JP7176484B2 - battery system - Google Patents
battery system Download PDFInfo
- Publication number
- JP7176484B2 JP7176484B2 JP2019117363A JP2019117363A JP7176484B2 JP 7176484 B2 JP7176484 B2 JP 7176484B2 JP 2019117363 A JP2019117363 A JP 2019117363A JP 2019117363 A JP2019117363 A JP 2019117363A JP 7176484 B2 JP7176484 B2 JP 7176484B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reaction force
- battery
- upper limit
- battery module
- negative electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Description
本開示は電池システムに関する。 The present disclosure relates to battery systems.
特開2014-207107号公報(特許文献1)は、電池システムを開示している。該電池システムにおいては、電池セル表面の面圧に基づいて、電池セルの充電が制御されている。 Japanese Patent Laying-Open No. 2014-207107 (Patent Document 1) discloses a battery system. In the battery system, charging of the battery cells is controlled based on the surface pressure of the battery cells.
各種の用途において、電池モジュールが使用されている。電池モジュールは、1個以上の電池セル(単セル)と、拘束部材とを含む。拘束部材は、電池モジュールの周囲を物理的に拘束している。拘束部材は、電池セルに拘束荷重を加えている。 Battery modules are used in various applications. A battery module includes one or more battery cells (single cells) and a restraining member. The restraint member physically restrains the periphery of the battery module. The binding member applies a binding load to the battery cells.
高容量を有する電池モジュールが求められている。そのため、比容量の大きい活物質(例えば珪素等)が検討されている。しかし比容量が大きい活物質は、概して、充放電サイクルに伴って大きく膨張し得る。活物質が膨張することにより、電池セルも膨張する。電池セルが膨張することにより、電池セルから拘束部材に加わる反力が大きくなる。反力は、充放電サイクル回数に応じて、徐々に増加する。やがて反力が、拘束部材の限界応力を超える可能性がある。 There is a demand for battery modules with high capacity. Therefore, active materials with large specific capacities (for example, silicon) are being studied. However, active materials with large specific capacities can generally expand significantly with charge-discharge cycles. As the active material expands, the battery cell also expands. The expansion of the battery cell increases the reaction force applied from the battery cell to the restraint member. The reaction force gradually increases according to the number of charge/discharge cycles. Over time, the reaction force may exceed the limit stress of the restraining member.
本開示の目的は、膨張しやすい活物質を含む電池モジュールに適した電池システムを提供することである。 An object of the present disclosure is to provide a battery system suitable for a battery module containing an active material that easily expands.
以下、本開示の技術的構成および作用効果が説明される。ただし、本開示の作用メカニズムは推定を含んでいる。作用メカニズムの正否により、特許請求の範囲が限定されるべきではない。 The technical configuration and effects of the present disclosure will be described below. However, the mechanism of action of this disclosure includes speculation. The correctness of the mechanism of action should not limit the scope of the claims.
電池システムは、電池モジュール、測定装置、および制御装置を含む。
電池モジュールは、1個以上の電池セルと、拘束部材とを含む。拘束部材は、電池セルに拘束荷重を加えている。
測定装置は、反力を測定する。反力は、拘束荷重の働く方向と逆方向に、電池セルから拘束部材に対して働く力である。
制御装置は、反力がゼロである時、電池モジュールの充電電流に第1上限値を設定する。制御装置は、反力がゼロよりも大きい時、電池モジュールの充電電流に第2上限値を設定する。第1上限値は、第2上限値よりも小さい。
A battery system includes a battery module, a measurement device, and a control device.
A battery module includes one or more battery cells and a restraining member. The binding member applies a binding load to the battery cells.
A measuring device measures the reaction force. The reaction force is a force acting from the battery cell to the restraint member in the direction opposite to the direction in which the restraint load acts.
The controller sets a first upper limit for the charging current of the battery module when the reaction force is zero. The controller sets a second upper limit for the charging current of the battery module when the reaction force is greater than zero. The first upper limit is smaller than the second upper limit.
