KR101809838B1

KR101809838B1 - 리튬 이온 이차 전지의 열화도 산출 방법, 제어 방법 및 제어 장치

Info

Publication number: KR101809838B1
Application number: KR1020160063849A
Authority: KR
Inventors: 모토유키 오니키
Original assignee: 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2016-05-25
Publication date: 2017-12-15
Also published as: US10490864B2; JP2016223923A; JP6350875B2; KR20160140439A; DE102016109525A1; CN106199433B; CN106199433A; DE102016109525B4; US20160351974A1

Abstract

상기 리튬 이온 이차 전지의 온도 이력을 기록시키고, 상기 리튬 이온 이차 전지의 SOC 이력을 기록시키고, 상기 온도 이력과 상기 SOC 이력과 제1 데이터 테이블에 기초하여, 상기 리튬 이온 이차 전지의 정극 열화도(K1)를 산출하고, 상기 온도 이력과 상기 SOC 이력과 제2 데이터 테이블에 기초하여, 상기 리튬 이온 이차 전지의 부극 열화도(K2)를 산출하고, 상기 온도 이력과 상기 SOC 이력과 제3 데이터 테이블에 기초하여, 상기 리튬 이온 이차 전지의 리튬 트랩량(TLi)을 산출하고, 상기 정극의 열화도와, 상기 부극의 열화도와, 상기 리튬 트랩량에 기초하여 상기 리튬 이온 이차 전지의 열화도를 산출한다.

Description

리튬 이온 이차 전지의 열화도 산출 방법, 제어 방법 및 제어 장치{DETERIORATION DEGREE CALCULATING METHOD, CONTROL METHOD, AND CONTROL DEVICE FOR LITHIUM ION SECONDARY BATTERY}

본 발명은 리튬 이온 이차 전지의 열화도 산출 방법, 제어 방법 및 제어 장치에 관한 것이다.

본 명세서에 있어서 「리튬 이온 이차 전지」는, 전해질 이온으로서 리튬 이온을 이용하고, 정부극간에 있어서의 리튬 이온에 수반하는 전하의 이동에 의해 충전과 방전이 실현되는 이차 전지를 의미한다. 여기서, 제어 장치의 제어 대상으로서의 「리튬 이온 이차 전지」에는, 복수의 전지 요소가 접속된 「조전지」가 포함될 수 있다. 또한, 제어 장치의 제어 대상으로서의 「리튬 이온 이차 전지」에는, 「조전지」의 전지 요소로서 내장된 이차 전지가 포함될 수 있다.

리튬 이온 이차 전지의 제어 방법으로서, 일본 특허 공개 제2013-89424호 공보에는, 전지의 열화를 예측하는 방법이 개시되어 있다. 동 공보에 개시되는 예측 방법에서는, 어떤 온도와 SOC에 미리 정해진 시간 체류했을 때에, 전지가 어느 정도 열화될지를 예측하는 데이터 테이블을 준비한다. 그리고, 실제로, 온도와 SOC에 관한 이력을 기초로, 전지의 열화도를 예측하고 있다.

리튬 이온 이차 전지의 열화도를 추정하는 방법에 대해서, 일본 특허 공개 제2013-89424호 공보에 제안된 방법은, 리튬 이온 이차 전지의 열화도를 일단 추정할 수 있다. 그러나, 추정값으로서 산출되는 열화도와, 실제의 리튬 이온 이차 전지의 열화도의 차는 작은 것이 바람직하다. 여기에서는, 고정밀도로 리튬 이온 이차 전지의 열화도를 추정할 수 있는 새로운 방법을 제안한다.

본 발명의 제1 형태는 리튬 이온 이차 전지의 열화도 산출 방법에 있어서,

a) 기억부에, 상기 리튬 이온 이차 전지에 대해서, 온도와, SOC와, 단위 시간당의 정극의 열화도의 관계를 기록하고 있는 제1 데이터 테이블과, 상기 리튬 이온 이차 전지에 대해서, 온도와, SOC와, 단위 시간당의 부극의 열화도의 관계를 기록하고 있는 제2 데이터 테이블과, 상기 리튬 이온 이차 전지에 대해서, 온도와, SOC와, 단위 시간당의 리튬 트랩량의 관계를 기록하고 있는 제3 데이터 테이블을 기억시키는 것;

b) 기록부에 상기 리튬 이온 이차 전지의 온도 이력을 기록시키는 것;

c) 상기 기록부에 상기 리튬 이온 이차 전지의 SOC 이력을 기록시키는 것;

d) 상기 온도 이력과 상기 SOC 이력과 상기 제1 데이터 테이블에 기초하여, 상기 리튬 이온 이차 전지의 정극 열화도를 산출하는 것;

e) 상기 온도 이력과 상기 SOC 이력과 상기 제2 데이터 테이블에 기초하여, 상기 리튬 이온 이차 전지의 부극 열화도를 산출하는 것;

f) 상기 온도 이력과 상기 SOC 이력과 상기 제3 데이터 테이블에 기초하여, 상기 리튬 이온 이차 전지의 리튬 트랩량을 산출하는 것; 및

g) 상기 정극의 열화도와, 상기 부극의 열화도와, 상기 리튬 트랩량에 기초하여 상기 리튬 이온 이차 전지의 열화도를 산출하는 것을 포함한다.

상기 형태에 의하면, 리튬 이온 이차 전지의 열화도가 보다 고정밀도로 산출된다.

상기 제1 형태에 있어서, 스텝 g)는 상기 리튬 트랩량에 기초하여, 정극 전위와, 부극 전위의 추정 시프트량을 산출하는 것을 포함해도 된다.

상기 제1 형태에 있어서, 스텝 g)는 상기 정극의 열화도와, 상기 부극의 열화도와, 상기 리튬 트랩량에 기초하여, 리튬 이온 이차 전지의 열화 후의 전지 용량을 추정하는 것을 포함하고, 상기 스텝 g)에 있어서, 상기 리튬 이온 이차 전지의 열화도는, 열화 후의 전지 용량을 초기의 전지 용량으로 제산함으로써 산출되어도 된다.

본 발명의 제2 형태는 리튬 이온 이차 전지의 제어 방법에 있어서,

f) 상기 온도 이력과 상기 SOC 이력과 상기 제3 데이터 테이블에 기초하여, 상기 리튬 이온 이차 전지의 리튬 트랩량을 산출하는 것;

g) 상기 정극의 열화도와, 상기 부극의 열화도와, 상기 리튬 트랩량에 기초하여 상기 리튬 이온 이차 전지의 열화도를 산출하는 것; 및

h) 상기 리튬 이온 이차 전지의 열화도에 기초하여 상기 리튬 이온 이차 전지를 제어하는 것을 포함한다.

상기 형태에 의하면, 리튬 이온 이차 전지의 열화가 억제된다.

상기 제2 형태에 있어서, 상기 스텝 g)는 상기 리튬 트랩량에 기초하여, 정극 전위와, 부극 전위의 추정 시프트량을 산출하는 것을 포함해도 된다.

상기 제2 형태에 있어서, 상기 스텝 g)는 상기 정극의 열화도와, 상기 부극의 열화도와, 상기 리튬 트랩량에 기초하여, 리튬 이온 이차 전지의 열화 후의 전지 용량을 추정하는 것을 포함하고, 상기 스텝 g)에 있어서, 상기 리튬 이온 이차 전지의 열화도는, 열화 후의 전지 용량을 초기의 전지 용량으로 제산함으로써 산출되어도 된다.

상기 제2 형태에 있어서, 상기 스텝 h)는 상기 정극의 열화도가 미리 정해진 역치를 초과한 경우, 또는, 상기 부극의 열화도가 미리 정해진 역치를 초과한 경우에, 상기 리튬 이온 이차 전지에 통전하는 전류값을 억제하는 것을 포함해도 된다.

상기 제2 형태에 있어서, 상기 스텝 h)는 상기 리튬 트랩량에 기초하여, 상기 리튬 트랩량이 미리 정해진 역치를 초과한 경우에, 상기 리튬 이온 이차 전지에의 통전을 정지하는 것을 포함해도 된다.

본 발명의 제3 형태는 리튬 이온 이차 전지의 제어 장치에 있어서,

리튬 이온 이차 전지의 온도를 검지하도록 구성되어 있는 온도 센서와,

상기 리튬 이온 이차 전지의 SOC를 검지하도록 구성되어 있는 SOC 검지부와,

상기 온도 센서에 의해 검지된 온도에 기초하는 온도 이력을 기록하도록 구성되어 있는 제1 기록부와,

상기 SOC 검지부에 의해 검지된 SOC에 기초하는 SOC 이력을 기록하도록 구성되어 있는 제2 기록부와,

상기 온도 이력과 상기 SOC 이력에 기초하여, 상기 리튬 이온 이차 전지의 정극 열화도를 산출하도록 구성되어 있는 제1 산출부와,

상기 온도 이력과 상기 SOC 이력에 기초하여, 상기 리튬 이온 이차 전지의 부극 열화도를 산출하도록 구성되어 있는 제2 산출부와,

상기 온도 이력과 상기 SOC 이력에 기초하여, 상기 리튬 이온 이차 전지의 리튬 트랩량을 산출하도록 구성되어 있는 제3 산출부와,

상기 정극의 열화도와, 상기 부극의 열화도와, 상기 리튬 트랩량에 기초하여 상기 리튬 이온 이차 전지의 열화도를 산출하도록 구성되어 있는 제4 산출부를 포함한다.

