JP5821669B2 - Estimation apparatus, estimation method, and control method - Google Patents

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Description

本発明は、二次電池の劣化状態を推定する推定装置および推定方法に関するものであり、また、推定方法の推定結果に基づいて二次電池の充放電を制御する制御方法に関するものである。   The present invention relates to an estimation device and an estimation method for estimating a deterioration state of a secondary battery, and to a control method for controlling charge / discharge of a secondary battery based on an estimation result of the estimation method.

二次電池は、充放電や経年変化などによって劣化してしまう。二次電池の劣化状態を評価するパラメータとしては、抵抗変化率を用いることができる。抵抗変化率は、初期状態にある二次電池の抵抗値（Ｒｉｎｉ）と、劣化後における二次電池の抵抗値（Ｒｃ）との比率（Ｒｃ／Ｒｉｎｉ）で表される。ここで、抵抗変化率と経過時間の平方根とが比例関係にあることに基づいて、将来の二次電池の抵抗変化率を推定する方法がある。   The secondary battery is deteriorated due to charging / discharging or aging. As a parameter for evaluating the deterioration state of the secondary battery, the resistance change rate can be used. The resistance change rate is represented by a ratio (Rc / Rini) between the resistance value (Rini) of the secondary battery in the initial state and the resistance value (Rc) of the secondary battery after deterioration. Here, there is a method for estimating the resistance change rate of the future secondary battery based on the fact that the resistance change rate and the square root of the elapsed time are in a proportional relationship.

特開平１０−０９２４７５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-092475

二次電池の抵抗変化率は、経過時間の平方根と比例しないことがある。この場合には、将来の二次電池の抵抗変化率を推定しようとしても、推定した抵抗変化率が、実際の抵抗変化率からずれてしまうことがある。   The resistance change rate of the secondary battery may not be proportional to the square root of the elapsed time. In this case, even if an attempt is made to estimate the resistance change rate of the secondary battery in the future, the estimated resistance change rate may deviate from the actual resistance change rate.

本願第１の発明は、二次電池の劣化状態の評価に用いられる抵抗変化率を推定する推定装置であって、下記式（Ｉ）を用いて、所定時間が経過したときの二次電池の抵抗変化率を算出するコントローラを有する。   1st invention of this application is an estimation apparatus which estimates the resistance change rate used for evaluation of the degradation state of a secondary battery, Comprising: Using the following formula (I), the secondary battery when a predetermined time passes A controller for calculating a rate of change in resistance;

上記式（I）において、Ｒｒは二次電池の抵抗変化率、ｘは二次電池の抵抗を増加させる成分の割合、ｔは経過時間、ｋは二次電池の抵抗の減少速度、ｈは二次電池の抵抗の減少量、ａ０は二次電池の抵抗の増加速度である。   In the above formula (I), Rr is the rate of change in resistance of the secondary battery, x is the proportion of the component that increases the resistance of the secondary battery, t is the elapsed time, k is the rate of decrease in the resistance of the secondary battery, and h is 2 The amount of decrease in secondary battery resistance, a0, is the rate of increase in secondary battery resistance.

抵抗変化率は、基準となる抵抗値と、劣化後における抵抗値との比率である。基準となる抵抗値は、二次電池が劣化していないときの抵抗値であり、例えば、製造直後における二次電池の抵抗値を用いることができる。抵抗変化率を用いることにより、二次電池の劣化状態を評価することができる。二次電池としては、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン二次電池を用いることができる。二次電池は、車両に搭載することができ、車両を走行させるためのエネルギを出力することができる。   The resistance change rate is a ratio between a reference resistance value and a resistance value after deterioration. The reference resistance value is a resistance value when the secondary battery is not deteriorated. For example, the resistance value of the secondary battery immediately after manufacture can be used. By using the resistance change rate, the deterioration state of the secondary battery can be evaluated. As the secondary battery, for example, a nickel metal hydride battery or a lithium ion secondary battery can be used. The secondary battery can be mounted on the vehicle and can output energy for running the vehicle.

本願第１の発明によれば、上記式（I）を用いることにより、将来における二次電池の抵抗変化率を算出（推定）ことができる。具体的には、上記式（I）に示す経過時間ｔとして、将来の時間を用いることにより、将来における二次電池の抵抗変化率を算出（推定）することができる。ここで、上記式（I）に示す、ｘ、ｋ、ｈ、ａ０の値としては、二次電池の現在の状態に対応した値を用いる。これにより、二次電池の現在の状態から、将来における二次電池の抵抗変化率を算出（推定）することができる。   According to the first invention of the present application, by using the above formula (I), it is possible to calculate (estimate) the resistance change rate of the secondary battery in the future. Specifically, the future resistance change rate of the secondary battery can be calculated (estimated) by using a future time as the elapsed time t shown in the above formula (I). Here, as values of x, k, h, and a0 shown in the above formula (I), values corresponding to the current state of the secondary battery are used. Thereby, the resistance change rate of the secondary battery in the future can be calculated (estimated) from the current state of the secondary battery.

二次電池の抵抗変化率は、経過時間に応じて増加するだけでなく、減少することがある。上記式（I）における右辺第１項は、抵抗の減少を表す減少項であり、上記式（I）における右辺第２項は、抵抗の増加を表す増加項である。このように、減少項および増加項を考慮した上記式（I）を用いることにより、将来における二次電池の抵抗変化率の推定精度を向上させることができる。   The resistance change rate of the secondary battery may not only increase depending on the elapsed time, but may decrease. The first term on the right side in the above formula (I) is a decrease term that represents a decrease in resistance, and the second term on the right side in the above formula (I) is an increase term that represents an increase in resistance. As described above, by using the above formula (I) in consideration of the decrease term and the increase term, it is possible to improve the estimation accuracy of the resistance change rate of the secondary battery in the future.

割合、減少速度、減少量および増加速度のそれぞれは、二次電池の充電状態および温度の少なくとも一方（上述した二次電池の状態）に応じて変化する。したがって、二次電池の充電状態および温度の少なくとも一方に応じた、割合、減少速度、減少量および増加速度を特定することができる。   Each of the ratio, the decrease rate, the decrease amount, and the increase rate changes according to at least one of the charge state and temperature of the secondary battery (the state of the secondary battery described above). Therefore, it is possible to specify the ratio, the decrease rate, the decrease amount, and the increase rate according to at least one of the charge state and temperature of the secondary battery.

ここで、割合などを特定するとき、割合、減少速度、減少量および増加速度のそれぞれと、二次電池の充電状態および温度の少なくとも一方との対応関係を示すマップを用いることができ、このマップは、実験などによって予め求めておくことができる。マップに関する情報は、メモリに記憶しておくことができる。マップで特定される対応関係は、経過時間に応じて変化するため、マップは、経過時間毎に用意しておくことができる。   Here, when specifying the ratio or the like, a map showing the correspondence between the ratio, the decrease rate, the decrease amount and the increase rate and at least one of the charge state and temperature of the secondary battery can be used. Can be obtained in advance by experiments or the like. Information about the map can be stored in memory. Since the correspondence specified by the map changes according to the elapsed time, the map can be prepared for each elapsed time.

本願第２の発明は、二次電池の劣化状態の評価に用いられる抵抗変化率を推定する推定方法であって、下記式（II）を用いて、所定時間が経過したときの二次電池の抵抗変化率を算出する。下記式（II）に示す、Ｒｒ、ｘ、ｔ、ｋ、ｈ、ａ０は、上記式（I）で説明したものと同様である。   A second invention of the present application is an estimation method for estimating a rate of change in resistance used for evaluation of a deterioration state of a secondary battery, using the following formula (II): Calculate the resistance change rate. Rr, x, t, k, h, and a0 shown in the following formula (II) are the same as those described in the above formula (I).

