CN119487405A 电池评价系统、电池评价方法 （株式会社电装）

2024.12.26PCT/JP2023/0224272023.06.16WO2024/004716JA2024.01.04电池评价系统(BRS)是评价包括锂离子电池装置(130)，从电池监视部取得包括电池状态的2评价装置(130)，从所述电池监视部取得包括所述电池状态的监视结果的电池状态信所述电池监视部构成为能够计算所述锂离子电池中的锂析出量作为表示所述电池状所述评价装置基于所述锂析出量判定所述蓄电所述评价装置具备将所述蓄电池的安全性的判定结果考虑在内来推算所述蓄电池的所述评价装置具备将所述蓄电池的安全性的判定结果考虑在内来建议所述蓄电池的所述评价装置基于所述锂析出量来实施所述蓄电池所含的多个所述锂离子电池各自所述评价装置具备将多个所述锂离子电池各自的安全性考虑在内来判定可否再利用所述评价装置具备信息输出部(135)，该信息输出部在将能够再利用的锂离子电池重8.一种电池评价方法，其是对包括锂离子电池的蓄电池(BM)进行评价的电池评价方取得包括所述电池状态的监视结果的电池状态信息，基于所通过监视所述电池状态，计算所述锂离子电池中的锂析出量作为3[0002]本申请基于2022年6月29日提出申请的日本专利申请号2022－104709号，在此通[0003]本公开涉及对包含锂离子电池的蓄电池进行评价的电池评价系统以及电池评价[0009]本公开的目的在于提供能够适当地评价锂离子电池的电池评价系统以及电池评[0014]电池监视部构成为能够计算锂离子电池中的锂析出量作为表示电池状态的一个[0020]通过监视电池状态，计算锂离子电池中的锂析出量作为表示电池状态的一个指4[0038]图15是用于说明作为第一实施方式的比较例的充电系统中的电池模块的充电时[0039]图16是用于说明在电池模块的充电开始时由电池监视装置执行的控制处理的流[0041]图18是用于说明在电池模块的充电期间由电池监视装置执行的控制处理的流程[0044]图21是用于说明由电池评价系统进行的电池模块的价值推算和用途建议的概略5[0052]图29是用于说明作为第三实施方式的比较例的大容量蓄电系统的温度控制的说时对与在先的实施方式中说明的事项相同或等同的部分附加相同的参照符号，省略其说用于在其内部的压力变高时将存在于内侧的气体排出到外部的高压保护阀HPV。对于电池[0063]多个电池模块BM是为了用于未图示的车辆的行驶而连接于电动机等电气设备而6构件21中包括印刷有布线图案的挠性基板FPC。电池监视装置20具备与各电池模块BM相同器31、应变传感器34、气体传感器35最好在电池单元C的附近，因此期望安装于挠性基板[0067]温度传感器31是检测锂离子电池的电池温度的传感器。如图1所示，对挠性基板元C稍少的数量的温度传感器31，使得能够掌握构成电池模块BM的全部的锂离子电池的电[0069]电压传感器33除了各电池单元C的单元电压的检测功能以外，还能够检测电池模块BM的电压作为块电压。电压传感器33例如能够由将各电池单元C的单元电压依次充电到电容器并检测电容器的端子间电压来作为单元电压的飞跨电容器型的[0070]应变传感器34是检测由于各电池单元C的内部的气体产生等而产生的各电池单元[0071]气体传感器35是用于检测来自各电池单元C的气体泄漏的传感器。气体传感器35[0072]包内压传感器36是检测电池包1的密闭容器11的内部的压力来作为包内压力的传[0076]运算器372提取在使锂离子电池的两端短路时流过短路电路371的电流及电压中7率来能够检测特定的电池劣化模式这一点上感器31检测的电池温度和监视模块50的存储部51中预先存储的寄生电阻值这双方对上述[0080]寄生电阻值是在锂离子电池与短路电路371之间产生的寄生阻抗的一部分。