[發(fā)明專利]二次電池的狀態(tài)評估設備、方法以及程序

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310445011.6
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN103713263A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設計）人: 池田和人;栗田昌德;渡邊正壽;丸山貴嗣
• 申請（專利權）人: 富士通株式會社
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司 11227
• 代理人: 陳煒;李德山

技術領域

本文中討論的實施例涉及一種二次電池的狀態(tài)評估設備、二次電池的狀態(tài)評估方法以及存儲二次電池的狀態(tài)評估程序的計算機可讀介質(zhì)。

背景技術

已經(jīng)提出了多種技術，在這些技術中，基于電池的特性（電壓、電流以及溫度）的改變來對健康狀態(tài)（SOH）進行估計，該健康狀態(tài)（SOH）表示二次電池的狀態(tài)（下文中稱為電池狀態(tài)）的評估（例如，參見日本專利4009537和日本專利4548011）。在電池狀態(tài)的計算中，電池的溫度是重要參數(shù)。在這些技術中，例如，使用了利用安裝在電池外部的溫度計等直接測量的溫度。

發(fā)明內(nèi)容

由安裝在電池外部的溫度計所測量的外部溫度成為對電池狀態(tài)的表示。然而，在電動車輛中，流經(jīng)電池的電流在短時間間隔內(nèi)迅速改變。在這種環(huán)境中，鑒于構成電池的材料的熱容量以及電池內(nèi)部與電池外部之間的距離，電池內(nèi)部的包括活性物質(zhì)的電極部分的溫度改變幾乎不反映在安裝在電池外部的溫度計的測量值中。因此，基于電池的外部溫度來計算電池狀態(tài)，使得降低電池狀態(tài)的準確性。

因此，在電池狀態(tài)的計算中，期望使用發(fā)生實際劣化的電池內(nèi)部的部分（特別是，包括活性物質(zhì)的電極部分）的溫度。期望對電池內(nèi)部的部分的溫度進行直接測量。然而，鑒于電池的結(jié)構、技術以及成本，不容易在電池內(nèi)部安裝溫度計（傳感器）并直接對電池內(nèi)部的溫度進行測量。

本實施例的目標是提供用于對二次電池的電池狀態(tài)進行高度準確地計算的二次電池的狀態(tài)評估設備、二次電池的狀態(tài)評估方法、以及存儲二次電池的狀態(tài)評估程序的計算機可讀介質(zhì)。

根據(jù)實施例的第一方面，提供了二次電池的狀態(tài)評估設備，該狀態(tài)評估設備包括被配置為執(zhí)行下述處理的至少一個處理器，所述處理包括：基于二次電池的所測量的電壓值和電流值來計算內(nèi)阻；以及基于二次電池的電流值、內(nèi)阻以及所測量的外部溫度來計算二次電池的內(nèi)部溫度；以及基于電流值來獲得二次電池的充電及放電電荷量，或者基于電流值和電壓值來獲得表示二次電池的充電率的充電狀態(tài)；以及基于充電及放電電荷量與充電狀態(tài)中的至少之一和內(nèi)部溫度來計算表示二次電池劣化后的狀態(tài)的電池狀態(tài)。

附圖說明

圖1是示出根據(jù)實施例的二次電池的狀態(tài)評估設備10的配置的示例的圖。

圖2是示出根據(jù)實施例的二次電池的狀態(tài)評估設備10的進一步詳細配置的示例的圖。

圖3是示出根據(jù)實施例的計算裝置6-5中的二次電池的電池狀態(tài)的計算處理的概述的圖。

圖4是用于對實施例中的電流值、電壓值和表面溫度的測量間隔以及內(nèi)部溫度和電池狀態(tài)的計算定時進行說明的圖。

圖5是示出根據(jù)實施例的二次電池的電池狀態(tài)的計算處理的流程圖。

圖6是用于對實施例中的內(nèi)阻的計算示例進行說明的圖。

圖7是用于對基于二次電池的內(nèi)部和外部之間的溫度差的內(nèi)部溫度的改變進行說明的圖，其中考慮了熱傳遞。

圖8是示出SOC（荷電狀態(tài)）對疏忽劣化的影響的示例的圖。

具體實施方式

以下參考附圖對本發(fā)明的實施例進行描述。這里，旨在使本發(fā)明的技術范圍不限于這些實施例，而是可以覆蓋在權利要求及其等同的范圍中描述的項目。

二次電池的狀態(tài)評估設備的配置

圖1是示出根據(jù)實施例的二次電池的狀態(tài)評估設備10的配置的示例的圖。在圖1中，二次電池的狀態(tài)評估設備10包括例如測量裝置6-4、存儲裝置6-6、計算裝置6-5以及外部輸入/輸出裝置6-7。測量裝置6-4是對二次電池LB的使用狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)進行測量的裝置。所測量的信息存儲于存儲裝置6-6中。此外，計算裝置6-5基于存儲裝置6-6中存儲的測量值對二次電池LB中的每個的電池狀態(tài)進行計算。將所計算的電池狀態(tài)例如通過外部輸入/輸出裝置6-7輸出到外部裝置6-8。

根據(jù)實施例的二次電池LB是可再充電電池和重復可用的電池。作為二次電池LB的示例，存在鋰離子二次電池。此外，實施例中的電池狀態(tài)是處于劣化后的狀態(tài)中，并且在實施例中，描述了可以存儲在二次電池LB中的電荷量（下文中稱為能蓄電的電荷量）的狀態(tài)。在實施例中，電池狀態(tài)例如由當前時間的能蓄電的電荷量與初始的能蓄電的電荷量的比率來表示。

二次電池的狀態(tài)評估設備的詳細配置

圖2是示出根據(jù)實施例的二次電池的狀態(tài)評估設備10的進一步詳細配置的示例的圖。測量裝置6-4對作為二次電池LB的使用狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)的電壓值、電流值以及外部溫度進行測量，并將這些值和溫度存儲在存儲裝置6-6中。