本願第２の発明においても、本願第１の発明と同様に、将来の二次電池における抵抗変化率の推定精度を向上させることができる。   Also in the second invention of the present application, similarly to the first invention of the present application, it is possible to improve the estimation accuracy of the resistance change rate in the future secondary battery.

本願第３の発明は、二次電池の充放電を制御する制御方法であって、下記式（III）を用いて、二次電池の劣化状態の評価に用いられる抵抗変化率として、所定時間が経過したときの二次電池の抵抗変化率を算出する。下記式（III）に示す、Ｒｒ、ｘ、ｔ、ｋ、ｈ、ａ０は、上記式（I）で説明したものと同様である。   A third invention of the present application is a control method for controlling charging / discharging of a secondary battery, wherein a predetermined time is used as a rate of change in resistance used for evaluating the deterioration state of the secondary battery using the following formula (III): The resistance change rate of the secondary battery when it has elapsed is calculated. Rr, x, t, k, h, and a0 shown in the following formula (III) are the same as those described in the above formula (I).

ここで、本願第３の発明では、算出した抵抗変化率が閾値よりも高いとき、二次電池の充放電を制限する。閾値は、二次電池の劣化を許容する上限値（抵抗変化率に相当する）であり、適宜設定することができる。   Here, in 3rd invention of this application, when the calculated rate of resistance change is higher than a threshold value, charging / discharging of a secondary battery is restrict | limited. The threshold value is an upper limit value (corresponding to a resistance change rate) that allows deterioration of the secondary battery, and can be set as appropriate.

抵抗変化率が閾値よりも高いときには、二次電池の充放電を制限することにより、将来において、抵抗変化率が閾値よりも高くなってしまうのを抑制でき、二次電池の寿命を延ばすことができる。二次電池の充放電を制限する方法としては、例えば、二次電池の入出力を制限する上限値を低下させることができる。   When the rate of change in resistance is higher than the threshold, limiting the charging / discharging of the secondary battery can prevent the rate of change in resistance from becoming higher than the threshold in the future, thereby extending the life of the secondary battery. it can. As a method for restricting charging / discharging of the secondary battery, for example, an upper limit value for restricting input / output of the secondary battery can be reduced.

経過時間の平方根と抵抗変化率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the square root of elapsed time, and resistance change rate. 二次電池のＳＯＣおよび温度と、割合ｘとの対応関係を示すマップである。It is a map which shows the correspondence of SOC and temperature of a secondary battery, and the ratio x. 二次電池のＳＯＣおよび温度と、減少量ｈとの対応関係を示すマップである。It is a map which shows the correspondence of SOC and temperature of a secondary battery, and the reduction | decrease amount h. 二次電池のＳＯＣおよび温度と、減少速度ｋとの対応関係を示すマップである。It is a map which shows the correspondence of SOC and temperature of a secondary battery, and the reduction | decrease speed k. 二次電池のＳＯＣおよび温度と、増加速度ａ０との対応関係を示すマップである。It is a map which shows the correspondence of SOC and temperature of a secondary battery, and increase rate a0. 電池システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a battery system. 組電池（二次電池）の充放電を制御する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which controls charging / discharging of an assembled battery (secondary battery).

以下、本発明の実施例について説明する。   Examples of the present invention will be described below.

本実施例は、二次電池の劣化状態を推定するものである。ここでいう劣化とは、二次電池を構成する材料が経時変化によって摩耗することに伴う劣化（いわゆる摩耗劣化）である。二次電池の構成材料が摩耗すれば、二次電池の抵抗（言い換えれば、後述する抵抗変化率）は、上昇することになる。二次電池としては、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池がある。二次電池は、正極と、負極と、正極および負極の間に配置されるセパレータとを有する。   In this embodiment, the deterioration state of the secondary battery is estimated. The deterioration referred to here is deterioration (so-called wear deterioration) associated with wear of the material constituting the secondary battery due to aging. If the constituent material of the secondary battery is worn, the resistance of the secondary battery (in other words, the rate of change in resistance described later) increases. Examples of the secondary battery include a nickel metal hydride battery and a lithium ion battery. The secondary battery includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode.

正極は、集電箔と、集電箔の表面に形成された正極活物質層とを有する。正極活物質層は、正極活物質や導電剤などを含んでいる。負極は、集電箔と、集電箔の表面に形成された負極活物質層とを有する。負極活物質層は、負極活物質や導電剤などを含んでいる。正極活物質層、負極活物質層およびセパレータには、電解液がしみ込んでいる。ここで、セパレータ（電解液を含む）の代わりに、固体電解質層を用いることもできる。   The positive electrode has a current collector foil and a positive electrode active material layer formed on the surface of the current collector foil. The positive electrode active material layer includes a positive electrode active material, a conductive agent, and the like. The negative electrode has a current collector foil and a negative electrode active material layer formed on the surface of the current collector foil. The negative electrode active material layer includes a negative electrode active material, a conductive agent, and the like. The positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer, and the separator are impregnated with an electrolytic solution. Here, a solid electrolyte layer may be used instead of the separator (including the electrolytic solution).

二次電池の劣化状態を評価するパラメータとして、抵抗変化率を用いることができる。抵抗変化率Ｒｒは、初期状態にある二次電池の抵抗値Ｒｉｎｉと、劣化後における二次電池の抵抗値Ｒｃとの比率（Ｒｃ／Ｒｉｎｉ）で表される。ここで、初期状態とは、二次電池が劣化していない状態であり、例えば、二次電池を製造した直後の状態をいう。   The resistance change rate can be used as a parameter for evaluating the deterioration state of the secondary battery. The resistance change rate Rr is expressed as a ratio (Rc / Rini) between the resistance value Rini of the secondary battery in the initial state and the resistance value Rc of the secondary battery after deterioration. Here, the initial state is a state in which the secondary battery is not deteriorated, for example, a state immediately after manufacturing the secondary battery.

本実施例では、下記式（１）に基づいて、二次電池の抵抗変化率Ｒｒを推定することができる。   In the present embodiment, the resistance change rate Rr of the secondary battery can be estimated based on the following formula (1).

上記式（１）において、ｔは経過時間（日数）を示し、例えば、二次電池を製造した直後からの時間とすることができる。ｘは、二次電池の抵抗のうち、二次電池の抵抗を増加させる成分が占める割合を示す。ｘは、０以上であって、１以下の範囲内の値である。二次電池の抵抗には、二次電池の抵抗に関与する、すべての抵抗成分が含まれ、例えば、正極の抵抗成分、負極の抵抗成分、セパレータの抵抗成分、電解液の抵抗成分がある。（１−ｘ）の値は、二次電池の抵抗のうち、二次電池の抵抗を減少させる成分が占める割合を示す。   In the above formula (1), t represents an elapsed time (days), and can be, for example, a time immediately after manufacturing the secondary battery. x shows the ratio which the component which increases the resistance of a secondary battery accounts for among the resistance of a secondary battery. x is a value within a range of 0 or more and 1 or less. The resistance of the secondary battery includes all resistance components involved in the resistance of the secondary battery. For example, the resistance component of the positive electrode, the resistance component of the negative electrode, the resistance component of the separator, and the resistance component of the electrolytic solution are included. The value of (1-x) indicates the ratio of the resistance of the secondary battery to the component that decreases the resistance of the secondary battery.

ｈは、二次電池の抵抗の減少量を示す。減少量ｈは、０以上であって、１以下の範囲内の値である。ｋは、二次電池の抵抗が減少する速度（減少速度）を示し、０よりも大きい値である。減少速度ｋおよび経過時間ｔを乗算すれば、抵抗の減少量を算出することができる。ａ０は、二次電池の抵抗が増加する速度（増加速度）を示し、０よりも大きい値である。増加速度ａ０および経過時間ｔを乗算すれば、抵抗の増加量を算出することができる。   h represents a decrease in the resistance of the secondary battery. The reduction amount h is a value within a range of 0 or more and 1 or less. k indicates a rate (decrease rate) at which the resistance of the secondary battery decreases, and is a value greater than zero. By multiplying the decrease rate k and the elapsed time t, the decrease amount of the resistance can be calculated. a0 indicates a rate (increase rate) at which the resistance of the secondary battery increases, and is a value larger than 0. By multiplying the increasing speed a0 and the elapsed time t, the amount of increase in resistance can be calculated.

