JP2021150076A - Power storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池の満充電容量を推定する蓄電装置に関する。 The present invention relates to a power storage device that estimates the full charge capacity of a battery.
蓄電装置として、充電前後または放電前後の電池の開回路電圧により充電前後または放電前後の充電率の変化量を推定し、充電中または放電中の電池の容量の変化量を求め、(容量の変化量/充電率の変化量)×100の計算結果を、電池の満充電容量として推定するものがある。このように構成される蓄電装置は、電池の劣化に伴って満充電容量が減少しても、その減少後の満充電容量を推定することができる。関連する技術として、例えば、特許文献1がある。
As a power storage device, the amount of change in the charging rate before and after charging or before and after discharging is estimated from the open circuit voltage of the battery before and after charging or before and after discharging, and the amount of change in the capacity of the battery during charging or discharging is obtained (change in capacity). Amount / change in charge rate) × 100 is estimated as the full charge capacity of the battery. The power storage device configured in this way can estimate the full charge capacity after the decrease even if the full charge capacity decreases due to the deterioration of the battery. As a related technique, for example, there is
ところで、単位充電率あたりの開回路電圧の割合が所定値以下であるプラトー領域と、単位充電率あたりの開回路電圧の割合が所定値より大きい変化領域とを有する電池が存在する。特に、負極に黒鉛を用い正極にLFP(LiFePO4)を用いたリチウムイオン電池は、プラトー領域に比べて変化領域が少ない。 By the way, there is a battery having a plateau region in which the ratio of the open circuit voltage per unit charge rate is equal to or less than a predetermined value, and a change region in which the ratio of the open circuit voltage per unit charge rate is larger than the predetermined value. In particular, a lithium ion battery using graphite for the negative electrode and LFP (LiFePO4) for the positive electrode has a smaller change region than the plateau region.
そのため、上記蓄電装置では、電池の開回路電圧がプラトー領域に入っている場合、開回路電圧の測定誤差の影響により充電率の変化量の推定精度が低下し、満充電容量の推定精度が低下するおそれがある。 Therefore, in the above power storage device, when the open circuit voltage of the battery is in the plateau region, the estimation accuracy of the change amount of the charge rate is lowered due to the influence of the measurement error of the open circuit voltage, and the estimation accuracy of the full charge capacity is lowered. There is a risk of
そこで、開回路電圧が変化領域に入ったときに開回路電圧を測定していき、複数の変化領域で測定された開回路電圧に基づいて満充電容量を推定することが考えられるが、プラトー領域に比べて変化領域が少ない電池の満充電容量を推定する場合、満充電容量の推定頻度が比較的低くなるという懸念がある。 Therefore, it is conceivable to measure the open circuit voltage when the open circuit voltage enters the change region and estimate the full charge capacity based on the open circuit voltage measured in a plurality of change regions. When estimating the full charge capacity of a battery having a smaller change area than the above, there is a concern that the estimation frequency of the full charge capacity will be relatively low.
本発明の一側面に係る目的は、プラトー領域と変化領域とを有する電池の満充電容量を精度よく推定することが可能な蓄電装置を提供することである。 An object of one aspect of the present invention is to provide a power storage device capable of accurately estimating the full charge capacity of a battery having a plateau region and a change region.
本発明に係る一つの形態である蓄電装置は、電池と、取得部と、推定部とを備える。 The power storage device according to the present invention includes a battery, an acquisition unit, and an estimation unit.
電池は、横軸が容量を示し縦軸が開回路電圧を示す2次元座標において、単位容量あたりの開回路電圧の変化量の割合が所定値以下である複数のプラトー領域と、その割合が所定値より大きい複数の変化領域とを有し、少なくとも1つの変化領域が2つのプラトー領域の間に位置する容量開回路電圧曲線を有する。 The battery has a plurality of plateau regions in which the ratio of the amount of change in the open circuit voltage per unit capacity is equal to or less than a predetermined value in two-dimensional coordinates in which the horizontal axis indicates the capacity and the vertical axis indicates the open circuit voltage, and the ratio is predetermined. It has a plurality of change regions larger than the value, and at least one change region has a capacitive open circuit voltage curve located between two plateau regions.
取得部は、劣化前の電池が完全放電状態であるときの容量から2つのプラトー領域の間に位置する第1変化領域に対応する容量までの基準容量を記憶部から読み出すことで取得するとともに、劣化後の電池の第1変化領域に対応する容量から劣化後の電池が満充電状態であるときの容量までの満充電側容量を測定することで取得する。 The acquisition unit acquires by reading from the storage unit the reference capacity from the capacity when the battery before deterioration is in a completely discharged state to the capacity corresponding to the first change region located between the two plateau regions. It is acquired by measuring the fully charged side capacity from the capacity corresponding to the first change region of the deteriorated battery to the capacity when the deteriorated battery is in the fully charged state.
推定部は、基準容量と満充電側容量との加算値を、劣化後の電池の満充電容量として推定する。 The estimation unit estimates the sum of the reference capacity and the fully charged capacity as the fully charged capacity of the deteriorated battery.
これにより、プラトー領域と変化領域とを有する電池が劣化することによって、容量と負極電位との対応関係を示す容量−負極電位曲線が横軸の増加方向にスライドして満充電容量が減少していても、その満充電容量を精度よく推定することができる。 As a result, the battery having the plateau region and the change region deteriorates, so that the capacity-negative electrode potential curve showing the correspondence between the capacity and the negative electrode potential slides in the increasing direction on the horizontal axis, and the fully charged capacity decreases. However, the full charge capacity can be estimated accurately.
また、取得部は、第1変化領域に対応する容量と、第1変化領域とプラトー領域を挟んで隣り合うと共に劣化後の電池が満充電状態であるときの容量を含んだ変化領域ではない第2変化領域に対応する容量と、の間の容量であるステージ容量を測定することで取得し、劣化前の電池が有する容量開回路電圧曲線において、ステージ容量に対応する基準ステージ容量を記憶部から読み出すことで取得し、基準ステージ容量に対するステージ容量の収縮率を求め、基準容量のうちの基準ステージ容量以外の容量と収縮率との乗算値と、ステージ容量との加算値を、満充電側容量に加算される基準容量とするように構成してもよい。 Further, the acquisition unit is not a change region including the capacity corresponding to the first change region and the capacity when the first change region and the plateau region are adjacent to each other and the deteriorated battery is in a fully charged state. Obtained by measuring the stage capacity, which is the capacity between the capacity corresponding to the two change regions, and the reference stage capacity corresponding to the stage capacity in the capacity open circuit voltage curve of the battery before deterioration is obtained from the storage unit. Obtained by reading, the shrinkage rate of the stage capacity with respect to the reference stage capacity is obtained, and the product of the shrinkage rate and the capacity other than the reference stage capacity of the reference capacity and the added value of the stage capacity are calculated as the fully charged side capacity. It may be configured to be a reference capacity to be added to.
これにより、プラトー領域と変化領域とを有する電池が劣化することによって、容量と負極電位との対応関係を示す容量−負極電位曲線が横軸の増加方向にスライドするとともに収縮して満充電容量が減少していても、その満充電容量を精度よく推定することができる。 As a result, the battery having the plateau region and the change region deteriorates, so that the capacity-negative electrode potential curve showing the correspondence between the capacity and the negative electrode potential slides in the increasing direction on the horizontal axis and contracts to reduce the fully charged capacity. Even if it decreases, the full charge capacity can be estimated accurately.
また、推定部は、取得部が、第1変化領域と、第1変化領域とプラトー領域を挟んで隣り合うと共に劣化後の電池が満充電状態であるときの容量を含んだ変化領域ではない第2変化領域との間のプラトー領域と、第1変化領域とからなるステージ容量を測定することで取得し、劣化前の電池が有する容量開回路電圧曲線において、ステージ容量に対応する基準ステージ容量を記憶部から読み出すことで取得し、基準ステージ容量に対するステージ容量の収縮率を求め、基準容量のうちの基準ステージ容量以外の容量と収縮率との乗算値と、ステージ容量との加算値を、満充電側容量に加算される基準容量とする場合、重みを第1の値にし、取得部が、基準容量を記憶部から読み出すことのみで取得する場合、重みを第1の値より小さい第2の値にし、前回推定した満充電容量と1から重みを減算した値との乗算値と、今回算出した満充電容量と重みとの乗算値との加算値を、電池の満充電容量として推定するように構成してもよい。 Further, the estimation unit is not a change region in which the acquisition unit is adjacent to the first change region with the first change region and the plateau region in between and includes the capacity when the deteriorated battery is in a fully charged state. Obtained by measuring the stage capacity consisting of the plateau region between the two change regions and the first change region, and in the capacity open circuit voltage curve of the battery before deterioration, the reference stage capacity corresponding to the stage capacity is obtained. Obtained by reading from the storage unit, the contraction rate of the stage capacity with respect to the reference stage capacity is obtained, and the multiplication value of the capacity other than the reference stage capacity and the contraction rate of the reference capacity and the added value of the stage capacity are filled. When the reference capacity is added to the charging side capacity, the weight is set to the first value, and when the acquisition unit acquires the reference capacity only by reading it from the storage unit, the weight is a second value smaller than the first value. As a value, the value obtained by multiplying the previously estimated full charge capacity and the value obtained by subtracting the weight from 1 and the sum of the value calculated this time and the multiplication value of the full charge capacity and the weight should be estimated as the full charge capacity of the battery. It may be configured as.
これにより、満充電容量の算出に使用されるパラメータの数が比較的多く、今回算出した満充電容量が真の満充電容量に近いと推測されるとき、重みを大きくし、満充電容量の算出に使用されるパラメータの数が比較的少なく、今回算出した満充電容量が真の満充電容量にあまり近くないと推測されるとき、重みを小さくすることができるため、満充電容量の算出に使用されるパラメータの数の変動に伴う満充電容量の推定精度の変動を抑制することができる。 As a result, when the number of parameters used to calculate the full charge capacity is relatively large and it is estimated that the full charge capacity calculated this time is close to the true full charge capacity, the weight is increased to calculate the full charge capacity. When the number of parameters used for is relatively small and it is estimated that the full charge capacity calculated this time is not very close to the true full charge capacity, the weight can be reduced, so it is used to calculate the full charge capacity. It is possible to suppress fluctuations in the estimation accuracy of the full charge capacity due to fluctuations in the number of parameters to be performed.
また、本発明に係る一つの形態である蓄電装置は、電池と、取得部と、推定部とを備える。 Further, the power storage device according to the present invention includes a battery, an acquisition unit, and an estimation unit.
電池は、横軸が容量を示し縦軸が開回路電圧を示す2次元座標において、単位容量あたりの開回路電圧の変化量の割合が所定値以下である複数のプラトー領域と、その割合が所定値より大きい複数の変化領域とを有し、少なくとも1つの変化領域が2つのプラトー領域の間に位置する。 The battery has a plurality of plateau regions in which the ratio of the amount of change in the open circuit voltage per unit capacity is equal to or less than a predetermined value in two-dimensional coordinates in which the horizontal axis indicates the capacity and the vertical axis indicates the open circuit voltage, and the ratio is predetermined. It has a plurality of change regions larger than the value, and at least one change region is located between the two plateau regions.