図1は、充放電サイクル回数と、反力との関係を図解する第1概念図である。
電池セル10は、筐体11および電極群12を含む。筐体11は電極群12を収納している。反力は、電極群12が筐体11に接触することにより発生する。一般に、電極群12は、当初より筐体11に接触している。筐体11内の余剰空間が小さいことにより、体積あたりの容量が増加するためである。図1のグラフに示されるように、電極群12が当初より筐体11に接触している構成においては、充放電サイクルの開始時点から反力が発生している。
FIG. 1 is a first conceptual diagram illustrating the relationship between the number of charge/discharge cycles and the reaction force.
ここで、図1における「上限SOC(state of charge)」は、満充電時に相当する。図1における「下限SOC」は、完全放電時に相当する。 Here, the "upper limit SOC (state of charge)" in FIG. 1 corresponds to the time of full charge. The "lower limit SOC" in FIG. 1 corresponds to the time of complete discharge.
充放電サイクルの各回において、反力は満充電時に最大であり、完全放電時に最小である。電極群12が充電により膨張し、放電により収縮するためである。ただし電極群12の体積は、放電時に収縮するものの、膨張前(充電前)の体積までは戻らない。そのため、電極群12の体積は、充放電サイクル回数の増加と共に、単調に増加する。その結果、反力も単調に増加することになる。
In each charge/discharge cycle, the reaction force is maximum at full charge and minimum at full discharge. This is because the
図1のグラフに示されるように、充放電サイクルに伴って、反力は徐々に増加する。第n回目の充放電サイクルにおいて、上限SOCにおける反力が、拘束部材の限界応力に達する。上限SOCにおける反力が、限界応力に達するまでの期間を延ばすため、拘束部材の強度を高める等の対策も考えられる。ただし、拘束部材の強度を高めた結果、コストが増加する可能性もある。 As shown in the graph of FIG. 1, the reaction force gradually increases with charge/discharge cycles. In the n-th charge/discharge cycle, the reaction force at the upper limit SOC reaches the limit stress of the restraint member. In order to prolong the period until the reaction force at the upper limit SOC reaches the critical stress, measures such as increasing the strength of the restraint member can be considered. However, increasing the strength of the restraining member may also result in increased cost.
図2は、充放電サイクル回数と、反力との関係を図解する第2概念図である。
例えば、筐体11と電極群12との間に空間13を設けることが考えられる。当初、筐体11と電極群12との間に空間13が存在することにより、充放電サイクルの開始時点における反力が小さくなる。その結果、上限SOCにおける反力が、限界応力に達するまでの期間が延びることが期待される。
FIG. 2 is a second conceptual diagram illustrating the relationship between the number of charge/discharge cycles and the reaction force.
For example, it is conceivable to provide a
しかし筐体11と電極群12との間に空間13が設けられることにより、不都合も生じ得る。すなわち、初回の充放電サイクルから、第m回目の充放電サイクルまでの間、所定のSOC範囲において、反力がゼロである。反力がゼロである時、電極群12は実質的に拘束されていないと考えられる。電極群12が拘束されていないことにより、正極と負極との間の電極間距離が長くなり得る。電極間距離が長いことにより、抵抗が増加し得る。その結果、充電時に負極側の受入れ性(以下「充電受入性」とも記される)が低下する可能性がある。電池セル10がリチウムイオン電池である場合、充電受入性が低下することにより、リチウム(Li)が析出する可能性もある。
However, the provision of the
本開示の電池システムにおいては、上限SOCにおける反力が、限界応力に達するまでの期間が長く、なおかつ、負極に加わる負荷が軽減され得る。その結果、電池モジュールが長寿命を有し得る。本開示の電池システムにおいては、反力がゼロである時と、反力がゼロよりも大きい時とで、充電制御が変更されるためである。 In the battery system of the present disclosure, it takes a long time for the reaction force at the upper limit SOC to reach the critical stress, and the load applied to the negative electrode can be reduced. As a result, the battery module can have a long life. This is because, in the battery system of the present disclosure, charging control is changed depending on when the reaction force is zero and when the reaction force is greater than zero.