上記式（１）における右辺の第１項は、二次電池の抵抗変化率が減少する式を表し、以下では、減少項という。また、上記式（１）における右辺の第２項は、二次電池の抵抗変化率が増加する式を表し、以下では、増加項という。上記式（１）によれば、抵抗変化率の減少量と、抵抗変化率の増加量とを加算することにより、二次電池の抵抗変化率を算出することができる。上記式（１）において、時間ｔが０であるとき、すなわち、二次電池が初期状態にあるとき、二次電池の抵抗変化率Ｒｒは、１となる。   The first term on the right side in the above equation (1) represents an equation for decreasing the resistance change rate of the secondary battery, and is hereinafter referred to as a decrease term. Further, the second term on the right side in the above formula (1) represents an equation in which the resistance change rate of the secondary battery increases, and is hereinafter referred to as an increase term. According to the above formula (1), the resistance change rate of the secondary battery can be calculated by adding the decrease amount of the resistance change rate and the increase amount of the resistance change rate. In the above formula (1), when the time t is 0, that is, when the secondary battery is in the initial state, the resistance change rate Rr of the secondary battery is 1.

二次電池の抵抗変化率は、経過時間ｔの平方根と比例関係にあることが知られている。しかしながら、二次電池の抵抗変化率は、経過時間ｔの平方根が大きくなるに従って増加するだけではない。すなわち、二次電池を使用し始めた段階では、二次電池の抵抗変化率が減少することがある。   It is known that the resistance change rate of the secondary battery is proportional to the square root of the elapsed time t. However, the resistance change rate of the secondary battery does not only increase as the square root of the elapsed time t increases. In other words, the resistance change rate of the secondary battery may decrease when the secondary battery starts to be used.

そこで、本実施例では、抵抗変化率の減少量を、上記式（１）の減少項として規定している。また、抵抗変化率の増加量を、上記式（１）の増加項として規定している。図１には、上記式（１）における減少項および増加項の関係を示す。上記式（１）から算出される二次電池の抵抗変化率（推定値）Ｒｒは、減少項の値および増加項の値を加算した値となる。図１の縦軸は、抵抗変化率Ｒｒを示し、図１の横軸は、経過時間ｔの平方根を示す。   Therefore, in this embodiment, the amount of decrease in the resistance change rate is defined as the decrease term in the above equation (1). Moreover, the increase amount of resistance change rate is prescribed | regulated as an increase term of the said Formula (1). FIG. 1 shows the relationship between the decrease term and the increase term in the above equation (1). The resistance change rate (estimated value) Rr of the secondary battery calculated from the above formula (1) is a value obtained by adding the value of the decrease term and the value of the increase term. The vertical axis in FIG. 1 represents the resistance change rate Rr, and the horizontal axis in FIG. 1 represents the square root of the elapsed time t.

図１に示すように、増加項の値は、経過時間ｔの平方根が増加するにつれて増加する。ここで、経過時間ｔが０であるとき、言い換えれば、二次電池が初期状態にあるとき、増加項の値は、ｘとなる。   As shown in FIG. 1, the value of the increase term increases as the square root of the elapsed time t increases. Here, when the elapsed time t is 0, in other words, when the secondary battery is in the initial state, the value of the increase term is x.

一方、図１に示すように、二次電池を使用し始めた段階において、減少項の値は、経過時間ｔの平方根が増加するにつれて減少する。ここで、経過時間ｔが０であるとき、言い換えれば、二次電池が初期状態にあるとき、減少項の値は、（１−ｘ）となる。経過時間ｔの平方根が所定値に到達した後は、減少項の値は変化しにくくなる。二次電池が初期状態にあるときの減少項の値と、減少項の値が変化しにくくなったときの値との差分は、上記式（１）に示す減少量ｈに相当する。また、減少速度ｋは、減少項の値が減少量ｈに到達するまでの速度を示す。   On the other hand, as shown in FIG. 1, at the stage where the secondary battery is started to be used, the value of the decrease term decreases as the square root of the elapsed time t increases. Here, when the elapsed time t is 0, in other words, when the secondary battery is in the initial state, the value of the decrease term is (1−x). After the square root of the elapsed time t reaches a predetermined value, the value of the decrease term is difficult to change. The difference between the value of the decrease term when the secondary battery is in the initial state and the value when the value of the decrease term becomes difficult to change corresponds to the decrease amount h shown in the above equation (1). Further, the decrease speed k indicates a speed until the value of the decrease term reaches the decrease amount h.

図１に示す黒丸は、二次電池の抵抗変化率（実測値）Ｒｒであり、抵抗変化率（推定値）Ｒｒは、抵抗変化率（実測値）Ｒｒに沿った挙動を示すことが分かる。ここで、抵抗変化率（推定値）Ｒｒは、上記式（１）から算出された値であり、上記式（１）に示すｘ、ｋ、ｈ、ａ０は、後述するように、予め実験などから求められたマップを用いて特定している。   The black circles shown in FIG. 1 indicate the resistance change rate (actual value) Rr of the secondary battery, and the resistance change rate (estimated value) Rr shows a behavior along the resistance change rate (actual value) Rr. Here, the resistance change rate (estimated value) Rr is a value calculated from the above equation (1), and x, k, h, and a0 shown in the above equation (1) are experimentally performed in advance as described later. It is specified using the map obtained from.

このマップは、ｘ、ｋ、ｈ、ａ０のそれぞれの値と、二次電池のＳＯＣと、二次電池の温度との対応関係を示し、経過時間ｔ毎に設けられている。マップを用いれば、所定時間が経過したときの二次電池のＳＯＣおよび温度を特定することにより、ｘ、ｋ、ｈ、ａ０のそれぞれの値を特定することができる。具体的には、上記式（１）に示す時間ｔとして、所定時間を用い、所定時間に対応したマップから特定されるｘ、ｋ、ｈ、ａ０の値を上記式（１）に代入することにより、抵抗変化率（推定値）Ｒｒを算出することができる。   This map shows the correspondence between each value of x, k, h, a0, the SOC of the secondary battery, and the temperature of the secondary battery, and is provided for each elapsed time t. If the map is used, the values of x, k, h, and a0 can be specified by specifying the SOC and temperature of the secondary battery when a predetermined time has elapsed. Specifically, the predetermined time is used as the time t shown in the above equation (1), and the values of x, k, h, and a0 specified from the map corresponding to the predetermined time are substituted into the above equation (1). Thus, the resistance change rate (estimated value) Rr can be calculated.

抵抗変化率（実測値）Ｒｒを算出したときの実験条件について説明する。二次電池としては、リチウムイオン二次電池を用いた。正極としては、Ｌｉ（Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｎ）Ｏ２系の正極活物質を用い、負極としては、黒鉛系の負極活物質を用いた。正極の集電箔をアルミニウムで形成し、負極の集電箔を銅で形成した。また、電解液としては、非水有機溶媒を用いた。 Experimental conditions when the resistance change rate (actually measured value) Rr is calculated will be described. A lithium ion secondary battery was used as the secondary battery. A Li (Ni, Co, Mn) O 2 positive electrode active material was used as the positive electrode, and a graphite negative electrode active material was used as the negative electrode. The positive electrode current collector foil was formed of aluminum, and the negative electrode current collector foil was formed of copper. Further, a non-aqueous organic solvent was used as the electrolytic solution.

