JP2022101196A - Deterioration estimation device, deterioration estimation method, and computer program - Google Patents

Deterioration estimation device, deterioration estimation method, and computer program Download PDF

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Abstract

To provide a deterioration estimation device, a deterioration estimation method, and a computer program, capable of estimating the deterioration of a power storage device at the time of shutdown.SOLUTION: A deterioration estimation unit 4 includes a first deriving unit 41 for deriving a first SOC of a power storage device 3 at the time of suspension of the use of the device 3, an acquiring unit 41 for acquiring temperature information during the period of suspension, a second deriving unit 41 for deriving a second SOC before resuming use of the power storage device 3, a third deriving unit 41 for deriving a self-discharge rate on the basis of the first SOC, the second SOC, the temperature information, and the period of suspension, and an estimation unit 41 for estimating the degree of deterioration of the power storage device 3 on the basis of the derived self-discharge rate.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、蓄電素子の停止時の劣化を推定する劣化推定装置、劣化推定方法、及びコンピュータプログラムに関する。 The present invention relates to a deterioration estimation device for estimating deterioration when a power storage element is stopped, a deterioration estimation method, and a computer program.

電気エネルギーを蓄積し、必要な時に動力源としてエネルギーを供給できる蓄電素子が利用されている。蓄電素子は、携帯機器、電源装置、自動車や鉄道を含む輸送機器、航空・宇宙・建設用を含む産業用機器等に適用されている。 A power storage element that can store electrical energy and supply energy as a power source when needed is used. The power storage element is applied to portable equipment, power supply equipment, transportation equipment including automobiles and railways, industrial equipment including aerospace and construction equipment, and the like.

リチウムイオン二次電池等の蓄電素子(以下、電池という)は、充放電が繰り返されることで徐々に劣化する。
電池の使用可否、使用方法を決定する上で、電池のSOH(State of Health:容量維持率等)を容易に、かつ正確に推定することは重要な課題である。
A power storage element (hereinafter referred to as a battery) such as a lithium ion secondary battery gradually deteriorates due to repeated charging and discharging.
It is an important issue to easily and accurately estimate the SOH (State of Health: capacity retention rate, etc.) of a battery in determining whether or not the battery can be used and how to use the battery.

一例として、抵抗の増加と、劣化度合との関係を求めておき、該関係に基づいてSOHを推定する。特許文献1には、電池の温度、並びに電流及び電圧から算出された内部抵抗に基づいて電池の充電状態を算出する二次電池システムの発明が開示されている。 As an example, the relationship between the increase in resistance and the degree of deterioration is obtained, and SOH is estimated based on the relationship. Patent Document 1 discloses an invention of a secondary battery system that calculates a battery charge state based on a battery temperature and an internal resistance calculated from current and voltage.

特開2019-124612号公報JP-A-2019-124612

電池が自動車に備えられる場合、上述の技術は、走行中(電池の使用時)の情報を統計的に処理して劣化を検知するため、停止中(電池の不使用時)の劣化を検知することができない。自動車以外の用途においても、同様に電池の停止中に劣化を検知することができない。 When a battery is installed in an automobile, the above-mentioned technique statistically processes information while driving (when the battery is in use) to detect deterioration, and thus detects deterioration when the vehicle is stopped (when the battery is not in use). I can't. Similarly, in applications other than automobiles, deterioration cannot be detected while the battery is stopped.

本発明の目的は、停止時に蓄電素子の劣化を推定することが可能な劣化推定装置、劣化推定方法、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 deterioration estimation device, a deterioration estimation method, and a computer program capable of estimating deterioration of a power storage element when stopped.

本発明の一態様に係る劣化推定装置は、蓄電素子の使用停止時の第1SOCを導出する第1導出部と、停止期間中の温度情報を取得する取得部と、前記蓄電素子の使用再開前の第2SOCを導出する第2導出部と、前記第1SOC、前記第2SOC、前記温度情報、及び前記停止期間に基づいて、自己放電率を導出する第3導出部と、導出した前記自己放電率に基づいて、蓄電素子の劣化の度合を推定する推定部とを備える。 The deterioration estimation device according to one aspect of the present invention includes a first derivation unit for deriving the first SOC when the power storage element is stopped, an acquisition unit for acquiring temperature information during the stop period, and before resuming the use of the power storage element. A second derivation unit for deriving the second SOC, a third derivation unit for deriving the self-discharge rate based on the first SOC, the second SOC, the temperature information, and the stop period, and the derived self-discharge rate. It is provided with an estimation unit for estimating the degree of deterioration of the power storage element based on the above.

本発明の一態様に係る劣化推定方法は、蓄電素子の使用停止時の第1SOCを導出し、停止期間中の温度情報を取得し、前記蓄電素子の使用再開前の第2SOCを導出し、前記第1SOC、前記第2SOC、前記温度情報、及び前記停止期間に基づいて、自己放電率を導出し、導出した自己放電率に基づいて、蓄電素子の劣化の度合を推定する。 In the deterioration estimation method according to one aspect of the present invention, the first SOC when the power storage element is stopped is derived, the temperature information during the stop period is acquired, and the second SOC before the restart of use of the power storage element is derived. The self-discharge rate is derived based on the first SOC, the second SOC, the temperature information, and the stop period, and the degree of deterioration of the power storage element is estimated based on the derived self-discharge rate.

本発明の一態様に係るコンピュータプログラムは、蓄電素子の使用停止時の第1SOCを導出し、停止期間中の温度情報を取得し、前記蓄電素子の使用再開前の第2SOCを導出し、前記第1SOC、前記第2SOC、前記温度情報、及び前回停止期間に基づいて、自己放電率を導出し、導出した自己放電率に基づいて、蓄電素子の劣化の度合を推定する処理をコンピュータに実行させる。 The computer program according to one aspect of the present invention derives the first SOC when the power storage element is stopped, acquires the temperature information during the stop period, derives the second SOC before resuming the use of the power storage element, and obtains the first SOC. The self-discharge rate is derived based on the 1 SOC, the second SOC, the temperature information, and the previous stop period, and the computer is made to execute a process of estimating the degree of deterioration of the power storage element based on the derived self-discharge rate.

本発明においては、蓄電素子の停止期間の劣化の度合を精度良く推定することができる。 In the present invention, the degree of deterioration of the power storage element during the stop period can be estimated with high accuracy.

蓄電素子の停止期間と自己放電率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the stop period of a power storage element, and the self-discharge rate. 実施形態1に係る充放電システム及びサーバの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the charge / discharge system and the server which concerns on Embodiment 1. FIG. SOCと係数kとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between SOC and a coefficient k. 温度25℃における3 √tとΔVとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between 3 √t and ΔV at a temperature of 25 degreeC. 1000/Tとlnkとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between 1000 / T and lnk. SOC65%における3 √tとΔVとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between 3 √t and ΔV in SOC 65%. 電池モジュールの斜視図である。It is a perspective view of a battery module. 制御部による容量維持率の導出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 derivation process of the capacity maintenance rate by a control unit. 自己放電率と、容量維持率との第5関係を示すグラフの一例である。This is an example of a graph showing the fifth relationship between the self-discharge rate and the capacity retention rate. 実施形態2に係る制御部の容量維持率の導出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 derivation process of the capacity maintenance rate of the control part which concerns on Embodiment 2.