상기 제3 형태에 있어서, 상기 정극의 열화도가 미리 정해진 역치를 초과하는 경우, 또는, 상기 부극의 열화도가 미리 정해진 역치를 초과하는 경우에, 상기 리튬 이온 이차 전지에 통전하는 전류값을 억제하도록 구성되어 있는 전류 억제부를 더 포함해도 된다.

상기 제3 형태에 있어서, 상기 정극의 열화도와, 상기 부극의 열화도와, 상기 리튬 이온 이차 전지에 통전하는 전류값을 억제하는 계수의 관계가 미리 기록된 데이터 테이블을 기억하도록 구성되어 있는 기억부; 및

상기 정극의 열화도와 상기 부극의 열화도에 기초하여, 상기 리튬 이온 이차 전지에 통전하는 전류값을 산출하도록 구성되어 있는 제5 산출부를 더 구비해도 된다.

상기 제3 형태에 있어서, 상기 리튬 트랩량에 기초하여, 미리 정해진 역치보다도 큰 경우에, 상기 리튬 이온 이차 전지에의 통전을 정지하도록 구성되어 있는 정지 제어부(H)를 더 구비해도 된다.

본 발명의 예시적인 실시예의 특징, 장점 및 기술적 및 산업적 현저성은 유사 요소들을 유사 도면 부호로 나타낸 첨부 도면을 참조로 하여 후술될 것이다:
도 1은, 리튬 이온 이차 전지(10)의 충전 전류량과 개회로 전압(OCV)의 관계의 일 전형례를 도시하는 그래프이다.
도 2는, 리튬 이온 이차 전지(10)의 충전 전류량에 대한 정극 전위와 부극 전위의 변화의 일례를 도시하는 그래프이다.
도 3은, 제어 장치(100)를 모식적으로 도시하는 블록도이다.
도 4는, 데이터 테이블(M1∼M3)의 일례를 도시하는 데이터 테이블이다.
도 5는, 제어 장치(100)의 제어 플로우의 일례이다.

이하, 여기서 제안되는 리튬 이온 이차 전지의 열화도 산출 방법, 제어 방법 및 제어 장치에 관한 일 실시 형태를 설명한다. 여기서 설명되는 실시 형태는, 당연히 특별히 본 발명을 한정하는 것을 의도한 것은 아니다.

본 명세서에서의 리튬 이온 이차 전지의 열화는, 리튬 이온 이차 전지의 용량 열화를 의미하고 있다. 리튬 이온 이차 전지는, 사용에 따라 전지 용량이 초기 상태보다도 감소하는 경향이 있다. 리튬 이온 이차 전지의 열화도는, 초기 상태의 전지 용량에 대한, 현상의 전지 용량의 비율로 표현된다. 즉, 리튬 이온 이차 전지의 열화도는, 다음의 식 (A)로 표현되고, 초기 상태의 전지 용량을 100으로 했을 때의, 현상의 전지 용량의 비율이며, 용량 유지율이라고도 칭해질 수 있다.

리튬 이온 이차 전지의 열화도=(현상의 전지 용량)/(초기 상태의 전지 용량)×100(％)…(A)

리튬 이온 이차 전지에 대해서, 「초기 상태」는, 리튬 이온 이차 전지가 조립된 후의 상태에서 임의로 정할 수 있다. 예를 들어, 리튬 이온 이차 전지가 조립되고, 미리 정해진 컨디셔닝 공정을 경과하고, 리튬 이온 이차 전지로서 통상의 사용을 할 수 있는 상태를 「초기 상태」로 해도 된다. 또한, 리튬 이온 이차 전지의 초기 상태는, 리튬 이온 이차 전지가 출하될 때의 상태로 해도 된다.

리튬 이온 이차 전지의 전지 용량에 대해서, 여기에서는, 개회로 전압을 기초로 리튬 이온 이차 전지의 상한 전압과 하한 전압을 미리 정하여 설정한다. 그리고, CCCV 충전에 의해, 리튬 이온 이차 전지를 상한 전압까지 충전하고, 그 후, CCCV 방전에 의해 리튬 이온 이차 전지를 하한 전압까지 방전한다. 이때, 초기 상태에서의 리튬 이온 이차 전지에 대해서, 상한 전압부터 하한 전압까지 방전했을 때의 방전 용량을, 리튬 이온 이차 전지의 초기 상태의 전지 용량으로 한다. 또한, CCCV란 Constant Current Constant Voltage의 약칭이다.

이 실시 형태에서는, 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지에 대하여 개회로 전압을 기초로 리튬 이온 이차 전지의 하한 전압을 3.0V로 하고, 상한 전압을 4.1V로 한다. 이 경우, 개회로 전압이 3.0V인 상태가 SOC 0％이며, 개회로 전압이 4.1V인 상태가 SOC 100％가 된다. 전지 용량은 CCCV 충전으로 개회로 전압이 4.1V로 되는 상태까지 충전하고, CCCV 방전으로 개회로 전압이 3.0V가 될 때까지 방전했을 때의 방전 용량에 상당한다. 여기서, 「SOC」는, State Of Charge의 약칭이며, 전지의 충전 상태를 나타내고 있다. 여기에서는, 「SOC」는, 만충전 상태에 대한 충전율로 정해진다. 이하, 만충전 상태에 대한 충전율을 「충전율」이라고 칭한다.

이하에, 리튬 이온 이차 전지의 열화 사상을 설명한다.

도 1은, 리튬 이온 이차 전지의 충전 전류량과 개회로 전압(OCV: Open Circuit Voltage)의 관계의 일 전형례를 도시하는 그래프이다. 도 2는, 리튬 이온 이차 전지의 충전 전류량에 대한 정극 전위와 부극 전위의 변화의 일례를 도시하는 그래프이다. 또한, 도 1 및 도 2는, 모식적으로 도시하는 것이며, 측정 결과를 엄밀하게 도시하고 있지 않다. 여기서, 도 1 중의 실선 S는, 리튬 이온 이차 전지에 대하여 초기 상태에서의 SOC와 개회로 전압(OCV)의 관계를 나타내고 있다. 파선 S1은, 열화 후의 SOC와 개회로 전압(OCV)의 관계를 나타내고 있다.

도 2 중의 실선 P는, 리튬 이온 이차 전지에 대하여 초기 상태에서의 SOC와 정극의 전위의 관계를 나타내고 있다. 파선 P1은, 열화 후의 SOC와 정극의 전위의 관계를 나타내고 있다. 실선 Q는, 리튬 이온 이차 전지에 대하여 초기 상태에서의 SOC와 부극의 전위의 관계를 나타내고 있다. 파선 Q1은, 열화 후의 SOC와 부극의 전위의 관계를 나타내고 있다. 도 1에서는, 횡축이 리튬 이온 이차 전지의 SOC를 나타내고 있고, 종축이 개회로 전압(OCV)을 나타내고 있다. 또한, 파선으로 나타낸 바와 같이, 사용에 따라 정극과 부극은 각각 열화(단극에서의 용량이 감소)하고, 그 결과, 리튬 이온 이차 전지의 전지 용량이 감소한다.

본 명세서에서는, 초기 상태에서의 정극의 전위를, 적절하게 「OCP+」라고 칭한다. 초기 상태에서의 부극의 전위를, 적절하게 「OCP-」라고 칭한다. 정극의 전위, 부극의 전위는, 각각 참조 전극과의 전위차로 파악될 수 있다. 참조 전극에는, 예를 들어, 금속 리튬이 사용된다. 초기 상태에서의 SOC와 정극의 전위(OCP+)의 관계는, 전형적으로는, 도 2의 실선 P와 같이 된다. 실선 P는, 적절하게, 「SOC-OCP+」라고 칭해진다. SOC와 부극의 전위(OCP-)의 관계는, 전형적으로는, 도 2의 실선 Q와 같이 된다. 실선 Q는, 적절하게, 「SOC-OCP-」라고 칭해진다.

초기 상태에서는, 그래프 P를 따라 정극의 전위가 변동한다. 또한, 그래프 Q를 따라 부극의 전위가 변동한다. 여기서, 리튬 이온 이차 전지의 임의의 충전 상태 (i)에 있어서, 정극의 전위 P(i)와, 부극의 전위 Q(i)의 차가, 리튬 이온 이차 전지(10)의 개회로 전압 S(i)로 된다{S(i)=P(i)-Q(i)}. 열화 후에 있어서도, 리튬 이온 이차 전지의 임의의 충전 상태 (j)에 있어서, 그래프의 종축을 따라, 정극의 전위 P1(j)와 부극의 전위 Q1(j)의 차가, 열화 후의 리튬 이온 이차 전지(10)의 개회로 전압 S1(j)로 된다{S1(j)=P1(j)-Q1(j)}.

