JP5673097B2 - Non-aqueous electrolyte secondary battery OCV characteristic estimation method, OCV characteristic estimation apparatus, and power storage system - Google Patents

Non-aqueous electrolyte secondary battery OCV characteristic estimation method, OCV characteristic estimation apparatus, and power storage system Download PDF

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Description

本発明は、非水電解質二次電池の開回路電圧の特性であるOCV特性を推定するOCV特性推定方法、OCV特性推定装置、及び非水電解質二次電池とOCV特性推定装置とを備える蓄電システムに関する。   The present invention relates to an OCV characteristic estimation method, an OCV characteristic estimation apparatus, an OCV characteristic estimation apparatus that estimates an OCV characteristic that is a characteristic of an open circuit voltage of a nonaqueous electrolyte secondary battery, and a power storage system that includes the nonaqueous electrolyte secondary battery and the OCV characteristic estimation apparatus. About.

世界的な環境問題への取り組みとして、ガソリン自動車から電気自動車への転換が重要になってきている。このため、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池を電気自動車の電源として使用することが検討されている。   The shift from gasoline cars to electric cars has become important as a global environmental problem. For this reason, use of a nonaqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery as a power source for an electric vehicle has been studied.

しかしながら、当該二次電池は、過充電及び過放電に対して比較的弱く、過充電または過放電となった場合には、電池性能が低下する。このため、当該二次電池の開回路電圧の特性であるOCV特性を把握し、当該二次電池に通電する電流値や電気量を制御することで、過充電または過放電を防ぐ必要がある。つまり、当該二次電池の電池性能の低下を防ぐためには、OCV特性を正確に把握することが極めて重要である。   However, the secondary battery is relatively weak against overcharge and overdischarge, and battery performance deteriorates when overcharge or overdischarge occurs. For this reason, it is necessary to prevent overcharge or overdischarge by grasping the OCV characteristic which is the characteristic of the open circuit voltage of the secondary battery and controlling the current value and the amount of electricity supplied to the secondary battery. That is, in order to prevent a decrease in battery performance of the secondary battery, it is extremely important to accurately grasp the OCV characteristics.

このため、従来、当該二次電池のOCV特性を把握する技術が提案されている(例えば、特許文献1及び2参照)。特許文献1では、予め測定した値から充電率と開回路電圧との関係を示す特性を取得し、OCV特性を把握している。また、特許文献2では、放電容量や放電電流などを用いた演算式による放電特性に基づいて、OCV特性を把握している。   For this reason, the technique which grasps | ascertains the OCV characteristic of the said secondary battery conventionally is proposed (for example, refer patent document 1 and 2). In patent document 1, the characteristic which shows the relationship between a charging rate and an open circuit voltage is acquired from the value measured beforehand, and the OCV characteristic is grasped | ascertained. Further, in Patent Document 2, the OCV characteristic is grasped based on the discharge characteristic by an arithmetic expression using the discharge capacity, the discharge current, and the like.

特開2001−231179号公報JP 2001-231179 A 特開2009−031219号公報JP 2009-031219 A

しかしながら、上記従来の技術においては、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池のOCV特性を、長期的には正確に把握することができないという問題がある。   However, the conventional technology has a problem that the OCV characteristics of a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery cannot be accurately grasped in the long term.

つまり、上記特許文献1及び2に開示された技術においては、当該二次電池の経年使用によってもOCV特性は変化しないという前提で、OCV特性を把握している。しかしながら、本願発明者らは、鋭意研究と実験の結果、当該二次電池のOCV特性は、使用によって変化していくということを見出した。このため、上記従来の技術においては、当該二次電池が長期的に使用された場合には、当該二次電池のOCV特性を正確に把握することができないという問題がある。   In other words, in the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2, the OCV characteristics are grasped on the assumption that the OCV characteristics do not change even when the secondary battery is used over time. However, the inventors of the present application have found that the OCV characteristics of the secondary battery change with use as a result of intensive studies and experiments. For this reason, in the said prior art, when the said secondary battery is used for a long term, there exists a problem that the OCV characteristic of the said secondary battery cannot be grasped | ascertained correctly.

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池のOCV特性を長期的に精度良く推定することができる非水電解質二次電池のOCV特性推定方法、OCV特性推定装置及び蓄電システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and can provide a non-aqueous electrolyte secondary battery capable of accurately estimating the OCV characteristics of a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery over a long period of time. It is an object of the present invention to provide an OCV characteristic estimation method, an OCV characteristic estimation device, and a power storage system.

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るOCV特性推定方法は、コンピュータが、非水電解質二次電池の通電電気量と開回路電圧との関係を示すOCV特性を推定するOCV特性推定方法であって、前記非水電解質二次電池の所定の第一時点での通電電気量である第一電気量と正極開回路電位との関係を示す第一正極OCP特性と、前記非水電解質二次電池の前記第一電気量と負極開回路電位との関係を示す第一負極OCP特性とを取得するOCP特性取得ステップと、前記第一時点から所定の第二時点までの前記非水電解質二次電池における所定の周波数での交流インピーダンスの増加量であるインピーダンス増加量を取得する増加量取得ステップと、取得された前記第一正極OCP特性と前記第一負極OCP特性と前記インピーダンス増加量とを用いて、前記非水電解質二次電池の前記第二時点でのOCV特性を推定する推定ステップとを含む。   In order to achieve the above object, an OCV characteristic estimation method according to an aspect of the present invention is a method in which a computer estimates an OCV characteristic indicating a relationship between an energization amount of electricity and an open circuit voltage of a nonaqueous electrolyte secondary battery. A first positive electrode OCP characteristic indicating a relationship between a first electric quantity, which is an energized electric quantity at a predetermined first point of time, and a positive electrode open circuit potential of the nonaqueous electrolyte secondary battery, and an estimation method, An OCP characteristic acquisition step of acquiring a first negative electrode OCP characteristic indicating a relationship between the first electric quantity of the electrolyte secondary battery and a negative electrode open circuit potential; and the non-water from the first time point to a predetermined second time point An increase amount acquisition step of acquiring an increase amount of impedance which is an increase amount of AC impedance at a predetermined frequency in the electrolyte secondary battery, the acquired first positive electrode OCP characteristic, first negative electrode OCP characteristic, and impedance Using a dancing increase, and a estimation step of estimating an OCV characteristics at the second time point of the nonaqueous electrolyte secondary battery.

これによれば、取得した第一正極OCP特性と第一負極OCP特性とインピーダンス増加量とを用いて、第二時点でのOCV特性を推定する。つまり、第一正極OCP特性と第一負極OCP特性とから第一時点でのOCV特性を把握することができるが、その第一時点でのOCV特性とインピーダンス増加量とを用いることで、第一時点から所定の期間経過後の第二時点でのOCV特性を推定することができる。このため、期間が経過しても経過期間に応じたOCV特性を推定することができるので、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池のOCV特性を、長期的に精度良く推定することができる。   According to this, the OCV characteristic at the second time point is estimated using the acquired first positive electrode OCP characteristic, first negative electrode OCP characteristic, and impedance increase amount. That is, the OCV characteristic at the first time point can be grasped from the first positive electrode OCP characteristic and the first negative electrode OCP characteristic, but by using the OCV characteristic and the impedance increase amount at the first time point, The OCV characteristic at the second time point after the elapse of a predetermined period from the time point can be estimated. For this reason, since the OCV characteristic according to the elapsed period can be estimated even if the period elapses, the OCV characteristic of a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery is accurately estimated in the long term. Can do.

また、好ましくは、前記推定ステップでは、前記非水電解質二次電池の前記第二時点での通電電気量である第二電気量と前記インピーダンス増加量に所定の定数を乗じた値とを加算した値を前記第一正極OCP特性の前記第一電気量に代入して得られる、前記第二電気量と正極開回路電位との関係を示す特性を第二正極OCP特性として算出し、前記非水電解質二次電池の前記第二電気量を前記第一負極OCP特性の前記第一電気量に代入して得られる、前記第二電気量と負極開回路電位との関係を示す特性を第二負極OCP特性として算出し、算出した前記第二正極OCP特性における前記第二電気量に対する正極開回路電位から、前記第二負極OCP特性における前記第二電気量に対する負極開回路電位を減ずることにより得られる前記第二電気量と開回路電圧との関係を示す特性を、前記第二時点でのOCV特性と推定する。   Preferably, in the estimation step, a second electricity amount that is an energized electricity amount at the second time point of the nonaqueous electrolyte secondary battery and a value obtained by multiplying the impedance increase amount by a predetermined constant are added. A characteristic indicating a relationship between the second electric quantity and the positive open circuit potential obtained by substituting the value into the first electric quantity of the first positive electrode OCP characteristic is calculated as the second positive electrode OCP characteristic, and the non-aqueous A characteristic indicating the relationship between the second electric quantity and the negative open circuit potential obtained by substituting the second electric quantity of the electrolyte secondary battery for the first electric quantity of the first negative electrode OCP characteristic is a second negative electrode. Calculated as an OCP characteristic, and obtained by subtracting the negative open circuit potential for the second electric quantity in the second negative OCP characteristic from the positive open circuit potential for the second electric quantity in the calculated second positive OCP characteristic. Above The characteristics showing the relationship between the second electrical quantity and the open-circuit voltage and estimates the OCV characteristics at the second time point.

これによれば、第一正極OCP特性とインピーダンス増加量とから第二正極OCP特性を算出し、第一負極OCP特性から第二負極OCP特性を算出し、算出した第二正極OCP特性と第二負極OCP特性とから、第二時点でのOCV特性を推定する。ここで、本願発明者らは、鋭意研究と実験の結果、第二正極OCP特性が、第一正極OCP特性での通電電気量をインピーダンス増加量と所定の定数とを乗じた値分移動させた特性と精度良く一致することを見出した。つまり、第一正極OCP特性とインピーダンス増加量とから、第二正極OCP特性を精度良く容易な計算で算出することができる。このため、容易に精度の良い第二時点でのOCV特性を推定することができるため、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池のOCV特性を、長期的に精度良く容易に推定することができる。   According to this, the second positive electrode OCP characteristic is calculated from the first positive electrode OCP characteristic and the impedance increase amount, the second negative electrode OCP characteristic is calculated from the first negative electrode OCP characteristic, and the calculated second positive electrode OCP characteristic and the second positive electrode OCP characteristic are calculated. The OCV characteristic at the second time point is estimated from the negative electrode OCP characteristic. Here, as a result of diligent research and experiments, the inventors of the present application have moved the amount of energized electricity in the first positive electrode OCP characteristic by a value obtained by multiplying the amount of increase in impedance by a predetermined constant. It was found that the characteristics coincided with the accuracy. That is, the second positive electrode OCP characteristic can be calculated accurately and easily from the first positive electrode OCP characteristic and the amount of increase in impedance. For this reason, since the OCV characteristic at the second time point with high accuracy can be estimated easily, the OCV characteristic of a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery can be easily estimated with high accuracy over the long term. be able to.

また、好ましくは、前記増加量取得ステップでは、前記第一時点において、前記所定の周波数の交流電圧または交流電流を前記非水電解質二次電池に印加することで、前記第一時点での交流インピーダンスである第一インピーダンスを測定し、前記第二時点において、前記所定の周波数の交流電圧または交流電流を前記非水電解質二次電池に印加することで、前記第二時点での交流インピーダンスである第二インピーダンスを測定し、前記第二インピーダンスから前記第一インピーダンスを減じることにより、前記インピーダンス増加量を取得する。   Preferably, in the increase acquisition step, the AC impedance at the first time point is applied to the non-aqueous electrolyte secondary battery at the first time point by applying an AC voltage or an AC current having the predetermined frequency to the nonaqueous electrolyte secondary battery. The first impedance is measured, and at the second time point, the alternating current voltage or alternating current of the predetermined frequency is applied to the non-aqueous electrolyte secondary battery, and the second impedance is the AC impedance at the second time point. The impedance increase is obtained by measuring two impedances and subtracting the first impedance from the second impedance.

これによれば、第一インピーダンス及び第二インピーダンスを測定して、当該第一インピーダンスと第二インピーダンスとからインピーダンス増加量を算出して取得する。これにより、容易にインピーダンス増加量を取得することができるため、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池のOCV特性を、長期的に精度良く容易に推定することができる。   According to this, the first impedance and the second impedance are measured, and the amount of increase in impedance is calculated and acquired from the first impedance and the second impedance. Thereby, since the amount of increase in impedance can be easily obtained, the OCV characteristic of a nonaqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery can be easily estimated with high accuracy in the long term.

なお、本発明は、このような非水電解質二次電池のOCV特性推定方法として実現することができるだけでなく、当該OCV特性推定方法に含まれるステップを行う処理部を備えるOCV特性推定装置としても実現することができる。また、本発明は、このようなOCV特性推定装置に含まれる特徴的な処理部を備える集積回路としても実現することができる。   The present invention can be realized not only as an OCV characteristic estimation method for such a non-aqueous electrolyte secondary battery, but also as an OCV characteristic estimation apparatus including a processing unit that performs steps included in the OCV characteristic estimation method. Can be realized. The present invention can also be realized as an integrated circuit including a characteristic processing unit included in such an OCV characteristic estimation device.

また、本発明は、非水電解質二次電池と、当該非水電解質二次電池の通電電気量と開回路電圧との関係を示すOCV特性を推定するOCV特性推定装置とを備える蓄電システムとしても実現することができる。   The present invention also provides a power storage system including a non-aqueous electrolyte secondary battery and an OCV characteristic estimation device that estimates an OCV characteristic indicating a relationship between an energized electricity amount of the non-aqueous electrolyte secondary battery and an open circuit voltage. Can be realized.

また、本発明は、OCV特性推定方法に含まれる特徴的な処理をコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、CD−ROM等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。   The present invention can also be realized as a program that causes a computer to execute characteristic processing included in the OCV characteristic estimation method. Needless to say, such a program can be distributed via a recording medium such as a CD-ROM and a transmission medium such as the Internet.

本発明によると、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池のOCV特性を長期的に精度良く推定することができる。   According to the present invention, the OCV characteristics of a nonaqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery can be accurately estimated over the long term.

本発明の実施の形態に係るOCV特性推定装置を備える蓄電システムの外観図である。It is an external view of an electrical storage system provided with the OCV characteristic estimation apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るOCV特性推定装置の機能的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the OCV characteristic estimation apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るOCV特性推定データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of OCV characteristic estimation data which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るOCV特性推定装置が二次電池のOCV特性を推定する処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process in which the OCV characteristic estimation apparatus which concerns on embodiment of this invention estimates the OCV characteristic of a secondary battery. 本発明の実施の形態に係るOCP特性取得部が第一正極OCP特性と第一負極OCP特性とを取得する処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process in which the OCP characteristic acquisition part which concerns on embodiment of this invention acquires a 1st positive electrode OCP characteristic and a 1st negative electrode OCP characteristic. 本発明の実施の形態に係るOCP特性取得部が取得する初期正極OCP特性と初期負極OCP特性とを示す図である。It is a figure which shows the initial stage positive electrode OCP characteristic and the initial stage negative electrode OCP characteristic which the OCP characteristic acquisition part which concerns on embodiment of this invention acquires. 本発明の実施の形態に係るOCP特性取得部が取得する第一正極OCP特性と第一負極OCP特性とを示す図である。It is a figure which shows the 1st positive electrode OCP characteristic and 1st negative electrode OCP characteristic which the OCP characteristic acquisition part which concerns on embodiment of this invention acquires. 本発明の実施の形態に係る増加量取得部がインピーダンス増加量を取得する処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process in which the increase amount acquisition part which concerns on embodiment of this invention acquires an impedance increase amount. 本発明の実施の形態に係る推定部が第二時点でのOCV特性を推定する処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process which the estimation part which concerns on embodiment of this invention estimates OCV characteristic in a 2nd time. 二次電池が充放電を行う仕組みを説明する図である。It is a figure explaining the mechanism in which a secondary battery charges / discharges. 二次電池が劣化する仕組みを説明する図である。It is a figure explaining the mechanism in which a secondary battery deteriorates. 本発明の実施の形態に係る交流インピーダンスと可逆容量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the alternating current impedance which concerns on embodiment of this invention, and a reversible capacity | capacitance. 本発明の実施の形態に係る推定部が推定する第二時点でのOCV特性を示す図である。It is a figure which shows the OCV characteristic in the 2nd time point which the estimation part which concerns on embodiment of this invention estimates. 本発明の実施の形態に係るOCV特性推定装置が推定するOCV特性の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the OCV characteristic which the OCV characteristic estimation apparatus which concerns on embodiment of this invention estimates. 本発明の実施の形態に係るOCV特性推定装置を集積回路で実現する構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure which implement | achieves the OCV characteristic estimation apparatus which concerns on embodiment of this invention with an integrated circuit.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係るOCV特性推定装置、及び当該OCV特性推定装置を備える蓄電システムについて説明する。   Hereinafter, an OCV characteristic estimation device according to an embodiment of the present invention and a power storage system including the OCV characteristic estimation device will be described with reference to the drawings.

まず、蓄電システム10の構成について、説明する。   First, the configuration of the power storage system 10 will be described.

図1は、本発明の実施の形態に係るOCV特性推定装置100を備える蓄電システム10の外観図である。   FIG. 1 is an external view of a power storage system 10 including an OCV characteristic estimation device 100 according to an embodiment of the present invention.

同図に示すように、蓄電システム10は、OCV特性推定装置100と、複数(同図では6個)の二次電池200と、OCV特性推定装置100及び複数の二次電池200を収容する収容ケース300とを備えている。   As shown in the figure, the power storage system 10 accommodates the OCV characteristic estimation device 100, a plurality (six in the figure) secondary batteries 200, and the OCV characteristic estimation device 100 and the plurality of secondary batteries 200. Case 300 is provided.

OCV特性推定装置100は、複数の二次電池200の上方に配置され、複数の二次電池200のOCV特性を推定する回路を搭載した回路基板である。具体的には、OCV特性推定装置100は、複数の二次電池200に接続されており、複数の二次電池200から情報を取得して、複数の二次電池200の通電電気量と開回路電圧との関係を示すOCV特性を推定する。このOCV特性推定装置100の詳細な機能構成の説明については、後述する。   The OCV characteristic estimation device 100 is a circuit board on which a circuit that is disposed above the plurality of secondary batteries 200 and estimates the OCV characteristics of the plurality of secondary batteries 200 is mounted. Specifically, the OCV characteristic estimation device 100 is connected to a plurality of secondary batteries 200, acquires information from the plurality of secondary batteries 200, and the energized electricity amount and the open circuit of the plurality of secondary batteries 200. An OCV characteristic indicating a relationship with the voltage is estimated. The detailed functional configuration of the OCV characteristic estimation apparatus 100 will be described later.

ここで、二次電池200のOCV特性とは、二次電池200の通電電気量と開回路電圧(OCV:Open Circuit Voltage)との関係を示す特性である。また、開回路電圧とは、二次電池200の正極と負極との間の開回路電位(OCP:Open Circuit Potential)の電位差であり、二次電池200の正極開回路電位から負極開回路電位を差し引いた値である。   Here, the OCV characteristic of the secondary battery 200 is a characteristic indicating the relationship between the energized electricity amount of the secondary battery 200 and the open circuit voltage (OCV). Further, the open circuit voltage is a potential difference of an open circuit potential (OCP) between the positive electrode and the negative electrode of the secondary battery 200, and the negative circuit open circuit potential is calculated from the positive circuit open circuit potential of the secondary battery 200. Subtracted value.

また、正極開回路電位及び負極開回路電位とは、二次電池200が外部回路から電気的に切り離された(正極と負極との間に負荷をかけていない)状態が十分な時間経過した時点での、二次電池200の正極の電位及び負極の電位である。つまり、開回路電圧は、二次電池200に電流が流れていない状態が十分な時間経過したときの当該二次電池200の正極と負極との間の電圧を示している。   Further, the positive open circuit potential and the negative open circuit potential are the time when a sufficient time has elapsed after the secondary battery 200 is electrically disconnected from the external circuit (no load is applied between the positive electrode and the negative electrode). The positive electrode potential and the negative electrode potential of the secondary battery 200 in FIG. That is, the open circuit voltage indicates a voltage between the positive electrode and the negative electrode of the secondary battery 200 when a sufficient time has passed without a current flowing through the secondary battery 200.

なお、ここでは、OCV特性推定装置100は複数の二次電池200の上方に配置されているが、OCV特性推定装置100はどこに配置されていてもよい。   Here, OCV characteristic estimation device 100 is arranged above a plurality of secondary batteries 200, but OCV characteristic estimation device 100 may be arranged anywhere.

二次電池200は、正極と負極とを有する非水電解質二次電池であり、例えば、リチウムイオン二次電池である。つまり、二次電池200は、例えば、正極がコバルト酸リチウムなどのリチウム遷移金属酸化物、負極が炭素材料の二次電池である。また、同図では6個の矩形状の二次電池200が直列に配置されて組電池を構成している。なお、二次電池200の個数は6個に限定されず、他の複数個数または1個であってもよい。また二次電池200の形状も特に限定されない。   The secondary battery 200 is a non-aqueous electrolyte secondary battery having a positive electrode and a negative electrode, for example, a lithium ion secondary battery. That is, the secondary battery 200 is, for example, a secondary battery in which the positive electrode is a lithium transition metal oxide such as lithium cobalt oxide and the negative electrode is a carbon material. In FIG. 6, six rectangular secondary batteries 200 are arranged in series to form an assembled battery. In addition, the number of the secondary batteries 200 is not limited to six, and may be another plural number or one. Further, the shape of the secondary battery 200 is not particularly limited.

次に、OCV特性推定装置100の詳細な機能構成について、説明する。   Next, a detailed functional configuration of the OCV characteristic estimation apparatus 100 will be described.

図2は、本発明の実施の形態に係るOCV特性推定装置100の機能的な構成を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of OCV characteristic estimation apparatus 100 according to the embodiment of the present invention.

OCV特性推定装置100は、二次電池200の通電電気量と開回路電圧との関係を示すOCV特性を推定する装置である。同図に示すように、OCV特性推定装置100は、OCP特性取得部110、増加量取得部120、推定部130及び記憶部140を備えている。   The OCV characteristic estimation apparatus 100 is an apparatus that estimates the OCV characteristic indicating the relationship between the energized electricity amount of the secondary battery 200 and the open circuit voltage. As shown in the figure, the OCV characteristic estimation device 100 includes an OCP characteristic acquisition unit 110, an increase amount acquisition unit 120, an estimation unit 130, and a storage unit 140.

OCP特性取得部110は、二次電池200の所定の第一時点での通電電気量である第一電気量と正極開回路電位との関係を示す第一正極OCP特性と、二次電池200の第一電気量と負極開回路電位との関係を示す第一負極OCP特性とを取得する。   The OCP characteristic acquisition unit 110 includes a first positive electrode OCP characteristic indicating a relationship between a first electric quantity that is an energized electric quantity at a predetermined first time point of the secondary battery 200 and a positive electrode open circuit potential; A first negative electrode OCP characteristic indicating a relationship between the first electric quantity and the negative electrode open circuit potential is obtained.

具体的には、OCP特性取得部110は、二次電池200の初期状態での正極に対する通電電気量と正極開回路電位との関係を示す初期正極OCP特性と、二次電池200の初期状態での負極に対する通電電気量と負極開回路電位との関係を示す初期負極OCP特性とを、記憶部140から読み出すことによって取得する。   Specifically, the OCP characteristic acquisition unit 110 includes an initial positive OCP characteristic indicating the relationship between the amount of electricity supplied to the positive electrode in the initial state of the secondary battery 200 and the positive open circuit potential, and the initial state of the secondary battery 200. The initial negative electrode OCP characteristic indicating the relationship between the amount of electricity supplied to the negative electrode and the open circuit potential of the negative electrode is obtained by reading from the storage unit 140.

そして、OCP特性取得部110は、二次電池200の第一電気量に第一時点での正極の相対位置ずれを加算した値を初期正極OCP特性の初期電気量に代入して得られる、第一電気量と正極開回路電位との関係を示す特性を第一正極OCP特性として算出することで、第一正極OCP特性を取得する。なお、正極の相対位置ずれとは、正極のOCP特性における通電電気量の相対的なずれ量(充放電可能な容量の減少量)である。   The OCP characteristic acquisition unit 110 is obtained by substituting a value obtained by adding the relative positional deviation of the positive electrode at the first time to the first electric quantity of the secondary battery 200 into the initial electric quantity of the initial positive electrode OCP characteristic. The first positive electrode OCP characteristic is obtained by calculating the characteristic indicating the relationship between one electric quantity and the positive electrode open circuit potential as the first positive electrode OCP characteristic. The relative positional shift of the positive electrode is a relative shift amount (amount of decrease in chargeable / dischargeable capacity) of the energized electricity amount in the OCP characteristic of the positive electrode.

また、OCP特性取得部110は、二次電池200の第一電気量を初期負極OCP特性の初期電気量に代入して得られる、第一電気量と負極開回路電位との関係を示す特性を第一負極OCP特性として算出することで、第一負極OCP特性を取得する。   In addition, the OCP characteristic acquisition unit 110 has a characteristic indicating the relationship between the first electric quantity and the negative open circuit potential obtained by substituting the first electric quantity of the secondary battery 200 into the initial electric quantity of the initial negative electrode OCP characteristic. The first negative electrode OCP characteristic is obtained by calculating as the first negative electrode OCP characteristic.

なお、所定の第一時点とは、OCV特性を推定する計算の基準となる時点である。ここで、当該第一時点はどのような時点でもよいが、例えば、二次電池200の工場出荷時点である。なお、第一時点は、分、時、日、月など、どのような単位で表現されてもかまわない。   The predetermined first time point is a time point serving as a reference for calculation for estimating the OCV characteristic. Here, the first time point may be any time point, for example, the factory shipment time of the secondary battery 200. The first time point may be expressed in any unit such as minutes, hours, days, and months.

増加量取得部120は、第一時点から所定の第二時点までの二次電池200における所定の周波数での交流インピーダンスの増加量であるインピーダンス増加量を取得する。   The increase amount acquisition unit 120 acquires an impedance increase amount that is an increase amount of AC impedance at a predetermined frequency in the secondary battery 200 from the first time point to the predetermined second time point.

具体的には、増加量取得部120は、まず、第一時点において、所定の周波数の交流電圧または交流電流を二次電池200に印加して測定するなどして記憶部140に記憶されている、第一時点での交流インピーダンスである第一インピーダンスを取得する。   Specifically, the increase amount acquisition unit 120 is first stored in the storage unit 140 by applying an AC voltage or AC current having a predetermined frequency to the secondary battery 200 and measuring it at the first time point. The first impedance that is the AC impedance at the first time point is acquired.

また、増加量取得部120は、第二時点において、所定の周波数の交流電圧または交流電流を二次電池200に印加することで、第二時点での交流インピーダンスである第二インピーダンスを測定する。そして、増加量取得部120は、第二インピーダンスから第一インピーダンスを減じることにより、インピーダンス増加量を取得する。   Further, the increase amount acquisition unit 120 measures the second impedance, which is the AC impedance at the second time point, by applying an AC voltage or an AC current having a predetermined frequency to the secondary battery 200 at the second time point. Then, the increase amount acquisition unit 120 acquires the impedance increase amount by subtracting the first impedance from the second impedance.

そして、増加量取得部120は、取得したインピーダンス増加量を記憶部140に記憶させることで、記憶部140に記憶されているインピーダンス増加量を更新する。また、増加量取得部120は、測定した第二インピーダンスを記憶部140に記憶させ、第一インピーダンスを第二インピーダンスに更新する。   Then, the increase amount acquisition unit 120 updates the impedance increase amount stored in the storage unit 140 by storing the acquired impedance increase amount in the storage unit 140. Further, the increase amount acquisition unit 120 stores the measured second impedance in the storage unit 140 and updates the first impedance to the second impedance.

なお、所定の第二時点とは、第一時点から二次電池200の使用を継続して所定の期間が経過した時点であるが、当該所定の期間はどのような期間であってもよく、特に限定されない。また、当該所定の期間の単位も特に限定されず、例えば、分オーダー、時間オーダー、日オーダー、月オーダーなどの期間である。つまり、第二時点は、第一時点と同様に、分、時、日、月など、どのような単位で表現されてもかまわない。   The predetermined second time point is a time point when a predetermined period has elapsed from the first time point when the use of the secondary battery 200 is continued, but the predetermined time period may be any period, There is no particular limitation. Further, the unit of the predetermined period is not particularly limited, and is, for example, a period such as a minute order, an hour order, a day order, or a month order. That is, the second time point may be expressed in any unit such as minutes, hours, days, months, and the like, similar to the first time point.

推定部130は、OCP特性取得部110が取得した第一正極OCP特性及び第一負極OCP特性と、増加量取得部120が取得したインピーダンス増加量とを用いて、二次電池200の第二時点でのOCV特性を推定する。   The estimation unit 130 uses the first positive electrode OCP characteristic and the first negative electrode OCP characteristic acquired by the OCP characteristic acquisition unit 110 and the impedance increase amount acquired by the increase amount acquisition unit 120 to generate the second time point of the secondary battery 200. The OCV characteristic at is estimated.

具体的には、推定部130は、二次電池200の第二時点での通電電気量である第二電気量とインピーダンス増加量に所定の定数を乗じた値とを加算した値を第一正極OCP特性の第一電気量に代入して得られる、第二電気量と正極開回路電位との関係を示す特性を第二正極OCP特性として算出する。   Specifically, the estimation unit 130 adds a value obtained by adding a second electricity amount, which is an energized electricity amount at the second time point of the secondary battery 200, and a value obtained by multiplying an impedance increase amount by a predetermined constant to the first positive electrode. A characteristic indicating the relationship between the second electric quantity and the positive open circuit potential obtained by substituting the first electric quantity of the OCP characteristic is calculated as the second positive OCP characteristic.

また、推定部130は、二次電池200の第二電気量を第一負極OCP特性の第一電気量に代入して得られる、第二電気量と負極開回路電位との関係を示す特性を第二負極OCP特性として算出する。   In addition, the estimation unit 130 has a characteristic indicating a relationship between the second electric quantity and the negative open circuit potential obtained by substituting the second electric quantity of the secondary battery 200 into the first electric quantity of the first negative electrode OCP characteristic. Calculated as the second negative electrode OCP characteristic.

そして、推定部130は、算出した第二正極OCP特性における第二電気量に対する正極開回路電位から、算出した第二負極OCP特性における第二電気量に対する負極開回路電位を減ずることにより得られる第二電気量と開回路電圧との関係を示す特性を、第二時点でのOCV特性と推定する。   Then, the estimating unit 130 obtains the first obtained by subtracting the negative open circuit potential for the second electric quantity in the calculated second negative OCP characteristic from the positive open circuit potential for the second electric quantity in the calculated second positive OCP characteristic. The characteristic indicating the relationship between the two electric quantities and the open circuit voltage is estimated as the OCV characteristic at the second time point.

このように、増加量取得部120は、第三時点、第四時点というようにインピーダンスを測定し、インピーダンス増加量を取得していくことで、記憶部140に記憶されているインピーダンスとインピーダンス増加量とを繰り返し更新していく。そして、推定部130は、記憶部140に記憶されている初期正極OCP特性と初期負極OCP特性とインピーダンス増加量とから、最新のOCV特性を推定する。   As described above, the increase amount acquisition unit 120 measures the impedance as the third time point and the fourth time point, and acquires the impedance increase amount, whereby the impedance and the impedance increase amount stored in the storage unit 140 are acquired. Will be updated repeatedly. Then, the estimation unit 130 estimates the latest OCV characteristic from the initial positive electrode OCP characteristic, the initial negative electrode OCP characteristic, and the impedance increase amount stored in the storage unit 140.

記憶部140は、OCV特性を推定するための情報を記憶するためのメモリである。具体的には、記憶部140は、OCV特性を推定するための情報を含むOCV特性推定データ141を記憶している。OCV特性推定データ141の詳細については、後述する。   The storage unit 140 is a memory for storing information for estimating the OCV characteristic. Specifically, the storage unit 140 stores OCV characteristic estimation data 141 including information for estimating the OCV characteristic. Details of the OCV characteristic estimation data 141 will be described later.

図3は、本発明の実施の形態に係るOCV特性推定データ141の一例を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing an example of the OCV characteristic estimation data 141 according to the embodiment of the present invention.

OCV特性推定データ141は、初期正極OCP特性と初期負極OCP特性とインピーダンス増加量とインピーダンスとを示すデータの集まりである。つまり、同図に示すように、OCV特性推定データ141は、「初期正極OCP特性」、「初期負極OCP特性」、「インピーダンス増加量」及び「インピーダンス」を含むデータテーブルである。   The OCV characteristic estimation data 141 is a collection of data indicating the initial positive electrode OCP characteristic, the initial negative electrode OCP characteristic, the amount of increase in impedance, and the impedance. That is, as shown in the figure, the OCV characteristic estimation data 141 is a data table including “initial positive OCP characteristic”, “initial negative OCP characteristic”, “impedance increase amount”, and “impedance”.

具体的には、「初期正極OCP特性」には、初期状態での二次電池200の通電電気量と正極開回路電位との関係を示す関数P(q)が記憶されている。また、「初期負極OCP特性」には、初期状態での二次電池200の通電電気量と負極開回路電位との関係を示す関数N(q)が記憶されている。   Specifically, in the “initial positive electrode OCP characteristic”, a function P (q) indicating the relationship between the energized electricity amount of the secondary battery 200 and the positive electrode open circuit potential in the initial state is stored. Further, in the “initial negative electrode OCP characteristic”, a function N (q) indicating the relationship between the amount of electricity supplied to the secondary battery 200 and the negative open circuit potential in the initial state is stored.

また、「インピーダンス増加量」には、インピーダンスの増加量を示す値であるΔRが記憶されている。また、「インピーダンス」には、二次電池200の交流インピーダンスであるインピーダンスRが記憶されている。   In addition, the “impedance increase amount” stores ΔR which is a value indicating the increase amount of the impedance. Further, the “impedance” stores an impedance R that is an AC impedance of the secondary battery 200.

ここで、OCV特性推定データ141には、初期正極OCP特性及び初期負極OCP特性と、初期状態でのインピーダンスとが事前に書き込まれている。なお、OCP特性取得部110は、OCV特性推定データ141に書き込まれるデータをユーザの入力などから取得し、記憶部140に記憶させることで、OCV特性推定データ141に当該データを書き込むことにしてもよい。   Here, in the OCV characteristic estimation data 141, the initial positive electrode OCP characteristic, the initial negative electrode OCP characteristic, and the impedance in the initial state are written in advance. The OCP characteristic acquisition unit 110 may acquire data to be written in the OCV characteristic estimation data 141 from a user input or the like, and store the data in the OCV characteristic estimation data 141 by storing the data in the storage unit 140. Good.

また、増加量取得部120は、測定したインピーダンスと取得したインピーダンス増加量とを記憶部140に記憶させることで、OCV特性推定データ141のインピーダンスとインピーダンス増加量とを更新する。   The increase amount acquisition unit 120 updates the impedance and the impedance increase amount of the OCV characteristic estimation data 141 by storing the measured impedance and the acquired impedance increase amount in the storage unit 140.

次に、OCV特性推定装置100が二次電池200のOCV特性を推定する処理について説明する。   Next, the process in which the OCV characteristic estimation apparatus 100 estimates the OCV characteristic of the secondary battery 200 will be described.

図4は、本発明の実施の形態に係るOCV特性推定装置100が二次電池200のOCV特性を推定する処理の一例を示すフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart showing an example of processing in which the OCV characteristic estimation device 100 according to the embodiment of the present invention estimates the OCV characteristic of the secondary battery 200.

同図に示すように、まず、OCP特性取得部110は、二次電池200の第一正極OCP特性と第一負極OCP特性とを取得する(S102)。   As shown in the figure, first, the OCP characteristic acquisition unit 110 acquires the first positive electrode OCP characteristic and the first negative electrode OCP characteristic of the secondary battery 200 (S102).

具体的には、OCP特性取得部110は、二次電池200の初期正極OCP特性及び初期負極OCP特性と第一時点での正極の相対位置ずれとから、第一正極OCP特性と第一負極OCP特性とを取得する。なお、このOCP特性取得部110が第一正極OCP特性と第一負極OCP特性とを取得する処理の詳細な説明については、後述する。   Specifically, the OCP characteristic acquisition unit 110 calculates the first positive electrode OCP characteristic and the first negative electrode OCP characteristic from the initial positive electrode OCP characteristic and the initial negative electrode OCP characteristic of the secondary battery 200 and the relative positional deviation of the positive electrode at the first time point. Get properties and. A detailed description of the process in which the OCP characteristic acquisition unit 110 acquires the first positive OCP characteristic and the first negative OCP characteristic will be described later.

そして、増加量取得部120は、インピーダンス増加量を取得する(S104)。   And the increase amount acquisition part 120 acquires the impedance increase amount (S104).

具体的には、増加量取得部120は、二次電池200の第一インピーダンスを取得するとともに、第二インピーダンスを測定し、当該第一インピーダンスと第二インピーダンスとからインピーダンス増加量を取得する。また、増加量取得部120は、取得したインピーダンス増加量と測定した第二インピーダンスとを、記憶部140に記憶させる。   Specifically, the increase amount acquisition unit 120 acquires the first impedance of the secondary battery 200, measures the second impedance, and acquires the impedance increase amount from the first impedance and the second impedance. Further, the increase amount acquisition unit 120 causes the storage unit 140 to store the acquired impedance increase amount and the measured second impedance.

なお、この増加量取得部120がインピーダンス増加量を取得する処理の詳細な説明については、後述する。   A detailed description of the process in which the increase amount acquisition unit 120 acquires the impedance increase amount will be described later.

そして、推定部130は、二次電池200の第二時点でのOCV特性を推定する(S106)。   And the estimation part 130 estimates the OCV characteristic in the 2nd time of the secondary battery 200 (S106).

具体的には、推定部130は、OCP特性取得部110が取得した第一正極OCP特性及び第一負極OCP特性と増加量取得部120が取得したインピーダンス増加量とから、第二正極OCP特性及び第二負極OCP特性を算出して、第二時点でのOCV特性を推定する。   Specifically, the estimation unit 130 calculates the second positive OCP characteristic and the first negative OCP characteristic and the first negative OCP characteristic acquired by the OCP characteristic acquisition unit 110 and the impedance increase acquired by the increase acquisition unit 120 and The second negative electrode OCP characteristic is calculated, and the OCV characteristic at the second time point is estimated.

なお、この推定部130が第二時点でのOCV特性を推定する処理の詳細な説明については、後述する。   A detailed description of the process in which the estimation unit 130 estimates the OCV characteristic at the second time point will be described later.

このように、増加量取得部120は、繰り返しインピーダンスを測定し、インピーダンス増加量を取得していくことで、記憶部140に記憶されているインピーダンスとインピーダンス増加量とを繰り返し更新していく。そして、推定部130は、記憶部140に記憶されている初期正極OCP特性と初期負極OCP特性とインピーダンス増加量とから、最新のOCV特性を推定する。   As described above, the increase amount acquisition unit 120 repeatedly measures the impedance and acquires the impedance increase amount, thereby repeatedly updating the impedance and the impedance increase amount stored in the storage unit 140. Then, the estimation unit 130 estimates the latest OCV characteristic from the initial positive electrode OCP characteristic, the initial negative electrode OCP characteristic, and the impedance increase amount stored in the storage unit 140.

なお、初期正極OCP特性と初期負極OCP特性とは、更新されることなく、記憶部140に記憶されている。   Note that the initial positive electrode OCP characteristic and the initial negative electrode OCP characteristic are stored in the storage unit 140 without being updated.

以上のようにして、OCV特性推定装置100が二次電池200のOCV特性を推定する処理は、終了する。   As described above, the process in which the OCV characteristic estimation device 100 estimates the OCV characteristic of the secondary battery 200 ends.

次に、OCP特性取得部110が第一正極OCP特性と第一負極OCP特性とを取得する処理(図4のS102)について、詳細に説明する。   Next, a process (S102 in FIG. 4) in which the OCP characteristic acquisition unit 110 acquires the first positive electrode OCP characteristic and the first negative electrode OCP characteristic will be described in detail.

図5は、本発明の実施の形態に係るOCP特性取得部110が第一正極OCP特性と第一負極OCP特性とを取得する処理の一例を示すフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of processing in which the OCP characteristic acquisition unit 110 according to the embodiment of the present invention acquires the first positive OCP characteristic and the first negative OCP characteristic.

同図に示すように、まず、OCP特性取得部110は、二次電池200の初期正極OCP特性及び初期負極OCP特性と、二次電池200の第一時点での正極の相対位置ずれとを取得する(S202)。   As shown in the figure, first, the OCP characteristic acquisition unit 110 acquires the initial positive electrode OCP characteristic and the initial negative electrode OCP characteristic of the secondary battery 200, and the relative positional deviation of the positive electrode at the first time point of the secondary battery 200. (S202).

ここで、初期正極OCP特性及び初期負極OCP特性と初期状態でのインピーダンスとは、予め測定され、予め記憶部140に記憶されていることとするが、予めOCP特性取得部110の回路構成やプログラムに組み込まれているものとすることもできる。あるいは、ユーザによって入力ができるものとしてもよい。   Here, the initial positive electrode OCP characteristic, the initial negative electrode OCP characteristic, and the impedance in the initial state are measured in advance and stored in the storage unit 140 in advance, but the circuit configuration and program of the OCP characteristic acquisition unit 110 are previously stored. Can also be incorporated. Or it is good also as what can be input by the user.

初期正極OCP特性及び初期負極OCP特性と初期状態でのインピーダンスとは、以下のように1つの二次電池200に対して測定を行うことによって取得することができる。   The initial positive electrode OCP characteristic, the initial negative electrode OCP characteristic, and the impedance in the initial state can be obtained by measuring one secondary battery 200 as follows.

まず、OCV特性推定対象のリチウムイオン二次電池と同一種類の初期状態でのリチウムイオン二次電池を入手する。なお、初期状態とは、例えばリチウムイオン二次電池の工場出荷時点(上記の第一時点)での状態とすることができ、市販電池を購入すること等によって当該初期状態でのリチウムイオン二次電池を入手することができる。   First, a lithium ion secondary battery in the initial state of the same type as the lithium ion secondary battery whose OCV characteristics are to be estimated is obtained. The initial state can be, for example, the state at the time of factory shipment of the lithium ion secondary battery (the first time point described above), and the lithium ion secondary battery in the initial state can be obtained by purchasing a commercially available battery. A battery is available.

そして、このようにして入手したリチウムイオン二次電池から初期正極OCP特性及び初期負極OCP特性と初期状態でのインピーダンスとを測定によって取得する。なお、これらのデータを測定する方法としては、限定されるものではなく、例えば、入手したリチウムイオン二次電池を解体して、正極及び負極を取り出し、当該リチウムイオン二次電池に用いられている電解液と同等の電解液中で測定してもよいし、あるいは、入手したリチウムイオン二次電池の電解液部分に参照極を挿入し、充放電を行うことによって測定してもよい。   Then, the initial positive electrode OCP characteristic, the initial negative electrode OCP characteristic, and the impedance in the initial state are obtained from the lithium ion secondary battery thus obtained by measurement. The method for measuring these data is not limited. For example, the obtained lithium ion secondary battery is disassembled, the positive electrode and the negative electrode are taken out, and used for the lithium ion secondary battery. It may be measured in an electrolytic solution equivalent to the electrolytic solution, or may be measured by inserting a reference electrode into the electrolytic solution portion of the obtained lithium ion secondary battery and performing charge / discharge.

なお、測定の手順としては、まず、リチウムイオン二次電池を放電末状態とし、その時点での正極OCP及び負極OCPの値を記録し、次いで、参照極を挿入した測定あるいは解体した正極及び負極それぞれに対する測定を行うことが好ましい。   As a measurement procedure, first, the lithium ion secondary battery was put into a discharged state, the values of the positive electrode OCP and the negative electrode OCP at that time were recorded, and then the measurement was performed by inserting the reference electrode or the disassembled positive electrode and negative electrode It is preferable to perform measurements for each.

そして、このように第一時点での状態を初期状態としてリチウムイオン二次電池を入手して測定する場合、第一時点での特性を測定しているため第一時点での相対位置ずれはないものとすることができることから、OCP特性取得部110は、二次電池200の第一時点での正極の相対位置ずれをゼロと取得してよい。   And when obtaining and measuring a lithium ion secondary battery with the state at the first time point as the initial state in this way, there is no relative displacement at the first time point because the characteristics at the first time point are measured. Therefore, the OCP characteristic acquisition unit 110 may acquire the relative displacement of the positive electrode at the first time point of the secondary battery 200 as zero.

なお、初期正極OCP特性及び初期負極OCP特性の測定は、第一時点ではなく、リチウムイオン二次電池の使用中の任意の時点において測定してもよい。この場合、第一時点での相対位置ずれはゼロではなくなるため、OCP特性取得部110は、当該OCP特性の測定時点から第一時点までの充放電可能な容量の減少量を第一時点での相対位置ずれとして算出する。この場合、リチウムイオン二次電池に対して参照極を挿入して測定をするだけでなく、リチウムイオン二次電池を解体して、正極及び負極を取り出して測定することにより、初期正極OCP特性、初期負極OCP特性及び相対位置ずれの取得が容易となる。   The initial positive electrode OCP characteristic and the initial negative electrode OCP characteristic may be measured not at the first time point but at any time point during use of the lithium ion secondary battery. In this case, since the relative position shift at the first time point is not zero, the OCP characteristic acquisition unit 110 calculates the decrease in chargeable / dischargeable capacity from the measurement time point of the OCP characteristic to the first time point at the first time point. Calculated as relative displacement. In this case, not only the measurement by inserting the reference electrode into the lithium ion secondary battery, but also by disassembling the lithium ion secondary battery and taking out and measuring the positive electrode and the negative electrode, It becomes easy to obtain the initial negative electrode OCP characteristics and the relative positional deviation.

ここで、OCP特性取得部110が取得する初期正極OCP特性と初期負極OCP特性について、説明する。   Here, the initial positive electrode OCP characteristic and the initial negative electrode OCP characteristic acquired by the OCP characteristic acquisition unit 110 will be described.

図6は、本発明の実施の形態に係るOCP特性取得部110が取得する初期正極OCP特性と初期負極OCP特性とを示す図である。つまり、同図は、二次電池200の初期状態での通電電気量と正極及び負極の開回路電位との関係の特性を示すグラフである。   FIG. 6 is a diagram showing the initial positive electrode OCP characteristic and the initial negative electrode OCP characteristic acquired by the OCP characteristic acquisition unit 110 according to the embodiment of the present invention. That is, the figure is a graph showing the characteristics of the relationship between the amount of electricity supplied in the initial state of the secondary battery 200 and the open circuit potentials of the positive electrode and the negative electrode.

同図に示すように、P(q)は、二次電池200の初期状態での通電電気量qと正極開回路電位との関係である初期正極OCP特性を示しており、通電電気量qが大きくなるほど充電が進行し、一般的に正極電位が貴な方向に変化する。また、N(q)は、二次電池200の初期状態での通電電気量qと負極開回路電位との関係である初期負極OCP特性を示しており、通電電気量qが大きくなるほど充電が進行し、一般的に負極電位が卑な方向に変化する。   As shown in the figure, P (q) indicates the initial positive electrode OCP characteristic that is the relationship between the energized electricity quantity q in the initial state of the secondary battery 200 and the positive open circuit potential, and the energized electricity quantity q is Charging progresses as the value increases, and the positive electrode potential generally changes in a noble direction. N (q) indicates an initial negative electrode OCP characteristic that is a relationship between an energization electricity amount q in the initial state of the secondary battery 200 and a negative electrode open circuit potential, and charging progresses as the energization electricity amount q increases. In general, however, the negative electrode potential changes in a base direction.

また、初期正極OCP特性から初期負極OCP特性を差し引いたP(q)−N(q)(同図に示す点線部分)は、二次電池200の初期状態での通電電気量qと開回路電圧との関係の特性を示している。また、同図のQ1は、二次電池200の初期状態における充放電可能な容量を示している。   Further, P (q) -N (q) (dotted line portion shown in the figure) obtained by subtracting the initial negative electrode OCP characteristic from the initial positive electrode OCP characteristic is an energization quantity q and an open circuit voltage in the initial state of the secondary battery 200. Shows the characteristics of the relationship. Further, Q1 in the figure indicates the chargeable / dischargeable capacity of the secondary battery 200 in the initial state.

図5に戻り、次に、OCP特性取得部110は、第一正極OCP特性と第一負極OCP特性とを取得する(S204)。   Returning to FIG. 5, next, the OCP characteristic acquisition unit 110 acquires the first positive electrode OCP characteristic and the first negative electrode OCP characteristic (S204).

ここで、上記のように第一時点での状態を初期状態としてリチウムイオン二次電池を入手して測定する方法では、第一時点での相対位置ずれはないので、OCP特性取得部110は、初期正極OCP特性及び初期負極OCP特性を、それぞれ第一正極OCP特性及び第一負極OCP特性として取得する。   Here, in the method of obtaining and measuring the lithium ion secondary battery with the state at the first time point as the initial state as described above, since there is no relative positional shift at the first time point, the OCP characteristic acquisition unit 110 is The initial positive electrode OCP characteristic and the initial negative electrode OCP characteristic are acquired as a first positive electrode OCP characteristic and a first negative electrode OCP characteristic, respectively.

また、第一時点での相対位置ずれがある場合には、OCP特性取得部110は、二次電池200の第一時点での通電電気量である第一電気量に第一時点での相対位置ずれを加算した値を初期正極OCP特性の初期電気量に代入して得られる、第一電気量と正極開回路電位との関係を示す特性を第一正極OCP特性として算出することで、第一正極OCP特性を取得する。   In addition, when there is a relative position shift at the first time point, the OCP characteristic acquisition unit 110 sets the relative position at the first time point to the first electricity amount that is the energized electricity amount at the first time point of the secondary battery 200. By calculating, as the first positive electrode OCP characteristic, a characteristic indicating the relationship between the first electric quantity and the positive circuit open circuit potential obtained by substituting the value obtained by adding the deviation into the initial electric quantity of the initial positive electrode OCP characteristic. The positive OCP characteristic is acquired.

つまり、初期正極OCP特性をP(q)、第一時点での正極の相対位置ずれをΔqとした場合、OCP特性取得部110は、第一正極OCP特性をP(q+Δq)と算出する。   That is, when the initial positive electrode OCP characteristic is P (q) and the relative positional deviation of the positive electrode at the first time point is Δq, the OCP characteristic acquisition unit 110 calculates the first positive electrode OCP characteristic as P (q + Δq).

また、OCP特性取得部110は、二次電池200の第一電気量を初期負極OCP特性の初期電気量に代入して得られる、第一電気量と負極開回路電位との関係を示す特性を第一負極OCP特性として算出することで、第一負極OCP特性を取得する。   In addition, the OCP characteristic acquisition unit 110 has a characteristic indicating the relationship between the first electric quantity and the negative open circuit potential obtained by substituting the first electric quantity of the secondary battery 200 into the initial electric quantity of the initial negative electrode OCP characteristic. The first negative electrode OCP characteristic is obtained by calculating as the first negative electrode OCP characteristic.

つまり、OCP特性取得部110は、第一負極OCP特性をN(q)と算出する。   That is, the OCP characteristic acquisition unit 110 calculates the first negative electrode OCP characteristic as N (q).

図7は、本発明の実施の形態に係るOCP特性取得部110が取得する第一正極OCP特性と第一負極OCP特性とを示す図である。つまり、同図は、二次電池200の第一時点での通電電気量と正極及び負極の開回路電位との関係の特性を示すグラフである。   FIG. 7 is a diagram showing the first positive electrode OCP characteristic and the first negative electrode OCP characteristic acquired by the OCP characteristic acquisition unit 110 according to the embodiment of the present invention. That is, the figure is a graph showing the characteristics of the relationship between the amount of electricity supplied at the first time point of the secondary battery 200 and the open circuit potentials of the positive electrode and the negative electrode.

同図に示すように、P(q+Δq)は、二次電池200の第一時点での通電電気量qと正極開回路電位との関係である第一正極OCP特性を示している。また、N(q)は、二次電池200の第一時点での通電電気量qと負極開回路電位との関係である第一負極OCP特性を示している。   As shown in the figure, P (q + Δq) indicates the first positive electrode OCP characteristic which is the relationship between the energization amount q and the positive electrode open circuit potential at the first time point of the secondary battery 200. N (q) represents a first negative electrode OCP characteristic that is a relationship between the amount of electricity q applied at the first time of the secondary battery 200 and the negative circuit open circuit potential.

また、第一正極OCP特性から第一負極OCP特性を差し引いたP(q+Δq)−N(q)(同図に示す点線部分)は、二次電池200の第一時点での通電電気量qと開回路電圧との関係の特性を示している。   Further, P (q + Δq) −N (q) (dotted line portion shown in the figure) obtained by subtracting the first negative electrode OCP characteristic from the first positive electrode OCP characteristic is the amount of energized electricity q at the first time point of the secondary battery 200. The characteristic of the relationship with the open circuit voltage is shown.

また、同図のQ3は、二次電池200の第一時点における充放電可能な容量を示している。つまり、初期状態ではQ1の部分が充放電可能な容量であったが、第一時点までの電池の使用によって、Q2の部分が充放電できなくなったことを示している。   Moreover, Q3 of the figure has shown the chargeable / dischargeable capacity | capacitance in the 1st time of the secondary battery 200. That is, in the initial state, the Q1 portion has a chargeable / dischargeable capacity, but the use of the battery up to the first time point prevents the Q2 portion from being charged / discharged.

なお、第一正極OCP特性P(q+Δq)のグラフは、初期正極OCP特性P(q)のグラフが形を変えずに、通電電気量qの軸方向(同図に示す左右方向)にΔqずれた曲線を示している。   Note that the graph of the first positive electrode OCP characteristic P (q + Δq) is shifted by Δq in the axial direction (the left-right direction shown in the figure) of the energized electricity q without changing the shape of the graph of the initial positive electrode OCP characteristic P (q). Shows a curved line.

以上のようにして、OCP特性取得部110が第一正極OCP特性と第一負極OCP特性とを取得する処理(図4のS102)は、終了する。   As described above, the process (S102 in FIG. 4) in which the OCP characteristic acquisition unit 110 acquires the first positive OCP characteristic and the first negative OCP characteristic ends.

次に、増加量取得部120がインピーダンス増加量を取得する処理(図4のS104)について、詳細に説明する。   Next, the process in which the increase amount acquisition unit 120 acquires the impedance increase amount (S104 in FIG. 4) will be described in detail.

図8は、本発明の実施の形態に係る増加量取得部120がインピーダンス増加量を取得する処理の一例を示すフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a process in which the increase amount acquisition unit 120 according to the embodiment of the present invention acquires the impedance increase amount.

同図に示すように、まず、増加量取得部120は、二次電池200の第一時点での交流インピーダンスである第一インピーダンスを取得する(S302)。具体的には、増加量取得部120は、記憶部140から、OCV特性推定データ141に書き込まれている二次電池200の第一インピーダンスを取得する。つまり、上記のように第一時点での状態を初期状態としてリチウムイオン二次電池を入手して測定されたインピーダンスは第一インピーダンスであるので、増加量取得部120は、当該インピーダンスを第一インピーダンスとして取得する。   As shown in the figure, first, the increase amount acquisition unit 120 acquires a first impedance that is an AC impedance at the first time point of the secondary battery 200 (S302). Specifically, the increase amount acquisition unit 120 acquires the first impedance of the secondary battery 200 written in the OCV characteristic estimation data 141 from the storage unit 140. That is, since the impedance measured by obtaining the lithium ion secondary battery with the state at the first time point as the initial state as described above is the first impedance, the increase amount acquisition unit 120 sets the impedance to the first impedance. Get as.

なお、OCV特性推定データ141に第一インピーダンスが書き込まれていない場合には、増加量取得部120は、第一時点において二次電池200の第一インピーダンスを測定して、測定した第一インピーダンスをOCV特性推定データ141に書き込んでおくことにしてもよい。例えば、増加量取得部120は、第一時点において、所定の周波数の交流電圧または交流電流を二次電池200に印加することで、第一時点での交流インピーダンスである第一インピーダンスを測定する。なお、所定の周波数については、後述する。また、増加量取得部120が第一インピーダンスを測定する処理は特に限定されず、増加量取得部120はどのような方法で第一インピーダンスを測定してもよい。   When the first impedance is not written in the OCV characteristic estimation data 141, the increase amount acquisition unit 120 measures the first impedance of the secondary battery 200 at the first time point, and uses the measured first impedance. It may be written in the OCV characteristic estimation data 141. For example, the increase amount acquisition unit 120 measures the first impedance that is the AC impedance at the first time point by applying an AC voltage or an AC current having a predetermined frequency to the secondary battery 200 at the first time point. The predetermined frequency will be described later. Moreover, the process in which the increase amount acquisition part 120 measures a 1st impedance is not specifically limited, The increase amount acquisition part 120 may measure a 1st impedance by what kind of method.

次に、増加量取得部120は、二次電池200の第二時点での交流インピーダンスである第二インピーダンスを測定する(S306)。つまり、増加量取得部120は、第一時点から二次電池200の使用を継続して所定の期間が経過した後の第二時点での第二インピーダンスを測定する。   Next, the increase amount acquisition unit 120 measures a second impedance that is an AC impedance at the second time point of the secondary battery 200 (S306). In other words, the increase amount acquisition unit 120 measures the second impedance at the second time point after the predetermined period has elapsed after continuing to use the secondary battery 200 from the first time point.

具体的には、増加量取得部120は、第二時点において、第一インピーダンスを測定する場合同様に、所定の周波数の交流電圧または交流電流を二次電池200に印加することで、第二時点での交流インピーダンスである第二インピーダンスを測定する。なお、増加量取得部120が第二インピーダンスを測定する処理は特に限定されず、増加量取得部120はどのような方法で第二インピーダンスを測定してもよい。   Specifically, the increase amount acquisition unit 120 applies the AC voltage or the AC current of a predetermined frequency to the secondary battery 200 at the second time point in the same manner as when measuring the first impedance at the second time point. Measure the second impedance, which is the AC impedance at. The process in which the increase amount acquisition unit 120 measures the second impedance is not particularly limited, and the increase amount acquisition unit 120 may measure the second impedance by any method.

そして、増加量取得部120は、第一時点から第二時点までの二次電池200の交流インピーダンスの増加量であるインピーダンス増加量を算出する(S308)。具体的には、増加量取得部120は、測定した第二インピーダンスから取得した第一インピーダンスを減じることにより、インピーダンス増加量を算出する。   Then, the increase amount acquisition unit 120 calculates an impedance increase amount that is an increase amount of the AC impedance of the secondary battery 200 from the first time point to the second time point (S308). Specifically, the increase amount acquisition unit 120 calculates the amount of increase in impedance by subtracting the first impedance acquired from the measured second impedance.

そして、増加量取得部120は、取得したインピーダンス増加量と測定した第二インピーダンスとを記憶部140に記憶させる(S310)。これにより、増加量取得部120は、記憶部140に記憶されているインピーダンス増加量を更新するとともに、インピーダンスを第二インピーダンスに書き換えることで、インピーダンスを更新する。   Then, the increase amount acquiring unit 120 stores the acquired impedance increase amount and the measured second impedance in the storage unit 140 (S310). Accordingly, the increase amount acquisition unit 120 updates the impedance increase amount stored in the storage unit 140 and updates the impedance by rewriting the impedance to the second impedance.

以上のようにして、増加量取得部120がインピーダンス増加量を取得する処理(図4のS104)は、終了する。   As described above, the process in which the increase amount acquisition unit 120 acquires the impedance increase amount (S104 in FIG. 4) ends.

次に、推定部130が第二時点でのOCV特性を推定する処理(図4のS106)について、詳細に説明する。   Next, a process (S106 in FIG. 4) in which the estimation unit 130 estimates the OCV characteristic at the second time point will be described in detail.

図9は、本発明の実施の形態に係る推定部130が第二時点でのOCV特性を推定する処理の一例を示すフローチャートである。   FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of processing for estimating the OCV characteristic at the second time point by the estimation unit 130 according to the embodiment of the present invention.

同図に示すように、まず、推定部130は、インピーダンス増加量と第二正極OCP特性との関係式を取得する(S401)。   As shown in the figure, first, the estimation unit 130 acquires a relational expression between the amount of increase in impedance and the second positive electrode OCP characteristic (S401).

ここで、推定部130がOCV特性を推定する際に使用されるインピーダンス増加量と第二正極OCP特性との関係式について、以下に、詳細に説明する。   Here, a relational expression between the amount of increase in impedance and the second positive electrode OCP characteristic used when the estimation unit 130 estimates the OCV characteristic will be described in detail below.

まず、二次電池200が充放電を行い、劣化していく仕組みから説明する。   First, the mechanism in which the secondary battery 200 is charged and discharged and deteriorates will be described.

図10は、二次電池200が充放電を行う仕組みを説明する図である。   FIG. 10 is a diagram illustrating a mechanism in which the secondary battery 200 performs charging / discharging.

同図の(a)に示すように、二次電池200は、正極p、負極n、及び正極pと負極nとの間にセパレータを備えている。ここでは、二次電池200がリチウムイオン二次電池である場合について、説明する。つまり、例えば、正極pはコバルト酸リチウムなどのリチウム遷移金属酸化物であり、負極nは炭素材料である。また、正極pには、多くのリチウムイオンxが含まれている。   As shown to (a) of the figure, the secondary battery 200 is equipped with the positive electrode p, the negative electrode n, and the separator between the positive electrode p and the negative electrode n. Here, the case where the secondary battery 200 is a lithium ion secondary battery will be described. That is, for example, the positive electrode p is a lithium transition metal oxide such as lithium cobalt oxide, and the negative electrode n is a carbon material. The positive electrode p contains a large amount of lithium ions x.

そして、二次電池200が充電される場合、同図の(a)に示す状態から、同図の(b)に示す状態に遷移する。つまり、リチウムイオンxが、正極pから負極nに移動する。このリチウムイオンxの移動によって、移動した容量分の電気量を充電することができる。   And when the secondary battery 200 is charged, it changes from the state shown to (a) of the figure to the state shown to (b) of the figure. That is, the lithium ion x moves from the positive electrode p to the negative electrode n. By the movement of the lithium ions x, the amount of electricity for the moved capacity can be charged.

同様に、二次電池200が放電される場合、同図の(b)に示す状態から、同図の(a)に示す状態に遷移する。つまり、リチウムイオンxが、負極nから正極pに移動する。このリチウムイオンxの移動によって、移動した容量分の電気量を放電することができる。   Similarly, when the secondary battery 200 is discharged, a transition is made from the state shown in FIG. 5B to the state shown in FIG. That is, the lithium ion x moves from the negative electrode n to the positive electrode p. Due to the movement of the lithium ions x, it is possible to discharge an amount of electricity corresponding to the moved capacity.

このように、正極pと負極nとの間をリチウムイオンxが往復することで、二次電池200の充放電を行うことができる。そして、この充放電を継続して繰り返し行った場合、充放電反応以外の副反応によって、二次電池200が劣化し、二次電池200の充放電可能な容量である可逆容量が減少する。   As described above, the lithium ion x reciprocates between the positive electrode p and the negative electrode n, whereby the secondary battery 200 can be charged and discharged. And when this charging / discharging is continued and repeated, secondary battery 200 deteriorates by side reactions other than charging / discharging reaction, and the reversible capacity which is the capacity | capacitance which can be charged / discharged of secondary battery 200 decreases.

図11は、二次電池200が劣化する仕組みを説明する図である。   FIG. 11 is a diagram illustrating a mechanism in which the secondary battery 200 deteriorates.

具体的には、同図の(a)は、二次電池200が充放電を繰り返す前の初期状態でのリチウムイオンxの状態を示す図であり、同図の(b)は、二次電池200が充放電を繰り返して劣化したときのリチウムイオンxの状態を示す図である。   Specifically, (a) of the figure shows a state of lithium ions x in an initial state before the secondary battery 200 repeats charging and discharging, and (b) of the figure shows a secondary battery. It is a figure which shows the state of the lithium ion x when 200 repeats charging / discharging and deteriorates.

つまり、同図の(a)に示す初期状態から、図10で説明した充放電が繰り返し行われた場合、同図の(b)に示すように、負極n上にリチウム含有被膜Xが生成し、成長する。具体的には、正極pに含まれるリチウムイオンxが、正極pと負極nとの間を往復することで負極n上に蓄積され、成長することで、リチウム含有被膜Xが生成される。   That is, when the charge and discharge described with reference to FIG. 10 are repeated from the initial state shown in FIG. 10A, a lithium-containing coating X is formed on the negative electrode n as shown in FIG. ,grow up. Specifically, the lithium ion x contained in the positive electrode p is accumulated and grown on the negative electrode n by reciprocating between the positive electrode p and the negative electrode n, whereby the lithium-containing coating X is generated.

ここで、リチウム含有被膜Xが生成されたことによる二次電池200の可逆容量の減少量と、二次電池200の内部抵抗の増加量とは、ともに二次電池200の充放電期間のルートに比例するという、いわゆる「ルート則」が成り立つ。   Here, both the amount of decrease in the reversible capacity of the secondary battery 200 due to the generation of the lithium-containing coating X and the amount of increase in the internal resistance of the secondary battery 200 are both in the route of the charge / discharge period of the secondary battery 200. The so-called “root rule” is established.

そして、リチウム含有被膜Xの成長速度は充放電期間のルートに比例するため、成長速度に比例する同図の(b)に示されたリチウム含有被膜Xの厚みlの増加量についても、充放電期間のルートに比例する。これらのことから、当該厚みlの増加量は、二次電池200の可逆容量の減少量と、二次電池200の内部抵抗の増加量とに比例する。   Since the growth rate of the lithium-containing coating X is proportional to the root of the charge / discharge period, the amount of increase in the thickness l of the lithium-containing coating X shown in FIG. Proportional to period root. For these reasons, the increase amount of the thickness l is proportional to the decrease amount of the reversible capacity of the secondary battery 200 and the increase amount of the internal resistance of the secondary battery 200.

つまり、当該厚みlが増加して正極pと負極nとの間を往復可能なリチウムイオンxの数が減少すると、二次電池200の可逆容量が減少する。また、当該厚みlが増加すると、二次電池200の内部抵抗が増加する。   That is, when the thickness l increases and the number of lithium ions x that can reciprocate between the positive electrode p and the negative electrode n decreases, the reversible capacity of the secondary battery 200 decreases. Further, as the thickness l increases, the internal resistance of the secondary battery 200 increases.

以上のことから、リチウム含有被膜Xが生成されたことによる二次電池200の可逆容量Qは、リチウム含有被膜Xの厚みlを用いて、以下の式1で表される。なお、以下の式1において、Mは、リチウム含有被膜X中のリチウム密度を示しており、Sは、リチウム含有被膜Xを同図の(b)に示すY−Y線で切断した場合の断面積を示している。   From the above, the reversible capacity Q of the secondary battery 200 due to the generation of the lithium-containing coating X is expressed by the following formula 1 using the thickness l of the lithium-containing coating X. In the following formula 1, M represents the lithium density in the lithium-containing coating X, and S represents a break when the lithium-containing coating X is cut along the YY line shown in FIG. The area is shown.

Q=M×l×S (式1)       Q = M × l × S (Formula 1)

ここで、電池の内部抵抗は、上記リチウム含有被膜Xに対応する抵抗の他、電解液抵抗、電荷移動抵抗、拡散抵抗といった、複数の種類の抵抗からなり、電池の劣化の程度によってこれらそれぞれの抵抗成分が変化しうる。所定の周波数を選択することで上記リチウム含有被膜Xに対応する抵抗以外の、電池の劣化の程度によって変化する抵抗成分の影響を排除することができる場合、二次電池200の内部抵抗RACは、リチウム含有被膜Xの抵抗値を示す負極被膜抵抗Rfilmと、その他の抵抗Rとを用いて、以下の式2で表される。 Here, the internal resistance of the battery is composed of a plurality of types of resistances such as an electrolyte resistance, a charge transfer resistance, and a diffusion resistance in addition to the resistance corresponding to the lithium-containing coating X. The resistance component can change. By selecting a predetermined frequency other than the resistance corresponding to the lithium-containing coating X, when it is possible to eliminate the influence of the resistance component that changes the degree of deterioration of the battery, the internal resistance R AC of the secondary battery 200 The negative electrode film resistance R film indicating the resistance value of the lithium-containing film X and the other resistance R 0 are represented by the following formula 2.

AC=Rfilm+R (式2) R AC = R film + R 0 (Formula 2)

ここで、RACは、例えば1kHzの交流電圧または交流電流を二次電池200に印加した場合に計測される二次電池200の交流インピーダンスである。また、Rは定数である。 Here, R AC is, for example, the AC impedance of the secondary battery 200 to be measured when applying a 1kHz AC voltage or current to the secondary battery 200. R 0 is a constant.

従って、上記式2における内部抵抗RACを測定するためには、上記リチウム含有被膜Xに対応する所定の周波数を選択することが必要である。例えば0.1Hzといった低い周波数では、固相内拡散抵抗の影響を強く受けるため、好ましくない。ここで、所定の周波数とは、好ましくは、10Hz〜5kHzであり、さらに好ましくは、500Hz〜2kHzであり、より好ましくは、1kHzである。なお、所定の周波数は、特定の周波数範囲を変化させながら測定する必要はなく、例えば1kHzといった固定された値とすることができる。 Therefore, in order to measure the internal resistance R AC in the above formula 2, it is necessary to select a predetermined frequency corresponding to the lithium-containing film X. For example, a frequency as low as 0.1 Hz is not preferable because it is strongly influenced by the diffusion resistance in the solid phase. Here, the predetermined frequency is preferably 10 Hz to 5 kHz, more preferably 500 Hz to 2 kHz, and more preferably 1 kHz. The predetermined frequency does not need to be measured while changing a specific frequency range, and can be a fixed value such as 1 kHz.

このように所定の周波数を選択することにより、測定されるインピーダンスは、劣化の程度により変化する電荷移動抵抗成分や拡散抵抗成分のうちの大部分を効果的に除外することができ、上記リチウム含有被膜Xに対応する成分と、ほとんど変化しないと考えられる電解液抵抗成分等とからなるインピーダンスを計測することができる。なお、上記した好ましい周波数の範囲は常温におけるものであることに留意すべきである。   By selecting a predetermined frequency in this way, the measured impedance can effectively exclude most of the charge transfer resistance component and diffusion resistance component that change depending on the degree of deterioration, and the lithium-containing Impedance composed of a component corresponding to the coating X and an electrolyte resistance component considered to hardly change can be measured. It should be noted that the above preferred frequency range is at room temperature.

また、負極被膜抵抗Rfilmは、リチウム含有被膜Xの抵抗率ρと、リチウム含有被膜Xの厚みlと、リチウム含有被膜Xの断面積Sとを用いて、以下の式3で表される。 Further, the negative electrode film resistance R film is expressed by the following formula 3 using the resistivity ρ of the lithium-containing film X, the thickness l of the lithium-containing film X, and the cross-sectional area S of the lithium-containing film X.

film=ρ・l/S (式3) R film = ρ · l / S (Formula 3)

そして、上記の式1〜3から、以下の式4のような二次電池200の交流インピーダンスRACと可逆容量Qとの関係を示す直線関係式が導出される。なお、以下のA及びBは、定数である。 Then, a linear relational expression indicating the relationship between the AC impedance RAC and the reversible capacity Q of the secondary battery 200 as in the following Expression 4 is derived from the above Expressions 1 to 3. The following A and B are constants.

AC=A×Q+B (式4) R AC = A × Q + B (Formula 4)

また、第二正極OCP特性は、第一正極OCP特性をP(q+Δq)とし、第一時点から第二時点までの可逆容量Qの減少容量をΔQとした場合、P(q+Δq+ΔQ)と算出される。   Further, the second positive electrode OCP characteristic is calculated as P (q + Δq + ΔQ) when the first positive electrode OCP characteristic is P (q + Δq) and the decrease capacity of the reversible capacity Q from the first time point to the second time point is ΔQ. .

このため、第一時点から第二時点までの交流インピーダンスRACの増加量であるインピーダンス増加量をΔRとした場合、上記の式4から、第二正極OCP特性P(q+Δq+ΔQ)は、以下の式5のように算出される。 For this reason, when the impedance increase amount, which is the increase amount of the AC impedance RAC from the first time point to the second time point, is ΔR, the second positive electrode OCP characteristic P (q + Δq + ΔQ) is expressed by 5 is calculated.

P(q+Δq+ΔQ)=P(q+Δq−ΔR/A) (式5)       P (q + Δq + ΔQ) = P (q + Δq−ΔR / A) (Formula 5)

これらのように、本願発明者らは、鋭意研究の結果、上記の式5を導出した。   As described above, the inventors of the present application derived the above formula 5 as a result of intensive studies.

次に、上記定数A及びBを実験により算出する方法について、一実施例により例示する。まず、正極にLiMn及びLi[Co1/3Ni1/3Mn1/3]Oを混合して用い、負極に黒鉛を用いた600mAh級のリチウムイオン二次電池を複数個作製した。そして、当該リチウムイオン二次電池を用いて、45℃でのフロート充電寿命試験を実施し、種々の劣化状態にあり、100%充電状態(フロート試験と同等の充電状態)にある複数のリチウムイオン二次電池を準備し、1kHz交流インピーダンスの値と可逆容量の値とを測定した。 Next, a method for calculating the constants A and B by an experiment is illustrated by an example. First, a plurality of 600 mAh-class lithium ion secondary batteries using a mixture of LiMn 2 O 4 and Li [Co 1/3 Ni 1/3 Mn 1/3 ] O 2 for the positive electrode and graphite for the negative electrode are prepared. did. Then, using the lithium ion secondary battery, a float charge life test at 45 ° C. is performed, and a plurality of lithium ions are in various deterioration states and in a 100% charge state (a charge state equivalent to the float test). A secondary battery was prepared, and a value of 1 kHz AC impedance and a value of reversible capacity were measured.

そして、1kHz交流インピーダンスと可逆容量との関係を調べた。なお、1kHz交流インピーダンスとは、周波数が1kHzの交流電圧または交流電流で測定したときの交流インピーダンスである。   Then, the relationship between 1 kHz AC impedance and reversible capacity was examined. In addition, 1 kHz alternating current impedance is alternating current impedance when measuring with the alternating voltage or alternating current whose frequency is 1 kHz.

図12は、本発明の実施の形態に係る交流インピーダンスと可逆容量との関係を示す図である。   FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the AC impedance and the reversible capacity according to the embodiment of the present invention.

つまり、同図は、上記で説明した実験での実験結果を示すグラフである。具体的には、同図は、同一種類の可逆容量が異なる3つのリチウムイオン二次電池について、上記の実験を行い、測定された1kHz交流インピーダンスRACの値と可逆容量Qの値とをグラフにしたものである。 That is, the figure is a graph showing experimental results in the experiment described above. Specifically, the figure for the same kind of reversible capacity three different lithium ion secondary battery, perform the above experiments, the graph and the value of the measured 1kHz AC impedance R AC value and the reversible capacity Q It is a thing.

本願発明者らは、このグラフから、1kHz交流インピーダンスRACと可逆容量Qとは、以下の式6に示される比例関係にあることを見出した。つまり、以下の式6によって、上記の式4におけるA及びBの値が、A=−0.32、B=260であることが示される。 The inventors have, from this graph, the 1kHz AC impedance R AC and the reversible capacity Q, it was found that a proportional relationship shown in Equation 6 below. That is, the following Expression 6 indicates that the values of A and B in Expression 4 are A = −0.32 and B = 260.

AC=−0.32Q+260 (式6) R AC = −0.32Q + 260 (Formula 6)

また、本願発明者らは、実験によって、上記の式6に示される直線関係式は通常の温度範囲(−20℃〜60℃)において、試験温度によらずほぼ同じであることを確認した。したがって、1kHz交流インピーダンスRACと可逆容量Qとは、試験温度によらず、上記の式5の関係が成立する。 In addition, the inventors of the present application confirmed by experiments that the linear relational expression shown in the above equation 6 is substantially the same regardless of the test temperature in the normal temperature range (−20 ° C. to 60 ° C.). Therefore, the 1kHz AC impedance R AC and the reversible capacity Q, regardless of the test temperature, the relationship of Equation 5 above is satisfied.

このため、上記の式5で示された第二正極OCP特性P(q+Δq+ΔQ)は、以下の式7のように算出される。   For this reason, the second positive electrode OCP characteristic P (q + Δq + ΔQ) expressed by Equation 5 above is calculated as Equation 7 below.

第二正極OCP特性=P(q+Δq+ΔR/0.32) (式7)       Second positive electrode OCP characteristic = P (q + Δq + ΔR / 0.32) (Formula 7)

このように、上記の式7を用いて、1kHz交流インピーダンスRACのインピーダンス増加量ΔRから第二正極OCP特性を算出することができるので、可逆容量Qの減少容量ΔQを算出する必要がない。また、1kHzの交流インピーダンスを測定することで第二正極OCP特性を算出することができるので、広い周波数領域におけるインピーダンス測定などの複雑な測定が不要である。 Thus, using Equation 7 above, it is possible to calculate the second positive electrode OCP characteristics from 1kHz AC impedance R AC impedance increment [Delta] R, it is not necessary to calculate the reduction capacity ΔQ reversible capacity Q. In addition, since the second positive electrode OCP characteristic can be calculated by measuring an AC impedance of 1 kHz, complicated measurement such as impedance measurement in a wide frequency region is unnecessary.

なお、上記の式7に示された関係式は、実験を行った設計のリチウムイオン二次電池には適用可能な数式であるが、設計の異なるリチウムイオン二次電池や他の種類のリチウムイオン二次電池では、この数式が異なることが考えられる。このため、リチウムイオン二次電池の種類ごとに当該実験を行い、上記の式7に相当する数式を定めておくことで、様々な種類のリチウムイオン二次電池に適用することができる。   The relational expression shown in Equation 7 above is a mathematical formula that can be applied to a lithium ion secondary battery with an experimental design. However, a lithium ion secondary battery with a different design or other types of lithium ions can be used. It is conceivable that this formula is different in the secondary battery. For this reason, it is applicable to various types of lithium ion secondary batteries by conducting the experiment for each type of lithium ion secondary battery and determining a mathematical expression corresponding to the above formula 7.

以上から、推定部130は、第一正極OCP特性をP(q+Δq)とした場合の、インピーダンス増加量と第二正極OCP特性との関係式である式7を取得する。   From the above, the estimation unit 130 obtains Expression 7, which is a relational expression between the amount of increase in impedance and the second positive electrode OCP characteristic when the first positive electrode OCP characteristic is P (q + Δq).

ここで、上記の式7に示された関係式は、ユーザに予め定められ、記憶部140に記憶されている。なお、当該関係式は、記憶部140に記憶されておらず、推定部130が回路構成やプログラムによって当該式7の計算を行うように構成されていてもよい。   Here, the relational expression shown in Expression 7 above is predetermined by the user and stored in the storage unit 140. Note that the relational expression may not be stored in the storage unit 140, and the estimation unit 130 may be configured to perform the calculation of Expression 7 using a circuit configuration or a program.

図9に戻り、次に、推定部130は、第二正極OCP特性を算出する(S402)。つまり、推定部130は、上記の式7に示すように、二次電池200の第二時点での通電電気量である第二電気量qとインピーダンス増加量ΔRに所定の定数(式7では1/0.32)を乗じた値とを加算した値を第一正極OCP特性の第一電気量qに代入して得られる、第二電気量と正極開回路電位との関係を示す特性を第二正極OCP特性として算出する。   Returning to FIG. 9, the estimation unit 130 calculates the second positive electrode OCP characteristic (S402). That is, as shown in the above equation 7, the estimation unit 130 sets a predetermined constant (1 in equation 7) to the second electricity amount q that is the energized electricity amount at the second time point of the secondary battery 200 and the impedance increase amount ΔR. The characteristic indicating the relationship between the second electric quantity and the positive open circuit potential obtained by substituting the value obtained by multiplying the value multiplied by /0.32) for the first electric quantity q of the first positive electrode OCP characteristic is the first characteristic. Calculated as the two-positive electrode OCP characteristic.

具体的には、第一正極OCP特性をP(q+Δq)とした場合に、推定部130は、第二正極OCP特性をP(q+Δq−ΔR/A)=P(q+Δq+ΔR/0.32)と算出する。   Specifically, when the first positive electrode OCP characteristic is P (q + Δq), the estimation unit 130 calculates the second positive electrode OCP characteristic as P (q + Δq−ΔR / A) = P (q + Δq + ΔR / 0.32). To do.

また、推定部130は、第二負極OCP特性を算出する(S404)。具体的には、推定部130は、二次電池200の第二電気量を第一負極OCP特性の第一電気量に代入して得られる、第二電気量と負極開回路電位との関係を示す特性を第二負極OCP特性として算出する。   Further, the estimating unit 130 calculates the second negative electrode OCP characteristic (S404). Specifically, the estimation unit 130 obtains the relationship between the second electric quantity and the negative open circuit potential obtained by substituting the second electric quantity of the secondary battery 200 into the first electric quantity of the first negative electrode OCP characteristic. The characteristic shown is calculated as the second negative electrode OCP characteristic.

つまり、第一負極OCP特性をN(q)とした場合、推定部130は、第二負極OCP特性をN(q)と算出する。   That is, when the first negative electrode OCP characteristic is N (q), the estimation unit 130 calculates the second negative electrode OCP characteristic as N (q).

そして、推定部130は、第二時点でのOCV特性を算出する(S406)。具体的には、推定部130は、算出した第二正極OCP特性における第二電気量に対する正極開回路電位から、算出した第二負極OCP特性における第二電気量に対する負極開回路電位を減ずることにより得られる第二電気量と開回路電圧との関係を示す特性を、第二時点でのOCV特性と算出する。   Then, the estimation unit 130 calculates the OCV characteristic at the second time point (S406). Specifically, the estimation unit 130 subtracts the negative open circuit potential for the second electric quantity in the calculated second negative OCP characteristic from the positive open circuit potential for the second electric quantity in the calculated second positive OCP characteristic. The characteristic indicating the relationship between the obtained second electric quantity and the open circuit voltage is calculated as the OCV characteristic at the second time point.

