JP2020038812A

JP2020038812A - Method of recycling secondary battery, management device, and computer program

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Publication number: JP2020038812A
Application number: JP2018166218A
Authority: JP
Inventors: 岡部　一弥; Kazuya Okabe; 一弥岡部; 正典相馬; Masanori Soma; 向井　寛; Hiroshi Mukai; 寛向井; 瀬山　幸隆; Yukitaka Seyama; 瀬山　　幸隆
Original assignee: GS Yuasa Corp
Current assignee: GS Yuasa Corp
Priority date: 2018-09-05
Filing date: 2018-09-05
Publication date: 2020-03-12
Anticipated expiration: 2038-09-05
Also published as: JP7192323B2

Abstract

To provide a method of recycling a secondary battery, a management device, and a computer program that enable a battery unsuitable for recycling to be detected (selected) before being detached or transported.SOLUTION: A method of recycling secondary batteries comprises: discharging a power storage device 3 including a plurality of secondary battery cells 2 electrically connected to each other; acquiring transitions of voltages of the individual cells 2; and evaluating, based upon information on the discharging and the transitions of voltages, a possibility of recycling of the plurality of cells 2 and/or the power storage device 3.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、複数のセルを有する二次電池の再利用方法、管理装置、及びコンピュータプログラムに関する。本明細書では、複数回数の充放電が可能な蓄電池を「二次電池」と総称し、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池に加え、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（コンデンサ）型の蓄電素子も二次電池に含むものとする。 The present invention relates to a method for reusing a secondary battery having a plurality of cells, a management device, and a computer program. In this specification, a storage battery that can be charged and discharged a plurality of times is collectively referred to as a “secondary battery”. In addition to a nickel-metal hydride battery or a lithium ion battery, a capacitor (capacitor) type storage device such as an electric double layer capacitor is also used. It is included in the next battery

電気自動車（ＥＶ）やプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）に搭載される電池パックは、例えば８〜２０個の電池セル（以下、セルという）を含む電池モジュール（組電池）を、パックケースの中に複数収容している。 A battery pack mounted on an electric vehicle (EV) or a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) includes, for example, a battery module (assembled battery) including 8 to 20 battery cells (hereinafter, referred to as cells) in a pack case. Are accommodated.

近年、ＥＶやＰＨＥＶで数年間使用された車両駆動用の電池パック、電池モジュール、又はセルを、再利用（リサイクル）するための検討が活発化している（例えば特許文献１参照）。極端な環境（例えば過度の高温環境、度重なる過度のハイレート放電）で使われたものを除けば、車両駆動用に電池パックを１０年使用しても、満充電容量は新品時の７０％程度維持されていると期待される。このような電池パック又は電池モジュールを、再利用のために車両から取り外して、工場に輸送することが考えられる。工場では、例えば電池モジュールにおいてリユースできるセルを選別し、リユースできるセルを用いて、電池モジュールをリビルド（再構成）する。電池パックにおいてリユースできる電池モジュールを選別し、リユースできる電池モジュールを用いて、電池パックをリビルドしてもよい。 2. Description of the Related Art In recent years, studies for reusing (recycling) a battery pack, a battery module, or a cell for driving a vehicle, which has been used for several years in an EV or PHEV, have been actively studied (for example, see Patent Document 1). Except for those used in extreme environments (eg, excessively high temperature environment, repeated excessively high rate discharge), even if the battery pack is used for vehicle driving for 10 years, the full charge capacity is about 70% of that of a new battery. Expected to be maintained. It is conceivable to remove such a battery pack or battery module from the vehicle for reuse and transport it to the factory. In a factory, for example, cells that can be reused in a battery module are selected, and the battery module is rebuilt (reconfigured) using the reusable cells. A battery module that can be reused in the battery pack may be selected, and the battery pack may be rebuilt using the battery module that can be reused.

特開２０１６−１５２１１０号公報JP 2016-152110 A

特許文献１においては、使用履歴のある電池パックを解体して得られる複数のセルの残容量を測定し、残容量が、０よりも大きく電池パックが搭載されていた車両での制御範囲の下限値未満の範囲内に設定された残容量下限値以上である電池モジュールを選別する。選別された電池モジュールを用いて、電池パックを組み立てる。 In Patent Document 1, the remaining capacity of a plurality of cells obtained by disassembling a battery pack having a usage history is measured, and the remaining capacity is larger than 0 and the lower limit of the control range in a vehicle equipped with the battery pack. The battery modules whose remaining capacity is equal to or larger than the remaining capacity lower limit set within the range less than the value are selected. A battery pack is assembled using the selected battery modules.

車両駆動用の電池パックや電池モジュールは、体積及び重量が大きく、かつ注意深く取り扱う必要があり、エンドユーザによってユーザ対応窓口（例えばカーディラー）に持ち込まれた車両から取り外して輸送するには労力及びコストがかかる。車両から取外されて工場に輸送された電池パックや電池モジュールが、極端に劣化していて結局再利用できないという状況を避けることが、コスト抑制のために望まれる。 Battery packs and battery modules for driving vehicles are large in volume and weight, and must be handled with care. The labor and cost to remove and transport from the vehicle brought to the customer service window (for example, a card dealer) by the end user. It takes. It is desired for cost reduction to avoid a situation in which a battery pack or a battery module removed from a vehicle and transported to a factory is extremely deteriorated and cannot be reused after all.

本発明の目的は、再利用に適さない電池を、取り外し前又は輸送前に、検出（選別）することを可能にする二次電池の再利用方法、管理装置、及びコンピュータプログラムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a secondary battery recycling method, a management device, and a computer program that enable detection (sorting) of a battery that is not suitable for reuse before removal or transportation. is there.

本発明に係る二次電池の再利用方法は、互いに電気的に接続された複数の二次電池セルを含む蓄電装置を放電して、個々のセルの電圧の推移を取得し、前記放電の情報と前記電圧の推移とに基づいて前記複数のセル及び／又は蓄電装置の再利用可能性を評価する。 The method for reusing a secondary battery according to the present invention discharges a power storage device including a plurality of secondary battery cells electrically connected to each other, acquires a change in the voltage of each cell, and obtains information on the discharge. And evaluating the reusability of the plurality of cells and / or the power storage device based on the transition of the voltage.

本発明によれば、再利用に適さないセルを、取り外し前又は輸送前に、検出（選別）することができる。 According to the present invention, cells that are not suitable for reuse can be detected (sorted) before removal or transport.

実施形態１に係る車両及び管理装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of a vehicle and a management device according to a first embodiment. ＢＭＵの構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a BMU. 電池モジュールの斜視図である。It is a perspective view of a battery module. 電池モジュール又はセルの再利用の過程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of reuse of a battery module or a cell. 管理装置の制御部による電池モジュールのセルの再利用可能性の評価処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the evaluation process of the reusability of the cell of a battery module by the control part of a management apparatus. 最小容量のセル及び他のセルの満充電容量の求め方を説明するための説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining how to obtain a full charge capacity of a cell having a minimum capacity and other cells. 管理装置の制御部による電池モジュール又はセルの再利用可能性の評価処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the evaluation process of the reusability of a battery module or a cell by the control part of a management apparatus. 電池パックの電池モジュールのうち、電池モジュール(a)、(b)、(c)の各セルの満充電容量を示すグラフである。6 is a graph showing the full charge capacity of each cell of battery modules (a), (b), and (c) among the battery modules of the battery pack. 電池パックの電池モジュールのうち、電池モジュール(a)、(b)、(c)の各セルの内部抵抗を示すグラフである。6 is a graph showing the internal resistance of each cell of battery modules (a), (b), and (c) among the battery modules of the battery pack.

（実施形態の概要）
実施形態に係る二次電池の再利用方法は、互いに電気的に接続された複数の二次電池セルを含む蓄電装置を放電して、個々のセルの電圧の推移を取得し、前記放電の情報と前記電圧の推移とに基づいて前記複数のセル及び／又は蓄電装置の再利用可能性を評価する。 (Overview of Embodiment)
The method for reusing a secondary battery according to the embodiment discharges a power storage device including a plurality of secondary battery cells electrically connected to each other, acquires a change in voltage of each cell, and obtains information on the discharge. And evaluating the reusability of the plurality of cells and / or the power storage device based on the transition of the voltage.