寄生出量的估计单元的功能以外，还兼具作为对锂析出量的估计值进行校正的校准单元的功[0084]覆膜检测部38检测在锂离子电池的充电时在负极与电解液的界面形成的覆膜的[0085]SEI层的厚度与由短路电路371使锂离子电池的两端短路时的电流及电压的行为具有相关性。覆膜检测部38根据由短路电路371使锂离子电池的两端短路时的电流及电压路时流过短路电路371的电流及电压中的至少一方的信号波形中包含的与SEI层的厚度具[0086]在此，锂析出量及SEI层的厚度是与电池的电压及电流相比而言与电池的容量劣8块50是在BMU中位于高电压侧的设备。监视模块50构成与电池电连接来探测电池的异常的[0090]无线通信部52是用于使得能够在与电池ECU100之间进行双向通信的通信设备。[0091]内部电阻检测部53是基于从传感器部30输出的各种信息检测电池的内部电阻的[0093]监视IC54包括具有算法的ASIC电路，该算法用于进行导致异常发热现象的因素的监视和在异常发热现象的发生初始阶段进行的在电池中产生的异常状态的探测中的至证也很重要。诊断部541将根据锂析出量估计的规定的电池状态与根据锂析出量以外的其它要素估计的电池状态进行比较来诊断析出量检测部37的适[0095]诊断部541例如如图9所示那样根据由析出量检测部37检测的锂析出量估计电池视IC54禁止锂析出量的检测和使用了锂析出量的控制处理，或者经由无线通信部52向电541估计的电池状态例示了电池的容积率SOH，但是诊断部541也可以估计容积率以外的电9[0101]将这些加以考虑，本实施方式的SOH估计部542如图10所示那样使用基于锂析出[0103]监视控制部543基于导致异常发热现象的因素的监视结果将异常发热现象的发生行使多个电池单元C的电压均等化的电路的[0106]这样构成的电池包1包括如锂离子电池等那样的能够充放电的电池。这种电池由示出了本发明人们对异常发热现象前后的各种传感器的输出变化进行[0113]图12所示的控制处理例如是在车辆的启动中以及从停止起经过规定时间之前的压传感器36中的至少一部分传感器的输出判定是否发生的监视结果和电池的异常状态的探测结果中的至少一方确定多个电池单元C中的异常的电[0121]电池监视装置20在步骤S115中判定是否检测出电池的过充电。关于电池的过充[0131]如上所述，本实施方式的电池监视装置20能够实时地求出剩余容量SOC/容积率[0132]电池管理系统BMS具备安装于电池模块BM的电池监视装置20和电池管理装置60。[0133]性能判定部61基于由电池监视装置20的SOH估计部542估计的容积率SOH判定可否二次利用电池。性能判定部61例如如果由SOH估计部542估计的容积率SOH为规定值以上则设为可二次利用，如果由SOH估计部542估计的容积率SOH小于规定值则判定为不可二次利[0134]价值设定部62基于由电池监视装置20的SOH估计部542估计的容积率SOH判定电池容积率SOH的下降而将电池的残余价值估计得低。此外，价值设定部62也可以基于容积率[0135]性能通知部63判定由电池监视装置20的SOH估计部542估计的容积率SOH是否在电[0136]性能通知部63获取由电池的制造厂商等提供的电池的规格数据并存储在存储器在由SOH估计部542估计的容积率SOH在规格数据中所示的容许范围外的情况下，将电池的[0137]根据以上说明的电池监视装置20和电池监视方法，能够实施有效的异常发热对[0141](1)电池监视装置20的监视模块50将导致异常发热现象的因素的监视和电池的异[0142](2)发生异常发热现象时的对策中包括向外部通知异常发热现象的发生的外部通报处理、或者基于电池的温度调整控制和充放控制中的至少一方来进行的电池保护处理。