JP6717244B2 - Secondary battery reuse determination system - Google Patents

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Description

本開示は、二次電池の再利用判定システムに関し、より特定的には、回収された二次電池が再利用できるか否かを判定する技術に関する。 The present disclosure relates to a secondary battery reuse determination system, and more particularly to a technique for determining whether or not a recovered secondary battery can be reused.

ハイブリッド車および電気自動車などの電動車両には、走行用の組電池が搭載されている。この組電池は、時間が経過したり走行距離が長くなったりするに従って劣化する。組電池は、たとえば電動車両の廃車の際に電動車両から取り外されて回収され、その劣化の進行度合いに応じて再利用できるか否かが判定される。 Electric vehicles such as hybrid vehicles and electric vehicles are equipped with a battery pack for traveling. This battery pack deteriorates as time passes and the traveling distance increases. The assembled battery is removed and collected from the electric vehicle, for example, when the electric vehicle is scrapped, and it is determined whether or not it can be reused according to the degree of deterioration thereof.

この判定手法に関し、様々な技術が提案されている。たとえば特開２０１４−０２０８１８号公報（特許文献１）は、組電池の開放電圧、内部抵抗値および満充電容量を評価パラメータとして、組電池の再利用が可能であるか否かを判定する技術を開示する。 Various techniques have been proposed for this determination method. For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2014-020818 (Patent Document 1) discloses a technique for determining whether or not the assembled battery can be reused by using the open-circuit voltage, the internal resistance value, and the full charge capacity of the assembled battery as evaluation parameters. Disclose.

特開２０１４−０２０８１８号公報JP, 2014-020818, A 特開２０１１−２４７８４１号公報JP, 2011-247841, A 特開２０１０−０４５００２号公報JP, 2010-045002, A

一般に、組電池の再利用判定では、組電池の劣化の進行度合いを評価するためのパラメータの１つとして内部抵抗が用いられる（たとえば特許文献１参照）。より詳細には、組電池の内部抵抗が所定のしきい値未満の場合には、当該組電池は再利用できると判定され、組電池の内部抵抗がしきい値以上の場合には、当該組電池は再利用できないと判定される。 Generally, in the reuse determination of the assembled battery, the internal resistance is used as one of the parameters for evaluating the degree of progress of deterioration of the assembled battery (see, for example, Patent Document 1). More specifically, when the internal resistance of the battery pack is less than a predetermined threshold value, the battery pack is determined to be reusable, and when the internal resistance of the battery pack is equal to or higher than the threshold value, the battery pack is determined to be reusable. It is determined that the battery cannot be reused.

ここで、充放電が行なわれない状態で組電池が放置された場合（たとえば数時間〜数十時間以上放置された場合）に、時間の経過とともに組電池の内部抵抗が増加する現象が生じ得ることが知られている。この内部抵抗の増加分を以下では「放置抵抗」とも称する。 Here, when the assembled battery is left uncharged and discharged (for example, left for several hours to several tens of hours or more), the internal resistance of the assembled battery may increase over time. It is known. The increase in the internal resistance is also referred to as "stand-by resistance" below.

本発明者は、組電池の再利用判定における放置抵抗の影響に着目した。放置抵抗は、一旦生じると、その状態が必ずしも維持されるのではなく、組電池の放置終了後（すなわち組電池の充放電開始後）のＳＯＣ（State Of Charge）の変化態様に応じて低減（解消）され得る。このことを考慮しないと、組電池を再利用できるか否かを正確に判定することができない可能性がある。 The present inventor paid attention to the influence of the standing resistance in the reuse determination of the assembled battery. The standing resistance, once generated, is not always maintained, but is reduced in accordance with the state of change of SOC (State Of Charge) after the end of the standing of the assembled battery (that is, after the charging/discharging of the assembled battery is started). Can be resolved). If this is not taken into consideration, it may not be possible to accurately determine whether or not the assembled battery can be reused.

本開示は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、回収された組電池（二次電池）が再利用できるか否かを判定する再利用判定システムにおいて、組電池の再利用の可否の判定精度を向上させることである。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and an object of the present disclosure is to reuse a battery pack in a reuse determination system that determines whether a collected battery pack (secondary battery) can be reused. It is to improve the accuracy of determination of availability.

本開示のある局面に従うシステムは、回収された二次電池が再利用できるか否かを判定する、二次電池の再利用判定システムである。この再利用判定システムは、二次電池の充放電が可能に構成された充放電装置と、充放電装置を制御する制御装置とを備える。制御装置は、（１）二次電池の満充電容量と、充放電が行なわれずに二次電池が放置された放置期間と、放置期間中の二次電池のＳＯＣ（State Of Charge）および温度とに関する情報を取得し、（２）放置期間における二次電池の内部抵抗の増加量を示す放置抵抗を情報を用いて推定し、（３）放置抵抗により定められる条件に従って、放置抵抗を低減するための充放電である「リフレッシュ充放電」を実行するように充放電装置を制御し、（４）リフレッシュ充放電の実行後に二次電池の内部抵抗を推定し、推定された内部抵抗を用いて二次電池が再利用できるか否かを判定する。 A system according to an aspect of the present disclosure is a secondary battery reuse determination system that determines whether or not a recovered secondary battery can be reused. This reuse determination system includes a charging/discharging device configured to charge/discharge the secondary battery, and a control device that controls the charging/discharging device. (1) The full charge capacity of the secondary battery, the leaving period during which the secondary battery is left uncharged and discharged, the SOC (State Of Charge) and temperature of the secondary battery during the leaving period, and Information, and (2) estimating the leaving resistance, which indicates the amount of increase in the internal resistance of the secondary battery during the leaving period, using the information, and (3) reducing the leaving resistance according to the conditions determined by the leaving resistance. The charging/discharging device is controlled to execute "refresh charging/discharging" which is the charging/discharging of the secondary battery, and (4) the internal resistance of the secondary battery is estimated after the refresh charging/discharging is executed, and the estimated internal resistance is used to It is determined whether the next battery can be reused.