「蓄電装置」は、電池パックであってもよいし、電池モジュールであってもよい。蓄電装置は、通常の電池パックまたは電池モジュールが備える、個々のセルの電圧を測定する電圧センサ（例えば電圧測定回路、セル監視ＩＣ）が、取り外されていないことが好ましい。
「放電の情報」は、放電レート（例えばＣレート）、放電時の環境温度等を含んでもよい。「放電の情報」は、少なくともその一部が、一定値に設定されてもよい。
放電は、評価用の負荷に対して行ってもよいし、車両に搭載されている負荷に対して行ってもよい。実質的に一定の条件で放電を行えることから、評価用の負荷に蓄電装置を接続してそれに対して放電を行うことが好ましい。 The “power storage device” may be a battery pack or a battery module. In the power storage device, it is preferable that a voltage sensor (for example, a voltage measurement circuit or a cell monitoring IC) that measures the voltage of each cell included in a normal battery pack or a battery module is not removed.
The “discharge information” may include a discharge rate (for example, C rate), an environmental temperature at the time of discharge, and the like. “Discharge information” may be set at least partially to a constant value.
The discharge may be performed on a load for evaluation, or may be performed on a load mounted on a vehicle. Since discharge can be performed under substantially constant conditions, it is preferable to connect a power storage device to a load for evaluation and discharge the storage device.

「複数のセル及び／又は蓄電装置の再利用可能性の評価」とは、電池モジュールの個々のセルの再利用可能性の評価、複数のセルを有する電池モジュールの再利用可能性の評価、又は複数の電池モジュールを有する電池パックの再利用可能性の評価をいう。 "Evaluation of reusability of a plurality of cells and / or power storage devices" refers to evaluation of reusability of individual cells of a battery module, evaluation of reusability of a battery module having a plurality of cells, or It refers to the evaluation of the reusability of a battery pack having a plurality of battery modules.

車両に搭載されている蓄電装置は、使用履歴（電流履歴、電圧履歴、温度履歴等）が記録されていることが多い。記録された使用履歴に基づいて、セルの健全度（ＳＯＨ：State Of Health）をおおまかに推定することができる。しかし、このような使用履歴に基づく推定の精度は十分には高くないことがある。そこで、使用履歴に基づくＳＯＨ推定によって再利用可能性のプレ評価（一次選別）を行い、更なる評価（二次選別）のために上述の方法を用いてもよい。 Power storage devices mounted on vehicles often record usage histories (current histories, voltage histories, temperature histories, etc.). Based on the recorded usage history, the state of health (SOH: State Of Health) of the cell can be roughly estimated. However, the accuracy of the estimation based on such usage history may not be sufficiently high. Therefore, pre-evaluation (primary sorting) of reusability may be performed by SOH estimation based on usage history, and the above-described method may be used for further evaluation (secondary sorting).

上述の方法によれば、蓄電装置に組まれた状態で個々のセルの電圧挙動を測定することで、より高い精度でＳＯＨを推定できる。
従来、セルのＳＯＨを評価する場合、セルを電池パックや電池モジュールから取り外して（蓄電装置を解体して）、個別のセルについて評価を行うことが一般的である。この従来の評価方法は、労力及びコストの負担が大きい。
本発明者らは、低コストでの再利用可能性の評価という目的に照らして、蓄電装置を解体する前に各セルのＳＯＨを放電の情報と電圧の推移とを用いて検出できる上述の方法を考案した。上述の方法により、再利用に適さないセル及び／又は蓄電装置を、コストが高くかかる解体及び工場への輸送の前に、簡便に検出できる。 According to the above-described method, the SOH can be estimated with higher accuracy by measuring the voltage behavior of each cell in a state where the cell is assembled in the power storage device.
Conventionally, when evaluating the SOH of a cell, it is common to remove the cell from the battery pack or the battery module (disassemble the power storage device) and evaluate each individual cell. This conventional evaluation method has a large labor and cost burden.
In view of the purpose of evaluating the reusability at low cost, the present inventors have found that the above-described method can detect the SOH of each cell using the information on the discharge and the transition of the voltage before dismantling the power storage device. Was devised. With the above-described method, cells and / or power storage devices that are not suitable for reuse can be easily detected before costly disassembly and transportation to a factory.

上述の二次電池の再利用方法において、前記放電の情報と、満充電容量が最も小さいセルの電圧の推移とに基づいて、他のセルの満充電容量を推定し、それらセルの満充電容量に基づいて、再利用可能性を評価してもよい。 In the above-described method for reusing a secondary battery, based on the discharge information and the transition of the voltage of the cell having the smallest full charge capacity, the full charge capacity of the other cells is estimated, and the full charge capacity of those cells is estimated. , The reusability may be evaluated.

二次電池セルは、劣化に伴い、満充電容量が低下する。互いに電気的に接続された複数のセルを含む蓄電装置を放電する場合、満充電容量が最も小さいセル（以下、最小容量セルともいう）が最初に放電下限電圧（更に放電を継続すると過放電に至ることを示す下限電圧）に達する。この最小容量セルについては、この放電プロセスを通じて満充電容量を直接測定できる。他の二次電池セルは未だ放電下限電圧に達していないため満充電容量を直接測定することはできないが、上述の放電プロセスにおける最小容量セルの電圧挙動に基づいて、他の二次電池セルの満充電容量を推定することができる。複数のセル（最小容量セルと、他のセル）の満充電容量に基づいて、再利用可能性を評価することで、セル及び／又は蓄電装置の再利用可能性の評価の精度を高めることができる。 The full charge capacity of the secondary battery cell decreases with deterioration. When discharging a power storage device including a plurality of cells electrically connected to each other, a cell having the smallest full charge capacity (hereinafter, also referred to as a minimum capacity cell) first discharges at a lower voltage limit (overdischarge when discharge is further continued). The lower limit voltage that indicates For this minimum capacity cell, the full charge capacity can be measured directly through this discharging process. Since the other secondary battery cells have not yet reached the lower discharge limit voltage, the full charge capacity cannot be directly measured.However, based on the voltage behavior of the minimum capacity cell in the above-described discharge process, the other secondary battery cells have The full charge capacity can be estimated. By evaluating the reusability based on the full charge capacities of a plurality of cells (minimum capacity cells and other cells), it is possible to improve the accuracy of the reusability evaluation of the cells and / or the power storage device. it can.

上述の二次電池の再利用方法において、前記電圧の推移に基づいて、個々のセルの直流内部抵抗を取得し、取得した直流内部抵抗に基づいて、再利用可能性を評価してもよい。 In the above-described method for reusing a secondary battery, the DC internal resistance of each cell may be acquired based on the transition of the voltage, and the reusability may be evaluated based on the acquired DC internal resistance.

放電プロセスにおける蓄電装置に流れる電流値と、個々のセルの電圧とから、個々のセルの直流内部抵抗を求めることができる。直流内部抵抗も考慮して再利用可能性を評価することで、評価の精度を高めることができる。 The DC internal resistance of each cell can be determined from the current value flowing through the power storage device in the discharging process and the voltage of each cell. The evaluation accuracy can be improved by evaluating the reusability in consideration of the DC internal resistance.

上述の二次電池の再利用方法において、前記蓄電装置が有するバランサを動作させながら前記蓄電装置を充電した後、前記蓄電装置を放電して個々のセルの電圧の推移を取得してもよい。 In the above-described method of reusing a secondary battery, the power storage device may be charged while operating the balancer of the power storage device, and then the power storage device may be discharged to acquire the transition of the voltage of each cell.

再利用可能性の評価対象である蓄電装置は、通常の電池パックまたは電池モジュールが備える、個々のセルに並列接続されたバランサが、取り外されていないことが好ましい。バランサを動作させながら蓄電装置を充電することで、充電終了時の個々のセルの電圧を実質的に揃えることができる。その状態から蓄電装置を放電して、個々のセルの電圧の推移を取得することで、再利用可能性の評価の精度を高めることができる。 In the power storage device to be evaluated for reusability, it is preferable that a balancer included in a normal battery pack or a battery module and connected in parallel to each cell is not removed. By charging the power storage device while operating the balancer, the voltages of the individual cells at the end of charging can be substantially equalized. By discharging the power storage device from that state and acquiring the transition of the voltage of each cell, the accuracy of evaluation of reusability can be improved.

