充放电控制系统及充放电控制方法与流程

本发明涉及一种充放电控制系统及充放电控制方法。

背景技术：

1、以往的充放电控制系统及充放电控制方法按照预先利用实验等在车辆中的电池电子控制单元(electronic control unit,ecu)上构建的电池劣化判定模型从实际工作中的电池利用各种传感器输入电压、电流和温度来实时地对电池的劣化状态进行判定，以适合于该剩余电池容量的速率进行充放电来保证安全性(例如，参照专利文献1)。例如，能够借由对劣化程度较大的电池停止进行充放电，来防止电池的不安全状态化。最近，人们尝试结合从电池外部光学观察电池内部情况的方法更加详细地掌握电池的劣化状态来提高充放电控制的精度(例如，参照专利文献2～专利文献5)。

2、[先前技术文献]

3、(专利文献)

4、专利文献1：日本特开2012-85452号公报

5、专利文献2：日本特开2014-116251号公报

6、专利文献3：日本特开2020-038756号公报

7、专利文献4：日本专利第6414501号公报

8、专利文献5：中国专利申请公开第109870112号说明书

技术实现思路

1、[发明所要解决的问题]

2、在上述以往技术中，例如考虑借由在电池壳体上设置观察窗，随着电池充放电产生的活性物质、电解液产生的内压变化导致对电池壳体的负荷耐受性降低。另外，作为其他不对电池进行切割等的实际工作电池的内部分析方法提出了x射线ct法和电磁感应法等，但在目前的实际工作电池的包结构等中，无法得到充分的分辨率、该方法的结构尺寸较大不适合实际车辆安装，因此认为很难有助于提高实际车辆中的充放电控制精度。

3、另外，作为其他方法，列举了如下方法：在模拟车辆工作的条件下，根据使用模拟实际工作电池材料结构等的小型层压电池/硬币电池等的模拟电池的性能评估结果和进行in-situ观察等的研究开发结果进一步细化以往实际工作电池的状态估计模型，有助于利用电子控制单元等提高电池劣化预测等的电池控制的精度。然而，在该情况下，由于车辆实际工作电池与模拟电池的条件并不完全一致，因此，认为根据条件的不同，可能会出现无法充分进行电池控制的情况。

4、为了提高电池在充放电过程中的安全性，本发明的目的在于提供一种充放电控制系统及充放电控制方法，能够实时对车辆中实际工作的电池内部状态进行高精度的分析，并且能够根据该分析以高精度对电池进行控制。

5、[解决问题的技术手段]

6、为了实现上述目的，本发明提供一种电池的充放电控制系统，具备：图像获取部，配置在全固体电池构成的电池的内部并且对前述电池的内部的图像进行拍摄；转送部，转送前述图像获取部拍摄的图像数据和控制信号；及，控制部，根据来自前述转送部的前述图像数据对前述电池进行充电和放电控制。

7、另外，本发明提供一种电池的充放电控制系统(例如，后述的充放电控制系统1)，具备：图像获取部(例如，后述的图像获取部10)，配置在液体系电池构成的电池(例如，后述的圆柱形锂离子电池100、旋涡式电极的方形电池100a、方形锂离子二次电池100b、硬币形锂电池100c)的内部并且对前述电池的内部的图像进行拍摄；转送部(例如，后述的转送部30)，转送前述图像获取部拍摄的图像数据和控制信号；及，控制部(例如，后述的电子控制单元50、控制电路14)，根据来自前述转送部的前述图像数据对前述电池进行充电和放电控制。

8、另外，本发明提供一种电池的充放电控制系统及充放电控制方法，所述充放电控制方法具有如下的步骤：对电池(例如，后述的圆柱形锂离子电池100、旋涡式电极的方形电池100a、方形锂离子二次电池100b、硬币形锂电池100c)的内部的图像进行拍摄；转送拍摄的前述图像数据；根据前述图像数据，实时判定前述电池状态，转送前述判定结果的控制信号；及，根据前述控制信号对前述电池进行充电和放电控制。

