[发明专利]电池系统、车辆以及控制电池系统的方法

说明书

本发明涉及电池系统、车辆以及控制电池系统的方法。一种电池系统(2)，其包括：包含多个电芯(110)的组电池(100)，以及ECU(300)。ECU(300)使用梯形电路网络模型来计算每个电芯(110)中的电流分布，通过使用多个电阻元件和多个蓄电元件对电芯(110)的内部进行几何建模而获得该梯形电路网络模型。ECU(300)通过将基于电芯(110)中的盐浓度分布而计算出的电芯(110)中的电阻分布应用于梯形电路网络模型来计算电芯(110)中的电流分布。

此非临时申请基于2019年5月16日向日本专利局提交的日本专利申请No.2019-092832，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及一种包括二次电池的电池系统、其上安装有该电池系统的车辆以及用于控制包括二次电池的电池系统的方法。

背景技术

已知二次电池的充电和放电导致二次电池中的盐浓度分布不均(以下，称为“盐浓度不均”)，这导致二次电池的输入和输出性能的降低。与随着时间流逝的劣化不同，由盐浓度不均引起的二次电池的输入和输出性能的降低将会被称为“高速率劣化”等。

日本专利特开No.2018-81807公开一种能够抑制二次电池的高速率劣化的进行的电池系统。在电池系统中，通过执行规定的充电和放电过程(第一至第三过程)来减轻高速率劣化，并且然后，执行外部充电。结果，能够抑制由于执行外部充电而导致的高速率劣化的进行。

近年来，随着二次电池(以下，可以被简称为“电芯”)的容量变大，电芯的尺寸变大。因此，即使在不存在盐浓度不均(高速率劣化)时，电芯也具有由电芯的几何结构引起的电流分布不均(以下，可以被称为“电流不均”)。在日本专利特开No.2018-81807中没有特别地考虑这种电流不均，并且因此，在估计电芯中的电流分布方面存在改进精度的空间。

发明内容

为了解决上述问题已经提出本公开，并且本公开的目的是提供一种能够准确地计算二次电池(电芯)中的电流分布的电池系统、在其上安装电池系统的车辆以及用于控制电池系统的方法。

根据本公开的电池系统和车辆，包括：二次电池(电芯)；以及控制器，该控制器使用电路网络模型来计算电芯中的电流分布，通过使用多个电阻元件和多个蓄电元件对电芯的内部进行几何建模而获得该电路网络模型。控制器通过将基于电芯中的盐浓度分布而计算出的电芯中的电阻分布应用于电路网络模型来计算电芯中的电流分布。

根据本公开的用于控制电池系统的方法是用于控制包括二次电池(电芯)的电池系统的方法，该方法包括：计算电芯中的盐浓度分布；基于计算出的盐浓度分布来计算电芯中的电阻分布；以及使用电路网络模型来计算电芯中的电流分布，通过使用多个电阻元件和多个蓄电元件对电芯内部进行几何建模来获得该电路网络模型。计算电流分布包括使用电路网络模型计算电芯中的电流分布，将在计算电阻分布中计算出的电阻分布应用于该电路网络模型。

在上述的电池系统、车辆和控制方法中，使用上述电路网络模型来计算电芯中的电流分布，从而能够计算出由电芯的几何结构引起的电流分布。此外，基于电芯中的盐浓度分布而计算出的电芯中的电阻分布被应用于上述电路网络模型。因此，根据电池系统、车辆和控制方法，考虑到电芯的几何结构和电芯中的盐浓度分布，能够准确地计算电芯中的电流分布。

当基于所计算的电流分布的电芯中的电流的大小超过阈值时，控制器可以执行抑制电芯的充电和放电的控制。

用于控制电池系统的方法可以进一步包括，当基于所计算的电流分布的电芯中的电流的大小超过阈值时，执行抑制电芯的充电和放电的控制。

根据上述配置，可以基于计算出的电流分布来准确地估计电芯中的最大电流值，并且因此，充电和放电可以被抑制，而没有过多或不足。

当结合附图时，根据本公开的以下详细描述，本公开的前述和其他目的、特征、方面和优点将变得更加显而易见。