取得部は、2つの前記プラトー領域の間に位置する第1変化領域と、第1変化領域とプラトー領域を挟んで隣り合うと共に劣化後の電池が満充電状態であるときの容量を含んだ変化領域ではない第2変化領域との間のプラトー領域と第1変化領域とからなるステージ容量を測定することで取得するとともに、劣化前の電池が有する容量開回路電圧曲線において、基準満充電容量及びステージ容量に対応する基準ステージ容量を記憶部から読み出すことで取得する。 The acquisition unit is adjacent to the first change region located between the two plateau regions with the first change region and the plateau region in between, and changes including the capacity when the deteriorated battery is in a fully charged state. It is obtained by measuring the stage capacity consisting of the plateau region and the first change region between the second change region, which is not the region, and the standard full charge capacity and the reference full charge capacity in the capacity open circuit voltage curve of the battery before deterioration. Obtained by reading the reference stage capacity corresponding to the stage capacity from the storage unit.
推定部は、基準ステージ容量に対するステージ容量の収縮率を求め、基準満充電容量と収縮率との乗算値を、電池の満充電容量として推定する。 The estimation unit obtains the shrinkage rate of the stage capacity with respect to the reference stage capacity, and estimates the product of the reference full charge capacity and the shrinkage rate as the full charge capacity of the battery.
これにより、プラトー領域と変化領域とを有する電池が劣化することによって、容量と負極電位との対応関係を示す容量−負極電位曲線が横軸の増加方向に収縮して満充電容量が減少していても、その満充電容量を精度よく推定することができる。 As a result, the battery having the plateau region and the change region deteriorates, so that the capacity-negative electrode potential curve showing the correspondence between the capacity and the negative electrode potential contracts in the increasing direction on the horizontal axis, and the fully charged capacity decreases. However, the full charge capacity can be estimated accurately.
本発明によれば、プラトー領域と変化領域とを有する電池の満充電容量を精度よく推定することができる。 According to the present invention, the full charge capacity of a battery having a plateau region and a change region can be estimated accurately.
以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail based on the drawings.
図1は、実施形態の蓄電装置の一例を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing an example of a power storage device according to an embodiment.
図1に示す蓄電装置BP(電池パック)は、電気自動車などの車両Veに搭載され、電池ECU(Electronic Control Unit)1と、電池Bと、電流計2と、温度計3と、スイッチSW1、SW2、SW3と、監視ECU4とを備える。なお、車両Veとしては、電気自動車に限られず、例えば、電動フォークリフト等の産業車両であってもよい。
The power storage device BP (battery pack) shown in FIG. 1 is mounted on a vehicle Ve such as an electric vehicle, and has a battery ECU (Electronic Control Unit) 1, a battery B, a
車両Veは、蓄電装置BPの他に、車両Veの走行用のモータMと、モータMを駆動するインバータ回路Invと、インバータ回路Invの動作を制御するとともに車両Veの外部に設けられる充電器Chと通信を行う車両ECU5とを備える。 In addition to the power storage device BP, the vehicle Ve controls the operation of the motor M for traveling of the vehicle Ve, the inverter circuit Inv for driving the motor M, and the inverter circuit Inv, and the charger Ch provided outside the vehicle Ve. It is provided with a vehicle ECU 5 that communicates with.
インバータ回路Invは、スイッチを備え、そのスイッチが繰り返しオン、オフすることにより、電池Bから供給される直流電力を交流電力に変換してモータMに供給する。また、インバータ回路Invは、スイッチが繰り返しオン、オフすることにより、モータMから供給される交流電力(回生電力)を直流電力に変換して電池Bに供給する。 The inverter circuit Inv includes a switch, and when the switch is repeatedly turned on and off, the DC power supplied from the battery B is converted into AC power and supplied to the motor M. Further, the inverter circuit Inv converts the AC power (regenerated power) supplied from the motor M into DC power and supplies it to the battery B by repeatedly turning the switch on and off.
車両ECU5は、インバータ回路Invのスイッチのオン、オフを制御する制御信号のデューティ比を変化させることにより、インバータ回路Invから電池Bに供給される電力または電池Bからインバータ回路Invに供給される電力を変化させる。車両ECU5の機能を電池ECU1の機能に含ませて電池ECU1と車両ECU5とを統合し、その統合後の電池ECU1を蓄電装置BPまたは車両Veに設けてもよい。
The
電池Bは、1つ以上の二次電池(例えば、負極に黒鉛を用い正極にLFPを用いたリチウムイオン電池など、プラトー領域に比べて変化領域が少ない容量開回路電圧曲線を有する二次電池)により構成される。電池Bのプラス端子は、インバータ回路Invのプラス入力端子に接続される。または、電池Bのプラス端子は、充電器Chのプラス出力端子に接続される。電池Bのマイナス端子は、電流計2、スイッチSW1、及びスイッチSW3を介してインバータ回路Invのマイナス入力端子に接続される。または、電池Bのマイナス端子は、電流計2、スイッチSW1、及びスイッチSW2を介して充電器Chのマイナス出力端子に接続される。
Battery B is one or more secondary batteries (for example, a secondary battery having a capacitance open circuit voltage curve having a smaller change region than the plateau region, such as a lithium ion battery using graphite for the negative electrode and LFP for the positive electrode). Consists of. The positive terminal of the battery B is connected to the positive input terminal of the inverter circuit Inv. Alternatively, the positive terminal of the battery B is connected to the positive output terminal of the charger Ch. The negative terminal of the battery B is connected to the negative input terminal of the inverter circuit Inv via the
図2は、劣化前の電池Bが有する容量開回路電圧曲線の一例を示す図である。なお、図2に示す一番上の2次元座標において、横軸は容量(残存容量)[mAh/cm2]を示し、縦軸は開回路電圧[V]を示し、実線は劣化前の電池Bに電流が流れていないときの容量と開回路電圧(劣化前の電池Bの正極電位と負極電位との差)との対応関係を示す容量開回路電圧曲線を示している。また、図2に示す上から2番目の2次元座標において、横軸は容量[mAh/cm2]を示し、縦軸は電位[V]を示し、破線は劣化前の電池Bの容量と正極電位との対応関係を示す容量−正極電位曲線を示し、一点鎖線は劣化前の電池Bの容量と負極電位との対応関係を示す容量−負極電位曲線を示している。また、図2に示す上から3番目の2次元座標において、横軸は容量[mAh/cm2]を示し、縦軸は劣化前の電池Bの単位容量あたりの開回路電圧の変化量の絶対値の割合であるdV/dQ、すなわち、容量開回路電圧曲線の傾きを示している。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the capacity open circuit voltage curve of the battery B before deterioration. In the uppermost two-dimensional coordinates shown in FIG. 2, the horizontal axis indicates the capacitance (residual capacitance) [mAh / cm 2 ], the vertical axis indicates the open circuit voltage [V], and the solid line indicates the battery before deterioration. A capacitance open circuit voltage curve showing the correspondence between the capacitance when no current is flowing through B and the open circuit voltage (difference between the positive electrode potential and the negative electrode potential of the battery B before deterioration) is shown. Further, in the second two-dimensional coordinates from the top shown in FIG. 2, the horizontal axis indicates the capacity [mAh / cm 2 ], the vertical axis indicates the potential [V], and the broken line indicates the capacity and positive electrode of the battery B before deterioration. The capacity-positive electrode potential curve showing the correspondence relationship with the potential is shown, and the one-point chain line shows the capacity-negative electrode potential curve showing the correspondence relationship between the capacity of the battery B before deterioration and the negative electrode potential. Further, in the third two-dimensional coordinate from the top shown in FIG. 2, the horizontal axis indicates the capacity [mAh / cm 2 ], and the vertical axis indicates the absolute amount of change in the open circuit voltage per unit capacity of the battery B before deterioration. It shows dV / dQ, which is a ratio of values, that is, the slope of the capacitance open circuit voltage curve.
電池Bの容量は、完全放電状態であるときの電池Bの開回路電圧と満充電状態であるときの電池Bの開回路電圧との間において、電池Bに流れる電流の積算値によって決定される。完全放電状態であるときの電池Bの開回路電圧は、電池Bの負極電位が最大になるときの電池Bの正極電位と負極電位との差になる。満充電状態であるときの電池Bの開回路電圧は、電池Bの正極電位が最大になるときの電池Bの正極電位と負極電位との差になる。電池Bの充電中において、電池Bが完全放電状態から満充電状態になるまでに電池Bに流れる電流の積算値、または、電池Bの放電中において、電池Bが満充電状態から完全放電状態になるまでに電池Bに流れる電流の積算値を満充電容量A1とする。 The capacity of the battery B is determined by the integrated value of the current flowing through the battery B between the open circuit voltage of the battery B in the fully discharged state and the open circuit voltage of the battery B in the fully charged state. .. The open circuit voltage of the battery B in the completely discharged state is the difference between the positive electrode potential and the negative electrode potential of the battery B when the negative electrode potential of the battery B is maximized. The open circuit voltage of the battery B in the fully charged state is the difference between the positive electrode potential and the negative electrode potential of the battery B when the positive electrode potential of the battery B is maximized. The integrated value of the current flowing through the battery B from the fully discharged state to the fully charged state while the battery B is being charged, or the battery B is changed from the fully charged state to the fully discharged state while the battery B is being discharged. Let the integrated value of the current flowing through the battery B be the full charge capacity A1.
また、電池Bの正極電位は完全放電状態付近及び満充電状態付近において急峻に変化し、それ以外においてほとんど変化しない。また、電池Bの負極電位は完全放電状態付近及び満充電状態付近において急峻に変化し、それ以外において容量の変化に伴って段階的に変化している。そのため、電池Bの開回路電圧は完全放電状態付近及び満充電状態付近において急峻に変化し、それ以外において容量の変化に伴って段階的に変化する。すなわち、図2に示す容量開回路電圧曲線では、単位容量あたりの開回路電圧の変化量の割合である傾きが所定値以下である「プラトー領域」を3つ有し、単位容量あたりの開回路電圧の変化量の割合が所定値より大きい「変化領域」を4つ有している。所定値は、例えば、監視ECU4の電圧測定精度に基づいて設定され、開回路電圧の測定誤差により容量開回路電圧曲線より容量を精度良く取得できない、単位容量あたりの開回路電圧の変化量の割合を有する領域をプラトー領域とするように決められる。完全放電状態であるときの電池Bの容量を基準として充電により電池Bの容量が増加する場合、または、満充電状態であるときの電池Bの容量を基準として放電により電池Bの容量が減少する場合、各領域は、「変化領域」、「プラトー領域」、「変化領域」、「プラトー領域」、「変化領域」、「プラトー領域」、「変化領域」の順に変化する。 Further, the positive electrode potential of the battery B changes sharply in the vicinity of the fully discharged state and the vicinity of the fully charged state, and hardly changes in other cases. Further, the negative electrode potential of the battery B changes sharply in the vicinity of the fully discharged state and the vicinity of the fully charged state, and in other cases, it changes stepwise with the change in the capacity. Therefore, the open circuit voltage of the battery B changes sharply in the vicinity of the fully discharged state and the vicinity of the fully charged state, and in other cases, it changes stepwise with the change in the capacity. That is, in the capacity open circuit voltage curve shown in FIG. 2, the open circuit per unit capacity has three "plateau regions" in which the slope, which is the ratio of the amount of change in the open circuit voltage per unit capacity, is equal to or less than a predetermined value. It has four "change regions" in which the ratio of the amount of change in voltage is larger than a predetermined value. The predetermined value is set based on, for example, the voltage measurement accuracy of the monitoring ECU 4, and the ratio of the amount of change in the open circuit voltage per unit capacity at which the capacity cannot be accurately obtained from the capacity open circuit voltage curve due to the measurement error of the open circuit voltage. It is determined that the region having the above is the plateau region. When the capacity of the battery B increases by charging based on the capacity of the battery B in the fully discharged state, or when the capacity of the battery B decreases by discharging based on the capacity of the battery B in the fully charged state. In this case, each region changes in the order of "change region", "plateau region", "change region", "plateau region", "change region", "plateau region", and "change region".
