JP6627401B2 - Secondary battery deterioration detection device and method - Google Patents

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Description

本発明は、負極にグラファイト系活物質を含む二次電池の劣化を検出する二次電池の劣化検出装置及び方法に関するものである。   The present invention relates to a secondary battery deterioration detection device and method for detecting deterioration of a secondary battery including a graphite-based active material in a negative electrode.

二次電池の容量維持率、すなわち劣化していない状態の満充電容量Cfに対する現在の満充電容量Cの比C/Cf(以下、(Cf−C)/Cfを劣化度という。)を検出する劣化検出装置として、充電電流積算値に対する二次電池の電圧、SOC(State of Charge)の変化から検出するものが知られている。   The capacity maintenance ratio of the secondary battery, that is, the ratio C / Cf of the current full charge capacity C to the full charge capacity Cf in a non-degraded state (hereinafter, (Cf-C) / Cf is referred to as a deterioration degree) is detected. As a deterioration detecting device, there is known a deterioration detecting device that detects a change in a voltage of a secondary battery and an SOC (State of Charge) with respect to a charge current integrated value.

特開2011−215125号公報JP 2011-215125 A

従来の二次電池の劣化検出装置においては、二次電池の端子電圧を検出し、検出した端子電圧に基づいて容量維持率又は劣化度を算出する。しかしながら、充放電中の電池の電圧は、開放電圧とは異なり、温度等の環境によって変動するため、容量維持率又は劣化度の検出精度が低いという問題がある。   In a conventional secondary battery deterioration detecting device, a terminal voltage of a secondary battery is detected, and a capacity retention ratio or a degree of deterioration is calculated based on the detected terminal voltage. However, the voltage of the battery during charging / discharging differs from the open-circuit voltage and fluctuates depending on the environment such as the temperature.

本発明が解決しようとする課題は、二次電池の劣化を精度よく検出できる二次電池の劣化検出装置及び方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a device and a method for detecting deterioration of a secondary battery that can accurately detect deterioration of the secondary battery.

本発明は、二次電池から発生するアコースティックエミッション信号の発生頻度の増加ポイントを検出し、この時点から満充電時点までの充電電流の電流積算値に基づいて、二次電池の劣化を検出することによって上記課題を解決する。   The present invention detects an increasing point of the frequency of generation of an acoustic emission signal generated from a secondary battery, and detects deterioration of the secondary battery based on a current integrated value of a charging current from this time to a full charge time. Solves the above problem.

本発明者らは、劣化の程度が異なる二次電池であっても、充放電時においてアコースティックエミッション信号の発生頻度が増加するポイント(電池容量ポイント)は変動せず、またこの増加ポイントから満充電までの電流積算値は、劣化の程度に相関するという知見を得た。この知見に基づき、増加ポイントからの電流積算値と、非劣化品の充電容量とを比較すれば、充放電時中であっても、また開放電圧を用いることなく、二次電池の劣化を精度よく検出することができる。   The present inventors have found that even when the secondary batteries have different degrees of deterioration, the point at which the frequency of occurrence of the acoustic emission signal increases during charging / discharging (the battery capacity point) does not change, and the secondary battery is fully charged from this increased point. It has been found that the integrated current values up to are correlated with the degree of deterioration. Based on this knowledge, comparing the current integrated value from the increase point with the charging capacity of the non-deteriorated product, it is possible to accurately determine the deterioration of the secondary battery even during charging / discharging and without using open-circuit voltage. It can be detected well.

図1は、本発明に係る二次電池の劣化検出装置の一実施の形態を含む電池制御システムを示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a battery control system including an embodiment of a secondary battery deterioration detection device according to the present invention. 図2は、図1の劣化検出器にて実行される処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a process performed by the deterioration detector of FIG. 図3は、図1の劣化検出器にて実行される処理の他例を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating another example of the process performed by the deterioration detector of FIG. 図4は、図1の劣化検出器にて実行される処理のさらなる他例を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing still another example of the processing executed by the deterioration detector of FIG. 図5Aは、劣化度がゼロの二次電池の充放電特性を示すグラフである。FIG. 5A is a graph showing charge / discharge characteristics of a secondary battery having a zero degree of deterioration. 図5Bは、劣化度が13%の二次電池の充放電特性を示すグラフである。FIG. 5B is a graph showing the charge / discharge characteristics of a secondary battery having a degree of deterioration of 13%. 図5Cは、劣化度が33%の二次電池の充放電特性を示すグラフである。FIG. 5C is a graph showing the charge / discharge characteristics of a secondary battery having a degree of deterioration of 33%. 図5Dは、劣化度が75%の二次電池の充放電特性を示すグラフである。FIG. 5D is a graph showing the charge / discharge characteristics of a secondary battery having a degree of deterioration of 75%. 図6は、負極活物質としてのグラファイト系活物質を用いた二次電池の負極電位と、アコースティックエミッション信号の発生頻度との関係を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the negative electrode potential of a secondary battery using a graphite-based active material as a negative electrode active material and the frequency of generation of an acoustic emission signal. 図7は、図1の記憶器に格納される制御マップの一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a control map stored in the storage device of FIG. 図8Aは、劣化度が大きい二次電池に対して充電を開始した場合の充電曲線を示すグラフである。FIG. 8A is a graph showing a charging curve when charging a secondary battery having a high degree of deterioration is started. 図8Bは、劣化度が小さい二次電池に対して充電を開始した場合の充電曲線を示すグラフである。FIG. 8B is a graph showing a charging curve when charging is started for a secondary battery having a small degree of deterioration.

図1は、本発明に係る二次電池の劣化検出装置の一実施の形態を含む電池制御システムを示すブロック図である。図1に示すように、本実施形態に係る電池制御システムは、二次電池3を、主として充電するためのシステムであり、充電装置2と劣化検出装置1とを備える。なお、劣化検出装置1は、充電装置2に含まれてもよいし、逆に充電装置2は、劣化検出装置1に含まれてもよい。   FIG. 1 is a block diagram showing a battery control system including an embodiment of a secondary battery deterioration detection device according to the present invention. As shown in FIG. 1, the battery control system according to the present embodiment is a system for mainly charging a secondary battery 3, and includes a charging device 2 and a deterioration detection device 1. Note that the deterioration detection device 1 may be included in the charging device 2, or conversely, the charging device 2 may be included in the deterioration detection device 1.

本実施形態の原理を用いて劣化度を検出できる二次電池3は、たとえばリチウムイオン二次電池である。この種の二次電池3は、負極活物質として、リチウムイオンの挿入・脱離に伴って充放電電位が段階的に変化する複数の充放電領域を有する活物質を用いたものを例示することができる。このようなリチウムイオンの挿入・脱離に伴って充放電電位が段階的に変化する複数の充放電領域を有する活物質として、グラファイト構造を含有するグラファイト系活物質が好適である。そのため、以下に示す実施形態では、グラファイト系活物質を用いたリチウムイオン二次電池を例示して本発明を説明する。ただし、このようなリチウムイオンの挿入・脱離に伴って充放電電位が段階的に変化する複数の充放電領域を有する活物質としては、グラファイト系活物質に特に限定されるものではない。また、正極活物質としては、特に限定されず、リチウム−遷移金属複合酸化物などのリチウムイオン二次電池用の正極活物質として公知のものを用いることができる。   The secondary battery 3 whose degree of deterioration can be detected using the principle of the present embodiment is, for example, a lithium ion secondary battery. A secondary battery 3 of this type uses an active material having a plurality of charge / discharge regions in which the charge / discharge potential changes stepwise as lithium ions are inserted or removed as a negative electrode active material. Can be. As such an active material having a plurality of charge / discharge regions in which the charge / discharge potential changes stepwise as lithium ions are inserted / desorbed, a graphite-based active material having a graphite structure is suitable. Therefore, in the embodiments described below, the present invention will be described by exemplifying a lithium ion secondary battery using a graphite-based active material. However, the active material having a plurality of charge / discharge regions in which the charge / discharge potential changes stepwise with the insertion / desorption of lithium ions is not particularly limited to a graphite-based active material. The positive electrode active material is not particularly limited, and a known positive electrode active material for a lithium ion secondary battery such as a lithium-transition metal composite oxide can be used.

