JP2013253940A - Life estimating device and life estimating method for electricity storage element, and electricity storage system - Google Patents

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洋平 田尾
Shigeki Yamate
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a life estimating device that can accurately estimate the remaining useful live of an electricity storage element.SOLUTION: A life estimating device 100 for estimating the remaining useful life of an electricity storage element 200, which is the cumulative period in which the element can be used, comprises a relational expression acquiring unit 110 that acquires a relational expression of the DC resistance or the AC resistance of the electricity storage element 200, which is the cumulative period in which the element can be used, at the time the cumulative period of use has elapsed, in a mathematical expression containing a term of the exponential function of the cumulative period of use, and a remaining life estimating unit 120 that estimates the remaining useful life of the electricity storage element 200 by using the acquired relational expression.

Description

本発明は、蓄電素子の使用可能な累積残存期間である残存寿命を推定する寿命推定装置、寿命推定方法、及び蓄電素子と当該寿命推定装置とを備える蓄電システムに関する。   The present invention relates to a life estimation apparatus, a life estimation method, and a power storage system including a power storage element and the life estimation apparatus.

リチウムイオン二次電池などの蓄電素子は、ノートパソコンや携帯電話などのモバイル機器の電源として用いられてきたが、近年、電気自動車の電源など、幅広い分野で使用されるようになってきた。そして、このような蓄電素子においては、蓄電素子の使用可能な累積残存期間である残存寿命を正確に把握することが極めて重要である。ここで、従来、蓄電素子の残存寿命を推定するために、蓄電素子の直流抵抗の経時変化を推定する技術が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。   Power storage elements such as lithium ion secondary batteries have been used as power sources for mobile devices such as notebook computers and mobile phones, but have recently been used in a wide range of fields such as power sources for electric vehicles. And in such an electrical storage element, it is very important to grasp | ascertain accurately the remaining lifetime which is the accumulation remaining period which can be used for an electrical storage element. Here, conventionally, in order to estimate the remaining life of the power storage element, a technique for estimating the change with time of the DC resistance of the power storage element has been proposed (for example, see Non-Patent Document 1).

非特許文献1では、電池の直流抵抗の経時変化が試験時間のN次関数で示される経験式により、所定試験時間における当該直流抵抗の経時変化を推定する技術が開示されている。ここで、上記の経験式におけるNは、1/2、1、または1.52であり、試験モードに応じて変化する。   Non-Patent Document 1 discloses a technique for estimating the time-dependent change in DC resistance at a predetermined test time based on an empirical formula in which the time-dependent change in DC resistance of a battery is represented by an N-order function of the test time. Here, N in the above empirical formula is 1/2, 1, or 1.52, and varies depending on the test mode.

J.Belt et al.、Journal of Power Sources 196(2011)、10213−10221J. et al. Belt et al. , Journal of Power Sources 196 (2011), 10213-10221.

しかしながら、上記従来の技術においては、蓄電素子の残存寿命を正確に推定することができないという問題がある。   However, the conventional technology has a problem that the remaining life of the electricity storage element cannot be accurately estimated.

つまり、従来の蓄電素子の直流抵抗の経時変化を推定する技術においては、試験モードに応じて上記の経験式におけるNの値が変化するため、当該Nの値を予測することが困難である。また、当該Nの値を予測できたとしても、推定される直流抵抗の経時変化の値は十分に正確なものではなかった。このため、従来の技術においては、蓄電素子の残存寿命を正確に推定することができない。   That is, in the conventional technique for estimating the change with time of the direct current resistance of the power storage element, it is difficult to predict the value of N because the value of N in the above empirical formula changes according to the test mode. Further, even if the value of N can be predicted, the estimated value of the DC resistance with time is not sufficiently accurate. For this reason, in the prior art, it is impossible to accurately estimate the remaining life of the power storage element.

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、蓄電素子の残存寿命を正確に推定することができる寿命推定装置、寿命推定方法及び蓄電システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object thereof is to provide a life estimation apparatus, a life estimation method, and a power storage system that can accurately estimate the remaining life of a power storage element.

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る寿命推定装置は、蓄電素子の使用可能な累積残存期間である残存寿命を推定する寿命推定装置であって、前記蓄電素子の使用期間の累積値である累積使用期間経過時点での前記蓄電素子の直流抵抗または交流抵抗の抵抗値が、前記累積使用期間の指数関数の項を含む式で示される関係式を取得する関係式取得部と、取得された前記関係式を用いて前記残存寿命を推定する残存寿命推定部とを備える。   In order to achieve the above object, a life estimation apparatus according to an aspect of the present invention is a life estimation apparatus that estimates a remaining life, which is a cumulative remaining period in which a power storage element can be used. A relational expression obtaining unit that obtains a relational expression in which a direct current resistance or an alternating current resistance value of the power storage element at the time of the cumulative use period being a cumulative value is represented by an expression including an exponential term of the cumulative use period; And a remaining life estimation unit that estimates the remaining life using the acquired relational expression.

これによれば、寿命推定装置は、累積使用期間経過時点での蓄電素子の直流抵抗または交流抵抗の抵抗値が、累積使用期間の指数関数の項を含む式で示される関係式を取得し、当該関係式を用いて、蓄電素子の残存寿命を推定する。ここで、当該抵抗値は、累積使用期間の経過とともに加速度的に値が増加する。そして、本願発明者らは、鋭意検討と実験の結果、当該抵抗値の経時変化は、累積使用期間を変数とする指数関数で表されることを見出した。このため、寿命推定装置は、上記の関係式を用いることで、当該抵抗値と累積使用期間との関係を正確に表現することができるため、蓄電素子の残存寿命を正確に推定することができる。   According to this, the life estimation apparatus obtains a relational expression in which the resistance value of the direct current resistance or the alternating current resistance of the power storage element at the time when the cumulative use period has elapsed is represented by an expression including an exponential function term of the cumulative use period, The remaining life of the power storage element is estimated using the relational expression. Here, the resistance value increases at an accelerated rate as the cumulative use period elapses. As a result of intensive studies and experiments, the inventors of the present application have found that the temporal change of the resistance value is represented by an exponential function with the cumulative use period as a variable. For this reason, since the lifetime estimation apparatus can accurately represent the relationship between the resistance value and the cumulative usage period by using the above relational expression, the remaining lifetime of the power storage element can be accurately estimated. .

また、前記関係式取得部は、前記抵抗値が、前記累積使用期間に所定の定数を乗じた値を変数とする指数関数に比例する前記関係式を取得することにしてもよい。   Further, the relational expression acquisition unit may acquire the relational expression in which the resistance value is proportional to an exponential function having a value obtained by multiplying the cumulative use period by a predetermined constant.

これによれば、寿命推定装置は、抵抗値が、累積使用期間に所定の定数を乗じた値を変数とする指数関数に比例する関係式を取得する。ここで、本願発明者らは、鋭意検討と実験の結果、当該抵抗値が累積使用期間に所定の定数を乗じた値を変数とする指数関数に比例する関係式が、当該抵抗値の経時変化を精度良く表現していることを見出した。このため、寿命推定装置は、上記の関係式を用いることで、当該抵抗値と累積使用期間との関係を正確に表現することができるため、蓄電素子の残存寿命を正確に推定することができる。   According to this, the life estimation apparatus acquires a relational expression in which the resistance value is proportional to an exponential function having a variable obtained by multiplying the cumulative use period by a predetermined constant. Here, as a result of intensive studies and experiments, the inventors of the present application have found that the relational expression proportional to an exponential function having a variable obtained by multiplying the cumulative use period by a predetermined constant is a change with time of the resistance value. Was found to be accurately expressed. For this reason, since the lifetime estimation apparatus can accurately represent the relationship between the resistance value and the cumulative usage period by using the above relational expression, the remaining lifetime of the power storage element can be accurately estimated. .

また、前記残存寿命推定部は、所定の時点での前記抵抗値である第一抵抗値を取得するとともに、前記蓄電素子の寿命到達時点での前記抵抗値である第二抵抗値を取得する抵抗値取得部と、前記関係式から得られる前記第一抵抗値における累積使用期間である第一累積使用期間を取得するとともに、前記関係式から得られる前記第二抵抗値における累積使用期間である第二累積使用期間を取得する期間取得部と、前記第二累積使用期間から前記第一累積使用期間を差し引くことで、前記所定の時点からの前記蓄電素子の残存寿命を算出する残存寿命算出部とを備えることにしてもよい。   The remaining life estimation unit obtains a first resistance value that is the resistance value at a predetermined time and a second resistance value that is the resistance value when the life of the power storage element is reached. A value acquisition unit, and a first cumulative usage period that is a cumulative usage period in the first resistance value obtained from the relational expression, and a cumulative usage period in the second resistance value obtained from the relational expression. A period acquisition unit that acquires two cumulative use periods; and a remaining life calculation unit that calculates a remaining life of the power storage element from the predetermined time point by subtracting the first cumulative use period from the second cumulative use period May be provided.

これによれば、寿命推定装置は、所定の時点での第一抵抗値と蓄電素子の寿命到達時点での第二抵抗値とを取得して、上記の関係式から得られる第一抵抗値における第一累積使用期間と第二抵抗値における第二累積使用期間とを取得し、第二累積使用期間から第一累積使用期間を差し引くことで、所定の時点からの蓄電素子の残存寿命を算出する。このようにして、寿命推定装置は、蓄電素子の残存寿命を正確に推定することができる。   According to this, the life estimation apparatus obtains the first resistance value at a predetermined time point and the second resistance value at the time when the life of the power storage element is reached, and in the first resistance value obtained from the above relational expression. Obtain the first cumulative usage period and the second cumulative usage period at the second resistance value, and subtract the first cumulative usage period from the second cumulative usage period to calculate the remaining life of the storage element from a predetermined point in time . In this way, the lifetime estimation apparatus can accurately estimate the remaining lifetime of the power storage element.

また、前記残存寿命推定部は、さらに、前記関係式取得部が取得した前記関係式を補正する関係式補正部を備え、補正後の前記関係式を用いて、前記残存寿命を推定することにしてもよい。   The remaining life estimation unit further includes a relational expression correction unit that corrects the relational expression acquired by the relational expression acquisition unit, and estimates the remaining life using the corrected relational expression. May be.

これによれば、寿命推定装置は、上記の関係式を補正し、補正後の当該関係式を用いて、残存寿命を推定する。このようにして、寿命推定装置は、関係式を補正して当該関係式の精度を向上させていくことで、残存寿命を正確に推定することができる。   According to this, the life estimation apparatus corrects the above relational expression, and estimates the remaining life using the corrected relational expression. In this way, the life estimation apparatus can accurately estimate the remaining life by correcting the relational expression and improving the accuracy of the relational expression.

