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CN105556323A - 电池状态估计装置 - Google Patents

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CN105556323A
CN105556323A CN201480049226.9A CN201480049226A CN105556323A CN 105556323 A CN105556323 A CN 105556323A CN 201480049226 A CN201480049226 A CN 201480049226A CN 105556323 A CN105556323 A CN 105556323A
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Abstract

电池状态估计装置获取第1定时下的、与锂离子二次电池的第1开路电压对应的第1电阻值、和与比第1开路电压高的锂离子二次电池的第2开路电压对应的第2电阻值。此外，获取不同于第1定时的第2定时下的、与第1开路电压对应的第3电阻值、和与第2开路电压对应的第4电阻值。电池状态估计装置基于第3电阻值相对于第1电阻值的第1变动量与第4电阻值相对于第2电阻值的第2变动量的大小关系，判定锂离子二次电池有无锂析出。

Description

电池状态估计装置
技术领域
本发明涉及锂离子二次电池的电池状态估计装置。
背景技术
已知搭载有对锂离子二次电池的劣化状态进行估计的电池状态估计装置的蓄电池系统。在以往的某方法中，为了估计锂离子二次电池的劣化状态而判定有无锂析出。为了判定有无锂析出，在以往的某方法中，使锂离子二次电池恒流放电，在电池电压降低至预先规定的放电停止电压之时中止，基于此后的电池电压的电压恢复量来判定有无锂析出(参照下述专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2011-171213号公报
发明内容
发明要解决的课题
根据上述现有方法来判定有无锂析出，也许能够估计锂离子二次电池的劣化状态，但需要使其恒流放电并降至放电停止电压，例如在向负载供给的供给电力发生变动而无法恒流放电的情况下，无法判定有无锂析出。此外，需要测定恒流放电之后的电池电压的电压恢复量，在判定有无锂析出的期间，从外部的充电或者向外部的放电动作有时也会受到限制。
为此，本发明的目的在于，提供一种不会妨碍与外部的充放电动作且能够通过简易方法来估计锂离子二次电池的劣化状态的电池状态估计装置。
用于解决课题的手段
本发明所涉及的电池状态估计装置具备：获取部，其获取第1定时下的、与锂离子二次电池的第1开路电压对应的第1电阻值、和与比所述第1开路电压高的所述锂离子二次电池的第2开路电压对应的第2电阻值，并且获取不同于所述第1定时的第2定时下的、与所述第1开路电压对应的第3电阻值、和与所述第2开路电压对应的第4电阻值；以及判定部，其基于所述第3电阻值相对于所述第1电阻值的变动量与所述第4电阻值相对于所述第2电阻值的变动量的大小关系，判定所述锂离子二次电池有无锂析出。
发明效果
根据本发明，能提供一种不会妨碍与外部的充放电动作、且能够通过简易方法来估计锂离子二次电池的劣化状态的电池状态估计装置。
附图说明
图1是用于说明本发明的实施方式所涉及的蓄电池系统的图。
图2是表示初始状态的锂离子二次电池的DC-IR与开路电压的对应关系的概念图。
图3是表示发生了锂析出劣化的锂离子二次电池的DC-IR与开路电压的对应关系的概念图。
图4是表示发生了锂析出劣化以及磨损劣化的锂离子二次电池的DC-IR与开路电压的对应关系的概念图。
图5是在开路电压低的第1区域和开路电压比该第1区域高的第2区域的每一个区域内表示初始状态的锂离子二次电池的DC-IR与开路电压的对应关系的概念图。
图6是在开路电压低的第1区域和开路电压比该第1区域高的第2区域的每一个区域内表示发生了锂析出劣化以及磨损劣化的锂离子二次电池的DC-IR与开路电压的对应关系的概念图。
图7是表示初始状态的锂离子二次电池的DC-IR以及开路电压与容量的对应关系的概念图。
