MX2013001730A - Dispositivo de control de bateria. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un dispositivo de control de batería que se caracteriza por: utilizar una descarga para ajustar la capacitancia de las celdas que forman una batería bipolar y calcular el valor de incremento de voltaje de las celdas restantes que no se descargan para ajustar la capacitancia si una o más celdas, entre todas las celdas que forman la batería bipolar, se descargan para ajustar la capacitancia en un dispositivo de control de batería que controla la dispersión de voltaje o la dispersión de volumen entre las celdas que forman la batería bipolar; y establecer el valor de descarga general cuando hay una descarga para ajustar la capacitancia con base en el resultado del cálculo del valor de incremento de voltaje.

Description

DISPOSITIVO DE CONTROL DE BATERÍA CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere a un dispositivo de control de batería para una batería bipolar.

ARTE ANTECEDENTE Una batería bipolar conocida comprende una pluralidad de celdas formadas entre pares adyacentes de colectores, cada una de las celdas que comprende una pluralidad de electrodos bipolares conectados en serie con capas de electrolito intermedias y cada uno de los electrodos bipolares que comprende un colector que tiene una capa de material activo de polo positivo formada en una superficie y una capa de material activo de polo negativo formada en la otra superficie. En este tipo de batería bipolar, se ha descrito una tecnología que involucra la descarga para ajustar la capacitancia de las celdas que forman la batería bipolar proporcionando líneas de detección de voltaje a los electrodos bipolares y utilizando dichas lineas de detección de voltaje, por ejemplo, en. el Documento de Patente 1.

DOCUMENTOS DE ARTE PREVIO DOCUMENTOS DE PATENTE Documento de Patente 1: Solicitud de Patente Japonesa Abierta al Público No. 2006-127857 DIVULGACION DE LA INVENCION OBJETO QUE DEBE LOGRAR LA INVENCIÓN Sin embargo, la gradiente de voltaje en la batería bipolar en un tiempo de una descarga para ajustar la capacitancia no se considera en el arte previo anteriormente mencionado al descargar para ajustar la capacitancia en las celdas que forman una batería bipolar. Por consiguiente, el incremento de voltaje ocurre localmente en una batería bipolar. Como consecuencia, se crean secciones que exceden el voltaje de límite superior en una batería bipolar y la degradación progresa en una batería bipolar.

El objetivo de la presente invención es prevenir adecuadamente la degradación en una batería bipolar causada por un incremento de voltaje local en una batería bipolar al descargar para ajustar la capacitancia de las celdas que forman una batería bipolar.

MEDIO DE LOGRAR EL OBJETO La presente invención logra el objetivo anteriormente mencionado en un dispositivo de control de batería, el cual ajusta la dispersión de voltaje o la dispersión de capacitancia entre las celdas que forman una batería bipolar mediante descarga para ajustar la capacitancia de las celdas que forman una batería bipolar, calculando el valor de incremento de voltaje de las celdas restantes que no están descargadas cuando se lleva a cabo una descarga para ajustar la capacitancia en una o más celdas de entre las celdas que forman una batería bipolar y estableciendo un valor de corriente de descarga general para la descarga para ajustar la capacitancia con base en dichos resultados de cálculo del valor de incremento de voltaje.

EFECTO DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la presente invención, el valor de incremento de voltaje de las celdas restantes que no están descargadas se calcula al descargar para ajustar la capacitancia de las celdas que forman una batería bipolar y se establece un valor de corriente de descarga general para la descarga para ajustar la capacitancia con base en dichos resultados de cálculo del valor de incremento de voltaje. Por consiguiente, es posible prevenir que el voltaje de las celdas restantes que no están descargadas se vuelva mayor que un voltaje de límite superior predeterminado. Como consecuencia, se puede prevenir la degradación en una batería bipolar.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS [FIGURA 1] La Figura 1 es una vista en sección trasversal que muestra una batería bipolar relacionada a una modalidad de la presente invención.

[FIGURA 2] La Figura 2 es un diagrama que muestra un diagrama esquemático del sistema de control para la batería 1 bipolar relacionada a una modalidad de la presente invención.

[FIGURA 3] La Figura 3 es una vista en sección trasversal que muestra un ejemplo de una batería bipolar relacionada a una modalidad de la presente invención.

[FIGURA 4] La Figura 4 es una gráfica que muestra la distribución del voltaje en cada tiempo predeterminado antes de iniciar la descarga y después de iniciar la descarga en las celdas que se descargaron.

[FIGURA 5] La Figura 5 es una gráfica que muestra los cambios en el voltaje de la terminal de las celdas que se descargaron y las celdas que no están descargadas.

[FIGURA 6] La Figura 6 es una gráfica que muestra los cambios en el voltaje en el lado de la terminal de descarga de las celdas que se descargaron y las celdas que no están descargadas .

[FIGURA 7] La Figura 7 es una gráfica que muestra los cambios en el voltaje en el lado opuesto de la terminal de descarga de las celdas que se descargaron y las celdas que no están descargadas.