すなわち、本開示の制御装置は、反力がゼロである時、電池モジュールの充電電流に第1上限値を設定する。本開示の制御装置は、反力がゼロよりも大きい時、電池モジュールの充電電流に第2上限値を設定する。第1上限値は、第2上限値よりも小さい。 That is, the control device of the present disclosure sets the first upper limit to the charging current of the battery module when the reaction force is zero. The control device of the present disclosure sets a second upper limit for the charging current of the battery module when the reaction force is greater than zero. The first upper limit is smaller than the second upper limit.
本開示の電池システムにおいては、反力がゼロである時(すなわち充電受入性が低い時)、充電電流の上限値が低く設定される。したがって、負極に加わる負荷が軽減され得る。電池セル10がリチウムイオン電池である場合は、Liの析出が抑制され得る。
In the battery system of the present disclosure, when the reaction force is zero (that is, when the charge acceptability is low), the upper limit of charging current is set low. Therefore, the load applied to the negative electrode can be reduced. When the
以上より、本開示の電池システムは、膨張しやすい活物質を含む電池モジュールに適すると考えられる。 From the above, it is considered that the battery system of the present disclosure is suitable for a battery module containing an active material that easily expands.
リチウムイオン電池においては、膨張しやすい活物質として、例えば合金系負極活物質等が考えられる。合金系負極活物質は、炭素系負極活物質(黒鉛等)に比して、比容量が大きい。しかしその半面、合金系負極活物質は、炭素系負極活物質に比して、充放電サイクルに伴う膨張量が大きい。合金系負極活物質としては、例えば、珪素、酸化珪素、珪素基合金、錫、酸化錫、錫基合金等が挙げられる。すなわち、本開示の電池システムにおいて、負極活物質は、珪素、酸化珪素、珪素基合金、錫、酸化錫および錫基合金からなる群より選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。 In a lithium ion battery, an alloy-based negative electrode active material, for example, can be considered as an active material that easily expands. The alloy-based negative electrode active material has a larger specific capacity than the carbon-based negative electrode active material (graphite, etc.). On the other hand, however, the alloy-based negative electrode active material expands more during charge-discharge cycles than the carbon-based negative electrode active material. Examples of alloy-based negative electrode active materials include silicon, silicon oxide, silicon-based alloys, tin, tin oxide, and tin-based alloys. That is, in the battery system of the present disclosure, the negative electrode active material may contain at least one selected from the group consisting of silicon, silicon oxide, silicon-based alloys, tin, tin oxide, and tin-based alloys.
以下、本開示の実施形態(本明細書においては「本実施形態」とも記される)が説明される。ただし、以下の説明は、特許請求の範囲を限定するものではない。 Embodiments of the present disclosure (also referred to herein as “present embodiments”) are described below. However, the following description does not limit the scope of the claims.
<電池システム>
図3は、本実施形態の電池システムを示すブロック図である。
電池システム100は、例えば、電動車両等に搭載されていてもよい。電動車両は、例えば、ハイブリッド自動車(HEV)等であってもよい。電動車両は、例えば、電気自動車(EV)等であってもよい。電池システム100は、電池モジュール101、測定装置102および制御装置103を含む。電池システム100に含まれる各要素は、例えば、所定のケーブル等により互いに接続されていてもよい。電池システム100に含まれる各要素は、例えば、無線ネットワーク等により互いに接続されていてもよい。
<Battery system>
FIG. 3 is a block diagram showing the battery system of this embodiment.
The
《電池モジュール》
図4は、電池モジュールを示す概略側面図である。
電池モジュール101は、1個以上の電池セル10と、拘束部材20とを含む。電池モジュール101は、例えば複数個の電池セル10を含んでいてもよい。電池モジュール101は、例えば2個以上100個以下の電池セル10を含んでいてもよい。
《Battery module》
FIG. 4 is a schematic side view showing a battery module.
