JP2018133295A - Secondary battery system - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、二次電池システムに関し、より特定的には、車両に搭載可能に構成され、リチウムイオン二次電池を備えた二次電池システムに関する。 The present disclosure relates to a secondary battery system, and more particularly, to a secondary battery system configured to be mountable on a vehicle and including a lithium ion secondary battery.
近年、ハイブリッド車および電気自動車などの車両の普及が進んでいる。これらの車両には、走行用バッテリとしてリチウムイオン二次電池が搭載されている。 In recent years, vehicles such as hybrid vehicles and electric vehicles have been widely used. In these vehicles, a lithium ion secondary battery is mounted as a traveling battery.
時間が経過したり充放電を繰り返したりすることでリチウムイオン二次電池の劣化が進行し、満充電容量が低下することが知られている。このため、満充電容量を高精度に推定するための技術が要望されている。 It is known that the deterioration of the lithium ion secondary battery progresses as time elapses or charging and discharging are repeated, and the full charge capacity is reduced. For this reason, a technique for estimating the full charge capacity with high accuracy is desired.
たとえば特開2013−053943号公報(特許文献1)に開示されたコントローラは、リチウムイオン二次電池の電圧(より詳細にはOCV:Open Circuit Voltage)が第1の電圧から第2の電圧に変化したときの電池容量である「区間容量」を算出する。そして、当該コントローラは、区間容量と満充電容量との対応関係を示す情報を用いて、区間容量に対応した満充電容量を算出する。 For example, in the controller disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-053943 (Patent Document 1), the voltage of the lithium ion secondary battery (more specifically, OCV: Open Circuit Voltage) changes from the first voltage to the second voltage. The “interval capacity” that is the battery capacity at the time of the calculation is calculated. Then, the controller calculates a full charge capacity corresponding to the section capacity using information indicating a correspondence relationship between the section capacity and the full charge capacity.
一般に、リチウムイオン二次電池では、大電流での充放電が継続的に行なわれることにより、電極体内でのリチウムイオンの濃度分布に偏りが生じ得る。その結果、リチウムイオン二次電池の内部抵抗が増加し得る。この劣化は、「ハイレート劣化」とも称される。ハイレート劣化が生じた場合にも満充電容量が低下し得る。したがって、ハイレート劣化後のリチウムイオン二次電池の満充電容量を高精度に推定する技術が求められる。 In general, in a lithium ion secondary battery, the concentration distribution of lithium ions in the electrode body can be biased by continuous charging and discharging with a large current. As a result, the internal resistance of the lithium ion secondary battery can be increased. This deterioration is also referred to as “high-rate deterioration”. The full charge capacity can also be reduced when high rate degradation occurs. Therefore, a technique for accurately estimating the full charge capacity of the lithium ion secondary battery after high rate deterioration is required.
本発明者らは、車両外部から供給される電力により二次電池を充電する「外部充電制御」の実行時に、ハイレート劣化の進行度合いを示す指標値を用いることによって、満充電容量の推定精度を向上させることが可能であることを見出した。 The present inventors improve the estimation accuracy of the full charge capacity by using an index value indicating the degree of progress of high-rate deterioration when executing “external charge control” for charging a secondary battery with electric power supplied from the outside of the vehicle. It was found that it can be improved.
本開示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、車両に搭載可能に構成された二次電池システムにおいて、リチウムイオン二次電池のハイレート劣化が生じている場合に満充電容量を高精度に推定することである。 The present disclosure has been made in order to solve the above-described problems, and the purpose of the present disclosure is to fully charge a lithium-ion secondary battery in a secondary battery system that can be mounted on a vehicle when high-rate deterioration of the lithium-ion secondary battery occurs. It is to estimate the capacity with high accuracy.