実施形態に係る管理装置は、互いに電気的に接続された複数の二次電池セルを含む蓄電装置を放電して、個々のセルの電圧の推移を取得する取得部と、前記放電の情報と前記電圧の推移とに基づいて前記複数のセル及び／又は蓄電装置の再利用可能性を評価する評価部とを備える。 The management device according to the embodiment discharges a power storage device including a plurality of secondary battery cells electrically connected to each other, an acquisition unit that acquires a change in voltage of each cell, information on the discharge, and An evaluation unit that evaluates the reusability of the plurality of cells and / or the power storage device based on the voltage transition.

上記構成によれば、蓄電装置を解体する前に、各セルのＳＯＨを放電の情報と電圧の推移とを用いて検出でき、再利用に適さないセル及び／又は蓄電装置を、労力及びコストがかかる解体及び工場への輸送の前に、簡便に選別できる。 According to the above configuration, before disassembling the power storage device, the SOH of each cell can be detected using the information on the discharge and the transition of the voltage, and a cell and / or power storage device that is not suitable for reuse can be reduced in labor and cost. Prior to such dismantling and transport to the factory, sorting can be conveniently performed.

実施形態に係るコンピュータプログラムは、互いに電気的に接続された複数の二次電池セルの再利用可能性を評価するコンピュータに、前記セルを含む蓄電装置を放電して、個々のセルの電圧の推移を取得し、前記放電の情報と前記電圧の推移とに基づいて前記複数のセル及び／又は蓄電装置の再利用可能性を評価する処理を実行させる。 The computer program according to the embodiment is a computer that evaluates the reusability of a plurality of rechargeable battery cells electrically connected to each other, discharges a power storage device including the cells, and changes in the voltage of each cell. And performing a process of evaluating the reusability of the plurality of cells and / or the power storage device based on the information on the discharge and the transition of the voltage.

（実施形態１）
車両に搭載される蓄電装置（リチウムイオン二次電池）を例に、再利用方法を説明する。
図１は、車両１（本実施形態では、自動車等の四輪車両）及び管理装置１３の構成を示すブロック図である。
車両１は、リチウムイオン二次電池セル２と、ＣＭＵ（Cell Monitoring Unit）５と、ＢＭＵ（Battery Management Unit）６と、統括ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７と、通信部８と、負荷９と、電流センサ１０と、温度センサ１１とを備える。電池パック４は、複数のリチウムイオン二次電池セル２が直列及び／又は並列に接続された電池モジュール３を、複数含む。本実施形態では、複数のリチウムイオン二次電池セル２が直列に接続された電池モジュール３が、複数直列に接続されている。 (Embodiment 1)
A recycling method will be described using a power storage device (lithium ion secondary battery) mounted on a vehicle as an example.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a vehicle 1 (a four-wheeled vehicle such as an automobile in the present embodiment) and a management device 13.
The vehicle 1 includes a lithium ion secondary battery cell 2, a CMU (Cell Monitoring Unit) 5, a BMU (Battery Management Unit) 6, an integrated ECU (Electronic Control Unit) 7, a communication unit 8, a load 9, A current sensor 10 and a temperature sensor 11 are provided. The battery pack 4 includes a plurality of battery modules 3 in which a plurality of lithium ion secondary battery cells 2 are connected in series and / or in parallel. In the present embodiment, a plurality of battery modules 3 in which a plurality of lithium ion secondary battery cells 2 are connected in series are connected in series.

統括ＥＣＵ７は、車両１の電源装置全体を制御する。統括ＥＣＵ７は車両１がＨＥＶ車又はガソリン車である場合、エンジンも制御する。統括ＥＣＵ７とＢＭＵ６とは、例えばＣＡＮ通信によりデータの送受信を行う。 The supervising ECU 7 controls the entire power supply device of the vehicle 1. When the vehicle 1 is an HEV vehicle or a gasoline vehicle, the supervisor ECU 7 also controls the engine. The supervisor ECU 7 and the BMU 6 transmit and receive data by, for example, CAN communication.

管理装置１３は、制御部１４、記憶部１５、入力部１６、インタフェース部１７を備える。これらのコンポーネントは、バスを介して互いに通信可能に接続されている。
入力部１６は、電流センサ１０、温度センサ１１の検出結果、後述するＳＯＣ−ＯＣＶデータ６３及び使用履歴６４の入力を受け付ける。インタフェース部１７は、例えば、ＬＡＮインタフェース等により構成され、有線又は無線により、例えばＬＡＮ等のネットワーク１２及び通信部８を介し、統合ＥＣＵ７との通信を行う。ネットワーク１２はインターネットでもよい。インタフェース部１７は、ＬＡＮインタフェースに限定はされない。
代替的に、管理装置１３は、通信部８及び統合ＥＣＵ７を介さずに、ＢＭＵ６と通信してもよい。 The management device 13 includes a control unit 14, a storage unit 15, an input unit 16, and an interface unit 17. These components are communicably connected to each other via a bus.
The input unit 16 receives inputs of detection results of the current sensor 10 and the temperature sensor 11, SOC-OCV data 63 and a use history 64, which will be described later. The interface unit 17 is configured by, for example, a LAN interface, and communicates with the integrated ECU 7 via a network 12 such as a LAN or the like and the communication unit 8 in a wired or wireless manner. Network 12 may be the Internet. The interface unit 17 is not limited to a LAN interface.
Alternatively, the management device 13 may communicate with the BMU 6 without passing through the communication unit 8 and the integrated ECU 7.

記憶部１５は、例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等により構成され、各種のプログラム及びデータを記憶する。記憶部１５には、二次電池の再利用可能性を評価するための評価プログラム１５１が格納されている。評価プログラム１５１は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢメモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体１８に格納された状態で提供され、管理装置１３にインストールすることにより記憶部１５に格納される。代替的に、ネットワーク１２に接続されている図示しない外部コンピュータから評価プログラム１５１を取得し、記憶部１５に記憶させてもよい。 The storage unit 15 includes, for example, a hard disk drive (HDD) and stores various programs and data. The storage unit 15 stores an evaluation program 151 for evaluating the reusability of the secondary battery. The evaluation program 151 is provided in a state stored in a computer-readable recording medium 18 such as a CD-ROM, a DVD-ROM, and a USB memory, and is stored in the storage unit 15 by being installed in the management device 13. . Alternatively, the evaluation program 151 may be obtained from an external computer (not shown) connected to the network 12 and stored in the storage unit 15.

制御部１４は、例えばＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等により構成され、記憶部１５から評価プログラム１５１を読み出して実行することにより、二次電池の再利用可能性の評価処理を実行する処理部として機能する。 The control unit 14 includes, for example, a CPU, a ROM, and a RAM, and functions as a processing unit that executes an evaluation process of reusability of the secondary battery by reading and executing the evaluation program 151 from the storage unit 15. .

以下、管理装置１３が二次電池の再利用可能性の評価を行う場合につき説明する。（代替的に、ＢＭＵ６又は統括ＥＣＵ７が、管理装置として機能してもよい。ＢＭＵ６又は統括ＥＣＵ７が管理装置として機能する場合、車両１に管理装置１３を接続する必要はない。）本実施形態では、ＣＭＵ５を含む電池モジュール３が、「蓄電装置」として機能する。
ＢＭＵ６は、電池ＥＣＵであってもよい。 Hereinafter, a case where the management device 13 evaluates the reusability of the secondary battery will be described. (Alternatively, the BMU 6 or the general ECU 7 may function as a management device. When the BMU 6 or the general ECU 7 functions as a management device, it is not necessary to connect the management device 13 to the vehicle 1.) In this embodiment, , CMU 5 function as a “power storage device”.
The BMU 6 may be a battery ECU.

