JP2015184146A - 満充電容量推定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】リチウム二次電池40の満充電容量を推定する満充電容量推定装置100であって、電池40の充電時に、逐次測定された電池電圧から算出された電池電圧の時間変化率に基づいて、所定時刻における電池40の残存容量を推定する。また、電池40の充電時に、逐次測定された電池電圧に基づいて、所定時刻における電池40の充電可能容量を推定する。推定された電池40の残存容量と、推定された電池40の充電可能容量とから、所定時刻における電池40の満充電容量を推定する。
【選択図】 図1
Description
次に、残存容量推定手段10による残存容量の推定方法について説明する。図4に示すように、電池セル40が劣化すると、電池電圧に対する残存容量の充電特性において、電池電圧が急激に上昇する急峻領域が、残存容量が小さくなる側に平行に移動する。そして、図4において四角で囲まれた領域、すなわち電池電圧が急激に上昇する急峻領域よりも残存容量が小さい側では、電池電圧に対する残存容量の充電特性は変化しない。
次に、充電可能容量推定手段20による充電可能容量の推定方法について説明する。図6(a)に示すように、電池セル40に電流が流れていない充電前は、正極活物質のリチウム濃度は均一に分布している。そのため、正極活物質内の平均リチウム濃度と正極活物質の表面における表面リチウム濃度は等しい。
・現在の位置における平均リチウム濃度、充電時の電流に応じた、充電時のCCVの時間変化のマップを用意しておき、充電時に逐次測定された電圧とマップとを比較して、現在の位置における平均リチウム濃度を推定してもよい。さらに、現在の位置における平均リチウム濃度、充電時の電流、電池セル40の温度に応じた、充電時のCCVの時間変化のマップを用いてもよい。
Claims (5)
- リチウム二次電池(40)の満充電容量を推定する満充電容量推定装置(100)であって、
前記電池の充電時に、逐次測定された前記電池の電圧から算出された前記電圧の時間変化率に基づいて、所定時刻における前記電池の残存容量を推定する残存容量推定手段(10)と、
前記電池の充電時に、前記所定時刻における前記電池の充電可能容量を推定する可能容量推定手段(20)と、
前記残存容量推定手段により推定された前記残存容量と、前記可能容量推定手段により推定された前記充電可能容量とから、前記所定時刻における満充電容量を推定する満充電容量推定手段(30)と、を備え、
前記可能容量推定手段は、前記電池の充電時に、逐次測定された前記電池の電圧に基づいて、前記充電可能容量を推定することを特徴とする満充電容量推定装置。 - 前記可能容量推定手段は、
初期値として前記電池の正極活物質内の平均リチウム濃度を設定し、前記平均リチウム濃度に基づいて、前記電池の充電時における前記電圧を逐次算出する算出手段(21)と、
前記算出手段により算出された前記電圧と測定された前記電圧との差分が第1閾値よりも小さくなるように、前記平均リチウム濃度を更新する更新手段(22)と、
前記更新手段により更新された前記平均リチウム濃度を前記充電可能容量に換算する換算手段(23)と、を含む請求項1に記載の満充電容量推定装置。 - 前記算出手段は、前記平均リチウム濃度、測定された前記電池を流れる電流、及び電池反応モデルから前記電池の正極活物質表面の表面リチウム濃度を逐次算出するとともに、算出した表面リチウム濃度から前記電圧を逐次算出し、
前記更新手段は、前記算出手段により逐次算出された前記電圧と、その時点に測定された前記電圧との差分が小さくなるように、前記平均リチウム濃度を逐次更新し、
前記換算手段は、前記差分が前記第1閾値よりも小さくなった時点で、前記更新手段により更新された前記平均リチウム濃度を前記充電可能容量に換算する請求項2に記載の満充電容量推定装置。 - 前記換算手段は、前記差分が前記第1閾値よりも小さくなった時点で、前記更新手段により更新された前記平均リチウム濃度を、前記所定時刻における前記平均リチウム濃度に補正した後、前記充電可能容量に換算する請求項2又は3に記載の満充電容量推定装置。
- 前記電池は、残存容量に対する前記電池の電圧の変化量が所定量よりも小さい領域において充電する際に、前記電圧の時間変化率が変動する特性を有し、
前記残存容量推定手段は、測定された前記電圧の時間変化率が、第2閾値よりも大きくなった時点で、前記第2閾値と対応する前記残存容量を、前記所定時刻における前記残存容量とする請求項1〜4のいずれかに記載の満充電容量推定装置。
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