9、借由上述结构，可以无损地以高分辨率对全固体电池、液体系电池构成的电池进行实际工作过程中的原位内部观察，判定内部情况并且从外部施加控制。

10、并且，前述图像获取部和前述转送部借由相对于构成前述电池的电解液具有耐受性而且可让传输电波透过的隔离部件(例如，后述的壳体15)在前述电池的内部与前述电解液隔离开。因此，能够维持图像获取部和转送部不与含盐的电解液接触的状态，能够维持充放电控制系统的功能。

11、进一步地，图像获取部具有光源(例如，后述的光源12)和拍摄元件(例如，后述的拍摄元件11)，前述光源和前述拍摄元件被前述隔离部件中的可让光透过的部分(例如，后述的光学前端盖152)覆盖。

12、并且，整个前述隔离部件构成为由薄膜层压体覆盖，在可让前述传输电波透过的部分中配置聚乙烯、改性聚乙烯、聚丙烯、改性聚丙烯、离聚物中的任一种，与前述电池电连接的连接部分利用热熔敷连接并且由防止前述电解液侵入比前述隔离部件更靠前述光源和前述拍摄元件一侧的结构构成。因此，能够容易地实现使图像获取部和转送部与电解液隔离开的隔离部件。

13、并且，由前述电池向前述图像获取部、前述转送部和前述控制部供电。因此，可以不需要另外准备向图像获取部、转送部和控制部供给的电源。

14、并且，前述转送部具有配置在电池的内部的电池内收发部(例如，后述的电波收发部31)；前述电池具有箱体(例如，后述的圆柱形罐120、盖组件140)，所述箱体具有厚壁部和薄壁部；前述电池内收发部配置在前述薄壁部的附近。因此，能够易于在电池的内部和外部之间进行数据在转送部中的转送。

15、并且，前述控制部具有电池内控制部(例如，后述的控制电路14)，配置在前述电池的内部；及，电池外控制部(例如，后述的电子控制单元50)，配置在前述电池的外部；前述转送部将前述图像获取部拍摄的图像数据转送给前述电池的外部，前述电池外控制部利用前述转送部将根据前述图像数据判定的控制信号转送给前述电池的内部，而接收到前述控制信号的前述电池内控制部根据前述控制信号对前述电池进行充电和放电控制。因此，能够从电池的外部进行与电池的状态对应的充放电控制。

16、并且，前述判定借由车辆的电子控制单元(例如，后述的电子控制单元50)来进行。因此，能够由电子控制单元集中进行电池的充放电控制，能够进行与其他控制相关的控制。

17、(发明的效果)

18、根据本发明，为了提高安全性，能够提供一种充放电控制系统及充放电控制方法，能够实时对车辆实际工作的电池内部状态进行高精度的分析，并且能够根据该分析以高精度对电池进行控制。

技术特征：

1.一种电池的充放电控制系统，具备：

2.一种电池的充放电控制系统，具备：

3.根据权利要求2所述的电池的充放电控制系统，其中，

4.根据权利要求3所述的电池的充放电控制系统，其中，

5.根据权利要求4所述的电池的充放电控制系统，其中，

6.根据权利要求1所述的电池的充放电控制系统，其中，

7.根据权利要求1所述的电池的充放电控制系统，其中，

8.根据权利要求1所述的电池的充放电控制系统，其中，

9.一种电池的充电方法，具有如下的步骤：

10.根据权利要求9所述的电池的充电方法，其中，

技术总结
本发明要解决的问题在于，为了提高安全性，提供一种充放电控制系统及充放电控制方法，能够实时对车辆实际工作的电池内部状态进行高精度的分析，并且能够根据该分析以高精度对电池进行控制。为了解决上述问题，提供一种电池的充放电控制系统1，具备：图像获取部10，配置在液体系电池构成的电池100的内部并且对电池100的内部图像进行拍摄；转送部30，转送图像获取部拍摄的图像数据和控制信号；及，控制部14、50，根据来自转送部的图像数据对电池进行充电和放电控制。

技术研发人员：酒井秀树,樱井敦,服部达哉,矶谷祐二
受保护的技术使用者：本田技研工业株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14