JPWO2013157132A1 - Secondary battery system, secondary battery deterioration state judgment method - Google Patents
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Abstract
二次電池システムは、二次電池と、充放電制御部と、微分曲線Q−dV/dQを算出する微分曲線算出部と、微分曲線Q−dV/dQにおける特徴点のパラメータを演算する劣化状態演算部と、二次電池の劣化状態を判断する電池状態検知部とを備える。劣化状態演算部は、特徴点のパラメータとして、所定の状態検知範囲内における微分曲線Q−dV/dQの第1特徴点での電池容量Q1と第2特徴点での電池容量Q2との差分σi、および、第1特徴点での微分値dV1/dQ1と第2特徴点での微分値dV2/dQ2との差分hi、の少なくとも一方を演算する。電池状態検知部は、差分σiと予め記憶された差分σiの初期値σ0との比較結果、および、差分hiと予め記憶された差分hiの初期値h0との比較結果の少なくとも一方に基づいて、二次電池の劣化状態を判断する。The secondary battery system includes a secondary battery, a charge / discharge control unit, a differential curve calculation unit that calculates a differential curve Q-dV / dQ, and a deterioration state that calculates a feature point parameter in the differential curve Q-dV / dQ. A calculation unit and a battery state detection unit that determines a deterioration state of the secondary battery. The deterioration state calculation unit uses, as a feature point parameter, a difference σi between the battery capacity Q1 at the first feature point and the battery capacity Q2 at the second feature point of the differential curve Q-dV / dQ within a predetermined state detection range. And at least one of the difference hi between the differential value dV1 / dQ1 at the first feature point and the differential value dV2 / dQ2 at the second feature point. The battery state detection unit is based on at least one of a comparison result between the difference σi and the initial value σ0 of the difference σi stored in advance and a comparison result between the difference hi and the initial value h0 of the difference hi stored in advance. The deterioration state of the secondary battery is determined.
Description
本発明は、二次電池システムおよび二次電池の劣化状態判断方法に関する。 The present invention relates to a secondary battery system and a secondary battery deterioration state determination method.
従来、二次電池の充放電時における蓄電量Qの変化量dQに対する電池電圧Vの変化量dVの割合であるdV/dQの値を算出し、蓄電量Qの値とdV/dQの値との関係を表したQ−dV/dQ曲線に基づいて、二次電池の劣化状態を判断する技術が知られている。特許文献1には、Q−dV/dQ曲線上に現れる複数の特徴点から選択した特定の2つの特徴点における蓄電量Qの差分値が、予め設定した基準差分値よりも小さい場合に、二次電池が劣化していると判断する二次電池システムが開示されている。
Conventionally, a value of dV / dQ, which is a ratio of a change amount dV of the battery voltage V to a change amount dQ of the storage amount Q at the time of charge / discharge of the secondary battery, is calculated, and the values of the storage amount Q and the dV / dQ values A technique for determining a deterioration state of a secondary battery based on a Q-dV / dQ curve representing the relationship is known.
特許文献1に開示された二次電池システムで用いられる従来の二次電池の劣化判定方法では、Q−dV/dQ曲線上の離れた位置に2つの特徴点が現れるようにするため、二次電池の充電状態を大きく変化させる必要がある。そのため、二次電池の充電状態の変化が小さいときには適用できない。また、二次電池の劣化が進んでQ−dV/dQ曲線上の特徴点が判別し難い場合にも適用できない。このように、従来の二次電池の劣化判定方法では、二次電池の劣化状態を正確に判断できないことがある。
In the conventional secondary battery deterioration determination method used in the secondary battery system disclosed in
本発明は、上記のような従来の二次電池の劣化判定方法における問題点を解消し、二次電池の劣化状態を正確に判断することを目的とする。 An object of the present invention is to eliminate the above-described problems in the conventional secondary battery deterioration determination method and accurately determine the deterioration state of the secondary battery.
本発明による二次電池システムは、正極と、充放電により相変化を伴う活物質を含む負極とを有する二次電池と、二次電池の充放電を制御する充放電制御部と、二次電池の電池容量Qと、電池容量Qの変化量dQに対する電池電圧Vの変化量dVの割合である微分値dV/dQとの関係を示す微分曲線Q−dV/dQを算出する微分曲線算出部と、微分曲線Q−dV/dQにおける特徴点のパラメータを演算する劣化状態演算部と、特徴点のパラメータに基づいて二次電池の劣化状態を判断する電池状態検知部と、を備える。劣化状態演算部は、特徴点のパラメータとして、所定の状態検知範囲内における微分曲線Q−dV/dQの第1特徴点での電池容量Q1と状態検知範囲内における微分曲線Q−dV/dQの第2特徴点での電池容量Q2との差分σi、および、状態検知範囲内における微分曲線Q−dV/dQの第1特徴点での微分値dV1/dQ1と状態検知範囲内における微分曲線Q−dV/dQの第2特徴点での微分値dV2/dQ2との差分hi、の少なくとも一方を演算する。電池状態検知部は、差分σiと予め記憶された差分σiの初期値σ0との比較結果、および、差分hiと予め記憶された差分hiの初期値h0との比較結果の少なくとも一方に基づいて、二次電池の劣化状態を判断する。
本発明による二次電池の劣化状態判断方法は、正極と、充放電により相変化を伴う活物質を含む負極とを有する二次電池の劣化状態判断方法であって、二次電池の充放電時における電池容量Qと、電池容量Qの変化量dQに対する電池電圧Vの変化量dVの割合である微分値dV/dQとの関係を示す微分曲線Q−dV/dQを算出し、微分曲線Q−dV/dQにおける特徴点のパラメータとして、所定の状態検知範囲内における微分曲線Q−dV/dQの第1特徴点での電池容量Q1と状態検知範囲内における微分曲線Q−dV/dQの第2特徴点での電池容量Q2との差分σi、および、状態検知範囲内における微分曲線Q−dV/dQの第1特徴点での微分値dV1/dQ1と状態検知範囲内における微分曲線Q−dV/dQの第2特徴点での微分値dV2/dQ2との差分hi、の少なくとも一方を演算し、差分σiと予め記憶された差分σiの初期値σ0との比較結果、および、差分hiと予め記憶された差分hiの初期値h0との比較結果の少なくとも一方に基づいて、二次電池の劣化状態を判断する。A secondary battery system according to the present invention includes a secondary battery having a positive electrode, a negative electrode including an active material that undergoes phase change due to charge / discharge, a charge / discharge control unit that controls charge / discharge of the secondary battery, and a secondary battery. A differential curve calculation unit that calculates a differential curve Q-dV / dQ indicating a relationship between the battery capacity Q of the battery and a differential value dV / dQ that is a ratio of the change amount dV of the battery voltage V to the change amount dQ of the battery capacity Q; A deterioration state calculation unit that calculates the parameter of the feature point in the differential curve Q-dV / dQ, and a battery state detection unit that determines the deterioration state of the secondary battery based on the parameter of the feature point. Deterioration state calculating unit, as parameters of the feature point, differential curve Q-dV / dQ in the battery capacity Q 1, the state detection range of the first feature point of the differential curve Q-dV / dQ in a predetermined state detection range And the differential value dV 1 / dQ 1 at the first feature point of the differential curve Q-dV / dQ within the state detection range and the difference σ i with the battery capacity Q 2 at the second feature point difference h i of the
A secondary battery deterioration state determination method according to the present invention is a secondary battery deterioration state determination method that includes a positive electrode and a negative electrode containing an active material that undergoes phase change by charging and discharging. A differential curve Q-dV / dQ indicating the relationship between the battery capacity Q at the time and the differential value dV / dQ, which is the ratio of the change amount dV of the battery voltage V to the change amount dQ of the battery capacity Q, is calculated. as a parameter of the feature points in the dV / dQ, of the differential curve Q-dV / dQ in the battery capacity Q 1, the state detection range of the first feature point of the differential curve Q-dV / dQ in a predetermined state detection range the The difference σ i from the battery capacity Q 2 at two feature points, the differential value dV 1 / dQ 1 at the first feature point of the differential curve Q-dV / dQ within the state detection range, and the differentiation within the state detection range Curve Q-dV / dQ Comparison between the difference h i, the calculated at least one difference sigma i the initial value sigma 0 of previously stored the difference sigma i the
本発明によれば、二次電池の劣化状態を正確に判断することができる。 According to the present invention, it is possible to accurately determine the deterioration state of the secondary battery.
以下、図面等を用いて、本発明の一実施形態に係る二次電池システムについて説明する。ここで、以下に説明する実施形態は本発明の一適用例を示すものである。本発明はこの内容に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。 Hereinafter, a secondary battery system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the embodiment described below shows one application example of the present invention. The present invention is not limited to this content, and various changes and modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea disclosed in this specification.
なお、以下の実施形態では、電池の放電特性に着目して電池の劣化状態を判断する場合について説明するが、当然のことながら、電池の充電特性に着目しても同様に電池の劣化状態を判断することができる。すなわち、本発明は、電池の充放電時における電池容量の変化を基に、電池の劣化状態を判断するものである。なお、電池の充電特性から電池の劣化状態を判断する場合は、下記の説明において、「放電」とあるのを「充電」と読み代えればよい。 In the following embodiments, the case where the deterioration state of the battery is determined by paying attention to the discharge characteristics of the battery will be described. Judgment can be made. That is, according to the present invention, the deterioration state of the battery is determined based on the change in the battery capacity during charging / discharging of the battery. When determining the deterioration state of the battery from the charging characteristics of the battery, “discharge” may be replaced with “charge” in the following description.
図1は、本発明の一実施形態に係る二次電池システムにおいて用いられる非水系二次電池(以下、単に電池とも表記する)の一部切欠き斜視図である。図1に示す電池は、正極として働く正極板11と、負極として働く負極板12とを有する。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a non-aqueous secondary battery (hereinafter also simply referred to as a battery) used in a secondary battery system according to an embodiment of the present invention. The battery shown in FIG. 1 has a
図1に示す電池は、たとえば次のようにして作製することができる。まず、複合リチウム酸化物等を正極活物質とする正極板11と、リチウムイオンを保持する材料を負極活物質とする負極板12とを、捲回軸21を中心にセパレータ13を介して渦巻き状に捲回することで、電極捲回群22を作製する。次に、作製した電極捲回群22を底の有る円筒形の電池缶26の内部に収容し、電極捲回群22の下部より導出した負極タブ24を電池缶26の底部に溶接すると共に、電極捲回群22の上部より導出した正極タブ23を、絶縁性ガスケット(図示せず)を周辺に取り付けた電池蓋25に溶接する。その後、電池缶26の内部に所定の電解液を注入してから、電池蓋25を電池缶26の開口部に取り付けてかしめることにより、電池缶26を密閉する。
The battery shown in FIG. 1 can be manufactured, for example, as follows. First, a
正極板11には、正極活物質および正極用導電材が塗布されており、これらは正極用結着剤によって正極板11に結着されている。正極活物質としては、例えば、コバルト酸リチウム及びその変性体(コバルト酸リチウムにアルミニウムやマグネシウムを固溶させたものなど)、ニッケル酸リチウム及びその変性体(一部ニッケルをコバルト置換させたもの)、マンガン酸リチウム及びその変性体、これらの複合酸化物(ニッケル、コバルト、マンガン)などを挙げることができる。また、オリビン系化合物やスピネル型リチウムマンガン化合物を単独で正極活物質に用いたり、これらを複合した酸化物を正極活物質に用いたりすることもできる。
The
正極用導電材としては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック(登録商標)、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラック類や各種グラファイトを、単独で、あるいはこれらを複数種類組み合わせて用いることができる。 Examples of the positive electrode conductive material include carbon blacks such as acetylene black, ketjen black (registered trademark), channel black, furnace black, lamp black, thermal black, and various graphites, or a combination of these. Can be used.
正極用結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリフッ化ビニリデンの変性体、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、アクリレート単位を有するゴム粒子結着剤などを用いることができる。また、反応性官能基を導入したアクリレートモノマーやアクリレートオリゴマーを正極用結着剤中に混入させることも可能である。 As the positive electrode binder, for example, polyvinylidene fluoride (PVdF), a modified polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene (PTFE), a rubber particle binder having an acrylate unit, or the like can be used. Moreover, it is also possible to mix the acrylate monomer and acrylate oligomer which introduce | transduced the reactive functional group into the binder for positive electrodes.
一方、負極板12には、負極活物質および負極用導電材が塗布されており、これらは負極用結着剤によって負極板12に結着されている。負極活物質には、電池の充放電により相変化を伴う材料が用いられる。例えば、各種天然黒鉛、人造黒鉛、シリサイド等のシリコン系複合材料などを負極活物質として用いることができる。
On the other hand, a negative electrode active material and a negative electrode conductive material are applied to the
負極用導電材としては、前述の正極用導電材と同様に、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラック類や各種グラファイトを、単独で、あるいはこれらを複数種類組み合わせて用いることができる。 As the negative electrode conductive material, for example, carbon blacks such as acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, thermal black, and various graphites are used alone, as in the case of the positive electrode conductive material described above. Or these can be used combining multiple types.
負極用結着剤としては、前述の正極用結着剤と同様に、PVdF及びその変性体をはじめとする各種バインダーを用いることができる。なお、リチウムイオンの受け入れ性向上の観点から、スチレンーブタジエン共重合体(SBR)やその変性体に、カルボキシメチルセルロース(CMC)をはじめとするセルロース系樹脂などを少量添加することで、これらを負極用結着剤として併用するのがより好ましい。 As the binder for the negative electrode, various binders such as PVdF and modified products thereof can be used in the same manner as the binder for the positive electrode described above. From the viewpoint of improving the lithium ion acceptability, a small amount of cellulose resin such as carboxymethyl cellulose (CMC) is added to the styrene-butadiene copolymer (SBR) or its modified product to make these negative electrodes. More preferably, it is used in combination as a binder.
セパレータ13は、リチウムイオン二次電池の使用範囲内に耐えうる組成であれば、その材料や構造については特に限定されない。しかし、ポリエチレンやポリプロピレンなどのオレフィン系の微多孔フィルムを単層で、あるいは複数層を重ねてセパレータ13として用いるのが一般的であり好ましい。また、セパレータ13の厚みについても特に限定はないが、10〜40μm程度であることが好ましい。
As long as the
電池缶26の内部に注入する電解液に関して、その電解質塩としては、LiPF6やLiBF4などの各種リチウム化合物を用いることができる。また、溶媒としては、エチレンカーボネート(EC)、ジメチルカードネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)などを単独で、あるいはこれらを複数種類組み合わせて用いることができる。さらに、正極板11や負極板12上に良好な被膜を形成して過充放電時の安定性を保証するために、ビニレンカーボネート(VC)やシクロヘキルベンゼン(CHB)、またはこれらの変性体を電解液に添加してもよい。
With respect to the electrolyte injected into the battery can 26, various lithium compounds such as LiPF6 and LiBF4 can be used as the electrolyte salt. As the solvent, ethylene carbonate (EC), dimethyl cardnate (DMC), diethyl carbonate (DEC), or the like can be used alone or in combination of two or more thereof. Furthermore, in order to form a good film on the
なお、電極捲回群22の形状は、図1に示すように必ずしも真円筒形である必要は無く、たとえば断面が楕円の長円筒型や、断面が長方形の角柱形状であっても良い。本実施形態の二次電池システムにおいて用いられる電池の代表的な形態としては、図1に示すように、電極捲回群22が収容されている筒状の電池缶26内に電解液が充填されており、正極板11と負極板12からそれぞれ電流を取り出す正極タブ23と負極タブ24が、電池蓋25と電池缶26にそれぞれ溶接された状態で封じられている形態が好ましい。しかし、このような形態に特に限定されるものではない。
As shown in FIG. 1, the shape of the
電池缶26には、例えば耐腐食のためにメッキを施した鉄やステンレス鋼など、強度、耐腐食性、加工性等に優れるものを用いることが好ましい。また、アルミニウム合金や各種エンジニアリングプラスチックと金属とを併用することも可能である。電池缶26に用いる材料はこれらに特に限定されるものではない。 For the battery can 26, it is preferable to use a material excellent in strength, corrosion resistance, workability, etc., such as iron or stainless steel plated for corrosion resistance. It is also possible to use an aluminum alloy or various engineering plastics in combination with a metal. The material used for the battery can 26 is not particularly limited to these.
次に、図2を用いて、本実施形態による二次電池システムについて説明する。図2は、本発明の一実施形態に係る二次電池システムの概略構成図である。この二次電池システムは、バッテリーシステムコントローラ52と、バッテリーシステムコントローラ52に対して並列に接続されている複数の二次電池モジュール40とを備える。
Next, the secondary battery system according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a secondary battery system according to an embodiment of the present invention. This secondary battery system includes a
二次電池モジュール40は、組電池41、電流検出部42、電圧検出部43、温度検出部44、電流制御部45およびバッテリーコントローラ51をそれぞれ備えている。
The
組電池41は、図1で説明したような電池(単電池)を複数直列、並列、または直並列に組み合わせて構成されている。所望の出力電圧や電池容量を達成できるように、組電池41における単電池の個数や組み合わせ形態が決定される。
The assembled
電圧検出部42は、組電池41の電池電圧を検出するための部分であり、電圧計などによって構成されている。電圧検出部42は、組電池41の電池電圧として、たとえば組電池41を構成する単電池ごとに電池電圧を測定したり、複数の単電池を直列に接続した電池群単位で電池電圧を測定したり、組電池41全体で電池電圧を測定したりすることができる。なお、電圧検出部42が測定する電池電圧は、この内容に特に限定されるものではない。
The
電流検出部43は、組電池41の充放電電流を検出するための部分であり、電流計などによって構成されている。電流検出部43において用いられる電流計としては、たとえば検流計、シャント抵抗を用いた電流計、クランプメータなどが考えられる。なお、電流検出部43における電流検出の方法はこれに限定されるものではなく、組電池41に流れる電流値を検出するものであれば、いかなる方法も用いることができる。
The
温度検出部44は、組電池41の温度を検出するための部分であり、たとえば熱電対やサーミスタ等の温度センサを用いて構成されている。なお、温度検出部44において用いられる温度センサは、これらの内容に特に限定されるものではない。温度検出部44が温度を検出する組電池41の部位としては、たとえば組電池41の表面や内部などが考えられる。また、組電池41が収められている筺体の表面温度や、組電池41の周辺温度などを組電池41の温度として検出してもよい。
The
以上説明した電圧検出部42、電流検出部43および温度検出部44は、組電池41の状態を検出するための部分である。すなわち、二次電池モジュール40は、電圧検出部42、電流検出部43および温度検出部44を用いて、組電池41の電池電圧、充放電電流および温度をそれぞれ検出することで、これらの検出結果から組電池41の状態を知ることができる。
The
電流制御部45は、組電池41の充放電電流を制御するための部分であり、バッテリーコントローラ51によってその動作が制御される。たとえば、半導体スイッチや機械スイッチ等のスイッチを充放電電流の大きさに応じて開閉制御することで、電流制御部45を実現することができる。また、インバータやDC−DCコンバータ等の電力変換機器を電流制御部45としても用いてもよい。組電池41が充放電する際の電流値をバッテリーコントローラ51から制御することが可能であれば、電流制御部45はこれらのものに限定されない。
The
バッテリーコントローラ51は、バッテリーシステムコントローラ52からの指令に応じて組電池41の充放電を制御するものであり、所定のプログラムによって作動するマイクロコンピュータや、CPU、ROM、RAM等を有している。電圧検出部42、電流検出部43および温度検出部44により検出された組電池41の電池電圧、充放電電流および温度は、バッテリーコントローラ51へ出力される。バッテリーコントローラ51は、これらの組電池41の状態検出結果に基づいて、放電時における組電池41の電池容量Qを所定時間ごとに算出し、電池容量Qの変化量dQに対する電池電圧Vの変化量dVの割合である微分値dV/dQを求める。そして、電池容量Qと微分値dV/dQとの関係を示す放電微分曲線(Q−dV/dQ)を算出し、その放電微分曲線(Q−dV/dQ)のデータをバッテリーシステムコントローラ52へ送信する。また、バッテリーコントローラ51内にはタイマーが設けられており、このタイマーを用いて組電池41の充放電に関する時間、たとえば放電を開始してからの経過時間などを計測する。
The
なお、バッテリーコントローラ51は、組電池41の全体について放電微分曲線(Q−dV/dQ)を算出してもよいし、組電池41を構成する単電池ごとに、または複数の単電池を直列に接続した電池群ごとに放電微分曲線(Q−dV/dQ)を算出してもよい。
Note that the
バッテリーシステムコントローラ52は、バッテリーコントローラ51と同様に、CPU、ROM、RAM等を有し、所定のプログラムによって作動するマイクロコンピュータを含んでいる。バッテリーシステムコントローラ52は、各二次電池モジュール40のバッテリーコントローラ51から送信された放電微分曲線(Q−dV/dQ)のデータに基づいて、各二次電池モジュール40の組電池41の劣化状態を判断する。この判断結果に基づいて、バッテリーシステムコントローラ52は各二次電池モジュール40のバッテリーコントローラ51に対して、充放電制御の指令を出力する。各二次電池モジュール40のバッテリーコントローラ51では、このバッテリーシステムコントローラ52からの指令に応じて、対応する組電池41の充放電制御を行う。
Similar to the
なお、バッテリーシステムコントローラ52では、前述のバッテリーコントローラ51における放電微分曲線(Q−dV/dQ)の算出単位ごとに組電池41の劣化状態を判断することができる。すなわち、組電池41全体で放電微分曲線(Q−dV/dQ)を算出した場合、バッテリーシステムコントローラ52は、組電池41の全体について劣化状態の判断を行う。一方、組電池41を構成する単電池ごとに放電微分曲線(Q−dV/dQ)を算出した場合や、複数の単電池を直列に接続した電池群ごとに放電微分曲線(Q−dV/dQ)を算出した場合、バッテリーシステムコントローラ52は、これに合わせて単電池ごとに、または電池群ごとに組電池41の劣化状態の判断を行う。
The
図3は、本発明の一実施形態に係るバッテリーコントローラ51およびバッテリーシステムコントローラ52のシステムブロック図である。図3に示すように、バッテリーコントローラ51は、充放電制御部511および微分曲線算出部512を機能的に有している。また、バッテリーシステムコントローラ52は、データ記録部521、劣化状態演算部522および電池状態検知部523を機能的に有している。
FIG. 3 is a system block diagram of the
充放電制御部511は、バッテリーシステムコントローラ52からの指令に応じて組電池41の充放電を制御する。また、電圧検出部42、電流検出部43および温度検出部44から、組電池41の電池電圧、充放電電流および温度の各検出結果を受け取り、微分曲線算出部512へ出力する。
The charge /
微分曲線算出部512は、充放電制御部511から出力された組電池41の電池電圧、充放電電流および温度の各検出結果や、前述のタイマーで計測された放電開始からの経過時間などに基づいて、放電時における組電池41の電池容量Qを所定時間ごとに算出し、その電池容量Qの変化量dQに対する電池電圧Vの変化量dVの割合を求めて微分値dV/dQを算出する。そして、電池容量Qと微分値dV/dQとの関係を示す放電微分曲線(Q−dV/dQ)を算出し、バッテリーシステムコントローラ52へ送信する。
The differential
データ記録部521は、各二次電池モジュール40のバッテリーコントローラ51から送信された放電微分曲線(Q−dV/dQ)のデータを記録する。また、各二次電池モジュール40の組電池41に対する放電微分曲線(Q−dV/dQ)の初期データ、すなわち組電池41の使用を開始する前の放電微分曲線(Q−dV/dQ)のデータも、データ記録部521に記録保存されている。
The
劣化状態演算部522は、データ記録部521に記録されている放電微分曲線(Q−dV/dQ)のデータを基に、各二次電池モジュール40の組電池41の劣化状態を判断するためのパラメータを演算する。なお、劣化状態演算部522による具体的なパラメータ演算方法については、後で説明する。
The deterioration
電池状態検知部523は、劣化状態演算部522により演算されたパラメータに基づいて、各二次電池モジュール40における組電池41の劣化状態を判断する。その結果、組電池41が劣化していると判断した場合は、その組電池41と接続されているバッテリーコントローラ51に対して所定の指令を出力する。この指令を受けたバッテリーコントローラ51は、電流制御部45を制御することにより組電池41の充放電時における最大許容電流を変化させたり、最大許容電池電圧を変化させたりする。また、組電池41の劣化が進んで寿命に到達したと判断した場合は、組電池41を交換すべきことを表す所定の信号を外部へ出力する。
The battery
以上のように、本実施形態の二次電池システムによれば、組電池41とバッテリーコントローラ51を有する二次電池モジュール40がバッテリーシステムコントローラ52に対して複数個並列に接続されている。各二次電池モジュール40では、バッテリーコントーラ51により組電池41の状態を検出し、その組電池41の状態を基に、電池容量Qと微分値dV/dQとの関係を示す放電微分曲線(Q−dV/dQ)を算出する。バッテリーシステムコントローラ52では、この放電微分曲線(Q−dV/dQ)を用いて組電池41の寿命判定を行い、その判定結果に基づいてバッテリーコントローラ51に対する指令を出力することで、組電池41の充電制御を行う。これにより、組電池41の容量低下を抑制し、長寿命な二次電池システムを提供することができる。
As described above, according to the secondary battery system of the present embodiment, a plurality of
次に、本実施形態の二次電池システムにおける電池劣化状態の判断方法について説明する。図4は、本発明の一実施形態に係る二次電池システムにおける電池劣化状態の判断処理のフロー図である。 Next, a method for determining a battery deterioration state in the secondary battery system of the present embodiment will be described. FIG. 4 is a flowchart of a battery deterioration state determination process in the secondary battery system according to the embodiment of the present invention.
なお、以下の説明では、次のようなリチウムイオン二次電池を用いた検証試験の結果を参照して、本発明の充放電制御方法を説明する。このリチウムイオン二次電池では、電極材料として、正極活物質にはLiMn2O4とLiNi0.8Co0.15Al0・05を3:7で混合した材料を用い、正極用導電材にはカーボンブラックを、正極用結着剤にはポリフッ化ビニリデンをそれぞれ用いた。また、負極活物質には天然黒鉛を用い、負極用結着剤にはスチレン−ブタジエン共重合体(バインダ樹脂)とカルボキシメチルセルロースを98:1:1の割合で混合した材料を用いた。これらの材料を用いて、直径18mm、長さ65mmの円筒形のリチウムイオン二次電池を検証用電池として作製し、これを使用して検証試験を行った。 In the following description, the charge / discharge control method of the present invention will be described with reference to the results of a verification test using the following lithium ion secondary battery. In this lithium ion secondary battery, as a positive electrode active material, a material obtained by mixing LiMn2O4 and LiNi0.8Co0.15Al0 · 05 in a ratio of 3: 7 is used as a positive electrode active material, and carbon black is used as a positive electrode conductive material. Polyvinylidene fluoride was used as the adhesive. Further, natural graphite was used as the negative electrode active material, and a material in which a styrene-butadiene copolymer (binder resin) and carboxymethyl cellulose were mixed at a ratio of 98: 1: 1 was used as the negative electrode binder. Using these materials, a cylindrical lithium ion secondary battery having a diameter of 18 mm and a length of 65 mm was manufactured as a verification battery, and a verification test was performed using this.
図4のステップS001において充放電制御を開始する際、バッテリーシステムコントローラ52は、組電池41の放電を開始する命令を各二次電池モジュール40のバッテリーコントローラ51に送信する。この命令に応じて、各バッテリーコントローラ51の充放電制御部511は、対応する組電池41の放電をそれぞれ開始する。
When the charge / discharge control is started in step S001 of FIG. 4, the
組電池41の放電を開始した後、各二次電池モジュール40では、電圧検出部42により組電池41の電池電圧Vを、電流検出部43により組電池41の放電電流Iを、温度検出部44により組電池41の電池温度Tを、それぞれ所定時間ごとに計測する。また、タイマーにより放電時間t(放電開始からの経過時間)を計測する。
After starting the discharge of the assembled
ステップS002において、各二次電池モジュール40のバッテリーコントローラ51内にある微分曲線算出部512は、計測された放電電流Iと放電時間tとの積から、電池容量Qを算出する。そして、電池容量Qの算出結果と電池電圧Vの計測結果から、放電曲線(Q−V)を算出する。
In step S002, the differential
図5は、前述のような検証用電池を用いた検証試験から算出した放電曲線(Q−V)の例を示している。図5において、横軸は電池容量Q(Ah)を表し、縦軸は電池電圧V(V)を表している。 FIG. 5 shows an example of a discharge curve (QV) calculated from a verification test using the verification battery as described above. In FIG. 5, the horizontal axis represents the battery capacity Q (Ah), and the vertical axis represents the battery voltage V (V).
ステップS003において、微分曲線算出部512は、ステップS002で算出した放電曲線(Q−V)から、電池容量Qの変化量dQに対する電池電圧Vの変化量dVの割合である微分値dV/dQを求め、これと電池容量Qの変化量dQとの関係から放電微分曲線(Q−dV/dQ)を算出する。
In step S003, the differential
図6は、図5の放電曲線(Q−V)から算出した組電池41の放電微分曲線(Q−dV/dQ)の例を示している。図6において、横軸は電池容量Q(Ah)を表し、縦軸は微分値dV/dQ(V/Ah)を表している。この放電微分曲線(Q−dV/dQ)は、1Cで放電した場合の電池容量が初期状態と比較して3.3%低下したときの劣化状態における放電微分曲線(Q−dV/dQ)の一例である。なお、1Cとは、リチウムイオン電池が理論的に最大限蓄積できる理論電気容量を1時間で放電できる電流値を表している。図6において点線で囲われた部分は、後で説明するステップS004の処理で用いられる状態検知範囲を示している。この状態検知範囲は、後で説明する図8に示す放電微分曲線(Q−dV/dQ)の初期値に基づいて、特徴的なピーク形状が含まれるように予め設定されている。
FIG. 6 shows an example of the discharge differential curve (Q-dV / dQ) of the assembled
微分曲線算出部512は、ステップS003で放電微分曲線(Q−dV/dQ)を算出したら、そのデータをバッテリーシステムコントローラ52に送信する。この放電微分曲線(Q−dV/dQ)のデータは、バッテリーシステムコントローラ52内のデータ記録部521に記録される。
After calculating the discharge differential curve (Q−dV / dQ) in step S003, the differential
ステップS004において、バッテリーシステムコントローラ52内の劣化状態演算部522は、データ記録部521に記録されている放電微分曲線(Q−dV/dQ)のデータを読み出して、その放電微分曲線(Q−dV/dQ)におけるピーク形状の特徴を算出する。その具体的な方法を以下に図7を用いて説明する。
In step S004, the deterioration
図7は、図6に示した組電池41の放電微分曲線(Q−dV/dQ)のうち状態検知範囲内のピーク形状の部分を拡大した図である。ステップS004において、劣化状態演算部522は、この状態検知範囲内の放電微分曲線(Q−dV/dQ)において、ピーク形状の裾部分に位置する特徴点71と、ピーク形状の頂点部分に位置する特徴点72とを特定し、これらの点における電池容量Q1と電池容量Q2との差分σiを演算する。さらに、特徴点71における微分値dV1/dQ1と特徴点72における微分値dV2/dQ2との差分hiを演算する。FIG. 7 is an enlarged view of the peak shape portion in the state detection range in the discharge differential curve (Q−dV / dQ) of the assembled
なお、図7では、ピーク形状の裾部分に位置する特徴点71の例として、状態検知範囲内における放電微分曲線(Q−dV/dQ)で電池容量Qの値が特徴点72よりも小さい側にある極小点を示している。また、ピーク形状の頂点部分に位置する特徴点72の例として、状態検知範囲内における放電微分曲線(Q−dV/dQ)の極大点を示している。しかし、ピーク形状の裾部分と頂点部分にそれぞれ位置していれば、特徴点71、72はこれらに限定されない。たとえば、電池容量Qの値が特徴点72よりも大きい側にある極小点を特徴点71としたり、状態検知範囲内における放電微分曲線(Q−dV/dQ)の最小値と最大値をそれぞれ特徴点71、72とすることも可能である。
In FIG. 7, as an example of the
ステップS005において、劣化状態演算部522は、ステップS004で算出した上記の差分σiおよび差分hiを、放電微分曲線(Q−dV/dQ)における特徴点のパラメータとしてデータ記録部521に記録する。なお、このときさらに、電池容量Q1およびQ2の値と、微分値dV1/dQ1およびdV2/dQ2の値とをデータ記録部521に記録することで、状態検知範囲内の放電微分曲線(Q−dV/dQ)における特徴点71および72の位置を記録する。In step S005, the deterioration
ステップS006において、電池状態検知部523は、特徴点のパラメータとしてステップS005でデータ記録部521に記録された上記の差分σiおよび差分hiを読み出し、これらの値に基づいて組電池41の劣化状態を判断する。ここでは、データ記録部521に予め記録されている放電微分曲線(Q−dV/dQ)の初期データを用いて、以下の手順に従って組電池41の劣化状態を判断する。In step S006, the battery
図8は、図6の放電微分曲線(Q−dV/dQ)が得られた検証用電池を用いた組電池41の放電微分曲線(Q−dV/dQ)の初期値の例を示している。図8において、横軸は電池容量Q(Ah)を表し、縦軸は微分値dV/dQ(V/Ah)を表している。図9は、図8に示した組電池41の放電微分曲線(Q−dV/dQ)の初期値のうち、図7に対応する状態検知範囲内のピーク形状の部分を拡大した図である。図9において、特徴点91、92は図7の特徴点71、72にそれぞれ対応する点である。データ記録部521には、特徴点91の電池容量Q01と特徴点92の電池容量Q02との初期差分σ0、および特徴点91の微分値dV01/dQ01と特徴点92の微分値dV1/dQ1との初期差分h0が、放電微分曲線(Q−dV/dQ)の初期データとして予め記録されている。FIG. 8 shows an example of the initial value of the discharge differential curve (Q-dV / dQ) of the assembled
ステップS006において、電池状態検知部523は、データ記録部521から、ステップS005で記録された差分σiおよび差分hiと、上記の初期データとしての初期差分σ0および初期差分h0とを読み出す。そして、差分σiと初期差分σ0とを比較すると共に、差分hiと初期差分h0とを比較し、これらの比較結果に基づいて組電池41の劣化状態を判断する。たとえば、差分σiと初期差分σ0との比σi/σ0が所定の閾値kσよりも大きいか、または差分hiと初期差分h0との比hi/h0が所定の閾値khよりも小さい場合に、組電池41が劣化状態にあると判断する。なお、ステップS006における電池劣化状態の判断は上記の判断方法に限定されるものではない。差分σiと初期差分σ0とを比較したり、差分hiと初期差分h0とを比較したりするものであれば、他の方法で電池劣化状態を判断してもよい。In step S006, the battery