本開示のある局面に従う二次電池システムは、車両に搭載可能に構成される。二次電池システムは、リチウムイオンを含む電解液に含浸された電極体を有する二次電池と、制御装置とを備える。制御装置は、車両の外部から供給される電力により二次電池を充電する外部充電制御を実行するとともに、二次電池の「区間容量」を算出して区間容量から二次電池の満充電容量を推定することが可能に構成される。区間容量は、外部充電制御により二次電池の電圧が第1の電圧から第2の電圧に上昇したときの、第1の電圧に対応する二次電池の容量と第2の電圧に対応する二次電池の容量との差分である。制御装置は、電極体内でのリチウムイオンの濃度分布が偏ることにより生じる劣化である「ハイレート劣化」の進行度合いを示す指標値を取得する。制御装置は、区間容量から満充電容量を推定する際に、上記指標値を用いて満充電容量を補正する。 A secondary battery system according to an aspect of the present disclosure is configured to be mountable on a vehicle. The secondary battery system includes a secondary battery having an electrode body impregnated with an electrolytic solution containing lithium ions, and a control device. The control device performs external charging control for charging the secondary battery with electric power supplied from the outside of the vehicle, calculates the “section capacity” of the secondary battery, and calculates the full charge capacity of the secondary battery from the section capacity. It is configured to be able to be estimated. The section capacity is the capacity of the secondary battery corresponding to the first voltage and the second voltage corresponding to the second voltage when the voltage of the secondary battery is increased from the first voltage to the second voltage by the external charging control. This is the difference from the capacity of the secondary battery. The control device acquires an index value indicating the degree of progress of “high-rate degradation”, which is degradation caused by uneven concentration distribution of lithium ions in the electrode body. The control device corrects the full charge capacity using the index value when estimating the full charge capacity from the section capacity.
上記構成によれば、外部充電制御時に算出された区間容量から満充電容量を推定する際に、ハイレート劣化度合いを示す指標値(後述する積算指標値ΣD)を用いた補正が行なわれる。これにより、ハイレート劣化に起因する容量減少分を満充電容量に適切に反映させることができる。したがって、満充電容量を高精度に推定することが可能になる。 According to the above configuration, when the full charge capacity is estimated from the section capacity calculated at the time of external charge control, correction using an index value indicating a high rate deterioration degree (an integrated index value ΣD described later) is performed. As a result, the capacity decrease due to the high rate deterioration can be appropriately reflected in the full charge capacity. Therefore, the full charge capacity can be estimated with high accuracy.
本開示によれば、車両に搭載可能に構成された二次電池システムにおいて、リチウムイオン二次電池のハイレート劣化が生じている場合に満充電容量を高精度に推定することができる。 According to the present disclosure, in a secondary battery system configured to be mountable in a vehicle, the full charge capacity can be estimated with high accuracy when high-rate deterioration of the lithium ion secondary battery occurs.
以下、本開示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 disclosure 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.
[実施の形態]
<二次電池システムの構成>
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、二次電池システム1Aと、モータジェネレータ10と、駆動輪20と、電力制御装置(PCU:Power Control Unit)30と、システムメインリレー(SMR:System Main Relay)40とを備える。二次電池システム1Aは、バッテリ50と、監視ユニット60と、充電リレー(CHR:Charge Relay)70と、電力変換装置80と、インレット90と、電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)100とを備える。
[Embodiment]