また、前記蓄電素子は、正極活物質として層状構造のリチウム遷移金属酸化物を含むリチウムイオン二次電池であり、前記関係式取得部は、前記リチウムイオン二次電池についての前記関係式を取得し、前記残存寿命推定部は、前記リチウムイオン二次電池についての前記残存寿命を推定することにしてもよい。   The power storage device is a lithium ion secondary battery including a lithium transition metal oxide having a layered structure as a positive electrode active material, and the relational expression acquiring unit acquires the relational expression regarding the lithium ion secondary battery. The remaining life estimation unit may estimate the remaining life of the lithium ion secondary battery.

これによれば、蓄電素子は、正極活物質として層状構造のリチウム遷移金属酸化物を含むリチウムイオン二次電池である。ここで、本願発明者らは、鋭意検討と実験の結果、蓄電素子が当該リチウムイオン二次電池の場合に、上記の関係式によって劣化状態を精度良く表現できることを見出した。このため、寿命推定装置は、当該リチウムイオン二次電池の残存寿命を正確に推定することができる。   According to this, the electric storage element is a lithium ion secondary battery including a lithium transition metal oxide having a layered structure as a positive electrode active material. Here, as a result of intensive studies and experiments, the inventors of the present application have found that the deterioration state can be accurately expressed by the above relational expression when the storage element is the lithium ion secondary battery. For this reason, the lifetime estimation apparatus can estimate the remaining lifetime of the said lithium ion secondary battery correctly.

なお、本発明は、このような寿命推定装置として実現することができるだけでなく、蓄電素子と、当該蓄電素子の残存寿命を推定する寿命推定装置とを備える蓄電システムとしても実現することができる。また、本発明は、寿命推定装置が行う特徴的な処理をステップとする寿命推定方法としても実現することができる。また、本発明は、寿命推定装置に含まれる特徴的な処理部を備える集積回路としても実現することができる。また、本発明は、寿命推定方法に含まれる特徴的な処理をコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、当該プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能なCD−ROMなどの記録媒体として実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、CD−ROM等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。   The present invention can be realized not only as such a life estimation apparatus, but also as a power storage system including a power storage element and a life estimation apparatus that estimates the remaining life of the power storage element. In addition, the present invention can be realized as a life estimation method including a characteristic process performed by the life estimation apparatus as a step. The present invention can also be realized as an integrated circuit including a characteristic processing unit included in the life estimation apparatus. In addition, the present invention can be realized as a program for causing a computer to execute characteristic processing included in the life estimation method, or can be realized as a recording medium such as a computer-readable CD-ROM in which the program is recorded. You can also. Needless to say, such a program can be distributed via a recording medium such as a CD-ROM and a transmission medium such as the Internet.

本発明によると、蓄電素子の残存寿命を正確に推定することができる。   According to the present invention, it is possible to accurately estimate the remaining life of a power storage element.

本発明の実施の形態に係る寿命推定装置を備える蓄電システムの外観図である。It is an external view of an electrical storage system provided with the lifetime estimation apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る寿命推定装置の機能的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the lifetime estimation apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る蓄電素子データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the electrical storage element data which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る関係式取得部が取得する関係式を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relational expression which the relational expression acquisition part which concerns on embodiment of this invention acquires. 本発明の実施の形態に係る寿命推定装置が蓄電素子の残存寿命を推定する処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process in which the lifetime estimation apparatus which concerns on embodiment of this invention estimates the remaining lifetime of an electrical storage element. 本発明の実施の形態に係る寿命推定装置が蓄電素子の残存寿命を推定する処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process in which the lifetime estimation apparatus which concerns on embodiment of this invention estimates the remaining lifetime of an electrical storage element. 本発明の実施の形態に係る寿命推定装置が奏する効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect which the lifetime estimation apparatus which concerns on embodiment of this invention has. 本発明の実施の形態に係る寿命推定装置が奏する効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect which the lifetime estimation apparatus which concerns on embodiment of this invention has. 本発明の実施の形態に係る寿命推定装置が奏する効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect which the lifetime estimation apparatus which concerns on embodiment of this invention has. 本発明の実施の形態に係る寿命推定装置が奏する効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect which the lifetime estimation apparatus which concerns on embodiment of this invention has. 本発明の実施の形態の変形例に係る寿命推定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the lifetime estimation apparatus which concerns on the modification of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る寿命推定装置の最小の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the minimum structure of the lifetime estimation apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る寿命推定装置を集積回路で実現する構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure which implement | achieves the lifetime estimation apparatus which concerns on embodiment of this invention with an integrated circuit.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る蓄電素子の寿命推定装置及び当該寿命推定装置を備える蓄電システムについて説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。   Hereinafter, a power storage device life estimation apparatus and a power storage system including the life estimation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Each of the embodiments described below shows a preferred specific example of the present invention. The numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connecting forms of the constituent elements, steps, order of steps, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. In addition, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the highest concept of the present invention are described as optional constituent elements that constitute a more preferable embodiment.

まず、蓄電システム10の構成について、説明する。   First, the configuration of the power storage system 10 will be described.

図1は、本発明の実施の形態に係る寿命推定装置100を備える蓄電システム10の外観図である。   FIG. 1 is an external view of a power storage system 10 including a life estimation apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

同図に示すように、蓄電システム10は、寿命推定装置100と、複数(同図では6個)の蓄電素子200と、寿命推定装置100及び複数の蓄電素子200を収容する収容ケース300とを備えている。   As shown in the figure, the power storage system 10 includes a life estimation device 100, a plurality (six in FIG. 6) of power storage elements 200, and a storage case 300 that stores the life estimation device 100 and the plurality of power storage elements 200. I have.

寿命推定装置100は、複数の蓄電素子200の上方に配置され、複数の蓄電素子200の寿命を推定する回路を搭載した回路基板である。具体的には、寿命推定装置100は、複数の蓄電素子200に接続されており、複数の蓄電素子200から情報を取得して、複数の蓄電素子200の使用可能な累積残存期間である残存寿命を推定する。この寿命推定装置100の詳細な機能構成の説明については、後述する。   The life estimation apparatus 100 is a circuit board on which a circuit that is disposed above the plurality of power storage elements 200 and estimates the life of the plurality of power storage elements 200 is mounted. Specifically, the lifetime estimation apparatus 100 is connected to a plurality of power storage elements 200, acquires information from the plurality of power storage elements 200, and is a remaining life that is a usable remaining remaining period of the plurality of power storage elements 200. Is estimated. The detailed functional configuration of the life estimation apparatus 100 will be described later.

なお、ここでは、寿命推定装置100は複数の蓄電素子200の上方に配置されているが、寿命推定装置100はどこに配置されていてもよい。   Here, life estimation apparatus 100 is disposed above a plurality of power storage elements 200, but life estimation apparatus 100 may be disposed anywhere.

蓄電素子200は、正極と負極とを有する非水電解質二次電池などの二次電池である。また、同図では6個の矩形状の蓄電素子200が直列に配置されて組電池を構成している。なお、蓄電素子200の個数は6個に限定されず、他の複数個数または1個であってもよい。また蓄電素子200の形状も特に限定されない。   The storage element 200 is a secondary battery such as a nonaqueous electrolyte secondary battery having a positive electrode and a negative electrode. In FIG. 6, six rectangular storage elements 200 are arranged in series to form an assembled battery. Note that the number of power storage elements 200 is not limited to six, but may be other plural numbers or one. Further, the shape of the electricity storage element 200 is not particularly limited.

ここで、蓄電素子200は、正極活物質として層状構造のリチウム遷移金属酸化物を含むリチウムイオン二次電池であるのが好ましい。具体的には、正極活物質として、Li1+x1−y(MはFe、Ni、Mn、Co等から選択される1種または2種以上の遷移金属元素、0≦x<1/3、0≦y<1/3)等の層状構造のリチウム遷移金属酸化物等を用いるのが好ましい。なお、当該正極活物質として、LiMnやLiMn1.5Ni0.5等のスピネル型リチウムマンガン酸化物や、LiFePO等のオリビン型正極活物質等と、上記層状構造のリチウム遷移金属酸化物とを混合して用いてもよい。 Here, the power storage element 200 is preferably a lithium ion secondary battery including a lithium transition metal oxide having a layered structure as a positive electrode active material. Specifically, as the positive electrode active material, Li 1 + x M 1-y O 2 (M is one or more transition metal elements selected from Fe, Ni, Mn, Co and the like, 0 ≦ x <1 / It is preferable to use a lithium transition metal oxide having a layered structure such as 3, 0 ≦ y <1/3). Note that as the positive electrode active material, spinel type lithium manganese oxide such as LiMn 2 O 4 and LiMn 1.5 Ni 0.5 O 4 , olivine type positive electrode active material such as LiFePO 4 , and lithium having the above layered structure You may mix and use a transition metal oxide.

また、負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。例えば、リチウム金属、リチウム合金(リチウム−ケイ素、リチウム−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム−錫、リチウム−アルミニウム−錫、リチウム−ガリウム、及びウッド合金等のリチウム金属含有合金)の他、リチウムを吸蔵・放出可能な合金、炭素材料(例えば黒鉛、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温焼成炭素、非晶質カーボン等)、ケイ素酸化物、金属酸化物、リチウム金属酸化物(LiTi12等)、ポリリン酸化合物、あるいは、一般にコンバージョン負極と呼ばれる、CoやFeP等の、遷移金属と第14族乃至第16族元素との化合物などが挙げられる。 Moreover, as a negative electrode active material, if a negative electrode active material which can occlude / release lithium ion, a well-known material can be used suitably. For example, lithium is occluded in addition to lithium metal and lithium alloys (lithium-containing alloys such as lithium-silicon, lithium-aluminum, lithium-lead, lithium-tin, lithium-aluminum-tin, lithium-gallium, and wood alloys). Releasable alloys, carbon materials (eg, graphite, non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, low-temperature calcined carbon, amorphous carbon, etc.), silicon oxide, metal oxide, lithium metal oxide (Li 4 Ti 5 O 12 ), polyphosphoric acid compounds, or compounds of transition metals and Group 14 to Group 16 elements such as Co 3 O 4 and Fe 2 P, which are generally called conversion anodes.

次に、寿命推定装置100の詳細な機能構成について、説明する。   Next, a detailed functional configuration of the life estimation apparatus 100 will be described.

図2は、本発明の実施の形態に係る寿命推定装置100の機能的な構成を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of life estimation apparatus 100 according to the embodiment of the present invention.

寿命推定装置100は、蓄電素子200の使用可能な累積残存期間である残存寿命を推定する装置である。同図に示すように、寿命推定装置100は、関係式取得部110、残存寿命推定部120及び記憶部130を備えている。また、記憶部130には、関係式データ131及び蓄電素子データ132が記憶されている。   The lifetime estimation apparatus 100 is an apparatus that estimates a remaining lifetime that is a cumulative remaining period in which the power storage element 200 can be used. As shown in the figure, the lifetime estimation apparatus 100 includes a relational expression acquisition unit 110, a remaining lifetime estimation unit 120, and a storage unit 130. The storage unit 130 stores relational expression data 131 and power storage element data 132.