초기 상태의 그래프 P, Q와, 열화 후의 그래프 P1, Q1은, 열화 후의 리튬 이온 이차 전지(10)의 개회로 전압 S1(j)와 초기 상태의 개회로 전압 S(i)가 동일한 전압을 나타내는 상태에서, 위치를 맞춰 도시하면 된다. 예를 들어, 도 2에서는, 초기 상태의 리튬 이온 이차 전지(10)의 SOC 100％의 개회로 전압을 기준 A1으로 하고 있다.

즉, 도 2에서는, 초기 상태의 SOC 100％와 같은 개회로 전압 S(100)를 나타내는 상태를 기준 A1으로 하고 있다. 그리고, 초기 상태의 리튬 이온 이차 전지의 SOC 100％와 동일한 개회로 전압 S(100)를 도시하는 그래프 P, Q의 위치와, 열화 후의 리튬 이온 이차 전지의 그래프 P1, Q1의 위치를, 횡축 상에 있어서 맞추고 있다. 상기 기준 A1에서의 초기 상태의 리튬 이온 이차 전지는 SOC 100％이다. 상기 기준 A1에서의 열화 후의 리튬 이온 이차 전지는 반드시 SOC 100％인 것은 아니다. 상기 기준 A1에서의 열화 후의 리튬 이온 이차 전지는, 초기 상태의 SOC 100％와 같은 개회로 전압 S(100)를 나타낸다.

도 2에서는, 횡축은, 충전 또는 방전의 전류량을 나타내고 있다. 도 2에서는, 초기 상태의 리튬 이온 이차 전지에 대해서, 상기 기준 A1로부터 충전 또는 방전의 전류량 (i)에 따라서 정극의 전위 P(i)와 부극의 전위 Q(i)가 묘화되어 있다. 또한, 열화 후의 리튬 이온 이차 전지에 대해서, 상기 기준 A1부터 충전 또는 방전의 전류량 (j)에 따라서 정극의 전위 P1(j)와 부극의 전위 Q1(j)가 묘화되어 있다.

여기서, 도 1 및 도 2는, 예를 들어, 층 구조를 갖는 리튬 전이 금속 복합 산화물(예를 들어, 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물)을 정극 활물질 입자로 하고, 흑연 구조를 갖는 흑연 입자를 부극 활물질로서 사용한 리튬 이온 이차 전지에 관한 경향을 나타내고 있다.

도 2에 실선 P, Q에 의해 나타낸 바와 같이, 초기 상태의 리튬 이온 이차 전지에서는, 방전 전류량에 대하여 정극의 전위 P가 서서히 저하되고, 부극의 전위 Q가 서서히 상승한다. 그리고, 방전 말기에서는, 정극의 전위 P가 급격하게 저하되고, 부극의 전위 Q도 급격하게 상승한다. 또한, 충전 전류량에 대하여 정극의 전위 P는 서서히 상승하고, 부극의 전위 Q는 단계적으로 저하된다.

이에 비해, 도 2에 파선 P1, Q1에 의해 나타낸 바와 같이, 열화 후의 리튬 이온 이차 전지에서는, 방전 전류량에 대하여 정극의 전위 P1이 저하되는 타이밍이나, 부극의 전위 Q1이 상승하는 타이밍은, 초기 상태보다도 빠르게 되는 경향이 있다. 또한, 정극의 전위 P1은, 충전 전류량에 대하여 상승하는 타이밍이 초기 상태보다도 빠르게 되고, 부극의 전위 Q1은, 충전 전류량에 대하여 단계적으로 저하되는 타이밍이 초기 상태보다도 늦게 된다.

상기 열화 후의 경향에 대해서, 정극에서는, 정극 활물질이 리튬 이온을 방출 또는 흡장할 수 있는 양이 감소하는 것이 원인이라고 생각된다. 즉, 도 1에 도시한 바와 같이, 리튬 이온 이차 전지에 대하여 미리 정해진 개회로 전압의 범위에서의 충전 또는 방전에 있어서, 정극 활물질이 리튬 이온을 방출 또는 흡장할 수 있는 양이 감소한다. 이 현상은, 「정극의 열화」라고 칭해진다. 또한, 도 2에 도시하는 그래프에 있어서 Px로 나타낸 바와 같이, 충전 전류량을 나타내는 횡축을 따라 정극이 기능하는 폭이 짧아지는 것으로부터, 「정극 수축」이라고도 칭해질 수 있다.

또한, 부극에서는, 부극 활물질이 리튬 이온을 방출 또는 흡장할 수 있는 양이 감소하는 것이 원인이라고 생각된다. 즉, 리튬 이온 이차 전지에 대하여 미리 정해진 개회로 전압의 범위에서의 충전 또는 방전에 있어서, 부극 활물질이 리튬 이온을 방출 또는 흡장할 수 있는 양이 감소한다. 이 현상은, 「부극의 열화」라고 칭해진다. 또한, 도 2에 도시하는 그래프에 있어서 Qx로 나타낸 바와 같이, 충전 전류량을 나타내는 횡축을 따라 부극이 기능하는 폭이 짧아지는 것으로부터, 「부극 수축」이라고도 칭해질 수 있다.

또한, 리튬 이온 이차 전지에서는, 충전 시에 정극으로부터 리튬 이온이 방출되고, 부극은 리튬 이온을 흡수함과 함께, 부극에 전하가 축적된다. 방전 시에는, 부극에 축적된 리튬 이온이 방출되고, 정극에 리튬 이온이 복귀된다. 이러한 충전과 방전에 있어서, 리튬 이온은 피막에 도입되거나, 일부 석출되거나 하므로, 열화가 진행하면 전지 반응에 기여하는 리튬이 감소한다. 여기에서는, 피막에 도입되거나, 일부 석출되거나 하여 전지 반응에 기여하는 리튬이 감소한 양을, 「리튬 트랩량」이라고 칭한다.

도 1에 도시하는 그래프에서는, 방전측을 관찰하면, 초기 상태의 그래프 P, Q에 비하여, 열화 후의 그래프 P1, Q1에 나타내고 있는 바와 같이, 정극의 전위가 강하하는 타이밍과, 부극의 전위가 상승하는 타이밍이 어긋난다. 정극의 전위가 강하하는 타이밍과, 부극의 전위가 상승하는 타이밍이 어긋나는 것은, 전지 반응에 기여하는 리튬의 감소(리튬 트랩량의 증가)가 관계하고 있다고 생각된다. 본 발명자는, 리튬 이온 이차 전지의 열화에는, 정극의 열화, 부극의 열화 및 전지 반응에 기여하는 리튬의 감소가 관련되어 있다고 생각하고 있다.

여기서 제안되는 리튬 이온 이차 전지의 제어 방법에 의하면, 리튬 이온 이차 전지의 열화도는, 정극의 열화도 K1과, 부극의 열화도 K2와, 리튬 트랩량 TLi에 기초하여 구해진다. 여기서 제안되는 리튬 이온 이차 전지의 제어 방법에 의하면, 정극의 열화도 K1과, 부극의 열화도 K2와, 리튬 트랩량 TLi는, 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지에 대해서, 온도 환경과 SOC의 이력을 기초로 각각 추정한다. 여기서 제안되는 리튬 이온 이차 전지의 제어 방법에 의하면, 리튬 이온 이차 전지의 열화도를 보다 고정밀도로 추정할 수 있어, 리튬 이온 이차 전지의 보다 적절한 제어가 가능해진다.

도 3은, 제어 장치(100)를 모식적으로 도시하는 블록도이다. 여기서 제어 장치(100)는 여기서 제안되는 리튬 이온 이차 전지의 제어 방법을 구현화하는 장치이다. 제어 장치(100)는 미리 정해진 프로그램에 따라 연산을 행하는 연산 장치와, 전자화된 정보를 기억하는 기억 장치를 구비하고 있다. 여기서, 연산 장치는, 중앙처리장치(CPU) 등이라고 칭해질 수 있다. 기억 장치는, 메모리나 하드디스크 등이라고 칭해질 수 있다. 제어 장치(100)는 미리 정해진 프로그램에 따라 소정의 연산 처리를 행하고, 연산 결과를 기초로 리튬 이온 이차 전지(10)를 전기적으로 제어한다. 또한, 차량 용도에서는, 제어 장치(100)는 엔진이나 스티어링이나 브레이크나 이차 전지 등을 제어하기 위하여 차량에 탑재된 전자 제어 유닛(ECU)에 내장되어 있으면 된다.

도 3에 도시하는 예에서는, 제어 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지(10)의 정극 단자(12)와 부극 단자(14)에는, 입력 장치(32)(예를 들어, 전원(32))과, 출력 장치(34)(예를 들어, 출력처의 외부 장치(34))가 각각 병렬로 접속되어 있다. 또한, 리튬 이온 이차 전지(10)에는, 전류계(22)가 직렬로 접속되어 있고, 전압계(24)가 병렬로 접속되어 있다. 또한, 리튬 이온 이차 전지(10)에는 온도 센서(26)가 설치되어 있다.