ステップS007において、電池状態検知部523は、ステップS006による電池劣化状態の判断結果に基づいて、組電池41が寿命に到達したか否かを判定する。ステップS006で組電池41が劣化状態にあると判断した場合は、組電池41が寿命に到達したと判定してステップS008へ進み、そうでない場合はステップS009へ進む。
In step S007, the battery
ステップS008において、電池状態検知部523は、組電池41が寿命に到達したと判定し、電池交換の推奨を行う。このときバッテリーシステムコントローラ52は、所定の信号を外部へ出力する。この信号を受けた外部の装置では、電池交換を推奨するための警告表示等を行う。ステップS008の実行後はステップS009へ進む。
In step S008, the battery
ステップS009において、電池状態検知部523は、ステップS006による電池劣化状態の判断結果に応じて、最大許容充放電電流値と最大許容電池電圧のどちらか一方、または両方の値を下げるように、バッテリーコントローラ51に対する指令を行う。ここでは、ステップS006で電池劣化状態の判断に用いた上記の差分σiと初期差分σ0との比σi/σ0や、差分hiと初期差分h0との比hi/h0に基づいて、最大許容充放電電流値や最大許容電池電圧が変化されるようにする。たとえば、予め設定されている最大許容充放電電流値や最大許容電池電圧の初期値に対して、比σi/σ0の逆数や比hi/h0の値、またはこれらの両方を加味した値(平均値等)を掛けた値を求めることで、変化後の値を決定し、その結果に応じた指令をバッテリーコントローラ51に対して出力する。この指令を受けたバッテリーコントローラ51は、変化後の値に応じて最大許容充放電電流値を下げるように電流制御部45の動作を制御したり、組電池41の充電制御における最大許容電池電圧の設定値を変更したりすることで、最大許容充放電電流値や最大許容電池電圧を変化させる。In step S009, the battery
ステップS010において、電池状態検知部523は、ステップS006で電池劣化状態の判断に用いた差分σiと初期差分σ0との比σi/σ0や、差分hiと初期差分h0との比hi/h0を、電池劣化状態の判断結果を示すパラメータとしてデータ記録部521に記録する。その後、ステップS011で図4のフロー図を終了し、電池劣化状態の判断処理を完了する。In step S010, the battery
次に、本実施形態の二次電池システムにおいて電池劣化状態の判断を行う前に実行される事前処理について説明する。図4のフロー図で説明した電池劣化状態の判断処理を行うためには、放電により電池容量Qを変化させつつ、電池電圧Vを所定時間ごとに検出して放電微分曲線(Q−dV/dQ)を算出する必要がある。このとき、放電電流の値が大きいと、電池容量Qが急激に変化するため、放電微分曲線(Q−dV/dQ)において特徴的なピーク形状が正しく得られない場合がある。これを避けるため、本実施形態の二次電池システムでは、電池劣化状態の判断を行う前に、放電微分曲線(Q−dV/dQ)のピーク形状に対応する期間の放電電流を下げるための事前処理を実行する。 Next, pre-processing executed before the determination of the battery deterioration state in the secondary battery system of the present embodiment will be described. In order to perform the battery deterioration state determination process described with reference to the flowchart of FIG. 4, the battery voltage V is detected every predetermined time while changing the battery capacity Q by discharging, and the discharge differential curve (Q−dV / dQ). ) Must be calculated. At this time, if the value of the discharge current is large, the battery capacity Q changes abruptly, so that a characteristic peak shape in the discharge differential curve (Q-dV / dQ) may not be obtained correctly. In order to avoid this, in the secondary battery system according to the present embodiment, before the determination of the battery deterioration state, prior to reducing the discharge current in the period corresponding to the peak shape of the discharge differential curve (Q−dV / dQ). Execute the process.
図10は、本発明の一実施形態に係る二次電池システムにおける事前処理のフロー図である。 FIG. 10 is a flowchart of pre-processing in the secondary battery system according to the embodiment of the present invention.
ステップS021において事前処理を開始する際、バッテリーシステムコントローラ52は、データ記録部521からデータを読み出す準備をする。
When starting the pre-processing in step S021, the
ステップS022において、電池状態検知部523は、直前に実行された電池劣化状態の判断処理において放電微分曲線(Q−dV/dQ)のピーク形状の特徴を算出した電池容量範囲のデータを、データ記録部521から読み出す。すなわち、前回実行した図4のステップS005において記録された特徴点71の電池容量Q1および特徴点72の電池容量Q2の値を、データ記録部521から読み出す。In step S022, the battery
ステップS023において、電池状態検知部523は、ステップS022で読み出した電池容量Q1およびQ2に基づいて、放電電流の設定値を下げる電池容量範囲を設定する。ここでは、次回の電池劣化状態の判断処理の際に、図7に示したようなピーク形状の裾部分と頂点部分にそれぞれ位置する2つの特徴点71、72が確実に含まれるような電池容量範囲を、電池容量Q1およびQ2を基に設定する。たとえば、電池容量Q1から所定の電池容量を引いた値を始点とし、電池容量Q2に所定の電池容量を加えた値を終点とする電池容量範囲を設定する。または、電池容量Q1に1以下の所定の倍率を掛けた値を始点とし、電池容量Q2に1以上の所定の倍率を掛けた値を終点とする電池容量範囲を設定する。なお、次回の電池劣化状態の判断処理の際に特徴点71、72を含むことができれば、ここで設定する電池容量範囲は上記に限定されない。In step S023, the battery
ステップS024において、電池状態検知部523は、ステップS023で設定した電池容量範囲の設定値を下げる命令をバッテリーコントローラ51に送信する。この命令に応じて、バッテリーコントローラ51の充放電制御部511は、指定された電池容量範囲に対する放電電流の設定値を元の設定値よりも下げる。その後、ステップS001において図4のフロー図に示す処理を開始することで、組電池41の放電を開始する。このときバッテリーコントローラ51は、放電電流の設定値を下げた電池容量範囲においては、その設定値に応じて組電池41の放電電流を他の電池容量範囲における放電電流よりも低くする。これにより、電池容量Qを緩やかに変化させ、放電微分曲線(Q−dV/dQ)において特徴的なピーク形状が確実に得られるようにする。
In step S024, the battery
以上説明した実施形態によれば、次のような作用効果を奏する。 According to the embodiment described above, the following operational effects are obtained.