上記構成によれば、詳細は後述するが、各種情報を用いて二次電池の放置抵抗が推定される（上記（１），（２））。そして、放置抵抗に応じてリフレッシュ充放電が実行される（上記（３））。これにより、放置抵抗を十分に低減（解消）した後に、言い換えると、放置抵抗の影響が低減（除外）された状態で、二次電池の再利用の可否を判定することができる（上記（４））。したがって、二次電池の再利用の可否の判定精度を向上させることができる。 According to the above configuration, although the details will be described later, the standing resistance of the secondary battery is estimated using various information ((1) and (2) above). Then, refresh charge/discharge is executed according to the standing resistance ((3) above). With this, it is possible to determine whether or not the secondary battery can be reused in a state where the effect of the standing resistance is reduced (excluded) after sufficiently reducing (eliminating) the standing resistance (the above (4 )). Therefore, the accuracy of determining whether or not the secondary battery can be reused can be improved.

本開示によれば、回収された二次電池が再利用できるか否かを判定する再利用判定システムにおいて、二次電池の再利用の可否の判定精度を向上させることができる。 According to the present disclosure, in the reuse determination system that determines whether or not the recovered secondary battery can be reused, it is possible to improve the determination accuracy of whether or not the secondary battery can be reused.

車載用組電池の再利用を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the reuse of an on-vehicle assembled battery. 組電池に含まれる各セルの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of each cell contained in an assembled battery. 図１に示した判定システムの構成を概略的に示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows schematically the structure of the determination system shown in FIG. 本実施の形態における組電池の再利用方法を説明するためのフローチャートである。5 is a flowchart for explaining a method of reusing the battery pack in the present embodiment. 組電池の放置期間Ｔと放置抵抗Ｒｈとの関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between leaving period T of an assembled battery and leaving resistance Rh. 組電池の容量劣化率と放置抵抗Ｒｈとの関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the capacity deterioration rate of an assembled battery, and leaving resistance Rh. 本実施の形態におけるマップの一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of the map in this Embodiment. 組電池のリフレッシュ条件の決定手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the determination method of the refresh condition of an assembled battery.

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

［実施の形態］
以下に示す実施の形態においては、二次電池の再利用の一例として、車載用組電池を再利用する場合を例に説明する。しかし、本開示において、再利用の可否の判定対象とする二次電池の用途は、車載用に限定されない。さらに、本開示に係る「二次電池」は組電池に限定されるものでもなく、単電池（セル）の状態であってもよい。 [Embodiment]
In the following embodiments, as an example of reusing the secondary battery, a case of reusing the on-vehicle assembled battery will be described as an example. However, in the present disclosure, the application of the secondary battery, which is the determination target of the reusability, is not limited to the vehicle mounting. Furthermore, the “secondary battery” according to the present disclosure is not limited to the assembled battery, and may be in the state of a single battery (cell).

＜車載用組電池の再利用＞
図１は、車載用組電池の再利用を説明するための概念図である。図１を参照して、車両１は、ハイブリッド車、電気自動車または燃料自動車である。車両１には、走行用の組電池１０が搭載されている。組電池１０は、たとえばリチウムイオン二次電池の組電池であって、複数のセル１１（図２参照）を含む。組電池１０は、ディーラ（販売店）または修理工場等において車両１から取り外されて回収される。 <Reuse of in-vehicle assembled battery>
FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining reuse of an on-vehicle assembled battery. Referring to FIG. 1, vehicle 1 is a hybrid vehicle, an electric vehicle, or a fuel vehicle. A vehicle-mounted battery pack 10 is mounted on the vehicle 1. The assembled battery 10 is, for example, an assembled battery of a lithium ion secondary battery and includes a plurality of cells 11 (see FIG. 2). The assembled battery 10 is detached from the vehicle 1 and collected at a dealer (dealer), a repair shop, or the like.

回収された組電池１０は、判定システム３により、再利用できるか否かが判定される。再利用可能と判定された組電池は、他の車両２Ａに搭載されたり、工場２Ｂにおける定置用組電池として再利用されたりする。定置用組電池の用途は特に限定されず、住宅または店舗等において使用されてもよい。一方、再利用可能と判定された組電池には、その材料を再資源化するためのリサイクルが行なわれる。 The collected battery pack 10 is judged by the judgment system 3 whether or not it can be reused. The assembled battery determined to be reusable is installed in another vehicle 2A or is reused as a stationary assembled battery in the factory 2B. The application of the stationary battery pack is not particularly limited, and may be used in a house or a store. On the other hand, the assembled battery determined to be reusable is recycled to recycle the material.

なお、組電池の再利用は、リユースおよびリビルトに大別される。リユースの場合、回収された組電池は、出荷検査を経て、そのままリユース品として出荷される。リビルトの場合、たとえば、回収された組電池は、一旦単電池に分解される。分解された単電池のうちそのまま利用可能な単電池が組み合わされ、新たな組電池が製造される。新たに製造された組電池は、出荷検査を経て、リビルト品として出荷される。以下に説明する実施の形態において、組電池の再利用とは、リユースおよびリビルトを包括したものである。 Reuse of the assembled battery is roughly classified into reuse and rebuild. In the case of reuse, the collected battery pack undergoes a shipping inspection and is directly shipped as a reused product. In the case of rebuilding, for example, the collected assembled battery is once disassembled into single cells. Out of the disassembled cells, the cells that can be used as they are are combined to produce a new assembled battery. The newly manufactured assembled battery undergoes a shipping inspection and is shipped as a rebuilt product. In the embodiments described below, reuse of a battery pack includes reuse and rebuild.

＜組電池の構成＞
図２は、組電池１０に含まれる各セル１１の構成の一例を示す図である。セル１１のケース１１１上面は蓋体１１２によって封止されている。蓋体１１２には、正極端子１１３および負極端子１１４が設けられる。正極端子１１３および負極端子１１４の各々の一方端は、蓋体１１２から外部に突出している。正極端子１１３および負極端子１１４の各々の他方端は、ケース１１１内部において、内部正極端子および内部負極端子（いずれも図示せず）にそれぞれ電気的に接続されている。 <Composition of assembled battery>
FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of each cell 11 included in the assembled battery 10. The upper surface of the case 111 of the cell 11 is sealed by a lid 112. The lid 112 is provided with a positive electrode terminal 113 and a negative electrode terminal 114. One end of each of the positive electrode terminal 113 and the negative electrode terminal 114 projects to the outside from the lid body 112. The other end of each of the positive electrode terminal 113 and the negative electrode terminal 114 is electrically connected to an internal positive electrode terminal and an internal negative electrode terminal (neither is shown) inside the case 111.