電池Bの充電中において「変化領域」から「プラトー領域」に変化するときの容量開回路電圧曲線上の点、または、電池Bの放電中において「プラトー領域」から「変化領域」に変化するときの容量開回路電圧曲線上の点を、変曲点とする。 Capacity open circuit when changing from "change area" to "plateau area" while battery B is charging A point on the voltage curve, or when changing from "plateau area" to "change area" while battery B is discharging The point on the capacitance open circuit voltage curve of is defined as an inflection point.
または、容量開回路電圧曲線の傾きであるdV/dQが所定値以下になるときの容量開回路電圧曲線上の点を、変曲点とする。 Alternatively, the point on the capacitance open circuit voltage curve when dV / dQ, which is the slope of the capacitance open circuit voltage curve, becomes a predetermined value or less is set as an inflection point.
または、dV/dQ及びd2V/dQ2が所定値以下になるときの容量開回路電圧曲線上の点を、変曲点とする。 Or, a point on the capacity the open circuit voltage curve when the dV / dQ and d 2 V / dQ 2 becomes equal to or smaller than a predetermined value, the inflection point.
または、今回の周期で算出したdV/dQが所定値以下であり、かつ、今回の周期で算出したdV/dQが前回の周期で算出したdV/dQより小さいときの容量開回路電圧曲線上の点を、変曲点とする。 Alternatively, on the capacitance open circuit voltage curve when the dV / dQ calculated in the current cycle is less than or equal to a predetermined value and the dV / dQ calculated in the current cycle is smaller than the dV / dQ calculated in the previous cycle. Let the point be an inflection point.
なお、電池Bの充電中において「プラトー領域」から「変化領域」に変化するときの容量開回路電圧曲線上の点、または、電池Bの放電中において「変化領域」から「プラトー領域」に変化するときの容量開回路電圧曲線上の点を、変曲点としてもよい。 It should be noted that a point on the capacity open circuit voltage curve when changing from the "plateau region" to the "change region" while the battery B is being charged, or a change from the "change region" to the "plateau region" while the battery B is being discharged. The point on the capacitance open circuit voltage curve at the time of this may be an inflection point.
または、容量−負極電位曲線の傾きであるdV/dQが所定値以上になるときの容量開回路電圧曲線上の点を、変曲点としてもよい。 Alternatively, a point on the capacitance open circuit voltage curve when dV / dQ, which is the slope of the capacitance-negative potential curve, becomes a predetermined value or more may be an inflection point.
または、dV/dQ及びd2V/dQ2が所定値以上になるときの容量開回路電圧曲線上の点を、変曲点としてもよい。 Or, dV / dQ and d 2 V / dQ 2 is a point on the capacity the open circuit voltage curve when the equal to or greater than a predetermined value, or as the inflection point.
または、今回の周期で算出したdV/dQが所定値以上であり、かつ、今回の周期で算出したdV/dQが前回の周期で算出したdV/dQより大きいときの容量開回路電圧曲線上の点を、変曲点としてもよい。 Alternatively, on the capacitance open circuit voltage curve when the dV / dQ calculated in the current cycle is equal to or higher than the predetermined value and the dV / dQ calculated in the current cycle is larger than the dV / dQ calculated in the previous cycle. The point may be an inflection point.
変曲点は上述の例示に限らず、変化領域における任意の点に設定することができ、当該変曲点が、変化領域に対応する容量に相当する。 The inflection point is not limited to the above-mentioned example, and can be set at any point in the change region, and the inflection point corresponds to the capacity corresponding to the change region.
また、容量開回路電圧曲線において、完全放電状態であるときの電池Bの容量から満充電状態であるときの電池Bの容量に最も近い変曲点P3に対応する容量までの容量を、「基準容量B1」とする。 Further, in the capacity open circuit voltage curve, the capacity from the capacity of the battery B in the fully discharged state to the capacity corresponding to the inflection point P3 closest to the capacity of the battery B in the fully charged state is set as "reference". Capacity B1 ".
なお、容量間回路電圧曲線において、完全放電状態であるときの電池Bの容量から2つの「プラトー領域」の間に位置する「第1変化領域」に対応する容量までの容量を、「基準容量B1」としてもよい。「第1変化領域」は、変曲点P3を含む「変化領域」または変曲点P2を含む「変化領域」とすることができる。図2に示す例では変曲点P3を含む「変化領域」を「第1変化領域」とする。 In the intercapacity circuit voltage curve, the capacity from the capacity of the battery B in the completely discharged state to the capacity corresponding to the "first change region" located between the two "plateau regions" is defined as the "reference capacity". It may be "B1". The "first change region" can be a "change region" including the inflection point P3 or a "change region" including the inflection point P2. In the example shown in FIG. 2, the "change region" including the inflection point P3 is referred to as the "first change region".
また、容量開回路電圧曲線において、完全放電状態であるときの電池Bの容量から2つ目の変曲点P2に対応する容量までの容量を、「完全放電側基準容量C1」とする。 Further, in the capacity open circuit voltage curve, the capacity from the capacity of the battery B in the completely discharged state to the capacity corresponding to the second inflection point P2 is defined as the “completely discharged side reference capacity C1”.
また、容量開回路電圧曲線において、完全放電状態であるときの電池Bの容量を基準として、2つ目の変曲点P2に対応する容量から3つ目の変曲点P3に対応する容量までの容量を、「基準ステージ容量D1」とする。 Further, in the capacity open circuit voltage curve, from the capacity corresponding to the second inflection point P2 to the capacity corresponding to the third inflection point P3, based on the capacity of the battery B in the completely discharged state. Let the capacity of be "reference stage capacity D1".
なお、「第2変化領域」と「第1変化領域」との間の「プラトー領域」と、「第1変化領域」とからなる容量を、「基準ステージ容量D1」としてもよい。「第2変化領域」は、「第1変化領域」と「プラトー領域」を挟んで隣り合うと共に、満充電状態であるときの電池Bの容量を含んだ「変化領域」ではない「変化領域」、すなわち、変曲点P2を含む「変化領域」または変曲点P3を含む「変化領域」とする。図2に示す例では変曲点P3を含む「変化領域」を「第2変化領域」とする。 The capacity including the "plateau region" between the "second change region" and the "first change region" and the "first change region" may be referred to as the "reference stage capacity D1". The "second change area" is adjacent to each other with the "first change area" and the "plateau area" in between, and is not a "change area" including the capacity of the battery B when the battery is fully charged. That is, it is referred to as an "inflection point" including the inflection point P2 or a "change area" including the inflection point P3. In the example shown in FIG. 2, the "change region" including the inflection point P3 is referred to as the "second change region".
図3は、劣化後の電池Bが有する容量開回路電圧曲線の一例を示す図である。なお、図3に示す一番上の2次元座標において、横軸は容量[mAh/cm2]を示し、縦軸は開回路電圧[V]を示し、実線は劣化後の電池Bに電流が流れていないときの容量と開回路電圧(劣化後の電池Bの正極電位と負極電位との差)との対応関係を示す容量開回路電圧曲線を示している。また、図3に示す上から2番目の2次元座標において、横軸は容量[mAh/cm2]を示し、縦軸は電位[V]を示し、破線は劣化後の電池Bの容量と正極電位との対応関係を示す容量−正極電位曲線を示し、一点鎖線は劣化後の電池Bの容量と負極電位との対応関係を示す容量−負極電位曲線を示している。また、図3に示す上から3番目の2次元座標において、横軸は容量[mAh/cm2]を示し、縦軸は劣化後の電池Bの単位容量あたりの開回路電圧の変化量の絶対値の割合であるdV/dQ、すなわち、容量開回路電圧曲線の傾きを示している。また、上述したように、満充電状態であるときの電池Bの容量は、電池Bの正極電位の最大値に対応する容量と同様である。また、完全放電状態であるときの電池Bの容量は、電池Bの負極電位の最大値に対応する容量と同様である。 FIG. 3 is a diagram showing an example of the capacity open circuit voltage curve of the deteriorated battery B. In the uppermost two-dimensional coordinates shown in FIG. 3, the horizontal axis indicates the capacity [mAh / cm 2 ], the vertical axis indicates the open circuit voltage [V], and the solid line indicates the current in the deteriorated battery B. A capacitance open circuit voltage curve showing the correspondence between the capacitance when no current is flowing and the open circuit voltage (difference between the positive electrode potential and the negative electrode potential of the deteriorated battery B) is shown. Further, in the second two-dimensional coordinates from the top shown in FIG. 3, the horizontal axis indicates the capacity [mAh / cm 2 ], the vertical axis indicates the potential [V], and the broken line indicates the capacity and positive electrode of the deteriorated battery B. The capacity-positive electrode potential curve showing the correspondence relationship with the potential is shown, and the one-point chain line shows the capacity-negative electrode potential curve showing the correspondence relationship between the capacity of the deteriorated battery B and the negative electrode potential. Further, in the third two-dimensional coordinate from the top shown in FIG. 3, the horizontal axis indicates the capacity [mAh / cm 2 ], and the vertical axis indicates the absolute amount of change in the open circuit voltage per unit capacity of the deteriorated battery B. It shows dV / dQ, which is a ratio of values, that is, the slope of the capacitance open circuit voltage curve. Further, as described above, the capacity of the battery B in the fully charged state is the same as the capacity corresponding to the maximum value of the positive electrode potential of the battery B. Further, the capacity of the battery B in the completely discharged state is the same as the capacity corresponding to the maximum value of the negative electrode potential of the battery B.
図3に示す容量−正極電位曲線は、図2に示す容量−正極電位曲線と同様である。すなわち、劣化後の電池Bの正極電位の最大値に対応する容量は、劣化前の電池Bの正極電池の最大値に対応する容量と同様である。このように、電池Bが劣化しても、正極電位の最大値に対応する容量が変化しない場合、満充電状態であるときの電池Bの容量が劣化前後で変化しない。 The capacitance-positive electrode potential curve shown in FIG. 3 is similar to the capacitance-positive electrode potential curve shown in FIG. That is, the capacity corresponding to the maximum value of the positive electrode potential of the battery B after deterioration is the same as the capacity corresponding to the maximum value of the positive electrode battery of the battery B before deterioration. As described above, even if the battery B deteriorates, if the capacity corresponding to the maximum value of the positive electrode potential does not change, the capacity of the battery B in the fully charged state does not change before and after the deterioration.