[FIGURA 8] La Figura 8 es un diagrama de flujo que muestra el proceso para la descarga para ajustar la capacitancia de la batería 1 bipolar con el dispositivo 100 de control de batería en una modalidad de la presente invención.

MEJORES MODOS PARA LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN Las modalidades de la presente invención se explicarán a continuación con base en las figuras.

En primer lugar, se explicará una batería bipolar relacionada a una modalidad de la presente invención. La Figura 1 es una vista en sección trasversal que muestra una batería bipolar relacionada a una modalidad de la presente invención. En la explicación de abajo, se utilizará como un ejemplo un caso en donde la batería bipolar relacionada a una modalidad de la presente invención es una batería secundaria de iones de litio. Sin embargo, la presente invención no está limitada en particular a este tipo de batería secundaria y se puede aplicar a otras baterías secundarias.

Como se muestra en la Figura 1, una batería 1 bipolar de acuerdo con una modalidad de la presente invención comprende un electrodo 13 bipolar que tiene una capa 132 de material activo de polo positivo, una capa 133 de material activo de polo negativo, y un colector 131, un separador 14, una parte 15 de sello que incluye una primera parte 151 de sello y una segunda parte 152 de sello, y un miembro 16 exterior que incluye un miembro 161 exterior superior y un miembro 162 exterior inferior para cubrir las partes anteriormente mencionadas .

El electrodo 13 bipolar se compone formando la capa 132 de material activo de polo positivo sobre una superficie del colector 131 y la capa 133 de material activo de polo negativo sobre la otra superficie.

El colector 131 es una capa electroconductora formada a partir de una película delgada obtenida rellenando con rellenadores electroconductores un polímero aislante. En la modalidad de la presente invención, la electroconductividad del colector 131 se puede hacer baja en la dirección en el plano del colector 131 mientras que, se mantiene la electroconductividad en la dirección de espesor del colector 131 utilizando una película delgada obtenida rellenando con rellenadores electroconductores un polímero aislante como el colector 131. Haciendo esto, se puede prevenir efectivamente la concentración de corriente en el área de corto circuito en la batería 1 bipolar incluso cuando ocurre un corto circuito en la dirección de laminación y se puede mejorar la estabilidad de la batería 1 secundaria.

En particular, el rellenador electroconductor para formar el colector 131 no está restringido y se puede seleccionar de acuerdo con el propósito. Por ejemplo, se puede utilizar negro de carbón, particulados de metal, cerámicas conductivas, o similares. Además, el polímero aislante para formar el colector 131 no está restringido en particular y se puede seleccionar de acuerdo con el propósito. Por ejemplo, se pueden utilizar polímeros aislantes con plasticidad térmica tales como polietileno, polipropileno, y poliestireno .

La capa 132 de materia,! activo de polo positivo incluye un material activo de polo positivo. Además, la capa 132 de material activo de polo positivo puede incluir agentes que ayudan a la conductividad, aglutinantes, y electrolitos además del material activo de polo positivo. Como el material activo de polo positivo, se utilizan óxido de manganeso-litio Li n20,i, óxido de cobalto-litio, y otros óxidos de metales de transición-litio. Además, como el agente que ayuda a la conductividad, por ejemplo, se utilizan negro de acetileno, negro de carbón, grafito, y similares. Además, como el aglutinante, se utilizan polifluoruro de vinilideno, caucho de estireno-butadieno, y similares.

Como el electrólito, un electrolito en gel, en donde una solución electrolítica se retiene por una estructura principal de polímero, un electrolito de polímero totalmente sólido que no incluye un plastificante , y similares se pueden utilizar además de una solución electrolítica.

La solución electrolítica es una solución obtenida disolviendo una sal electrolítica en un plastificante . Como la sal electrolítica, se pueden utilizar las sales de litio de aniones de ácidos inorgánicos tales como LÍPF6, LiBF4, LÍCICO4, LiAsF6, LiTaF6, LiAlCl4, Li2Bi0Cl10, y similares y sales de litio de aniones de ácidos orgánicos tales como LÍCF3SÜ3, Li (CF3SO2) 2N, Li (C2F5SO2) 2N, y similares. Además, como el plastificante , se pueden utilizar carbonatos cíclicos tales como carbonato de propileno, carbonato de etileno, y similares; carbonatos de cadena tales como dimetil carbonato, metil etil carbonato, dietil carbonato, y similares; éteres tales como tetrahidrofuran, 2-metil tetrahidrofuran, 1,4-dioxano, 1, 2-dimetoxietano, 1,2-dibutoxi etano, y similares; lactonas tales como ?-butirolactona , y similares; nitrilos tales como acetonitrilo, y similares; ésteres tales como metilo del ácido propiónico, y similares; amidas tales como dimetilformamida, y similares; acetato de metilo, formato de metilo; y similares.