<Configuration of secondary battery system>
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. The
モータジェネレータ10は、たとえば永久磁石がロータ(図示せず)に埋設された三相交流回転電機である。モータジェネレータ10は、バッテリ50から供給された電力により駆動軸を回転させる。また、モータジェネレータ10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10によって発電された交流電力は、PCU30により直流電力に変換されてバッテリ50に充電される。
PCU30は、ECU100からの制御信号に応じて、バッテリ50に蓄えられた直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ10に供給する。また、PCU30は、モータジェネレータ10が発電した交流電力を直流電力に変換してバッテリ50に供給する。
The PCU 30 converts the DC power stored in the
なお、図1では、車両1が電気自動車である構成を例に説明するが、車両1はプラグインハイブリッド車であってもよい。その場合、車両1は、複数(たとえば2つ)のモータジェネレータを備えてもよい。
In FIG. 1, the configuration in which the
SMR40は、PCU30とバッテリ50とを結ぶ電力線に電気的に接続されている。SMR40は、ECU100からの制御信号に応じて、PCU30とバッテリ50との間での電力の供給と遮断とを切り替える。
The SMR 40 is electrically connected to a power line that connects the PCU 30 and the
バッテリ50は、組電池であって、各々がリチウムイオン二次電池である複数のセル51(図2参照)を含んで構成される。バッテリ50は、車両1の駆動力を発生させるための電力をPCU30に供給する。また、バッテリ50は、モータジェネレータ10により発電された電力を蓄える。
The
監視ユニット60は、電圧センサと、電流センサと、温度センサ(いずれも図示せず)とを含む。電圧センサはバッテリ50の電圧VBを検出する。電流センサはバッテリ50に入出力される電流IBを検出する。温度センサはバッテリ50の温度TBを検出する。各センサは、その検出結果をECU100に出力する。ECU100は、電圧VB、電流IBおよび温度TBに基づいて、バッテリ50のSOC(State Of Charge)を推定する。この推定手法については公知の手法を用いることができるため、詳細な説明は繰り返さない。
Monitoring unit 60 includes a voltage sensor, a current sensor, and a temperature sensor (all not shown). The voltage sensor detects the voltage VB of the
充電リレー70は、バッテリ50と電力変換装置80とを結ぶ電力線に電気的に接続されている。充電リレー70は、ECU100からの制御信号に応じて、バッテリ50と電力変換装置80との間での電力の供給と遮断とを切り替える。
電力変換装置80は、たとえばAC/DCコンバータ(図示せず)を含んで構成され、車両外部の充電装置2から供給される交流電力を直流電力に変換してバッテリ50に供給する。
The
インレット90は、充電ケーブル3のコネクタの一端を接続することが可能に構成される。充電装置2は、系統電源200からの交流電力を充電ケーブル3を介して車両1に供給する。
The inlet 90 is configured to be able to connect one end of the connector of the charging cable 3. The charging device 2 supplies AC power from the
ECU100は、CPU(Central Processing Unit)101と、メモリ102と、バッファ(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の入力ならびにメモリ102に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、制御信号を出力するとともに、車両1が所望の状態となるように各機器を制御する。ECU100により実行される主要な制御として車両1の外部充電制御が挙げられるが、この制御については図3にて詳細に説明する。
The
なお、図1では充電ケーブル3を用いて外部充電が行なわれる例を示すが、たとえば地中に埋設された送電装置から車載の受電装置(いずれも図示せず)へと非接触で送電する「非接触充電」にも、後述する外部充電制御は適用可能である。 In addition, although the example in which external charging is performed using the charging cable 3 is shown in FIG. 1, for example, power is transmitted in a non-contact manner from a power transmitting device embedded in the ground to an in-vehicle power receiving device (both not shown). External charge control described later can also be applied to “contactless charging”.
図2は、各セル51の構成の一例を示す図である。セル51のケース511上面は蓋体512によって封止されている。蓋体512には、正極端子513および負極端子514が設けられる。正極端子513および負極端子514の各々の一方端は、蓋体512から外部に突出している。正極端子513および負極端子514の各々の他方端は、ケース511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)にそれぞれ電気的に接続されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of each
ケース511内部には電極体515が収容されている(図2ではケース511を透視して破線で示す)。電極体515は、たとえば、セパレータ518を介して積層された正極シート516と負極シート517とが筒状に捲回されることにより形成されている。
An
正極シート516は、集電箔と、集電箔の表面に形成された正極活物質層(正極活物質、導電材およびバインダを含む層)とを含む。同様に、負極シート517は、集電箔と、集電箔の表面に形成された負極活物質層(負極活物質、導電材およびバインダを含む層)とを含む。セパレータ518は、正極活物質層および負極活物質層の両方に接するように設けられている。電極体515(正極活物質層、負極活物質層およびセパレータ518)は、電解液により含浸されている。
The
正極シート516、負極シート517、セパレータ518および電解液の材料としては、従来公知の各種材料を用いることができる。一例として、正極シート516には、コバルト酸リチウムまたはマンガン酸リチウムが用いられる。負極シート517にはカーボンが用いられる。セパレータ518にはポリオレフィンが用いられる。電解液は、有機溶媒と、リチウムイオンと、添加剤とを含む。なお、電極体515を捲回体にすることは必須ではなく、電極体515は捲回されていない積層体であってもよい。
As materials for the
<ハイレート劣化>
以上のように構成された二次電池システム1Aにおいて、バッテリ50の大電流での充放電が継続的に行なわれると、各セル51の内部抵抗が増加し、セル51からの出力電圧が低下することが知られている。このような劣化は「ハイレート劣化」と称される。ハイレート劣化を引き起こす要因は、電極体515内のリチウムイオン濃度分布(以下「塩濃度分布」と略す)の偏りである。
<High rate degradation>
In the
ECU100は、バッテリ50の充放電履歴に基づいて、ハイレート劣化の進行状態を推定する。より具体的には、ECU100は、バッテリ50の充放電に伴う塩濃度分布の偏りの増大および減少の両方を考慮して、ハイレート劣化の進行度合い(言い換えればダメージ量)を評価するための評価値Dを所定の制御周期ΔT毎に算出する。以下、評価値Dの算出手法について詳細に説明する。
The
Nを1以上の整数とし、今回(N回目)の制御周期で算出されるバッテリ50の評価値DをD(N)と表し、前回((N−1)回目)の制御周期で算出された評価値DをD(N−1)と表すと、評価値D(N)は下記式(1)に従って算出される。評価値Dの初期値D(0)は、たとえば0に設定される。
The evaluation value D of the
D(N)=D(N−1)−D(−)+D(+) ・・・(1)
上記式(1)において、評価値Dの減少量D(−)は、前回の評価値算出時から今回の評価値算出時までの間(制御周期ΔTの間)にリチウムイオンが拡散することによる塩濃度分布の偏りの減少を表す。より具体的には、減少量D(−)は、たとえば下記式(2)のように忘却係数αを用いて算出される。なお、0<α×ΔT<1である。
D (N) = D (N−1) −D (−) + D (+) (1)
In the above equation (1), the amount of decrease D (−) of the evaluation value D is due to the diffusion of lithium ions from the previous evaluation value calculation to the current evaluation value calculation (during the control period ΔT). Represents a decrease in bias in salt concentration distribution. More specifically, the decrease amount D (−) is calculated using the forgetting factor α as shown in the following formula (2), for example. Note that 0 <α × ΔT <1.
D(−)=α×ΔT×D(N−1) ・・・(2)
忘却係数αは、電解液中のリチウムイオンの拡散速度に対応する係数であり、温度TBおよびSOCに依存する。より詳細には、温度TBが同じであればSOCが高くなるほど忘却係数αは大きくなり、SOCが同じであれば温度TBが高くなるほど忘却係数αは大きくなる。つまり、リチウムイオンの拡散が起こりやすいほど忘却係数αは大きくなる。このような忘却係数αと温度TBおよびSOCとの相関関係が実験またはシミュレーションにより予め取得される。そして、この相関関係をマップまたは変換式としてECU100のメモリ102に記憶させることにより、温度TBおよびSOCから忘却係数αを算出することができる。
D (−) = α × ΔT × D (N−1) (2)
The forgetting factor α is a factor corresponding to the diffusion rate of lithium ions in the electrolytic solution, and depends on the temperature TB and the SOC. More specifically, if the temperature TB is the same, the forgetting factor α increases as the SOC increases. If the SOC is the same, the forgetting factor α increases as the temperature TB increases. That is, the forgetting factor α increases as the diffusion of lithium ions easily occurs. Such a correlation between the forgetting factor α and the temperature TB and SOC is acquired in advance by experiment or simulation. Then, the forgetting factor α can be calculated from the temperature TB and the SOC by storing this correlation in the
上記式(1)に戻り、評価値Dの増加量D(+)は、前回の評価値算出時から今回の評価値算出時までの間(制御周期ΔTの間)における充放電による塩濃度分布の偏りの増大を表す。より具体的には、増加量D(+)は、たとえば下記式(3)のように電流係数β、限界しきい値γおよび電流IBを用いて算出される。 Returning to the above equation (1), the increase amount D (+) of the evaluation value D is the distribution of salt concentration due to charge / discharge during the period from the previous evaluation value calculation to the current evaluation value calculation (during the control period ΔT). Represents an increase in the bias. More specifically, the increase amount D (+) is calculated using a current coefficient β, a limit threshold value γ, and a current IB, for example, as in the following formula (3).