二次電池のＳＯＣ（State of Charge）を４０％に調整し、この二次電池を−１０℃の恒温槽に入れて、二次電池の抵抗値を測定した。ＳＯＣとは、二次電池の満充電容量に対する現在の充電容量の割合である。二次電池の抵抗値Ｒｍは、下記式（２）に基づいて算出した。   The SOC (State of Charge) of the secondary battery was adjusted to 40%, and the secondary battery was placed in a -10 ° C constant temperature bath, and the resistance value of the secondary battery was measured. The SOC is the ratio of the current charge capacity to the full charge capacity of the secondary battery. The resistance value Rm of the secondary battery was calculated based on the following formula (2).

上記式（２）において、Ｉは電流値を示す。ΔＶは、二次電池を時間ｔ＿ｄｃだけ放電したときの電圧降下量を示す。時間ｔ＿ｄｃをカウントし始めるときの二次電池の電圧Ｖ０を検出するとともに、時間ｔ＿ｄｃが経過したときの二次電池の電圧Ｖｔを検出することにより、電圧降下量ΔＶ（＝Ｖ０−Ｖｔ）を算出することができる。このときに得られる抵抗値Ｒｍは、二次電池の初期抵抗値Ｒｉｎｉとして用いる。   In the above formula (2), I represents a current value. ΔV indicates the amount of voltage drop when the secondary battery is discharged for a time t_dc. The voltage drop amount ΔV (= V0−Vt) is calculated by detecting the voltage V0 of the secondary battery when the time t_dc starts to be counted and detecting the voltage Vt of the secondary battery when the time t_dc has elapsed. can do. The resistance value Rm obtained at this time is used as the initial resistance value Rini of the secondary battery.

次に、二次電池のＳＯＣを４０％から６０％に調整し、この二次電池を６０℃の恒温槽に入れて放置した。二次電池のＳＯＣおよび温度を高くすることにより、二次電池の劣化（摩耗劣化）を進行させることができる。６０℃の恒温槽に二次電池を入れてから、時間が経過するたびに、二次電池を恒温槽から取り出して、二次電池のＳＯＣを４０％に調整した。   Next, the SOC of the secondary battery was adjusted from 40% to 60%, and the secondary battery was placed in a constant temperature bath at 60 ° C. and left standing. By increasing the SOC and temperature of the secondary battery, the secondary battery can be deteriorated (wear deterioration). Each time after the secondary battery was put in a 60 ° C. thermostat, the secondary battery was taken out of the thermostat and the SOC of the secondary battery was adjusted to 40%.

ＳＯＣが４０％に調整された二次電池を−１０℃の恒温槽に入れて放置した。この状態において、二次電池の抵抗値Ｒｍを測定した。抵抗値Ｒｍは、上記式（２）に基づいて算出することができる。このときに得られた抵抗値Ｒｍは、劣化後の抵抗値Ｒｋとして用いる。   The secondary battery whose SOC was adjusted to 40% was placed in a thermostatic bath at -10 ° C and left standing. In this state, the resistance value Rm of the secondary battery was measured. The resistance value Rm can be calculated based on the above equation (2). The resistance value Rm obtained at this time is used as the resistance value Rk after deterioration.

二次電池の抵抗変化率Ｒｒは、下記式（３）に基づいて算出することができる。上述した測定では、抵抗値Ｒｉｎｉ，Ｒｋが算出できるため、抵抗値Ｒｉｎｉ，Ｒｋを下記式（３）に代入することにより、抵抗変化率（実測値）Ｒｒを求めることができる。   The resistance change rate Rr of the secondary battery can be calculated based on the following formula (3). Since the resistance values Rini and Rk can be calculated in the above-described measurement, the resistance change rate (measured value) Rr can be obtained by substituting the resistance values Rini and Rk into the following equation (3).

図１に示すように、黒丸で示す抵抗変化率（実測値）Ｒｒは、上記式（１）で表される推定曲線上に位置している。上記式（１）に基づいて、抵抗変化率（推定値）Ｒｒを算出するとき、上記式（１）に示すｘ、ｋ、ｈ、ａ０のそれぞれの値は、二次電池のＳＯＣ（４０％）および温度（−１０℃）に対応した値が用いられる。   As shown in FIG. 1, the resistance change rate (measured value) Rr indicated by a black circle is located on the estimated curve represented by the above formula (1). When calculating the resistance change rate (estimated value) Rr based on the above equation (1), the values of x, k, h, and a0 shown in the above equation (1) are the SOC (40%) of the secondary battery. ) And temperature (−10 ° C.).

このように上記式（１）で表される推定曲線は、抵抗変化率（実測値）Ｒｒと一致しており、上記式（１）を用いれば、経過時間ｔの平方根に対応する抵抗変化率（推定値）Ｒｒを特定することができる。すなわち、経過時間ｔを特定すれば、抵抗変化率（推定値）Ｒｒを特定することができ、二次電池の将来の抵抗変化率（推定値）Ｒｒを予測することができる。上記式（１）で表される推定曲線は、抵抗変化率（実測値）Ｒｒと一致しているため、上記式（１）を用いることにより、抵抗変化率Ｒｒの推定精度を向上させることができる。   Thus, the estimated curve represented by the above equation (1) coincides with the resistance change rate (measured value) Rr, and using the above equation (1), the resistance change rate corresponding to the square root of the elapsed time t. (Estimated value) Rr can be specified. That is, if the elapsed time t is specified, the resistance change rate (estimated value) Rr can be specified, and the future resistance change rate (estimated value) Rr of the secondary battery can be predicted. Since the estimated curve represented by the above equation (1) matches the resistance change rate (actual value) Rr, the accuracy of the estimation of the resistance change rate Rr can be improved by using the above equation (1). it can.

予め実験を行っておけば、上記式（１）における、割合ｘ、減少量ｈ、減少速度ｋおよび増加速度ａ０を特定することができる。割合ｘ、減少量ｈ、減少速度ｋおよび増加速度ａ０は、二次電池のＳＯＣや温度に応じて変化する。   If an experiment is performed in advance, the ratio x, the reduction amount h, the reduction speed k, and the increase speed a0 in the above formula (1) can be specified. The ratio x, the decrease amount h, the decrease rate k, and the increase rate a0 vary according to the SOC and temperature of the secondary battery.

このため、図２に示すように、二次電池のＳＯＣおよび温度と、割合ｘとの関係を示すマップを予め用意しておけば、二次電池のＳＯＣおよび温度を特定することにより、割合ｘを特定することができる。図２に示すマップは、経過時間ｔ毎に設けられており、割合ｘを特定するときには、経過時間ｔに対応したマップが用いられる。本実施例では、図２に示すマップを用いることにより、二次電池の抵抗を増加させる成分が占める割合ｘを特定しているが、割合ｘを特定する代わりに、二次電池の抵抗を減少させる成分が占める割合を特定することもできる。   For this reason, as shown in FIG. 2, if a map showing the relationship between the SOC and temperature of the secondary battery and the ratio x is prepared in advance, the ratio x can be determined by specifying the SOC and temperature of the secondary battery. Can be specified. The map shown in FIG. 2 is provided for each elapsed time t. When the ratio x is specified, a map corresponding to the elapsed time t is used. In this embodiment, the ratio x of the component that increases the resistance of the secondary battery is specified by using the map shown in FIG. 2, but instead of specifying the ratio x, the resistance of the secondary battery is reduced. It is also possible to specify the proportion of the component to be made up.

図３に示すように、二次電池のＳＯＣおよび温度と、減少量ｈとの関係を示すマップを予め用意しておけば、二次電池のＳＯＣおよび温度を特定することにより、減少量ｈを特定することができる。図３に示すマップは、経過時間ｔ毎に設けられており、減少量ｈを特定するときには、経過時間ｔに対応したマップが用いられる。   As shown in FIG. 3, if a map showing the relationship between the SOC and temperature of the secondary battery and the reduction amount h is prepared in advance, the reduction amount h can be determined by specifying the SOC and temperature of the secondary battery. Can be identified. The map shown in FIG. 3 is provided for each elapsed time t, and when the decrease amount h is specified, a map corresponding to the elapsed time t is used.

図４に示すように、二次電池のＳＯＣおよび温度と、減少速度ｋとの関係を示すマップを予め用意しておけば、二次電池のＳＯＣおよび温度を特定することにより、減少速度ｋを特定することができる。図４に示すマップは、経過時間ｔ毎に設けられており、減少速度ｋを特定するときには、経過時間ｔに対応したマップが用いられる。   As shown in FIG. 4, if a map showing the relationship between the SOC and temperature of the secondary battery and the decrease rate k is prepared in advance, the decrease rate k is determined by specifying the SOC and temperature of the secondary battery. Can be identified. The map shown in FIG. 4 is provided for each elapsed time t, and when the decrease rate k is specified, a map corresponding to the elapsed time t is used.

図５に示すように、二次電池のＳＯＣおよび温度と、増加速度ａ０との関係を示すマップを予め用意しておけば、二次電池のＳＯＣおよび温度を特定することにより、増加速度ａ０を特定することができる。図５に示すマップは、経過時間ｔ毎に設けられており、増加速度ａ０を特定するときには、経過時間ｔに対応したマップが用いられる。   As shown in FIG. 5, if a map showing the relationship between the SOC and temperature of the secondary battery and the increase rate a0 is prepared in advance, the increase rate a0 is determined by specifying the SOC and temperature of the secondary battery. Can be identified. The map shown in FIG. 5 is provided for each elapsed time t. When the increase speed a0 is specified, a map corresponding to the elapsed time t is used.

図２〜図５では、二次電池のＳＯＣおよび温度と、割合ｘ（減少量ｈ、減少速度ｋ又は増加速度ａ０）との関係を示すマップを作成しているが、これに限るものではない。例えば、二次電池のＳＯＣおよび温度の一方と、割合ｘ（減少量ｈ、減少速度ｋ又は増加速度ａ０）との関係を示すマップを作成することもできる。この場合には、二次電池のＳＯＣおよび温度の一方を特定することにより、割合ｘ（減少量ｈ、減少速度ｋ又は増加速度ａ０）を特定することができる。また、二次電池のＳＯＣおよび温度と、割合ｘ（減少量ｈ、減少速度ｋ又は増加速度ａ０）との関係を、マップとしてではなく、関数として特定することもできる。   In FIGS. 2 to 5, maps showing the relationship between the SOC and temperature of the secondary battery and the ratio x (reduction amount h, reduction rate k, or increase rate a0) are created, but the present invention is not limited to this. . For example, a map showing the relationship between one of the SOC and temperature of the secondary battery and the ratio x (the reduction amount h, the reduction speed k, or the increase speed a0) can be created. In this case, the ratio x (decrease amount h, decrease rate k, or increase rate a0) can be specified by specifying one of the SOC and temperature of the secondary battery. In addition, the relationship between the SOC and temperature of the secondary battery and the ratio x (the reduction amount h, the reduction rate k, or the increase rate a0) can be specified not as a map but as a function.

割合ｘ、減少量ｈ、減少速度ｋおよび増加速度ａ０を特定しておけば、上記式（１）のｔに対して、特定の経過時間を代入することにより、特定の時間が経過したときの二次電池の抵抗変化率Ｒｒを推定することができる。   If the ratio x, the decrease amount h, the decrease rate k, and the increase rate a0 are specified, by substituting a specific elapsed time for t in the above formula (1), the specific time has elapsed. The resistance change rate Rr of the secondary battery can be estimated.

次に、本実施例で用いられる電池システムについて、図６を用いて説明する。図６に示す電池システムは、車両に搭載することができる。車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車は、車両を走行させる動力源として、二次電池の他に、燃料電池又はエンジンを備えている。電気自動車は、車両を走行させる動力源として、二次電池だけを備えている。   Next, the battery system used in the present embodiment will be described with reference to FIG. The battery system shown in FIG. 6 can be mounted on a vehicle. Vehicles include hybrid cars and electric cars. The hybrid vehicle includes a fuel cell or an engine in addition to the secondary battery as a power source for running the vehicle. An electric vehicle includes only a secondary battery as a power source for running the vehicle.

組電池１０は、複数の二次電池を有している。複数の二次電池は、電気的に直列に接続したり、電気的に並列に接続したりすることができる。電圧センサ２１は、組電池１０の端子間電圧を検出し、検出結果をコントローラ４４に出力する。電流センサ２２は、組電池１０に流れる充放電電流を検出し、検出結果をコントローラ４４に出力する。温度センサ２３は、組電池１０の温度を検出し、検出結果をコントローラ４４に出力する。   The assembled battery 10 has a plurality of secondary batteries. The plurality of secondary batteries can be electrically connected in series or electrically connected in parallel. The voltage sensor 21 detects the voltage between the terminals of the assembled battery 10 and outputs the detection result to the controller 44. The current sensor 22 detects the charge / discharge current flowing through the assembled battery 10 and outputs the detection result to the controller 44. The temperature sensor 23 detects the temperature of the assembled battery 10 and outputs the detection result to the controller 44.

コントローラ４４は、メモリ４４ａを内蔵している。メモリ４４ａには、コントローラ４４を動作させるためのプログラムなどの各種の情報が記憶されている。メモリ４４ａは、コントローラ４４の外部に設けてもよい。   The controller 44 has a built-in memory 44a. Various information such as a program for operating the controller 44 is stored in the memory 44a. The memory 44 a may be provided outside the controller 44.

組電池１０は、システムメインリレー３１，３２を介して昇圧回路４１に接続されており、昇圧回路４１は、組電池１０の出力電圧を昇圧する。システムメインリレー３１，３２は、コントローラ４４からの制御信号を受けて、オンおよびオフの間で切り替わる。本実施例では、昇圧回路４１を用いているが、昇圧回路４１を省略することもできる。   The assembled battery 10 is connected to a booster circuit 41 via system main relays 31 and 32, and the booster circuit 41 boosts the output voltage of the assembled battery 10. The system main relays 31 and 32 are switched between on and off in response to a control signal from the controller 44. In this embodiment, the booster circuit 41 is used, but the booster circuit 41 may be omitted.

昇圧回路４１には、インバータ４２が接続されており、インバータ４２は、昇圧回路４１から出力された直流電力を交流電力に変換する。モータ・ジェネレータ（交流モータ）４３は、インバータ４２から出力された交流電力を受けることにより、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。モータ・ジェネレータ４３によって生成された運動エネルギは、車輪に伝達される。コントローラ４４は、昇圧回路４１やインバータ４２の動作を制御する。   An inverter 42 is connected to the booster circuit 41, and the inverter 42 converts DC power output from the booster circuit 41 into AC power. The motor / generator (AC motor) 43 receives the AC power output from the inverter 42 to generate kinetic energy for running the vehicle. The kinetic energy generated by the motor / generator 43 is transmitted to the wheels. The controller 44 controls the operation of the booster circuit 41 and the inverter 42.

車両を減速させるときや、車両を停止させるとき、モータ・ジェネレータ４３は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ（交流電力）に変換する。モータ・ジェネレータ４３で生成された交流電力は、インバータ４２によって直流電力に変換され、昇圧回路４１は、インバータ４２の出力電圧を降圧してから組電池１０に供給する。これにより、回生電力を組電池１０に蓄えることができる。   When the vehicle is decelerated or the vehicle is stopped, the motor / generator 43 converts kinetic energy generated during braking of the vehicle into electric energy (AC power). The AC power generated by the motor / generator 43 is converted into DC power by the inverter 42, and the booster circuit 41 steps down the output voltage of the inverter 42 and supplies it to the assembled battery 10. Thereby, regenerative electric power can be stored in the assembled battery 10.