ＣＭＵ５には、電圧ばらつきを解消するためのバランサ（回路）と、各セル２の電圧を検出する電圧センサとが設けられている（不図示）。バランサは、各セル２に対して並列に接続された放電回路であり、スイッチ及び抵抗器を有してもよい。スイッチは、ＣＭＵ５に含まれる制御回路からの制御信号によってオン／オフされる。電圧センサは、検出したセル２の電圧をＢＭＵ６へ伝達する。 The CMU 5 is provided with a balancer (circuit) for eliminating voltage variations and a voltage sensor for detecting the voltage of each cell 2 (not shown). The balancer is a discharge circuit connected in parallel to each cell 2 and may include a switch and a resistor. The switch is turned on / off by a control signal from a control circuit included in CMU5. The voltage sensor transmits the detected voltage of the cell 2 to the BMU 6.

ＣＭＵ５は、各セル２の状態を監視する電子制御装置（監視基板）である。
ＣＭＵ５は、セル２間に電圧ばらつきがある場合に、電圧の高いセル２と、他のセル２とが同等の電圧になるように、電圧の高いセル２を放電させるバランシングを実施する。即ち、放電させるセル２のバランサのスイッチをオンして、該セルの電圧を下げ、他のセルの電圧に一致させる。 The CMU 5 is an electronic control unit (monitoring board) that monitors the state of each cell 2.
When there is a voltage variation between the cells 2, the CMU 5 performs balancing for discharging the high-voltage cell 2 so that the high-voltage cell 2 and the other cells 2 have the same voltage. That is, the switch of the balancer of the cell 2 to be discharged is turned on, the voltage of the cell 2 is lowered, and the voltage of the cell 2 is made equal to the voltage of other cells.

図２は、ＢＭＵ６の構成を示すブロック図である。ＢＭＵ６は、制御部６１と、記憶部６２と、入力部６６と、インタフェース部６７とを備える。これらのコンポーネントは、バスを介して互いに通信可能に接続されている。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the BMU 6. The BMU 6 includes a control unit 61, a storage unit 62, an input unit 66, and an interface unit 67. These components are communicably connected to each other via a bus.

入力部６６は、電流センサ１０、温度センサ１１、ＣＭＵ５の電圧センサの検出結果の入力を受け付ける。インタフェース部６７は、例えば、ＣＡＮインタフェース等により構成され、有線又は無線により統合ＥＣＵ７等の他の装置との通信を行う。インタフェース部６７は、ＬＡＮインタフェース及び／又はＵＳＢインタフェースであってもよい。 The input unit 66 receives input of detection results of the current sensor 10, the temperature sensor 11, and the voltage sensors of the CMU 5. The interface unit 67 is configured by, for example, a CAN interface or the like, and performs wired or wireless communication with another device such as the integrated ECU 7. The interface unit 67 may be a LAN interface and / or a USB interface.

記憶部６２は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等により構成され、各種のプログラム及びデータを記憶する。 The storage unit 62 is configured by a hard disk drive (HDD) or the like, and stores various programs and data.

記憶部６２には、予め実験により複数の条件別に求めた、ＳＯＣ（State Of Charge）とＯＣＶ（Open Circuit Voltage）との関係を示すＳＯＣ−ＯＣＶデータ６３が記憶されている。記憶部６２には、使用履歴（電流履歴、電圧履歴、温度履歴等）６４も記憶されている。 The storage unit 62 stores SOC-OCV data 63 indicating a relationship between an SOC (State Of Charge) and an OCV (Open Circuit Voltage), which are obtained in advance by a plurality of conditions through experiments. The storage unit 62 also stores use histories (current histories, voltage histories, temperature histories, etc.) 64.

制御部６１は、例えばＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等により構成され、記憶部６２から読み出したコンピュータプログラムを実行することにより、ＢＭＵ６の動作を制御する。 The control unit 61 includes, for example, a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and controls the operation of the BMU 6 by executing a computer program read from the storage unit 62.

図３は、電池モジュール３の斜視図である。
電池モジュール３は、複数のセル２を保持する保持部材３１（例えば、直方体状のモジュールケース、セル２を圧迫した状態で拘束する拘束部材）と、複数のセル２と、ＣＭＵ５とを備える。 FIG. 3 is a perspective view of the battery module 3.
The battery module 3 includes a holding member 31 (for example, a rectangular parallelepiped module case, a restraining member that restrains the cell 2 while being pressed), the plurality of cells 2, and the CMU 5.

セル２は、直方体状のケース本体２１と、蓋板２２と、蓋板２２に設けられた、極性が異なる一対の端子２３，２３と、ケース本体２１に収容された電極体２４とを備える。電極体２４は正極板、セパレータ、及び負極板を積層してなる。
電極体２４は、長尺帯状の正極板と負極板とをセパレータを介して積層し扁平状に巻回して得られる巻回タイプであってもよいし、長方形板状の正極板と負極板とをセパレータを介して積層したスタックタイプであってもよい。
セル２は、角形セル（prismatic cell）に限らず、円筒形セルやパウチセルであってもよい。再利用の観点からは、堅牢な金属製のケース本外を有して長期寿命を期待できる、角形セルや円筒形セルが好ましい。特に、エネルギー密度を下げることなく（セル間にデッドスペースを生じることなく）個々のセルの容量を大きくできる角形セルが好ましい。角形セルのケース本体の材質としては、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等を採用できる。再利用の観点からは、電池膨れを生じにくい、ステンレス製のケース本体２１及び蓋板２２を有する角形セルが好ましい。 The cell 2 includes a rectangular parallelepiped case body 21, a cover plate 22, a pair of terminals 23, 23 having different polarities provided on the cover plate 22, and an electrode body 24 housed in the case body 21. The electrode body 24 is formed by laminating a positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate.
The electrode body 24 may be a wound type obtained by laminating a long strip-shaped positive electrode plate and a negative electrode plate via a separator and winding them flat, or a rectangular plate-shaped positive electrode plate and negative electrode plate. May be a stack type in which are laminated via a separator.
The cell 2 is not limited to a prismatic cell, but may be a cylindrical cell or a pouch cell. From the viewpoint of reuse, a rectangular cell or a cylindrical cell having a robust metal case and having a long life expectancy is preferable. In particular, a rectangular cell that can increase the capacity of each cell without lowering the energy density (without generating a dead space between cells) is preferable. As the material of the case body of the square cell, aluminum, aluminum alloy, stainless steel, or the like can be used. From the viewpoint of reuse, a rectangular cell having a case body 21 and a cover plate 22 made of stainless steel, which does not easily cause battery swelling, is preferable.

正極板は、アルミニウムやアルミニウム合金等からなる板状（シート状）又は長尺帯状の金属箔である正極基材上に活物質層が形成されたものである。負極板は、銅及び銅合金等からなる板状（シート状）又は長尺帯状の金属箔である負極基材上に活物質層が形成されたものである。セパレータは、合成樹脂からなる微多孔性のシートである。セパレータは、正極板及び負極板とは別個の部材であってもよいし、正極板又は負極板に一体化されていてもよい。 The positive electrode plate is obtained by forming an active material layer on a positive electrode substrate which is a plate-shaped (sheet-shaped) or long strip-shaped metal foil made of aluminum, an aluminum alloy, or the like. The negative electrode plate is obtained by forming an active material layer on a negative electrode substrate which is a plate-shaped (sheet-shaped) or long strip-shaped metal foil made of copper, a copper alloy, or the like. The separator is a microporous sheet made of a synthetic resin. The separator may be a separate member from the positive electrode plate and the negative electrode plate, or may be integrated with the positive electrode plate or the negative electrode plate.

正極板に含まれる正極活物質、又は負極板に用いられる負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質又は負極活物質であれば、適宜の公知の材料を使用できる。
正極活物質としては、例えば、ＬｉＭＰＯ₄、ＬｉＭＳｉＯ₄、ＬｉＭＢＯ₃（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種以上の遷移金属元素）等のポリアニオン化合物、チタン酸リチウム、マンガン酸リチウム等のスピネル化合物、ＬｉＭＯ₂（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種以上の遷移金属元素）等のリチウム遷移金属酸化物等を用いることができる。 As the positive electrode active material contained in the positive electrode plate or the negative electrode active material used for the negative electrode plate, any known material can be used as long as it is a positive electrode active material or a negative electrode active material capable of inserting and extracting lithium ions.
Examples of the positive electrode active material include polyanion compounds such as LiMPO ₄ , LiMSiO ₄ , and LiMBO ₃ (M is one or more transition metal elements selected from Fe, Ni, Mn, Co, etc.), lithium titanate, manganese acid A spinel compound such as lithium, a lithium transition metal oxide such as LiMO ₂ (M is at least one transition metal element selected from Fe, Ni, Mn, Co, and the like) and the like can be used.