Como el polímero que forma un electrolito en gel, por ejemplo, se pueden utilizar óxido de polietileno (PEO), óxido de polipropileno (PPO), polietilenglicol (PEG), poliacrilonitrilo (PAN), fluoruro de polivinilideno-co-hexafluoropropeno (PVdF-HFP) , poli (metil metacrilato) (PMMA), y copolímeros de estos.

Un electrolito de polímero totalmente sólido se forma a partir de las sales electrolíticas anteriormente mencionadas y el polímero que tiene conductividad de iones. El polímero que tiene conductividad de iones no está restringido en particular y se pueden utilizar polímeros comúnmente conocidos. Por ejemplo, se pueden utilizar óxido de polietileno (PEO), óxido de polipropileno (PPO), y copolímeros de éstos. Además, el polímero que tiene conductividad de iones se puede formar con una estructura de reticulación para proporcionar una excelente resistencia mecánica.

La capa 133 de material activo de polo negativo incluye un material activo de polo negativo. La capa 133 de material activo de polo negativo puede incluir agentes que ayudan a la conductividad, aglutinantes, y electrolitos además del material activo de polo negativo. Como el material activo de polo negativo, por ejemplo, se utilizan carbón duro (material de carbón difícil de carbonizar) , material de carbón de grafito, óxidos de metales de transición-litio, y similares. Además, los materiales anteriormente mencionados se pueden utilizar como el agente que ayuda a la conductividad, el aglutinante, y el electrolito.

La primera parte 151 de sello se dispone en una superficie del colector 131 de modo que rodea la capa 132 de material activo de polo positivo. Además, la segunda parte 152 de sello se dispone en la superficie trasera en la misma posición que aquella de la primera parte 151 de sello y es la otra superficie del colector 131 de modo que rodea la capa 133 de material activo de polo negativo.

El material del sello que forma la primera parte 151 de sello y la segunda parte 152 de sello se compone de un material aislante tal como resina epóxica líquida y otras resinas termoendurecibles , polipropileno, polietileno y otras resinas termoplásticas, y similares. El material que forma la primera parte 151 de sello y la segunda parte 152 de sello debería manifestar un efecto de sellado favorable bajo el ambiente de uso y se debería seleccionar apropiadamente de acuerdo con la aplicación de la batería.

El separador 14 se dispone entre dos colectores 131 y 131 adyacentes de modo que una superficie cubre la capa 132 de material activo de electrodo positivo y la primera parte 151 de sello y la otra superficie cubre la capa 133 de material activo de electrodo negativo y la segunda parte 152 de sello.

El separador 14 es una película porosa para separar la capa 132 de material activo de electrodo positivo y la capa 133 de material activo de electrodo negativo y el electrolito se impregna en este separador 14. Este separador 14 es un aislador para prevenir el contacto directo entre la capa 132 de material activo de electrodo positivo y la capa 133 de material activo de electrodo negativo pero puede manifestar conductividad de iones por el electrolito que se impregna en los muchos poros formados en el separador 14. Como el separador 14, se utilizan por ejemplo, una película porosa formada a partir de una poliolefina tal como polietileno PE y polipropileno PP, celulosa, y similares. Como el electrolito impregnado en el separador 14 se pueden utilizar los electrolitos anteriormente mencionados. Al utilizar un electrolito de polímero totalmente sólido como el electrolito, una configuración en donde se utiliza una película formada a partir de un electrolito de polímero totalmente sólido en lugar de utilizar una película porosa como el separador 14 se puede emplear como un sustituto para la constitución en donde un electrolito de polímero totalmente sólido se impregna en una película porosa que forma el separador 14.

Y luego, una pluralidad de electrodos 13 bipolares y separadores 14 se laminan alternadamente para formar un laminado 10 de electrodo como se muestra en la Figura 1. El laminado 10 de electrodo se hace laminando alternadamente una pluralidad de electrodos 13 bipolares y separadores 14 para formar' una pluralidad de celdas 20 (elementos de generación de energía) conectadas en serie, cada una de las celdas 20 que comprende una capa 132 de material activo de electrodo positivo, un separador 14, y una capa 133 de material activo de electrodo negativo. La Figura 1 muestra un ejemplo en el cual cuatro electrodos 13 bipolares y tres separadores 14 se laminan alternadamente para obtener tres de las celdas 20 conectadas en serie. Sin embargo, el número de laminaciones para los electrodos 13 bipolares y los separador 14 y el número de celdas 20 formadas como resultado no están restringidos en particular a los números mostrados en la Figura 1 y se pueden determinar apropiadamente de acuerdo con el propósito.

Además, el laminado 10 de electrodo se acomoda en un miembro 16 exterior que incluye un miembro 161 exterior superior y un miembro 162 exterior inferior para proteger del impacto externo y para prevenir la degradación ambiental. Con la disminución del peso y la conductividad térmica en mente, el miembro 16 exterior se forma de un material de sellado tal como una película laminada compuesta de metal y polímero obtenida cubriendo un metal (incluye aleaciones) tal como aluminio, acero inoxidable, níquel, cobre, o similares con un aislador tal como una película de polipropileno o similares y fusionando térmicamente una parte o toda la parte de su periferia.

