CN109690337B - 电池的诊断方法、电池的诊断程序、电池管理装置及蓄电系统 - Google Patents

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Abstract

电池管理装置的控制部使得从电池放电给定时间的直流的恒流/向电池充电给定时间的直流的恒流，来诊断电池的状态。确定从电池的计测电压减去电池的开路电压后的电压的上升相对于用时间的平方根对从开始放电/充电起的经过时间进行了规定所得到的值的增加推移，从曲线状变化为直线状的变化点。将从开始放电/充电时的电压到变化点为止的电压上升量确定为起因于电池的电解液、负极以及正极的电阻成分的电压上升量，将从变化点起的电压上升量确定为起因于电池的扩散电阻成分的电压上升量。

Description

电池的诊断方法、电池的诊断程序、电池管理装置及蓄电系统
技术领域
本发明涉及测定电池的内部电阻来诊断电池的电池的诊断方法、电池的诊断程序、电池管理装置、以及蓄电系统。
背景技术
近年来，锂离子电池、镍氢电池等二次电池在各种各样的用途中被使用。例如，被使用于以向EV(Electric Vehicle；电动汽车)、HEV(Hybrid Electric Vehicle；混合动力汽车)、PHV(Plug-in Hybrid Vehicle；插电式混合动力汽车)的行驶用电动机供给电力为目的的车载用途、以峰值偏移、备份为目的的蓄电用途、以系统的频率稳定化为目的的FR(Frequency Regulation；频率调整)用途等。
二次电池随着使用而内部电阻增加，不断劣化。二次电池的内部电阻主要被分类为正极的电阻成分、负极的电阻成分、电解液的电阻成分以及扩散电阻成分。分析内部电阻增加的要因能够实现精致的劣化诊断，也关系到今后的器件改善。
作为不分解二次电池地分析内部电阻的增加要因的方法，有交流阻抗法(例如，参照专利文献1)。关于交流阻抗法，使频率从低频到高频宽范围地扫描从而将交流电压施加于二次电池，根据其响应电流来测定内部电阻。将测定出的内部电阻绘制在复平面上，基于复平面上的多个圆弧的形状/大小来确定/分离各电阻成分。在交流阻抗法中，如此能够分离时间常数不同的反应。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-90346号公报
发明内容
在交流阻抗法中，需要能够扫描宽范围的频率(mHz～MHz级别)的局部振荡器。在将该振荡器安装于电池管理装置内的情况下，成为高成本。此外，也考虑使用具备该振荡器的专用的诊断装置，但在二次电池的运用开始后，利用专用的诊断装置从外部测定各单体的内部电阻却成为大规模的作业。此外，交流阻抗法需要停止二次电池的通常的充放电动作来进行。因此，二次电池的运用开始后的基于交流阻抗法的劣化诊断给用户带来不便。
本公开正是鉴于这样的状况而完成的，其目的在于，提供一种以低成本简单地进行二次电池的内部电阻的分离解析的技术。
为了解决上述课题，本公开的某形态的电池的诊断方法具有：从电池放电给定时间的直流的恒流/向电池充电给定时间的直流的恒流的步骤；和计测电池的电压的步骤。而且，具有：确定从电池的计测电压减去电池的开路电压后的电压的上升相对于用时间的平方根对从开始放电/充电起的经过时间进行了规定所得到的值的增加推移，从曲线状变化为直线状的变化点的步骤；和将从开始放电/充电时的电压到变化点为止的电压上升量确定为起因于电池的电解液、负极以及正极的电阻成分的电压上升量，将从变化点起的电压上升量确定为起因于电池的扩散电阻成分的电压上升量的步骤。
另外，以上的结构要素的任意组合、本发明的表现在方法、装置、系统等之间变换后的形态作为本发明的形态也是有效的。
根据本公开，能够以低成本简单进行二次电池的内部电阻的分离解析。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的蓄电系统的结构例的图。
图2是表示本实施方式所涉及的利用了DCIR的电阻分离算法的状态1的图。
图3是表示本实施方式所涉及的利用了DCIR的电阻分离算法的状态2的图。