[0143](3)监视模块50根据异常发热现象的因素的监视结果实施使电池的寿命延长的延[0144](4)导致异常发热现象的因素包括电池的内部的锂析出和电池的内部电阻中的至[0145](5)监视模块50基于多个电池单元C各自中的监视结果和多个电池单元C的异常状是这样能够从多个电池单元C中确定异常单元的结构，则例如能够限制异常单元的使用来[0147](7)电池监视装置20包括具有算法的ASIC电路，该算法用于进行导致异常发热现[0148](8)监视模块50构成为：能够基于导致异常发热现象的因素的监视结果判定电池[0149](9)将电池与监视模块50连接的连接构件21包括安装有传感器部30的一部分的挠[0151]电池监视装置20的析出量检测部37基于由短路电路371使锂离子电池的两端短路[0153](1)具体地说，析出量检测部37根据电池温度对存储部51中存储的寄生电阻值进[0155](3)电池监视装置20具备诊断部541，该诊断部541将根据锂析出量估计的规定的电池状态与根据锂析出量以外的其它要素估计的规定的电池状态进行比较来诊断析出量[0159]电池监视装置20检测与电池的电压及电流相比而言与电池的容量劣化的相关性锂离子电池的两端短路时的电流及电压中的至少一方的变化计算锂析出量和SEI层的厚度[0163](4)电池管理系统BMS基于由电池监视装置20的SOH估计部542估计的容积率SOH判[0164](5)电池管理系统BMS基于由电池监视装置20的SOH估计部542估计的容积率SOH判[0165](6)电池管理系统BMS判定由电池监视装置20的SOH估计部542估计的容积率SOH是否在电池的规格数据中所示的容积率SOH的容许范围内，将该判定的结果输出到外部。由[0167]电池管理系统BMS也可以不与上述电池管理系统相同，而其一部分不同于上述电[0172]电池模块BM经由系统主继电器等开关SW2连接于车辆的功率控制单元PCU和电动[0173]电池监视装置20及电池ECU100基本上与前述说明的情况同样地构成。电池ECU设备CE与充电器120之间的通信是经由CAN和充电线缆CC中包括的通信[0177]信息获取部121在电池模块BM的充电时等从电池监视装置20和电池ECU100获取[0179]充电判定部122基于由信息获取部121获取的电池信息判定电池模块BM可否充例如，充电判定部122基于由电池ECU100实施的关部123在充电判定部122的判定结果表示可进行电池模块BM的充电的情况下实施电池模块[0181]本实施方式的充电控制部123构成为通过在恒定电流下的充电之后在恒定电压下[0182]充电时间计算部124基于由信息获取部121获取的电池状态估计充电所需的所需部124例如能够构成为使用规定了电池模块BM的剩余量等与所需充电时间的关系的控制映[0183]对于如以上那样构成的充电系统BCS要求能够以更高的能量密度进行更高速的充充电的预备充电来检测电池的深放电等异常这样的避免成为劣化/不安全状态的充电曲的各控制步骤构成实现由电池ECU100执行的各种功[0192]在可进行对电池模块BM的充电的情况下，电池ECU100在步骤S230中设定CC充电电流。电池ECU100例如将推荐为电池模块BM的充电电流的电流值设定为CC[0195]如图17所示，充电器120在步骤S300中判定是否接收到由电池ECU100发出的通通报装置ND向外部通报表示不可进行对电池模块BM的充电的信息、表示锂析出量的信息，[0197]另一方面，在来自电池ECU100的通知表示可充电的情况下，充电器120在步骤[0199]在电池模块BM的电压未达到规定电压的情况下，充电器120在步骤S350中判定是否从电池ECU100接收到CC充电电[0200]在此，电池ECU100在CC充电期间周期性或不定期地执行图18所示的设定该阈值被设定为设想了在电池的异常时析出的锂析出量的值。电池ECU100在锂析出量为值的情况下转移到步骤S510。电池ECU100在步骤S510中将CC充电电流重新设定为比当前电流小。