JP6466287B2 - Battery state measuring method and battery state measuring apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、二次電池におけるメモリ効果の状態を測定する電池状態測定方法及び電池状態測定装置に関する。   The present invention relates to a battery state measuring method and a battery state measuring apparatus for measuring a memory effect state in a secondary battery.

従来、二次電池に対して複素インピーダンス解析を行うことにより、二次電池の状態を評価する技術が提案されている。この方法によれば、二次電池を破壊することなく電池状態を評価できるので、評価した後の二次電池をそのまま利用することも可能である。   Conventionally, a technique for evaluating the state of a secondary battery by performing complex impedance analysis on the secondary battery has been proposed. According to this method, since the battery state can be evaluated without destroying the secondary battery, the evaluated secondary battery can be used as it is.

複素インピーダンス解析方法により電池の状態を評価する技術の一例として、二次電池における正極及び負極の容量比が所望の値からずれているか否かを判定する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。この技術では、二次電池に対し、周波数を段階的に変化させながら交流電圧を印加することによって複素インピーダンスを測定し、この測定したインピーダンスのナイキストプロットを得る。そして、ナイキストプロットのうち、拡散抵抗領域に対応する部分に含まれる、互いに異なる周波数に対応する2つの点を結ぶ線分の傾きが閾値よりも小さい場合に、二次電池における正極及び負極の容量比が所望の値からずれている旨を判定する。   As an example of a technique for evaluating the state of a battery by a complex impedance analysis method, a technique for determining whether or not the capacity ratio between the positive electrode and the negative electrode in a secondary battery is deviated from a desired value is known (for example, Patent Documents). 1). In this technique, complex impedance is measured by applying an alternating voltage to a secondary battery while changing the frequency stepwise, and a Nyquist plot of the measured impedance is obtained. In the Nyquist plot, the capacities of the positive electrode and the negative electrode in the secondary battery when the slope of the line segment connecting two points corresponding to different frequencies included in the portion corresponding to the diffusion resistance region is smaller than the threshold value. It is determined that the ratio deviates from a desired value.

国際公開WO2013/115038号公報International Publication WO2013 / 115038

ところで、二次電池に求められる評価の一つにメモリ効果がある。メモリ効果は、二次電池が長期間に亘って使用されたときには、使用頻度が高かったSOC(State of Charge:充電状態)の近傍における起電力が変化する現象である。このメモリ効果は二次電池の劣化の要因となるため、二次電池の状態を測定、評価する上では、このメモリ効果の量などの状態を測定することが望ましい。   Incidentally, one of the evaluations required for the secondary battery is a memory effect. The memory effect is a phenomenon in which, when a secondary battery is used for a long period of time, an electromotive force changes in the vicinity of the SOC (State of Charge: charged state) that is frequently used. Since this memory effect causes deterioration of the secondary battery, it is desirable to measure the state such as the amount of the memory effect in measuring and evaluating the state of the secondary battery.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、二次電池におけるメモリ効果の状態を複素インピーダンス解析を用いて測定することのできる電池状態測定方法、及び電池状態測定装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and the object thereof is a battery state measurement method and a battery state measurement capable of measuring the state of the memory effect in a secondary battery using complex impedance analysis. To provide an apparatus.

上記課題を解決する電池状態測定方法は、二次電池におけるメモリ効果の状態を測定する電池状態測定方法であって、前記二次電池における拡散抵抗領域に対応する複素インピーダンスを取得するインピーダンス取得工程と、予め求められた前記複素インピーダンスに基づく値とメモリ効果の状態との関係に前記取得された複素インピーダンスに基づく値を適用する演算を行ってメモリ効果の状態を求める演算工程と、が実行されることに基づいて前記メモリ効果の状態を測定することを要旨とする。   A battery state measuring method for solving the above problem is a battery state measuring method for measuring a state of a memory effect in a secondary battery, and an impedance acquisition step for acquiring a complex impedance corresponding to a diffusion resistance region in the secondary battery; A calculation step of performing a calculation of applying the value based on the acquired complex impedance to a relationship between the value based on the complex impedance determined in advance and the state of the memory effect to determine the state of the memory effect, Based on this, the gist is to measure the state of the memory effect.

上記課題を解決する電池状態測定装置は、二次電池におけるメモリ効果の状態を測定する電池状態測定装置であって、前記二次電池における拡散抵抗領域に対応する複素インピーダンスを取得するインピーダンス取得部と、前記複素インピーダンスに基づく値とメモリ効果の状態との関係を保持する保持部と、前記取得した複素インピーダンスから該複素インピーダンスに基づく値を算出する算出部と、前記保持する複素インピーダンスに基づく値とメモリ効果の状態との関係に前記算出した複素インピーダンスに基づく値を適用する演算を行って前記メモリ効果の状態を測定する測定部とを備えることを要旨とする。   A battery state measuring device that solves the above problem is a battery state measuring device that measures a state of a memory effect in a secondary battery, and an impedance acquisition unit that acquires a complex impedance corresponding to a diffusion resistance region in the secondary battery; A holding unit that holds a relationship between the value based on the complex impedance and the state of the memory effect, a calculation unit that calculates a value based on the complex impedance from the acquired complex impedance, and a value based on the held complex impedance The gist of the present invention is to include a measurement unit that performs an operation of applying a value based on the calculated complex impedance to the relationship with the state of the memory effect to measure the state of the memory effect.

このような方法又は構成によれば、拡散抵抗領域に対応する複素インピーダンスを取得し、複素インピーダンスに基づく値とメモリ効果の状態とに適用して演算することに基づいてメモリ効果の状態が演算される。これにより、二次電池におけるメモリ効果の状態が複素インピーダンス解析を用いて測定されるようになる。   According to such a method or configuration, the state of the memory effect is calculated based on obtaining the complex impedance corresponding to the diffused resistance region and applying it to the value based on the complex impedance and the state of the memory effect. The Thereby, the state of the memory effect in the secondary battery is measured using the complex impedance analysis.

好ましい方法として、前記複素インピーダンスに基づく値とメモリ効果の状態との関係を前記複素インピーダンスの虚数値とメモリ効果の量との関係とし、前記演算工程では、前記取得した複素インピーダンスの虚数値を予め設定された前記複素インピーダンスの虚数値とメモリ効果の量との関係に適用する演算を行って前記メモリ効果の状態を求める。   As a preferred method, the relationship between the value based on the complex impedance and the state of the memory effect is a relationship between the imaginary value of the complex impedance and the amount of the memory effect, and the imaginary value of the acquired complex impedance is preliminarily calculated in the calculation step. The state of the memory effect is obtained by performing an operation applied to the relationship between the set imaginary value of the complex impedance and the amount of the memory effect.

このような方法によれば、複素インピーダンスの虚数値からメモリ効果の量が測定できるようになる。
好ましい方法として、前記複素インピーダンスに基づく値とメモリ効果の状態との関係を前記複素インピーダンスの傾きとメモリ効果の量との関係とし、前記演算工程では、前記取得した複素インピーダンスの傾きを予め設定された前記複素インピーダンスの傾きとメモリ効果の量との関係に適用する演算を行って前記メモリ効果の状態を求める。
According to such a method, the amount of the memory effect can be measured from the imaginary value of the complex impedance.
As a preferred method, the relation between the value based on the complex impedance and the state of the memory effect is a relation between the slope of the complex impedance and the amount of the memory effect. In the calculation step, the slope of the acquired complex impedance is preset. The memory effect state is obtained by performing an operation applied to the relationship between the slope of the complex impedance and the amount of the memory effect.

このような方法によれば、複素インピーダンスの傾きからメモリ効果の量が測定できるようになる。
好ましい方法として、前記拡散抵抗領域に対応する複素インピーダンスを、0.01Hz以上、かつ、0.1Hz以下の周波数範囲から取得する。
According to such a method, the amount of memory effect can be measured from the slope of the complex impedance.
As a preferred method, the complex impedance corresponding to the diffused resistance region is acquired from a frequency range of 0.01 Hz or more and 0.1 Hz or less.

メモリ効果を生じた二次電池は、0.01Hz以上、かつ、0.1Hz以下の周波数帯における複素インピーダンスの変化が顕著となる。そこで、このような方法によれば、測定対象の二次電池における0.01Hz以上、かつ、0.1Hz以下の複素インピーダンスを取得し、該取得した複素インピーダンスに基づき二次電池におけるメモリ効果の状態を測定するようにした。これにより、メモリ効果の状態をより高精度に測定することができる。   In the secondary battery in which the memory effect is generated, a change in complex impedance becomes remarkable in a frequency band of 0.01 Hz or more and 0.1 Hz or less. Therefore, according to such a method, a complex impedance of 0.01 Hz or more and 0.1 Hz or less in the secondary battery to be measured is acquired, and the memory effect state in the secondary battery is acquired based on the acquired complex impedance. Was measured. Thereby, the state of the memory effect can be measured with higher accuracy.

好ましい方法として、前記複素インピーダンスに基づく値とメモリ効果の状態との関係には電池蓄電量の残容量を示すSOCが対応付けられており、前記対応付けられたSOCに近似された二次電池から前記複素インピーダンスを取得する。   As a preferred method, the SOC indicating the remaining capacity of the battery storage amount is associated with the relationship between the value based on the complex impedance and the state of the memory effect, and from the secondary battery approximated to the associated SOC. Obtain the complex impedance.

複素インピーダンスに基づく値とメモリ効果の状態との関係は電池蓄電量の残容量を示すSOCに応じて相違する。そこで、このような方法によれば、測定された複素インピーダンスが取得されるときの二次電池が、これを適用する複素インピーダンスに基づく値とメモリ効果の状態との関係に対応するSOCに対応付けされる。これにより、メモリ効果の量をより高精度に測定することができる。   The relationship between the value based on the complex impedance and the state of the memory effect differs depending on the SOC indicating the remaining capacity of the battery storage amount. Therefore, according to such a method, the secondary battery when the measured complex impedance is acquired is associated with the SOC corresponding to the relationship between the value based on the complex impedance to which the measured complex impedance is applied and the state of the memory effect. Is done. Thereby, the amount of memory effect can be measured with higher accuracy.

