[发明专利]电池控制装置

说明书

考虑到由于形成于电极与电解质的界面附近的扩散层中的离子浓度梯度而产生的大电流区域中的电池电压的急剧的变化，而设定适当的上限电流值。上限电流运算部(152)具有：浓度梯度推算部(1523)，其基于在电池中流通的电流、或者电流和温度，推算形成于电池的电极与电解质的界面附近的扩散层中的锂离子浓度梯度；上限电流决定部(1524)，其基于该锂离子浓度梯度决定电池的上限电流值。上限电流决定部(1524)决定上限电流值，以使与锂离子浓度梯度对应的电池的过电压成为规定的范围内。

技术领域

本发明涉及电池控制装置。

背景技术

电动汽车(EV)、插电式混合动力汽车(PHEV)、混合动力汽车(HEV)等所搭载的电池系统通常由串联或并联地连接的多个二次电池和各种电气零件构成。电气零件中包含用于控制电池与负载的电连接的导通断开的继电器、或用于测量电池的电流或电压的传感器类、进行电池的充放电控制的电池控制装置等。

电池控制装置为了在适当的范围内使用电池，对在电池中流通的电流设定限制值(上限电流值)，在该上限电流值的范围内进行电池的充放电控制。由此，避免在电池的电压急剧变化的大电流区域中的使用，抑制电池的劣化。

电池电压在大电流区域中急剧变化的原因是由于，例如，在作为二次电池使用了通常的锂离子电池的情况下，在形成于电极与电解质的界面附近的扩散层中产生锂离子的浓度梯度，由此，为了在大电流通电时从电解质向电极供给锂离子，需要较大的过电压。因此，为了避免在大电流区域中的电池的使用，期望电池控制装置根据随着充放电进行各种变化的电极与电解质的界面附近的扩散层中的锂离子浓度梯度，适当地确定上限电流值。

关于考虑了电解质的离子浓度的二次电池的电流限制方法，已知有专利文献1所记载的技术。专利文献1中公开有如下技术，基于流通于二次电池的电流值计算出表示离子浓度的偏差的评价值，在该评价值超过目标值时，降低相对于二次电池的放电功率的上限值。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-137935号公报

发明内容

发明所要解决的问题

专利文献1所记载的技术中，由于未考虑形成于电极与电解质的界面附近的扩散层中的离子浓度梯度，因此，不能设定考虑了上述那样的大电流区域中的电池电压的急剧变化的上限电流值。

用于解决问题的技术方案

本发明提供一种电池控制装置，其包括：浓度梯度推算部，其基于在二次电池中流通的电流、或所述电流和所述二次电池的温度，推算形成于所述二次电池的电极与电解质的界面附近的扩散层中的离子浓度梯度；上限电流决定部，其基于所述离子浓度梯度决定所述二次电池的上限电流值，所述上限电流决定部决定所述上限电流值，以使得与所述离子浓度梯度对应的所述二次电池的过电压成为规定的范围内。

发明效果

根据本发明，能够考虑由于形成于电极与电解质的界面附近的扩散层中的离子浓度梯度而产生的大电流区域中的电池电压的急剧变化，来设定适当的上限电流值。

附图说明

图1是表示本发明一实施方式的电池系统和其周边的结构的图。

图2是表示单电池控制部的电路结构的图。

图3是表示本发明的第一实施方式的电池组控制部的功能结构的图。

图4是说明上限电流的定义的图。

图5是在电极与电解质的界面附近的锂离子浓度分布的示意图。

图6是表示连续不断充放电后的放电侧上限电流的概要的图。