[發明專利]電池控制裝置

在審

• 申請號: 201980071325.X
• 申請日: 2019-10-09
• 公開（公告）號: CN113016099A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 中尾亮平;森川拓是;內藤匡;志波政文;F·馬泰
• 申請（專利權）人: 日本汽車能源株式會社
• 主分類號: H01M10/44
• 分類號: H01M10/44;H01M10/48;H02J7/00;B60L3/00;B60L53/00
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

考慮到由于形成于電極與電解質的界面附近的擴散層中的離子濃度梯度而產生的大電流區域中的電池電壓的急劇的變化，而設定適當的上限電流值。上限電流運算部(152)具有：濃度梯度推算部(1523)，其基于在電池中流通的電流、或者電流和溫度，推算形成于電池的電極與電解質的界面附近的擴散層中的鋰離子濃度梯度；上限電流決定部(1524)，其基于該鋰離子濃度梯度決定電池的上限電流值。上限電流決定部(1524)決定上限電流值，以使與鋰離子濃度梯度對應的電池的過電壓成為規定的范圍內。

技術領域

本發明涉及電池控制裝置。

背景技術

電動汽車(EV)、插電式混合動力汽車(PHEV)、混合動力汽車(HEV)等所搭載的電池系統通常由串聯或并聯地連接的多個二次電池和各種電氣零件構成。電氣零件中包含用于控制電池與負載的電連接的導通斷開的繼電器、或用于測量電池的電流或電壓的傳感器類、進行電池的充放電控制的電池控制裝置等。

電池控制裝置為了在適當的范圍內使用電池，對在電池中流通的電流設定限制值(上限電流值)，在該上限電流值的范圍內進行電池的充放電控制。由此，避免在電池的電壓急劇變化的大電流區域中的使用，抑制電池的劣化。

電池電壓在大電流區域中急劇變化的原因是由于，例如，在作為二次電池使用了通常的鋰離子電池的情況下，在形成于電極與電解質的界面附近的擴散層中產生鋰離子的濃度梯度，由此，為了在大電流通電時從電解質向電極供給鋰離子，需要較大的過電壓。因此，為了避免在大電流區域中的電池的使用，期望電池控制裝置根據隨著充放電進行各種變化的電極與電解質的界面附近的擴散層中的鋰離子濃度梯度，適當地確定上限電流值。

關于考慮了電解質的離子濃度的二次電池的電流限制方法，已知有專利文獻1所記載的技術。專利文獻1中公開有如下技術，基于流通于二次電池的電流值計算出表示離子濃度的偏差的評價值，在該評價值超過目標值時，降低相對于二次電池的放電功率的上限值。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2013-137935號公報

發明內容

發明所要解決的問題

專利文獻1所記載的技術中，由于未考慮形成于電極與電解質的界面附近的擴散層中的離子濃度梯度，因此，不能設定考慮了上述那樣的大電流區域中的電池電壓的急劇變化的上限電流值。

用于解決問題的技術方案

本發明提供一種電池控制裝置，其包括：濃度梯度推算部，其基于在二次電池中流通的電流、或所述電流和所述二次電池的溫度，推算形成于所述二次電池的電極與電解質的界面附近的擴散層中的離子濃度梯度；上限電流決定部，其基于所述離子濃度梯度決定所述二次電池的上限電流值，所述上限電流決定部決定所述上限電流值，以使得與所述離子濃度梯度對應的所述二次電池的過電壓成為規定的范圍內。

發明效果

根據本發明，能夠考慮由于形成于電極與電解質的界面附近的擴散層中的離子濃度梯度而產生的大電流區域中的電池電壓的急劇變化，來設定適當的上限電流值。

附圖說明

圖1是表示本發明一實施方式的電池系統和其周邊的結構的圖。

圖2是表示單電池控制部的電路結構的圖。

圖3是表示本發明的第一實施方式的電池組控制部的功能結構的圖。

圖4是說明上限電流的定義的圖。

圖5是在電極與電解質的界面附近的鋰離子濃度分布的示意圖。

圖6是表示連續不斷充放電后的放電側上限電流的概要的圖。