제어 장치(100)는 전류계(22)와, 전압계(24)와, 온도 센서(26)로부터 각각 측정값에 관한 정보가 입력된다. 그리고, 리튬 이온 이차 전지(10)의 열화도를 추정하고, 리튬 이온 이차 전지(10)의 충전과 방전을 제어한다. 도 3에 도시하는 예에서는, 제어 장치(100)는 입력 장치(32)와, 출력 장치(34)와, 입력 스위치(42)와, 출력 스위치(44)를 제어한다. 제어 장치(100)는 예를 들어, 입력 장치(32) 또는 출력 장치(34)를 제어함으로써, 리튬 이온 이차 전지(10)에 통전하는 전류값을 조정할 수 있다. 또한, 예를 들어, 입력 스위치(42) 또는 출력 스위치(44)를 제어함으로써, 리튬 이온 이차 전지(10)에의 통전을 정지할 수 있다.

여기서, 온도 센서(26)는 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지(10)의 온도를 검지하는 센서이며, 리튬 이온 이차 전지(10)의 미리 정해진 위치, 예를 들어, 측면에 설치된다. 온도 센서(26)는 필요한 감도를 구비하고 있고, 제어 장치(100)에 온도에 따른 전기적인 신호가 얻어지면 되고, 이러한 기능을 발휘하는 것이라면, 온도 센서(26)의 구조는 특별히 한정되지 않는다.

제어 장치(100)는 도 3에 도시한 바와 같이, SOC 검지부(101)와, 기록부(A, B)와, 산출부(C∼F)를 구비하고 있다.

SOC 검지부(101)는 제어 장치(100)에 있어서, 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지(10)의 SOC를 검지하는 처리부이다. 제어 장치(100)가 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지(10)의 SOC를 검지하는 방법으로서는, 구체적으로는 다양한 방법을 채용할 수 있다. 이하에 일례를 나타낸다. SOC를 검지하는 방법은 여기에서 예시되는 방법에 한정되지 않는다.

리튬 이온 이차 전지(10)의 SOC를 검지하는 방법에 대하여 설명한다. 이 실시 형태에서는, 동형의 리튬 이온 이차 전지에 대해서, 초기 상태에 있어서의 개회로 전압(OCV)과 SOC의 관계에 상당하는 데이터를 시험에 의해 얻어서, 제어 장치(100)에 미리 기억시켜 둔다. 또한, 초기 상태에 있어서의 리튬 이온 이차 전지(10)의 충전 전류량에 대한 정극의 전위(OCP+)의 변화량(도 2의 그래프 P)에 상당하는 데이터를 시험에 의해 얻어서, 제어 장치(100)에 미리 기억시켜 둔다. 또한, 초기 상태에 있어서의 리튬 이온 이차 전지(10)의 충전 전류량에 대한 부극의 전위(OCP-)의 변화량(도 2의 그래프 Q)에 상당하는 데이터를 시험에 의해 얻어서, 제어 장치(100)에 미리 기억시켜 둔다.

SOC 검지부(101)는 초기 상태의 리튬 이온 이차 전지(10)에 대해서, 미리 기억된 개회로 전압(OCV)과 SOC의 관계와, 개회로 전압(OCV)에 기초하여 SOC를 검지한다. 이러한 검지된 SOC는, 제어 장치(100)에는, 적산 기간의 직전의 충전율 SOCy로서 기억된다. 그 후는 미리 정해진 적산 기간에 있어서 충전 전류 및 방전 전류에 기초하여 충전 전류량과 방전 전류량을 적산한 적산 전류량(ΔI)에 기초하여, 충전율의 변화량(ΔSOC)이 산출된다.

여기서, 적산 전류량(ΔI)은 충전 전류량이 방전 전류량보다도 많은 경우에는 +가 되고, 방전 전류량이 충전 전류량보다도 많은 경우에는 -가 된다. 이하의 식 (B)와 같이, 적산 전류량(ΔI)을 전지 용량(Io)으로 나누는 것에 의해, 충전율의 변화량(ΔSOC)이 구해진다.

ΔSOC=ΔI/Io…(B)

또한, 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지(10)는 사용에 따라 전지 용량(Io)이 열화되는 경향이 있다. 즉, 리튬 이온 이차 전지(10)는 초기 상태보다도 사용에 따라 서서히 전지 용량이 감소하는 경향이 있다. 충전율의 변화량 ΔSOC를 산출하는 데 있어서, 적산 전류량(ΔI)을 전지 용량(Io)으로 나눈다. 이때, 전지 용량(Io)에는, 보다 엄밀하게는 적산 기간 직전의 전지 용량으로서, 직전의 적산 기간에 산출된 열화 후의 전지 용량 Ix를 사용하고, 식 (B1)에 의해, 충전율의 변화량 ΔSOC를 산출해도 된다. 이 경우, 제어 장치(100)에 기억되어 있는 전지 용량(Io)은 직전의 적산 기간에 산출된 열화 후의 전지 용량 Ix로 수시로 갱신하면 된다. 또한, 열화 후의 전지 용량 Ix의 산출 방법은, 또한 후술되어 있다.

ΔSOC=ΔI/Ix…(B1)

그 적산 기간 후의 충전율 SOCx는, 이하의 식 (C)와 같이, 그 적산 기간의 직전의 충전율 SOCy와, 충전율의 변화량 ΔSOC의 합에 의해 산출된다.

SOCx=SOCy+ΔSOC…(C)

제어 장치(100)에 기억되어 있는 그 적산 기간의 직전의 충전율 SOCy는, 그 적산 기간 후에 산출된 충전율 SOCx로 수시로 갱신되면 된다.

식 (C)에 있어서, SOCy는, 충전율의 변화량 ΔSOC를 산출할 때의 적산 전류량의 적산 기간의 직전의 충전율이다. 여기서, 적산 전류량(ΔI)과 적산 기간 후의 충전율 SOCx는, 미리 정해진 단위 시간을 적산 기간으로 하고, 이러한 적산 기간마다 산출된다. 적산 기간은 임의로 설정할 수 있다. 적산 기간은, 예를 들어, 15초, 30초, 1분, 5분 또는 10분으로 설정해도 된다. 이 실시 형태에서는, 적산 기간은 1분간으로 설정되어 있고, 1분마다, 열화 후의 전지 용량과, 적산 기간 후의 충전율 SOCx를 산출하고 있다. 또한, 적산 기간 후의 충전율 SOCx를 검지하는 방법은 그 밖에도 여러가지 있고, 예를 들어, 활물질의 특성을 고려하여 적당한 방법을 채용하면 된다.

기록부(A)는, 제어 장치(100)에 있어서, 온도 센서(26)에 의해 검지된 온도에 기초하는 온도 이력을 기록하는 처리부이다. 예를 들어, 온도 센서(26)로 검지된 온도의 정보를 시계열로 기록하면 된다.

기록부(B)는, 제어 장치(100)에 있어서, SOC 검지부(101)에 의해 검지된 SOC에 기초하는 SOC 이력을 기록하는 처리부이다. 예를 들어, SOC 검지부(101)에 의해 검지된 SOC의 정보를 시계열로 기록하면 된다.

산출부 C는, 제어 장치(100)에 있어서, 온도 이력과 SOC 이력에 기초하여, 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지(10)의 정극 열화도 K1을 산출하는 처리부이다. 산출부(D)는, 제어 장치(100)에 있어서, 온도 이력과 SOC 이력에 기초하여, 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지(10)의 부극 열화도 K2를 산출하는 처리부이다. 산출부(E)는, 제어 장치(100)에 있어서, 온도 이력과 SOC 이력에 기초하여, 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지(10)의 리튬 트랩량 TLi를 산출하는 처리부이다.

도 4는, 정극의 열화도 K1과, 부극의 열화도 K2와, 리튬 트랩량 TLi의 산출에 사용하는 데이터 테이블(M1∼M3)을 예시하고 있다.

정극의 열화도 K1과, 부극의 열화도 K2와, 리튬 트랩량 TLi의 산출에 사용하는 데이터 테이블(M1∼M3)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 리튬 이온 이차 전지가 방치되어 있는 상태(방치 상태)와, 리튬 이온 이차 전지가 통전되어 있는 상태(통전 상태)에 따라서 각각 준비되어 있다. 또한, 도 4에서 도시된 데이터 테이블(M1∼M3)은, 여기서 제안되는 제어 방법의 이해를 돕는 목적에서, 각각 설명의 편의상작성한 것이다. 도 4에서 도시된 데이터 테이블(M1∼M3)은, 반드시 실제의 리튬 이온 이차 전지에 대하여 구체적인 데이터를 나타내는 것은 아니다. 예를 들어, 도 4에서는, SOC에 대해서 0％부터 100％까지 20％ 간격으로, 또한, 온도에 대하여 -30℃, 0℃, 25℃, 60℃의 4가지 온도에 대해서 데이터가 입력되어 있다. 실제로는, SOC 및 온도에 대해서, 각각 더 세분화한 데이터 테이블을 사용하면 된다.

이러한 데이터 테이블은, 예를 들어, 그 온도 및 SOC의 상태에, 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지와 동형의 리튬 이온 이차 전지를 체류시켜, 어느 정도의 열화가 일어날지를 미리 시험을 행해서 작성하면 된다.

방치 상태에서는, 예를 들어, 특정한 온도 및 SOC의 상태에서, 리튬 이온 이차 전지의 열화를 충분히 관찰할 수 있는 일수(예를 들어, 10일 정도) 방치한다. 방치 상태의 데이터 테이블(M1A∼M3A)에는, 이러한 시험을 기초로, 어떤 특정한 온도 및 SOC의 상태에서 하루 방치되었을 때의 정극 열화도 K1과, 부극의 열화도 K2와, 리튬 트랩량 TLi가 평가되어 있다.