ケース１１１内部には電極体１１５が収容されている（図２ではケース１１１を透視して破線で示す）。電極体１１５は、たとえば、セパレータ１１８を介して積層された正極シート１１６と負極シート１１７とが筒状に捲回されることにより形成されている。 The electrode body 115 is housed inside the case 111 (in FIG. 2, the case 111 is seen through and shown by a broken line). The electrode body 115 is formed, for example, by winding a positive electrode sheet 116 and a negative electrode sheet 117, which are laminated via a separator 118, in a tubular shape.

正極シート１１６は、集電箔と、集電箔の表面に形成された正極活物質層（正極活物質、導電材およびバインダを含む層）とを含む。同様に、負極シート１１７は、集電箔と、集電箔の表面に形成された負極活物質層（負極活物質、導電材およびバインダを含む層）とを含む。セパレータ１１８は、正極活物質層および負極活物質層の両方に接するように設けられている。電極体１１５（正極活物質層、負極活物質層およびセパレータ１１８）は、電解液により含浸されている。 The positive electrode sheet 116 includes a current collector foil and a positive electrode active material layer (a layer including a positive electrode active material, a conductive material and a binder) formed on the surface of the current collector foil. Similarly, the negative electrode sheet 117 includes a current collector foil and a negative electrode active material layer (a layer including a negative electrode active material, a conductive material, and a binder) formed on the surface of the current collector foil. The separator 118 is provided so as to be in contact with both the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. The electrode body 115 (the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer and the separator 118) is impregnated with an electrolytic solution.

正極シート１１６、負極シート１１７、セパレータ１１８および電解液の材料としては、従来公知の各種材料を用いることができる。一例として、正極シート１１６の正極活物質には、ニッケルが用いられる。正極活物質は、ニッケルに加えて、たとえばコバルト、マンガン、アルミニウム等の他の金属のうちの少なくとも１つをさらに含む。正極活物質は、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）であってもよい。負極シート１１７には、たとえばカーボンが用いられる。セパレータ１１８には、たとえばポリオレフィンが用いられる。電解液は、有機溶媒と、リチウムイオンと、添加剤とを含む。 As the materials for the positive electrode sheet 116, the negative electrode sheet 117, the separator 118, and the electrolytic solution, various conventionally known materials can be used. As an example, nickel is used for the positive electrode active material of the positive electrode sheet 116. The positive electrode active material further contains at least one of other metals such as cobalt, manganese, and aluminum in addition to nickel. The positive electrode active material may be lithium nickel oxide (LiNiO 2 ). Carbon is used for the negative electrode sheet 117, for example. Polyolefin is used for the separator 118, for example. The electrolytic solution contains an organic solvent, lithium ions, and an additive.

ただし、セル１１の構成要素の材料は、上記の材料に限定されるものではない。また、電極体１１５を捲回体にすることは必須ではなく、電極体１１５は捲回されていない積層体であってもよい。さらに、図２には角型電池の例を示すが、各セル１１の形状は任意の形状とすることができ、たとえば円筒型電池であってもよい。 However, the materials of the constituent elements of the cell 11 are not limited to the above materials. Further, it is not essential that the electrode body 115 is a wound body, and the electrode body 115 may be a non-wound laminated body. Further, although an example of the prismatic battery is shown in FIG. 2, the shape of each cell 11 may be any shape, and may be, for example, a cylindrical battery.

＜組電池の放置＞
一般に、組電池の再利用判定では、組電池の劣化の進行度合いを評価するためのパラメータの１つとして内部抵抗が用いられる。より詳細には、組電池の内部抵抗が所定のしきい値（たとえば後述のＲｔｈ）未満の場合には、当該組電池は再利用できると判定され、組電池の内部抵抗がしきい値以上の場合には、当該組電池は再利用できないと判定される。 <Leave the battery pack>
Generally, in the reuse determination of the assembled battery, the internal resistance is used as one of the parameters for evaluating the degree of progress of deterioration of the assembled battery. More specifically, when the internal resistance of the battery pack is less than a predetermined threshold value (for example, Rth described later), it is determined that the battery pack can be reused, and the internal resistance of the battery pack is equal to or higher than the threshold value. In this case, it is determined that the battery pack cannot be reused.

組電池１０では、充放電が行なわれない状態で組電池１０が放置された場合に、時間の経過とともに組電池１０の内部抵抗が増加する現象が生じ得る。この内部抵抗の増加分を「放置抵抗Ｒｈ」と記載する。 In the assembled battery 10, when the assembled battery 10 is left uncharged and discharged, the internal resistance of the assembled battery 10 may increase over time. The increase in the internal resistance is referred to as "standing resistance Rh".

本発明者は、組電池の再利用判定における放置抵抗Ｒｈの影響に着目した。放置抵抗Ｒｈは、一旦生じると、その状態が必ずしも維持されるのではなく、組電池１０の放置終了後（すなわち組電池１０の充放電開始後）のＳＯＣの変化態様に応じて低減（解消）され得る。このことを考慮しないと、組電池１０を再利用できるか否かを正確に判定することができない可能性がある。 The present inventor has focused on the influence of the standing resistance Rh in the reuse determination of the assembled battery. The standing resistance Rh, once generated, does not always maintain the state, but decreases (eliminates) according to the SOC change mode after the assembled battery 10 is left standing (that is, after charging and discharging of the assembled battery 10). Can be done. If this is not taken into consideration, it may not be possible to accurately determine whether or not the assembled battery 10 can be reused.