图8是表示发生了锂析出劣化的锂离子二次电池的DC-IR以及开路电压与容量的对应关系的概念图。
图9是表示本发明的实施方式所涉及的电池状态估计装置的构成例的图。
图10是表示多个正负极开路电位的组合与正极以及负极各自的DC-IR以及容量的对应关系的表格的概念图。
图11是与本发明的实施方式的锂析出判定相关的动作流程图。
图12是与本发明的实施方式的锂析出判定的变形例相关的动作流程图。
具体实施方式
以下，参照附图来具体说明本发明的实施方式的例子。在被参照的各图中，对于相同部分赋予相同符号，原则上省略与相同部分相关的重复性说明。
图1是用于说明本发明的实施方式所涉及的蓄电池系统40的图。在本实施方式中，假定蓄电池系统40作为HEV(HybridElectricVehicle；混合动力车)、PHEV(Plug-inHybridElectricVehicle；插入式混合动力车)、EV(ElectricVehicle；电动车)等的动力源被搭载于车辆。
行驶用电动机10例如为三相交流同步电动机。电力转换器20经由继电器30而与蓄电池系统40连接。在动力运行时，电力转换器20将从蓄电池系统40供给的直流电力转换为交流并供给至行驶用电动机10。此外，在再生时，电力转换器20将从行驶用电动机10供给的交流电力转换为直流电力并供给至蓄电池系统40。
继电器30根据来自控制部50的继电器控制信号而被控制在接通状态或者断开状态。继电器30在为接通状态的情况下，将电力转换器20和蓄电池系统40进行连接，形成充放电路径。此外，继电器30在为断开状态的情况下，切断电力转换器20和蓄电池系统40的充放电路径。
控制部50对车辆整体进行电子控制。控制部50基于用户的加速器操作量、车速、来自蓄电系统的信息等，设定向行驶用电动机10请求的转矩请求值。控制部50控制电力转换器20，使得行驶用电动机10按照该转矩请求值进行动作。例如，若转矩请求值变大，则控制部50控制电力转换器20，使得向行驶用电动机10供给与此程度相应的电力。此外，若转矩请求值变小，则控制部50控制电力转换器20，使得向蓄电池系统40供给将减速能量作为能量源而由行驶用电动机10发电的电力。
蓄电池系统40包含：电池模块410、电池管理装置420、电压传感器430、电流传感器440以及温度传感器450。
电池模块410由一个以上的蓄电池(也称作二次电池)构成。在本实施方式中，假定作为电池模块410中包含的蓄电池而使用锂离子二次电池。在图1中，由被串联连接的多个蓄电池B1～Bn构成了电池模块410，但构成电池模块410的蓄电池的个数也可以为一个。电池模块410中包含的蓄电池的一部分或者全部也可以相互被并联连接。其中，在本实施方式中，只要没有特别进行说明，则蓄电池是指单电池。
电池模块410经由继电器30而与电力转换器20连接。电池模块410在行驶用电动机10作为电力源进行动作时(再生时)，能够经由电力转换器20来接受充电电力的供给。此外，电池模块410在行驶用电动机10作为负载进行动作时(动力运行时)，能够经由电力转换器20来供给放电电力。
电压传感器430检测构成电池模块410的多个蓄电池B1～Bn的各蓄电池各自的端子电压(蓄电池B1～Bn各自的正极以及负极间的电位差)的电压值Vd。电压传感器430将检测到的各蓄电池的电压值Vd输出至电池管理装置420。
电流传感器440被配置在电池模块410与电力转换器20之间，测定电池模块410中流动的电流的电流值Id。电流传感器440将检测到的电流值Id输出至电池管理装置420。
温度传感器450检测电池模块410的温度Td(例如电池模块410的表面温度)。电池模块410将检测到的温度T输出至电池管理装置420。
电池管理装置420包含电池状态估计装置422以及通信部424。电池状态估计装置422利用包含电流值Id、电压值Vd以及温度Td的电池状态数据，来估计电池模块410有无锂析出、SOC(StateOfCharge(充电状态)，也称作充电率)等电池状态。
通信部424将与由电池状态估计装置422估计出的SOC等电池状态相关的信息发送至控制部50。电池管理装置420与控制部50之间通过CAN(ControllerAreaNetwork；控制器局域网)等的网络来连接。