图4是表示本实施方式所涉及的利用了DCIR的电阻分离算法的状态3的图。
图5是表示本实施方式所涉及的利用了DCIR的电阻分离算法的状态4的图。
图6是表示本实施方式所涉及的利用了DCIR的电阻分离算法的状态5的图。
图7是表示本实施方式所涉及的利用了DCIR的电阻分离算法的状态6的图。
图8是表示本实施方式所涉及的利用了DCIR的电阻分离算法的状态7的图。
图9是对本实施方式所涉及的利用了DCIR的电阻分离和利用了交流阻抗法的电阻分离进行了比较的图。
图10是表示本发明的实施方式所涉及的电池管理装置所执行的内部电阻分离处理的流程的流程图。
图11是表示本发明的实施方式所涉及的电池管理装置所执行的劣化诊断处理的流程的流程图。
具体实施方式
图1是表示本发明的实施方式所涉及的蓄电系统1的结构例的图。图1所示的蓄电系统1是固置型的蓄电系统1的结构例。蓄电系统1具备电池模块10以及电池管理装置20。电池模块10构成为包含被串联连接的多个单体S1-Sn。另外，电池模块10也可以构成为包含被并联连接或者被串并联连接的多个单体。在本实施方式中，假定对于各单体S1-Sn而使用方型或者圆筒型的锂离子电池(标称电压：3.6-3.7V)。
功率调节器(PCS)4连接在商用电源系统2(以下简单称为系统2)与电池模块10之间。在功率调节器4与系统2之间的配电线连接有负载3。功率调节器4具备双向DC-DC转换器(未图示)以及双向逆变器(未图示)。双向DC-DC转换器执行恒流(CC)充电/放电或者恒压(CV)充电/放电用的控制，双向逆变器执行从直流电力向交流电力的变换或者从交流电力向直流电力的变换。另外，也可以是不利用双向DC-DC转换器而由双向逆变器兼备两者的功能的结构。
电池管理装置20包括电压计测部21、电流计测部22、控制部23以及存储部24。电压计测部21以给定的取样周期(例如，0.1秒周期)计测多个单体S1-Sn的各电压值，并输出至控制部23。电压计测部21例如构成为包含差动放大器、AD变换器。
电流计测部22基于与多个单体S1-Sn串联连接的分流电阻Rs的两端电压来计测多个单体S1-Sn中流动的电流值，并输出至控制部23。电流计测部22例如构成为包含差动放大器、AD变换器。另外，也可以取代分流电阻Rs而利用霍尔元件等其他电流检测元件。
控制部23基于由电压计测部21计测出的多个单体S1-Sn的各电压、由电流计测部22计测出的多个单体S1-Sn中流动的电流、以及由未图示的温度计测部计测出的多个单体S1-Sn的温度，来管理多个单体S1-Sn。例如，执行多个单体S1-Sn的SOC(State Of Charge；充电状态)管理、均等化控制等。此外，在本实施方式中，进行各单体的劣化诊断。
控制部23的结构能够通过硬件资源和软件资源的协作来实现，或者仅通过硬件资源来实现。作为硬件资源，能够利用微型计算机、DSP、FPGA、ROM、RAM、其他LSI。作为软件资源，能够利用固件等的程序。存储部24能够由非易失性存储器实现。
操作显示部30生成基于用户的操作内容的操作信号，并输出至控制部23。此外，操作显示部30基于从控制部23输入的显示信号来显示消息、状态等的与蓄电系统1有关的信息。操作显示部30例如能够由触摸面板显示器实现。此外，也可以取代触摸面板显示器而由显示器和物理按钮来实现。此外，也可以追加利用远程控制器、扬声器、麦克风等。
虽然图1所示的电路结构假定了固置型用途，但在车载用途的情况下，取代功率调节器4而设置双向逆变器，作为负载3而利用电动机。在车载用途中，除了插电式充电时，与系统2不构成并网(連系)。
在锂离子电池中，随着充放电次数的增加而内部电阻增加，不断劣化。如果能够分离内部电阻增加的每个结构要素的贡献，则较大程度地贡献于设备改善、安全性管理。在本实施方式中，将锂离子电池的内部电阻分离为正极的电阻成分、负极和电解液的合成电阻成分、槽内的扩散电阻成分。
对于锂离子电池的电阻成分的分离，通常使用交流阻抗法。然而，在交流阻抗法中，需要能够扫描宽范围的频率的局部振荡器，在将该振荡器安装于电池管理装置20内的情况下，成为高成本。