また、図3に示す容量−負極電位曲線は、図2に示す容量−負極電位曲線と比べて、横軸の増加方向(図3の紙面右側方向)に第1所定容量分スライド(平行移動)している。すなわち、劣化後の電池Bの負極電位の最小値に対応する容量は、劣化前の電池Bの負極電位の最小値に対応する容量に比べて、第1所定容量分増加方向にスライドしている。また、同様に、劣化後の電池Bの負極電位の最大値に対応する容量は、劣化前の電池Bの負極電位の最大値に対応する容量に比べて、第1所定容量分増加方向にスライドしている。このように、電池Bが劣化することで負極電位の最大値に対応する容量が第1所定容量分増加方向にスライドすると、完全放電状態であるときの電池Bの容量が劣化前後で第1所定容量分増加方向にスライドする。すなわち、容量−正極電位曲線における正極電位の最小値から正極電位の最大値まで充放電を行うことができず、劣化後の電池Bの満充電容量は、劣化前の電池Bの満充電容量に比べて、第1所定容量分減少している。 Further, the capacitance-negative electrode potential curve shown in FIG. 3 slides (translates) by the first predetermined capacitance in the increasing direction of the horizontal axis (to the right side of the paper surface in FIG. 3) as compared with the capacitance-negative potential curve shown in FIG. doing. That is, the capacity corresponding to the minimum value of the negative electrode potential of the battery B after deterioration slides in the increasing direction by the first predetermined capacity as compared with the capacity corresponding to the minimum value of the negative electrode potential of the battery B before deterioration. .. Similarly, the capacity corresponding to the maximum value of the negative electrode potential of the battery B after deterioration slides in the increasing direction by the first predetermined capacity as compared with the capacity corresponding to the maximum value of the negative electrode potential of the battery B before deterioration. doing. In this way, when the capacity corresponding to the maximum value of the negative electrode potential slides in the increasing direction by the first predetermined capacity due to the deterioration of the battery B, the capacity of the battery B in the completely discharged state becomes the first predetermined before and after the deterioration. Slide in the direction of increasing capacity. That is, charging / discharging cannot be performed from the minimum value of the positive electrode potential in the capacity-positive electrode potential curve to the maximum value of the positive electrode potential, and the full charge capacity of the battery B after deterioration becomes the full charge capacity of the battery B before deterioration. Compared with this, it is reduced by the first predetermined capacity.
また、図3に示す基準容量B1は、図2に示す基準容量B1と同様である。すなわち、劣化後の電池Bの容量−負極電位曲線が、劣化前の電池Bの容量−負極電位曲線に比べて、横軸の増加方向に第1所定容量分スライドしている場合、基準容量B1は変化しないものとする。 Further, the reference capacity B1 shown in FIG. 3 is the same as the reference capacity B1 shown in FIG. That is, when the capacity-negative potential curve of the battery B after deterioration slides by the first predetermined capacity in the increasing direction on the horizontal axis as compared with the capacity-negative potential curve of the battery B before deterioration, the reference capacity B1 Should not change.
このように、電池Bの劣化によって、容量−負極電位曲線が横軸の増加方向にスライドしている場合、基準容量B1が劣化前後で変化せず、完全放電状態であるときの電池Bの容量が劣化前後で第1所定容量分増加方向にスライドしつつ、容量−正極電位曲線における正極電位の最大値で規定される満充電状態となる電池Bの容量はスライドしない。 In this way, when the capacity-negative electrode potential curve slides in the increasing direction on the horizontal axis due to the deterioration of the battery B, the reference capacity B1 does not change before and after the deterioration, and the capacity of the battery B when it is in a completely discharged state. The capacity of the battery B in the fully charged state defined by the maximum value of the positive electrode potential in the capacity-positive electrode potential curve does not slide while sliding in the increasing direction by the first predetermined capacity before and after deterioration.
また、図3に示す満充電側容量F2は、変曲点P3から満充電状態であるときの電池Bの容量までの容量とする。 Further, the fully charged side capacity F2 shown in FIG. 3 is the capacity from the inflection point P3 to the capacity of the battery B in the fully charged state.
これにより、電池Bの劣化によって、容量−負極電位曲線が横軸の増加方向にスライドしている場合、満充電側容量F2を測定することができれば、基準容量B1と満充電側容量F2とを加算することにより、満充電容量A2を算出することができる。すなわち、劣化後の電池Bの満充電容量を精度よく算出することができる。 As a result, when the capacity-negative potential curve slides in the increasing direction on the horizontal axis due to the deterioration of the battery B, if the fully charged side capacity F2 can be measured, the reference capacity B1 and the fully charged side capacity F2 can be measured. By adding, the full charge capacity A2 can be calculated. That is, the full charge capacity of the deteriorated battery B can be calculated accurately.
図4は、劣化後の電池Bが有する容量開回路電圧曲線の他の例を示す図である。なお、図4に示す一番上の2次元座標において、横軸は容量[mAh/cm2]を示し、縦軸は開回路電圧[V]を示し、実線は劣化後の電池Bに電流が流れていないときの容量と開回路電圧(劣化後の電池Bの正極電位と負極電位との差)との対応関係を示す容量開回路電圧曲線を示している。また、図4に示す上から2番目の2次元座標において、横軸は容量[mAh/cm2]を示し、縦軸は電位[V]を示し、破線は劣化後の電池Bの容量と正極電位との対応関係を示す容量−正極電位曲線を示し、一点鎖線は劣化後の電池Bの容量と負極電位との対応関係を示す容量−負極電位曲線を示している。また、図4に示す上から3番目の2次元座標において、横軸は容量[mAh/cm2]を示し、縦軸は劣化後の電池Bの単位容量あたりの開回路電圧の変化量の絶対値の割合であるdV/dQ、すなわち、容量開回路電圧曲線の傾きを示している。また、上述したように、満充電状態であるときの電池Bの容量は、電池Bの正極電位の最大値に対応する容量と同様である。また、完全放電状態であるときの電池Bの容量は、電池Bの負極電位の最大値に対応する容量と同様である。 FIG. 4 is a diagram showing another example of the capacity open circuit voltage curve of the deteriorated battery B. In the uppermost two-dimensional coordinates shown in FIG. 4, the horizontal axis indicates the capacity [mAh / cm 2 ], the vertical axis indicates the open circuit voltage [V], and the solid line indicates the current in the deteriorated battery B. A capacitance open circuit voltage curve showing the correspondence between the capacitance when no current is flowing and the open circuit voltage (difference between the positive electrode potential and the negative electrode potential of the deteriorated battery B) is shown. Further, in the second two-dimensional coordinates from the top shown in FIG. 4, the horizontal axis indicates the capacity [mAh / cm 2 ], the vertical axis indicates the potential [V], and the broken line indicates the capacity and positive electrode of the deteriorated battery B. The capacity-positive electrode potential curve showing the correspondence relationship with the potential is shown, and the one-point chain line shows the capacity-negative electrode potential curve showing the correspondence relationship between the capacity of the deteriorated battery B and the negative electrode potential. Further, in the third two-dimensional coordinate from the top shown in FIG. 4, the horizontal axis indicates the capacity [mAh / cm 2 ], and the vertical axis indicates the absolute amount of change in the open circuit voltage per unit capacity of the deteriorated battery B. It shows dV / dQ, which is a ratio of values, that is, the slope of the capacitance open circuit voltage curve. Further, as described above, the capacity of the battery B in the fully charged state is the same as the capacity corresponding to the maximum value of the positive electrode potential of the battery B. Further, the capacity of the battery B in the completely discharged state is the same as the capacity corresponding to the maximum value of the negative electrode potential of the battery B.
図4に示す容量−正極電位曲線は、図2に示す容量−正極電位曲線と同様である。すなわち、劣化後の電池Bの正極電位の最大値に対応する容量は、劣化前の電池Bの正極電池の最大値に対応する容量と同様である。このように、電池Bが劣化しても、正極電位の最大値に対応する容量が変化しない場合、満充電状態であるときの電池Bの容量が劣化前後で変化しない。 The capacitance-positive electrode potential curve shown in FIG. 4 is similar to the capacitance-positive electrode potential curve shown in FIG. That is, the capacity corresponding to the maximum value of the positive electrode potential of the battery B after deterioration is the same as the capacity corresponding to the maximum value of the positive electrode battery of the battery B before deterioration. As described above, even if the battery B deteriorates, if the capacity corresponding to the maximum value of the positive electrode potential does not change, the capacity of the battery B in the fully charged state does not change before and after the deterioration.
また、図4に示す容量−負極電位曲線は、図2に示す容量−負極電位曲線と比べて、横軸の増加方向(図4の紙面右側方向)に第1所定容量分スライドしているとともに第2所定容量分収縮している。すなわち、劣化後の電池Bの負極電位の最小値に対応する容量は、劣化前の電池Bの負極電位の最小値に対応する容量に比べて、第1所定容量分増加方向にスライドしている。また、劣化後の電池Bの負極電位の最大値に対応する容量は、劣化前の電池Bの負極電位の最大値に対応する容量に比べて、第1及び第2所定容量分増加方向にスライドしている。このように、電池Bが劣化することで負極電位の最大値に対応する容量が第1及び第2所定容量分増加方向にスライドすると、完全放電状態であるときの電池Bの容量が劣化前後で第1及び第2所定容量分増加方向にスライドする。すなわち、容量−正極電位曲線における正極電位の最小値から正極電位の最大値まで充放電を行うことができず、劣化後の電池Bの満充電容量は、劣化前の電池Bの満充電容量に比べて、第1及び第2所定容量分減少している。 Further, the capacity-negative electrode potential curve shown in FIG. 4 is slid by the first predetermined capacity in the increasing direction on the horizontal axis (to the right side of the paper surface in FIG. 4) as compared with the capacity-negative potential curve shown in FIG. It is shrinking by the second predetermined volume. That is, the capacity corresponding to the minimum value of the negative electrode potential of the battery B after deterioration slides in the increasing direction by the first predetermined capacity as compared with the capacity corresponding to the minimum value of the negative electrode potential of the battery B before deterioration. .. Further, the capacity corresponding to the maximum value of the negative electrode potential of the battery B after deterioration slides in the increasing direction by the first and second predetermined capacities as compared with the capacity corresponding to the maximum value of the negative electrode potential of the battery B before deterioration. doing. In this way, when the capacity corresponding to the maximum value of the negative electrode potential slides in the increasing direction by the first and second predetermined capacities due to the deterioration of the battery B, the capacity of the battery B in the completely discharged state becomes before and after the deterioration. Slide in the increasing direction by the first and second predetermined capacities. That is, charging / discharging cannot be performed from the minimum value of the positive electrode potential in the capacity-positive electrode potential curve to the maximum value of the positive electrode potential, and the full charge capacity of the battery B after deterioration becomes the full charge capacity of the battery B before deterioration. In comparison, the first and second predetermined capacities are reduced.
また、図2に示す完全放電側基準容量C1に対する図4に示す完全放電側容量C2の収縮率、図2に示す基準ステージ容量D1に対する図4に示すステージ容量D2の収縮率は、互いに同様とする。これにより、完全放電側容量C2、及びステージ容量D2のうちの少なくとも1つの容量を測定することができれば、各容量の収縮率を算出することができ、その収縮率を用いて測定していない容量を推定することができる。 Further, the shrinkage ratio of the complete discharge side capacity C2 shown in FIG. 4 with respect to the complete discharge side reference capacity C1 shown in FIG. 2 and the shrinkage ratio of the stage capacity D2 shown in FIG. 4 with respect to the reference stage capacity D1 shown in FIG. 2 are the same as each other. do. As a result, if at least one of the complete discharge side capacity C2 and the stage capacity D2 can be measured, the shrinkage rate of each capacity can be calculated, and the capacity not measured using the shrinkage rate can be calculated. Can be estimated.