(実施形態の概要)
本発明者等は、蓄電素子の停止期間における、単位期間当たりのΔSOC(自己放電率)が、経過時間が長くなるのに従い、即ち劣化が進行するのに従い、小さくなり、かつΔSOCの減少量が漸減することを見出した。
図1は、蓄電素子の停止期間と自己放電率との関係を示すグラフである。図1の横軸は停止期間(日)、縦軸は自己放電率(%)である。図1においては、蓄電素子の温度が45℃であり、停止時のSOC1 (第1SOC)が85%であり、停止期間が30日である場合の自己放電率(30日当たりのΔSOC)をプロットしている。図1に示すように、経過時間が長くなるのに従い、自己放電率が小さくなり、自己放電率の減少量も小さくなることが分かる。これは、蓄電素子の劣化の進行に従い、蓄電素子内での副反応量が小さくなるためであると推察される。
(Outline of Embodiment)
In the present inventors, the ΔSOC (self-discharge rate) per unit period during the shutdown period of the power storage element decreases as the elapsed time increases, that is, as the deterioration progresses, and the amount of decrease in ΔSOC decreases. I found that it gradually decreased.
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the stop period of the power storage element and the self-discharge rate. The horizontal axis of FIG. 1 is the stop period (day), and the vertical axis is the self-discharge rate (%). In FIG. 1, the self-discharge rate (ΔSOC per 30 days) when the temperature of the power storage element is 45 ° C., the SOC1 (first SOC) at the time of stoppage is 85%, and the stoppage period is 30 days is plotted. ing. As shown in FIG. 1, it can be seen that as the elapsed time increases, the self-discharge rate decreases and the amount of decrease in the self-discharge rate also decreases. It is presumed that this is because the amount of side reactions in the power storage element decreases as the deterioration of the power storage element progresses.

自己放電率は、第1SOC及び停止期間が同一であっても温度履歴に応じて異なる。温度が高い場合、自己放電率は大きくなる。また、自己放電率は停止期間及び温度が同一であっても第1SOCに応じて異なる。第1SOCと、蓄電素子の使用再開前のOCV等により求めた第2SOCとの差分に基づいて自己放電率を求め、自己放電率と劣化の度合との関係に基づいて劣化の度合を推定する場合、第1SOC及び温度履歴の影響を考慮していないことになる。本発明者等は、第1SOC、第2SOC、温度履歴、及び停止期間に基づいて自己放電率を導出し、導出した自己放電率、及び前記関係に基づいて良好に劣化の度合を推定できることを見出し、本発明を完成した。 The self-discharge rate differs depending on the temperature history even if the first SOC and the stop period are the same. When the temperature is high, the self-discharge rate becomes large. Further, the self-discharge rate differs depending on the first SOC even if the stop period and the temperature are the same. When the self-discharge rate is obtained based on the difference between the first SOC and the second SOC obtained by OCV or the like before resuming the use of the power storage element, and the degree of deterioration is estimated based on the relationship between the self-discharge rate and the degree of deterioration. , The influence of the first SOC and the temperature history is not taken into consideration. The present inventors have found that the self-discharge rate can be derived based on the first SOC, the second SOC, the temperature history, and the stop period, and the degree of deterioration can be satisfactorily estimated based on the derived self-discharge rate and the above relationship. , The present invention has been completed.

即ち実施形態に係る劣化推定装置は、蓄電素子の使用停止時の第1SOCを導出する第1導出部と、停止期間中の温度情報を取得する取得部と、前記蓄電素子の使用再開前の第2SOCを導出する第2導出部と、前記第1SOC、前記第2SOC、前記温度情報、及び前記停止期間に基づいて、自己放電率を導出する第3導出部と、導出した前記自己放電率に基づいて、蓄電素子の劣化の度合を推定する推定部とを備える。 That is, the deterioration estimation device according to the embodiment has a first derivation unit that derives the first SOC when the power storage element is stopped, an acquisition unit that acquires temperature information during the stop period, and a first unit before resuming the use of the power storage element. Based on the second out-licensing unit that derives the 2SOC, the third out-licensing unit that derives the self-discharge rate based on the first SOC, the second SOC, the temperature information, and the outage period, and the derived self-discharge rate. It also includes an estimation unit that estimates the degree of deterioration of the power storage element.

ここで、蓄電素子の使用停止時とは、蓄電素子の使用が停止されたタイミングと全く同一のタイミングに限らず、停止直前又は停止直後のタイミングを含んでよい。例えば、第1導出部が導出する第1SOCは、停止前の最後の取得タイミングで得られたSOCであってもよい。代替的に、停止期間に入った直後に得られたSOCであってもよい。この場合、蓄電素子の停止期間に入った後、SOCを取得してから、システムを完全停止させてもよい。蓄電素子の使用再開前とは、蓄電素子の使用再開時にSOC-OCV曲線等により取得したSOCであってもよい。代替的に、使用再開後の最初のSOC取得タイミングで電流積算法等により得られたSOCでもよい。この場合、蓄電素子の使用再開のタイミングに到達した後、SOC-OCV曲線等によりSOCを取得してから、システムを完全に再開させてもよい。
上記構成によれば、電気自動車などの既存のシステムに組み込むことにより、第1SOC、温度情報、及び停止期間を加味して自己放電率を精度良く求めることができ、良好に蓄電素子の停止時の劣化の度合を推定できる。
Here, the time when the use of the power storage element is stopped is not limited to the timing exactly the same as the timing when the use of the power storage element is stopped, and may include the timing immediately before or immediately after the stop. For example, the first SOC derived by the first derivation unit may be the SOC obtained at the last acquisition timing before the stop. Alternatively, it may be an SOC obtained immediately after entering the suspension period. In this case, after entering the stop period of the power storage element, the SOC may be acquired and then the system may be completely stopped. Before resuming the use of the power storage element, the SOC may be acquired by the SOC-OCV curve or the like when the use of the power storage element is resumed. Alternatively, an SOC obtained by a current integration method or the like at the first SOC acquisition timing after resumption of use may be used. In this case, after reaching the timing of resuming the use of the power storage element, the SOC may be acquired by the SOC-OCV curve or the like, and then the system may be completely restarted.
According to the above configuration, by incorporating it into an existing system such as an electric vehicle, the self-discharge rate can be accurately obtained in consideration of the first SOC, the temperature information, and the stop period, and the self-discharge rate can be satisfactorily obtained when the power storage element is stopped. The degree of deterioration can be estimated.

上述の劣化推定装置において、前記温度情報は、温度履歴であってもよい。 In the deterioration estimation device described above, the temperature information may be a temperature history.

上記構成によれば、複数の温度を用いて計算することによって、蓄電素子の劣化度合いをより精度良く推定できる。 According to the above configuration, the degree of deterioration of the power storage element can be estimated more accurately by calculating using a plurality of temperatures.

上述の劣化推定装置において、第1SOC、温度、及び係数の関係を参照し、導出した前記第1SOC、及び前記温度情報に基づいて係数を特定する特定部を備え、前記第3導出部は、特定した前記係数に基づいて、自己放電率を導出してもよい。 The deterioration estimation device described above includes the first SOC derived by referring to the relationship between the first SOC, the temperature, and the coefficient, and a specific unit that specifies the coefficient based on the temperature information, and the third derivative unit is specified. The self-discharge rate may be derived based on the above-mentioned coefficient.

温度情報としては、停止期間の温度の平均値、最頻値、中央値等の代表値であってもよい。中でも平均値が好ましい。
上記構成によれば、蓄電素子の温度が停止期間中に一定していない場合等に、取得した温度情報に基づいて温度代表値を特定する。
予め求めた第1SOC、温度、及び係数の関係を参照し、実測した第1SOC及び温度情報に基づいて係数を特定し、特定した係数に基づいて容易に、良好に自己放電率を導出できる。
The temperature information may be a representative value such as an average value, a mode value, or a median value of the temperature during the outage period. Above all, the average value is preferable.
According to the above configuration, when the temperature of the power storage element is not constant during the stop period, the temperature representative value is specified based on the acquired temperature information.
With reference to the relationship between the first SOC, the temperature, and the coefficient obtained in advance, the coefficient can be specified based on the actually measured first SOC and the temperature information, and the self-discharge rate can be easily and satisfactorily derived based on the specified coefficient.