在具体说明电池状态估计装置422之前，阐述由电池状态估计装置422执行的有无锂析出等估计动作的概要。
构成电池模块410的锂离子二次电池具有未图示的负极、包含电解液的隔离件以及正极。负极以及正极分别由活性物质的集合体构成。
在锂离子二次电池的放电时，在负极的活性物质的界面上，进行释放锂离子Li+以及电子e-的化学反应。另一方面，在正极的活性物质的界面上，进行吸收锂离子Li+以及电子e-的化学反应。在锂离子二次电池的充电时，进行与上述反应相反的反应。
在负极设置放电时从活性物质吸收电子的集电板，在正极设置放电时向活性物质释放电子的集电板。经由隔离件而在正极与负极之间授受锂离子，由此来进行锂离子二次电池的充放电。例如，在放电时，从负极释放出的锂离子Li+通过扩散以及迁移而向正极移动，并被正极吸收。
在电极表面上的锂离子Li+进出时，等效地作为电气电阻发挥作用的电阻被称作电荷移动电阻。包含该电荷移动电阻和在负极以及正极相对于电子e-的移动的纯电气电阻，在宏观上观察锂离子二次电池的情况下的电气电阻的直流电阻成分被称作DC-IR(DirectCurrentInternalResistance；直流内阻)。其中，在本实施方式中，只要没有特别进行说明，则DC-IR是指内部电阻。
图2是表示初始状态的锂离子二次电池的DC-IR(也仅称作DC-IR)与开路电压(OCV：OpenCircuitVoltage)的对应关系的概念图。这里，初始状态是指锂离子二次电池未发生劣化的状态，例如是指刚制造出锂离子二次电池的状态。
如图2所示，初始状态的DC-IR：C0成为将正极的DC-IR：A0与负极的DC-IR：B0进行合成所得的结果。在图2中，关于正极的DC-IR：A0，随着开路电压变低而其电阻值变高。能够认为这是由于，随着在正极取入锂离子Li+而能够收纳锂离子Li+的场所变少，锂离子Li+逐渐不易被正极吸收。
这里，考虑发生了锂析出所引起的劣化(也称作锂析出劣化)的情况、即从正极释放的锂离子Li+未被负极吸收而在负极的表面析出的情况。于是，可以设想即便将负极在充电时吸收到的锂离子Li+完全释放，也由于在负极的表面析出的锂离子Li+无法回到正极而与相同的开路电压对应的正极的DC-IR会相应程度地变得小于初始状态。换言之，若发生了锂析出劣化，则充电时从正极释放出的锂离子Li+的一部分无法在放电时回到正极，能够认为在正极组成和负极组成的对应中发生了偏离。
图3是表示发生了锂析出劣化的DC-IR与开路电压的对应关系的概念图。在正极组成和负极组成的对应中发生了偏离的情况下，如图3所示，发生了锂析出劣化的负极的DC-IR保持初始状态的负极的DC-IR：B0不变。另一方面，发生了锂析出劣化的正极的DC-IR成为使初始状态的正极的DC-IR：A0向左侧(开路电压变小的方向)平行移动后的正极的DC-IR：A1。发生了锂析出劣化的DC-IR：C1成为将发生了锂析出劣化的正极的DC-IR：A1和初始状态的负极的DC-IR：B0进行合成后所得的结果。
一般而言，锂离子二次电池的劣化中包含锂析出所引起的劣化和磨损所引起的劣化(也称作磨损劣化)。所谓磨损劣化是指由于充放电、保存而正极以及负极的取入锂的性能下降，例如可列举正极、负极的活性物质因伴随充放电的体积变化而发生磨损。此外，向活性物质表面形成覆膜等也可作为磨损劣化的一例来列举。
图4是表示发生了锂析出劣化以及磨损劣化的DC-IR与开路电压的对应关系的概念图。在发生了磨损劣化的情况下，如图4的DC-IR：C2所示那样，大多情形是DC-IR的增加量在开路电压的所有区域内大致相等。发生了锂析出劣化以及磨损劣化的DC-IR：D0是将发生了析出劣化的DC-IR：C1与磨损劣化所引起的增量的DC-IR：C2进行合成所得的结果。
如图4所示，发生了锂析出劣化以及磨损劣化的DC-IR：D0也可以说是使发生了锂析出劣化的DC-IR：C1向上侧平行移动了磨损劣化量后所得的结果。
如图2所示，表征初始状态的正极DC-IR：A0的曲线表示如下特性：在开路电压低的区域(也称作第1区域)内倾斜度大且单调减少，在开路电压高的区域(也称作第2区域)内倾斜度小且平坦。在发生了锂析出劣化的情况下，由于表征正极DC-IR：A0的曲线向图3的左侧平行移动，因此若以平行移动的前后进行比较，则在第1区域内DC-IR减少，而在第2区域内DC-IR不怎么变动。
另一方面，在发生了磨损劣化的情况下，在第1区域和第2区域中DC-IR的增加量均大致相等。
因此，在第1区域和第2区域的每一个区域内选择开路电压，按照各区域的每一开路电压来求出发生了锂析出劣化以及磨损劣化的DC-IR相对于初始状态的DC-IR的变动量(也仅称作DC-IR的变动量)，若将两者进行比较，则第2区域的变动量更大。其原因在于，在第1区域内，磨损劣化所引起的DC-IR的增加量被锂析出所引起的DC-IR的减少量抑制，而在第2区域内，锂析出所引起的DC-IR的减少量的影响变小。换言之，在第2区域的DC-IR的变动量大于第1区域的DC-IR的变动量的情况下，能够判定为发生了锂析出。
为此，在本发明的实施方式中，按照第1区域的开路电压(也称作第1开路电压)和第2区域的开路电压(也称作第2开路电压)的每一开路电压来求出DC-IR的变动量，通过将两者进行比较来判定有无锂析出。以下，参照图5、6来具体说明本发明的实施方式中的锂析出的判定方法。
图5是在开路电压低的第1区域和开路电压比该第1区域高的第2区域的每一个区域内表示初始状态的DC-IR与开路电压的对应关系的概念图。此外，图6是在开路电压低的第1区域和开路电压比该第1区域高的第2区域的每一个区域内表示发生了锂析出劣化以及磨损劣化的DC-IR与开路电压的对应关系的概念图。
在图5中，与第1开路电压V1对应的DC-IR的电阻值由R1a(也称作第1电阻值)来表征，与第2开路电压V2对应的DC-IR的电阻值由R2a(也称作第2电阻值)来表征。同样，在图6中，与第1开路电压V1对应的DC-IR的电阻值由R1b(也称作第3电阻值)来表征，与第2开路电压V2对应的DC-IR的电阻值由R2b(也称作第4电阻值)来表征。
本发明的实施方式中的锂析出的判定方法，根据下述(1)式，将第1区域中的DC-IR的变动量作为差值(也称作第1差值)来求出。
D1＝(R1b-R1a)…(1)
此外，根据下述(2)式，将第1区域中的DC-IR的变动量作为比率(也称作第1比率)来求出。
R1＝(R1b/R1a)…(2)
同样，根据下述(3)式，将第2区域中的DC-IR的变动量作为差值(也称作第2差值)来求出。
D2＝(R2b-R2a)…(3)
进而，根据下述(4)式，将第2区域中的DC-IR的变动量作为比率(也称作第2比率)来求出。
R2＝(R2b/R2a)…(4)
然后，比较第1差值D1与第2差值D2，并且比较第1比率R1与第2比率R2，若第2差值D2和第2区域的比率R2大，则判定为发生了锂析出。
如此基于第1区域以及第2区域各自的DC-IR的变动量来判定有无锂析出，因此能够不妨碍充放电动作地容易地执行。此外，由于基于差值以及比率来进行判定，因此能够可靠地判定有无锂析出。
另外，在本发明的实施方式中的锂析出的判定方法之中，如图5所示，将随着开路电压的增加而DC-IR从增加转变为减少时的DC-IR检测为极大值DC-IR。将比与极大值DC-IR对应的开路电压低、且所对应的DC-IR等于该极大值DC-IR的开路电压设为阈值电压Vth。并且，将开路电压比阈值电压Vth低的区域分割为第1区域，将开路电压比阈值电压Vth高的区域分割为第2区域。
如图5所示，表征DC-IR与开路电压的对应关系的曲线表示如下特性：在比阈值电压Vth低的区域内倾斜度大且单调减少，在比阈值电压Vth高的区域内倾斜度小且平坦。如上所述，关于表征DC-IR与开路电压的对应关系的曲线，若第2区域比第1区域更平坦，则锂析出的判定精度提高。因此，通过如此分割出第1区域和第2区域，能够精度良好地判定有无锂析出。
下面，关于将本发明的实施方式的锂析出判定方法应用于表征SOC与OCV的对应关系的SOC-OCV表格的修正的情况来进行说明。
SOC-OCV表格例如在根据OCV来估计SOC的情况下被参照，但根据锂离子二次电池的电池状态而SOC与OCV的对应关系会变动。为此，期望在锂离子二次电池发生了劣化的情况下进行修正，使得反映出该情形。
为此，在本发明的实施方式的SOC-OCV表格的修正方法中，若基于至此为止在上文阐述的锂析出判定方法而检测到发生了锂析出，则计算所需的修正量来修正SOC-OCV表格。以下，参照图7、8来对本发明的实施方式中的SOC-OCV表格的修正方法进行具体说明。
图7是表示初始状态的DC-IR以及开路电压与容量的对应关系的概念图。此外，图8是表示发生了锂析出劣化的DC-IR以及开路电压与容量的对应关系的概念图。
在图7中，将横轴的容量共用化，在纵轴的上侧，锂离子二次电池的DC-IR与容量的对应关系由DC-IR：G0来表示，并且，在纵轴的下侧，锂离子二次电池的开路电压与容量的对应关系由OCV：J0来表示。DC-IR：G0成为将正极的DC-IR：E0与负极的DC-IR：F0进行合成后所得的结果。此外，OCV：J0由正极的开路电位：H0与负极的开路电位：I0的电位差来表征(以下将正极以及负极的开路电位也称作OCP(OpenCircuitPotential；开路电位))。
如图7所示，随着锂离子Li+向负极移动并被负极吸收，而正极的开路电位：H0变高，负极的开路电位：I0变低。反之，随着锂离子Li+向正极移动并被正极吸收，而正极的开路电位：H0变低，负极的开路电位：I0变高。
因而，若由于锂析出劣化而在正极组成和负极组成的对应中发生了偏离，则如图8所示，发生了锂析出劣化的正极的DC-IR向左侧(容量变小的方向)偏离，与此联动，发生了锂析出的正极的开路电位也向左侧偏离(在图8中容量的偏离量由ΔC来表征)。
即，如图8的下侧所示，即便在发生了锂析出劣化的情况下，负极的开路电位也保持初始状态的负极的开路电位：I0不变。另一方面，发生了锂析出劣化的正极的开路电位：H1成为使初始状态的正极的开路电位：H0向左侧平行移动后所得的结果。发生了锂析出劣化的OCV：J1由发生了锂析出劣化的正极的开路电位：H1与初始状态的负极的开路电位：I0的电位差来表征。
这里，在发生了锂析出劣化的情况下，能够预先通过实验来求出表征DC-IR与容量的对应关系的曲线的容量方向的偏离量、和表征开路电压与容量的对应关系的曲线的容量方向的偏离量。
为此，在本发明的实施方式的SOC-OCV表格的修正方法中，基于发生了锂析出劣化的情况下的DC-IR的变动量来求出修正量ΔC，并利用该修正量ΔC来修正SOC-OCV表格。
由于如此基于锂离子二次电池的DC-IR来修正SOC-OCV表格，因此能够不妨碍充放电动作地容易地执行。
以下，具体说明以上述构成为基础的电池状态估计装置422。电池状态估计装置422包含：存储部4220、OCV估计部4221、DC-IR获取部4222、锂析出判定部4223、表格更新部4224以及SOC估计部4225。
存储部4220存储锂离子二次电池为初始状态(也称作第1定时)的第1电阻值和第2电阻值。存储部4220存储表示锂离子二次电池的端子电压与充放电电流的对应关系的I-V表格。存储部4220存储表示SOC与OCV的对应关系的SOC-OCV表格(也称作第1数据)。存储部4220存储表示正极的开路电位与正极的容量的对应关系以及负极的开路电位与负极的容量的对应关系的表格(也称作第2数据)。进而，存储部4220还存储表示多个正负极开路电位的组合与正极以及负极各自的DC-IR以及容量的对应关系的表格(也称作第3数据)。关于第2数据和第3数据的详情将在后面阐述。
OCV估计部4221基于从电压传感器430接收到的电压值Vd以及从电流传感器440接收到的电流值Id，并参照I-V表格来估计OCV。OCV估计部4221将估计出的OCV输出至DC-IR获取部4222、表格更新部4224以及SOC估计部4225。
DC-IR获取部4222从存储部4220之中获取第1电阻值以及第2电阻值。此外，基于在从第1定时起经过一定时间后的第2定时下从电压传感器430接收到的电压值Vd、从电流传感器440接收到的电流值Id以及从OCV估计部4221接收到的OCV，利用下述(5)式来计算与OCV对应的DC-IR的电阻值Rd。
Rd＝(Vd-OCV)/Id…(5)
DC-IR获取部4222利用(5)式，在OCV变为第1开路电压V1时获取第3电阻值，并且在OCV变为第2开路电压V2时获取第4电阻值。DC-IR获取部4222将获取到的第1～4电阻值输出至锂析出判定部4223以及表格更新部4224。
锂析出判定部4223基于从DC-IR获取部4222接收到的第1电阻值以及第3电阻值，利用(1)式来求出第1差值D1，并且利用(2)式来求出第1比率R1。同样，基于第2电阻值以及第4电阻值，利用(3)式来求出第2差值D2，并且利用(4)式来求出第2比率R2。
