專利名稱：蓄電元件的狀態(tài)推定方法及狀態(tài)推定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及推定蓄電元件的內(nèi)部的溫度、并使用推定的溫度推定蓄電元件的內(nèi)部狀態(tài)的方法及裝置。
背景技術(shù)：
在控制單電池的充放電時，檢測單電池的溫度，將檢測溫度用作控制參數(shù)之一。在檢測單電池的溫度的情況下，使用熱電偶等溫度傳感器，溫度傳感器安裝于單電池的外表面。專利文獻(xiàn)I :日本特開平09-092347號公報專利文獻(xiàn)2 :日本特開2001-085071號公報專利文獻(xiàn)3 :日本特開2008-217269號公報專利文獻(xiàn)4 日本特開2006-205449號公報專利文獻(xiàn)5 :日本特開2004-257781號公報專利文獻(xiàn)6 日本特開2007-157348號公報專利文獻(xiàn)7 :日本特開2008-271781號公報專利文獻(xiàn)8 :日本特開2008-232758號公報專利文獻(xiàn)9 :日本特開2008-243373號公報專利文獻(xiàn)10 :日本特開平10-064598號公報專利文獻(xiàn)11 :日本特開2001-076769號公報

發(fā)明內(nèi)容
在單電池的內(nèi)部，由于散熱性等原因，在溫度分布上產(chǎn)生不均。通常，單電池的中心部處的溫度容易高于單電池的外表面的溫度。在具有這樣的溫度分布的單電池中，僅憑安裝于單電池的外表面的溫度傳感器的輸出，無法得到單電池內(nèi)部的溫度。作為本申請第一發(fā)明的蓄電元件的狀態(tài)推定方法，包括使用安裝在蓄電元件的外表面的溫度傳感器的檢測溫度和熱傳導(dǎo)方程式，計算在蓄電元件的內(nèi)部的基準(zhǔn)點的溫度的步驟；和使用計算出的基準(zhǔn)點的溫度推定蓄電元件的內(nèi)部狀態(tài)的步驟?；鶞?zhǔn)點是設(shè)于蓄電元件的內(nèi)部的多個格子點中的、示出與蓄電元件的內(nèi)部電阻對應(yīng)的溫度的格子點。作為熱傳導(dǎo)方程式可以使用下式(I)，
_7] TXt + ^hTjt) ( X ^,,(0-27:.(0+7:^(0 I q!(t)…(I)
At V/x J Ax2pc在此,T表示溫度,t表示時間，入表示導(dǎo)熱率，P表示密度，c表示比熱容,X表示熱擴散距離，q表示每單位體積的發(fā)熱量，下標(biāo)i表示在基準(zhǔn)點的值。作為設(shè)定基準(zhǔn)點的方法，首先，使用處于溫度分布均勻的狀態(tài)的蓄電元件，作成表示蓄電元件中的溫度與內(nèi)部電阻的關(guān)系的映射。然后，測定蓄電元件的內(nèi)部電阻，使用上述映射，確定與測定出的內(nèi)部電阻對應(yīng)的溫度。接著，使用溫度傳感器的檢測溫度及熱傳導(dǎo)方程式計算多個格子點的溫度，將多個格子點中的、示出與對應(yīng)于內(nèi)部電阻的溫度最接近的溫度的格子點設(shè)定為基準(zhǔn)點。另一方面，作為熱傳導(dǎo)方程式也可以使用下式(II)，
權(quán)利要求
1.一種蓄電元件的狀態(tài)推定方法，其特征在于，包括 使用安裝在蓄電元件的外表面的溫度傳感器的檢測溫度、和熱傳導(dǎo)方程式，計算在所述蓄電元件的內(nèi)部的基準(zhǔn)點的溫度的步驟；和 使用計算出的所述基準(zhǔn)點的溫度，推定所述蓄電元件的內(nèi)部狀態(tài)的步驟， 所述基準(zhǔn)點是設(shè)于所述蓄電元件的內(nèi)部的多個格子點中的、示出與所述蓄電元件的內(nèi)部電阻對應(yīng)的溫度的格子點。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蓄電元件的狀態(tài)推定方法，其特征在于，所述熱傳導(dǎo)方程式由下式⑴表示，
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的蓄電元件的狀態(tài)推定方法，其特征在于，包括 測定所述蓄電元件的內(nèi)部電阻的步驟； 使用映射來確定與測定出的內(nèi)部電阻對應(yīng)的溫度的步驟，所述映射是使用處于溫度分布均勻的狀態(tài)的所述蓄電元件而作成的，表示所述蓄電元件中的溫度與內(nèi)部電阻的關(guān)系；使用所述溫度傳感器的檢測溫度及熱傳導(dǎo)方程式，計算所述多個格子點的溫度的步驟；和 將所述多個格子點中的、示出與對應(yīng)于所述內(nèi)部電阻的溫度最接近的溫度的格子點設(shè)定為所述基準(zhǔn)點的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蓄電元件的狀態(tài)推定方法，其特征在于， 所述熱傳導(dǎo)方程式由下式(II)表示， …(n)
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4中的任一項所述的蓄電兀件的狀態(tài)推定方法,其特征在于， 所述蓄電元件包括發(fā)電要素和收納所述發(fā)電要素的殼， 所述發(fā)電要素是正極元件、分隔件及負(fù)極元件層疊而構(gòu)成的， 所述多個格子點在所述發(fā)電要素的層疊方向上的位置彼此不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 5中的任一項所述的蓄電兀件的狀態(tài)推定方法,其特征在于， 所述蓄電元件的內(nèi)部狀態(tài)是SOC或SOH。
7.一種蓄電元件的狀態(tài)推定裝置，其特征在于，包括 安裝于蓄電元件的外表面的溫度傳感器；和 推定所述蓄電元件的內(nèi)部狀態(tài)的控制器， 所述控制器，使用所述溫度傳感器的檢測溫度和熱傳導(dǎo)方程式，計算在所述蓄電元件的內(nèi)部的基準(zhǔn)點的溫度，并使用計算出的所述基準(zhǔn)點的溫度推定所述內(nèi)部狀態(tài)，所述基準(zhǔn)點是設(shè)于所述蓄電元件的內(nèi)部的多個格子點中的、示出與所述蓄電元件的內(nèi)部電阻對應(yīng)的溫度的格子點。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的蓄電元件的狀態(tài)推定裝置，其特征在于， 所述熱傳導(dǎo)方程式由下式(III)表示，
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的蓄電元件的狀態(tài)推定裝置，其特征在于， 測定所述蓄電元件的內(nèi)部電阻； 使用映射來確定與測定出的內(nèi)部電阻對應(yīng)的溫度，所述映射是使用處于溫度分布均勻的狀態(tài)的所述蓄電元件而作成的，表示所述蓄電元件中的溫度與內(nèi)部電阻的關(guān)系； 在使用所述溫度傳感器的檢測溫度及熱傳導(dǎo)方程式、計算出所述多個格子點的溫度時，所述基準(zhǔn)點是所述多個格子點中的、示出與對應(yīng)于所述內(nèi)部電阻的溫度最接近的溫度的格子點。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的蓄電元件的狀態(tài)推定裝置，其特征在于， 所述熱傳導(dǎo)方程式由下式(IV)表示，
11.根據(jù)權(quán)利要求7 10中的任一項所述的蓄電元件的狀態(tài)推定裝置，其特征在于， 所述蓄電元件包括發(fā)電要素和收納所述發(fā)電要素的殼， 所述發(fā)電要素是正極元件、分隔件及負(fù)極元件層疊而構(gòu)成的， 所述多個格子點在所述發(fā)電要素的層疊方向上的位置彼此不同。
12.根據(jù)權(quán)利要求7 10中的任一項所述的蓄電元件的狀態(tài)推定裝置，其特征在于， 所述蓄電元件的內(nèi)部狀態(tài)是SOC或S0H。
全文摘要
計算適于推定蓄電元件的內(nèi)部狀態(tài)的格子點(基準(zhǔn)點)的溫度。包括使用安裝于蓄電元件的外表面的溫度傳感器的檢測溫度和熱傳導(dǎo)方程式，計算蓄電元件的內(nèi)部的基準(zhǔn)點的溫度的步驟；和使用計算出的基準(zhǔn)點的溫度推定蓄電元件的內(nèi)部狀態(tài)的步驟?；鶞?zhǔn)點是設(shè)于蓄電元件的內(nèi)部的多個格子點中的、示出與蓄電元件的內(nèi)部電阻對應(yīng)的溫度的格子點。
文檔編號G01R31/36GK102792175SQ20108006522
公開日2012年11月21日 申請日期2010年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月5日
發(fā)明者芳賀伸烈, 西勇二, 高橋賢司 申請人:豐田自動車株式會社