上述の劣化推定装置において、前記係数は、電圧低下速度であってもよい。 In the deterioration estimation device described above, the coefficient may be a voltage decrease rate.

上述したように、自己放電率は、経過時間が長くなるのに従い、小さくなる。自己放電率に対応する、停止期間の電圧低下量も、経過時間が長くなるのに従い、小さくなり、電圧低下量の減少量も小さくなる。電圧低下量と停止期間との関係の傾き、即ち電圧低下速度を係数として、第1SOC別、温度別に求めておき、実測した第1SOC、温度に基づいて電圧低下速度を特定し、特定した電圧低下速度を用いることで容易に、良好に自己放電率を導出できる。 As described above, the self-discharge rate decreases as the elapsed time increases. The amount of voltage decrease during the stop period corresponding to the self-discharge rate also decreases as the elapsed time increases, and the amount of decrease in the amount of voltage decrease also decreases. The slope of the relationship between the amount of voltage drop and the stop period, that is, the voltage drop rate is used as a coefficient to obtain the voltage drop rate for each first SOC and temperature, and the voltage drop rate is specified based on the measured first SOC and temperature, and the specified voltage drop is specified. By using the speed, the self-discharge rate can be easily and satisfactorily derived.

上述の劣化推定装置において、推定した劣化の度合を出力する出力部を備えてもよい。 The deterioration estimation device described above may include an output unit that outputs the estimated degree of deterioration.

上記構成によれば、例えば蓄電素子が例えばHEV(ハイブリッド電気自動車)に備えられている場合、エンジンの始動前にユーザに蓄電素子の劣化を報知できる。他の蓄電素子においても、使用の再開前に劣化の度合を取得できる。 According to the above configuration, for example, when the power storage element is provided in, for example, an HEV (hybrid electric vehicle), it is possible to notify the user of the deterioration of the power storage element before starting the engine. With other power storage elements, the degree of deterioration can be obtained before resuming use.

上述の劣化推定装置において、停止期間中に、前記第3導出部は複数の時点で自己放電率を導出し、各時点で導出した自己放電率を積算してもよい。 In the deterioration estimation device described above, the third derivation unit may derive the self-discharge rate at a plurality of time points during the stop period, and may integrate the self-discharge rate derived at each time point.

上記構成によれば、停止期間中に温度の変化に応じて導出した複数の自己放電率を積算することで、精度良く停止の全期間の自己放電率を導出できる。 According to the above configuration, by integrating a plurality of self-discharge rates derived according to the change in temperature during the stop period, the self-discharge rate for the entire stop period can be derived with high accuracy.

実施形態に係る劣化推定方法は、蓄電素子の使用停止時の第1SOCを導出し、停止期間中の温度情報を取得し、前記蓄電素子の使用再開前の第2SOCを導出し、前記第1SOC、前記第2SOC、前記温度情報、及び前記停止期間に基づいて、自己放電率を導出し、導出した自己放電率に基づいて、蓄電素子の劣化の度合を推定する。 In the deterioration estimation method according to the embodiment, the first SOC when the power storage element is stopped is derived, the temperature information during the stop period is acquired, the second SOC before the restart of use of the power storage element is derived, and the first SOC, The self-discharge rate is derived based on the second SOC, the temperature information, and the stop period, and the degree of deterioration of the power storage element is estimated based on the derived self-discharge rate.

上記構成によれば、第1SOC、温度情報、及び停止期間を加味して自己放電率を精度良く求めることができ、良好に蓄電素子の停止時の劣化の度合を推定できる。 According to the above configuration, the self-discharge rate can be accurately obtained in consideration of the first SOC, the temperature information, and the stop period, and the degree of deterioration of the power storage element at the time of stop can be estimated satisfactorily.

実施形態に係るコンピュータプログラムは、蓄電素子の使用停止時の第1SOCを導出し、停止期間中の温度情報を取得し、前記蓄電素子の使用再開前の第2SOCを導出し、前記第1SOC、前記第2SOC、前記温度情報、及び前記停止期間に基づいて、自己放電率を導出し、導出した自己放電率に基づいて、蓄電素子の劣化の度合を推定する処理をコンピュータに実行させる。 The computer program according to the embodiment derives the first SOC when the power storage element is stopped, acquires the temperature information during the stop period, derives the second SOC before resuming the use of the power storage element, and describes the first SOC and the above. The self-discharge rate is derived based on the second SOC, the temperature information, and the stop period, and the computer is made to execute a process of estimating the degree of deterioration of the power storage element based on the derived self-discharge rate.

上記構成によれば、第1SOC、温度情報、及び停止期間を加味して自己放電率を精度良く求めることができ、良好に蓄電素子の停止時の劣化の度合を推定できる。
以上、纏めると、本発明もしくは、従来技術に加えて本発明を組み合わせることによって劣化の度合いを精度よく推定することができる。
According to the above configuration, the self-discharge rate can be accurately obtained in consideration of the first SOC, the temperature information, and the stop period, and the degree of deterioration of the power storage element at the time of stop can be estimated satisfactorily.
In summary, the degree of deterioration can be estimated accurately by combining the present invention or the present invention in addition to the prior art.

以下、具体的に蓄電素子の劣化の推定方法について説明する。
(実施形態1)
図2は、実施形態1に係る充放電システム1及びサーバ8の構成を示すブロック図である。充放電システム1は、例えばEV(電気自動車)、HEV、PHEV(プラグインハイブリッド電気自動車)等の自動車や鉄道を含む輸送機器、航空・宇宙・建設用を含む産業用機器等に備えられる。以下、エンジンが燃料を多く使用する発進時及び加速時にモータがサポートするHEVにおいて充放電システム1を備える場合を説明する。
充放電システム1は、電池モジュール3と、制御装置4と、電圧センサ5と、電流センサ6と、温度センサ7とを備える。
Hereinafter, a method for estimating deterioration of the power storage element will be specifically described.
(Embodiment 1)
FIG. 2 is a block diagram showing the configurations of the charge / discharge system 1 and the server 8 according to the first embodiment. The charge / discharge system 1 is provided in, for example, EV (electric vehicle), HEV, PHEV (plug-in hybrid electric vehicle) and other transportation equipment including automobiles and railways, industrial equipment including aerospace, space and construction. Hereinafter, a case where the charge / discharge system 1 is provided in the HEV supported by the motor at the time of starting and accelerating when the engine uses a large amount of fuel will be described.
The charge / discharge system 1 includes a battery module 3, a control device 4, a voltage sensor 5, a current sensor 6, and a temperature sensor 7.

電池モジュール3は、複数の蓄電素子としてのリチウムイオン二次電池(以下、電池セルという)2が直列に接続されている。
制御装置4は、充放電システム1全体を制御する。
サーバ8は、制御部81、及び通信部82を備える。
制御装置4は、制御部41、記憶部42、計時部43、入力部44、及び通信部45を備える。
制御装置4の制御部41は、通信部45、ネットワークNW、及び通信部82を介し、制御部81と接続されている。
負荷53は、端子51,52を介し電池モジュール3に接続されている。充電する場合は電池モジュール3に充電器が接続される。
In the battery module 3, lithium ion secondary batteries (hereinafter referred to as battery cells) 2 as a plurality of power storage elements are connected in series.
The control device 4 controls the entire charge / discharge system 1.
The server 8 includes a control unit 81 and a communication unit 82.
The control device 4 includes a control unit 41, a storage unit 42, a timekeeping unit 43, an input unit 44, and a communication unit 45.
The control unit 41 of the control device 4 is connected to the control unit 81 via the communication unit 45, the network NW, and the communication unit 82.
The load 53 is connected to the battery module 3 via the terminals 51 and 52. When charging, a charger is connected to the battery module 3.