锂析出判定部4223比较第1差值D1与第2差值D2，并且比较第1比率R1与第2比率R2。若第2差值D2和第2比率R2大，则判定为发生了锂析出，锂析出判定部4223将锂析出检测信号输出至DC-IR获取部4222和表格更新部4224。
如上所述，磨损劣化所引起的DC-IR的增加量在第1区域以及第2区域内大致相等，并且即便是发生了锂析出劣化以及磨损劣化的情况，第2区域的DC-IR的变动量也大致等于磨损劣化所引起的增加量。为此，表格更新部4224在接收到锂析出检测信号时，基于下述(6)式来求出第1区域的锂析出劣化所引起的DC-IR的变动量。
RLi＝R1b-(R2b-R2a)…(6)
表格更新部4224基于RLi，参照第3数据来求出修正量ΔC。这里，具体说明第3数据。
如图10所示，第3数据描述了等于第1开路电压V1的正极的开路电位和负极的开路电位的组合、以正极以及负极各自的DC-IR以及容量的对应关系。在正负极开路电位组合栏中，n个正极的开路电位的V1C1～V1Cn和n个负极的开路电位的V1A1～V1An被组合为：正极的开路电位与负极的开路电位之差等于第1开路电压V1。在正极的DC-IR栏和C栏中描述了正极的开路电位为V1Cj(j＝1～n的整数)的情况下的正极的DC-IR的值rcj和容量的值ccj。同样，在负极的DC-IR栏和C栏中描述了负极的开路电位为V1Aj的情况下的负极的DC-IR的值raj和容量的值caj。若将锂离子二次电池维持在低温状态，则能够仅进行锂的析出，因此选择多个等于第1开路电压V1的正极的开路电位和负极的开路电位，如果针对每一个而通过实验求出DC-IR和容量，则能够创建第3数据。
如上所述，基于锂析出劣化的DC-IR是将发生了锂析出的正极的DC-IR和负极的DC-IR进行合成后所得的结果。为此，表格更新部4224参照第3数据的正极的DC-IR栏和负极的DC-IR栏来计算rcj+raj。然后求出最接近RLi的正负极开路电位组合(V1Cj，V1Aj)。若求出在发生了锂析出时成为第1开路电压V1的正极的开路电位和负极的开路电位，则参照第3数据，便能够求出此时的正极的容量ccj和负极的容量caj。两者之差ccj-caj相当于修正量ΔC。如此一来，表格更新部4224基于RLi，并参照第3数据来求出修正量ΔC。
接下来，表格更新部4224从正极的容量中减去修正量ΔC，由此来修正第2数据中所描述的正极的开路电位与正极的容量的对应关系。将修正后的正极的开路电位与正极的容量的对应关系、和第2数据中所描述的负极的开路电位与负极的容量的对应关系进行合成，从而表格更新部4224求出发生了锂析出的情况下的开路电压与容量的对应关系。表格更新部4224根据发生了锂析出的情况下的开路电压与容量的对应关系，求出与SOC成为0％的开路电压(例如3.0V)对应的容量、和与SOC成为100％的开路电压(例如4.2V)对应的容量，进行从容量向SOC的转换，来更新SOC-OCV表格。表格更新部4224将更新后的SOC-OCV表格输出至存储部4220。
SOC估计部4225对从电流传感器440接收到的电流值Id进行累计，通过电流累计来估计SOC。此外，基于从OCV估计部4221接收到的OCV，参照存储部4220中存储的SOC-OCV表格，根据OCV来估计SOC。SOC估计部4225在未进行充放电时采用根据OCV估计出的SOC。另一方面，在正进行充放电时，直接采用通过电流累计而估计出的SOC，或者采用以根据OCV估计出的SOC进行修正后的SOC。SOC估计部4225将所采用的SOC输出至通信部424。
说明基于以上构成的电池状态估计装置422的动作。图11是与锂析出判定相关的动作流程图。DC-IR获取部4222获取第1电阻值R1a、第2电阻值R2a、第3电阻值R1b以及第4电阻值R2b(S10)。锂析出判定部4223求出第1差值D1、第1比率R1、第2差值D2以及第1比率R2。锂析出判定部4223在第2差值D2大(S12的是)且第2比率R2大的情况下(S14的是)，判定为有锂析出(S16)。否则(S12的否以及S14的否)，判定为无锂析出(S18)。