負極活物質としては、ハードカーボン、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｇｅ、Ａｇ等の金属若しくは合金、又はこれらを含むカルコゲン化物等が挙げられる。カルコゲン化物の一例として、ＳｉＯが挙げられる。 Examples of the negative electrode active material include metals or alloys such as hard carbon, Si, Sn, Cd, Zn, Al, Bi, Pb, Ge, and Ag, and chalcogenides containing these. An example of the chalcogenide is SiO.

電池モジュール３の隣り合うセル２の隣り合う端子２３は極性が異なり、これら端子２３同士がバスバー３２により電気的に接続されることで、複数のセル２が直列に接続されている。
電池モジュール３の両端のセル２の、互いに極性が異なる端子２３，２３には、隣接する電池モジュール３に電気的に接続するためのリード（外部接続部材）３３，３３が設けられている。 Adjacent terminals 23 of adjacent cells 2 of the battery module 3 have different polarities, and a plurality of cells 2 are connected in series by electrically connecting these terminals 23 by a bus bar 32.
Leads (external connection members) 33, 33 for electrically connecting to adjacent battery modules 3 are provided at terminals 23, 23 having different polarities of the cells 2 at both ends of the battery module 3.

以下、電池パック４、電池モジュール３又はセル２の再利用について詳述する。
図４は、電池モジュール３又はセル２の再利用の過程を示すフローチャートである。
管理装置１３により、統合ＥＣＵ７から取得した車両の走行距離、ＢＭＵ６から取得した各電池モジュール３の使用履歴６４等に基づいて、一次選別を行う（Ｓ１）。管理装置１３は例えば電池モジュール３の使用履歴６４に基づいて、セル２のＳＯＨを推定し、ＳＯＨが閾値以上である電池モジュール３を再利用可能性の評価を行う電池モジュール３として選別する。 Hereinafter, the reuse of the battery pack 4, the battery module 3, or the cell 2 will be described in detail.
FIG. 4 is a flowchart showing a process of reusing the battery module 3 or the cell 2.
The primary sorting is performed by the management device 13 based on the traveling distance of the vehicle acquired from the integrated ECU 7, the use history 64 of each battery module 3 acquired from the BMU 6, and the like (S1). The management device 13 estimates the SOH of the cell 2 based on, for example, the usage history 64 of the battery module 3 and selects a battery module 3 whose SOH is equal to or greater than a threshold as a battery module 3 for which reusability is evaluated.

管理装置１３により、再利用可能性の評価を行う（Ｓ２）。管理装置１３は、電池モジュール３がリユース可能であるか否か、又は、電池モジュール３に含まれるセル２がリユース可能であるか否かを評価する。 The management device 13 evaluates the reusability (S2). The management device 13 evaluates whether the battery module 3 can be reused or whether the cell 2 included in the battery module 3 can be reused.

管理装置１３が、再利用可能性を満足すると評価した場合、電池パック４又は電池モジュール３が工場へ輸送される（Ｓ３）。ここで、電池モジュール３がリユース可能であるセル２を含むと評価された場合、電池モジュール３を輸送してもよいし、リユース可能であるセル２のみを輸送してもよい。電池パック４がリユース可能である電池モジュール３を含むと評価された場合、電池パック４を輸送してもよいし、リユース可能である電池モジュール３のみを輸送してもよい。 When the management device 13 evaluates that the reusability is satisfied, the battery pack 4 or the battery module 3 is transported to the factory (S3). Here, when it is evaluated that the battery module 3 includes the reusable cell 2, the battery module 3 may be transported, or only the reusable cell 2 may be transported. When it is evaluated that the battery pack 4 includes the reusable battery module 3, the battery pack 4 may be transported, or only the reusable battery module 3 may be transported.

工場では、リビルド可能性が評価される（Ｓ４）。リユース可能であると評価されたセル２を、リビルト電池モジュールに用いることが可能であるか否かが判定される。セル２に対し回復操作が実施され、容量チェック及び短絡検査等の所定の試験が行われる。
又は、リユース可能であると評価された電池モジュール３を、リビルト電池パックに用いることが可能であるか否かが判定される。電池モジュール３に対し回復操作が実施され、所定の試験が行われる。 At the factory, the possibility of rebuilding is evaluated (S4). It is determined whether the cell 2 evaluated as reusable can be used for the rebuilt battery module. The cell 2 is subjected to a recovery operation, and predetermined tests such as a capacity check and a short-circuit test are performed.
Alternatively, it is determined whether the battery module 3 evaluated as reusable can be used for a rebuilt battery pack. A recovery operation is performed on the battery module 3, and a predetermined test is performed.

こうして、リユース可能であると評価されたセル２を用いて、例えば初期の用途とは異なる用途の電池モジュールがリビルドされる。又はリユース可能であると評価された電池モジュール３を用いて、例えば初期の用途とは異なる用途の電池パックがリビルドされる（Ｓ５）。 In this way, for example, a battery module for an application different from the initial application is rebuilt using the cell 2 evaluated to be reusable. Alternatively, using the battery module 3 evaluated to be reusable, for example, a battery pack for an application different from the initial application is rebuilt (S5).

電池パック４は、多数（例えば８個〜２０個）のセル２を含む電池モジュール３を、複数個（例えば１０個）有しており、新品の電池パック４の価格は比較的高い。車両に搭載された電池パック４において、空冷の影響等により、個々の電池モジュールの劣化の度合いが異なる。例えば、車両１の前側の電池モジュール３は、後ろ側の電池モジュール３より加温され易く、劣化し易い場合がある。電池パック４全体として満充電容量の維持率が、新品時の７０％である場合に、車両前側の電池モジュールの容量維持率は６０％で、後ろ側の電池モジュールの容量維持率は７５〜８０％であることもある。
使用済みの電池パック４全体を材料のリサイクルのために回収し、又は廃棄するのは、経済的に合理的でなく、資源保護の観点からも改善の余地がある。電池モジュール３がリユース可能であるか否かを評価することで、電池パック４全体をリユースしたり、リユースできる電池モジュール３を用いて電池パック４をリビルドできる。電池モジュール３をリユースできない場合、リユース可能と評価されたセル２を用いて電池モジュール３をリビルドできる。リビルト品は新品と比較して低価格にすることができる。 The battery pack 4 has a plurality (for example, 10) of battery modules 3 including a large number (for example, 8 to 20) of cells 2, and the price of a new battery pack 4 is relatively high. In the battery pack 4 mounted on the vehicle, the degree of deterioration of each battery module differs due to the influence of air cooling and the like. For example, the front battery module 3 of the vehicle 1 is more likely to be heated and deteriorated than the rear battery module 3 in some cases. When the maintenance rate of the full charge capacity of the entire battery pack 4 is 70% of the new state, the capacity maintenance rate of the battery module on the front side of the vehicle is 60%, and the capacity maintenance rate of the battery module on the rear side is 75 to 80. %.
It is not economically reasonable to collect or dispose of the entire used battery pack 4 for material recycling, and there is room for improvement from the viewpoint of resource conservation. By evaluating whether the battery module 3 can be reused, the entire battery pack 4 can be reused, or the battery pack 4 can be rebuilt using the reusable battery module 3. When the battery module 3 cannot be reused, the battery module 3 can be rebuilt using the cell 2 evaluated as reusable. Rebuilt products can be priced lower than new ones.