複数個の電池セル10は、所定の一方向に整列していてもよい。複数個の電池セル10は、直列に接続されていてもよい。複数個の電池セル10は、並列に接続されていてもよい。
The plurality of
(拘束部材)
拘束部材20は、1個以上の電池セル10の周囲を物理的に拘束している。拘束部材20は、複数個の電池セル10の周囲を拘束していてもよい。拘束部材20は、電池セル10に拘束荷重を加えている。拘束荷重は、圧縮荷重であってもよい。拘束部材20は、1個の電池セル10に拘束荷重を加えていてもよい。拘束部材20は、複数個の電池セル10の各々に拘束荷重を加えていてもよい。拘束部材20は、複数個の電池セル10の一部に拘束荷重を加えていてもよい。
(restraining member)
The binding
拘束部材20は、単一の部材であってもよい。拘束部材20は、複数の部材を含んでいてもよい。拘束部材20は、例えば、第1拘束板21、第2拘束板22および拘束バンド23を含んでいてもよい。第1拘束板21および第2拘束板22は、電池セル10の整列方向(図4のy軸方向)の両端にそれぞれ配置されている。拘束バンド23は、第1拘束板21と第2拘束板22とを架橋している。拘束バンド23の締め付けにより、整列方向の両端から、中心に向かって圧縮荷重が発生し得る。第1拘束板21、第2拘束板22および拘束バンド23の各々は、例えば、金属製であってもよい。第1拘束板21、第2拘束板22および拘束バンド23の各々は、例えば、樹脂製であってもよい。
The restraining
(電池セル)
図5は、電池モジュールに含まれる電池セルを示す第1概略断面図である。
本実施形態において、電池セル10(単セル)は、リチウムイオン電池である。ただし反力がゼロである時に、充電受入性が低下する傾向がある限り、電池セル10はリチウムイオン電池以外の電池系であってもよい。電池セル10は、いわゆる液系電池であってもよいし、ポリマー電池であってもよいし、全固体電池であってもよい。
(battery cell)
FIG. 5 is a first schematic cross-sectional view showing battery cells included in the battery module.
In this embodiment, the battery cell 10 (single cell) is a lithium ion battery. However, the
電池セル10は、筐体11および電極群12を含む。筐体11は電極群12を収納している。図5のy軸方向において、筐体11と電極群12との間には、当初、空間13が設けられている。空間13が存在する時、反力はゼロである。
図6は、電池モジュールに含まれる電池セルを示す第2概略断面図である。
充放電サイクル回数が増加すると共に、電極群12が膨張する。やがて電極群12は、筐体11に接触する。これにより空間13(図5)が失われる。空間13が失われることにより、反力はゼロより大きくなる。
FIG. 6 is a second schematic cross-sectional view showing battery cells included in the battery module.
As the number of charge/discharge cycles increases, the
筐体11の形状は、例えば角形(扁平直方体)であってもよい。筐体11は、例えば金属製の容器であってもよい。電極群12は、正極、負極および電解質を含む。
The shape of the
正極および負極の各々は、例えば、シート状の部材であってもよい。電極群12は積層型であってもよい。すなわち電極群12は、正極と負極とが交互にそれぞれ1枚以上積層されることにより形成されていてもよい。正極と負極との間に、樹脂製の多孔質膜(いわゆるセパレータ)が配置されていてもよい。電極群12は、巻回型であってもよい。すなわち電極群12は、正極と負極とが渦巻状に巻回されることにより形成されていてもよい。
Each of the positive electrode and the negative electrode may be, for example, a sheet-like member. The
正極は、少なくとも正極活物質を含む。正極活物質は、例えば、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物等を含んでいてもよい。負極は、少なくとも負極活物質を含む。負極活物質は、例えば、炭素系負極活物質等を含んでいてもよい。負極活物質は、例えば、黒鉛、ソフトカーボンおよびハードカーボンからなる群より選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。正極および負極の各々は、例えばバインダ、導電材および集電体等をさらに含んでいてもよい。 The positive electrode contains at least a positive electrode active material. The positive electrode active material may contain, for example, a lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide. The negative electrode contains at least a negative electrode active material. The negative electrode active material may contain, for example, a carbon-based negative electrode active material. The negative electrode active material may contain, for example, at least one selected from the group consisting of graphite, soft carbon and hard carbon. Each of the positive electrode and the negative electrode may further contain, for example, a binder, a conductive material, a current collector, and the like.
