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公開番号2024153399
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-29
出願番号2023067273
出願日2023-04-17
発明の名称電池システム
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類G01R 31/392 20190101AFI20241022BHJP(測定;試験)
要約【課題】非水電解液を含む二次電池の劣化の有無を精度良く推定する。
【解決手段】電池システムは、電池20の劣化の有無を推定するための電池システムである。電池システムは、電圧センサ21と、ECU40とを備える。電圧センサ21は、電池20の電圧値VVを検出する。ECU40は、電池20の充放電の停止後に電池20の分極が解消するまでの時間である分極解消時間を電圧値VVに従って判定する判定処理、および、電池20の劣化の有無を分極解消時間に従って推定する推定処理を実行するように構成されている。推定処理は、分極解消時間がしきい値未満である場合、劣化が無いと推定する処理と、分極解消時間がしきい値以上である場合、劣化が有りと推定する処理とを含む。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
非水電解液を含む二次電池の劣化の有無を推定するための電池システムであって、前記劣化は、前記非水電解液中のイオン濃度の偏りに起因して前記二次電池の内部抵抗が増加する現象であり、
前記二次電池の電圧値を検出する電圧センサと、
前記二次電池の充放電の停止後に前記二次電池の分極が解消するまでの時間である分極解消時間を前記電圧値に従って判定する判定処理、および、前記劣化の有無を前記分極解消時間に従って推定する推定処理を実行するように構成された処理装置とを備え、
前記推定処理は、
前記分極解消時間がしきい値未満である場合、前記劣化が無いと推定する処理と、
前記分極解消時間が前記しきい値以上である場合、前記劣化が有りと推定する処理とを含む、電池システム。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記電池システムは、車両に搭載されており、
前記処理装置は、前記車両の走行システムの停止後に、前記判定処理および前記推定処理を実行する、請求項１に記載の電池システム。
【請求項３】
前記電池システムは、車両に搭載されており、
前記処理装置は、前記車両の外部に設けられた充電設備から供給される充電電流により前記二次電池を充電する外部充電の停止後に、前記判定処理および前記推定処理を実行する、請求項１または請求項２に記載の電池システム。
【請求項４】
前記二次電池の充放電停止前の所定期間中の前記二次電池の充放電電流がしきい電流以上である場合に、前記処理装置は、前記判定処理および前記推定処理を実行する、請求項１に記載の電池システム。
【請求項５】
前記充放電が停止した時の前記電圧値である第１電圧値と、前記充放電の停止後に前記二次電池の分極が解消している時の前記電圧値である第２電圧値と、前記第１電圧値と前記第２電圧値との間の前記電圧値として予め定められた第３電圧値とを記憶する記憶部をさらに備え、
前記処理装置は、前記充放電の停止後に前記電圧値が前記第３電圧値になるまでの所要時間を判定する途中判定処理、および、前記所要時間に従って前記劣化の有無を推定する途中推定処理を実行するようにさらに構成されており、
前記途中推定処理は、
前記所要時間が基準時間未満である場合、前記劣化が無いと推定する処理と、
前記所要時間が前記基準時間以上である場合、前記劣化が有りと推定する処理とを含む、請求項１に記載の電池システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電池システムに関し、特に、非水電解液を含む二次電池の劣化の有無を推定するための電池システムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池などの、非水電解液を有する二次電池が注目されている。そのような二次電池のハイレート（大電流）での充電または放電が繰り返されると、非水電解液中のイオン濃度が偏る。その結果、二次電池の抵抗が増加して二次電池が劣化する。そのような二次電池の劣化は、「ハイレート劣化」とも呼ばれる。
【０００３】
特開２０１７－１０３０８０号公報（特許文献１）は、電池システムを開示する。電池システムは、二次電池と、電流センサと、制御装置とを備える。電流センサは、二次電池の充電電流または放電電流を検出する。制御装置は、二次電池のハイレート劣化を評価するための評価値を電流センサの検出値に基づいて算出する。制御装置は、評価値の積算値がしきい値よりも高いか否かを判定する。積算値がしきい値よりも高い場合、制御装置は、過度なハイレート劣化を防止するために電池の充電電力または放電電力を制限する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－１０３０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の電池システムによれば、電流センサの検出値が検出誤差を含む場合に、積算値において、検出誤差に起因する誤差が積み重ねられ得る。その結果、積算値において積み重ねられた誤差が無視できないほど大きくなる可能性がある。この場合、ハイレート劣化の有無を積算値に基づいて精度良く推定することができない（適宜なタイミングで充電電力または放電電力を制限することができない）可能性がある。
【０００６】
本開示は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、非水電解液を含む二次電池の劣化の有無を精度良く推定できる電池システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の電池システムは、非水電解液を含む二次電池の劣化の有無を推定するための電池システムである。この劣化は、非水電解液中のイオン濃度の偏りに起因して二次電池の内部抵抗が増加する現象である。電池システムは、電圧センサと、処理装置とを備える。電圧センサは、二次電池の電圧値を検出する。処理装置は、二次電池の充放電の停止後に二次電池の分極が解消するまでの時間である分極解消時間を電圧値に従って判定する判定処理、および、二次電池の劣化の有無を分極解消時間に従って推定する推定処理を実行するように構成されている。推定処理は、分極解消時間がしきい値未満である場合、劣化が無いと推定する処理と、分極解消時間がしきい値以上である場合、劣化が有りと推定する処理とを含む。
【０００８】
二次電池の劣化の有無は、分極解消が長引いているか否かに関係している。分極解消が長引いているか否かは、分極解消時間に反映される。上記の構成とすることにより、二次電池の劣化の有無が分極解消時間に従って推定される。分極解消時間は、上記電圧センサの電圧値に従って算出され、仮にこの電圧値が誤差を含む場合であっても電圧値が安定している限り正確に判定される。よって、推定処理の結果は、上記電圧センサおよびその他の多くのセンサの検出誤差により基本的に影響されない。その結果、二次電池の劣化の有無を精度良く推定することができる。
【０００９】
電池システムは、車両に搭載されていてもよい。処理装置は、車両の走行システムの停止後に、判定処理および推定処理を実行してもよい。
【００１０】
電池システムは、車両に搭載されていてもよい。処理装置は、車両の外部に設けられた充電設備から供給される充電電流により二次電池を充電する外部充電の停止後に、判定処理および推定処理を実行してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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