図５は、管理装置１３の制御部１４による、電池モジュール３のセル２の再利用可能性の評価処理の手順を示すフローチャートである。
制御部１４は、各ＣＭＵ５によりバランシング制御を行いながら各電池モジュール３の各セル２の充電を行う（Ｓ１１）。ＣＭＵ５（バランサ）を用いながら評価のための充電を行うことで、充電終了時の各セル２の電圧が実質的に揃えられる。
制御部１４は、各電池モジュール３を放電して、各セル２の放電電圧の推移をＣＭＵ５（電圧センサ）を用いて取得するとともに、放電の条件を取得する（Ｓ１２）。放電の条件は、入力部１６により入力されてもよい。放電の条件としては、放電レート（Ｃレート）、及び温度センサ１１から取得した温度等が挙げられる。放電時の負荷９は、上述したように、評価用の負荷であることが好ましい。 FIG. 5 is a flowchart illustrating a procedure of a process of evaluating the reusability of the cell 2 of the battery module 3 by the control unit 14 of the management device 13.
The control unit 14 charges each cell 2 of each battery module 3 while performing balancing control by each CMU 5 (S11). By performing charging for evaluation while using the CMU 5 (balancer), the voltage of each cell 2 at the time of completion of charging is substantially aligned.
The control unit 14 discharges each battery module 3, obtains the transition of the discharge voltage of each cell 2 using the CMU 5 (voltage sensor), and obtains the discharge condition (S12). The discharge condition may be input by the input unit 16. The discharge conditions include a discharge rate (C rate), a temperature acquired from the temperature sensor 11, and the like. As described above, the load 9 at the time of discharging is preferably a load for evaluation.

制御部１４は、各セル２の内部抵抗を算出する（Ｓ１３）。
制御部１４は、電流積算法によりセル２のＳＯＣを算出する。制御部１４は、ＢＭＵ６の記憶部６２からＳＯＣ−ＯＣＶデータ６３を読み出し、ＳＯＣに対応するＯＣＶを取得する。制御部１４は、電流センサ１０により検出した電流Ｉ、及び電圧センサにより検出したセルの電圧Ｖに基づき、下記の式（１）により内部抵抗Ｒを算出する。
Ｒ＝（Ｖ−ＯＣＶ）／Ｉ…（１）
内部抵抗の算出方法は、これに限定はされず、他の公知の手法を採用してもよい。 The control unit 14 calculates the internal resistance of each cell 2 (S13).
The control unit 14 calculates the SOC of the cell 2 by a current integration method. The control unit 14 reads the SOC-OCV data 63 from the storage unit 62 of the BMU 6, and acquires the OCV corresponding to the SOC. The control unit 14 calculates an internal resistance R by the following equation (1) based on the current I detected by the current sensor 10 and the voltage V of the cell detected by the voltage sensor.
R = (V−OCV) / I (1)
The method for calculating the internal resistance is not limited to this, and another known method may be employed.

制御部１４は、最小容量セルの満充電容量を取得する（Ｓ１４）。
制御部１４は、他のセルの満充電容量を算出する（Ｓ１５）。 The control unit 14 acquires the full charge capacity of the minimum capacity cell (S14).
The control unit 14 calculates the full charge capacity of another cell (S15).

図６は、最小容量のセル２及び他のセル２の満充電容量の求め方を説明するための説明図である。
ここでは、電池モジュール３が(a)、(b) 、(c)の３つのセル２を含む場合を説明する。 FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining how to obtain the full charge capacity of the cell 2 having the minimum capacity and the other cells 2.
Here, a case where the battery module 3 includes three cells 2 of (a), (b) and (c) will be described.

セル２が直列に接続された電池モジュール３においては、最小容量のセル(a)が放電下限電圧（ここでは２．８Ｖ）に達した場合、他のセル(b)、(c)が下限電圧に達していなくても、それ以上放電を行うことはできない。セル(a)が過放電となってしまうためである。
電池モジュール３で、実際に測定できるのは、個々のセル２の放電電圧の推移と、電池モジュール３全体の放電電気量（Ａｈ）である。３つのセル２を有する電池モジュール３について、セル(a)が放電下限電圧に達するまでに電池モジュール３が８７Ａｈの電気量を放電した場合、一つのセル２は２９Ａｈ放電したことになる。 In the battery module 3 in which the cells 2 are connected in series, when the cell (a) having the minimum capacity reaches the discharge lower limit voltage (here, 2.8 V), the other cells (b) and (c) switch to the lower limit voltage. , No further discharge can take place. This is because the cell (a) is over-discharged.
What can be actually measured by the battery module 3 is the transition of the discharge voltage of each cell 2 and the amount of discharged electricity (Ah) of the entire battery module 3. For the battery module 3 having three cells 2, when the battery module 3 discharges 87 Ah of electricity before the cell (a) reaches the lower discharge limit voltage, one cell 2 has discharged 29 Ah.

本発明者らは、セル(b)、(c)の放電曲線は、最小容量セルの放電曲線とほぼ相似な形状（数学的に厳密な相似を意味するものではなく、放電末期の曲線の傾きが各セルでほぼ等しく、最小容量セルの放電曲線をＸ軸方向に延長した形状）を持つと仮定し、次の算出法を用いることを着想した。
セル(c)のカット電圧（最小容量セル(a）が放電下限電圧に達した時点の電圧)は３．５２Ｖである。最小容量セル(a)において、電圧が３．５２ＶのときのＳＯＣは、９１％であったとする。セル(c)の放電曲線はセル(a)の放電曲線と相似な形状を持つと仮定すると、セル(C)においては、２９ＡｈがＳＯＣ９１％に相当するので、ＳＯＣ１００％のときの満充電容量は、２９（Ａｈ）／９１（％）＝３１．９（Ａｈ）と算出される。セル(c)の満充電容量を求めるとは、図６のグラフにおいて、セル(c)の放電曲線を放電下限電圧（２．８Ｖ）にまで仮想的に延長することを意味する。セル(b)の満充電容量も同様にして求められる。
複数セルの満充電容量の算出方法は、これに限定されない。カット電圧に基づいて、より簡易的に算出してもよい。 The present inventors have found that the discharge curves of the cells (b) and (c) are almost similar in shape to the discharge curve of the minimum capacity cell (this does not mean mathematically exact similarity, but the slope of the curve at the end of discharge). Is substantially equal in each cell and has a shape in which the discharge curve of the minimum capacity cell is extended in the X-axis direction), and the idea of using the following calculation method was conceived.
The cut voltage of the cell (c) (the voltage at the time when the minimum capacity cell (a) reaches the lower discharge limit voltage) is 3.52V. In the minimum capacity cell (a), it is assumed that the SOC when the voltage is 3.52 V is 91%. Assuming that the discharge curve of the cell (c) has a shape similar to the discharge curve of the cell (a), in the cell (C), 29Ah corresponds to the SOC of 91%. , 29 (Ah) / 91 (%) = 31.9 (Ah). Determining the full charge capacity of the cell (c) means virtually extending the discharge curve of the cell (c) to the lower discharge limit voltage (2.8 V) in the graph of FIG. The full charge capacity of the cell (b) is similarly obtained.
The method of calculating the full charge capacity of a plurality of cells is not limited to this. It may be calculated more simply based on the cut voltage.

制御部１４は、電池モジュール３内に、上述のようにして求めた満充電容量がａ1 （Ａｈ）以上であるセル（以下、高容量セルという）２が存在するか否かを判定する（Ｓ１６）。
制御部１４は、高容量セルが存在しないと判定した場合（Ｓ１６：ＮＯ）、セル２の材料をリサイクルすると判定し（Ｓ１７）、処理を終了する。Ｓ１７において、制御部１４は、セル２を廃棄すると判定してもよい。 The control unit 14 determines whether or not a cell (hereinafter, referred to as a high-capacity cell) 2 whose full charge capacity obtained as described above is equal to or more than a1 (Ah) exists in the battery module 3 (S16). ).
When determining that there is no high-capacity cell (S16: NO), the control unit 14 determines that the material of the cell 2 is to be recycled (S17), and ends the processing. In S17, the control unit 14 may determine that the cell 2 is to be discarded.

制御部１４は高容量セルが存在すると判定した場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、該高容量セルの内部抵抗がｃ1 （Ω）以下であるか否かを判定する（Ｓ１８）。制御部１４は高容量セルの内部抵抗がｃ1 以下でないと判定した場合（Ｓ１８：ＮＯ）、処理をＳ１７へ進める。
制御部１４は該高容量セルの内部抵抗がｃ1 以下であると判定した場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、高容量セルはリユース可と評価し（Ｓ１９）、処理を終了する。 When it is determined that the high-capacity cell exists (S16: YES), the control unit 14 determines whether or not the internal resistance of the high-capacity cell is equal to or less than c1 (Ω) (S18). When the control unit 14 determines that the internal resistance of the high capacity cell is not less than c1 (S18: NO), the process proceeds to S17.
When the control unit 14 determines that the internal resistance of the high-capacity cell is equal to or less than c1 (S18: YES), the control unit 14 evaluates that the high-capacity cell can be reused (S19), and ends the process.

