JP2015219980A - 二次電池監視装置、二次電池劣化予測装置、および、二次電池の電池容量の予測方法 - Google Patents
二次電池監視装置、二次電池劣化予測装置、および、二次電池の電池容量の予測方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015219980A JP2015219980A JP2014100741A JP2014100741A JP2015219980A JP 2015219980 A JP2015219980 A JP 2015219980A JP 2014100741 A JP2014100741 A JP 2014100741A JP 2014100741 A JP2014100741 A JP 2014100741A JP 2015219980 A JP2015219980 A JP 2015219980A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- secondary battery
- battery
- capacity
- battery capacity
- prediction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 34
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 title claims description 12
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 title claims description 12
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title abstract 2
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 53
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims abstract description 28
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 claims description 38
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 23
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims description 9
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 8
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 82
- 230000006870 function Effects 0.000 description 61
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 29
- 230000008569 process Effects 0.000 description 24
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 11
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 10
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 10
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 9
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 6
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 6
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 5
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- -1 for example Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 4
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxol-2-one Chemical compound O=C1OC=CO1 VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M acrylate group Chemical group C(C=C)(=O)[O-] NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 239000006231 channel black Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- HHNHBFLGXIUXCM-GFCCVEGCSA-N cyclohexylbenzene Chemical compound [CH]1CCCC[C@@H]1C1=CC=CC=C1 HHNHBFLGXIUXCM-GFCCVEGCSA-N 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 239000006232 furnace black Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 2
- 239000006233 lamp black Substances 0.000 description 2
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000006234 thermal black Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- KGWDUNBJIMUFAP-KVVVOXFISA-N Ethanolamine Oleate Chemical compound NCCO.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O KGWDUNBJIMUFAP-KVVVOXFISA-N 0.000 description 1
- 229910001290 LiPF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 1
- KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn] Chemical compound [Li].[Mn] KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000011883 electrode binding agent Substances 0.000 description 1
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 229910021469 graphitizable carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 150000002642 lithium compounds Chemical class 0.000 description 1
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N lithium oxide Chemical compound [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001496 lithium tetrafluoroborate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229910021470 non-graphitizable carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 1
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/367—Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/4285—Testing apparatus
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
- H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
【解決手段】 請求項1の発明による二次電池監視装置は、二次電池の使用状態を表す負荷パラメータの推移を記憶する使用状態記憶装置と、二次電池の電池容量の経時変化を予測関数に基づいて予測する電池容量予測装置とを備え、予測関数は、二次電池の電極表面に形成される被膜の成長と、二次電池の電解質に含まれる被膜の前駆体成分の減少との関係から導かれた関数であり、電池容量予測装置は、使用状態記憶装置で記憶する負荷パラメータの推移に基づいて予測関数の係数を決定し、係数が決定した予測関数によって二次電池の電池容量の経時変化を予測する。
【選択図】図1
Description
(2) 請求項5の発明による二次電池の電池容量の予測方法は、二次電池の電極表面に形成される被膜の成長と、二次電池の電解質に含まれる被膜の前駆体成分の減少との関係から導かれた二次電池の電池容量の予測関数を用い、二次電池の使用状態を表す負荷パラメータの推移に基づいて予測関数の係数を決定し、係数が決定した予測関数によって二次電池の電池容量の経時変化を予測する。
(3) 請求項6の発明による二次電池劣化予測装置は、二次電池の電池容量を検出する電池容量検出装置と、二次電池の使用時間を計時する計時装置と、電池容量検出装置で検出した二次電池の電池容量と、計時装置で計時した二次電池の使用時間との関係を記憶する電池容量記憶装置と、二次電池の電池容量の経時変化を予測関数に基づいて予測する電池容量予測装置とを備え、予測関数は、二次電池の電極表面に形成される被膜の成長と、二次電池の電解質に含まれる被膜の前駆体成分の減少との関係から導かれた関数であり、電池容量予測装置は、電池容量記憶装置で記憶する二次電池の電池容量と使用時間との関係に基づいて予測関数の係数を決定し、係数が決定した予測関数によって二次電池の電池容量の経時変化を予測する。
(4) 請求項9の発明による二次電池の電池容量の予測方法は、二次電池の電池容量を検出し、二次電池の使用時間を計時し、二次電池の電池容量の経時変化を予測する予測関数の係数を二次電池の検出した電池容量と二次電池の使用時間との関係に基づいて決定し、予測関数は、二次電池の電極表面に形成される被膜の成長と、二次電池の電解質に含まれる被膜の前駆体成分の減少との関係から導かれた関数であり、係数が決定した予測関数によって二次電池の電池容量の経時変化を予測する。
以下、本発明の第1の実施の形態を図面に基づいて説明する。以下の実施の形態では、ハイブリッド自動車(HEV)の電源を構成する電池システムに対して本発明を適用した場合を例に挙げて説明する。
カーボン負極を用いたリチウムイオン電池の劣化は、負極表面での副反応により生成されるSEI被膜(Solid-Electrolyte Interface, 固体-電解液界面膜)の成長が主要因であると考えられている。このため、SEI被膜の厚みの増加に比例して電池容量が低下する。従来の劣化モデルでは、SEI被膜の厚みは、電池使用時間の平方根に比例するとされている。これが「ルートt則」と呼ばれている容量劣化モデルである。
このようにして算出した容量劣化関数による電池容量の予測の誤差について説明する。図5は、所定の負荷条件における単電池111の電池容量の経時変化の実測値と、容量劣化関数による電池容量の予測曲線とを併記したグラフである。図5では、電池容量予測の精度の評価期間の全期間にわたり、所定の負荷条件における単電池111の電池容量の経時変化を実測して、プロットしている。
本実施の形態の電池システム100では、各単電池111の寿命、すなわち電池容量の経時変化の予測のための基本データが、たとえば記憶部180にあらかじめ格納されている。各単電池111の電池容量の経時変化の予測のための基本データは、式(15)の容量劣化関数と、係数Aおよび係数τについての情報とを含む。
図9は、各単電池111の電池容量の経時変化の予測処理の動作を示すフローチャートである。たとえば、電池容量の経時変化の予測処理を行うためのトリガが組電池制御部150に入力されると、図9に示した処理を行うプログラムが起動して組電池制御部150で実行される。なお、電池容量の経時変化の予測処理を行うためのトリガは、たとえば、数週間毎に電池容量の経時変化の予測処理を行うようにあらかじめ設定されている場合には、予測処理を行う時期に到達すると組電池制御部150に入力される。また、電池容量の経時変化の予測処理を行うように何らかの操作がなされたときに、電池容量の経時変化の予測処理を行うためのトリガが組電池制御部150に入力されるように構成してもよい。
(1) SEI被膜の成長による電解液中のSEI前駆体濃度g(t)の減少を考慮した関数に基づいて、電池容量の経時変化を予測するようにした。これにより、SEI被膜の成長による電解液中のSEI前駆体濃度g(t)の減少を考慮しない従来のルートt則に基づいて電池容量の経時変化を予測した場合と比べて、電池容量の経時変化の予測精度を向上できる。したがって、長期間にわたって使用される電池システム100での各単電池111の寿命を精度よく予測できるので、電池システム100を長期間にわたって安定的に使用するのに資する。
第2の実施の形態では、リチウムイオン二次電池の開発の際の電池容量の経時変化の予測に本発明を適用する例について説明する。
図11は、本実施の形態の評価試験装置1における被検電池111Aの電池容量の経時変化を予測する処理の動作を示すフローチャートである。たとえば、電池容量の経時変化の評価試験の開始を指示する不図示の操作スイッチが操作されると、図11に示した処理を行うプログラムが起動して制御回路10のCPU10aで実行される。ステップS21において、記憶部13にあらかじめ格納されている評価試験の負荷パターンに基づいて被検電池111Aの充放電を開始してステップS23へ進む。
