專利名稱：二次電池系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及二次電池系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
作為檢測二次電池的狀態(tài)的二次電池系統(tǒng)，提出了各種系統(tǒng)。例如，在日本專利文 獻(xiàn)1 4中，基于二次電池的電池電壓來檢測二次電池的充電狀態(tài)(蓄電量或S0C)。其中， 在專利文獻(xiàn)4中，還基于根據(jù)電池電壓算出的S0C(State of Charge)和由溫度檢測單元檢 測出的電池溫度來檢測二次電池的劣化狀態(tài)。專利文獻(xiàn)1 日本特開2007-292778號公報；專利文獻(xiàn)2 日本特開平11-346444號公報；專利文獻(xiàn)3 日本特開平7-294611號公報；專利文獻(xiàn)4 日本特開2001-33532號公報；專利文獻(xiàn)5 日本特開2003-36889號公報。
發(fā)明內(nèi)容
但是，在專利文獻(xiàn)1 4中提出的技術(shù)中，在伴隨蓄電量的變化而產(chǎn)生的電池電壓 的變化量小的情況下，可能無法適當(dāng)?shù)貦z測二次電池的充電狀態(tài)(蓄電量或SOC)。并且，在 這樣的情況下，在專利文獻(xiàn)4中提出的技術(shù)中，還可能會無法適當(dāng)?shù)貦z測二次電池的劣化 狀態(tài)。另外，近年來提出了輸出密度的變化小、能夠獲得穩(wěn)定的輸出特性的鋰離子二次 電池(例如參照專利文獻(xiàn)5)。專利文獻(xiàn)5中公開的二次電池，橫跨理論電容量整體的50% 以上的容量范圍(具體而言相當(dāng)于S0C25% 80%的容量范圍)，伴隨蓄電量的變化而產(chǎn) 生的電池電壓的變化量極小。關(guān)于這樣的二次電池，尤其可能會無法檢測二次電池的狀態(tài) (充電狀態(tài)和/或劣化狀態(tài))。本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)狀而完成的，其目的在于提供一種能夠高精度地檢測二次電 池系統(tǒng)的狀態(tài)(二次電池的狀態(tài)和/或二次電池系統(tǒng)的異常等)的二次電池系統(tǒng)。本發(fā)明的一個方式是具有二次電池的二次電池系統(tǒng)，所述二次電池系統(tǒng)具有算出 dV/dQ的值的dV/dQ算出單元，所述dV/dQ的值是所述二次電池的蓄電量Q發(fā)生了變化時 的、所述二次電池的電池電壓V的變化量dV相對于所述蓄電量Q的變化量dQ的比例，所述 二次電池系統(tǒng)利用所述dV/dQ的值，檢測所述二次電池系統(tǒng)的狀態(tài)。換言之，是具有二次電池的二次電池系統(tǒng)，所述二次電池系統(tǒng)具有dV/dQ算出單 元，所述dV/dQ算出單元將所述二次電池的電池電壓V對與其對應(yīng)的所述二次電池的蓄電 量Q進(jìn)行微分來算出dV/dQ的值，所述二次電池系統(tǒng)利用所述dV/dQ的值，檢測所述二次電 池系統(tǒng)的狀態(tài)。在上述二次電池系統(tǒng)中，利用dV/dQ的值來檢測二次電池系統(tǒng)的狀態(tài)。由此，能夠 高精度地檢測二次電池系統(tǒng)的狀態(tài)。
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作為能夠檢測的二次電池系統(tǒng)的狀態(tài)，例如可以列舉出二次電池的狀態(tài)、二次電 池系統(tǒng)的異常等。作為二次電池的狀態(tài)，可以例示出二次電池的充電狀態(tài)(蓄電量、S0C)、 劣化狀態(tài)。其中，作為二次電池的劣化狀態(tài)，例如可以列舉出電池容量(滿充電容量)的降 低、內(nèi)部電阻的上升等。另外，作為二次電池系統(tǒng)的異常，可以例示出二次電池的內(nèi)部微短 路、二次電池的連接不良等。具體地說，即使在伴隨蓄電量Q的變化而產(chǎn)生的電池電壓V的變化量小的范圍中， 也存在伴隨蓄電量Q的變化而產(chǎn)生的dV/dQ的值的變化量大的傾向。因此，通過基于dV/dQ 的值來進(jìn)行二次電池系統(tǒng)的狀態(tài)檢測，能夠高精度地檢測二次電池系統(tǒng)的狀態(tài)。例如，通過 基于dV/dQ的值來進(jìn)行二次電池的狀態(tài)檢測，能夠高精度地檢測二次電池的狀態(tài)(充電狀 態(tài)和/或劣化狀態(tài))。另外，能夠基于dV/dQ的值適當(dāng)?shù)貦z測二次電池系統(tǒng)的異常(二次電 池的內(nèi)部微短路和/或二次電池的連接不良)。并且，在上述二次電池系統(tǒng)中，優(yōu)選的是所述二次電池在Q-dV/dQ曲線上具有特 征點的二次電池系統(tǒng)，所述Q-dV/dQ曲線表示所述二次電池相關(guān)的所述蓄電量Q的值與所 述dV/dQ的值的關(guān)系。Q-dV/dQ曲線上的特征點是極大點、極小點、拐點等。Q-dV/dQ曲線上的特征點非 常容易檢測，因此通過利用該特征點，能夠更高精度地檢測二次電池系統(tǒng)的狀態(tài)。例如，在推定二次電池的蓄電量的二次電池系統(tǒng)中，有時由于某種原因而在實際 的蓄電量與推定蓄電量之間產(chǎn)生偏離。因此，預(yù)先將Q-dV/dQ曲線上的特征點處的蓄電量 Q的值(設(shè)為特征基準(zhǔn)值QK)存儲在系統(tǒng)中，將特征基準(zhǔn)值QK與在二次電池系統(tǒng)中推定出 的特征點處的蓄電量Q(特征推定值QS)進(jìn)行對比。通過算出特征基準(zhǔn)值QK與特征推定值 QS的差值，能夠掌握二次電池系統(tǒng)的推定偏離。因此，通過例如利用上述差值來校正推定出 的推定蓄電量，能夠檢測高精度的蓄電量Q。另外，如后所述，通過利用Q-dV/dQ曲線上的特 征點，能夠高精度地檢測電池容量(滿充電容量)的降低。并且，在上述任一二次電池系統(tǒng)中，優(yōu)選的是所述二次電池在V-dV/dQ曲線上具 有特征點的二次電池系統(tǒng)，所述V-dV/dQ曲線表示所述二次電池相關(guān)的所述電池電壓V的 值與所述dV/dQ的值的關(guān)系。V-dV/dQ曲線上的特征點是極大點、極小點、拐點等。V-dV/dQ曲線上的特征點非 常容易檢測，因此通過利用該特征點，能夠高精度地檢測二次電池的狀態(tài)。具體地說，例如，如后所述，通過利用V-dV/dQ曲線上的特征點，能夠高精度地檢 測二次電池的內(nèi)部電阻的上升。并且，在上述任一二次電池系統(tǒng)中，可以設(shè)為如下二次電池系統(tǒng)所述二次電池具 有由于充放電而伴有相變的第一活性物質(zhì)。在具有由于充放電而伴有相變的第一活性物質(zhì)的二次電池中，在所述的Q-dV/dQ 曲線和V-dV/dQ曲線上出現(xiàn)明確的特征點(極大點、極小點等)。因此，在上述的二次電池 系統(tǒng)中，能夠利用該明確的特征點來高精度地檢測二次電池的狀態(tài)。需說明的是，“由于充放電而伴有相變的第一活性物質(zhì)”是指在充放電的過程中晶 體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的活性物質(zhì)，可以例示出碳材料。作為碳材料，可以例示出天然石墨材料、 人造石墨材料(中間相碳微球(meso carbon microbeads)等)、難石墨化碳材料等。并且，在上述二次電池系統(tǒng)中，可以設(shè)為如下二次電池系統(tǒng)所述二次電池具有電極體，該電極體具有第一電極板、第二電極板、以及隔離物，所述第一電極板包括由于充放 電而伴有相變的所述第一活性物質(zhì)，所述第二電極板包括進(jìn)行兩相共存型的充放電的第二 活性物質(zhì)。在上述系統(tǒng)的二次電池中，第一電極板包括由于充放電而伴有相變的第一活性物 質(zhì)，第二電極板包括進(jìn)行兩相共存型的充放電的第二活性物質(zhì)。在這樣的二次電池中，在所 述的Q-dV/dQ曲線和V-dV/dQ曲線上出現(xiàn)明確的特征點(極大點、極小點等)。因此，在上 述二次電池系統(tǒng)中，能夠利用該明確的特征點來高精度地檢測二次電池的狀態(tài)。需說明的是，“進(jìn)行兩相共存型的充放電的第二活性物質(zhì)”是指在晶體結(jié)構(gòu)不同的 兩種晶體共存的狀態(tài)下進(jìn)行充放電的反應(yīng)的活性物質(zhì)，例如可以列舉出由LiFe(1_x)MxP04(M 是 Mn、Cr、Co、Cu、Ni、V、Mo、Ti、Zn、Al、Ga、Mg、B、Nb 中的至少任一者，0 彡 X 彡 0. 5)和 / 或 LiMn(1_x)MxP04 (M 是 Cr、Co、Cu、Ni、V、Mo、Ti、Zn、Al、Ga、Mg、B、Nb 中的至少任一者， 0 ^ X ^ 0. 5)代表的橄欖石(olivine)構(gòu)造的化合物。并且，在上述的二次電池系統(tǒng)中，可以設(shè)為如下二次電池系統(tǒng)所述第二活性物質(zhì) 是 LiFe(H)MxPO4(M 是 Mn、Cr、Co、Cu、Ni、V、Mo、Ti、Zn、Al、Ga、Mg、B、Nb 中的至少任一者， 0 ^ X ^ 0. 5)，所述第一活性物質(zhì)是碳材料。在作為第一活性物質(zhì)使用了碳材料、作為第二活性物質(zhì)使用了 LiFe (Lx)MxPO4的二 次電池中，能夠以3. 4V左右的電池電壓使相當(dāng)于理論電容量的約80%的電量充放電。