本実施形態によれば、電池モジュール３を解体しなくても、個々のセル２を放電させてその電圧の推移を測定することで、高い精度でＳＯＨを推定できる。セル２を電池パック４や電池モジュール３から取り外し、個別のセル２について評価を行う場合、労力及びコストの負担が大きい。本実施形態によれば、再利用に適さないセル２を含む電池モジュール３を、コストが高くかかる解体及び工場への輸送の前に、簡便に選別できる。 According to the present embodiment, even if the battery module 3 is not disassembled, the SOH can be estimated with high accuracy by discharging the individual cells 2 and measuring the transition of the voltage. When the cells 2 are detached from the battery pack 4 or the battery module 3 and the individual cells 2 are evaluated, labor and cost burdens are large. According to the present embodiment, the battery module 3 including the cell 2 that is not suitable for reuse can be easily selected before disassembly and transportation to a factory, which are expensive.

本実施形態においては、Ｓ１１においてバランシングを行っているが、バランシングを行わずに充電してもよい。但し、バランシングを行い、充電終了時の各セル２の電圧を揃えた方が、再利用可能性の評価の精度が高くなる。Ｓ１２で放電条件を取得しているが、放電レートが一定であり、温度が略一定である場合等は、放電条件を取得しなくてもよい。
満充電容量が高いと判定された場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、内部抵抗はチェックせずにセルのリユース可能と判定してもよい。但し、高容量セルの内部抵抗がｃ1 以下であるか否かを判定することにより、セル２の評価の精度が向上する。 In the present embodiment, the balancing is performed in S11, but the charging may be performed without performing the balancing. However, the accuracy of reusability evaluation becomes higher when balancing is performed and the voltages of the cells 2 at the end of charging are made uniform. Although the discharge condition is acquired in S12, the discharge condition need not be acquired when the discharge rate is constant and the temperature is substantially constant.
When it is determined that the full charge capacity is high (S16: YES), it may be determined that the cell can be reused without checking the internal resistance. However, by determining whether or not the internal resistance of the high capacity cell is equal to or less than c1, the accuracy of the evaluation of the cell 2 is improved.

（変形例）
変形例においては、電池モジュール３及びセル２の再利用可能性の評価を行う。
図７は、管理装置１３の制御部１４による電池モジュール３及びセル２の再利用可能性の評価処理の手順を示すフローチャートである。
制御部１４は、各ＣＭＵ５によりバランシング制御を行いながら各電池モジュール３のセル２の充電を行う（Ｓ２１）。
制御部１４は、電池モジュール３を放電して、セル２の放電電圧の推移、及び放電条件を取得する（Ｓ２２）。
制御部１４は、内部抵抗を算出する（Ｓ２３）。
制御部１４は、最小容量セルの満充電容量を取得する（Ｓ２４）。
制御部１４は、他のセルの満充電容量を算出する（Ｓ２５）。 (Modification)
In the modified example, the reusability of the battery module 3 and the cell 2 is evaluated.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure of a process of evaluating the reusability of the battery module 3 and the cell 2 by the control unit 14 of the management device 13.
The control unit 14 charges the cell 2 of each battery module 3 while performing balancing control by each CMU 5 (S21).
The control unit 14 discharges the battery module 3 and acquires the transition of the discharge voltage of the cell 2 and the discharge condition (S22).
The control unit 14 calculates the internal resistance (S23).
The control unit 14 acquires the full charge capacity of the minimum capacity cell (S24).
The control unit 14 calculates the full charge capacity of another cell (S25).

制御部１４は、最小容量のセル２及び他のセル２の容量に基づいて、電池モジュール３のセル２の容量のばらつき（σ）を算出する（Ｓ２６）。 The control unit 14 calculates the variation (σ) of the capacity of the cell 2 of the battery module 3 based on the capacity of the cell 2 having the minimum capacity and the capacity of the other cells 2 (S26).

制御部１４は、最小容量セルの満充電容量がａ1 （Ａｈ）以上であるか否かを判定する（Ｓ２７）。
制御部１４は、最小容量セルの満充電容量がａ1 以上であると判定した場合（Ｓ２７：ＹＥＳ）、電池モジュール３のセル２の容量のばらつきがｂ1 以下であるか否かを判定する（Ｓ２８）。制御部１４は、電池モジュール３のセルの容量のばらつきがｂ1 以下でないと判定した場合（Ｓ２８：ＮＯ）、処理をＳ３３へ進める。 The control unit 14 determines whether or not the full charge capacity of the minimum capacity cell is more than a1 (Ah) (S27).
When the control unit 14 determines that the full charge capacity of the minimum capacity cell is equal to or more than a1 (S27: YES), the control unit 14 determines whether the variation in the capacity of the cell 2 of the battery module 3 is equal to or less than b1 (S28). ). When the control unit 14 determines that the variation in the cell capacity of the battery module 3 is not less than b1 (S28: NO), the process proceeds to S33.

制御部１４は、電池モジュール３のセルの容量のばらつきがｂ1 以下であると判定した場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、内部抵抗＞ｃ1 のセルがあるか否かを判定する（Ｓ２９）。制御部１４は、内部抵抗＞ｃ1 のセルがあると判定した場合（Ｓ２９：ＹＥＳ）、処理をＳ３３へ進める。
制御部１４は、内部抵抗＞ｃ1 のセルがないと判定した場合（Ｓ２９：ＮＯ）、電池モジュール３のリユースが可能と評価し（Ｓ３０）、処理を終了する。 When the controller 14 determines that the variation in cell capacity of the battery module 3 is equal to or less than b1 (S28: YES), the controller 14 determines whether there is a cell having an internal resistance> c1 (S29). If the control unit 14 determines that there is a cell whose internal resistance is greater than c1 (S29: YES), the process proceeds to S33.
When it is determined that there is no cell having an internal resistance> c1 (S29: NO), the control unit 14 evaluates that the battery module 3 can be reused (S30), and ends the process.

最小容量セルの満充電容量がａ1 以上でないと判定した場合（Ｓ２７：ＮＯ）、電池モジュール３内に、容量がａ1 以上であるセル（高容量セル）が存在するか否かを判定する（Ｓ３１）。制御部１４は高容量セルが存在しないと判定した場合（Ｓ３１：ＮＯ）、セル２の材料をリサイクルすると判定し（Ｓ３２）、処理を終了する。制御部１４はセル２を廃棄すると判定してもよい。 When it is determined that the full charge capacity of the minimum capacity cell is not equal to or larger than a1 (S27: NO), it is determined whether or not there is a cell (high capacity cell) whose capacity is equal to or larger than a1 in the battery module 3 (S31). ). When the control unit 14 determines that there is no high-capacity cell (S31: NO), it determines that the material of the cell 2 is to be recycled (S32), and ends the processing. The control unit 14 may determine that the cell 2 is to be discarded.

制御部１４は高容量セルが存在すると判定した場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、該高容量セルの内部抵抗がｃ1 以下であるか否かを判定する（Ｓ３３）。
制御部１４は高容量セルの内部抵抗がｃ1 以下でないと判定した場合（Ｓ３３：ＮＯ）、処理をＳ３２へ進める。
制御部１４は該高容量セルの内部抵抗がｃ1 以下であると判定した場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）、高容量セルはリユース可と評価し（Ｓ３４）、処理を終了する。 When determining that the high-capacity cell exists (S31: YES), the control unit 14 determines whether or not the internal resistance of the high-capacity cell is equal to or less than c1 (S33).
When the control unit 14 determines that the internal resistance of the high capacity cell is not less than c1 (S33: NO), the process proceeds to S32.
When the control unit 14 determines that the internal resistance of the high-capacity cell is equal to or less than c1 (S33: YES), the control unit 14 evaluates that the high-capacity cell can be reused (S34), and ends the process.