また、図4に示す満充電側容量F2は、変曲点P3から満充電状態であるときの電池Bの容量までの容量とする。 Further, the fully charged side capacity F2 shown in FIG. 4 is the capacity from the inflection point P3 to the capacity of the battery B in the fully charged state.
このように、電池Bの劣化によって、容量−負極電位曲線が横軸の増加方向にスライドしているとともに縮小している場合、電池Bの負極電位の最大値に対応する電池Bの容量が第1及び第2所定容量分増加方向にスライドするため、容量の収縮率を算出することができるとともに満充電側容量F2を測定することができれば、収縮後の各容量と満充電側容量F2とを加算することにより、満充電容量A2を算出することができる。すなわち、劣化後の電池Bの満充電容量を精度よく算出することができる。 In this way, when the capacity-negative electrode potential curve slides in the increasing direction of the horizontal axis and shrinks due to the deterioration of the battery B, the capacity of the battery B corresponding to the maximum value of the negative electrode potential of the battery B becomes the first. Since it slides in the increasing direction by the first and second predetermined capacities, if the shrinkage rate of the capacity can be calculated and the fully charged side capacity F2 can be measured, each capacity after shrinkage and the fully charged side capacity F2 can be obtained. By adding, the full charge capacity A2 can be calculated. That is, the full charge capacity of the deteriorated battery B can be calculated accurately.
図5は、劣化後の電池Bが有する容量開回路電圧曲線のさらに他の例を示す図である。なお、図5に示す一番上の2次元座標において、横軸は容量[mAh/cm2]を示し、縦軸は開回路電圧[V]を示し、実線は劣化後の電池Bに電流が流れていないときの容量と開回路電圧(劣化後の電池Bの正極電位と負極電位との差)との対応関係を示す容量開回路電圧曲線を示している。また、図5に示す上から2番目の2次元座標において、横軸は容量[mAh/cm2]を示し、縦軸は電位[V]を示し、破線は劣化後の電池Bの容量と正極電位との対応関係を示す容量−正極電位曲線を示し、一点鎖線は劣化後の電池Bの容量と負極電位との対応関係を示す容量−負極電位曲線を示している。また、図5に示す上から3番目の2次元座標において、横軸は容量[mAh/cm2]を示し、縦軸は劣化後の電池Bの単位容量あたりの開回路電圧の変化量の絶対値の割合であるdV/dQ、すなわち、容量開回路電圧曲線の傾きを示している。また、上述したように、満充電状態であるときの電池Bの容量は、電池Bの正極電位の最大値に対応する容量と同様である。また、完全放電状態であるときの電池Bの容量は、電池Bの負極電位の最大値に対応する容量と同様である。 FIG. 5 is a diagram showing still another example of the capacity open circuit voltage curve of the deteriorated battery B. In the uppermost two-dimensional coordinates shown in FIG. 5, the horizontal axis indicates the capacity [mAh / cm 2 ], the vertical axis indicates the open circuit voltage [V], and the solid line indicates the current in the deteriorated battery B. A capacitance open circuit voltage curve showing the correspondence between the capacitance when no current is flowing and the open circuit voltage (difference between the positive electrode potential and the negative electrode potential of the deteriorated battery B) is shown. Further, in the second two-dimensional coordinates from the top shown in FIG. 5, the horizontal axis indicates the capacity [mAh / cm 2 ], the vertical axis indicates the potential [V], and the broken line indicates the capacity and positive electrode of the deteriorated battery B. The capacity-positive electrode potential curve showing the correspondence relationship with the potential is shown, and the one-point chain line shows the capacity-negative electrode potential curve showing the correspondence relationship between the capacity of the deteriorated battery B and the negative electrode potential. Further, in the third two-dimensional coordinate from the top shown in FIG. 5, the horizontal axis indicates the capacity [mAh / cm 2 ], and the vertical axis indicates the absolute amount of change in the open circuit voltage per unit capacity of the deteriorated battery B. It shows dV / dQ, which is a ratio of values, that is, the slope of the capacitance open circuit voltage curve. Further, as described above, the capacity of the battery B in the fully charged state is the same as the capacity corresponding to the maximum value of the positive electrode potential of the battery B. Further, the capacity of the battery B in the completely discharged state is the same as the capacity corresponding to the maximum value of the negative electrode potential of the battery B.
図5に示す容量−正極電位曲線は、図2に示す容量−正極電位曲線と同様である。すなわち、劣化後の電池Bの正極電位の最大値に対応する容量は、劣化前の電池Bの正極電池の最大値に対応する容量と同様である。 The capacitance-positive electrode potential curve shown in FIG. 5 is similar to the capacitance-positive electrode potential curve shown in FIG. That is, the capacity corresponding to the maximum value of the positive electrode potential of the battery B after deterioration is the same as the capacity corresponding to the maximum value of the positive electrode battery of the battery B before deterioration.
また、図5に示す容量−負極電位曲線は、図2に示す容量−負極電位曲線と比べて、横軸の増加方向(図5の紙面右側方向)に第2所定容量分収縮している。すなわち、劣化後の電池Bの負極電位の最小値に対応する容量は、劣化前の電池Bの負極電位の最小値に対応する容量と同様である。また、劣化後の電池Bの負極電位の最大値に対応する容量は、劣化前の電池Bの負極電位の最大値に対応する容量に比べて、第2所定容量分増加方向にスライドしている。このように、電池Bが劣化することで負極電位の最大値に対応する容量が第2所定容量分増加方向にスライドすると、完全放電状態であるときの電池Bの容量が劣化前後で第2所定容量分増加方向にスライドする。すなわち、容量−正極電位曲線における正極電位の最小値から正極電位の最大値まで充放電を行うことができず、劣化後の電池Bの満充電容量は、劣化前の電池Bの満充電容量に比べて、第2所定容量分減少している。 Further, the capacity-negative electrode potential curve shown in FIG. 5 is contracted by a second predetermined capacity in the increasing direction on the horizontal axis (to the right side of the paper surface in FIG. 5) as compared with the capacity-negative electrode potential curve shown in FIG. That is, the capacity corresponding to the minimum value of the negative electrode potential of the battery B after deterioration is the same as the capacity corresponding to the minimum value of the negative electrode potential of the battery B before deterioration. Further, the capacity corresponding to the maximum value of the negative electrode potential of the battery B after deterioration slides in the increasing direction by the second predetermined capacity as compared with the capacity corresponding to the maximum value of the negative electrode potential of the battery B before deterioration. .. In this way, when the capacity corresponding to the maximum value of the negative electrode potential slides in the increasing direction by the second predetermined capacity due to the deterioration of the battery B, the capacity of the battery B in the completely discharged state becomes the second predetermined before and after the deterioration. Slide in the direction of increasing capacity. That is, charging / discharging cannot be performed from the minimum value of the positive electrode potential in the capacity-positive electrode potential curve to the maximum value of the positive electrode potential, and the full charge capacity of the battery B after deterioration becomes the full charge capacity of the battery B before deterioration. Compared with this, it is reduced by the second predetermined capacity.
また、図2に示す完全放電側基準容量C1に対する図5に示す完全放電側容量C2の収縮率、図2に示す基準ステージ容量D1に対する図5に示すステージ容量D2の収縮率は、互いに同様とする。 Further, the shrinkage ratio of the complete discharge side capacity C2 shown in FIG. 5 with respect to the complete discharge side reference capacity C1 shown in FIG. 2 and the shrinkage ratio of the stage capacity D2 shown in FIG. 5 with respect to the reference stage capacity D1 shown in FIG. 2 are the same as each other. do.
このように、電池Bの劣化によって、容量−負極電位曲線が横軸の増加方向に収縮している場合、その収縮率を算出することができれば、劣化前の電池Bの満充電容量A1に収縮率を乗算することにより、劣化後の電池Bの満充電容量A2を算出することができる。すなわち、劣化後の電池Bの満充電容量を精度よく算出することができる。 In this way, when the capacity-negative electrode potential curve contracts in the increasing direction of the horizontal axis due to the deterioration of the battery B, if the contraction rate can be calculated, the capacity-negative electrode potential curve contracts to the full charge capacity A1 of the battery B before deterioration. By multiplying the rate, the full charge capacity A2 of the deteriorated battery B can be calculated. That is, the full charge capacity of the deteriorated battery B can be calculated accurately.
図1に示す電流計2は、シャント抵抗などにより構成され、電池Bに流れる電流を検出し、その検出した電流を監視ECU4に送る。
The
温度計3は、サーミスタなどにより構成され、電池Bの温度を検出し、その検出した温度を監視ECU4に送る。 The thermometer 3 is composed of a thermistor or the like, detects the temperature of the battery B, and sends the detected temperature to the monitoring ECU 4.
監視ECU4は、プロセッサや記憶部などを備えて構成され、電池Bの電圧を検出する。また、監視ECU4は、CAN(Controller Area Network)通信などを用いて、検出した電圧、電流計2により検出された電流、及び温度計3により検出された温度を電池ECU1に送信する。
The monitoring ECU 4 is configured to include a processor, a storage unit, and the like, and detects the voltage of the battery B. Further, the monitoring ECU 4 transmits the detected voltage, the current detected by the
スイッチSW1、SW2、SW3は、それぞれ、半導体リレー(例えば、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor))または電磁式リレーなどにより構成される。なお、スイッチSW1、SW2、SW3は、電池Bのプラス端子側に接続されていてもよい。 The switches SW1, SW2, and SW3 are each composed of a semiconductor relay (for example, MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)), an electromagnetic relay, or the like. The switches SW1, SW2, and SW3 may be connected to the positive terminal side of the battery B.
スイッチSW1、SW3が導通し、スイッチSW2が遮断すると、インバータ回路Invから電池Bに電力を供給することが可能な状態になるとともに、電池Bからインバータ回路Invに電力を供給することが可能な状態になる。また、スイッチSW1、SW2が導通し、スイッチSW3が遮断すると、充電器Chから電池Bに電力が供給することが可能な状態になる。インバータ回路Invまたは充電器Chから電池Bに電力が供給されると、電池Bが充電され電池Bの充電率(電池Bの満充電容量に対する現在の容量の割合)または電圧が増加し、電池Bからインバータ回路Invに電力が供給されると、電池Bが放電され電池Bの充電率または電圧が減少する。AC充電方式により電池Bが充電される場合、車両Veにおいて、充電器Chから供給される交流電力が直流電力に変換され、その直流電力が電池Bに供給されることで電池Bが充電されるものとする。 When the switches SW1 and SW3 are conductive and the switch SW2 is cut off, the inverter circuit Inv can supply electric power to the battery B, and the battery B can supply electric power to the inverter circuit Inv. become. Further, when the switches SW1 and SW2 are electrically connected and the switch SW3 is cut off, power can be supplied from the charger Ch to the battery B. When power is supplied to the battery B from the inverter circuit Inv or the charger Ch, the battery B is charged and the charge rate of the battery B (the ratio of the current capacity to the full charge capacity of the battery B) or the voltage increases, and the battery B increases. When power is supplied to the inverter circuit Inv from the battery B, the battery B is discharged and the charge rate or voltage of the battery B decreases. When the battery B is charged by the AC charging method, the AC power supplied from the charger Ch is converted into DC power in the vehicle Ve, and the DC power is supplied to the battery B to charge the battery B. Shall be.