制御部41、81は、例えばCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等により構成され、制御装置4、及びサーバ8の動作を夫々制御する。 The control units 41 and 81 are composed of, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like, and control the operations of the control device 4 and the server 8, respectively.

記憶部42は、各種のプログラム及びデータを記憶する。記憶部42には、SOH推定プログラム(以下、プログラムという)421が格納されている。プログラム421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40に格納された状態で提供され、制御装置4にインストールすることにより記憶部42に格納される。また、通信網に接続されている図示しない外部コンピュータからプログラム421を取得し、記憶部42に記憶させることにしてもよい。 The storage unit 42 stores various programs and data. The SOH estimation program (hereinafter referred to as a program) 421 is stored in the storage unit 42. The program 421 is provided in a state of being stored in a computer-readable recording medium 40 such as a CD-ROM, a DVD-ROM, or a USB memory, and is stored in the storage unit 42 by being installed in the control device 4. Further, the program 421 may be acquired from an external computer (not shown) connected to the communication network and stored in the storage unit 42.

記憶部42には充放電の履歴DB422、温度DB423、係数DB424、及び関係DB425も記憶されている。充放電の履歴とは、電池モジュール3の運転履歴であり、電池モジュール3が充電又は放電を行った期間(使用期間)を示す情報、使用期間において電池モジュール3が行った充電又は放電に関する情報等を含む情報である。電池モジュール3の使用期間を示す情報とは、充電又は放電の開始及び終了の時点を示す情報、電池モジュール3が使用された累積使用期間等を含む情報である。電池モジュール3が行った充電又は放電に関する情報とは、電池モジュール3が行った充電時又は放電時の電圧、レート等を示す情報である。
温度DB423は、電池モジュール3の停止期間の温度履歴を記憶している。
The storage unit 42 also stores the charge / discharge history DB 422, the temperature DB 423, the coefficient DB 424, and the related DB 425. The charge / discharge history is an operation history of the battery module 3, information indicating a period (use period) in which the battery module 3 is charged or discharged, information on charge or discharge performed by the battery module 3 during the use period, and the like. Information including. The information indicating the usage period of the battery module 3 is information including information indicating the start and end points of charging or discharging, the cumulative usage period in which the battery module 3 has been used, and the like. The information regarding charging or discharging performed by the battery module 3 is information indicating the voltage, rate, etc. at the time of charging or discharging performed by the battery module 3.
The temperature DB 423 stores the temperature history of the stop period of the battery module 3.

図3は、係数DB424に記憶されている停止時のSOC(SOC1 )と係数k(電圧低下速度)との関係を示すグラフである。図3の横軸は停止時のSOC(%)、縦軸は係数kである。kは例えば3 √tとΔVとの第1関係の傾きである。ここで、tは日数である。予め、電池モジュール3の平均温度毎に、SOC別に3 √tとΔVとの第1関係を実験により求めておく。例えば図4に示すように、平均温度が25℃である場合に、SOCを例えば25%、45%、65%に変えて、第1関係を夫々求め、傾きkを夫々求める。図3に示すように、平均温度が25℃である場合に、各SOCにおけるkをプロットし、SOCとkとの第2関係aを得る。平均温度が45℃、65℃である場合についても同様にして、第2関係b、cを得る。なお、図4の第1関係においてtの1/3乗とΔVとが直線関係にあるが、この場合に限定されない。tn とΔVとが直線関係になるnを見出せばよく、電圧低下速度はtn とΔVとの関係の傾きである。
第2関係は補間することができる。例えば平均温度が35℃であった場合、第2関係aとbとの内挿により平均温度35℃の第2関係を求め、係数kを読み取る。
電圧低下速度の適用可能範囲として、例えば日数:0~150日、SOC:25%~85%、温度:-30℃~65℃が挙げられる。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the SOC (SOC1) at the time of stop and the coefficient k (voltage decrease rate) stored in the coefficient DB 424. The horizontal axis of FIG. 3 is the SOC (%) at the time of stop, and the vertical axis is the coefficient k. k is, for example, the slope of the first relationship between 3 √t and ΔV. Here, t is the number of days. In advance, the first relationship between 3 √t and ΔV is experimentally obtained for each SOC for each average temperature of the battery module 3. For example, as shown in FIG. 4, when the average temperature is 25 ° C., the SOC is changed to, for example, 25%, 45%, and 65%, the first relationship is obtained, and the slope k is obtained, respectively. As shown in FIG. 3, when the average temperature is 25 ° C., k in each SOC is plotted to obtain the second relationship a between SOC and k. The second relations b and c are obtained in the same manner when the average temperature is 45 ° C. and 65 ° C. In the first relationship of FIG. 4, t to the 1 / 3rd power and ΔV have a linear relationship, but the present invention is not limited to this case. It suffices to find n in which t n and ΔV have a linear relationship, and the voltage decrease rate is the slope of the relationship between t n and ΔV.
The second relationship can be interpolated. For example, when the average temperature is 35 ° C., the second relationship with the average temperature of 35 ° C. is obtained by interpolation of the second relations a and b, and the coefficient k is read.
Examples of the applicable range of the voltage decrease rate include days: 0 to 150 days, SOC: 25% to 85%, and temperature: −30 ° C. to 65 ° C.

図5は、係数DB424に記憶されている1000/Tとlnkとの関係を示すグラフである。図5の横軸は1000/T(Tは絶対温度)、縦軸はlnk(k=ΔV/3 √t)である。予め、電池モジュール3のSOC(SOC1 )毎に、平均温度別に3 √tとΔVとの第3関係を実験により求めておく。例えば図6に示すようにSOCが65%である場合に、平均温度を例えば25℃、45℃、65℃に変えて第3関係を夫々求め、傾きkを夫々求める。SOCが65%である場合に、各平均温度Tの逆数に1000を乗じたものにおける、kの対数をプロットし、1000/Tとlnkとの第4関係dを得る。SOCが45%、25%である場合についても同様にして、第4関係e、fを得る。第4関係は直線であり、平均温度が同一である場合、停止期間内の温度の高低差が異なっても、平均温度を温度代表値とすることができる。温度代表値として、停止期間の最頻値、及び中央値を挙げることが考えられるが、平均温度の方が、温度の高低差を良好に相殺できるので好ましい。
係数DB424は、第2関係及び第4関係を関数(関係式)として記憶してもよい。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between 1000 / T and lnk stored in the coefficient DB424. The horizontal axis of FIG. 5 is 1000 / T (T is absolute temperature), and the vertical axis is lnk (k = ΔV / 3 √t). In advance, the third relationship between 3 √t and ΔV is experimentally obtained for each SOC (SOC1) of the battery module 3 for each average temperature. For example, as shown in FIG. 6, when the SOC is 65%, the average temperature is changed to, for example, 25 ° C., 45 ° C., and 65 ° C. to obtain the third relationship, and the slope k is obtained, respectively. When the SOC is 65%, the logarithm of k in the reciprocal of each average temperature T multiplied by 1000 is plotted to obtain the fourth relation d between 1000 / T and lnk. Similarly, when the SOC is 45% and 25%, the fourth relations e and f are obtained. The fourth relationship is a straight line, and when the average temperature is the same, the average temperature can be used as the representative temperature value even if the difference in temperature during the stoppage period is different. As the representative temperature value, the mode value and the median value of the outage period can be considered, but the average temperature is preferable because the difference in temperature can be offset well.
The coefficient DB424 may store the second relation and the fourth relation as a function (relational expression).