つまり、第二正極OCP特性をP(q+Δq+ΔR/0.32)とし、第二負極OCP特性をN(q)とした場合、推定部130は、第二時点でのOCV特性を、P(q+Δq+ΔR/0.32)−N(q)と算出する。このため、減少容量ΔQを算出することなく、第二正極OCP特性を算出して、第二時点でのOCV特性を算出することができる。   That is, when the second positive electrode OCP characteristic is P (q + Δq + ΔR / 0.32) and the second negative electrode OCP characteristic is N (q), the estimation unit 130 sets the OCV characteristic at the second time point to P (q + Δq + ΔR / 0.32) -N (q). For this reason, the OCV characteristic at the second time point can be calculated by calculating the second positive electrode OCP characteristic without calculating the decrease capacity ΔQ.

ここで、ΔR/0.32=−ΔR/A=ΔQであるので、説明の便宜のためにΔQを用いて、推定部130が推定する第二時点でのOCV特性について、以下に説明する。   Here, since ΔR / 0.32 = −ΔR / A = ΔQ, for convenience of explanation, the OCV characteristic at the second time point estimated by the estimation unit 130 using ΔQ will be described below.

図13は、本発明の実施の形態に係る推定部130が推定する第二時点でのOCV特性を示す図である。つまり、同図は、二次電池200の第二時点での通電電気量と正極及び負極の開回路電位との関係及び開回路電圧との関係の特性を示すグラフである。   FIG. 13 is a diagram illustrating OCV characteristics at the second time point estimated by the estimation unit 130 according to the embodiment of the present invention. That is, this figure is a graph showing the characteristics of the relationship between the amount of energized electricity at the second time point of the secondary battery 200 and the open circuit potentials of the positive electrode and the negative electrode and the open circuit voltage.

同図に示すように、P(q+Δq+ΔQ)は、二次電池200の第二時点での通電電気量qと正極開回路電位との関係である第二正極OCP特性を示している。また、N(q)は、二次電池200の第二時点での通電電気量qと負極開回路電位との関係である第二負極OCP特性を示している。   As shown in the figure, P (q + Δq + ΔQ) represents the second positive electrode OCP characteristic that is the relationship between the amount of electricity q applied at the second time point of the secondary battery 200 and the positive electrode open circuit potential. N (q) indicates the second negative electrode OCP characteristic that is the relationship between the amount of electricity q applied at the second time point of the secondary battery 200 and the negative open circuit potential.

また、第二正極OCP特性から第二負極OCP特性を差し引いたP(q+Δq+ΔQ)−N(q)(同図に示す点線部分)は、二次電池200の第二時点での通電電気量qと開回路電圧との関係の特性を示している。   Further, P (q + Δq + ΔQ) −N (q) (dotted line portion shown in the figure) obtained by subtracting the second negative electrode OCP characteristic from the second positive electrode OCP characteristic is the amount of energized electricity q at the second time point of the secondary battery 200. The characteristic of the relationship with the open circuit voltage is shown.

また、同図のQ5は、二次電池200の第二時点における充放電可能な容量を示している。つまり、第一時点ではQ3の部分が充放電可能な容量であったが、第一時点から第二時点までの電池の使用によって、ΔQの部分が充放電できなくなったことを示している。   Moreover, Q5 of the figure has shown the capacity | capacitance which can be charged / discharged in the 2nd time of the secondary battery 200. FIG. In other words, the Q3 portion has a chargeable / dischargeable capacity at the first time point, but the use of the battery from the first time point to the second time point makes it impossible to charge / discharge the ΔQ portion.

なお、第二正極OCP特性P(q+Δq+ΔQ)のグラフは、第一正極OCP特性P(q+Δq)のグラフが形を変えずに、通電電気量qの軸方向(同図に示す左右方向)にΔQずれた曲線を示している。つまり、第二正極OCP特性P(q+Δq+ΔQ)のグラフは、初期正極OCP特性P(q)のグラフが形を変えずに、通電電気量qの軸方向(同図に示す左右方向)にΔq+ΔQずれた曲線を示している。   The graph of the second positive electrode OCP characteristic P (q + Δq + ΔQ) does not change the shape of the graph of the first positive electrode OCP characteristic P (q + Δq). A deviated curve is shown. That is, the graph of the second positive electrode OCP characteristic P (q + Δq + ΔQ) does not change the shape of the graph of the initial positive electrode OCP characteristic P (q), and shifts by Δq + ΔQ in the axial direction (the left-right direction shown in the figure) of the energized electricity q. Shows a curved line.

また、第二負極OCP特性N(q)のグラフは、第一負極OCP特性N(q)のグラフと同じ曲線を示している。   The graph of the second negative electrode OCP characteristic N (q) shows the same curve as the graph of the first negative electrode OCP characteristic N (q).

つまり、二次電池200の充放電を繰り返し行っても、正極及び負極について単極の劣化はほぼ起こらない。一方、二次電池200の充放電を繰り返し行うことで、見かけ上、二次電池200の内部抵抗が増加する。しかしながら、この見かけ上の内部抵抗の増加は、ドーパントであるリチウムイオンの一部が負極にリチウム含有被膜が成長する反応のために消費される結果、これが正極及び負極間の容量バランスのずれを生じているにすぎないことを本願発明者らは見出した。このため、二次電池200のOCV特性が、正極及び負極の充放電プロファイルがずれていくことで変化していく。このことを考慮して、ある時点での電池状態図と、その後減少した電池容量とから、二次電池200のOCV特性を推定することができる。   That is, even if the secondary battery 200 is repeatedly charged and discharged, the single electrode is hardly deteriorated with respect to the positive electrode and the negative electrode. On the other hand, by repeatedly charging and discharging the secondary battery 200, the internal resistance of the secondary battery 200 is apparently increased. However, this apparent increase in internal resistance is due to the consumption of some of the dopant lithium ions due to the reaction of the lithium-containing film growing on the negative electrode, which results in a capacitive balance shift between the positive and negative electrodes. The present inventors have found that this is only the case. For this reason, the OCV characteristic of the secondary battery 200 changes as the charge / discharge profiles of the positive electrode and the negative electrode shift. Considering this, the OCV characteristic of the secondary battery 200 can be estimated from the battery state diagram at a certain point in time and the battery capacity decreased thereafter.

以上のようにして、推定部130が第二時点でのOCV特性を推定する処理(図4のS106)は、終了する。   As described above, the process of estimating the OCV characteristic at the second time by the estimation unit 130 (S106 in FIG. 4) ends.

次に、OCV特性推定装置100が推定する二次電池200の使用によるOCV特性の変化について、説明する。   Next, a change in the OCV characteristic due to the use of the secondary battery 200 estimated by the OCV characteristic estimation apparatus 100 will be described.

図14は、本発明の実施の形態に係るOCV特性推定装置100が推定するOCV特性の変化を示す図である。なお、同図では、図6、7、13で示したOCV特性のグラフを拡大して示している。   FIG. 14 is a diagram showing a change in the OCV characteristic estimated by the OCV characteristic estimation apparatus 100 according to the embodiment of the present invention. In the figure, the OCV characteristic graphs shown in FIGS. 6, 7 and 13 are enlarged.

同図のF0(q)は、初期状態でのOCV特性を示しており、F1(q)は、第一時点でのOCV特性を示しており、F2(q)は、OCV特性推定装置100が推定した第二時点でのOCV特性を示している。   F0 (q) in the figure indicates the OCV characteristic in the initial state, F1 (q) indicates the OCV characteristic at the first time point, and F2 (q) indicates that the OCV characteristic estimating apparatus 100 The OCV characteristic at the estimated second time point is shown.

つまり、同図に示すように、二次電池200が使用されて充放電を繰り返すことにより、多くの場合、通電電気量と開回路電圧との関係を示すOCVカーブの位置や形状が変化する。   In other words, as shown in the figure, when the secondary battery 200 is used and charging and discharging are repeated, in many cases, the position and shape of the OCV curve indicating the relationship between the energized electricity amount and the open circuit voltage change.

なお、本願発明者らは、市販のリチウムイオン二次電池を購入して、45℃で2000サイクルの寿命試験を実施した結果、インピーダンス増加量ΔRの値として、64mohmを得た。このため、本願発明者らは、F2(q)=P(q+Δq+ΔR/0.32)−N(q)においてΔR=64として、第二時点でのOCV特性F2(q)を算出した。その結果、実際のリチウムイオン二次電池のOCV測定値と良い一致を示した。   The inventors of the present application purchased a commercially available lithium ion secondary battery and conducted a life cycle test of 2000 cycles at 45 ° C. As a result, 64 mohm was obtained as the value of the impedance increase amount ΔR. For this reason, the inventors of the present application calculated the OCV characteristic F2 (q) at the second time point with ΔR = 64 in F2 (q) = P (q + Δq + ΔR / 0.32) −N (q). As a result, the OCV measured value of the actual lithium ion secondary battery was in good agreement.

以上のように、本発明の実施の形態に係るOCV特性推定装置100によれば、取得した第一正極OCP特性と第一負極OCP特性とインピーダンス増加量とを用いて、第二時点でのOCV特性を推定する。つまり、第一正極OCP特性と第一負極OCP特性とから第一時点でのOCV特性を把握することができるが、その第一時点でのOCV特性とインピーダンス増加量とを用いることで、第一時点から所定の期間経過後の第二時点でのOCV特性を推定することができる。このため、期間が経過しても経過期間に応じたOCV特性を推定することができるので、二次電池200のOCV特性を、長期的に精度良く推定することができる。   As described above, according to the OCV characteristic estimation device 100 according to the embodiment of the present invention, using the acquired first positive electrode OCP characteristic, first negative electrode OCP characteristic, and impedance increase amount, the OCV at the second time point is obtained. Estimate the characteristics. That is, the OCV characteristic at the first time point can be grasped from the first positive electrode OCP characteristic and the first negative electrode OCP characteristic, but by using the OCV characteristic and the impedance increase amount at the first time point, The OCV characteristic at the second time point after the elapse of a predetermined period from the time point can be estimated. For this reason, since the OCV characteristic according to the elapsed period can be estimated even if the period elapses, the OCV characteristic of the secondary battery 200 can be accurately estimated in the long term.

また、第一正極OCP特性とインピーダンス増加量とから第二正極OCP特性を算出し、第一負極OCP特性から第二負極OCP特性を算出し、算出した第二正極OCP特性と第二負極OCP特性とから、第二時点でのOCV特性を推定する。ここで、本願発明者らは、鋭意研究と実験の結果、第二正極OCP特性が、第一正極OCP特性での通電電気量をインピーダンス増加量と所定の定数とを乗じた値分移動させた特性と精度良く一致することを見出した。つまり、第一正極OCP特性とインピーダンス増加量とから、第二正極OCP特性を精度良く容易な計算で算出することができる。このため、容易に精度の良い第二時点でのOCV特性を推定することができるため、二次電池200のOCV特性を、長期的に精度良く容易に推定することができる。   Further, the second positive electrode OCP characteristic is calculated from the first positive electrode OCP characteristic and the amount of increase in impedance, the second negative electrode OCP characteristic is calculated from the first negative electrode OCP characteristic, and the calculated second positive electrode OCP characteristic and second negative electrode OCP characteristic are calculated. From the above, the OCV characteristic at the second time point is estimated. Here, as a result of diligent research and experiments, the inventors of the present application have moved the amount of energized electricity in the first positive electrode OCP characteristic by a value obtained by multiplying the amount of increase in impedance by a predetermined constant. It was found that the characteristics coincided with the accuracy. That is, the second positive electrode OCP characteristic can be calculated accurately and easily from the first positive electrode OCP characteristic and the amount of increase in impedance. For this reason, since the OCV characteristic at the second time point with high accuracy can be easily estimated, the OCV characteristic of the secondary battery 200 can be easily estimated with high accuracy in the long term.

また、初期正極OCP特性と正極の相対位置ずれとから第一正極OCP特性を算出することで、当該第一正極OCP特性を取得する。例えば、第一時点での二次電池200を解体して正極の相対位置ずれを測定することで、第一正極OCP特性を容易に算出することができる。これにより、第一正極OCP特性を容易に取得することができ、二次電池200のOCV特性を、長期的に精度良く容易に推定することができる。   Further, the first positive electrode OCP characteristic is obtained by calculating the first positive electrode OCP characteristic from the initial positive electrode OCP characteristic and the relative positional deviation of the positive electrode. For example, the first positive electrode OCP characteristic can be easily calculated by disassembling the secondary battery 200 at the first time point and measuring the relative positional deviation of the positive electrode. Thereby, the first positive electrode OCP characteristic can be easily acquired, and the OCV characteristic of the secondary battery 200 can be easily estimated with high accuracy in the long term.

また、第一インピーダンスを測定するなどにより取得し、また第二インピーダンスを測定することで、当該第一インピーダンスと第二インピーダンスとからインピーダンス増加量を算出して取得する。これにより、容易にインピーダンス増加量を取得することができるため、二次電池200のOCV特性を、長期的に精度良く容易に推定することができる。   Moreover, it acquires by measuring a 1st impedance, etc., and by measuring a 2nd impedance, it calculates and acquires an impedance increase amount from the said 1st impedance and a 2nd impedance. Thereby, since the amount of increase in impedance can be easily obtained, the OCV characteristic of the secondary battery 200 can be easily estimated with high accuracy in the long term.

以上、本発明の実施の形態に係る蓄電システム10及びOCV特性推定装置100について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。   The power storage system 10 and the OCV characteristic estimation device 100 according to the embodiment of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to this embodiment.