充電装置2は、たとえば、電気自動車やハイブリッド自動車に搭載された二次電池3への充電を行なうための装置である。車載された二次電池3への充電は、充電装置2の充電ケーブルを取り出し、車両の充電ポートのコネクタに充電ケーブル先端の充電ガンを装着したのち、充電開始スイッチを操作することで行われる。充電回路21は、商用交流電流を所定電圧の直流電流に変換し、この直流電流を二次電池に供給する。充電装置2に含まれる電流積算器12及び満充電検出器13は、劣化検出装置1と共用される。   The charging device 2 is a device for charging a secondary battery 3 mounted on an electric vehicle or a hybrid vehicle, for example. The charging of the secondary battery 3 mounted on the vehicle is performed by removing the charging cable of the charging device 2, attaching the charging gun at the tip of the charging cable to the connector of the charging port of the vehicle, and then operating the charging start switch. The charging circuit 21 converts a commercial AC current into a DC current having a predetermined voltage, and supplies the DC current to the secondary battery. The current integrator 12 and the full charge detector 13 included in the charging device 2 are shared with the deterioration detecting device 1.

電流積算器12は、充電回路21から二次電池3へ流れる電流値を計測し、これを時間的に積算する積算回路である。電流積算器12が充電装置2に対して使用される場合は、たとえば充電開始から充電完了までの電流積算値を算出し、これを課金などに用いる。本実施形態の電流積算器12は、充電装置2に対して使用される場合以外に、劣化検出装置1の構成ユニットとしても機能する。すなわち、電流積算器12は、後述する劣化検出器11からの開始信号と終了信号を受信し、この間に充電回路21から二次電池3へ流れた電流値を計測し、これを時間的に積算する。電流積算器12で算出された電流積算値は、劣化検出器11へ出力される。   The current integrator 12 is an integrating circuit that measures a current value flowing from the charging circuit 21 to the secondary battery 3 and integrates the value over time. When the current integrator 12 is used for the charging device 2, for example, a current integrated value from the start of charging to the completion of charging is calculated and used for billing and the like. The current integrator 12 of the present embodiment also functions as a constituent unit of the deterioration detection device 1 in addition to the case where the current integrator 12 is used for the charging device 2. That is, the current integrator 12 receives the start signal and the end signal from the deterioration detector 11, which will be described later, measures the value of the current flowing from the charging circuit 21 to the secondary battery 3 during this time, and integrates this over time. I do. The current integrated value calculated by the current integrator 12 is output to the deterioration detector 11.

満充電検出器13は、二次電池3の満充電状態を検出するものであり、具体的には二次電池3の端子間電圧を計測する電圧計などで構成することができるが、環境温度による補正機能を備えてもよい。満充電検出器13が充電装置2に対して使用される場合は、たとえば充電を開始してから充電が完了するタイミングを検出し、これにより充電を完了することなどに用いる。本実施形態の満充電検出器13は、充電装置2に対して使用される場合以外に、劣化検出装置1の構成ユニットとしても機能する。すなわち、満充電検出器13は、端子間電圧などに基づいて二次電池3の満充電状態を検出したら、その旨を後述する劣化検出器11へ出力する。   The full charge detector 13 detects a full charge state of the secondary battery 3 and can be specifically configured by a voltmeter or the like that measures a voltage between terminals of the secondary battery 3. May be provided. When the full-charge detector 13 is used for the charging device 2, for example, the timing at which charging is completed after the start of charging is detected, and this is used to complete charging. The full charge detector 13 of the present embodiment also functions as a constituent unit of the deterioration detection device 1 other than when used for the charging device 2. That is, when the full charge detector 13 detects the fully charged state of the secondary battery 3 based on the voltage between terminals and the like, it outputs the fact to the deterioration detector 11 described later.

ちなみに、上述した電流積算器12及び満充電検出器13は、充電装置2に備えられたユニットを劣化検出装置1で共用するように構成されているが、これらを劣化検出装置1の専用ユニットとしてそれぞれ備えてもよい。   Incidentally, the current integrator 12 and the full charge detector 13 described above are configured so that the unit provided in the charging device 2 is shared by the deterioration detecting device 1, but these are used as dedicated units of the deterioration detecting device 1. Each may be provided.

本実施形態の劣化検出装置1は、上述した電流積算器12、満充電検出器13以外に、劣化検出器11、AE検出器14、記憶器15及び車種特定器16を備える。   The deterioration detection device 1 of the present embodiment includes a deterioration detector 11, an AE detector 14, a storage device 15, and a vehicle type identification device 16 in addition to the above-described current integrator 12 and full charge detector 13.

AE検出器14は、二次電池3の内部から発生するアコースティックエミッション信号(Acoustic Emission Signal,以下AE信号ともいう)を検出するためのセンサであり、図1に示すようにたとえば二次電池3に接触した状態で設置される。AE検出器14としては特に限定されず、二次電池3の内部の構成物の構造変化に伴って発生する信号(弾性波の信号)に対応する周波数帯を検出可能なセンサであればよい。   The AE detector 14 is a sensor for detecting an acoustic emission signal (hereinafter, also referred to as an AE signal) generated from the inside of the secondary battery 3. As shown in FIG. Installed in contact. The AE detector 14 is not particularly limited, and may be any sensor that can detect a frequency band corresponding to a signal (elastic wave signal) generated due to a structural change of a component inside the secondary battery 3.

図6は、リチウムイオン二次電池3の負極を構成する負極活物質として、グラファイト構造を含有するグラファイト系活物質を用いた場合における、負極の充放電プロファイルと、二次電池3の内部から発生したAE信号の発生頻度との関係を示すグラフである。図において、負極の充放電プロファイルを実線グラフで示し、AE信号の発生頻度を棒グラフで示す。また、図6において、左側の縦軸は、充放電時間に対する負極の電極電位(正極に対する相対電位)を示し、右側の縦軸は、AE信号の発生頻度(1時間あたりの発生回数)を示す。なお、正極に対する負極の電極電位が低くなる方向が「充電」であり、正極に対する負極の電極電位が高くなる方向が放電である。すなわち、図6において、充放電時間軸が右方向に進む場合が充電、左方向に進む場合が放電を意味する。 FIG. 6 shows the charge / discharge profile of the negative electrode and the generation from inside the secondary battery 3 when a graphite-based active material having a graphite structure is used as the negative electrode active material constituting the negative electrode of the lithium ion secondary battery 3. 6 is a graph showing a relationship between the frequency of occurrence of the AE signal and the frequency of the AE signal. In FIG. 6 , the charge / discharge profile of the negative electrode is shown by a solid line graph, and the frequency of occurrence of the AE signal is shown by a bar graph. In FIG. 6, the vertical axis on the left indicates the electrode potential of the negative electrode (relative potential with respect to the positive electrode) with respect to the charging / discharging time, and the vertical axis on the right indicates the frequency of occurrence of the AE signal (frequency of occurrence per hour). . Note that the direction in which the electrode potential of the negative electrode with respect to the positive electrode decreases is “charging”, and the direction in which the electrode potential of the negative electrode with respect to the positive electrode increases is discharge. That is, in FIG. 6, when the charge / discharge time axis advances to the right, it means charging, and when it advances to the left, it means discharge.