根据本发明的实施方式，锂析出判定部4223比较第2区域的DC-IR的变动量和第1区域的DC-IR的变动量，基于二者的大小关系来进行锂析出的判定，因此能够不妨碍充放电动作地简易地进行锂析出的判定。DC-IR获取部4222将比与极大值DC-IR对应的开路电压低、且所对应的DC-IR等于该极大值DC-IR的开路电压设为阈值电压Vth，将开路电压比阈值电压Vth低的区域分割为第1区域，将开路电压比阈值电压Vth高的区域分割为第2区域，因此能够精度良好地判定锂析出。锂析出判定部4223在第2差值D2大于第1差值D1且第2比率R2大于第1比率R1的情况下，判定为发生了锂析出，因此能够可靠地判定锂析出。表格更新部4224基于第2区域的DC-IR的变动量和第1区域的DC-IR的变动量来更新SOC-OCV表格，因此能够在充放电中简单地进行更新。
以上，基于实施方式对本发明进行了说明。本实施方式只是例示，对于本领域技术人员而言，当然可以理解：对于这些的各构成要素、各处理工艺的组合而言能够实现各种变形例，此外，这样的变形例也在本发明的范围内。
例如，在本发明的实施方式中，说明了若第2差值D2和第2比率R2大则锂析出判定部4223判定为发生了锂析出的情况，但即便是第2差值D2小于第1差值D1的情况，若第2比率R2大于第1比率R1，则也可以判定为发生了锂析出。其原因在于，初始状态的DC-IR如图5所示那样第1区域大于第2区域，因此在DC-IR的变动量为相同程度的情况下，即便以差值进行比较而两者大致相等，若以比率进行比较则有时第2区域更大。
说明基于以上构成的电池状态估计装置422的动作。图12是与锂析出判定相关的动作流程图。DC-IR获取部4222获取第1电阻值R1a、第2电阻值R2a、第3电阻值R1b、第4电阻值R2b(S10)。锂析出判定部4223求出第1差值D1、第1比率R1、第2差值D2以及第1比率R2。锂析出判定部4223在第2差值D2大的情况下(S12的是)，判定为有锂析出(S16)。另一方面，在第2差值D2不大的情况下(S12的否)，若第2比率R2大(S14的是)，则判定为有锂析出(S16)。否则(S14的否)，判定为无锂析出(S18)。
根据本变形例，即便在难以利用差值来评价DC-IR的变动量的情况下，也能够判定锂析出。
此外，在本发明的实施方式中，说明了表格更新部4224更新SOC-OCV表格的情况，但除此之外，也可以更新表示DC-IR与SOC的对应关系的表格(第4数据)。
若具体进行说明，则存储部4220存储表示正极的DC-IR与正极的容量的对应关系以及负极的DC-IR与负极的容量的对应关系的表格(也称作第5数据)。表格更新部4224通过在正极的容量中减去修正量ΔC，由此来修正第5数据中所描述的正极的DC-IR与正极的容量的对应关系。对修正后的正极的DC-IR与正极的容量的对应关系、和第5数据中所描述的负极的DC-IR与负极的容量的对应关系进行合成，从而表格更新部4224求出发生了锂析出的情况下的DC-IR与容量的对应关系。进而，表格更新部4224在发生了锂析出的情况下的DC-IR与容量的对应关系中合成磨损劣化所引起的增量即第2差值D2，从而求出发生了锂析出以及磨损劣化的情况下的DC-IR与容量的对应关系。表格更新部4224与SOC-OCV表格的情况相同，根据发生了锂析出以及磨损劣化的情况下的DC-IR与容量的对应关系，求出与SOC成为0％的DC-IR对应的容量、和与SOC成为100％的DC-IR对应的容量，进行从容量向SOC的转换，来更新表示DC-IR与SOC的对应关系的表格。表格更新部4224将更新后的表示DC-IR与SOC的对应关系的表格输出至存储部4220。根据本变形例，表格更新部4224基于第2区域的DC-IR的变动量和第1区域的DC-IR的变动量来更新表示DC-IR与SOC的对应关系的表格，因此能够在充放电中简单地进行更新。
另外，本实施方式所涉及的发明也可以由以下所记载的项目来确定。
[项目1]
一种电池状态估计装置，具备：获取部，其获取第1定时下的、与锂离子二次电池的第1开路电压对应的第1电阻值、和与比所述第1开路电压高的所述锂离子二次电池的第2开路电压对应的第2电阻值，并且获取不同于所述第1定时的第2定时下的、与所述第1开路电压对应的第3电阻值、和与所述第2开路电压对应的第4电阻值；以及判定部，其基于所述第3电阻值相对于所述第1电阻值的第1变动量与所述第4电阻值相对于所述第2电阻值的第2变动量的大小关系，判定所述锂离子二次电池有无锂析出。