Además, una placa 11 de terminal del electrodo positivo y una placa 12 de terminal del electrodo negativo, respectivamente, se disponen en las capas más externas (la posición más alta y la posición más baja) del laminado 10 de electrodo. Además, la placa 11 de terminal del electrodo positivo y la placa 12 de terminal del electrodo negativo respectivamente se conducen fuera hacia el exterior del miembro 16 exterior y funcionan como lengüetas del electrodo para conducir corriente fuera del laminado 10 de electrodo.

Además, en la batería 1 bipolar de la presente modalidad, una terminal 30 de descarga se forma en el colector 131 del electrodo 13 bipolar respectivo y respectivamente se conecta eléctricamente al colector 131 como se muestra en la Figura 1. La terminal 30 de descarga se extiende hasta el exterior del miembro 16 exterior y se utiliza para llevar a cabo la detección del voltaje en las celdas 20 que forman el laminado 10 de electrodo y la descarga para ajustar la capacitancia de las celdas 20.

La Figura 2 muestra un diagrama esquemático de un sistema de control para la batería 1 bipolar relacionada a una modalidad de la presente invención. Como se muestra en la Figura 2, un sistema de control de la batería 1 bipolar comprende la batería 1 bipolar y el dispositivo 100 de control de batería.

El dispositivo 100 de control de- batería comprende un controlador 110 general y una pluralidad de controladores 120 de celda que se proporcionan para corresponder con las celdas 20 que forman la batería 1 bipolar.

Cada uno de los controladores 120 de celda tiene un detector de voltaje y un circuito de ajuste de capacitancia que comprende un resistor de ajuste y un elemento de conmutación. Y luego, cada uno de los controladores 120 de celda se conecta a una terminal 30 de descarga que se extiende hasta el exterior de la batería 1 bipolar. Como consecuencia, la detección de voltaje de las celdas 20 que forman la batería 1 bipolar y la descarga para ajustar la capacitancia se habilitan a través de la terminal 30 de descarga. La batería 1 bipolar normalmente está conectada a varias cargas eléctricas (no mostradas en las figuras) , generadores (no mostrados en las figuras), y similares.

El controlador 110 general obtiene información tal como el voltaje de las celdas 20, la corriente de carga/descarga de la batería 1 bipolar, la temperatura de la batería 1 bipolar, y similares detectados por los controladores 120 de celda. La corriente de carga/descarga de la batería 1 bipolar se puede medir, por ejemplo, con un detector de corriente (no mostrado en las figuras) para medir la corriente de carga/descarga de la batería 1 bipolar. Además, la temperatura de la batería 1 bipolar se puede medir con un detector de temperatura (no mostrado en las figuras) para medir la temperatura de la batería 1 bipolar. Y luego, el controlador 110 general determina las condiciones para la descarga para ajustar la capacitancia a fin de ajustar la dispersión de voltaje de las celdas 20 que forman la batería 1 bipolar con base en la información anteriormente mencionada y controla los controladores 120 de celda de modo que la descarga para ajustar la capacitancia se lleva a cabo en las celdas 20 que forman la batería 1 bipolar.

A continuación, se explicarán las características de la batería cuando se lleva a cabo una descarga para ajustar la capacitancia en las celdas 20 que forman la batería 1 bipolar.

En primer lugar, se proporcionará una explicación para una situación en donde se llevó a cabo una descarga sólo en la celda 20b, que es la segunda celda desde la parte superior (la segunda en la dirección x) de entre tres de las celdas 20a, 20b, y 20c proporcionando un resistor de descarga entre las terminales 30b y 30c de descarga en la batería 1 bipolar que tiene tres de las celdas 20a, 20b, y 20c mostradas en la Figura 3. La batería 1 bipolar mostrada en la Figura 3 tiene una configuración similar a la Figura 1. En la Figura 3, las celdas 20 se indican como las celdas 20a, 20b, y 20c y las terminales 30 de descarga se indican como las terminales 30a, 30b, 30c, y 30d de descarga. La Figura 4 muestra los resultados para cuando la descarga se lleva a cabo sólo en la celda 20b de entre tres de las celdas 20a, 20b, y 20c. La Figura 4 es una gráfica que muestra la distribución de voltaje de la celda (celda 20b) que se descargó en un tiempo predeterminado antes del inicio de la descarga y después del inicio de la descarga. La Figura 4 muestra la distribución de voltaje de la celda 20b para cada distancia desde las terminales 30b y 30c de descarga, que son las terminales para la descarga para ajustar la capacitancia.

