JP6701938B2 - Deterioration determination device, computer program, and deterioration determination method - Google Patents

Deterioration determination device, computer program, and deterioration determination method Download PDF

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Description

本発明は、二次電池の劣化を判定する劣化判定装置、該劣化判定装置を実現するためのコンピュータプログラム及び劣化判定方法に関する。   The present invention relates to a deterioration determination device for determining deterioration of a secondary battery, a computer program for realizing the deterioration determination device, and a deterioration determination method.

近年、HEV(Hybrid Electric Vehicle:ハイブリッド自動車)及びEV(Electric Vehicle:電気自動車)等の車両が普及しつつある。HEV及びEVは二次電池を搭載している。HEVは、二次電池に蓄えられた電力を用いてモータを駆動することにより車両を駆動し、あるいはエンジンアシストを行う。このため、HEVでは、走行に伴って、二次電池の充電と放電の切り替えが頻度に繰り返される。過放電又は過充電を行うと二次電池を劣化させることになるため、二次電池の充電量を把握しながら充放電を制御する必要がある。また、二次電池の劣化を判定するためには、二次電池の内部抵抗を正確に把握する必要がある。   In recent years, vehicles such as HEVs (Hybrid Electric Vehicles) and EVs (Electric Vehicles) are becoming popular. HEV and EV are equipped with a secondary battery. The HEV drives the motor by using the electric power stored in the secondary battery to drive the vehicle or assist the engine. Therefore, in the HEV, switching between charging and discharging of the secondary battery is repeated frequently as the vehicle travels. Since over-discharging or over-charging deteriorates the secondary battery, it is necessary to control charging/discharging while grasping the charge amount of the secondary battery. Further, in order to determine the deterioration of the secondary battery, it is necessary to accurately grasp the internal resistance of the secondary battery.

例えば、二次電池の充放電電流の大きさが所定範囲内の状態で所定時間以上継続したと判定すると、二次電池の充電から放電又は放電から充電への切り替わりが検出されてから経過した時間に基づいて二次電池の内部抵抗を推定する内部抵抗推定装置が開示されている(特許文献1参照)。   For example, if it is determined that the magnitude of the charge/discharge current of the secondary battery has continued for a predetermined time or longer in a state of being within a predetermined range, the time elapsed from the detection of switching from charging to discharging or discharging to charging of the secondary battery. There is disclosed an internal resistance estimation device that estimates the internal resistance of a secondary battery based on the above (see Patent Document 1).

特開2008−89447号公報JP, 2008-89447, A

しかし、特許文献1に開示された内部抵抗推定装置による内部抵抗値は、二次電池の温度、SOC(充電率)及び経年変化により変動するため、二次電池の内部抵抗を求めるだけでは、二次電池の劣化を判定することができない。   However, the internal resistance value obtained by the internal resistance estimation device disclosed in Patent Document 1 varies depending on the temperature of the secondary battery, SOC (charging rate), and secular change. The deterioration of the secondary battery cannot be determined.

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、二次電池の劣化を判定することができる劣化判定装置、該劣化判定装置を実現するためのコンピュータプログラム及び劣化判定方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a deterioration determination device capable of determining deterioration of a secondary battery, a computer program for realizing the deterioration determination device, and a deterioration determination method. With the goal.

本発明の実施の形態に係る劣化判定装置は、二次電池の劣化を判定する劣化判定装置であって、二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、該電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切り替えの有無を判定する切替判定部と、該切替判定部で充放電の切り替え有りと判定した場合、前記電圧取得部で取得した電圧及び前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の第1内部抵抗を算出する第1抵抗算出部と、前記電圧取得部で取得した電圧、前記電流取得部で取得した電流及び前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2内部抵抗を算出する第2抵抗算出部と、前記第1抵抗算出部で算出した第1内部抵抗及び前記第2抵抗算出部で算出した第2内部抵抗に基づいて前記二次電池の劣化の有無を判定する劣化判定部とを備える。   A deterioration determination device according to an embodiment of the present invention is a deterioration determination device that determines deterioration of a secondary battery, and acquires a voltage acquisition unit that acquires a voltage of the secondary battery and a current of the secondary battery. A current acquisition unit, a switching determination unit that determines whether charging or discharging of the secondary battery is switched based on the current acquired by the current acquisition unit, and if it is determined that charging or discharging is switched by the switching determination unit, A first resistance calculation unit that calculates the first internal resistance of the secondary battery based on the voltage acquired by the voltage acquisition unit and the current acquired by the current acquisition unit, and the voltage acquired by the voltage acquisition unit and the current A second resistance calculation unit that calculates a second internal resistance of the secondary battery based on the current acquired by the acquisition unit and an equivalent circuit model of the secondary battery; and a first internal resistance calculated by the first resistance calculation unit. And a deterioration determination unit that determines whether or not the secondary battery is deteriorated based on the second internal resistance calculated by the second resistance calculation unit.

本発明の実施の形態に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、二次電池の劣化を判定させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータを、二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切り替えの有無を判定する切替判定部と、充放電の切り替え有りと判定した場合、取得した電圧及び電流に基づいて前記二次電池の第1内部抵抗を算出する第1抵抗算出部と、取得した電圧及び電流並びに前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2内部抵抗を算出する第2抵抗算出部と、算出した第1内部抵抗及び第2内部抵抗に基づいて前記二次電池の劣化の有無を判定する劣化判定部として機能させる。   A computer program according to an embodiment of the present invention is a computer program for causing a computer to determine deterioration of a secondary battery, the computer program including: a voltage acquisition unit that acquires a voltage of the secondary battery; A current acquisition unit that acquires the current of the battery, a switching determination unit that determines whether charging or discharging of the secondary battery is switched based on the acquired current, and if it is determined that charging or discharging is switched, the acquired voltage and A first resistance calculator that calculates a first internal resistance of the secondary battery based on a current, and a second internal resistance of the secondary battery based on the acquired voltage and current and an equivalent circuit model of the secondary battery. A second resistance calculation unit that calculates and a deterioration determination unit that determines the presence or absence of deterioration of the secondary battery based on the calculated first internal resistance and second internal resistance.

本発明の実施の形態に係る劣化判定方法は、二次電池の劣化を判定する劣化判定方法であって、二次電池の電圧を電圧取得部が取得し、前記二次電池の電流を電流取得部が取得し、取得された電流に基づいて前記二次電池の充放電の切り替えの有無を切替判定部が判定し、充放電の切り替え有りと判定された場合、取得された電圧及び電流に基づいて前記二次電池の第1内部抵抗を第1抵抗算出部が算出し、取得された電圧及び電流並びに前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2内部抵抗を第2抵抗算出部が算出し、算出された第1内部抵抗及び第2内部抵抗に基づいて前記二次電池の劣化の有無を劣化判定部が判定する。   A deterioration determination method according to an embodiment of the present invention is a deterioration determination method for determining deterioration of a secondary battery, in which a voltage acquisition unit acquires a voltage of the secondary battery and acquires a current of the secondary battery as a current. Obtained by the unit, the switching determination unit determines the presence/absence of charge/discharge switching of the secondary battery based on the obtained current, and if it is determined that there is charge/discharge switching, based on the obtained voltage and current. The first internal resistance of the secondary battery is calculated by the first resistance calculation unit, and the second internal resistance of the secondary battery is set to the second internal resistance based on the acquired voltage and current and the equivalent circuit model of the secondary battery. The deterioration determination unit determines whether the secondary battery is deteriorated based on the first internal resistance and the second internal resistance calculated by the resistance calculation unit.

本発明によれば、二次電池の劣化を判定することができる。   According to the present invention, it is possible to determine the deterioration of the secondary battery.

本実施の形態の劣化判定装置としての電池監視装置を搭載した車両の要部の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of composition of an important section of a vehicle carrying a battery monitoring device as a deterioration judging device of this embodiment. 本実施の形態の劣化判定装置としての電池監視装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the battery monitoring apparatus as a deterioration determination apparatus of this Embodiment. 本実施の形態の二次電池ユニットのインピーダンススペクトルの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the impedance spectrum of the secondary battery unit of this Embodiment. 本実施の形態の二次電池ユニットの等価回路モデルの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the equivalent circuit model of the secondary battery unit of this Embodiment. 本実施の形態の二次電池ユニットの等価回路モデルのパラメータに関する関連情報の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the relevant information regarding the parameter of the equivalent circuit model of the secondary battery unit of this Embodiment. 本実施の形態の二次電池ユニットの新品時の内部抵抗の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the internal resistance at the time of the new article of the secondary battery unit of this Embodiment. 本実施の形態の二次電池ユニットの劣化時の内部抵抗の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the internal resistance at the time of the deterioration of the secondary battery unit of this Embodiment. 本実施の形態の二次電池ユニットの新品時の第2内部抵抗に対する第1内部抵抗の比率の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the ratio of the 1st internal resistance with respect to the 2nd internal resistance at the time of a new article of the secondary battery unit of this Embodiment. 本実施の形態の二次電池ユニットの劣化時の第2内部抵抗に対する第1内部抵抗の比率の第1例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 1st example of the ratio of the 1st internal resistance with respect to the 2nd internal resistance at the time of the deterioration of the secondary battery unit of this Embodiment. 本実施の形態の二次電池ユニットの劣化時の第2内部抵抗に対する第1内部抵抗の比率の第2例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 2nd example of the ratio of the 1st internal resistance with respect to the 2nd internal resistance at the time of the deterioration of the secondary battery unit of this Embodiment. 本実施の形態の電池監視装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of the processing procedure of the battery monitoring device of this embodiment. 本実施の形態の電池監視装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of the processing procedure of the battery monitoring device of this embodiment. 本実施の形態の電池監視装置の内部抵抗Rec算出処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of the internal resistance Rec calculation processing procedure of the battery monitoring device of this embodiment. 本実施の形態の電池監視装置の内部抵抗Rzx算出処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of an internal resistance Rzx calculation processing procedure of the battery monitoring device of this embodiment.

[本願発明の実施形態の説明]
本発明の実施の形態に係る劣化判定装置は、二次電池の劣化を判定する劣化判定装置であって、二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、該電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切り替えの有無を判定する切替判定部と、該切替判定部で充放電の切り替え有りと判定した場合、前記電圧取得部で取得した電圧及び前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の第1内部抵抗を算出する第1抵抗算出部と、前記電圧取得部で取得した電圧、前記電流取得部で取得した電流及び前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2内部抵抗を算出する第2抵抗算出部と、前記第1抵抗算出部で算出した第1内部抵抗及び前記第2抵抗算出部で算出した第2内部抵抗に基づいて前記二次電池の劣化の有無を判定する劣化判定部とを備える。
[Description of Embodiments of the Present Invention]
A deterioration determination device according to an embodiment of the present invention is a deterioration determination device that determines deterioration of a secondary battery, and acquires a voltage acquisition unit that acquires a voltage of the secondary battery and a current of the secondary battery. A current acquisition unit, a switching determination unit that determines whether charging or discharging of the secondary battery is switched based on the current acquired by the current acquisition unit, and if it is determined that charging or discharging is switched by the switching determination unit, A first resistance calculation unit that calculates the first internal resistance of the secondary battery based on the voltage acquired by the voltage acquisition unit and the current acquired by the current acquisition unit, and the voltage acquired by the voltage acquisition unit and the current A second resistance calculation unit that calculates a second internal resistance of the secondary battery based on the current acquired by the acquisition unit and an equivalent circuit model of the secondary battery; and a first internal resistance calculated by the first resistance calculation unit. And a deterioration determination unit that determines whether or not the secondary battery is deteriorated based on the second internal resistance calculated by the second resistance calculation unit.

本発明の実施の形態に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、二次電池の劣化を判定させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータを、二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切り替えの有無を判定する切替判定部と、充放電の切り替え有りと判定した場合、取得した電圧及び電流に基づいて前記二次電池の第1内部抵抗を算出する第1抵抗算出部と、取得した電圧及び電流並びに前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2内部抵抗を算出する第2抵抗算出部と、算出した第1内部抵抗及び第2内部抵抗に基づいて前記二次電池の劣化の有無を判定する劣化判定部として機能させる。   A computer program according to an embodiment of the present invention is a computer program for causing a computer to determine deterioration of a secondary battery, the computer program including: a voltage acquisition unit that acquires a voltage of the secondary battery; A current acquisition unit that acquires the current of the battery, a switching determination unit that determines whether charging or discharging of the secondary battery is switched based on the acquired current, and if it is determined that charging or discharging is switched, the acquired voltage and A first resistance calculator that calculates a first internal resistance of the secondary battery based on a current, and a second internal resistance of the secondary battery based on the acquired voltage and current and an equivalent circuit model of the secondary battery. A second resistance calculation unit that calculates and a deterioration determination unit that determines the presence or absence of deterioration of the secondary battery based on the calculated first internal resistance and second internal resistance.

本発明の実施の形態に係る劣化判定方法は、二次電池の劣化を判定する劣化判定方法であって、二次電池の電圧を電圧取得部が取得し、前記二次電池の電流を電流取得部が取得し、取得された電流に基づいて前記二次電池の充放電の切り替えの有無を切替判定部が判定し、充放電の切り替え有りと判定された場合、取得された電圧及び電流に基づいて前記二次電池の第1内部抵抗を第1抵抗算出部が算出し、取得された電圧及び電流並びに前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2内部抵抗を第2抵抗算出部が算出し、算出された第1内部抵抗及び第2内部抵抗に基づいて前記二次電池の劣化の有無を劣化判定部が判定する。   A deterioration determination method according to an embodiment of the present invention is a deterioration determination method for determining deterioration of a secondary battery, in which a voltage acquisition unit acquires a voltage of the secondary battery and acquires a current of the secondary battery as a current. Obtained by the unit, the switching determination unit determines the presence or absence of charge/discharge switching of the secondary battery based on the obtained current, and if it is determined that there is charge/discharge switching, based on the obtained voltage and current. The first internal resistance of the secondary battery is calculated by the first resistance calculation unit, and the second internal resistance of the secondary battery is set to the second internal resistance based on the acquired voltage and current and the equivalent circuit model of the secondary battery. The deterioration determination unit determines whether the secondary battery is deteriorated based on the first internal resistance and the second internal resistance calculated by the resistance calculation unit.