[项目2]
在项目1所述的电池状态估计装置中，所述锂离子二次电池在其内部电阻与开路电压的对应关系中，具有随着所述开路电压的增加而所述内部电阻从增加转变为减少的峰值内部电阻，并具有比与所述峰值内部电阻对应的开路电压低、且所对应的内部电阻等于所述峰值内部电阻的第3开路电压，所述获取部将所述开路电压的范围分割为比所述第3开路电压低的第1区域和比所述第3开路电压高的第2区域，所述第1开路电压包含在所述第1区域中，所述第2开路电压包含在所述第2区域中。
[项目3]
在项目2所述的电池状态估计装置中，所述判定部利用根据所述第1电阻值与所述第3电阻值之差或者比而求出的第1差值或者第1比率来作为所述第1变动量，并且利用根据所述第2电阻值与所述第4电阻值之差或者比而求出的第2差值或者第2比率来作为所述第2变动量。
[项目4]
在项目3所述的电池状态估计装置中，所述判定部比较所述第1差值与所述第2差值，并且比较所述第1比率与所述第2比率，若至少所述第2比率大于所述第1比率，则判定为有锂析出。
[项目5]
在项目4所述的电池状态估计装置中，还具备：存储部，其存储表示所述锂离子二次电池的充电率与开路电压的对应关系的第1数据、和表示所述锂离子二次电池的开路电压与容量的对应关系的第2数据；以及更新部，其基于所述第1～4电阻值以及所述第2数据来更新第1数据。
产业上的可利用性
本发明所涉及的电池状态估计装置作为带有电池状态估计功能的蓄电池系统而在备用电源、电动车辆中是有用的。
符号说明
10行驶用电动机
20电力转换器
30继电器
40蓄电池系统
50控制部
410电池模块
420电池管理装置
422电池状态估计装置
4220存储部
4221OCV估计部
4222DC-IR获取部
4223锂析出判定部
4224表格更新部
4225SOC估计部
424通信部
430电压传感器
440电流传感器
450温度传感器

Claims (5)

1.一种电池状态估计装置，其特征在于，具备：
获取部，其获取第1定时下的、与锂离子二次电池的第1开路电压对应的第1电阻值、和与比所述第1开路电压高的所述锂离子二次电池的第2开路电压对应的第2电阻值，并且获取不同于所述第1定时的第2定时下的、与所述第1开路电压对应的第3电阻值、和与所述第2开路电压对应的第4电阻值；以及
判定部，其基于所述第3电阻值相对于所述第1电阻值的第1变动量与所述第4电阻值相对于所述第2电阻值的第2变动量的大小关系，判定所述锂离子二次电池有无锂析出。
2.根据权利要求1所述的电池状态估计装置，其特征在于，
所述锂离子二次电池在其内部电阻与开路电压的对应关系中，具有随着所述开路电压的增加而所述内部电阻从增加转变为减少的峰值内部电阻，并具有比与所述峰值内部电阻对应的开路电压低、且所对应的内部电阻等于所述峰值内部电阻的第3开路电压，所述获取部将所述开路电压的范围分割为比所述第3开路电压低的第1区域和比所述第3开路电压高的第2区域，所述第1开路电压包含在所述第1区域中，所述第2开路电压包含在所述第2区域中。
3.根据权利要求2所述的电池状态估计装置，其特征在于，
所述判定部利用根据所述第1电阻值与所述第3电阻值之差或者比而求出的第1差值或者第1比率来作为所述第1变动量，并且利用根据所述第2电阻值与所述第4电阻值之差或者比而求出的第2差值或者第2比率来作为所述第2变动量。
4.根据权利要求3所述的电池状态估计装置，其特征在于，
所述判定部比较所述第1差值与所述第2差值，并且比较所述第1比率与所述第2比率，若至少所述第2比率大于所述第1比率，则判定为有锂析出。
5.根据权利要求4所述的电池状态估计装置，其特征在于，
所述电池状态估计装置还具备：
存储部，其存储表示所述锂离子二次电池的充电率与开路电压的对应关系的第1数据、和表示所述锂离子二次电池的开路电压与容量的对应关系的第2数据；以及
更新部，其基于所述第1～4电阻值以及所述第2数据来更新第1数据。
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