(1) 上述した第1の実施の形態では、係数Aおよび係数τについての情報が式(17),(18)で表される関数として記憶部180に格納されているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、あらかじめ実施された各試験条件に対応して、係数Aおよび係数τについての情報がデータテーブルとして記憶部180に格納されていてもよい。そして、各単電池111の電池容量の経時変化を算出する際に、記憶部180に格納されている各単電池111に流れる電流や環境温度、SOCなどの各負荷パラメータの履歴と、上述したデータテーブルとに基づいて係数Aおよび係数τを算出するようにしてもよい。
Claims (9)
- 二次電池の使用状態を表す負荷パラメータの推移を記憶する使用状態記憶装置と、
前記二次電池の電池容量の経時変化を予測関数に基づいて予測する電池容量予測装置とを備え、
前記予測関数は、前記二次電池の電極表面に形成される被膜の成長と、前記二次電池の電解質に含まれる前記被膜の前駆体成分の減少との関係から導かれた関数であり、
前記電池容量予測装置は、前記使用状態記憶装置で記憶する前記負荷パラメータの推移に基づいて前記予測関数の係数を決定し、前記係数が決定した前記予測関数によって前記二次電池の前記電池容量の経時変化を予測する二次電池監視装置。 - 請求項1に記載の二次電池監視装置において、
前記予測関数は、前記被膜の厚みの成長速度が前記二次電池の電解液中の前駆体濃度に比例するとともに前記被膜の厚みに反比例し、前記被膜の厚みが増すにつれて前記前駆体濃度が減少し、前記被膜の厚みに比例して前記電池容量が低下する物理モデルを表す二次電池監視装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の二次電池監視装置において、
前記負荷パラメータは、前記二次電池の温度、前記二次電池の充電状態(SOC)、前記二次電池の電圧、および、前記二次電池に流れる電流のうちの少なくともいずれか1つを含む二次電池監視装置。 - 二次電池の電極表面に形成される被膜の成長と、前記二次電池の電解質に含まれる前記被膜の前駆体成分の減少との関係から導かれた前記二次電池の電池容量の予測関数を用い、
前記二次電池の使用状態を表す負荷パラメータの推移に基づいて前記予測関数の係数を決定し、前記係数が決定した前記予測関数によって前記二次電池の前記電池容量の経時変化を予測する二次電池の電池容量の予測方法。 - 二次電池の電池容量を検出する電池容量検出装置と、
前記二次電池の使用時間を計時する計時装置と、
前記電池容量検出装置で検出した前記二次電池の電池容量と、前記計時装置で計時した前記二次電池の使用時間との関係を記憶する電池容量記憶装置と、
前記二次電池の前記電池容量の経時変化を予測関数に基づいて予測する電池容量予測装置とを備え、
前記予測関数は、前記二次電池の電極表面に形成される被膜の成長と、前記二次電池の電解質に含まれる前記被膜の前駆体成分の減少との関係から導かれた関数であり、
前記電池容量予測装置は、前記電池容量記憶装置で記憶する前記二次電池の電池容量と使用時間との関係に基づいて前記予測関数の係数を決定し、前記係数が決定した前記予測関数によって前記二次電池の前記電池容量の経時変化を予測する二次電池劣化予測装置。 - 請求項6に記載の二次電池劣化予測装置において、
前記予測関数は、前記被膜の厚みの成長速度が前記二次電池の電解液中の前駆体濃度に比例するとともに前記被膜の厚みに反比例し、前記被膜の厚みが増すにつれて前記前駆体濃度が減少し、前記被膜の厚みに比例して前記電池容量が低下する物理モデルを表す二次電池劣化予測装置。 - 二次電池の電池容量を検出し、
前記二次電池の使用時間を計時し、
前記二次電池の前記電池容量の経時変化を予測する予測関数の係数を前記二次電池の検出した電池容量と前記二次電池の使用時間との関係に基づいて決定し、
前記予測関数は、前記二次電池の電極表面に形成される被膜の成長と、前記二次電池の電解質に含まれる前記被膜の前駆体成分の減少との関係から導かれた関数であり、
前記係数が決定した前記予測関数によって前記二次電池の前記電池容量の経時変化を予測する二次電池の電池容量の予測方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014100741A JP6284824B2 (ja) | 2014-05-14 | 2014-05-14 | 二次電池監視装置、二次電池劣化予測装置、および、二次電池の電池容量の予測方法 |
EP15793347.4A EP3145021B1 (en) | 2014-05-14 | 2015-04-28 | Secondary-battery monitoring device and method for predicting capacity of secondary battery |
PCT/JP2015/062855 WO2015174279A1 (ja) | 2014-05-14 | 2015-04-28 | 二次電池監視装置、および、二次電池の電池容量の予測方法 |
CN201580024190.3A CN106463794B (zh) | 2014-05-14 | 2015-04-28 | 二次电池监视装置以及二次电池的电池容量的预测方法 |
US15/310,586 US10591550B2 (en) | 2014-05-14 | 2015-04-28 | Secondary-battery monitoring device and prediction method of battery capacity of secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014100741A JP6284824B2 (ja) | 2014-05-14 | 2014-05-14 | 二次電池監視装置、二次電池劣化予測装置、および、二次電池の電池容量の予測方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015219980A true JP2015219980A (ja) | 2015-12-07 |
JP6284824B2 JP6284824B2 (ja) | 2018-02-28 |
Family
ID=54479820
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014100741A Active JP6284824B2 (ja) | 2014-05-14 | 2014-05-14 | 二次電池監視装置、二次電池劣化予測装置、および、二次電池の電池容量の予測方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10591550B2 (ja) |
EP (1) | EP3145021B1 (ja) |
JP (1) | JP6284824B2 (ja) |
CN (1) | CN106463794B (ja) |
