JP2011232345A - 二次電池の劣化判定方法、二次電池の劣化判定装置及び電源システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】二次電池を任意の時間放置による放電又は自己放電又は強制放電させ、その際の放電電圧を測定し、電圧の大きさや比率、あるいは、二次電池の良品との特性を比較及び/又は演算することにより劣化を判定する二次電池の劣化判定方法と、二次電池の劣化判定装置並びに電源システムを提供する。
【選択図】図9
Description
図1は、第1実施形態に係る電源システムの概略の構成を示すブロック図である。図1の電源システム1は、二次電池2と、二次電池2からの電力により動作する負荷3と、常時あるいは必要時に二次電池2を充電する充電装置4と、二次電池2や図示しない電力源から負荷3への電力の供給を制御する電源制御装置5を備えている。なお、実際の電源システム1には、負荷が多数設けられている場合もある。
図2は、第2実施形態に係る電源システムの概略の構成を示すブロック図である。図2の電源システム1は、2つの二次電池2と、二次電池2からの電力により動作する負荷3と、常時あるいは必要時に二次電池2を充電する充電装置4と、二次電池2や図示しない電力源から負荷3への電力の供給を制御する電源制御装置5を備えている。なお、実際の電源システム1には、負荷が多数設けられている場合もある。
図3は、第3実施形態に係る電源システムの概略の構成を示すブロック図である。図3では、二次電池を劣化判定する機能又は二次電池劣化判定装置を有する電源制御装置18には、電流センサ11と、電圧センサ12と、制御部13と、記憶部14と、充電回路15と、放電回路16と、温度センサ17(温度変換部)を含んで電源システムが構成され、二次電池10から少なくとも1つの負荷20に電力を供給する構成になっている。
図6は、所定の時間放電時の二次電池の電圧値をある温度で換算した図である。
図7は、二次電池の温度と各温度での5秒間放電時における放電前電圧と放電電圧との電圧差(電圧降下)について3つの良品二次電池の特性を示すものである。また、図8は、二次電池の温度が−30℃での放電後電圧と電圧降下をプロットしたものである。なお点線は、予め求めた放電後電圧−電圧差特性のばらつきを考慮した閾値設定直線である。
図9は、二次電池の充電、並びに、放電時における電圧変化を示す図である。図9では、充電中又は充電後から所定時間放置したときの電圧降下ΔV1と、所定時間放置したときの電圧と二次電池の安定状態OCVまでの電圧差分ΔV3、そして一定放電電流にて所定時間放電したときの電圧降下ΔV2とする。
図10は、二次電池の充電、並びに、放電時における電圧変化を示す図である。図10では、放置又は放電後から所定時間放置又は充電したときの電圧上昇ΔV1と、所定時間放置又は充電したときの電圧と二次電池が安定状態OCVまでの電圧差分ΔV3、そして一定放電電流にて所定時間放電したときの電圧降下ΔV2とする。
Positioning System)装置110、照明111、稼動部112等が接続される。装置・電源制御装置109によって電源を供給及び制御をする。例えば、照明111の点灯・消灯、稼動部112の動作制御やエネルギ消費量の制御等をするものである。なお、GPS装置110は位置や標高の他に時間も検出できるので、装置・電源制御装置109他の時刻合わせに利用することができる。
2、10、106…二次電池
3、20…負荷
4…充電装置
5、18…電源制御装置
6…二次電池劣化判定装置
11…電流センサ
12…電圧センサ
13…制御部
14…記憶部
15…充電回路
16…放電回路
17,105…温度センサ
22,23…無線装置
24…コンピュータ
101…検知回路
102…制御・判定装置
103…表示部
104、107、108…二次電池劣化判定装置
109…装置・電源制御装置
110…GPS装置
111…照明
112…稼働部
Claims (12)
- 劣化状態が既知である少なくとも一つの二次電池基準品を放置或いは放電させたときの、放置或いは放電時間に対する電圧変化特性と、
劣化状態が未知である二次電池試験品の放置前或いは放電開始前の電圧である第1の電池電圧と、
前記所定時間放置或いは放電させたときの電圧である第2の電池電圧と、
前記第1の電池電圧測定時からさらに所定時間放置或いは放電させたときの電圧である第3の電池電圧と、
を用いて、前記二次電池試験品の劣化判定を行う、
ことを特徴とする二次電池の劣化判定方法。 - 劣化状態が既知である少なくとも一つの二次電池基準品を所定の手順にて放電させた後に放置或いは充電し、その後放電させたときの放電時間に対する電圧変化特性と、
劣化状態が未知である二次電池試験品の放電或いは充電開始前の電圧である第1の電池電圧と、
前記二次電池試験品を所定時間放置或いは充電したときの電圧である第2の電池電圧と、
前記第2の電池電圧測定時からさらに所定時間放電させたときの電圧である第3の電池電圧と、
を用いて、前記二次電池試験品の劣化判定を行う、
ことを特徴とする二次電池の劣化判定方法。 - 前記少なくとも一つの二次電池基準品の前記電圧変化特性測定時に該二次電池基準品の温度を測定するとともに、
前記二次電池試験品の電池電圧測定時に該二次電池試験品の温度を測定し、
さらに、予め求めた、劣化していない良品二次電池の温度―電池電圧特性より、
前記少なくとも一つの二次電池基準品の前記電圧変化特性を所定の温度における特性に換算するとともに、
前記第1の電池電圧と前記第2の電池電圧及び前記第3の電池電圧を前記所定の温度における電圧に換算する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載の二次電池の劣化判定方法。 - 前記第1の電池電圧と前記第2の電池電圧の差をΔV1とし、
前記第2の電池電圧と前記第3の電池電圧の差をΔV2とし、
前記第2の電池電圧と前記二次電池試験品の安定状態における電池電圧の差をΔV3とし、
前記ΔV1と前記ΔV2及び前記ΔV3の内の少なくとも2つを用いて前記二次電池試験品の劣化判定を行う、
ことを特徴とする請求項3記載の二次電池の劣化判定方法。 - 前記ΔV1と前記ΔV2から|ΔV1/ΔV2|を求め、得られた値が所定の値以下であるとき、前記二次電池試験品は劣化品であると判定する、
ことを特徴とする請求項4記載の二次電池の劣化判定方法。 - 前記ΔV3がゼロでないとき、
前記ΔV1と前記ΔV3から得られる|ΔV1/ΔV3|が所定の値以上であるか、或いは前記ΔV2と前記ΔV3から得られる|ΔV2/ΔV3|が所定の値以上であるとき、前記二次電池試験品は劣化品であると判定する、
ことを特徴とする請求項4記載の二次電池の劣化判定方法。 - 前記ΔV3がゼロ以下であるとき、前記二次電池試験品は劣化品であると判定する、
ことを特徴とする請求項4記載の二次電池の劣化判定方法。 - 前記二次電池試験品が充電中であった場合には、充電を中断或いは終了させた直後から放電電圧を測定する、
ことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一つに記載の二次電池の劣化判定方法。 - 前記少なくとも一つの二次電池基準品の特性をフロート状態で測定する、
ことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一つに記載の二次電池の劣化判定方法。 - 劣化状態が既知である少なくとも一つの二次電池基準品を放置或いは放電させたときの、放置或いは放電時間に対する電圧変化特性を記憶する記憶部と、
劣化状態が未知である二次電池試験品の放置前或いは放電開始前の電圧である第1の電池電圧と、前記所定時間放置或いは放電させたときの電圧である第2の電池電圧と、前記第1の電池電圧測定時からさらに所定時間放置或いは放電させたときの電圧である第3の電池電圧と、を測定する電圧測定手段と、
前記電圧変化特性と、前記第1の電池電圧と、前記第2の電池電圧と、前記第3の電池電圧と、を用いて、前記二次電池試験品の劣化判定を行う制御部と、
を備えたことを特徴とする二次電池の劣化判定装置。 - 前記少なくとも一つの二次電池をフロート状態と負荷接続状態とに切り替える切替手段をさらに備えたことを特徴とする請求項10記載の二次電池の劣化判定装置。
- 請求項10又は請求項11記載の二次電池の劣化判定装置を備えたことを特徴とする二次電池の電源システム。
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