本実施形態の電池システム100は、膨張しやすい負極活物質に適している。負極活物質は、例えば、合金系負極活物質等を含んでいてもよい。負極活物質は、例えば、珪素、酸化珪素、珪素基合金、錫、酸化錫および錫基合金からなる群より選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。負極活物質は、炭素系負極活物質および合金系負極活物質の両方を含んでいてもよい。
The
電解質は、液体であってもよいし、ゲルであってもよいし、固体であってもよい。電解質は、例えば、カーボネート系溶媒と、リチウム塩とを含んでいてもよい。電解質は、例えば、硫化物系固体電解質等を含んでいてもよい。 The electrolyte may be liquid, gel, or solid. The electrolyte may contain, for example, a carbonate-based solvent and a lithium salt. The electrolyte may contain, for example, a sulfide-based solid electrolyte.
《測定装置》
測定装置102は、反力を測定する。測定結果は、制御装置103に入力される。反力は、例えば、一定間隔で測定されてもよい。反力は、例えば、ランダムな間隔で測定されてもよい。反力は、例えば、常時測定されてもよい。
"measuring device"
Measuring
反力は、拘束荷重の働く方向と逆方向に働く力である。反力は、電池セル10から拘束部材20に対して働く。反力は、電極群12が膨張し、電極群12が筐体11に接触することにより発生する。
A reaction force is a force acting in a direction opposite to the direction in which the binding load acts. A reaction force acts on the binding
測定装置102は、例えば、面圧センサ等を含んでいてもよい。反力は、例えば面圧センサ等により測定され得る。面圧センサは、例えばタクタイルセンサ等であってもよい。面圧センサは、例えばセンサシート30を含む。センサシート30は、その面内に複数個のセンシングポイントを有する。センサシート30は、例えば電池セル10同士の間に挿入され得る。測定装置102は、1枚のセンサシート30を含んでいてもよい。測定装置102は、複数枚のセンサシート30を含んでいてもよい。
The
《制御装置》
制御装置103は、少なくとも、電池モジュール101の充電電流を制御する。制御装置103は、充電電流の制御に加えて、その他の制御を実施してもよい。制御装置103は、例えば、放電電流、冷却条件等をさらに制御してもよい。制御装置103は、例えば、演算装置、記憶装置、入出力インターフェイス等を含んでいてもよい。
"Control device"
The
図7は、制御装置の処理を示すフローチャートである。
制御装置103は、反力の測定結果に基づいて、充電電流を制御する。反力が0(ゼロ)である時(判断が「YES」である時)、制御装置103は、電池モジュール101の充電電流に第1上限値を設定する。反力がゼロより大きい時(判断が「NO」である時)、制御装置103は、電池モジュール101の充電電流に第2上限値を設定する。第1上限値は、第2上限値よりも小さい。
FIG. 7 is a flow chart showing the processing of the control device.