関係式取得部110は、蓄電素子200の使用期間の累積値である累積使用期間経過時点での蓄電素子200の直流抵抗または交流抵抗の抵抗値が、累積使用期間の指数関数の項を含む式で示される関係式を取得する。具体的には、関係式取得部110は、当該抵抗値が、累積使用期間に所定の定数を乗じた値を変数とする指数関数に比例する当該関係式を取得する。   The relational expression acquisition unit 110 is an expression in which the direct current resistance or the resistance value of the alternating current resistance of the power storage element 200 at the time when the cumulative use period has elapsed, which is the cumulative value of the use period of the power storage element 200, includes an exponential function term of the cumulative use period. The relational expression indicated by is acquired. Specifically, the relational expression acquisition unit 110 acquires the relational expression in which the resistance value is proportional to an exponential function having a variable obtained by multiplying the cumulative use period by a predetermined constant.

ここで、累積使用期間とは、蓄電素子200の使用開始時点から所定の時点までの間に、蓄電素子200が使用された期間を積算した合計期間を示している。例えば、蓄電素子200が断続的に使用されていた場合には、累積使用期間は、蓄電素子200が使用されていなかった不使用期間を差し引いた期間を示す。なお、当該不使用期間の差し引き方は厳密でなくともよく、蓄電素子200の使用開始時点から所定の時点までの当該不使用期間も含めた全期間を累積使用期間としてもよい。また、累積使用期間の単位としては、時間またはサイクル(充放電回数)が好ましいが、月や日など期間を表す単位であればどのようなものでも構わない。   Here, the cumulative use period indicates a total period obtained by integrating the periods in which the power storage element 200 is used from the use start time of the power storage element 200 to a predetermined time point. For example, when the power storage element 200 is used intermittently, the cumulative use period indicates a period obtained by subtracting a non-use period in which the power storage element 200 is not used. The method of subtracting the non-use period may not be strict, and the entire use period including the non-use period from the start of use of the power storage element 200 to a predetermined time may be used as the cumulative use period. The unit of the cumulative use period is preferably time or cycle (number of times of charging / discharging), but may be any unit as long as it represents a period such as a month or a day.

また、蓄電素子200の直流抵抗または交流抵抗の抵抗値とは、蓄電素子200の内部抵抗の抵抗値であり、例えば、10秒目の直流抵抗または1kHzの交流抵抗の抵抗値である。なお、10秒目の直流抵抗は、10秒目のV−I(電圧−電流)プロットの傾きより測定される。また、1kHzの交流抵抗とは、1kHzの周波数の交流電圧または交流電流を蓄電素子200に印加することで測定される交流抵抗(交流インピーダンス)である。   The resistance value of the DC resistance or AC resistance of the electricity storage element 200 is the resistance value of the internal resistance of the electricity storage element 200, for example, the resistance value of the DC resistance at 10 seconds or the AC resistance of 1 kHz. The DC resistance at 10 seconds is measured from the slope of the VI (voltage-current) plot at 10 seconds. The 1 kHz AC resistance is AC resistance (AC impedance) measured by applying an AC voltage or AC current having a frequency of 1 kHz to the storage element 200.

なお、関係式取得部110は、記憶部130に記憶されている関係式データ131から、上記の関係式を読み出すことで、当該関係式を取得する。つまり、関係式データ131は、蓄電素子200の残存寿命を推定するための関係式を保持しているデータである。当該関係式の詳細については、後述する。   The relational expression acquisition unit 110 acquires the relational expression by reading the relational expression from the relational expression data 131 stored in the storage unit 130. That is, the relational expression data 131 is data that holds a relational expression for estimating the remaining life of the power storage element 200. Details of the relational expression will be described later.

残存寿命推定部120は、関係式取得部110が取得した関係式を用いて、蓄電素子200の残存寿命を推定する。ここで、残存寿命推定部120は、抵抗値取得部121、期間取得部122及び残存寿命算出部123を備えている。   The remaining life estimation unit 120 estimates the remaining life of the electricity storage device 200 using the relational expression acquired by the relational expression acquisition unit 110. Here, the remaining life estimation unit 120 includes a resistance value acquisition unit 121, a period acquisition unit 122, and a remaining life calculation unit 123.

抵抗値取得部121は、所定の時点(以下、第一時点という)での蓄電素子200の抵抗値である第一抵抗値を取得する。つまり、抵抗値取得部121は、当該第一時点における蓄電素子200の抵抗値を測定するなどによって取得し、取得した値を当該第一抵抗値とする。   The resistance value acquisition unit 121 acquires a first resistance value that is a resistance value of the power storage element 200 at a predetermined time point (hereinafter referred to as a first time point). That is, the resistance value acquisition unit 121 acquires the measured resistance value of the power storage element 200 at the first time point, and sets the acquired value as the first resistance value.

また、抵抗値取得部121は、蓄電素子200の寿命到達時点(以下、第二時点という)での抵抗値である第二抵抗値を取得する。つまり、抵抗値取得部121は、蓄電素子200の寿命到達時点での抵抗値としてユーザが決定した値を、ユーザからの入力などによって取得し、取得した値を当該第二抵抗値とする。   In addition, the resistance value acquisition unit 121 acquires a second resistance value that is a resistance value at the time when the life of the power storage element 200 is reached (hereinafter referred to as the second time point). That is, the resistance value acquisition unit 121 acquires a value determined by the user as a resistance value at the end of the life of the storage element 200 by an input from the user, and sets the acquired value as the second resistance value.

そして、抵抗値取得部121は、取得した第一抵抗値及び第二抵抗値を記憶部130の蓄電素子データ132に記憶させる。この記憶部130に記憶されている蓄電素子データ132の詳細については、後述する。   Then, the resistance value acquisition unit 121 stores the acquired first resistance value and second resistance value in the storage element data 132 of the storage unit 130. Details of the storage element data 132 stored in the storage unit 130 will be described later.

期間取得部122は、上記の関係式から得られる第一抵抗値における累積使用期間である第一累積使用期間を取得する。つまり、期間取得部122は、関係式取得部110が取得した関係式を用いて、抵抗値取得部121が取得した第一抵抗値における累積使用期間を算出することで、上記の第一時点における累積使用期間である当該第一累積使用期間を取得する。   The period acquisition unit 122 acquires a first cumulative use period that is a cumulative use period in the first resistance value obtained from the above relational expression. That is, the period acquisition unit 122 calculates the cumulative use period in the first resistance value acquired by the resistance value acquisition unit 121 using the relational expression acquired by the relational expression acquisition unit 110, so that the above-described first time point is obtained. The first cumulative usage period that is the cumulative usage period is acquired.

また、期間取得部122は、上記の関係式から得られる第二抵抗値における累積使用期間である第二累積使用期間を取得する。つまり、期間取得部122は、関係式取得部110が取得した関係式を用いて、抵抗値取得部121が取得した第二抵抗値における累積使用期間を算出することで、上記の第二時点における累積使用期間である当該第二累積使用期間を取得する。   Moreover, the period acquisition part 122 acquires the 2nd cumulative use period which is a cumulative use period in the 2nd resistance value obtained from said relational expression. That is, the period acquisition unit 122 calculates the cumulative use period in the second resistance value acquired by the resistance value acquisition unit 121 using the relational expression acquired by the relational expression acquisition unit 110, so that the above-described second time point is obtained. The second cumulative usage period that is the cumulative usage period is acquired.

なお、期間取得部122は、記憶部130に記憶されている蓄電素子データ132から、第一抵抗値及び第二抵抗値を読み出して、当該関係式を用いて第一累積使用期間及び第二累積使用期間を算出することで取得する。そして、期間取得部122は、取得した第一累積使用期間及び第二累積使用期間を当該蓄電素子データ132に記憶させる。   The period acquisition unit 122 reads the first resistance value and the second resistance value from the power storage element data 132 stored in the storage unit 130, and uses the relational expression to calculate the first cumulative use period and the second cumulative value. Obtained by calculating the usage period. Then, the period acquisition unit 122 stores the acquired first cumulative usage period and second cumulative usage period in the power storage element data 132.

残存寿命算出部123は、期間取得部122が取得した第二累積使用期間から第一累積使用期間を差し引くことで、第一時点からの蓄電素子200の残存寿命を算出する。具体的には、残存寿命算出部123は、記憶部130に記憶されている蓄電素子データ132から、第一累積使用期間及び第二累積使用期間を読み出して、当該残存寿命を算出する。つまり、残存寿命とは、所定の時点(第一時点)から寿命到達時点(第二時点)までの蓄電素子200の使用可能な累積使用期間である。   The remaining life calculation unit 123 calculates the remaining life of the electricity storage device 200 from the first time point by subtracting the first accumulated use period from the second accumulated use period acquired by the period acquisition unit 122. Specifically, the remaining life calculation unit 123 reads the first cumulative use period and the second cumulative use period from the storage element data 132 stored in the storage unit 130, and calculates the remaining life. In other words, the remaining life is a cumulative use period in which the power storage device 200 can be used from a predetermined time (first time) to the life reaching time (second time).

図3は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子データ132の一例を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing an example of the storage element data 132 according to the embodiment of the present invention.

蓄電素子データ132は、ある時点での蓄電素子200の抵抗値と、当該ある時点での蓄電素子200の累積使用期間を示すデータの集まりである。つまり、同図に示すように、蓄電素子データ132は、「抵抗値」と「累積使用期間」とが対応付けられたデータテーブルである。そして、「抵抗値」には、第一時点または第二時点などのある時点での蓄電素子200の抵抗値を示す値が記憶される。また、「累積使用期間」には、当該ある時点での蓄電素子200の累積使用期間を示す値が記憶される。   The storage element data 132 is a collection of data indicating the resistance value of the storage element 200 at a certain point in time and the cumulative use period of the storage element 200 at the certain point in time. That is, as shown in the figure, the storage element data 132 is a data table in which “resistance value” and “cumulative use period” are associated with each other. In the “resistance value”, a value indicating the resistance value of the power storage element 200 at a certain time such as the first time or the second time is stored. In the “cumulative usage period”, a value indicating the cumulative usage period of the power storage element 200 at the certain time is stored.

次に、関係式取得部110が取得する関係式について、詳細に説明する。   Next, the relational expression acquired by the relational expression acquisition unit 110 will be described in detail.

図4は、本発明の実施の形態に係る関係式取得部110が取得する関係式を説明するための図である。具体的には、同図は、蓄電素子200の抵抗値と累積使用期間との関係を示すグラフである。   FIG. 4 is a diagram for explaining a relational expression acquired by the relational expression acquisition unit 110 according to the embodiment of the present invention. Specifically, the figure is a graph showing the relationship between the resistance value of the electricity storage element 200 and the cumulative usage period.