好ましい方法として、前記二次電池がニッケル水素蓄電池である。
このような方法によれば、長期間に亘って使用したときにメモリ効果が比較的生じやすい二次電池であるニッケル水素蓄電池についてメモリ効果の有無を測定することにより、ニッケル水素蓄電池を適正に再利用することができるようになる。
As a preferred method, the secondary battery is a nickel metal hydride storage battery.
According to such a method, the nickel-metal hydride storage battery is appropriately re-measured by measuring the presence or absence of the memory effect of a nickel-metal hydride storage battery that is a secondary battery that is relatively likely to have a memory effect when used over a long period of time. Can be used.

この電池状態測定方法及び電池状態測定装置によれば、二次電池におけるメモリ効果の状態を複素インピーダンス解析を用いて測定することができる。   According to this battery state measuring method and battery state measuring apparatus, the state of the memory effect in the secondary battery can be measured using complex impedance analysis.

電池状態測定装置を具体化した第1の実施形態について、その概略構成を示すブロック図。The block diagram which shows the schematic structure about 1st Embodiment which actualized the battery condition measuring apparatus. 二次電池における充放電量とメモリ量との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the charging / discharging amount and memory amount in a secondary battery. 同実施形態において、複素インピーダンスの虚数値からメモリ量を算出する手順を示すフローチャート。5 is a flowchart showing a procedure for calculating a memory amount from an imaginary value of complex impedance in the embodiment. 二次電池の複素インピーダンスについて説明するグラフ。The graph explaining the complex impedance of a secondary battery. 二次電池における複素インピーダンスとメモリ量との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the complex impedance and memory amount in a secondary battery. 同実施形態において、複素インピーダンスの虚数値とメモリ量との関係を一次式で示すグラフ。In the same embodiment, the graph which shows the relationship between the imaginary value of complex impedance, and a memory amount with a linear expression. 同実施形態において、複素インピーダンスの虚数値及びメモリ量の関係を示す一次式とSOCとの関係について説明するグラフであって、(a)は一次式の傾きを示すグラフ、(b)は一次式の切片を示すグラフ。In the same embodiment, a graph for explaining the relationship between the SOC and the linear expression indicating the relationship between the imaginary value of the complex impedance and the memory amount, (a) is a graph showing the slope of the linear expression, (b) is a linear expression The graph which shows the intercept of. 電池状態測定装置を具体化した第2の実施形態について、その概略構成を示すブロック図。The block diagram which shows the schematic structure about 2nd Embodiment which actualized the battery state measuring apparatus. 同実施形態において、複素インピーダンスの傾きからメモリ量を算出する手順を示すフローチャート。5 is a flowchart showing a procedure for calculating a memory amount from the slope of complex impedance in the embodiment. 同実施形態において、複素インピーダンスの傾きとメモリ量との関係を一次式で示すグラフ。In the same embodiment, the graph which shows the relationship between the inclination of complex impedance, and the amount of memory with a linear expression. 同実施形態において、複素インピーダンスの傾き及びメモリ量の関係を示す一次式とSOCとの関係について説明するグラフであって、(a)は一次式の傾きを示すグラフ、(b)は一次式の切片を示すグラフ。In the same embodiment, a graph for explaining the relationship between the SOC and the linear expression showing the relationship between the slope of the complex impedance and the memory amount, (a) is a graph showing the slope of the linear expression, (b) is a linear expression The graph which shows an intercept. 電池状態測定装置を具体化したその他の実施形態について、複素インピーダンスの虚数値又は傾きからメモリ量を算出する手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure which calculates memory amount from the imaginary value or inclination of complex impedance about other embodiment which actualized the battery state measuring apparatus.

(第1の実施形態)
電池状態測定方法及び電池状態測定装置を具体化した第1の実施形態について、図1〜図7に従って説明する。
(First embodiment)
1st Embodiment which actualized the battery state measuring method and the battery state measuring apparatus is described according to FIGS.

図1に示すように、この電池状態測定方法及び電池状態測定装置は、二次電池などの電池1のメモリ効果の量、具体的にはメモリ効果によって二次電池に生じる電圧の変化量の測定に用いられる。ここで電池1は、例えば、車両に電源として搭載される電池などであり、車両などにおいてはその充電や放電が図示しない電池制御装置によって制御される。なお本実施形態では、電池1はニッケル水素二次電池である。   As shown in FIG. 1, the battery state measuring method and the battery state measuring apparatus measure the amount of memory effect of a battery 1 such as a secondary battery, specifically, the amount of change in voltage generated in the secondary battery due to the memory effect. Used for. Here, the battery 1 is, for example, a battery mounted on a vehicle as a power source, and the charging and discharging of the vehicle or the like is controlled by a battery control device (not shown). In the present embodiment, the battery 1 is a nickel hydride secondary battery.

まず、電池1のSOC(State of Charge:充電状態)、及び、メモリ効果について説明する。
一般に、二次電池は、過放電や過充電が行われると、電池性能が劣化してしまうという問題がある。このため、車両に搭載などされた二次電池は、その時々のSOCが測定される。詳述するとSOCは、電池1に充電可能な電気量である充電容量に対する実際に充電されている電気量である残容量の割合を示す。そこで、このSOCの測定に基づいて二次電池の充放電制御が行われる。ところで、二次電池は、メモリ効果が発生すると、SOCの測定精度が低下し、二次電池に対する充放電制御が適切に行えなくなるおそれがある。そこで、二次電池に生じたメモリ効果をメモリ効果の量として取得し、この取得したメモリ効果の量を考慮してSOCを算出することが行われる。
First, SOC (State of Charge) of the battery 1 and the memory effect will be described.
Generally, a secondary battery has a problem that battery performance deteriorates when overdischarge or overcharge is performed. For this reason, the SOC of the secondary battery mounted on the vehicle or the like is measured. More specifically, the SOC indicates the ratio of the remaining capacity that is the amount of electricity that is actually charged to the charge capacity that is the amount of electricity that can be charged in the battery 1. Therefore, charge / discharge control of the secondary battery is performed based on the measurement of the SOC. By the way, when the memory effect occurs in the secondary battery, the measurement accuracy of the SOC decreases, and there is a possibility that charge / discharge control for the secondary battery cannot be performed properly. Therefore, the memory effect generated in the secondary battery is acquired as the amount of the memory effect, and the SOC is calculated in consideration of the acquired amount of the memory effect.

一般に、メモリ効果は、二次電池へ繰り返し充放電することにより、該二次電池の起電圧が充電中は上昇し、かつ、放電中の電圧が降下して、見かけ上の電池容量が低下する現象である。二次電池にメモリ効果が生じることで、例えば、二次電池の使用できる時間が短くなる。メモリ効果は、正極板の活物質である水酸化ニッケルNi(OH)が結晶構造変化を起こすために生じると考えられている。すなわち、メモリ効果は、負極の状態よりも、正極の状態に高い相関性があるものと考えられている。メモリ効果の量は充電しているときと、放電しているときとで相関性があることから、以下では、二次電池を充電しているときのメモリ効果による電圧の変化量について説明する。つまり、電圧の変化量の正負を反転させることで、充電時と同様に放電時のメモリ効果についても説明できる。 In general, the memory effect is achieved by repeatedly charging and discharging a secondary battery, so that the electromotive voltage of the secondary battery increases during charging, and the voltage during discharging decreases, resulting in a decrease in apparent battery capacity. It is a phenomenon. When the memory effect is generated in the secondary battery, for example, the usable time of the secondary battery is shortened. The memory effect is considered to occur because nickel hydroxide Ni (OH) 2 which is an active material of the positive electrode plate causes a change in crystal structure. In other words, the memory effect is considered to have a higher correlation in the positive electrode state than in the negative electrode state. Since the amount of the memory effect has a correlation between when it is charged and when it is discharged, the amount of change in voltage due to the memory effect when the secondary battery is charged will be described below. That is, by reversing the sign of the amount of change in voltage, the memory effect during discharging can be explained as well as during charging.

図2に示すように、メモリ効果は、使用開始時の電池1の充電容量に対する電圧である開始時電圧M1と、メモリ効果が生じる程度使用した後の電池1の充電容量に対する電圧である使用後電圧M2との間に電圧の差として現れる。つまり、メモリ効果は、その変化量が開始時電圧M1と使用後電圧M2との間の電圧の差の値として取得でき、これの電圧の差をメモリ効果の量(以下、メモリ量)ΔV[V]とする。図2では、電池1が、例えば、満充電されたときのSOCが「Cx」で示される。メモリ量ΔVは、電池1のSOCに応じた値がそれぞれ得られるが、説明の便宜上、以下では、メモリ量ΔVを、電池1のSOCが「60%」になるように充電されたときの開始時電圧M1と使用後電圧M2との間の電圧の差とする。   As shown in FIG. 2, the memory effect is a start voltage M1 that is a voltage with respect to the charge capacity of the battery 1 at the start of use and a voltage with respect to the charge capacity of the battery 1 after being used to the extent that the memory effect occurs. It appears as a voltage difference between the voltage M2. That is, the change amount of the memory effect can be acquired as the value of the voltage difference between the starting voltage M1 and the post-use voltage M2, and the difference between the voltages is obtained as a memory effect amount (hereinafter referred to as memory amount) ΔV [ V]. In FIG. 2, the SOC when the battery 1 is fully charged is indicated by “Cx”, for example. For the memory amount ΔV, a value corresponding to the SOC of the battery 1 can be obtained. For convenience of explanation, the memory amount ΔV will be described below when the memory amount ΔV is charged so that the SOC of the battery 1 becomes “60%”. The voltage difference between the hourly voltage M1 and the post-use voltage M2.

図1に示すように、ニッケル水素二次電池からなる電池1には、電池1にインピーダンス測定用の交流電流を供給する電源供給部2と、電池1の電極間の交流電圧を測定する電圧測定器5と、電源供給部2と電池1との間に流れる交流電流を測定する電流測定器6とが接続されている。また、図1に示すように、電池1のメモリ量を測定する測定装置10が電源供給部2と、電圧測定器5と、電流測定器6とに接続されている。本実施形態では、電池状態測定装置は、測定装置10を含み構成される。   As shown in FIG. 1, a battery 1 made of a nickel metal hydride secondary battery includes a power supply unit 2 that supplies an alternating current for impedance measurement to the battery 1 and a voltage measurement that measures an alternating voltage between electrodes of the battery 1. A device 5 and a current measuring device 6 for measuring an alternating current flowing between the power supply unit 2 and the battery 1 are connected. As shown in FIG. 1, a measuring device 10 that measures the memory amount of the battery 1 is connected to a power supply unit 2, a voltage measuring device 5, and a current measuring device 6. In the present embodiment, the battery state measurement device includes the measurement device 10.