因 此，在上述的二次電池系統(tǒng)中，能夠橫跨理論電容量的80%左右的容量范圍以3. 4V左右的 較高的電池電壓進(jìn)行充放電，因此能夠穩(wěn)定地獲得高輸出。在橫跨理論電容量的80%左右的大的容量范圍而電池電壓的變動小的二次電池 的情況下基于電池電壓來檢測二次電池的狀態(tài)(充電狀態(tài)和/或劣化狀態(tài))的技術(shù)中，可 能無法適當(dāng)?shù)貦z測二次電池的狀態(tài)。但是，在上述的二次電池系統(tǒng)中，如上所述基于dV/dQ 的值來檢測二次電池的狀態(tài)，因此能夠高精度地檢測二次電池的狀態(tài)。并且，在上述任一二次電池系統(tǒng)中，可以設(shè)為如下二次電池系統(tǒng)，該二次電池系統(tǒng) 具有推定所述二次電池的蓄電量Q的蓄電量推定單元；以及利用所述dV/dQ的值來校正 所述推定出的蓄電量Q的蓄電量校正單元。在推定二次電池的蓄電量Q的二次電池系統(tǒng)中，有時會由于某種原因而在實際的 蓄電量與推定蓄電量之間產(chǎn)生偏離。與此相對，在上述的二次電池系統(tǒng)中，利用dV/dQ的值來校正推定出的蓄電量Q。 具體地說，例如預(yù)先將所述的Q-dV/dQ曲線上的特征點處的蓄電量Q的值(設(shè)為特征基準(zhǔn) 值QK)存儲在系統(tǒng)中，將特征基準(zhǔn)值QK與在二次電池系統(tǒng)中推定出的特征點處的蓄電量 Q(設(shè)為特征推定值QS)進(jìn)行對比。并且，通過算出特征基準(zhǔn)值QK與特征推定值QS的差值， 能夠掌握二次電池系統(tǒng)的推定偏離。因此，通過利用上述差值來校正由蓄電量推定單元推 定出的推定蓄電量，能夠檢測高精度的蓄電量Q。這樣，在上述的二次電池系統(tǒng)中，能夠以高精度檢測蓄電量Q。并且，在上述任一二次電池系統(tǒng)中，可以設(shè)為具有劣化檢測單元的二次電池系統(tǒng)， 所述劣化檢測單元利用所述dV/dQ的值來檢測所述二次電池的劣化。在上述的二次電池系統(tǒng)中，利用dV/dQ的值來檢測二次電池的劣化。作為二次電 池的劣化，例如可以列舉出電池容量(滿充電容量)的降低和/或內(nèi)部電阻的上升等。
具體地說，本發(fā)明的發(fā)明者發(fā)現(xiàn)了如下特性隨著二次電池的電池容量(滿充電 容量)降低，在所述的Q-dV/dQ曲線上與各個特征點(極大點、極小點等)對應(yīng)的蓄電量Q 的差值A(chǔ)Q會變小?？梢岳迷撎卣?、例如基于差值A(chǔ)Q來檢測電池容量(滿充電容量) 的降低。另外，本發(fā)明的發(fā)明者發(fā)現(xiàn)了如下特性隨著二次電池的內(nèi)部電阻上升，在所述的 V-dV/dQ曲線上與各個特征點(極大點、極小點等)對應(yīng)的電池電壓V的差值Δ V逐漸變 大。可以利用該特征、例如基于差值ΔΥ來檢測二次電池的內(nèi)部電阻的上升。并且，在上述二次電池系統(tǒng)中，可以設(shè)為如下二次電池系統(tǒng)所述劣化檢測單元包 括容量降低檢測單元，該容量降低檢測單元利用表示所述蓄電量Q的值與所述dV/dQ的值 的關(guān)系的Q-dV/dQ曲線，檢測所述二次電池的電池容量的降低。如上所述，隨著二次電池的電池容量(滿充電容量)降低，在Q-dV/dQ曲線上，與 各個特征點(極大點、極小點等)對應(yīng)的蓄電量Q的差值△ Q會變小?？梢岳迷撎卣?、例 如基于Q-dV/dQ曲線上的差值Δ Q來檢測電池容量(滿充電容量)的降低。具體地說，例如在預(yù)先針對劣化前(初始狀態(tài))的二次電池獲得的Q-dV/dQ曲線 上，算出某個特征點A對應(yīng)的蓄電量與另一個特征點C對應(yīng)的蓄電量的差值A(chǔ)Q(設(shè)為基準(zhǔn) 差值A(chǔ)QK)，將該基準(zhǔn)差值A(chǔ)QK預(yù)先存儲在系統(tǒng)中。并且，在二次電池系統(tǒng)中，每隔預(yù)定的 時間算出差值設(shè)為實測差值A(chǔ)QS)，將該實測差值A(chǔ)QS與基準(zhǔn)差值A(chǔ)QK進(jìn)行對比。在實測差值A(chǔ)QS小于基準(zhǔn)差值A(chǔ)QK的情況下，可以判斷為二次電池的容量降低 了。另外，通過對比基準(zhǔn)差值A(chǔ)QK和實測差值A(chǔ)QS，還可以推定二次電池的容量降低的程 度。并且，還可以基于推定出的容量降低的程度來校正由系統(tǒng)推定出的蓄電量Q。并且，在上述任一二次電池系統(tǒng)中，可以設(shè)為如下二次電池系統(tǒng)所述劣化檢測單 元包括電阻上升檢測單元，該電阻上升檢測單元利用表示所述電池電壓V的值與所述dV/ dQ的值的關(guān)系的V-dV/dQ曲線，檢測所述二次電池的內(nèi)部電阻的上升。如上所述，隨著二次電池的內(nèi)部電阻上升，在V-dV/dQ曲線上，與各個特征點(極 大點、極小點等)對應(yīng)的電池電壓V的差值Δ V逐漸變大?？梢岳迷撎卣鳌⒗缁赩-dV/ dQ曲線上的差值Δ V來檢測二次電池的內(nèi)部電阻的上升。具體地說，例如在預(yù)先針對劣化前(初始狀態(tài))的二次電池獲得的V-dV/dQ曲線 上，算出某個特征點D對應(yīng)的電池電壓與另一個特征點E對應(yīng)的電池電壓的差值A(chǔ)V(設(shè)為 基準(zhǔn)差值Δ VK)，并將該基準(zhǔn)差值Δ VK預(yù)先存儲在系統(tǒng)中。并且，在該電池系統(tǒng)中，每隔預(yù) 定的時間算出差值Δ V(設(shè)為實測差值A(chǔ)VS)，對比該實測差值Δ VS與基準(zhǔn)差值A(chǔ)VK。在實測差值A(chǔ)VS大于基準(zhǔn)差值A(chǔ)VK的情況下，可以判斷為二次電池的內(nèi)部電阻 上升了。另外，通過對比基準(zhǔn)差值A(chǔ)VK和實測差值A(chǔ)VS，還可以推定內(nèi)部電阻上升的程度。 并且，還可以基于推定出的內(nèi)部電阻上升的程度來校正由系統(tǒng)推定出的蓄電量Q。并且，在上述任一二次電池系統(tǒng)中，可以設(shè)為如下二次電池系統(tǒng)具有異常檢測單 元，該異常檢測單元利用所述dV/dQ的值來檢測所述二次電池系統(tǒng)的異常。在上述二次電池系統(tǒng)中，利用dV/dQ的值來檢測二次電池系統(tǒng)的異常。作為能 夠檢測的二次電池系統(tǒng)的異常，例如有二次電池發(fā)生了內(nèi)部微短路、二次電池的連接不良 (與二次電池的外部端子連接的電纜的連接端子的連接不良、和/或連接兩個二次電池的 端子的連接部件的連接不良等)等。
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具體地說，發(fā)生了內(nèi)部微短路的二次電池與未發(fā)生微短路的二次電池(包括容量 降低了的二次電池)相比，與上述Q-dV/dQ曲線上的各個特征點(極大點、極小點等)對應(yīng) 的蓄電量Q的差值Δ9會極端變小。利用該特征，例如在差值Δ9低于了預(yù)定的閾值(例 如基準(zhǔn)差值A(chǔ)QK的60%)的情況下，可以判斷為二次電池發(fā)生了內(nèi)部微短路。另外，與無連接不良的情況相比，在二次電池發(fā)生了連接不良的情況下，與上述 V-dV/dQ曲線上的各個特征點(極大點、極小點等)對應(yīng)的電池電壓V的差值ΔΥ會極端變 大。利用該特征，例如在差值Δ V超過了預(yù)定的閾值(例如基準(zhǔn)差值A(chǔ)VK的3倍)的情況 下，可以判斷為發(fā)生了連接不良。并且，在上述二次電池系統(tǒng)中，可以設(shè)為如下二次電池系統(tǒng)所述異常檢測單元包 括微短路檢測單元，該微短路檢測單元利用表示所述蓄電量Q的值與所述dV/dQ的值的關(guān) 系的Q-dV/dQ曲線，檢測所述二次電池的微短路。如上所述，發(fā)生了內(nèi)部微短路的二次電池與未發(fā)生微短路的二次電池(包括容量 降低了的二次電池)相比，與Q-dV/dQ曲線上的各個特征點(極大點、極小點等)對應(yīng)的蓄 電量Q的差值Δ9會極端變小?？梢岳迷撎卣?、例如基于差值A(chǔ)Q來檢測內(nèi)部微短路。具體地說，例如在預(yù)先針對未發(fā)生內(nèi)部微短路(初始狀態(tài))的二次電池獲得的 Q-dV/dQ曲線上，算出某個特征點A對應(yīng)的蓄電量與另一個特征點C對應(yīng)的蓄電量的差值 AQ(設(shè)為基準(zhǔn)差值A(chǔ)QK)，并將該基準(zhǔn)差值A(chǔ)QK預(yù)先存儲在系統(tǒng)中。并且，在該二次電池 系統(tǒng)中，每隔預(yù)定的時間算出差值Δ9(設(shè)為實測差值A(chǔ)QS)，對比該實測差值A(chǔ)QS和基準(zhǔn) 差值A(chǔ)QK。在實測差值A(chǔ)QS低于了預(yù)定的閾值(例如相當(dāng)于基準(zhǔn)差值A(chǔ)QK的60%的值) 的情況下，可以判斷為二次電池發(fā)生了內(nèi)部微短路。在該情況下，還可以輸出表示二次電池 異常的信號，促使更換二次電池。并且，在上述任一二次電池系統(tǒng)中，可以設(shè)為如下二次電池系統(tǒng)所述異常檢測單 元包括連接不良檢測單元，該連接不良檢測單元利用表示所述電池電壓V的值與所述dV/ dQ的值的關(guān)系的V-dV/dQ曲線，檢測所述二次電池的連接不良。如上所述，與連接正常的情況相比，在二次電池發(fā)生了連接不良的情況下，與上述 V-dV/dQ曲線的各個特征點(極大點、極小點等)對應(yīng)的電池電壓V的差值ΔΥ會極端變大。 利用該特征，例如在差值Δ V超過了預(yù)定的閾值的情況下，可以判斷為發(fā)生了連接不良。具體地說，例如在預(yù)先針對無連接不良的狀態(tài)、即初始狀態(tài)的二次電池獲得的 V-dV/dQ曲線上，算出某個特征點D對應(yīng)的電池電壓與另一個特征點E對應(yīng)的電池電壓的 差值Δ V(設(shè)為基準(zhǔn)差值Δ VK)，并將該基準(zhǔn)差值Δ VK預(yù)先存儲在系統(tǒng)中。并且，在該二次 電池系統(tǒng)中，每隔預(yù)定的時間算出差值Δν(設(shè)為實測差值A(chǔ)VS)，對比該實測差值A(chǔ)VS和 基準(zhǔn)差值A(chǔ)VK。在實測差值A(chǔ)VS超過了預(yù)定的閾值(例如相當(dāng)于基準(zhǔn)差值Δ VK的3倍 的值)的情況下，可以判斷為發(fā)生了連接不良。在該情況下，還可以輸出表示連接不良的信 號，促使確認(rèn)連接。