図6の実線グラフで示すように、負極活物質としてグラファイト系活物質を使用した二次電池の充放電特性は、充放電容量に対する電圧変化率の異なる複数の充放電領域を有し、これにより、負極電位は二次電池の充放電にともなって段階的に変化することが知られている。具体的には、図5Aに△印で示すように、負極電位0.21V付近の点P1において、第1領域RC1から第2領域RC2へと遷移し、負極電位0.13V付近の点P2において、第2領域RC2から第3領域RC3へと遷移し、さらに、負極電位0.08V付近の点P3において、第3領域RC3から第4領域RCfへと遷移することが知られている。そして、図5Aに示すように、このような負極活物質としてグラファイト系活物質を用いた二次電池においては、図5Aの点P1〜点P3に示すように、充放電領域が遷移する際に、充放電曲線の変曲点(充放電容量に対する電圧変化率が大きく変化する点)が観測される。なお、この負極電位の低下は、充放電レートや使用する電解質の種類等によって、若干変化する場合がある。そして、図6から確認できるように、二次電池3の内部から発生するAE信号は、図6に丸の破線で示すように、このようなグラファイト系活物質の充放電領域の遷移による変曲点P1〜P3の各点において、その発生頻度が増加する特性がある。変曲点P1〜P3における充放電領域の遷移により、グラファイト系活物質のステージ構造の変化など、グラファイト系活物質の内部で何らかの構造変化が発生することが、この特性の原因であると推察される。   As shown by the solid line graph in FIG. 6, the charge / discharge characteristics of a secondary battery using a graphite-based active material as the negative electrode active material include a plurality of charge / discharge regions having different voltage change rates with respect to the charge / discharge capacity. It is known that the negative electrode potential changes stepwise as the secondary battery is charged and discharged. More specifically, as shown by a mark in FIG. 5A, at point P1 near the negative electrode potential 0.21V, transition from the first region RC1 to the second region RC2 occurs, and at point P2 near the negative electrode potential 0.13V. It is known that the transition from the second region RC2 to the third region RC3, and further, at the point P3 near the negative electrode potential 0.08 V, the transition from the third region RC3 to the fourth region RCf. Then, as shown in FIG. 5A, in a secondary battery using a graphite-based active material as such a negative electrode active material, as shown in points P1 to P3 in FIG. And an inflection point of the charge / discharge curve (a point at which the voltage change rate with respect to the charge / discharge capacity changes significantly) is observed. Note that the decrease in the negative electrode potential may slightly change depending on the charge / discharge rate, the type of electrolyte used, and the like. As can be seen from FIG. 6, the AE signal generated from the inside of the secondary battery 3 is an inflection due to the transition of the charge / discharge region of such a graphite-based active material, as shown by a broken line in FIG. At each of the points P1 to P3, there is a characteristic that the occurrence frequency increases. It is inferred that the change in the charge / discharge region at the inflection points P1 to P3 causes some structural change inside the graphite-based active material, such as a change in the stage structure of the graphite-based active material, which is the cause of this characteristic. You.

さて、負極活物質としてグラファイト系活物質を含む二次電池において、上述したとおり、充放電領域が遷移する変曲点P1〜P3の各点においてAE信号の発生頻度が増加するという特性があるところ、本発明者らは、これらAE信号の発生頻度の増加ポイントは、二次電池3の劣化の程度に拘わらず変動しないことを知見した。   Now, in a secondary battery including a graphite-based active material as a negative electrode active material, as described above, there is a characteristic that the frequency of occurrence of the AE signal increases at each of the inflection points P1 to P3 where the charge / discharge region transitions. The present inventors have found that the point at which the frequency of occurrence of the AE signal increases does not change regardless of the degree of deterioration of the secondary battery 3.

図5A〜図5Dは、同じ構造の二次電池3を用いて劣化の程度が異なる二次電池の充放電特性を測定したグラフである。すなわち、新品(非劣化)の二次電池3を促進劣化試験に供し、試験前及び試験中の複数時点において充放電特性を測定したものである。図5Aは劣化度がゼロの二次電池、図5Bは劣化度が13%の二次電池、図5Cは劣化度が33%の二次電池、図5Dは劣化度が75%の二次電池の充放電特性を示す。なお、劣化度とは、非劣化の満充電容量をCf、現在の満充電容量をCとした場合に、(Cf−C)/Cf又はこれの百分率で示される物性値である。   FIG. 5A to FIG. 5D are graphs obtained by measuring the charge / discharge characteristics of secondary batteries having different degrees of deterioration using the secondary batteries 3 having the same structure. That is, a new (non-deteriorated) secondary battery 3 is subjected to an accelerated deterioration test, and the charge / discharge characteristics are measured at a plurality of points before and during the test. 5A is a secondary battery having a zero deterioration degree, FIG. 5B is a secondary battery having a 13% deterioration degree, FIG. 5C is a secondary battery having a 33% deterioration degree, and FIG. 5D is a secondary battery having a 75% deterioration degree. Shows the charge / discharge characteristics of the sample. The degree of deterioration is a physical property value represented by (Cf−C) / Cf or a percentage thereof, where Cf is the non-degraded full charge capacity and C is the current full charge capacity.

これらの結果から、電池容量に対する負極電位(正極電位に対する相対電位)のプロファイルは、二次電池3の劣化の程度に拘わらず同じであり、満充電状態の電池容量が異なるだけであること、換言すれば、充放電曲線の右端のポイントが短くなるだけであることが知見された。また、AE信号の発生頻度が増加するポイントも、二次電池3の劣化の程度に拘わらず同じであることが知見された。本実施形態の劣化検出装置1は、この知見に基づいて二次電池3の劣化の程度、すなわち容量維持率、劣化度又は現在の満充電容量の少なくともいずれかを算出する。たとえば、AE信号の発生頻度が増加するポイントから開始された電流積算値が小さいほど(図5A〜図5Dに示す充放電曲線の右端のポイントが短くなるほど)、劣化の程度が大きくなる。詳細は後述する。ちなみに、本発明でいう劣化の検出とは、容量維持率又は劣化度の算出だけでなく、単に現在の満充電容量を算出することも含まれる意味である。   From these results, the profile of the negative electrode potential (relative potential with respect to the positive electrode potential) with respect to the battery capacity is the same regardless of the degree of deterioration of the secondary battery 3, and the only difference is the battery capacity in the fully charged state. Then, it was found that only the right end point of the charge / discharge curve was shortened. Further, it has been found that the point at which the frequency of occurrence of the AE signal increases is the same regardless of the degree of deterioration of the secondary battery 3. The deterioration detection device 1 of the present embodiment calculates the degree of deterioration of the secondary battery 3 based on this knowledge, that is, at least one of the capacity maintenance ratio, the degree of deterioration, and the current full charge capacity. For example, the smaller the current integrated value started from the point where the frequency of occurrence of the AE signal increases (the shorter the right end point of the charge / discharge curves shown in FIGS. 5A to 5D), the greater the degree of deterioration. Details will be described later. Incidentally, the detection of deterioration in the present invention means not only the calculation of the capacity retention ratio or the degree of deterioration but also the calculation of the current full charge capacity.

劣化検出器11は、二次電池3の劣化を検出するプログラムが格納されたROM(Read Only Memory)と、このROMに格納されたプログラムを実行する動作回路としてのCPU(Central Processing Unit)と、アクセス可能な記憶装置として機能するRAM(Random Access Memory)と、を備える。なお、動作回路としては、CPUに代えて又はこれとともに、MPU(Micro Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などを用いることができる。   The deterioration detector 11 includes a ROM (Read Only Memory) in which a program for detecting deterioration of the secondary battery 3 is stored, a CPU (Central Processing Unit) as an operation circuit for executing the program stored in the ROM, A random access memory (RAM) functioning as an accessible storage device. Note that, as the operation circuit, instead of or together with the CPU, an MPU (Micro Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), or the like can be used. .

劣化検出器11は、AE検出器14からの信号を所定時間間隔で読み出し、AE信号の発生頻度の増加の有無を判定するステップと、AE信号の発生頻度の増加が検出されたら電流積算器12に動作指令を出力するステップと、満充電検出器13から二次電池3が満充電状態であることを受信するステップと、AE信号の発生頻度の増加が検出されてから満充電状態が検出されるまでの間の電流積算値を電流積算器12から読み出すステップと、この電流積算値に基づいて二次電池の劣化を検出するステップと、を実行するためのプログラムを含む。これらの処理手順については後述する。   The deterioration detector 11 reads out the signal from the AE detector 14 at predetermined time intervals, and determines whether or not the frequency of occurrence of the AE signal has increased. Outputting an operation command to the full charge detector 13, receiving a notification from the full charge detector 13 that the secondary battery 3 is fully charged, and detecting a full charge state after an increase in the frequency of occurrence of the AE signal is detected. And a step of detecting the deterioration of the secondary battery based on the current integrated value. These processing procedures will be described later.

