用於電動車輛的電池系統的製作方法

2023-10-06 11:48:24

本發明涉及用於電動車輛的電池系統，特別地，涉及用於車輛驅動電源的包括非水二次電池的電池系統。

背景技術：

以鋰離子二次電池為代表的具有非水電解質的非水二次電池被用於諸如混合動力汽車、電動汽車或燃料電池汽車的電動車輛的車輛驅動電源(車載電源)。作為導致非水二次電池的電阻增大的一個因素，已知這樣的現象：其中，高速充電或放電被連續進行，從而由於電解質中的鹽濃度(離子濃度)的不均勻(偏斜(deviation))導致電阻增大，即所謂的高速劣化。

國際公開no.2013/046263描述了通過累積由於基於當電池被充電/放電時的電流值歷史計算出的電解質中的離子濃度偏斜而導致的劣化的評價值(d(n))的閾值的超過量，並且隨時間經過而校正離子濃度的偏斜的緩和，來確定累積評價值(σdex(n))作為劣化指標值。然後，當劣化指標值超過閾值(正)時，進行控制以降低二次電池的放電電力上限。

日本專利申請公開no.2014-3826(jp2014-3826a)描述了使用基於與wo2013/046263中相同的評價值的共同累積評價值作為劣化指標值，如果該累積評價值變得大於正閾值，則判定過放電並且限制放電電力，而如果該累積評價值小於負閾值，則判定過充電並且限制充電電力。

wo2013/046263和jp2014-3826a描述了在計算由於離子濃度偏斜而導致的劣化的評價值(d(n))時，進行這樣的計算：該計算反映在每個周期時間(δt)隨著離子擴散而導致的離子濃度的偏斜的減小。

此外，wo2013/046263描述了如果二次電池的充電/放電被休止(deactivate)，則由於在休止之後重新開始的充電/放電而導致的電阻增加率的增大(即，高速劣化)受到抑制。由於此原因，wo2013/046263描述了在每個周期時間執行將用作劣化指標值的累積評價值乘以校正係數a(0<a<1)的計算，從而考慮到高速劣化的緩和而校正累積評價值(劣化指標值)。

然而，在wo2013/046263和jp2014-3826a中描述的技術中，在計算離子濃度偏斜的評價值(d(n))和累積評價值(σdex(n))時的每個周期時間(δt)，通過比較累積評價值(劣化指標值)與閾值，判定是否需要限制放電電力或充電電力。因此，wo2013/046263和jp2014-3826a主要涉及在二次電池(充電/放電)的使用期間(例如在車輛行駛期間)的充電/放電管理。

近年來，能夠通過在車輛外部的電源(在下文中，簡稱為「外部電源」)對車載蓄電裝置充電的電動車輛被投入實際應用。在所謂的插電式混合動力汽車或電動汽車中，在運轉停止期間，使用系統電源或專用充電樁，進行通過外部電源對車載二次電池的充電(在下文中，簡稱為「外部充電」)。

在這種可外部充電的電動車輛中，從運轉停止到下次運轉開始的二次電池的使用模式根據外部充電的有無而改變。具體地說，二次電池的充電/放電休止時段的長度根據外部充電的有無而改變。此外，即使在充電計劃表被制定為使得通過所謂的計時器充電根據下一運轉開始時刻而完成外部充電的情況下，也預測從運轉停止到外部充電開始的二次電池的充電/放電休止時段的長度會根據情況而改變。

技術實現要素：

考慮到上述問題，在可外部充電的電動車輛中，為了適當地防止非水電解質二次電池的高速劣化，重要的是在反映二次電池的充電和放電休止時段內的高速劣化的緩和(即，離子濃度的偏斜的恢復)行為的同時計算用於充電和放電管理的劣化指標值。

為了解決上述問題，完成了本發明，本發明提供一種用於電動車輛的電池系統，所述電池系統被配置為通過在電動車輛外部的電源對車載蓄電裝置充電，其包括以下優點：在反映充電和放電休止時段內的離子濃度的偏斜的恢復行為的同時，適當地防止由於非水電解質二次電池的電解質中的離子濃度的偏斜而導致的高速劣化。

根據本發明的一方面，提供一種用於電動車輛的電池系統，所述電動車輛中安裝有被配置為產生所述電動車輛的制動力和驅動力中的任一者的電動機。所述電池系統包括二次電池、充電器和電子控制單元。所述二次電池包括非水電解質。所述二次電池被配置為通過將電力發送到所述電動機以及從所述電動機接收電力而產生所述電動車輛的制動力和所述電動車輛的驅動力中的任一者。所述充電器被配置為通過在所述電動車輛外部的電源而對所述二次電池充電。所述電子控制單元被配置為：(i)控制所述二次電池的充電和放電，(ii)基於在所述二次電池的使用時段內所述二次電池的電流歷史而計算劣化指標值，所述劣化指標值是用於根據由所述二次電池的充電和放電所致的所述非水電解質中的離子濃度的偏斜而評價使所述二次電池的輸入和輸出性能降低的劣化成分的值，(iii)如果所述劣化指標值超過預定限制閾值，則限制所述二次電池的放電電力和充電電力中的任一者，(iv)根據在休止時段結束時的休止緩和係數，校正在所述休止時段結束時的所述劣化指標值，在所述休止時段期間，所述二次電池的充電和放電被休止，所述休止緩和係數是指示在所述休止時段內每當經過給定時間時的所述離子濃度的偏斜的緩和程度的係數，(v)至少基於所述休止時段的時間長度，可變地設定所述休止緩和係數，以及(vi)設定所述休止緩和係數，以使得當所述時間長度短時，所述給定時間的所述離子濃度的偏斜的緩和程度變得大於當所述時間長度長時的所述離子濃度的偏斜的緩和程度。

根據上述用於電動車輛的電池系統，根據反映在二次電池的充電和放電休止時段內的高速劣化的恢復行為的校正，通過與在使用時段內的限制閾值的比較，可以適當地計算用於判定是否需要充電或放電限制的劣化評價值。特別地，休止緩和係數被可變地設定，以使得當休止時段的時間長度短時，每當經過給定時間時的離子濃度的偏斜的緩和程度變大，從而可以通過校正處理，在劣化評價值中適當地反映以下現象：其中，緊接在休止時段的開始之後，高速劣化的恢復率變得相對大。結果，因為在繼休止時段結束之後，可以在二次電池的新使用時段內適當地設定劣化評價值的初始值，所以可以避免充電和放電限制的過度限制以及充電和放電限制的開始的延遲，並且適當地防止高速劣化的發展。

在所述電池系統中，所述電子控制單元可以被配置為：(i)基於所述時間長度和在所述休止時段內的所述二次電池的溫度，可變地設定所述休止緩和係數，以及(ii)設定所述休止緩和係數，以使得當所述溫度高時，所述給定時間的所述離子濃度的偏斜的緩和程度變得大於當所述溫度低時的所述離子濃度的偏斜的緩和程度。此外，所述電子控制單元可以被配置為設定休止緩和係數，以使得隨著所述時間長度變長，差變小，所述差是由所述二次電池的溫度差導致的所述休止緩和係數的設定值之間的差的值。

根據上述電池系統的配置，可以反映依賴於電池溫度的離子擴散速度的差異，以在劣化評價值中反映在電池休止時段內的高速劣化的恢復行為。此外，如果經過足夠長的時間，則可以在以下現象中反映劣化評價值：在該現象中，無論電池溫度如何，高速劣化的恢復量都收斂於恆定值。