電源供給部2は、測定装置10からの指示に応じて所定の周波数の交流電流を生成し、この生成した交流電流を電池1の電極間に供給する。交流電流は、例えば、正弦波波形の電流である。また、電源供給部2は、交流電流の周波数を変化させることが可能である。電源供給部2は、電流の大きさと周波数範囲とが設定されると、この設定された大きさ振幅の交流電流を、同設定された周波数の範囲内で周波数を順次変化させて出力させることができる。設定される周波数の範囲としては、例えば、高周波数側を「100kHz」、低周波数側を「1mHz」とすることが挙げられるが、これに限られるものではなく、高周波数の値や低周波数の値はこれよりも高くなったり低くなったりしてもよい。本実施形態では、例えば、高周波数側を「1kHz」とし、低周波数側を「0.01Hz」とする。   The power supply unit 2 generates an alternating current having a predetermined frequency in response to an instruction from the measuring apparatus 10 and supplies the generated alternating current between the electrodes of the battery 1. The alternating current is, for example, a sinusoidal waveform current. Further, the power supply unit 2 can change the frequency of the alternating current. When the current magnitude and the frequency range are set, the power supply unit 2 can output the alternating current having the set magnitude amplitude by sequentially changing the frequency within the set frequency range. it can. The range of frequencies to be set includes, for example, “100 kHz” on the high frequency side and “1 mHz” on the low frequency side, but is not limited to this. The value may be higher or lower than this. In the present embodiment, for example, the high frequency side is “1 kHz” and the low frequency side is “0.01 Hz”.

電源供給部2は、出力している交流電流の設定電流及び設定周波数に関する各信号を測定装置10に出力する。また、電源供給部2は、測定装置10から入力される出力の開始及び停止の信号に応じて交流電流を出力及び停止させる。   The power supply unit 2 outputs signals related to the set current and set frequency of the output alternating current to the measuring apparatus 10. Further, the power supply unit 2 outputs and stops the alternating current according to the output start and stop signals input from the measurement apparatus 10.

電圧測定器5は、測定した電池1の電極間の交流電圧に対応する電圧信号を測定装置10に出力する。
電流測定器6は、電源供給部2と電池1との間で測定した電流に対応する電流信号を測定装置10に出力する。
The voltage measuring device 5 outputs a voltage signal corresponding to the measured AC voltage between the electrodes of the battery 1 to the measuring device 10.
The current measuring device 6 outputs a current signal corresponding to the current measured between the power supply unit 2 and the battery 1 to the measuring device 10.

測定装置10は、電池1のメモリ量ΔVを測定する。測定装置10は、算出したメモリ量ΔVを電池SOCの算出に利用させたり、外部に出力させたりすることができる。測定装置10は、電圧測定器5から入力される電圧信号から電圧を取得し、電流測定器6から入力される電流信号から電流を取得する。測定装置10は、電源供給部2から入力される信号から交流電流の設定電流及び設定周波数を取得してもよい。   The measuring device 10 measures the memory amount ΔV of the battery 1. The measuring device 10 can use the calculated memory amount ΔV for calculation of the battery SOC or can output it to the outside. The measuring device 10 acquires a voltage from the voltage signal input from the voltage measuring device 5 and acquires a current from the current signal input from the current measuring device 6. The measuring apparatus 10 may acquire the set current and set frequency of the alternating current from the signal input from the power supply unit 2.

また、測定装置10は、測定対象である電池1の周波数特性を測定するFRA(Frequency Response Analyzer:周波数特性分析器)部30を備える。測定装置10は、メモリ量ΔVを算出する処理を行う処理部40と、メモリ量ΔVの算出に用いられるデータを保持する保持部としての記憶部20とを備える。   The measuring apparatus 10 also includes an FRA (Frequency Response Analyzer) unit 30 that measures the frequency characteristics of the battery 1 that is the measurement target. The measuring apparatus 10 includes a processing unit 40 that performs a process of calculating the memory amount ΔV, and a storage unit 20 as a holding unit that holds data used for calculating the memory amount ΔV.

FRA部30は、正弦波信号を被測定物に与えて、その周波数応答を求める。FRA部30は、周波数特性の測定に必要な正弦波信号を出力するように電源供給部2に指示信号を出力し、当該指示信号に対応する交流電流を電源供給部2から出力させる。また、FRA部30は、電圧測定器5から電圧信号を入力して電池1の電極間の交流電圧を算出し、電流測定器6から電流信号を入力して電池1との間に流れる交流電流を算出する。よって、FRA部30は、電圧測定器5から電流が供給される電池1について、その端子間電圧と入出力される電流とを取得する。そして、FRA部30は、電池1に供給した正弦波の大きさと周波数、及び、電池1の端子間電圧と入出力電流などの情報に基づいて、電池1の周波数特性を分析したり、取得したりする。例えば、FRA部30は、供給する交流電流の周波数毎に応答ゲインと位相を算出する。こうして電池1の周波数特性が得られ、例えば、周波数特性を示す周波数、ゲイン、及び、位相の情報からボード線図やナイキスト線図などの作図が可能になる。   The FRA unit 30 gives a sinusoidal signal to the object to be measured and obtains its frequency response. The FRA unit 30 outputs an instruction signal to the power supply unit 2 so as to output a sine wave signal necessary for frequency characteristic measurement, and causes the power supply unit 2 to output an alternating current corresponding to the instruction signal. Further, the FRA unit 30 inputs a voltage signal from the voltage measuring device 5 to calculate an AC voltage between the electrodes of the battery 1, inputs an electric current signal from the current measuring device 6, and flows an AC current between the battery 1. Is calculated. Therefore, the FRA unit 30 acquires the inter-terminal voltage and the input / output current of the battery 1 to which the current is supplied from the voltage measuring device 5. Then, the FRA unit 30 analyzes or acquires the frequency characteristics of the battery 1 based on information such as the magnitude and frequency of the sine wave supplied to the battery 1 and the voltage between the terminals of the battery 1 and the input / output current. Or For example, the FRA unit 30 calculates a response gain and a phase for each frequency of the alternating current to be supplied. In this way, the frequency characteristics of the battery 1 are obtained. For example, a Bode diagram or a Nyquist diagram can be drawn from the frequency, gain, and phase information indicating the frequency characteristics.

本実施形態では、FRA部30は、取得した電圧及び電流に基づいて電池1の複素インピーダンスZを測定する。複素インピーダンスZの単位は[Ω](オーム)であり、ベクトル成分である実数成分Zr[Ω]及び虚数成分Zi[Ω]によって下記式(1)のように表される。なお、「j」は虚数単位である。以下、単位[Ω]は省略する。   In the present embodiment, the FRA unit 30 measures the complex impedance Z of the battery 1 based on the acquired voltage and current. The unit of the complex impedance Z is [Ω] (ohms), and is expressed by the following equation (1) by the real component Zr [Ω] and the imaginary component Zi [Ω] which are vector components. “J” is an imaginary unit. Hereinafter, the unit [Ω] is omitted.

そして、FRA部30は、算出した複素インピーダンスZなどの周波数特性を示す情報を処理部40へ出力する。
処理部40は、コンピュータを含み構成されており、演算装置、揮発性メモリ、不揮発性メモリなどを備える。また処理部40は、FRA部30及び記憶部20のそれぞれとの間でのデータの授受がそれぞれ可能になっている。
Then, the FRA unit 30 outputs information indicating frequency characteristics such as the calculated complex impedance Z to the processing unit 40.
The processing unit 40 includes a computer and includes an arithmetic device, a volatile memory, a nonvolatile memory, and the like. Further, the processing unit 40 can exchange data with each of the FRA unit 30 and the storage unit 20.

記憶部20は、ハードディスクやフラッシュメモリなどの不揮発性の記憶装置であり、各種データを保持する。すなわち記憶部20には、メモリ量ΔVの演算に必要とされるパラメータなどが記憶されている。   The storage unit 20 is a non-volatile storage device such as a hard disk or a flash memory, and holds various data. That is, the storage unit 20 stores parameters and the like necessary for calculating the memory amount ΔV.

記憶部20には、複素インピーダンスに基づく値とメモリ効果の状態との関係を示す相関データとして、複素インピーダンスの拡散抵抗領域における虚数値とメモリ量ΔVとの関係を示す虚数値−メモリ量相関データ21が設定、保持されている。虚数値−メモリ量相関データ21は、複素インピーダンスの虚数値を適用することによりメモリ量ΔVを算出することができるデータ、ここでは関数式である。また、虚数値とメモリ量との相関は、電池1のSOCに応じて相違するため、虚数値−メモリ量相関データ21は、電池1のSOCの別に相関データを有している。   The storage unit 20 stores imaginary value-memory amount correlation data indicating the relationship between the imaginary value in the diffusion resistance region of the complex impedance and the memory amount ΔV as correlation data indicating the relationship between the value based on the complex impedance and the state of the memory effect. 21 is set and held. The imaginary value-memory amount correlation data 21 is data that can calculate the memory amount ΔV by applying an imaginary value of complex impedance, and is a functional expression here. Further, since the correlation between the imaginary value and the memory amount differs depending on the SOC of the battery 1, the imaginary value-memory amount correlation data 21 has correlation data separately for the SOC of the battery 1.

処理部40は、電池1のSOCを入力するSOC入力部41と、複素インピーダンスを取得してナイキスト線図を作成するインピーダンス取得部としてのナイキスト線図作成部42とを備える。また、処理部40は、複素インピーダンスから特徴値(虚数値)を取得する算出部としての特徴値の取得部43とを備える。さらに、処理部40は、記憶部20に設定、保持された複素インピーダンスに基づく値とメモリ効果の状態との関係に、処理部40で取得した複素インピーダンスに基づく値を適用する演算を行ってメモリ量を求める測定部としてのメモリ量演算部45とを備える。   The processing unit 40 includes an SOC input unit 41 that inputs the SOC of the battery 1 and a Nyquist diagram creation unit 42 as an impedance acquisition unit that obtains complex impedance and creates a Nyquist diagram. The processing unit 40 includes a feature value acquisition unit 43 as a calculation unit that acquires a feature value (imaginary value) from the complex impedance. Further, the processing unit 40 performs an operation to apply the value based on the complex impedance acquired by the processing unit 40 to the relationship between the value based on the complex impedance set and held in the storage unit 20 and the state of the memory effect, And a memory amount calculation unit 45 as a measurement unit for obtaining the amount.

SOC入力部41は、電池1の充放電を制御する制御装置などにより測定されたSOCを入力する。なお、測定装置10は、取得した電池1の電圧や電流、もしくは周波数特性の情報などから電池1のSOCを算出してもよい。   The SOC input unit 41 inputs the SOC measured by a control device or the like that controls charging / discharging of the battery 1. Note that the measuring apparatus 10 may calculate the SOC of the battery 1 from the acquired voltage and current of the battery 1 or information on frequency characteristics.

ナイキスト線図作成部42は、FRA部30から複素インピーダンスZなどの周波数特性に関する情報を取得する(インピーダンス取得工程)。ナイキスト線図作成部42は、複数の周波数において測定された複素インピーダンスZに含まれるベクトル成分である実数成分Zrの値と虚数成分Ziの値とに基づいて、ナイキスト線図を作成する。よって、ナイキスト線図として複素平面にインピーダンス曲線L1(図4参照)が作成される。   The Nyquist diagram creation unit 42 acquires information on frequency characteristics such as the complex impedance Z from the FRA unit 30 (impedance acquisition step). The Nyquist diagram creation unit 42 creates a Nyquist diagram based on the value of the real component Zr and the value of the imaginary component Zi, which are vector components included in the complex impedance Z measured at a plurality of frequencies. Therefore, an impedance curve L1 (see FIG. 4) is created on the complex plane as a Nyquist diagram.

特徴値の取得部43は、ナイキスト線図作成部42で作成したインピーダンス曲線L1から虚数成分Ziの値を虚数値として取得する。なお、測定された複素インピーダンスZに含まれるベクトル成分から虚数成分Ziの値を虚数値として取得してもよい。   The feature value acquisition unit 43 acquires the value of the imaginary component Zi as an imaginary value from the impedance curve L1 created by the Nyquist diagram creation unit. Note that the value of the imaginary component Zi may be acquired as an imaginary value from the vector component included in the measured complex impedance Z.

メモリ量演算部45は、特徴値の取得部43で算出した虚数値と、SOC入力部41で入力したSOCと、虚数値−メモリ量相関データ21とを参照して、取得された複素インピーダンスZに対応するメモリ量ΔVを算出する(演算工程)。   The memory amount calculation unit 45 refers to the imaginary value calculated by the feature value acquisition unit 43, the SOC input from the SOC input unit 41, and the imaginary value-memory amount correlation data 21, and acquires the complex impedance Z A memory amount ΔV corresponding to is calculated (calculation step).

次に、図3を参照して、測定装置10において、電池状態測定方法及び電池状態測定装置のメモリ量ΔVを測定する手順について説明する。電池状態測定は、メモリ量ΔVの算出が必要になるに応じて開始される。   Next, a procedure for measuring the battery state measurement method and the memory amount ΔV of the battery state measurement device in the measurement device 10 will be described with reference to FIG. The battery state measurement is started as the memory amount ΔV needs to be calculated.

電池状態の測定が開始されると、測定装置10は、処理部40のSOC入力部41でSOCを取得し(ステップS10)、FRA部30にて拡散領域の周波数でインピーダンスを測定する(ステップS11)。SOCは、外部から取得してもよいし、測定装置10にて算出してもよい。インピーダンスは、FRA部30にて測定されたインピーダンスが処理部40に入力される。測定装置10は、処理部40の特徴値の取得部43でインピーダンスZから虚数値を抽出する(ステップS20)。測定装置10は、処理部40のメモリ量演算部45で、記憶部20に保持される虚数値とメモリ量との関係式を参照し(ステップS21)、この参照した関係式に抽出した虚数値を適用してメモリ量ΔVを算出する(ステップS22)。虚数値とメモリ量との関係式はSOC毎に関係式が設定されていることから、測定装置10は、取得したSOCに基づいて、当該SOCに対応する関係式を参照する。これにより、インピーダンスの虚数値からメモリ量ΔVが算出、すなわちメモリ量ΔVが測定される。そして、メモリ量ΔVの測定が終了される。   When the measurement of the battery state is started, the measuring apparatus 10 acquires the SOC by the SOC input unit 41 of the processing unit 40 (step S10), and measures the impedance at the frequency of the diffusion region by the FRA unit 30 (step S11). ). The SOC may be acquired from the outside or may be calculated by the measuring apparatus 10. As the impedance, the impedance measured by the FRA unit 30 is input to the processing unit 40. The measuring apparatus 10 extracts an imaginary value from the impedance Z by the feature value acquisition unit 43 of the processing unit 40 (step S20). The measurement apparatus 10 refers to the relational expression between the imaginary value and the memory amount held in the storage unit 20 by the memory amount calculation unit 45 of the processing unit 40 (step S21), and the imaginary value extracted to the referenced relational expression. Is applied to calculate the memory amount ΔV (step S22). Since the relational expression between the imaginary value and the memory amount is set for each SOC, the measuring apparatus 10 refers to the relational expression corresponding to the SOC based on the acquired SOC. Thereby, the memory amount ΔV is calculated from the imaginary value of the impedance, that is, the memory amount ΔV is measured. Then, the measurement of the memory amount ΔV is finished.

続いて、インピーダンスの虚数値からメモリ量ΔVを算出することができることについて説明する。
まず、図4及び図5を参照して、ナイキスト線図に描かれるインピーダンス曲線と正極との関係、及び、インピーダンス曲線とメモリ量との関係について順に説明する。
Next, the fact that the memory amount ΔV can be calculated from the imaginary value of impedance will be described.
First, with reference to FIGS. 4 and 5, the relationship between the impedance curve and the positive electrode drawn in the Nyquist diagram and the relationship between the impedance curve and the memory amount will be described in order.

図4は、複素平面に電池1のインピーダンス曲線L1と、正極のインピーダンス曲線L2と、負極のインピーダンス曲線L3とを示している。ここで、正極のインピーダンス曲線L2と負極のインピーダンス曲線L3とは、電池1に参照電極を設けることで測定される値であって、作成されなくてもよい。   FIG. 4 shows an impedance curve L1 of the battery 1, a positive impedance curve L2, and a negative impedance curve L3 on the complex plane. Here, the positive impedance curve L2 and the negative impedance curve L3 are values measured by providing the battery 1 with a reference electrode, and need not be created.

インピーダンス曲線L1は、複素インピーダンスZの実数成分Zr及び虚数成分Ziの大きさを複素平面にプロットしたものを模式化して示している。横軸は実数成分Zr、縦軸は虚数成分Ziである。このインピーダンス曲線L1は、電源供給部2から電池1に供給される交流電流の周波数fを変化させて測定されている。複素インピーダンスが測定された周波数fは、例えば点f1では「0.01Hz」、点f2では「0.1Hz」、点f3では「1.0Hz」、点f4では「10Hz」、点f5では「100Hz」、点f6では「1kHz」である。なお、負極のインピーダンス曲線L3に含まれる、点f0は周波数「1mHz」である。ところで、インピーダンス曲線L1は、SOCの値によって変化する。また、ニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池といった電池種別によっても変化する。さらに、同じ電池種別でもセル数や容量等が異なる場合には変化する。本実施形態では、メモリ量ΔVを測定するとき、電池種別はニッケル水素二次電池であって、電池1のSOCの値、セル数や容量等の条件なども同様であるものとする。   The impedance curve L1 schematically shows a plot of the magnitude of the real component Zr and the imaginary component Zi of the complex impedance Z on the complex plane. The horizontal axis is the real component Zr, and the vertical axis is the imaginary component Zi. The impedance curve L1 is measured by changing the frequency f of the alternating current supplied from the power supply unit 2 to the battery 1. The frequency f at which the complex impedance is measured is, for example, “0.01 Hz” at the point f1, “0.1 Hz” at the point f2, “1.0 Hz” at the point f3, “10 Hz” at the point f4, and “100 Hz at the point f5”. ”And“ 1 kHz ”at the point f6. A point f0 included in the negative electrode impedance curve L3 has a frequency of “1 mHz”. By the way, the impedance curve L1 changes with the value of SOC. Moreover, it changes also with battery types, such as a nickel-hydrogen secondary battery and a lithium ion secondary battery. Furthermore, even when the same battery type is used, the number of cells, capacity, and the like are different. In this embodiment, when the memory amount ΔV is measured, the battery type is a nickel hydride secondary battery, and the conditions such as the SOC value of the battery 1, the number of cells, and the capacity are the same.

電池1のインピーダンス曲線L1は、4つの領域に区分することができる。4つの領域は、高周波数側から回路抵抗に対応する領域a、溶液抵抗に対応する領域b、反応抵抗に対応する領域c、及び略直線状の拡散抵抗に対応する領域(拡散抵抗領域)dからなる。回路抵抗は、活物質や集電体内の接触抵抗などからなる配線等のインピーダンス等である。溶液抵抗は、セパレータ内の電解液内のイオンが移動する際の抵抗等の電子の移動抵抗である。反応抵抗は、電極反応における電荷移動の抵抗等である。拡散抵抗は、物質拡散が関与したインピーダンスである。なお、各抵抗は相互に影響を及ぼし合うため、各領域a,b,c,dを各抵抗のみの影響を受ける部分のみに区分することは困難であるが、少なくともインピーダンス曲線L1の各領域a,b,c,dは、それぞれが最も大きな影響を受ける抵抗によってその曲線の挙動が対応付けられる。   The impedance curve L1 of the battery 1 can be divided into four regions. The four regions are a region a corresponding to circuit resistance, a region b corresponding to solution resistance, a region c corresponding to reaction resistance, and a region (diffusion resistance region) d corresponding to a substantially linear diffusion resistance from the high frequency side. Consists of. The circuit resistance is an impedance or the like of a wiring made of an active material or a contact resistance in the current collector. The solution resistance is an electron movement resistance such as a resistance when ions in the electrolytic solution in the separator move. The reaction resistance is a resistance of charge transfer in an electrode reaction. The diffusion resistance is an impedance in which material diffusion is involved. Since each resistor affects each other, it is difficult to divide each region a, b, c, d into only a portion affected by each resistor, but at least each region a of the impedance curve L1. , B, c, and d are associated with the behavior of the curve depending on the resistance most affected.