図６に示す電池システムにおいて、コントローラ４４は、組電池１０の劣化状態（抵抗変化率Ｒｒ）を推定することができる。具体的には、コントローラ４４は、上記式（１）を用いることにより、二次電池の抵抗変化率Ｒｒを推定することができる。上記式（１）に関する情報は、メモリ４４ａに記憶することができる。   In the battery system shown in FIG. 6, the controller 44 can estimate the deterioration state (resistance change rate Rr) of the assembled battery 10. Specifically, the controller 44 can estimate the resistance change rate Rr of the secondary battery by using the equation (1). Information regarding the above formula (1) can be stored in the memory 44a.

組電池１０の劣化状態（抵抗変化率Ｒｒ）を推定する処理について、図７に示すフローチャートを用いて説明する。以下に説明する処理では、組電池１０の劣化状態を推定しているが、組電池１０を構成する各二次電池の劣化状態を推定してもよい。   Processing for estimating the deterioration state (resistance change rate Rr) of the assembled battery 10 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In the process described below, the deterioration state of the assembled battery 10 is estimated, but the deterioration state of each secondary battery constituting the assembled battery 10 may be estimated.

ステップＳ１０１において、コントローラ４４は、温度センサ２３の出力に基づいて、組電池（二次電池）１０の温度を取得する。また、コントローラ４４は、電圧センサ２１の出力に基づいて、組電池１０のＳＯＣを特定する。ＳＯＣおよびＯＣＶ（Open Circuit Voltage）は、対応関係にあるため、この対応関係を実験などによって予め求めておけば、組電池１０のＯＣＶを測定することにより、組電池１０のＳＯＣを特定することができる。   In step S <b> 101, the controller 44 acquires the temperature of the assembled battery (secondary battery) 10 based on the output of the temperature sensor 23. Further, the controller 44 specifies the SOC of the assembled battery 10 based on the output of the voltage sensor 21. Since SOC and OCV (Open Circuit Voltage) are in a correspondence relationship, the SOC of the assembled battery 10 can be specified by measuring the OCV of the assembled battery 10 if this correspondence relationship is obtained in advance by experiments or the like. it can.

なお、組電池１０のＳＯＣは、電流センサ２２による検出結果に基づいて推定することもできる。すなわち、組電池１０を充放電したときの電流値を積算することにより、組電池１０のＳＯＣを算出することができる。ここで、組電池１０を放電しているときの電流値として、正の値を用い、組電池１０を充電しているときの電流値として、負の値を用いることができる。   The SOC of the battery pack 10 can also be estimated based on the detection result by the current sensor 22. That is, the SOC of the assembled battery 10 can be calculated by integrating the current values when the assembled battery 10 is charged and discharged. Here, a positive value can be used as the current value when discharging the assembled battery 10, and a negative value can be used as the current value when charging the assembled battery 10.

本実施例では、組電池１０のＳＯＣを取得しているが、組電池１０を構成する二次電池のＳＯＣを取得することもできる。この場合には、例えば、二次電池のＯＣＶを測定すれば、ＯＣＶおよびＳＯＣの対応関係に基づいて、二次電池のＳＯＣを特定することができる。   In the present embodiment, the SOC of the assembled battery 10 is acquired, but the SOC of the secondary battery constituting the assembled battery 10 can also be acquired. In this case, for example, if the OCV of the secondary battery is measured, the SOC of the secondary battery can be specified based on the correspondence relationship between the OCV and the SOC.

ステップＳ１０２において、コントローラ４４は、ステップＳ１０１で取得した温度およびＳＯＣに基づいて、割合ｘ、減少量ｈ、減少速度ｋおよび増加速度ａ０を特定する。割合ｘは、図２に示すマップを用いて特定することができ、図２に示すマップに関する情報は、メモリ４４ａに記憶することができる。図２に示すマップとしては、ステップＳ１０１で温度およびＳＯＣを取得したときの時間に対応するマップが用いられる。   In step S102, the controller 44 specifies the ratio x, the decrease amount h, the decrease speed k, and the increase speed a0 based on the temperature and SOC acquired in step S101. The ratio x can be specified using the map shown in FIG. 2, and information related to the map shown in FIG. 2 can be stored in the memory 44a. As the map shown in FIG. 2, a map corresponding to the time when the temperature and SOC are acquired in step S101 is used.

減少量ｈは、図３に示すマップを用いて特定することができ、図３に示すマップに関する情報は、メモリ４４ａに記憶することができる。図３に示すマップとしては、ステップＳ１０１で温度およびＳＯＣを取得したときの時間に対応するマップが用いられる。減少速度ｋは、図４に示すマップを用いて特定することができ、図４に示すマップに関する情報は、メモリ４４ａに記憶することができる。図４に示すマップとしては、ステップＳ１０１で温度およびＳＯＣを取得したときの時間に対応するマップが用いられる。増加速度ａ０は、図５に示すマップを用いて特定することができ、図５に示すマップに関する情報は、メモリ４４ａに記憶することができる。図５に示すマップとしては、ステップＳ１０１で温度およびＳＯＣを取得したときの時間に対応するマップが用いられる。   The reduction amount h can be specified using the map shown in FIG. 3, and information related to the map shown in FIG. 3 can be stored in the memory 44a. As the map shown in FIG. 3, a map corresponding to the time when the temperature and the SOC are acquired in step S101 is used. The decrease rate k can be specified using the map shown in FIG. 4, and information related to the map shown in FIG. 4 can be stored in the memory 44a. As the map shown in FIG. 4, a map corresponding to the time when the temperature and the SOC are acquired in step S101 is used. The increase speed a0 can be specified using the map shown in FIG. 5, and information regarding the map shown in FIG. 5 can be stored in the memory 44a. As the map shown in FIG. 5, a map corresponding to the time when the temperature and the SOC are acquired in step S101 is used.

ステップＳ１０３において、コントローラ４４は、上記式（１）を用いて、組電池１０の抵抗変化率（推定値）Ｒｒを算出する。ここで、上記式（１）に示す経過時間ｔとしては、将来の時間が入力され、具体的な時間は、適宜設定することができる。例えば、１０年後における組電池１０の抵抗変化率Ｒｒを推定するのであれば、経過時間ｔとして、１０年に相当する時間が入力される。   In step S103, the controller 44 calculates the resistance change rate (estimated value) Rr of the assembled battery 10 using the above equation (1). Here, as the elapsed time t shown in the above formula (1), a future time is input, and a specific time can be set as appropriate. For example, if the resistance change rate Rr of the assembled battery 10 after 10 years is estimated, a time corresponding to 10 years is input as the elapsed time t.

ステップＳ１０４において、コントローラ４４は、ステップＳ１０３で算出された抵抗変化率（推定値）Ｒｒが閾値Ｒｔｈよりも高いか否かを判別する。この閾値Ｒｔｈは、時間ｔ（例えば、上述した１０年）が経過した後において、組電池１０の劣化を許容できる最大値（抵抗変化率）であり、適宜設定することができる。   In step S104, the controller 44 determines whether or not the resistance change rate (estimated value) Rr calculated in step S103 is higher than the threshold value Rth. This threshold value Rth is the maximum value (resistance change rate) that can allow deterioration of the assembled battery 10 after the time t (for example, the 10 years described above) has elapsed, and can be set as appropriate.

抵抗変化率（推定値）Ｒｒが閾値Ｒｔｈよりも低いとき、コントローラ４４は、組電池１０が極端に劣化していないと判断し、図７に示す処理を終了する。ここで、抵抗変化率（推定値）Ｒｒが閾値Ｒｔｈよりも低いときには、抵抗変化率（推定値）Ｒｒおよび閾値Ｒｔｈの差の分だけ、ハイレート劣化を許容することができる。二次電池の劣化には、上述した摩耗劣化だけでなく、ハイレート劣化が含まれることがある。ハイレート劣化は、二次電池の内部における塩濃度の偏りによって発生する抵抗上昇である。   When the resistance change rate (estimated value) Rr is lower than the threshold value Rth, the controller 44 determines that the assembled battery 10 is not extremely deteriorated, and ends the process shown in FIG. Here, when the resistance change rate (estimated value) Rr is lower than the threshold value Rth, high-rate deterioration can be allowed by the difference between the resistance change rate (estimated value) Rr and the threshold value Rth. The deterioration of the secondary battery may include not only the above-described wear deterioration but also high-rate deterioration. High-rate deterioration is an increase in resistance that occurs due to an uneven salt concentration inside the secondary battery.

ここで、抵抗変化率（推定値）Ｒｒは、摩耗劣化に起因した抵抗変化率Ｒｒであるため、抵抗変化率（推定値）Ｒｒおよび閾値Ｒｔｈの差分は、ハイレート劣化を許容できる抵抗変化率となる。したがって、抵抗変化率（推定値）Ｒｒが閾値Ｒｔｈよりも低いときには、ハイレート劣化が発生しうる条件において、組電池１０の充放電を行わせることができる。   Here, since the resistance change rate (estimated value) Rr is the resistance change rate Rr due to wear deterioration, the difference between the resistance change rate (estimated value) Rr and the threshold value Rth is the resistance change rate that allows high-rate deterioration. Become. Therefore, when the resistance change rate (estimated value) Rr is lower than the threshold value Rth, the assembled battery 10 can be charged / discharged under a condition where high-rate deterioration can occur.

一方、抵抗変化率（推定値）Ｒｒが閾値Ｒｔｈよりも高いとき、コントローラ４４は、現状のままでは、組電池１０の劣化が進行しやすいと判断し、ステップＳ１０５に示す処理を行う。   On the other hand, when the resistance change rate (estimated value) Rr is higher than the threshold value Rth, the controller 44 determines that the deterioration of the assembled battery 10 is likely to proceed as it is, and performs the process shown in step S105.

ステップＳ１０５において、コントローラ４４は、組電池１０の劣化を抑制する制御を行う。組電池１０の劣化を抑制する制御を予め行っておけば、将来における組電池１０の抵抗変化率Ｒｒが閾値Ｒｔｈを超えてしまうのを抑制することができる。すなわち、組電池１０の寿命を延ばすことができる。組電池１０の劣化を抑制する制御としては、例えば、以下に説明する制御を行うことができる。   In step S <b> 105, the controller 44 performs control for suppressing deterioration of the assembled battery 10. If control for suppressing deterioration of the assembled battery 10 is performed in advance, it is possible to prevent the resistance change rate Rr of the assembled battery 10 from exceeding the threshold value Rth in the future. That is, the life of the assembled battery 10 can be extended. As control which suppresses deterioration of the assembled battery 10, control demonstrated below can be performed, for example.

組電池１０の温度が上昇しているときには、組電池１０の劣化（摩耗劣化）が進行しやすいため、組電池１０を冷却することができる。組電池１０に冷却風を供給するためのファンを備えていれば、コントローラ４４は、ファンを駆動することにより、組電池１０を冷却することができる。   When the temperature of the assembled battery 10 is rising, the assembled battery 10 can be cooled because deterioration (wear deterioration) of the assembled battery 10 easily proceeds. If a fan for supplying cooling air to the assembled battery 10 is provided, the controller 44 can cool the assembled battery 10 by driving the fan.

また、コントローラ４４は、組電池１０の入出力を制限することにより、組電池１０の劣化が進行するのを抑制することができる。組電池１０の入出力を制御するときには、入力電力や出力電力に対応した上限値が予め定められており、入力電力や出力電力が上限値を超えないように、組電池１０の入出力が制御される。組電池１０の入出力を制限するとき、コントローラ４４は、上述した上限値を低下方向に変化させることができる。   Further, the controller 44 can suppress the deterioration of the assembled battery 10 from proceeding by limiting the input / output of the assembled battery 10. When controlling the input / output of the battery pack 10, an upper limit value corresponding to the input power or output power is determined in advance, and the input / output of the battery pack 10 is controlled so that the input power or output power does not exceed the upper limit value. Is done. When limiting the input / output of the battery pack 10, the controller 44 can change the above-described upper limit value in a decreasing direction.

一方、コントローラ４４は、組電池１０の劣化が進行しやすいことを、ユーザなどに通知することができる。すなわち、将来における組電池１０の抵抗変化率Ｒｒが閾値Ｒｔｈを超えてしまうことを、ユーザなどに通知することができる。これにより、ユーザなどは、将来における組電池１０の劣化状態を確認することができる。通知を行う手段としては、音や表示を用いることができる。通知の内容については、組電池１０の劣化が進行しやすいことを、ユーザなどに認識させるものであればよい。   On the other hand, the controller 44 can notify the user or the like that the deterioration of the assembled battery 10 is likely to proceed. That is, it is possible to notify the user or the like that the resistance change rate Rr of the assembled battery 10 in the future will exceed the threshold value Rth. Thereby, the user etc. can confirm the deterioration state of the assembled battery 10 in the future. Sound and display can be used as a means for performing notification. About the content of notification, what makes a user etc. recognize that deterioration of the assembled battery 10 progresses easily is sufficient.

本実施例では、車両に搭載された電池システムにおけるコントローラ４４が抵抗変化率Ｒｒを推定しているが、これに限るものではない。例えば、抵抗変化率Ｒｒを推定するための専用の推定装置を用いることもできる。この推定装置は、車両とは別に設けられた装置であり、経過時間ｔを入力することにより、抵抗変化率Ｒｒを算出（推定）するものである。ここで、上記式（１）に示すｘ、ｋ、ｈ、ａ０のそれぞれの値は、組電池１０（又は二次電池）のＳＯＣおよび温度を取得することにより、上述したマップを用いて特定することができる。   In the present embodiment, the controller 44 in the battery system mounted on the vehicle estimates the resistance change rate Rr, but is not limited to this. For example, a dedicated estimation device for estimating the resistance change rate Rr can be used. This estimation apparatus is an apparatus provided separately from the vehicle, and calculates (estimates) the resistance change rate Rr by inputting the elapsed time t. Here, each value of x, k, h, and a0 shown in the above formula (1) is specified using the map described above by obtaining the SOC and temperature of the assembled battery 10 (or secondary battery). be able to.

１０：組電池 ２１：電圧センサ
２２：電流センサ ２３：温度センサ
３１，３２：システムメインリレー ４１：昇圧回路
４２：インバータ ４３：モータ・ジェネレータ
４４：コントローラ ４４ａ：メモリ 10: assembled battery 21: voltage sensor 22: current sensor 23: temperature sensor 31, 32: system main relay 41: booster circuit 42: inverter 43: motor generator 44: controller 44a: memory

Claims (9)

二次電池の劣化状態の評価に用いられる抵抗変化率を推定する推定装置であって、
下記式（Ｉ）を用いて、所定時間が経過したときの前記二次電池の抵抗変化率を算出するコントローラを有する、

ここで、Ｒｒは前記二次電池の抵抗変化率、ｘは前記二次電池の抵抗を増加させる成分の割合、ｔは経過時間、ｋは前記二次電池の抵抗の減少速度、ｈは前記二次電池の抵抗の減少量、ａ０は前記二次電池の抵抗の増加速度である、
ことを特徴とする推定装置。 An estimation device for estimating a rate of change in resistance used for evaluating a deterioration state of a secondary battery,
Using the following formula (I), it has a controller that calculates the resistance change rate of the secondary battery when a predetermined time has elapsed.