Como se muestra en la Figura 4, el voltaje de la celda 20b es constante antes del inicio de la descarga independientemente de la distancia desde las terminales 30b y 30c de descarga, que son las terminales para la descarga para ajustar la capacitancia. Por otra parte, cuando inicia la descarga, la disminución en el voltaje resulta en la vecindad de las terminales 30b y 30c de descarga donde fluye la corriente de descarga, mientras que la disminución en el voltaje apenas ocurre en la sección lejos de las terminales 30b y 30c de descarga (por ejemplo, la sección situada en el lado opuesto de la dirección de proyección de las terminales 30b y 30c de descarga en la Figura 3) . A saber, la generación de una gradiente de voltaje resulta en la celda 20b. La generación de dicha gradiente de voltaje en la modalidad de la presente invención es el resultado de utilizar un material de baja conductividad electrónica en la dirección en el plano (dirección en el plano x y) para el material que forma el colector 131 para prevenir la concentración de corriente en el área de ocurrencia de corto circuito cuando un corto circuito ocurre en la dirección de laminación. Como se describe anteriormente, en la celda 20b en la cual se lleva a cabo la descarga, resulta la generación de una gradiente de voltaje.

Por otra parte, la Figura 5 muestra los cambios en el voltaje de la terminal (voltaje de la terminal de las celdas 20b, 20a, y 20c detectado utilizando las terminales 30a a 30d de descarga) de la celda 20b, que es la celda que se descarga y las celdas 20a y 20c, que son las celdas que no se descargaron antes y después del inicio de la descarga. Como se muestra en la Figura 5, cuando la descarga se lleva a cabo sólo en la celda 20b, resulta un comportamiento en donde el voltaje disminuye en la vecindad de las terminales 30b y 30c de descarga en la celda 20b, que es la celda que se descargó mientras que el voltaje incrementa en la vecindad de las terminales 30a y 30b de descarga y en la vecindad de las terminales 30c y 30d de descarga en las celdas 20a y 20c, que son las celdas que no se descargaron. A saber, un comportamiento en donde una disminución en el voltaje en la celda 20b se "compensa mediante la descarga de la celda 20b se manifiesta en las celdas 20a y 20c que no se descargaron.

Además, los resultados de una simulación en el caso donde la descarga se lleva a cabo a través de las terminales 30 de descarga en siete de las celdas 20 (todas las celdas excepto por la celda situada en la cuarta capa en la dirección de laminación) de entre ocho celdas 20 en la batería 1 bipolar provista con ocho celdas 20 se muestran en la Figura 6 y en la Figura 7. Estos resultados varían del caso anteriormente mencionado. La Figura 6 es una gráfica que muestra los cambios en el voltaje en las celdas 20 en el lado de la terminal de descarga de la terminal 30 de descarga y la Figura 7 es una gráfica que muestra los cambios en el voltaje en las celdas 20 en el lado opuesto de la terminal 30 de descarga. Además, el voltaje inicial (voltaje antes de la descarga) de la celda 20 que no se descargó es Va en las Figuras 6 y 7.

Como se muestra en la Figura 6, los resultados sobre el lado de la terminal 30 de descarga indicaron que el voltaje disminuyó con un lapso de tiempo en las celdas que se descargaron mientras que el voltaje incrementó en la celda que no se descargó para compensar la disminución de voltaje en las celdas que se descargaron. En el ejemplo mostrado en la Figura 6, la descarga se lleva a cabo en siete de las celdas 20. El incremento de voltaje en la celda que no se descargó en este caso es aproximadamente 100 mV e indicó un resultado que el valor de incremento de voltaje en la celda que no se descargó es mayor en comparación a cuando la descarga se llevó a cabo en una celda en la batería bipolar anteriormente mencionada que tiene tres celdas. A saber, existe una tendencia para que el incremento de voltaje en la celda que no se descarga se vuelva mayor cuando el número de celdas descargadas y el valor de corriente de descarga total se vuelven grandes. Por otra parte, el lado opuesto de la terminal 30 de descarga indicó un resultado que no se observa el incremento de voltaje en la celda que no se descargó como se muestra en la Figura .

Como se describe anteriormente, en la batería 1 bipolar, cuando una descarga para ajustar la capacitancia se lleva a cabo a través de las terminales 30 de descarga en una porción de las celdas de entre las celdas 20 que forman la batería 1 bipolar, se crea una dispersión de voltaje dentro de las celdas donde se llevó a cabo una descarga para ajustar la capacitancia. Como consecuencia, se genera un incremento de voltaje en la celda que no se descargó para compensar la dispersión de voltaje. Como consecuencia, existen casos en donde se crean secciones que exceden un voltaje de límite superior predeterminado dentro de la batería bipolar.

Por el contrario, el dispositivo 100 de control de batería en la modalidad de la presente invención mostrado en la Figura 2 lleva a cabo una descarga para ajustar la capacitancia en la batería 1 bipolar tomando en consideración dicho incremento de voltaje en la celda que no se descargó al descargar para ajustar la capacitancia. A continuación, la descarga para ajustar la capacitancia en la batería 1 bipolar utilizando el dispositivo 100 de control de batería en una modalidad de la presente invención se explicará de acuerdo con el diagrama de flujo mostrado en la Figura 8. La Figura 8 es un diagrama de flujo que muestra el proceso para la descarga para ajustar la capacitancia en la batería 1 bipolar utilizando el dispositivo 100 de control de batería en una modalidad de la presente invención.

En primer lugar, en la etapa SI, la detección del voltaje en las celdas 20 que forman la batería 1 bipolar se lleva a cabo con el controlador 110 general del dispositivo 100 de control de batería mostrado en la Figura 2. La detección de voltaje de las celdas 20 se lleva a cabo por el controlador 110 general obteniendo los voltajes medidos por los controladores 120 de celda a través de las terminales 30 de descarga de los controladores 120 de celda.

Luego, en la etapa S2, el cálculo de la distribución de voltaje de las celdas 20 que forman la batería 1 bipolar se lleva a cabo con el controlador 110 general con base en los voltajes de las celdas 20 detectados en la etapa SI y el cálculo de la dispersión de voltaje de las celdas 20 se lleva a cabo a partir de la distribución de voltaje calculada de las celdas 20. Y luego, el controlador 110 general lleva a cabo un juicio sobre si o no la dispersión de voltaje calculada está por arriba de un valor ai predeterminado y si la dispersión de voltaje está por arriba del valor ai predeterminado, se hace el avance a la etapa S3. Por otra parte, si la dispersión de voltaje está por debajo del valor ai predeterminado, el proceso regresa a la etapa SI, y se repiten la detección de voltaje de las celdas 20 y el juicio sobre si o no la dispersión de voltaje calculada está por arriba del valor i predeterminado .

Cuando se hace un juicio en la etapa S2 que la dispersión 'de voltaje está por arriba del valor ai predeterminado, se hace el avance a la etapa S3 y el controlador 110 general establece las condiciones para la descarga para ajustar la capacitancia en las celdas 20 que forman la batería 1 bipolar. A saber, el controlador 110 general obtiene un valor de corriente de descarga total, I¿odas, para la descarga para ajustar la capacitancia con base en el voltaje de la celda con el voltaje más bajo (a partir de ahora referida como la "celda de voltaje más bajo") de entre las celdas 20 que forman la batería 1 bipolar y la distribución de voltaje de las celdas 20 y calcula el número de celdas que se tienen como objetivo para la descarga para ajustar la capacitancia (a partir de ahora referido como el "número de celdas objetivo para descarga") y un valor de corriente de descarga de ajuste de capacitancia, ICeic de cada celda para la descarga para ajustar la capacitancia.

Como se describe anteriormente, si una descarga para ajustar la capacitancia se lleva a cabo en las celdas 20 que forman la batería 1 bipolar, incrementa el voltaje de la celda que no se descargó. Por consiguiente, en la modalidad de la presente invención, se calcula el valor de incremento de voltaje de las celdas que no están descargadas y el valor de corriente de descarga total, I odas » el número de celdas objetivo para descarga, y el valor de corriente de descarga de ajuste de capacitancia, ICeida, se calculan con base en el valor de incremento de voltaje calculado. Específicamente, en la modalidad de la presente invención, la celda de voltaje más bajo se utiliza para calcular el valor de incremento de voltaje, se calcula el valor de incremento de voltaje de la celda de voltaje más bajo en un momento cuando se llevó a cabo la descarga para ajustar la capacitancia en las celdas 20 que forman la batería 1 bipolar, se obtiene el valor de corriente de descarga total, Itodas? q e es un valor en donde el valor de incremento de voltaje calculado de la celda de voltaje más bajo no alcanza un voltaje de límite superior predeterminado, y el número de celdas objetivo para descarga y el valor de corriente de descarga de ajuste de capacitancia, Iceidar se establecen con base en este valor de corriente de descarga total, Itodas- A saber, las condiciones para la descarga para ajustar la capacitancia se establecen de modo que el valor de incremento de voltaje de la celda de voltaje más bajo como la celda que no se descarga sea un valor que no alcance un voltaje de límite superior predeterminado. Incidentalmente, para obtener dicho valor de incremento de voltaje, es posible utilizar, por ejemplo, un método para almacenar de antemano una tabla que indica las relaciones entre el valor de corriente de descarga total, Itodas y los valores de incremento de voltaje de las celdas que no están descargadas y llevar a cabo el cálculo empleando esta tabla.

El establecimiento del número de celdas objetivo para descarga y el valor de corriente de descarga de ajuste de capacitancia, Iceida/ también se puede llevar a cabo con base en la distribución de voltaje de las celdas 20. Por ejemplo, se puede constituir de tal manera que si el número de celdas con un alto voltaje es relativamente pequeño, el número de celdas objetivo para descarga se establece en un número relativamente pequeño y el valor de corriente de descarga de ajuste de capacitancia, Iceida/ en un valor relativamente alto o si el número de celdas con un alto voltaje es relativamente grande, el número de celdas objetivo para descarga se establece en un número relativamente grande y el valor de corriente de descarga de ajuste de capacitancia, Iceidaz en un valor relativamente bajo.

En la etapa S4, un proceso para iniciar una descarga para ajustar la capacitancia se lleva a cabo por el controlador 110 general con base en el número de celdas objetivo para descarga y el valor de corriente de descarga de ajuste de capacitancia, Iceidaí que se calcularon en la etapa S3. Específicamente, el controlador 110 general determina las celdas para la descarga para ajustar la capacitancia de entre las celdas 20 que forman la batería 1 bipolar con base en el número de celdas objetivo para descarga que se calculó en la etapa S3 y la dispersión de voltaje de las celdas 20 que se calculó en la etapa S2. Incidentalmente , como el método para determinar las celdas para la descarga para ajustar la capacitancia, por ejemplo, se puede utilizar el método de establecer en orden desde la celda con un alto voltaje. Y luego, la descarga para ajustar la capacitancia se inicia por el controlador 110 general transmitiendo un comando de descarga y la información sobre el valor de corriente de descarga de ajuste de capacitancia, Icelda/ a los controladores 120 de celda correspondientes a las celdas para la descarga para ajustar la capacitancia.

Posteriormente, en la etapa S5, la detección de los voltajes de las celdas 20 que forman la batería 1 bipolar se lleva a cabo por el controlador 110 general en la misma manera que en la etapa SI anteriormente mencionada.

Luego, en la etapa S6, el controlador 110 general lleva a cabo un cálculo sobre la dispersión de voltaje de las celdas 20 que forman la batería 1 bipolar con base en las celdas 20 detectadas en la etapa S5 y un cálculo sobre la dispersión de voltaje de las celdas 20 con base en la distribución de voltaje calculada de las celdas 20. Y luego, el controlador 110 general lleva a cabo un juicio sobre si o no la dispersión de voltaje calculada está por debajo de un valor o¡2 predeterminado y si la dispersión de voltaje está por debajo del valor a predeterminado, se hace el avance a la etapa S7. Por otra parte, si la dispersión de voltaje está por arriba del valor 2 predeterminado, se hace el regreso a la etapa S5 y la descarga para ajustar la capacitancia se continúa hasta que la dispersión de voltaje alcanza un valor por debajo del valor a2 predeterminado. Incidentalmente, el valor a2 predeterminado no está restringido al valor fijado particular. Más bien, se establece en un valor capaz de juzgar que la dispersión de voltaje de las celdas 20 es suficientemente baja. Normalmente, se establece en un valor menor que el valor ai predeterminado.

Si se hace un juicio en la etapa S6 que la dispersión de voltaje está por debajo del valor a2 predeterminado, se hace el avance a la etapa S7. Se puede hacer un juicio en la etapa S7 que la dispersión de voltaje está por debajo del valor a2 predeterminado y la dispersión de voltaje de las celdas 20 ha disminuido suficientemente. Por consiguiente, un proceso para detener la descarga para ajustar la capacitancia se lleva a cabo por el controlador 110 general. Específicamente, el controlador 110 general lleva a cabo un proceso de detener la descarga para ajustar la capacitancia transmitiendo a los controladores 120 de celda un comando para detener la descarga .

En las modalidades de la presente invención, las condiciones para la descarga para ajustar la capacitancia en las celdas 20 que forman la batería 1 bipolar se establecen tomando en consideración la generación de una gradiente de voltaje en las celdas que están descargadas que es causada por la transmisión electrónica en la dirección en el plano de los colectores 131 y el incremento de voltaje en las celdas que no están descargadas al descargar para ajustar la capacitancia en las celdas 20 que forman la batería 1 bipolar. Específicamente, en las modalidades de la presente invención, al descargar para ajustar la capacitancia en las celdas 20 que forman la batería 1 bipolar, se calcula el valor de incremento de voltaje de las celdas que no están descargadas, se obtiene el valor de corriente de descarga total, I todas * para la descarga para ajustar la capacitancia de modo que dicho valor de incremento de voltaje no exceda un voltaje de límite superior predeterminado, y el número de celdas objetivo para descarga y el valor de corriente de descarga de ajuste de capacitancia, Iceidar se establecen con base en el valor de corriente de descarga total, It0dasr obtenido. Consecuentemente, de acuerdo con las modalidades de la presente invención, es posible prevenir que el voltaje exceda un voltaje de límite superior predeterminado en todas las celdas 20 que forman la batería 1 bipolar, y como consecuencia, se puede prevenir la degradación de la batería 1 bipolar. En particular, de acuerdo con las modalidades de la presente invención, la velocidad para ajustar la dispersión de voltaje causada por la descarga para ajustar la capacitancia se puede mejorar cuando es baja la posibilidad para que las celdas que no están descargadas excedan un límite superior predeterminado calculando el valor de incremento de voltaje de las celdas que no están descargadas. Por consiguiente, la dispersión de voltaje en la batería 1 bipolar puede tratarse en una fase temprana mientras que se previene al mismo tiempo la degradación de la batería 1 bipolar.