ところで、電池1のインピーダンス曲線L1は、正極のインピーダンス曲線L2と負極のインピーダンス曲線L3との合成により得られる。つまり、拡散抵抗に対応する領域dに含まれる点f1〜f2の周波数範囲「0.01Hz」以上、かつ、「0.1Hz」以下において、正極のインピーダンス曲線L2の変化は大きい一方、負極のインピーダンス曲線L3の変化は小さい。このことから、インピーダンス曲線L1の拡散抵抗に対応する領域dは、正極のインピーダンス曲線L2の影響が大きい領域であると言える。つまり、拡散抵抗に対応する領域dには、正極の状態が反映されている。一方、反応抵抗に対応する領域cに含まれる点f2〜f5の周波数範囲において、負極のインピーダンス曲線L3の変化は大きい一方、正極のインピーダンス曲線L2の変化は小さい。このことから、電池1のインピーダンス曲線L1の反応抵抗に対応する領域cは、負極のインピーダンス曲線L3の影響が大きい領域であると言える。つまり、反応抵抗に対応する領域cには、負極の状態が反映されている。   By the way, the impedance curve L1 of the battery 1 is obtained by synthesizing the positive impedance curve L2 and the negative impedance curve L3. That is, in the frequency range “0.01 Hz” or more and “0.1 Hz” or less of the points f1 to f2 included in the region d corresponding to the diffused resistance, the change in the positive electrode impedance curve L2 is large, while the impedance of the negative electrode The change of the curve L3 is small. From this, it can be said that the area | region d corresponding to the diffusion resistance of the impedance curve L1 is an area | region where the influence of the impedance curve L2 of a positive electrode is large. That is, the state of the positive electrode is reflected in the region d corresponding to the diffused resistor. On the other hand, in the frequency range of points f2 to f5 included in the region c corresponding to the reaction resistance, the change in the negative electrode impedance curve L3 is large, while the change in the positive electrode impedance curve L2 is small. From this, it can be said that the area | region c corresponding to the reaction resistance of the impedance curve L1 of the battery 1 is an area | region where the influence of the impedance curve L3 of a negative electrode is large. That is, the state of the negative electrode is reflected in the region c corresponding to the reaction resistance.

このことから、発明者らは、正極の状態を要因とするメモリ量ΔVは、電池1のインピーダンス曲線L1の拡散抵抗に対応する領域dにおける複素インピーダンスに相関性があることを見出した。すなわち、メモリ量ΔVと電池1のインピーダンス曲線L1の拡散抵抗に対応する領域dにおける複素インピーダンスZとの間に相関性があることを見出した。なお、メモリ効果は、正極のインピーダンス曲線L2にも相関性を有することにもなるが、前述のように、正極のインピーダンス曲線L2を測定するためには電池1を解体して電槽内に参照電極を設置する必要があるため、メモリ量ΔVを測定された電池1の再利用が難しいなどの課題があった。一方、本実施形態に説明するように、電池1のインピーダンス曲線L1は電池1を解体せずに作成できることから、電池1のインピーダンス曲線L1を利用してメモリ量ΔVを算出することで、メモリ量ΔVの算出後にも電池1の使用が可能であるなど、電池1の利用可能性を維持しつつメモリ効果の状態が取得できるようになる。   From this, the inventors found that the memory amount ΔV caused by the state of the positive electrode is correlated with the complex impedance in the region d corresponding to the diffusion resistance of the impedance curve L1 of the battery 1. That is, it has been found that there is a correlation between the memory amount ΔV and the complex impedance Z in the region d corresponding to the diffusion resistance of the impedance curve L1 of the battery 1. Note that the memory effect also has a correlation with the positive electrode impedance curve L2, but as described above, in order to measure the positive electrode impedance curve L2, the battery 1 is disassembled and referenced in the battery case. Since it is necessary to install an electrode, there is a problem that it is difficult to reuse the battery 1 whose memory amount ΔV is measured. On the other hand, as described in this embodiment, since the impedance curve L1 of the battery 1 can be created without disassembling the battery 1, the memory amount ΔV is calculated by calculating the memory amount ΔV using the impedance curve L1 of the battery 1. The state of the memory effect can be acquired while maintaining the availability of the battery 1 such that the battery 1 can be used even after the calculation of ΔV.

また、図5には、初期の電池1における開始時電圧M1の複素インピーダンスに基づくインピーダンス曲線L11と、メモリ効果発生時の電池1における使用後電圧M2の複素インピーダンスに基づくインピーダンス曲線L12とが示されている。開始時電圧M1の複素インピーダンス、及び、使用後電圧M2の複素インピーダンスはそれぞれ、例えば、電池SOCが「60%」において測定されている。各インピーダンス曲線L11,L12は、点f1の周波数「0.01Hz」から点f2の周波数「0.1Hz」までの直線状の部分が「拡散抵抗に対応する領域d」に含まれており、正極のインピーダンス曲線L2の影響を大きく受けている。よって、さらに発明者は、各インピーダンス曲線L11,L12の直線状の部分に、電池1の使用状態とメモリ量ΔVとの相関が現れることを見出した。   FIG. 5 also shows an impedance curve L11 based on the complex impedance of the starting voltage M1 in the initial battery 1 and an impedance curve L12 based on the complex impedance of the post-use voltage M2 in the battery 1 when the memory effect occurs. ing. The complex impedance of the starting voltage M1 and the complex impedance of the after-use voltage M2 are measured, for example, when the battery SOC is “60%”. In each of the impedance curves L11 and L12, a linear portion from the frequency “0.01 Hz” at the point f1 to the frequency “0.1 Hz” at the point f2 is included in the “region d corresponding to the diffused resistance”. Is greatly affected by the impedance curve L2. Therefore, the inventor further found that a correlation between the usage state of the battery 1 and the memory amount ΔV appears in the linear portions of the impedance curves L11 and L12.

詳述すると、使用後電圧M2に対応するインピーダンス曲線L12の虚数値と、開始時電圧M1に対応するインピーダンス曲線L11の虚数値との間の差は、点f1の周波数「0.01Hz」のときの虚数値の差に比べて点f2の周波数「0.1Hz」のときの虚数値の差の方が小さい。よって、点f1の周波数「0.01Hz」において、開始時電圧M1に対応するインピーダンス曲線L11の虚数値に比較して使用後電圧M2に対応するインピーダンス曲線L12の虚数値の方が小さい値(絶対値は大きい値)になる。   More specifically, the difference between the imaginary value of the impedance curve L12 corresponding to the post-use voltage M2 and the imaginary value of the impedance curve L11 corresponding to the starting voltage M1 is when the frequency at the point f1 is “0.01 Hz”. The difference between the imaginary values at the frequency “0.1 Hz” at the point f2 is smaller than the difference between the imaginary values. Therefore, at the frequency “0.01 Hz” at the point f1, the imaginary value of the impedance curve L12 corresponding to the post-use voltage M2 is smaller than the imaginary value of the impedance curve L11 corresponding to the starting voltage M1 (absolute Value is a large value).

このように、電池1は、使用されるほど、使用後電圧M2に対応するインピーダンス曲線L12の虚数値が、開始時電圧M1に対応するインピーダンス曲線L11の虚数値に比べて小さくなることが分かった。また、図2に示すように、電池1は、使用されるほど、使用後電圧M2が開始時電圧M1に比べて上昇し、メモリ量ΔVが大きくなる。そして、メモリ量ΔVが、各インピーダンス曲線L11,L12の虚数値の小ささに応じて大きくなる相関関係があることが明らかになった。   Thus, as the battery 1 was used, it was found that the imaginary value of the impedance curve L12 corresponding to the post-use voltage M2 was smaller than the imaginary value of the impedance curve L11 corresponding to the starting voltage M1. . Further, as the battery 1 is used, as the battery 1 is used, the post-use voltage M2 rises compared to the starting voltage M1, and the memory amount ΔV increases. And it became clear that there is a correlation in which the memory amount ΔV increases in accordance with the small imaginary values of the impedance curves L11 and L12.

すなわち、図6に示すように、虚数値とメモリ量ΔVとの関係として、虚数値が小さくなるとメモリ量ΔVが大きくなる、グラフLv1のような一次関数の関係が得られた。よって、メモリ量ΔVは、グラフLv1の傾きを傾きa1とし、グラフLv1の切片を切片b1とすると、下記式(2)のように表される。   That is, as shown in FIG. 6, as a relationship between the imaginary value and the memory amount ΔV, a linear function relationship such as a graph Lv1 in which the memory amount ΔV increases as the imaginary value decreases is obtained. Therefore, the memory amount ΔV is expressed by the following equation (2), where the slope of the graph Lv1 is the slope a1 and the intercept of the graph Lv1 is the intercept b1.

このとき、メモリ量ΔVは、SOCの大きさに関係する。
すなわち、図7(a)に示すように、SOCと式(2)の傾きa1との関係は、グラフLA1に示されるように、SOCが大きくなると傾きa1も大きくなる関係にあることが明らかになった。また、図7(b)に示すように、SOCと式(2)の切片b1との関係は、グラフLB1に示されるように、SOCが大きくなると切片b2も大きくなる関係にあることが明らかになった。
At this time, the memory amount ΔV is related to the SOC size.
That is, as shown in FIG. 7A, it is clear that the relationship between the SOC and the slope a1 in the equation (2) is such that the slope a1 increases as the SOC increases, as shown in the graph LA1. became. Further, as shown in FIG. 7B, the relationship between the SOC and the intercept b1 in the equation (2) clearly shows that the intercept b2 increases as the SOC increases, as shown in the graph LB1. became.

