電池系統技術方案

一種控制鎳金屬氫化物電池(11)的充電和放電操作的電池系統包括：溫度傳感器(23)，其檢測所述鎳金屬氫化物電池的溫度；以及控制器(30)，其在所述鎳金屬氫化物電池的負電極儲備容量小于目標值時限制所述鎳金屬氫化物電池的所述充電和放電操作。所述控制器使用所述溫度傳感器獲取所述鎳金屬氫化物電池正被充電或放電時的所述鎳金屬氫化物電池的溫度、以及所述鎳金屬氫化物電池并非正被充電或放電時的所述鎳金屬氫化物電池的溫度。所述控制器使用所述鎳金屬氫化物電池的溫度與所述負電極儲備容量之間的對應關系計算與所獲取的溫度對應的所述負電極儲備容量。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】電池系統
本專利技術涉及基于鎳金屬氫化物電池中的負電極儲備容量限制鎳金屬氫化物電池的輸入和輸出的電池系統。
技術介紹
在公開號為2011-010465的日本專利申請(JP2011-010465A)中，電池劣化程度基于電池過去的溫度歷史分布以及與電池溫度相對抗的電池工作負荷實際增長率。在此，通過在必要時限制電池的輸出來延長電池的使用壽命。在JP2011-010465A中，通過檢測一個驅動周期內的電池溫度來建立電池的溫度歷史分布。在此，電池的劣化不僅受車輛行駛時的電池溫度的影響，而且還受車輛被放置時的電池溫度的影響。特別地，當車輛被放置時的電池溫度升高時，電池更容易劣化。如果僅基于車輛行駛時的電池溫度來確定電池的劣化，則電池的實際劣化程度會變得高于所確定的電池劣化程度，因此不可能將電池的使用壽命延長到目標值。
技術實現思路
本專利技術的第一方面涉及一種控制鎳金屬氫化物電池的充電和放電操作的電池系統。所述電池系統包括溫度傳感器和控制器。所述溫度傳感器被配置為檢測所述鎳金屬氫化物電池的溫度并將所檢測到的溫度輸出到所述控制器。所述控制器被配置為在所述鎳金屬氫化物電池的負電極儲備容量小于目標值時限制所述鎳金屬氫化物電池的所述充電和放電操作。所述控制器被配置為使用所述溫度傳感器獲取所述鎳金屬氫化物電池正被充電或放電時的所述鎳金屬氫化物電池的溫度、以及所述鎳金屬氫化物電池并非正被充電或放電時的所述鎳金屬氫化物電池的溫度。所述控制器被配置為，使用所述鎳金屬氫化物電池的溫度與所述負電極儲備容量之間的對應關系計算與所獲取的溫度(所述鎳金屬氫化物電池正被充電或放電時的溫度和所述鎳金屬氫化物電池并非正被充電或放電時的溫度)對應的所述負電極儲備容量。如果獲取了鎳金屬氫化物電池的負電極儲備容量，則可以獲取鎳金屬氫化物電池的劣化狀態。也就是說，負電極儲備容量具有與鎳金屬氫化物電池的放電容量的相互關系，并且，如果鎳金屬氫化物電池的放電容量因為鎳金屬氫化物電池的劣化而降低，則負電極儲備容量減少。因此，當負電極儲備容量變得低于目標值時，可以通過限制鎳金屬氫化物電池的充電和放電操作來抑制鎳金屬氫化物電池繼續劣化。此外，可以允許負電極儲備容量沿著目標值變化。負電極儲備容量依賴于鎳金屬氫化物電池的溫度，因此，如果預先獲得負電極儲備容量與溫度之間的對應關系，則可以計算與鎳金屬氫化物電池的溫度對應的負電極儲備容量。此處，在本專利技術中，負電極儲備容量是在不僅考慮了鎳金屬氫化物電池正被充電或放電時的鎳金屬氫化物電池的溫度，而且還考慮了鎳金屬氫化物電池并非正被充電或放電時的鎳金屬氫化物電池的溫度的情況下計算(或推定)出的。因此，與其中僅基于鎳金屬氫化物電池正被充電或放電時的鎳金屬氫化物電池的溫度計算(推定)負電極儲備容量的情況相比，可以提高推定負電極儲備容量的精確度。所述負電極儲備容量可通過將所述負電極儲備容量的增加量與所述負電極儲備容量的減少量相加來計算。負電極儲備容量隨著負電極的腐蝕而增加，因此，負電極的腐蝕可被規定為負電極儲備容量的增加量。此外，負電極儲備容量隨著將氫氣排放到鎳金屬氫化物電池的外部而減少，因此，氫氣向鎳金屬氫化物電池外部的排放可被規定為負電極儲備容量的減少量。負電極儲備容量的增加量依賴于鎳金屬氫化物電池的溫度，因此，如果預先獲得了增加量與溫度之間的對應關系，則可以確定與鎳金屬氫化物電池的溫度對應的增加量。此外，負電極儲備容量的減少量依賴于鎳金屬氫化物電池的溫度，因此，如果預先獲得了減少量與溫度之間的對應關系，則可以確定與鎳金屬氫化物電池的溫度對應的減少量。當確定增加量和減少量時，如上所述，不僅將鎳金屬氫化物電池正被充電或放電時的鎳金屬氫化物電池的溫度考慮進去，而且還將鎳金屬氫化物電池并非正被充電或放電時的鎳金屬氫化物電池的溫度考慮進去。與所述鎳金屬氫化物電池的所述充電和放電操作不受限制時計算所述負電極儲備容量的時間間隔相比，所述鎳金屬氫化物電池的所述充電和放電操作受到限制時計算所述負電極儲備容量的時間間隔可被縮短。當鎳金屬氫化物電池的充電和放電操作受到限制時，負電極儲備容量小于目標值，因此，通過縮短計算負電極儲備容量的時間間隔，獲取負電極儲備容量的變化以及負電極儲備容量與目標值之間的相互關系變得容易。如果鎳金屬氫化物電池的充電和放電操作受到限制，則可以抑制由于通電導致的鎳金屬氫化物電池的溫度升高，并且可以抑制負電極儲備容量的減少。因此，可以與目標值相比增加負電極儲備容量。在此，當所述負電極儲備容量變為大于所述目標值時，可解除對所述充電和放電操作的限制。通過該配置，可以有效地對鎳金屬氫化物電池進行充電或放電。所述鎳金屬氫化物電池可被安裝在車輛上。在這種情況下，例如，通過串聯地電連接多個單電池(鎳金屬氫化物電池)形成電池組，并且所述電池組可被安裝在所述車輛上。在此，如果從所述鎳金屬氫化物電池輸出的電能被轉換為動能，則可以使用該動能推動所述車輛。在所述鎳金屬氫化物電池被安裝在所述車輛上的配置中，所述控制器可被配置為，基于所述車輛的使用狀態，選擇限定所述鎳金屬氫化物電池的使用壽命的行駛距離與經過時間中的一者。具體而言，在使車輛頻繁行駛的使用狀態下，鎳金屬氫化物電池的使用壽命傾向于依賴于行駛距離，因此可選擇行駛距離。此外，在不使車輛頻繁行駛的使用狀態下，鎳金屬氫化物電池的使用壽命傾向于依賴于經過時間，因此可選擇經過時間。所述目標值可被設定為使得：在選擇所述行駛距離的情況下，直到所述行駛距離達到目標行駛距離時，所述負電極儲備容量才達到與所述鎳金屬氫化物電池的所述使用壽命對應的負電極儲備容量。例如，基于行駛距離的目標值可被設定為使得：當行駛距離已經達到目標行駛距離時，負電極儲備容量達到與使用壽命對應的負電極儲備容量。更具體地說，隨著行駛距離延長，可以使目標值(負電極儲備容量)朝著與使用壽命對應的負電極儲備容量減小。在此，如果負電極儲備容量沿著目標值變化，則可以繼續使用鎳金屬氫化物電池，直到達到目標行駛距離。所述目標值可被設定為使得：在選擇所述經過時間的情況下，直到所述經過時間達到目標經過時間時，所述負電極儲備容量才達到與所述鎳金屬氫化物電池的所述使用壽命對應的負電極儲備容量。例如，基于經過時間的目標值可被設定為使得：當經過時間已經達到目標經過時間時，負電極儲備容量達到與使用壽命對應的負電極儲備容量。更具體地說，隨著經過時間延長，可以使目標值(負電極儲備容量)朝著與使用壽命對應的負電極儲備容量減小。在此，如果負電極儲備容量沿著目標值變化，則可以繼續使用鎳金屬氫化物電池，直到達到目標經過時間。每當所述車輛的所述行駛距離和所述經過時間中的一者達到對應閾值時，所述負電極儲備容量可與所述目標值進行比較。在此，針對行駛距離和經過時間中的每一者設定閾值。因此，可以基于行駛距離或經過時間的變化獲取負電極儲備容量與目標值之間的相互關系。附圖說明下面將參考附圖描述本專利技術的示例性實施例的特征、優點、以及技術和工業意義，在附圖中，相同的參考標號表示相同的要素，并且其中：圖1是示出電池系統的配置的視圖；圖2是示出基于負電極儲備容量限制電池組的輸入和輸出的處理的流程圖；圖3是示出判定負電極儲備容量被確定的時機(timing)的處理的流程圖；圖4是示出推定負電極儲備容量的處理本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種控制鎳金屬氫化物電池的充電和放電操作的電池系統，包括：溫度傳感器，其被配置為檢測所述鎳金屬氫化物電池的溫度；以及控制器，其被配置為在所述鎳金屬氫化物電池的負電極儲備容量小于目標值時限制所述鎳金屬氫化物電池的所述充電和放電操作，其中所述控制器被配置為，使用所述溫度傳感器獲取所述鎳金屬氫化物電池正被充電或放電時的所述鎳金屬氫化物電池的溫度、以及所述鎳金屬氫化物電池并非正被充電或放電時的所述鎳金屬氫化物電池的溫度，并且所述控制器被配置為，使用所述鎳金屬氫化物電池的溫度與所述負電極儲備容量之間的對應關系計算與所獲取的溫度對應的所述負電極儲備容量。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2012.10.25 JP 2012-2359851.一種用于控制鎳金屬氫化物電池(11)的充電和放電操作的電池系統，所述電池系統的特征在于包括：溫度傳感器(23)，其被配置為檢測所述鎳金屬氫化物電池(11)的溫度；以及控制器(30)，其被配置為：在所述鎳金屬氫化物電池(11)的負電極儲備容量小于目標值時限制所述鎳金屬氫化物電池(11)的所述充電和放電操作，使用所述溫度傳感器(23)獲取所述鎳金屬氫化物電池(11)正被充電或放電時的所述鎳金屬氫化物電池(11)的溫度、以及所述鎳金屬氫化物電池(11)并非正被充電或放電時的所述鎳金屬氫化物電池(11)的溫度，并且使用所述鎳金屬氫化物電池(11)充電或放電時的所述鎳金屬氫化物電池(11)的溫度、所述鎳金屬氫化物電池(11)并非充電或放電時的所述鎳金屬氫化物電池(11)的溫度、以及所述負電極儲備容量之間的對應關系計算與所獲取的溫度對應的所述負電極儲備容量。2.根據權利要求1所述的電池系統，其特征在于所述控制器(30)被配置為，通過將作為負電極腐蝕結果的所述負電極儲備容量的增加量與作為將氫排放到所述鎳金屬氫化物電池(11)外部的結果的所述負電極儲備容量的減少量相加來計算所述負電極儲備容量，所述鎳金屬氫化物電池(11)的所述增加量隨著所述鎳金屬氫化物電池(11)的溫度而變化，所述鎳金屬氫化物電池的所述減少量隨著所述鎳金屬氫化物電池(11)的溫度而變化。3.根據權利要求1或2所述的電池系統，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：加賀美征宏，
申請(專利權)人：豐田自動車株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP