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CN111886752A - 电池控制装置、电池控制方法、不断电电源装置、电力系统及电动车辆 - Google Patents

电池控制装置、电池控制方法、不断电电源装置、电力系统及电动车辆 Download PDF

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CN111886752A
CN111886752A CN201980020457.XA CN201980020457A CN111886752A CN 111886752 A CN111886752 A CN 111886752A CN 201980020457 A CN201980020457 A CN 201980020457A CN 111886752 A CN111886752 A CN 111886752A
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secondary battery
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

在安装于电子设备的状态下，推测二次电池的正极电位及负极电位，通过控制充电截止电压及放电截止电压来防止过充电及过放电。电池控制装置具备：充放电控制部，在诊断时，使二次电池充电及/或放电；开路电压曲线获取部，通过使所述二次电池充电及/或放电，获取开路电压；以及运算部，根据开路电压曲线推测正极电位及负极电位，其中，控制充电截止电压及放电截止电压，以使推测出的所述正极电位不超过预先设定的电位的上限及下限。

Description

电池控制装置、电池控制方法、不断电电源装置、电力系统及 电动车辆
技术领域
本发明涉及电池控制装置、电池控制方法、不断电电源装置、电力系统及电动车辆。
背景技术
近年来，锂离子电池等的二次电池的用途急速地扩大到与太阳能电池、风力发电等的新能源系统组合的电力储存用蓄电装置、汽车用蓄电池等。例如使用了UPS(Uninterruptible Power Supply：不断电电源装置)。锂离子电池等如果反复进行充放电循环，则会产生劣化，无法发挥初始的性能。即、会产生容量的降低、充电时间的增加等。如果忽略劣化，则会有产生过放电、过充电的担忧。
考虑到这一点，于是考虑了当锂离子电池的充放电循环的次数超过规定的次数时，使充电截止电压缓缓下降、使放电截止电压缓缓上升这样的充放电控制。但是，该方法并非推定或测量实际搭载于设备的电池的劣化的程度，从而存在超出必要范围地使充电截止电压下降、或使放电截止电压上升的可能性。
在现有技术中，如专利文献1和专利文献2、以及非专利文献1所记载的那样，提出了推定电池的劣化的方案。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2015-87344号公报
专利文献2：日本专利特开2017-83274号公报
非专利文献1：H.M.Dahn,A.J.Smith,J.C.Burns,D.A.Stevens,and J.R.Dahn,Journal of The Electrochemical Society 159(9),A1405-A1409(2012)
这些专利文献1、专利文献2及非专利文献1记载的方案用于推定锂离子电池的劣化，并非基于推定的结果进行充放电的控制。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够在搭载于电子设备的状态下，推定电池的劣化，基于推定结果控制充放电的电池控制装置、电池控制方法、电力系统及电动车辆。
本发明涉及一种电池控制装置，具备：
充放电控制部，在诊断时，使二次电池充电及/或放电；
开路电压曲线获取部，通过使所述二次电池充电及/或放电，获取开路电压曲线；以及
运算部，根据开路电压曲线推测正极电位及负极电位，
其中，变更充电截止电压及放电截止电压，以使推测出的正极电位及负极电位不超过预先设定的电位的上限及下限。
此外，本发明涉及一种电池控制方法，
在诊断时，通过使二次电池充电及/或放电，获取开路电压曲线，
根据开路电压曲线推测正极电位及负极电位，
变更充电截止电压及放电截止电压，以使推测出的正极电位及负极电位不超过预先设定的电位的上限及下限。
根据所涉及的控制方法，可以获取安装于电子设备的状态下的二次电池的开路电压曲线，通过计算推测正极电位及负极电位，因此，可以根据此时的二次电池的状态变更充电截止电压及放电截止电压。
此外，本发明涉及一种不断电电源装置，构成为：
设置多个分别具有多个二次电池的电池模块，
通过使多个电池模块的一个放电，通过放电电流使其它的电池模块充电，
通过其它的电池模块使多个电池模块的一个充电，
其中，通过使电池模块充电及/或放电，获取开路电压曲线，
根据开路电压推测正极电位及负极电位，
变更充电截止电压及放电截止电压，以使推测出的正极电位及负极电位不超过预先设定的电位的上限及下限。
根据所涉及的构成，可以通过利用容量具有冗余性的电池模块产生完全放电状态，可以获取开路电压曲线。可以随时诊断比较长时间使用的不断电电源装置，可以提高不断电电源装置的可靠性。
此外，根据本发明，提供一种电力系统，具有电池控制装置所控制的二次电池，二次电池被通过可再生能源来进行发电的发电装置充电。
此外，根据本发明，提供一种电力系统，具有电池控制装置所控制的二次电池，向二次电池所连接的电子设备供给电力。
此外，根据本发明，提供一种电动车辆，具有：转换装置，具有电池控制装置所控制的二次电池，从二次电池接收电力的供给并转换为车辆的；以及控制装置，基于二次电池的相关信息，进行关于车辆控制的信息处理。
此外，根据本发明，提供一种电力系统，具有电池控制装置所控制的二次电池，从二次电池接收电力的供给，或者从发电装置或电力网向二次电池供给电力。
在这些电力系统中，通过随时诊断二次电池的状态，可以提高可靠性。在电动车辆中，可以防止二次电池的劣化，可以实现二次电池的长寿命化。
根据至少一个的实施方式，可以在搭载于电子设备的状态下，求出电池的当前时刻的状态，可以根据该状态设定适当的充电截止电压及放电截止电压。需要指出，并不必须限定于这里记载的效果，也可以是本公开中记载的任一个效果或者与这些不同的效果。
附图说明
图1是示出一实施方式中的构成的框图。
图2是对一实施方式中以0.05C以下的倍率进行放电时的、开路曲线的获取进行说明的流程图。
图3是对一实施方式中以0.5C的倍率进行间歇放电时的、开路曲线的获取进行说明的流程图。
图4是示出一实施方式中的、解析的整体的流程的流程图。
图5是说明一实施方式中的、隐藏过充电与隐藏过放电的图。
图6是说明一实施方式中的、间歇放电与开路电压的预测值的图。
图7是示出锂离子二次电池中的正极的电位、负极的电位与放电的程度的关系的图。
图8是示出一实施方式中的隐藏过充电、隐藏过放电与各参数的关系的图。
图9是说明一实施方式的效果的图。
图10是说明一实施方式的优选例的图。
图11是示出应用例的略图。
图12是示出应用例的略图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明进行说明。说明按照下面的顺序进行。
<1.一实施方式>
<2.变形例>
<3.应用例>
需要指出，下面说明的实施方式等是本发明的优选的具体例，本发明的内容并不限定于这些实施方式等。此外，本说明书中记载的效果仅为示例，并没有被限定，不可否定还存在与举例示出的效果不同的效果。
<1.一实施方式>
“电池控制装置的构成”
参照图1对本发明的一实施方式所涉及的电池控制装置进行说明。在图1中，1是控制对象的电池、例如锂离子二次电池。如后所述，锂离子二次电池1具备设置于电子设备、例如UPS的多个电池块。
电压检测部2检测锂离子二次电池1的电压，检测到的电池电压被供给至控制部3。电流检测部4检测锂离子二次电池1的电流，电流检测部4的检测信号被供给至控制部3。而且，设置有充电用DCDC转换器5，转换后的电压或电流被供给至锂离子二次电池1。
控制部3由CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、RAM(Random AccessMemory：随机存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)等构成。按照预先存储于控制部3的存储部(ROM)8的程序来控制电池控制装置的整体的动作。从电压检测部2向控制部3的运算处理部9供给检测电压，且从电流检测部4向控制部3的运算处理部9供给检测电流。
运算处理部9接收检测电压及检测电流，进行后述的运算，实时地求出锂离子二次电池1的正极电位及负极电位。基于运算部9的运算结果来控制充电电压/充电电流控制部6。
“控制动作的一例”
参照图2的流程图对通过控制部3的控制所进行的控制动作的一例进行说明。
步骤S1：处理开始。
步骤S2：进行以电流产生部5的规定的充电电流对锂离子二次电池1进行充电的CC(Constant Current：恒定电流)充电。
步骤S3：判定电池电压是否达到CC充电时的充电截止电压。通过电压检测部2检测电池电压。进行CC充电直至电池电压达到充电截止电压。
步骤S4：在步骤S3中，判定为达到了充电截止电压时，停止CC充电。
步骤S5：开始CV(Constant Voltage：恒定电压)充电。
步骤S6：判定电流是否为设定值以下。
步骤S7：当电流为设定值以下时，CV充电结束。将电流为规定值以下的情况检测为满充电，但是，也可以通过其它的方法来检测满充电。
上述的步骤S1～S7的处理是通常的CC-CV充电处理，使锂离子二次电池1暂时成为满充电状态。在接下来的步骤S8中，判定是否经过了固定时间。当判定为经过了固定时间时，处理进入步骤S9。步骤S8是满充电后的休止处理。
步骤S9：进行0.05C以下的CC放电。
步骤S10：测量来自于满充电状态的累计电流值qi与此时的电压vi。
步骤S11：判定是否经过了固定时间。
步骤S12：当判定为经过了固定时间时，判定是否低于放电截止电压。
步骤S13：当在步骤S12中判定为低于时，停止CC放电。
通过上述的步骤S9至步骤S13的处理，在以全摆幅(从满充电状态至完全放电状态，日语原文：フルスイング)慢慢地放电的同时，获取累计电流值qi和此时的电压vi。
步骤S14：开始CC充电。
步骤S15：判定是否达到相当于控制开始时的SOC的电压。
步骤S16：在步骤S15中，判定为达到了相当于控制开始时的SOC的电压时，CC充电停止。通过步骤S14～S16，再次充电至原来的SOC。
步骤S17：开始CV充电。
步骤S18：判定电流是否为设定值以下。
步骤S19：当判定为电流为设定值以下时，CV充电结束。将电流为规定值以下的情况检测为满充电，但是，也可以通过其它的方法来检测满充电。
步骤S20：结束处理。
“控制动作的其它例子”
参照图3的流程图对通过控制部3的控制所进行的控制动作的其它例子进行说明。
步骤S21：开始处理。
步骤S22：进行以电流产生部5的规定的充电电流对锂离子二次电池1进行充电的CC充电。
步骤S23：判定电池电压是否达到CC充电时的充电截止电压。通过电压检测部2检测电池电压。进行CC充电直至电池电压达到上限电压。
步骤S24：在步骤S3中，判定为达到了充电截止电压时，停止CC充电。
步骤S25：开始CV充电。
步骤S26：判定电流是否为设定值以下。
步骤S27：当判定为电流为设定值以下时，CV充电结束。将电流为规定值以下的情况检测为满充电，但是，也可以通过其它的方法来检测满充电。
上述的步骤S21～S27的处理是通常的CC-CV充电处理，使锂离子二次电池1暂时成为满充电状态。在接下来的步骤S28中，判定是否经过了固定时间。当判定为经过了固定时间时，处理进入步骤S29。步骤S28是满充电后的休止处理。上述的处理的一例中的步骤S1～S8与步骤S21～S28是同样的处理。
步骤S29：进行CC放电。
步骤S30：判定是否经过了固定时间。
步骤S31：当判定为经过了固定时间时，停止CC放电，计算从满充电状态开始到该时刻的累计电流值qi。
步骤S32：停止CC放电后马上以固定时间间隔测量电压的瞬态响应。
步骤S33：根据电压的瞬态响应预测开路电压vi。
步骤S34：判定是否低于放电截止电压。
步骤S35：当在步骤S34中判定为低于放电截止电压时，开始CC充电。
步骤S36：判定是否达到相当于控制开始时的SOC的电压。
步骤S37：在步骤S36中，判定为达到了相当于控制开始时的SOC的电压时，停止CC充电。通过步骤S35～S37，再次充电至原来的SOC。
步骤S38：开始CV充电。
步骤S39：判定电流是否为设定值以下。
步骤S40：当判定为电流为设定值以下时，CV充电结束。将电流为规定值以下的情况检测为满充电，但是，也可以通过其它的方法来检测满充电。
步骤S41：处理结束。与上述的图2所示的处理相比，图3所示的处理可以缩短处理时间。
接着，在图4中对以下所示的、从开路电压曲线到正极与负极的电位的推定方法、充电截止电压与放电截止电压的更新方法的整体的流程进行说明。
步骤S101：开始处理。
步骤S102：采用上述的方法(以0.05C以下的倍率进行放电或者以0.5C的倍率进行间歇放电)，求出开路电压曲线(qi、vi)。
步骤S103：关于开路曲线电压曲线(qi、vi)，通过使用了四个参数(Qp、Sp、Qn、Sn)等的计算值(q、v)进行拟合，求出此时的四个参数。
步骤104：根据求出的四个参数，计算出充电程度(yp、fc、yp、fd、yn、fc、yn、fd)。
步骤105：关于正极及负极，求出正负极均未超过规定的电位范围的充电截止电压(Vfc)和放电截止电压(Vfd)，并进行更新。
步骤S106：结束处理。
[现有的充放电法的问题点]
现有的二次电池的充放电例如是反复进行永久地利用初次充放电的充电截止电压和放电截止电压的、固定电压间的充放电。但是，在这种情况下，随着循环数的增加，正极、负极的劣化推进的结果是充电截止电压或放电截止电压时的正极及负极的电位与初次充放电时的值相比稍有偏差，从而产生隐藏过充电、隐藏过放电。
隐藏过充电是指充电截止电压时，正极的电位比初次充电时高，负极的电位比初次充电时低，隐藏过放电是指放电截止电压时，正极的电位比初次放电时低，负极的电位比初次放电时高。关于隐藏过充电和隐藏过放电，如果将横轴作为充放电的循环数来表示，则例如图5所示。
这样的隐藏过充电、隐藏过放电有二次电池的劣化的可能性、冒烟/着火的危险性。为了防止这些，掌握二次电池的正极和负极的电位非常重要。
原来，通过使用包括参比电极的三个电极进行实际测量来求出正极和负极的电位。但是，一般情况下，实际使用的二次电池由正极和负极的两个电极构成，并没有参比电极。于是，根据充放电时的电压来推定正极和负极的电位。该电位的推定例如需要根据开路电压曲线求出的四个参数(Qp、Sp、Qn、Sn)。
[开路电压的预测]
作为开路电压曲线的测量，提出了基于0.05C以下的倍率的充放电，但是，在这种情况下，一次充电或放电需要耗费大致20小时以上，并不实用。于是，在本申请中，以0.5C的倍率进行了间歇放电。在这种情况下，进行短时间的0.5C放电，之后，可以根据成为开放状态时的电压的瞬态响应预测各个开路电压。
图6示出以0.5C进行了间歇放电时的开路电压曲线的测量例。可以看出在开始放电的同时，电压突然下降。这是为了应对电池内的电极附近的锂离子的浓度变化。于是，在本申请中，进行了例如反复进行5分钟的0.5C放电和两分钟的放电休止(＝开放状态)的间歇放电。在该放电休止中，电池内锂离子的扩散推进，如图6所示，在放电休止中电压上升。于是，将根据放电休止中上升的电压曲线所预测的值作为开路电压。图6的圆圈是所预测的开路电压。也就是说，图6是每7分钟获取的开路电压的预测值的点列图。
关于开路电压的预测值，可以通过在图6所示的两分钟的放电休止中获得的电压曲线拟合以下的公式(山形大学仁科教授的公式)来求出。
[数1]
Figure BDA0002689726460000101
[数2]
Figure BDA0002689726460000102
[数3]
Figure BDA0002689726460000103
[数4]
Figure BDA0002689726460000104
[数5]
X＝arg min|f1(x)-f2(x)|
这些公式是记载以0.5C进行间歇放电后的休止中的电压的瞬态响应的公式，V0是开始放电休止时的电压。通过拟合为放电休止中的电压值，从而递归地求出si和τi，将t→∞时的V(t)作为开路电压。该拟合是在进行图6中的两分钟的放电休止时进行，求出开路电压。
需要指出，作为求出开路电压曲线的放电容量(qi)和电池电压(vi)的方法，对以0.05C以下的倍率进行放电的方法、以及以0.5C的倍率进行间歇放电的方法进行了说明，但是，即便是分别以0.05C以下的倍率进行充电、或以0.5C的倍率进行间歇充电，也可以求出开路电压曲线的放电容量(qi)和电池电压(vi)。
[正极和负极的电位的推定方法]
在通过上述方法求出的开路电压曲线的放电容量(qi)和电池电压(vi)拟合使用参数将放电容量的计算值(q)和电池电压的计算值(v)的关系式，使用此时使用的参数，求出正极的电位
Figure BDA0002689726460000118
和负极的电位
Figure BDA0002689726460000119
使用五个参数如下所示地示出放电电流(j)中的放电曲线。
[数6]
Figure BDA0002689726460000111
这里，作为五个参数，Qp是正极膨胀率(Positive Net Capacity)，Qn是负极膨胀率(Negative Net Capacity)，Sp是正极平行移动(Positive Slippage)，Sn是负极平行移动(Negative Slippage)，RO是欧姆电阻。此时，(q-Sp)/Qp和(q-Sn)/Qn取0至1的值。将该式(1)以图6所示的0.5C的间歇放电的放电容量(qi)和电池电压(vi)或0.05C的放电曲线的放电容量(qi)和电池电压(vi)中残差平方和为最小的方式进行拟合，找到五个参数的组合。
例如设立过量条件的N元联立非线性方程式、通过牛顿-拉夫森法进行数值解析来求出该五个参数，求出正极的电位
Figure BDA0002689726460000112
和负极的电位
Figure BDA0002689726460000113
此时，根据五个参数也求出放电容量(Q)。
[充放电电压的更新方法]
为了防止上述的隐藏过充电、隐藏过放电，只要更新停止充放电的电压即可。随着循环数的增加，进行使停止充电的电压(充电截止电压)低于初次充放电时的设定的更新，进行使停止放电的电压(放电截止电压)高于初次充放电时的设定的更新。下面，对该方法进行说明。
下面，将正极的电位
Figure BDA0002689726460000114
和负极的电位
Figure BDA0002689726460000115
作为放电程度(x)的函数来表示，将正极电位函数设为
Figure BDA0002689726460000116
(x)，将负极电位函数设为
Figure BDA0002689726460000117
(x)。x是充电程度，取0至1的范围，x不断接近于0为充电状态，x不断接近于1是放电状态。一般情况下，正极在大致3.5～4.5V的范围内使用，负极在大致0.0～1.5V的范围内使用，因此，这里，例如关于x的范围，将这些作为充放电的两端，如下所述地来确定。
[数7]
Figure BDA0002689726460000121
[数8]
Figure BDA0002689726460000122
图7示出了包括式(2)和式(3)的、正极的电位、负极的电位和放电程度的关系例。并非总是在x＝0时为满充电状态、在x＝1时为完全放电状态，也可以是如式(4)所示那样的情况，在该式(4)中，将满充电状态下的正极的放电程度设为xp、fc，将完全放电状态下的正极的放电程度设为xp、fd，将满充电状态下的负极的放电程度设为xn、fc，将完全放电状态下负极的放电程度设为xn、fd。
[数9]
Figure BDA0002689726460000123
这里，x的右上的上标字符(n)表示充放电循环数。关于初次的充放电，是n＝1。如式(5)所示地定义充电程度(y)。
[数10]
y≡1-x (5)
将满充电状态下的正极的充电程度设为yp、fc，将完全放电状态下的正极的充电程度设为yp、fd，将满充电状态下的负极的充电程度设为yn、fc，将完全放电状态下的负极的充电程度设为yn、fd。采用通过上述的正极和负极的电位的推定方法求出的、正极膨胀率、负极膨胀率、正极平行移动、负极平行移动以及放电容量，如式(6)所示地表示出这些值。
[数11]
Figure BDA0002689726460000131
这里，y、Q等的右上的上标字符(n)表示充放电循环数。采用n＝1时的充电程度，将正极的隐藏过充电表示为式(7)，将正极的隐藏过放电表示为式(8)，将负极的隐藏过充电表示为式(9)，将负极的隐藏过放电表示为式(10)。
[数12]
Figure BDA0002689726460000132
[数13]
Figure BDA0002689726460000133
[数14]
Figure BDA0002689726460000134
[数15]
Figure BDA0002689726460000135
图8示出这些参数与隐藏过充电及隐藏过放电的关系。
Figure BDA0002689726460000136
(1-yp、fc (1))为正极的上限电位，当超过该电位时，视为隐藏过充电，
Figure BDA0002689726460000137
(1-yp、fd (1))为正极的下限电位，当低于该电位时，视为隐藏过放电。
Figure BDA0002689726460000138
(1-yn、fc (1))为负极的下限电位，当低于该电位时，视为隐藏过充电，
Figure BDA0002689726460000139
(1-yn、fd (1))为负极的上限电位，当超过该电位时，视为隐藏过放电。为了防止这样的隐藏过充电、隐藏过放电，在第n次循环的充放电中不满足式(7)至式(10)即可。为此需要降低充电截止电压，提高放电截止电压。于是，将充电截止电压设为Vfc，将放电截止电压设为Vfd，如式(11)所示地进行了设定。
[数16]
Figure BDA0002689726460000141
这里，V的右上的上标字符(n)表示充放电循环数。如式(12)所示地定义了式(11)中的sfc和sfd。
[数17]
Figure BDA0002689726460000142
[实施例及比较例]
通过以下的条件，边反复进行充放电边计测放电容量和充电时间。
条件1(比较例)：使充电截止电压及放电截止电压固定来进行充放电循环试验。
条件2(实施例)：边依次更新为通过式(12)设定的充电截止电压和放电截止电压边进行充放电循环试验，以使不会产生隐藏过放电和隐藏过充电。
图9示出其结果。基于图9可知，例如循环数为170次时，实施例的放电容量与比较例相比高大致10％，实施例的充电时间与比较例相比短大致10％。可以判断出实施例与比较例相比，可以防止放电容量的劣化，且可以抑制充电时间的延长。
“UPS的例子”
这里，关于一实施方式，对优选例进行介绍。优选例是具备容量充足的多个电池模块的UPS。在该例子中，在多个电池模块内，使一个进行充放电，获取开路电压曲线，推定充电截止电压和放电截止电压。此时，具有进出一个电池模块的电力取决于来自于其它电池模块的融通(日语原文：融通)的特点。
采用图10进行说明。在该图中，以五个电池模块M1～M5构成一组，在通常的待机状态下，SOC(State of Charge：充电率)相等为80％。然后，为了诊断电池的劣化情况，从五个内选择一个电池模块(电池模块M1)，将电池模块M1充电至充电截止电压。其结果是，电池模块M1的SOC为100％。此时，通过其它四个电池模块(电池模块M2～M5)的放电来补充用于充电的电力，从而电池模块M2～M5的SOC为75％。
另外，关于电池模块M1，在获取开路电压曲线的同时放电至放电截止电压。其结果是，电池模块M1的SOC为0％。将放电的电力用于电池模块M2～M5的充电，因此，电池模块M2～M5的SOC为100％。之后，对SOC放电至0％的电池模块M1进行充电，使SOC回到80％。通过来自于电池模块M2～M5的放电来补充此时的电力，因此，电池模块M2～M5的SOC也成为80％。这样，回到原来的待机状态。
当进行电池的诊断时，存在不需要多余的外部的电力的可能性，该电池的诊断是指通过这样的电池模块之间的电力的互换，获取开路电压曲线，推定充电截止电压和放电截止电压。需要指出，电池模块构成为五个，但是，也可以构成为四个以下或六个以上。在电池模块是通常的待机状态时，SOC为80％，但是，SOC也可以是其它的值。
<2.变形例>
以上，对本申请的实施方式进行了具体说明，但是，本申请并不限定于上述的一实施方式，可以有基于本申请的技术方案的各种变形。此外，在上述的实施方式中列举的构成、方法、工序、形状、材料及数值等仅为示例，也可以根据需要采用与此不同的构成、方法、工序、形状、材料及数值等。例如，构成为以反复进行五分钟的放电和两分钟的放电休止的方式来进行间歇放电，但是，放电和放电休止的时间也可以是其它不同的数值的组合。
<3.应用例>
下面，对电池控制装置的应用例进行说明。需要指出，电池控制装置的应用例并不限定于下面说明的应用例。
“作为应用例的住宅中的蓄电系统”
参照图11对将本发明适用于住宅用的蓄电系统的例子进行说明。例如在住宅101用的蓄电系统100中，从火力发电102a、核能发电102b、水力发电102c等的集中型电力系统102通过电力网109、信息网112、智能电表107、电源集线器108等向蓄电装置103供给电力。与此同时，从发电装置104等的独立电源向蓄电装置103供给电力。供给至蓄电装置103的电力被蓄电。使用蓄电装置103供给住宅101中使用的电力。并不限定于住宅101，楼房也可以使用同样的蓄电系统。
在住宅101中设置有发电装置104、电力消耗装置105、蓄电装置103、控制各装置的控制装置110、智能电表107、获取各种信息的传感器111。各装置通过电力网109及信息网112而连接。利用太阳能电池、燃料电池、风车等作为发电装置104，发出的电力被供给至电力消耗装置105及/或蓄电装置103。电力消耗装置105为冰箱105a、空调装置105b、电视接收器105c、浴室105d等。而且，电力消耗装置105包括电动车辆106。电动车辆106为电动汽车106a、混合动力汽车106b、电动摩托车106c。电动车辆106也可以是电动助力自行车等。
蓄电装置103由二次电池或电容器构成。例如由锂离子二次电池构成。锂离子二次电池既可以是固定型，也可以用于电动车辆106。上述的本发明的锂离子二次电池1可以适用于该蓄电装置103。智能电表107具备检测商用电力的使用量、并将检测到的使用量向电力公司发送的功能。电力网109也可以是直流供电、交流供电、非接触供电中的任一种或多种组合。
各种传感器111例如为人体传感器、照度传感器、物体检测传感器、消耗电力传感器、振动传感器、接触传感器、温度传感器、红外线传感器等。向控制装置110发送各种传感器111所获取的信息。通过来自于传感器111的信息，可以掌握气象的状态、人的状态等，从而自动地控制电力消耗装置105，使能量消耗最小。而且，控制装置110可以通过因特网将住宅101的相关信息向外部的电力公司等发送。
通过电源集线器108进行电力线的分支、直流交流转换等的处理。作为控制装置110所连接的信息网112的通信方式，有使用UART(Universal Asynchronous ReceiverTransmitter：通用异步通信用收发电路)等的通信接口的方法、利用基于Bluetooth(注册商标)、ZigBee(注册商标)，Wi-Fi(注册商标)等的无线通信标准的传感器网络的方法。Bluetooth(注册商标)方式适用于多媒体通信，可以进行一对多连接的通信。ZigBee(注册商标)使用IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers：电气与电子工程师学会)802.15.4的物理层。IEEE802.15.4是被称为PAN(Personal Area Network：个人网)或W(Wireless：无线)PAN的短距离无线网络标准的名称。
控制装置110与外部的服务器113连接。该服务器113也可以由住宅101、电力公司、服务提供者的任一个管理。服务器113发送接收的信息例如是关于消耗电力信息、生活模式信息、电费、天气信息、自然灾害信息、电力交易的信息。这些信息可以从家庭内的电力消耗装置(例如电视接收器)发送接收，但是，也可以从家庭外的装置(例如，便携式电话机等)发送接收。这些信息也可以显示于具有显示功能的设备、例如电视接收器、便携式电话机、PDA(Personal Digital Assistants：掌上电脑)等。
控制各部的控制装置110由CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、RAM(Random Access Memory：随机存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)等构成，在该例子中，存储于蓄电装置103。控制装置110通过信息网112与蓄电装置103、发电装置104、电力消耗装置105、各种传感器111、服务器113连接，具有例如调整商用电力的使用量、以及发电量的功能。需要指出，除此之外，也可以具备在电力市场进行电力交易的功能等。
如上所述，不仅是火力发电102a、核能发电102b、水力发电102c等的集中型电力系统102的电力，也可以将发电装置104(太阳能发电、风力发电)的发电电力储存于蓄电装置103。因此，即便是发电装置104的发电电力发生变动，也可以进行使向外部送出的电力量为恒定、或者根据需要进行放电这样的控制。例如也可以利用如下所述的使用方法：将太阳能发电所获得的电力储存于蓄电装置103，且将夜间电费便宜的深夜电力储存于蓄电装置103，在白天电费贵的时间段，将蓄电装置103储存的电力放电来进行利用。
需要指出，在该例子中，对控制装置110存储于蓄电装置103内的例子进行了说明，但是，也可以存储于智能电表107内，还可以单独地构成。而且，蓄电系统100既可以是将集中住宅中的多个家庭作为对象来使用，也可以是将多个独栋住宅作为对象来使用。
“作为应用例的车辆中的蓄电系统”
参照图12对将本发明适用于车辆用的蓄电系统的例子进行说明。图12概略示出采用适用本发明的串联混合动力系统的混合动力车辆的构成的一例。串联混合动力系统是采用由发动机驱动发电机而发生的电力、或者将其临时储存于电池的电力，通过电力驱动力转换装置进行行驶的车辆。
在该混合动力车辆200中搭载有发动机201、发电机202、电力驱动力转换装置203、驱动轮204a、驱动轮204b、车轮205a、车轮205b、电池208、车辆控制装置209、各种传感器210、充电口211。上述的本发明的锂离子二次电池1适用于电池208。可以适用一个或多个锂离子二次电池1。
混合动力车辆200将电力驱动力转换装置203作为动力源而行驶。电力驱动力转换装置203的一例是电机。通过电池208的电力，电力驱动力转换装置203进行动作，该电力驱动力转换装置203的旋转力被传递至驱动轮204a、204b。需要指出，通过在需要的位置采用直流-交流转换(DC-AC转换)或逆转换(AC-DC转换)，电力驱动力转换装置203既可以适用于交流电机也可以适用于直流电机。各种传感器210通过车辆控制装置209控制发动机旋转数，或者控制未图示的槽阀的开度(槽开度)。各种传感器210包括速度传感器、加速度传感器、发动机旋转数传感器等。
发动机201的旋转力被传递至发电机202，可以将通过该旋转力由发电机202生成的电力储存于电池208。