WO (1) | WO2015174279A1 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9959899B2 (en) | 2016-07-01 | 2018-05-01 | Lapis Semiconductor Co., Ltd. | Signal conversion device, processing device, communication system, and signal conversion method |
JP2018078023A (ja) * | 2016-11-09 | 2018-05-17 | トヨタ自動車株式会社 | リチウムイオン二次電池の制御装置 |
CN110794308A (zh) * | 2019-11-07 | 2020-02-14 | 交控科技股份有限公司 | 列车电池容量预测方法及装置 |
JP2020109367A (ja) * | 2019-01-04 | 2020-07-16 | 株式会社東芝 | 内部状態推定装置および方法、ならびに電池制御装置 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6380417B2 (ja) * | 2016-01-21 | 2018-08-29 | 横河電機株式会社 | 二次電池容量測定システム及び二次電池容量測定方法 |
KR102188723B1 (ko) * | 2017-11-07 | 2020-12-08 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 온도 추정 장치 및 방법 |
JP6896783B2 (ja) * | 2019-03-11 | 2021-06-30 | 株式会社東芝 | 二次電池システム、二次電池、および組電池システム |
GB2587014B (en) * | 2019-09-13 | 2022-02-23 | Cambridge Battery Res Limited | Sensing apparatus and method of operation thereof |
JP7413806B2 (ja) * | 2020-02-06 | 2024-01-16 | トヨタ自動車株式会社 | バッテリ劣化判定装置、バッテリ劣化判定方法、及びバッテリ劣化判定プログラム |
DE102021104868A1 (de) * | 2020-02-28 | 2021-09-02 | Denso Corporation | System zur vorhersage einer batteriealterung |
CN111707955B (zh) * | 2020-08-11 | 2021-01-12 | 江苏时代新能源科技有限公司 | 电池剩余寿命的估算方法、装置和介质 |
CN113049974B (zh) * | 2021-02-02 | 2023-01-13 | 欣旺达电动汽车电池有限公司 | 电池容量预测方法、装置、设备及存储介质 |
US11801768B2 (en) | 2021-05-05 | 2023-10-31 | Toyota Motor North America, Inc. | Transport battery health |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012150384A1 (fr) * | 2011-05-04 | 2012-11-08 | IFP Energies Nouvelles | Procede optimise de gestion thermique d'un système electrochmique de stockage |
JP2013089424A (ja) * | 2011-10-17 | 2013-05-13 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | バッテリの状態予測システム、方法及びプログラム |
JP2013254710A (ja) * | 2012-06-08 | 2013-12-19 | Gs Yuasa Corp | 蓄電素子の寿命推定装置、寿命推定方法及び蓄電システム |
WO2014064349A1 (fr) * | 2012-10-25 | 2014-05-01 | IFP Energies Nouvelles | Procédé d'utilisation d'un système de stockage d'énergie électrique |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008058278A (ja) * | 2006-09-04 | 2008-03-13 | Toyota Motor Corp | 二次電池の内部状態推定装置、二次電池の内部状態推定方法、プログラム、および記録媒体 |
US9366732B2 (en) * | 2009-09-04 | 2016-06-14 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Estimation of state-of-health in batteries |
-
2014
- 2014-05-14 JP JP2014100741A patent/JP6284824B2/ja active Active
-
2015
- 2015-04-28 US US15/310,586 patent/US10591550B2/en active Active
- 2015-04-28 CN CN201580024190.3A patent/CN106463794B/zh active Active
- 2015-04-28 WO PCT/JP2015/062855 patent/WO2015174279A1/ja active Application Filing
- 2015-04-28 EP EP15793347.4A patent/EP3145021B1/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012150384A1 (fr) * | 2011-05-04 | 2012-11-08 | IFP Energies Nouvelles | Procede optimise de gestion thermique d'un système electrochmique de stockage |
JP2013089424A (ja) * | 2011-10-17 | 2013-05-13 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | バッテリの状態予測システム、方法及びプログラム |
JP2013254710A (ja) * | 2012-06-08 | 2013-12-19 | Gs Yuasa Corp | 蓄電素子の寿命推定装置、寿命推定方法及び蓄電システム |
WO2014064349A1 (fr) * | 2012-10-25 | 2014-05-01 | IFP Energies Nouvelles | Procédé d'utilisation d'un système de stockage d'énergie électrique |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9959899B2 (en) | 2016-07-01 | 2018-05-01 | Lapis Semiconductor Co., Ltd. | Signal conversion device, processing device, communication system, and signal conversion method |