電圧取得部は二次電池の電圧を取得し、電流取得部は二次電池の電流(充電電流又は放電電流)を取得する。切替判定部は、電流取得部で取得した電流に基づいて二次電池の充放電の切り替えの有無を判定する。例えば、充電又は放電の一方を正と定めておき、電流が正から負又は0になった場合、電流が0から正又は負になった場合、あるいは電流が負から正又は0になった場合、充放電の切り替えが有ったと判定することができる。   The voltage acquisition unit acquires the voltage of the secondary battery, and the current acquisition unit acquires the current (charge current or discharge current) of the secondary battery. The switching determination unit determines whether charging/discharging of the secondary battery is switched based on the current acquired by the current acquisition unit. For example, if one of charge or discharge is defined as positive and the current changes from positive to negative or 0, the current changes from 0 to positive or negative, or the current changes from negative to positive or 0. It can be determined that the charge/discharge has been switched.

第1抵抗算出部は、切替判定部で充放電の切り替え有りと判定した場合、取得した電圧及び電流に基づいて二次電池の第1内部抵抗を算出する。充電から放電、あるいは放電から充電に切り替わると、二次電池の内部抵抗(例えば、電解液バルクの抵抗、電荷移動抵抗、拡散抵抗などを含む)のうち、例えば、拡散抵抗及び電荷移動抵抗は一旦リセットされる。そこで、充放電の切り替えありと判定した場合、電圧Vc、電流Icを取得することにより、二次電池の第1内部抵抗を算出することができる。第1内部抵抗をRzxとも表す。   The first resistance calculation unit calculates the first internal resistance of the secondary battery based on the acquired voltage and current when the switching determination unit determines that charging/discharging is switched. When switching from charging to discharging or from discharging to charging, of the internal resistance of the secondary battery (including, for example, the resistance of the electrolyte bulk, the charge transfer resistance, and the diffusion resistance), for example, the diffusion resistance and the charge transfer resistance are Will be reset. Therefore, when it is determined that charging/discharging is switched, the first internal resistance of the secondary battery can be calculated by acquiring the voltage Vc and the current Ic. The first internal resistance is also represented as Rzx.

第2抵抗算出部は、取得した電圧及び電流並びに二次電池の等価回路モデルに基づいて二次電池の第2内部抵抗を算出する。等価回路モデルは、二次電池のインピーダンスを表す等価回路であり、例えば、開放電圧OCVを有する電圧源、抵抗、抵抗とキャパシタとの並列回路などの組み合わせで構成されるインピーダンスで表すことができる。第2内部抵抗の算出は、例えば、二次電池の等価回路モデル及び二次電池の電流に基づいて等価回路モデルでの電圧(過電圧とも称する)を求め、過電圧のリアクタンス成分を除いた損失成分と電流とに基づいて算出することができる。第2内部抵抗をRecとも表す。   The second resistance calculation unit calculates the second internal resistance of the secondary battery based on the acquired voltage and current and the equivalent circuit model of the secondary battery. The equivalent circuit model is an equivalent circuit that represents the impedance of the secondary battery, and can be represented by, for example, an impedance configured by a combination of a voltage source having an open circuit voltage OCV, a resistor, and a parallel circuit of a resistor and a capacitor. The second internal resistance is calculated, for example, by obtaining a voltage (also referred to as an overvoltage) in the equivalent circuit model based on the equivalent circuit model of the secondary battery and the current of the secondary battery, and calculating the loss component excluding the reactance component of the overvoltage. It can be calculated based on the current. The second internal resistance is also represented as Rec.

劣化判定部は、算出した第1内部抵抗及び第2内部抵抗に基づいて二次電池の劣化の有無を判定する。第2内部抵抗は、二次電池の温度及びSOC(State Of Charge:充電率)に応じて変化する。一方、第1内部抵抗は、二次電池の劣化、温度及びSOCに応じて変化する。そこで、算出した第1内部抵抗及び第2内部抵抗に基づいて、二次電池の温度変化及びSOC変化を相殺するようにすれば、二次電池の劣化を判定することができる。   The deterioration determination unit determines whether the secondary battery is deteriorated based on the calculated first internal resistance and second internal resistance. The second internal resistance changes according to the temperature of the secondary battery and SOC (State Of Charge). On the other hand, the first internal resistance changes according to deterioration of the secondary battery, temperature, and SOC. Therefore, if the temperature change and the SOC change of the secondary battery are offset based on the calculated first internal resistance and second internal resistance, it is possible to determine the deterioration of the secondary battery.

本発明の実施の形態に係る劣化判定装置は、前記第2内部抵抗に対する前記第1内部抵抗の比率を算出する比率算出部を備え、前記劣化判定部は、前記比率算出部で算出した比率の大小に基づいて前記二次電池の劣化の有無を判定する。   A deterioration determination device according to an embodiment of the present invention includes a ratio calculation unit that calculates a ratio of the first internal resistance to the second internal resistance, and the deterioration determination unit is configured to calculate the ratio calculated by the ratio calculation unit. Whether the secondary battery has deteriorated is determined based on the size.

比率算出部は、第2内部抵抗に対する第1内部抵抗の比率を算出する。例えば、第1内部抵抗をRzxとし、第2内部抵抗をRecとすると、比率は、Rzx/Recで表すことができる。   The ratio calculator calculates the ratio of the first internal resistance to the second internal resistance. For example, when the first internal resistance is Rzx and the second internal resistance is Rec, the ratio can be represented by Rzx/Rec.

劣化判定部は、比率算出部で算出した比率の大小に基づいて二次電池の劣化の有無を判定する。二次電池が新品である場合、第1内部抵抗Rzxと、第2内部抵抗Recとは、同程度の値となり、比率は1又は1近傍の値となる。一方、二次電池が劣化すると、第2内部抵抗Recは変化がほとんどない傾向を示すのに対し、第1内部抵抗Rzxは徐々に増加する傾向を示す。そこで、比率が大きくなるのに応じて、二次電池の劣化が進行していることが分かる。   The deterioration determination unit determines whether or not the secondary battery has deteriorated based on the magnitude of the ratio calculated by the ratio calculation unit. When the secondary battery is new, the first internal resistance Rzx and the second internal resistance Rec have approximately the same value, and the ratio is 1 or a value in the vicinity of 1. On the other hand, when the secondary battery deteriorates, the second internal resistance Rec tends to hardly change, while the first internal resistance Rzx tends to gradually increase. Therefore, it can be seen that the deterioration of the secondary battery progresses as the ratio increases.

本発明の実施の形態に係る劣化判定装置は、前記劣化判定部は、前記比率算出部で算出した比率が複数の異なる閾値のいずれかの閾値以上であるか否かに応じて、前記二次電池の劣化状態を複数段階で判定する。   The deterioration determination device according to the embodiment of the present invention is configured such that the deterioration determination unit determines whether the ratio calculated by the ratio calculation unit is equal to or greater than a threshold value of one of a plurality of different threshold values. The deterioration state of the battery is judged in multiple stages.

劣化判定部は、比率算出部で算出した比率が複数の異なる閾値のいずれかの閾値以上であるか否かに応じて、二次電池の劣化状態を複数段階で判定する。例えば、閾値Th1、閾値Th2(>Th1)を設ける。算出した比率が閾値Th2以上の場合には、二次電池が異常状態であると判定する。また、比率が閾値Th1以上であって閾値Th2未満である場合には、異常状態には至らないものの、将来異常状態となるような警告状態であると判定する。上述の構成により、二次電池が単に正常であるか否かというレベルよりもさらに詳細に劣化状態を区分して判定することができる。   The deterioration determination unit determines the deterioration state of the secondary battery in a plurality of stages depending on whether or not the ratio calculated by the ratio calculation unit is equal to or more than one of a plurality of different thresholds. For example, thresholds Th1 and Th2 (>Th1) are provided. When the calculated ratio is greater than or equal to the threshold Th2, it is determined that the secondary battery is in an abnormal state. If the ratio is greater than or equal to the threshold value Th1 and less than the threshold value Th2, it is determined that the warning state does not lead to an abnormal state, but may be an abnormal state in the future. With the above-described configuration, the deterioration state can be classified and determined in more detail than the level indicating whether or not the secondary battery is simply normal.

本発明の実施の形態に係る劣化判定装置は、前記比率算出部は、繰り返し比率を算出し、前記劣化判定部は、前記比率算出部で算出した比率が前記いずれかの閾値以上となった回数が所定回数以上である場合、前記二次電池が前記閾値に対応する劣化状態であると判定する。   In the deterioration determination device according to the embodiment of the present invention, the ratio calculation unit calculates a repetition ratio, and the deterioration determination unit determines the number of times the ratio calculated by the ratio calculation unit is equal to or more than the threshold value. Is a predetermined number of times or more, it is determined that the secondary battery is in a deterioration state corresponding to the threshold value.

比率算出部は、繰り返し比率を算出する。劣化判定部は、比率算出部で算出した比率がいずれかの閾値以上となった回数が所定回数以上である場合、二次電池が当該閾値に対応する劣化状態であると判定する。所定回数は、例えば、10などとすることができるが、これに限定されない。   The ratio calculation unit calculates the repetition ratio. The deterioration determination unit determines that the secondary battery is in a deterioration state corresponding to the threshold when the number of times the ratio calculated by the ratio calculation unit is equal to or larger than any threshold is a predetermined number or more. The predetermined number of times can be set to 10, for example, but is not limited to this.

二次電池の劣化状態が進行する場合、比率の変化は比較的緩やかである。つまり、比率が閾値以上となる回数が少ない場合には、二次電池の劣化を正確に見極めることができない。そこで、比率が閾値以上となる回数が所定回数以上の場合に、当該閾値に対応する劣化状態にあると判定することにより、二次電池の劣化状態を精度よく判定することができる。   When the deterioration state of the secondary battery progresses, the change in the ratio is relatively gradual. That is, when the number of times the ratio is equal to or greater than the threshold is small, it is not possible to accurately determine the deterioration of the secondary battery. Therefore, when the number of times the ratio is equal to or greater than the threshold is equal to or greater than the predetermined number, it is possible to accurately determine the deterioration state of the secondary battery by determining that the deterioration state corresponds to the threshold.

本発明の実施の形態に係る劣化判定装置は、前記等価回路モデルのパラメータ及び前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の過電圧を算出する過電圧算出部を備え、前記第2抵抗算出部は、前記過電圧算出部で算出した過電圧及び前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の第2内部抵抗を算出する。   A deterioration determination device according to an embodiment of the present invention includes an overvoltage calculation unit that calculates an overvoltage of the secondary battery based on a parameter of the equivalent circuit model and a current acquired by the current acquisition unit, and the second resistance. The calculator calculates the second internal resistance of the secondary battery based on the overvoltage calculated by the overvoltage calculator and the current acquired by the current acquirer.

過電圧算出部は、等価回路モデルのパラメータ(抵抗、キャパシタ及びOCV)及び取得した電流に基づいて二次電池の過電圧を算出する。過電圧は、端子電圧とOCVとの差であり、OCVが二次電池の端子電圧の静的な状態を表すのに対し、過電圧は二次電池の端子電圧の動的な状態を表す。過電圧は、等価回路モデルで表される二次電池のインピーダンス及び電流に基づいて算出することができる。   The overvoltage calculation unit calculates the overvoltage of the secondary battery based on the parameters (resistance, capacitor and OCV) of the equivalent circuit model and the acquired current. Overvoltage is the difference between the terminal voltage and OCV, and OCV represents the static state of the terminal voltage of the secondary battery, while overvoltage represents the dynamic state of the terminal voltage of the secondary battery. The overvoltage can be calculated based on the impedance and current of the secondary battery represented by the equivalent circuit model.

第2抵抗算出部は、過電圧算出部で算出した過電圧及び取得した電流に基づいて二次電池の第2内部抵抗を算出する。第2内部抵抗は、二次電池のインピーダンスの抵抗成分である。例えば、過電圧をVe、電流をIcとすると、第2内部抵抗Recは、Rec=Ve/Icという式で算出することができる。これにより、二次電池の劣化に影響されない内部抵抗を算出することができる。   The second resistance calculation unit calculates the second internal resistance of the secondary battery based on the overvoltage calculated by the overvoltage calculation unit and the acquired current. The second internal resistance is a resistance component of the impedance of the secondary battery. For example, when the overvoltage is Ve and the current is Ic, the second internal resistance Rec can be calculated by the formula Rec=Ve/Ic. Thereby, the internal resistance that is not affected by the deterioration of the secondary battery can be calculated.

本発明の実施の形態に係る劣化判定装置は、前記二次電池の温度及び充電率それぞれと前記パラメータとを関連付けた関連情報を記憶する記憶部と、前記二次電池の温度を取得する温度取得部と、前記二次電池の充電率を算出する充電率算出部と、前記温度取得部で取得した温度、前記充電率算出部で算出した充電率及び前記記憶部に記憶した関連情報に基づいて前記パラメータを補正する補正部とを備え、前記過電圧算出部は、前記補正部で補正したパラメータに基づいて前記二次電池の過電圧を算出する。   A deterioration determination device according to an embodiment of the present invention includes a storage unit that stores related information that associates each of the temperature and the charging rate of the secondary battery with the parameter, and a temperature acquisition unit that acquires the temperature of the secondary battery. Section, a charging rate calculating section for calculating the charging rate of the secondary battery, a temperature acquired by the temperature acquiring section, a charging rate calculated by the charging rate calculating section, and related information stored in the storage section. The overvoltage calculation unit calculates the overvoltage of the secondary battery based on the parameter corrected by the correction unit.