当混合动力车辆通过未图示的制动机构减速时，该减速时的阻力作为旋转力施加于电力驱动力转换装置203，由于该旋转力而由电力驱动力转换装置203生成的再生电力储存于电池208。
电池208与混合动力车辆的外部的电源连接，从而可以将充电口211作为输入口从该外部电源接收电力供给，并储存接收到的电力。
虽然没有图示，但是，也可以具备基于二次电池的相关信息进行关于车辆控制的信息处理的信息处理装置。作为这样的信息处理装置，例如有基于电池的余量的相关信息进行电池余量显示的信息处理装置等。
需要指出，以上以采用通过发动机驱动的发电机所发出的电力、或者将其临时储存于电池的电力，通过电机进行行驶的串联混合动力车为例进行了说明。但是，对于平行混合动力车，本发明也可以有效地适用，该平行混合动力车是将发动机和电机的输出均作为驱动源，适当地切换使用仅通过发动机的行驶、仅通过电机的行驶、通过发动机和电机的行驶这三个方式。而且，对于不使用发动机而仅基于驱动电机的驱动进行行驶的所谓的电动车辆，本发明也可以有效地适用。
附图标记说明
1…锂离子二次电池，2…电压检测部，3…控制部，4…电流检测部，5…充电用DCDC转换器，6…充电电压/充电电流控制部，8…存储部，9…运算处理部，M1～M5…电池模块。

Claims (12)

1.一种电池控制装置，具备：
充放电控制部，在诊断时，使二次电池充电及/或放电；
开路电压曲线获取部，通过使所述二次电池充电及/或放电，获取开路电压；以及
运算部，根据开路电压曲线推测正极电位及负极电位，
变更充电截止电压及放电截止电压，以使推测出的所述正极电位不超过预先设定的电位的上限及下限。
2.一种电池控制装置，具备：
充放电控制部，在诊断时，使二次电池充电及/或放电；
开路电压曲线获取部，通过使所述二次电池充电及/或放电，获取开路电压；以及
运算部，根据开路电压曲线推测正极电位及负极电位，
变更充电截止电压及放电截止电压，以使推测出的所述负极电位不超过预先设定的电位的上限及下限。
3.根据权利要求1或2所述的电池控制装置，其中，
所述开路电压曲线获取部根据使所述二次电池间歇充电及/或间歇放电时的瞬态响应预测所述开路电压。
4.一种电池控制方法，
在诊断时，通过使二次电池充电及/或放电，获取开路电压曲线，根据所述开路电压曲线推测正极电位及负极电位，
变更充电截止电压及放电截止电压，以使推测出的所述正极电位不超过预先设定的电位的上限及下限。
5.一种电池控制方法，
在诊断时，通过使二次电池充电及/或放电，获取开路电压曲线，根据所述开路电压曲线推测正极电位及负极电位，
变更充电截止电压及放电截止电压，以使推测出的所述负极电位不超过预先设定的电位的上限及下限。
6.根据权利要求4或5所述的电池控制方法，其中，
根据使所述二次电池间歇充电及/或间歇放电时的瞬态响应，预测所述开路电压曲线。
7.一种不断电电源装置，构成为：
设置分别具有多个二次电池的多个电池模块，
使所述多个电池模块的一个放电，通过放电电流使其它的电池模块充电，
通过其它的电池模块使所述多个电池模块的一个充电，
通过使所述电池模块充电及/或放电，获取开路电压曲线，
根据所述开路电压曲线推测正极电位及负极电位，
变更充电截止电压及放电截止电压，以使推测出的所述正极电位不超过预先设定的电压的上限及下限。
8.一种不断电电源装置，构成为：
设置分别具有多个二次电池的多个电池模块，
使所述多个电池模块的一个放电，通过放电电流使其它的电池模块充电，
通过其它的电池模块使所述多个电池模块的一个充电，
通过使所述电池模块充电及/或放电，获取开路电压曲线，
根据所述开路电压曲线推测正极电位及负极电位，
控制充电截止电压及放电截止电压，以使推测出的所述负极电位不超过预先设定的电压的上限及下限。
9.一种电力系统，具有：权利要求1、2、4、5、7、8中任一项所述的电池控制装置所控制的二次电池，
所述二次电池被通过可再生能源来进行发电的发电装置充电。
10.一种电力系统，具有：权利要求1、2、4、5、7、8中任一项所述的电池控制装置所控制的二次电池，
向所述二次电池所连接的电子设备供给电力。
11.一种电动车辆，具有：
权利要求1、2、4、5、7、8中任一项所述的电池控制装置所控制的二次电池；
转换装置，从所述二次电池接收电力的供给，并转换为车辆的驱动力；以及
控制装置，基于所述二次电池的相关信息，进行关于车辆控制的信息处理。
12.一种电力系统，具有：权利要求1、2、4、5、7、8中任一项所述的电池控制装置所控制的二次电池，
从所述二次电池接收电力的供给，或者从发电装置或电力网向所述二次电池供给电力。
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