JP6870471B2 - Secondary battery control system - Google Patents
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Description
本発明は、充放電可能に構成された二次電池を有する二次電池制御システムに関する。 The present invention relates to a secondary battery control system having a secondary battery configured to be rechargeable.
従来、二次電池は、自動車等の移動媒体用電源や大型電気機器の電源として利用されており、電池の小型・軽量化や大容量・高出力化という特性から広く用いられている。このような二次電池は、当該二次電池がおかれた温度環境や充放電回数等の使用条件に応じて劣化しその寿命を変化させる。 Conventionally, a secondary battery has been used as a power source for mobile media such as automobiles and a power source for large electric devices, and is widely used due to the characteristics of the battery being smaller and lighter and having a large capacity and high output. Such a secondary battery deteriorates according to usage conditions such as the temperature environment in which the secondary battery is placed and the number of charge / discharge cycles, and changes its life.
このような二次電池の劣化等に対応する為になされた二次電池制御システムに関する技術として、特許文献１に記載された発明が知られている。特許文献１に記載された発明において、二次電池制御システムは、二次電池であるリチウムイオン二次電池と、制御装置と、冷却装置とを有して構成されている。
The invention described in
特許文献１に記載された二次電池制御システムでは、二次電池からの入出力電流等から求められる二次電池の劣化度（ＳＯＨ）と、予め記憶されている想定劣化度が比較され、求められた劣化度と想定劣化度の大小関係に応じて冷却装置の作動を変更している。
In the secondary battery control system described in
具体的には、想定劣化度よりも二次電池の劣化が進んでいると判断される場合は、二次電池の上限温度を下げ、二次電池の特性を制限することができる。一方、想定劣化度よりも二次電池の劣化が進んでいないと判断される場合は、上限温度の初期値以上の値を設定し、積極的に二次電池の性能を開放させる。これにより、当該二次電池制御システムは、実際に特定された二次電池の劣化度に応じた入出力特性や温度条件に設定して、二次電池の特性を最大限活用している。 Specifically, when it is determined that the deterioration of the secondary battery is more advanced than the assumed degree of deterioration, the upper limit temperature of the secondary battery can be lowered to limit the characteristics of the secondary battery. On the other hand, if it is determined that the deterioration of the secondary battery has not progressed beyond the assumed degree of deterioration, a value equal to or higher than the initial value of the upper limit temperature is set, and the performance of the secondary battery is positively released. As a result, the secondary battery control system makes the best use of the characteristics of the secondary battery by setting the input / output characteristics and temperature conditions according to the degree of deterioration of the actually specified secondary battery.
ここで、近年の二次電池では、二次電池における正極、負極を構成する電極材料として、二次電池の急速な充放電を実現する為に、二相共存反応を呈する材料が用いられているものがある。二相共存反応とは、充放電過程において電極に生じた複数の相の内、二相を共存させた状態で進行する充放電反応を意味する。 Here, in recent secondary batteries, as electrode materials constituting the positive electrode and the negative electrode in the secondary battery, a material exhibiting a two-phase coexistence reaction is used in order to realize rapid charging / discharging of the secondary battery. There is something. The two-phase coexistence reaction means a charge / discharge reaction that proceeds in a state where two phases coexist among a plurality of phases generated in the electrode during the charge / discharge process.
電極材料として二相共存反応を呈する材料を用いた二次電池においても、基本的には、この二次電池の温度が高い程、その劣化が大きくなる傾向を示す。従って、この構成の二次電池であっても、基本的には、特許文献１に記載された発明のように二次電池の温度を低くすれば、二次電池の劣化を小さく抑えることができる。
Even in a secondary battery using a material exhibiting a two-phase coexistence reaction as an electrode material, basically, the higher the temperature of the secondary battery, the greater the deterioration tends to be. Therefore, even with a secondary battery having this configuration, basically, if the temperature of the secondary battery is lowered as in the invention described in
しかしながら、本発明者は、電極材料として二相共存反応を呈する材料を用いた二次電池において、二次電池の温度がさらに低温となった場合には、過渡的に二次電池の劣化が増大する傾向があることを発見した。 However, the present inventor transiently increases the deterioration of the secondary battery when the temperature of the secondary battery becomes lower in the secondary battery using a material exhibiting a two-phase coexistence reaction as the electrode material. I found that I tend to do it.
この点に鑑みると、特許文献１に記載された技術では、二次電池の劣化が進行している場合に上限温度を下げる為、電極材料として二相共存反応を呈する材料を用いた二次電池を更に冷却することになる。この為、特許文献１では、二次電池の劣化を促進させてしまうことが想定される。
In view of this point, in the technique described in
本発明は、これらの点に鑑みてなされており、二相共存反応を呈する材料を用いた正極又は負極を有する二次電池の劣化を緩和して活用できる二次電池制御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 these points, and provides a secondary battery control system capable of alleviating and utilizing deterioration of a secondary battery having a positive electrode or a negative electrode using a material exhibiting a two-phase coexistence reaction. The purpose.
前記目的を達成するため、請求項１に記載の二次電池制御システムは、
充放電過程で二相共存反応を呈する材料で構成された正極又は負極を有する二次電池（１０）と、
二次電池の温度を検出する温度検出部（２３）と、
二次電池の温度が予め定められた目標温度を基準として規定された温度範囲になるように、二次電池を冷却する電池冷却部（３５）と、
電池冷却部の作動を制御する制御部（２０）と、を有し、
制御部は、
二次電池の起動時に温度検出部で検出された二次電池の温度が予め定められた基準温度（ＫＴ）以下の低温状態であるか否かを判定する判定部（Ｓ２）と、
判定部によって低温状態であると判定された場合に、電池冷却部の目標温度を二次電池の温度が基準温度よりも高い通常状態の目標温度よりも高く変更する温度調整変更部（Ｓ３）と、を有する。
In order to achieve the above object, the secondary battery control system according to
A secondary battery (10) having a positive electrode or a negative electrode made of a material that exhibits a two-phase coexistence reaction in the charge / discharge process, and a secondary battery (10).
A temperature detection unit (23) that detects the temperature of the secondary battery,
A battery cooling unit (35) that cools the secondary battery so that the temperature of the secondary battery falls within a specified temperature range based on a predetermined target temperature.
It has a control unit (20) that controls the operation of the battery cooling unit, and has.
The control unit
A determination unit (S2) for determining whether or not the temperature of the secondary battery detected by the temperature detection unit when the secondary battery is started is a low temperature state equal to or lower than a predetermined reference temperature (KT).
When the determination unit determines that the battery is in a low temperature state, the temperature adjustment change unit (S3) changes the target temperature of the battery cooling unit to be higher than the target temperature in the normal state in which the temperature of the secondary battery is higher than the reference temperature. Has.
当該二次電池制御システムによれば、起動時における二次電池の温度が基準温度よりも高い通常状態の場合には、目標温度を基準とする温度範囲となるように二次電池の冷却を行う為、充放電反応に伴う劣化を抑制しつつ二次電池を活用することができる。 According to the secondary battery control system, when the temperature of the secondary battery at startup is higher than the reference temperature in a normal state, the secondary battery is cooled so as to be within the temperature range based on the target temperature. Therefore, the secondary battery can be utilized while suppressing deterioration due to the charge / discharge reaction.
そして、起動時における二次電池が低温状態である場合には、当該二次電池制御システムは、通常状態よりも高い目標温度を基準とした温度範囲になるように電池冷却部の作動を制御する。 When the secondary battery at the time of startup is in a low temperature state, the secondary battery control system controls the operation of the battery cooling unit so as to be in a temperature range based on a target temperature higher than the normal state. ..