US10319407B2 (en) | 2016-07-01 | 2019-06-11 | Lapis Semiconductor Co., Ltd. | Signal conversion device, processing device, communication system, and signal conversion method |
JP2018078023A (ja) * | 2016-11-09 | 2018-05-17 | トヨタ自動車株式会社 | リチウムイオン二次電池の制御装置 |
JP2020109367A (ja) * | 2019-01-04 | 2020-07-16 | 株式会社東芝 | 内部状態推定装置および方法、ならびに電池制御装置 |
JP7039499B2 (ja) | 2019-01-04 | 2022-03-22 | 株式会社東芝 | 内部状態推定装置および方法、ならびに電池制御装置 |
CN110794308A (zh) * | 2019-11-07 | 2020-02-14 | 交控科技股份有限公司 | 列车电池容量预测方法及装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3145021A1 (en) | 2017-03-22 |
US10591550B2 (en) | 2020-03-17 |
EP3145021B1 (en) | 2022-06-08 |
CN106463794B (zh) | 2020-02-21 |
JP6284824B2 (ja) | 2018-02-28 |
US20170082694A1 (en) | 2017-03-23 |
CN106463794A (zh) | 2017-02-22 |
WO2015174279A1 (ja) | 2015-11-19 |
EP3145021A4 (en) | 2018-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6284824B2 (ja) | 二次電池監視装置、二次電池劣化予測装置、および、二次電池の電池容量の予測方法 | |
JP6556649B2 (ja) | 蓄電池評価装置、蓄電池、蓄電池評価方法、およびプログラム | |
EP3051305B1 (en) | Status determining method for secondary battery, status determining apparatus for secondary battery, secondary battery system, and charge/discharge control apparatus having status determining apparatus | |
US10001528B1 (en) | Battery deterioration degree estimating apparatus and estimating method | |
US9506988B2 (en) | Condition estimation device and method of estimating condition | |
US10330735B2 (en) | State estimation device and state estimation method | |
JP5743367B2 (ja) | バッテリー管理システムおよびバッテリー管理方法 | |
JP7111015B2 (ja) | 推定装置、蓄電装置、推定方法、及びコンピュータプログラム | |
EP2711727B1 (en) | Battery condition estimation device and method of generating open circuit voltage characteristic | |
WO2014128902A1 (ja) | 二次電池の劣化診断方法およびそれを用いた装置 | |
WO2020198118A1 (en) | Methods, systems, and devices for estimating and predicting a remaining time to charge and a remaining time to discharge of a battery | |
JP2013181875A (ja) | 二次電池の劣化率算出方法、二次電池の寿命予測方法、二次電池の劣化率算出システムおよび二次電池の寿命予測システム | |
JP2014025738A (ja) | 残容量推定装置 | |
JP2016023967A (ja) | 電池状態検知装置、二次電池システム、電池状態検知プログラム、電池状態検知方法 | |
JP2020003497A (ja) | 蓄電素子の管理装置、蓄電装置、劣化量の推定方法およびコンピュータプログラム | |
JP2015087344A (ja) | 容量劣化推定装置、蓄電装置および容量劣化推定方法 | |
JP7115345B2 (ja) | 推定装置、蓄電装置、推定方法、及びコンピュータプログラム | |
JP6494431B2 (ja) | 蓄電デバイスの劣化診断装置 | |
WO2019017411A1 (ja) | 推定装置、蓄電装置、推定方法、及びコンピュータプログラム | |
JP2021162511A (ja) | 二次電池の寿命予測方法、寿命予測装置及び車両 | |
JP7288884B2 (ja) | 二次電池の状態推定方法及び二次電池の状態推定システム | |
CN114375404A (zh) | 用于确定第一电储能单元的第一电压特性曲线的方法 | |
JP2010107439A (ja) | 充放電可能なバッテリの性能評価装置および充放電可能なバッテリの性能評価方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20170126 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170127 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170905 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20170927 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171026 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180116 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180131 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6284824 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |