JP7300878B2 - 電池評価システム、電池評価方法及びプログラム - Google Patents
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Description
101 CPU
102 記憶装置
103 インターフェース
104 入出力装置
105 電池評価プログラム
106 計測データ
301 電池セット
302 電池セル
303 計測装置
Claims (12)
- プロセッサと、前記プロセッサに接続される記憶装置と、を有する電池評価システムであって、
前記記憶装置は、所定の温度における二次電池セルの劣化の程度の変化を計測した加速試験データを保持し、
前記プロセッサは、
前記加速試験データに基づいて、前記二次電池セルの温度と活性化エネルギーの大きさとの関係を計算し、
前記二次電池セルの温度と前記活性化エネルギーの大きさとの関係に基づいて、前記温度の増加に対して前記活性化エネルギーの大きさが減少から増加に転じる温度を最大温度として計算し、
前記最大温度以下の温度を加速試験に用いる温度として決定することを特徴とする電池評価システム。 - 請求項1に記載の電池評価システムであって、
前記加速試験データは、第1の温度の第1の二次電池セルの劣化の程度の変化を計測した結果と、前記第1の温度より高い複数の第2の温度の第2の二次電池セルの劣化の程度の変化を計測した結果とを含み、
前記プロセッサは、
前記第1の温度の前記第1の二次電池セルの劣化の程度の変化と、前記複数の第2の温度の前記第2の二次電池セルの劣化の程度の変化と、に基づいて複数の第1の加速係数を計算し、
前記複数の第1の加速係数と、前記第1の温度と、前記複数の第2の温度と、をアレニウスの式に適用して、前記複数の第2の温度に対応する複数の活性化エネルギーの大きさを計算することによって、前記二次電池セルの温度と前記活性化エネルギーの大きさとの関係を計算することを特徴とする電池評価システム。 - 請求項2に記載の電池評価システムであって、
前記記憶装置は、
前記最大温度を計算した後に行われた加速試験の結果を示す加速試験データとして、第3の温度の第3の二次電池セルの劣化の程度の変化を計測した結果と、前記第3の温度より高く、かつ、前記最大温度以下である第4の温度の第4の二次電池セルの劣化の程度の変化を計測した結果と、を保持し、
前記第3の二次電池セル及び前記第4の二次電池セルを含む複数の二次電池セルの現在の劣化の程度を示す情報を保持し、
前記第3の二次電池セル及び前記第4の二次電池セルは、前記複数の二次電池セルのうち、前記複数の二次電池セルの現在の劣化の程度の分布における位置が同一の条件を満たす二つの二次電池セルであり、
前記プロセッサは、
前記第3の温度の前記第3の二次電池セルの劣化の程度の変化と、前記第4の温度の前記第4の二次電池セルの劣化の程度の変化と、に基づいて第2の加速係数を計算し、
アレニウスの式(1)のAFに前記第2の加速係数を、温度Tに前記第3の温度を、温度T_maxに前記第4の温度を、それぞれ代入することによって、活性化エネルギーEaを計算し、
前記第2の加速係数、前記第3の温度、及び、前記第4の温度を代入して計算したときの前記アレニウスの式(1)における前記活性化エネルギーEaを固定し、前記温度Tに、前記第3の温度より低い第5の温度を代入することによって、前記第4の温度と前記第5の温度との間の第3の加速係数を計算し、
前記第3の加速係数に基づいて、前記第5の温度における前記複数の二次電池セルの劣化の程度の変化を予測することを特徴とする電池評価システム。
- 請求項3に記載の電池評価システムであって、
前記プロセッサは、
予測した前記第5の温度における前記複数の二次電池セルの劣化の程度の変化に基づいて、前記複数の二次電池セルの残りの寿命を予測し、
予測した前記複数の二次電池セルの残りの寿命と、所定の要求条件と、に基づいて、前記複数の二次電池セルの生存余力を判定することを特徴とする電池評価システム。 - 請求項4に記載の電池評価システムであって、
前記第3の二次電池セル及び前記第4の二次電池セルを含む複数の二次電池セルの現在の劣化の程度を示す情報は、少なくとも、前記複数の二次電池セルの現在の容量を示す情報を含み、
前記第3の二次電池セル及び前記第4の二次電池セルは、前記複数の二次電池セルの現在の容量の分布において、最も容量が小さいグループに属する二つの二次電池セルであり、
前記加速試験データは、
前記第3の温度の前記第3の二次電池セルの充放電サイクル回数に対する容量の変化を計測した結果を含み、
前記第4の温度の前記第4の二次電池セルの充放電サイクル回数に対する容量の変化を計測した結果を含み、
前記第3の温度の前記第3の二次電池セルの充放電サイクル回数に対する内部抵抗の変化を計測した結果、及び、前記第4の温度の前記第4の二次電池セルの充放電サイクル回数に対する内部抵抗の変化を計測した結果を含み、
前記プロセッサによる、前記第3の加速係数に基づく前記第5の温度における前記複数の二次電池セルの劣化の程度の変化の予測は、前記第5の温度における前記複数の二次電池セルの充放電サイクル回数に対する容量の変化の予測であり、
前記プロセッサは、
前記予測の結果に基づいて、前記複数の二次電池セルの容量の分布において平均的な容量の二次電池セルの容量が、前記第5の温度において、前記最も容量が小さいグループに属する二次電池セルの容量まで低下するために要する充放電サイクル回数を計算し、
前記第4の温度の前記第4の二次電池セルの充放電サイクル回数に対する内部抵抗の変化に基づいて、前記第4の温度において、前記最も容量が小さいグループに属する二次電池セルが寿命に達するまでの充放電サイクル回数を計算し、
前記複数の二次電池セルの容量の分布において平均的な容量の二次電池セルの容量が、前記第5の温度において、前記最も容量が小さいグループに属する二次電池セルの容量まで低下するために要する充放電サイクル回数と、前記第4の温度において、前記最も容量が小さいグループに属する二次電池セルが寿命に達するまでの充放電サイクル回数と、前記第3の加速係数と、に基づいて、前記第5の温度において、前記平均的な容量の二次電池セルが寿命に達するまでの充放電サイクル回数を計算することを特徴とする電池評価システム。 - 請求項3に記載の電池評価システムであって、
前記プロセッサは、
予測した前記第5の温度における前記複数の二次電池セルの劣化の程度の変化に基づいて、要求された条件で前記複数の二次電池セルが使用された後の前記複数の二次電池セルの劣化の程度の分布を予測し、
予測した前記複数の二次電池セルの劣化の程度の分布に基づいて、前記複数の二次電池セルの生存余力を判定することを特徴とする電池評価システム。 - 請求項3に記載の電池評価システムであって、
前記第1の二次電池セル、前記第2の二次電池セル、前記第3の二次電池セル及び前記第4の二次電池セルは、同一品種の二次電池セルであることを特徴とする電池評価システム。 - 請求項7に記載の電池評価システムであって、
前記第3の二次電池セル及び前記第4の二次電池セルを含む前記複数の二次電池セルは、一つの電気機器で使用された一つの二次電池セットを構成する二次電池セルであることを特徴とする電池評価システム。 - 請求項8に記載の電池評価システムであって、
前記一つの電気機器は、一つの電気自動車であることを特徴とする電池評価システム。 - 請求項3に記載の電池評価システムであって、
前記第5の温度は、前記複数の二次電池セルが再利用されるときの使用温度であることを特徴とする電池評価システム。 - プロセッサと、前記プロセッサに接続される記憶装置と、を有する電池評価システムが実行する電池評価方法であって、
前記記憶装置は、所定の温度における二次電池セルの劣化の程度の変化を計測した加速試験データを保持し、
前記電池評価方法は、
前記プロセッサが、前記加速試験データに基づいて、前記二次電池セルの温度と活性化エネルギーの大きさとの関係を計算する手順と、
前記プロセッサが、前記二次電池セルの温度と前記活性化エネルギーの大きさとの関係に基づいて、前記温度の増加に対して前記活性化エネルギーの大きさが減少から増加に転じる温度を最大温度として計算する手順と、
前記プロセッサが、前記最大温度以下の温度を加速試験に用いる温度として決定する手順と、を含むことを特徴とする電池評価方法。 - プロセッサと、前記プロセッサに接続される記憶装置と、を有する計算機システムを制御するためのプログラムであって、
前記記憶装置は、所定の温度における二次電池セルの劣化の程度の変化を計測した加速試験データを保持し、
前記プログラムは、
前記加速試験データに基づいて、前記二次電池セルの温度と活性化エネルギーの大きさとの関係を計算する手順と、
前記二次電池セルの温度と前記活性化エネルギーの大きさとの関係に基づいて、前記温度の増加に対して前記活性化エネルギーの大きさが減少から増加に転じる温度を最大温度として計算する手順と、
前記最大温度以下の温度を加速試験に用いる温度として決定する手順と、を前記プロセッサに実行させることを特徴とするプログラム。
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