此外，在所述電池系統中，所述電子控制單元可以被配置為：(i)當指定在所述休止時段內所述充電器對所述二次電池的充電開始時刻的充電計劃表被預先制定時，獲取所述休止時段開始時的所述溫度，以及(ii)進一步多次獲取所述溫度，直到根據所述充電計劃表的所述充電開始時刻，以確定用於設定所述休止緩和係數的所述二次電池的溫度。

根據上述電池系統的配置，當應用其中休止時段的時間長度可被提前預測的計時器充電時，可以提高在休止時段內的電池溫度的計算準確度，並且更適當地設定休止緩和係數。

在所述電池系統中，所述電子控制單元可以被配置為：(i)基於在所述使用時段內所述二次電池的電流歷史，計算所述劣化成分的評價值，(ii)當所述離子濃度的分布偏向於放電側時，計算具有第一極性的值的值作為所述評價值，(iii)當所述離子濃度的分布偏向於充電側時，計算具有與所述第一極性相反的第二極性的值作為所述評價值，(iv)分別計算第一累積評價值和第二累積評價值作為所述劣化指標值，所述第一累積評價值是通過累積超過預先設定的第一閾值和第二閾值中的任一者的所述評價值而獲得的放電側的值，所述第二累積評價值是通過累積超過預先設定的第三閾值和第四閾值中的任一者的所述評價值而獲得的充電側的值，所述第一閾值被設定為具有所述第一極性的值，所述第二閾值被設定為0和具有所述第二極性的值中的任一者，所述第三閾值被設定為具有所述第二極性的值，所述第四閾值被設定為0和具有所述第一極性的值中的任一者，(v)將所述休止緩和係數設定為包括用於校正所述第一累積評價值的第一休止緩和係數和用於校正所述第二累積評價值的第二休止緩和係數的係數，(vi)通過將所述第一累積評價值的過去值與所述評價值的當前值進行相加而計算所述第一累積評價值，所述第一累積評價值的所述過去值的絕對值隨著在所述使用時段內的時間經過根據獨立於所述第一休止緩和係數設定的第一緩和係數而減小，並且，所述當前值與在當前評價值具有所述第一極性並且所述當前評價值的絕對值大於所述第一閾值的任一者時或者在所述當前評價值具有所述第二極性並且所述當前評價值的所述絕對值大於所述第二閾值時的所述當前評價值的部分和全部中的任一者對應，(vii)通過將所述第二累積評價值的過去值與所述評價值的當前值進行相加而計算所述第二累積評價值，所述第二累積評價值的所述過去值的絕對值隨著在所述使用時段內的時間經過根據獨立於所述第二休止緩和係數設定的第二緩和係數而減小，並且，所述當前值與在當前評價值具有所述第二極性並且所述當前評價值的所述絕對值大於所述第三閾值的任一者時或者在所述當前評價值具有所述第一極性並且所述當前評價值的所述絕對值大於所述第四閾值時的所述當前評價值的部分和全部中的任一者對應，(viii)將包括具有所述第一極性的放電限制閾值和具有所述第二極性的充電限制閾值的值設定作為所述限制閾值，(ix)在所述第一累積評價值具有所述第一極性的情況下，當所述第一累積評價值的所述絕對值大於所述放電限制閾值時，限制所述二次電池的放電電力，以及(x)在所述第二累積評價值具有所述第二極性的情況下，當所述第二累積評價值的所述絕對值大於所述充電限制閾值時，限制所述二次電池的充電電力。

根據上述電池系統的配置，當基於電解質中的離子濃度的偏斜的共同評價值而設定單獨閾值且同時根據第一和第二緩和係數使絕對值隨著時間的經過而減小時，可以分別在放電側累積第一累積評價值以用於放電限制管理以及在充電側累積第二累積評價值以用於充電限制管理。對於第一和第二累積評價值，獨立於在使用時段內的第一和第二緩和係數而設定第一和第二休止緩和係數，從而可以進行反映在二次電池的充電和放電休止時段內的高速劣化的恢復行為的校正。結果，即使在被安裝在包括用於外部充電的配置的電動車輛中並且包括被長時間連續充電的模式而被使用的非水二次電池中，由於在充電和放電休止時段內的離子濃度的偏斜的恢復行為得到反映，因此也可以在車輛行駛和外部充電期間在進一步處理充電和放電二者的同時適當地防止高速劣化。

根據本發明的用於電動車輛的電池系統，在被配置為通過在電動車輛外部的電源對車載蓄電裝置充電的用於電動車輛的電池系統中，可以適當地防止由於非水電解質二次電池的電解質中的離子濃度的偏斜導致的高速劣化，同時反映出在充電和放電休止時段內的離子濃度的偏斜的恢復行為。

附圖說明

下面將參考附圖描述本發明的示例性實施例的特徵、優點以及技術和工業意義，其中相同標號表示相同部件，並且其中：

圖1是根據本發明第一實施例的用於電動車輛的電池系統的示意性配置圖；

圖2是示出圖1所示的電池單體的配置實例的截面圖；

圖3是圖1所示的電動車輛的狀態轉變圖；

圖4是示例出根據第一實施例的電池系統中用於抑制高速劣化的電池使用期間的控制處理的流程圖；

圖5是示例出圖4中的累積評價值的計算處理的細節的流程圖；

圖6是示例出根據第一實施例的電池系統中電池休止時段內的累積評價值的校正處理的流程圖；

圖7是概念性地示出由高速劣化所致的電池休止時段內的電阻增加率的變化行為的圖；

圖8是示例出電池系統中電池休止時段內的緩和係數的可變設定的概念圖；

圖9是示例出根據本發明第二實施例的電池系統中用於抑制高速劣化的電池使用期間的控制處理的流程圖；

圖10是示例出圖9中的放電側和充電側的累積評價值的計算處理的細節的流程圖；

圖11是示例出根據第二實施例的用於電動車輛的電池系統的電池休止時段內的累積評價值的校正處理的流程圖；

圖12是示出根據第二實施例的用於電動車輛的電池系統中累積評價值的轉變實例的波形圖；

圖13是示例出根據第二實施例的在使用安裝在可外部充電的電動車輛中的非水二次電池的共同累積評價值而管理充電/放電的情況下的分析結果實例的概念圖；

圖14是示例出根據第二實施例的用於電動車輛的電池系統中放電側的累積評價值的計算中使用的閾值的設定方法的概念圖；以及

圖15是示例出根據第二實施例的用於電動車輛的電池系統中充電側的累積評價值的計算中使用的閾值的設定方法的概念圖。

具體實施方式

在下文中，將參考附圖詳細地描述本發明的實施例。在以下描述中，附圖中的相同或相當的部分由相同參考標號表示，並且原則上將不重複對其的描述。

圖1是根據本發明第一實施例的用於電動車輛的電池系統的示意性配置圖。

參考圖1，電動車輛100通過作為車輛驅動電源的車載二次電池而行駛。例如，電動車輛100由混合動力汽車或電動汽車構成。混合動力汽車是這樣的車輛：除了電池之外，其還包括燃料電池、引擎等作為驅動動力源以使車輛行駛。電動汽車是僅包括電池作為車輛的驅動動力源的車輛。

電動車輛100包括二次電池10、升壓變換器22、逆變器23、電動發電機25、變速齒輪26、驅動輪27、充電器28和控制器30。

二次電池10由電池組構成，該電池組具有相互串聯電連接的多個電池單體11。每個電池單體11由以鋰離子二次電池為代表的具有非水電解質的非水二次電池構成。多個電池單體11的一部分可以相互並聯連接。