そこで、本実施の形態においては、判定システム３を用いることで、各種情報から放置抵抗Ｒｈを推定する。さらに、推定された放置抵抗Ｒｈにより定められた条件に従って、放置抵抗Ｒｈを低減（解消）するための充放電である「リフレッシュ充放電」を実行する。そして、このリフレッシュ充放電を実行することによって放置抵抗Ｒｈを十分に低減（あるいは解消）した後に、組電池１０の再利用の可否を判定する。これにより、以下に説明するように、組電池１０の再利用の可否の判定精度を向上させることができる。 Therefore, in the present embodiment, the determination system 3 is used to estimate the standing resistance Rh from various information. Further, according to the condition defined by the estimated standing resistance Rh, "refresh charging/discharging", which is the charging/discharging for reducing (eliminating) the standing resistance Rh, is executed. Then, after performing the refresh charge/discharge to sufficiently reduce (or eliminate) the standing resistance Rh, it is determined whether or not the assembled battery 10 can be reused. As a result, the accuracy of determining whether or not the battery pack 10 can be reused can be improved, as described below.

図３は、図１に示した判定システム３の構成を概略的に示す回路ブロック図である。図３を参照して、判定システム３は、車両１から回収された組電池１０が設置可能に構成される。判定システム３は、判定装置３００と、インバータ３１０と、コンバータ３２０と、電圧センサ３３０と、電流センサ３４０と、温度センサ３５０とを備える。 FIG. 3 is a circuit block diagram schematically showing the configuration of the determination system 3 shown in FIG. Referring to FIG. 3, determination system 3 is configured such that assembled battery 10 collected from vehicle 1 can be installed. The determination system 3 includes a determination device 300, an inverter 310, a converter 320, a voltage sensor 330, a current sensor 340, and a temperature sensor 350.

インバータ３１０は、判定装置３００からの指令に応答して、外部電源（たとえば系統電源）４Ａから供給された交流電力を直流電力に変換し、組電池１０を充電する。 Inverter 310 converts the AC power supplied from external power supply (for example, system power supply) 4A into DC power in response to a command from determination device 300, and charges assembled battery 10.

コンバータ３２０は、判定装置３００からの指令に応答して、組電池１０から放電された直流電力の電圧変換を行ない、外部負荷４Ｂに供給する。外部負荷４Ｂは、組電池１０から供給された電力を消費する。なお、インバータ３１０およびコンバータ３２０は、本開示に係る「充放電装置」に相当する。 In response to a command from determination device 300, converter 320 performs voltage conversion of the DC power discharged from battery pack 10 and supplies the DC power to external load 4B. The external load 4B consumes the electric power supplied from the assembled battery 10. The inverter 310 and the converter 320 correspond to the “charging/discharging device” according to the present disclosure.

電圧センサ３３０は、組電池１０（各セル１１または複数のセル１１から構成されるモジュールであってもよい）の電圧Ｖｂを検出する。電流センサ３４０は、組電池１０に入出力される電流Ｉｂを検出する。温度センサ３５０は、組電池１０の温度Ｔｂを検出する。各センサは、その検出結果を示す信号を判定装置３００に出力する。 The voltage sensor 330 detects the voltage Vb of the assembled battery 10 (which may be each cell 11 or a module including a plurality of cells 11 ). The current sensor 340 detects the current Ib input/output to/from the battery pack 10. The temperature sensor 350 detects the temperature Tb of the battery pack 10. Each sensor outputs a signal indicating the detection result to the determination device 300.

判定装置（制御装置）３００は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリと、入出力インターフェイスとを含んで構成される。判定装置３００は、各センサからの信号に基づき、予めＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵがＲＡＭに読み出して実行することによって、組電池１０の劣化の進行度合い（放置抵抗Ｒｈを含む）を推定するとともに、組電池１０のリフレッシュ充放電（リフレッシュ量およびリフレッシュ回数）を制御する。 Although not shown, the determination device (control device) 300 is configured to include a CPU (Central Processing Unit), memories such as ROM (Read Only Memory) and RAM (Random Access Memory), and an input/output interface. It The determination device 300 estimates the degree of progress of deterioration of the assembled battery 10 (including the standing resistance Rh) by the CPU reading a program stored in the ROM in advance into the RAM and executing the program based on the signal from each sensor. At the same time, the refresh charge/discharge of the battery pack 10 (refresh amount and refresh frequency) is controlled.

より具体的には、判定装置３００は、データ取得部３０１と、充放電制御部３０２と、放置抵抗推定部３０３と、リフレッシュ条件決定部３０４と、再利用可否判定部３０５と、表示部３０６とを含む。 More specifically, the determination device 300 includes a data acquisition unit 301, a charge/discharge control unit 302, a standing resistance estimation unit 303, a refresh condition determination unit 304, a reusability determination unit 305, and a display unit 306. including.

データ取得部３０１は、各センサ（電圧センサ３３０、電流センサ３４０および温度センサ３５０）からの信号を受け、組電池１０に関する様々なデータ（情報）、より具体的には、組電池１０の満充電容量、充放電が行なわれずに組電池１０が放置された放置期間Ｔ、放置期間Ｔ中の組電池の温度ＴｂおよびＳＯＣに関するデータを取得する。各データの取得手法の詳細については後述する。データ取得部３０１は、取得したデータを充放電制御部３０２および放置抵抗推定部３０３に出力する。 The data acquisition unit 301 receives signals from each sensor (voltage sensor 330, current sensor 340, and temperature sensor 350) and receives various data (information) about the battery pack 10, more specifically, the battery pack 10 is fully charged. Data relating to the capacity, the leaving period T in which the assembled battery 10 is left without being charged/discharged, the temperature Tb of the assembled battery during the leaving period T, and the SOC are acquired. Details of the acquisition method of each data will be described later. The data acquisition unit 301 outputs the acquired data to the charge/discharge control unit 302 and the standing resistance estimation unit 303.

充放電制御部３０２は、組電池１０の充放電（リフレッシュ充放電を含む）を制御する。より具体的には、充放電制御部３０２は、各センサからの信号を監視しながら、組電池１０が充電されるようにインバータ３１０を制御したり、組電池１０が放電されるようにコンバータ３２０を制御したりする。 The charge/discharge control unit 302 controls charge/discharge (including refresh charge/discharge) of the battery pack 10. More specifically, the charge/discharge control unit 302 controls the inverter 310 so that the battery pack 10 is charged, or the converter 320 so that the battery pack 10 is discharged, while monitoring the signals from the sensors. To control.