The
反力がゼロである時、充電受入性が低い傾向がある。反力がゼロである時、大電流で充電が行われると、負極にLiが析出する可能性がある。第1上限値が小さいことにより、Liの析出が抑制され得る。第1上限値は、例えば、第2上限値の0.1倍以上0.99倍以下であってもよい。第1上限値は、例えば、第2上限値の0.2倍以上0.9倍以下であってもよい。第1上限値は、例えば、第2上限値の0.3倍以上0.8倍以下であってもよい。第1上限値は、例えば、第2上限値の0.4倍以上0.7倍以下であってもよい。 When the reaction force is zero, charge acceptance tends to be low. If the reaction force is zero and the battery is charged with a large current, Li may precipitate on the negative electrode. Precipitation of Li can be suppressed when the first upper limit is small. The first upper limit value may be, for example, 0.1 times or more and 0.99 times or less the second upper limit value. The first upper limit value may be, for example, 0.2 times or more and 0.9 times or less of the second upper limit value. The first upper limit value may be, for example, 0.3 to 0.8 times the second upper limit value. The first upper limit value may be, for example, 0.4 times or more and 0.7 times or less of the second upper limit value.
第2上限値は、例えば0.5C以上50C以下であってもよい。第2上限値は、例えば、1C以上30C以下であってもよい。第2上限値は、例えば、5C以上20C以下であってもよい。なお「1C」の充電電流においては、電池モジュール101の定格容量が1時間で充電される。
The second upper limit value may be, for example, 0.5C or more and 50C or less. The second upper limit value may be, for example, 1C or more and 30C or less. The second upper limit value may be, for example, 5C or more and 20C or less. Note that with a charging current of "1C", the rated capacity of the
図8は、電流および反力プロファイルの一例である。
図8のプロファイルは、例えば、電動車両において測定される。電動車両においては、電池モジュール101の放電により、モータが駆動する。回生ブレーキにより、電池モジュール101が充電される。図8の左側の縦軸は、電流を示す。「電流=0」の線より上方の領域に、放電電流が示される。上方の領域においては、上方にいく程、放電電流が大きいことを示す。「電流=0」の線より下方の領域に、充電電流が示される。下方の領域においては、下方にいく程、充電電流が大きいことを示す。
FIG. 8 is an example of a current and reaction force profile.
The profile in FIG. 8 is measured, for example, in an electric vehicle. In an electric vehicle, the electric discharge of the
図8の右側の縦軸は、反力を示す。図8において、反力は、時間の経過と共に減少している。図8の大部分において、電流が上方の領域で推移している。すなわち、充電容量よりも放電容量が多い。そのため、SOCは徐々に低下している。SOCの低下により、電極群12が収縮し、反力が小さくなる。
The vertical axis on the right side of FIG. 8 indicates the reaction force. In FIG. 8, the reaction force decreases over time. For most of FIG. 8, the current is trending in the upper region. That is, the discharge capacity is larger than the charge capacity. Therefore, the SOC is gradually decreasing. Due to the decrease in SOC, the
反力がゼロより大きい領域においては、第2上限値までの充電電流が許容される。他方、反力がゼロである領域においては、充電電流に第1上限値が設定される。すなわち、第1上限値を超える充電電流による充電が禁止されるように、充電条件が変更される。第1上限値は、第2上限値よりも小さい。よって、負極に加わる負荷が軽減され得ると考えられる。ひいては、電池モジュール101が長寿命を有し得ると考えられる。
A charging current up to the second upper limit is allowed in a region where the reaction force is greater than zero. On the other hand, in the region where the reaction force is zero, the charging current is set to the first upper limit value. That is, the charging condition is changed such that charging with a charging current exceeding the first upper limit is prohibited. The first upper limit is smaller than the second upper limit. Therefore, it is considered that the load applied to the negative electrode can be reduced. As a result, it is considered that the
以下、本開示の実施例(本明細書においては「本実施例」とも記される)が説明される。ただし、以下の説明は、特許請求の範囲を限定するものではない。 Embodiments of the present disclosure (also referred to herein as "the embodiments") are described below. However, the following description does not limit the scope of the claims.