関係DB425は、後述するようにして導出する自己放電率SDa とSOHとの第5関係を記憶している。第5関係に代えてSDa の関数を記憶してもよい。第5関係は関係DB425に少なくとも一つ記憶しておく。第5関係は、kの範囲等に応じて、複数記憶してもよい。 The relationship DB425 stores the fifth relationship between the self-discharge rate SDa and SOH, which is derived as described later. Instead of the fifth relation, the function of SDa may be stored. At least one fifth relationship is stored in the relationship DB425. A plurality of fifth relationships may be stored depending on the range of k and the like.

計時部43は経過時間をカウントする。
入力部44は、電圧センサ5、電流センサ6、及び温度センサ7からの検出結果の入力を受け付ける。
通信部45、82は、ネットワークNWを介して通信を行う機能を有し、所要の情報の送受信を行うことができる。
The timekeeping unit 43 counts the elapsed time.
The input unit 44 receives the input of the detection result from the voltage sensor 5, the current sensor 6, and the temperature sensor 7.
The communication units 45 and 82 have a function of communicating via the network NW, and can transmit and receive required information.

本実施形態においては、制御装置4及びサーバ8のいずれかが、本発明の劣化推定装置として機能する。なお、サーバ8が劣化推定装置として機能しない場合、充放電システム1がサーバ8に接続されていなくてもよい。
図2においては、電池モジュール3を一組備える場合を示しているが、電池モジュール3は、複数組、直列に接続してもよい。
制御装置4は、電池ECU(Electronic Control Unit)であってもよい。
In the present embodiment, either the control device 4 or the server 8 functions as the deterioration estimation device of the present invention. If the server 8 does not function as a deterioration estimation device, the charge / discharge system 1 may not be connected to the server 8.
Although FIG. 2 shows a case where one set of battery modules 3 is provided, a plurality of sets of battery modules 3 may be connected in series.
The control device 4 may be a battery ECU (Electronic Control Unit).

電圧センサ5は、電池モジュール3に並列に接続されており、電池モジュール3の全体の電圧に応じた検出結果を出力する。電圧センサ5は、各電池セル2の後述する正極端子23,負極端子26に接続されており、各電池セル2の正極端子23,負極端子26間の電圧V1 を測定し、各電池セル2のV1 の合計値である電池モジュール3の後述する負極リード33,正極リード34間の電圧Vを検出する。
電流センサ6は、電池モジュール3に直列に接続されており、電池モジュール3の電流に応じた検出結果を出力する。
温度センサ7は、電池モジュール3の付近に設けられており、電池モジュール3の温度に応じた検出結果を出力する。
The voltage sensor 5 is connected in parallel to the battery module 3 and outputs a detection result according to the overall voltage of the battery module 3. The voltage sensor 5 is connected to the positive electrode terminal 23 and the negative electrode terminal 26 described later of each battery cell 2, measures the voltage V 1 between the positive electrode terminal 23 and the negative electrode terminal 26 of each battery cell 2, and each battery cell 2 The voltage V between the negative electrode lead 33 and the positive electrode lead 34, which will be described later, of the battery module 3 which is the total value of V 1 of the above is detected.
The current sensor 6 is connected in series with the battery module 3 and outputs a detection result according to the current of the battery module 3.
The temperature sensor 7 is provided in the vicinity of the battery module 3 and outputs a detection result according to the temperature of the battery module 3.

図7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、直方体状のケース31と、ケース31に収容された複数の前記電池セル2とを備える。
FIG. 7 is a perspective view of the battery module 3.
The battery module 3 includes a rectangular parallelepiped case 31 and a plurality of the battery cells 2 housed in the case 31.

電池セル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、正極端子23,負極端子26と、破裂弁24と、電極体25とを備える。電極体25は正極板、セパレータ、及び負極板を積層してなり、ケース本体21に収容されている。
電極体25は、正極板と負極板とをセパレータを介して扁平状に巻回して得られるものであってもよい。
The battery cell 2 includes a rectangular parallelepiped case body 21, a lid plate 22, a positive electrode terminal 23, a negative electrode terminal 26 provided on the lid plate 22, a plosive valve 24, and an electrode body 25. The electrode body 25 is formed by laminating a positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate, and is housed in a case body 21.
The electrode body 25 may be obtained by winding a positive electrode plate and a negative electrode plate in a flat shape via a separator.

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箔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箔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。 The positive electrode plate is a plate-shaped (sheet-shaped) or long strip-shaped metal foil made of aluminum, an aluminum alloy, or the like, in which an active material layer is formed on a positive electrode base material foil. The negative electrode plate is a plate-shaped (sheet-shaped) or long strip-shaped metal foil made of copper, a copper alloy, or the like, in which an active material layer is formed on a negative electrode base material foil. The separator is a microporous sheet made of synthetic resin.

正極の活物質層に用いられる正極活物質は、例えばLix (NiaMnbCoc d )O2 (MはLi,Ni,Mn,Co以外の金属元素、0≦a<1、0≦b<1、0≦c<1、a+b+c+d=1、0<x≦1.1、a,cは同時に0でない)で表される層状酸化物である。正極活物質は層状岩塩型の結晶構造を有する。前記aは0.5≦a≦1を満たすものであってもよい。この場合、遷移金属サイトにNiを多く含有する。
正極活物質は、d=0であり、Lix (Nia CocMnb)O2 (a+b+c=1)で表されるNCMであるのが好ましい。NCMとしては、NCM111(a:b:c=1:1:1)でもよく、Ni含有量が高いNCM523(a:b:c=5:2:3)等でもよい。
正極活物質は、MがAl、b=0であり、Lix (Nia CocAld )O2 で表されるNCAであってもよい(a+c+d=1)。
なお、NCM又はNCAにおいて、Li、Ni以外の金属が夫々2種類の金属からなる場合に限定されず、3種類以上の金属からなるものでもよい。例えば、少量のTi、Nb、B、W、Zr、Ti、Mgなどが含まれてもよい。
The positive electrode active material used for the active material layer of the positive electrode is, for example, Li x (Ni a Mn b Co c M d ) O 2 (M is a metal element other than Li, Ni, Mn, Co, 0 ≦ a <1, 0). It is a layered oxide represented by ≦ b <1, 0 ≦ c <1, a + b + c + d = 1, 0 <x ≦ 1.1, and a and c are not 0 at the same time). The positive electrode active material has a layered rock salt type crystal structure. The a may satisfy 0.5 ≦ a ≦ 1. In this case, the transition metal site contains a large amount of Ni.
The positive electrode active material is preferably NCM having d = 0 and represented by Li x (Nia Coc Mn b ) O 2 (a + b + c = 1). The NCM may be NCM111 (a: b: c = 1: 1: 1), NCM523 (a: b: c = 5: 2: 3) having a high Ni content, or the like.
The positive electrode active material may be NCA in which M is Al and b = 0 and is represented by Li x (Ni a Co c Al d ) O 2 (a + c + d = 1).
In NCM or NCA, the metal other than Li and Ni is not limited to two kinds of metals, and may be made of three or more kinds of metals. For example, a small amount of Ti, Nb, B, W, Zr, Ti, Mg and the like may be contained.

正極活物質としては、例えばLiMeO-LiMnO固溶体、Li2O-LiMeO2固溶体、Li3NbO4 -LiMeO2固溶体、Li4 WO5 -LiMeO2固溶体、Li4 TeO5 -LiMeO2固溶体、Li3SbO4 -LiFeO2固溶体、Li2RuO3 -LiMeO2固溶体、Li2RuO3 -Li2 MeO3 固溶体等のLi過剰型活物質であってもよい。
正極活物質は上述の場合に限定されない。
Examples of the positive electrode active material include LiMeO 2 -Li 2 MnO 3 solid solution, Li 2 O-LiMeO 2 solid solution, Li 3 NbO 4 -LiMeO 2 solid solution, Li 4 WO 5 -LiMeO 2 solid solution, Li 4 TeO 5 -LiMeO 2 solid solution. , Li 3 SbO 4 -LiFeO 2 solid solution, Li 2 RuO 3 -LiMeO 2 solid solution, Li 2 RuO 3 -Li 2 MeO 3 solid solution and the like.
The positive electrode active material is not limited to the above cases.

負極活物質層に用いられる負極活物質としては、グラファイト、ソフトカーボン、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。 The negative electrode active material used for the negative electrode active material layer is a metal or alloy such as graphite, soft carbon, hard carbon, Si, Sn, Cd, Zn, Al, Bi, Pb, Ge, Ag, or a chalcogenide containing these. And so on. An example of a chalcogenide is SiO.

電池モジュール3の隣り合う電池セル2の隣り合う正極端子23,負極端子26がバスバー32により電気的に接続されることで、複数の電池セル2が直列に接続されている。
電池モジュール3の両端の電池セル2の、正極端子23,負極端子26には、電力を取り出すための正極リード34,負極リード33が設けられている。
A plurality of battery cells 2 are connected in series by electrically connecting the adjacent positive electrode terminals 23 and the negative electrode terminals 26 of the adjacent battery cells 2 of the battery module 3 by the bus bar 32.
The positive electrode terminal 23 and the negative electrode terminal 26 of the battery cells 2 at both ends of the battery module 3 are provided with a positive electrode lead 34 and a negative electrode lead 33 for extracting electric power.

図8は、制御部41によるSOHとしての容量維持率の導出処理の手順を示すフローチャートである。
制御部41は、エンジンの停止時、即ち電池モジュール3の停止時のSOC1 を導出する(S1)。制御部41は、電流積算法によりSOC1 を導出する。
制御部41は、履歴DB422及び温度DB423を読み出し、停止期間t及び温度の履歴を取得する(S2)。ここで、tは日数とする。
FIG. 8 is a flowchart showing a procedure for deriving the capacity retention rate as SOH by the control unit 41.
The control unit 41 derives SOC1 when the engine is stopped, that is, when the battery module 3 is stopped (S1). The control unit 41 derives SOC1 by the current integration method.
The control unit 41 reads out the history DB 422 and the temperature DB 423, and acquires the history of the stop period t and the temperature (S2). Here, t is the number of days.

制御部41は、使用開始直前のOCVを取得し、SOC2 を導出する(S3)。制御部41は、端子間電圧CCVを取得し、制御部41及びセルバランサ(不図示)に流す暗電流を考慮して、OCVを導出する。又は制御部41はここでは端子間電圧CCVをOCVとしてもよい。
制御部41は、SOC-OCV曲線において、導出したOCVに対応するSOCを読み取り、これをSOC2 とする。
The control unit 41 acquires the OCV immediately before the start of use and derives the SOC2 (S3). The control unit 41 acquires the voltage CCV between terminals and derives the OCV in consideration of the dark current flowing through the control unit 41 and the cell balancer (not shown). Alternatively, the control unit 41 may set the terminal voltage CCV as OCV here.
The control unit 41 reads the SOC corresponding to the derived OCV in the SOC-OCV curve, and sets this as SOC2.

制御部41は、SOC1 、及びSOC2 に基づいて下記式により自己放電率SDp を導出する(S4)。
SDp =(SOC1 -SOC2 )/t
上述のようにCCVをOCVとした場合、暗電流によるSOCの減少分は予め分かっているので、SDp を求めるときに、SOC1 -SOC2 からさらに暗電流によるSOCの減少分を減じる。
The control unit 41 derives the self-discharge rate SDp by the following equation based on SOC1 and SOC2 (S4).
SDp = (SOC1-SOC2) / t
When CCV is OCV as described above, the decrease in SOC due to dark current is known in advance. Therefore, when SDp is obtained, the decrease in SOC due to dark current is further reduced from SOC1-SOC2.

制御部41は、温度の履歴に基づいて停止期間tの平均温度を特定する(S5)。
制御部41は、係数DB424を読み出し、SOC1 、及び特定した平均温度に基づいて、係数kを特定する(S6)。制御部41は、例えばSOC1 が45%、平均温度25℃ある場合、例えば図3の第2関係aのグラフにおいて、SOC1 が45%であるときの係数kを読み取る。制御部41は、図4の第4関係eのグラフにおいて、平均温度が25℃、即ち1000/298であるときの係数kを読み取ってもよい。
The control unit 41 specifies the average temperature of the stop period t based on the temperature history (S5).
The control unit 41 reads out the coefficient DB424 and specifies the coefficient k based on the SOC1 and the specified average temperature (S6). The control unit 41 reads, for example, the coefficient k when SOC1 is 45% and the average temperature is 25 ° C., for example, in the graph of the second relationship a in FIG. 3, when SOC1 is 45%. The control unit 41 may read the coefficient k when the average temperature is 25 ° C., that is, 1000/298 in the graph of the fourth relation e in FIG.

制御部41は、ΔVを導出する(S7)。制御部41は、特定したk、及び停止期間tに基づいてΔVを算出する。ΔVは、係数kを因子とする、停止期間tの関数で表される。例えば3 √tとΔVとが直線関係にある場合、ΔVは3 √tの関数で表される。 The control unit 41 derives ΔV (S7). The control unit 41 calculates ΔV based on the specified k and the stop period t. ΔV is expressed as a function of the stop period t with the coefficient k as a factor. For example, when 3 √t and ΔV have a linear relationship, ΔV is expressed by a function of 3 √t.

制御部41は、SDp 、及びΔVに基づいてSDa を導出する(S8)。SDa は、ΔV、SDp の下記の関数で表される。
SDa =f(ΔV、SDp )
SDa は、k、t、SDp の関数で表してもよい。この場合、S7のΔVの導出は不要である。
The control unit 41 derives SDa based on SDp and ΔV (S8). SDa is represented by the following functions of ΔV and SDp.
SDa = f (ΔV, SDp)
SDa may be represented by a function of k, t, SDp. In this case, it is not necessary to derive ΔV of S7.

制御部41は、関係DB425を読み出し、SDa に基づいて、容量維持率を導出する(S9)。
制御部41は、容量維持率を例えばカーナビゲーションのディスプレイ等に出力し(S10)、処理を終了する。ディスプレイに劣化度合として容量維持率が表示され、ユーザはエンジンの始動前に劣化度合を取得することができる。
The control unit 41 reads out the relation DB425 and derives the capacity retention rate based on the SDa (S9).
The control unit 41 outputs the capacity retention rate to, for example, a car navigation display (S10), and ends the process. The capacity retention rate is displayed as the degree of deterioration on the display, and the user can acquire the degree of deterioration before starting the engine.

