[发明专利]二次电池的控制系统以及装载有该控制系统的混合动力车辆

权利要求书

1.一种二次电池的控制系统，所述二次电池构成为能够在该二次电池与负载之间授受电力，

所述二次电池包括：

第一电极和第二电极，分别包括活性物质，该活性物质包括以固相存在的预定物质；以及

离子导体，设置在所述第一电极与所述第二电极之间，用于在所述电极之间传导离子化了的所述预定物质；

所述控制系统包括：

电池状态推定部，用于根据设置在所述二次电池中的传感器的检测值，按照能够动态地推定出所述二次电池的内部状态的电池模型，逐次计算出表示电池状态的状态推定值；

电池信息生成部，用于根据由所述电池状态推定部计算出的所述状态推定值，生成用于所述二次电池的充放电限制的电池信息；以及

负载控制部，用于根据对所述负载的动作要求，考虑由所述电池信息生成部生成的所述电池信息，生成对所述负载的动作指令，使得能够避免所述二次电池的过充电和过放电；

所述电池状态推定部包括：

第一模型部，用于推定在各所述电极中的所述活性物质与所述离子导体的界面处的所述预定物质的电化学反应；

第二模型部，用于根据扩散方程式来推定出各所述电极内的所述预定物质的浓度分布；

第三模型部，用于根据扩散方程式来推定出所述离子导体内的所述预定物质的离子浓度分布；

第四模型部，用于根据所述电化学反应的反应电流来推定出按照在各所述电极和所述离子导体内产生的电流分布而形成的电位分布；以及

边界条件设定部，用于根据所述预定物质的浓度的时间微分和所述反应电流之间的预定的关系式来设定在所述第二模型部中使用的所述扩散方程式的所述界面的边界条件，

所述二次电池由锂离子电池构成，

所述预定物质为锂。

2.如权利要求1所述的二次电池的控制系统，其中，

当通过球状模型表示的所述活性物质内的各点处的所述预定物质的浓度为c_s、所述各点与中心之间的距离为r、所述活性物质的半径为r_s、所述活性物质的体积分率为ε_s、时间为t、所述反应电流为j^Li、所述活性物质的表面积为a_s、法拉第常数为F时，所述预定的关系式由下式表示：

δ(ϵscs)δt=-jLiasF,]]>r＝r_s，

其中所述球状模型假定了所述预定物质的浓度在周向上是均匀的。

3.如权利要求1所述的二次电池的控制系统，其中，

所述电池信息包括所述二次电池能够进行输入输出的上限功率，

所述电池信息生成部根据所述二次电池内部的各部位的所述状态推定值的分布来设定所述上限功率，

所述负载控制部在小于等于由所述电池信息生成部设定了的所述上限功率的范围内生成对所述负载的动作指令。

4.如权利要求1所述的二次电池的控制系统，其中，

还包括：

参数确定模型部，根据所述传感器的检测值来确定在所述电池模型中使用的参数；以及

参数管理部，在由所述传感器检测出的、表示所述二次电池的实际的运行情况的检测值与基于所述电池状态推定部的状态推定值而得到的所述运行情况的预测值的差大于预定值的情况下，对于由所述参数确定模型部确定了的参数，将在所述电池模型中使用的参数值更新为通过所述参数确定模型部得到的确定值。