電池單體11的正極由能夠吸藏和放出離子(例如，鋰離子)的材料形成。作為用於正極的材料，例如可以使用鋰鈷酸或錳酸鋰。電池單體11的負極由能夠吸藏和放出離子(例如，鋰離子)的材料形成。作為用於負極的材料，例如可以使用碳。當對電池單體11充電時，正極向電解質中放出離子，並且負極吸藏電解質中的離子。當對電池單體11放電時，正極吸藏電解質中的離子，並且負極向電解質中放出離子。電池單體11被容納在具有方形管形狀(長方體形狀)的電池殼中。

圖2是示出電池單體的配置實例的截面圖。參考圖2，電池單體11具有這樣的結構：其中，在電池殼110的內部容納由通過被電解質(非水電解質)中浸漬的隔板150而層疊的正極和負極的所謂的卷繞體構成的電極體120。通過蓋體114封閉電池殼110的開口112。

蓋體114具有用於外部連接的正極端子138和負極端子148。其上端側從蓋體114的表面向外部伸出的正極端子138和負極端子148具有被連接到位於電池殼110內部的內部正極端子137和內部負極端子147的下端部。

電極體120例如由通過狹長片狀隔板150交替層疊正極片130和負極片140而構成。正極片130被構成為在狹長正極集電體132的表面上具有正極活性材料134。負極片140被構成為在狹長負極集電體142的表面上具有負極活性材料144。

例如，通過從側面對以管形狀圍繞在軸(未示出)周圍的卷繞電極體施壓，使由層疊體構成的電極體120成形為扁平形狀。電極體120被布置在電池殼110的內部，以使得在圖的左右邊示出的開口端120a、120a面對電池殼110的側壁116。

通過諸如超聲波焊接或電阻焊接的適當方法，分別將內部正極端子137和內部負極端子147接合到正極集電體132的正極活性材料非形成部136和負極集電體142的負極活性材料非形成部146。由此，電極體120的正極片130和負極片140被電連接到內部正極端子137和內部負極端子147。

隔板150介於正極片130與負極片140之間，並且被布置為與設置在正極片130上的正極活性材料134以及設置在負極片140上的負極活性材料144接觸。通過將電解質(非水電解質)浸漬到在隔板150中形成的空孔內，在正極與負極之間形成傳導路徑(導電路徑)。

隔板150的寬度大於正極活性材料134和負極活性材料144的層疊部的寬度並且小於電極體120的寬度。隔板150被設置為夾在正極活性材料134與負極活性材料144的層疊部之間，從而防止由正極集電體132與負極集電體142之間的接觸而導致的內部短路。

在具有扁平卷繞電極體的二次電池中，在充電期間和放電期間施加到卷繞電極體的壓力局部地不同(例如，施加到卷繞電極體的側面中央部的壓力不同於施加到側面端部的壓力)，由此可能發生電解質中的離子濃度的偏斜。由於此原因，與其中正極片和負極片被簡單層疊的單體結構等相比，趨向於可能發生在wo2013/046263或jp2014-3826a中描述的高速劣化。

再次參考圖1，二次電池10通過系統主繼電器21a、21b而被連接到升壓變換器22，並且升壓變換器22升高二次電池10的輸出電壓。升壓變換器22被連接到逆變器23，並且逆變器23將來自升壓變換器22的dc電力變換為ac電力。

電動發電機(三相ac電動機)25從逆變器23接收ac電力，並且產生動能以使車輛行駛。由電動發電機25產生的動能被傳送到車輪。當使車輛減速時或者當使車輛停止時，電動發電機25將在車輛制動時產生的動能變換為電能。逆變器23將由電動發電機25產生的ac電力變換為dc電力。升壓變換器22降低逆變器23的輸出電壓，並且然後向二次電池10供給該降低的電壓。由此，再生電力可以被儲存在二次電池10中。這樣，電動發電機25被配置為根據將電力發送到二次電池10以及從二次電池10接收電力(即，二次電池10的充電/放電)而產生車輛的驅動力或制動力。

升壓變換器22可以被省略。此外，當使用dc電動機作為電動發電機25時，逆變器23可以被省略。

在電動車輛100由其中除了電動發電機25的輸出之外還安裝有引擎(未示出)作為動力源的混合動力車輛構成的情況下，引擎的輸出可以被用於驅動力以使車輛行駛。或者，可以安裝有通過引擎輸出而產生電力的電動發電機(未示出)，並且可以通過引擎輸出產生二次電池10的充電電力。

在二次電池10中，設置電流傳感器15、溫度傳感器16和電壓傳感器17。電流傳感器15檢測在二次電池10中流動的電流，並且將檢測結果輸出到控制器30。在以下描述中，對於電流傳感器15所檢測到的電流值i，放電電流被表示為正值，並且充電電流被表示為負值。溫度傳感器16檢測二次電池10的溫度，並且將檢測結果輸出到控制器30。可以適當地設定溫度傳感器16的數量。當使用多個溫度傳感器16時，可以使用多個溫度傳感器16所檢測到的溫度的平均值作為二次電池10的溫度，或者可以使用特定溫度傳感器16所檢測到的溫度作為二次電池10的溫度。在以下描述中，通過溫度傳感器16的輸出所檢測到二次電池10的溫度被稱為電池溫度tb。

電壓傳感器17檢測二次電池10的電壓v，並且將檢測結果輸出到控制器30。在該實例中，儘管檢測二次電池10的電壓，但本發明並不限於此。例如，可以檢測構成二次電池10的每個電池單體11的電壓。此外，可以將構成二次電池10的多個電池單體11分成多個塊，並且可以檢測每個塊的電壓。每個塊包括至少兩個電池單體11。

控制器30例如由電子控制單元(ecu)構成，並且控制系統主繼電器21a、21b、升壓變換器22和逆變器23的操作。控制器30具有存儲各種信息的存儲器31。存儲器31還存儲用於操作控制器30的程序。在該實例中，儘管將存儲器31嵌入控制器30中，但存儲器31可以被設置在控制器30的外部。此外，控制器30還具有檢測當前日期和時間或者測量經過時間的計時單元32。

如果車輛的點火開關從關斷切換到接通，則控制器30將系統主繼電器21a、21b從關斷切換到接通或者操作升壓變換器22和逆變器23。此外，如果點火開關從接通切換到關斷，則控制器30將系統主繼電器21a、21b從接通切換到關斷或者停止升壓變換器22或逆變器23的操作。

充電器28向二次電池10提供來自外部電源40的電力。充電器28通過充電繼電器29a、29b而被連接到二次電池10。當充電繼電器29a、29b接通時，可以向二次電池10提供來自外部電源的電力。

外部電源40是被設置在車輛外部的電源，並且作為外部電源40，例如可以應用商用ac電源。外部電源40和充電器28例如可以通過充電電纜45連接。即，當安裝充電電纜45時，外部電源40和充電器28被相互電連接，從而使二次電池10進入可外部充電狀態。

或者，電動車輛100可以被配置為以使得電力以非接觸方式在外部電源40與充電器28之間傳送。例如，通過外部電源側的電力發送線圈(未示出)和車輛側的電力接收線圈(未示出)傳送電力，從而可以通過外部電源40對二次電池10充電。

這樣，在從外部電源40提供ac電力的情況下，充電器28被配置為具有將來自外部電源40的供給電力(ac電力)變換為二次電池10的充電電力(dc電力)的功能。或者，在外部電源40直接提供二次電池10的充電電力的情況下，充電器28可以僅向二次電池10提供來自外部電源40的dc電力。如上所述，在該實施例中，儘管電動車輛100被配置為使得二次電池10可外部充電，但不特別限制外部充電的模式。

圖3是圖1所示的電動車輛100的狀態轉變圖。參考圖3，在電動車輛100中，由於在運轉停止狀態下系統主繼電器21a、21b和充電繼電器29a、29b都被關斷，所以二次電池10未被充電或放電。即，電動車輛100處於運轉停止狀態的時段與二次電池10的「休止時段」對應。在以下描述中，二次電池10的休止時段被簡稱為「電池休止時段」。

如果點火開關從運轉停止狀態被接通(ig接通)，則系統主繼電器21a、21b接通，從而電動車輛100轉變為使用二次電池10的電力的車輛運轉狀態，即，可行駛狀態。

在車輛運轉狀態下，根據二次電池10的充電/放電而控制電動發電機25的輸出，以使得根據駕駛者對加速踏板或制動踏板的操作而產生車輛的驅動力或制動力。即，在車輛運轉狀態(ig接通狀態)下，根據電動車輛100的行駛情況而對二次電池10充電或放電。

在車輛運轉狀態(ig接通狀態)下，如果點火開關被關斷(ig關斷)，則系統主繼電器21a、21b被關斷，從而電動車輛100轉變為運轉停止狀態。

在運轉停止狀態下，如果充電繼電器29a、29b被接通並且開始通過外部電源40對二次電池10進行外部充電，則電動車輛100轉變為外部充電狀態。例如，在可以通過充電電纜45等進行從外部電源40向電動車輛100電力供給的狀態下，通過用戶的充電開始操作或者根據時間計劃表到達充電開始時刻作為觸發器，開始外部充電。

在根據時間計劃表的外部充電(在下文中，稱為「計時器充電」)中，預先制定充電計劃表，以使得通過使用用戶輸入、過去成績(achievement)學習等的手動設定，使充電在充電結束時刻自動結束。然後，即使通過安裝充電電纜45等而使二次電池10進入可外部充電狀態，也會在直到充電開始時刻到來為止的時段內，通過關斷充電繼電器29a、29b而使二次充電10的外部充電的開始處於待命狀態。

在外部充電狀態下，如果二次電池10的充電狀態(soc)達到閾值(例如，完全充電狀態)，則外部充電結束並且充電繼電器29a、29b被關斷，從而電動車輛100返回到運轉停止狀態。或者，即使在通過用戶的操作而結束外部充電的情況下，也會通過關斷充電繼電器29a、29b，電動車輛100從外部充電狀態轉變為運轉停止狀態。

這樣，在車輛運轉狀態和外部充電狀態下，由於系統主繼電器21a、21b或充電繼電器29a、29b被接通，所以使二次電池10進入可充電或可放電狀態。即，電動車輛100處於車輛運轉狀態或外部充電狀態所在的時段與二次電池10的「使用時段」對應。在以下描述中，二次電池10的使用時段被簡稱為「電池使用時段」。

在可外部充電的電動車輛100中，應理解，在通過ig關斷而使車輛進入運轉停止狀態之後直到通過下一個ig接通而開始車輛運轉為止的二次電池10的使用模式根據外部充電的有無而改變。即，電池休止時段的時間長度根據外部充電的有無而改變。或者，在通過計時器充電而進行外部充電的情況下，從ig關斷到外部充電開始的二次電池10的休止時段的長度隨著ig關斷時的soc等的狀況而改變。

因此，在可外部充電的電動車輛中，為了抑制非水電解質二次電池的高速劣化，僅有在wo2013/046263和jp2014-3826a中描述的二次電池10的使用時段內的劣化指標值的管理並不足夠，重要的是在電池休止時段結束時的劣化指標值(即，在使用重新開始時的劣化指標值的初始值)中反映在電池休止時段內的離子濃度的偏斜的恢復行為。

具體地，如果在電池休止時段內的離子濃度的偏斜的恢復量(緩和量)被評價為過小，則在電池使用時段內，有這樣的擔心：充電/放電限制被過度施加，並且二次電池10的輸出被超出必要地限制。如果在電池休止時段內的離子濃度的偏斜的緩和量被評價為過大，則在使用時段內，有這樣的擔心：充電/放電限制的開始被延遲，並且由於二次電池10的高速劣化發展而導致內部電阻增大。

由於此原因，在根據本發明第一實施例的電池系統中，如下所述，在電池使用時段和電池休止時段內的高速劣化被管理和控制(高速劣化的管理)。圖4是示例出根據第一實施例的用於在電池系統中抑制高速劣化的控制處理的流程圖。在電池使用時段內，控制器30重複地執行圖4所示的控制處理。

參考圖4，在步驟s100中，控制器30讀取電流傳感器15、溫度傳感器16和電壓傳感器17的輸出值。由此，檢測出二次電池10的電流、電壓和溫度。

在步驟s110中，控制器30基於在步驟s100中獲得的電流值，計算(推定)二次電池10的soc。soc由二次電池10的當前充電容量與滿充電容量的比率(百分比)定義。soc的計算方法可以選擇性地採用已知方法，例如使用電流值累積(庫侖計數)的方法或者使用開路電壓(ocv)的推定的方法。

隨後，在步驟s120中，控制器30計算用於評價高速劣化的評價值d(n)。如在wo2013/046263和jp2014-3826a中所示，評價值d(n)是用於評價隨著由充電/放電導致的非水電解質中的離子濃度的偏斜而使二次電池10的輸入/輸出性能降低的劣化成分的定量值。如在wo2013/046263和jp2014-3826a中，可以通過下面描述的表達式(1)計算評價值d(n)。

d(n)＝d(n-1)-d(-)+d(+)…(1)

在表達式(1)中，相對於當前(第n個)控制周期(n：等於或大於2的自然數)中的評價值d(n)，前一個周期中的評價值被表示為d(n-1)。在初始狀態下，即，在離子濃度沒有偏斜的狀態下，d(n)＝0。在以下描述中，與從第(n-1)個周期到第n個周期的經過時間對應的周期時間被表示為δt。

因為在對二次電池10充電或放電期間的電池使用時段內執行圖4的控制處理，所以周期時間δt變成10-1至100(秒)數量級的值。

在表達式(1)中，由下面描述的表達式(2)和(3)指示d(-)和d(+)。

d(-)＝a×δt×d(n-1)…(2)

d(+)＝b/c×i×δt…(3)

在表達式(2)中，a指示遺忘係數，且離子擴散速度越高，遺忘係數a越大。因此，如在wo2013/046263和jp2014-3826a中所示，可以基於二次電池10的soc和溫度而設定遺忘係數a。a被設定在0<a×δt0的放電期間，當|i|大時或者當周期時間δt長時，評價值d(n)向正方向改變。相反，在滿足i0指示離子濃度向放電方向偏斜，並且d(n)<0指示離子濃度向充電方向偏斜。

確認性地這樣描述：如果由持續周期時間的充電或放電電流所致的離子濃度的偏斜的增大量以及由離子擴散所致的偏斜的減小(恢復)量被定量地計算，則評價值d(n)的計算並不限於上述方法。

此外，在步驟s200中，控制器30基於在步驟s120中確定的評價值d(n)而計算累積評價值σdex(n)。

圖5是示出圖4的步驟s200中的控制處理，即，累積評價值的計算處理的細節的流程圖。

參考圖5，在步驟s210中，如在wo2013/046263中，控制器30設定用於反映隨著時間推移的高速劣化的緩和的校正係數a。該緩和係數a被設定在0<a0)，並且閾值dtr-被設定為負值(dtr-<0)。

當dtr-<d(n)<dtr+時，即，當評價值d(n)超過閾值dtr+、dtr-時(當s222的判定結果為「是」時)，控制器30將處理前進到步驟s223，並且根據下面描述的表達式(4)計算當前控制周期中的累積評價值σdex(n)。

σdex(n)＝a×σdex(n-1)…(4)

在步驟s223中，評價值d(n)不被累積，並且根據緩和係數a，在累積評價值中反映高速劣化的緩和。即，更新累積評價值σdex(n)，以使得在維持極性的同時，絕對值減小。

相反，當d(n)dtr+時，即，當在d(n)>0的情況下|d(n)|>|dtr+|時或者當在d(n)|dtr-|時(當s222的判定結果為「否」時)，因為評價值d(n)超過閾值dtr+或dtr-，所以控制器30將處理前進到步驟s224。

在步驟s224中，根據下面描述的表達式(5)而計算當前控制周期中的累積評價值σdex(n)。

σdex(n)＝d(n)+a×σdex(n-1)…(5)

在表達式(5)中，超過閾值dtr+或dtr-的評價值d(n)被加到表達式(4)。在表達式(5)中，對於評價值d(n)，可以加上部分值，例如僅相對於閾值dtr+或dtr-的超過量(d(n)-dtr+或d(n)-dtr-)的值。

這樣，通過將過去的σdex(n-1)(其絕對值通過緩和係數a而減小)的絕對值的值與在當前評價值d(n)超過閾值dtr+、dtr-時的d(n)的部分或全部對應的值相加，計算σdex(n)。即，與在wo2013/046263中同樣地，通過緩和係數a反映高速劣化隨著時間的緩和，從而可以防止因為累積評價值σdex(n)相對於實際的離子濃度的偏斜過大而使放電限制變得過度。

再次參考圖4，在步驟s200中，執行圖5所示的控制處理，由此計算累積評價值σdex(n)。在步驟s400中，控制器30使用累積評價值σdex(n)，設定二次電池10的放電電力上限值wout和充電電力上限值win。步驟s400具有用於放電限制的步驟s410至s430以及用於充電限制的步驟s440至s460。

來自二次電池10的輸入/輸出電力pb(pb＝v×i)在放電期間由pb>0指示，並且在充電期間由pb0)比較。然後，當σdex(n)≤k1時，即，當累積評價值σdex(n)未達到放電限制閾值k1時(當s410的判定結果為「否」時)，控制器30將處理前進到步驟s430，並且設定放電電力上限值wout＝w0(w0>0)。w0是默認值，並且例如與二次電池10的額定輸出電力對應。可以根據二次電池10的溫度或soc，可變地設定w0。

相反，當σdex1(n)>k1時，即，當在σdex(n)為正值的情況下|σdex(n)|>|k1|時(當s410的判定結果為「是」時)，因為累積評價值σdex(n)超過放電限制閾值k1，所以控制器30將處理前進到步驟s420。

在步驟s420中，設定放電電力上限值wout＝w1(w1<w0)。放電電力上限值wout被設定為小於在步驟s430中的放電電力上限值，由此限制從二次電池10放電。

同樣，在步驟s440中，控制器30將累積評價值σdex(n)與預先確定的充電限制閾值k2(k2<0)比較。然後，當σdex(n)≥k2時，即，當累積評價值σdex(n)未達到充電限制閾值k2時(當s440的判定結果為「否」時)，控制器30將處理前進到步驟s460，並且設定充電電力上限值win＝w2(w2<0)。w2是默認值，並且例如與二次電池10的額定充電電力對應。可以根據二次電池10的溫度或soc，可變地設定w2。

相反，當σdex(n)|k2|時(當s440的判定結果為「是」時)，因為累積評價值σdex(n)超過放電限制閾值k2，所以控制器30將處理前進到步驟s450。

在步驟s450中，設定放電電力上限值win＝w3(w3>w2)。放電電力上限值win被設定為大於在步驟s430中的放電電力上限值(即，絕對值較小)，限制向二次電池10充電。

這樣，放電限制閾值k1和充電限制閾值k2與「限制閾值」對應。這樣，在第一實施例中，使用與放電限制閾值k1和充電限制閾值k2比較的累積評價值σdex(n)作為「劣化指標值」，以評價由於高速劣化而使二次電池10的輸入/輸出性能降低的劣化成分。

接下來，圖6是示出根據第一實施例的用於電動車輛的電池系統中電池休止時段內的累積評價值(劣化指標值)的計算處理的細節的流程圖。由控制器30執行圖6所示的控制處理。

參考圖6，在步驟s500中，控制器30判定電池休止時段是否開始。在圖3所示的狀態轉變圖中，當車輛通過ig關斷而從車輛運轉狀態轉變為運轉停止狀態時，以及當在外部充電狀態下充電結束而且車輛返回到運轉停止狀態時，檢測到電池休止時段的開始，並且步驟s500的判定結果為「是」。在其它時間，步驟s500的判定結果為「否」，並且步驟s510之後的處理不被起動。

這樣，控制器30在電池休止時段的開始時間起動步驟s510之後的處理，由此執行電池休止時段內的累積評價值(劣化指標值)的校正處理。

如果電池休止時段開始(當s500的判定結果為「是」時)，則在步驟s510中，控制器30通過計時單元32的計時功能而獲取休止開始時刻r1。此外，在步驟s520中，控制器30存儲在當前時間的累積評價值σdex(n)作為電池休止時段中的累積評價值的初始值σdr。

此外，在步驟s530中，控制器30獲取電池休止時段的開始時的電池溫度tb。

在步驟s540中，控制器30判定電池休止時段是否結束。在圖3所示的狀態轉變圖中，當車輛通過ig接通而從運轉停止狀態轉變為車輛運轉狀態時，以及當外部充電開始而且車輛從運轉停止狀態轉變為外部充電狀態時，檢測到電池休止時段的結束，並且步驟s500的判定結果為「是」。在其它時間，步驟s540的判定結果為「否」，並且步驟s550之後的處理不被執行。

在電池休止時段中，如上所述，至少在電池休止時段的開始時執行步驟s530。此外，當步驟s540的判定結果為「否」時，可以隨著時間的經過反覆執行步驟s530的處理，從而在電池休止時段中多次獲取電池溫度tb。

特別地，對於當指示計時器充電時的外部充電的待機時間，可以預測電池休止時段的結束時機(timing)。因此，可以在電池休止時段的開始時預先制定步驟s530的執行時機，即，多次獲取電池溫度tb的時機。

如果電池休止時段結束(當s540的判定結果為「是」時)，則在步驟s550中，控制器30通過計時單元32的計時功能而獲取休止結束時刻r2。此外，在步驟s555中，控制器30獲取電池休止時段的結束時的電池溫度tb。

控制器30將處理前進到步驟s560，並且根據休止結束時刻r2與休止開始時刻r1之間的差，計算電池休止時段的時間長度rt(在下文中，簡稱為「休止時間長度rt」)。

此外，在步驟s570中，控制器30計算電池休止時段中的電池平均溫度tbr。可以至少使用在電池休止時段的開始時(s530)和結束時(s555)獲取的電池溫度tb，計算電池平均溫度tbr。或者，在諸如在計時器充電待機期間的電池休止時段中多次獲取電池溫度tb的情況下，進一步使用電池溫度tb，由此可以提高電池平均溫度tbr的計算準確度，即，緩和係數ar的設定準確性。

此外，在步驟s580中，控制器30設定電池休止時段中的緩和係數ar。在此，獨立於用於計算電池使用時段中的累積評價值σdex(n)的緩和係數a(表達式(5))地設定緩和係數ar。然後，至少根據休止時間長度rt，優選地根據休止時間長度rt和電池平均溫度tbr，可變地設定緩和係數ar。

圖7是在概念上示出由於高速劣化而導致的電池休止時段內的電阻增加率的變化行為的圖。圖7的縱軸上的電阻增加率是關於二次電池10的內部電阻值而由通過將當前電阻值除以當未發生離子濃度的偏斜(高速劣化)時的電阻值而獲得的值的比率定義的。即，在圖7中，示出其中電阻增加率>1的區域。