또한, 통전 상태에서는, 예를 들어, 특정한 온도 하에서, 평균적으로, 어떤 특정한 SOC의 상태로 되도록, 단주기로 충전과 방전을 반복하는 제어를 충분히 열화를 관찰할 수 있을 정도의 미리 정해진 시간(예를 들어, 24시간 정도) 행한다. 통전 상태의 데이터 테이블(M1B∼M3B)에는, 이러한 시험을 기초로, 어떤 특정한 온도 및 SOC의 상태에서, 1일 통전되었을 때의 정극 열화도 K1과, 부극의 열화도 K2와, 리튬 트랩량 TLi가 평가되어 있다.

여기서, 정극의 열화도 K1과 부극의 열화도 K2는, 각각 초기 상태를 1로 하고, 그 열화의 진행도 비율(정극 수축)과 (부극 수축)의 정도를 평가하고 있다. 리튬 트랩량 TLi는, 초기 상태를 0으로 하고, 리튬 트랩량에 따라서 용량(Ah)에 상당하는 수치로 평가하고 있다.

도 4의 데이터 테이블(M1A, M2A)는, 각각 1일 방치했을 때의 정극 열화도(K1/day)와, 하루 방치했을 때의 부극 열화도(K2/day)를 기록하고 있다. 도 4의 예에서는, 정극의 열화도 K1과, 부극의 열화도 K2는, 각각 초기 상태를 1로 하는 계수로 평가되어 있고, 1에 가까울수록 열화가 작은 것을 나타내고 있다. 도 4의 예에서는, -30℃의 저온 상태에서 방치된 경우에는, 정극의 열화도 K1과 부극의 열화도 K2는 각각 1이며, 열화가 작은 것이 나타나 있다. 이에 비해, 온도가 높아짐에 따라서 열화가 크다. 특히 부극보다도 정극쪽이 온도의 영향이 큰 경향이 나타나 있다.

도 4의 데이터 테이블(M1B, M2B)는, 각각 1일 통전했을 때의 정극 열화도 K1과, 부극의 열화도 K2를 기록하고 있다. 도 4의 예에서는, 정극의 열화도 K1과, 부극의 열화도 K2는, 각각 초기 상태를 1로 하는 계수로 평가되고 있고, 1에 가까울수록 열화가 작은 것을 나타내고 있다. 도 4의 예에서는, SOC가 0％에 가까운 상태나, 100％에 가까운 상태일수록, 정극과 부극의 열화가 큰 것이 각각 나타나 있다. 또한, 온도가 높을수록, 정극과 부극의 열화가 큰 것이 각각 나타나 있다.

도 4의 데이터 테이블(M3A)는, 하루 방치했을 때의 리튬 트랩량 TLi를 기록하고 있다. 도 4의 예에서는, 리튬 트랩량 TLi는, 각각 0부터 1까지의 수치로 평가되어 있고, 0은 리튬 트랩량 TLi가 거의 증가하지 않는 것을 나타내고 있다. 또한, 0에 가까울수록 리튬 트랩량 TLi가 작은 것을 나타내고 있다. 또한, 리튬 트랩량 TLi가 -인 것은, 포획된 리튬이 회복되는 것을 나타내고 있다. 바꾸어 말하면, 리튬 이온 이차 전지의 전지 반응에 기여하지 않게 된 리튬이, 반응에 기여할 수 있는 상태로 회복되는 것을 나타내고 있다. -의 수치는, 회복되는 리튬의 양을 나타내고 있다.

도 4의 데이터 테이블(M3A)에 의하면, 리튬 이온 이차 전지가 방치되어 있는 경우에는, 리튬 트랩량 TLi는, 온도에 의존하고 있는 것이 나타나 있다. 여기에서는, -30℃의 저온 상태에서 방치된 경우에는, 리튬 트랩량 TLi가 0이며, 리튬 트랩량 TLi의 변화가 거의 발생하지 않는 것이 나타나 있다. 온도가 0℃∼25℃와 같은 온도에서는, 리튬 트랩량 TLi가 마이너스이며, 리튬 트랩량 TLi가 감소되고, 전지 반응에 기여하는 리튬의 양이 증가하는 것이 나타나 있다. 또한, 온도가 60℃ 정도까지 상승하면, 리튬 트랩량 TLi가 플러스가 되고, 리튬 트랩량 TLi가 증가하는 것이 나타나 있다.

도 4의 데이터 테이블(M3B)는, 1일 통전했을 때의 리튬 트랩량 TLi를 기록하고 있다. 도 4의 데이터 테이블(M3B)에서는, 동일한 SOC에서는, -30℃의 저온 상태보다도 온도가 높아지면 질수록, 리튬 트랩량 TLi가 커져서, 리튬 트랩량 TLi에 대한 영향이 큰 것이 나타나 있다. 또한, SOC 40％∼60％에서는, 리튬 트랩량 TLi가 작다. SOC가 0％가 가까워지면 질수록, 또한, SOC가 100％에 가까워지면 질수록, 리튬 트랩량 TLi가 커지는 것이 나타나 있다.

또한, 예를 들어, 통전 레이트에 따라, 정극의 열화도 K1과, 부극의 열화도 K2와, 리튬 트랩량 TLi가 상이한 경향이라면, 통전 레이트의 레벨에 따라서 복수의 데이터 테이블을 준비해 두면 된다. 예를 들어, 도시는 생략하지만, 통전 상태의 데이터 테이블(M1B, M2B, M3B)에 대해서는, 추가로 전류 레이트에 따라서 복수의 데이터 테이블이 준비되어 있어도 된다. 또는, 통전했을 때에 대해서는, 전류 레이트에 따라, 데이터 테이블을 보정하는 보정 계수가 준비되어 있어도 된다. 전류 레이트에 따른 데이터 테이블을 사용하는 것, 또는, 전류 레이트에 따라서 데이터 테이블을 보정함으로써, 정극의 열화도 K1과, 부극의 열화도 K2와, 리튬 트랩량 TLi를 고정밀도로 산출할 수 있다.

이하에, 정극의 열화도 K1과, 부극의 열화도 K2와, 리튬 트랩량 TLi의 산출예를 순서대로 예시한다.

제어 장치(100)는 정극의 열화도 K1의 산출에서는, 기록부(A)에 기록된 리튬 이온 이차 전지(10)의 온도 이력과, 기록부(B)에 기록된 리튬 이온 이차 전지(10)의 SOC의 이력에 기초하여, 정극의 열화도 K1에 관한 데이터 테이블(M1A, M1B)를, 단위 시간마다 참조한다. 여기서, 그 단위 시간에 있어서 리튬 이온 이차 전지(10)가 방치되어 있을 때는, 데이터 테이블(M1A)를 참조한다. 그 단위 시간에 있어서 리튬 이온 이차 전지(10)가 통전되어 있을 때는, 데이터 테이블(M1B)를 참조한다. 이에 의해 단위 시간마다 정극의 열화도 K1(t)을 적절하게 평가할 수 있다. 여기서, 정극의 열화도 K1(t)은 어떤 단위 시간(t)에 있어서의 참조값을 나타내고 있다. 리튬 이온 이차 전지(10)의 사용 기간에 있어서, 얻어진 단위 시일마다의 정극의 열화도 K1(t)을 적산함으로써, 정극의 열화도 K1이 얻어진다.

제어 장치(100)는 부극의 열화도 K2의 산출에서는, 기록부(A)에 기록된 리튬 이온 이차 전지(10)의 온도 이력과, 기록부(B)에 기록된 리튬 이온 이차 전지(10)의 SOC의 이력에 기초하여, 부극의 열화도 K2에 관한 데이터 테이블(M2A, M2B)를, 단위 시간마다 참조한다. 여기서, 그 단위 시간에 있어서 리튬 이온 이차 전지(10)가 방치되어 있을 때는, 데이터 테이블(M2A)를 참조한다. 그 단위 시간에 있어서 리튬 이온 이차 전지(10)가 통전되어 있을 때는, 데이터 테이블(M2B)를 참조한다. 이에 의해 단위 시간마다 부극의 열화도 K2(t)를 적절하게 평가할 수 있다. 여기서, 부극의 열화도 K2(t)는 어떤 단위 시간(t)에 있어서의 참조값을 나타내고 있다. 리튬 이온 이차 전지(10)의 사용 기간에 있어서, 얻어진 단위 시일마다의 부극의 열화도 K2(t)를 적산함으로써, 부극의 열화도 K2가 얻어진다.

이 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이 데이터 테이블에 1일당의 정극의 열화도 K1과 부극의 열화도 K2가 기록되어 있다. 여기에서의 정극의 열화도 K1과 부극의 열화도 K2의 참조값은, 초기 상태를 1로 하는 계수로 평가되고 있다. 또한, 기록부(A)의 온도 이력과 기록부(B)의 SOC 이력에서는, 각각 일부마다의 이력이 기록되어 있는 것으로 한다. 이 경우의 산출식은, 이하의 식 (D), 식 (E)와 같다.