これにより、起動時に低温状態であった二次電池は、電池冷却部によって過剰に冷却されることはなく、充放電反応に伴うジュール熱等によって温められる。即ち、当該二次電池制御システムによれば、電極として二相共存反応を呈する材料を用いた二次電池に関して、低温環境下で生じる過渡的な劣化を抑制することができる。 As a result, the secondary battery, which was in a low temperature state at the time of startup, is not excessively cooled by the battery cooling unit, but is warmed by Joule heat or the like associated with the charge / discharge reaction. That is, according to the secondary battery control system, it is possible to suppress transient deterioration that occurs in a low temperature environment with respect to a secondary battery using a material that exhibits a two-phase coexistence reaction as an electrode.
又、起動時に低温状態であった場合には、高い目標温度となるように電池冷却部の作動が制御される。この為、二次電池は、充放電反応に伴うジュール熱等によって温められ、充放電反応に伴って不均一となった電極の表面構造等を均一化させると考えられる。これにより、当該二次電池制御システムは、二次電池における電極の表面構造等の不均一に起因する劣化を緩和することができる。 Further, when the temperature is low at the time of startup, the operation of the battery cooling unit is controlled so as to reach a high target temperature. Therefore, it is considered that the secondary battery is heated by Joule heat or the like accompanying the charge / discharge reaction, and makes the surface structure or the like of the electrode which becomes non-uniform due to the charge / discharge reaction uniform. Thereby, the secondary battery control system can alleviate the deterioration caused by the non-uniformity of the surface structure of the electrodes in the secondary battery.
尚、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 The reference numerals in parentheses of each means described in this column and in the claims indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.
以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の実施形態において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equal to each other are designated by the same reference numerals in the drawings.
先ず、本実施形態に係る二次電池制御システム１の概略構成について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る二次電池制御システム１は、例えば、電気自動車やハイブリッド車両に搭載されており、これらの車両におけるモータや電子機器の電源としての二次電池１０に対する制御を行う。
First, the schematic configuration of the secondary
図１に示すように、当該二次電池制御システム１は、二次電池１０と、制御装置２０と、ファン制御部３０と、冷却ファン３５とを有して構成されている。二次電池１０は、その入出力特性や劣化の進行等の観点から二次電池１０の劣化を抑制しつつ容量を充分に活かす為に、二次電池１０の温度が予め定められた適正温度範囲内に調整されている必要がある。当該二次電池制御システム１は、制御装置２０、ファン制御部３０により冷却ファン３５の作動を制御することで、二次電池１０の温度制御を行っている。
As shown in FIG. 1, the secondary
本実施形態に係る二次電池１０は、複数の電池セルと、複数の電池セルを収容するケースとを有して構成されており、ケース内部にて複数の電池セルが直列的および並列的に接続されている。当該二次電池１０は、正負極間における電解質イオンに伴う電荷の移動により充放電が実現される二次電池であり、本実施形態においては、リチウムイオン二次電池によって構成されている。
The
リチウムイオン二次電池である二次電池１０では、電化担体であるリチウムイオンが電極材料に対する挿入脱離を行うことで可逆的な充放電反応が進行する。充放電反応に際して、電極材料の結晶表面では、電解液分子の吸着‐脱離や表面構造変化等が起こり、結晶内部では、リチウム吸蔵相と脱離相（即ち、Ｌｉ−ｒｉｃｈ相、Ｌｉ−ｐｏｏｒ相）の二相共存反応が生じる。二相共存反応とは、充放電過程において生じた複数の相の内、二相（例えば、リチウム吸蔵相と脱離相）を共存させた状態で進行する充放電反応を意味する。
In the
本実施形態に係る二次電池１０の正極は、マンガン酸リチウム（ＬＭＯ）及びコバルト酸リチウム（ＬＣＯ）によって構成されており、二次電池１０の負極は、チタン酸リチウム（ＬＴＯ）によって構成されている。これらの構成材料を用いることで、当該二次電池１０の電極（即ち、正極及び負極）では、充放電過程において二相共存反応を呈することになる。
The positive electrode of the
そして、当該二次電池１０の電解液としては、極性有機溶媒としてのプロピレンカーボネート（ＰＣ）と、低粘性有機溶媒としてのエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）とを混合して構成された有機電解液が使用されている。
As the electrolytic solution of the
このように構成された二次電池１０の特性について、図２を参照しつつ説明する。図２は、二次電池における劣化量と温度の関係を示すアレニウスプロットのグラフであり、縦軸に「二次電池１０における反応速度の対数」をとり、横軸に「二次電池１０の絶対温度の逆数」をとっている。
The characteristics of the
図２に示すアレニウスプロットは、二次電池１０の温度変化が二次電池１０における化学反応の反応速度に及ぼす影響を示している。換言すると、二次電池１０における化学反応の反応速度が大きいことは、二次電池１０の劣化量が大きいことを示す。
The Arrhenius plot shown in FIG. 2 shows the effect of the temperature change of the
この図２からわかるように、二次電池１０の劣化量は、二次電池１０の電池温度Ｔが高温である場合には大きく、電池温度Ｔが低下していくと、二次電池１０の劣化量も小さくなる傾向がある。従って、当該二次電池１０においても、二次電池１０を冷却することにより、二次電池１０の劣化を抑制できるという側面がある。
As can be seen from FIG. 2, the amount of deterioration of the
そして、二次電池１０の電池温度Ｔを更に低くして或る温度（即ち、基準温度ＫＴ）をよりも低温にしていくと、二次電池１０の劣化量が過渡的に増大する。この傾向は、電極材料として二相共存反応を呈する材料を用いた二次電池１０の場合に生じる傾向である。
Then, when the battery temperature T of the
これは、二次電池１０の充放電過程において、二次電池１０の電極の表面構造等がリチウムイオンの挿入、脱離によって不均一となることで、二次電池１０の劣化が進行し、或る温度よりも低温にすることで、電極表面構造が不均一な状態で常態化してしまうことによると考えられる。
This is because, in the charging / discharging process of the
尚、本実施形態における基準温度ＫＴは、例えば、図２のように作成されたアレニウスプロットにおいて、下に凸となる極値に基づいて設定され、低温環境下で過渡的に大きく劣化したプロットを除外して定められた回帰直線から求めることができる。 The reference temperature KT in the present embodiment is set based on the extremum that becomes convex downward in the Arrhenius plot created as shown in FIG. 2, and the plot is transiently significantly deteriorated in a low temperature environment. It can be obtained from the regression line defined by excluding it.