関係式取得部110が取得する関係式は、以下の実験を行うことで、取得することができる。具体的には、繰返し使用されることが想定される使用条件(電流値は規定)において、ある劣化状態に至るまで(例えば、同図のt〜tの期間)の直流抵抗あるいは交流抵抗の抵抗値Rの推移から、指数相関関数式R=f(t)を算出する。 The relational expression acquired by the relational expression acquisition unit 110 can be acquired by performing the following experiment. Specifically, the DC resistance or AC resistance until a certain deterioration state is reached (for example, during the period from t 0 to t 1 in the figure) under the usage conditions (current value is defined) assumed to be used repeatedly. The exponential correlation function R = f (t) is calculated from the transition of the resistance value R.

例えば、0、100、200及び300サイクル後に直流あるいは交流抵抗測定を実施し、(抵抗値R、累積使用期間t)のデータ対を取得する。さらに、両者の関係をLn(R)=a×t+bに代入して、定数a及びbを算出する。   For example, DC resistance or AC resistance measurement is performed after 0, 100, 200, and 300 cycles, and a data pair of (resistance value R, cumulative usage period t) is acquired. Furthermore, the constants a and b are calculated by substituting the relationship between the two into Ln (R) = a × t + b.

ここで、抵抗値Rの測定方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。つまり、回収した電池を25℃で少なくとも3時間放置後、電池定格容量の0.05CAで定電流放電(残存放電)を、SOC(State Of Charge:充電状態)が0%になるまで行う。   Here, examples of the method for measuring the resistance value R include the following methods. That is, after the collected battery is left at 25 ° C. for at least 3 hours, constant current discharge (remaining discharge) is performed at a battery rated capacity of 0.05 CA until the SOC (State Of Charge) is 0%.

そして、直流抵抗の抵抗値Rを取得する方法としては限定されるものではないが、例えば、0.2CAで定電流定電圧充電をSOCが50%になるまで合計8時間行った後、0.2、0.5、1CAなど少なくとも3点以上の放電電流の10秒目電圧(V)をそれぞれの放電電流(I)に対してプロットし、それらの傾きが直線性を示すことを確認して、そのV−Iプロットの傾きから直流抵抗の抵抗値Rを取得する方法等を例示できる。   The method for obtaining the resistance value R of the DC resistance is not limited. For example, after constant current and constant voltage charging at 0.2 CA is performed for a total of 8 hours until the SOC reaches 50%, 0. Plot the 10th second voltage (V) of discharge current of at least 3 points, such as 2, 0.5, 1CA, etc. against each discharge current (I) and confirm that their slopes show linearity A method for obtaining the resistance value R of the DC resistance from the slope of the VI plot can be exemplified.

また、交流抵抗の抵抗値Rを取得する場合には、交流インピーダンス測定器を用いて、例えば1kHzの電池の内部インピーダンス(例えばSOC:0%)を取得する。   Moreover, when acquiring the resistance value R of AC resistance, the internal impedance (for example, SOC: 0%) of a battery of 1 kHz, for example, is acquired using an AC impedance measuring instrument.

以上のようにして、上記の関係式として、以下の式1に示すように、抵抗値Rを累積使用期間tの指数関数で表した関係式を取得する。   As described above, as the above relational expression, as shown in the following Expression 1, a relational expression in which the resistance value R is expressed by an exponential function of the cumulative usage period t is acquired.

R=f(t)=A×exp(B×t) (式1)       R = f (t) = A × exp (B × t) (Formula 1)

ここで、A及びBは定数である。以上により、関係式取得部110が取得する関係式として、上記の式1に示すように、蓄電素子200の使用期間の累積値である累積使用期間t経過時点での蓄電素子200の直流抵抗または交流抵抗の抵抗値Rが、累積使用期間tに所定の定数Bを乗じた値を変数とする指数関数に比例する関係式を得ることができる。   Here, A and B are constants. As described above, as the relational expression acquired by the relational expression obtaining unit 110, as shown in the above-described Expression 1, the DC resistance of the power storage element 200 at the time when the cumulative use period t, which is the cumulative value of the use period of the power storage element 200, or A relational expression in which the resistance value R of the AC resistance is proportional to an exponential function having a value obtained by multiplying the cumulative use period t by a predetermined constant B can be obtained.

このように、上記の式1で示されるグラフは、電池の寿命末期において累積使用期間tの経過に伴って急激に抵抗値Rが増加するグラフであり、電池の寿命末期において加速度的に抵抗値Rが増加する電池の劣化状態を正確に表現することができている。なお、電池の寿命末期とは、例えば、電池の内部抵抗が初期の3倍以上に増加した場合を指す。   As described above, the graph represented by the above formula 1 is a graph in which the resistance value R increases rapidly with the lapse of the cumulative use period t at the end of the battery life, and the resistance value is accelerated at the end of the battery life. The deterioration state of the battery in which R increases can be accurately expressed. Note that the end of battery life refers to, for example, a case where the internal resistance of the battery has increased to three times or more of the initial value.

そして、上記の式1に示された関係式は、蓄電素子200の種類ごとに、事前に上記のような実験によって導出され、記憶部130の関係式データ131に事前に記憶される。なお、上記の式1における定数A及びBは、蓄電素子200の種類ごとに算出される。   Then, the relational expression shown in Expression 1 above is derived in advance by experiments as described above for each type of power storage element 200 and stored in advance in relational expression data 131 of the storage unit 130. Note that the constants A and B in Equation 1 above are calculated for each type of power storage element 200.

次に、寿命推定装置100が蓄電素子200の残存寿命を推定する処理について、説明する。   Next, the process in which the lifetime estimation apparatus 100 estimates the remaining lifetime of the electrical storage element 200 will be described.

図5及び図6は、本発明の実施の形態に係る寿命推定装置100が蓄電素子200の残存寿命を推定する処理の一例を示すフローチャートである。   5 and 6 are flowcharts illustrating an example of processing in which the lifetime estimation apparatus 100 according to the embodiment of the present invention estimates the remaining lifetime of the power storage element 200.

まず、図5に示すように、関係式取得部110は、残存寿命を推定する蓄電素子200の種類に応じた、上記の式1に示す関係式を取得する(S102)。具体的には、関係式取得部110は、記憶部130に記憶されている関係式データ131を参照して、当該蓄電素子200の種類に応じた関係式を取得する。なお、関係式取得部110は、蓄電素子200の抵抗値の推移を解析することで、当該関係式を算出して取得することにしてもよい。   First, as shown in FIG. 5, the relational expression acquisition unit 110 acquires the relational expression shown in the above expression 1 according to the type of the power storage element 200 whose remaining life is estimated (S102). Specifically, the relational expression acquisition unit 110 refers to the relational expression data 131 stored in the storage unit 130 and acquires a relational expression corresponding to the type of the storage element 200. Note that the relational expression acquisition unit 110 may calculate and acquire the relational expression by analyzing the transition of the resistance value of the power storage element 200.

そして、残存寿命推定部120は、関係式取得部110が取得した関係式を用いて、蓄電素子200の残存寿命を推定する(S104)。以下に、残存寿命推定部120が当該残存寿命を推定する処理を詳細に説明する。図6は、本発明の実施の形態に係る残存寿命推定部120が残存寿命を推定する処理(図5のS104)の一例を示すフローチャートである。   And the remaining life estimation part 120 estimates the remaining life of the electrical storage element 200 using the relational expression which the relational expression acquisition part 110 acquired (S104). Below, the process in which the remaining lifetime estimation part 120 estimates the said remaining lifetime is demonstrated in detail. FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a process (S104 in FIG. 5) in which the remaining life estimation unit 120 according to the embodiment of the present invention estimates the remaining life.

まず、図6に示すように、抵抗値取得部121は、第一時点での蓄電素子200の第一抵抗値を取得する(S202)。具体的には、図4に示すように、抵抗値取得部121は、第一時点における蓄電素子200の第一抵抗値Rを計測することで、第一抵抗値Rを取得する。なお、抵抗値取得部121は、ユーザによる入力など外部から、第一抵抗値Rを取得することにしてもよい。そして、抵抗値取得部121は、取得した第一抵抗値Rを記憶部130の蓄電素子データ132に記憶させる。 First, as illustrated in FIG. 6, the resistance value acquisition unit 121 acquires the first resistance value of the power storage element 200 at the first time point (S202). Specifically, as shown in FIG. 4, the resistance value acquisition unit 121, by measuring a first resistance value R 1 of the electric storage device 200 in the first time, to obtain a first resistance value R 1. Note that the resistance value acquisition unit 121 may acquire the first resistance value R 1 from the outside such as an input by a user. Then, the resistance value acquisition unit 121 stores the acquired first resistance value R 1 in the storage element data 132 of the storage unit 130.

そして、図6に戻り、期間取得部122は、上記の関係式から得られる第一抵抗値における累積使用期間である第一累積使用期間を取得する。具体的には、図4に示すように、期間取得部122は、関係式取得部110が取得した関係式(図4のグラフ)に、抵抗値取得部121が取得した第一抵抗値Rを代入することで、第一累積使用期間tを算出する。例えば、期間取得部122は、上記の式1で示される関係式から、指数相関関数式R=f(t)を用いて、第一累積使用期間tを算出する。 Then, returning to FIG. 6, the period acquisition unit 122 acquires a first cumulative use period that is a cumulative use period in the first resistance value obtained from the above relational expression. Specifically, as illustrated in FIG. 4, the period acquisition unit 122 adds the first resistance value R 1 acquired by the resistance value acquisition unit 121 to the relational expression (graph of FIG. 4) acquired by the relational expression acquisition unit 110. by substituting, for calculating a first cumulative use period t 1. For example, the period acquisition unit 122 calculates the first cumulative usage period t 1 using the exponential correlation function formula R = f (t) from the relational expression expressed by the above formula 1.

なお、期間取得部122は、記憶部130に記憶されている蓄電素子データ132から第一抵抗値Rを読み出して、当該関係式を用いて第一累積使用期間tを算出し、第一累積使用期間tを蓄電素子データ132に記憶させる。 The period acquiring section 122, a storage element data 132 stored in the storage unit 130 reads the first resistance value R 1, calculates a first cumulative use period t 1 using the relational expression, the first The accumulated usage period t 1 is stored in the storage element data 132.