參考圖7，對於由於二次電池10的電池休止時段內的高速劣化而導致的電阻增加率，特性線500指示二次電池10的常溫時的轉變，並且特性線510指示二次電池10的低溫時的轉變。圖7以曲線示出與通過發明人對實際實驗結果的分析而獲得的電池休止時段內的電阻增加率的減小行為(即，高速劣化的恢復行為)有關的知識。

從圖7將理解，在電池休止時段內，由於高速劣化而導致的二次電池10的電阻增加率隨著時間經過而逐漸降低。然而，獲得以下知識：在電池休止時段的開始之後電阻增加率立即迅速降低，並且隨著時間的經過，該降低變得平緩(gradual)。

此外，電阻增加率的降低行為還依賴於電池溫度tb。具體地說，與常溫相比，在低溫時電阻增加率的降低為平緩的。如果經過足夠長的時間，則無論電池溫度tb如何，電阻增加率的降低量(從電池休止時段的開始起)都相同。這些現象被推定為指示以下特性：其中，在電池休止時段中，離子擴散速度隨著經過時間和電池溫度而改變。

如果在wo2013/046263中描述的累積評價值σdex(n)僅擴展到電池休止時段，則根據指數函數ax(在以下描述中，表示為「a^x」)而推定電阻增加率的變化(降低)，該指數函數ax以經過時間x作為變量，並且以具有恆定值的緩和係數a(0<a<1.0)作為底。然而，如果緩和係數為恆定值，則擔心不能充分地反映以下特性：其中，電阻增加率的降低程度隨著時間的經過而改變。

在圖7中，當通過緩和係數(底)具有恆定值的指數函數計算電阻增加率的轉變時的特性線520和525進一步由虛線表示。特性線520指示當緩和係數a被確定為與時刻tx時的電阻增加率一致時的電阻增加率的轉變，該時刻tx與當電池休止時段長時對應。特性線525指示當緩和係數a被確定為與時刻ty時的電阻增加率一致時的電阻增加率的轉變，該時刻ty與當電池休止時段短時對應。

從實際特性線500、510與通過指數函數計算出的特性線520、525的比較將理解，在緩和係數(底)恆定的推定中，難以在與當電池休止時段的時間長度短時以及當電池休止時段的時間長度長時對應的累積評價值σdex(n)中適當地反映高速劣化的恢復行為。

因此，在根據第一實施例的用於電動車輛的電池系統中，如圖8所示，為了適當地反映電池休止時段內的離子擴散速度的特性(圖7)，獨立於電池使用時段內的緩和係數a，至少基於休止時間長度rt而可變地設定電池休止時段內的緩和係數(ar)。

參考圖8，與在休止時間長度rt長的情況下相比，在休止時間長度rt短的情況下，電池休止時段內的緩和係數ar(0<ar<1.0)被設定為較小值。緩和係數ar可以被設定為隨著休止時間長度rt的增大而連續或以階梯方式增大。

此外，針對電池平均溫度tbr，與在電池平均溫度tbr低的情況下相比，在電池平均溫度tbr較高的情況下，緩和係數ar被設定為較小值。即，對於相同的休止時間長短rt，緩和係數ar可以被設定為隨著電池平均溫度tbr降低而連續或以階梯方式增大。

當休止時間長度rt較長時，針對電池溫度差的緩和係數ar的差被設定為較小。然後，如果休止時間長度rt變得足夠長，則無論電池平均溫度tbr如何，都優選地設定緩和係數ar以使其變成恆定值。這反映出在圖7中，如果休止時間變得足夠長，則電阻增加率在常溫時(特性線500)與在低溫時(特性線510)之間基本上具有相同值。

例如，預先創建根據圖8所示的特性的圖，從而在步驟s580中設定緩和係數ar。

再次參考圖6，在步驟s590中，控制器30使用初始值σdr(其是在步驟s520中在電池休止時段開始時的累積評價值σdex(n))、緩和係數ar(s580)和基於休止時間長度rt的參數prt，根據下面描述的表達式(6)的指數函數，執行累積評價值σdex(n)的校正處理。

σdex(n)＝σdr×ar^prt…(6)

在表達式(6)中，prt是指示休止時段長度的參數，其由prt＝rt/δt指示。在計算prt時，除了共同使用在圖4中描述的周期時間δt之外，可以獨立於周期時間δt而設定δt(例如，δt為約一小時)，並且可以確定prt＝rt/δt。可以根據圖7的特性，考慮到δt或δt而將緩和係數ar預先設定為與電阻增加率的隨著時間經過的降低率一致。這樣，緩和係數ar指示在電池休止時段內每當經過給定時間時的電阻增加率的降低率(即，離子濃度的偏斜的緩和程度)，並且與「休止緩和係數」對應。

可以通過表達式(6)校正累積評價值σdex(n)，從而在圖7所示的電池休止時段內通過以prt作為變量的指數函數，在初始值σdr和底ar(0<ar<1.0)中反映電阻增加率的降低(即，高速劣化的恢復)。從表達式(6)將理解，當緩和係數ar(0<ar<1.0)被設定為較小值時，高速劣化的恢復率，即，離子濃度的偏斜的緩和程度變得較大。

使用在步驟s590中計算出的校正處理之後的累積評價值σdex(n)作為電池休止時段結束時開始的新電池使用時段內的累積評價值σdex(n)的初始值。然後，在該電池使用時段內，為了抑制電池使用時段(車輛運轉狀態或外部充電狀態)內的高速劣化，根據圖4和5所示的處理，連續執行基於累積評價值σdex(n)的充電/放電管理。

這樣，根據按照第一實施例的用於電動車輛的電池系統，可以根據反映電池休止時段內的高速劣化的恢復行為的校正處理，適當地計算累積評價值σdex(n)作為「劣化評價值」。因此，在電池使用時段內，可以避免充電/放電限制的過度限制以及充電/放電限制的開始的延遲，並且可以適當地防止高速劣化的發展。

特別地，可變地設定緩和係數ar，以使得當電池休止時段的時間長度短時緩和係數ar變小，由此可以通過校正處理，在劣化評價值(累積評價值σdex(n))中適當地反映以下現象(圖7)：其中，在電池休止時段的開始之後，電阻增加率的降低率立即變得相對大。

緩和係數ar被可變地設定為進一步反映電池休止時段內的電池溫度，由此可以在累積評價值σdex(n)中反映依賴於電池溫度的離子擴散速度的差，從而反映電池休止時段內的高速劣化的恢復行為。此外，如果經過足夠長的時間，則可以在以下現象中反映劣化評價值：在該現象中，無論電池溫度tb如何，高速劣化的恢復量都收斂於恆定值。

接下來，將描述本發明的第二實施例。如圖3所示，在可外部充電的電動車輛中，電池使用時段包括其中二次電池10的充電/放電模式不同的車輛運轉狀態和外部充電狀態二者。具體地說，在車輛運轉狀態下，根據電動發電機25的驅動力和制動力，間歇地發生二次電池10的放電和充電。在外部充電狀態下，以比較大的電流連續對二次電池10充電。

因此，如在jp2014-3826a中，如果使用單一累積評價值(劣化指標值)進行關於過度放電和過度充電二者的判定，則有這樣的擔心：不可能適當地實現用於防止高速劣化的充電/放電限制。例如，如果在車輛運轉期間，與高速劣化的防止對應地調整用於確定累積評價值σdex(n)的閾值dtr+和dtr-或緩和係數a，則有這樣的擔心：即使在外部充電狀態下，也不可能實現對正被使用的二次電池的適當充電/放電限制。