記憶部は、二次電池の温度及び充電率それぞれと等価回路モデルのパラメータとを関連付けた関連情報を記憶する。関連情報は、例えば、ある温度における各パラメータとSOCとの関係を示す情報を、複数の異なる温度に対応させたものとすることができる。   The storage unit stores the related information in which the temperature and the charging rate of the secondary battery are associated with the parameters of the equivalent circuit model. As the related information, for example, information indicating the relationship between each parameter and SOC at a certain temperature can be associated with a plurality of different temperatures.

温度取得部は、二次電池の温度を取得する。充電率算出部は、二次電池の充電率を算出する。充電率は、例えば、電流取得部で取得した電流を積算して算出することができる。すなわち、直近に求めた充電率をSOCinとすると、充電率SOCは、SOC=SOCin±{ΣIbi×Δt(i=1、2、…)/満充電容量FCC}という式で算出することができる。ここで、Ibiはサンプリングの都度、取得した電流値であり、Δtはサンプリング間隔である。符号±は、充放電の別を示す。   The temperature acquisition unit acquires the temperature of the secondary battery. The charging rate calculation unit calculates the charging rate of the secondary battery. The charging rate can be calculated, for example, by integrating the currents acquired by the current acquisition unit. That is, when the most recently obtained charging rate is SOCin, the charging rate SOC can be calculated by the equation SOC=SOCin±{ΣIbi×Δt (i=1, 2,... )/Full charge capacity FCC}. Here, Ibi is the current value acquired at each sampling, and Δt is the sampling interval. The symbol ± indicates whether charging or discharging is performed.

補正部は、取得した温度、充電率算出部で算出した充電率及び記憶部に記憶した関連情報に基づいてパラメータを補正する。過電圧算出部は、補正部で補正したパラメータに基づいて二次電池の過電圧を算出する。これにより、温度及び充電率に起因する一時的な劣化の影響を除外することができ、劣化状態に影響されない内部抵抗の基準値として使用することができ、恒久的な劣化状態の判定を行うことができる。   The correction unit corrects the parameter based on the acquired temperature, the charging rate calculated by the charging rate calculation unit, and the related information stored in the storage unit. The overvoltage calculation unit calculates the overvoltage of the secondary battery based on the parameters corrected by the correction unit. As a result, the effect of temporary deterioration due to temperature and charge rate can be excluded, it can be used as a reference value for internal resistance that is not affected by the deterioration state, and a permanent deterioration state can be determined. You can

本発明の実施の形態に係る劣化判定装置は、前記切替判定部で充放電の切り替え有りと判定した場合、前記過電圧を算出する際に生じる前記等価回路モデル内の演算状態を初期化する初期化部を備える。   The deterioration determination device according to the embodiment of the present invention, when the switching determination unit determines that there is charge/discharge switching, initialization for initializing a calculation state in the equivalent circuit model that occurs when the overvoltage is calculated. Section.

初期化部は、切替判定部で充放電の切り替え有りと判定した場合、過電圧を算出する際に生じる等価回路モデル内の演算状態を初期化する。過電圧を算出する過程において、等価回路モデル内の各パラメータには、電流によって電圧が生じる。例えば、等価回路モデル内のキャパシタには、電流によって電荷が蓄積される。そして、過電圧を算出する都度、電流による電荷がキャパシタに蓄積され、充放電履歴として残る。演算状態を初期化するとは、キャパシタの電荷を0にすることを意味する。   When the switching determination unit determines that charging/discharging is switched, the initialization unit initializes a calculation state in the equivalent circuit model generated when the overvoltage is calculated. In the process of calculating the overvoltage, a voltage is generated by the current in each parameter in the equivalent circuit model. For example, electric charge is accumulated in the capacitor in the equivalent circuit model due to the current. Then, every time the overvoltage is calculated, the electric charge due to the current is accumulated in the capacitor and remains as a charge/discharge history. Initializing the operation state means making the charge of the capacitor zero.

第1内部抵抗Rzxを算出する場合も、充放電の切り替えが有ることを条件として、例えば、拡散抵抗及び電荷移動抵抗が一旦リセットされるようにしている。第2内部抵抗Recを算出する場合も、充放電の切り替えが有ることを条件として、等価回路モデル内の演算状態を初期化することにより、第1内部抵抗Rzxの算出条件に合わせる(又は近づける)ことができ、比率を精度よく求めることができるので、劣化状態を精度よく判定することができる。   Also in the case of calculating the first internal resistance Rzx, for example, the diffusion resistance and the charge transfer resistance are once reset on condition that the charge/discharge is switched. Also in the case of calculating the second internal resistance Rec, the calculation state in the equivalent circuit model is initialized under the condition that charging/discharging is switched to match (or approach) the calculation condition of the first internal resistance Rzx. Since it is possible to obtain the ratio with high accuracy, it is possible to accurately determine the deterioration state.

本発明の実施の形態に係る劣化判定装置は、前記二次電池のインピーダンススペクトルにて、所定のイオンの拡散過程に起因する拡散インピーダンスが前記二次電池のインピーダンスに寄与する境界周波数域に基づいて待機時間を特定する特定部を備え、前記第1抵抗算出部は、前記切替判定部で充放電の切り替え有りと判定した場合、前記特定部で特定した待機時間後に前記電圧取得部で取得した電圧及び前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の第1内部抵抗を算出する。   Deterioration determination device according to an embodiment of the present invention, in the impedance spectrum of the secondary battery, based on the boundary frequency range in which the diffusion impedance due to the diffusion process of predetermined ions contributes to the impedance of the secondary battery. When the switching determination unit determines that there is charge/discharge switching, the first resistance calculation unit includes a specifying unit that specifies a standby time, and the voltage acquired by the voltage acquisition unit after the standby time specified by the specifying unit. And a first internal resistance of the secondary battery based on the current acquired by the current acquisition unit.

特定部は、二次電池のインピーダンススペクトルにて、所定のイオンの拡散過程に起因する拡散インピーダンスが二次電池のインピーダンスに寄与する境界周波数域に基づいて待機時間を特定する。インピーダンススペクトルは、コールコール(Cole-Cole)プロット又はナイキストプロットとも称し、交流インピーダンス法を用いて二次電池のインピーダンスを複数の周波数で測定した値をプロットしたものである。   The specifying unit specifies the standby time in the impedance spectrum of the secondary battery based on the boundary frequency range in which the diffusion impedance resulting from the diffusion process of a predetermined ion contributes to the impedance of the secondary battery. The impedance spectrum is also referred to as a Cole-Cole plot or a Nyquist plot, and is a plot of values obtained by measuring the impedance of the secondary battery at a plurality of frequencies using the AC impedance method.

二次電池の内部抵抗は、電解液バルクの抵抗Rs及び界面電荷移動抵抗Rcが主要部分を占める。一方、交流インピーダンス法での周波数を高周波数から低周波数へ変化させた場合、ある周波数域(境界周波数域と称する)で、拡散インピーダンスZwが増加し、二次電池の内部抵抗も増加する(二次電池のインピーダンスに寄与する)。そこで、拡散インピーダンスZwが増加する前のタイミングで二次電池の内部抵抗(後述の第1内部抵抗)を求める。交流インピーダンス法での周波数fと、直流を通電してから測定するまでの待機時間Tとの間には、T=1/(2×f)という関係、すなわち待機時間Tは、例えば、周波数fの2倍の逆数という関係から特定することができる。例えば、周波数fが5Hzの場合、待機時間Tは0.1秒となる。なお、待機時間Tを周波数fの2倍の逆数とするのは一例であって、例えば、待機時間Tを周波数fの4倍の逆数としてもよい。   The internal resistance of the secondary battery is dominated by the resistance Rs of the electrolyte bulk and the interface charge transfer resistance Rc. On the other hand, when the frequency in the AC impedance method is changed from a high frequency to a low frequency, the diffusion impedance Zw increases and the internal resistance of the secondary battery also increases in a certain frequency range (referred to as a boundary frequency range) (two. Contributes to the impedance of the secondary battery). Therefore, the internal resistance (first internal resistance described later) of the secondary battery is obtained at the timing before the diffusion impedance Zw increases. The relationship of T=1/(2×f), that is, the waiting time T is, for example, the frequency f in the frequency impedance f It can be specified from the relationship of the reciprocal of twice. For example, when the frequency f is 5 Hz, the waiting time T is 0.1 seconds. Note that the waiting time T is set to the reciprocal of twice the frequency f, which is just an example.

第1抵抗算出部は、切替判定部で充放電の切り替え有りと判定した場合、特定部で特定した待機時間後に電圧取得部で取得した電圧及び電流取得部で取得した電流に基づいて二次電池の第1内部抵抗を算出する。充電から放電、あるいは放電から充電に切り替わると、二次電池の内部抵抗のうち、例えば、拡散抵抗(拡散インピーダンス)及び電荷移動抵抗は一旦リセットされ、通電時間に応じて内部抵抗が増加し始める。そこで、充放電の切り替えありと判定した場合、待機時間T後の電圧Vc、電流Icを取得することにより、二次電池の第1内部抵抗を算出することができる。これにより、充放電の切り替え後、短時間(例えば、0.1秒程度)で第1内部抵抗を求めることができるので、充放電が頻繁に繰り返される場合でも充電又は放電の切り替わり後比較的短時間で二次電池の第1内部抵抗を精度よく算出することができる。   When the switching determination unit determines that charging/discharging is switched, the first resistance calculation unit recharges the secondary battery based on the voltage acquired by the voltage acquisition unit and the current acquired by the current acquisition unit after the standby time specified by the specification unit. The first internal resistance of is calculated. When the charging is switched to the discharging or the discharging is switched to the charging, among the internal resistances of the secondary battery, for example, the diffusion resistance (diffusion impedance) and the charge transfer resistance are once reset, and the internal resistance starts to increase according to the energization time. Therefore, when it is determined that charging/discharging is switched, the first internal resistance of the secondary battery can be calculated by acquiring the voltage Vc and the current Ic after the waiting time T. With this, the first internal resistance can be obtained in a short time (for example, about 0.1 seconds) after switching between charging and discharging, and thus even when charging and discharging are frequently repeated, it is relatively short after switching between charging and discharging. The first internal resistance of the secondary battery can be calculated accurately with time.

[本願発明の実施形態の詳細]
以下、本発明に係る劣化判定装置の実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図1は本実施の形態の劣化判定装置としての電池監視装置100を搭載した車両の要部の構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように、車両は、電池監視装置100の他に、二次電池ユニット50、リレー61、63、発電機(ALT)62、スタータモータ(ST)64、電池65、電気負荷66などを備える。
[Details of Embodiment of Present Invention]
Hereinafter, an embodiment of a deterioration determination device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an example of a configuration of a main part of a vehicle equipped with a battery monitoring device 100 as a deterioration determining device of the present embodiment. As shown in FIG. 1, in addition to the battery monitoring device 100, the vehicle includes a secondary battery unit 50, relays 61 and 63, a generator (ALT) 62, a starter motor (ST) 64, a battery 65, an electric load 66, and the like. Equipped with.

二次電池ユニット50は、例えば、リチウムイオン電池であり、複数のセル51が直列又は直並列に接続されている。二次電池ユニット50は、電圧センサ52、電流センサ53、温度センサ54を備える。電圧センサ52は、各セル51の電圧及び二次電池ユニット50の端子電圧を検出し、電圧検出線50aを介して検出した電圧を電池監視装置100へ出力する。電流センサ53は、例えば、シャント抵抗又はホールセンサ等で構成され、二次電池の充電電流及び放電電流を検出する。電流センサ53は、電流検出線50bを介して検出した電流を電池監視装置100へ出力する。温度センサ54は、例えば、サーミスタで構成され、セル51の温度を検出する。温度センサ54は、温度検出線50cを介して検出した温度を電池監視装置100へ出力する。   The secondary battery unit 50 is, for example, a lithium ion battery, and a plurality of cells 51 are connected in series or series/parallel. The secondary battery unit 50 includes a voltage sensor 52, a current sensor 53, and a temperature sensor 54. The voltage sensor 52 detects the voltage of each cell 51 and the terminal voltage of the secondary battery unit 50, and outputs the detected voltage via the voltage detection line 50a to the battery monitoring device 100. The current sensor 53 is composed of, for example, a shunt resistor or a Hall sensor, and detects the charging current and the discharging current of the secondary battery. The current sensor 53 outputs the current detected through the current detection line 50b to the battery monitoring device 100. The temperature sensor 54 is composed of, for example, a thermistor, and detects the temperature of the cell 51. The temperature sensor 54 outputs the temperature detected via the temperature detection line 50c to the battery monitoring device 100.

電池65は、例えば、鉛電池であり、車両の電気負荷66への電力供給を行うとともに、リレー63がオンした場合には、スタータモータ64を駆動するための電力供給を行う。発電機62は、車両のエンジンの回転により発電し、内部に設けられた整流回路により直流を出力して電池65を充電する。また、発電機62は、リレー61がオンしている場合、電池65及び二次電池ユニット50を充電する。なお、リレー61、63のオン・オフは不図示のリレー制御部が行う。   The battery 65 is, for example, a lead battery and supplies electric power to the electric load 66 of the vehicle and also supplies electric power to drive the starter motor 64 when the relay 63 is turned on. The generator 62 generates electric power by rotation of the engine of the vehicle and outputs DC by a rectifying circuit provided inside to charge the battery 65. Further, the generator 62 charges the battery 65 and the secondary battery unit 50 when the relay 61 is on. The relays 61 and 63 are turned on/off by a relay controller (not shown).

図2は本実施の形態の劣化判定装置としての電池監視装置100の構成の一例を示すブロック図である。電池監視装置100は、装置全体を制御する制御部10、電圧取得部11、電流取得部12、温度取得部13、切替判定部14、待機時間特定部15、第1抵抗算出部16、第2抵抗算出部17、劣化判定部18、比率算出部19、過電圧算出部20、充電率算出部21、補正部22、記憶部23、及び計時のためのタイマ24などを備える。   FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the battery monitoring device 100 as the deterioration determination device of the present embodiment. The battery monitoring device 100 includes a control unit 10 that controls the entire device, a voltage acquisition unit 11, a current acquisition unit 12, a temperature acquisition unit 13, a switching determination unit 14, a standby time identification unit 15, a first resistance calculation unit 16, and a second resistance calculation unit 16. A resistance calculation unit 17, a deterioration determination unit 18, a ratio calculation unit 19, an overvoltage calculation unit 20, a charging rate calculation unit 21, a correction unit 22, a storage unit 23, a timer 24 for clocking, and the like are provided.

電圧取得部11は、二次電池ユニット50の電圧(各セル51の電圧及び二次電池ユニット50の端子電圧)を取得する。また、電流取得部12は、二次電池ユニット50の電流(充電電流及び放電電流)を取得する。なお、電圧、電流の取得頻度、取得するサンプリング周期は、制御部10が制御することができる。   The voltage acquisition unit 11 acquires the voltage of the secondary battery unit 50 (the voltage of each cell 51 and the terminal voltage of the secondary battery unit 50). The current acquisition unit 12 also acquires the current (charge current and discharge current) of the secondary battery unit 50. The control unit 10 can control the acquisition frequency of the voltage and the current and the sampling period to be acquired.

切替判定部14は、電流取得部12で取得した電流に基づいて二次電池ユニット50の充放電の切り替えの有無を判定する。例えば、充電の場合の電流取得部12で取得した電流を正と定めると、充電と放電とでは、電流の方向が反対であるので、電流取得部12で取得した電流が負の場合には、放電であると判定することができる。すなわち、充電又は放電の一方を正と定めておき、電流が正から負又は0になった場合、電流が0から正又は負になった場合、あるいは電流が負から正又は0になった場合、充放電の切り替えが有ったと判定することができる。   The switching determination unit 14 determines whether charging/discharging of the secondary battery unit 50 is switched based on the current acquired by the current acquisition unit 12. For example, if the current acquired by the current acquisition unit 12 in the case of charging is set to be positive, the directions of the currents are opposite between charging and discharging, so if the current acquired by the current acquisition unit 12 is negative, It can be determined that the discharge. That is, one of charge or discharge is defined as positive, and when the current changes from positive to negative or 0, when the current changes from 0 to positive or negative, or when the current changes from negative to positive or 0. It can be determined that the charge/discharge has been switched.

待機時間特定部15は、特定部としての機能を有し、二次電池ユニット50のインピーダンススペクトルにて、所定のイオンの拡散過程に起因する拡散インピーダンスが二次電池ユニット50のインピーダンスに寄与する境界周波数域に基づいて待機時間を特定する。インピーダンススペクトルは、コールコール(Cole-Cole)プロット又はナイキストプロットとも称し、交流インピーダンス法を用いて二次電池ユニット50のインピーダンスを複数の周波数で測定した値をプロットしたものである。また、所定のイオンは、リチウム(Li)イオンである。境界周波数域とは、周波数に所要の幅を持たせることを意味するものであり、一点の周波数に限定されないことを意味する。   The standby time specifying unit 15 has a function as a specifying unit, and in the impedance spectrum of the secondary battery unit 50, the boundary where the diffusion impedance due to the diffusion process of a predetermined ion contributes to the impedance of the secondary battery unit 50. The waiting time is specified based on the frequency range. The impedance spectrum is also called a Cole-Cole plot or a Nyquist plot, and is a plot of values obtained by measuring the impedance of the secondary battery unit 50 at a plurality of frequencies using the AC impedance method. Further, the predetermined ions are lithium (Li) ions. The boundary frequency range means that the frequency has a required width, and is not limited to one frequency.

図3は本実施の形態の二次電池ユニット50のインピーダンススペクトルの一例を示す説明図である。図3において、横軸はインピーダンスZの実数成分Zrを示し、縦軸はインピーダンスZの虚数成分Ziを示す。二次電池ユニット50の内部抵抗は、電解液バルクの抵抗Rs及び界面電荷移動抵抗Rcが主要部分を占める。一方、交流インピーダンス法での周波数を高周波数から低周波数へ(例えば、100kHzから0.01mHz、あるいは1MHzから10μHzなど)変化させた場合、図3に示すように、ある周波数域(境界周波数域と称する:図3の符号Aで示す付近)で、拡散インピーダンスZwが増加し、二次電池ユニット50のインピーダンスが増加する(二次電池のインピーダンスに寄与する)。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the impedance spectrum of the secondary battery unit 50 of the present embodiment. In FIG. 3, the horizontal axis represents the real number component Zr of the impedance Z, and the vertical axis represents the imaginary number component Zi of the impedance Z. The internal resistance of the secondary battery unit 50 is dominated by the resistance Rs of the electrolyte bulk and the interface charge transfer resistance Rc. On the other hand, when the frequency in the AC impedance method is changed from a high frequency to a low frequency (for example, 100 kHz to 0.01 mHz or 1 MHz to 10 μHz), as shown in FIG. Name: near the area indicated by symbol A in FIG. 3), the diffusion impedance Zw increases and the impedance of the secondary battery unit 50 increases (contributes to the impedance of the secondary battery).

すなわち、二次電池ユニット50のインピーダンススペクトルにて、所定のイオンの拡散過程に起因する拡散インピーダンスが二次電池ユニット50のインピーダンスに寄与するとは、周波数(又は角周波数)が高周波数から低周波数に向かって小さくなる場合に、拡散インピーダンスZwが増加し、二次電池ユニット50のインピーダンスが増加することを意味する。つまり、境界周波数域は、二次電池ユニット50のインピーダンスが、電解液バルクの抵抗Rsと界面電荷移動抵抗Rcとの合計値で表すことができ、拡散インピーダンスZwによる影響(寄与)が少ない又は無視することができる程度となる周波数域を意味する。なお、交流インピーダンス法は、周波数を変化させた交流電圧を二次電池ユニット50に印加し、二次電池ユニット50から得られる電流信号及び電圧信号を離散フーリエ変換で周波数領域に変換することにより、インピーダンスを求めるものである。   That is, in the impedance spectrum of the secondary battery unit 50, the fact that the diffusion impedance resulting from the diffusion process of a predetermined ion contributes to the impedance of the secondary battery unit 50 means that the frequency (or angular frequency) changes from high frequency to low frequency. When it decreases toward the bottom, it means that the diffusion impedance Zw increases and the impedance of the secondary battery unit 50 increases. That is, in the boundary frequency region, the impedance of the secondary battery unit 50 can be represented by the total value of the resistance Rs of the electrolyte bulk and the interface charge transfer resistance Rc, and the influence (contribution) by the diffusion impedance Zw is small or neglected. It means the frequency range in which it can be performed. The AC impedance method applies an AC voltage having a changed frequency to the secondary battery unit 50, and converts the current signal and the voltage signal obtained from the secondary battery unit 50 into the frequency domain by discrete Fourier transform, It is to obtain the impedance.

図3において、w=∞の場合に、軌跡が横軸と交差する点でのインピーダンスZは、Z=Zr=Rsとなる。また、半円状の軌跡の中心(横軸と交差する点)でのインピーダンスZは、Z=Zr=Rs+Rc/2となる。また、図3中、符号Aで示す境界周波数域よりもwが小さくなると、インピーダンスZの軌跡は直線状に増加していくことが分かる。かかる直線を延長した延長線が横軸と交差する点でのインピーダンスZは、Z=Zr=Rs+R−2σ2 Cとなる。符号Aで示す境界周波数域よりも小さい周波数領域は、リチウムイオンの拡散過程に起因する領域となり、周波数が小さくなるに応じて拡散インピーダンスZwが増加する。 In FIG. 3, when w=∞, the impedance Z at the point where the locus intersects the horizontal axis is Z=Zr=Rs. Further, the impedance Z at the center of the semicircular locus (the point intersecting the horizontal axis) is Z=Zr=Rs+Rc/2. Further, in FIG. 3, it can be seen that the locus of the impedance Z increases linearly when w becomes smaller than the boundary frequency band indicated by the symbol A. The impedance Z at the point where the extension line obtained by extending the straight line intersects the horizontal axis is Z=Zr=Rs+R−2σ 2 C. A frequency region smaller than the boundary frequency region indicated by reference symbol A is a region due to the diffusion process of lithium ions, and the diffusion impedance Zw increases as the frequency decreases.

二次電池ユニット50の内部抵抗は、電解液バルクの抵抗Rs及び界面電荷移動抵抗Rcが主要部分を占める。一方、交流インピーダンス法での周波数を高周波数から低周波数へ変化させた場合、ある周波数域(境界周波数域と称する)で、拡散インピーダンスZwが増加し、二次電池ユニット50の内部抵抗も増加する(二次電池ユニット50のインピーダンスに寄与する)。そこで、拡散インピーダンスZwが増加する前のタイミングで二次電池ユニット50の内部抵抗(後述の第1内部抵抗Rzx)を求める。   As for the internal resistance of the secondary battery unit 50, the resistance Rs of the electrolyte bulk and the interface charge transfer resistance Rc occupy the main part. On the other hand, when the frequency in the AC impedance method is changed from the high frequency to the low frequency, the diffusion impedance Zw increases and the internal resistance of the secondary battery unit 50 also increases in a certain frequency range (referred to as boundary frequency range). (Contributes to the impedance of the secondary battery unit 50). Therefore, the internal resistance (first internal resistance Rzx described later) of the secondary battery unit 50 is calculated at a timing before the diffusion impedance Zw increases.

交流インピーダンス法での周波数fと、直流を通電してから測定するまでの待機時間Tとの間には、T=1/(2×f)という関係、すなわち待機時間Tは、例えば、周波数fの2倍の逆数という関係から特定することができる。例えば、周波数fが5Hzの場合、待機時間Tは0.1秒となる。なお、待機時間Tを周波数fの2倍の逆数とするのは一例であって、例えば、待機時間Tを周波数fの4倍の逆数としてもよい。   The relationship of T=1/(2×f), that is, the waiting time T is, for example, the frequency f in the frequency impedance f It can be specified from the relationship of the reciprocal of twice. For example, when the frequency f is 5 Hz, the waiting time T is 0.1 seconds. Note that the waiting time T is set to the reciprocal of twice the frequency f, which is just an example. For example, the waiting time T may be set to the reciprocal of four times the frequency f.

第1抵抗算出部16は、切替判定部14で充放電の切り替え有りと判定した場合、取得した電圧及び電流に基づいて二次電池ユニット50の第1内部抵抗を算出する。充電から放電、あるいは放電から充電に切り替わると、二次電池ユニット50の内部抵抗(例えば、電解液バルクの抵抗、電荷移動抵抗、拡散抵抗などを含む)のうち、例えば、拡散抵抗及び電荷移動抵抗は一旦リセットされる。そこで、充放電の切り替えありと判定した場合、電圧Vc、電流Icを取得することにより、二次電池ユニット50の第1内部抵抗を算出することができる。第1内部抵抗をRzxとも表す。   When the switching determination unit 14 determines that charging/discharging is switched, the first resistance calculation unit 16 calculates the first internal resistance of the secondary battery unit 50 based on the acquired voltage and current. When switching from charging to discharging or from discharging to charging, of the internal resistances of the secondary battery unit 50 (including, for example, the resistance of the bulk of the electrolytic solution, the charge transfer resistance, and the diffusion resistance), for example, the diffusion resistance and the charge transfer resistance are included. Is reset once. Therefore, when it is determined that charging/discharging is switched, the first internal resistance of the secondary battery unit 50 can be calculated by acquiring the voltage Vc and the current Ic. The first internal resistance is also represented as Rzx.

また、第1抵抗算出部16は、切替判定部14で充放電の切り替え有りと判定した場合、待機時間特定部15で特定した待機時間T後に電圧取得部11で取得した電圧及び電流取得部12で取得した電流に基づいて二次電池ユニット50の第1内部抵抗Rzxを算出する。   In addition, when the switching determination unit 14 determines that charging/discharging is switched, the first resistance calculation unit 16 acquires the voltage and current acquisition unit 12 acquired by the voltage acquisition unit 11 after the standby time T specified by the standby time specification unit 15. The first internal resistance Rzx of the secondary battery unit 50 is calculated on the basis of the current acquired in.

充電から放電、あるいは放電から充電に切り替わると、通電時間に応じて二次電池ユニット50の内部抵抗が増加し始める。そこで、充放電の切り替えありと判定した場合、待機時間T後の電圧Vc、電流Icを取得することにより、二次電池ユニット50の第1内部抵抗を算出することができる。これにより、充放電の切り替え後、短時間(例えば、0.1秒程度)で第1内部抵抗を求めることができるので、充放電が頻繁に繰り返される場合でも充電又は放電の切り替わり後比較的短時間で二次電池の第1内部抵抗Rzxを精度よく算出することができる。   When switching from charging to discharging or from discharging to charging, the internal resistance of the secondary battery unit 50 starts to increase according to the energization time. Therefore, when it is determined that charging/discharging is switched, the first internal resistance of the secondary battery unit 50 can be calculated by acquiring the voltage Vc and the current Ic after the waiting time T. With this, the first internal resistance can be obtained in a short time (for example, about 0.1 seconds) after switching between charging and discharging, and thus even when charging and discharging are frequently repeated, it is relatively short after switching between charging and discharging. The first internal resistance Rzx of the secondary battery can be calculated accurately with time.

より具体的には、第1抵抗算出部16は、切替判定部14で充放電の切り替えありと判定する前に電圧取得部11で取得した電圧Vb及び電流取得部12で取得した電流Ib、並びに待機時間特定部15で特定した待機時間T後に電圧取得部11で取得した電圧Vc及び電流取得部12で取得した電流Icに基づいて二次電池ユニット50の第1内部抵抗Rzxを算出する。   More specifically, the first resistance calculation unit 16 determines the voltage Vb acquired by the voltage acquisition unit 11 and the current Ib acquired by the current acquisition unit 12 before the switching determination unit 14 determines that charging/discharging is switched, and The first internal resistance Rzx of the secondary battery unit 50 is calculated based on the voltage Vc acquired by the voltage acquisition unit 11 and the current Ic acquired by the current acquisition unit 12 after the standby time T specified by the standby time specifying unit 15.

2点間の電圧、電流から求められる直線の傾きの絶対値が、二次電池ユニット50の第1内部抵抗Rzxを示す。そこで、第1内部抵抗Rzxは、Rzx=(Vc−Vb)/(Ic−Ib)で算出することができる。   The absolute value of the slope of the straight line obtained from the voltage and the current between the two points indicates the first internal resistance Rzx of the secondary battery unit 50. Therefore, the first internal resistance Rzx can be calculated by Rzx=(Vc-Vb)/(Ic-Ib).

また、第1抵抗算出部16は、待機時間特定部15で特定した待機時間T後に電流取得部12で取得した電流が所定の閾値より大きい場合、二次電池ユニット50の第1内部抵抗Rzxを算出することもできる。   In addition, the first resistance calculation unit 16 sets the first internal resistance Rzx of the secondary battery unit 50 when the current acquired by the current acquisition unit 12 after the standby time T specified by the standby time specifying unit 15 is larger than a predetermined threshold value. It can also be calculated.

待機時間Tが経過した後に取得した電流が小さい場合には、第1内部抵抗Rzxを精度よく算出することができないので、電流が所定の閾値より大きい場合という条件を加えることで、第1内部抵抗Rzxの算出精度を上げることができる。   When the current obtained after the waiting time T has elapsed is small, the first internal resistance Rzx cannot be calculated accurately, so by adding the condition that the current is larger than a predetermined threshold value, the first internal resistance Rzx is added. The calculation accuracy of Rzx can be improved.

第2抵抗算出部17は、取得した電圧及び電流並びに二次電池ユニット50の等価回路モデルに基づいて二次電池ユニット50の第2内部抵抗を算出する。第2内部抵抗をRecとも表す。   The second resistance calculation unit 17 calculates the second internal resistance of the secondary battery unit 50 based on the acquired voltage and current and the equivalent circuit model of the secondary battery unit 50. The second internal resistance is also represented as Rec.

図4は本実施の形態の二次電池ユニット50の等価回路モデルの一例を示す説明図である。等価回路モデル(電池等価回路モデルとも称する)は、二次電池ユニット50のインピーダンスを表す等価回路であり、例えば、図4に示すように、開放電圧OCVを有する電圧源、抵抗R1、抵抗とキャパシタとの並列回路(図4では、抵抗R2〜R5それぞれとキャパシタC2〜C5それぞれとの並列回路が4個直列に接続された構成を示す)などの組み合わせで構成されるインピーダンスで表すことができる。二次電池ユニット50は、開放電圧OCVを有する電圧源、内部インピーダンスの直列抵抗などで決定される。開放電圧OCVは、正極、負極及び電解質の静的なつり合いで決まり、内部インピーダンスは動的なメカニズムで決まる。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of an equivalent circuit model of the secondary battery unit 50 of the present embodiment. The equivalent circuit model (also referred to as a battery equivalent circuit model) is an equivalent circuit representing the impedance of the secondary battery unit 50. For example, as shown in FIG. 4, a voltage source having an open circuit voltage OCV, a resistor R1, a resistor and a capacitor. And a parallel circuit (in FIG. 4, four parallel circuits of resistors R2 to R5 and capacitors C2 to C5 are connected in series), and the like. The secondary battery unit 50 is determined by a voltage source having an open circuit voltage OCV, a series resistance of internal impedance, and the like. The open circuit voltage OCV is determined by the static balance of the positive electrode, the negative electrode and the electrolyte, and the internal impedance is determined by a dynamic mechanism.

より具体的には、抵抗R1は、例えば、電解液バルクの抵抗を表し、抵抗R2〜R5は、例えば、界面電荷移動抵抗及び拡散インピーダンスを表し、キャパシタC2〜C5は、例えば、電気二重層キャパシタンスを表す。電解液バルクの抵抗は、電解液中でのリチウム(Li)イオンの伝導抵抗、正極及び負極での電子抵抗などを含む。界面電荷移動抵抗は、活物質表面における電荷移動抵抗及び被膜抵抗などを含む。拡散インピーダンスは、活物質粒子内部へのリチウム(Li)イオンの拡散過程に起因するインピーダンスである。なお、二次電池ユニット50の等価回路モデルは一例であって、図4の例に限定されない。   More specifically, the resistor R1 represents, for example, the resistance of the electrolytic solution bulk, the resistors R2 to R5 represent, for example, the interface charge transfer resistance and the diffusion impedance, and the capacitors C2 to C5 represent, for example, the electric double layer capacitance. Represents. The resistance of the electrolyte bulk includes the conduction resistance of lithium (Li) ions in the electrolyte, the electronic resistance of the positive electrode and the negative electrode, and the like. The interface charge transfer resistance includes a charge transfer resistance and a film resistance on the surface of the active material. The diffusion impedance is an impedance caused by a diffusion process of lithium (Li) ions inside the active material particles. The equivalent circuit model of the secondary battery unit 50 is an example, and is not limited to the example of FIG.

第2内部抵抗Recの算出は、例えば、二次電池ユニット50の等価回路モデル及び二次電池ユニット50の電流Ibに基づいて等価回路モデルでの電圧(過電圧とも称する)を求め、過電圧のリアクタンス成分を除いた損失成分と電流とに基づいて算出することができる。   The second internal resistance Rec is calculated, for example, by obtaining a voltage (also referred to as an overvoltage) in the equivalent circuit model based on the equivalent circuit model of the secondary battery unit 50 and the current Ib of the secondary battery unit 50, and determining the reactance component of the overvoltage. It can be calculated based on the loss component and the current except for.

すなわち、過電圧算出部20は、等価回路モデルのパラメータ(抵抗、キャパシタ及びOCV)及び取得した電流に基づいて二次電池ユニット50の過電圧を算出する。図4に示すように、過電圧は、電圧Vb(端子電圧)とOCVとの差であり、OCVが二次電池ユニット50の端子電圧の静的な状態を表すのに対し、過電圧は二次電池ユニット50の端子電圧の動的な状態を表す。過電圧は、等価回路モデルで表される二次電池ユニット50のインピーダンス及び電流Ibに基づいて算出することができる。   That is, the overvoltage calculation unit 20 calculates the overvoltage of the secondary battery unit 50 based on the parameters (resistance, capacitor and OCV) of the equivalent circuit model and the acquired current. As shown in FIG. 4, the overvoltage is the difference between the voltage Vb (terminal voltage) and the OCV, and while OCV represents the static state of the terminal voltage of the secondary battery unit 50, the overvoltage is the secondary battery. 5 represents the dynamic state of the terminal voltage of unit 50. The overvoltage can be calculated based on the impedance of the secondary battery unit 50 and the current Ib represented by an equivalent circuit model.

第2抵抗算出部17は、過電圧算出部20で算出した過電圧及び取得した電流に基づいて二次電池ユニット50の第2内部抵抗Recを算出する。第2内部抵抗Recは、二次電池ユニット50のインピーダンスの抵抗成分である。例えば、過電圧をVe、電流をIcとすると、第2内部抵抗Recは、Rec=Ve/Icという式で算出することができる。これにより、二次電池ユニット50の劣化に影響されない内部抵抗を算出することができる。   The second resistance calculation unit 17 calculates the second internal resistance Rec of the secondary battery unit 50 based on the overvoltage calculated by the overvoltage calculation unit 20 and the acquired current. The second internal resistance Rec is a resistance component of the impedance of the secondary battery unit 50. For example, when the overvoltage is Ve and the current is Ic, the second internal resistance Rec can be calculated by the formula Rec=Ve/Ic. As a result, the internal resistance that is not affected by the deterioration of the secondary battery unit 50 can be calculated.

劣化判定部18は、算出された第1内部抵抗及び第2内部抵抗に基づいて二次電池ユニット50の劣化の有無を判定する。第2内部抵抗は、二次電池ユニット50の温度及びSOC(State Of Charge:充電率)に応じて変化する。一方、第1内部抵抗は、二次電池ユニット50の劣化、温度及びSOCに応じて変化する。そこで、算出した第1内部抵抗及び第2内部抵抗に基づいて、二次電池ユニット50の温度変化及びSOC変化を相殺するようにすれば、二次電池ユニット50の劣化を判定することができる。   The deterioration determination unit 18 determines whether or not the secondary battery unit 50 is deteriorated based on the calculated first internal resistance and second internal resistance. The second internal resistance changes according to the temperature of the secondary battery unit 50 and SOC (State Of Charge). On the other hand, the first internal resistance changes according to deterioration of the secondary battery unit 50, temperature, and SOC. Therefore, if the temperature change and the SOC change of the secondary battery unit 50 are offset based on the calculated first internal resistance and second internal resistance, the deterioration of the secondary battery unit 50 can be determined.

記憶部23は、二次電池ユニット50の温度及び充電率それぞれと等価回路モデルのパラメータとを関連付けた関連情報を記憶する。関連情報は、例えば、ある温度における各パラメータとSOCとの関係を示す情報を、複数の異なる温度毎に定めたものとすることができる。   The storage unit 23 stores the related information in which the temperature and the charging rate of the secondary battery unit 50 are associated with the parameters of the equivalent circuit model. As the related information, for example, information indicating the relationship between each parameter and SOC at a certain temperature can be defined for each of a plurality of different temperatures.

図5は本実施の形態の二次電池ユニット50の等価回路モデルのパラメータに関する関連情報の一例を示す模式図である。関連情報は、例えば、図4で例示した等価回路モデルの各パラメータ(例えば、R1、R2、C2、R3、C3、R4、C4、R5、C5)が、SOC(State Of Charge:充電率)の変化に応じて、どのような値となるかを示す補正テーブルを、温度毎(…、25℃、…、40℃、…)に定めたものである。   FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of related information regarding parameters of the equivalent circuit model of the secondary battery unit 50 of the present embodiment. The related information is, for example, that each parameter (for example, R1, R2, C2, R3, C3, R4, C4, R5, C5) of the equivalent circuit model illustrated in FIG. A correction table that indicates what value will be obtained according to the change is set for each temperature (..., 25° C.,..., 40° C.,... ).

温度取得部13は、二次電池ユニット50の温度を取得する。   The temperature acquisition unit 13 acquires the temperature of the secondary battery unit 50.

充電率算出部21は、二次電池ユニット50の充電率を算出する。充電率は、例えば、電流取得部12で取得した電流を積算して算出することができる。すなわち、直近に求めた充電率をSOCinとすると、充電率SOCは、SOC=SOCin±{ΣIbi×Δt(i=1、2、…)/満充電容量FCC}という式で算出することができる。ここで、Ibiはサンプリングの都度、取得した電流値であり、Δtはサンプリング間隔である。符号±は、充放電の別を示す。   The charging rate calculator 21 calculates the charging rate of the secondary battery unit 50. The charging rate can be calculated by integrating the currents acquired by the current acquisition unit 12, for example. That is, assuming that the most recently obtained charging rate is SOCin, the charging rate SOC can be calculated by the formula SOC=SOCin±{ΣIbi×Δt (i=1, 2,... )/Full charge capacity FCC}. Here, Ibi is the current value acquired at each sampling, and Δt is the sampling interval. The symbol ± indicates whether charging or discharging is performed.

補正部22は、取得した温度、充電率算出部21で算出した充電率及び記憶部23に記憶した関連情報(補正テーブル)に基づいて二次電池ユニット50の等価回路モデルのパラメータを補正する。   The correction unit 22 corrects the parameters of the equivalent circuit model of the secondary battery unit 50 based on the acquired temperature, the charging rate calculated by the charging rate calculation unit 21, and the related information (correction table) stored in the storage unit 23.

過電圧算出部20は、補正部22で補正したパラメータに基づいて二次電池ユニット50の過電圧を算出する。これにより、温度及び充電率に起因する一時的な劣化の影響を除外することができ、劣化状態に影響されない基準値として第2内部抵抗Recを使用することができ、恒久的な劣化状態の判定を行うことができる。   The overvoltage calculation unit 20 calculates the overvoltage of the secondary battery unit 50 based on the parameters corrected by the correction unit 22. As a result, it is possible to exclude the influence of temporary deterioration due to temperature and charging rate, use the second internal resistance Rec as a reference value that is not affected by the deterioration state, and determine the permanent deterioration state. It can be performed.

制御部10は、初期化部としての機能を有し、切替判定部14で充放電の切り替え有りと判定した場合、過電圧を算出する際に生じる等価回路モデル内の演算状態を初期化する。過電圧を算出する過程において、等価回路モデル内の各パラメータには、電流によって電圧が生じる。例えば、等価回路モデル内のキャパシタには、電流によって電荷が蓄積される。そして、過電圧を算出する都度、電流による電荷がキャパシタに蓄積され、充放電履歴として残る。演算状態を初期化するとは、キャパシタの電荷を0にすることを意味する。   The control unit 10 has a function as an initialization unit, and when the switching determination unit 14 determines that charging/discharging is switched, the control unit 10 initializes a calculation state in the equivalent circuit model generated when the overvoltage is calculated. In the process of calculating the overvoltage, a voltage is generated by the current in each parameter in the equivalent circuit model. For example, electric charge is accumulated in the capacitor in the equivalent circuit model due to the current. Then, every time the overvoltage is calculated, the electric charge due to the current is accumulated in the capacitor and remains as a charge/discharge history. Initializing the operation state means making the charge of the capacitor zero.

第1内部抵抗Rzxを算出する場合も、充放電の切り替えが有ることを条件として、例えば、拡散抵抗及び電荷移動抵抗が一旦リセットされるようにしている。第2内部抵抗Recを算出する場合も、充放電の切り替えが有ることを条件として、等価回路モデル内の演算状態を初期化することにより、第1内部抵抗Rzxの算出条件に合わせる(又は近づける)ことができ、第1内部抵抗及び第2内部抵抗に基づいて、二次電池ユニット50の劣化を判定する場合に、劣化状態を精度よく判定することができる。   Also in the case of calculating the first internal resistance Rzx, for example, the diffusion resistance and the charge transfer resistance are once reset on condition that the charge/discharge is switched. Also in the case of calculating the second internal resistance Rec, the calculation state in the equivalent circuit model is initialized under the condition that charging/discharging is switched to match (or approach) the calculation condition of the first internal resistance Rzx. Therefore, when determining the deterioration of the secondary battery unit 50 based on the first internal resistance and the second internal resistance, the deterioration state can be accurately determined.

次に、二次電池ユニット50の劣化判定について詳細に説明する。図6は本実施の形態の二次電池ユニット50の新品時の内部抵抗の一例を示す説明図である。図6において、算出点番号は、充放電の切り替わり時点を起点として、第1抵抗算出部16で算出した第1内部抵抗Rzx(単に内部抵抗Rzxとも称する)及び第2抵抗算出部17で算出した第2内部抵抗Rec(単に内部抵抗Recとも称する)をプロットしたものである。図6に示すように、二次電池ユニット50が新品であって劣化がない状態では、第1内部抵抗Rzxと第2内部抵抗Recとの差は小さい。   Next, the deterioration determination of the secondary battery unit 50 will be described in detail. FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of the internal resistance of the secondary battery unit 50 of the present embodiment when it is new. In FIG. 6, the calculation point number is calculated by the first internal resistance Rzx (also simply referred to as internal resistance Rzx) calculated by the first resistance calculation unit 16 and the second resistance calculation unit 17, starting from the charge/discharge switching time point. The second internal resistance Rec (also simply referred to as the internal resistance Rec) is plotted. As shown in FIG. 6, when the secondary battery unit 50 is new and is not deteriorated, the difference between the first internal resistance Rzx and the second internal resistance Rec is small.

図7は本実施の形態の二次電池ユニット50の劣化時の内部抵抗の一例を示す説明図である。図7において、算出点番号は、図6と同様に算出した値をプロットしたものである。図7に示すように、二次電池ユニット50が劣化している状態では、第2内部抵抗Recは、新品時の場合と比べて余り変化がないのに対し、第1内部抵抗Rzxは、新品時の場合と比べて抵抗値が大きくなることが分かる。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of internal resistance when the secondary battery unit 50 of the present embodiment is deteriorated. In FIG. 7, the calculation point number is a plot of values calculated in the same manner as in FIG. As shown in FIG. 7, in the state where the secondary battery unit 50 is deteriorated, the second internal resistance Rec does not change much compared to the case of a new product, while the first internal resistance Rzx is new. It can be seen that the resistance value becomes larger than that in the case of time.

比率算出部19は、第2内部抵抗に対する第1内部抵抗の比率を算出する。例えば、第1内部抵抗をRzxとし、第2内部抵抗をRecとすると、比率は、Rzx/Recで表すことができる。   The ratio calculator 19 calculates the ratio of the first internal resistance to the second internal resistance. For example, when the first internal resistance is Rzx and the second internal resistance is Rec, the ratio can be represented by Rzx/Rec.

劣化判定部18は、比率算出部19で算出した比率の大小に基づいて二次電池ユニット50の劣化の有無を判定する。   The deterioration determination unit 18 determines whether the secondary battery unit 50 is deteriorated based on the magnitude of the ratio calculated by the ratio calculation unit 19.

図8は本実施の形態の二次電池ユニット50の新品時の第2内部抵抗に対する第1内部抵抗の比率の一例を示す説明図である。図8に示すように、二次電池ユニット50が新品である場合、第1内部抵抗Rzxと、第2内部抵抗Recとは、同程度の値となり、比率は1又は1近傍の値となる。図8において、第1閾値Th1は、二次電池ユニット50の劣化が警告状態であるか否かを判定するための閾値であり、第2閾値Th2は、二次電池ユニット50の劣化が警告状態より厳しい異常状態であるか否かを判定するための閾値である。   FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of the ratio of the first internal resistance to the second internal resistance when the secondary battery unit 50 of the present embodiment is new. As shown in FIG. 8, when the secondary battery unit 50 is a new product, the first internal resistance Rzx and the second internal resistance Rec have approximately the same value, and the ratio is 1 or a value in the vicinity of 1. In FIG. 8, the first threshold Th1 is a threshold for determining whether or not the deterioration of the secondary battery unit 50 is in a warning state, and the second threshold Th2 is a warning state of the deterioration of the secondary battery unit 50. It is a threshold value for determining whether or not the condition is more severe.

一方、二次電池ユニット50が劣化すると、図7で示したように、第2内部抵抗Recは変化がほとんどない傾向を示すのに対し、第1内部抵抗Rzxは徐々に増加する傾向を示す。そこで、比率算出部19で算出した比率が大きくなるのに応じて、二次電池ユニット50の劣化が進行していることが分かる。   On the other hand, when the secondary battery unit 50 deteriorates, as shown in FIG. 7, the second internal resistance Rec has a tendency to hardly change, whereas the first internal resistance Rzx tends to gradually increase. Therefore, it can be seen that the deterioration of the secondary battery unit 50 progresses as the ratio calculated by the ratio calculator 19 increases.

また、劣化判定部18は、比率算出部19で算出した比率が複数の異なる閾値のいずれかの閾値以上であるか否かに応じて、二次電池ユニット50の劣化状態を複数段階で判定することができる。   Further, the deterioration determination unit 18 determines the deterioration state of the secondary battery unit 50 in a plurality of stages depending on whether or not the ratio calculated by the ratio calculation unit 19 is equal to or higher than one of a plurality of different thresholds. be able to.

例えば、比率に対する第1閾値Th1、第2閾値Th2(>Th1)を設ける。第1閾値Th1は、例えば、2とすることができ、第2閾値Th2は、例えば、3とすることができる。なお、数値は、これらに限定されない。算出した比率が第2閾値Th2以上の場合には、二次電池ユニット50が異常状態であると判定する。また、比率が第1閾値Th1以上であって第2閾値Th2未満である場合には、異常状態には至らないものの、将来異常状態となるような警告状態であると判定する。上述の構成により、二次電池ユニット50が単に正常であるか否かというレベルよりもさらに詳細に劣化状態を区分して判定することができる。   For example, a first threshold Th1 and a second threshold Th2 (>Th1) for the ratio are set. The first threshold Th1 can be set to 2, for example, and the second threshold Th2 can be set to 3, for example. The numerical values are not limited to these. When the calculated ratio is greater than or equal to the second threshold Th2, it is determined that the secondary battery unit 50 is in an abnormal state. Further, when the ratio is equal to or more than the first threshold Th1 and less than the second threshold Th2, it is determined that the warning state does not lead to the abnormal state, but may become the abnormal state in the future. With the above configuration, the deterioration state can be classified and determined in more detail than the level of whether the secondary battery unit 50 is simply normal or not.

また、比率算出部19は、繰り返し比率を算出する。   Further, the ratio calculation unit 19 calculates the repetition ratio.

劣化判定部18は、カウンタを備え、比率算出部19で算出した比率がいずれかの閾値以上となった回数が所定回数以上である場合、二次電池ユニット50が当該閾値に対応する劣化状態であると判定する。所定回数は、例えば、10などとすることができるが、これに限定されない。   The deterioration determination unit 18 includes a counter, and when the number of times the ratio calculated by the ratio calculation unit 19 is equal to or greater than any threshold is equal to or greater than a predetermined number, the secondary battery unit 50 is in a degraded state corresponding to the threshold. Judge that there is. The predetermined number of times can be set to 10, for example, but is not limited to this.

図9は本実施の形態の二次電池ユニット50の劣化時の第2内部抵抗に対する第1内部抵抗の比率の第1例を示す説明図である。図9に示すように、算出点番号2において、比率が第1閾値Th1以上となり、その後、算出点番号3…13で連続して比率が第1閾値Th1以上となっている。なお、算出点番号10では、比率が第2閾値Th2以上となっている。所定回数を、例えば、10とすると、図9に示すように、算出点番号11において、比率が連続して第1閾値Th1以上となる回数が所定回数以上となる。そこで、算出点番号11において、警告状態であると判定する。   FIG. 9 is an explanatory diagram showing a first example of the ratio of the first internal resistance to the second internal resistance when the secondary battery unit 50 of the present embodiment is deteriorated. As shown in FIG. 9, at the calculation point number 2, the ratio becomes equal to or higher than the first threshold Th1, and thereafter, at the calculation point numbers 3 to 13, the ratio continuously becomes equal to or higher than the first threshold Th1. In the calculation point number 10, the ratio is equal to or higher than the second threshold Th2. Assuming that the predetermined number of times is 10, for example, as shown in FIG. 9, in the calculation point number 11, the number of times when the ratio continuously becomes the first threshold Th1 or more becomes the predetermined number or more. Therefore, it is determined that the calculated point number 11 is in the warning state.

図10は本実施の形態の二次電池ユニット50の劣化時の第2内部抵抗に対する第1内部抵抗の比率の第2例を示す説明図である。図10に示すように、算出点番号3において、比率が第2閾値Th2以上となり、その後、算出点番号4…13で連続して比率が第2閾値Th2以上となっている。所定回数を、例えば、10とすると、図10に示すように、算出点番号12において、比率が連続して第2閾値Th2以上となる回数が所定回数以上となる。そこで、算出点番号12において、警告状態よりも厳しい異常状態であると判定する。   FIG. 10 is an explanatory diagram showing a second example of the ratio of the first internal resistance to the second internal resistance when the secondary battery unit 50 of the present embodiment is deteriorated. As shown in FIG. 10, at the calculation point number 3, the ratio becomes the second threshold value Th2 or more, and thereafter, at the calculation point numbers 4 to 13, the ratio continuously becomes the second threshold value Th2 or more. Assuming that the predetermined number of times is 10, for example, as shown in FIG. 10, in the calculation point number 12, the number of times when the ratio continuously becomes the second threshold value Th2 or more becomes the predetermined number of times or more. Therefore, in the calculation point number 12, it is determined that the abnormal state is severer than the warning state.

二次電池ユニット50の劣化状態が進行する場合、比率の変化は比較的緩やかである。つまり、比率が閾値以上となる回数が少ない場合には、二次電池ユニット50の劣化を正確に見極めることができない。そこで、比率が閾値以上となる回数が所定回数以上の場合に、当該閾値に対応する劣化状態にあると判定することにより、二次電池ユニット50の劣化状態を精度よく判定することができる。なお、上述の例では、閾値を2つ設け、劣化状態を2段階で判定する構成について説明したが、閾値の数は2つに限定されるものではない。例えば、閾値を3つ以上設けることにより、二次電池ユニット50の劣化状態をもっと多くの段階で判定することもできる。   When the deterioration state of the secondary battery unit 50 progresses, the change in the ratio is relatively gradual. That is, when the number of times the ratio is equal to or greater than the threshold is small, it is not possible to accurately determine the deterioration of the secondary battery unit 50. Therefore, when the number of times the ratio is equal to or greater than the threshold is equal to or greater than the predetermined number, it is possible to accurately determine the deterioration state of the secondary battery unit 50 by determining that the deterioration state corresponds to the threshold. In the above example, the configuration in which two thresholds are provided and the deterioration state is determined in two stages has been described, but the number of thresholds is not limited to two. For example, the deterioration state of the secondary battery unit 50 can be determined in more stages by providing three or more threshold values.

次に、本実施の形態の電池監視装置100の動作について説明する。図11及び図12は本実施の形態の電池監視装置100の処理手順の一例を示すフローチャートである。以下では便宜上、処理の主体を制御部10として説明する。制御部10は、カウンタC1、C2を0にセットする(S11)。なお、カウンタC1は、警告状態を判定するためのカウンタであり、カウンタC2は、異常状態を判定するためのものである。   Next, the operation of the battery monitoring device 100 of this embodiment will be described. 11 and 12 are flowcharts showing an example of the processing procedure of the battery monitoring device 100 of the present embodiment. Hereinafter, for the sake of convenience, the main body of processing will be described as the control unit 10. The control unit 10 sets the counters C1 and C2 to 0 (S11). The counter C1 is a counter for determining a warning state, and the counter C2 is for determining an abnormal state.