図１に示すように、本実施形態に係る二次電池制御システム１は、制御装置２０を有している。制御装置２０は、二次電池制御システム１を構成する各制御対象機器の作動を制御する制御部であり、本発明における制御部として機能する。当該制御装置２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。
As shown in FIG. 1, the secondary
当該制御装置２０のＲＯＭには、二次電池１０の温度調整を行う為の温度制御プログラムが記憶されている。当該温度制御プログラムの処理内容については、後に図３を参照しつつ詳細に説明する。つまり、当該制御装置２０は、二次電池１０に対して入出力される電力や、二次電池１０の温度を制御している。
The ROM of the
図１に示すように、制御装置２０には、記憶部２１が接続されている。当該記憶部２１には、複数種類の制御マップが記憶されている。各制御マップは、後述する通常制御マップと特別制御マップを含んでおり、それぞれ、二次電池１０の温度に対する冷却ファン３５の動作態様を規定して構成されている。従って、各制御マップは、図３に示す温度制御プログラムにて、冷却ファン３５の作動を制御する際に参照される。
As shown in FIG. 1, a
又、記憶部２１には、複数種類の制御マップに加えて、温度制御プログラムにて、制御マップを切り替える際に参照される基準温度ＫＴの情報等、二次電池１０の温度制御に必要な情報が記憶されている。
Further, in the
そして、制御装置２０の入力側には、起動スイッチ２２と、電池温度センサ２３が接続されている。起動スイッチ２２は、いわゆるイグニッションスイッチによって構成されており、二次電池１０を起動し充放電反応を開始する際に操作される操作部である。
A
電池温度センサ２３は、二次電池１０の温度である電池温度Ｔを検出するセンサであり、本発明に係る温度検出部として機能する。尚、二次電池１０の電池温度Ｔに強い相関を有する物理量を検知するセンサを用いて、電池温度センサ２３を代用することも可能である。
The
又、制御装置２０の出力側には、冷却ファン３５が、ファン制御部３０を介して接続されている。冷却ファン３５は、制御装置２０からファン制御部３０を介して出力される制御電圧によって送風量を調整可能な電動送風機であって、二次電池１０に対して送風可能に配置されている。従って、当該冷却ファン３５は、本発明における冷却装置として機能する。
A cooling
そして、当該冷却ファン３５は、図示しないファンモータを有しており、ファンモータから直接又は伝達機構によって間接的に伝達される回転力によって回転駆動して、二次電池１０に対して送風するように構成されている。つまり、冷却ファン３５は、ファンモータの回転数を変更することによって、二次電池１０に対する冷却性能を調整することができる。
The cooling
従って、当該二次電池制御システム１は、制御装置２０により温度制御プログラムに基づいて、冷却ファン３５の作動を制御することで、二次電池１０の劣化を抑制しつつ二次電池１０の性能を発揮させることができる。
Therefore, the secondary
又、制御装置２０の出力側には、入出力電力制限演算部４０が接続されている。当該入出力電力制限演算部４０は、制御装置２０からの制御信号や各種検出信号に基づいて、二次電池１０の入出力制限値を演算し、上位システムに伝達する。上位システムでは、二次電池１０の入出力制限値を元にした入出力電圧等に応じて各システムの動作点を決定する。
Further, an input / output power
続いて、本実施形態に係る二次電池制御システム１における温度制御プログラムの処理内容について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
Subsequently, the processing content of the temperature control program in the secondary
上述したように、二次電池１０は、劣化を促進させることなく充放電容量を充分に活かすための適正温度帯で使用されることが望ましい。特に、二次電池１０のように、電極材料（即ち、正極又は負極）として充放電過程で二相共存反応を呈する材料を用いた場合には、基準温度ＫＴよりも低温な環境に対して留意しておくことが重要である。
As described above, it is desirable that the
そこで、本実施形態に係る二次電池制御システム１は、二次電池１０の起動時における電池温度Ｔに対応する適正温度範囲内になるように、冷却ファン３５の冷却能力を調整しつつ、二次電池１０を温度調整する。具体的には、制御装置２０が図３に示す温度制御プログラムを実行し、二次電池１０の電池温度Ｔ等の環境に応じて、冷却ファン３５の作動を制御する。
Therefore, the secondary
図３に示すように、先ず、ステップＳ１においては、起動スイッチ２２がＯＮされたか否かが判断される。例えば、当該二次電池制御システム１のイグニッションスイッチが操作されると、起動スイッチ２２がＯＮとなる。起動スイッチ２２がＯＮされた場合、ステップＳ２に移行され、そうでない場合には、そのまま当該温度制御プログラムが終了される。
As shown in FIG. 3, first, in step S1, it is determined whether or not the
ステップＳ２では、電池温度センサ２３で検出された起動時における二次電池１０の電池温度Ｔが予め定められた基準温度ＫＴ以下であるか否かが判断される。即ち、起動時の二次電池１０の状況が、電池温度Ｔを更に冷却すると過渡的な劣化が生じる低温状態か、電池温度Ｔを低下させるほど劣化を抑制できる通常状態か否かが判断される。
In step S2, it is determined whether or not the battery temperature T of the
起動時の電池温度Ｔが基準温度ＫＴ以下の低温状態である場合には、ステップＳ３に移行され、電池温度Ｔが基準温度ＫＴよりも高い通常状態である場合には、ステップＳ４に移行される。従って、本実施形態に係る制御装置２０は、ステップＳ２を実行することによって、本発明における判定部として機能する。
If the battery temperature T at startup is in a low temperature state equal to or lower than the reference temperature KT, the process proceeds to step S3, and if the battery temperature T is in a normal state higher than the reference temperature KT, the process proceeds to step S4. .. Therefore, the
ステップＳ３においては、二次電池１０の電池温度Ｔが低温状態にある場合、記憶部２１に記憶された複数種類の制御マップから特別制御マップを選択して、冷却ファン３５の作動態様が規定された制御マップとして決定する。従って、当該制御装置２０は、ステップＳ３を実行することで、本発明における温度調整変更部として機能する。特別制御マップに決定した後、ステップＳ５に移行される。
In step S3, when the battery temperature T of the
尚、特別制御マップは、二次電池１０の電池温度Ｔが所定の目標温度を上限値とした温度範囲になるように、冷却ファン３５のファン回転数を定めて構成されている。当該特別制御マップの詳細については、後に図面を参照しつつ説明する。
The special control map is configured by determining the fan rotation speed of the cooling
一方、ステップＳ４では、二次電池１０の電池温度Ｔが通常状態である場合、記憶部２１に記憶された複数種類の制御マップから通常制御マップを選択して、冷却ファン３５の作動態様が規定された制御マップとして決定する。通常制御マップに決定した後、ステップＳ５に移行される。
On the other hand, in step S4, when the battery temperature T of the
尚、通常制御マップは、特別制御マップと同様に、電池温度Ｔが目標温度を上限値とした温度範囲になるように、冷却ファン３５のファン回転数を定めて構成されている。ここで、通常制御マップにおける目標温度は、特別制御マップにおける目標温度より低く設定されている。当該通常制御マップの詳細については、後に図面を参照しつつ説明する。
Similar to the special control map, the normal control map is configured by determining the fan speed of the cooling
ステップＳ５に移行すると、ステップＳ３で決定された特別制御マップ又はステップＳ４で決定された通常制御マップの何れかに基づいて、冷却ファン３５のファン回転数が制御される。尚、ステップＳ５に移行した時点で、二次電池１０が起動され、充放電反応が開始されている。
When the process proceeds to step S5, the fan rotation speed of the cooling
本実施形態において、通常制御マップに従った冷却ファン３５による作動制御は、本発明における通常作動制御モードに相当し、特別制御マップに従った冷却ファン３５による作動制御は、本発明における特別作動制御モードに相当する。
In the present embodiment, the operation control by the cooling
従って、ステップＳ５では、起動時における二次電池１０が通常状態か低温状態かに応じて、異なる作動態様で冷却ファン３５の作動を制御することができる。即ち、起動時における二次電池１０の状態に応じた適切な冷却ファン３５の作動態様で、二次電池１０の温度制御を実行することができる。
Therefore, in step S5, the operation of the cooling
ステップＳ６においては、起動スイッチ２２がＯＦＦされたか否かが判断される。例えば、当該二次電池制御システム１のイグニッションスイッチが再び操作されると、起動スイッチ２２がＯＦＦとなる。
In step S6, it is determined whether or not the
起動スイッチ２２がＯＦＦされた場合には、二次電池１０の充放電反応を停止させると共に、冷却ファン３５の作動を停止させる。その後、当該温度制御プログラムが終了される。一方、そうでない場合には、そのままステップＳ５に処理を戻し、二次電池１０の充放電反応と、冷却ファン３５による二次電池１０の温度制御が継続して実行される。
When the
ここで、本実施形態における通常制御マップについて、図４、図６を参照しつつ説明する。上述したように、通常制御マップは、起動時における二次電池１０の電池温度Ｔが基準温度ＫＴより高い通常状態である場合に用いられ、電池温度Ｔが特別制御マップの目標温度よりも低い目標温度を上限値とした温度範囲になるように定められている。
Here, the normal control map in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 6. As described above, the normal control map is used when the battery temperature T of the
図４に示すように、通常制御マップは、二次電池１０の電池温度Ｔに対して、冷却ファン３５のファン回転数を対応付けて構成されている。冷却ファン３５のファン回転数は、冷却ファン３５から二次電池１０に対して送風される送風量に対応し、冷却ファン３５の冷却性能の高低を示す。
As shown in FIG. 4, the normal control map is configured by associating the fan rotation speed of the cooling
本実施形態に係る通常制御マップにおいては、二次電池１０の電池温度Ｔが予め定められた電池温度Ｔａとなった場合に、冷却ファン３５の作動を開始して、ファン回転数Ｒａで二次電池１０に送風するように定められている。本実施形態において、この冷却ファン３５の作動開始に対応付けられた電池温度Ｔａは、本発明における冷却開始温度に相当する。
In the normal control map according to the present embodiment, when the battery temperature T of the
又、通常制御マップでは、二次電池１０が電池温度Ｔａよりも高い電池温度Ｔｂになった時点で、冷却ファン３５のファン回転数を、ファン回転数Ｒａより大きなファン回転数Ｒｂに上げるように定められている。これにより、当該二次電池１０は、冷却ファン３５によって、より高い冷却性能で冷却される。
Further, in the normal control map, when the
そして、通常制御マップにおいては、二次電池１０が電池温度Ｔｂよりも高い電池温度Ｔｃになると、冷却ファン３５のファン回転数を、ファン回転数Ｒｂよりも大きなファン回転数Ｒｃに上げるように定められている。これにより、通常制御マップにおける最大冷却性能で、冷却ファン３５による二次電池１０の冷却が行われる。
Then, in the normal control map, when the
このように通常制御マップにおいては、二次電池１０の電池温度Ｔが電池温度Ｔａから上昇するにつれて、冷却ファン３５のファン回転数（即ち、冷却性能）を高めるように規定されている。
As described above, in the normal control map, it is specified that the fan rotation speed (that is, the cooling performance) of the cooling
本実施形態において、通常制御マップの勾配は、０からファン回転数Ｒｃまでのファン回転数の差を、電池温度Ｔａから電池温度Ｔｃまでの温度差で除算することによって定義される。この勾配は、二次電池１０の電池温度Ｔの変化に対する冷却ファン３５の冷却性能（即ち、ファン回転数）の上昇度合を意味する。
In the present embodiment, the gradient of the normal control map is defined by dividing the difference in fan speed from 0 to fan speed Rc by the temperature difference from battery temperature Ta to battery temperature Tc. This gradient means the degree of increase in the cooling performance (that is, the fan rotation speed) of the cooling
次に、図４に示す通常制御マップに従って冷却ファン３５の作動制御を行った場合における二次電池１０の電池温度Ｔの時間変化について、図６を参照しつつ説明する。図６においては、通常制御マップで冷却ファン３５を作動している場合の二次電池１０の電池温度Ｔを破線で示している。
Next, the time change of the battery temperature T of the
上述したように、本実施形態に係る二次電池制御システム１においては、通常状態の二次電池１０が起動されると共に、ステップＳ５で通常制御マップに従った冷却ファン３５の作動制御が行われる。
As described above, in the secondary
図４に示すように、通常制御マップでは、二次電池１０の起動時から電池温度Ｔが電池温度Ｔａになるまで、冷却ファン３５のファン回転数は０に定められている。従って、この場合の二次電池１０の電池温度Ｔは、充放電反応に伴うジュール熱等によって次第に上昇していく。
As shown in FIG. 4, in the normal control map, the fan rotation speed of the cooling
そして、冷却ファン３５のファン回転数は、電池温度Ｔが冷却開始温度である電池温度Ｔａを超えると、ファン回転数Ｒａに設定される。これにより、冷却ファン３５による二次電池１０の冷却が開始される。冷却ファン３５の作動を開始すると、二次電池１０の電池温度Ｔは、充放電反応に伴うジュール熱等と、ファン回転数Ｒａでの冷却ファン３５の冷却性能によって定まる。
Then, when the battery temperature T exceeds the battery temperature Ta, which is the cooling start temperature, the fan rotation speed of the cooling
即ち、通常制御マップによる作動制御では、二次電池１０の電池温度Ｔが電池温度Ｔａから電池温度Ｔｂ、電池温度Ｔｃと上昇していくにつれて、冷却ファン３５のファン回転数がファン回転数Ｒａ、ファン回転数Ｒｂ、ファン回転数Ｒｃと上昇していく。これにより、図６に示すように、二次電池１０の電池温度Ｔは、通常制御マップに係る目標温度に基づく温度範囲内に調整される。
That is, in the operation control based on the normal control map, as the battery temperature T of the
続いて、本実施形態における特別制御マップについて、図５を参照しつつ説明する。上述したように、特別制御マップは、起動時における二次電池１０の電池温度Ｔが基準温度ＫＴ以下の低温状態である場合に用いられ、電池温度Ｔが通常制御マップの目標温度よりも高い目標温度を上限値とした温度範囲になるように定められている。
Subsequently, the special control map in the present embodiment will be described with reference to FIG. As described above, the special control map is used when the battery temperature T of the
図５に示すように、特別制御マップは、通常制御マップと同様に、二次電池１０の電池温度Ｔに対して、冷却ファン３５のファン回転数を対応付けて構成されている。冷却ファン３５のファン回転数は、冷却ファン３５から二次電池１０に対して送風される送風量に対応し、冷却ファン３５の冷却性能の高低を示す。
As shown in FIG. 5, the special control map is configured by associating the fan rotation speed of the cooling
本実施形態に係る特別制御マップにおいては、二次電池１０の電池温度Ｔが予め定められた電池温度Ｔｓとなった場合に、冷却ファン３５の作動を開始して、ファン回転数Ｒｓで二次電池１０に送風するように定められている。特別制御マップにおける冷却ファン３５の作動開始に対応付けられた電池温度Ｔｓは、本発明における冷却開始温度に相当する。
In the special control map according to the present embodiment, when the battery temperature T of the
特別制御マップの冷却開始温度である電池温度Ｔｓは、通常制御マップに規定されている電池温度Ｔｃよりも高い電池温度Ｔである。即ち、特別制御マップにおける冷却開始温度（即ち、電池温度Ｔｓ）は、通常制御マップにおける冷却開始温度（即ち、電池温度Ｔａ）よりも高い温度に定められている。 The battery temperature Ts, which is the cooling start temperature of the special control map, is a battery temperature T higher than the battery temperature Tc defined in the normal control map. That is, the cooling start temperature (that is, the battery temperature Ts) in the special control map is set to a temperature higher than the cooling start temperature (that is, the battery temperature Ta) in the normal control map.
従って、特別制御マップに基づく二次電池１０の温度制御によれば、二次電池１０の電池温度Ｔが、通常制御マップに基づく二次電池１０の温度制御よりも高い温度範囲になるように調整される。
Therefore, according to the temperature control of the
そして、特別制御マップでは、二次電池１０が電池温度Ｔｓよりも高い電池温度Ｔｔになった時点で、冷却ファン３５のファン回転数を、ファン回転数Ｒｓより大きなファン回転数Ｒｔに上げるように定められている。これにより、当該二次電池１０は、冷却ファン３５によって、より高い冷却性能で冷却される。
Then, in the special control map, when the
更に、特別制御マップにおいては、二次電池１０が電池温度Ｔｔよりも高い電池温度Ｔｕになると、冷却ファン３５のファン回転数を、ファン回転数Ｒｔよりも大きなファン回転数Ｒｕに上げるように定められている。これにより、特別制御マップにおける最大冷却性能で、冷却ファン３５による二次電池１０の冷却が行われる。
Further, in the special control map, when the
このように特別制御マップにおいては、二次電池１０の電池温度Ｔが電池温度Ｔｓから上昇するにつれて、冷却ファン３５のファン回転数（即ち、冷却性能）を高めるように規定されている。
As described above, in the special control map, it is stipulated that the fan rotation speed (that is, the cooling performance) of the cooling
本実施形態において、特別制御マップの勾配は、０からファン回転数Ｒｕまでのファン回転数の差を、電池温度Ｔｓから電池温度Ｔｕまでの温度差で除算することによって定義される。 In the present embodiment, the gradient of the special control map is defined by dividing the difference in fan speed from 0 to fan speed Ru by the temperature difference from battery temperature Ts to battery temperature Tu.
ここで、図４〜図６に示すように、特別制御マップにおける電池温度Ｔｓから電池温度Ｔｕまでの温度差は、通常制御マップにおける電池温度Ｔａから電池温度Ｔｃまでの温度差よりも小さく定められている。又、特別制御マップにおけるファン回転数Ｒｕは、通常制御マップにおけるファン回転数Ｒｃと同等以上を示すように定められている。 Here, as shown in FIGS. 4 to 6, the temperature difference from the battery temperature Ts to the battery temperature Tu in the special control map is set to be smaller than the temperature difference from the battery temperature Ta to the battery temperature Tc in the normal control map. ing. Further, the fan rotation speed Ru in the special control map is defined to be equal to or higher than the fan rotation speed Rc in the normal control map.
従って、特別制御マップにおける勾配は、通常制御マップにおける勾配よりも大きく定められている。即ち、冷却ファン３５による二次電池１０の冷却を開始した場合、特別制御マップによる冷却は、通常制御マップによる冷却の場合よりも、高い冷却性能で急速に二次電池１０を冷却する。
Therefore, the gradient in the special control map is set to be larger than the gradient in the normal control map. That is, when the cooling
次に、図５に示す特別制御マップに従って、冷却ファン３５の作動制御を行った場合における二次電池１０の電池温度Ｔの時間変化について、図６を参照しつつ説明する。図６中においては、特別制御マップで冷却ファン３５を作動している場合の二次電池１０の電池温度Ｔを一点鎖線で示している。
Next, the time change of the battery temperature T of the
本実施形態に係る二次電池制御システム１においては、低温状態の二次電池１０が起動されると共に、ステップＳ５で特別制御マップに従った冷却ファン３５の作動制御が行われる。
In the secondary
図５に示すように、特別制御マップでは、二次電池１０の起動時から電池温度Ｔが電池温度Ｔｃを超えて電池温度Ｔｓになるまで、冷却ファン３５のファン回転数は０に定められている。従って、この場合の二次電池１０の電池温度Ｔは、充放電反応に伴うジュール熱等によって次第に上昇していく。これにより、この場合の二次電池１０は、通常制御マップに従って温度制御されている場合に比べて、高い電池温度Ｔを示すようになる。
As shown in FIG. 5, in the special control map, the fan rotation speed of the cooling
上述したように、冷却ファン３５のファン回転数は、電池温度Ｔが冷却開始温度である電池温度Ｔｓを超えると、ファン回転数Ｒｓに設定される。これにより、冷却ファン３５による二次電池１０の冷却が開始される。冷却ファン３５の作動を開始すると、二次電池１０の電池温度Ｔは、充放電反応に伴うジュール熱等と、ファン回転数Ｒａでの冷却ファン３５の冷却性能によって定まる。
As described above, the fan rotation speed of the cooling
即ち、特別制御マップによる作動制御では、二次電池１０の電池温度Ｔが電池温度Ｔｓから電池温度Ｔｔ、電池温度Ｔｕと上昇していくにつれて、冷却ファン３５のファン回転数がファン回転数Ｒｓ、ファン回転数Ｒｔ、ファン回転数Ｒｕと上昇していく。これにより、図６に示すように、二次電池１０の電池温度Ｔは、特別制御マップに係る目標温度に基づく温度範囲内に調整され、通常制御マップにおける温度範囲よりも高い電池温度Ｔを示す。
That is, in the operation control by the special control map, as the battery temperature T of the
ここで、特別制御マップにおける二次電池１０の温度範囲は、通常制御マップにおける二次電池１０の温度範囲よりも高い為、リチウムイオン二次電池である二次電池１０の適正温度範囲を超える可能性が通常制御マップ時よりも高くなる。
Here, since the temperature range of the
この点、特別制御マップの勾配は、通常制御マップの勾配よりも大きく、二次電池１０を急速に冷却することができる。これにより、特別制御マップによる二次電池１０の温度制御によれば、二次電池１０の適正温度範囲の上限を超えないように、二次電池１０の電池温度Ｔを調整することができる。
In this respect, the gradient of the special control map is larger than the gradient of the normal control map, and the
続いて、本実施形態に係る二次電池制御システム１による二次電池１０の温度制御の変化が二次電池１０の劣化に及ぼす影響について、図７を参照しつつ説明する。図７は、本実施形態に係る二次電池制御システム１にて、二次電池１０の充放電サイクルを繰り返す過程で、二次電池１０の冷却態様を通常制御マップから特別制御マップへ切り替えた場合の二次電池１０のセル抵抗値の変化を示している。
Subsequently, the influence of the change in the temperature control of the
尚、図７に示すように、充放電サイクルの回数が所定回数となるまでは、通常制御マップにより二次電池１０を冷却し、充放電サイクルの回数が所定回数を超えた時点から、特別制御マップによる二次電池１０の冷却を実行している。
As shown in FIG. 7, the
充放電サイクルの回数が所定回数となるまでは、通常状態の二次電池１０に対する充放電が行われると共に、冷却ファン３５による二次電池１０の冷却が通常制御マップに基づいて行われる。これにより、当該二次電池制御システム１においては、二次電池１０は、電池温度Ｔが通常制御マップに係る温度範囲になるように、冷却ファン３５によって調整されつつ、充放電を繰り返す。
Until the number of charge / discharge cycles reaches a predetermined number, the
このとき、二次電池１０の充放電過程においては、リチウムイオンの挿入、脱離によって、二次電池１０の電極の表面構造等が不均一となっていく。この電極の表面構造等の不均一は、二次電池１０の劣化の要因と考えられる。従って、二次電池１０の充放電を繰り返すと、二次電池１０の劣化が進行し、セル抵抗値を上昇させてしまう。
At this time, in the charging / discharging process of the
そして、二次電池１０の充放電サイクルの回数が増大すると、二次電池１０の電極（正極及び負極）におけるリチウムイオンの挿入、脱離が繰り返されることになる。これにより、当該電極の表面構造等における不均一が大きくなり、二次電池１０の劣化が進行する為、図７に示すように、二次電池１０の劣化がセル抵抗値の増大という形で顕在化する。
Then, as the number of charge / discharge cycles of the
その後、充放電サイクルの回数が所定回数を超えた場合には、当該二次電池１０を低温状態にしたうえで、二次電池１０の充放電を繰り返す。この時、冷却ファン３５は、特別制御マップに従って作動される。これにより、当該二次電池制御システム１では、二次電池１０は、電池温度Ｔが特別制御マップに係る温度範囲になるように、冷却ファン３５によって調整されつつ、充放電を繰り返す。
After that, when the number of charge / discharge cycles exceeds a predetermined number, the
上述したように、特別制御マップにおける温度範囲は、通常制御マップにおける温度範囲よりも高く定められており、特別制御マップにおける冷却開始温度は、通常制御マップにおける冷却開始温度よりも高く定められている。従って、この場合の二次電池１０は、充放電過程を経ることで、通常制御マップ時よりも多くの熱量を受け、電池温度Ｔにも音づく温度範囲に調整される。
As described above, the temperature range in the special control map is set higher than the temperature range in the normal control map, and the cooling start temperature in the special control map is set higher than the cooling start temperature in the normal control map. .. Therefore, the
これにより、当該二次電池制御システム１によれば、充放電サイクルの繰り返しによって劣化が常態化した二次電池１０の電池温度Ｔを、通常制御マップ時よりも高くすることができる。図７に示すように、二次電池１０の劣化を示す指標であるセル抵抗値は、特別制御マップを用いた充放電サイクルを繰り返すことによって急速に低下する。つまり、当該二次電池１０の劣化は、低温状態における二次電池１０の冷却を特別制御マップに従って行うことで、或る程度まで緩和される。
As a result, according to the secondary
この現象は、電極材料として二相共存反応を呈する材料を用いた二次電池１０にて、充放電サイクルを繰りかえすことで常態化した当該電極の表面構造等の不均一を、特別制御マップによる二次電池１０のＴの上昇によって均一化することができる。これにより、当該二次電池制御システム１によれば、二相共存反応を呈する材料を用いた二次電池１０の充放電過程において進行した劣化を、より高い電池温度Ｔにすることで緩和することができる。
This phenomenon is caused by the non-uniformity of the surface structure of the electrode, which has been normalized by repeating the charge / discharge cycle in the
次に、このように構成した二次電池制御システム１において、低温状態における二次電池１０の劣化量に対して、冷却ファン３５の作動態様が及ぼす影響について、図８を参照しつつ説明する。