Además, de acuerdo con las modalidades de la presente invención, el número de celdas objetivo para descarga se establece de modo que el valor de incremento de voltaje de las celdas que no están descargadas no exceda un voltaje de límite superior predeterminado al descargar para ajustar la capacitancia. Consecuentemente, la descarga para ajustar la capacitancia se puede llevar a cabo para corresponder con el número de celdas con un alto voltaje cuando el número de celdas con un alto voltaje es relativamente pequeño. Como consecuencia, la dispersión de voltaje de la batería 1 bipolar puede abordarse en una fase temprana. Además, el valor de corriente de descarga de ajuste de capacitancia, ICeida/ se establece de modo que el valor de incremento de voltaje de las celdas que no están descargadas no exceda un voltaje de limite superior predeterminado al descargar para ajustar la capacitancia. Consecuentemente, la descarga para ajustar la capacitancia se puede llevar a cabo en un número de celdas comparativamente grande mientras que se previene al mismo tiempo la degradación de la batería 1 bipolar.

Las modalidades de la presente invención se explicaron anteriormente. Sin embargo, estas modalidades se proporcionaron para facilitar la comprensión de la presente invención y no se proporcionaron para restringir la presente invención. Por consiguiente, los elementos divulgados en las modalidades anteriores incluyen todos los cambios de diseño y los elementos equivalentes pertenecientes al alcance tecnológico de la presente invención.

En las modalidades anteriormente mencionadas, se mostró como un ejemplo una configuración que hace un juicio sobre si o no llevar a cabo una descarga para ajustar la capacitancia, establece las condiciones para la descarga para ajustar la capacitancia, y hace un juicio sobre si o no detener la descarga para ajustar la capacitancia con base en la dispersión de voltaje de las celdas 20 que forman la batería 1 bipolar. Sin embargo, el dispositivo se puede configurar para obtener la dispersión de capacitancia y la dispersión SOC de las celdas 20, tomar una decisión sobre si o no llevar a cabo una descarga para ajustar la capacitancia, establecer las condiciones para la descarga para ajustar la capacitancia, y hacer un juicio sobre si o no detener la descarga para ajustar la capacitancia con base en la dispersión de capacitancia y la dispersión SOC.

DESCRIPCIONES DE LOS SÍMBOLOS DE REFERENCIA 1 ... batería bipolar 10 ... laminado de electrodo 13 ... electrodo bipolar 131 ... colector 132 ... capa de material activo de electrodo positivo 133 ... capa de material activo de electrodo negativo 14 ... separador 20, 20a, 20b, 20c ... celdas 30, 30a, 30b, 30c, 30d ... terminales de descarga 100 ... dispositivo de control de batería 110 ... controlador 120 ... controlador de celda

Claims (3)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo de control de batería para ajustar una dispersión de voltaje o una dispersión de capacitancia entre las celdas que forman una batería bipolar mediante descarga para ajustar una capacitancia de las celdas que forman la batería bipolar; la batería bipolar comprende una pluralidad de celdas formadas entre pares adyacentes de colectores, cada una de las celdas que comprende una pluralidad de electrodos bipolares conectados en serie con capas de electrolito intermedias y cada uno de los electrodos bipolares que comprende un colector que tiene una capa de material activo de polo positivo formada en una superficie y una capa de material activo de polo negativo formada en la otra superficie, el dispositivo de control de batería caracterizado en que cuando se lleva a cabo una descarga para ajustar la capacitancia en una o más de las celdas de entre todas las celdas que forman la batería bipolar, se calcula un valor de incremento de voltaje de las celdas restantes que no se descargan y se determina un valor de corriente de descarga general para la descarga para ajustar la capacitancia con base en un resultado del cálculo del valor de incremento de voltaj e .

2. El dispositivo de control de batería como se describe en la reivindicación 1, el dispositivo de control de batería caracterizado en que el número de celdas a ser descargadas para ajustar la capacitancia de entre todas las celdas que forman la batería bipolar que se determina con base en el resultado del cálculo del valor de incremento de voltaje.

3. El dispositivo de control de batería como se describe en la reivindicación 1 o 2, el dispositivos de control de batería caracterizado en que el valor de corriente de descarga de las celdas a ser descargadas para ajustar la capacitancia que se determina con base en el resultado del cálculo del valor de incremento de voltaje. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Se proporciona un dispositivo de control de batería que se caracteriza por: utilizar una descarga para ajustar la capacitancia de las celdas que forman una batería bipolar y calcular el valor de incremento de voltaje de las celdas restantes que no se descargan para ajustar la capacitancia si una o más celdas, entre todas las celdas que forman la batería bipolar, se descargan para ajustar la capacitancia en un dispositivo de control de batería que controla la dispersión de voltaje o la dispersión de volumen entre las celdas que forman la batería bipolar; y establecer el valor de descarga general cuando hay una descarga para ajustar la capacitancia con base en el resultado del cálculo del valor de incremento de voltaje.