因此，在本实施方式中，利用从锂离子电池的基于恒流的直流放电/向锂离子电池的基于恒流的直流充电时的、从直流响应(DCIR)得到的时间-电压波形，分离电解液+负极的合成电阻、正极的电阻、扩散电阻来进行提取。
频率响应(ACIR)和时间响应(DCIR)具有通过傅里叶变换来记述的关系性。例如，在交流施加时以高频进行响应的电解液+负极的电阻成分，在直流施加时作为比施加开始早期响应的电压行为来表现。此外，扩散电阻成分相对于时间的1/2次方(平方根)，电压作为1次函数的行为来表现。
在本实施方式中，通过利用这些特性，由此来进行电解液+负极+正极的合成电阻成分和扩散电阻成分的分离、电解液+负极的合成电阻成分和正极的电阻成分的分离。以下，边参照附图边说明本实施方式所涉及的利用了DCIR的电阻分离算法。在以下的具体例中，假定从开路电压为3.6V且SOC为50％的锂离子电池以0.5C的恒流充电30秒钟的例子。
图2是表示本实施方式所涉及的利用了DCIR的电阻分离算法的状态1的图。图2的曲线图的横轴是时间的1/2次方(平方根)的值，纵轴是从计测出的闭路电压(CCV)减去开路电压(OCV)后的值。图2表示将从以0.1sec周期计测出的单体电压减去开路电压后的原始波形数据变换至√t轴来绘制并以Δ√t＝0.01进行了数据内插的电压波形(实测线Lm)。如图2所示，绘制至√t轴的电压值(CCV-OCV)，上升迟缓，从中途呈1次函数地上升。
图3是表示本实施方式所涉及的利用了DCIR的电阻分离算法的状态2的图。图3表示使图2的电压波形平滑后的电压波形(实测线Lm)。
图4是表示本实施方式所涉及的利用了DCIR的电阻分离算法的状态3的图。基于实测线Lm的√t＝4～5的区间的数据来生成外插直线Le。另外，如果是确认实测线Lm成为直线的区间，就可以利用√t＝4～5的区间以外的数据来生成外插直线Le。
图5是表示本实施方式所涉及的利用了DCIR的电阻分离算法的状态4的图。计算在图4中生成的外插直线Le与实测线Lm的背离度。背离度例如能够通过外插直线Le上的电压与实测线Lm上的电压的电压差、用实测电压对该电压差进行了标准化的比例、外插直线Le的斜率与实测线Lm的斜率的比率等来规定。在图5中，利用由采用实测电压对上述电压差进行了标准化的比例(％)来规定背离度的例子，背离度的推移用背离线Ld来表示。
图6是表示本实施方式所涉及的利用了DCIR的电阻分离算法的状态5的图。在图5中求出的背离度例如将比0.1％大的√t的区间的最大点设定在正极电阻和扩散电阻的边界点P1。如上述那样基于扩散电阻成分的放电时的电压上升量相对于时间的1/2次方(平方根)而表现为1次函数的行为。因此，放电时的电压上升从曲线状变化为直线状的变化点成为正极电阻和扩散电阻的边界点P1。
图7是表示本实施方式所涉及的利用了DCIR的电阻分离算法的状态6的图。将t＝0.1sec的时间点设定在正极电阻和负极电阻+电解液电阻的边界点P2。该例以使用负极电阻的频率响应成为10Hz附近的单体的例子作为前提。
通过交流阻抗法测定并绘制在复平面上的阻抗(奈奎斯特绘制)的负极成分和正极成分分别由圆弧表示。负极成分的圆弧发生在高频侧，正极成分的圆弧发生在低频侧。负极电阻的频率响应在一般的锂离子电池中发生在100Hz至1Hz的范围。
另外，电解液电阻的频率响应在一般的锂离子电池中出现在1kHz附近。在时间响应下成为0.001秒附近，通过一般的电压计测电路难以高精度地计测电解液电阻的时间响应。因此，在本实施方式中，不进行负极电阻和电解液电阻的分离。另外，在能够容许成本增加的情况下，通过将使1kHz的交流波形振荡的局部振荡器搭载于电池管理装置20内，从而能够进行负极电阻和电解液电阻的分离。
图8是表示本实施方式所涉及的利用了DCIR的电阻分离算法的状态7的图。如图8所示，直流恒流的放电/充电所引起的单体的电压上升量内，至边界点P2的上升量成为起因于电解液+负极的电阻成分的电压上升量，从边界点P2到边界点P1的上升量成为起因于正极的电阻成分的电压上升量，边界点P1以后的上升量成为起因于扩散电阻成分的电压上升量。各电压上升幅度除以施加于电池的电流值，从而能够求出各电阻值。
图9是对本实施方式所涉及的利用了DCIR的电阻分离和利用了交流阻抗法的电阻分离进行了比较的图。图9的曲线图的横轴表示充放电循环，纵轴表示电阻值。按从上到下的顺序分别表示：(1)在从SOC50％的锂离子电池以0.5C放电10秒钟之后测定出的电压变化幅度除以施加电流值而得到的电阻值、(2)利用本实施方式所涉及的上述方法而测定出的正极+负极+电解液的电阻值、(3)利用本实施方式所涉及的上述方法而测定出的正极的电阻值、(4)利用交流阻抗法而测定出的正极的电阻值、(5)利用本实施方式所涉及的上述方法而测定出的负极+电解液的电阻值、(6)利用交流阻抗法而测定出的负极的电阻值。
可知，本实施方式所涉及的利用了DCIR的电阻分离具有与利用了交流阻抗法的电阻分离同等的分离精度。此外，可知，正极的电阻增加导致的劣化随着充放电次数的增加而大幅发展，但负极的电阻增加导致的劣化相对于充放电次数的增加而缓慢发展。
图10是表示本发明的实施方式所涉及的电池管理装置20所执行的内部电阻分离处理的流程的流程图。控制部23指示功率调节器4以使得从电池模块10放电直流的恒流/向电池模块10充电直流的恒流(S10)。控制部23获取由电压计测部21计测出的各单体S1-Sn的电压值(S11)。控制部23将获取到的电压值临时保持于工作区域(S12)。直至经过给定时间(在本实施方式中为30秒)为止(S13的是)，持续执行步骤S11-步骤S13的处理(S13的否)。
控制部23相对于时间的平方根的值的轴而绘制从各取样周期的单体的计测电压减去该单体的开路电压后的电压值(S14)。控制部23将绘制出的电压值从曲线变化为直线的值作为正极电阻导致的电压上升量和扩散电阻导致的电压上升量的边界值(以下称为第1边界电压值)来检测(S15)。
控制部23将从开始放电/充电起经过给定时间(在本实施方式中为0.1秒)时的电压值作为负极+电解液导致的电压上升量和正极电阻导致的电压上升量的边界值(以下称为第2边界电压值)来检测(S16)。
控制部23将第1边界电压值除以上述的恒流值来计算正极+负极+电解液的合成电阻值(以下称为第1合成电阻值)(S17)。控制部23将第2边界电压值除以上述的恒流值来计算负极+电解液的合成电阻值(以下称为第2合成电阻值)(S18)。控制部23从第1合成电阻值减去第2合成电阻值来计算正极的电阻值(S19)。控制部23根据第1边界电压值以后的电压变化的速度来导出扩散电阻系数(S110)。关于扩散电阻系数，越劣化则斜率越大。
按照每个单体来执行以上的正极的电阻值、负极+电解液的电阻值、以及扩散电阻系数的导出。控制部23将正极的电阻值、负极+电解液的合成电阻值、以及扩散电阻系数保存至存储部24(S111)。
图11是表示本发明的实施方式所涉及的电池管理装置20所执行的劣化诊断处理的流程的流程图。控制部23执行图10的流程图所示的内部电阻分离处理(S20)。控制部23对正极的电阻值、负极+电解液的合成电阻值以及扩散电阻系数和各自的劣化判定阈值进行比较(S21)。电池制造商通过实验或者仿真预先导出正极的电阻用的劣化判定阈值、负极+电解液的合成电阻用的劣化判定阈值、以及扩散电阻系数的劣化判定阈值，预先登记在控制部23或者存储部24内。
上述比较的结果是哪怕存在一个劣化判定阈值以上的电阻值/系数的情况下(S22的是)，控制部23使操作显示部30输出并显示表示到达劣化判定阈值的警报。或者，控制部23指示功率调节器4而停止电池模块10的充放电动作。或者，执行这两者(S26)。另外，在使操作显示部30显示警报时，也可以一并显示哪个结构要素到达了劣化判定阈值。
在上述比较的结果是劣化判定阈值以上的电阻值/系数连一个也不存在的情况下(S22的否)，控制部23基于计算出的扩散电阻系数、计算出的正极的电阻值、或者计算出的电解液和负极的合成电阻值，来变更单体的放电电流以及/或者充电电流的上限值(S23)。
即便是在电阻增加时流过相同值的电流的情况，电压也会上升。在由于各结构构件的电阻增加而上限值的放电电流或者充电电流流过该结构构件的情况下，有时该结构构件会成为过耐压。控制部23在由于内部电阻的增加而发生了成为过耐压的结构构件的情况下，使放电电流以及/或者充电电流的上限值下降至不会成为过耐压的放电电流值以及/或者充电电流值。在未发生成为过耐压的结构构件的情况下，不需要变更放电电流以及/或者充电电流的上限值。
控制部23基于存储部24中保存的实测出的扩散电阻系数、正极的电阻值、以及电解液和负极的合成电阻值的推移，来推定各单体的剩余充放电次数(S24)。如图9所示，各结构构件的内部电阻随着充放电次数的增加而增加。电池制造商通过实验或者仿真预先导出扩散电阻系数、正极的电阻值、以及电解液和负极的合成电阻值的推移，并预先登记在控制部23或者存储部24内。
控制部23对登记的扩散电阻系数、正极的电阻值以及电解液和负极的合成电阻值的推移、与实测出的扩散电阻系数、正极的电阻值以及电解液和负极的合成电阻值的推移进行比较，来推定各结构构件的剩余充放电次数。将各结构构件的剩余充放电次数内的最少的剩余充放电次数设为单体的剩余充放电次数。进而，将多个单体S1-Sn的剩余充放电次数内的最少的剩余充放电次数设为电池模块10的剩余充放电次数。控制部23使操作显示部30输出并显示推定出的电池模块10的剩余充电次数。
另外，在充放电次数与使用期间之间稳定关系成立的用途中，控制部23也可以推定电池模块10的剩余使用期间，并使操作显示部30输出并显示推定出的剩余使用期间。
若从上次的内部电阻分离处理时起执行了给定次数(例如100次)的充放电(S25的是)，则转移至步骤S20，反复执行步骤S20-步骤S24的处理。另外，也可以每当经过给定期间(例如一个月)时转移至步骤S20，反复执行步骤S20-步骤S24的处理。
如以上说明的那样，根据本实施方式，能够利用从以直流的恒流放电/充电时的时间响应(DCIR)得到的时间-电压波形，低成本地简单进行二次电池的内部电阻的分离解析。由于利用时间响应(DCIR)，因此在交流阻抗法中成为必要的能够扫描宽范围的频率的局部振荡器变得不必要。因此，无需在电池管理装置20内安装该振荡器，能够抑制成本以及电路面积的增加。
此外，由于在诊断时流动的直流电流是能够通过通常的充放电控制而流动的直流电流，因此在蓄电系统1的运用开始后也能够不变更蓄电系统1的硬件结构地简单进行诊断。不会发生如使探测端子接触各单体的两端这样的繁杂作业。此外，由于能够定期地进行自动诊断，因此用户能够无意识地进行各结构构件的劣化诊断，便利性高。此外，对于已有的蓄电系统1，只是将固件追加安装于控制部23就能够安装，容易实现。
以上，基于实施方式对本发明进行了说明。实施方式只是例示，对于本领域技术人员可理解：能够对这些各结构要素、各处理工艺的组合实施各种变形例，此外，这样得到的变形例也包含在本发明的范围内。
在上述的实施方式中，虽然假定了使用锂离子电池的例子，但即便是镍氢电池等的其他化学电池，原理也相同，同样能够适用。
此外，在上述的实施方式中，说明了由蓄电系统1内的电池管理装置20进行电池模块10内的各单体的劣化诊断的例子。关于这一点，可以由通过网络与电池管理装置20连接的集中管理装置来集中进行多个蓄电系统1的劣化诊断。在该情况下，各蓄电系统1内的电池管理装置20经由因特网、专用线等网络而将计测出的各单体S1-Sn的电压值和计测出的多个单体S1-Sn中流动的电流值发送至电池管理装置20。如果电池管理装置20具备通信功能，就无需具备劣化诊断功能。由此，电池制造商能够有效率地收集本公司产品的劣化诊断数据。
另外，实施方式可以通过以下的项目来确定。
[项目1]
一种电池的诊断方法，其特征在于，具有：
从电池放电给定时间的直流的恒流/向电池充电给定时间的直流的恒流的步骤；
计测所述电池的电压的步骤；
确定从所述电池的计测电压减去所述电池的开路电压后的电压的上升相对于用时间的平方根对从开始放电/充电起的经过时间进行了规定所得到的值的增加推移，从曲线状变化为直线状的变化点的步骤；和
将从开始放电/充电时的电压到所述变化点为止的电压上升量确定为起因于所述电池的电解液、负极以及正极的电阻成分的电压上升量，将从所述变化点起的电压上升量确定为起因于所述电池的扩散电阻成分的电压上升量的步骤。
在本说明书中，“用时间的平方根进行了规定所得到的值”设为包含对时间进行了0.51次方所得到的值等与对时间进行了0.5次方的值实质上等同的值的概念。
由此，能够低成本地简单分离起因于电池的电解液、负极以及正极的电阻成分的电压上升量、和起因于电池的扩散电阻成分的电压上升量。
[项目2]
根据项目1所记载的电池的诊断方法，其特征在于，还具有：
将从开始放电/充电起到经过基于所述电池的负极的电阻成分的频率响应而预先决定的设定时间为止的电压上升量确定为起因于所述电池的电解液以及负极的电压上升量的步骤。
由此，能够低成本且简单地分离起因于电池的电解液以及负极的电阻成分的电压上升量、和起因于电池的正极的电阻成分的电压上升量。
[项目3]
一种电池的诊断程序，其特征在于，使计算机执行如下处理：
确定从所述电池的计测电压减去所述电池的开路电压后的电压的上升相对于用时间的平方根对自开始使从电池放电给定时间的直流的恒流/向电池充电给定时间的直流的恒流的控制起的经过时间进行了规定所得到的值的增加推移，从曲线状变化为直线状的变化点；和
将从开始放电/充电时的电压起到所述变化点为止的电压上升量确定为起因于所述电池的电解液、负极以及正极的电阻成分的电压上升量，将从所述变化点起的电压上升量确定为起因于所述电池的扩散电阻成分的电压上升量。
能够使非暂时性记录介质(Non-transitory computer readable medium；非暂时性计算机可读介质)存储诊断程序，并由计算机执行诊断程序。
由此，能够低成本地简单分离起因于电池的电解液、负极以及正极的电阻成分的电压上升量、和起因于电池的扩散电阻成分的电压上升量。
[项目4]
根据项目3所记载的电池的诊断程序，其特征在于，
使计算机还执行如下处理：
将从开始放电/充电起到经过基于所述电池的负极的电阻成分的频率响应而预先决定的设定时间为止的电压上升量确定为起因于所述电池的电解液以及负极的电压上升量。
由此，能够低成本地简单分离起因于电池的电解液以及负极的电阻成分的电压上升量、和起因于电池的正极的电阻成分的电压上升量。
[项目5]
一种电池管理装置(20)，其特征在于，具备：
电流计测部(22)，计测电池(S1-Sn)中流动的电流；
电压计测部(21)，计测所述电池(S1-Sn)的电压；和
控制部(23)，使得从所述电池(S1-Sn)放电给定时间的直流的恒流/向电池充电给定时间的直流的恒流，来诊断所述电池的状态，
所述控制部(23)确定从所述电池(S1-Sn)的计测电压减去所述电池(S1-Sn)的开路电压后的电压的上升相对于用时间的平方根对从开始放电/充电起的经过时间进行了规定所得到的值的增加推移，从曲线状变化为直线状的变化点，
所述控制部(23)将从开始放电/充电时的电压到所述变化点为止的电压上升量确定为起因于所述电池(S1-Sn)的电解液、负极以及正极的电阻成分的电压上升量，将从所述变化点起的电压上升量确定为起因于所述电池(S1-Sn)的扩散电阻成分的电压上升量。
由此，能够低成本地简单分离起因于电池(S1-Sn)的电解液以及负极的电阻成分的电压上升量、和起因于电池(S1-Sn)的正极的电阻成分的电压上升量。
[项目6]
根据项目5所记载的电池管理装置(20)，其特征在于，
所述控制部(23)将从开始放电/充电起到经过基于所述电池(S1-Sn)的负极的电阻成分的频率响应而预先决定的设定时间为止的电压上升量确定为起因于所述电池(S1-Sn)的电解液以及负极的电压上升量。
由此，能够低成本地简单分离起因于电池(S1-Sn)的电解液以及负极的电阻成分的电压上升量、和起因于电池(S1-Sn)的正极的电阻成分的电压上升量。
[项目7]
根据项目6所记载的电池管理装置(20)，其特征在于，
所述控制部(23)：
将起因于所述电池(S1-Sn)的电解液、负极和正极的电阻成分的电压上升量除以所述恒流来计算所述电池(S1-Sn)的电解液、负极和正极的合成电阻值；
基于起因于所述电池(S1-Sn)的扩散电阻成分的电压上升的速度来导出所述电池(S1-Sn)的扩散电阻系数；
将起因于所述电池(S1-Sn)的电解液和负极的电压上升量除以所述恒流来计算所述电池(S1-Sn)的电解液和负极的合成电阻值；
从所述电池(S1-Sn)的电解液、负极和正极的合成电阻值之中减去所述电池(S1-Sn)的电解液和负极的合成电阻值来计算所述电池(S1-Sn)的正极的电阻值。
由此，能够分别推定电池(S1-Sn)的电解液、负极和正极的合成电阻、扩散电阻系数、以及电解液和负极的合成电阻的值。
[项目8]
根据项目7所记载的电池管理装置(20)，其特征在于，
所述控制部(23)：
在计算出的扩散电阻系数成为扩散电阻用的劣化判定阈值以上时，输出警报以及/或者停止所述电池(S1-Sn)的充放电；
在计算出的正极的电阻值成为正极的电阻用的劣化判定阈值以上时，输出警报以及/或者停止所述电池(S1-Sn)的充放电；
在计算出的电解液和负极的合成电阻值成为电解液和负极的合成电阻用的劣化判定阈值以上时，输出警报以及/或者停止所述电池(S1-Sn)的充放电。
由此，在到达电池(S1-Sn)的寿命时，能够通过使用户识别或者自动地停止充放电动作。
[项目9]
根据项目7所记载的电池管理装置(20)，其特征在于，
所述控制部(23)基于计算出的扩散电阻系数、计算出的正极的电阻值、或者计算出的电解液和负极的合成电阻值，来变更所述电池(S1-Sn)的充电电流以及/或者放电电流的上限值。
由此，能够避免各结构构件的过耐压。
[项目10]
根据项目7所记载的电池管理装置(20)，其特征在于，
所述控制部(23)基于计算出的扩散电阻系数、计算出的正极的电阻值以及计算出的电解液和负极的合成电阻值的推移，来推定所述电池(S1-Sn)的剩余使用期间或者剩余充放电次数。
由此，能够实现电池(S1-Sn)的更换时期等的目标。
[项目11]
根据项目5至10中任一项所记载的电池管理装置(20)，其特征在于，所述控制部(23)进行控制以使得所述恒流在所述电池(S1-Sn)中流动30秒以上。
由此，能够获取对于进行电阻分离而言足够的期间的计测值。
[项目12]
一种蓄电系统(1)，其特征在于，具备：
电池模块(10)，包含电池(S1-Sn)；和
对所述电池模块(10)进行管理的项目1至11中任一项所记载的电池管理装置(20)。
由此，能够实现如下的蓄电系统(1)，即，能够低成本地简单分离起因于电池的电解液、负极以及正极的电阻成分的电压上升量、和起因于电池的扩散电阻成分的电压上升量。
产业上的可利用性
本发明能够利用于电池的诊断方法、电池的诊断程序、电池管理装置、以及蓄电系统。
符号说明
1 蓄电系统；
2 系统；
3 负载；
4 功率调节器；
10 电池模块；
20 电池管理装置；
21 电压计测部；
22 电流计测部；
23 控制部；
24 存储部；
S1，S2，Sn 单体；
Rs 分流电阻；
30 操作显示部。

Claims (14)

1.一种电池的诊断方法，具有：
从电池放电给定时间的直流的恒流/向电池充电给定时间的直流的恒流的步骤；
计测所述电池的电压的步骤；
确定从所述电池的计测电压减去所述电池的开路电压后的电压的上升相对于用时间的平方根对从开始放电/充电起的经过时间进行了规定所得到的值的增加推移，从曲线状变化为直线状的变化点的步骤；
将从开始放电/充电时的电压起到所述变化点为止的电压上升量确定为由所述电池的电解液、负极以及正极的电阻成分引起的电压上升量，将从所述变化点起的电压上升量确定为由所述电池的扩散电阻成分引起的电压上升量的步骤；和
将从开始放电/充电起到经过基于所述电池的负极的电阻成分的频率响应而预先决定的设定时间为止的电压上升量确定为由所述电池的电解液以及负极引起的电压上升量的步骤。
2.一种计算机可读介质，存储有电池的诊断程序，该电池的诊断程序使计算机执行如下处理：
确定从所述电池的计测电压减去所述电池的开路电压后的电压的上升相对于用时间的平方根对自开始使从电池放电给定时间的直流的恒流/向电池充电给定时间的直流的恒流的控制起的经过时间进行了规定所得到的值的增加推移，从曲线状变化为直线状的变化点；