つまり、本実施形態では、虚数値−メモリ量相関データ21には、上述した式(2)が保持されているとともに、SOCに応じて式(2)に適用される傾きa1と切片b1とが保持されている。なお、虚数値−メモリ量相関データ21は、メモリ量ΔVを算出可能なデータが保持されるのであれば、そのデータが、関数として保持されていても、マップデータや表などの形式で保持されていてもよい。   In other words, in this embodiment, the imaginary value-memory amount correlation data 21 holds the above-described equation (2), and the slope a1 and the intercept b1 applied to the equation (2) according to the SOC. Is retained. Note that the imaginary value-memory amount correlation data 21 is held in the form of map data or a table even if the data is held as a function, as long as the data capable of calculating the memory amount ΔV is held. It may be.

以上説明したように、本実施形態の電池状態測定方法、及び、電池状態測定装置によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
(1)拡散抵抗領域dに対応する複素インピーダンスを取得し、複素インピーダンスに基づく値とメモリ効果の状態とに適用して演算することに基づいてメモリ効果の状態(メモリ量ΔV)が演算される。これにより、二次電池である電池1におけるメモリ効果の状態が複素インピーダンス解析を用いて測定されるようになる。
As described above, according to the battery state measuring method and the battery state measuring apparatus of the present embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) The memory effect state (memory amount ΔV) is calculated based on obtaining a complex impedance corresponding to the diffused resistance region d and applying it to the value based on the complex impedance and the memory effect state. . Thereby, the state of the memory effect in the battery 1 which is a secondary battery is measured using the complex impedance analysis.

(2)複素インピーダンスに基づく値とメモリ効果の状態との関係を複素インピーダンスの虚数値とメモリ効果の量とすることで複素インピーダンスの虚数値からメモリ効果の量(メモリ量ΔV)が測定できるようになる。   (2) By making the relationship between the value based on the complex impedance and the state of the memory effect the imaginary value of the complex impedance and the amount of the memory effect, the amount of memory effect (memory amount ΔV) can be measured from the imaginary value of the complex impedance. become.

(3)メモリ効果を生じた電池1は、0.01Hz以上、かつ、0.1Hz以下の周波数帯における複素インピーダンスの変化が顕著となる。そこで、測定対象の電池1における0.01Hz以上、かつ、0.1Hz以下の複素インピーダンスを取得し、該取得した複素インピーダンスに基づき電池1におけるメモリ効果の状態を測定するようにした。これにより、メモリ効果の状態をより高精度に測定することができる。   (3) In the battery 1 that has produced the memory effect, the change in complex impedance becomes significant in a frequency band of 0.01 Hz or more and 0.1 Hz or less. Therefore, a complex impedance of 0.01 Hz or more and 0.1 Hz or less in the measurement target battery 1 is acquired, and the state of the memory effect in the battery 1 is measured based on the acquired complex impedance. Thereby, the state of the memory effect can be measured with higher accuracy.

(4)複素インピーダンスに基づく値とメモリ効果の状態との関係は電池蓄電量の残容量を示すSOCに応じて相違する。そこで、測定された複素インピーダンスが取得されるときの電池1を、これを適用する複素インピーダンスに基づく値とメモリ効果の状態との関係に対応するSOCに対応付けた。これにより、メモリ効果の量をより高精度に測定することができる。   (4) The relationship between the value based on the complex impedance and the state of the memory effect differs depending on the SOC indicating the remaining capacity of the battery storage amount. Therefore, the battery 1 when the measured complex impedance is acquired is associated with the SOC corresponding to the relationship between the value based on the complex impedance to which the measured complex impedance is applied and the state of the memory effect. Thereby, the amount of memory effect can be measured with higher accuracy.

(5)電池1をニッケル水素蓄電池としたことで、長期間に亘って使用したときにメモリ効果が比較的生じやすい電池1であるニッケル水素蓄電池についてメモリ効果の有無を測定することにより、ニッケル水素蓄電池を適正に再利用することができる。   (5) Since the battery 1 is a nickel-metal hydride storage battery, the nickel-metal hydride storage battery is a battery 1 that is relatively prone to have a memory effect when used over a long period of time. The storage battery can be reused appropriately.

(第2の実施形態)
図8〜図11に従って、電池状態測定方法、及び、電池状態測定装置を具体化した第2の実施形態について説明する。本実施形態では、複素インピーダンスの傾きに基づいてメモリ量を算出する点が、第1の実施形態と相違する。そこで、以下では、主に第1の実施形態と相違する構成について詳細に説明することとし、説明の便宜上、同様の構成については同じ符号を付して詳細な説明を割愛する。
(Second Embodiment)
A second embodiment in which the battery state measurement method and the battery state measurement device are embodied will be described with reference to FIGS. This embodiment is different from the first embodiment in that the amount of memory is calculated based on the slope of the complex impedance. Therefore, in the following, the configuration that is mainly different from the first embodiment will be described in detail, and for convenience of description, the same reference numerals are given to the same configuration and the detailed description is omitted.

図8に示すように、本実施形態では、記憶部20には、複素インピーダンスに基づく値とメモリ効果の状態との関係を示す相関データとして、複素インピーダンスの傾きとメモリ量との関係を示す傾き−メモリ量相関データ22が設定、保持されている。つまり、第1の実施形態の虚数値−メモリ量相関データ21に替えて、傾き−メモリ量相関データ22が保持されている。   As shown in FIG. 8, in this embodiment, the storage unit 20 stores, as correlation data indicating the relationship between the value based on the complex impedance and the state of the memory effect, the gradient indicating the relationship between the gradient of the complex impedance and the memory amount. -Memory amount correlation data 22 is set and held. That is, slope-memory amount correlation data 22 is held instead of the imaginary value-memory amount correlation data 21 of the first embodiment.

処理部40は、第1の実施形態の特徴値の取得部43に替えて、複素インピーダンスから複素インピーダンスの傾きを算出する算出部としての傾き算出部44を備える。
傾き算出部44は、ナイキスト線図作成部42で作成したインピーダンス曲線L1の傾き取得する。例えば、拡散抵抗に対応する領域dに含まれる2つの相違する測定周波数における各インピーダンスの測定に基づいて、これら測定された2つのインピーダンスを結ぶ線分の実数軸に対する傾きを算出する。なお、FRA部30からは、測定周波数の異なる複数のインピーダンスを取得することができる。
The processing unit 40 includes an inclination calculation unit 44 as a calculation unit that calculates the inclination of the complex impedance from the complex impedance, instead of the feature value acquisition unit 43 of the first embodiment.
The slope calculating unit 44 acquires the slope of the impedance curve L1 created by the Nyquist diagram creating unit. For example, based on the measurement of each impedance at two different measurement frequencies included in the region d corresponding to the diffused resistor, the inclination with respect to the real axis of the line segment connecting the two measured impedances is calculated. A plurality of impedances having different measurement frequencies can be acquired from the FRA unit 30.

メモリ量演算部45は、傾き算出部44で算出したインピーダンスの傾きと、SOC入力部41で入力したSOCと、傾き−メモリ量相関データ22とを参照して、取得された複素インピーダンスZに対応するメモリ量ΔVを算出する。   The memory amount calculation unit 45 corresponds to the acquired complex impedance Z by referring to the slope of the impedance calculated by the slope calculation unit 44, the SOC input from the SOC input unit 41, and the slope-memory amount correlation data 22. A memory amount ΔV to be calculated is calculated.

次に、図9を参照して、測定装置10において、電池状態測定方法及び電池状態測定装置のメモリ量を測定する手順について説明する。電池状態測定は、メモリ量ΔVの算出が必要になるに応じて開始される。   Next, with reference to FIG. 9, the procedure for measuring the battery state measurement method and the memory amount of the battery state measurement device in the measurement apparatus 10 will be described. The battery state measurement is started as the memory amount ΔV needs to be calculated.

電池状態の測定が開始されると、測定装置10は、SOCを取得し(ステップS10)、拡散領域の周波数でインピーダンスを測定する(ステップS11)。測定装置10は、処理部40の傾き算出部44で複数のインピーダンスZからインピーダンス曲線L1の直線部の傾きを算出する(ステップS30)。測定装置10は、処理部40のメモリ量演算部45で、記憶部20に保持される傾きとメモリ量との関係式を参照し(ステップS31)、この参照した関係式にインピーダンス曲線L1の傾きを適用してメモリ量ΔVを算出する(ステップS32)。傾きとメモリ量との関係式はSOC毎に関係式が設定されていることから、測定装置10は、取得したSOCに基づいて、当該SOCに対応する関係式を参照する。これにより、インピーダンスの傾きからメモリ量ΔVが算出、すなわちメモリ量ΔVが測定される。そして、メモリ量の測定が終了される。   When the measurement of the battery state is started, the measuring apparatus 10 acquires the SOC (Step S10) and measures the impedance at the frequency of the diffusion region (Step S11). The measuring apparatus 10 calculates the inclination of the straight line portion of the impedance curve L1 from the plurality of impedances Z by the inclination calculation unit 44 of the processing unit 40 (step S30). The measuring apparatus 10 refers to the relational expression between the inclination and the memory amount held in the storage unit 20 in the memory amount calculation unit 45 of the processing unit 40 (step S31), and the inclination of the impedance curve L1 is referred to this relational expression. Is applied to calculate the memory amount ΔV (step S32). Since the relational expression between the inclination and the memory amount is set for each SOC, the measuring apparatus 10 refers to the relational expression corresponding to the SOC based on the acquired SOC. Thus, the memory amount ΔV is calculated from the impedance gradient, that is, the memory amount ΔV is measured. Then, the measurement of the memory amount is finished.

続いて、インピーダンスの傾きからメモリ量ΔVを算出することができることについて説明する。
ここで、傾き−メモリ量相関データ22の内容について説明する。
Subsequently, the fact that the memory amount ΔV can be calculated from the slope of the impedance will be described.
Here, the content of the inclination-memory amount correlation data 22 will be described.

第1の実施形態の図5には、初期の電池1におけるインピーダンス曲線L11と、メモリ効果発生時の電池1におけるインピーダンス曲線L12とが示されている。第1の実施形態では、拡散抵抗領域dにおける複素インピーダンスの虚数値とメモリ量ΔVとの間には相関があり、その相関が図6のように示されることを説明した。加えて、本実施形態では、本発明者らは、拡散抵抗領域dにおける上述した複素インピーダンスの虚数値は、拡散抵抗領域dで周波数が相違する2点の複素インピーダンスの値を結んだ線の傾きにも相関があり、その相関が図5に示す拡散抵抗領域dにおける線の角度として示されることが多いことも見出した。よって、このような場合、複素インピーダンスの虚数値の代わりに、2つの複素インピーダンスの値を結んだ線の傾きをメモリ量の算出に用いることができる。   FIG. 5 of the first embodiment shows an impedance curve L11 in the initial battery 1 and an impedance curve L12 in the battery 1 when the memory effect occurs. In the first embodiment, it has been described that there is a correlation between the imaginary value of the complex impedance in the diffusion resistance region d and the memory amount ΔV, and the correlation is shown as in FIG. In addition, in the present embodiment, the present inventors indicate that the imaginary value of the complex impedance described above in the diffused resistance region d is the slope of a line connecting two values of the complex impedance having different frequencies in the diffused resistor region d. It was also found that there is also a correlation, and the correlation is often shown as the angle of the line in the diffusion resistance region d shown in FIG. Therefore, in such a case, instead of the imaginary value of the complex impedance, the slope of the line connecting the two complex impedance values can be used for the calculation of the memory amount.

具体的には、電池1は使用されるほど、上述した傾きが負に大きくなる。つまり、使用後電圧M2に対応するインピーダンス曲線L12の傾き(−θ2°)が、開始時電圧M1に対応するインピーダンス曲線L11の傾き(−θ1°)に比べて小さくなる(負に大きくなる)。   Specifically, as the battery 1 is used, the inclination described above becomes negatively larger. That is, the slope (−θ2 °) of the impedance curve L12 corresponding to the post-use voltage M2 is smaller (negatively larger) than the slope (−θ1 °) of the impedance curve L11 corresponding to the starting voltage M1.

すなわち、図10に示すように、インピーダンスの傾きとメモリ量ΔVとの関係として、傾き[deg](°)が小さくなるとメモリ量ΔVが大きくなる、グラフLv2のような一次関数となる関係が得られた。よって、メモリ量ΔVは、グラフLv2の傾きを傾きa2とし、グラフLv2の切片を切片b2とすると、下記式(3)のように表される。   That is, as shown in FIG. 10, the relationship between the impedance slope and the memory amount ΔV is a linear function such as the graph Lv2 in which the memory amount ΔV increases as the slope [deg] (°) decreases. It was. Therefore, the memory amount ΔV is expressed by the following equation (3), where the slope of the graph Lv2 is the slope a2 and the intercept of the graph Lv2 is the intercept b2.

このとき、メモリ量ΔVは、SOCの大きさに関係する。
すなわち、図11(a)に示すように、SOCと式(3)の傾きa2との関係は、グラフLA2に示されるように、SOCが大きくなると傾きa2も大きくなる関係にあることが明らかになった。また、図11(b)に示すように、SOCと式(3)の切片b2との関係は、グラフLB2に示されるように、SOCが大きくなると切片b2も大きくなる関係にあることが明らかになった。
At this time, the memory amount ΔV is related to the SOC size.
That is, as shown in FIG. 11A, it is clear that the relationship between the SOC and the slope a2 of Equation (3) is such that the slope a2 increases as the SOC increases, as shown in the graph LA2. became. Further, as shown in FIG. 11 (b), it is clear that the relationship between the SOC and the intercept b2 in the equation (3) is such that the intercept b2 increases as the SOC increases, as shown in the graph LB2. became.

つまり、本実施形態では、傾き−メモリ量相関データ22には、上述した式(3)が保持されているとともに、SOCに応じて式(3)に適用される傾きa2と切片b2とが保持されている。なお、傾き−メモリ量相関データ22は、メモリ量ΔVを算出可能なデータが保持されるのであれば、そのデータが、関数として保持されていても、マップデータや表などの形式で保持されていてもよい。   That is, in the present embodiment, the slope-memory amount correlation data 22 holds the above-described formula (3), and holds the slope a2 and the intercept b2 applied to the formula (3) according to the SOC. Has been. Note that the inclination-memory amount correlation data 22 is stored in the form of map data or a table even if the data is stored as a function as long as the data capable of calculating the memory amount ΔV is stored. May be.

以上説明したように、本実施形態に係る電池状態測定方法及び電池状態測定装置は、上記第1の実施形態にて記載した(1)〜(5)の効果に加えて、以下に記す効果を有する。   As described above, the battery state measurement method and the battery state measurement device according to the present embodiment have the following effects in addition to the effects (1) to (5) described in the first embodiment. Have.

(6)複素インピーダンスに基づく値とメモリ効果の状態との関係を複素インピーダンスの傾きとメモリ効果の量との関係とすることで、複素インピーダンスの傾きからメモリ効果の量が測定できるようになる。   (6) By making the relationship between the value based on the complex impedance and the state of the memory effect the relationship between the slope of the complex impedance and the amount of the memory effect, the amount of the memory effect can be measured from the slope of the complex impedance.

(その他の実施形態)
なお上記各実施形態は、以下の態様で実施することもできる。
・上記第1の実施形態では、0.01Hzの虚数値とメモリ量ΔVの関係を利用してメモリ効果の状態を測定したが(図6参照)、それ以外の周波数(例えば、0.1Hz)の虚数値を利用してもよい。0.01Hzのように低い周波数であれば、メモリ効果発生の前後で虚数値の差が大きく得られるため、精度の面で好ましい。一方、0.1Hzのように高い周波数であれば、測定時間が短くできるため、実用性の面で好ましい。
(Other embodiments)
In addition, each said embodiment can also be implemented with the following aspects.
In the first embodiment, the state of the memory effect is measured using the relationship between the imaginary value of 0.01 Hz and the memory amount ΔV (see FIG. 6), but other frequencies (for example, 0.1 Hz) The imaginary value of may be used. A low frequency such as 0.01 Hz is preferable in terms of accuracy because a large imaginary value difference can be obtained before and after the occurrence of the memory effect. On the other hand, a high frequency such as 0.1 Hz is preferable in terms of practicality because the measurement time can be shortened.

・上記第1の実施形態では、測定装置10はメモリ量ΔVをインピーダンスの虚数値から算出し、上記第2の実施形態では、測定装置10はメモリ量ΔVをインピーダンスの傾きから算出する場合について例示した。しかしこれに限らず、メモリ量ΔVを測定することができるのであれば、測定装置は、メモリ量ΔVをインピーダンスの虚数値から算出する構成と、インピーダンスの傾きから算出する構成とを備えていてもよい。このとき、例えば、記憶部20には、虚数値−メモリ量相関データ21と、傾き−メモリ量相関データ22とを備え、処理部40には、算出部を構成する特徴値の取得部43と、算出部を構成する傾き算出部44とを備えればよい。そして、メモリ量演算部45は、特徴値の取得部43が算出した虚数値、又は、傾き算出部44が算出した傾きのいずれかに対応するデータを記憶部20のデータのうちから参照しメモリ量ΔVを算出すればよい。   In the first embodiment, the measurement apparatus 10 calculates the memory amount ΔV from the imaginary value of the impedance, and in the second embodiment, the measurement apparatus 10 calculates the memory amount ΔV from the slope of the impedance. did. However, the present invention is not limited to this, and if the memory amount ΔV can be measured, the measuring apparatus may have a configuration for calculating the memory amount ΔV from an imaginary value of impedance and a configuration for calculating from the slope of impedance. Good. At this time, for example, the storage unit 20 includes imaginary value-memory amount correlation data 21 and slope-memory amount correlation data 22, and the processing unit 40 includes a feature value acquisition unit 43 that constitutes a calculation unit. And an inclination calculating unit 44 constituting the calculating unit. Then, the memory amount calculation unit 45 refers to the data corresponding to either the imaginary value calculated by the feature value acquisition unit 43 or the inclination calculated by the inclination calculation unit 44 from the data in the storage unit 20 and stores the memory. The amount ΔV may be calculated.

図12を参照して、測定装置10において、電池状態測定方法及び電池状態測定装置のメモリ量を測定する手順について説明する。電池状態の測定が開始されると、測定装置10は、SOCを取得し(ステップS10)、拡散領域の周波数でインピーダンスを測定する(ステップS11)。そして、条件に応じて、特徴値の取得部43にて虚数値を算出するか、傾き算出部44にて傾きを算出するか判定する。本実施形態では、測定装置10は、測定周波数の異なるインピーダンスの取得点数が2つ未満であるか否かを判定する(ステップS12)。例えば、メモリ量ΔVを短時間で測定したいときには虚数値からメモリ量ΔVを算出できるようになり、複数の周波数に対する複素インピーダンスを測定できるときには傾きからメモリ量ΔVを算出できるようにすることができる。なお、こうした条件は、その時々に適したメモリ量ΔVの算出方法が選択されるように条件を設定することができる。そして測定周波数の異なるインピーダンスの取得点数が2つ未満であると判定された場合(ステップS12でYES)、測定装置10は、虚数値からメモリ量ΔVを算出する(ステップS20〜S22)。一方、測定周波数の異なるインピーダンスの取得点数が2つ未満ではないと判定された場合(ステップS12でNO)、測定装置10は、傾きからメモリ量ΔVを算出する(ステップS30〜S32)。これにより、インピーダンスの虚数値又は傾きからメモリ量ΔVが算出(測定)されるようになる。   With reference to FIG. 12, the procedure for measuring the battery state measurement method and the memory amount of the battery state measurement device in the measurement apparatus 10 will be described. When the measurement of the battery state is started, the measuring apparatus 10 acquires the SOC (Step S10) and measures the impedance at the frequency of the diffusion region (Step S11). Then, depending on the condition, it is determined whether the feature value acquisition unit 43 calculates an imaginary value or the inclination calculation unit 44 calculates an inclination. In the present embodiment, the measurement apparatus 10 determines whether or not the number of acquired impedance points having different measurement frequencies is less than two (step S12). For example, when it is desired to measure the memory amount ΔV in a short time, the memory amount ΔV can be calculated from an imaginary value, and when the complex impedance for a plurality of frequencies can be measured, the memory amount ΔV can be calculated from the slope. Note that such conditions can be set so that a calculation method of the memory amount ΔV suitable for each time is selected. If it is determined that the number of acquired impedance points having different measurement frequencies is less than two (YES in step S12), the measuring apparatus 10 calculates the memory amount ΔV from the imaginary value (steps S20 to S22). On the other hand, when it is determined that the number of acquisition points of impedances having different measurement frequencies is not less than two (NO in step S12), the measuring apparatus 10 calculates the memory amount ΔV from the inclination (steps S30 to S32). Thereby, the memory amount ΔV is calculated (measured) from the imaginary value or slope of the impedance.