Next, in the secondary
尚、この図８に示す例は、所定の実験条件のもとで行った実験の測定結果をもとに作成されている。実験条件としては、先ず、電極材料として二相共存反応を呈する材料を用いた二次電池１０について、初期性能評価を行う。
The example shown in FIG. 8 is created based on the measurement results of an experiment conducted under predetermined experimental conditions. As experimental conditions, first, an initial performance evaluation is performed on a
初期性能評価に続いて、３時間ほどの休止期間を設けた後、所定パターンの充放電サイクル（即ち、ＪＣ０８サイクル）を５回繰り返す。この充放電サイクルの開始に際し、電池温度Ｔを低温状態にする為の温度調整が行われ、充放電サイクル中は、本実施形態及び比較例（１）に定められた制御マップに従った冷却ファン３５の作動制御が行われる。そして、休止期間及び５回の充放電サイクルを１セットとした場合に、２０００セット分繰り返し、その後、使用後における二次電池１０の性能評価を行っている。
Following the initial performance evaluation, after providing a rest period of about 3 hours, a predetermined pattern of charge / discharge cycle (that is, JC08 cycle) is repeated 5 times. At the start of this charge / discharge cycle, the temperature is adjusted to bring the battery temperature T to a low temperature state, and during the charge / discharge cycle, the cooling fan according to the control map defined in the present embodiment and the comparative example (1). The operation control of 35 is performed. Then, when the rest period and the five charge / discharge cycles are set as one set, 2000 sets are repeated, and then the performance of the
上述したように、本実施形態に係る二次電池制御システム１では、二次電池１０の電池温度Ｔが基準温度ＫＴ以下の低温状態である場合に、特別制御マップに基づき冷却ファン３５の作動を制御して、二次電池１０の冷却が行われる。図８においては、上述した実験条件に従って、本実施形態における二次電池１０の性能評価結果（即ち、容量劣化量及び抵抗劣化量）を、夫々「１００」として表現している。
As described above, in the secondary
そして、比較例（１）としては、実験条件における充放電サイクル中では、通常制御マップに従って冷却ファン３５の作動を行う例を挙げる。即ち、この比較例（１）では、二次電池１０の電池温度Ｔが基準温度ＫＴ以下の低温状態である場合、通常制御マップに従って冷却ファン３５の作動を制御して、二次電池１０の冷却が行われる。
Then, as a comparative example (1), an example in which the cooling
図８に示すように、上述した実験条件に従った比較例（１）に係る二次電池１０の性能評価結果は、容量劣化量については「１１２」を示し、抵抗劣化量については「１０８」を示している。容量劣化量及び抵抗劣化量の何れについても、数値が大きいほど劣化が進行していることを示す。
As shown in FIG. 8, the performance evaluation result of the
即ち、低温状態にある二次電池１０の充放電過程において、通常状態と同様の冷却ファン３５の作動制御を行った場合、二次電池１０の劣化が進行してしまうことを示している。この本実施形態と比較例（１）に関する性能評価結果は、図２に示すアレニウスプロットの内、基準温度ＫＴ以下のプロットが示す傾向に合致するものである。
That is, it is shown that in the charging / discharging process of the
換言すると、本実施形態に係る二次電池制御システム１によれば、低温状態の二次電池１０の冷却を、特別制御マップに従った冷却ファン３５の制御とすることで、従前よりも二次電池１０の劣化を抑制することができる。
In other words, according to the secondary
続いて、このように構成した二次電池制御システム１において、通常状態における二次電池１０の劣化量に対して、冷却ファン３５の作動態様が及ぼす影響について、図９を参照しつつ説明する。
Subsequently, in the secondary
尚、この図９に示す例は、図８の場合と同様の実験条件のもとで行った実験の測定結果をもとに作成されている。図９における実験条件としては、先ず、電極材料として二相共存反応を呈する材料を用いた二次電池１０について、初期性能評価を行う。
The example shown in FIG. 9 is created based on the measurement results of an experiment conducted under the same experimental conditions as in the case of FIG. As the experimental conditions in FIG. 9, first, the initial performance of the
初期性能評価に続いて、３時間ほどの休止期間を設けた後、所定パターンの充放電サイクル（即ち、ＪＣ０８サイクル）を５回繰り返す。充放電サイクルの開始に際し、電池温度Ｔを通常状態にする為の温度調整が行われ、充放電サイクル中は、本実施形態及び比較例（２）に定められた制御マップに従った冷却ファン３５の作動制御が行われる。休止期間及び５回の充放電サイクルを１セットとした場合に、２０００セット分繰り返し、その後、使用後における二次電池１０の性能評価を行っている。
Following the initial performance evaluation, after providing a rest period of about 3 hours, a predetermined pattern of charge / discharge cycle (that is, JC08 cycle) is repeated 5 times. At the start of the charge / discharge cycle, the temperature is adjusted to bring the battery temperature T to the normal state, and during the charge / discharge cycle, the cooling
上述したように、本実施形態に係る二次電池制御システム１では、二次電池１０の電池温度Ｔが基準温度ＫＴより高い通常状態である場合に、通常制御マップに基づき冷却ファン３５の作動を制御して、二次電池１０の冷却が行われる。図９においては、上述した実験条件に従って、本実施形態における二次電池１０の性能評価結果（即ち、容量劣化量及び抵抗劣化量）を、夫々「１００」として表現している。
As described above, in the secondary
そして、比較例（２）としては、実験条件における充放電サイクル中では、特別制御マップに従って冷却ファン３５の作動を行う例を挙げる。即ち、この比較例（２）では、二次電池１０の電池温度Ｔが基準温度ＫＴよりも高い通常状態である場合、特別制御マップに従って冷却ファン３５の作動を制御して、二次電池１０の冷却が行われる。
Then, as a comparative example (2), an example in which the cooling
図９に示すように、上述した実験条件に従った比較例（２）に係る二次電池１０の性能評価結果は、容量劣化量については「１２６」を示し、抵抗劣化量については「１３５」を示している。本実施形態と比較例（２）に関する性能評価結果は、比較例（２）では本実施形態の場合よりも二次電池１０の劣化が大きくなることを示している。
As shown in FIG. 9, the performance evaluation result of the
上述したように、比較例（２）では、通常状態にある二次電池１０の充放電過程において、低温状態と同様の冷却ファン３５の作動制御（即ち、図５に示す特別制御マップ）を行う為、二次電池１０の電池温度Ｔがより高い状態になる。図２に示すアレニウスプロットの内、基準温度ＫＴより高い範囲におけるプロット群は、二次電池１０の電池温度Ｔが高くなるほど、二次電池１０の劣化量が大きくなる傾向を示している。
As described above, in the comparative example (2), in the charging / discharging process of the
つまり、この本実施形態と比較例（２）に関する性能評価結果は、図２に示すアレニウスプロットにおいて、基準温度ＫＴより高い範囲におけるプロット群が示す傾向に合致している。換言すると、本実施形態に係る二次電池制御システム１によれば、通常状態の二次電池１０の冷却を、通常制御マップに従った冷却ファン３５の制御とすることで、二次電池１０の劣化を抑制することができる。
That is, the performance evaluation results of this embodiment and Comparative Example (2) match the tendency shown by the plot group in the range higher than the reference temperature KT in the Arrhenius plot shown in FIG. In other words, according to the secondary
以上説明したように、本実施形態に係る二次電池制御システム１によれば、起動時における二次電池１０の電池温度Ｔが基準温度ＫＴよりも高い通常状態の場合には、ステップＳ４で決定された通常制御マップに従って作動する冷却ファン３５によって、目標温度を基準とする温度範囲となるように二次電池１０の冷却が行われる。この為、当該二次電池制御システム１によれば、充放電反応に伴う二次電池１０の劣化を抑制しつつ二次電池１０を活用することができる。
As described above, according to the secondary
そして、起動時における二次電池１０の電池温度Ｔが基準温度ＫＴ以下の低温状態の場合には、当該二次電池制御システム１は、通常状態よりも高い目標温度を基準とした温度範囲になるように冷却ファン３５の作動を制御する。
When the battery temperature T of the
これにより、起動時に低温状態であった二次電池１０は、ステップＳ３で決定された特別制御マップに従って作動する冷却ファン３５によって過剰に冷却されることはなく、充放電反応に伴うジュール熱等によって温められる。即ち、当該二次電池制御システム１によれば、電極として二相共存反応を呈する材料を用いた二次電池１０に関して、低温状態で生じる過渡的な劣化を抑制することができる。
As a result, the
又、起動時に低温状態であった場合には、高い目標温度となるように冷却ファン３５の作動が制御される為、二次電池１０は、充放電反応に伴うジュール熱等によって温められ、充放電反応に伴って不均一となった電極の表面構造等を均一化させると考えられる。つまり、当該二次電池制御システム１によれば、電極の表面構造等の不均一を解消して均一化を図ることによって、二次電池１０の劣化を緩和することができる。
Further, when the temperature is low at the time of startup, the operation of the cooling
そして、当該二次電池制御システム１においては、制御装置２０は、冷却ファン３５の作動制御として、通常制御マップに従った作動制御と、特別制御マップに従った作動制御を実行可能に構成されている。
Then, in the secondary
通常制御マップは、所定の目標温度を基準として規定された温度範囲になるように定められており、図４に示すように、二次電池１０の電池温度Ｔが高い程、高いファン回転数で作動して高い冷却性能を示すように定められている。
The normal control map is defined so as to be within a specified temperature range based on a predetermined target temperature, and as shown in FIG. 4, the higher the battery temperature T of the
一方、特別制御マップは、通常制御マップの目標温度より高い目標温度を基準として規定された温度範囲になるように定められており、図５に示すように、二次電池１０の電池温度Ｔが高い程、高いファン回転数で作動して高い冷却性能を示すように定められている。
On the other hand, the special control map is defined so as to have a temperature range defined based on a target temperature higher than the target temperature of the normal control map, and as shown in FIG. 5, the battery temperature T of the
当該二次電池制御システム１においては、起動時における二次電池１０が通常状態である場合には、通常制御マップを用いて冷却ファン３５の作動を制御し、低温状態である場合には、特別制御マップを用いて冷却ファン３５の作動を制御する。
In the secondary
このように、当該二次電池制御システム１によれば、冷却ファン３５の作動制御に用いる制御マップを、通常制御マップと特別制御マップの何れかに切り替えることで、起動時における二次電池１０の状態に応じた態様で、二次電池１０の冷却や二次電池１０の劣化を抑制することができる。特に、電極として二相共存反応を呈する材料を用いた二次電池１０に対して、簡易且つ有効に作用する。
As described above, according to the secondary
そして、図４、図５に示すように、特別制御マップにおける冷却開始温度である電池温度Ｔｓは、通常制御マップにおける冷却開始温度である電池温度Ｔａよりも高い温度に定められている。この為、特別制御マップで冷却する場合には、二次電池１０の電池温度Ｔをより高めた状態から、冷却ファン３５で冷却される。
Then, as shown in FIGS. 4 and 5, the battery temperature Ts, which is the cooling start temperature in the special control map, is set to a temperature higher than the battery temperature Ta, which is the cooling start temperature in the normal control map. Therefore, when cooling with the special control map, the cooling
即ち、この場合、二次電池１０は、通常制御マップによる作動制御時よりも高い電池温度Ｔを示すことになり、充放電反応に伴い不均一となった電極表面構造を、ジュール熱等によって均一化することができると考えられる。これにより、当該二次電池制御システム１は、図７に示すように、特別制御マップに従って、冷却ファン３５の作動制御を行うことで、二次電池１０の劣化を緩和させることができる。
That is, in this case, the
又、図４、図５に示すように、特別制御マップにおける電池温度Ｔに対するファン回転数の勾配は、通常制御マップにおける勾配よりも大きく定められている。この為、二次電池１０の電池温度Ｔがより高い温度範囲で調整される場合であっても、二次電池１０の適正温度範囲を超える危険性を低減することができる。
Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the gradient of the fan rotation speed with respect to the battery temperature T in the special control map is defined to be larger than the gradient in the normal control map. Therefore, even when the battery temperature T of the
（他の実施形態）
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではない。即ち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、上述した各実施形態を適宜組み合わせても良いし、上述した実施形態を種々変形することも可能である。
(Other embodiments)
Although the present invention has been described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments. That is, various improvements and changes can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, each of the above-described embodiments may be combined as appropriate, or the above-described embodiments may be variously modified.
（１）上述した実施形態においては、二次電池１０の正極として、マンガン酸リチウム（ＬＭＯ）及びコバルト酸リチウム（ＬＣＯ）を用い、負極として、チタン酸リチウム（ＬＴＯ）を用いていたが、この態様に限定されるものではない。本発明における二次電池としては、正極又は負極の何れかに、充放電過程で二相共存反応を呈する材料が用いられていればよい。
(1) In the above-described embodiment, lithium manganate (LMO) and lithium cobalt oxide (LCO) are used as the positive electrode of the
例えば、二次電池の正極として、充放電過程で二相共存反応を呈する材料が用いられていれば、負極の構成材料は限定されるものではない。充放電過程で二相共存反応を呈する正極材料としては、例えば、リン酸リチウム（ＬＦＰ）を挙げることができる。 For example, as long as a material that exhibits a two-phase coexistence reaction in the charge / discharge process is used as the positive electrode of the secondary battery, the constituent material of the negative electrode is not limited. As a positive electrode material that exhibits a two-phase coexistence reaction in the charge / discharge process, for example, lithium phosphate (LFP) can be mentioned.
又、二次電池の負極に関しても、充放電過程で二相共存反応を呈する材料が用いられていれば、正極の構成材料は限定されるものではない。充放電過程で二相共存反応を呈する負極材料としては、例えば、チタン酸リチウム（ＬＴＯ）を挙げることができる。 Further, with respect to the negative electrode of the secondary battery, the constituent material of the positive electrode is not limited as long as a material exhibiting a two-phase coexistence reaction in the charge / discharge process is used. As a negative electrode material that exhibits a two-phase coexistence reaction in the charge / discharge process, for example, lithium titanate (LTO) can be mentioned.
（２）そして、上述した実施形態においては、二次電池１０の電解液として、電解液としては、極性有機溶媒としてのプロピレンカーボネート（ＰＣ）と、低粘性有機溶媒としてのエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）とを混合して構成された有機電解液を用いていたが、この態様に限定されるものではない。充放電過程で二相共存反応を呈する材料からなる正極又は負極を有する二次電池に使用可能な電解液であれば、当該電解液の構成は限定されるものではない。
(2) Then, in the above-described embodiment, the electrolytic solution of the
（３）又、上述した実施形態において、二次電池制御システム１は、電気自動車やハイブリッド車両に搭載されていたが、この態様に限定されるものではない。本発明に係る二次電池制御システムは、充放電過程で二相共存反応を呈する材料を正極又は負極に有する二次電池と、この二次電池を冷却する電池冷却部とを有していれば、種々の装置やシステムに適用することができる。
(3) Further, in the above-described embodiment, the secondary
（４）そして、上述した実施形態においては、本発明における電池冷却部として、冷却ファン３５を採用し、冷却ファン３５からの送風によって二次電池１０を冷却していたが、この態様に限定されるものではない。本発明における電池冷却部としては、二次電池を冷却することができれば、種々の構成を採用することができる。
(4) Then, in the above-described embodiment, the cooling
例えば、電池冷却部として、冷却水を用いて二次電池を冷却する構成を用いてもよい。この場合には、冷却水から外部へ放熱させる為の熱交換器と、二次電池のウォータジャケットを接続した冷却水回路において、ウォーターポンプの作動によって冷却水を循環させても良い。 For example, as the battery cooling unit, a configuration in which the secondary battery is cooled by using cooling water may be used. In this case, the cooling water may be circulated by operating the water pump in the cooling water circuit in which the heat exchanger for dissipating heat from the cooling water to the outside and the water jacket of the secondary battery are connected.
そして、特別制御マップや通常制御マップを、二次電池の電池温度Ｔに応じて、ウォーターポンプの作動を制御して、二次電池のウォータジャケットを通過する冷却水の流量を変化させれば、上述した実施形態と同様の効果を発揮させることができる。 Then, if the special control map and the normal control map are used to control the operation of the water pump according to the battery temperature T of the secondary battery and change the flow rate of the cooling water passing through the water jacket of the secondary battery, The same effect as that of the above-described embodiment can be exhibited.
（５）又、上述した実施形態においては、冷却ファン３５の作動を制御する為の制御マップとして、図４に示す通常制御マップと、図５に示す特別制御マップを挙げていたが、この態様に限定されるものではない。本発明に係る電池冷却部の作動制御は、必ずしも制御マップに従って実行されるものではなく、通常作動制御モードと特別作動制御モードのように作動内容を相違させることができれば、種々の態様を採用することができる。
(5) Further, in the above-described embodiment, the normal control map shown in FIG. 4 and the special control map shown in FIG. 5 are given as control maps for controlling the operation of the cooling
又、図４、図５に示す通常制御マップ及び特別制御マップのように、電池温度Ｔとファン回転数とを段階的に規定したものに限定されるものではなく、電池温度Ｔとファン回転数との関係性を連続的に変化させるように構成してもよい。 Further, unlike the normal control map and the special control map shown in FIGS. 4 and 5, the battery temperature T and the fan rotation speed are not limited to those in which the battery temperature T and the fan rotation speed are defined stepwise. It may be configured to continuously change the relationship with.
更に、冷却ファン３５の作動を制御する為の制御マップとして、３種類以上の制御マップを用いる構成とすることも可能である。又、各制御マップにおける冷却開始温度や勾配についても、適宜変更することができる。
Further, as a control map for controlling the operation of the cooling
１ 二次電池制御システム
１０ 二次電池
２０ 制御装置
２１ 記憶部
２２ 起動スイッチ
２３ 電池温度センサ
３０ ファン制御部
３５ 冷却ファン
1 Secondary
Claims (4)
前記二次電池の温度を検出する温度検出部（２３）と、
前記二次電池の温度が予め定められた目標温度を基準として規定された温度範囲になるように、前記二次電池を冷却する電池冷却部（３５）と、
前記電池冷却部の作動を制御する制御部（２０）と、を有し、
前記制御部は、
前記二次電池の起動時に前記温度検出部で検出された前記二次電池の温度が予め定められた基準温度（ＫＴ）以下の低温状態であるか否かを判定する判定部（Ｓ２）と、
前記判定部によって前記低温状態であると判定された場合に、前記電池冷却部の前記目標温度を前記二次電池の温度が前記基準温度よりも高い通常状態の前記目標温度よりも高く変更する温度調整変更部（Ｓ３）と、を有する二次電池制御システム。 A secondary battery (10) having a positive electrode or a negative electrode made of a material that exhibits a two-phase coexistence reaction in the charge / discharge process, and a secondary battery (10).
A temperature detection unit (23) that detects the temperature of the secondary battery, and
A battery cooling unit (35) that cools the secondary battery so that the temperature of the secondary battery falls within a predetermined temperature range based on a predetermined target temperature.
It has a control unit (20) that controls the operation of the battery cooling unit.
The control unit
A determination unit (S2) for determining whether or not the temperature of the secondary battery detected by the temperature detection unit when the secondary battery is started is a low temperature state equal to or lower than a predetermined reference temperature (KT).
When the determination unit determines that the temperature is low, the temperature at which the target temperature of the battery cooling unit is changed to be higher than the target temperature in the normal state in which the temperature of the secondary battery is higher than the reference temperature. A secondary battery control system having an adjustment change unit (S3).
前記目標温度を基準として規定された温度範囲になるように、前記二次電池の温度が高い程、高い冷却性能を発揮させる通常作動制御モードと、
前記通常作動制御モードにおける前記目標温度よりも高い目標温度を基準として規定された温度範囲になるように、前記二次電池の温度が高い程、高い冷却性能を発揮させる特別作動制御モードと、を有し、
前記温度調整変更部は、前記判定部によって前記低温状態であると判定された場合には、前記特別作動制御モードに従って、前記電池冷却部の作動を制御する請求項１に記載の二次電池制御システム。 The control unit serves as an operation control for the battery cooling unit.
A normal operation control mode in which the higher the temperature of the secondary battery is, the higher the cooling performance is exhibited so that the temperature range is defined based on the target temperature.
A special operation control mode in which the higher the temperature of the secondary battery, the higher the cooling performance is exhibited so that the temperature range is defined based on the target temperature higher than the target temperature in the normal operation control mode. Have and
The secondary battery control according to claim 1, wherein the temperature adjustment changing unit controls the operation of the battery cooling unit according to the special operation control mode when the determination unit determines that the temperature is in the low temperature state. system.
前記特別作動制御モードにおける前記冷却開始温度は、前記通常作動制御モードにおける前記冷却開始温度よりも高く定められている請求項２に記載の二次電池制御システム。 Regarding the cooling start temperature, which is the temperature of the secondary battery associated with the cooling start by the battery cooling unit.
The secondary battery control system according to claim 2, wherein the cooling start temperature in the special operation control mode is set higher than the cooling start temperature in the normal operation control mode.
前記特別作動制御モードにおける前記勾配は、前記通常作動制御モードにおける前記勾配よりも大きく定められている請求項２又は請求項３に記載の二次電池制御システム。 Regarding the gradient indicating the degree of increase in the cooling performance of the battery cooling unit with respect to the temperature change of the secondary battery in the cooling by the battery cooling unit.
The secondary battery control system according to claim 2 or 3, wherein the gradient in the special operation control mode is defined to be larger than the gradient in the normal operation control mode.
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