电池ECU100例如将锂析出量超过规定的阈值之前的电流值重新设定为CC充电电[0201]返回到图17，充电器120当从电池ECU100接收到CC充电电流的设定更新的通知充电。充电器120以由电池ECU100设定的CV充电电压为目标电压来进行电池模块BM的充者从开始电池模块BM的充电起的经过时间是否为开始充电起的经过时间超过规定时间的情况下，充电器120在步骤S390中执行充电结束处报装置ND通知给用户。BM的充电。如果成为这样由充电器120基于从电池侧设备获取的电池信息判定电池模块BM[0207](1)充电器120的充电控制部123构成为通过在恒定电流下的充电之后在恒定电压标电流量设定为比当前的电流量小的值，将该目标电流量通知给充电器120。充电控制部123当在CC充电期间从电池侧设备获取到目标电流量时，基于该目标电流量调整恒定电流器120侧调整适于恒定电流下的充电的电流量的结构，则能够以不发生锂析出的方式控制[0215]将这一点加以考虑，本实施方式的电池评价系统BRS和电池评价方法基于锂析出[0216]如图20所示，电池评价系统BRS具备作为监视电池模块BM的电池状态的电池监视部的电池监视装置20以及评价电池模块BM的池监视装置20能够利用监视模块50的无线通信部52将包含包括锂析出量的电池状态的监20也可以构成为能够通过监视模块50的无线通信部52以外的通信设备将电池状态信息等[0218]评价装置130构成为能够经由有线或无线的通信网络来与电池监视装置20、保存[0219]安全性判定部131基于电池模块BM中包括的锂离子电池的锂析出量判定电池模块[0220]价值推算部132将电池模块BM的安全性的判定结果考虑在内，推算电池模块BM的[0221]价值推算部132例如如图21所示那样从电池监视装置20获取基于容积率SOH的劣价值推算部132也可以计算电池模块BM[0222]用途建议部133将电池模块BM的安全性的判定结果考虑在内，建议电池模块BM的电池监视装置20获取的信息求出电池模块BM的重复利用时[0223]再利用判定部134将构成电池模块BM的多个锂离子电池各自的安全性考虑在内，判定可否再利用锂离子电池。再利用判定部134例如如果锂析出量为规定值以下则判定为[0224]信息输出部135在将能够再利用的锂离子电池重组来重建不同的电池时，如图22期望信息输出部135将与重建后的电池的使用方式相应的组合输出到制造重建电池的重建系统RS。信息输出部135例如在重建后的电池的使用方式是固定型等长期利用的方式的情[0226]以上说明的电池评价系统BRS和电池评价方法监视电池模块BM的电池状态，基于电池中的锂析出量来作为表示电池状态的一个指标。评价装置130基于锂析出量判定电池够适当地进行包括是否满足安全性的要求在[0230](3)评价装置130基于锂析出量实施电池模块BM中包括的多个锂离子电池各自的供给用户。[0232](5)在将能够再利用的锂离子电池重组来重建与电池模块BM不同的电池时，评价装置130将锂离子电池的安全性考虑在内，将适于不同的电池用途的锂离子电池的组合作BM中的安全性高的锂离子电池构建不同的蓄电池来再[0235]电池评价系统BRS和电池评价方法也可以不与上述系统及方法相同，而其一部分[0242]在接下来的电池模块BM的制造工序中，实施将电池单元C彼此组装的模块组装以及将传感器部30等组装到电池单元C的组装体的传感器组装。在该电池模块BM的制造工序[0243]在接下来的电池包1的制造工序中，实施使将电池模块BM彼此组装而成的部件收[0247]电池监视装置20例如在用户的车辆行驶时将锂析出量等作为使用履历之一存储履历确定锂离子电池的异常的发生主要原因。异常确定部544通过将制造履历作为基准数时期前后的电池状态进行验证来确定为锂离子电池的异常的发生主要原因。