K1=Π(1-{(1-K1(t))/1440})…(D)

K2=Π(1-{(1-K2(t))/1440})…(E)

여기서, 정극의 열화도 K1과 부극의 열화도 K2의 참조값이 초기 상태를 1로 하는 계수로 평가되어 있기 때문에, (1-K1(t))의 부분은, 데이터 테이블에 있어서의 단위 시간(여기서는 1일)에 있어서 열화가 어느 정도 진행하는지를 나타내고 있다. (1-K1(t))/1440은, 데이터 테이블의 참조값이 1일당의 열화도를 평가하고 있는 것에 비해서, 기록부(A)의 온도 이력과 기록부(B)의 SOC 이력은, 각각 일부마다의 이력으로 기록되어 있으므로, 1440분(60분*24)으로 나누어서 1분당의 열화도로서 평가한 것이다. (1-{(1-K1(t))/1440})은 그 단위 시간(여기서는, 1분)에 있어서의 열화도를 나타내고 있다. Π은, (1-{(1-K1(t))/1440})을 적산하는 것을 나타내는 기호이다. 여기에서는, Π은, 총승을 나타내고 있다.

즉, 0부터 미리 정해진 기간(x)까지, 단위 시간(1분)마다 (1-{(1-K1(t))(t=0∼x)를 산출한다. 그리고, 이것을 0부터 x까지 순서대로 승산한다. 이에 의해, 그 기간(t=0∼x)에 있어서의 정극의 열화도 K1이 얻어진다. 여기에서는, 정극의 열화도 K1에 대하여 설명하고 있지만, 부극의 열화도 K2에 대해서도 마찬가지로 산출된다. 또한, 단위 시일마다의 열화도의 적산 방법은, 열화도의 설정의 방법이나, 리튬 이온 이차 전지의 활물질의 성질에 따라서 적당한 적산 방법을 채용하면 된다. 예를 들어, 여기에서는 Π은 총승을 의미하고 있지만, 열화도의 설정의 방법에 따라서는 Π을 총합으로 하여 적산해도 된다.

상기 산출식에 의해, 어떤 기간에 있어서의 정극의 열화도 K1과, 부극의 열화도 K2를 추정할 수 있다. 제어 장치(100)는 그 기간의 초기 열화도(전회까지 산출된 열화도)을 기억하고 있으면 된다. 그리고, 그 기간의 초기 열화도와, 산출된 그 기간의 열화도를 곱하면 된다. 여기서, 그 기간의 초기 정극 열화도(전회까지 산출된 열화도)를 LK1로 한다. 그 기간의 초기 부극 열화도(전회까지 산출된 열화도)를 LK2로 한다. 이 경우, 정극의 열화도 K1과, 부극의 열화도 K2는, 이하의 식 (D1), 식 (E1)으로 산출될 수 있다.

K1=LK1×Π(1-{(1-K1(t))/1440})…(D1)

K2=LK2×Π(1-{(1-K2(t))/1440})…(E1)

예를 들어, 초기 상태로부터 계속하여 산출함으로써 초기 상태로부터의 정극의 열화도 K1과 부극의 열화도 K2를 산출할 수 있다.

산출부(C)는, 온도 이력과 SOC 이력에 기초하여, 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지(10)의 정극 열화도 K1을 산출한다. 이 경우, 제어 장치(100)는 온도와, SOC와, 단위 시간당의 정극의 열화도의 관계가 미리 기록된 데이터 테이블(M1A, M1B)를 기억한 기억부 C1을 구비하고 있으면 된다. 산출부(C)는, 기억부 C1에 기억된 데이터 테이블(M1A, M1B)와, 온도 이력과 SOC 이력으로부터 얻어지는 단위 시일마다의 정극 열화량을 기초로, 정극의 열화도 K1을 산출하면 된다.

산출부(D)는, 온도 이력과 SOC 이력에 기초하여, 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지의 부극 열화도 K2를 산출한다. 이 경우, 제어 장치(100)는 온도와, SOC와, 단위 시간당의 부극의 열화도의 관계가 미리 기록된 데이터 테이블(M2A, M2B)를 기억한 기억부 D1을 구비하고 있으면 된다. 산출부(D)는, 기억부 D1에 기억된 데이터 테이블(M2A, M2B)와, 온도 이력과 SOC 이력으로부터 얻어지는 단위 시일마다의 부극 열화량을 기초로, 부극의 열화도 K2를 산출하면 된다.

이어서, 리튬 트랩량 TLi는, 이하의 식 (F)로 산출된다.

TLi=Σ(TLi(t)/1440)…(F)

즉, 이 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이 데이터 테이블(M3A, M3B)에 1일당의 리튬 트랩량 TLi가 기록되어 있다. 여기에서의 리튬 트랩량 TLi의 참조값은, 초기 상태를 0으로 하고, 최대한 열화된 상태를 1로 하여, 0부터 1의 수치로 평가되어 있다. 또한, 기록부(A)의 온도 이력과 기록부(B)의 SOC 이력에서는, 각각 일부마다의 이력이 기록되어 있는 것으로 한다. 여기서, TLi(t)는 어떤 단위 시간(t)에 있어서의 리튬 트랩량 TLi의 참조값이다. Σ은, 곱의 합을 나타내고 있다. 예를 들어, 0∼x까지의 기간의 리튬 트랩량 TLi를 산출하는 경우에는, t=0∼x까지의 (TLi(t)/1440)을 더하면 된다.

또한, 제어 장치(100)는 그 기간의 초기 리튬 트랩량 LTLi를 기억하고 있으면 된다. 이 경우, 그 기간의 초기 리튬 트랩량 LTLi와, 그 기간에 산출된 리튬 트랩량을 더함으로써, 그 기간의 초기 리튬 트랩량 LTLi를 가미한 리튬 트랩량 TLi를 산출할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 이하의 식 (F1)에 의해, 초기 상태로부터 계속하여 리튬 트랩량 TLi를 산출함으로써, 초기 상태로부터의 리튬 트랩량 TLi를 산출할 수 있다.

TLi=LTLi+Σ(TLi(t)/1440)…(F1)

산출부(E)는, 온도 이력과 상기 SOC 이력에 기초하여, 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지의 리튬 트랩량 TLi를 산출한다. 이 경우, 제어 장치(100)는 온도와, SOC와, 단위 시간당의 리튬 트랩량의 관계가 미리 기록된 데이터 테이블(M3A, M3B)를 기억한 기억부(E1)을 구비하고 있으면 된다. 산출부(E)는, 기억부(E1)에 기억된 데이터 테이블(M3A, M3B)와, 온도 이력과 SOC 이력으로부터 얻어지는 단위 시일마다의 리튬 트랩량 ΔTLi를 기초로, 리튬 트랩량 TLi를 산출하면 된다.

산출부(F)는, 정극의 열화도 K1과, 부극의 열화도 K2와, 리튬 트랩량 TLi에 기초하여 리튬 이온 이차 전지(10)의 열화도 X를 산출한다. 여기서, 제어 장치(100)에는, 정극의 열화도 K1과, 부극의 열화도 K2와, 리튬 트랩량 TLi에 기초하여, 리튬 이온 이차 전지(10)의 열화도 X를 도출할 수 있는 삼차원 맵 데이터가 미리 준비되어 있으면 된다. 삼차원 맵 데이터는, X=(K1, K2, TLi)로 표기될 수 있다. 리튬 이온 이차 전지(10)의 열화도 X를 산출하는 처리는, 정극의 열화도 K1과, 부극의 열화도 K2와, 리튬 트랩량 TLi에 기초하여, 삼차원 맵 데이터 {X=(K1, K2, TLi)}로부터, X를 도출하면 된다.

또한, 산출부(F)의 다른 방법으로서, 정극의 열화도 K1에 기초하여 열화 후의 정극 OCP+(도 2의 그래프 P1)를 구하고, 부극의 열화도 K2에 기초하여 열화 후의 부극 OCP-(도 2의 그래프 Q1)를 구한다. 그리고, 리튬 트랩량 TLi에 기초하여 열화 후의 정극 OCP+과 열화 후의 부극 OCP-의 시프트량을 유도한다. 그리고, OCV {(OCP+)-(OCP-)}이 미리 정해진 하한 전압(이 실시 형태에서는, 3.0V)이 되는 위치와, OCV {(OCP+)-(OCP-)}이 미리 정해진 상한 전압(이 실시 형태에서는, 4.1V)이 되는 위치를 특정한다. 그리고, 3.0V∼ 4.1V의 사이의 전지 용량을 산출한다. 그리고, 산출된 전지 용량을 열화 후의 전지 용량 Ix로 한다. 그리고, 이하의 식 (G)에 기초하여 열화 후의 전지 용량 Ix를 초기 용량 Io로 나누어서 리튬 이온 이차 전지(10)의 열화도 X(용량 유지율)를 산출해도 된다.

X=Ix/Io…(G)

이와 같이, 제어 장치(100)는 산출부(F)의 처리로서, 리튬 트랩량 TLi에 기초하여, 정극 전위와, 부극 전위의 추정 시프트량을 산출하는 처리 F1을 포함하고 있어도 된다.

