[发明专利]二次电池的控制系统及搭载有该控制系统的电动车辆以及二次电池的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及二次电池的控制系统及搭载有该控制系统的电动车辆以及 二次电池的控制方法，更特定的是涉及用于防止电池性能的劣化发展的电 池控制。

背景技术

构成为由能够充电的二次电池向负载供给电力、且根据需要即使在该 负载运行期间也能够对该二次电池充电的电源系统处于应用中。代表性地， 具备由二次电池驱动的电动机作为车辆驱动力产生源的混合动力汽车、电 动汽车搭载有这样的电源系统。

在该电源系统中，二次电池的蓄积电力被用于作为驱动力源的电动机 的驱动电力，另一方面，通过该电动机再生发电时的发电电力和/或伴随发 动机的旋转而发电的发动机的发电电力等对二次电池充电。在该电源系统 中，若对二次电池过放电或过充电，则存在电池性能大幅劣化、寿命缩短 的可能性，所以通常进行基于电池温度和/或推定出的剩余容量(代表性地 是SOC：State Of Charge)来控制二次电池的充放电电力。

例如，在日本特开平11-187577号公报(专利文献1)中公开了如下 的充放电控制装置：为了以与电池的使用环境和电池的状态相应的适当的 电力进行充放电，当电池温度为预定温度以上或预定温度以下时，确定充 电电力上限值和放电电力上限值使其变得比常温时小，由此防止由于过充 放电引起的二次电池的劣化。

此外，在日本特开2004-31170号公报(专利文献2)中公开了如下 的二次电池的内部电阻检测装置：考虑极化的影响程度及电流和电压的关 系的特性，能够高精度地算出二次电池的内部电阻。更详细而言，公开了 如下内容：在内部电阻检测中使用极化指数作为表示极化状态(极化的影 响程度)的指数，以电气量表现电极附近的溶液浓度的该极化指数，从而 考虑电极附近由于充放电引起的溶液浓度变化以及由于扩散引起的消除部 分，来高精度地检测内部电阻。而且，在专利文献2中记载了如下内容： 高精度地检测二次电池的内部电阻，通过增加内部电阻来检测二次电池的 劣化，由此能够防患于未然且可靠地防止发动机的启动性的降低等。

此外，在日本特开2000-123886号公报(专利文献3)中公开了能够 与履历现象的影响无关地判定车辆用二次电池的满充电状态的满充电判定 装置。特别在专利文献3中记载了如下内容：算出表示由于在电池内产生 的极化引起的电压变化、与表示极化的大小的极化指标的关系的一维直线 的斜率，并且通过对算出的斜率、和表示预先确定的满充电状态的电压变 化与极化指标的关系的一维直线的斜率进行比较判定，判定满充电状态。 此外，在专利文献3中记载了由极化引起的电压变化与电极表面上的电解 液的浓度变化相关连。

而且，在日本特开2006-42497号公报(专利文献4)中公开了如下 内容：根据基于二次电池内部的离子浓度分布推定的局部SOC，使动力输 出装置中的多个动力源之间的驱动力分配控制适当化，所述动力输出装置 为一部分动力源利用来自二次电池的电力产生驱动力。具体而言，根据基 于二次电池的电极上的离子浓度分布推定的局部SOC、与以二次电池整体 宏观可见的全体SOC的比较，修正驱动力分配控制。

专利文献1：日本特开平11-187577号公报

专利文献2：日本特开2004-31170号公报

专利文献3：日本特开2000-123886号公报

专利文献4：日本特开2006-42497号公报

发明内容

也如上述专利文献1～4中记载的那样，在通常的二次电池的充放电控 制中，根据电池状态来适当地设定充放电电力的上限值，将二次电池的充 放电限制在相关范围内，由此能够防止电池劣化的急遽发展。一般而言， 为了防止电池电压变到管理范围外(由于过充电而超出上限值或者由于过 放电而超出下限值)，或者电池温度变为管理范围外(特别是过高温)，确 定充放电电力的上限值。

然而，发明者也发现了：在二次电池的特定种类、例如锂离子电池等 中，即使如上所述控制充放电使得电池温度和电池电压维持在管理范围内， 也存在劣化发展的可能性。

这样的劣化的发展最终表现为内部电阻的增加，但作为充放电控制的 优选方式，优选在导致内部电阻的增加的前阶段把握二次电池的劣化倾向， 在打消该劣化倾向的方向上修正充放电控制。