异常确定部544例如如图25所示那样将锂析出量增加的时机确定为锂离子电池的异常样地得到基于与第一实施方式共同的结构或等同的结构起到的[0251](1)电池监视装置20具备存储部51，该存储部51将锂析出量的时间变化作为锂离过事先将锂析出量的时间变化作为锂离子电池的使用履历或制造履历之一存储在存储部公开的电池管理单元BMU应用于固定型的大容量蓄电系统B器SC的内侧压入空气的类型的装置。送风装置CM根据来自后述的电池控制装置140的控制[0261]加热器装置HM是电池模块BM的加热要素，构成为包括通过通电来发热的发热[0263]电池控制装置140基于由传感器部30监视的电池状态实施多个电池模块BM的充电[0269]考虑到这些，电池控制装置140在充电控制时根据锂析出量对锂离子电池进行加[0270]电池控制装置140例如如图30所示那样当锂析出量超过第一析出阈值Hi地增加[0272]因此，电池控制装置140也可以根据锂析出量和电池模块BM的温度对锂离子电池进行加热。电池控制装置140例如也可以如图31所示那样当锂析出量超过第一析出阈值Hi[0273]此外，电池控制装置140当在电池模块BM的电池温度超过低温阈值的状态下锂析[0275]将这一点加以考虑，本实施方式的电池控制装置140根据由传感器部30输出的容积率SOH的变化和锂析出量的变化估计期望的电池更换期间，将该电池更换期间作为推荐[0276]其它与第一实施方式同样。本实施方式的电池管理单元BMU能够与第一实施方式[0279](2)传感器部30包括检测锂离子电池的电池温度的温度传感器31。电池控制装置是电池管理单元BMU也可以不与上述电池管理单元相同，而其一部分不同于上述电池管理[0282]另外，在第三实施方式中说明的技术事项还能够转用于大容量蓄电系统BSS以外在使用气体传感器35检测出电池的不安全事件的情况下，通过冷却机构使锂离子电池失[0293]本实施方式的传感器部30A具备用于与异常探测部150进行无线通信的未图示的[0294]异常探测部150基于导致异常发热现象的因素的监视结果将异常发热现象的发生常状态的探测结果实施针对异常发热现象的对策。异常探测部150与在第一实施方式中说[0295]异常探测部150为了谋求将异常发热现象防止于未然和早期探测，执行在第一实[0297]其它与第一实施方式同样。本实施方式的电池运输设备BSC能够与第一实施方式部150基于因素监视部的监视结果将异常发热现象的发生抑制于未然，并且在异常发热现万一发生了异常发热现象，也能够实施从其发生初始阶段起实施对策之类的有效的热对[0304]在上述的电池评价系统BRS以及电池评价方法中，基于锂析出量的电池模块BM的[0305]电池评价系统BRS及电池评价方法只要至少实施基于锂析出量的安全性的评价即[0307]上述的电池评价系统BRS以及电池评价方法的评价对象不限于搭载于车辆的车载状态与根据其它要素估计的规定的电池状态进行比较来诊断析出量检测部37的适当与否，[0311]在上述的实施方式中，例示了基于锂析出量和电池的SEI层的厚度估计容积率20的监视对象的电池也可以不是将多个电池单元[0315]电池监视装置20也可以成为不是通过无线方式而是通过有线方式与电池ECU100[0319]本公开的控制部及其方法也可以由通过构成被编程为执行通过计算机程序具体公开的控制部及其方法也可以由通过被编程为执行一个或多个功能的处理器及存储器与由一个以上的硬件逻辑电路构成的处理器的组合构成的一个以上的专用计算机实现。另[0325]评价装置(130)，从所述电池监视部取得包括所述电池状态的监视结果的电池状[0326]所述电池监视部构成为能够计算所述锂离子电池中的锂析出量作为表示所述电析出量来实施所述蓄电池所含的多个所述锂离子电池虑多个所述锂离子电池各自的安全性来判定可否再利用所述锂离子电池的再利用判定部