放置抵抗推定部３０３は、データ取得部３０１により取得されたデータに基づいて、組電池１０の放置抵抗Ｒｈを推定する。この推定手法の詳細についても後述する。 The left resistance estimation unit 303 estimates the left resistance Rh of the battery pack 10 based on the data acquired by the data acquisition unit 301. The details of this estimation method will also be described later.

リフレッシュ条件決定部３０４は、放置抵抗推定部３０３により推定された放置抵抗Ｒｈに応じたリフレッシュ充放電の条件（リフレッシュ条件とも称する）を決定する。ここで、リフレッシュ条件とは、リフレッシュ充放電の充放電量（リフレッシュ充電を実行する際の充電量およびリフレッシュ放電を実行する際の放電量）と、リフレッシュ充放電の回数（リフレッシュ充電を実行する際の充電回数およびリフレッシュ放電を実行する際の放電回数）とのうちの少なくとも一方を含む。なお、リフレッシュ充放電の充放電量に代えて、リフレッシュ充放電による組電池１０のＳＯＣの変化幅を用いてもよい。リフレッシュ条件決定部３０４は、決定したリフレッシュ条件を充放電制御部３０２に出力する。充放電制御部３０２は、リフレッシュ条件決定部３０４により決定されたリフレッシュ条件に従ってリフレッシュ充放電を実行する。 The refresh condition determining unit 304 determines a refresh charging/discharging condition (also referred to as a refresh condition) according to the standing resistance Rh estimated by the standing resistance estimating unit 303. Here, the refresh conditions are the charge/discharge amount of refresh charge/discharge (the charge amount when performing refresh charge and the discharge amount when performing refresh discharge) and the number of times of refresh charge/discharge (when performing refresh charge). And the number of discharges when performing refresh discharge). Instead of the charge/discharge amount of the refresh charge/discharge, the variation range of the SOC of the battery pack 10 due to the refresh charge/discharge may be used. The refresh condition determination unit 304 outputs the determined refresh condition to the charge/discharge control unit 302. The charge/discharge control unit 302 executes refresh charge/discharge according to the refresh condition determined by the refresh condition determination unit 304.

再利用可否判定部３０５は、充放電制御部３０２によりリフレッシュ充放電が実行された後の組電池１０について、再利用が可能であるか否かを判定する。この判定手法の詳細についても後述する。再利用可否判定部３０５による判定結果は、表示部３０６に出力される。 The reusability determination unit 305 determines whether or not the assembled battery 10 after the refresh charge/discharge is executed by the charge/discharge control unit 302 can be reused. The details of this determination method will also be described later. The determination result by the reusability determination unit 305 is output to the display unit 306.

表示部３０６は、たとえばディスプレイにより実現され、再利用可否判定部３０５による判定結果を表示する。作業者は、表示部３０６に表示された組電池１０の判定結果を確認して、組電池１０を再利用（リユースまたはリビルト）するかリサイクルするかを最終的に判断することができる。 The display unit 306 is realized by a display, for example, and displays the determination result by the reusability determination unit 305. The operator can confirm the determination result of the assembled battery 10 displayed on the display unit 306 and finally determine whether to reuse (reuse or rebuild) or recycle the assembled battery 10.

＜再利用フロー＞
図４は、本実施の形態における組電池１０の再利用方法を説明するためのフローチャートである。このフローチャートは、車両１から回収された組電池１０に判定装置３００が設置され、判定装置３００に設けられた判定開始ボタン（図示せず）が操作された場合にメインルーチン（図示せず）から呼び出されて実行される。また、このフローチャートに含まれる各ステップ（以下「Ｓ」と略す）は、基本的には判定装置３００によるソフトウェア処理によって実現されるが、判定装置３００内に作製された専用のハードウェア（電気回路）によって実現されてもよい。 <Reuse flow>
FIG. 4 is a flowchart for explaining a method of reusing the battery pack 10 in the present embodiment. This flow chart is from the main routine (not shown) when the determination device 300 is installed in the assembled battery 10 collected from the vehicle 1 and the determination start button (not shown) provided in the determination device 300 is operated. Called and executed. Further, each step (hereinafter abbreviated as “S”) included in this flowchart is basically realized by software processing by the determination device 300, but dedicated hardware (electric circuit) created in the determination device 300 is used. ) May be realized.

なお、このフローチャートの実行開始時には、組電池１０が車両１に搭載されていた期間における組電池１０のデータ（より具体的には、組電池１０を取り外した時刻におけるＳＯＣ）がディーラの技術者によって車両１から取得されているものする。 At the start of execution of this flowchart, the data of the assembled battery 10 during the period when the assembled battery 10 was mounted on the vehicle 1 (more specifically, the SOC at the time when the assembled battery 10 was removed) was determined by a dealer engineer. It is acquired from the vehicle 1.

Ｓ１０において、判定装置３００は、組電池１０の満充電容量Ｃ１を算出する。満充電容量Ｃ１の算出手法には公知の手法を用いることができるので、詳細な説明は繰り返さない。組電池１０の初期状態での満充電容量は既知であるため、判定装置３００は、組電池１０の満充電容量Ｃ１から容量劣化率（初期状態での満充電容量を基準とした現在の満充電容量の比率）をさらに算出する。 In S10, the determination device 300 calculates the full charge capacity C1 of the battery pack 10. Since a known method can be used for the method of calculating the full charge capacity C1, detailed description will not be repeated. Since the full charge capacity of the assembled battery 10 in the initial state is known, the determination device 300 determines the capacity deterioration rate from the full charge capacity C1 of the assembled battery 10 (current full charge based on the full charge capacity in the initial state). The capacity ratio) is further calculated.