つまり、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。   That is, the embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

例えば、上記実施の形態では、OCP特性取得部110が、初期正極OCP特性及び初期負極OCP特性と第一時点での正極の相対位置ずれとから、第一正極OCP特性と第一負極OCP特性とを取得することで、推定部130は、第一正極OCP特性及び第一負極OCP特性から、第二時点でのOCV特性を推定することとした。しかし、OCP特性取得部110は、初期正極OCP特性及び初期負極OCP特性と第一時点での正極の相対位置ずれを用いなくとも、ユーザによる入力などによって第一正極OCP特性と第一負極OCP特性とを取得することにしてもよい。つまり、OCP特性取得部110がある時点における正極OCP特性と負極OCP特性とを取得し、増加量取得部120がその時点から所定の期間経過した時点までのインピーダンス増加量を取得することができれば、推定部130は、その所定の期間経過した時点でのOCV特性を推定することができる。   For example, in the above embodiment, the OCP characteristic acquisition unit 110 calculates the first positive electrode OCP characteristic and the first negative electrode OCP characteristic from the initial positive electrode OCP characteristic, the initial negative electrode OCP characteristic, and the relative positional deviation of the positive electrode at the first time point. Thus, the estimation unit 130 estimates the OCV characteristic at the second time point from the first positive electrode OCP characteristic and the first negative electrode OCP characteristic. However, the OCP characteristic acquisition unit 110 does not use the initial positive electrode OCP characteristic, the initial negative electrode OCP characteristic, and the relative positional deviation of the positive electrode at the first time point, and the first positive electrode OCP characteristic and the first negative electrode OCP characteristic can be input by a user or the like. May be obtained. That is, if the OCP characteristic acquisition unit 110 acquires the positive and negative OCP characteristics at a certain point, and the increase amount acquisition unit 120 can acquire the impedance increase amount from the time point until a predetermined period has elapsed, The estimation unit 130 can estimate the OCV characteristic when the predetermined period has elapsed.

また、本発明は、このような蓄電システム10またはOCV特性推定装置100として実現することができるだけでなく、OCV特性推定装置100に含まれる特徴的な処理部をステップとするOCV特性推定方法としても実現することができる。   In addition, the present invention can be realized not only as the power storage system 10 or the OCV characteristic estimation apparatus 100 but also as an OCV characteristic estimation method using a characteristic processing unit included in the OCV characteristic estimation apparatus 100 as a step. Can be realized.

また、本発明に係るOCV特性推定装置100が備える各処理部は、集積回路であるLSI(Large Scale Integration)として実現されてもよい。つまり、図15に示すように、本発明は、OCP特性取得部110、増加量取得部120及び推定部130を備える集積回路150として実現することができる。図15は、本発明の実施の形態に係るOCV特性推定装置100を集積回路で実現する構成を示すブロック図である。   Each processing unit included in the OCV characteristic estimation apparatus 100 according to the present invention may be realized as an LSI (Large Scale Integration) that is an integrated circuit. That is, as shown in FIG. 15, the present invention can be realized as an integrated circuit 150 including an OCP characteristic acquisition unit 110, an increase amount acquisition unit 120, and an estimation unit 130. FIG. 15 is a block diagram showing a configuration for realizing OCV characteristic estimation apparatus 100 according to the embodiment of the present invention with an integrated circuit.

なお、集積回路150が備える各処理部は、個別に1チップ化されても良いし、一部または全てを含むように1チップ化されても良い。   Each processing unit included in the integrated circuit 150 may be individually made into one chip, or may be made into one chip so as to include a part or all of them.

ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。   The name used here is LSI, but it may also be called IC, system LSI, super LSI, or ultra LSI depending on the degree of integration.

また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。   Further, the method of circuit integration is not limited to LSI's, and implementation using dedicated circuitry or general purpose processors is also possible. An FPGA (Field Programmable Gate Array) that can be programmed after manufacturing the LSI, or a reconfigurable processor that can reconfigure the connection and setting of circuit cells inside the LSI may be used.

さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。   Furthermore, if integrated circuit technology comes out to replace LSI's as a result of the advancement of semiconductor technology or a derivative other technology, it is naturally also possible to carry out function block integration using this technology. There is a possibility of adaptation of biotechnology.

また、本発明は、OCV特性推定方法に含まれる特徴的な処理をコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、CD−ROM等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。   The present invention can also be realized as a program that causes a computer to execute characteristic processing included in the OCV characteristic estimation method. Needless to say, such a program can be distributed via a recording medium such as a CD-ROM and a transmission medium such as the Internet.

本発明は、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池のOCV特性を長期的に精度良く推定することができる非水電解質二次電池のOCV特性推定装置等に適用できる。   The present invention can be applied to an OCV characteristic estimation device for a nonaqueous electrolyte secondary battery that can accurately estimate the OCV characteristics of a nonaqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery over a long period of time.

10 蓄電システム
100 OCV特性推定装置
110 OCP特性取得部
120 増加量取得部
130 推定部
140 記憶部
141 OCV特性推定データ
150 集積回路
200 二次電池
300 収容ケース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Power storage system 100 OCV characteristic estimation apparatus 110 OCP characteristic acquisition part 120 Increase amount acquisition part 130 Estimation part 140 Storage part 141 OCV characteristic estimation data 150 Integrated circuit 200 Secondary battery 300 Storage case

Claims (6)

コンピュータが、非水電解質二次電池の通電電気量と開回路電圧との関係を示すOCV特性を推定するOCV特性推定方法であって、
前記非水電解質二次電池の所定の第一時点での通電電気量である第一電気量と正極開回路電位との関係を示す第一正極OCP特性と、前記非水電解質二次電池の前記第一電気量と負極開回路電位との関係を示す第一負極OCP特性とを取得するOCP特性取得ステップと、
前記第一時点から所定の第二時点までの前記非水電解質二次電池における所定の周波数での交流インピーダンスの増加量であるインピーダンス増加量を、インピーダンス測定により取得する増加量取得ステップと、
取得された前記第一正極OCP特性と前記第一負極OCP特性と前記インピーダンス増加量とを用いて、前記非水電解質二次電池の前記第二時点でのOCV特性を推定する推定ステップと
を含むOCV特性推定方法。
An OCV characteristic estimation method in which a computer estimates an OCV characteristic indicating a relationship between an energized electricity amount of an non-aqueous electrolyte secondary battery and an open circuit voltage,
A first positive electrode OCP characteristic indicating a relationship between a first electric quantity, which is an energized electric quantity at a predetermined first time point of the nonaqueous electrolyte secondary battery, and a positive electrode open circuit potential; and the non-aqueous electrolyte secondary battery An OCP characteristic acquisition step of acquiring a first negative electrode OCP characteristic indicating a relationship between the first electric quantity and the negative electrode open circuit potential;
An increase amount acquisition step of acquiring an impedance increase amount that is an increase amount of AC impedance at a predetermined frequency in the nonaqueous electrolyte secondary battery from the first time point to a predetermined second time point by impedance measurement ;
Estimating the OCV characteristic at the second time point of the non-aqueous electrolyte secondary battery using the acquired first positive electrode OCP characteristic, first negative electrode OCP characteristic, and impedance increase amount. OCV characteristic estimation method.
前記非水電解質二次電池は、正極がリチウム遷移金属酸化物からなり、負極が炭素材料からなるリチウムイオン二次電池であり、
前記推定ステップでは、
前記非水電解質二次電池の前記第二時点での通電電気量である第二電気量と前記インピーダンス増加量に所定の定数を乗じた値とを加算した値を前記第一正極OCP特性の前記第一電気量に代入して得られる、前記第二電気量と正極開回路電位との関係を示す特性を第二正極OCP特性として算出し、
前記非水電解質二次電池の前記第二電気量を前記第一負極OCP特性の前記第一電気量に代入して得られる、前記第二電気量と負極開回路電位との関係を示す特性を第二負極OCP特性として算出し、
算出した前記第二正極OCP特性における前記第二電気量に対する正極開回路電位から、前記第二負極OCP特性における前記第二電気量に対する負極開回路電位を減ずることにより得られる前記第二電気量と開回路電圧との関係を示す特性を、前記第二時点でのOCV特性と推定する
請求項1に記載のOCV特性推定方法。
The non-aqueous electrolyte secondary battery is a lithium ion secondary battery in which a positive electrode is made of a lithium transition metal oxide and a negative electrode is made of a carbon material,
In the estimation step,
The value of the first positive electrode OCP characteristic is a value obtained by adding a second electric quantity that is the energized electric quantity at the second time point of the nonaqueous electrolyte secondary battery and a value obtained by multiplying the impedance increase amount by a predetermined constant. A characteristic indicating the relationship between the second electric quantity and the positive open circuit potential obtained by substituting for the first electric quantity is calculated as a second positive OCP characteristic,
A characteristic showing a relationship between the second electric quantity and the negative open circuit potential obtained by substituting the second electric quantity of the non-aqueous electrolyte secondary battery into the first electric quantity of the first negative electrode OCP characteristic. Calculated as the second negative electrode OCP characteristic,
The second electric quantity obtained by subtracting the negative open circuit potential with respect to the second electric quantity in the second negative electrode OCP characteristic from the positive open circuit potential with respect to the second electric quantity in the calculated second positive electrode OCP characteristic; The OCV characteristic estimation method according to claim 1, wherein a characteristic indicating a relationship with an open circuit voltage is estimated as an OCV characteristic at the second time point.
前記増加量取得ステップでは、
前記第一時点において、前記所定の周波数の交流電圧または交流電流を前記非水電解質二次電池に印加することで、前記第一時点での交流インピーダンスである第一インピーダンスを測定し、
前記第二時点において、前記所定の周波数の交流電圧または交流電流を前記非水電解質二次電池に印加することで、前記第二時点での交流インピーダンスである第二インピーダンスを測定し、
前記第二インピーダンスから前記第一インピーダンスを減じることにより、前記インピーダンス増加量を取得する
請求項1または2に記載のOCV特性推定方法。
In the increase amount acquisition step,
In the first time point, by applying an AC voltage or an AC current of the predetermined frequency to the non-aqueous electrolyte secondary battery, a first impedance that is an AC impedance at the first time point is measured,
In the second time point, by applying an alternating voltage or alternating current of the predetermined frequency to the nonaqueous electrolyte secondary battery, a second impedance that is an AC impedance at the second time point is measured,
The OCV characteristic estimation method according to claim 1, wherein the amount of increase in impedance is acquired by subtracting the first impedance from the second impedance.
非水電解質二次電池の通電電気量と開回路電圧との関係を示すOCV特性を推定するOCV特性推定装置であって、
前記非水電解質二次電池の所定の第一時点での通電電気量である第一電気量と正極開回路電位との関係を示す第一正極OCP特性と、前記非水電解質二次電池の前記第一電気量と負極開回路電位との関係を示す第一負極OCP特性とを取得するOCP特性取得部と、
前記第一時点から所定の第二時点までの前記非水電解質二次電池における所定の周波数での交流インピーダンスの増加量であるインピーダンス増加量を、インピーダンス測定により取得する増加量取得部と、
取得された前記第一正極OCP特性と前記第一負極OCP特性と前記インピーダンス増加量とを用いて、前記非水電解質二次電池の前記第二時点でのOCV特性を推定する推定部と
を備えるOCV特性推定装置。
An OCV characteristic estimation device for estimating an OCV characteristic indicating a relationship between an energization amount of electricity and an open circuit voltage of a nonaqueous electrolyte secondary battery,
A first positive electrode OCP characteristic indicating a relationship between a first electric quantity, which is an energized electric quantity at a predetermined first time point of the nonaqueous electrolyte secondary battery, and a positive electrode open circuit potential; and the non-aqueous electrolyte secondary battery An OCP characteristic acquisition unit for acquiring a first negative electrode OCP characteristic indicating a relationship between the first electric quantity and the negative electrode open circuit potential;
The impedance increase is an increase of the AC impedance at a predetermined frequency in the non-aqueous electrolyte secondary battery from the first time point to a predetermined second time point, the increase amount acquisition unit that acquires the impedance measurement,
An estimation unit that estimates the OCV characteristic of the nonaqueous electrolyte secondary battery at the second time point using the acquired first positive electrode OCP characteristic, the first negative electrode OCP characteristic, and the impedance increase amount. OCV characteristic estimation device.
非水電解質二次電池と、
前記非水電解質二次電池の通電電気量と開回路電圧との関係を示すOCV特性を推定する請求項4に記載のOCV特性推定装置と
を備える蓄電システム。
A non-aqueous electrolyte secondary battery;
A power storage system comprising: the OCV characteristic estimation device according to claim 4 that estimates an OCV characteristic indicating a relationship between an energized electricity amount of the nonaqueous electrolyte secondary battery and an open circuit voltage.
非水電解質二次電池の通電電気量と開回路電圧との関係を示すOCV特性を推定する集積回路であって、
前記非水電解質二次電池の所定の第一時点での通電電気量である第一電気量と正極開回路電位との関係を示す第一正極OCP特性と、前記非水電解質二次電池の前記第一電気量と負極開回路電位との関係を示す第一負極OCP特性とを取得するOCP特性取得部と、
前記第一時点から所定の第二時点までの前記非水電解質二次電池における所定の周波数での交流インピーダンスの増加量であるインピーダンス増加量を、インピーダンス測定により取得する増加量取得部と、
取得された前記第一正極OCP特性と前記第一負極OCP特性と前記インピーダンス増加量とを用いて、前記非水電解質二次電池の前記第二時点でのOCV特性を推定する推定部と
を備える集積回路。
An integrated circuit for estimating an OCV characteristic indicating a relationship between an energization amount of electricity and an open circuit voltage of a nonaqueous electrolyte secondary battery,
A first positive electrode OCP characteristic indicating a relationship between a first electric quantity, which is an energized electric quantity at a predetermined first time point of the nonaqueous electrolyte secondary battery, and a positive electrode open circuit potential; and the non-aqueous electrolyte secondary battery An OCP characteristic acquisition unit for acquiring a first negative electrode OCP characteristic indicating a relationship between the first electric quantity and the negative electrode open circuit potential;
The impedance increase is an increase of the AC impedance at a predetermined frequency in the non-aqueous electrolyte secondary battery from the first time point to a predetermined second time point, the increase amount acquisition unit that acquires the impedance measurement,
An estimation unit that estimates the OCV characteristic of the nonaqueous electrolyte secondary battery at the second time point using the acquired first positive electrode OCP characteristic, the first negative electrode OCP characteristic, and the impedance increase amount. Integrated circuit.
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