図9は、SDa と、SOHとしての容量維持率との第5関係を示すグラフの一例である。図9より、自己放電率のばらつき3σにおいても、容量維持率の推定のばらつきは所定範囲内に収まることが分かる。上述したように、自己放電率と劣化度合との関係は、SOC1 及び温度に応じて変わる。SOC1 及び温度に基づくkを特定し、特定したkに基づいてSDa を導出し、関係DB425の第5関係に基づいてSDa から容量維持率を良好に導出できることが分かる。 FIG. 9 is an example of a graph showing the fifth relationship between SDa and the capacity retention rate as SOH. From FIG. 9, it can be seen that even with the variation of the self-discharge rate of 3σ, the variation of the estimation of the capacity retention rate is within a predetermined range. As described above, the relationship between the self-discharge rate and the degree of deterioration changes depending on the SOC1 and the temperature. It can be seen that k based on SOC1 and temperature can be specified, SDa can be derived based on the specified k, and the capacity retention rate can be satisfactorily derived from SDa based on the fifth relation of the relation DB425.

以上のように、本実施形態によれば、SOC1 、温度履歴、及び停止期間を加味して自己放電率をSDa を精度良く求めることができ、良好に電池モジュール3の停止時の劣化度合を推定できる。電池モジュール3の使用中(走行中)の劣化度合を上述の電流積算法、又は抵抗の増加量に基づいて導出し、停止期間中の劣化度合を加算して、合計の劣化度合を求めることができる。 As described above, according to the present embodiment, the self-discharge rate can be accurately obtained from the SDa in consideration of the SOC1, the temperature history, and the stop period, and the degree of deterioration of the battery module 3 when stopped can be estimated satisfactorily. can. The degree of deterioration of the battery module 3 during use (running) may be derived based on the above-mentioned current integration method or the amount of increase in resistance, and the degree of deterioration during the stop period may be added to obtain the total degree of deterioration. can.

(実施形態2)
実施形態2においては、制御部41は停止期間内に所定の時間間隔aでSDai を導出し、SDai の合計値を停止期間のSDa として、容量維持率を導出する。
図10は、実施形態2に係る制御部41の容量維持率の導出処理の手順を示すフローチャートである。
制御部41は、エンジンの停止時、即ち電池モジュール3の停止時のSOC1 を導出する(S11)。制御部41は、電流積算法によりSOC1 を導出する。
制御部41は、変数iを1に設定する(S12)。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, the control unit 41 derives the SDa i at a predetermined time interval a within the stop period, and derives the capacity retention rate by using the total value of the SDa i as the SDa of the stop period.
FIG. 10 is a flowchart showing a procedure for deriving the capacity retention rate of the control unit 41 according to the second embodiment.
The control unit 41 derives SOC1 when the engine is stopped, that is, when the battery module 3 is stopped (S11). The control unit 41 derives SOC1 by the current integration method.
The control unit 41 sets the variable i to 1 (S12).

制御部41は、時間aが経過したか否かを判定する(S13)。制御部41は、時間aが経過していない場合(S13:NO)、この判定を繰り返す。
制御部41は、時間aが経過した場合(S13:YES)、温度DB423を読み出し、時間aの温度の履歴を取得し、時間aにおける平均温度を導出する(S14)。
The control unit 41 determines whether or not the time a has elapsed (S13). When the time a has not elapsed (S13: NO), the control unit 41 repeats this determination.
When the time a has elapsed (S13: YES), the control unit 41 reads out the temperature DB 423, acquires the history of the temperature at the time a, and derives the average temperature at the time a (S14).

制御部41は、CCVからOCVを導出し、OCVからSOC2i を導出する(S15)。
OCVは例えば下記の式から算出することができる。
OCV=CCV+I×R
ここで、I:暗電流
R:内部抵抗
制御部41は、SOC-OCV曲線において、導出したOCVに対応するSOCを読み取り、これをSOC2iとする。
The control unit 41 derives the OCV from the CCV and derives the SOC2 i from the OCV (S15).
OCV can be calculated from the following formula, for example.
OCV = CCV + I × R
Here, I: dark current
R: The internal resistance control unit 41 reads the SOC corresponding to the derived OCV in the SOC-OCV curve, and sets this as SOC2 i .

制御部41は、SOC2i-1 、及びSOC2i に基づいて下記式により自己放電率SDp i を導出する(S16)。
SDp i =(SOC2i-1 -SOC2i )/t
ここで、t:時間a(日)
i=1の場合、SOC2i-1 =SOC1 である。
The control unit 41 derives the self-discharge rate SDp i by the following equation based on the SOC2 i -1 and the SOC2 i (S16).
SDp i = (SOC2 i-1 -SOC2 i ) / t
Here, t: time a (day)
When i = 1, SOC2 i-1 = SOC1.

制御部41は、係数DB424を読み出し、SOC2i-1、及び特定した平均温度に基づいて、係数kを特定する(S17)。制御部41は、例えばSOC2i-1 が45%、平均温度が25℃である場合、例えば図3の第2関係aのグラフにおいて、SOC2i-1 が45%であるときの係数kを読み取る。制御部41は、図5の第4関係eのグラフにおいて、平均温度が25℃、即ち1000/298であるときの係数kを読み取ってもよい。 The control unit 41 reads out the coefficient DB 424 and specifies the coefficient k based on the SOC2 i-1 and the specified average temperature (S17). The control unit 41 reads, for example, the coefficient k when SOC2 i-1 is 45% and the average temperature is 25 ° C., for example, in the graph of the second relation a in FIG. 3, when SOC2 i-1 is 45%. .. The control unit 41 may read the coefficient k when the average temperature is 25 ° C., that is, 1000/298 in the graph of the fourth relation e in FIG.

制御部41は、ΔVi を導出する(S18)。制御部41は、特定したk、及び時間aに基づいてΔVi を算出する。ΔVi は、係数kを因子とする、時間の関数で表される。例えば3 √tとΔVとが直線関係にある場合、ΔVは3 √tの関数で表され、tにaを代入する。 The control unit 41 derives ΔV i (S18). The control unit 41 calculates ΔV i based on the specified k and the time a. ΔV i is expressed as a function of time with the coefficient k as a factor. For example, when 3 √t and ΔV have a linear relationship, ΔV is represented by a function of 3 √t, and a is substituted for t.

制御部41は、SDpi 、及びΔVi に基づいてSDai を導出する(S19)。SDa は、ΔVi 、SDp i の関数で表される。
SDa i =f(ΔVi 、SDp i
SDai は、k、t、SDpi の関数で表してもよい。この場合、S18のΔVi の導出は不要である。
The control unit 41 derives SDa i based on SDp i and ΔV i (S19). SDa is represented by a function of ΔV i and SDp i .
SDa i = f (ΔV i , SDp i )
SDa i may be represented by a function of k, t, SDp i . In this case, it is not necessary to derive ΔV i of S18.

制御部41は、SDa i を前回までのSDa の積算値に加算する(S20)。
制御部41は、電池モジュール3の使用が再開されたか否かを判定する(S21)。制御部41は、使用が再開されていない場合(S21:NO)、iをインクリメントし(S22)、処理をS13へ戻す。上記と同様にしてSDa i を導出し、S20において加算する。
The control unit 41 adds SDa i to the integrated value of SDa up to the previous time (S20).
The control unit 41 determines whether or not the use of the battery module 3 has been resumed (S21). If the use has not been resumed (S21: NO), the control unit 41 increments i (S22) and returns the process to S13. SDa i is derived in the same manner as above, and is added in S20.