(1)二次電池システムは、二次電池である組電池41と、組電池41の充放電を制御する充放電制御部511と、組電池41の電池容量Qと微分値dV/dQとの関係を示す微分曲線(Q−dV/dQ)を算出する微分曲線算出部512と、劣化状態演算部522と、電池状態検知部523とを備える。劣化状態演算部522は、微分曲線(Q−dV/dQ)における特徴点のパラメータとして、所定の状態検知範囲内における微分曲線(Q−dV/dQ)の特徴点71での電池容量Q1と特徴点72での電池容量Q2との差分σi、および、微分曲線(Q−dV/dQ)の特徴点71での微分値dV1/dQ1と特徴点72での微分値dV2/dQ2との差分hiを演算する(ステップS004)。電池状態検知部523は、差分σiと予め記憶された初期差分σ0との比較結果、および、差分hiと予め記憶された初期差分h0との比較結果の少なくとも一方に基づいて、組電池41の劣化状態を判断する(ステップS006)。このようにしたので、二次電池である組電池41の劣化状態を正確に判断することができる。(1) The secondary battery system includes an assembled
(2)状態検知範囲内における微分曲線(Q−dV/dQ)のピーク形状の裾部分に位置する点、より具体的には極小点を特徴点71とした。また、状態検知範囲内における放電微分曲線(Q−dV/dQ)のピーク形状の頂点部分に位置する点、より具体的には極大点を特徴点72とした。このようにしたので、微分曲線(Q−dV/dQ)におけるピーク形状の特徴点を確実に特定することができる。
(2) A point located at the bottom of the peak shape of the differential curve (Q−dV / dQ) within the state detection range, more specifically, a minimum point is defined as the
(3)電池状態検知部523は、差分σiと初期差分σ0との比σi/σ0が所定の閾値kσよりも大きい場合や、差分hiと初期差分h0との比hi/h0が所定の閾値khよりも小さい場合に、組電池41が劣化していると判断する。このようにしたので、組電池41が劣化しているか否かを容易かつ確実に判断することができる。(3) The battery
(4)充放電制御部511は、上記の差分σiと初期差分σ0との比σi/σ0や、差分hiと初期差分h0との比hi/h0に基づいて、組電池41の充放電時における最大許容電流および最大許容電池電圧の少なくとも一方を変化させる(ステップS009)。このようにしたので、組電池41の劣化度合いに応じて最適な充放電制御を行うことができる。(4) charge and
(5)充放電制御部511は、上記の電池容量Q1および電池容量Q2に基づく電池容量範囲における組電池41の充放電電流を、他の電池容量範囲における充放電電流よりも低くする(ステップS024)。このようにしたので、組電池41を充放電したときの微分曲線(Q−dV/dQ)において、特徴的なピーク形状を確実に得ることができる。(5) charge and
なお、以上説明した実施形態によれば、放電微分曲線(Q−dV/dQ)における特徴点71および72について、電池容量Q1と電池容量Q2との差分σiを演算すると共に、微分値dV1/dQ1と微分値dV2/dQ2との差分hiを演算し、これらの演算結果を用いて組電池41の劣化状態を判断する例を説明した。しかし、これらの演算のうちいずれか一方のみを行い、その演算結果を用いて組電池41の劣化状態を判断してもよい。The above according to the embodiment described, the feature points 71 and 72 in the discharge derivative curve (Q-dV / dQ), as well as calculating the difference between sigma i and battery capacity Q 1, the battery capacity Q 2, the differential value calculates the difference h i between the dV 1 / dQ 1 and the differential value dV 2 /
また、上記実施形態では、捲回形のリチウムイオン二次電池を用いた二次電池システムの例を説明したが、他の構造の二次電池としてもよい。たとえば、複数の正極板と複数の負極板とをセパレータを介して交互に積層してなる積層型のリチウムイオン二次電池を用いた二次電池システムについても、本発明を適用可能である。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the example of the secondary battery system using the wound-type lithium ion secondary battery, it is good also as a secondary battery of another structure. For example, the present invention can also be applied to a secondary battery system using a stacked lithium ion secondary battery in which a plurality of positive plates and a plurality of negative plates are alternately stacked via separators.
以上、本発明の実施形態の一例を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨に逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できる。 As mentioned above, although an example of embodiment of this invention was demonstrated, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can change suitably and can apply.