Ｓ２０において、判定装置３００は、充放電が行なわれずに組電池１０が放置された期間である放置期間Ｔを取得する。たとえば以下のようにすることで放置期間Ｔを取得することができる。車両１がディーラに持ち込まれるまでの走行経路では組電池１０の充放電が行なわれ、車両１がディーラに持ち込まれた後は組電池１０の充放電は行なわれないと考えられる。したがって、車両１がディーラに持ち込まれた時刻をディーラの技術者が記録しておき、この時刻を組電池１０の放置開始時刻として入力する。その後、ディーラにおいて組電池１０が車両１から取り外され、倉庫などの保管場所に保管される。そして、組電池１０に判定装置３００が設置され、判定装置３００に設けられた上述の判定開始ボタンが操作された時刻（現時刻）を放置終了時刻として取得する。この場合、放置開始時刻から放置終了時刻までの間の期間を放置期間Ｔとすることができる。 In S20, the determination device 300 acquires a leaving period T, which is a period in which the battery pack 10 is left without being charged and discharged. For example, the neglected period T can be acquired by performing the following. It is considered that the battery pack 10 is charged and discharged in the traveling route until the vehicle 1 is brought into the dealer, and the battery pack 10 is not charged and discharged after the vehicle 1 is brought into the dealer. Therefore, the technician of the dealer records the time when the vehicle 1 is brought into the dealer and inputs this time as the leaving start time of the assembled battery 10. After that, the assembled battery 10 is removed from the vehicle 1 at the dealer and stored in a storage location such as a warehouse. Then, the determination device 300 is installed in the assembled battery 10, and the time (current time) when the determination start button provided on the determination device 300 is operated is acquired as the leaving end time. In this case, the period from the leaving start time to the leaving end time can be set as the leaving period T.

Ｓ３０において、判定装置３００は、放置期間Ｔ中の組電池１０のＳＯＣを算出する。一例として、組電池１０を取り外した時刻におけるＳＯＣと現時刻におけるＳＯＣとの平均ＳＯＣを放置期間Ｔ中の組電池１０のＳＯＣとすることができる。なお、現時刻におけるＳＯＣを放置期間Ｔ中の組電池１０のＳＯＣとしてもよい。 In S30, the determination device 300 calculates the SOC of the battery pack 10 during the leaving period T. As an example, the average SOC of the SOC at the time when the assembled battery 10 is removed and the SOC at the current time can be used as the SOC of the assembled battery 10 during the standing period T. Note that the SOC at the current time may be the SOC of the battery pack 10 during the standing period T.

Ｓ４０において、判定装置３００は、放置期間Ｔ中の組電池１０の温度Ｔｂを取得する。たとえば、組電池１０を車両１から取り外し保管場所に保管している間、組電池１０に図示しない温度ロガーを取り付けることにより、放置期間Ｔ中の組電池１０の温度Ｔｂを取得することができる。あるいは、組電池１０の保管場所の環境温度（たとえば平均温度）を組電池１０の温度Ｔｂとして用いてもよい。 In S40, the determination device 300 acquires the temperature Tb of the assembled battery 10 during the leaving period T. For example, while the assembled battery 10 is removed from the vehicle 1 and stored in a storage location, a temperature logger (not shown) is attached to the assembled battery 10 to obtain the temperature Tb of the assembled battery 10 during the leaving period T. Alternatively, the environmental temperature (for example, average temperature) of the storage location of the assembled battery 10 may be used as the temperature Tb of the assembled battery 10.

Ｓ５０において、判定装置３００は、Ｓ１０〜Ｓ４０の処理にて取得されたデータに基づいて、組電池１０の放置抵抗Ｒｈを推定する。この推定手法について以下に説明する。 In S50, the determination device 300 estimates the standing resistance Rh of the battery pack 10 based on the data acquired in the processes of S10 to S40. This estimation method will be described below.

図５は、組電池１０の放置期間Ｔと放置抵抗Ｒｈとの関係を説明するための図である。図５において、横軸は組電池１０の放置期間Ｔの累乗根を示し、縦軸は組電池１０の放置抵抗Ｒｈ（放置抵抗Ｒｈに起因する内部抵抗の増加率であってもよい）を示す。 FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the leaving period T of the battery pack 10 and the leaving resistance Rh. In FIG. 5, the horizontal axis represents the power root of the standing period T of the battery pack 10, and the vertical axis represents the standing resistance Rh of the battery pack 10 (may be the rate of increase in internal resistance due to the standing resistance Rh). ..

組電池１０の放置期間Ｔが長くなるに従って、組電池１０の放置抵抗Ｒｈは増加する。より詳細には、横軸が対数目盛りである片対数グラフにプロットすると、組電池１０の放置抵抗Ｒｈは、図５に示すように直線的に増加する。このような関係が放置期間中の組電池１０のＳＯＣと温度Ｔｂとの組合せ（ＳＯＣ，Ｔｂ）毎に実験により予め求められている。 The leaving resistance Rh of the assembled battery 10 increases as the leaving period T of the assembled battery 10 increases. More specifically, when plotted on a semi-logarithmic graph in which the horizontal axis is a logarithmic scale, the standing resistance Rh of the battery pack 10 increases linearly as shown in FIG. Such a relationship is obtained in advance by experiments for each combination (SOC, Tb) of the SOC of the battery pack 10 and the temperature Tb during the standing period.

図６は、組電池１０の容量劣化率と放置抵抗Ｒｈとの関係を説明するための図である。図６において、横軸は組電池１０の容量劣化率を示し、縦軸は組電池１０の放置抵抗Ｒｈを示す。 FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the capacity deterioration rate of the battery pack 10 and the standing resistance Rh. In FIG. 6, the horizontal axis represents the capacity deterioration rate of the assembled battery 10, and the vertical axis represents the standing resistance Rh of the assembled battery 10.

組電池１０の劣化が進行して組電池１０の容量劣化率が高くなると、組電池１０の放置抵抗Ｒｈが変化し得る。たとえば図６に示す例では、組電池１０の容量劣化率が高くなるに従って、組電池１０の放置抵抗Ｒｈは高くなる。図６に示すような関係も実験により予め求めることができる。そして、図５および図６に示した関係に基づいてマップＭＰが準備され、判定装置３００のメモリ（図示せず）に格納されている。 When the deterioration of the assembled battery 10 progresses and the capacity deterioration rate of the assembled battery 10 increases, the standing resistance Rh of the assembled battery 10 may change. For example, in the example shown in FIG. 6, the storage resistance Rh of the battery pack 10 increases as the capacity deterioration rate of the battery pack 10 increases. The relationship shown in FIG. 6 can also be obtained in advance by experiments. Then, the map MP is prepared based on the relationships shown in FIGS. 5 and 6 and stored in the memory (not shown) of the determination device 300.

