[发明专利]二次电池系统和估计二次电池内部状态的方法

权利要求书

1.一种二次电池系统，其特征在于包括:

二次电池，所述二次电池具有正极和负极，所述正极包括正极活性物质，所述负极包括第一负极活性物质和第二负极活性物质；以及

控制装置，所述控制装置被配置为基于所述二次电池的活性物质模型来估计所述二次电池的内部状态，

其中：

伴随着所述第一负极活性物质中的电荷载体量的变化的所述第一负极活性物质的体积变化量大于伴随着所述第二负极活性物质中的电荷载体量的变化的所述第二负极活性物质的体积变化量；

所述控制装置被配置为，在所述第一负极活性物质和所述第二负极活性物质处于相同电位的条件下，基于第一活性物质模型来计算所述第一负极活性物质中的电荷载体量；

所述控制装置被配置为，基于要根据所述第一负极活性物质中的所述电荷载体量而确定的所述第一负极活性物质的表面应力，来计算所述第一负极活性物质的开路电位变化量；以及

所述控制装置被配置为，在所述第一负极活性物质中未生成表面应力的状态下，从所述第一负极活性物质的开路电位和所述开路电位变化量来计算所述负极的开路电位。

2.根据权利要求1所述的二次电池系统，其特征在于：

所述控制装置被配置为，在所述第一负极活性物质和所述第二负极活性物质处于相同电位的条件下，通过收敛计算处理分别计算在所述第一负极活性物质中流动的电流和在所述第二负极活性物质中流动的电流，使得预定的收敛条件成立；

所述控制装置被配置为，通过在与所述第一负极活性物质和所述第二负极活性物质中流动的电流相关的边界条件下求解扩散方程，来计算所述第一负极活性物质和所述第二负极活性物质中的电荷载体的浓度分布；以及

所述控制装置被配置为，从所述第一负极活性物质和所述第二负极活性物质中的所述电荷载体的浓度分布，来计算所述第一负极活性物质和所述第二负极活性物质中的电荷载体量。

3.根据权利要求2所述的二次电池系统，其特征在于还包括：

电压传感器，所述电压传感器被配置为检测所述正极和所述负极之间的电压，

其中：

所述控制装置被配置为，通过在与所述正极活性物质中流动的电流相关的边界条件下求解扩散方程，来计算所述正极活性物质中的电荷载体的浓度分布；

所述控制装置被配置为，从所述正极活性物质中的所述电荷载体的所述浓度分布，来计算所述正极活性物质中的电荷载体量；

所述控制装置被配置为，基于要根据所述正极活性物质中的所述电荷载体量而确定的所述正极活性物质的开路电位，来计算所述正极的电位；

所述控制装置被配置为，基于所述负极的所述开路电位来计算所述负极的电位；以及

所述控制装置被配置为，在作为所述收敛条件的所述正极的电位和所述负极的电位之间的电位差与由所述电压传感器检测到的电压一致的条件下，计算所述第一负极活性物质中流动的电流。

4.根据权利要求2或3所述的二次电池系统，其特征在于：

所述控制装置被配置为，将所述第一负极活性物质中流动的电流划分成在所述电荷载体的插入和解吸中涉及的反应电流以及在所述电荷载体的插入和解吸中不涉及的电容器电流，并且通过将所述反应电流代入到Butler-Volmer的关系式中来计算所述第一负极活性物质的反应过电压；以及

所述控制装置被配置为，从所述负极的所述开路电位和所述第一负极活性物质的所述反应过电压来计算所述负极的电位。

5.根据权利要求1所述的二次电池系统，其特征在于：

所述控制装置被配置为，根据关系式，从所述正极活性物质中的电荷载体量来计算所述第一负极活性物质和所述第二负极活性物质中的电荷载体的总量，在所述关系式中：使用所述正极的容量与所述负极的容量的容量比来定义要在所述正极活性物质中的所述电荷载体量与所述第一负极活性物质和所述第二负极活性物质中的所述电荷载体的所述总量之间成立的关系；以及

所述控制装置被配置为，使用要在所述第一负极活性物质和所述第二负极活性物中的所述电荷载体的所述总量的时间变化量与所述正极活性物质中流动的电流之间成立的电荷量守恒定律，来计算所述第一负极活性物质和所述第二负极活性物质中的所述电荷载体量。