図８は、電池パック４における各電池モジュール３の各セル２の満充電容量を示すグラフである。各電池モジュール３が８個のセル２を有する場合を示す。図８においては、電池モジュール(a)、(b)、(c)の各セル２の満充電容量のみを示している。
図８に示すように、電池モジュール３内で、８つのセル２の容量にばらつきがあり、電池パック４内においても、電池モジュール３間で容量のばらつきがあることが分かる。 FIG. 8 is a graph showing the full charge capacity of each cell 2 of each battery module 3 in the battery pack 4. The case where each battery module 3 has eight cells 2 is shown. FIG. 8 shows only the full charge capacity of each cell 2 of the battery modules (a), (b), and (c).
As shown in FIG. 8, it can be seen that the capacities of the eight cells 2 vary within the battery module 3, and the capacities also vary among the battery modules 3 within the battery pack 4.

図９は、電池パック４における各電池モジュール３の各セル２の内部抵抗（直流内部抵抗）を示すグラフである。図９においては、電池モジュール(a)、(b)、(c)の内部抵抗のみを示している。
図９に示すように、電池モジュール３内で、８つのセル２の内部抵抗にばらつきがあり、電池パック４内においても、電池モジュール３間で内部抵抗のばらつきがあることが分かる。 FIG. 9 is a graph showing the internal resistance (DC internal resistance) of each cell 2 of each battery module 3 in the battery pack 4. FIG. 9 shows only the internal resistance of the battery modules (a), (b), and (c).
As shown in FIG. 9, it can be seen that the internal resistance of the eight cells 2 varies within the battery module 3 and the internal resistance varies among the battery modules 3 also within the battery pack 4.

本実施形態においては、Ｓ２７で、最小容量のセル２の容量がａ1 以上と判定された場合に、セル２の容量のばらつきがｂ1 より大きいときに、電池モジュール３をリユースせず、高容量のセル２のみをリユースする。電池モジュール３が、容量が平均値より大きく離れたセル２を含む場合、工場へ輸送した後、セル２の容量を揃えて電池モジュール３をリユースすることができず、電池パック４にリビルドできないためである。 In the present embodiment, when the capacity of the cell 2 having the minimum capacity is determined to be equal to or more than a1 in S27, and when the variation in the capacity of the cell 2 is larger than b1, the battery module 3 is not reused, Only cell 2 is reused. When the battery module 3 includes the cells 2 whose capacities are far apart from the average value, since the cells are transported to the factory, the capacities of the cells 2 cannot be adjusted and the battery modules 3 cannot be reused, and cannot be rebuilt into the battery pack 4. It is.

Ｓ２８で、容量のばらつきがｂ1 以下であると判定された場合に、内部抵抗がｃ1 より大きいセル２を含むときに、電池モジュール３をリユースせず、高容量のセル２のみをリユースする。電池モジュール３が、内部抵抗が大きいセル２を含む場合、該セル２の劣化度が高く、リビルドした電池パック４の寿命が短くなるためである。 In S28, when it is determined that the variation in capacity is equal to or less than b1, when the cell 2 includes the cell 2 having the internal resistance larger than c1, the battery module 3 is not reused, and only the high-capacity cell 2 is reused. This is because, when the battery module 3 includes the cell 2 having a large internal resistance, the degree of deterioration of the cell 2 is high, and the life of the rebuilt battery pack 4 is shortened.

上述したように、車両１の後ろ側の電池モジュール３は、前側の電池モジュール３より劣化し難いので、容量が高い。このような電池モジュール３を選び出し、リユースできる電池モジュール３を用いて電池パック４をリビルドしてもよい。 As described above, the battery module 3 on the rear side of the vehicle 1 is less likely to deteriorate than the battery module 3 on the front side, and thus has a higher capacity. Such a battery module 3 may be selected, and the battery pack 4 may be rebuilt using the reusable battery module 3.

本発明は上述した実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。即ち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment, and various changes can be made within the scope shown in the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately changed within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

本発明に係る二次電池の再利用方法は、車載用に限定されず、鉄道用回生電力貯蔵装置、太陽光発電システム等の分散電源装置に用いられる二次電池にも適用できる。
管理装置も、車載用に限定はされない。管理装置は、ユーザ対応窓口（エンドユーザが蓄電装置を持ち込むサイト）に設置されるか持ち込まれて、そこで二次電池の再利用可能性の評価を行うことが好ましい。管理装置は、ユーザ対応窓口に設置された情報端末であってもよい。
管理装置は、可搬型の情報端末であってもよい。管理装置は、車両に接続するためのプローブ又はケーブルを有してもよい。管理装置は、可搬型の情報端末であって、車両と無線通信（例えば近距離無線通信）を行い、二次電池の再利用可能性を評価することが好ましい。
二次電池はリチウムイオン二次電池に限定はされず、ニッケル水素電池、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（コンデンサ）型の蓄電素子等の他の二次電池であってもよい。 The method for recycling a secondary battery according to the present invention is not limited to a vehicle-mounted one, and can also be applied to a secondary battery used in a distributed power supply device such as a regenerative power storage device for a railway or a solar power generation system.
The management device is not limited to a vehicle. It is preferable that the management device is installed or brought in at a window corresponding to a user (a site where an end user brings a power storage device), and it is preferable to evaluate the reusability of the secondary battery there. The management device may be an information terminal installed at a window corresponding to the user.
The management device may be a portable information terminal. The management device may include a probe or a cable for connecting to the vehicle. The management device is a portable information terminal, and preferably performs wireless communication (for example, short-range wireless communication) with the vehicle to evaluate the reusability of the secondary battery.
The secondary battery is not limited to a lithium ion secondary battery, and may be another secondary battery such as a nickel-metal hydride battery or a capacitor (capacitor) type power storage element such as an electric double layer capacitor.

本発明は、リチウムイオン二次電池等の二次電池セル及び／又はそのようなセルが複数組まれた蓄電装置の再利用可能性の評価に適用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to evaluation of reusability of a secondary battery cell such as a lithium ion secondary battery and / or a power storage device including a plurality of such cells.

１車両
２セル
３電池モジュール（蓄電装置）
４電池パック（蓄電装置）
５ＣＭＵ
６ＢＭＵ
１４制御部（取得部、評価部）
６１制御部
１５、６２記憶部
１５１評価プログラム
６３ＳＯＣ−ＯＣＶデータ
６４使用履歴
１６、６６入力部
１７、６７インタフェース部
７統合ＥＣＵ
８通信部
１０電流センサ
１１温度センサ
１３管理装置
1 vehicle 2 cell 3 battery module (power storage device)
4 Battery pack (power storage device)
5 CMU
6 BMU
14 control unit (acquisition unit, evaluation unit)
61 control unit 15, 62 storage unit 151 evaluation program 63 SOC-OCV data 64 usage history 16, 66 input unit 17, 67 interface unit 7 integrated ECU
8 Communication unit 10 Current sensor 11 Temperature sensor 13 Management device

Claims

Discharging the power storage device including a plurality of secondary battery cells electrically connected to each other to obtain the transition of the voltage of each cell,
A method for reusing a secondary battery, wherein the reusability of the plurality of cells and / or the power storage device is evaluated based on the information on the discharge and the transition of the voltage.

Based on the information on the discharge and the transition of the voltage of the cell with the smallest full charge capacity, the full charge capacity of the other cells is estimated,
The method for reusing a secondary battery according to claim 1, wherein reusability is evaluated based on the full charge capacity of the cells.

Based on the voltage transition, obtain the DC internal resistance of each cell,
The method for reusing a secondary battery according to claim 1, wherein the reusability is evaluated based on the acquired DC internal resistance.

4. The battery according to claim 1, wherein after charging the power storage device while operating a balancer included in the power storage device, the power storage device is discharged to acquire a change in voltage of each cell. 5. How to reuse secondary batteries.

An acquisition unit that discharges a power storage device including a plurality of secondary battery cells that are electrically connected to each other, and acquires a change in voltage of each cell,
An evaluation unit configured to evaluate reusability of the plurality of cells and / or the power storage device based on the information on the discharge and the transition of the voltage.

A computer that evaluates the reusability of a plurality of secondary battery cells electrically connected to each other,
Discharging the power storage device including the cell, to obtain the transition of the voltage of each cell,
A computer program for executing processing for evaluating reusability of the plurality of cells and / or power storage devices based on the information on the discharge and the transition of the voltage.