将从开始放电/充电时的电压起到所述变化点为止的电压上升量确定为由所述电池的电解液、负极以及正极的电阻成分引起的电压上升量，将从所述变化点起的电压上升量确定为由所述电池的扩散电阻成分引起的电压上升量；和
将从开始放电/充电起到经过基于所述电池的负极的电阻成分的频率响应而预先决定的设定时间为止的电压上升量确定为由所述电池的电解液以及负极引起的电压上升量。
3.一种电池管理装置，具备：
电流计测部，计测电池中流动的电流；
电压计测部，计测所述电池的电压；和
控制部，使得从所述电池放电给定时间的直流的恒流/向电池充电给定时间的直流的恒流，来诊断所述电池的状态，
所述控制部确定从所述电池的计测电压减去所述电池的开路电压后的电压的上升相对于用时间的平方根对从开始放电/充电起的经过时间进行了规定所得到的值的增加推移，从曲线状变化为直线状的变化点，
所述控制部将从开始放电/充电时的电压起到所述变化点为止的电压上升量确定为由所述电池的电解液、负极以及正极的电阻成分引起的电压上升量，将从所述变化点起的电压上升量确定为由所述电池的扩散电阻成分引起的电压上升量，
所述控制部将从开始放电/充电起到经过基于所述电池的负极的电阻成分的频率响应而预先决定的设定时间为止的电压上升量确定为由所述电池的电解液以及负极引起的电压上升量。
4.根据权利要求3所述的电池管理装置，其中，
所述控制部：
将由所述电池的电解液、负极和正极的电阻成分引起的电压上升量除以所述恒流来计算所述电池的电解液、负极和正极的合成电阻值；
基于由所述电池的扩散电阻成分引起的电压上升的速度来导出所述电池的扩散电阻系数；
将由所述电池的电解液和负极引起的电压上升量除以所述恒流来计算所述电池的电解液和负极的合成电阻值；
从所述电池的电解液、负极和正极的合成电阻值之中减去所述电池的电解液和负极的合成电阻值来计算所述电池的正极的电阻值。
5.根据权利要求4所述的电池管理装置，其中，
所述控制部：
在计算出的扩散电阻系数成为扩散电阻用的劣化判定阈值以上时，执行输出警报以及停止所述电池的充放电当中的至少一种；
在计算出的正极的电阻值成为正极的电阻用的劣化判定阈值以上时，执行输出警报以及停止所述电池的充放电当中的至少一种；
在计算出的电解液和负极的合成电阻值成为电解液和负极的合成电阻用的劣化判定阈值以上时，执行输出警报以及停止所述电池的充放电当中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的电池管理装置，其中，
所述控制部基于计算出的扩散电阻系数、计算出的正极的电阻值或者计算出的电解液和负极的合成电阻值来变更所述电池的充电电流以及放电电流当中的至少一个的上限值。
7.根据权利要求4所述的电池管理装置，其中，
所述控制部基于计算出的扩散电阻系数、计算出的正极的电阻值以及计算出的电解液和负极的合成电阻值的推移来推定所述电池的剩余使用期间或者剩余充放电次数。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的电池管理装置，其中，
所述控制部进行控制以使得所述恒流在所述电池中流动30秒以上。
9.一种蓄电系统，具备：
电池模块，包含电池；和
对所述电池模块进行管理的权利要求3所述的电池管理装置。
10.一种蓄电系统，具备：
电池模块，包含电池；和
对所述电池模块进行管理的权利要求4所述的电池管理装置。
11.一种蓄电系统，具备：
电池模块，包含电池；和
对所述电池模块进行管理的权利要求5所述的电池管理装置。
12.一种蓄电系统，具备：
电池模块，包含电池；和
对所述电池模块进行管理的权利要求6所述的电池管理装置。
13.一种蓄电系统，具备：
电池模块，包含电池；和
对所述电池模块进行管理的权利要求7所述的电池管理装置。
14.一种蓄电系统，具备：
电池模块，包含电池；和
对所述电池模块进行管理的权利要求8所述的电池管理装置。
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