制御部10は、内部抵抗Recの算出処理を行い(S12)、内部抵抗Rzxの算出処理を行う(S13)。なお、内部抵抗Recの算出処理及び内部抵抗Rzxの算出処理の詳細は後述する。制御部10は、比較タイミングであるか否かを判定する(S14)。比較タイミングは、例えば、充放電の切り替え後、待機時間Tが経過したタイミングとすることができる。   The control unit 10 calculates the internal resistance Rec (S12) and calculates the internal resistance Rzx (S13). The details of the calculation process of the internal resistance Rec and the calculation process of the internal resistance Rzx will be described later. The control unit 10 determines whether it is a comparison timing (S14). The comparison timing can be, for example, the timing at which the standby time T has elapsed after switching between charging and discharging.

比較タイミングでない場合(S14でNO)、制御部10は、ステップS12以降の処理を続ける。比較タイミングである場合(S14でYES)、制御部10は、内部抵抗Recに対する内部抵抗Rzxの比率を算出し、算出した比率が第2閾値Th2以上であるか否かを判定する(S15)。   If it is not the comparison timing (NO in S14), the control unit 10 continues the processing from step S12. When it is the comparison timing (YES in S14), the control unit 10 calculates the ratio of the internal resistance Rzx to the internal resistance Rec, and determines whether the calculated ratio is the second threshold Th2 or more (S15).

比率が第2閾値Th2以上である場合(S15でYES)、制御部10は、カウンタC2に1を加算してカウントアップする(S16)。比率が第2閾値Th2以上でない場合(S15でNO)、制御部10は、カウンタC2を0にしてクリアする(S17)。   When the ratio is equal to or greater than the second threshold Th2 (YES in S15), the control unit 10 increments the counter C2 by 1 (S16). When the ratio is not equal to or more than the second threshold Th2 (NO in S15), the control unit 10 sets the counter C2 to 0 and clears it (S17).

制御部10は、算出した比率が第1閾値Th1以上であるか否かを判定する(S18)。比率が第1閾値Th1以上である場合(S18でYES)、制御部10は、カウンタC1に1を加算してカウントアップする(S19)。比率が第1閾値Th1以上でない場合(S18でNO)、制御部10は、カウンタC1を0にしてクリアする(S20)。   The control unit 10 determines whether the calculated ratio is equal to or more than the first threshold Th1 (S18). When the ratio is equal to or higher than the first threshold Th1 (YES in S18), the control unit 10 increments the counter C1 by 1 (S19). When the ratio is not equal to or higher than the first threshold Th1 (NO in S18), the control unit 10 clears the counter C1 to 0 (S20).

制御部10は、カウンタC2が所定回数N2(例えば、10)以上であるか否かを判定する(S21)。カウンタC2が所定回数N2以上である場合(S21でYES)、制御部10は、二次電池ユニット50の劣化が異常状態であると判定し(S22)、後述のステップS25の処理を行う。   The control unit 10 determines whether or not the counter C2 is a predetermined number N2 (for example, 10) or more (S21). When the counter C2 is equal to or greater than the predetermined number N2 (YES in S21), the control unit 10 determines that the deterioration of the secondary battery unit 50 is in an abnormal state (S22), and performs the process of step S25 described below.

カウンタC2が所定回数N2以上でない場合(S21でNO)、制御部10は、カウンタC1が所定回数N1(例えば、10)以上であるか否かを判定する(S23)。カウンタC1が所定回数N1以上である場合(S23でYES)、制御部10は、二次電池ユニット50の劣化が警告状態であると判定し(S24)、後述のステップS25の処理を行う。   When the counter C2 is not the predetermined number N2 or more (NO in S21), the control unit 10 determines whether the counter C1 is the predetermined number N1 (for example, 10) or more (S23). When the counter C1 is equal to or greater than the predetermined number N1 (YES in S23), the control unit 10 determines that the deterioration of the secondary battery unit 50 is in the warning state (S24), and performs the process of step S25 described below.

カウンタC1が所定回数N1以上でない場合(S23でNO)、制御部10は、処理を終了するか否かを判定し(S25)、処理を終了しない場合(S25でNO)、ステップS12以降の処理を続ける。処理を終了する場合(S25でYES)、制御部10は、処理を終了する。   When the counter C1 is not equal to or more than the predetermined number N1 (NO in S23), the control unit 10 determines whether or not to end the process (S25), and when the process is not to be ended (NO in S25), the processes in and after step S12. Continue. When ending the process (YES in S25), the control unit 10 ends the process.

図13は本実施の形態の電池監視装置100の内部抵抗Rec算出処理手順の一例を示すフローチャートである。制御部10は、二次電池ユニット50の電圧を取得し(S101)、二次電池ユニット50の電流を取得する(S102)。制御部10は、取得した電流に基づいて、充放電の切替があるか否かを判定する(S103)。   FIG. 13 is a flowchart showing an example of the internal resistance Rec calculation processing procedure of the battery monitoring device 100 of the present embodiment. The control unit 10 acquires the voltage of the secondary battery unit 50 (S101) and acquires the current of the secondary battery unit 50 (S102). The control unit 10 determines whether charging/discharging is switched based on the acquired current (S103).

充放電の切替があると判定した場合(S103でYES)、制御部10は、二次電池ユニット50の等価回路モデル内の演算状態をリセットし(S104)、二次電池ユニット50の温度及び充電率に基づいて等価回路モデルのパラメータを補正する(S105)。充放電の切替がないと判定した場合(S103でNO)、制御部10は、ステップS104の処理を行うことなく、ステップS105の処理を行う。   When it is determined that the charging/discharging is switched (YES in S103), the control unit 10 resets the calculation state in the equivalent circuit model of the secondary battery unit 50 (S104), and the temperature and charge of the secondary battery unit 50. The parameters of the equivalent circuit model are corrected based on the rate (S105). When determining that there is no charge/discharge switching (NO in S103), the control unit 10 performs the process of step S105 without performing the process of step S104.

制御部10は、等価回路モデル及び電流に基づいて二次電池ユニット50の過電圧を算出し(S106)、算出した過電圧に基づいて内部抵抗Recを算出し(S107)、処理を終了する。   The control unit 10 calculates the overvoltage of the secondary battery unit 50 based on the equivalent circuit model and the current (S106), calculates the internal resistance Rec based on the calculated overvoltage (S107), and ends the process.

図14は本実施の形態の電池監視装置100の内部抵抗Rzx算出処理手順の一例を示すフローチャートである。制御部10は、二次電池ユニット50の電圧を取得し(S121)、二次電池ユニット50の電流を取得する(S122)。制御部10は、取得した電流に基づいて、充放電の切り替えがあるか否かを判定する(S123)。   FIG. 14 is a flowchart showing an example of an internal resistance Rzx calculation processing procedure of the battery monitoring device 100 of the present embodiment. The control unit 10 acquires the voltage of the secondary battery unit 50 (S121) and acquires the current of the secondary battery unit 50 (S122). The control unit 10 determines whether or not charging/discharging is switched based on the acquired current (S123).

充放電の切り替えがない場合(S123でNO)、制御部10は、ステップS121以降の処理を続ける。充放電の切り替えがあった場合(S123でYES)、制御部10は、充放電切り替えの直前に取得した電圧Vb、電流Ibを記憶部22に保管する(S124)。   When there is no charge/discharge switching (NO in S123), the control unit 10 continues the processing from step S121. When the charge/discharge is switched (YES in S123), the control unit 10 stores the voltage Vb and the current Ib acquired immediately before the charge/discharge switching in the storage unit 22 (S124).

制御部10は、待機時間を経過したか否かを判定し(S125)、待機時間を経過していない場合(S125でNO)、ステップS125以降の処理を続ける。   The control unit 10 determines whether or not the standby time has elapsed (S125), and when the standby time has not elapsed (NO in S125), continues the processing from step S125.

待機時間を経過した場合(S125でYES)、制御部10は、二次電池ユニット50の電圧Vcを取得し(S126)、二次電池ユニット50の電流Icを取得する(S127)。制御部10は、取得した電流Icが所定の閾値以上であるか否かを判定する(S128)。閾値は、内部抵抗Rzxを精度よく算出するのに必要な程度の値とすることができる。   When the standby time has elapsed (YES in S125), the control unit 10 acquires the voltage Vc of the secondary battery unit 50 (S126) and acquires the current Ic of the secondary battery unit 50 (S127). The control unit 10 determines whether or not the acquired current Ic is greater than or equal to a predetermined threshold value (S128). The threshold value can be set to a value required to accurately calculate the internal resistance Rzx.

制御部10は、取得した電流Icが所定の閾値以上である場合(S128でYES)、内部抵抗Rzxを算出し(S129)、処理を終了する。内部抵抗Rzxは、例えば、Rzx=(Vc−Vb)/(Ic−Ib)で算出することができる。取得した電流Icが所定の閾値以上でない場合(S128でNO)、制御部10は、ステップS129の処理を行うことなく処理を終了する。   When the acquired current Ic is equal to or higher than the predetermined threshold value (YES in S128), the control unit 10 calculates the internal resistance Rzx (S129) and ends the process. The internal resistance Rzx can be calculated by, for example, Rzx=(Vc-Vb)/(Ic-Ib). When the acquired current Ic is not equal to or higher than the predetermined threshold value (NO in S128), the control unit 10 ends the process without performing the process of step S129.

本実施の形態の劣化判定装置(電池監視装置100)は、CPU(プロセッサ)、RAM(メモリ)などを備えた汎用コンピュータを用いて実現することもできる。すなわち、図11から図14に示すような、各処理の手順を定めたコンピュータプログラムをコンピュータに備えられたRAM(メモリ)にロードし、コンピュータプログラムをCPU(プロセッサ)で実行することにより、コンピュータ上で劣化判定装置(電池監視装置100)を実現することができる。   The deterioration determination device (battery monitoring device 100) of the present embodiment can also be realized using a general-purpose computer including a CPU (processor), a RAM (memory), and the like. That is, as shown in FIGS. 11 to 14, a computer program that defines the procedure of each process is loaded into a RAM (memory) provided in the computer, and the computer program is executed by a CPU (processor). Thus, the deterioration determination device (battery monitoring device 100) can be realized.

上述の実施の形態では、二次電池ユニット50をリチウムイオン電池として説明したが、二次電池ユニット50はリチウムイオン電池に限定されるものではなく、例えば、ニッケル水素電池、ニッカド電池などにも提供することができる。   In the above-described embodiment, the secondary battery unit 50 is described as a lithium ion battery, but the secondary battery unit 50 is not limited to a lithium ion battery, and may be provided for, for example, a nickel hydrogen battery or a nickel cadmium battery. can do.

開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The disclosed embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description but by the claims, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.

10 制御部
11 電圧取得部
12 電流取得部
13 温度取得部
14 切替判定部
15 待機時間特定部
16 第1抵抗算出部
17 第2抵抗算出部
18 劣化判定部
19 比率算出部
20 過電圧算出部
21 充電率算出部
22 補正部
23 記憶部
24 タイマ
50 二次電池ユニット
51 セル
52 電圧センサ
53 電流センサ
54 温度センサ
100 電池監視装置
10 Control Section 11 Voltage Acquisition Section 12 Current Acquisition Section 13 Temperature Acquisition Section 14 Switching Determination Section 15 Standby Time Identification Section 16 First Resistance Calculation Section 17 Second Resistance Calculation Section 18 Deterioration Determination Section 19 Ratio Calculation Section 20 Overvoltage Calculation Section 21 Charging Rate calculation unit 22 Correction unit 23 Storage unit 24 Timer 50 Secondary battery unit 51 Cell 52 Voltage sensor 53 Current sensor 54 Temperature sensor 100 Battery monitoring device

Claims (12)

二次電池の劣化を判定する劣化判定装置であって、
二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、
前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、
該電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切り替えの有無を判定する切替判定部と、
該切替判定部で充放電の切り替え有りと判定した場合、前記電圧取得部で取得した電圧及び前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の第1内部抵抗を算出する第1抵抗算出部と、
充放電の切り替え有無にかかわらず、前記電圧取得部で取得した電圧、前記電流取得部で取得した電流及び前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2内部抵抗を算出する第2抵抗算出部と、
前記第1抵抗算出部で算出した第1内部抵抗及び前記第2抵抗算出部で算出した第2内部抵抗に基づいて前記二次電池の劣化の有無を判定する劣化判定部と
前記第2内部抵抗に対する前記第1内部抵抗の比率を算出する比率算出部と
を備え
前記劣化判定部は、
前記比率算出部で算出した比率の大小に基づいて前記二次電池の劣化の有無を判定する劣化判定装置。
A deterioration determination device for determining deterioration of a secondary battery,
A voltage acquisition unit that acquires the voltage of the secondary battery,
A current acquisition unit for acquiring the current of the secondary battery,
A switching determination unit that determines whether charging or discharging of the secondary battery is switched based on the current acquired by the current acquisition unit,
A first resistor that calculates a first internal resistance of the secondary battery based on the voltage acquired by the voltage acquisition unit and the current acquired by the current acquisition unit when the switching determination unit determines that charge/discharge is switched. A calculator,
The second internal resistance of the secondary battery is calculated based on the voltage acquired by the voltage acquisition unit, the current acquired by the current acquisition unit, and the equivalent circuit model of the secondary battery regardless of whether charge/discharge is switched. A second resistance calculator,
A deterioration determination unit that determines the presence or absence of deterioration of the secondary battery based on the first internal resistance calculated by the first resistance calculation unit and the second internal resistance calculated by the second resistance calculation unit ;
A ratio calculation unit that calculates a ratio of the first internal resistance to the second internal resistance ,
The deterioration determination unit,
You determine the presence or absence of deterioration of the secondary battery based on the magnitude of the ratio calculated by the ratio calculation unit deterioration determination device.
二次電池の劣化を判定する劣化判定装置であって、
二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、
前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、
該電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切り替えの有無を判定する切替判定部と、
該切替判定部で充放電の切り替え有りと判定した場合、前記電圧取得部で取得した電圧及び前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の第1内部抵抗を算出する第1抵抗算出部と、
充放電の切り替え有無にかかわらず、前記電圧取得部で取得した電圧、前記電流取得部で取得した電流及び前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2内部抵抗を算出する第2抵抗算出部と、
前記第1抵抗算出部で算出した第1内部抵抗及び前記第2抵抗算出部で算出した第2内部抵抗に基づいて前記二次電池の劣化の有無を判定する劣化判定部と、
前記等価回路モデルのパラメータ及び前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の過電圧を算出する過電圧算出部と
を備え、
前記第2抵抗算出部は、
前記過電圧算出部で算出した過電圧及び前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の第2内部抵抗を算出る劣化判定装置。
A deterioration determination device for determining deterioration of a secondary battery,
A voltage acquisition unit that acquires the voltage of the secondary battery,
A current acquisition unit for acquiring the current of the secondary battery,
A switching determination unit that determines whether charging or discharging of the secondary battery is switched based on the current acquired by the current acquisition unit,
A first resistor that calculates a first internal resistance of the secondary battery based on the voltage acquired by the voltage acquisition unit and the current acquired by the current acquisition unit when the switching determination unit determines that charge/discharge is switched. A calculator,
The second internal resistance of the secondary battery is calculated based on the voltage acquired by the voltage acquisition unit, the current acquired by the current acquisition unit, and the equivalent circuit model of the secondary battery regardless of whether charge/discharge is switched. A second resistance calculator,
A deterioration determination unit that determines the presence or absence of deterioration of the secondary battery based on the first internal resistance calculated by the first resistance calculation unit and the second internal resistance calculated by the second resistance calculation unit;
An overvoltage calculation unit that calculates an overvoltage of the secondary battery based on the current acquired by the parameters of the equivalent circuit model and the current acquisition unit;
Equipped with
The second resistance calculator is
The deterioration determining apparatus that to calculate the second internal resistance of the secondary battery based on the obtained current with overvoltage and the current acquisition unit calculated by the overvoltage calculation unit.
前記劣化判定部は、
前記比率算出部で算出した比率が複数の異なる閾値のいずれかの閾値以上であるか否かに応じて、前記二次電池の劣化状態を複数段階で判定する請求項に記載の劣化判定装置。
The deterioration determination unit,
Depending on either whether or not the threshold value or more of the ratio calculation unit different thresholds calculated ratio of more, the deterioration determination device according to judges claim 1 the deterioration state of the secondary battery in a plurality of stages ..
前記比率算出部は、繰り返し前記比率を算出し、
前記劣化判定部は、
前記比率算出部で算出した比率が前記いずれかの閾値以上となった回数が所定回数以上である場合、前記二次電池が前記閾値に対応する劣化状態であると判定する請求項3に記載の劣化判定装置。
The ratio calculation unit calculates a repetition said ratio,
The deterioration determination unit,
The secondary battery is determined to be in a deterioration state corresponding to the threshold value when the number of times the ratio calculated by the ratio calculation unit is equal to or greater than the threshold value is equal to or greater than a predetermined number of times. Deterioration determination device.
前記等価回路モデルのパラメータ及び前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の過電圧を算出する過電圧算出部を備え、
前記第2抵抗算出部は、
前記過電圧算出部で算出した過電圧及び前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の第2内部抵抗を算出する請求項1、請求項3又は請求項4のいずれか1項に記載の劣化判定装置。
An overvoltage calculation unit for calculating an overvoltage of the secondary battery based on the current acquired by the parameter of the equivalent circuit model and the current acquisition unit,
The second resistance calculator is
Claim 1 for calculating a second internal resistance of the secondary battery based on the current obtained by the overvoltage overvoltage was calculated by the calculation unit and the current acquisition unit, according to any one of claims 3 or claim 4 Deterioration determination device.
前記二次電池の温度及び充電率それぞれと前記パラメータとを関連付けた関連情報を記憶する記憶部と、
前記二次電池の温度を取得する温度取得部と、
前記二次電池の充電率を算出する充電率算出部と、
前記温度取得部で取得した温度、前記充電率算出部で算出した充電率及び前記記憶部に記憶した関連情報に基づいて前記パラメータを補正する補正部と
を備え、
前記過電圧算出部は、
前記補正部で補正したパラメータに基づいて前記二次電池の過電圧を算出する請求項5に記載の劣化判定装置。
A storage unit that stores related information that associates each of the temperature and the charging rate of the secondary battery with the parameter,
A temperature acquisition unit for acquiring the temperature of the secondary battery,
A charging rate calculation unit that calculates the charging rate of the secondary battery,
A temperature correction unit that corrects the parameter based on the temperature acquired by the temperature acquisition unit, the charging rate calculated by the charging rate calculation unit, and the related information stored in the storage unit;
The overvoltage calculation unit,
The deterioration determination device according to claim 5, wherein the overvoltage of the secondary battery is calculated based on the parameter corrected by the correction unit.
前記切替判定部で充放電の切り替え有りと判定した場合、前記過電圧を算出する際に生じる前記等価回路モデル内の演算状態を初期化する初期化部を備える請求項5又は請求項6に記載の劣化判定装置。   7. The initialization unit that initializes a calculation state in the equivalent circuit model that occurs when the overvoltage is calculated when the switching determination unit determines that charging/discharging is switched. Deterioration determination device. 前記二次電池のインピーダンススペクトルにて、所定のイオンの拡散過程に起因する拡散インピーダンスが前記二次電池のインピーダンスに寄与する境界周波数域に基づいて待機時間を特定する特定部を備え、
前記第1抵抗算出部は、
前記切替判定部で充放電の切り替え有りと判定した場合、前記特定部で特定した待機時間後に前記電圧取得部で取得した電圧及び前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記二次電池の第1内部抵抗を算出する請求項1、請求項3から請求項7のいずれか1項に記載の劣化判定装置。
In the impedance spectrum of the secondary battery, a diffusion impedance resulting from the diffusion process of a predetermined ion, a specifying unit for specifying the standby time based on the boundary frequency region contributing to the impedance of the secondary battery,
The first resistance calculation unit,
When it is determined that there is charge/discharge switching in the switching determination unit, the secondary battery of the secondary battery based on the voltage acquired by the voltage acquisition unit and the current acquired by the current acquisition unit after the standby time specified by the specification unit claim 1 for calculating a first internal resistor, the deterioration determination device according to any one of claims 7 claims 3.
コンピュータに、二次電池の劣化を判定させるためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータを、
二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、
前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、
取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切り替えの有無を判定する切替判定部と、
充放電の切り替え有りと判定した場合、取得した電圧及び電流に基づいて前記二次電池の第1内部抵抗を算出する第1抵抗算出部と、
充放電の切り替え有無にかかわらず、取得した電圧及び電流並びに前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2内部抵抗を算出する第2抵抗算出部と、
算出した第1内部抵抗及び第2内部抵抗に基づいて前記二次電池の劣化の有無を判定する劣化判定部と
前記第2内部抵抗に対する前記第1内部抵抗の比率を算出する比率算出部と
して機能させ
前記劣化判定部は、
算出した比率の大小に基づいて前記二次電池の劣化の有無を判定するコンピュータプログラム。
A computer program for causing a computer to determine deterioration of a secondary battery,
Computer,
A voltage acquisition unit that acquires the voltage of the secondary battery,
A current acquisition unit for acquiring the current of the secondary battery,
A switching determination unit that determines whether charging or discharging of the secondary battery is switched based on the acquired current,
A first resistance calculator that calculates a first internal resistance of the secondary battery based on the acquired voltage and current when it is determined that charging/discharging is switched,
A second resistance calculation unit that calculates the second internal resistance of the secondary battery based on the acquired voltage and current and the equivalent circuit model of the secondary battery regardless of whether charge/discharge is switched ;
A deterioration determination unit that determines whether or not the secondary battery is deteriorated based on the calculated first internal resistance and second internal resistance ;
To function as a ratio calculation unit for calculating the first internal resistance ratio of the second internal resistor,
The deterioration determination unit,
Computer program based on the magnitude of the calculated ratio determine the presence or absence of deterioration of the secondary battery.
コンピュータに、二次電池の劣化を判定させるためのコンピュータプログラムであって、A computer program for causing a computer to determine deterioration of a secondary battery,
コンピュータを、Computer,
二次電池の電圧を取得する電圧取得部と、A voltage acquisition unit that acquires the voltage of the secondary battery,
前記二次電池の電流を取得する電流取得部と、A current acquisition unit for acquiring the current of the secondary battery,
取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切り替えの有無を判定する切替判定部と、A switching determination unit that determines whether charging or discharging of the secondary battery is switched based on the acquired current,
充放電の切り替え有りと判定した場合、取得した電圧及び電流に基づいて前記二次電池の第1内部抵抗を算出する第1抵抗算出部と、A first resistance calculation unit that calculates a first internal resistance of the secondary battery based on the acquired voltage and current when it is determined that charging/discharging is switched,
充放電の切り替え有無にかかわらず、取得した電圧及び電流並びに前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2内部抵抗を算出する第2抵抗算出部と、A second resistance calculation unit that calculates the second internal resistance of the secondary battery based on the acquired voltage and current and the equivalent circuit model of the secondary battery regardless of whether charge/discharge is switched;
算出した第1内部抵抗及び第2内部抵抗に基づいて前記二次電池の劣化の有無を判定する劣化判定部と、A deterioration determination unit that determines whether or not the secondary battery is deteriorated based on the calculated first internal resistance and second internal resistance;
前記等価回路モデルのパラメータ及び取得した電流に基づいて前記二次電池の過電圧を算出する過電圧算出部とAn overvoltage calculation unit that calculates an overvoltage of the secondary battery based on the parameters of the equivalent circuit model and the acquired current;
して機能させ、And let it work,
前記第2抵抗算出部は、The second resistance calculator is
算出した過電圧及び取得した電流に基づいて前記二次電池の第2内部抵抗を算出するコンピュータプログラム。A computer program for calculating a second internal resistance of the secondary battery based on the calculated overvoltage and the acquired current.
二次電池の劣化を判定する劣化判定方法であって、
二次電池の電圧を電圧取得部が取得し、
前記二次電池の電流を電流取得部が取得し、
取得された電流に基づいて前記二次電池の充放電の切り替えの有無を切替判定部が判定し、
充放電の切り替え有りと判定された場合、取得された電圧及び電流に基づいて前記二次電池の第1内部抵抗を第1抵抗算出部が算出し、
充放電の切り替え有無にかかわらず、取得された電圧及び電流並びに前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2内部抵抗を第2抵抗算出部が算出し、
算出された第1内部抵抗及び第2内部抵抗に基づいて前記二次電池の劣化の有無を劣化判定部が判定し、
前記第2内部抵抗に対する前記第1内部抵抗の比率を比率算出部が算出し、
前記劣化判定部は、
算出された比率の大小に基づいて前記二次電池の劣化の有無を判定する劣化判定方法。
A deterioration determination method for determining deterioration of a secondary battery,
The voltage acquisition unit acquires the voltage of the secondary battery,
The current acquisition unit acquires the current of the secondary battery,
Based on the acquired current, the switching determination unit determines the presence or absence of switching of charge and discharge of the secondary battery,
When it is determined that charging/discharging is switched, the first resistance calculation unit calculates the first internal resistance of the secondary battery based on the acquired voltage and current,
The second resistance calculation unit calculates the second internal resistance of the secondary battery based on the acquired voltage and current and the equivalent circuit model of the secondary battery regardless of whether charge/discharge is switched ,
A deterioration determination unit determines whether or not the secondary battery is deteriorated based on the calculated first internal resistance and second internal resistance ,
The ratio calculator calculates a ratio of the first internal resistance to the second internal resistance,
The deterioration determination unit,
Deterioration determination method for determining the presence or absence of deterioration of the secondary battery based on the magnitude of the calculated ratio.
二次電池の劣化を判定する劣化判定方法であって、A deterioration determination method for determining deterioration of a secondary battery,
二次電池の電圧を電圧取得部が取得し、The voltage acquisition unit acquires the voltage of the secondary battery,
前記二次電池の電流を電流取得部が取得し、The current acquisition unit acquires the current of the secondary battery,
取得された電流に基づいて前記二次電池の充放電の切り替えの有無を切替判定部が判定し、Based on the acquired current, the switching determination unit determines the presence or absence of switching of charge and discharge of the secondary battery,
充放電の切り替え有りと判定された場合、取得された電圧及び電流に基づいて前記二次電池の第1内部抵抗を第1抵抗算出部が算出し、When it is determined that charging/discharging is switched, the first resistance calculation unit calculates the first internal resistance of the secondary battery based on the acquired voltage and current,
充放電の切り替え有無にかかわらず、取得された電圧及び電流並びに前記二次電池の等価回路モデルに基づいて前記二次電池の第2内部抵抗を第2抵抗算出部が算出し、The second resistance calculator calculates the second internal resistance of the secondary battery based on the acquired voltage and current and the equivalent circuit model of the secondary battery regardless of whether charge/discharge is switched,
算出された第1内部抵抗及び第2内部抵抗に基づいて前記二次電池の劣化の有無を劣化判定部が判定し、A deterioration determination unit determines whether or not the secondary battery is deteriorated based on the calculated first internal resistance and second internal resistance,
前記等価回路モデルのパラメータ及び取得された電流に基づいて前記二次電池の過電圧を過電圧算出部が算出し、An overvoltage calculation unit calculates an overvoltage of the secondary battery based on the parameters of the equivalent circuit model and the acquired current,
前記第2抵抗算出部は、The second resistance calculator is
算出された過電圧及び取得された電流に基づいて前記二次電池の第2内部抵抗を算出する劣化判定方法。A deterioration determination method for calculating a second internal resistance of the secondary battery based on the calculated overvoltage and the acquired current.
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