電池ECU1は、記憶部11と、プロセッサ12とを備える。
The
記憶部11は、RAM(Random Access Memory)またはROM(Read Only Memory)などにより構成される。なお、記憶部11は、基準満充電容量A1、基準容量B1、完全放電側基準容量C1、基準ステージ容量D1、及び基準ステージ容量E1や所定値などを記憶している。
The
また、プロセッサ12は、取得部121と、推定部122とを備える。なお、プロセッサ12が記憶部11に記憶されているプログラムを実行することにより、取得部121及び推定部122が実現される。制御タイミング毎に、取得部121及び推定部122は、満充電容量推定処理を実行する。
Further, the
<取得部121及び推定部122の動作例(その1)>
まず、取得部121は、劣化前の電池Bが完全放電状態であるときの容量から2つのプラトー領域の間に位置する第1変化領域に対応する容量までの基準容量を記憶部11から読み出すことで取得する。例えば、取得部121は、図2に示す基準容量B1を記憶部11から読み出すことで取得する。または、取得部121は、図2に示す完全放電側基準容量C1を基準容量として記憶部11から読み出すことで取得する。
<Operation example of
First, the
次に、取得部121は、劣化後の電池Bの第1変化領域に対応する容量から劣化後の電池Bが満充電状態であるときの容量までの満充電側容量を測定することで取得する。例えば、取得部121は、図2に示す基準容量B1を基準容量とする場合、図3に示す満充電側容量F2を満充電側容量として測定することで取得する。または、取得部121は、図2に示す完全放電側基準容量C1を基準容量とする場合、図3に示すステージ容量D2と満充電側容量F2との合計容量を満充電側容量として測定することで取得する。
Next, the
そして、推定部122は、基準容量と満充電側容量との加算値を、劣化後の電池Bの満充電容量として推定する。
Then, the
このように取得部121及び推定部122が動作する場合、電池Bの劣化によって容量−負極電位曲線が横軸の増加方向にスライドすることのみで減少した満充電容量を精度よく推定することができる。
When the
<取得部121及び推定部122の動作例(その2)>
まず、取得部121は、劣化後の電池Bの第1変化領域と、第1変化領域とプラトー領域を挟んで隣り合うと共に劣化後の電池Bが満充電状態であるときの容量を含んだ変化領域(図2に示す横軸の右端の変化領域)ではない第2変化領域との間のプラトー領域と、第1変化領域とからなるステージ容量を測定することで取得する。例えば、取得部121は、図4に示すステージ容量D2をステージ容量として測定することで取得する。なお、取得可能なステージ容量が2つ以上ある場合で、かつ、各ステージ容量の大きさが互いに異なる場合、電流検出誤差の影響を考えて、容量が最も大きいステージ容量を採用してもよい。
<Operation example of
First, the
次に、取得部121は、劣化前の電池Bが有する容量開回路電圧曲線において、上記測定したステージ容量に対応する基準ステージ容量を記憶部11から読み出すことで取得する。例えば、取得部121は、図4に示すステージ容量D2をステージ容量として取得する場合、図4に示すステージ容量D2に対応する図2に示す基準ステージ容量D1を記憶部11から読み出すことで取得する。
Next, the
次に、取得部121は、基準ステージ容量に対するステージ容量の収縮率を求める。例えば、取得部121は、図4に示すステージ容量D2をステージ容量として取得する場合、図4に示すステージ容量D2を図2に示す基準ステージ容量D1で除算した値を収縮率とする。
Next, the
次に、取得部121は、基準容量のうちの基準ステージ容量以外の容量と収縮率との乗算値と、ステージ容量との加算値を、満充電側容量に加算される基準容量とする。例えば、取得部121は、図4に示すステージ容量D2をステージ容量として取得する場合、図2に示す完全放電側基準容量C1と収縮率との乗算値と、図4に示すステージ容量D2との加算値を、満充電側容量に加算される基準容量とする。
Next, the
次に、取得部121は、劣化後の電池Bの第1変化領域に対応する容量から劣化後の電池Bが満充電状態であるときの容量までの満充電側容量を測定することで取得する。例えば、取得部121は、図4に示す満充電側容量F2を満充電側容量として測定することで取得する。
Next, the
そして、推定部122は、基準容量と満充電側容量との加算値を、劣化後の電池Bの満充電容量として推定する。
Then, the
このように取得部121及び推定部122が動作する場合、電池Bの劣化によって容量−負極電位曲線が横軸の増加方向にスライドするとともに収縮することで減少した満充電容量を精度よく推定することができる。
When the
また、このように取得部121及び推定部122が動作する場合、電池Bの劣化によって容量−負極電位曲線が横軸の増加方向にスライドすることのみで減少した満充電容量も精度よく推定することができる。
Further, when the
また、このように取得部121及び推定部122が動作する場合、電池Bの劣化によって容量−負極電位曲線が横軸の増加方向に収縮することのみで減少した満充電容量も精度よく推定することができる。
Further, when the
<取得部121及び推定部122の動作例(その3)>
まず、取得部121は、2つのプラトー領域の間に位置する第1変化領域と、第1変化領域とプラトー領域を挟んで隣り合うと共に劣化後の電池Bが満充電状態であるときの容量を含んだ変化領域ではない第2変化領域との間のプラトー領域と第1変化領域とからなるステージ容量を測定することで取得する。例えば、取得部121は、図5に示すステージ容量D2をステージ容量として測定することで取得する。
<Operation example of
First, the
次に、取得部121は、劣化前の電池Bが有する容量開回路電圧曲線において、基準満充電容量及びステージ容量に対応する基準ステージ容量を記憶部11から読み出すことで取得する。例えば、取得部121は、図2に示す基準満充電容量A1を記憶部11から読み出すことで取得する。また、取得部121は、図5に示すステージ容量D2をステージ容量として取得する場合、図5に示すステージ容量D2に対応する図2に示す基準ステージ容量D1を記憶部11から読み出すことで取得する。
Next, the
次に、推定部122は、基準ステージ容量に対するステージ容量の収縮率を求める。例えば、取得部121は、図5に示すステージ容量D2をステージ容量として取得する場合、図5に示すステージ容量D2を図2に示す基準ステージ容量D1で除算した値を収縮率とする。
Next, the
そして、推定部122は、基準満充電容量と収縮率との乗算値を、電池Bの満充電容量として推定する。
Then, the
このように取得部121及び推定部122が動作する場合、電池Bの劣化によって容量−負極電位曲線が横軸の増加方向に収縮することのみで減少した満充電容量を精度よく推定することができる。
When the
<推定部122の動作例(その4)>
まず、推定部122は、取得部122が動作例(その2)を実行することにより満充電容量を算出する場合、すなわち、ステージ容量及び満充電側容量を使用して満充電容量を算出する場合、重みαを第1の値にする。
<Operation example of estimation unit 122 (4)>
First, the
また、推定部122は、取得部122が動作例(その1)または動作例(その3)を実行することにより満充電容量を算出する場合、すなわち、ステージ容量または満充電側容量のみを使用して満充電容量を算出する場合、重みαを第1の値より小さい第2の値にする。
Further, the
そして、推定部122は、前回推定した満充電容量と1から重みαを減算した値との乗算値と、今回算出した満充電容量と重みαとの乗算値との加算値を、電池Bの満充電容量として推定する。
Then, the
これにより、満充電容量の算出に使用されるパラメータ(例えば、ステージ容量や満充電側容量)の数が比較的多く、今回算出した満充電容量が真の満充電容量に近いと推測されるとき、重みαを大きくし、満充電容量の算出に使用されるパラメータの数が比較的少なく、今回算出した満充電容量が真の満充電容量にあまり近くないと推測されるとき、重みαを小さくすることができるため、満充電容量の算出に使用されるパラメータの数の変動に伴う満充電容量の推定精度の変動を抑制することができる。 As a result, when the number of parameters used to calculate the full charge capacity (for example, stage capacity and full charge side capacity) is relatively large, and the full charge capacity calculated this time is estimated to be close to the true full charge capacity. , Increase the weight α, decrease the weight α when the number of parameters used to calculate the full charge capacity is relatively small and it is estimated that the fully charged capacity calculated this time is not very close to the true full charge capacity. Therefore, it is possible to suppress fluctuations in the estimation accuracy of the full charge capacity due to fluctuations in the number of parameters used for calculating the full charge capacity.
図6は、満充電容量推定処理の一例を示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart showing an example of the full charge capacity estimation process.
まず、取得部121は、車両ECU5から送信される充電開始指示を受信することなどにより電池Bの充電が開始されたことを判断すると、現在の電池Bの容量を測定する(ステップS1)。例えば、取得部121は、充電開始時から現在までの電池Bの電流積算値と充電開始時の電池Bの容量との加算値を、現在の電池Bの容量とする。
First, when the
次に、取得部121は、ステップS1で測定した容量に対応する容量開回路電圧曲線上の点が変曲点であるか否かを判断する(ステップS2)。例えば、取得部121は、ステップS1で測定した容量が、変曲点P2に対応する容量、または変曲点P3に対応する容量と一致する場合、ステップS1で測定した容量に対応する容量開回路電圧曲線上の点が変曲点であると判断し、一致しない場合、ステップS1で測定した容量に対応する容量開回路電圧曲線上の点が変曲点でないと判断する。
Next, the
次に、取得部121は、ステップS1で測定した容量に対応する容量開回路電圧曲線上の点が変曲点でないと判断し(ステップS2:No)、かつ、電池Bの充電が終了していないと判断すると(ステップS3:No)、上記ステップS1の処理に戻る。例えば、取得部121は、車両ECU5から送信される充電終了指示を受信していないとき、電池Bの充電が終了していないと判断し、充電終了指示を受信すると、電池Bの充電が終了したと判断する。または、取得部121は、充電プラグが車両Veに接続されているとき、電池Bの充電が終了していないと判断し、充電プラグが車両Veに接続されていないとき、電池Bの充電が終了したと判断する。
Next, the
一方、取得部121は、ステップS1で測定した容量に対応する容量開回路電圧曲線上の点が変曲点であると判断すると(ステップS2:Yes)、その変曲点に対応する容量をその変曲点と対応付けて記憶部11に記憶させ(ステップS3)、ステップS1の処理に戻る。
On the other hand, when the
また、取得部121は、電池Bの充電が終了したと判断すると(ステップS3:Yes)、電池Bの充電が終了する直前にステップS1で測定した容量を記憶部11に記憶させる(ステップS5)。
Further, when the
次に、取得部121は、記憶部11に記憶されている変曲点の数がゼロであると判断すると(ステップS6:No、ステップS7:No)、または、変曲点の数が1であると判断し(ステップS6:No、ステップS7:Yes)、かつ、電池Bが満充電状態でないと判断すると(ステップS8:No)、重みαをゼロとする(ステップS9)。例えば、充電開始時の電池Bの容量及び充電終了時の電池Bの容量がそれぞれ変曲点P2に対応する容量と変曲点P3に対応する容量との間に位置している場合、取得部121は、記憶部11に記憶されている変曲点の数がゼロであると判断する。また、充電開始時の電池Bの容量が変曲点P2に対応する容量と変曲点P3に対応する容量との間に位置し、充電終了時の電池Bの容量が変曲点P3に対応する容量と満充電状態であるときの電池Bの容量との間に位置している場合、取得部121は、記憶部11に記憶されている変曲点の数が1であると判断し、かつ、電池Bが満充電状態でないと判断する。
Next, when the
次に、推定部122は、下記式1を計算することにより、今回の充電時の電池Bの満充電容量を推定する(ステップS10)。
Next, the
今回の推定満充電容量=前回の推定満充電容量×(1−重みα)+今回算出した満充電容量A2×重みα ・・・式1
Estimated full charge capacity this time = Estimated full charge capacity last time x (1-weight α) + Full charge capacity A2 calculated this time x Weight α ...