記憶器15は、ハードディスクなどの記憶媒体であり、劣化の程度がゼロである二次電池における、AE信号の発生頻度が増加する時点の二次電池の残容量と満充電容量との容量差の関係情報、換言すれば制御マップを記憶する。図7は、記憶器15に格納される制御マップの一例を示す図である。同図に示す制御マップの横軸は、ゼロから非劣化時の二次電池の満充電容量までをスケールした二次電池3の容量(Ah,又はAh/cm2)、縦軸は、正極電位に対する相対的な負極電位(V)であり、AE信号の発生頻度が増加するP1〜P3を境界とする4つの充放電領域RC1〜RCfの各容量値が情報として記録されている。たとえば、4つの充放電領域RC1〜RCfのうちの第1領域RC1の容量がC1,第2領域RC2の容量がC2,第3領域RC3の容量がC3,第4領域RCfの容量がCfと記録されている。また本実施形態の二次電池3においては、第4領域RCfの容量Cfは、第3領域RC3の容量C3に比べて小さい容量となっている(C3>Cf)。なお、図7にはその二次電池3の充放電曲線とAE信号の発生頻度を示すが、これは発明の理解を容易にするために便宜的に示したものであり、この情報は格納されていなくてもよい。また、二次電池3が搭載された車種毎又は二次電池3の仕様毎に図7に示す制御マップが記憶器15に記憶されている。 The storage unit 15 is a storage medium such as a hard disk, and determines the difference between the remaining capacity and the full charge capacity of the secondary battery at the time when the frequency of occurrence of the AE signal increases in the secondary battery having a zero degree of deterioration. The related information, in other words, the control map is stored. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the control map stored in the storage device 15. The horizontal axis of the control map shown in the figure is the capacity (Ah, or Ah / cm 2) of the secondary battery 3 that scales from zero to the full charge capacity of the secondary battery at the time of non-deterioration, and the vertical axis is relative to the positive electrode potential. It is a relative negative electrode potential (V), and each capacitance value of four charge / discharge regions RC1 to RCf bounded by points P1 to P3 at which the occurrence frequency of the AE signal increases is recorded as information. For example, the capacity of the first area RC1 of the four charge / discharge areas RC1 to RCf is recorded as C1, the capacity of the second area RC2 is C2, the capacity of the third area RC3 is C3, and the capacity of the fourth area RCf is Cf. Have been. In the secondary battery 3 of the present embodiment, the capacity Cf of the fourth area RCf is smaller than the capacity C3 of the third area RC3 (C3> Cf). FIG. 7 shows the charge / discharge curve of the secondary battery 3 and the frequency of occurrence of the AE signal, which is shown for convenience to facilitate understanding of the invention, and this information is stored. It does not have to be. Further, the control map shown in FIG.

車種特定器16は、充電装置2から充電を受ける二次電池3が搭載された車両の仕様を特定することで当該二次電池3の仕様を特定するためのユニットであり、たとえば車両を撮像するカメラとデータベースとを備え、当該カメラで撮像された車両の画像を解析してデータベースから車種を特定し、最終的に二次電池3の仕様を特定する。特定された二次電池3の仕様に関する情報は、充電を終了するまでの間に劣化検出器11に出力される。なお、車種特定器16はカメラ及びデータベースにのみ限定されず、ユーザによる手入力、充電装置2の充電回路21を用いた二次電池3の仕様の解析であってもよい。   The vehicle type specifying unit 16 is a unit for specifying the specification of the vehicle equipped with the secondary battery 3 to be charged from the charging device 2 and thereby specifying the specification of the secondary battery 3. The camera includes a camera and a database, analyzes an image of the vehicle captured by the camera, specifies a vehicle type from the database, and finally specifies specifications of the secondary battery 3. Information on the specified specifications of the secondary battery 3 is output to the deterioration detector 11 until charging is completed. Note that the vehicle type specifying device 16 is not limited to the camera and the database, but may be a manual input by a user or an analysis of the specification of the secondary battery 3 using the charging circuit 21 of the charging device 2.

《第1制御例》
図2は、図1の劣化検出器11にて実行される処理の一例を示すフローチャートである。ステップS1において、劣化検出器11は、充電装置2から充電開始の信号を受信すると、必要に応じて車種特定器16により充電対象の車種を解析して二次電池3の仕様を特定する。また、AE検出器14からの検出信号を所定時間間隔で読み出し、単位時間当たりのAE信号の発生頻度を算出する。
<< First control example >>
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a process performed by the deterioration detector 11 of FIG. In step S <b> 1, when the deterioration detector 11 receives the charge start signal from the charging device 2, the vehicle type specifying device 16 analyzes the vehicle type to be charged and specifies the specification of the secondary battery 3 as necessary. Further, the detection signal from the AE detector 14 is read out at predetermined time intervals, and the frequency of occurrence of the AE signal per unit time is calculated.

ステップS2において、劣化検出器11は、ステップS1で算出されたAE信号の発生頻度が増加したか否かを判断する。発生頻度の増加は前回の数値と今回の数値を比較し、その差が所定の閾値以上である場合に発生頻度が増加したと判断することができる。また、こうしてAE信号の発生頻度の増加を判断したのちに、次回の数値と今回の数値との差が前記所定の閾値以上である場合は、先ほどの判断が正しいものとするが、次回の数値と今回数値との差が前記所定の閾値未満である場合は、先ほどの判断が誤っているものとして取り消してもよい。   In step S2, the deterioration detector 11 determines whether the frequency of occurrence of the AE signal calculated in step S1 has increased. The increase in the occurrence frequency is compared with the previous value and the present value, and when the difference is equal to or more than a predetermined threshold value, it can be determined that the occurrence frequency has increased. If the difference between the next numerical value and the present numerical value is equal to or greater than the predetermined threshold value after determining the increase in the frequency of occurrence of the AE signal in this way, it is assumed that the above determination is correct. If the difference between the current value and the current numerical value is less than the predetermined threshold, the determination may be canceled because the previous determination is incorrect.

ステップ3において、劣化検出器11は、ステップS2においてAE信号の発生頻度の増加を検出したら、電流積算器12に対して積算開始の信号を出力し、これにより電流積算器12は、充電装置2の充電回路21から二次電池3へ供給される電流を計測し、時間的な積算を開始する。この積算は、ステップS5において二次電池3の満充電状態が検出するまで継続する。 In step S 3, the deterioration detector 11, when detecting an increase in the frequency of AE signal in step S2, and outputs a signal of the integration start with respect to the current integrator 12, thereby a current integrator 12, the charging device The current supplied from the second charging circuit 21 to the secondary battery 3 is measured, and time integration is started. This integration is continued until the fully charged state of the secondary battery 3 is detected in step S5.

図5A〜図5D、図7に示すように、充電時における二次電池3のSOCによってAE信号の発生頻度の増加の回数が異なる。たとえば、二次電池3の電池容量が第4領域RCfにある場合に、充電時の二次電池3のSOCが第1領域RC1にあるときは、P1,P2,P3のそれぞれにおいてAE信号の発生頻度の増加が検出される。逆に、充電時の二次電池3のSOCが第3領域RC3にあるときは、P3においてのみAE信号の発生頻度の増加が検出される。このため、ステップS4において更なるAE信号の発生頻度の増加があったか否かを判断し、その増加回数Nをカウントする。この増加回数Nは、後述するステップS6において電流積算値Cを算出する際に用いられる。 As shown in FIG. 5A to FIG. 5D and FIG. 7, the number of times the frequency of occurrence of the AE signal increases differs depending on the SOC of the secondary battery 3 during charging. For example, when the battery capacity of the secondary battery 3 is in the fourth region RCf and the SOC of the secondary battery 3 at the time of charging is in the first region RC1, the AE signal is generated in each of P1, P2, and P3. An increase in frequency is detected. Conversely, when the SOC of the secondary battery 3 at the time of charging is in the third region RC3, an increase in the frequency of occurrence of the AE signal is detected only at P3. Therefore, it is determined whether or not the frequency of occurrence of the AE signal has further increased in step S4, and the number of times N of the increase is counted. This increase number N is used when calculating the current integrated value C in step S6 described later.

ステップS5において、劣化検出器11は、満充電検出器13から二次電池3が満充電に達した旨の信号を受信したか否かを判断し、受信しない場合は受信するまでステップS3及びS4を繰り返す。満充電検出器13は、二次電池3が満充電状態になったことを検出したら劣化検出器11にその旨の信号を出力するが、劣化検出器11は、この信号を受信したらステップS6へ進む。ステップS6において、劣化検出器11は、電流積算器12へ積算の終了信号を出力するとともに算出された電流積算値Cを読み出す。また、ステップS4でカウントされたAE信号の発生頻度の増加回数Nを読み出す。   In step S5, the deterioration detector 11 determines whether or not a signal indicating that the secondary battery 3 has reached full charge has been received from the full charge detector 13, and if not received, the steps S3 and S4 until the signal is received. repeat. When the full charge detector 13 detects that the secondary battery 3 has reached a fully charged state, it outputs a signal to that effect to the deterioration detector 11, but when the deterioration detector 11 receives this signal, it proceeds to step S6. move on. In step S6, the deterioration detector 11 outputs an integration end signal to the current integrator 12, and reads the calculated current integrated value C. Further, the number of times N in which the frequency of occurrence of the AE signal is increased, which is counted in step S4, is read.

ここで、増加回数がN=1である場合は、二次電池3のSOCが第3領域RC3にある状態から充電が開始され、点P3のAE信号の発生頻度の増加が検出されたと判断できることから、読み出された電流積算値CをステップS7及びS8でそのまま使用する。すなわち、二次電池3の容量Cnは、Cn=C1+C2+C3+Cとなる。これに対して増加回数がN=2である場合は、二次電池3のSOCが第2領域RC2である状態から充電が開始され、点P2及び点P3のAE信号の発生頻度の増加が検出されたと判断できることから、読み出された電流積算値Cから容量C3を減じた値をステップS7及びS8で使用する。すなわち、二次電池3の容量Cnは、Cn=C1+C2+Cとなる。また、増加回数がN=3である場合は、二次電池3のSOCが第1領域RC1から充電が開始され、点P1,点P2及び点P3のAE信号の発生頻度の増加が検出されたと判断できることから、読み出された電流積算値Cから容量C2+C3を減じた値をステップS7及びS8で使用する。すなわち、二次電池3の容量Cnは、Cn=C1+Cとなる。以下、このステップS6において算出された電流積算値をCとする。   Here, when the number of increases is N = 1, it can be determined that charging is started from a state where the SOC of the secondary battery 3 is in the third region RC3, and that an increase in the occurrence frequency of the AE signal at the point P3 has been detected. Then, the read current integrated value C is used as it is in steps S7 and S8. That is, the capacity Cn of the secondary battery 3 is Cn = C1 + C2 + C3 + C. On the other hand, when the number of increases is N = 2, charging is started from a state where the SOC of the secondary battery 3 is in the second region RC2, and an increase in the frequency of occurrence of the AE signal at the points P2 and P3 is detected. Since it can be determined that the reading has been performed, a value obtained by subtracting the capacitance C3 from the read current integrated value C is used in steps S7 and S8. That is, the capacity Cn of the secondary battery 3 is Cn = C1 + C2 + C. When the number of increases is N = 3, the SOC of the secondary battery 3 starts to be charged from the first region RC1, and an increase in the frequency of occurrence of the AE signal at the points P1, P2, and P3 is detected. Since it can be determined, a value obtained by subtracting the capacitance C2 + C3 from the read current integrated value C is used in steps S7 and S8. That is, the capacity Cn of the secondary battery 3 is Cn = C1 + C. Hereinafter, C is the current integrated value calculated in step S6.

ステップS7において、劣化検出器11は、ステップS6で算出された電流積算値Cと、劣化度が小さい第4領域RCfの容量Cfとを比較する。ここで、算出された電流積算値Cを第4領域RCfの容量Cfと比較するのは、車両に搭載される二次電池3の劣化の程度は、経験上、第4領域RCfにおいて劣化するのが殆どであり、第3領域以下まで劣化することは稀だからである。なお、第3領域以下まで劣化した場合を考慮した実施形態は後述する。   In step S7, the deterioration detector 11 compares the current integrated value C calculated in step S6 with the capacity Cf of the fourth region RCf having a small degree of deterioration. Here, the reason why the calculated current integrated value C is compared with the capacity Cf of the fourth area RCf is that the degree of deterioration of the secondary battery 3 mounted on the vehicle is empirically deteriorated in the fourth area RCf. This is because most of them are rarely deteriorated to the third region or less. An embodiment that considers the case where the deterioration has occurred to the third region or less will be described later.

ステップS7において、上述したとおり本実施形態の二次電池3の電池容量は、C3>Cfの関係を有するので、C>Cfではない、つまりC≦Cfの場合には、劣化の程度が第4領域RCfにはないと判断し、ステップS9へ進み、劣化度の算出等、劣化に関する評価を実行しないで処理を終了する。これに対して、C>Cfの場合には劣化の程度が第4領域RCfにあると判断し、ステップS8へ進む。   In step S7, as described above, the battery capacity of the secondary battery 3 according to the present embodiment has a relationship of C3> Cf. Therefore, if C> Cf is not satisfied, that is, if C ≦ Cf, the degree of deterioration is the fourth. It is determined that it is not in the area RCf, the process proceeds to step S9, and the process ends without executing the evaluation regarding the deterioration such as the calculation of the degree of deterioration. On the other hand, when C> Cf, it is determined that the degree of deterioration is in the fourth region RCf, and the process proceeds to step S8.

ステップS8において、現在の二次電池3の充電容量Cnは、電流積算値Cに第1領域の容量C1と第2領域の容量C2と第3領域の容量C3とを加算したものとなる(Cn=C+C1+C2+C3)。すなわち、図5Bに示す例でいえば、点P3までの容量(C1+C2+C3)に電流積算値Cを加算したものとなる。なお、容量維持率は、Cn/Cf、劣化度は、(Cf−Cn)/Cfとして算出される。以上により、二次電池3の劣化が検出されるが、劣化の程度は、現在の電池容量そのものCnで表してもよいし、容量維持率や劣化度まで演算して表してもよい。   In step S8, the current charge capacity Cn of the secondary battery 3 is obtained by adding the capacity C1 of the first area, the capacity C2 of the second area, and the capacity C3 of the third area to the current integrated value C (Cn = C + C1 + C2 + C3). That is, in the example shown in FIG. 5B, the current integrated value C is added to the capacitance (C1 + C2 + C3) up to the point P3. The capacity retention ratio is calculated as Cn / Cf, and the degree of deterioration is calculated as (Cf-Cn) / Cf. As described above, the deterioration of the secondary battery 3 is detected, and the degree of the deterioration may be expressed by the current battery capacity itself Cn, or may be expressed by calculating the capacity maintenance rate or the degree of deterioration.

《第2制御例》
図3は、図1の劣化検出器11にて実行される処理の他例を示すフローチャートである。図2に示す処理例では、現在の二次電池3の電池容量が第4領域RCfにある場合は劣化を検出し、それ以外は評価しないこととしたが、本実施形態では、現在の二次電池3の電池容量が第3領域RC3又は第2領域RC2にある場合も含めて劣化を検出する。図3に示すステップS11〜S18は、図2のステップS1〜S8と同じであるため、その説明をここに援用し記載を省略する。
<< Second control example >>
FIG. 3 is a flowchart illustrating another example of the process performed by the deterioration detector 11 of FIG. In the processing example illustrated in FIG. 2, when the current battery capacity of the secondary battery 3 is in the fourth region RCf, the deterioration is detected, and other than that, the evaluation is not performed. The deterioration is detected including the case where the battery capacity of the battery 3 is in the third region RC3 or the second region RC2. Steps S11 to S18 shown in FIG. 3 are the same as steps S1 to S8 in FIG.