<充放電サイクル試験>
下記表1に示される供試システム1から3が作製された。供試システム1から3において、充放電サイクル試験が実施された。
<Charge-discharge cycle test>
《供試システム1》
供試システム1は、実施例に相当する。供試システム1においては、当初、筐体11と電極群12との間に空間13が設けられた。供試システム1においては、反力がゼロである時、充電電流に第1上限値が設定された。反力がゼロよりも大きい時、充電電流に第2上限値が設定された。第1上限値は、第2上限値よりも小さかった。
《
The
《供試システム2》
供試システム2は、比較例に相当する。供試システム2においても、当初、筐体11と電極群12との間に空間13が設けられた。しかし供試システム2においては、反力の大きさにかかわらず、常時、充電電流に第2上限値が設定されていた。
《Test system 2》
Test system 2 corresponds to a comparative example. In the test system 2 as well, a
《供試システム3》
供試システム3は、比較例に相当する。供試システム3においては、筐体11と電極群12との間に空間13が設けられなかった。供試システム3においては、常時、充電電流に第2上限値が設定されていた。
《
<結果>
上記表1に、100サイクル(100cyc)時の反力が示される。上記表1の「反力」の欄に示される値は、供試システム1における反力を100とする、相対値である。
<Results>
Table 1 above shows the reaction force at 100 cycles (100 cyc). The values shown in the "reaction force" column of Table 1 above are relative values assuming that the reaction force in the
100サイクル時に、電池セル10が解体され、負極の表面において、Liの析出の有無が確認された。確認結果は上記表1に示される。
After 100 cycles, the
供試システム2における100サイクル時の反力は、供試システム1における100サイクル時の反力と同等である。しかし、供試システム2においては、Liの析出が確認された。反力がゼロである時(すなわち充電受入性が低い時)、充電電流の上限値を小さくする制御が実施されていないためと考えられる。
The reaction force at 100 cycles in Test System 2 is equivalent to the reaction force at 100 cycles in
供試システム3においては、Liの析出が確認されなかった。しかし供試システム3においては、100サイクル時の反力が大きくなった。供試システム3においては、当初より、電極群12が筐体11に接触しており、反力がゼロである期間が無いためと考えられる。
In
供試システム1は、100サイクル時の反力が小さかった。なおかつ、供試システム1は、100サイクル時にLiの析出が確認されなかった。供試システム1においては、反力がゼロである時、充電電流の上限値を小さくする制御が実施されたためと考えられる。
本実施形態および本実施例は、すべての点で例示である。本実施形態および本実施例は、制限的なものではない。特許請求の範囲の記載によって確定される技術的範囲は、特許請求の範囲と均等の意味でのすべての変更を含む。特許請求の範囲の記載によって確定される技術的範囲は、特許請求の範囲と均等の範囲内におけるすべての変更も含む。 This embodiment and this example are illustrative in all respects. This embodiment and this example are not restrictive. The technical scope defined by the description of the scope of claims includes all modifications equivalent to the scope of the claims. The technical scope defined by the description of the claims also includes all modifications within the scope of equivalents of the claims.