なお、変曲点の数がゼロである場合、または、変曲点の数が1である場合で、かつ、電池Bが満充電状態でない場合、上記式1の重みαがゼロになるため、今回の充電時に推定された電池Bの満充電容量は前回の充電時に推定された電池Bの満充電容量と同様になる。
When the number of inflection points is zero, or when the number of inflection points is 1, and the battery B is not in a fully charged state, the weight α of the
また、取得部121は、記憶部11に記載されている変曲点の数が2つ以上であると判断し(ステップS6:Yes)、かつ、電池Bが満充電状態でないと判断すると(ステップS11:No)、ステージ容量を測定し記憶部11に記憶させる(ステップS12)。例えば、充電開始時の電池Bの容量が変曲点P1に対応する容量と変曲点P2に対応する容量との間に位置し、充電終了時の電池Bの容量が変曲点P3に対応する容量と満充電状態であるときの電池Bの容量との間に位置している場合、取得部121は、記憶部11に記載されている変曲点の数が2つ以上であると判断し、かつ、電池Bが満充電状態でないと判断する。また、取得部121は、記憶部11に記憶されている、変曲点P3に対応する容量から変曲点P2に対応する容量を減算した容量を、ステージ容量D2として記憶部11に記憶させる。
Further, the
また、取得部121は、変曲点の数が2つ以上であると判断し(ステップS6:Yes)、かつ、電池Bが満充電状態であると判断すると(ステップS11:Yes)、ステージ容量及び満充電側容量を測定し記憶部11に記憶させる(ステップS13)。例えば、充電開始時の電池Bの容量が変曲点P1に対応する容量と変曲点P2に対応する容量との間に位置し、充電終了時の電池Bの容量が満充電状態であるときの電池Bの容量に位置している場合、取得部121は、変曲点の数が2つ以上であると判断し、かつ、電池Bが満充電状態であると判断する。また、取得部121は、記憶部11に記憶されている、変曲点P3に対応する容量から変曲点P2に対応する容量を減算した容量を、ステージ容量D2として記憶部11に記憶させる。また、取得部121は、記憶部11に記憶されている、満充電状態であるときの電池Bの容量から変曲点P3に対応する容量を減算した容量を、満充電側容量F2として記憶部11に記憶させる。
Further, when the
また、取得部121は、変曲点の数が1つであると判断し(ステップS6:No、ステップS7:Yes)、かつ、電池Bが満充電状態であると判断すると(ステップS8:Yes)、満充電側容量を測定し記憶部11に記憶させる(ステップS14)。例えば、充電開始時の電池Bの容量が変曲点P2に対応する容量と変曲点P3に対応する容量との間に位置し、充電終了時の電池Bの容量が満充電状態であるときの電池Bの容量に位置している場合、取得部121は、変曲点の数が1つであると判断し、かつ、電池Bが満充電状態であると判断する。また、取得部121は、記憶部11に記憶されている、満充電状態であるときの電池Bの容量から変曲点P3に対応する容量を減算した容量を、満充電側容量F2として記憶部11に記憶させる。
Further, the
次に、推定部122は、満充電側容量が測定されていると判断し(ステップS15:Yes)、かつ、ステージ容量が測定されていないと判断すると(ステップS16:No)、下記式2を計算することにより、今回の充電時の電池Bの満充電容量を算出し(ステップS17)、重みαを第1の値より小さい第2の値とし(ステップS18)、上記式1を計算することにより、今回の充電時の電池Bの満充電容量を推定する(ステップS10)。
Next, when the
今回算出した満充電容量=基準容量+満充電側容量 ・・・式2
Fully charged capacity calculated this time = Standard capacity + Fully charged side capacity ・ ・ ・
また、推定部122は、満充電側容量が測定されていると判断し(ステップS15:Yes)、かつ、ステージ容量が測定されていると判断すると(ステップS16:Yes)、下記式3を計算することにより、今回の充電時の電池Bの満充電容量を算出し(ステップS19)、重みαを第1の値とし(ステップS20)、上記式1を計算することにより、今回の充電時の電池Bの満充電容量を推定する(ステップS10)。
Further, when the
今回算出した満充電容量=(完全放電側基準容量)×(ステージ容量/基準ステージ容量)+ステージ容量+満充電側容量 ・・・式3 Full charge capacity calculated this time = (Complete discharge side reference capacity) x (Stage capacity / Reference stage capacity) + Stage capacity + Full charge side capacity ・ ・ ・ Equation 3
また、推定部122は、満充電側容量が測定されていないと判断し(ステップS15:No)、かつ、ステージ容量が測定されていると判断すると(ステップS21:Yes)、下記式4を計算することにより、今回の充電時の電池Bの満充電容量を算出し(ステップS22)、重みαを第2の値とし(ステップS23)、上記式1を計算することにより、今回の充電時の電池Bの満充電容量を推定する(ステップS10)。
Further, when the
今回算出した満充電容量=基準満充電容量×(ステージ容量/基準ステージ容量) ・・・式4 Full charge capacity calculated this time = Standard full charge capacity x (Stage capacity / Reference stage capacity) ・ ・ ・ Equation 4
なお、推定部122は、満充電側容量が測定されていないと判断し(ステップS15:No)、かつ、ステージ容量が測定されていないと判断すると(ステップS21:No)、重みαをゼロとし(ステップS9)、上記式1を計算することにより、今回の充電時の電池Bの満充電容量を推定する(ステップS10)。
When the
<満充電容量の算出例(その1)>
充電開始時の電池Bの容量が変曲点P2に対応する容量と変曲点P3に対応する容量との間に位置し、充電終了時の電池Bの容量が満充電状態であるときの容量に位置する場合を想定する。
<Calculation example of full charge capacity (1)>
The capacity of the battery B at the start of charging is located between the capacity corresponding to the inflection point P2 and the capacity corresponding to the inflection point P3, and the capacity of the battery B at the end of charging is the capacity when the battery is fully charged. It is assumed that it is located in.
この場合、取得部121は、図2に示す基準容量B1及び図3に示す満充電側容量F2を取得する。
In this case, the
また、推定部122は、下記式5の計算結果を、劣化後の電池Bの満充電容量A2として算出する。
Further, the
満充電容量A2=基準容量B1+満充電側容量F2 ・・・式5
Full charge capacity A2 = Reference capacity B1 + Full charge side capacity F2 ・ ・ ・
<満充電容量の算出例(その2)>
充電開始時の電池Bの容量が変曲点P1に対応する容量と変曲点P2に対応する容量との間に位置し、充電終了時の電池Bの容量が満充電状態であるときの容量に位置する場合を想定する。
<Calculation example of full charge capacity (2)>
The capacity of the battery B at the start of charging is located between the capacity corresponding to the inflection point P1 and the capacity corresponding to the inflection point P2, and the capacity of the battery B at the end of charging is the capacity when the battery is fully charged. It is assumed that it is located in.
この場合、取得部121は、図2に示す完全放電側基準容量C1、基準ステージ容量D1、並びに、図4に示すステージ容量D2及び満充電側容量F2を取得する。
In this case, the
また、推定部122は、下記式6の計算結果を、劣化後の電池Bの満充電容量A2として算出する。
Further, the
満充電容量A2=(完全放電側基準容量C1)×(ステージ容量D2/基準ステージ容量D1)+ステージ容量D2+満充電側容量F2 ・・・式6
Full charge capacity A2 = (Complete discharge side reference capacity C1) x (Stage capacity D2 / Reference stage capacity D1) + Stage capacity D2 + Full charge side capacity F2 ...
<満充電容量の算出例(その3)>
充電開始時の電池Bの容量が変曲点P1に対応する容量と変曲点P2に対応する容量との間に位置し、充電終了時の電池Bの容量が変曲点P3に対応する容量と満充電状態であるときの容量との間に位置する場合を想定する。
<Calculation example of full charge capacity (3)>
The capacity of the battery B at the start of charging is located between the capacity corresponding to the inflection point P1 and the capacity corresponding to the inflection point P2, and the capacity of the battery B at the end of charging corresponds to the capacity at the inflection point P3. It is assumed that the battery is located between the capacity and the capacity when the battery is fully charged.
この場合、取得部121は、図2に示す基準満充電容量A1及び基準ステージ容量D1、並びに、図5に示すステージ容量D2を取得する。
In this case, the
また、推定部122は、下記式7の計算結果を、劣化後の電池Bの満充電容量A2として算出する。
Further, the
満充電容量A2=基準満充電容量A1×(ステージ容量D2/基準ステージ容量D1) ・・・式7 Full charge capacity A2 = Standard full charge capacity A1 x (stage capacity D2 / reference stage capacity D1) ... Equation 7
このように実施形態の蓄電装置BPによれば、プラトー領域と変化領域とを有する電池Bが劣化することによって、容量−負極電位曲線が横軸の増加方向にスライドしたり収縮したりして満充電容量が減少していても、その満充電容量を精度よく推定することができる。 As described above, according to the power storage device BP of the embodiment, the capacity-negative electrode potential curve slides or contracts in the increasing direction of the horizontal axis due to the deterioration of the battery B having the plateau region and the changing region. Even if the charge capacity is reduced, the full charge capacity can be estimated accurately.
また、実施形態の蓄電装置BPによれば、任意の制御タイミングにおいて、満充電容量を推定することができるため、開回路電圧を複数の変化領域にて取得できるまで満充電容量の推定を待つ場合に比べて、満充電容量の推定頻度を高くすることができる。 Further, according to the power storage device BP of the embodiment, since the full charge capacity can be estimated at an arbitrary control timing, the case of waiting for the estimation of the full charge capacity until the open circuit voltage can be acquired in a plurality of change regions. The estimation frequency of the full charge capacity can be increased as compared with the above.