또한, 산출부(F)는, 정극의 열화도 K1과, 부극의 열화도 K2와, 리튬 트랩량 TLi에 기초하여, 리튬 이온 이차 전지(10)의 열화 후의 전지 용량 Ix를 추정하는 처리 F2를 포함하고 있어도 된다. 이 경우에도, 상기 식 (G)와 같이, 산출부(F)에 있어서, 리튬 이온 이차 전지(10)의 열화도 X는, (열화 후의 전지 용량 Ix)/(초기 용량 Io)에 의해 산출된다.

또한, 제어 장치(100)는 정극의 열화도 K1이 미리 정해진 역치를 초과한 경우, 또는, 부극의 열화도 K2가 미리 정해진 역치를 초과한 경우에, 리튬 이온 이차 전지(10)에 통전하는 전류값을 억제해도 된다. 정극의 열화도 K1이 미리 정해진 역치를 초과하는 경우, 또는, 부극의 열화도 K2가 미리 정해진 역치를 초과하는 경우에는, 정극 활물질 또는 부극 활물질이 열화되어 있을 가능성이 있어, 리튬 이온 이차 전지(10)에 통전하는 전류값을 억제함으로써, 리튬 이온 이차 전지(10)의 용량 열화가 진행하는 것을 억제할 수 있다.

<전류 억제부 G>

이 경우, 제어 장치(100)는 그 처리를 실시하는 전류 억제부 G를 구비하고 있으면 된다. 전류 억제부 G는, 정극의 열화도 K1이 미리 정해진 역치를 초과하는 경우, 또는, 부극의 열화도 K2가 미리 정해진 역치를 초과하는 경우에, 리튬 이온 이차 전지(10)에 통전하는 전류값을 억제한다. 여기서, 역치는, 리튬 이온 이차 전지(10)에의 통전을 억제해야 하다고 생각되는 상황에 따른 역치를, 정극의 열화도 K1과 부극의 열화도 K2에 각각 임의로 설정할 수 있다.

예를 들어, 제어 장치(100)는 기억부 F1과 산출부(F2)를 구비하고 있으면 된다. 여기서, 기억부 F1은, 정극의 열화도 K1과 부극의 열화도 K2와, 리튬 이온 이차 전지(10)에 통전하는 전류값을 억제하는 계수 J의 관계를 미리 정해진 데이터 테이블(M4){J=(K1, K2)}을 기억하고 있으면 된다. 산출부(F2)는, 정극의 열화도 K1과 부극의 열화도 K2에 기초하여, 리튬 이온 이차 전지에 통전하는 전류값을 산출한다. 여기서, 산출부(F2)의 처리는, 정극의 열화도 K1과 부극의 열화도 K2와 데이터 테이블(M4){J=(K1, K2)}에 기초하여, 리튬 이온 이차 전지(10)에 통전하는 전류값을 억제하는 계수 J를 구한다. 그리고, 식 (H)와 같이, 통상의 제어에 있어서, 리튬 이온 이차 전지(10)에 통전되어야 할 전류값 Ao에 대하여 계수 J를 곱하여 실제로 통전하는 전류값 Ax를 구한다.

Ax=Ao×J…(H)

여기서, 그 계수 J는, 리튬 이온 이차 전지(10)에 통전하는 전류값을 억제하는 계수이며, 0∼1의 수치로 설정되어 있으면 된다.

또한, 리튬 트랩량 TLi에 기초하여, 리튬 트랩량 TLi가 미리 정해진 역치를 초과한 경우에, 리튬 이온 이차 전지에의 통전을 정지해도 된다. 리튬 트랩량 TLi가 미리 정해진 역치를 초과한 경우에는, 리튬 이온 이차 전지(10)에 있어서, 전지 반응에 기여하지 않는 리튬이 미리 정해진 양을 초과하여 증가되어 있는 것을 의미하고 있다. 이 경우, 리튬 이온 이차 전지(10)에의 통전을 정지함으로써, 전지 반응에 기여하는 리튬의 양을 회복시켜, 리튬 트랩량 TLi를 감소시킬 수 있다.

이 경우, 제어 장치(100)는 정지 제어부 H를 구비하고 있으면 된다. 정지 제어부 H는, 리튬 트랩량 TLi에 기초하여, 미리 정해진 역치보다도 큰 경우에, 리튬 이온 이차 전지(10)에의 통전을 정지한다. 여기서, 역치는, 리튬 이온 이차 전지(10)에의 통전을 정지해야 하다고 생각되는 상황에 따른 역치를, 리튬 트랩량 TLi에 대하여 임의로 설정할 수 있다.

이상과 같이, 제어 장치(100)는 리튬 이온 이차 전지(10)의 열화도 산출 방법으로서, 상기 처리 F1, F2와 같이 정극의 열화도 K1, 부극의 열화도 K2, 또는, 리튬 트랩량 TLi에 기초하여 리튬 이온 이차 전지의 열화도를 산출하는 처리를 구현화한 처리부를 구비하고 있으면 된다.

도 5는, 제어 장치(100)의 제어 플로우의 일례이다. 도 5에서 도시된 제어 플로우는 이하와 같다.

S101: 제어 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지의 전압, 전류 및 온도를 검지한다. 제어 장치(100)에서는, 온도 센서에 의해 검지된 온도에 기초하는 온도 이력은 기록부(A)에 기록된다. 전압값, 전류값의 이력에 대해서도 아울러 제어 장치(100)에 기록된다(도 3 참조).

S102: 제어 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지의 SOC를 검지한다. 제어 장치(100)에서는, SOC 검지부(101)에 의해 검지된 SOC에 기초하는 SOC 이력이 기록부(B)에 기록된다(도 3 참조).

S103: 정극의 열화도 K1을 산출한다. 제어 장치(100)에서는, 산출부(C)가, 온도 이력과 SOC 이력에 기초하여, 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지(10)의 정극 열화도 K1을 산출한다(도 3 참조).

S104: 부극의 열화도 K2를 산출한다. 제어 장치(100)에서는, 산출부(D)가, 온도 이력과 SOC 이력에 기초하여, 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지(10)의 부극 열화도 K2를 산출한다(도 3 참조).

S105: 리튬 트랩량 TLi를 산출한다. 제어 장치(100)에서는, 산출부(E)가, 온도 이력과 SOC 이력에 기초하여, 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지(10)의 리튬 트랩량 TLi를 산출한다(도 3 참조).

S106: 정극의 열화도 K1과, 부극의 열화도 K2에 기초하여, 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지의 용량 열화를 판정한다. 도 5에 도시하는 플로우에서는, 제어 장치(100)는 정극의 열화도 K1이 미리 정해진 역치 Lk1을 초과하고 있는지 여부(K1>Lk1)를 판정한다(도 3 참조). 또한, 부극의 열화도 K2가 미리 정해진 역치 Lk2를 초과하고 있는지 여부(K2>Lk2)를 판정한다.

S206: 정극의 열화도 K1과 부극의 열화도 K2 중 어느 한쪽이 역치(Lk1, Lk2)를 초과하는 경우에 전류 억제 제어(S206)가 실시된다. 제어 장치(100)에서는, 전류 억제부 G가 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지(10)에의 통전을 억제한다. 제어 장치(100)는 예를 들어, Ig=f(k1, k2)로 나타나는 함수식, 또는, 데이터 테이블을 미리 기억해 두고, 산출되는 전류값 Ig에 따라, 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지(10)에 통전하는 전류값을 제어하면 된다.

S107: 리튬 트랩량 TLi가 미리 정해진 역치(Lt)를 초과하고 있는지 여부(TLi>Lt)를 판정한다.

S207: 정지 제어가 실시된다. 리튬 트랩량 TLi가 미리 정해진 역치(Lt)를 초과하는 경우에, 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지(10)에의 통전을 정지한다. 제어 장치(100)는 정지 제어부 H에 의해 처리된다. 제어 장치(100)는 예를 들어, Th=f(TLi)로 나타나는 함수식, 또는, 데이터 테이블을 미리 기억해 두고, 산출되는 시간 Th에 따라, 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지(10)에의 통전을 정지하는 시간이 설정되도록 구성되어 있으면 된다.

S108: 통상의 통전 처리가 실시된다. 제어 장치(100)는 상기 판정 스텝 S106에서, 열화도 K1과 열화도 K2가 모두 역치(Lk1, Lk2)를 초과하고 있지 않고, 상기 판정 스텝 S107에서, 리튬 트랩량 TLi가 미리 정해진 역치(Lt)를 초과하고 있지 않은 경우에, 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지(10)에의 통상의 통전 처리를 실시한다.

본 제어는, 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지(10)가 사용되고 있는 상태에서는, 항상 실행되고 있는 것이 바람직하고, 제어 종료 후, 개시 처리로 복귀한다. 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지(10)가 사용되고 있는 상태에서는, 반복 실행된다. 또한, 도시는 생략하지만, 제어 종료 후, 개시 처리로 복귀하는 처리에 있어서, 제어를 종료하는 조건이 설정된 판정 처리부가 설치되어 있어, 조건부로 제어가 종료되도록 구성해도 된다.

이상, 여기서 제안되는 리튬 이온 이차 전지의 열화도 산출 방법, 제어 방법 및 제어 장치를 여러가지 설명하였다. 여기서 제안되는 리튬 이온 이차 전지의 열화도 산출 방법, 제어 방법 및 제어 장치는, 특별히 언급되지 않는 한, 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 다양한 변경이 가능하다.

여기서 제안되는 리튬 이온 이차 전지의 열화도 산출 방법, 제어 방법 및 제어 장치는, 여러가지 리튬 이온 이차 전지의 제어에 적용할 수 있다. 제어 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지의 정극 활물질 재료로서는, 예를 들어, 리튬 전이 금속 복합 산화물을 들 수 있다. 리튬 전이 금속 복합 산화물로서는, 예를 들어, 전이 금속으로서 코발트를 많이 포함하는(코발트계) 재료, 전이 금속으로서 니켈을 많이 포함하는(니켈계) 재료, 전이 금속으로서 니켈, 코발트, 망간을 포함하는(소위 3원계) 재료, 망간 스피넬계 재료, 소위 올리빈계 재료 등을 들 수 있다. 제어 대상으로 되는 리튬 이온 이차 전지의 부극 활물질 재료로서는, 예를 들어, 비정질 천연 흑연이나 그래파이트와 같은 탄소계의 부극 재료나, 티타늄산리튬 등을 들 수 있다.

Claims

리튬 이온 이차 전지의 열화도 산출 방법에 있어서,
a) 기억부(C1, D1, E1)에, 상기 리튬 이온 이차 전지에 대해서, 온도와, SOC와, 단위 시간당의 정극의 열화도의 관계를 기록하고 있는 제1 데이터 테이블(M1)과, 상기 리튬 이온 이차 전지에 대해서, 온도와, SOC와, 단위 시간당의 부극의 열화도의 관계를 기록하고 있는 제2 데이터 테이블(M2)과, 상기 리튬 이온 이차 전지에 대해서, 온도와, SOC와, 단위 시간당의 리튬 트랩량의 관계를 기록하고 있는 제3 데이터 테이블(M3)을 기억시키는 것;
b) 기록부(A, B)에 상기 리튬 이온 이차 전지의 온도 이력을 기록시키는 것;
c) 상기 기록부에 상기 리튬 이온 이차 전지의 SOC 이력을 기록시키는 것;
d) 상기 온도 이력과 상기 SOC 이력과 상기 제1 데이터 테이블에 기초하여, 상기 리튬 이온 이차 전지의 정극 열화도(K1)를 산출하는 것;
e) 상기 온도 이력과 상기 SOC 이력과 상기 제2 데이터 테이블에 기초하여, 상기 리튬 이온 이차 전지의 부극 열화도(K2)를 산출하는 것;
f) 상기 온도 이력과 상기 SOC 이력과 상기 제3 데이터 테이블에 기초하여, 상기 리튬 이온 이차 전지의 리튬 트랩량(TLi)을 산출하는 것; 및
g) 상기 정극의 열화도와, 상기 부극의 열화도와, 상기 리튬 트랩량에 기초하여 상기 리튬 이온 이차 전지의 열화도를 산출하는 것
을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차 전지의 열화도 산출 방법.
제1항에 있어서,
상기 스텝 g)는 상기 리튬 트랩량에 기초하여, 정극 전위와, 부극 전위의 추정 시프트량을 산출하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차 전지의 열화도 산출 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 스텝 g)는 상기 정극의 열화도와, 상기 부극의 열화도와, 상기 리튬 트랩량에 기초하여, 리튬 이온 이차 전지의 열화 후의 전지 용량을 추정하는 것을 포함하고, 상기 스텝 g)에 있어서, 상기 리튬 이온 이차 전지의 열화도는, 열화 후의 전지 용량을 초기의 전지 용량으로 제산함으로써 산출되는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차 전지의 열화도 산출 방법.
리튬 이온 이차 전지의 제어 방법에 있어서,
a) 기억부에, 상기 리튬 이온 이차 전지에 대해서, 온도와, SOC와, 단위 시간당의 정극의 열화도의 관계를 기록하고 있는 제1 데이터 테이블(M1)과, 상기 리튬 이온 이차 전지에 대해서, 온도와, SOC와, 단위 시간당의 부극의 열화도의 관계를 기록하고 있는 제2 데이터 테이블(M2)과, 상기 리튬 이온 이차 전지에 대해서, 온도와, SOC와, 단위 시간당의 리튬 트랩량의 관계를 기록하고 있는 제3 데이터 테이블(M3)을 기억시키는 것;
b) 기록부에 상기 리튬 이온 이차 전지의 온도 이력을 기록시키는 것;
c) 상기 기록부에 상기 리튬 이온 이차 전지의 SOC 이력을 기록시키는 것;
d) 상기 온도 이력과 상기 SOC 이력과 상기 제1 데이터 테이블에 기초하여, 상기 리튬 이온 이차 전지의 정극 열화도(K1)를 산출하는 것;
e) 상기 온도 이력과 상기 SOC 이력과 상기 제2 데이터 테이블에 기초하여, 상기 리튬 이온 이차 전지의 부극 열화도(K2)를 산출하는 것;
f) 상기 온도 이력과 상기 SOC 이력과 상기 제3 데이터 테이블에 기초하여, 상기 리튬 이온 이차 전지의 리튬 트랩량(TLi)을 산출하는 것;
g) 상기 정극의 열화도와, 상기 부극의 열화도와, 상기 리튬 트랩량에 기초하여 상기 리튬 이온 이차 전지의 열화도를 산출하는 것; 및
h) 상기 리튬 이온 이차 전지의 열화도에 기초하여 상기 리튬 이온 이차 전지를 제어하는 것
을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차 전지의 제어 방법.
제4항에 있어서,
상기 스텝 g)는 상기 리튬 트랩량에 기초하여, 정극 전위와, 부극 전위의 추정 시프트량을 산출하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차 전지의 제어 방법.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 스텝 g)는 상기 정극의 열화도와, 상기 부극의 열화도와, 상기 리튬 트랩량에 기초하여, 리튬 이온 이차 전지의 열화 후의 전지 용량을 추정하는 것을 포함하고, 상기 스텝 g)에 있어서, 상기 리튬 이온 이차 전지의 열화도는, 열화 후의 전지 용량을 초기의 전지 용량으로 제산함으로써 산출되는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차 전지의 제어 방법.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 스텝 h)는 상기 정극의 열화도가 미리 정해진 역치를 초과한 경우, 또는, 상기 부극의 열화도가 미리 정해진 역치를 초과한 경우에, 상기 리튬 이온 이차 전지에 통전하는 전류값을 억제하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차 전지의 제어 방법.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 스텝 h)는 상기 리튬 트랩량(TLi)에 기초하여, 상기 리튬 트랩량이 미리 정해진 역치를 초과한 경우에, 상기 리튬 이온 이차 전지에의 통전을 정지하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차 전지의 제어 방법.
리튬 이온 이차 전지의 제어 장치에 있어서,
리튬 이온 이차 전지의 온도를 검지하도록 구성되어 있는 온도 센서(26)와,
상기 리튬 이온 이차 전지의 SOC를 검지하도록 구성되어 있는 SOC 검지부(101)와,
상기 온도 센서에 의해 검지된 온도에 기초하는 온도 이력을 기록하도록 구성되어 있는 제1 기록부(A)와,
상기 SOC 검지부에 의해 검지된 SOC에 기초하는 SOC 이력을 기록하도록 구성되어 있는 제2 기록부(B)와,
상기 온도 이력과 상기 SOC 이력에 기초하여, 상기 리튬 이온 이차 전지의 정극 열화도(K1)를 산출하도록 구성되어 있는 제1 산출부(C)와,
상기 온도 이력과 상기 SOC 이력에 기초하여, 상기 리튬 이온 이차 전지의 부극 열화도(K2)를 산출하도록 구성되어 있는 제2 산출부(D)와,
상기 온도 이력과 상기 SOC 이력에 기초하여, 상기 리튬 이온 이차 전지의 리튬 트랩량(TLi)을 산출하도록 구성되어 있는 제3 산출부(E)와,
상기 정극의 열화도와, 상기 부극의 열화도와, 상기 리튬 트랩량에 기초하여 상기 리튬 이온 이차 전지의 열화도를 산출하도록 구성되어 있는 제4 산출부(F)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차 전지의 제어 장치.
제9항에 있어서,
상기 정극의 열화도가 미리 정해진 역치를 초과하는 경우, 또는, 상기 부극의 열화도가 미리 정해진 역치를 초과하는 경우에, 상기 리튬 이온 이차 전지에 통전하는 전류값을 억제하도록 구성되어 있는 전류 억제부(G)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차 전지의 제어 장치.
제10항에 있어서,
상기 정극의 열화도와, 상기 부극의 열화도와, 상기 리튬 이온 이차 전지에 통전하는 전류값을 억제하는 계수의 관계가 미리 기록된 데이터 테이블을 기억하도록 구성되어 있는 기억부(F1); 및
상기 정극의 열화도와 상기 부극의 열화도에 기초하여, 상기 리튬 이온 이차 전지에 통전하는 전류값을 산출하도록 구성되어 있는 제5 산출부(F2)
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차 전지의 제어 장치.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리튬 트랩량에 기초하여, 미리 정해진 역치보다도 큰 경우에, 상기 리튬 이온 이차 전지에의 통전을 정지하도록 구성되어 있는 정지 제어부(H)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차 전지의 제어 장치.