potential at which cobalt elution occurs in the positive electrode of the first power storage device,
The battery system, wherein the second potential is a potential at which negative electrode deterioration occurs due to oxidation of the negative electrode of the first power storage device.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013105140A1 (en) * 2012-01-13 2013-07-18 トヨタ自動車株式会社 Method for controlling and device for controlling secondary battery
JP2014147197A (en) * 2013-01-29 2014-08-14 Hitachi Automotive Systems Ltd Battery control device
JP2015012681A (en) * 2013-06-28 2015-01-19 三洋電機株式会社 Power source device
JP2015070726A (en) * 2013-09-30 2015-04-13 トヨタ自動車株式会社 Vehicle
JP2015163022A (en) * 2014-02-28 2015-09-07 日立建機株式会社 work vehicle
JP2015530858A (en) * 2013-07-30 2015-10-15 エルジー・ケム・リミテッド Battery control apparatus and method {Batterymanagementapparatusandmethod}
JP2016096105A (en) * 2014-11-17 2016-05-26 プライムアースEvエナジー株式会社 Battery for vehicle controller, battery for vehicle control method and method of determining lower limit voltage

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013105140A1 (en) * 2012-01-13 2013-07-18 トヨタ自動車株式会社 Method for controlling and device for controlling secondary battery
JP2014147197A (en) * 2013-01-29 2014-08-14 Hitachi Automotive Systems Ltd Battery control device
JP2015012681A (en) * 2013-06-28 2015-01-19 三洋電機株式会社 Power source device
JP2015530858A (en) * 2013-07-30 2015-10-15 エルジー・ケム・リミテッド Battery control apparatus and method {Batterymanagementapparatusandmethod}
JP2015070726A (en) * 2013-09-30 2015-04-13 トヨタ自動車株式会社 Vehicle
JP2015163022A (en) * 2014-02-28 2015-09-07 日立建機株式会社 work vehicle
JP2016096105A (en) * 2014-11-17 2016-05-26 プライムアースEvエナジー株式会社 Battery for vehicle controller, battery for vehicle control method and method of determining lower limit voltage

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