Here, Rr is the rate of change in resistance of the secondary battery, x is the ratio of the component that increases the resistance of the secondary battery, t is the elapsed time, k is the rate of decrease in resistance of the secondary battery, and h is the speed of the secondary battery. The amount of decrease in the resistance of the secondary battery, a0 is the rate of increase in the resistance of the secondary battery,
An estimation apparatus characterized by that. 前記割合、前記減少速度、前記減少量および前記増加速度のそれぞれは、前記二次電池の充電状態および温度の少なくとも一方に応じて変化し、
前記コントローラは、前記二次電池の充電状態および温度の少なくとも一方に応じた、前記割合、前記減少速度、前記減少量および前記増加速度を特定することを特徴とする請求項１に記載の推定装置。 Each of the ratio, the decrease rate, the decrease amount, and the increase rate changes according to at least one of a charge state and a temperature of the secondary battery,
The estimation device according to claim 1, wherein the controller specifies the ratio, the decrease rate, the decrease amount, and the increase rate according to at least one of a state of charge and a temperature of the secondary battery. . 前記割合、前記減少速度、前記減少量および前記増加速度のそれぞれと、前記二次電池の充電状態および温度の少なくとも一方との対応関係を示すマップに関する情報を記憶するメモリを有しており、
前記コントローラは、前記マップを用いて、前記割合、前記減少速度、前記減少量および前記増加速度を特定することを特徴とする請求項２に記載の推定装置。 A memory for storing information on a map indicating a correspondence relationship between each of the ratio, the decrease rate, the amount of decrease, and the increase rate, and at least one of a charge state and a temperature of the secondary battery;
The estimation device according to claim 2, wherein the controller specifies the ratio, the decrease rate, the decrease amount, and the increase rate using the map. 前記対応関係は、経過時間に応じて変化することを特徴とする請求項３に記載の推定装置。   The estimation apparatus according to claim 3, wherein the correspondence relationship changes according to elapsed time. 前記二次電池は、車両に搭載され、前記車両を走行させるためのエネルギを出力することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の推定装置。   The estimation apparatus according to claim 1, wherein the secondary battery is mounted on a vehicle and outputs energy for running the vehicle. 二次電池の劣化状態の評価に用いられる抵抗変化率を推定する推定方法であって、
下記式（II）を用いて、所定時間が経過したときの二次電池の抵抗変化率を算出する、

ここで、Ｒｒは前記二次電池の抵抗変化率、ｘは前記二次電池の抵抗を増加させる成分の割合、ｔは経過時間、ｋは前記二次電池の抵抗の減少速度、ｈは前記二次電池の抵抗の減少量、ａ０は前記二次電池の抵抗の増加速度である、
ことを特徴とする推定方法。 An estimation method for estimating a rate of change in resistance used for evaluating a deterioration state of a secondary battery,
Using the following formula (II), calculate the resistance change rate of the secondary battery when a predetermined time has elapsed,

Here, Rr is the rate of change in resistance of the secondary battery, x is the ratio of the component that increases the resistance of the secondary battery, t is the elapsed time, k is the rate of decrease in resistance of the secondary battery, and h is the speed of the secondary battery. The amount of decrease in the resistance of the secondary battery, a0 is the rate of increase in the resistance of the secondary battery,
An estimation method characterized by that. 前記割合、前記減少速度、前記減少量および前記増加速度のそれぞれは、前記二次電池の充電状態および温度の少なくとも一方に応じて変化し、
前記二次電池の充電状態および温度の少なくとも一方に応じた、前記割合、前記減少速度、前記減少量および前記増加速度を特定することを特徴とする請求項６に記載の推定方法。 Each of the ratio, the decrease rate, the decrease amount, and the increase rate changes according to at least one of a charge state and a temperature of the secondary battery,
The estimation method according to claim 6, wherein the ratio, the decrease rate, the decrease amount, and the increase rate according to at least one of a charge state and a temperature of the secondary battery are specified. 前記二次電池の充電状態および温度の少なくとも一方を取得し、
前記割合、前記減少速度、前記減少量および前記増加速度のそれぞれと、前記二次電池の充電状態および温度の少なくとも一方との対応関係を示すマップを用いて、取得した前記二次電池の充電状態および温度の少なくとも一方から、前記割合、前記減少速度、前記減少量および前記増加速度を特定することを特徴とする請求項７に記載の推定方法。 Obtaining at least one of a charge state and a temperature of the secondary battery;
Using the map showing the correspondence between each of the ratio, the decrease rate, the amount of decrease, and the increase rate and at least one of the charge state and temperature of the secondary battery, the obtained charge state of the secondary battery The estimation method according to claim 7, wherein the ratio, the decrease rate, the decrease amount, and the increase rate are specified from at least one of temperature and temperature. 二次電池の充放電を制御する制御方法であって、
下記式（III）を用いて、前記二次電池の劣化状態の評価に用いられる抵抗変化率として、所定時間が経過したときの二次電池の抵抗変化率を算出し、

ここで、Ｒｒは前記二次電池の抵抗変化率、ｘは前記二次電池の抵抗を増加させる成分の割合、ｔは経過時間、ｋは前記二次電池の抵抗の減少速度、ｈは前記二次電池の抵抗の減少量、ａ０は前記二次電池の抵抗の増加速度であり、
算出した抵抗変化率が閾値よりも高いとき、前記二次電池の充放電を制限する、
ことを特徴とする制御方法。
A control method for controlling charge and discharge of a secondary battery,
Using the following formula (III), as the resistance change rate used for evaluating the deterioration state of the secondary battery, the resistance change rate of the secondary battery when a predetermined time has elapsed is calculated,

Here, Rr is the rate of change in resistance of the secondary battery, x is the ratio of the component that increases the resistance of the secondary battery, t is the elapsed time, k is the rate of decrease in resistance of the secondary battery, and h is the speed of the secondary battery. The amount of decrease in secondary battery resistance, a0 is the rate of increase in resistance of the secondary battery,
When the calculated rate of change in resistance is higher than a threshold value, limiting charging and discharging of the secondary battery,
A control method characterized by that.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6165620B2 (en) * 2013-12-19 2017-07-19 日立オートモティブシステムズ株式会社 Secondary battery module and secondary battery monitoring device
KR101783918B1 (en) * 2015-02-24 2017-10-10 주식회사 엘지화학 Apparatus and Method for Estimating Resistance of Secondary Battery
JPWO2016147722A1 (en) * 2015-03-19 2017-12-28 日本電気株式会社 Estimation apparatus, estimation method, and program
JP6350875B2 (en) * 2015-05-29 2018-07-04 トヨタ自動車株式会社 Lithium ion secondary battery degradation degree calculation method, control method, and control apparatus
JP6485703B2 (en) * 2015-10-27 2019-03-20 トヨタ自動車株式会社 Control device for lithium ion secondary battery
JP6683058B2 (en) * 2016-08-12 2020-04-15 トヨタ自動車株式会社 Battery system
CN109690337B (en) * 2016-09-16 2021-06-15 松下知识产权经营株式会社 Battery diagnosis method, battery diagnosis program, battery management device, and power storage system
JP6696460B2 (en) * 2017-03-03 2020-05-20 トヨタ自動車株式会社 Battery system
JP7039499B2 (en) 2019-01-04 2022-03-22 株式会社東芝 Internal state estimation device and method, as well as battery control device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4864383B2 (en) * 2005-08-24 2012-02-01 富士重工業株式会社 Deterioration state estimation device for power storage device
JP4987504B2 (en) * 2007-02-08 2012-07-25 富士電機株式会社 Storage battery state measuring device, storage battery deterioration determination method, storage battery deterioration determination program
JP4754509B2 (en) * 2007-02-08 2011-08-24 富士電機株式会社 Storage battery state measuring device, storage battery deterioration determination method, storage battery deterioration determination program
JP5439126B2 (en) * 2009-03-31 2014-03-12 株式会社日立製作所 Status detector for power supply
JP5160523B2 (en) * 2009-11-04 2013-03-13 本田技研工業株式会社 Electric car
US8519674B2 (en) * 2009-11-12 2013-08-27 GM Global Technology Operations LLC Method for estimating battery degradation in a vehicle battery pack
JP2011247841A (en) * 2010-05-31 2011-12-08 Toyota Motor Corp Method and device for measuring internal resistance of lithium ion battery

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