制御部41は、使用が再開されている場合(S21:YES)、前回SDai を導出した後、再開するまでの時間におけるSDaend を上記と同様にして求める(S23)。SOC2i を導出した時点が再開時である場合、SDaend の導出は不要である。
制御部41は、SDaendを前回までのSDa の積算値に加算する(S24)。
When the use is resumed (S21: YES), the control unit 41 obtains the SDa end at the time from the previous derivation of the SDa i to the resumption in the same manner as described above (S23). If the time when SOC2i is derived is the time of restart, it is not necessary to derive SDa end .
The control unit 41 adds the SDa end to the integrated value of SDa up to the previous time (S24).

制御部41は、関係DB425を読み出し、合計のSDa に基づいて、容量維持率を導出する(S25)。
制御部41は、容量維持率を例えばカーナビゲーションのディスプレイ等に出力し(S26)、処理を終了する。ディスプレイに劣化度合として容量維持率が表示され、ユーザはエンジンの始動前に劣化度合を取得することができる。
The control unit 41 reads out the relation DB425 and derives the capacity retention rate based on the total SDa (S25).
The control unit 41 outputs the capacity retention rate to, for example, a car navigation display (S26), and ends the process. The capacity retention rate is displayed as the degree of deterioration on the display, and the user can acquire the degree of deterioration before starting the engine.

本実施形態によれば、停止期間中に温度の変化に応じて導出した複数の自己放電率を積算するので、停止の全期間の自己放電率をより精度良く導出できる。 According to the present embodiment, since the plurality of self-discharge rates derived according to the change in temperature during the stop period are integrated, the self-discharge rate for the entire stop period can be derived more accurately.

前記実施形態は、制限的なものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
電池モジュール3の自己放電率に基づいて容量維持率を推定する場合に限定されず、電池セル2の自己放電率に基づいて容量維持率を推定してもよい。
SOHとして容量維持率を推定する場合に限定されず、容量低下率、抵抗等を推定してもよい。
The embodiment is not restrictive. The scope of the invention is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.
The capacity retention rate is not limited to the case of estimating the capacity retention rate based on the self-discharge rate of the battery module 3, and the capacity retention rate may be estimated based on the self-discharge rate of the battery cell 2.
The SOH is not limited to the case of estimating the capacity retention rate, and the capacity decrease rate, resistance, etc. may be estimated.

電池モジュール3は、自動車に備える場合に限定されない。他の機器に備える場合に、電池モジュール3の停止時に、本発明の劣化の推定方法により劣化度合を推定できる。
また、係数kは電圧低下速度に限定されない。
蓄電素子はリチウムイオン二次電池には限定されない。蓄電素子は、ナトリウムイオン電池などの非水電解質を用いた他の二次電池であってもよい。
The battery module 3 is not limited to the case where it is provided in an automobile. When the battery module 3 is stopped, the degree of deterioration can be estimated by the deterioration estimation method of the present invention when the battery module 3 is provided in another device.
Further, the coefficient k is not limited to the voltage decrease rate.
The power storage element is not limited to the lithium ion secondary battery. The power storage element may be another secondary battery using a non-aqueous electrolyte such as a sodium ion battery.

1 充放電システム
2 電池セル(蓄電素子)
3 電池モジュール(蓄電素子)
4 制御装置
41 制御部(第1導出部、取得部、第2導出部、第3導出部、推定部、特定部)
42 記憶部
421 SOH推定プログラム
422 履歴DB
423 温度DB
424 温度DB
425 関係DB
43 計時部
44 入力部
45、82 通信部
5 電圧センサ
6 電流センサ
7 温度センサ
8 サーバ
81 制御部
1 Charge / discharge system 2 Battery cell (storage element)
3 Battery module (power storage element)
4 Control device 41 Control unit (1st out-licensing unit, acquisition unit, 2nd out-licensing unit, 3rd out-licensing unit, estimation unit, specific unit)
42 Storage unit 421 SOH estimation program 422 History DB
423 Temperature DB
424 temperature DB
425 Relational DB
43 Timekeeping unit 44 Input unit 45, 82 Communication unit 5 Voltage sensor 6 Current sensor 7 Temperature sensor 8 Server 81 Control unit

Claims (7)

蓄電素子の使用停止時の第1SOCを導出する第1導出部と、
停止期間中の温度情報を取得する取得部と、
前記蓄電素子の使用再開前の第2SOCを導出する第2導出部と、
前記第1SOC、前記第2SOC、前記温度情報、及び前記停止期間に基づいて、自己放電率を導出する第3導出部と、
導出した前記自己放電率に基づいて、蓄電素子の劣化の度合を推定する推定部と
を備える劣化推定装置。
The first out-licensing unit that derives the first SOC when the power storage element is stopped,
The acquisition unit that acquires temperature information during the stop period,
A second out-licensing unit for deriving the second SOC before resuming the use of the power storage element,
A third derivation unit that derives the self-discharge rate based on the first SOC, the second SOC, the temperature information, and the stop period.
A deterioration estimation device including an estimation unit that estimates the degree of deterioration of the power storage element based on the derived self-discharge rate.
前記温度情報は、温度履歴である、請求項1に記載の劣化推定装置。 The deterioration estimation device according to claim 1, wherein the temperature information is a temperature history. 第1SOC、温度、及び係数の関係を参照し、導出した前記第1SOC、及び前記温度情報に基づいて係数を特定する特定部を備え、
前記第3導出部は、特定した前記係数に基づいて、自己放電率を導出する、請求項1に記載の劣化推定装置。
It is provided with the first SOC derived by referring to the relationship between the first SOC, the temperature, and the coefficient, and a specific part for specifying the coefficient based on the temperature information.
The deterioration estimation device according to claim 1, wherein the third derivation unit derives the self-discharge rate based on the specified coefficient.
前記係数は、電圧低下速度である、請求項3に記載の劣化推定装置。 The deterioration estimation device according to claim 3, wherein the coefficient is a voltage reduction rate. 停止期間中に、前記第3導出部は複数の時点で自己放電率を算出し、各時点で算出した自己放電率を積算する、請求項1から4までのいずれか1項に記載の劣化推定装置。 The deterioration estimation according to any one of claims 1 to 4, wherein the third derivation unit calculates the self-discharge rate at a plurality of time points and integrates the self-discharge rate calculated at each time point during the stop period. Device. 蓄電素子の使用停止時の第1SOCを導出し、
停止期間中の温度情報を取得し、
前記蓄電素子の使用再開前の第2SOCを導出し、
前記第1SOC、前記第2SOC、前記温度情報、及び前記停止期間に基づいて、自己放電率を導出し、
導出した自己放電率に基づいて、蓄電素子の劣化の度合を推定する、劣化推定方法。
Derived the first SOC when the power storage element is stopped,
Get temperature information during the downtime,
Derived the second SOC before resuming the use of the power storage element,
The self-discharge rate is derived based on the first SOC, the second SOC, the temperature information, and the stop period.
A deterioration estimation method that estimates the degree of deterioration of a power storage element based on the derived self-discharge rate.
蓄電素子の使用停止時の第1SOCを導出し、
停止期間中の温度情報を取得し、
前記蓄電素子の使用再開前の第2SOCを導出し、
前記第1SOC、前記第2SOC、前記温度情報、及び前記停止期間に基づいて、自己放電率を導出し、
導出した自己放電率に基づいて、蓄電素子の劣化の度合を推定する
処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
Derived the first SOC when the power storage element is stopped,
Get temperature information during the downtime,
Derived the second SOC before resuming the use of the power storage element,
The self-discharge rate is derived based on the first SOC, the second SOC, the temperature information, and the stop period.
A computer program that causes a computer to perform a process of estimating the degree of deterioration of a power storage element based on the derived self-discharge rate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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WO2024080065A1 (en) * 2022-10-10 2024-04-18 株式会社デンソー Battery management system, memory unit, display program, and storage section

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