圖1是實施例1的混合動力汽車的概略圖。圖2是實施例1的二次電池系統(tǒng)的概略圖。圖3是實施例1的二次電池的截面圖。
圖4是實施例1的電極體的截面圖。圖5是實施例1的電極體的局部放大截面圖，相當(dāng)于圖4的B部分的放大圖。圖6是表示正極活性物質(zhì)的電位曲線(vs. Li)的圖。圖7是表示負(fù)極活性物質(zhì)的電位曲線(vs. Li)的圖。圖8是二次電池的充電特性圖。圖9是表示二次電池的Q-dV/dQ曲線的圖。圖10是表示實施例1的二次電池的狀態(tài)檢測的流程的流程圖。圖11是實施例2的二次電池系統(tǒng)的概略圖。圖12是對實施例2和比較例1的狀態(tài)檢測精度進(jìn)行對比的圖。圖13是表示容量降低了的二次電池的Q-dV/dQ曲線的圖。圖14是表示初始狀態(tài)的二次電池的Q-dV/dQ曲線的圖。圖15是表示電池容量(滿充電容量)與AQ的關(guān)系的圖。圖16是實施例3的二次電池系統(tǒng)的概略圖。圖17是實施例3的二次電池的狀態(tài)檢測處理的主程序。圖18是實施例3的二次電池的狀態(tài)檢測處理的子程序。圖19是表示內(nèi)部電阻上升了的二次電池的V-dV/dQ曲線的圖。圖20是表示初始狀態(tài)的二次電池的V-dV/dQ曲線的圖。圖21是表示內(nèi)部電阻(πιΩ)與AV的關(guān)系的圖。圖22是實施例4的二次電池系統(tǒng)的概略圖。圖23是實施例4的二次電池的狀態(tài)檢測處理的主程序。圖24是實施例4的二次電池的狀態(tài)檢測處理的子程序。圖25是說明正極端子與電纜的連接的圖。圖26是表示二次電池的V-dV/dQ曲線的圖。附圖標(biāo)記說明6、16、26、36 二次電池系統(tǒng)10電池組30,130,230電池控制器(dV/dQ算出單元、蓄電量推定單元、蓄電量校正單元、劣 化檢測單元、容量降低檢測單元、電阻上升檢測單元、異常檢測單元、微短路檢測單元、連接 不良檢測單元)40電壓檢測單元50電流檢測單元100 二次電池120正極端子130負(fù)極端子150電極體153正極活性物質(zhì)(第二活性物質(zhì))154負(fù)極活性物質(zhì)(第一活性物質(zhì))155正極板(第二電極板)156負(fù)極板(第一電極板)
157 隔板
具體實施例方式(實施例1)接下來，參照附圖來說明本發(fā)明的實施例1。如圖1所示，混合動力汽車1具有車身2、發(fā)動機3、前電機4、后電機5、電纜7、以 及二次電池系統(tǒng)6，該混合動力汽車1是通過并用發(fā)動機3、前電機4和后電機5而驅(qū)動的 混合動力汽車。具體地說，該混合動力汽車1構(gòu)成為能夠?qū)⒍坞姵叵到y(tǒng)6作為前電機4 和后電機5的驅(qū)動用電源并能夠通過公知的方法使用發(fā)動機3、前電機4、后電機5來行駛。其中，本實施例1的二次電池系統(tǒng)6安裝在混合動力汽車2的車身2上，通過電纜 7與前電機4和后電機5連接。如圖2所示，該二次電池系統(tǒng)6具有相互串聯(lián)電連接多個二 次電池100 (單電池)而形成的組電池10、電壓檢測單元40、電流檢測單元50、以及電池控 制器30。電池控制器30具有R0M31、CPU32、RAM33等。電流檢測單元50檢測在構(gòu)成組電池10的二次電池100中流動的電流值I。另夕卜， 電壓檢測單元40針對構(gòu)成組電池10的各個二次電池100檢測電池電壓V (端子間電壓)。電池控制器30每隔預(yù)定的時間T對由電流檢測單元50檢測出的電流值I進(jìn)行累 計，算出二次電池100的充電電量或放電電量，并根據(jù)算出的充電電量或放電電量來推定 二次電池100的蓄電量Q。并且，電池控制器30與電流累計同步地每隔預(yù)定的時間T獲取 由電壓檢測單元40檢測出的各個二次電池100的電池電壓V。并且，電池控制器30算出dV/dQ的值，該dV/dQ的值是二次電池100的蓄電量Q 發(fā)生了變化時的、二次電池100的電池電壓V的變化量dV相對于蓄電量Q的變化量dQ的 比例。換言之，在二次電池100充放電時，將二次電池100的電池電壓V以與其對應(yīng)的蓄電 量Q進(jìn)行微分，算出dV/dQ。具體地說，在二次電池100充放電時，每隔預(yù)定的時間T獲取電 池電壓V和蓄電量Q并算出各個每隔預(yù)定時間T的電池電壓V的變化量dV和蓄電量Q的 變化量dQ，并且基于此算出每隔預(yù)定時間T的dV/dQ的值。另外，在電池控制器30的R0M31中預(yù)先存儲有針對二次電池100獲取的、表示蓄 電量Q的值與dV/dQ的值的關(guān)系的Q-dV/dQ曲線K (參照圖9)。并且，預(yù)先將Q-dV/dQ曲線 K上的特征點A(極大點)處的蓄電量Q的值(設(shè)為特征基準(zhǔn)值QKA)、特征點B(極小點) 處的蓄電量Q的值(設(shè)為特征基準(zhǔn)值QKB)、特征點C(極大點)處的蓄電量Q的值(設(shè)為特 征基準(zhǔn)值QKC)存儲在R0M31中。并且，電池控制器30基于每隔預(yù)定的時間T算出的dV/dQ的值實時地描繪Q-dV/ dQ曲線，通過該Q-dV/dQ曲線與存儲在R0M31中的Q-dV/dQ曲線K(參照圖9)的對比 (pattern maching)來判斷二次電池100是否達(dá)到了與Q-dV/dQ曲線上的特征點A、B、C中 的某個特征點對應(yīng)的狀態(tài)。例如，在判斷為達(dá)到了與特征點A對應(yīng)的狀態(tài)的情況下，將在達(dá)到了特征點A時由 電池控制器30推定出的二次電池100的蓄電量Q (設(shè)為特征推定值QSA)和存儲在R0M31中 的特征基準(zhǔn)值QKA進(jìn)行對比。具體地說，算出從特征基準(zhǔn)值QKA減去了特征推定值QSA后 得到的差值(QKA-QSA)。例如，在該差值(QKA-QSA)的絕對值大于0. IAh的情況下，不是單純的誤差，可以
9視為二次電池系統(tǒng)6中的蓄電量的推定偏離。因此，在本實施例1的電池控制器30中，當(dāng) 差值的絕對值I QKA-QSAI大于0. IAh時，以差值(QKA-QSA)的量來校正由電池控制器30推 定出的二次電池100的蓄電量Q。具體地說，在推定出的蓄電量Q上加上差值(QKA-QSA)來 校正蓄電量Q。然后，通過對校正后的蓄電量Q加減通過充放電增減了的電量，能夠檢測沒 有推定偏離的蓄電量Q。這樣，在本實施例1的二次電池系統(tǒng)6中，能夠高精度地檢測各個二次電池100的
蓄電量Q。另外，在判斷為達(dá)到了與特征點B、C對應(yīng)的狀態(tài)的情況下，也可以與上述判斷為 達(dá)到了與特征點A對應(yīng)的狀態(tài)時同樣地算出差值，并基于該差值來校正由電池控制器30推 定出的二次電池100的蓄電量Q。由此，能夠高精度地檢測各個二次電池100的蓄電量Q。在本實施例1中，電池控制器30相當(dāng)于dV/dQ算出單元、蓄電量推定單元、蓄電量 校正單元。如圖3所示，二次電池100是具有長方體形狀的電池殼體110、正極端子120、以及 負(fù)極端子130的方形密閉式的鋰離子二次電池。其中，電池殼體110由金屬形成，并具有形 成長方體形狀的容納空間的方形容納部111和金屬制的蓋部112。在電池殼體110 (方形容 納部111)的內(nèi)部容納有電極體150、正極集電部件122、以及負(fù)極集電部件132等。如圖4所示，電極體150形成為截面呈橢圓狀，如圖5所示，該電極體150是卷繞 片狀的正極板155 (第二電極板)、負(fù)極板156 (第一電極板)、以及隔板157而形成的扁平 狀的卷繞體。該電極體150具有位于其軸線方向(在圖3中為左右方向)上的一個端部 (在圖3中為右端部)并僅正極板155的一部分重疊成漩渦狀的正極卷繞部155b、以及位 于另一個端部(在圖3中為左端部)并僅負(fù)極板156的一部分重疊成漩渦狀的負(fù)極卷繞 部156b。在正極板155上，在除了正極卷繞部155b以外的部位涂布有包含正極活性物質(zhì) 153(第二活性物質(zhì))的正極復(fù)合材料152 (參照圖5)。同樣，在負(fù)極板156上，在除了負(fù)極 卷繞部156b以外的部位涂布有包含負(fù)極活性物質(zhì)154(第一活性物質(zhì))的負(fù)極復(fù)合材料 159 (參照圖5)。正極卷繞部155b通過正極集電部件122與正極端子120電連接。負(fù)極卷 繞部156b通過負(fù)極集電部件132與負(fù)極端子130電連接。在本實施例1中，作為正極活性物質(zhì)153，使用LiFeP04。該正極活性物質(zhì)153是 進(jìn)行兩相共存型的充放電的活性物質(zhì)，在晶體結(jié)構(gòu)不同的兩種晶體共存的狀態(tài)下進(jìn)行充放 電的反應(yīng)。圖6表示了該正極活性物質(zhì)153的電位曲線(vs. Li)。另外，在本實施例1中，作為負(fù)極活性物質(zhì)154，使用碳材料(具體地說是天然石 墨)。詳細(xì)地說，使用平均粒子直徑為20 μ m、晶格常數(shù)CO為0. 67nm、微晶尺寸Lc為27nm、 石墨化度大于等于0. 9的天然石墨。該負(fù)極活性物質(zhì)154是由于充放電而伴有相變的活 性物質(zhì)，在充放電的中途晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。圖7表示了該負(fù)極活性物質(zhì)154的電位曲線 (vs. Li) ο接著，在圖8中表示了二次電池100的充電特性圖。圖8表示了當(dāng)以1/5C大小的 電流對二次電池100進(jìn)行了充電時的電池電壓V(在本實施例1中，正極端子120與負(fù)極端 子130之間的端子間電壓)的變化情況。將能夠以1個小時充電至理論電容量的電流值設(shè) 為1C，其中所述理論電容量是二次電池100所含有的正極活性物質(zhì)153 (LiFePO4)理論上能 夠最大限度地蓄積的電容量。具體地說，在二次電池100中，IC大約為700mA。
根據(jù)圖8可知，二次電池100能夠以3. 4V左右(3. 3 3. 5V)的電池電壓對與理 論電容量(在圖8中為充電狀態(tài)0 100%的范圍)的大約80%相當(dāng)?shù)碾娏窟M(jìn)行充放電。 因此，在本實施例1的二次電池系統(tǒng)6中，能夠橫跨理論電容量的80%左右的容量范圍以 3. 4V左右的較高的電池電壓使各個二次電池100進(jìn)行充放電，因此能夠穩(wěn)定地獲得高輸 出。將電池電壓V的變動設(shè)為0.2V以下(在本實施例1中為0.2V)，將能夠橫跨理論電容 量的50%以上的大的容量范圍(在本實施例1中為充電狀態(tài)10 90%的范圍)進(jìn)行充放 電的容量范圍設(shè)定為平坦充放電容量范圍FC。另外，圖9表示了 Q-dV/dQ曲線K，該Q-dV/dQ曲線K表示二次電池100的蓄電量 Q的值與dV/dQ的值的關(guān)系。該Q-dV/dQ曲線K是針對圖8所示的蓄電量Q與電池電壓V 的函數(shù)將電池電壓V對與其對應(yīng)的蓄電量Q進(jìn)行微分而獲得的。具體地說，在制作圖8的電 池電壓曲線時，基于每隔預(yù)定時間T (例如1秒)獲取的蓄電量Q和電池電壓V來算出dV/ dQ的值，該dV/dQ的值是每隔預(yù)定時間的電池電壓V的變化量dV相對于蓄電量Q的變化 量dQ的比例，圖9表示了該dV/dQ的值與蓄電量Q的關(guān)系。如圖9所示，在Q-dV/dQ曲線 K上出現(xiàn)了特征點A(極大點)、特征點B (極小點)、特征點C(極大點)等多個特征點。特 征點A、B、C處的電池電壓V的值依次為3. 33V、3. 40V、3. 43V。如圖8所示，二次電池100具有橫跨理論電容量的80%左右的大的容量范圍(充 電狀態(tài)10 90%)電池電壓V的值的變動極小的平坦充放電容量范圍FC。這樣，橫跨理 論電容量的80%左右的大的容量范圍，在電池電壓的變動小的二次電池的情況下，可能無 法恰當(dāng)?shù)貦z測二次電池的狀態(tài)。但是，如圖9所示，即使在電池電壓V的值的變動極小的平坦充放電容量范圍FC 中，dV/dQ的值也會大幅變動。在本實施例1的二次電池系統(tǒng)6中，如后所述利用大幅變動 的dV/dQ的值來檢測二次電池100的狀態(tài)，因此能夠高精度地檢測二次電池100的狀態(tài)。接下來，說明構(gòu)成本實施例1的組電池10的二次電池100的充電狀態(tài)的檢測方 法。這里，以對二次電池100進(jìn)行充電時為例來進(jìn)行說明，但是在放電時也可以同樣地檢測 二次電池100的充電狀態(tài)。如圖10所示，首先在步驟Sl中，通過電池控制器30的控制開始對構(gòu)成組電池10 的二次電池100進(jìn)行充電。然后，進(jìn)入步驟S2，通過電壓檢測單元40來檢測各個二次電池 100的電池電壓V，并通過電流檢測單元50來檢測在二次電池100中流動的電流值I。在本 實施例1中，每隔預(yù)定時間T(例如1秒)檢測電壓電壓V和電流值I。然后，進(jìn)入步驟S3，對由電流檢測單元50檢測出的電流值I進(jìn)行累計，算出各個二 次電池100的充電電量。然后，進(jìn)入步驟S4,由電池控制器30根據(jù)算出的充電電量來推定 蓄存在各個二次電池100中的電量(蓄電量Q)。在本實施例1中，基于每隔預(yù)定時間T(例 如1秒)檢測出的電流值I來推定每隔預(yù)定時間T的蓄電量Q。然后，進(jìn)入步驟S5，判定所推定出的蓄電量Q是否達(dá)到了預(yù)定的蓄電量。在判斷為 所推定出的蓄電量Q達(dá)到了預(yù)定的蓄電量(是)的情況下，結(jié)束充電。另一方面，在所推定出的蓄電量Q未達(dá)到預(yù)定的蓄電量(否)的情況下，進(jìn)入步驟 S6，針對各個二次電池100算出dV/dQ的值，該dV/dQ的值是電池電壓V的變化量dV相對 于蓄電量Q的變化量dQ的比例。換言之，將二次電池100的電池電壓對與其對應(yīng)的蓄電量 Q進(jìn)行微分，算出dV/dQ的值。具體地說，針對各個二次電池100，基于每隔預(yù)定時間T獲取的電池電壓V和蓄電量Q來算出每隔預(yù)定時間T的電池電壓V的變化量dV和蓄電量Q的 變化量dQ，并基于此算出每隔預(yù)定時間T的dV/dQ的值。然后，進(jìn)入步驟S7，針對各個二次電池100來判斷是否達(dá)到了與Q-dV/dQ曲線K上 的特征點A、B、C中的某個特征點對應(yīng)的狀態(tài)。具體地說，由電池控制器30基于每隔預(yù)定時 間T算出的dV/dQ的值實時地描繪Q-dV/dQ曲線，通過該Q-dV/dQ曲線與存儲在R0M31中 的Q-dV/dQ曲線K(參照圖9)的對比(pattern maching)，判斷二次電池100是否達(dá)到了與 Q-dV/dQ曲線上的特征點A、B、C中的某個特征點對應(yīng)的狀態(tài)。在判斷為未達(dá)到特征點A、B、C的某個(否)的情況下，返回到步驟S2，再次執(zhí)行 上述步驟S2 S6的處理。另一方面，當(dāng)判斷為達(dá)到了特征點A、B、C的某個(是)時，進(jìn)入步驟S8，從與該特 征點相關(guān)的特征基準(zhǔn)值QK中減去此時由電池控制器30推定出的二次電池100的蓄電量 Q(設(shè)為特征推定值QS)，算出差值(QK-QS)。例如，在判斷為達(dá)到了與特征點A對應(yīng)的狀態(tài)的情況下，從存儲在R0M31中的特征 點A處的特征基準(zhǔn)值QKA減去在達(dá)到了特征點A時由電池控制器30推定出的二次電池100 的蓄電量Q(特征推定值QSA)，算出差值(QKA-QSA)。然后，進(jìn)入步驟S9，判斷差值的絕對值是否大于0. lAh。在特征點A、B、C的某個處 的差值(QK-QS)的絕對值大于0. IAh的情況下，不是單純的測量誤差，可以視為二次電池系 統(tǒng)6中的蓄電量的推定偏離。因此，在本實施例1中，根據(jù)差值(QK-QS)的絕對值是否大于 0. IAh來判斷是否發(fā)生了二次電池系統(tǒng)6中的蓄電量的推定偏離。當(dāng)在步驟S9中判斷為差值(QK-QS)的絕對值小于等于0. IAh(否)時，再次返回 到步驟S2，執(zhí)行上述步驟S2 S8的處理。另一方面，當(dāng)在步驟S9中判斷為差值(QK-QS)的絕對值大于0. IAh(是)時，進(jìn)入 步驟SA，以差值(QK-QS)的量來校正由電池控制器30推定出的二次電池100的蓄電量Q。 具體地說，在推定出的蓄電量Q上加上差值(QK-QS)來校正蓄電量Q。例如，在判斷為達(dá)到 了與特征點A對應(yīng)的狀態(tài)、差值(QKA-QSA)為0. 2Ah的情況下，在推定出的蓄電量Q上加上 差值0.2 (Ah)來校正蓄電量Q。然后，再次返回到步驟S2，執(zhí)行上述步驟S2 S4的處理。由此，在步驟S4中，通 過使校正后的蓄電量Q加上通過電流累計算出的充電電量，能夠檢測出沒有推定偏離的蓄 電量Q。這樣，在本實施例1的二次電池系統(tǒng)6中，能夠高精度地檢測各個二次電池100的
蓄電量Q。然后，當(dāng)在步驟S5中判斷為蓄電量Q達(dá)到了預(yù)定的蓄電量(是)時，結(jié)束充電。這里，對本實施例1的二次電池100的制造方法進(jìn)行說明。首先，將LiFePCM (正極活性物質(zhì)153)、乙炔黑(導(dǎo)電助劑)、聚偏氟乙烯(粘合劑 樹脂)以85 5 10(重量比)的比例混合，并在其中混合N-甲基吡咯烷(分散溶劑)，制 作正極漿料(slurry)。然后，將該正極漿料涂布在鋁箔151的表面上，在使其干燥后進(jìn)行擠 壓加工。由此，獲得在鋁箔151的表面上涂布了正極復(fù)合材料152而形成的正極板155 (參 照圖5)。另外，將天然石墨(負(fù)極活性物質(zhì)154)、苯乙烯_ 丁二烯聚合物(粘合劑樹脂)、 羧甲基纖維素(增稠劑)以95 2.5 2.5(重量比)的比例在水中混合，制作負(fù)極漿料。然后，將該負(fù)極漿料涂布在銅箔158的表面上，在使其干燥后進(jìn)行擠壓加工。由此，獲得在 銅箔158的表面上涂布了負(fù)極復(fù)合材料159而形成的負(fù)極板156 (參照圖5)。在本實施例 1中，作為負(fù)極活性物質(zhì)154，使用平均粒子直徑為20 μ m、晶格常數(shù)CO為0. 67nm、微晶尺寸 Lc為27nm、石墨化度大于等于0. 9的天然石墨。在本實施例1中，調(diào)整正極漿料和負(fù)極漿 料的涂布量以使正極的理論容量與負(fù)極的理論容量之比為1 1.5。然后，層疊正極板155、負(fù)極板156、隔板157，將其卷繞而形成為截面呈橢圓狀的 電極體150 (參照圖4、圖5)。但是，在層疊正極板155、負(fù)極板156、隔板157時，以正極板 155中的未涂布正極復(fù)合材料152的未涂布部從電極體150的一個端部突出的方式來配置 正極板155。并且，以負(fù)極板156中的未涂布負(fù)極復(fù)合材料159的未涂布部從與正極板155 的未涂布部相反一側(cè)突出的方式來配置負(fù)極板156。由此，形成具有正極卷繞部155b和負(fù) 極卷繞部156b的電極體150 (參照圖3)。在本實施例1中，作為隔板157，使用聚丙烯/聚 乙烯/聚丙烯三層構(gòu)造復(fù)合體多孔質(zhì)膜。然后，通過正極集電部件122來連接電極體150的正極卷繞部155b和正極端子 120。并且，通過負(fù)極集電部件132來連接電極體150的負(fù)極卷繞部156b和負(fù)極端子130。 然后，將其容納在方形容納部111內(nèi)，焊接方形容納部111和蓋體112，密封電池殼體110。 然后，通過設(shè)置在蓋體112上的注液口(未圖示)注入電解液，之后密封注液口，由此制作 完成本實施例1的二次電池100。在本實施例1中，作為電解液，使用在將EC(ethylene carbonate，碳酸乙烯酯)和DEC (Diethyl Carbonate，碳酸二乙酯)按照4 6(體積比) 混合而形成的融液中溶解了 1摩爾的六氟磷酸鋰(LiPF6)后獲得的電解液。(實施例2) 在本實施例2中，如圖11所示，準(zhǔn)備具有二次電池100 (單電池)、電壓檢測單元 40、電流檢測單元50、以及電池控制器30的二次電池系統(tǒng)16。對該二次電池系統(tǒng)16進(jìn)行 了狀態(tài)檢測精度的評價試驗。具體地說，在進(jìn)行了放電至二次電池100的電池電壓變?yōu)?. 5V之后，以1/5C的電 流值進(jìn)行了充電。此時，與實施例1的步驟S2 S6相同，每隔預(yù)定時間檢測電池電壓V和 電流值I并通過電流累計來推定蓄電量Q，基于蓄電量Q和電池電壓V算出dV/dQ的值。并且，在本實施例2中，實時地描繪表示蓄電量Q的值與dV/dQ的值的關(guān)系的 Q-dV/dQ曲線(參照圖9)，同時使顯示器顯示該Q-dV/dQ曲線。通過目視來觀察在該顯示器 上描繪的Q-dV/dQ曲線，在判斷為達(dá)到了特征點A時停止了充電。然后，針對二次電池100， 以1/5C的電流值進(jìn)行了恒電流放電直至電池電壓變?yōu)?. 5V為止。獲取此時的放電容量作 為蓄電量QAl。并且，準(zhǔn)備其他四個二次電池100，將其組裝在二次電池系統(tǒng)16中，并如上述那樣 在充電至特征點A之后進(jìn)行了放電。獲取此時的各個二次電池100的放電容量作為蓄電 量QA2 QA5。然后，將蓄電量QAl QA5的值除以二次電池100的理論電容量，換算成 SOC(% )的值。在圖12中通過圖表表示了這些最大值、最小值、以及平均值。另外，在圖12中，以虛線表示最大值，以點劃線表示最小值，以實線表示平均值。另外，與此相同，獲取了進(jìn)行充電至判斷為達(dá)到了特征點B時的蓄電量QBl QB5、 以及進(jìn)行充電至判斷為達(dá)到了特征B時的蓄電量QCl QC5。然后，使蓄電量QBl QB5、 蓄電量QCl QC5的值分別除以理論電容量，換算成S0C(%)的值。在圖12中也通過圖表
13表示了這些最大值、最小值、以及平均值。達(dá)到了特征點A、B、C時的電池電壓的值依次為3. 33V、3. 40V、3. 43V。另外，作為比較例，準(zhǔn)備了基于二次電池100的電池電壓V來推定二次電池100的 蓄電量Q的二次電池系統(tǒng)。在進(jìn)行放電至二次電池100的電池電壓變?yōu)?. 5V之后，使用該 二次電池系統(tǒng)，以1/5C的電流值對二次電池100進(jìn)行充電直至其電池電壓V變?yōu)榕c特征點 A對應(yīng)的電池電壓3. 33V。然后，以1/5C的電流值對二次電池100進(jìn)行恒電流放電直至電 池電壓變?yōu)?.5V。獲取了此時的放電容量作為蓄電量QA11。并且，對于其他四個二次電池100，也同樣地獲取放電容量并將其作為蓄電量 QA12 QA15。然后，使蓄電量QAll QA15的值除以二次電池100的理論電容量，換算成 SOC(% )的值。在圖12中通過圖表表示了這些最大值、最小值、以及平均值。另外，與此相同，針對二次電池100獲取了進(jìn)行充電直至其電池電壓V變?yōu)榕c特征 點B對應(yīng)的電池電壓3. 40V時的蓄電量QBl 1 QB15、以及進(jìn)行充電直至其電池電壓V變?yōu)?與特征點C對應(yīng)的電池電壓3. 43V時的蓄電量QCll QCl5。然后，使蓄電量QBll QB15、 QCll QC15的值分別除以理論電容量，換算成S0C(%)的值。在圖12中通過圖表表示了 這些最大值、最小值、以及平均值。這里，參照圖12來比較研究實施例2的二次電池系統(tǒng)16的狀態(tài)檢測精度和比較 例的二次電池系統(tǒng)的狀態(tài)檢測精度。首先，比較與特征點A相關(guān)的圖表。在實施例2中，蓄電量QAl QA5的最大 差GAl (最大值與最小值之差)進(jìn)行SOC換算大約為3%。與此相對，在比較例中，蓄電量 QAll QA15的最大差GA2(最大值與最小值之差)進(jìn)行SOC換算大約為7%，與實施例2 相比差異變大。根據(jù)該結(jié)果，可以說與比較例相比，實施例2能夠高精度地檢測二次電池的 充電狀態(tài)。并且，比較與特征點B相關(guān)的圖表。在實施例2中，蓄電量QBl QB5的最大 差GBl (最大值與最小值之差)進(jìn)行SOC換算大約為3%。與此相對，在比較例中，蓄電量 QBll QB15的最大差GB2 (最大值與最小值之差)進(jìn)行SOC換算大約為9%，與實施例2 相比差異變大。根據(jù)該結(jié)果，也可以說與比較例相比，實施例2能夠高精度地檢測二次電池 的充電狀態(tài)。并且，比較與特征點C相關(guān)的圖表。在實施例2中，蓄電量QCl QC5的最大 差GCl (最大值與最小值之差)進(jìn)行SOC換算大約為3%。與此相對，在比較例中，蓄電量 QCll QC15的最大差GC2 (最大值與最小值之差)進(jìn)行SOC換算大約為9%，與實施例2 相比差異變大。根據(jù)該結(jié)果，也可以說與比較例相比，實施例2能夠高精度地檢測二次電池 的充電狀態(tài)。根據(jù)以上結(jié)果，可以說實施例2的二次電池系統(tǒng)16能夠高精度地檢測二次電池的 狀態(tài)。這是因為在實施例2的二次電池系統(tǒng)16中，利用與電池電壓V相比更大變動的dV/ dQ的值來檢測二次電池100的狀態(tài)。因此，即使在二次電池100的電池電壓V的值的變動 極小的容量范圍(充電狀態(tài)10 90% )內(nèi)，也能夠高精度地來檢測二次電池100的狀態(tài)。(實施例3)在本實施例3中，首先準(zhǔn)備了在后述的各種條件下對多個二次電池100進(jìn)行劣化 試驗(保存劣化試驗、循環(huán)劣化試驗)、劣化程度不同的多個二次電池100。
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(保存劣化試驗)首先，準(zhǔn)備了 72個二次電池100。然后，以1/3C的電流值對各個二次電池100進(jìn) 行放電直至電池電壓變?yōu)?. 5V，設(shè)為SOCO %。然后，將72個二次電池100分為每12個為
一組的6組(第一 第六組)。其中，對屬于第一組的12個二次電池100不進(jìn)行充電，保持為SOC 0%的狀態(tài)。另 外，以1/5C的電流值對屬于第二組的12個二次電池100進(jìn)行充電，設(shè)為S0C20%。另外，以 1/5C的電流值對屬于第三組的12個二次電池100進(jìn)行充電，設(shè)為S0C40%。另外，以1/5C 的電流值對屬于第四組的12個二次電池100進(jìn)行充電，設(shè)為S0C60%。另外，以1/5C的電 流值對屬于第五組的12個二次電池100進(jìn)行充電，設(shè)為S0C80%。另外，以1/5C的電流值 對屬于第六組的12個二次電池100進(jìn)行充電，設(shè)為S0C100%。然后，在第一 第六各組中，分成每4個為一組的3組(A組、B組、C組)。然后， 將屬于各組的A組的共計24個二次電池100在保持為0°C的溫度的恒溫槽內(nèi)保存兩周。另 外，將屬于各組的B組的共計24個二次電池100在保持為30°C的溫度的恒溫槽內(nèi)保存兩 周。另外，將屬于各組的C組的共計24個二次電池100在保持為60°C的溫度的恒溫槽內(nèi)保 存兩周。這樣，將SOC為不同的0、20、40、60、80、100 %的二次電池100分別在溫度分別為不 同的0、30、60°C的恒溫槽內(nèi)保存兩周，促進(jìn)其劣化。(循環(huán)劣化試驗)首先，準(zhǔn)備了槽內(nèi)溫度為不同的-30°C、0°C、30°C、60°C的四個恒溫槽。然后，在各 個恒溫槽內(nèi)各配置8個二次電池100，對各個二次電池100進(jìn)行循環(huán)充放電。具體地說，使 充電上限電壓值為4. IV，使放電下限電壓值為2. 5V，以2C的電流值進(jìn)行了 200次循環(huán)的充 放電。這樣，在4種不同的溫度環(huán)境下進(jìn)行循環(huán)充放電，促進(jìn)二次電池100劣化。然后，如下對進(jìn)行了上述保存劣化試驗或循環(huán)劣化試驗的二次電池100接著測量 了電池容量(滿充電容量)。首先，以1/5C的電流值對各個二次電池100進(jìn)行了充電直至 電池電壓達(dá)到4. IV。然后，以4. IV的恒定電壓進(jìn)行充電，在電流值降低至初始值的1/10時 結(jié)束充電。然后，以1/5C的電流值對各個二次電池100進(jìn)行放電直至電池電壓變?yōu)?. 5V。 測量此時的放電容量作為各個二次電池100的電池容量(滿充電容量)。并且，此時與實施 例1同樣地針對各個二次電池100獲得了 Q-dV/dQ曲線。圖13表示了其中之一。另外，如上述那樣針對未進(jìn)行劣化試驗的初始狀態(tài)的二次電池100測量了電池容 量(滿充電容量)。此時，與實施例1同樣，針對初始狀態(tài)的二次電池100獲得了 Q-dV/dQ 曲線。圖14表示了該Q-dV/dQ曲線。另外，準(zhǔn)備發(fā)生了微短路的二次電池100，如上述那樣針對該二次電池100測量了 電池容量(滿充電容量)。此時，與實施例1同樣，針對初始狀態(tài)的二次電池100獲得了 Q-dV/dQ 曲線。這里，比較初始狀態(tài)的二次電池100的Q-dV/dQ曲線(參照圖14)、和電池容量(滿 充電容量)由于劣化試驗而降低了的二次電池100的Q-dV/dQ曲線(參照圖13)。比較圖 13和圖14的曲線可知，在兩個曲線上都出現(xiàn)出3個極大點和4個極小點。其中，將從電池 電壓小的方向看最初出現(xiàn)的極大點作為特征點A，將第三次出現(xiàn)的極大點作為特征點C。首先，在圖14中，算出特征點A處的蓄電量的值QAl與特征點C處的蓄電量的值 QCl的差值A(chǔ)Q1( = QC1-QA1)。另外，在圖13中，算出特征點A處的蓄電量的值QA2與特征點C處的蓄電量的值QC2的差值Δ Q2 ( = QC2-QA2)。比較Δ Ql和AQ2可知，AQ1> AQ2。即，與初始狀態(tài)的二次電池100相比，容量 降低了(滿充電容量降低了 )的二次電池100的、特征點A處的蓄電量的值QA與特征點C 處的蓄電量C的值QC的差值Δ Q更小。這樣，針對進(jìn)行了劣化試驗的各個二次電池100、以及發(fā)生了內(nèi)部微短路的二次電 池100，算出了特征點A處的蓄電量的值QA與特征點C處的蓄電量的值QC的差值A(chǔ)Q0將 該結(jié)果作為表示電池容量(mAh)與AQ的關(guān)系的圖表表示在圖15中。在圖15中，以 表 示初始狀態(tài)的二次電池100，以〇表示容量降低了的二次電池100 (從進(jìn)行了劣化試驗的二 次電池100中選出的5個二次電池100)，以Δ表示發(fā)生了內(nèi)部微短路的二次電池100。從圖15可知，隨著電池容量(滿充電容量)降低，特征點A處的蓄電量的值QA與 特征點C處的蓄電量的值QC的差值A(chǔ)Q逐漸變小。另外，在發(fā)生了內(nèi)部微短路的二次電池 100中，差值Δ Q會極端變小。在本實施例3中，利用這樣的特性，基于Q-dV/dQ曲線上的差值A(chǔ)Q來檢測二次電 池100的電池容量(滿充電容量)的降低和內(nèi)部微短路。本實施例3的二次電池系統(tǒng)與實施例1的二次電池系統(tǒng)6相比，僅電池控制器不 同，關(guān)于其他是相同的。因此，這里以與實施例1的不同點為中心來進(jìn)行說明，省略或簡化 對相同點的說明。如圖16所示，本實施例3的二次電池系統(tǒng)26具有相互串聯(lián)電連接多個二次電 池100 (單電池)而形成的組電池10、電壓檢測單元40、電流檢測單元50、以及電池控制器 130。電池控制器 130 具有 R0M131、CPU132、RAM133 等。電池控制器130與實施例1的電池控制器30同樣地每隔預(yù)定時間T通過電流累 計來推定各二次電池100的蓄電量Q。并且，電池控制器130與電流累計同步地每隔預(yù)定時 間T獲取由電壓檢測單元40檢測出的各個二次電池100的電池電壓V。并且，電池控制器 130與實施例1的電池控制器30同樣地算出每隔預(yù)定時間T的dV/dQ的值。另外，在電池控制器130的R0M131中預(yù)先存儲有針對未劣化的初始狀態(tài)的二次電 池100獲得的、表示蓄電量Q的值與dV/dQ的值的關(guān)系的Q-dV/dQ曲線K (參照圖9)。并且， 預(yù)先將Q-dV/dQ曲線K上的特征點A(極大點)處的蓄電量Q的值(設(shè)為特征基準(zhǔn)值QKA) 與特征點C(極大點)處的蓄電量Q的值(設(shè)為特征基準(zhǔn)值QKC)的差值A(chǔ)Q(設(shè)為基準(zhǔn)差 值A(chǔ)QK)存儲在ROMl31中。并且，電池控制器130基于每隔預(yù)定時間T算出的dV/dQ的值實時地描繪Q_dV/ dQ曲線，通過該Q-dV/dQ曲線與存儲在R0M131中的Q-dV/dQ曲線K(參照圖9)的對比 (pattern maching)來判斷二次電池100是否達(dá)到了與Q-dV/dQ曲線上的特征點A或特征 點C對應(yīng)的狀態(tài)。例如，在判斷為達(dá)到了與特征點A對應(yīng)的狀態(tài)的情況下，存儲在達(dá)到了特征點A時 由電池控制器130推定出的二次電池100的蓄電量Q (設(shè)為特征推定值QSA)。并且，在判斷 為達(dá)到了與特征點C對應(yīng)的狀態(tài)的情況下，也存儲在達(dá)到了特征點C時由電池控制器130 推定出的二次電池100的蓄電量Q (設(shè)為特征推定值QSC)。并且，算出從特征推定值QSC減 去了特征推定值QSA后得到的差值A(chǔ)Q(設(shè)為實測差值A(chǔ)QS = QSC-QSA)。并且，電池控制器130對比算出的實測差值A(chǔ)QS和基準(zhǔn)差值A(chǔ)QK。在實測差值
16AQS小于基準(zhǔn)差值A(chǔ)QK的情況下，判斷為二次電池100的電池容量降低了。特別是在實 測差值A(chǔ)QS小于基準(zhǔn)差值A(chǔ)QK的60%的情況下，判斷為在二次電池100中發(fā)生了內(nèi)部微 短路。在該情況下，電池控制器130輸出表示二次電池100異常的信號，促使更換二次電池 100。在本實施例3中，電池控制器130相當(dāng)于dV/dQ算出單元、蓄電量推定單元、劣化 檢測單元(容量降低檢測單元)、以及異常檢測單元(微短路檢測單元)。接下來，說明構(gòu)成本實施例3的組電池10的二次電池100的狀態(tài)檢測方法。這里 以對二次電池100進(jìn)行充電時為例來進(jìn)行說明。另外，由于步驟Sl S6與實施例1相同， 因此省略說明。如圖17所示，在執(zhí)行了步驟Sl S6的處理后，進(jìn)入步驟T7，針對各個二次電池 100進(jìn)行狀態(tài)檢測。進(jìn)入到圖18所示的子程序，首先在步驟T71中，針對各個二次電池100 判斷是否達(dá)到了與Q-dV/dQ曲線上的特征點A對應(yīng)的狀態(tài)。具體地說，通過電池控制器130， 基于每隔預(yù)定時間T算出的dV/dQ的值實時地描繪Q-dV/dQ曲線，通過該Q-dV/dQ曲線與 存儲在R0M131中的Q-dV/dQ曲線K(參照圖9)的對比(pattern maching)來判斷二次電 池100是否達(dá)到了與Q-dV/dQ曲線上的特征點A對應(yīng)的狀態(tài)。在判斷為未達(dá)到特征點A(否)的情況下，返回到圖17所示的主程序，再次執(zhí)行步 驟S2 T7的處理。另一方面，當(dāng)判斷為達(dá)到了特征點A(是)時，進(jìn)入步驟T72，存儲在達(dá)到了特征點 A時由電池控制器130推定出的二次電池100的蓄電量Q(特征推定值QSA)。然后，進(jìn)入步驟T73，針對各個二次電池100判斷是否達(dá)到了與Q-dV/dQ曲線上的 特征點C對應(yīng)的狀態(tài)。具體地說，通過電池控制器130，基于每隔預(yù)定時間T算出的dV/dQ 的值實時地描繪Q-dV/dQ曲線，通過該Q-dV/dQ曲線與存儲在R0M131中的Q-dV/dQ曲線 K(參照圖9)的對比(pattern maching)來判斷二次電池100是否達(dá)到了與Q-dV/dQ曲線 上的特征點C對應(yīng)的狀態(tài)。在判斷為未達(dá)到特征點C(否)的情況下，返回到圖17所示的主程序，再次執(zhí)行步 驟S2 T7的處理。另一方面，當(dāng)判斷為達(dá)到了特征點C(是)時，進(jìn)入步驟T74，存儲在達(dá)到了特征點 C時由電池控制器130推定出的二次電池100的蓄電量Q(特征推定值QSC)。然后，進(jìn)入步驟T75，算出從特征推定值QSC減去了特征推定值QSA后得到的差值 Δ Q (實測差值 AQS = QSC-QSA)。然后，進(jìn)入步驟Τ76，對比算出的實測差值A(chǔ)QS和存儲在R0M131中的基準(zhǔn)差值 AQK。具體地說，使實測差值A(chǔ)QS除以基準(zhǔn)差值A(chǔ)QK，算出AQS/AQK。然后，進(jìn)入步驟T77，判斷是否滿足AQS/AQK< 1的關(guān)系。即，判斷實測差值A(chǔ)QS 是否小于基準(zhǔn)差值A(chǔ)QK。在判斷為不滿足AQS/AQK< 1(否)的情況下，返回到圖17所 示的主程序，再次執(zhí)行步驟S2 T7的處理。另一方面，在判斷為滿足了 AQS/AQK< 1(是)的情況下，進(jìn)入步驟T78，判斷是 否滿足Δ QS/Δ QK彡0.6的關(guān)系。即，判斷實測差值A(chǔ)QS是否大于等于基準(zhǔn)差值Δ QK的 60%。當(dāng)在步驟Τ78中判斷為滿足了 AQS/AQK彡0.6(是)時，進(jìn)入步驟Τ79，判斷為二次電池100的電池容量(滿充電容量)降低了。另一方面，在判斷為不滿足AQS/AQK彡0.6(否)的情況下，進(jìn)入步驟T7A，判斷 為二次電池100異常，具體地說判斷為在二次電池100中發(fā)生了內(nèi)部微短路。在該情況下， 進(jìn)入步驟T7B，輸出表示二次電池100異常的信號，促使更換二次電池100。接下來，返回到圖17所示的主程序，執(zhí)行步驟S2 T7的處理。然后，當(dāng)在步驟S5 中判斷為蓄電量Q達(dá)到了預(yù)定的蓄電量(是)時，結(jié)束充電。(實施例4)針對在實施例3中進(jìn)行了保存劣化試驗或循環(huán)劣化試驗的二次電池100，分別如 下所述測定了內(nèi)部電阻(πιΩ)。首先，針對各個二次電池100，以1/3C的電流值進(jìn)行放電直至電池電壓達(dá)到2. 5V。 然后，以1/5C的電流值進(jìn)行充電，使SOC為50%。在該狀態(tài)下，通過交流阻抗法測量了各個 二次電池100的內(nèi)部電阻。具體地說，作為FRA(頻率響應(yīng)分析儀)使用索拉頓(solatron) 公司制的1252A，作為控制器單元使用索拉頓公司制的S11287，在提供5mV的電位振幅的同 時使頻率從IMHz改變至IHz。將使頻率為IkHz時測到的值作為二次電池100的內(nèi)部電阻 值(πιΩ)。另外，針對在實施例3中進(jìn)行了劣化試驗的各個二次電池100，與實施例3同樣地 測量了電池容量(滿充電容量)，此時通過電池控制器230基于每隔預(yù)定時間算出的dV/dQ 的值獲得了表示電池電壓V的值與dV/dQ的值的關(guān)系的V-dV/dQ曲線。圖19表示了其中 之一。另外，針對未進(jìn)行劣化試驗的初始狀態(tài)的二次電池100，也獲得了 V-dV/dQ曲線。圖 20表示了該V-dV/dQ曲線。另外，在使未進(jìn)行劣化試驗的初始狀態(tài)的二次電池100為連接不良的狀態(tài)下，與 實施例3同樣地測量了電池容量(滿充電容量)，此時通過電池控制器230基于每隔預(yù)定時 間算出的dV/dQ的值獲得了 V-dV/dQ曲線。在本實施例4中，如下所述連接電纜127，該電纜127連接電池控制器230等和二 次電池100的正極端子120。如圖25所示，在螺栓125的螺紋部125b穿過正極端子120 的貫通孔120c和連接端子127b的貫通孔127c的狀態(tài)下使螺栓125的螺紋部125b與螺母 126螺合，緊固連結(jié)正極端子120和連接端子127b。由此，能夠使正極端子120與連接端子 127b緊密接觸而恰當(dāng)?shù)剡B接兩者。因此，在本實施例4中，松緩螺母126使得正極端子120 與連接端子127b成為不緊密接觸的狀態(tài)，從而成為連接不良的狀態(tài)。這里，比較初始狀態(tài)的二次電池100的V-dV/dQ曲線(參照圖20)、和內(nèi)部電阻由 于劣化試驗而上升了的二次電池100的V-dV/dQ曲線(參照圖19)。比較圖19和圖20的 曲線可知，在兩條曲線上都出現(xiàn)了 3個極大點。其中，將從電池電壓小的方向看最初出現(xiàn)的 極大點作為特征點D，將第三次出現(xiàn)的極大點作為特征點E。首先，在圖20中算出特征點D處的電池電壓的值VDl與特征點E處的電池電壓的 值VEl的差值= VE1-VD1)。另外，在圖19中，算出特征點D處的電池電壓的值VD2 與特征點E處的電池電壓的值VE2的差值A(chǔ)V2( = VE2-VD2)。比較Δ Vl和AV2可知，Δ V2 > AVI。SP，與初始狀態(tài)的二次電池100相比，內(nèi)部 電阻上升了的二次電池100的、特征點D處的電池電壓的值VD與特征點E處的電池電壓的 值VE的差值Δ V更大。
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這樣，針對進(jìn)行了劣化試驗的各個二次電池100和連接不良的二次電池100，算出 了特征點D處的電池電壓的值VD與特征點E處的電池電壓的值VE的差值M。將該結(jié)果 作為表示內(nèi)部電阻(mAh)與AV的關(guān)系的圖表表示在圖21中。在圖21中，以 表示初始 狀態(tài)的二次電池100，以〇表示內(nèi)部電阻上升了的二次電池100 (從進(jìn)行了劣化試驗的二次 電池100中選出的5個二次電池100)，以Δ表示連接不良的二次電池100。從圖21可知，隨著二次電池100的內(nèi)部電阻變大，特征點D處的電池電壓的值VD 與特征點E處的電池電壓的值VE的差值ΔΥ逐漸變大。另外，在連接不良的二次電池100 中，差值Δ V會極端變大。在本實施例4中，利用這樣的特性，基于V-dV/dQ曲線上的差值ΔΥ來檢測二次電 池100的內(nèi)部電阻的上升和連接不良。本實施例4的二次電池系統(tǒng)與實施例1的二次電池系統(tǒng)6相比，僅電池控制器不 同，關(guān)于其他是相同的。因此，這里以與實施例1的不同點為中心來進(jìn)行說明，省略或簡化 對相同點的說明。如圖22所示，本實施例4的二次電池系統(tǒng)36具有相互串聯(lián)電連接多個二次電 池100 (單電池)而形成的組電池10、電壓檢測單元40、電流檢測單元50、以及電池控制器 230。電池控制器 230 具有 R0M231、CPU232、RAM233 等。電池控制器230與實施例1的電池控制器30同樣地每隔預(yù)定時間T通過電流累 計來推定二次電池100的蓄電量Q。并且，電池控制器230與電流累計同步地每隔預(yù)定時 間T獲取由電壓檢測單元40檢測出的各個二次電池100的電池電壓V。并且，電池控制器 230與實施例1的電池控制器30同樣地算出每隔預(yù)定時間T的dV/dQ的值。另外，在電池控制器230的R0M231中預(yù)先存儲有針對初始狀態(tài)的二次電池100獲 得的、表示電池電壓V的值與dV/dQ的值的關(guān)系的V-dV/dQ曲線L(參照圖26)。并且，預(yù)先 將V-dV/dQ曲線L上的特征點D處的電池電壓V的值(設(shè)為基準(zhǔn)電壓值VKD)與特征點E處 的電池電壓V的值(設(shè)為基準(zhǔn)電壓值VKE)的差值Δν(設(shè)為基準(zhǔn)差值A(chǔ)VK)存儲在R0M231 中。并且，電池控制器230基于每隔預(yù)定時間T算出的dV/dQ的值實時地描繪V_dV/ dQ曲線，通過該V-dV/dQ曲線與存儲在R0M231中的V-dV/dQ曲線L(參照圖26)的對比 (pattern maching)來判斷二次電池100是否達(dá)到了與V-dV/dQ曲線上的特征點D或特征 點E對應(yīng)的狀態(tài)。例如，在判斷為達(dá)到了與特征點D對應(yīng)的狀態(tài)的情況下，存儲在達(dá)到了特征點D時 由電壓檢測單元40檢測出的二次電池100的電池電壓(設(shè)為實測電壓值VSD)。并且，在 判斷為達(dá)到了與特征點E對應(yīng)的狀態(tài)的情況下，也存儲在達(dá)到了特征點E時由電壓檢測單 元40檢測出的二次電池100的電池電壓(設(shè)為實測電壓值VSE)。并且，算出從實測電壓值 VSE減去了實測電壓值VSD后得到的差值Δ V(實測差值Δ VS = VSE-VSD)。并且，電池控制器230對比算出的實測差值A(chǔ)VS和基準(zhǔn)差值A(chǔ)VK。在實測差值 AVS大于基準(zhǔn)差值A(chǔ)VK的情況下，判斷為二次電池100的內(nèi)部電阻上升了。特別是在實測 差值A(chǔ)VS比基準(zhǔn)差值Δ VK的3倍大的情況下，判斷為二次電池100發(fā)生了連接不良。在 該情況下，電池控制器230輸出表示二次電池100發(fā)生了連接不良的信號，促使確認(rèn)二次電 池100的連接。
