二次電池の充電率推定装置

発明者：
出願人/特許権者：
代理人 (1件)：特許業務法人YKI国際特許事務所
公報種別：公開公報
出願番号（国際出願番号）：特願2016-103923
公開番号（公開出願番号）：特開2017-211254
出願日： 2016年05月25日
公開日（公表日）： 2017年11月30日
要約：

【課題】二次電池の充電率推定装置において、活物質における充電率の増減に伴う活物質の膨張・収縮を考慮することである。【解決手段】二次電池の充電率推定装置10は、二次電池8について反応物質であるリチウムの濃度分布に基づいて充電率を推定する。充電率推定装置10は、活物質における反応物質の濃度分布の大小によって膨張・収縮する活物質を有する正極および負極に関する電極パラメータについて、活物質の膨張・収縮に対する依存性を記憶する記憶部14を備える。記憶部14から読出した電極パラメータを用い、活物質内部のリチウムの拡散方程式と境界条件とを用いて活物質内部のリチウム濃度分布を推定する。また二次電池8の電池電流を推定し、リチウム生成のための反応電流密度を求め、活物質内部のリチウム濃度分布を求めてリチウム平均濃度を推定し、二次電池8全体の充電率を推定する。【選択図】図1

請求項（抜粋）：

電気化学反応に寄与する反応物質を内部に含む活物質を有する第1および第2の電極と、イオン化した前記反応物質を前記第1および第2の電極間で伝導する電解液を含んだイオン伝導体とを備える二次電池について、前記反応物質の濃度分布に基づいて充電率を推定する装置であって、前記活物質における前記反応物質の前記濃度分布の大小によって膨張・収縮する前記活物質を有する前記第1および第2の電極に関する電極パラメータについて、前記活物質の前記膨張・収縮に対する依存性を記憶する記憶部と、電池電圧と電池温度とを取得する取得部と、前記記憶部から読出した前記電極パラメータを用い、与えられた境界条件に基づいて、前記活物質の内部の前記反応物質の前記濃度分布を規定する活物質拡散モデル式に従って前記反応物質の活物質内部濃度分布を推定する拡散推定部と、推定された前記反応物質の前記活物質内部濃度分布から求められる活物質界面における前記反応物質の濃度に基づいて電極間開放電圧を推定する開放電圧推定部と、前記記憶部から読出した前記電極パラメータを用い、前記電解液における前記反応物質の電極間の不均一な前記濃度分布に起因する濃度過電圧を推定する濃度過電圧推定部と、前記記憶部から読出した前記電極パラメータを用い、前記電気化学反応に基づく電圧電流関係モデル式に従って、前記電極間開放電圧、前記濃度過電圧、および前記電池電圧に基づいて前記二次電池の電池電流密度を推定する電流推定部と、推定された前記電池電流密度に基づいて、前記活物質界面の反応電流密度を算出し、算出された前記反応電流密度に従って活物質拡散モデル式の前記活物質界面における境界条件を更新し、更新された前記境界条件の下で前記活物質拡散モデル式に従って前記反応物質の前記活物質内部濃度分布を更新する境界条件等更新部と、更新された前記活物質内部濃度分布から反応物質平均濃度を算出し、算出された前記反応物質平均濃度に基づいて二次電池全体についての前記充電率を推定する二次電池充電率推定部と、を備える、二次電池の充電率推定装置。

IPC (3件)：

G01R 31/36 , H01M 10/48 , H02J 7/00

FI (5件)：

G01R31/36 A , H01M10/48 P , H01M10/48 301 , H02J7/00 X , H02J7/00 Q

Fターム (18件)：

2G216AB01 , 2G216BA06 , 2G216BA44 , 2G216CB05 , 2G216CB13 , 2G216CB51 , 5G503BA01 , 5G503BB01 , 5G503BB02 , 5G503EA05 , 5G503EA09 , 5G503FA06 , 5H030AA10 , 5H030AS08 , 5H030FF22 , 5H030FF41 , 5H030FF43 , 5H030FF44

引用特許：

出願人引用 (5件)

二次電池の状態推定装置
公報種別：公開公報出願番号：特願2011-209790 出願人：トヨタ自動車株式会社
二次電池の状態推定装置
公報種別：公開公報出願番号：特願2007-077598 出願人：トヨタ自動車株式会社
電池状態推定装置
公報種別：公開公報出願番号：特願2012-089907 出願人：トヨタ自動車株式会社

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