ステップS17において、C>Cfではない、つまりC≦Cfの場合には、劣化の程度が第4領域RCfにはないと判断し、ステップS19へ進む。ステップS19において、劣化検出器11は、電流積算器12から読み出される電流値と電流積算値とに基づいて、充電開始から電流値が減少するまでの電流積算値Crを算出する。二次電池3が第2領域RC2や第1領域RC1まで劣化していると、図8Aに示すように、充電を開始してからの電流値は急激に減少する。これに対して、二次電池3が第3領域RC3にある程度の劣化であれば、図8Bに示すように、充電を開始してから所定時間は電流値が維持され、その後電流値が減少する。このため、ステップS20において、充電開始から電流値が減少するまでの電流積算値Crが、ステップS16で算出された電流積算値Cの20%を超えるか否かを判断する。そして、電流積算値Crが、電流積算値Cの20%以下である場合は、二次電池3の劣化の程度が第2領域RC2以下まで進行していると判断し、ステップS22へ進み、劣化度の算出等、劣化に関する評価を実行しないで処理を終了する。   If C> Cf is not satisfied in step S17, that is, if C ≦ Cf, it is determined that the degree of deterioration is not in the fourth region RCf, and the process proceeds to step S19. In step S19, the deterioration detector 11 calculates a current integrated value Cr from the start of charging until the current value decreases based on the current value read from the current integrator 12 and the current integrated value. When the secondary battery 3 has deteriorated to the second area RC2 or the first area RC1, as shown in FIG. 8A, the current value after the start of charging rapidly decreases. On the other hand, if the secondary battery 3 has deteriorated to some extent in the third region RC3, as shown in FIG. 8B, the current value is maintained for a predetermined time after the start of charging, and thereafter, the current value decreases. . For this reason, in step S20, it is determined whether or not the current integrated value Cr from the start of charging until the current value decreases exceeds 20% of the current integrated value C calculated in step S16. If the current integrated value Cr is equal to or less than 20% of the current integrated value C, it is determined that the degree of deterioration of the secondary battery 3 has progressed to the second region RC2 or less, and the process proceeds to step S22, where the deterioration is determined. The processing is ended without performing the evaluation regarding the deterioration such as the calculation of the degree.

これに対して、電流積算値Crが、電流積算値Cの20を超える場合は、二次電池3の劣化の程度が第3領域RC3にあると判断し、ステップS21へ進む。ステップS21において、現在の二次電池3の充電容量Cnは、電流積算値Cに第1領域の容量C1と第2領域の容量C2とを加算したものとなる(Cn=C+C1+C2)。すなわち、図5Cに示す例でいえば、点P2までの容量(C1+C2)に電流積算値Cを加算したものとなる。なお、容量維持率は、Cn/Cf、劣化度は、(Cf−Cn)/Cfとして算出される。以上により、二次電池3の劣化が検出されるが、劣化の程度は、現在の電池容量そのものCnで表してもよいし、容量維持率や劣化度まで演算して表してもよい。 On the other hand, if the current integrated value Cr exceeds 20 % of the current integrated value C, it is determined that the degree of deterioration of the secondary battery 3 is in the third region RC3, and the process proceeds to step S21. In step S21, the current charging capacity Cn of the secondary battery 3 is obtained by adding the capacity C1 of the first area and the capacity C2 of the second area to the current integrated value C (Cn = C + C1 + C2). That is, in the example shown in FIG. 5C, the current integrated value C is added to the capacity (C1 + C2) up to the point P2. The capacity retention ratio is calculated as Cn / Cf, and the degree of deterioration is calculated as (Cf-Cn) / Cf. As described above, the deterioration of the secondary battery 3 is detected, and the degree of the deterioration may be expressed by the current battery capacity itself Cn, or may be expressed by calculating the capacity maintenance rate or the degree of deterioration.

《第3制御例》
図4は、図1の劣化検出器11にて実行される処理のさらなる他例を示すフローチャートである。AE信号の発生頻度の増加を2回検出すると、その間の電流積算値を算出することで、それが第1〜3領域RC1〜RC3のいずれであるかを特定することができる。本実施形態では、これを利用して領域RC1〜RC3を特定した上で、二次電池3の劣化を検出する。
<< Third control example >>
FIG. 4 is a flowchart showing still another example of the processing executed by the deterioration detector 11 of FIG. When an increase in the frequency of occurrence of the AE signal is detected twice, the integrated current value during that time is calculated, so that it can be specified which of the first to third regions RC1 to RC3. In the present embodiment, the deterioration of the secondary battery 3 is detected after specifying the regions RC1 to RC3 using this.

ステップS31において、劣化検出器11は、充電装置2から充電開始の信号を受信すると、必要に応じて車種特定器16により充電対象の車種を解析して二次電池3の仕様を特定する。また、AE検出器14からの検出信号を所定時間間隔で読み出し、単位時間当たりのAE信号の発生頻度を算出する。   In step S <b> 31, when the deterioration detector 11 receives the charge start signal from the charging device 2, the vehicle type specifying device 16 analyzes the vehicle type to be charged and specifies the specification of the secondary battery 3 as necessary. Further, the detection signal from the AE detector 14 is read out at predetermined time intervals, and the frequency of occurrence of the AE signal per unit time is calculated.

ステップS32において、劣化検出器11は、ステップS31で算出されたAE信号の発生頻度が増加したか否かを判断する。発生頻度の増加は前回の数値と今回の数値を比較し、その差が所定の閾値以上である場合に発生頻度が増加したと判断することができる。ステップ33において、劣化検出器11は、ステップS32においてAE信号の発生頻度の増加を検出したら(時間T1とする)、電流積算器12に対して第1の積算開始の信号を出力し、これにより電流積算器12は、充電装置2の充電回路21から二次電池3へ供給される電流を計測し、時間的な積算を開始する。   In step S32, the deterioration detector 11 determines whether the frequency of occurrence of the AE signal calculated in step S31 has increased. The increase in the occurrence frequency is compared with the previous value and the present value, and when the difference is equal to or more than a predetermined threshold value, it can be determined that the occurrence frequency has increased. In step 33, when the deterioration detector 11 detects an increase in the frequency of occurrence of the AE signal in step S32 (time T1), the deterioration detector 11 outputs a signal of the first integration start to the current integrator 12, whereby The current integrator 12 measures the current supplied from the charging circuit 21 of the charging device 2 to the secondary battery 3 and starts temporal integration.

ステップS34において、劣化検出器11は、ステップS31で算出されたAE信号の発生頻度が増加したか否かを判断する。発生頻度の増加は前回の数値と今回の数値を比較し、その差が所定の閾値以上である場合に発生頻度が増加したと判断することができる。ステップS34において、AE信号の発生頻度の増加が検出されない場合はステップS36へ進むが、AE信号の発生頻度の増加が検出されたら(時間T2とする)、電流積算器12に対して第2の積算開始の信号を出力し、これにより電流積算器12は、充電装置2の充電回路21から二次電池3へ供給される電流を計測し、時間的な積算を開始する。ステップS33及びS35の電流の積算処理は並行して実行される。   In step S34, the deterioration detector 11 determines whether the frequency of occurrence of the AE signal calculated in step S31 has increased. The increase in the occurrence frequency is compared with the previous value and the present value, and when the difference is equal to or more than a predetermined threshold value, it can be determined that the occurrence frequency has increased. In step S34, if the increase in the frequency of occurrence of the AE signal is not detected, the process proceeds to step S36. However, if the increase in the frequency of occurrence of the AE signal is detected (time T2), the current integrator 12 is given a second signal. A signal for starting integration is output, whereby the current integrator 12 measures the current supplied from the charging circuit 21 of the charging device 2 to the secondary battery 3 and starts temporal integration. The current integration processes in steps S33 and S35 are executed in parallel.