Claims (9)
前記二次電池の充放電を制御する充放電制御部と、
前記二次電池の電池容量Qと、前記電池容量Qの変化量dQに対する電池電圧Vの変化量dVの割合である微分値dV/dQとの関係を示す微分曲線Q−dV/dQを算出する微分曲線算出部と、
前記微分曲線Q−dV/dQにおける特徴点のパラメータを演算する劣化状態演算部と、
前記特徴点のパラメータに基づいて前記二次電池の劣化状態を判断する電池状態検知部と、を備え、
前記劣化状態演算部は、前記特徴点のパラメータとして、所定の状態検知範囲内における前記微分曲線Q−dV/dQの第1特徴点での電池容量Q1と前記状態検知範囲内における前記微分曲線Q−dV/dQの第2特徴点での電池容量Q2との差分σi、および、前記状態検知範囲内における前記微分曲線Q−dV/dQの前記第1特徴点での微分値dV1/dQ1と前記状態検知範囲内における前記微分曲線Q−dV/dQの前記第2特徴点での微分値dV2/dQ2との差分hi、の少なくとも一方を演算し、
前記電池状態検知部は、前記差分σiと予め記憶された前記差分σiの初期値σ0との比較結果、および、前記差分hiと予め記憶された前記差分hiの初期値h0との比較結果の少なくとも一方に基づいて、前記二次電池の劣化状態を判断する二次電池システム。A secondary battery having a positive electrode and a negative electrode including an active material accompanied by a phase change by charge and discharge;
A charge / discharge control unit for controlling charge / discharge of the secondary battery;
A differential curve Q-dV / dQ indicating the relationship between the battery capacity Q of the secondary battery and the differential value dV / dQ, which is the ratio of the change amount dV of the battery voltage V to the change amount dQ of the battery capacity Q, is calculated. A differential curve calculation unit;
A deterioration state calculation unit for calculating parameters of feature points in the differential curve Q-dV / dQ;
A battery state detection unit that determines a deterioration state of the secondary battery based on the parameter of the feature point,
The differential curve of the deterioration state calculating unit, as parameters of the feature points, the battery capacity Q 1 and the state detection range of the first feature point of the differential curve Q-dV / dQ in a predetermined state detection range The difference σ i between the battery capacity Q 2 at the second feature point of Q-dV / dQ and the differential value dV 1 at the first feature point of the differential curve Q-dV / dQ within the state detection range. the difference h i of the differential value dV 2 / dQ 2 in the second aspect of the differential curve Q-dV / dQ, of at least one calculated in / dQ 1 and the inner state detection range,
The battery state detection unit, a result of comparison between the initial value sigma 0 of the differential sigma i stored in advance the difference sigma i, and the difference h i a previously stored initial value h of the difference h i 0 A secondary battery system that determines a deterioration state of the secondary battery based on at least one of the comparison results.
前記第1特徴点は、前記状態検知範囲内における前記微分曲線Q−dV/dQが示すピーク形状の裾部分に位置する点であり、
前記第2特徴点は、前記ピーク形状の頂点部分に位置する点である二次電池システム。The secondary battery system according to claim 1,
The first feature point is a point located at a skirt portion of a peak shape indicated by the differential curve Q-dV / dQ in the state detection range,
The secondary battery system, wherein the second feature point is a point located at an apex portion of the peak shape.
前記第1特徴点は、前記状態検知範囲内における前記微分曲線Q−dV/dQの極小点であり、
前記第2特徴点は、前記状態検知範囲内における前記微分曲線Q−dV/dQの極大点である二次電池システム。The secondary battery system according to claim 2,
The first feature point is a minimum point of the differential curve Q-dV / dQ within the state detection range,
The second feature point is a secondary battery system which is a maximum point of the differential curve Q-dV / dQ within the state detection range.
前記電池状態検知部は、前記差分σiと前記初期値σ0との比σi/σ0が所定の閾値kσよりも大きい場合に、前記二次電池が劣化していると判断する二次電池システム。The secondary battery system according to any one of claims 1 to 3,
The battery state detection unit determines that the secondary battery has deteriorated when a ratio σ i / σ 0 between the difference σ i and the initial value σ 0 is larger than a predetermined threshold k σ. Next battery system.
前記充放電制御部は、前記比σi/σ0に基づいて前記二次電池の充放電時における最大許容電流および最大許容電池電圧の少なくとも一方を変化させる二次電池システム。The secondary battery system according to claim 4,
The charge / discharge control unit is a secondary battery system that changes at least one of a maximum allowable current and a maximum allowable battery voltage during charging / discharging of the secondary battery based on the ratio σ i / σ 0 .
前記電池状態検知部は、前記差分hiと前記初期値h0との比hi/h0が所定の閾値khよりも小さい場合に、前記二次電池が劣化していると判断する二次電池システム。The secondary battery system according to any one of claims 1 to 3,
The battery state detection unit determines that the secondary battery has deteriorated when a ratio h i / h 0 between the difference h i and the initial value h 0 is smaller than a predetermined threshold k h. Next battery system.
前記充放電制御部は、前記比hi/h0に基づいて前記二次電池の充放電時における最大許容電流および最大許容電池電圧の少なくとも一方を変化させる二次電池システム。The secondary battery system according to claim 6,
The charge / discharge control unit is a secondary battery system that changes at least one of a maximum allowable current and a maximum allowable battery voltage during charging / discharging of the secondary battery based on the ratio h i / h 0 .
前記充放電制御部は、前記電池容量Q1および前記電池容量Q2に基づく電池容量範囲における前記二次電池の充放電電流を、他の電池容量範囲における充放電電流よりも低くする二次電池システム。The secondary battery system according to any one of claims 1 to 3,
The charging and discharging control unit, the battery capacity Q 1 and the battery capacity Q charge and discharge current of the secondary battery in the battery capacity range based on 2, the secondary battery to be lower than the charge and discharge current in the other battery capacity range system.
前記二次電池の充放電時における電池容量Qと、前記電池容量Qの変化量dQに対する電池電圧Vの変化量dVの割合である微分値dV/dQとの関係を示す微分曲線Q−dV/dQを算出し、
前記微分曲線Q−dV/dQにおける特徴点のパラメータとして、所定の状態検知範囲内における前記微分曲線Q−dV/dQの第1特徴点での電池容量Q1と前記状態検知範囲内における前記微分曲線Q−dV/dQの第2特徴点での電池容量Q2との差分σi、および、前記状態検知範囲内における前記微分曲線Q−dV/dQの前記第1特徴点での微分値dV1/dQ1と前記状態検知範囲内における前記微分曲線Q−dV/dQの前記第2特徴点での微分値dV2/dQ2との差分hi、の少なくとも一方を演算し、
前記差分σiと予め記憶された前記差分σiの初期値σ0との比較結果、および、前記差分hiと予め記憶された前記差分hiの初期値h0との比較結果の少なくとも一方に基づいて、前記二次電池の劣化状態を判断する二次電池の劣化状態判断方法。A method for determining a deterioration state of a secondary battery having a positive electrode and a negative electrode containing an active material that undergoes phase change by charge and discharge,
A differential curve Q-dV / showing a relationship between the battery capacity Q at the time of charge / discharge of the secondary battery and a differential value dV / dQ which is a ratio of the change amount dV of the battery voltage V to the change amount dQ of the battery capacity Q. dQ is calculated,
The differential in the differential as a parameter of the feature point in the curve Q-dV / dQ, the battery capacity Q 1 and the state detection range of the first feature point of the differential curve Q-dV / dQ in a predetermined state detection range The difference σ i from the battery capacity Q 2 at the second feature point of the curve Q-dV / dQ, and the differential value dV at the first feature point of the differential curve Q-dV / dQ within the state detection range. Calculating at least one of 1 / dQ 1 and a difference h i between the differential value dV 2 / dQ 2 at the second feature point of the differential curve Q-dV / dQ within the state detection range;
At least one of the comparison result between the difference σ i and the previously stored initial value σ 0 of the difference σ i and the comparison result between the difference h i and the previously stored initial value h 0 of the difference h i A secondary battery deterioration state determination method for determining a deterioration state of the secondary battery based on the above.
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