因此，在第二實施例中，將描述這樣的實例：在該實例中，分別計算用於過度放電管理的累積評價值σdex1(n)和用於過度充電管理的累積評價值σdex2(n)作為高速劣化的「劣化評價值」。在以下描述中，用於管理過度放電的累積評價值(σdex1(n))被簡稱為「放電側的累積評價值」，並且用於管理過度充電的累積評價值(σdex2(n))被簡稱為「充電側的累積評價值」。

圖9是示例出根據第二實施例的電池系統中用於抑制高速劣化的電池使用時段內的控制處理的流程圖。

將圖9與圖4比較，在第二實施例中，執行步驟s200#和s400#來代替圖4的步驟s200和s400。圖9的其它步驟的處理與圖4的處理相同，因此將不會重複對其的詳細描述。

在步驟s200#中，控制器30基於在步驟s120中確定的評價值d(n)，分別計算放電側的累積評價值σdex1(n)和充電側的累積評價值σdex2(n)。

圖10是示出圖9的步驟s200#的控制處理，即，放電側和充電側的累積評價值的計算處理的細節的流程圖。

將圖10與圖5比較，在第二實施例中，執行步驟s210#來代替圖5的步驟s210。此外，執行步驟s220a和s220b來代替圖5的s220。

在步驟s210#中，控制器30分別設定用於放電側的累積評價值σdex1(n)的計算表達式中的緩和係數a1和用於充電側的累積評價值σdex2(n)的計算表達式中的緩和係數a2。類似於第一實施例中的校正係數a，緩和係數a1、a2被設定在0<a1<1.0和0<a20)，並且閾值dtr1-被設定為負值或0(dtr1-≤0)。即，閾值dtr1+與「第一閾值」對應，並且閾值dtr1-與「第二閾值」對應。

當dtr1-<d(n)<dtr1+時，即，當評價值d(n)未超過閾值dtr1+、dtr1-時(當s222a的判定結果為「是」時)，控制器30將處理前進到步驟s223b，並且根據下面描述的表達式(7)計算當前控制周期中的累積評價值σdex1(n)。

σdex1(n)＝a1×σdex1(n-1)…(7)

在步驟s223a中，評價值d(n)不被累積，並且根據緩和係數a1，在累積評價值中反映高速劣化的緩和。即，當維持極性時，將累積評價值σdex1(n)更新為使其絕對值減小。

相反，當d(n)dtr1+時，即，當在d(n)>0的情況下|d(n)|>|dtr1+|時或者當在d(n)|dtr1-|時(當s222a的判定結果為「否」時)，因為評價值d(n)超過閾值dtr1+、dtr1-，所以控制器30將處理前進到步驟s224a。

在步驟s224a中，根據下面描述的表達式(8)計算當前控制周期中的累積評價值σdex1(n)。

σdex1(n)＝d(n)+a1×σdex1(n-1)…(8)

在表達式(8)中，超過閾值dtr1+或dtr1-的評價值d(n)被加到表達式(7)。在表達式(8)中，對於評價值d(n)，可以加上部分值，例如僅相對於閾值dtr1+或dtr1-的超過量(d(n)–dtr1+或d(n)–dtr1-)的值。

同樣，步驟s220b包括用於計算充電側的累積評價值σdex2(n)的步驟s222b至s224b。

在步驟s222b中，控制器30將評價值d(n)與用於計算充電側的累積評價值的閾值dtr2+、dtr2-比較。閾值dtr2-被設定為負值(dtr2-<0)，並且閾值dtr2+被設定為正值或0(dtr2+≥0)。即，閾值dtr2-與「第三閾值」對應，並且閾值dtr2+與「第四閾值」對應。

當dtr2-<d(n)<dtr2+時，即，當評價值d(n)未超過閾值dtr2+、dtr2-時(當s222b的判定結果為「是」時)，控制器30將處理前進到步驟s223a，並且根據下面描述的表達式(9)計算當前控制周期中的累積評價值σdex2(n)。

σdex2(n)＝a2×σdex2(n-1)…(9)

在步驟s224b中，評價值d(n)不被累積，並且根據緩和係數a2，在累積評價值中反映高速劣化的緩和。即，當維持極性時，將累積評價值σdex2(n)更新為使得其絕對值減小。

相反，當d(n)dtr2+時，即當在d(n)>0的情況下|d(n)|>|dtr2+|時或者當在d(n)|dtr2-|時(當s222b的判定結果為「否」時)，因為評價值d(n)超過閾值dtr2+、dtr2-，所以控制器30將處理前進到步驟s224b。

在步驟s224b中，根據下面描述的表達式(10)計算當前控制周期中的累積評價值σdex2(n)。

σdex2(n)＝d(n)+a2×σdex2(n-1)…(10)

在表達式(10)中，將超過閾值dtr2+或dtr2-的評價值d(n)加到表達式(9)。在表達式(10)中，對於評價值d(n)，可以加上部分值，例如僅相對於閾值dtr2+或dtr2-的超過量(d(n)–dtr2+或d(n)–dtr2-)的值。

這樣，放電側的累積評價值σdex1(n)和充電側的累積評價值σdex2(n)與當分別在充電側和放電側計算第一實施例中的累積評價值σdex(n)時的那些累積評價值對應。即，用於指定將評價值d(n)累積為累積評價值的開啟/關閉的閾值分別在放電側(dtr1-、dtr1+)和充電側(dtr2-、dtr2+)。此外，可以分別在放電側(a1)和充電側(a2)設定反映隨著時間的高速劣化的緩和的緩和係數。

再次參考圖9，在步驟s400#中，使用累積評價值σdex1(n)、σdex2(n)設定二次電池10的放電電力上限值wout和充電電力上限值win。步驟s400#具有用於放電限制的步驟s410#、s420和s430以及用於充電限制的s440#、s450和s460。

在步驟s410#中，控制器30將放電側的累積評價值σdex1(n)與跟圖4的步驟s410中相同的放電限制閾值k1(k1>0)比較。然後，當σdex1(n)≤k1時，即，當累積評價值σdex1(n)未達到放電限制閾值k1時(當s410#的判定結果為「否」時)，控制器30前進到步驟s430，這與圖4中相同。當σdex1(n)>k1時，即，當在σdex1(n)為正值的情況下|σdex1(n)|>|k1|時(當s410#的判定結果為「是」時)，因為累積評價值σdex1(n)超過放電限制閾值k1，所以控制器30將處理前進到步驟s420，這與圖4中相同。如上所述，在步驟s420中，放電電力上限值wout被設定為小於在步驟s430中的放電電力上限值，由此限制從二次電池10的放電。

同樣，在步驟s440#中，控制器30將充電側的累積評價值σdex2(n)與跟圖4的步驟s410中相同的充電限制閾值k2(k2<0)比較。然後，當σdex2(n)≥k2時，即，當累積評價值σdex2(n)未達到充電限制閾值k2時(當s440#的判定結果為「否」時)，控制器30將處理前進到步驟s460，這與圖4中相同。當σdex2(n)|k2|時(當s440#的判定結果為「是」時)，因為累積評價值σdex2(n)超過充電限制閾值k2，所以控制器30將處理前進到步驟s450，這與圖4中相同。如上所述，在步驟s450中，放電電力上限值win被設定為大於在步驟s430中的放電電力上限值(即，其絕對值較小)，由此限制向二次電池10的充電。

這樣，在根據第二實施例的用於電動車輛的電池系統中，根據放電側的累積評價值σdex1(n)管理對放電限制的需要，並且根據充電側的累積評價值σdex2(n)管理對充電限制的需要。因此，分別通過累積評價值σdex1(n)、σdex2(n)，進行用於反映電池休止時段內的高速劣化的恢復行為的校正處理。