ステップS36において、劣化検出器11は、満充電検出器13から二次電池3が満充電に達した旨の信号を受信したか否かを判断し、受信しない場合は受信するまでステップS35及びS36を繰り返す。満充電検出器13は、二次電池3が満充電状態になったことを検出したら(時間T3とする)、劣化検出器11にその旨の信号を出力するが、劣化検出器11は、この信号を受信したらステップS37へ進む。ステップS37において、劣化検出器11は、電流積算器12へ積算の終了信号を出力するとともに算出された電流積算値を読み出す。本実施形態の場合には、時間T1〜T2までの電流積算値をC,時間T2〜T3までの電流積算値をC´とする。   In step S36, the deterioration detector 11 determines whether a signal indicating that the secondary battery 3 has reached full charge has been received from the full charge detector 13, and if not received, the steps S35 and S36 until the signal is received. repeat. When the full-charge detector 13 detects that the secondary battery 3 is fully charged (time T3), the full-charge detector 13 outputs a signal to that effect to the deterioration detector 11, and the deterioration detector 11 Upon receiving the signal, the process proceeds to step S37. In step S37, the deterioration detector 11 outputs an integration end signal to the current integrator 12, and reads the calculated integrated current value. In the case of the present embodiment, the current integrated value from time T1 to T2 is C, and the current integrated value from time T2 to T3 is C '.

ステップS38において、時間T1〜T2の間の電流積算値Cが第2領域の容量C2に等しいか否かを判断する。この場合に、電流積算値Cの算出誤差を考慮して容量C2に若干のマージンを設定してもよい。電流積算値Cが第2領域の容量C2に等しい場合は、検出された2回のAE信号の発生頻度の増加ポイントが点P1及びP2と判断できるから、ステップS39において、現在の二次電池3の充電容量Cnは、時間T2〜T3の間の電流積算値C´に第1領域の容量C1と第2領域の容量C2とを加算したものとなる(Cn=C´+C1+C2)。すなわち、図5Cに示す例でいえば、点P2までの容量(C1+C2)に時間T2〜T3の間の電流積算値C´を加算したものとなる。なお、容量維持率は、Cn/Cf、劣化度は、(Cf−Cn)/Cfとして算出される。   In step S38, it is determined whether or not the current integrated value C during the time T1 to T2 is equal to the capacity C2 of the second area. In this case, a slight margin may be set for the capacitor C2 in consideration of the calculation error of the current integrated value C. If the current integrated value C is equal to the capacity C2 of the second area, the points of increase in the frequency of occurrence of the two detected AE signals can be determined to be the points P1 and P2. Is a value obtained by adding the capacity C1 of the first area and the capacity C2 of the second area to the integrated current value C ′ during the time T2 to T3 (Cn = C ′ + C1 + C2). That is, in the example shown in FIG. 5C, the current integrated value C ′ between times T2 and T3 is added to the capacity (C1 + C2) up to the point P2. The capacity retention ratio is calculated as Cn / Cf, and the degree of deterioration is calculated as (Cf-Cn) / Cf.

ステップS38において、時間T1〜T2の間の電流積算値Cが第2領域の容量C2に等しくない場合は、ステップS40に進み、時間T1〜T2の間の電流積算値Cが第3領域の容量C3に等しいか否かを判断する。又はこれに代えて、時間T1〜T2の間の電流積算値Cが第1領域の容量C1に等しいか否かを判断してもよい。これらの場合に、電流積算値Cの算出誤差を考慮して容量C3,C1に若干のマージンを設定してもよい。   In step S38, if the current integrated value C during the time T1 to T2 is not equal to the capacity C2 of the second area, the process proceeds to step S40, and the current integrated value C during the time T1 to T2 is changed to the capacity of the third area. It is determined whether it is equal to C3. Alternatively, it may be determined whether or not the current integrated value C during the time T1 to T2 is equal to the capacity C1 of the first area. In these cases, a slight margin may be set for the capacitors C3 and C1 in consideration of the calculation error of the current integrated value C.

ステップS40において、電流積算値Cが第3領域の容量C3に等しい場合は、検出された2回のAE信号の発生頻度の増加ポイントが点P2及びP3と判断できるから、ステップS41において、現在の二次電池3の充電容量Cnは、時間T2〜T3の間の電流積算値C´に第1領域の容量C1と第2領域の容量C2と第3領域の容量C3とを加算したものとなる(Cn=C´+C1+C2+C3)。すなわち、図5Bに示す例でいえば、点P3までの容量(C1+C2+C3)に時間T2〜T3の間の電流積算値C´を加算したものとなる。なお、容量維持率は、Cn/Cf、劣化度は、(Cf−Cn)/Cfとして算出される。ステップS40において、電流積算値Cが第3領域の容量C3に等しくない場合は、ステップS42へ進み、劣化度の算出等、劣化に関する評価を実行しないで処理を終了する。以上により、二次電池3の劣化が検出されるが、劣化の程度は、現在の電池容量そのものCnで表してもよいし、容量維持率や劣化度まで演算して表してもよい。   In step S40, if the current integrated value C is equal to the capacitance C3 in the third area, the points of increase in the frequency of occurrence of the two detected AE signals can be determined to be points P2 and P3. The charge capacity Cn of the secondary battery 3 is obtained by adding the capacity C1 of the first area, the capacity C2 of the second area, and the capacity C3 of the third area to the current integrated value C ′ during the time T2 to T3. (Cn = C '+ C1 + C2 + C3). That is, in the example shown in FIG. 5B, the current integrated value C ′ between times T2 and T3 is added to the capacity (C1 + C2 + C3) up to the point P3. The capacity retention ratio is calculated as Cn / Cf, and the degree of deterioration is calculated as (Cf-Cn) / Cf. In step S40, if the current integrated value C is not equal to the capacity C3 of the third area, the process proceeds to step S42, and the process ends without executing the evaluation regarding the deterioration such as the calculation of the degree of deterioration. As described above, the deterioration of the secondary battery 3 is detected, and the degree of the deterioration may be expressed by the current battery capacity itself Cn, or may be expressed by calculating the capacity maintenance rate or the degree of deterioration.

以上のとおり、本実施形態の二次電池の劣化検出装置1によれば、二次電池3の外部からAE信号の発生頻度の増加ポイントを検出し、そこからの電流積算値を算出するだけで、充放電時中であっても、また開放電圧を用いることなく、二次電池の劣化を精度よく検出することができる。なお、二次電池の劣化の検出は、容量維持率、劣化度又は現在の満充電容量のいずれであってもよい。   As described above, according to the secondary battery deterioration detection device 1 of the present embodiment, it is only necessary to detect an increase point of the occurrence frequency of the AE signal from outside the secondary battery 3 and calculate the current integrated value therefrom. Even during charging / discharging, deterioration of the secondary battery can be accurately detected without using an open circuit voltage. The detection of the deterioration of the secondary battery may be any of the capacity maintenance rate, the degree of deterioration, and the current full charge capacity.

特に本実施形態の劣化検出装置1によれば、劣化の程度が異なる二次電池3であっても、充放電時においてAE信号の発生頻度が増加するポイント(電池容量ポイント)は変動せず、またこの増加ポイントから満充電までの電流積算値は劣化の程度に相関するという知見を用いていることから、電流積算値が小さいほど劣化の程度を大きく検出することで、二次電池の劣化を精度よく検出することができる。   In particular, according to the deterioration detection device 1 of the present embodiment, even when the secondary batteries 3 have different degrees of deterioration, the point at which the frequency of occurrence of the AE signal increases during charging and discharging (the battery capacity point) does not change. In addition, since the knowledge that the integrated current value from this increase point to the full charge correlates with the degree of deterioration is used, the smaller the integrated current value is, the larger the degree of deterioration is detected, and the deterioration of the secondary battery is reduced. Accurate detection is possible.