そして、図6に戻り、抵抗値取得部121は、蓄電素子200の第二時点(寿命到達時点)での蓄電素子200の第二抵抗値を取得する(S206)。具体的には、図4に示すように、抵抗値取得部121は、ユーザからの入力などによって、蓄電素子200の寿命到達時点での抵抗値としてユーザが決定した第二抵抗値Rを取得する。なお、蓄電素子200の寿命到達時点とは、例えば、蓄電素子200の内部抵抗が初期の3倍以上になる場合を指す。そして、抵抗値取得部121は、取得した第二抵抗値Rを記憶部130の蓄電素子データ132に記憶させる。 Then, returning to FIG. 6, the resistance value acquiring unit 121 acquires the second resistance value of the power storage element 200 at the second time point (life reaching time) of the power storage element 200 (S206). Specifically, as illustrated in FIG. 4, the resistance value acquisition unit 121 acquires the second resistance value R 2 determined by the user as the resistance value at the time of reaching the end of the life of the power storage element 200 by an input from the user or the like. To do. Note that the time point when the storage element 200 reaches the end of life indicates, for example, a case where the internal resistance of the storage element 200 is three times or more of the initial value. Then, the resistance value acquisition unit 121 stores the acquired second resistance value R 2 in the storage element data 132 of the storage unit 130.

なお、第二抵抗値Rは、予め定められ記憶部130に記憶されていることとして、抵抗値取得部121は、記憶部130から第二抵抗値Rを取得することにしてもよい。また、抵抗値取得部121は、所定の規則に従って第二抵抗値Rを算出することで、第二抵抗値Rを取得することにしてもよい。 Note that the second resistance value R 2 may be determined in advance and stored in the storage unit 130, and the resistance value acquisition unit 121 may acquire the second resistance value R 2 from the storage unit 130. The resistance value acquisition unit 121, by calculating the second resistance value R 2 according to a predetermined rule may be to obtain a second resistance value R 2.

そして、図6に戻り、期間取得部122は、上記の関係式から得られる第二抵抗値における累積使用期間である第二累積使用期間を取得する(S208)。具体的には、図4に示すように、期間取得部122は、関係式取得部110が取得した関係式(図4のグラフ)に、抵抗値取得部121が取得した第二抵抗値Rを代入することで、第二累積使用期間tを算出する。例えば、期間取得部122は、第一累積使用期間tの算出と同様に、t=f−1(R)により第二累積使用期間tを算出する。 Then, returning to FIG. 6, the period acquisition unit 122 acquires a second cumulative use period that is a cumulative use period in the second resistance value obtained from the relational expression (S208). Specifically, as illustrated in FIG. 4, the period acquisition unit 122 adds the second resistance value R 2 acquired by the resistance value acquisition unit 121 to the relational expression (graph of FIG. 4) acquired by the relational expression acquisition unit 110. by substituting, for calculating a second cumulative use period t 2. For example, the period acquisition unit 122 calculates the second cumulative usage period t 2 by t 2 = f −1 (R 2 ), similarly to the calculation of the first cumulative usage period t 1 .

なお、期間取得部122は、記憶部130に記憶されている蓄電素子データ132から第二抵抗値Rを読み出して、当該関係式を用いて第二累積使用期間tを算出し、第二累積使用期間tを蓄電素子データ132に記憶させる。なお、第二累積使用期間tは蓄電素子データ132に事前に記憶されており、期間取得部122は、蓄電素子データ132から第二累積使用期間tを取得することにしてもよい。 The period acquisition unit 122 reads the second resistance value R 2 from the storage element data 132 stored in the storage unit 130, calculates the second cumulative use period t 2 using the relational expression, The accumulated use period t 2 is stored in the storage element data 132. Note that the second cumulative usage period t 2 may be stored in advance in the storage element data 132, and the period acquisition unit 122 may acquire the second cumulative usage period t 2 from the storage element data 132.

そして、図6に戻り、残存寿命算出部123は、第二累積使用期間から第一累積使用期間を差し引くことで、第一時点からの蓄電素子200の残存寿命を算出する(S210)。具体的には、図4に示すように、残存寿命算出部123は、記憶部130に記憶されている蓄電素子データ132から、第一累積使用期間t及び第二累積使用期間tを読み出して、残存寿命T(=t−t)を算出する。 Then, returning to FIG. 6, the remaining life calculation unit 123 calculates the remaining life of the electricity storage device 200 from the first time point by subtracting the first accumulated use period from the second accumulated use period (S210). Specifically, as shown in FIG. 4, the remaining life calculation unit 123 reads the first cumulative use period t 1 and the second cumulative use period t 2 from the storage element data 132 stored in the storage unit 130. Thus, the remaining life T (= t 2 −t 1 ) is calculated.

以上により、寿命推定装置100が蓄電素子200の残存寿命を推定する処理は、終了する。   Thus, the process of estimating the remaining lifetime of the storage element 200 by the lifetime estimation device 100 ends.

次に、本発明の実施の形態に係る寿命推定装置100が奏する効果について説明する。具体的には、寿命推定装置100が蓄電素子200の残存寿命を正確に推定することができることについて、説明する。   Next, the effect which the lifetime estimation apparatus 100 which concerns on embodiment of this invention show | plays is demonstrated. Specifically, it will be described that the lifetime estimation apparatus 100 can accurately estimate the remaining lifetime of the power storage element 200.

以下の具体例において用いたリチウムイオン二次電池(電池A、電池B)は、正極、負極及び非水電解質を備えている。上記正極は、正極集電体であるアルミニウム箔上に正極合剤が形成されてなる。上記正極合剤は、正極活物質と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデンと、導電材としてのアセチレンブラックを含む。上記正極活物質は、LiNi1/3Co1/3Mn1/3で表される層状構造のリチウム遷移金属酸化物とスピネル型リチウムマンガン酸化物との混合物である。上記負極は、負極集電体である銅箔上に負極合剤が形成されてなる。上記負極合剤は、負極活物質である黒鉛質炭素材料と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデンを含む。なお、電池Aと電池Bとは、正極活物質の粒径及び比表面積の値が異なる。 The lithium ion secondary batteries (Battery A and Battery B) used in the following specific examples include a positive electrode, a negative electrode, and a nonaqueous electrolyte. The positive electrode is formed by forming a positive electrode mixture on an aluminum foil that is a positive electrode current collector. The positive electrode mixture includes a positive electrode active material, polyvinylidene fluoride as a binder, and acetylene black as a conductive material. The positive electrode active material is a mixture of a lithium transition metal oxide having a layered structure represented by LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 and a spinel type lithium manganese oxide. The negative electrode is formed by forming a negative electrode mixture on a copper foil that is a negative electrode current collector. The negative electrode mixture includes a graphitic carbon material as a negative electrode active material and polyvinylidene fluoride as a binder. Battery A and battery B differ in the particle size and specific surface area values of the positive electrode active material.

図7〜図10は、本発明の実施の形態に係る寿命推定装置100が奏する効果を説明するための図である。具体的には、図7は、蓄電素子200が電池Aであり、かつ抵抗値Rが直流抵抗の場合の寿命推定装置100が奏する効果を説明する図であり、図8は、蓄電素子200が電池Aであり、かつ抵抗値Rが交流抵抗の場合の寿命推定装置100が奏する効果を説明する図である。また、図9は、蓄電素子200が電池Bであり、かつ抵抗値Rが直流抵抗の場合の寿命推定装置100が奏する効果を説明する図であり、図10は、蓄電素子200が電池Bであり、かつ抵抗値Rが交流抵抗の場合の寿命推定装置100が奏する効果を説明する図である。   7-10 is a figure for demonstrating the effect which the lifetime estimation apparatus 100 which concerns on embodiment of this invention has. Specifically, FIG. 7 is a diagram for explaining the effect of the life estimation apparatus 100 when the storage element 200 is the battery A and the resistance value R is a DC resistance, and FIG. It is a figure explaining the effect which the lifetime estimation apparatus 100 in case it is the battery A and resistance value R is an alternating current resistance. FIG. 9 is a diagram for explaining the effect exerted by the lifetime estimation device 100 when the storage element 200 is the battery B and the resistance value R is a DC resistance. FIG. It is a figure explaining the effect which there exists and the lifetime estimation apparatus 100 in case the resistance value R is alternating current resistance.

図7に示すように、電池Aについて、45℃、1Cサイクル試験を実施し、上記の式1に示す関係式を算出した。具体的には、0サイクル(同図のt)〜300サイクル(同図のt)の直流抵抗の抵抗値Rの推移から指数則の関係式R=f(t)を算出した。この結果、関係式R=121.8×exp(6.467×10−4×t)を得た。 As shown in FIG. 7, the battery A was subjected to a 1C cycle test at 45 ° C., and the relational expression shown in the above equation 1 was calculated. Specifically, a power law relational expression R = f (t) was calculated from the transition of the resistance value R of the DC resistance in the cycle 0 (t 0 in the figure) to 300 cycles (t 1 in the figure). As a result, a relational expression R = 121.8 × exp (6.467 × 10 −4 × t) was obtained.

ここで、t=300サイクルの場合に、R=149.7mOhmであったため、第一時点での電池Aの第一抵抗値をR=149.7mOhmとし、第一累積使用期間をt=300サイクルとする。また、第二時点(寿命到達時点)での電池Aの第二抵抗値をR=424.4mOhmとして、第二累積使用期間tをt=f−1(R)により算出する。この結果、第二累積使用期間t=1930サイクルと算出された。 Here, in the case of t 1 = 300 cycles, since R 1 = 149.7 mOhm, the first resistance value of the battery A at the first time point is R 1 = 149.7 mOhm, and the first cumulative use period is t 1 = 300 cycles. Further, the second resistance value of the battery A at the second time point (life reaching time point) is R 2 = 424.4 mOhm, and the second cumulative use period t 2 is calculated by t 2 = f −1 (R 2 ). As a result, the second cumulative usage period t 2 = 1930 cycles was calculated.

これらにより、残存寿命Tは、T=t−t=1630サイクルと算出される。ここで、実測値は1700サイクルであったため、指数則の関係式R=f(t)を用いて算出された残存寿命Tは、実測値によく一致した。 Accordingly, the remaining life T is calculated as T = t 2 −t 1 = 1630 cycles. Here, since the actual measurement value was 1700 cycles, the remaining life T calculated using the power law relational expression R = f (t) was in good agreement with the actual measurement value.

次に、比較例として、従来用いられてきた方法での残存寿命予測を実施した。具体的には、上記の0サイクル〜300サイクルの抵抗値Rの結果をもとに、抵抗値Rとサイクル数との関係が、(1)直線則、(2)ルート則、(3)1.52次則のそれぞれであると推定し、予測式を求めた。それぞれの予測式は、以下の通りである。   Next, as a comparative example, a remaining life prediction was performed by a conventionally used method. Specifically, based on the result of the resistance value R in the above 0 cycle to 300 cycles, the relationship between the resistance value R and the number of cycles is (1) linear rule, (2) root rule, (3) 1 It was estimated that each of the .52 order rules, and a prediction formula was obtained. Each prediction formula is as follows.

(1)直線則
R=0.121×t+115.2
(2)ルート則
R=2.19×t1/2+110.3
(3)1.52次則
R=5.77×10−3×t1.52+118.5
(1) Straight line rule R = 0.121 × t + 115.2
(2) Route rule R = 2.19 × t 1/2 +110.3
(3) 1.52 degree rule R = 5.77 × 10 −3 × t 1.52 +118.5

そして、上記の指数則と同様に、t=300サイクルとし、R=424.4mOhmに達したときを寿命としてtを算出することで、残存寿命T=t−tを算出した。当該残存寿命Tの算出結果は、(1)直線則、(2)ルート則、(3)1.52次則について、それぞれ(1)2243サイクル、(2)20160サイクル、(3)982サイクルであった。 Then, similarly to the above power law, the remaining life T = t 2 −t 1 was calculated by calculating t 2 with t 1 = 300 cycles and the life when R 2 = 424.4 mOhm was reached. . The calculation results of the remaining lifetime T are (1) 2243 cycles, (2) 20160 cycles, and (3) 982 cycles for (1) linear law, (2) root law, and (3) 1.52 order law, respectively. there were.

これにより、図7の(b)に示すように、これらの残存寿命Tと、実測値である1700サイクルとの差が(1)直線則、(2)ルート則、(3)1.52次則について、それぞれ(1)543サイクル、(2)18460サイクル、(3)718サイクルとなった。このように、上記実施の形態に係る寿命推定装置100は、従来用いられてきた方法と比べて、非常に高い精度で残存寿命を推定することができた。   As a result, as shown in FIG. 7B, the difference between these remaining lifetimes T and the actually measured value of 1700 cycles is (1) linear law, (2) root law, and (3) 1.52 order. The rules were (1) 543 cycles, (2) 18460 cycles, and (3) 718 cycles, respectively. As described above, the lifetime estimation apparatus 100 according to the above-described embodiment was able to estimate the remaining lifetime with very high accuracy as compared with a conventionally used method.

次に、図8に示すように、電池Aについて、45℃、1Cサイクル試験を実施し、0サイクル(同図のt)〜300サイクル(同図のt)の交流抵抗の抵抗値Rの推移から指数則の関係式R=f(t)を算出した。この結果、関係式R=83.9×exp(6.410×10−4×t)を得た。 Next, as shown in FIG. 8, the battery A was subjected to a 45 ° C., 1 C cycle test, and the resistance value R of the AC resistance in the 0 cycle (t 0 in the figure) to 300 cycles (t 1 in the figure). The relational expression R = f (t) of the power law was calculated from the transition of. As a result, the relational expression R = 83.9 × exp (6.410 × 10 −4 × t) was obtained.

ここで、t=300サイクルの場合に、R=104.9mOhmであったため、第一時点での電池Aの第一抵抗値をR=104.9mOhmとし、第一累積使用期間をt=300サイクルとする。また、第二時点(寿命到達時点)での電池Aの第二抵抗値をR=291.2mOhmとして、第二累積使用期間tをt=f−1(R)により算出する。この結果、第二累積使用期間t=1941サイクルと算出された。 Here, in the case of t 1 = 300 cycles, since R 1 = 104.9 mOhm, the first resistance value of the battery A at the first time point is R 1 = 104.9 mOhm, and the first cumulative use period is t 1 = 300 cycles. Further, the second resistance value of the battery A at the second time point (life reaching time point) is R 2 = 291.2 mOhm, and the second cumulative use period t 2 is calculated by t 2 = f −1 (R 2 ). As a result, the second cumulative usage period t 2 was calculated to be 1941 cycles.

これらにより、残存寿命Tは、T=t−t=1641サイクルと算出される。ここで、実測値は1700サイクルであったため、指数則の関係式R=f(t)を用いて算出された残存寿命Tは、実測値によく一致した。 Accordingly, the remaining life T is calculated as T = t 2 −t 1 = 1641 cycles. Here, since the actual measurement value was 1700 cycles, the remaining life T calculated using the power law relational expression R = f (t) was in good agreement with the actual measurement value.

次に、比較例として、上記の(1)直線則、(2)ルート則、(3)1.52次則のそれぞれについて、予測式を求めた。それぞれの予測式は、以下の通りである。   Next, as comparative examples, prediction formulas were obtained for each of the above (1) straight line rule, (2) root rule, and (3) 1.52 degree rule. Each prediction formula is as follows.

(1)直線則
R=0.147×t+63.9
(2)ルート則
R=2.77×t1/2+56.9
(3)1.52次則
R=6.87×10−3×t1.52+68.1
(1) Straight line rule R = 0.147 × t + 63.9
(2) Route rule R = 2.77 × t 1/2 +56.9
(3) 1.52 order rule R = 6.87 × 10 −3 × t 1.52 +68.1

そして、上記の指数則と同様に、t=300サイクルとし、R=291.2mOhmに達したときを寿命としてtを算出することで、残存寿命T=t−tを算出した。当該残存寿命Tの算出結果は、(1)直線則、(2)ルート則、(3)1.52次則について、それぞれ(1)1246サイクル、(2)6834サイクル、(3)629サイクルであり、実測値である1700サイクルとの差が、それぞれ(1)454サイクル、(2)5134サイクル、(3)1071サイクルとなった。このように、上記実施の形態に係る寿命推定装置100は、従来用いられてきた方法と比べて、非常に高い精度で残存寿命を推定することができた。 Then, similarly to the above power law, the remaining life T = t 2 −t 1 was calculated by calculating t 2 with t 1 = 300 cycles and assuming the life when R 2 = 291.2 mOhm was reached. . The calculation results of the remaining life T are (1) 1246 cycles, (2) 6834 cycles, and (3) 629 cycles for (1) linear law, (2) root law, and (3) 1.52 order law, respectively. The difference from the actually measured value of 1700 cycles was (1) 454 cycles, (2) 5134 cycles, and (3) 1071 cycles, respectively. As described above, the lifetime estimation apparatus 100 according to the above-described embodiment was able to estimate the remaining lifetime with very high accuracy as compared with a conventionally used method.

次に、図9に示すように、電池Bについて、45℃、1Cサイクル試験を実施し、0サイクル(同図のt)〜300サイクル(同図のt)の直流抵抗の抵抗値Rの推移から指数則の関係式R=f(t)を算出した。この結果、関係式R=101.7×exp(2.875×10−4×t)を得た。 Next, as shown in FIG. 9, the battery B is subjected to a 45 ° C., 1 C cycle test, and the resistance value R of the direct current resistance of 0 cycle (t 0 in the figure) to 300 cycles (t 1 in the figure). The relational expression R = f (t) of the power law was calculated from the transition of. As a result, the relational expression R = 101.7 × exp (2.875 × 10 −4 × t) was obtained.

ここで、t=300サイクルの場合に、R=112.1mOhmであったため、第一時点での電池Bの第一抵抗値をR=112.1mOhmとし、第一累積使用期間をt=300サイクルとする。また、第二時点(寿命到達時点)での電池Bの第二抵抗値をR=180mOhmとして、第二累積使用期間tをt=f−1(R)により算出する。この結果、第二累積使用期間t=1985サイクルと算出された。 Here, in the case of t 1 = 300 cycles, since R 1 = 112.1 mOhm, the first resistance value of the battery B at the first time point is R 1 = 112.1 mOhm, and the first cumulative use period is t 1 = 300 cycles. Further, the second resistance value of the battery B at the second time point (life reaching point) is set as R 2 = 180 mOhm, and the second cumulative use period t 2 is calculated by t 2 = f −1 (R 2 ). As a result, the second cumulative usage period t 2 was calculated as 1985 cycles.

これらにより、残存寿命Tは、T=t−t=1685サイクルと算出される。ここで、実測値は1700サイクルであったため、指数則の関係式R=f(t)を用いて算出された残存寿命Tは、実測値によく一致した。 Accordingly, the remaining life T is calculated as T = t 2 −t 1 = 1687 cycles. Here, since the actual measurement value was 1700 cycles, the remaining life T calculated using the power law relational expression R = f (t) was in good agreement with the actual measurement value.

次に、比較例として、上記の(1)直線則、(2)ルート則、(3)1.52次則のそれぞれについて、予測式を求めた。それぞれの予測式は、以下の通りである。   Next, as comparative examples, prediction formulas were obtained for each of the above (1) straight line rule, (2) root rule, and (3) 1.52 degree rule. Each prediction formula is as follows.

(1)直線則
R=0.047×t+100.0
(2)ルート則
R=0.902×t1/2+97.5
(3)1.52次則
R=2.11×10−3×t1.52+101.4
(1) Straight line rule R = 0.047 × t + 100.0
(2) Route rule R = 0.902 × t 1/2 +97.5
(3) 1.52 order rule R = 2.11 × 10 −3 × t 1.52 +101.4

そして、上記の指数則と同様に、t=300サイクルとし、R=180mOhmに達したときを寿命としてtを算出することで、残存寿命T=t−tを算出した。当該残存寿命Tの算出結果は、(1)直線則、(2)ルート則、(3)1.52次則について、それぞれ(1)1402サイクル、(2)8064サイクル、(3)717サイクルであり、実測値である1700サイクルとの差が、それぞれ(1)298サイクル、(2)6364サイクル、(3)983サイクルとなった。このように、上記実施の形態に係る寿命推定装置100は、従来用いられてきた方法と比べて、非常に高い精度で残存寿命を推定することができた。 Then, similarly to the above power law, the remaining life T = t 2 −t 1 was calculated by setting t 1 = 300 cycles and calculating t 2 with the life when R 2 = 180 mOhm being reached. The calculation results of the remaining lifetime T are (1) 1402 cycles, (2) 8064 cycles, (3) 717 cycles for (1) linear rule, (2) route rule, and (3) 1.52 order rule, respectively. The difference from the actually measured 1700 cycles was (1) 298 cycles, (2) 6364 cycles, and (3) 983 cycles, respectively. As described above, the lifetime estimation apparatus 100 according to the above-described embodiment was able to estimate the remaining lifetime with very high accuracy as compared with a conventionally used method.

次に、図10に示すように、電池Bについて、45℃、1Cサイクル試験を実施し、0サイクル(同図のt)〜300サイクル(同図のt)の交流抵抗の抵抗値Rの推移から指数則の関係式R=f(t)を算出した。この結果、関係式R=59.0×exp(2.811×10−4×t)を得た。 Next, as shown in FIG. 10, the battery B was subjected to a 1C cycle test at 45 ° C., and the resistance value R of the AC resistance for 0 cycle (t 0 in the figure) to 300 cycles (t 1 in the figure). The relational expression R = f (t) of the power law was calculated from the transition of. As a result, the relational expression R = 59.0 × exp (2.811 × 10 −4 × t) was obtained.

ここで、t=300サイクルの場合に、R=65.5mOhmであったため、第一時点での電池Bの第一抵抗値をR=65.5mOhmとし、第一累積使用期間をt=300サイクルとする。また、第二時点(寿命到達時点)での電池Bの第二抵抗値をR=100.4mOhmとして、第二累積使用期間tをt=f−1(R)により算出する。この結果、第二累積使用期間t=1891サイクルと算出された。 Here, in the case of t 1 = 300 cycles, since R 1 = 65.5 mOhm, the first resistance value of the battery B at the first time point is R 1 = 65.5 mOhm, and the first cumulative use period is t 1 = 300 cycles. In addition, the second resistance value of the battery B at the second time point (life reaching time point) is R 2 = 100.4 mOhm, and the second cumulative usage period t 2 is calculated by t 2 = f −1 (R 2 ). As a result, the second cumulative usage period t 2 was calculated to be 1891 cycles.

これらにより、残存寿命Tは、T=t−t=1591サイクルと算出される。ここで、実測値は1700サイクルであったため、指数則の関係式R=f(t)を用いて算出された残存寿命Tは、実測値によく一致した。 Accordingly, the remaining life T is calculated as T = t 2 −t 1 = 1591 cycles. Here, since the actual measurement value was 1700 cycles, the remaining life T calculated using the power law relational expression R = f (t) was in good agreement with the actual measurement value.

次に、比較例として、上記の(1)直線則、(2)ルート則、(3)1.52次則のそれぞれについて、予測式を求めた。それぞれの予測式は、以下の通りである。   Next, as comparative examples, prediction formulas were obtained for each of the above (1) straight line rule, (2) root rule, and (3) 1.52 degree rule. Each prediction formula is as follows.

(1)直線則
R=0.05×t+52.2
(2)ルート則
R=0.811×t1/2+52.2
(3)1.52次則
R=2.27×10−3×t1.52+53.8
(1) Straight line rule R = 0.05 × t + 52.2
(2) Route rule R = 0.811 × t 1/2 +52.2
(3) 1.52 order rule R = 2.27 × 10 −3 × t 1.52 +53.8

そして、上記の指数則と同様に、t=300サイクルとし、R=100.4mOhmに達したときを寿命としてtを算出することで、残存寿命T=t−tを算出した。当該残存寿命Tの算出結果は、(1)直線則、(2)ルート則、(3)1.52次則について、それぞれ(1)664サイクル、(2)3232サイクル、(3)387サイクルであり、実測値である1700サイクルとの差が、それぞれ(1)1036サイクル、(2)1532サイクル、(3)1313サイクルとなった。このように、上記実施の形態に係る寿命推定装置100は、従来用いられてきた方法と比べて、非常に高い精度で残存寿命を推定することができた。 Then, similarly to the above power law, the remaining life T = t 2 −t 1 was calculated by calculating t 2 with t 1 = 300 cycles and the life when R 2 = 100.4 mOhm was reached. . The calculation results of the remaining lifetime T are (1) 664 cycles, (2) 3232 cycles, and (3) 387 cycles for (1) linear law, (2) root law, and (3) 1.52 order law, respectively. The difference from the actually measured value of 1700 cycles was (1) 1036 cycles, (2) 1532 cycles, and (3) 1313 cycles, respectively. As described above, the lifetime estimation apparatus 100 according to the above-described embodiment was able to estimate the remaining lifetime with very high accuracy as compared with a conventionally used method.

以上のように、本発明の実施の形態に係る寿命推定装置100によれば、累積使用期間経過時点での蓄電素子200の直流抵抗または交流抵抗の抵抗値が、累積使用期間の指数関数の項を含む式で示される関係式を取得し、当該関係式を用いて、蓄電素子200の残存寿命を推定する。ここで、当該抵抗値は、累積使用期間の経過とともに加速度的に値が増加する。そして、本願発明者らは、鋭意検討と実験の結果、当該抵抗値の経時変化は、累積使用期間を変数とする指数関数で表されることを見出した。このため、寿命推定装置100は、上記の関係式を用いることで、当該抵抗値と累積使用期間との関係を正確に表現することができるため、蓄電素子200の残存寿命を正確に推定することができる。   As described above, according to the life estimation apparatus 100 according to the embodiment of the present invention, the direct current resistance or the resistance value of the alternating current resistance of the power storage element 200 at the time when the cumulative use period has elapsed is a term of an exponential function of the cumulative use period. Is obtained, and the remaining lifetime of the electricity storage device 200 is estimated using the relational expression. Here, the resistance value increases at an accelerated rate as the cumulative use period elapses. As a result of intensive studies and experiments, the inventors of the present application have found that the temporal change of the resistance value is represented by an exponential function with the cumulative use period as a variable. For this reason, since the lifetime estimation apparatus 100 can accurately represent the relationship between the resistance value and the cumulative usage period by using the above relational expression, the lifetime estimation apparatus 100 accurately estimates the remaining lifetime of the power storage element 200. Can do.

また、寿命推定装置100は、抵抗値が、累積使用期間に所定の定数を乗じた値を変数とする指数関数に比例する関係式を取得する。ここで、本願発明者らは、鋭意検討と実験の結果、当該抵抗値が累積使用期間に所定の定数を乗じた値を変数とする指数関数に比例する関係式が、当該抵抗値の経時変化を精度良く表現していることを見出した。このため、寿命推定装置100は、上記の関係式を用いることで、当該抵抗値と累積使用期間との関係を正確に表現することができるため、蓄電素子200の残存寿命を正確に推定することができる。   Moreover, the lifetime estimation apparatus 100 acquires a relational expression in which the resistance value is proportional to an exponential function having a variable obtained by multiplying the cumulative use period by a predetermined constant. Here, as a result of intensive studies and experiments, the inventors of the present application have found that the relational expression proportional to an exponential function having a variable obtained by multiplying the cumulative use period by a predetermined constant is a change with time of the resistance value. Was found to be accurately expressed. For this reason, since the lifetime estimation apparatus 100 can accurately represent the relationship between the resistance value and the cumulative usage period by using the above relational expression, the lifetime estimation apparatus 100 accurately estimates the remaining lifetime of the power storage element 200. Can do.

また、寿命推定装置100は、所定の時点での第一抵抗値と蓄電素子200の寿命到達時点での第二抵抗値とを取得して、上記の関係式から得られる第一抵抗値における第一累積使用期間と第二抵抗値における第二累積使用期間とを取得し、第二累積使用期間から第一累積使用期間を差し引くことで、所定の時点からの蓄電素子200の残存寿命を算出する。このようにして、寿命推定装置100は、蓄電素子200の残存寿命を正確に推定することができる。   Moreover, the lifetime estimation apparatus 100 acquires the first resistance value at a predetermined time point and the second resistance value at the time point when the life of the electric storage element 200 is reached, and obtains the first resistance value obtained from the above relational expression. The remaining life of the electricity storage device 200 from a predetermined time is calculated by acquiring one accumulated use period and the second accumulated use period at the second resistance value and subtracting the first accumulated use period from the second accumulated use period. . In this way, the lifetime estimation apparatus 100 can accurately estimate the remaining lifetime of the power storage element 200.

また、蓄電素子200は、正極活物質として層状構造のリチウム遷移金属酸化物を含むリチウムイオン二次電池であるのが好ましい。ここで、本願発明者らは、鋭意検討と実験の結果、蓄電素子200が当該リチウムイオン二次電池の場合に、上記の関係式によって劣化状態を精度良く表現できることを見出した。このため、寿命推定装置100は、当該リチウムイオン二次電池の残存寿命を正確に推定することができる。   The power storage device 200 is preferably a lithium ion secondary battery including a lithium transition metal oxide having a layered structure as a positive electrode active material. Here, as a result of intensive studies and experiments, the inventors of the present application have found that the deterioration state can be accurately expressed by the above relational expression when the storage element 200 is the lithium ion secondary battery. For this reason, the lifetime estimation apparatus 100 can estimate the remaining lifetime of the said lithium ion secondary battery correctly.

なお、寿命推定装置100は、特に、蓄電素子200の寿命末期における残存寿命を精度良く推定することができる。これにより、例えば電気自動車など移動体用のリチウムイオン二次電池の交換時期のタイミングを正確に見極めることができる。また、蓄電素子200において、推定される寿命に応じて充放電制御を行うことで、容量劣化を抑制することができるため、寿命延命措置をとることができる。   In addition, the lifetime estimation apparatus 100 can estimate the remaining lifetime at the end of the lifetime of the electricity storage element 200 with high accuracy. Thereby, for example, it is possible to accurately determine the replacement timing of a lithium-ion secondary battery for a moving body such as an electric vehicle. In addition, by performing charge / discharge control in accordance with the estimated lifetime in the power storage element 200, capacity deterioration can be suppressed, and thus life extension measures can be taken.

以上、本発明の実施の形態に係る寿命推定装置100及び蓄電システム10について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態は全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全ての変更が含まれることが意図される。   The life estimation apparatus 100 and the power storage system 10 according to the embodiment of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to this embodiment. That is, the embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

例えば、上記実施の形態では、残存寿命推定部120は、関係式取得部110が取得した関係式を変更することなく用いて蓄電素子200の残存寿命を推定することとした。しかし、残存寿命推定部は、当該関係式を補正して、当該残存寿命を推定することにしてもよい。図11は、本発明の実施の形態の変形例に係る寿命推定装置100aの構成を示すブロック図である。同図に示すように、寿命推定装置100aの残存寿命推定部120aは、関係式取得部110が取得した関係式を補正する関係式補正部124を備えており、関係式補正部124が補正した補正後の関係式を用いて、残存寿命を推定する。これにより、寿命推定装置100aは、例えば、自動車等での実使用中に、累積使用期間tと抵抗値Rに相当するデータ対を取得し、これに基づき、上記の関係式を補正して当該関係式の精度を向上させていくことで、残存寿命を正確に推定することができる。   For example, in the above-described embodiment, the remaining life estimation unit 120 estimates the remaining life of the electricity storage device 200 using the relational expression acquired by the relational expression acquisition unit 110 without being changed. However, the remaining life estimation unit may correct the relational expression and estimate the remaining life. FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a life estimation apparatus 100a according to a modification of the embodiment of the present invention. As shown in the figure, the remaining life estimation unit 120a of the life estimation apparatus 100a includes a relational expression correction unit 124 that corrects the relational expression acquired by the relational expression acquisition unit 110, and the relational expression correction unit 124 corrected the relational expression correction unit 124. The remaining life is estimated using the corrected relational expression. Thereby, the lifetime estimation apparatus 100a acquires, for example, a data pair corresponding to the cumulative use period t and the resistance value R during actual use in an automobile or the like, and corrects the above relational expression based on the data pair. By improving the accuracy of the relational expression, the remaining life can be accurately estimated.

また、上記実施の形態では、寿命推定装置100は、関係式取得部110、残存寿命推定部120及び記憶部130を備えており、残存寿命推定部120は、抵抗値取得部121、期間取得部122及び残存寿命算出部123を備えていることとした。しかし、図12に示すように、寿命推定装置は、少なくとも、関係式取得部及び残存寿命推定部を備えていればよい。   Moreover, in the said embodiment, the lifetime estimation apparatus 100 is provided with the relational expression acquisition part 110, the remaining lifetime estimation part 120, and the memory | storage part 130, and the remaining lifetime estimation part 120 is the resistance value acquisition part 121, the period acquisition part. 122 and the remaining life calculation unit 123 are provided. However, as shown in FIG. 12, the life estimation apparatus only needs to include at least a relational expression acquisition unit and a remaining life estimation unit.

図12は、本発明の実施の形態に係る寿命推定装置の最小の構成を示すブロック図である。同図に示すように、寿命推定装置100bは、上記実施の形態と同様の機能を有する関係式取得部110及び残存寿命推定部120bを備えており、外部の記憶部130と情報をやり取りすることで、残存寿命を推定する。なお、残存寿命推定部120bは、関係式取得部110が取得した関係式を用いて残存寿命を推定することができればよく、上記実施の形態のように抵抗値取得部121、期間取得部122及び残存寿命算出部123を備えていることには限定されない。   FIG. 12 is a block diagram showing a minimum configuration of the life estimation apparatus according to the embodiment of the present invention. As shown in the figure, the life estimation apparatus 100b includes a relational expression acquisition unit 110 and a remaining life estimation unit 120b having functions similar to those of the above-described embodiment, and exchanges information with an external storage unit 130. The remaining life is estimated. The remaining life estimation unit 120b only needs to be able to estimate the remaining life using the relational expression acquired by the relational expression acquisition unit 110, and the resistance value acquisition unit 121, the period acquisition unit 122, and the like as in the above embodiment. It is not limited to having the remaining life calculation unit 123.

ここで、本発明に係る寿命推定装置100が備える処理部は、典型的には、集積回路であるLSI(Large Scale Integration)として実現される。つまり、図13に示すように、本発明は、関係式取得部110と残存寿命推定部120とを備える集積回路101として実現される。図13は、本発明の実施の形態に係る寿命推定装置を集積回路で実現する構成を示すブロック図である。   Here, the processing unit included in the lifetime estimation apparatus 100 according to the present invention is typically realized as an LSI (Large Scale Integration) that is an integrated circuit. That is, as shown in FIG. 13, the present invention is realized as an integrated circuit 101 including a relational expression acquisition unit 110 and a remaining life estimation unit 120. FIG. 13 is a block diagram showing a configuration for realizing the life estimation apparatus according to the embodiment of the present invention with an integrated circuit.

なお、集積回路101が備える各処理部は、個別に1チップ化されても良いし、一部または全てを含むように1チップ化されても良い。   Each processing unit included in the integrated circuit 101 may be individually made into one chip, or may be made into one chip so as to include a part or all of them.

ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。   The name used here is LSI, but it may also be called IC, system LSI, super LSI, or ultra LSI depending on the degree of integration.

また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。   Further, the method of circuit integration is not limited to LSI's, and implementation using dedicated circuitry or general purpose processors is also possible. An FPGA (Field Programmable Gate Array) that can be programmed after manufacturing the LSI, or a reconfigurable processor that can reconfigure the connection and setting of circuit cells inside the LSI may be used.

さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。   Furthermore, if integrated circuit technology comes out to replace LSI's as a result of the advancement of semiconductor technology or a derivative other technology, it is naturally also possible to carry out function block integration using this technology. There is a possibility of adaptation of biotechnology.

また、本発明は、このような寿命推定装置100として実現することができるだけでなく、寿命推定装置100が行う特徴的な処理をステップとする寿命推定方法としても実現することができる。   Moreover, the present invention can be realized not only as such a life estimation apparatus 100 but also as a life estimation method using characteristic processes performed by the life estimation apparatus 100 as steps.

また、本発明は、寿命推定方法に含まれる特徴的な処理をコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、当該プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能なCD−ROMなどの記録媒体として実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、CD−ROM等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。   In addition, the present invention can be realized as a program for causing a computer to execute characteristic processing included in the life estimation method, or can be realized as a recording medium such as a computer-readable CD-ROM in which the program is recorded. You can also. Needless to say, such a program can be distributed via a recording medium such as a CD-ROM and a transmission medium such as the Internet.

本発明は、蓄電素子の残存寿命を正確に推定することができる寿命推定装置等に適用できる。   The present invention can be applied to a lifetime estimation device that can accurately estimate the remaining lifetime of a power storage element.

10、10a、10b 蓄電システム
100、100a、100b 寿命推定装置
101 集積回路
110 関係式取得部
120、120a、120b 残存寿命推定部
121 抵抗値取得部
122 期間取得部
123 残存寿命算出部
124 関係式補正部
130 記憶部
131 関係式データ
132 蓄電素子データ
200 蓄電素子
300 収容ケース
10, 10a, 10b Power storage system 100, 100a, 100b Life estimation device 101 Integrated circuit 110 Relational expression acquisition unit 120, 120a, 120b Remaining life estimation unit
121 resistance value acquisition unit 122 period acquisition unit 123 remaining life calculation unit 124 relational expression correction unit 130 storage unit 131 relational expression data 132 power storage element data 200 power storage element 300 accommodation case

Claims (8)

蓄電素子の使用可能な累積残存期間である残存寿命を推定する寿命推定装置であって、
前記蓄電素子の使用期間の累積値である累積使用期間経過時点での前記蓄電素子の直流抵抗または交流抵抗の抵抗値が、前記累積使用期間の指数関数の項を含む式で示される関係式を取得する関係式取得部と、
取得された前記関係式を用いて前記残存寿命を推定する残存寿命推定部と
を備える寿命推定装置。
A lifetime estimation device that estimates a remaining lifetime that is a cumulative remaining period in which a storage element can be used,
A relational expression in which the direct current resistance or the resistance value of the alternating current resistance of the power storage element at the time when the cumulative use period has elapsed, which is a cumulative value of the use period of the power storage element, is represented by an expression including an exponential function term of the cumulative use period. A relational expression acquisition unit to acquire;
A life estimation apparatus comprising: a remaining life estimation unit that estimates the remaining life using the acquired relational expression.
前記関係式取得部は、前記抵抗値が、前記累積使用期間に所定の定数を乗じた値を変数とする指数関数に比例する前記関係式を取得する
請求項1に記載の寿命推定装置。
The lifetime estimation apparatus according to claim 1, wherein the relational expression acquisition unit acquires the relational expression in which the resistance value is proportional to an exponential function having a value obtained by multiplying the cumulative use period by a predetermined constant as a variable.
前記残存寿命推定部は、
所定の時点での前記抵抗値である第一抵抗値を取得するとともに、前記蓄電素子の寿命到達時点での前記抵抗値である第二抵抗値を取得する抵抗値取得部と、
前記関係式から得られる前記第一抵抗値における累積使用期間である第一累積使用期間を取得するとともに、前記関係式から得られる前記第二抵抗値における累積使用期間である第二累積使用期間を取得する期間取得部と、
前記第二累積使用期間から前記第一累積使用期間を差し引くことで、前記所定の時点からの前記蓄電素子の残存寿命を算出する残存寿命算出部とを備える
請求項1または2に記載の寿命推定装置。
The remaining life estimation unit is
A resistance value acquisition unit that acquires the first resistance value that is the resistance value at a predetermined time point, and acquires the second resistance value that is the resistance value at the time when the lifetime of the power storage element is reached;
A first cumulative use period that is a cumulative use period in the first resistance value obtained from the relational expression is acquired, and a second cumulative use period that is a cumulative use period in the second resistance value obtained from the relational expression is obtained. A period acquisition unit to acquire;
The life estimation according to claim 1, further comprising: a remaining life calculation unit that calculates a remaining life of the power storage element from the predetermined time point by subtracting the first cumulative use period from the second cumulative use period. apparatus.
前記残存寿命推定部は、
さらに、前記関係式取得部が取得した前記関係式を補正する関係式補正部を備え、
補正後の前記関係式を用いて、前記残存寿命を推定する
請求項1〜3のいずれか1項に記載の寿命推定装置。
The remaining life estimation unit is
And a relational expression correction unit that corrects the relational expression acquired by the relational expression acquisition unit,
The life estimation apparatus according to claim 1, wherein the remaining life is estimated using the corrected relational expression.
前記蓄電素子は、正極活物質として層状構造のリチウム遷移金属酸化物を含むリチウムイオン二次電池であり、
前記関係式取得部は、前記リチウムイオン二次電池についての前記関係式を取得し、
前記残存寿命推定部は、前記リチウムイオン二次電池についての前記残存寿命を推定する
請求項1〜4のいずれか1項に記載の寿命推定装置。
The power storage element is a lithium ion secondary battery including a lithium transition metal oxide having a layered structure as a positive electrode active material,
The relational expression acquisition unit acquires the relational expression for the lithium ion secondary battery,
The lifetime estimation apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the remaining lifetime estimation unit estimates the remaining lifetime of the lithium ion secondary battery.
蓄電素子と、
前記蓄電素子の使用可能な累積残存期間である残存寿命を推定する請求項1〜5のいずれか1項に記載の寿命推定装置と
を備える蓄電システム。
A storage element;
A power storage system comprising: the life estimation device according to any one of claims 1 to 5 that estimates a remaining life that is a cumulative remaining time of use of the power storage element.
コンピュータが、蓄電素子の使用可能な累積残存期間である残存寿命を推定する寿命推定方法であって、
前記蓄電素子の使用期間の累積値である累積使用期間経過時点での前記蓄電素子の直流抵抗または交流抵抗の抵抗値が、前記累積使用期間の指数関数の項を含む式で示される関係式を取得する関係式取得ステップと、
取得された前記関係式を用いて前記残存寿命を推定する残存寿命推定ステップと
を含む寿命推定方法。
A life estimation method in which a computer estimates a remaining life that is a cumulative remaining life of a storage element,
A relational expression in which the direct current resistance or the resistance value of the alternating current resistance of the power storage element at the time when the cumulative use period has elapsed, which is a cumulative value of the use period of the power storage element, is represented by an expression including an exponential function term of the cumulative use period. A relational expression acquisition step to be acquired;
A remaining life estimation step of estimating the remaining life using the acquired relational expression.
蓄電素子の使用可能な累積残存期間である残存寿命を推定する集積回路であって、
前記蓄電素子の使用期間の累積値である累積使用期間経過時点での前記蓄電素子の直流抵抗または交流抵抗の抵抗値が、前記累積使用期間の指数関数の項を含む式で示される関係式を取得する関係式取得部と、
取得された前記関係式を用いて前記残存寿命を推定する残存寿命推定部と
を備える集積回路。
An integrated circuit that estimates a remaining lifetime, which is a cumulative remaining period of a storage element,
A relational expression in which the direct current resistance or the resistance value of the alternating current resistance of the power storage element at the time when the cumulative use period has elapsed, which is a cumulative value of the use period of the power storage element, is represented by an expression including an exponential function term of the cumulative use period. A relational expression acquisition unit to acquire;
An integrated circuit comprising: a remaining life estimation unit that estimates the remaining life using the acquired relational expression.
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