D(+)=(β/γ)×IB×ΔT ・・・(3)
詳細な説明は繰り返さないが、電流係数βおよび限界しきい値γについても忘却係数αと同様に、温度TBおよびSOCとの相関関係が実験またはシミュレーションにより予め取得され、マップまたは変換式としてメモリ102に記憶されている。よって、温度TBおよびSOCから電流係数βおよび限界しきい値γを算出することができる。このように、塩濃度分布の偏りの増大および減少の両方を考慮して評価値D(N)を算出することにより、塩濃度分布の偏りの変化を評価値D(N)に適切に反映させることができる。
D (+) = (β / γ) × IB × ΔT (3)
Although the detailed description will not be repeated, the correlation between the temperature TB and the SOC is acquired in advance by experiment or simulation in the same manner as the forgetting factor α for the current coefficient β and the threshold threshold γ, and the
ECU100は、バッテリ50のハイレート劣化の進行状態を推定するために、すべての整数Nについて評価値D(N)を積算することにより積算評価値ΣD(N)を算出する。より具体的には、下記式(4)に示すように、評価値Dの初期値D(0)から(N−1)回目の制御周期における評価値D(N−1)までの積算評価値ΣD(N−1)に減衰係数δが乗算され、さらにN回目の制御周期における評価値D(N)が加算される。
ΣD(N)=δ×ΣD(N−1)+D(N) ・・・(4)
減衰係数δは、時間経過に伴うリチウムイオンの拡散による塩濃度分布の偏りの減少を考慮して定められる係数である。減衰係数δは、実験またはシミュレーションにより予め取得され、メモリ102に記憶されている。
ΣD (N) = δ × ΣD (N−1) + D (N) (4)
The attenuation coefficient δ is a coefficient determined in consideration of the decrease in the bias of the salt concentration distribution due to the diffusion of lithium ions over time. The attenuation coefficient δ is acquired in advance by experiment or simulation and stored in the
フローチャートには図示しないが、ECU100は、上述の処理を適宜実行することにより、バッテリ50の積算評価値ΣDを算出する。算出された積算評価値ΣDは、メモリ102に格納され、必要に応じて読み出される。
Although not shown in the flowchart, the
<外部充電制御>
図3は、本実施の形態における外部充電制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートは、所定の充電開始条件が成立した場合(たとえば充電ケーブル3がインレット90に接続され、ユーザ操作により充電開始指令が出力された場合)にメインルーチンから呼び出されて実行される。各ステップ(以下、Sと略す)は、基本的にはECU100によるソフトウェア処理によって実現されるが、ECU100内に作製された電子回路によるハードウェア処理によって実現されてもよい。
<External charging control>
FIG. 3 is a flowchart for explaining external charging control in the present embodiment. This flowchart is called from the main routine and executed when a predetermined charge start condition is satisfied (for example, when the charge cable 3 is connected to the inlet 90 and a charge start command is output by a user operation). Each step (hereinafter abbreviated as S) is basically realized by software processing by the
S10において、ECU100は、バッテリ50の充電を開始するように(あるいは、すでに充電中の場合には充電を継続するように)電力変換装置80を制御する。
In S10,
S20において、ECU100は、バッテリ50の電圧VB(より詳細にはOCV)が基準電圧V1(第1の電圧)以上であるか否かを判定する。電圧VBが基準電圧V1未満の場合(S20においてNO)、ECU100は処理をS10に戻す。これにより、バッテリ50の充電が継続される。
In S20,
電圧VBが基準電圧V1に達すると(S20においてYES)、ECU100は、処理をS30に進め、監視ユニット60内の電流センサ(図示せず)により取得された電流IBを積算する。この電流積算は、電圧VBが基準電圧V1よりも高い基準電圧V2(第2の電圧)に達するまで継続される(S40においてNO)。
When voltage VB reaches reference voltage V1 (YES in S20),
電圧VBが基準電圧V2に達すると(S40においてYES)、ECU100は、所定の充電終了条件が成立するまで充電を継続する(S50)。たとえば、電圧VBが充電終了電圧(充電を終了すべき電圧)に達したり、充電終了時刻が到来したり場合に、充電終了条件が成立したと判定される。充電終了条件が成立すると(S6においてYES)、ECU100は充電を終了するように電力変換装置80を制御する(S70)。そして、ECU100は、以下に説明する容量算出処理を実行する(S80)。
When voltage VB reaches reference voltage V2 (YES in S40),