また本実施形態の二次電池の劣化検出装置1によれば、二次電池3の電池容量が第4領域RCfにある場合のみならず、第3領域RC3や第2領域RC2にある場合にも劣化を検出できるので、幅広く劣化のデータを収集することができる。逆に、二次電池3の劣化の程度が極めて大きい場合には劣化を検出しないので、有効なデータのみを収集することができる。   According to the secondary battery deterioration detection device 1 of the present embodiment, not only when the battery capacity of the secondary battery 3 is in the fourth region RCf, but also when the battery capacity is in the third region RC3 and the second region RC2. Since deterioration can be detected, data on deterioration can be widely collected. Conversely, if the degree of deterioration of the secondary battery 3 is extremely large, no deterioration is detected, so that only valid data can be collected.

また本実施形態の二次電池の劣化検出装置1によれば、車種特定器16によって劣化対象となる二次電池3が搭載された車種から当該二次電池3の仕様を特定し、当該二次電池3に適した電御マップを選択するので、二次電池3の劣化をより精度よく検出することができる。   Further, according to the secondary battery deterioration detection device 1 of the present embodiment, the specification of the secondary battery 3 is specified by the vehicle type specifying device 16 from the vehicle type on which the secondary battery 3 to be deteriorated is mounted, and Since the control map suitable for the battery 3 is selected, the deterioration of the secondary battery 3 can be detected with higher accuracy.

1…劣化検出装置
11…劣化検出器
12…電流積算器
13…満充電検出器
14…AE検出器
15…記憶器
16…車種特定器
2…充電装置
21…充電回路
3…二次電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Deterioration detection apparatus 11 ... Deterioration detector 12 ... Current accumulator 13 ... Full charge detector 14 ... AE detector 15 ... Storage device 16 ... Car type identification device 2 ... Charging device 21 ... Charging circuit 3 ... Secondary battery

Claims (8)

負極にグラファイト系活物質を含み、劣化によって、電池容量に対する負極電位のプロファイルと、前記プロファイルに対するアコースティックエミッション信号の発生頻度の増加ポイントと、が変動しない二次電池の劣化検出装置であって、
前記二次電池の充電電流の電流積算値を算出する積算器と、
前記二次電池から発生する前記アコースティックエミッション信号を検出するAE検出器と、
前記二次電池が満充電状態であることを検出する満充電検出器と、
前記アコースティックエミッション信号の発生頻度の増加が検出されてから前記満充電状態が検出されるまでの間の前記電流積算値に基づいて、前記二次電池の劣化を検出する劣化検出器と、を備える二次電池の劣化検出装置。
Look containing graphite-based active material in the negative electrode, the deterioration, a deterioration detecting device for a secondary battery and a profile of the negative electrode potential with respect to battery capacity, an increase point in the frequency of acoustic emission signal for the profile, is not changed ,
An integrator for calculating a current integrated value of the charging current of the secondary battery,
And AE detector for detecting the acoustic emission signal generated from the secondary battery,
A full charge detector that detects that the secondary battery is in a fully charged state,
A deterioration detector that detects deterioration of the secondary battery based on the current integrated value from when an increase in the frequency of occurrence of the acoustic emission signal is detected to when the full charge state is detected. Deterioration detection device for secondary batteries.
前記劣化検出器は、容量維持率、劣化度又は現在の満充電容量の少なくともいずれかを算出することで、前記二次電池の劣化を検出する請求項1に記載の二次電池の劣化検出装置。   2. The secondary battery deterioration detection device according to claim 1, wherein the deterioration detector detects the deterioration of the secondary battery by calculating at least one of a capacity maintenance ratio, a deterioration degree, and a current full charge capacity. 3. . 前記劣化検出器は、前記電流積算値が小さいほど、劣化の程度を大きく検出する請求項1又は2に記載の二次電池の劣化検出装置。   The deterioration detection device for a secondary battery according to claim 1, wherein the deterioration detector detects a degree of deterioration as the current integrated value decreases. 劣化の程度がゼロである二次電池における、アコースティックエミッション信号の発生頻度が増加する時点の二次電池の残容量と満充電容量との容量差の関係情報を記憶する記憶器を備え、
前記劣化検出器は、前記電流積算値と前記容量差とを比較し、前記容量差に対して前記電流積算値が小さいほど、劣化の程度を大きく検出する請求項1〜3のいずれか一項に記載の二次電池の劣化検出装置。
In a secondary battery having a degree of deterioration of zero, a storage device for storing relationship information of a capacity difference between the remaining capacity and the full charge capacity of the secondary battery at the time when the frequency of occurrence of the acoustic emission signal increases,
The deterioration detector compares the current integrated value with the capacitance difference, and detects a degree of deterioration as the current integrated value is smaller with respect to the capacitance difference. 2. The deterioration detection device for a secondary battery according to claim 1.
前記劣化検出器は、
充電開始後に最初にアコースティックエミッション信号の発生頻度が増加した第1の時点から、次にアコースティックエミッション信号の発生頻度が増加した第2の時点までの電流積算値を前記積算器によって検出し、当該検出された電流積算値と前記容量差とを比較して前記第1の時点及び/又は第2の時点における充電容量を特定し、
前記特定された充電容量と、前記第2の時点から前記満充電状態が検出されるまでの電流積算値とに基づいて、前記二次電池の劣化を検出する請求項4に記載の二次電池の劣化検出装置。
The deterioration detector,
The integrator detects an integrated current value from the first time point at which the frequency of occurrence of the acoustic emission signal first increases after the start of charging to the second time point at which the frequency of occurrence of the acoustic emission signal subsequently increases. Comparing the obtained current integrated value with the capacity difference to specify the charging capacity at the first time point and / or the second time point;
5. The secondary battery according to claim 4, wherein deterioration of the secondary battery is detected based on the specified charging capacity and an integrated current value from the second time point to the detection of the full charge state. 6. Deterioration detection device.
前記劣化検出器は、前記第1の時点から前記第2の時点までの電流積算値が、前記特定された充電容量未満である場合に、前記二次電池の劣化を検出しない請求項5に記載の二次電池の劣化検出装置。   The said deterioration detector does not detect the deterioration of the said secondary battery, when the integrated current value from the said 1st time to the said 2nd time is less than the said specified charging capacity. Secondary battery deterioration detection device. 前記二次電池が搭載された車両の車種を特定する車種特定器を備え、
前記劣化検出器は、特定された車種に応じた容量差の関係情報を選択する請求項4〜6のいずれか一項に記載の二次電池の劣化検出装置。
A vehicle type specifying device that specifies a vehicle type of a vehicle equipped with the secondary battery,
The deterioration detection device for a secondary battery according to claim 4, wherein the deterioration detector selects information on a capacity difference according to the identified vehicle type.
負極にグラファイト系活物質を含み、劣化によって、電池容量に対する負極電位のプロファイルと、前記プロファイルに対するアコースティックエミッション信号の発生頻度の増加ポイントと、が変動しない二次電池の劣化検出方法であって、
前記二次電池から発生する前記アコースティックエミッション信号の発生頻度の増加を検出し、
前記発生頻度の増加を検出したら前記二次電池の充電電流の電流積算値の算出を開始し、
前記二次電池が満充電状態であることを検出し、
前記アコースティックエミッション信号の発生頻度の増加が検出されてから前記満充電状態が検出されるまでの間の前記電流積算値を算出し、
前記電流積算値に基づいて、前記二次電池の劣化を検出する二次電池の劣化検出方法。
Look containing graphite-based active material in the negative electrode, the deterioration, and profile of the negative electrode potential with respect to battery capacity, an increase point in the frequency of acoustic emission signal for the profile, is a deterioration detecting method for a secondary battery that does not vary ,
Detecting an increase in the frequency of the acoustic emission signal generated from the secondary battery,
When the increase in the occurrence frequency is detected, the calculation of the integrated current value of the charging current of the secondary battery is started,
Detecting that the secondary battery is fully charged,
Calculating the current integrated value from when the increase in the frequency of occurrence of the acoustic emission signal is detected until the full charge state is detected,
A secondary battery deterioration detection method for detecting the deterioration of the secondary battery based on the integrated current value.
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