・上記各実施形態において、電池1は組電池であっても、単電池であってもよい。
・上記各実施形態では、電源供給部2は測定装置10から入力される電流値や周波数範囲に応じた交流電流を出力する場合について例示した。しかしこれに限らず、測定装置からの指示によらず、所定の交流電流を所定の周波数範囲で変化させて出力してもよい。
In each of the above embodiments, the battery 1 may be an assembled battery or a single battery.
In each of the above embodiments, the case where the power supply unit 2 outputs an alternating current corresponding to the current value or the frequency range input from the measuring device 10 is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and a predetermined alternating current may be changed and output within a predetermined frequency range without depending on an instruction from the measuring apparatus.

・上記各実施形態では、電源供給部2が交流電流を出力する場合について例示した。しかしこれに限らず、電源供給部は交流電圧を出力してもよい。この場合、電源供給部は測定装置との間で電圧に関する信号を授受すればよい。   In each of the above embodiments, the case where the power supply unit 2 outputs an alternating current is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and the power supply unit may output an alternating voltage. In this case, the power supply unit may exchange a signal related to the voltage with the measuring device.

・上記各実施形態では、電池1は電池状態測定装置以外の接続先については例示していないが、例えば、モータなどの負荷、又は、電源や回生装置などの充電器に接続されていてもよい。例えば、車載された電池に電池状態測定装置を設けるような構成とすることもできる。負荷は電池SOCを減少させるときに用いることができ、充電器は電池SOCを増加させるときに用いることができる。また、電池からの回路の途中に開閉器を設けることで、必要に応じて電池と電池状態測定装置、負荷や充電器等との接続を開閉することもできる。これにより、電池SOCの測定を適切に行えるようにすることができるようにもなる。   In each of the above embodiments, the battery 1 is not illustrated for connection destinations other than the battery state measurement device, but may be connected to a load such as a motor or a charger such as a power source or a regenerative device, for example. . For example, a configuration in which a battery state measuring device is provided in a battery mounted on a vehicle can be employed. The load can be used when decreasing the battery SOC, and the charger can be used when increasing the battery SOC. Further, by providing a switch in the middle of the circuit from the battery, the connection between the battery and the battery state measuring device, the load, the charger, etc. can be opened and closed as necessary. As a result, the battery SOC can be appropriately measured.

・上記各実施形態では、電池1はニッケル水素二次電池である場合について例示した。しかしこれに限らず、電池は、ニッケルカドミウム二次電池やリチウムイオン二次電池などの二次電池(蓄電池)であってもよい。なお、リチウムイオン二次電池は、ニッケル水素二次電池などに比べて発生するメモリ効果の量は少ないものの、こうしたメモリ効果に対しても上記構成を利用してメモリ効果の量を測定することが可能である。   In each of the above embodiments, the case where the battery 1 is a nickel hydride secondary battery is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and the battery may be a secondary battery (storage battery) such as a nickel cadmium secondary battery or a lithium ion secondary battery. Note that although the amount of memory effect generated in lithium ion secondary batteries is less than that of nickel metal hydride secondary batteries, the amount of memory effect can be measured using the above configuration for such memory effects. Is possible.

・上記各実施形態では、電池1が車両に搭載される場合について例示した。この車両としては、電気自動車やハイブリッド自動車の他、バッテリーを搭載するガソリン自動車やディーゼル自動車なども含まれる。また、電池は、電源として必要とされるのであれば、自動車以外の移動体や、固定設置される電源として用いられてもよいし、モータ以外の電源として用いられてもよい。例えば、自動車以外の電源としては、鉄道、船舶、航空機やロボットなどの移動体や、情報処理装置などの電気製品の電源などが挙げられる。   In each of the above embodiments, the case where the battery 1 is mounted on a vehicle is illustrated. Such vehicles include electric vehicles and hybrid vehicles, as well as gasoline vehicles and diesel vehicles equipped with batteries. If the battery is required as a power source, the battery may be used as a mobile body other than an automobile, a fixed power source, or a power source other than a motor. For example, power sources other than automobiles include moving bodies such as railways, ships, airplanes, and robots, and power supplies for electrical products such as information processing apparatuses.

1…電池、2…電源供給部、5…電圧測定器、6…電流測定器、10…測定装置、20…記憶部、30…FRA部、40…処理部、41…SOC入力部、42…ナイキスト線図作成部、43…特徴値の取得部、44…傾き算出部、45…メモリ量演算部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery, 2 ... Power supply part, 5 ... Voltage measuring device, 6 ... Current measuring device, 10 ... Measuring apparatus, 20 ... Memory | storage part, 30 ... FRA part, 40 ... Processing part, 41 ... SOC input part, 42 ... Nyquist diagram creation unit, 43... Feature value acquisition unit, 44... Tilt calculation unit, 45.

Claims (7)

二次電池におけるメモリ効果の状態を測定する電池状態測定方法であって、
前記二次電池における拡散抵抗領域に対応する複素インピーダンスを取得するインピーダンス取得工程と、
予め求められた前記複素インピーダンスに基づく値とメモリ効果の状態との関係に前記取得された複素インピーダンスに基づく値を適用する演算を行ってメモリ効果の状態を求める演算工程と、が実行されることに基づいて前記メモリ効果の状態を測定する
ことを特徴とする電池状態測定方法。
A battery state measurement method for measuring a memory effect state in a secondary battery,
An impedance acquisition step of acquiring a complex impedance corresponding to a diffusion resistance region in the secondary battery;
A calculation step of performing a calculation of applying the value based on the acquired complex impedance to a relationship between the value based on the complex impedance determined in advance and the state of the memory effect to determine the state of the memory effect; And measuring the state of the memory effect based on the above.
前記複素インピーダンスに基づく値とメモリ効果の状態との関係を前記複素インピーダンスの虚数値とメモリ効果の量との関係とし、
前記演算工程では、前記取得した複素インピーダンスの虚数値を予め設定された前記複素インピーダンスの虚数値とメモリ効果の量との関係に適用する演算を行って前記メモリ効果の状態を求める
請求項1に記載の電池状態測定方法。
The relationship between the value based on the complex impedance and the state of the memory effect is the relationship between the imaginary value of the complex impedance and the amount of the memory effect,
The state of the memory effect is obtained by performing an operation that applies the imaginary value of the acquired complex impedance to a preset relationship between the imaginary value of the complex impedance and the amount of the memory effect in the calculation step. The battery state measuring method as described.
前記複素インピーダンスに基づく値とメモリ効果の状態との関係を前記複素インピーダンスの傾きとメモリ効果の量との関係とし、
前記演算工程では、前記取得した複素インピーダンスの傾きを予め設定された前記複素インピーダンスの傾きとメモリ効果の量との関係に適用する演算を行って前記メモリ効果の状態を求める
請求項1に記載の電池状態測定方法。
The relationship between the value based on the complex impedance and the state of the memory effect is the relationship between the slope of the complex impedance and the amount of the memory effect,
The state of the memory effect is obtained by performing an operation in which the slope of the acquired complex impedance is applied to a preset relation between the slope of the complex impedance and a memory effect amount in the calculation step. Battery state measurement method.
前記拡散抵抗領域に対応する複素インピーダンスを、0.01Hz以上、かつ、0.1Hz以下の周波数範囲から取得する
請求項1〜3のいずれか一項に記載の電池状態測定方法。
The battery state measurement method according to any one of claims 1 to 3, wherein a complex impedance corresponding to the diffusion resistance region is acquired from a frequency range of 0.01 Hz or more and 0.1 Hz or less.
前記複素インピーダンスに基づく値とメモリ効果の状態との関係には電池蓄電量の残容量を示すSOCが対応付けられており、前記対応付けられたSOCに近似された二次電池から前記複素インピーダンスを取得する
請求項1〜4のいずれか一項に記載の電池状態測定方法。
The relationship between the value based on the complex impedance and the state of the memory effect is associated with SOC indicating the remaining capacity of the battery storage amount, and the complex impedance is calculated from the secondary battery approximated to the associated SOC. The battery state measuring method according to any one of claims 1 to 4.
前記二次電池がニッケル水素蓄電池である
請求項1〜5のいずれか一項に記載の電池状態測定方法。
The battery state measuring method according to any one of claims 1 to 5, wherein the secondary battery is a nickel metal hydride storage battery.
二次電池におけるメモリ効果の状態を測定する電池状態測定装置であって、
前記二次電池における拡散抵抗領域に対応する複素インピーダンスを取得するインピーダンス取得部と、
前記複素インピーダンスに基づく値とメモリ効果の状態との関係を保持する保持部と、
前記取得した複素インピーダンスから該複素インピーダンスに基づく値を算出する算出部と、
前記保持する複素インピーダンスに基づく値とメモリ効果の状態との関係に前記算出した複素インピーダンスに基づく値を適用する演算を行って前記メモリ効果の状態を測定する測定部とを備える
ことを特徴とする電池状態測定装置。
A battery state measuring device for measuring a state of a memory effect in a secondary battery,
An impedance acquisition unit for acquiring a complex impedance corresponding to a diffusion resistance region in the secondary battery;
A holding unit that holds a relationship between a value based on the complex impedance and a state of the memory effect;
A calculation unit for calculating a value based on the complex impedance from the acquired complex impedance;
A measuring unit that measures the state of the memory effect by performing an operation that applies the value based on the calculated complex impedance to the relationship between the value based on the complex impedance to be held and the state of the memory effect. Battery state measuring device.
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