<容量算出処理>
図4は、図3に示した容量算出処理(S80の処理)を、より詳細に説明するためのフローチャートである。S81において、ECU100は、図3のS30にて算出した電流積算値に基づいて、電圧VBが基準電圧V1から基準電圧V2に達するまでの区間容量を算出する(たとえば特許文献1参照)。区間容量は、基準電圧V1に対応したバッテリ50の容量と、基準電圧V2に対応したバッテリ50の容量との差分に相当するものである。
<Capacity calculation process>
FIG. 4 is a flowchart for explaining in more detail the capacity calculation process (the process of S80) shown in FIG. In S81, the
S82において、ECU100は、充電終了時(S70の処理終了時)におけるバッテリ50の積算評価値ΣDを取得する。この処理については、すでに詳細に説明したため説明は繰り返さないが、図示しない別フローにより積算評価値ΣDを算出することができる。なお、積算評価値ΣDは、充電終了時までの値を算出することが望ましいが、これに限定されるものではなく、たとえば車両1の前回の走行終了時までの値であってもよいし、外部充電制御の実行開始時までの値であってもよい。
In S82, the
S83において、ECU100は、S81にて算出した区間容量を補正するための補正係数Kを算出する。
In S83, the
図5は、補正係数Kの算出手法の一例を説明するための図である。図5において、横軸は、積算評価値ΣDを示す。縦軸は、区間容量(S81にて算出された値)を示す。縦軸には、バッテリ50への充電電力量が同じ条件下で算出された区間容量(たとえば基準電圧V1,V2を固定した場合の区間容量)が示されている。
FIG. 5 is a diagram for explaining an example of a method of calculating the correction coefficient K. In FIG. 5, the horizontal axis indicates the integrated evaluation value ΣD. The vertical axis represents the section capacity (value calculated in S81). On the vertical axis, a section capacity (for example, a section capacity when the reference voltages V1 and V2 are fixed) calculated under the same conditions for the amount of power charged to the
図5に示すように、バッテリ50が新品の状態(たとえば製造直後の状態)においては、積算評価値ΣDは0であり、区間容量はΔC0である。時間が経過したり、バッテリ50が充放電されるに従って積算評価値ΔDは増加し、それとともに区間容量は低下する。たとえば、積算評価値ΣD=D1になると区間容量はΔC1にまで低下し、さらに、積算評価値ΣD=D2になると区間容量はΔC2にまで低下する。
As shown in FIG. 5, when the
補正係数Kは、たとえば、積算評価値ΣD=0における区間容量ΔC0を基準とした区間容量の低下量から算出することができる。一例として、区間容量ΔC0に対する現在の区間容量(S81にて算出された値)の比を補正係数Kとすることができる。 The correction coefficient K can be calculated, for example, from the amount of decrease in the section capacity with reference to the section capacity ΔC0 at the integrated evaluation value ΣD = 0. As an example, the ratio of the current section capacity (value calculated in S81) to the section capacity ΔC0 can be used as the correction coefficient K.
図4に戻り、S84において、ECU100は、S81にて算出した区間容量から満充電容量を推定する。この際、ECU100は、補正係数Kを用いて満充電容量を補正する。より具体的には、ECU100は、区間容量と満充電容量との対応関係を示す図示しないマップをメモリ102に記憶している。ECU100は、このマップを用いて、区間容量から満充電容量を推定することができる。なお、ECU100は、マップに代えてテーブルまたは関係式の形式で区間容量と満充電容量との対応関係を有していてもよい。
Returning to FIG. 4, in S84, the
図6は、区間容量と満充電容量との対応関係の一例を示す図である。図6において、横軸は区間容量(S81にて算出した値)を示し、縦軸は満充電容量を示す。なお、図6に示すような対応関係は、外部充電制御の実行時の温度TB毎に複数準備することが望ましい。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a correspondence relationship between the section capacity and the full charge capacity. In FIG. 6, the abscissa indicates the section capacity (value calculated in S81), and the ordinate indicates the full charge capacity. Note that it is desirable to prepare a plurality of correspondence relationships as shown in FIG. 6 for each temperature TB when the external charging control is executed.
