[发明专利]蓄电系统

说明书

技术领域

本发明涉及在各自具有电流断路器的多个蓄电元件并联连接而成的蓄电块中判断电流断路器的动作状态的蓄电系统。

背景技术

在专利文献1所记载的电池组中，在将多个电池并联连接而成的结构中，并联连接的各单电池连接有保险丝。保险丝通过在流过过大电流时熔断而断开电流路径。另外，在专利文献2所记载的技术中，基于电池的内部电阻的变化，检测出电池中含有的电流断路机构的动作。

专利文献1：日本特开平05-275116号公报

专利文献2：日本特开2008-182779号公报

专利文献3：日本特开2011-135657号公报

在多个电池并联连接而成的结构中，与电流断路器的动作对应地，电流断路器没有进行动作的电池中流过的电流值发生变化。具体地说，如果电流断路器进行动作，则电流断路器没有进行动作的电池中流过的电流值上升，电池的电流负载增加。由此，在控制电池的充放电时，需要检测电流断路器的动作。本发明是利用与专利文献2所记载的技术不同的方法对电流断路器的动作进行检测的。

发明内容

本申请的第1发明的蓄电系统具有：多个蓄电块、多个电流断路器、电压传感器和控制器。蓄电块具有并联连接的多个蓄电元件，多个蓄电块串联连接。电流断路器设置在各蓄电元件中，对各蓄电元件的电流路径进行断路。电压传感器用于取得蓄电块的开路电压。

在各蓄电块中，将单极的容量维持率由下述式(I)规定，将蓄电块的容量的变动量由下述式(II)规定。

容量维持率＝劣化状态的单极容量/初始状态的单极容量…(I)

容量的变动量＝劣化状态的负极容量×负极组分轴相对于正极组分轴的偏移量…(II)

控制器在第1电压特性相对于第2电压特性发生偏移时，判断电流断路器进行了动作。第1电压特性是从电压传感器取得的，示出与蓄电块的容量相对的开路电压的变化。第2电压特性是基于容量维持率及容量的变动量计算出的，示出与蓄电块的容量相对的开路电压的变化。

在本申请的第1发明中，如果仅是蓄电元件劣化，则第2电压特性遵从第1电压特性。在这里，如果电流断路器进行动作，则与处于动作状态的电流断路器对应的蓄电元件中不再流过电流，含有处于动作状态的电流断路器的蓄电块的容量降低。因此，在电流断路器进行了动作时，第1电压特性相对于仅发生蓄电元件劣化时的第2电压特性发生偏移。由此，通过判定第1电压特性是否相对于第2电压特性发生了偏移，就能够判断电流断路器是否进行了动作。

作为将第1电压特性及第2电压特性进行比较的第1方法，首先，在使蓄电块的开路电压从第1电压变化至第2电压(放电或充电)的期间，对从电流传感器取得的电流进行累计运算而求出第1累计值。另外，使用第2电压特性，求出在使蓄电块的开路电压从第1电压变化至第2电压(放电或充电)的期间的电流累计值即第2累计值。在这里，在第1电压特性相对于第2电压特性发生了偏移时，第1累计值及第2累计值彼此不同。由此，在第1累计值及第2累计值之差为规定值以上时，可以判断为电流断路器进行了动作。

作为将第1电压特性及第2电压特性进行比较的第2方法，首先，在使蓄电块的开路电压从第1电压变化至第2电压的期间，对从电流传感器取得的电流进行累计运算而求出累计值。另外，使用第2电压特性，求出在使蓄电块的容量从与第1电压相当的容量变化与累计值对应的值时的电压即推定电压。在这里，在第1电压特性相对于第2电压特性发生了偏移时，实际测定的第2电压和推定电压不同。由此，在第2电压及推定电压之差为规定值以上时，可以判断为电流断路器进行了动作。

在计算第2电压特性时，在第1电压及与第2电压不同的第3电压方面，可以分别使用表示与第1电压特性彼此相同的特性的信息。劣化状态可以是由于蓄电元件损耗而产生的劣化状态。如果是损耗导致的劣化，则例如通过预先进行试验，能够确定容量维持率及容量的变动量之间的关系，能够推定第2电压特性。

在蓄电元件为锂离子二次电池时，容量的变动量可以是去除伴随锂析出而导致的容量的变动量之外的变动量。在锂离子二次电池中，产生由于损耗导致的劣化、和由于锂析出导致的劣化。基于损耗导致的劣化而确定容量维持率及容量的变动量之间的关系时，需要从实际的劣化状态中排除由于锂析出导致的劣化。在这里，锂析出导致的劣化能够在实际的锂离子二次电池使用环境中进行推定。