図７は、本実施の形態におけるマップＭＰの一例を示す概念図である。図７に示すように、マップＭＰでは、放置期間中の組電池１０のＳＯＣと温度Ｔｂとの組合せ（ＳＯＣ，Ｔｂ）に対応した放置抵抗Ｒｈの増加率（図５に示した各直線の傾きに相当）が組電池１０の容量維持率毎に規定されている。したがって、このマップＭＰを参照することで、組電池１０のＳＯＣ、温度Ｔｂおよび容量維持率から放置抵抗Ｒｈの増加率を算出し、算出された放置抵抗Ｒｈの増加率に放置期間Ｔ（放置期間Ｔの累乗根）を乗算することで放置抵抗Ｒｈを推定することができる。 FIG. 7 is a conceptual diagram showing an example of the map MP in the present embodiment. As shown in FIG. 7, in the map MP, the increase rate of the standing resistance Rh corresponding to the combination (SOC, Tb) of the SOC of the battery pack 10 and the temperature Tb during the standing period (the slope of each straight line shown in FIG. 5) (Corresponding to) is defined for each capacity maintenance rate of the assembled battery 10. Therefore, by referring to this map MP, the increase rate of the standing resistance Rh is calculated from the SOC, the temperature Tb, and the capacity maintenance rate of the battery pack 10, and the calculated increase rate of the standing resistance Rh is used as the standing period T The standing resistance Rh can be estimated by multiplying the power root of T).

図４に戻り、Ｓ６０において、判定装置３００は、Ｓ５０にて推定された放置抵抗Ｒｈが所定の基準値以上であるか否かを判定する。放置抵抗Ｒｈが基準値以上である場合（Ｓ６０においてＹＥＳ）、判定装置３００は、処理をＳ７０に進め、組電池１０のリフレッシュ条件を決定する。 Returning to FIG. 4, in S60, the determination device 300 determines whether the standing resistance Rh estimated in S50 is equal to or greater than a predetermined reference value. When the standing resistance Rh is equal to or higher than the reference value (YES in S60), the determination device 300 advances the process to S70 and determines the refresh condition of the battery pack 10.

図８は、組電池１０のリフレッシュ条件の決定手法を説明するための図である。図８において、横軸は組電池１０のリフレッシュ充放電の回数を示し、縦軸は組電池１０の放置抵抗Ｒｈを示す。 FIG. 8 is a diagram for explaining a method of determining the refresh condition of the battery pack 10. In FIG. 8, the horizontal axis represents the number of times of refresh charge/discharge of the assembled battery 10, and the vertical axis represents the standing resistance Rh of the assembled battery 10.

組電池１０におけるフレッシュ充放電の充放電量（ＳＯＣの変化幅）が同じ場合、図８に示すように、フレッシュ充放電の回数が多くなるに従って放置抵抗Ｒｈが低減される。また、図示しないが、組電池１０のリフレッシュ充放電の回数が同じ場合、フレッシュ充放電の充放電量が大きくなると、放置抵抗Ｒｈは低減される。したがって、組電池１０のリフレッシュ条件、すなわち、組電池１０におけるフレッシュ充放電の充放電量および充放電回数が、低減すべき放置抵抗Ｒｈの大きさ（Ｓ５０にて推定された値）に応じて決定される。たとえば、図８に示すような実験結果を複数の条件下で行なった結果をマップ化し、放置抵抗Ｒｈが所定値未満になるような条件をリフレッシュ条件として決定することができる。 When the charge/discharge amount of the fresh charge/discharge (change width of SOC) in the assembled battery 10 is the same, as shown in FIG. 8, the standing resistance Rh is reduced as the number of times of the fresh charge/discharge is increased. Further, although not shown, when the number of times of refresh charging/discharging of the battery pack 10 is the same, when the charging/discharging amount of fresh charging/discharging increases, the standing resistance Rh is reduced. Therefore, the refresh condition of the assembled battery 10, that is, the charge/discharge amount of the fresh charge/discharge and the number of times of charge/discharge in the assembled battery 10, is determined according to the magnitude of the standing resistance Rh to be reduced (the value estimated in S50). To be done. For example, it is possible to map the results obtained by performing the experimental results as shown in FIG. 8 under a plurality of conditions and determine the condition that the standing resistance Rh is less than a predetermined value as the refresh condition.

再び図４に戻り、Ｓ８０において、判定装置３００は、Ｓ７０にて決定されたリフレッシュ条件に従って組電池１０のリフレッシュ充放電を実行する。なお、Ｓ６０にて放置抵抗Ｒｈが基準値未満である場合（Ｓ６０においてＮＯ）には、判定装置３００は、Ｓ７０，Ｓ８０の処理をスキップして、処理をＳ９０に進める。 Returning to FIG. 4 again, in S80, the determination device 300 executes refresh charge/discharge of the assembled battery 10 according to the refresh condition determined in S70. When the standing resistance Rh is less than the reference value in S60 (NO in S60), the determination device 300 skips the processes of S70 and S80 and advances the process to S90.

Ｓ９０において、判定装置３００は、組電池１０の内部抵抗Ｒおよび満充電容量Ｃ２を算出する。内部抵抗Ｒおよび満充電容量Ｃ２の算出手法には公知の手法を用いることができるので、詳細な説明は繰り返さない。 In S90, the determination device 300 calculates the internal resistance R and the full charge capacity C2 of the battery pack 10. Since a known method can be used for calculating the internal resistance R and the full charge capacity C2, detailed description will not be repeated.