圖11是示例出根據第二實施例的用於電動車輛的電池系統中的電池休止時段內的累積評價值的校正處理的流程圖。

將圖11與圖6比較，在第二實施例中，執行步驟s520#、s580#和s590#來代替圖6的控制處理中的步驟s520、s580和s590。圖11的其它步驟的處理與圖6中的處理相同，因此將不重複對其的詳細描述。

控制器30獲取電池休止時段的開始時的休止開始時刻r1(s510)，並且在步驟s520#中，分別存儲放電側的累積評價值σdex1(n)和充電側的累積評價值σdex2(n)，作為電池休止時段內的累積評價值的初始值σdr1、σdr2。

然後，在電池休止時段的結束時(當s540的判定結果為「是」時)，如在第一實施例中，計算休止時間長度rt(s560)和電池休止時段內的電池平均溫度tbr(s570)。

在步驟s580#中，控制器30設定電池休止時段內的緩和係數ar1、ar2。緩和係數ar1用於放電側的累積評價值σdex1(n)的校正處理，並且緩和係數ar2用於充電側的累積評價值σdex2(n)的校正處理。類似於第一實施例的緩和係數ar，分別根據休止時間長度rt，或者根據休止時間長度rt和電池平均溫度tbr，可變地設定緩和係數ar1、ar2。

例如，針對每個緩和係數ar1、ar2，預先創建根據圖8所示的特性的圖，由此可以在步驟s580#中設定緩和係數ar1、ar2。緩和係數ar1與「第一休止緩和係數」對應，並且緩和係數ar2與「第二休止緩和係數」對應。這樣，分別設定緩和係數a1、ar1，並且分別設定緩和係數a2、ar2。

在步驟s590#中，控制器30使用在步驟s580#中確定的緩和係數ar1、ar2，根據表達式(11)和(12)而執行累積評價值σdex1(n)、σdex2(n)的校正處理。

σdex1(n)＝σdr1×ar1^prt…(11)

σdex2(n)＝σdr2×ar2^prt…(12)

表達式(11)和(12)與當分別以累積評價值σdex1(n)、σdex2(n)創建第一實施例的表達式(6)時的那些對應。

由此，為了反映電池休止時段內的電阻增加率的降低(即，高速劣化的恢復)，可以分別以放電側的累積評價值σdex1(n)和充電側的累積評價值σdex2(n)執行校正處理。

使用在步驟s590#中計算出的校正處理之後的累積評價值σdex1(n)、σdex2(n)作為電池休止時段結束時開始的新電池使用時段內的累積評價值σdex1(n)、σdex2(n)的初始值。然後，在該電池使用時段內，根據圖9和10所示的處理，連續執行基於累積評價值σdex1(n)的放電管理和基於累積評價值σdex2(n)的充電管理。

圖12是示出根據第二實施例的用於電動車輛的電池系統中累積評價值的轉變實例的波形圖。在圖12中，示出電池使用時段內的波形圖。

參考圖12，根據二次電池10的當前充電和放電的歷史，基於由電流傳感器15檢測到的電流值i，按順序在每個周期時間δt計算評價值d(n)。評價值d(n)的初始值為0，並且在該狀態下，不存在離子濃度的偏斜。

與此相對照，如在表達式(1)至(3)中所示，如果對二次電池10放電，則離子濃度偏向於放電側，由此向正方向(正側)驅動評價值d(n)。相反，如果對二次電池10充電，則向負方向(負側)驅動評價值d(n)。

然後，根據分別的閾值dtr1+、dtr1-(放電側)和dtr2+、dtr2-(充電側)，獨立於共同評價值d(n)而計算放電側的累積評價值σdex1(n)和充電側的累積評價值σdex2(n)。

在d(n)>dtr2+或d(n)dtr2+的時刻ta至時刻tb的時段內，累積評價值σdex2(n)改變以使得其絕對值向正方向增大。在dtr2-≤d(n)≤dtr2+的時刻tb至時刻tc的時段內，累積評價值σdex2(n)改變以使得其絕對值減小並且逐漸變得接近0。

然後，在d(n)dtr1+的時刻t0至t1和時刻t2至t3的時段內，累積評價值σdex1(n)改變以使得其絕對值向正方向增大。在直到時刻t0為止的時段內，累積評價值σdex1(n)被維持為0。在時刻t1至t2的時段內和在時刻t3之後，累積評價值σdex1(n)改變以使得其絕對值減小並且逐漸變得接近0。在圖12的實例中，因為累積評價值σdex1(n)0的區域(繪製點301#)內。如果以這樣的方式進行調整，則與圖6相比，可以使過放電情況下的累積評價值σdex1移動到右側(正側)，但放電限制閾值k1被適當地設定，從而可以避免由於過度放電限制而導致的二次電池10的使用效率降低。此外，因為單獨計算用於管理過充電的累積評價值σdex2，所以不會過度地放鬆對過充電側的管理。

圖15示出在計算充電側的累積評價值σdex2時的閾值設定方法的實例。圖15的橫軸指示與累積評價值σdex2(n)的最終值對應的累積評價值σdex2，並且圖15的縱軸與圖13中一樣地指示二次電池的實際電阻增加率。

參考圖15，對於充電側的累積評價值σdex2(n)，調整閾值dtr2+、dtr2-以使得圖13中的繪製點302被包括在σdex2<0的區域(繪製點302#)內。如果以這種方式進行調整，則與圖13相比，可以將過充電情況下的累積評價值σdex2移動到左側(負側)，但充電限制閾值k2被適當地設定，從而可以避免二次電池10的過度充電限制。此外，因為單獨計算用於管理過放電的累積評價值σdex1，所以不會過度放鬆對過放電側的管理。

這樣，在根據第二實施例的用於電動車輛的電池系統中，在電池使用時段內，使用當設定單獨的閾值dtr1+、dtr1-(放電側)和dtr2+、dtr2-(充電側)時分別累積的放電側的累積評價值σdex1(n)和充電側的累積評價值σdex2(n)，分別執行放電限制和充電限制。此外，在電池休止時段內，獨立於緩和係數a1、a2而設定緩和係數ar1、ar2，從而可以針對累積評價值σdex1(n)和累積評價值σdex2(n)，適當地執行反映高速劣化的恢復行為的校正處理。根據二次電池10的特性，緩和係數a1、a2可以具有相同值。

這樣，根據第二實施例的用於電動車輛的電池系統，對於應用外部充電的非水二次電池，由於在充電/放電休止時段內的離子濃度的偏斜的恢復行為得到反映，因此可以在進一步處理車輛行駛期間的充電/放電和外部充電的同時適當地防止高速劣化。

在第一和第二實施例中，圖1所示的電動車輛100或100#的配置僅是個例子，本發明可以適用於具有與圖1和9的示例不同的驅動系統的電動車輛。即，本發明可以通用於其中使用具有非水電解質的非水二次電池作為車輛驅動電源的電動車輛。

在該實施例中，儘管描述了以下實例，但本發明的應用並不限於此：在該實例中，使用與wo2013/046263和jp2014-3826a中相同的累積評價值σdex(n)或者分別為放電和充電計算的累積評價值σdex1(n)、σdex2(n)作為「劣化指標值」，以評價由於高速劣化而使二次電池10的輸入/輸出性能降低的劣化成分。即，在該實施例中描述的電池休止時段內的校正處理(圖6和11)可以適用於在電池使用時段內通過任意方法計算出的「劣化評價值」，從而計算在電池休止時段的結束時(即，在新的電池使用時段的開始時)的劣化評價值。

應該考慮到，在此公開的實施例在所有方面僅是示例性的而非限制性的。本發明的範圍由所附權利要求限定而非由上面描述限定，並且旨在包括權利要求及其等同物的範圍內的所有變化或修改。