図6に示すように区間容量がΔCの場合、バッテリ50の積算評価値ΣDが0のときには満充電容量はC0と算出される。一方、積算評価値ΣDがD1のときには、補正係数Kを用いた補正により、満充電容量はC1と算出される。また、積算評価値ΣDがD2のときには、補正係数Kを用いた補正により、満充電容量はC2と算出される。この補正は、たとえば、積算評価値ΣDが0のときの満充電容量(言い換えればハイレート劣化を考慮しない場合の満充電容量)に補正係数Kの逆数を乗算することにより行なうことができる。
As shown in FIG. 6, when the section capacity is ΔC, when the integrated evaluation value ΣD of the
以上のように、本実施の形態によれば、外部充電制御時に算出された区間容量から満充電容量を推定する際に、バッテリ50のハイレート劣化の進行度合いを示す積算評価値ΣDを用いた補正が行なわれる。これにより、ハイレート劣化による容量減少分を満充電容量に適切に反映させることができる。したがって、満充電容量を高精度に推定することが可能になる。
As described above, according to the present embodiment, when the full charge capacity is estimated from the section capacity calculated at the time of external charge control, the correction using the integrated evaluation value ΣD indicating the progress degree of the high rate deterioration of the
なお、車両1がバッテリ50の満充電容量に応じてバッテリ50への充電電力(充電電力の制御上限値Win)を制限するように構成されている場合には、満充電容量の推定精度が低いと、充電電力が不必要に制限されてしまう可能性がある。本実施の形態によれば、満充電容量の推定精度を向上させることにより、そのような充電電力の過度の制限を抑制することができる。
In addition, when the
また、基準電圧V1,V2(あるいは基準電圧V1と基準電圧V2との間の電圧幅)は、予め定められた値であってもよいし、基準電圧V1,V2の組合せを複数準備して、組合せ毎に図6に示したような対応関係を求めておいてもよい。 Further, the reference voltages V1 and V2 (or a voltage width between the reference voltage V1 and the reference voltage V2) may be a predetermined value, or a plurality of combinations of the reference voltages V1 and V2 are prepared. Corresponding relationships as shown in FIG. 6 may be obtained for each combination.
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。本開示の範囲は、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 disclosure is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
1 車両、1A 二次電池システム、2 充電装置、3 充電ケーブル、10 モータジェネレータ、20 駆動輪、30 PCU、40 SMR、50 バッテリ、51 セル、60 監視ユニット、70 充電リレー(CHR)、80 電力変換装置、90 インレット、100 ECU、101 CPU、102 メモリ、200 系統電源、511 ケース、512 蓋体、513 正極端子、514 負極端子、515 電極体、516 正極シート、517 負極シート、518 セパレータ。 1 vehicle, 1A secondary battery system, 2 charging device, 3 charging cable, 10 motor generator, 20 driving wheel, 30 PCU, 40 SMR, 50 battery, 51 cell, 60 monitoring unit, 70 charging relay (CHR), 80 power Conversion device, 90 inlet, 100 ECU, 101 CPU, 102 memory, 200 system power supply, 511 case, 512 lid, 513 positive electrode terminal, 514 negative electrode terminal, 515 electrode body, 516 positive electrode sheet, 517 negative electrode sheet, 518 separator.
Claims (1)
リチウムイオンを含む電解液に含浸された電極体を有する二次電池と、
前記車両の外部から供給される電力により前記二次電池を充電する外部充電制御を実行するとともに、前記二次電池の区間容量を算出して前記区間容量から前記二次電池の満充電容量を推定することが可能に構成された制御装置とを備え、
前記区間容量は、前記外部充電制御により前記二次電池の電圧が第1の電圧から第2の電圧に上昇したときの、前記第1の電圧に対応する前記二次電池の容量と前記第2の電圧に対応する前記二次電池の容量との差分であり、
前記制御装置は、
前記電極体内での前記リチウムイオンの濃度分布が偏ることにより生じる劣化であるハイレート劣化の進行度合いを示す指標値を取得し、
前記区間容量から前記満充電容量を推定する際に、前記指標値を用いて前記満充電容量を補正する、二次電池システム。 A secondary battery system configured to be mountable on a vehicle,
A secondary battery having an electrode body impregnated with an electrolyte containing lithium ions;
External charge control for charging the secondary battery with electric power supplied from the outside of the vehicle is executed, and a section capacity of the secondary battery is calculated to estimate a full charge capacity of the secondary battery from the section capacity And a control device configured to be able to
The section capacity includes the capacity of the secondary battery corresponding to the first voltage and the second voltage when the voltage of the secondary battery rises from the first voltage to the second voltage by the external charging control. Is a difference from the capacity of the secondary battery corresponding to the voltage of
The controller is
Obtaining an index value indicating the degree of progress of high-rate deterioration, which is deterioration caused by uneven concentration distribution of the lithium ions in the electrode body;
A secondary battery system that corrects the full charge capacity using the index value when the full charge capacity is estimated from the section capacity.
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