そして、Ｓ１００〜Ｓ１２０において、判定装置３００は、組電池１０が再利用できるか否かを判定する。具体的には、組電池１０の内部抵抗Ｒがしきい値Ｒｔｈ未満であり、かつ、組電池１０の満充電容量Ｃ２がしきい値Ｃｔｈ以上である場合（Ｓ１００においてＹＥＳ）、判定装置３００は、組電池１０が再利用（リユースまたはリビルト）可能であると判定する（Ｓ１１０）。これに対し、組電池１０の内部抵抗Ｒがしきい値Ｒｔｈ以上である場合、または、組電池１０の満充電容量Ｃ２がしきい値Ｃｔｈ未満である場合（Ｓ１００においてＮＯ）には、判定装置３００は、組電池１０が再利用不可能（再利用に適さない）と判定する（Ｓ１２０）。再利用に適さないと判定された組電池１０はリサイクルすることが望ましい。 Then, in S100 to S120, the determination device 300 determines whether the assembled battery 10 can be reused. Specifically, when internal resistance R of battery pack 10 is less than threshold value Rth and full charge capacity C2 of battery pack 10 is not less than threshold value Cth (YES in S100), determination device 300 determines It is determined that the assembled battery 10 can be reused (reused or rebuilt) (S110). On the other hand, when the internal resistance R of the battery pack 10 is equal to or greater than the threshold value Rth, or when the full charge capacity C2 of the battery pack 10 is less than the threshold value Cth (NO in S100), the determination device is determined. 300 determines that the battery pack 10 cannot be reused (is not suitable for reuse) (S120). It is desirable to recycle the assembled battery 10 that is determined not to be suitable for reuse.

以上のように、本実施の形態によれば、Ｓ１０〜Ｓ５０の処理にて組電池１０の放置抵抗Ｒｈが推定され、さらに、推定された放置抵抗Ｒｈに応じたリフレッシュ条件が決定される（Ｓ７０）。そして、リフレッシュ充放電により放置抵抗Ｒｈを十分に低減（解消）した後（Ｓ８０）に、Ｓ１００〜Ｓ１２０の処理にて組電池１０の再利用の可否が判定される。これにより、リフレッシュ充放電によって放置抵抗Ｒｈを解消すると実際には組電池１０の内部抵抗が十分に低くなるにもかかわらず、内部抵抗Ｒがしきい値Ｒｔｈ以上であるとして、組電池１０を再利用できないと誤って判定してしまうことが防止される。したがって、組電池１０の再利用の可否の判定精度を向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment, the standing resistance Rh of the battery pack 10 is estimated in the processes of S10 to S50, and further, the refresh condition is determined according to the estimated standing resistance Rh (S70). ). Then, after the standing resistance Rh is sufficiently reduced (resolved) by refresh charging/discharging (S80), whether or not the assembled battery 10 can be reused is determined by the processing of S100 to S120. As a result, if the residual resistance Rh is eliminated by refresh charging/discharging, the internal resistance of the battery pack 10 is actually lowered sufficiently, but the internal battery R is considered to be equal to or higher than the threshold value Rth, and the battery pack 10 is restarted. It is possible to prevent an erroneous determination that it cannot be used. Therefore, the accuracy of determining whether or not the assembled battery 10 can be reused can be improved.

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time are to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present disclosure is shown not by the above description of the embodiments but by the claims, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.

１，２Ａ 車両、２Ｂ 工場、３ 判定システム、４Ａ 外部電源、４Ｂ 外部負荷、１０ 組電池、１１ セル、１１１ ケース、１１２ 蓋体、１１３ 正極端子、１１４ 負極端子、１１５ 電極体、１１６ 正極シート、１１７ 負極シート、１１８ セパレータ、３００ 判定装置、３０１ データ取得部、３０２ 充放電制御部、３０３ 放置抵抗推定部、３０４ リフレッシュ条件決定部、３０５ 再利用可否判定部、３０６ 表示部、３１０ インバータ、３２０ コンバータ、３３０ 電圧センサ、３４０ 電流センサ、３５０ 温度センサ。 1, 2A vehicle, 2B factory, 3 determination system, 4A external power supply, 4B external load, 10 battery packs, 11 cells, 111 case, 112 lid, 113 positive electrode terminal, 114 negative electrode terminal, 115 electrode body, 116 positive electrode sheet, 117 Negative Electrode Sheet, 118 Separator, 300 Judging Device, 301 Data Acquisition Unit, 302 Charging/Discharging Control Unit, 303 Unattended Resistance Estimating Unit, 304 Refresh Condition Determining Unit, 305 Reusable/Unusable Determining Unit, 306 Display Unit, 310 Inverter, 320 Converter , 330 voltage sensor, 340 current sensor, 350 temperature sensor.

Claims (1)

回収された二次電池が再利用できるか否かを判定する、二次電池の再利用判定システムであって、
前記二次電池の充放電が可能に構成された充放電装置と、
前記充放電装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記二次電池の満充電容量と、充放電が行なわれずに前記二次電池が放置された放置期間と、前記放置期間中の前記二次電池のＳＯＣ（State Of Charge）および温度とに関する情報を取得し、
前記放置期間における前記二次電池の内部抵抗の増加量を示す放置抵抗を前記情報を用いて推定し、
前記放置抵抗により定められる条件に従って、前記放置抵抗を低減するための充放電であるリフレッシュ充放電を実行するように前記充放電装置を制御し、
前記リフレッシュ充放電の実行後に前記二次電池の内部抵抗を推定し、推定された内部抵抗を用いて前記二次電池が再利用できるか否かを判定する、二次電池の再利用判定システム。 A reuse determination system for a secondary battery, which determines whether or not the recovered secondary battery can be reused,
A charging/discharging device configured to charge/discharge the secondary battery,
A control device for controlling the charging/discharging device,
The control device is
Information about the full charge capacity of the secondary battery, the leaving period during which the secondary battery is left without being charged and discharged, and the SOC (State Of Charge) and temperature of the secondary battery during the leaving period are displayed. Acquired,
Estimating the standing resistance indicating the increase amount of the internal resistance of the secondary battery in the standing period using the information,
According to the condition determined by the leaving resistance, the charging/discharging device is controlled to execute refresh charge/discharge, which is charging/discharging for reducing the leaving resistance,
A reuse determination system for a secondary battery, which estimates the internal resistance of the secondary battery after execution of the refresh charge and discharge, and determines whether the secondary battery can be reused by using the estimated internal resistance.
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