在本實施例4中，電池控制器230相當(dāng)于dV/dQ算出單元、蓄電量推定單元、劣化 檢測單元(電阻上升檢測單元)、以及異常檢測單元(連接不良檢測單元)。接下來，說明構(gòu)成本實施例4的組電池10的二次電池100的狀態(tài)檢測方法。這里 以對二次電池100進(jìn)行充電時為例來進(jìn)行說明。另外，由于步驟Sl S6與實施例1相同， 因此省略說明。如圖23所示，在執(zhí)行了步驟Sl S6的處理后，進(jìn)入步驟U7，針對各個二次電池 100進(jìn)行狀態(tài)檢測。進(jìn)入到圖24所示的子程序，首先在步驟U71中，針對各個二次電池100 判斷是否達(dá)到了與V-dV/dQ曲線上的特征點D對應(yīng)的狀態(tài)。具體地說，通過電池控制器230 基于每隔預(yù)定時間T算出的dV/dQ的值實時地描繪V-dV/dQ曲線，通過該V-dV/dQ曲線與 存儲在R0M231中的V-dV/dQ曲線L(參照圖26)的對比(pattern maching)來判斷二次電 池100是否達(dá)到了與V-dV/dQ曲線上的特征點D對應(yīng)的狀態(tài)。在判斷為未達(dá)到特征點D(否)的情況下，返回到圖23所示的主程序，再次執(zhí)行步 驟S2 U7的處理。另一方面，當(dāng)判斷為達(dá)到了特征點D(是)時，進(jìn)入步驟U72，存儲在達(dá)到了特征點 D時由電壓檢測單元40檢測出的二次電池100的電池電壓值(設(shè)為實測電壓值VSD)。然后，進(jìn)入步驟U73，針對各個二次電池100判斷是否達(dá)到了與V-dV/dQ曲線上的 特征點E對應(yīng)的狀態(tài)。具體地說，通過電池控制器230基于每隔預(yù)定時間T算出的dV/dQ的 值實時地描繪V-dV/dQ曲線，通過該V-dV/dQ曲線與存儲在R0M231中的V-dV/dQ曲線L (參 照圖26)的對比(pattern maching)來判斷二次電池100是否達(dá)到了與V-dV/dQ曲線上的 特征點E對應(yīng)的狀態(tài)。在判斷為未達(dá)到特征點E(否)的情況下，返回到圖23所示的主程序，再次執(zhí)行步 驟S2 U7的處理。另一方面，當(dāng)判斷為達(dá)到了特征點E(是)時，進(jìn)入步驟U74，存儲在達(dá)到了特征點 E時由電壓檢測單元40檢測出的二次電池100的電池電壓值(設(shè)為實測電壓值VSE)。然后，進(jìn)入步驟U75，算出從實測電壓值VSE減去了實測電壓值VSD后得到的差值 Δ V (實測差值 AVS = VSEC-VSD)。然后，進(jìn)入步驟U76，對比算出的實測差值A(chǔ)VS和存儲在R0M231中的基準(zhǔn)差值 AVK。具體地說，使實測差值A(chǔ)VS除以基準(zhǔn)差值A(chǔ)VK，算出AVS/AVK。然后，進(jìn)入步驟U77，判斷是否滿足AVS/AVK> 1的關(guān)系。即，判斷實測差值A(chǔ)VS 是否大于基準(zhǔn)差值ΔνΚ。在判斷為不滿足AVS/AVK> 1(否)的情況下，返回到圖23所 示的主程序，再次執(zhí)行步驟S2 U7的處理。另一方面，在判斷為滿足了 Δ VS/ Δ VK > 1 (是)的情況下，進(jìn)入步驟U78，判斷是 否滿足AVS/AVK>3。即，判斷實測差值A(chǔ)VS是否比基準(zhǔn)差值A(chǔ)VK的3倍大。當(dāng)在步驟TU78中判斷為不滿足Δ VS/ Δ VK > 3 (否)時，進(jìn)入步驟U79，判斷為二 次電池100的內(nèi)部電阻上升了。另一方面，在判斷為滿足了 Δ VS/ Δ VK > 3 (是)的情況下，進(jìn)入步驟U7A，判斷為 二次電池100發(fā)生了連接不良。在該情況下，進(jìn)入步驟U7B，輸出表示二次電池100發(fā)生了 連接不良的信號，促使確認(rèn)二次電池100的連接。接下來，返回到圖23所示的主程序，執(zhí)行步驟S2 U7的處理。然后，當(dāng)在步驟S5中判斷為蓄電量Q達(dá)到了預(yù)定的蓄電量(是)時，結(jié)束充電。以上基于實施例1 4說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于上述實施例，不言而喻可 以在不脫離其主旨的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變更來應(yīng)用。例如，在實施例3中，以對構(gòu)成組電池10的二次電池100進(jìn)行充電時為例說明了 二次電池100的狀態(tài)檢測方法。但是，實施例3的狀態(tài)檢測方法也可以通過改變圖17和圖 18所示的程序的一部分來在二次電池100放電時進(jìn)行應(yīng)用。具體地說，當(dāng)在圖17所示的主程序的步驟Sl中開始了二次電池100的放電后，與 實施例3同樣地執(zhí)行步驟S2 S6的處理。然后，進(jìn)入步驟T7，在圖18所示的子程序中，首 先執(zhí)行步驟T73、T74的處理，然后執(zhí)行步驟Τ71、Τ72的處理。然后，與實施例3同樣地執(zhí)行 步驟Τ75 Τ7Β的處理，由此能夠恰當(dāng)?shù)貦z測二次電池100的電池容量的降低和/或異常 (內(nèi)部微短路)。另外，在實施例4中也以對構(gòu)成組電池10的二次電池100進(jìn)行充電時為例說明了 二次電池100的狀態(tài)檢測方法。但是，實施例4的狀態(tài)檢測方法也可以通過改變圖23和圖 24所示的程序的一部分來在二次電池100放電時進(jìn)行應(yīng)用。具體地說，當(dāng)在圖23所示的主程序的步驟Sl中開始了二次電池100的放電后，與 實施例4同樣地執(zhí)行步驟S2 S6的處理。然后，進(jìn)入步驟U7，在圖18所示的子程序中，首 先執(zhí)行步驟U73、U74的處理，然后執(zhí)行步驟U71、U72的處理。然后，與實施例4同樣地執(zhí)行 步驟U75 U7B的處理，由此能夠恰當(dāng)?shù)貦z測二次電池100的內(nèi)部電阻的上升和/或連接 不良。
權(quán)利要求
一種二次電池系統(tǒng)，其具有二次電池，所述二次電池系統(tǒng)具有算出dV/dQ的值的dV/dQ算出單元，所述dV/dQ的值是所述二次電池的蓄電量Q發(fā)生了變化時的、所述二次電池的電池電壓V的變化量dV相對于所述蓄電量Q的變化量dQ的比例，所述二次電池系統(tǒng)利用所述dV/dQ的值，檢測所述二次電池系統(tǒng)的狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池系統(tǒng)，其中，所述二次電池具有第一活性物質(zhì)，該第一活性物質(zhì)由于充放電而伴有相變。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二次電池系統(tǒng)，其中，所述二次電池具有電極體，該電極體具有第一電極板、第二電極板、以及隔離物， 所述第一電極板包括由于充放電而伴有相變的所述第一活性物質(zhì)， 所述第二電極板包括進(jìn)行兩相共存型的充放電的第二活性物質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二次電池系統(tǒng)，其中，所述第二活性物質(zhì)是 LiFe(1_x)MxP04 (M 是 Mn、Cr、Co、Cu、Ni、V、Mo、Ti、Zn、Al、Ga、Mg、B、 Nb中的至少任一者，0彡X彡0. 5)， 所述第一活性物質(zhì)是碳材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的二次電池系統(tǒng)，其中，具有 推定所述二次電池的蓄電量Q的蓄電量推定單元；以及利用所述dV/dQ的值來校正所述推定出的蓄電量Q的蓄電量校正單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項所述的二次電池系統(tǒng)，其中，具有劣化檢測單元，該劣化檢測單元利用所述dV/dQ的值來檢測所述二次電池的劣化。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二次電池系統(tǒng)，其中，所述劣化檢測單元包括容量降低檢測單元，該容量降低檢測單元利用表示所述蓄電量 Q的值與所述dV/dQ的值的關(guān)系的Q-dV/dQ曲線，檢測所述二次電池的電池容量的降低。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的二次電池系統(tǒng)，其中，所述劣化檢測單元包括電阻上升檢測單元，該電阻上升檢測單元利用表示所述電池電 壓V的值與所述dV/dQ的值的關(guān)系的V-dV/dQ曲線，檢測所述二次電池的內(nèi)部電阻的上升。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項所述的二次電池系統(tǒng)，其中，具有異常檢測單元，該異常檢測單元利用所述dV/dQ的值來檢測所述二次電池系統(tǒng)的異常。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的二次電池系統(tǒng)，其中，所述異常檢測單元包括微短路檢測單元，該微短路檢測單元利用表示所述蓄電量Q的 值與所述dV/dQ的值的關(guān)系的Q-dV/dQ曲線，檢測所述二次電池的微短路。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的二次電池系統(tǒng)，其中，所述異常檢測單元包括連接不良檢測單元，該連接不良檢測單元利用表示所述電池電 壓V的值與所述dV/dQ的值的關(guān)系的V-dV/dQ曲線，檢測所述二次電池的連接不良。
全文摘要
提供能夠高精度地檢測二次電池系統(tǒng)的狀態(tài)(二次電池的狀態(tài)、二次電池系統(tǒng)的異常等)的二次電池系統(tǒng)。二次電池系統(tǒng)6具有算出dV/dQ的值的dV/dQ算出單元，該dV/dQ的值是二次電池100的蓄電量Q發(fā)生了變化時的、二次電池100的電池電壓V的變化量dV相對于蓄電量Q的變化量dQ的比例。二次電池系統(tǒng)6利用dV/dQ的值來檢測二次電池系統(tǒng)6的狀態(tài)。
文檔編號H02J7/00GK101981750SQ200980111759
公開日2011年2月23日 申請日期2009年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月1日
發(fā)明者原富太郎, 和佐田景子, 寺本大介, 湯淺幸惠, 矢野剛志, 荒井卓一, 辻子曜 申請人:豐田自動車株式會社