<プロセッサ12の他の動作>
プロセッサ12は、スイッチSW1、SW2、SW3の動作を制御するとともに、CAN通信などにより監視ECU4及び車両ECU5と通信を行う。
<Other operations of
The
すなわち、プロセッサ12は、ユーザによるイグニッションスイッチの操作によりイグニッションオフからイグニッションオンに切り替わった旨を車両ECU5から受信すると、スイッチSW1、SW3を遮断状態から導通状態に切り替えるとともにスイッチSW2を遮断状態のままにし、監視ECU4から送信される電圧、電流、及び温度などを用いて電池Bの充電率を推定し、その推定した充電率に応じた入力電力指令値Winまたは出力電力指令値Woutを車両ECU5に送信する。
That is, when the
また、プロセッサ12は、電池Bの充電率が第1の下限閾値以下になると、制限後の出力電力指令値Woutを車両ECU5に送信し、電池Bの充電率が第1の上限閾値以上になると、制限後の入力電力指令値Winを車両ECU5に送信する。車両ECU5は、出力電力指令値Woutに応じた電力が電池Bからインバータ回路Invに供給されるようにインバータ回路Invの動作を制御するとともに、入力電力指令値Winに応じた電力がインバータ回路Invから電池Bに供給されるようにインバータ回路Invの動作を制御する。車両ECU5は、出力電力指令値Woutまたは入力電力指令値Winが制限されると、インバータ回路Invのスイッチのオン、オフを制御する制御信号のデューティ比を小さくすることにより、電池Bからインバータ回路Invに供給される電力またはインバータ回路Invから電池Bに供給される電力を制限する。
Further, when the charge rate of the battery B becomes equal to or less than the first lower limit threshold value, the
また、プロセッサ12は、電池Bの充電率が第1の下限閾値より小さい第2の下限閾値以下になると、または、電池Bの充電率が第1の上限閾値より大きい第2の上限閾値以上になると、スイッチSW1、SW2、SW3を遮断することにより、電池Bからインバータ回路Invに電力が供給されること、インバータ回路Invから電池Bに電力が供給されること、及び充電器Chから電池Bに電力が供給されることを禁止する。なお、第2の下限閾値は、電池Bが過放電状態になる直前の電池Bの充電率とし、第2の上限閾値は、電池Bが過充電状態になる直前の電池Bの充電率とする。これにより、電池Bが過充電状態または過放電状態になることを防止することができる。
Further, in the
また、プロセッサ12は、スイッチSW1及びスイッチSW2またはスイッチSW1及びスイッチSW3を導通させているとき、監視ECU4から送信される電圧が過電圧閾値以上になると、または、監視ECU4から送信される電流が過電流閾値以上になると、または、監視EUC4から送信される温度が過温度閾値以上になると、電池Bに異常が発生したと判断し、その旨を車両ECU5に送信する。車両ECU5は、電池Bに異常が発生した旨を受信すると、電池Bからインバータ回路Invに電力が供給されること、インバータ回路Invから電池Bに電力が供給されること、及び充電器Chから電池Bに電力が供給されることを禁止する。
Further, in the
また、プロセッサ12は、ユーザによるイグニッションスイッチの操作によりイグニッションオンからイグニッションオフに切り替わった旨を車両ECU5から受信すると、スイッチSW1、SW3を導通状態から遮断状態に切り替えるとともにスイッチSW2を遮断状態のままにする。
Further, when the
また、プロセッサ12は、充電器Chと車両Veとが充電ケーブルなどを介して電気的に接続された後、電池Bの充電開始指示を車両ECU5から受信すると、スイッチSW1、SW2を導通させるとともにスイッチSW3を遮断状態にし、監視ECU4から送信される電圧、電流、及び温度を用いて電池Bの充電率を算出し、充電率に応じた電流指令値を車両ECU5に送信する。車両ECU5は、電流指令値に応じた電流が充電器Chから電池Bに供給されるように電流指令値を充電器Chに送信する。
Further, when the charger Ch and the vehicle Ve are electrically connected via a charging cable or the like and then the charging start instruction of the battery B is received from the
本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various improvements and changes can be made without departing from the gist of the present invention.
1 電池ECU
2 電流計
3 温度計
4 監視ECU
5 車両ECU
11 記憶部
12 プロセッサ
121 取得部
122 推定部
Ve 車両
BP 蓄電装置
Inv インバータ回路
M モータ
Ch 充電器
SW1、SW2、SW3 スイッチ
1 Battery ECU
2 Ammeter 3 Thermometer 4 Monitoring ECU
5 Vehicle ECU
11
Claims (4)
劣化前の前記電池が完全放電状態であるときの容量から2つの前記プラトー領域の間に位置する第1変化領域に対応する容量までの基準容量を記憶部から読み出すことで取得するとともに、劣化後の前記電池の前記第1変化領域に対応する容量から劣化後の前記電池が満充電状態であるときの容量までの満充電側容量を測定することで取得する取得部と、
前記基準容量と前記満充電側容量との加算値を、劣化後の前記電池の満充電容量として推定する推定部と、
を備える蓄電装置。 In two-dimensional coordinates where the horizontal axis indicates the capacity and the vertical axis indicates the open circuit voltage, a plurality of plateau regions in which the ratio of the amount of change in the open circuit voltage per unit capacity is equal to or less than a predetermined value, and the ratio is from the predetermined value. A battery having a large plurality of variable regions and having a capacitive open circuit voltage curve in which at least one of the variable regions is located between the two plateau regions.
The reference capacity from the capacity when the battery before deterioration is in a completely discharged state to the capacity corresponding to the first change region located between the two plateau regions is obtained by reading from the storage unit, and after deterioration. The acquisition unit acquired by measuring the fully charged side capacity from the capacity corresponding to the first change region of the battery to the capacity when the battery after deterioration is in a fully charged state.
An estimation unit that estimates the sum of the reference capacity and the fully charged capacity as the fully charged capacity of the battery after deterioration.
A power storage device equipped with.
前記取得部は、
前記第1変化領域に対応する容量と、前記第1変化領域と前記プラトー領域を挟んで隣り合うと共に劣化後の前記電池が満充電状態であるときの容量を含んだ前記変化領域ではない第2変化領域に対応する容量と、の間の容量であるステージ容量を測定することで取得し、
劣化前の前記電池が有する前記容量開回路電圧曲線において、前記ステージ容量に対応する基準ステージ容量を前記記憶部から読み出すことで取得し、
前記基準ステージ容量に対する前記ステージ容量の収縮率を求め、
前記基準容量のうちの前記基準ステージ容量以外の容量と前記収縮率との乗算値と、前記ステージ容量との加算値を、前記満充電側容量に加算される前記基準容量とする
ことを特徴とする蓄電装置。 The power storage device according to claim 1.
The acquisition unit
A second non-change region that includes the capacity corresponding to the first change region and the capacity when the first change region and the plateau region are adjacent to each other and the deteriorated battery is in a fully charged state. Obtained by measuring the stage capacity, which is the capacity between the capacity corresponding to the changing region,
In the capacity open circuit voltage curve of the battery before deterioration, the reference stage capacity corresponding to the stage capacity is obtained by reading from the storage unit.
The shrinkage rate of the stage capacity with respect to the reference stage capacity was obtained.
The feature is that the multiplication value of the reference capacity other than the reference stage capacity, the shrinkage rate, and the stage capacity is used as the reference capacity to be added to the fully charged side capacity. Power storage device.
前記推定部は、
前記取得部が、前記第1変化領域と、前記第1変化領域と前記プラトー領域を挟んで隣り合うと共に劣化後の前記電池が満充電状態であるときの容量を含んだ前記変化領域ではない第2変化領域との間の前記プラトー領域と、前記第1変化領域とからなるステージ容量を測定することで取得し、劣化前の前記電池が有する前記容量開回路電圧曲線において、前記ステージ容量に対応する基準ステージ容量を前記記憶部から読み出すことで取得し、前記基準ステージ容量に対する前記ステージ容量の収縮率を求め、前記基準容量のうちの前記基準ステージ容量以外の容量と前記収縮率との乗算値と、前記ステージ容量との加算値を、前記満充電側容量に加算される前記基準容量とする場合、重みを第1の値にし、
前記取得部が、前記基準容量を前記記憶部から読み出すことのみで取得する場合、前記重みを前記第1の値より小さい第2の値にし、
前回推定した満充電容量と1から前記重みを減算した値との乗算値と、今回算出した満充電容量と前記重みとの乗算値との加算値を、前記電池の満充電容量として推定する
ことを特徴とする蓄電装置。 The power storage device according to claim 1.
The estimation unit
The acquisition unit is not the change region including the capacity when the first change region, the first change region, and the plateau region are adjacent to each other and the deteriorated battery is in a fully charged state. Obtained by measuring the stage capacity including the plateau region between the two change regions and the first change region, and corresponds to the stage capacity in the capacity open circuit voltage curve of the battery before deterioration. The reference stage capacity to be used is obtained by reading from the storage unit, the shrinkage rate of the stage capacity with respect to the reference stage capacity is obtained, and the product of the reference capacity other than the reference stage capacity and the shrinkage rate. And, when the added value with the stage capacity is the reference capacity to be added to the fully charged side capacity, the weight is set to the first value.
When the acquisition unit acquires the reference capacitance only by reading it from the storage unit, the weight is set to a second value smaller than the first value.
The value obtained by multiplying the previously estimated full charge capacity by the value obtained by subtracting the weight from 1 and the sum of the value calculated this time by the full charge capacity and the weight are estimated as the full charge capacity of the battery. A power storage device characterized by.
2つの前記プラトー領域の間に位置する第1変化領域と、前記第1変化領域と前記プラトー領域を挟んで隣り合うと共に劣化後の前記電池が満充電状態であるときの容量を含んだ前記変化領域ではない第2変化領域との間の前記プラトー領域と前記第1変化領域とからなるステージ容量を測定することで取得するとともに、劣化前の前記電池が有する前記容量開回路電圧曲線において、基準満充電容量及び前記ステージ容量に対応する基準ステージ容量を記憶部から読み出すことで取得する取得部と、
前記基準ステージ容量に対する前記ステージ容量の収縮率を求め、前記基準満充電容量と前記収縮率との乗算値を、前記電池の満充電容量として推定する推定部と、
を備える蓄電装置。
In two-dimensional coordinates where the horizontal axis indicates the capacity and the vertical axis indicates the open circuit voltage, a plurality of plateau regions in which the ratio of the amount of change in the open circuit voltage per unit capacity is equal to or less than a predetermined value, and the ratio is from the predetermined value. A battery having a large plurality of change regions and at least one said change region located between the two plateau regions.
The change including the capacity when the first change region located between the two plateau regions, the first change region and the plateau region are adjacent to each other and the deteriorated battery is in a fully charged state. It is acquired by measuring the stage capacitance including the plateau region and the first change region between the second change region which is not a region, and is also referred to in the capacity open circuit voltage curve of the battery before deterioration. An acquisition unit that acquires the full charge capacity and the reference stage capacity corresponding to the stage capacity by reading them from the storage unit.
An estimation unit that obtains the shrinkage rate of the stage capacity with respect to the reference stage capacity and estimates the product of the reference full charge capacity and the shrinkage rate as the full charge capacity of the battery.
A power storage device equipped with.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2020046747A JP2021150076A (en) | 2020-03-17 | 2020-03-17 | Power storage device |
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JP2020046747A JP2021150076A (en) | 2020-03-17 | 2020-03-17 | Power storage device |
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ID=77849249
Family Applications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023053195A1 (en) * | 2021-09-28 | 2023-04-06 | 武蔵精密工業株式会社 | Storage battery management device and method for managing storage battery |
WO2024004780A1 (en) * | 2022-06-30 | 2024-01-04 | 株式会社Gsユアサ | Estimating device, electric power storage device, estimating method, and computer program |
-
2020
- 2020-03-17 JP JP2020046747A patent/JP2021150076A/en active Pending
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WO2024004780A1 (en) * | 2022-06-30 | 2024-01-04 | 株式会社Gsユアサ | Estimating device, electric power storage device, estimating method, and computer program |
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