10 電池セル、11 筐体、12 電極群、13 空間、20 拘束部材、21 第1拘束板、22 第2拘束板、23 拘束バンド、30 センサシート、100 電池システム、101 電池モジュール、102 測定装置、103 制御装置。
10
Claims (1)
測定装置、および
制御装置
を含み、
前記電池モジュールは、1個以上の電池セルと、拘束部材とを含み、
前記拘束部材は、前記電池セルに拘束荷重を加えており、
前記測定装置は、反力を測定し、
前記反力は、前記拘束荷重の働く方向と逆方向に、前記電池セルから前記拘束部材に対して働く力であり、
前記制御装置は、
前記反力がゼロである時、前記電池モジュールの充電電流に第1上限値を設定し、
前記反力がゼロよりも大きい時、前記電池モジュールの前記充電電流に第2上限値を設定し、
前記第1上限値は、前記第2上限値よりも小さい、
電池システム。 battery module,
including a measuring device, and a control device;
the battery module includes one or more battery cells and a restraining member,
The binding member applies a binding load to the battery cell,
The measuring device measures the reaction force,
The reaction force is a force acting from the battery cell to the restraint member in a direction opposite to the direction in which the restraint load acts,
The control device is
setting a first upper limit to the charging current of the battery module when the reaction force is zero;
setting a second upper limit to the charging current of the battery module when the reaction force is greater than zero;
The first upper limit is smaller than the second upper limit,
battery system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019117363A JP7176484B2 (en) | 2019-06-25 | 2019-06-25 | battery system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019117363A JP7176484B2 (en) | 2019-06-25 | 2019-06-25 | battery system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021005456A JP2021005456A (en) | 2021-01-14 |
JP7176484B2 true JP7176484B2 (en) | 2022-11-22 |
Family
ID=74099381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019117363A Active JP7176484B2 (en) | 2019-06-25 | 2019-06-25 | battery system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7176484B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7200846B2 (en) * | 2019-06-25 | 2023-01-10 | トヨタ自動車株式会社 | battery system |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007250545A (en) | 2006-03-13 | 2007-09-27 | Lg Chem Ltd | Battery module having simple-structure safety means |
JP2013122907A (en) | 2011-11-11 | 2013-06-20 | Toyota Motor Corp | Battery system |
JP2015225846A (en) | 2014-05-30 | 2015-12-14 | トヨタ自動車株式会社 | Power storage system |
JP2018137099A (en) | 2017-02-21 | 2018-08-30 | トヨタ自動車株式会社 | Battery control system |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4655568B2 (en) * | 2004-05-25 | 2011-03-23 | トヨタ自動車株式会社 | Secondary battery state estimation method and system |
JP2010080225A (en) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Toshiba Corp | Battery pack |
JP6575812B2 (en) * | 2015-10-27 | 2019-09-18 | トヨタ自動車株式会社 | Battery system |
-
2019
- 2019-06-25 JP JP2019117363A patent/JP7176484B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007250545A (en) | 2006-03-13 | 2007-09-27 | Lg Chem Ltd | Battery module having simple-structure safety means |
JP2013122907A (en) | 2011-11-11 | 2013-06-20 | Toyota Motor Corp | Battery system |
JP2015225846A (en) | 2014-05-30 | 2015-12-14 | トヨタ自動車株式会社 | Power storage system |
JP2018137099A (en) | 2017-02-21 | 2018-08-30 | トヨタ自動車株式会社 | Battery control system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021005456A (en) | 2021-01-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10254346B2 (en) | SOC estimation device for secondary battery | |
CN106257738B (en) | Controller for lithium ion secondary battery and vehicle | |
JP6453854B2 (en) | Storage battery having multiple resistance levels | |
JP6627415B2 (en) | Battery pack | |
JP6962265B2 (en) | Control devices, control methods and battery systems, and electric vehicles equipped with them | |
WO2012147121A1 (en) | Cell pack | |
JP2014514694A (en) | Electrochemical cell for storing electrical energy | |
JP2018137099A (en) | Battery control system | |
JP7159590B2 (en) | Charging control device, power storage device, charging control method for power storage element, and computer program | |
JP2017107648A (en) | Battery pack | |
JP7176484B2 (en) | battery system | |
EP3537164B1 (en) | Short circuit detection device | |
JP5503957B2 (en) | Vehicle power supply | |
KR20130089376A (en) | Secondary battery having temperature sensor | |
JP6648561B2 (en) | Power system | |
JP7200846B2 (en) | battery system | |
JP2013118791A (en) | Battery control device and power storage device | |
CN107636884B (en) | Method for operating rechargeable battery cells and battery control device | |
JP2016144367A (en) | Control device for battery pack | |
EP2779296B1 (en) | Secondary battery including multiple electrode assemblies | |
JP4835808B2 (en) | Power storage system | |
JP6323719B2 (en) | Power supply control system | |
JP2019046768A (en) | Lithium ion secondary battery system | |
JP2012003870A (en) | Power storage system | |
JP2007129812A (en) | Charge controller and control method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210827 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220405 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221011 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221024 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7176484 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |