DE112013005733T5 - Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung und Performanzverschlechterungs-Erfassungsverfahren für eine Energiespeichereinrichtung sowie Energiespeichersystem - Google Patents

Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung und Performanzverschlechterungs-Erfassungsverfahren für eine Energiespeichereinrichtung sowie Energiespeichersystem Download PDF

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Yohei Tao
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GS Yuasa International Ltd
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Abstract

Eine Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 erfasst einen Performanzverschlechterungs-Startzustand einer Energiespeichereinrichtung 200. Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 enthält eine erste Erhaltungseinheit 110, konfiguriert zum Erhalten einer ersten maximalen Variationsgröße als eines Maximumwerts einer Kapazitätsvariationsgröße, die ein Variationsgrad der Stromladekapazität relativ zu einer Spannungsvariation der geladenen oder entladenen Energiespeichereinrichtung 200 ist, mit Bezug auf eine Kapazität-Spannung-Eigenschaft zu einem ersten Zeitpunkt, die die Beziehung zwischen der Kapazitätsvariationsgröße und der Spannung angibt, eine zweite Erhaltungseinheit 120, konfiguriert zum Erhalten einer zweiten maximalen Variationsgröße als eines Maximumwerts einer Kapazitätsvariationsgröße mit Bezug auf die Kapazität-Spannung-Eigenschaft zu einem zweiten Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt, und einen Performanzverschlechterungsbestimmer 130, konfiguriert zum Bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, wenn ein Variationsgrößenverhältnis, als ein Verhältnis der zweiten maximalen Variationsgröße zu der ersten maximalen Variationsgröße, einen vorbestimmten Wert überschreitet.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung und ein Performanzverschlechterungs-Erfassungsverfahren, die konfiguriert sind, um einen Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz einer Energiespeichereinrichtung zu erfassen, sowie ein Energiespeichersystem, das eine Energiespeichereinrichtung und die Performanzverschlechterungs-Erfassungseinrichtung enthält.
  • HINTERGRUND
  • Eine Energiespeichereinrichtung wie etwa eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie wird bereits seit längerem als eine Stromquelle für mobile Geräte wie etwa einen Notebook-Computer oder ein Mobiltelefon verwendet. Eine derartige Energiespeichereinrichtung wird neuerdings auch für verschiedene andere Anwendungen wie zum Beispiel als Stromquelle für ein Elektrofahrzeug verwendet. Eine Energiespeichereinrichtung muss eine langlebige Performanz aufweisen, insbesondere wenn sie als Energiequelle für ein Elektrofahrzeug verwendet wird. Eine derartige Energiespeichereinrichtung kann sekundär als eine Energiequelle für einen Lastausgleich verwendet werden, nachdem sie als eine Energiequelle in einem Elektrofahrzeug verwendet wurde.
  • Es ist dementsprechend erforderlich, einen Verschlechterungszustand einer Energiespeichereinrichtung zu erfassen, wobei eine Technik zum genauen Erfassen eines Zustands einer Energiespeichereinrichtung vorgeschlagen wurde (siehe zum Beispiel das Patentdokument 1). Diese Technik erzielt eine Erfassung eines Verschlechterungszustands einer Sekundärbatterie in Übereinstimmung mit der Eigenschaft, dass sich die Kapazität einer Sekundärbatterie linear relativ zu einem Differenzwert der Batteriekapazität vermindert, oder mit der Eigenschaft, dass sich der Innenwiderstand einer Sekundärbatterie linear relativ zu einem Differenzwert der Batteriespannung erhöht.
  • DOKUMENTE AUS DEM STAND DER TECHNIK
  • PATENTDOKUMENT
    • Patentdokument 1: JP-A-2009-252381
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • PROBLEMSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Die herkömmliche Technik ist jedoch nicht in der Lage, eine genaue Erfassung eines Anfangszustands einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz einer Energiespeichereinrichtung zu erzielen.
  • Die vorliegende Erfindung bezweckt, das oben genannte Problem zu lösen, wobei eine Aufgabe darin besteht, eine Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung, ein Performanzverschlechterungs-Erfassungsverfahren und ein Energiespeichersystem vorzusehen, die eine genaue Erfassung eines Anfangszustands einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz einer Energiespeichereinrichtung erzielen.
  • PROBLEMLÖSUNG
  • Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, ist eine Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung für eine Energiespeichereinrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung konfiguriert, um einen Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz einer Energiespeichereinrichtung als einen Performanzverschlechterungs-Startzustand zu erfassen. Die Vorrichtung enthält: eine erste Erhaltungseinheit, konfiguriert zum Erhalten einer ersten maximalen Variationsgröße als eines Maximumwerts einer Kapazitätsvariationsgröße, die ein Variationsgrad der Stromladekapazität relativ zu einer Spannungsvariation der geladenen oder entladenen Energiespeichereinrichtung ist, mit Bezug auf eine Kapazität-Spannung-Eigenschaft zu einem ersten Zeitpunkt, die die Beziehung zwischen der Kapazitätsvariationsgröße und der Spannung angibt; eine zweite Erhaltungseinheit, konfiguriert zum Erhalten einer zweiten maximalen Variationsgröße als eines Maximumwerts der Kapazitätsvariationsgröße mit Bezug auf die Kapazität-Spannung-Eigenschaft zu einem zweiten Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt; und einen Performanzverschlechterungsbestimmer, konfiguriert zum Bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, wenn ein Variationsgrößenverhältnis, als ein Verhältnis der zweiten maximalen Variationsgröße zu der ersten maximalen Variationsgröße, einen vorbestimmten Wert überschreitet.
  • Die vorliegende Erfindung kann als eine derartige Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung für eine Energiespeichereinrichtung und auch als ein Energiespeichersystem, das eine Energiespeichereinrichtung und eine zum Erfassen eines Anfangszustands einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz der Energiespeichereinrichtung konfigurierte Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung enthält, verkörpert werden. Die vorliegende Erfindung kann auch als ein Performanzverschlechterungs-Erfassungsverfahren verkörpert werden, das Schritte für entsprechende durch die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung ausgeführte Prozesse umfasst. Weiterhin kann die vorliegende Erfindung als eine integrierte Schaltung verkörpert werden, die mit entsprechenden Prozessoren versehen ist, die in der Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung enthalten sind. Weiterhin kann die vorliegende Erfindung als ein Programm verkörpert werden, das konfiguriert ist, um einen Computer dazu zu veranlassen, die entsprechenden Prozesse in dem Performanzverschlechterungs-Erfassungsverfahren auszuführen, oder als ein Aufzeichnungsmedium wie etwa eine computerlesbare CD-ROM zum Speichern des Programms. Ein derartiges Programm kann mittels eines Aufzeichnungsmediums wie etwa einer CD-ROM oder über ein Übertragungsmedium wie etwa das Internet vertrieben werden.
  • VORTEILE DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung erzielt eine genaue Erfassung eines Anfangszustands einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz einer Energiespeichereinrichtung wie etwa einer Lithium-Ionen-Sekundärbatterie.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Außenansicht eines Energiespeichersystems, das eine Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Funktionskonfiguration der Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 3 ist ein erläuterndes Kurvendiagramm zu einer ersten maximalen Variationsgröße, die durch eine erste Erhaltungseinheit erhalten wird, und einer zweiten maximalen Variationsgröße, die durch eine zweite Erhaltungseinheit erhalten wird, gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 4 ist ein erläuterndes Kurvendiagramm zu der ersten maximalen Variationsgröße, die durch die erste Erhaltungseinheit erhalten wird, und zu der zweiten maximalen Variationsgröße, die durch die zweite Erhaltungseinheit erhalten wird, gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 5 ist ein Flussdiagramm zu beispielhaften Prozessen zum Erfassen eines Performanzverschlechterungs-Startzustands einer Energiespeichereinrichtung mit der Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 6 ist ein Flussdiagramm zu beispielhaften Prozessen zum Erhalten der zweiten maximalen Variationsgröße mit der zweiten Erhaltungseinheit gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 7 ist ein erläuterndes Kurvendiagramm zu den Prozessen zum Erhalten der zweiten maximalen Variationsgröße mit der zweiten Erhaltungseinheit gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 8 ist ein Kurvendiagramm zu einer Kapazität-Spannung-Eigenschaft einer Batterie A zur Erläuterung der Prozesse zum Erhalten der zweiten maximalen Variationsgröße mit der zweiten Erhaltungseinheit gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 9 ist ein Flussdiagramm zu beispielhaften Prozessen zum Bestimmen, dass sich eine Energiespeichereinrichtung zu einem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, mit einem Performanzverschlechterungsbestimmer gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 10A ist eine Tabelle mit Bestimmungsergebnissen des Performanzverschlechterungs-Startzustands der Batterie A zur Erläuterung der Prozesse zum Bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, mit dem Performanzverschlechterungsbestimmer gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 10B ist ein Kurvendiagramm, das einen Verlauf eines Kapazitätshalteverhältnisses der Batterie A zur Erläuterung der Prozesse zum Bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, mit dem Performanzverschlechterungsbestimmer gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angibt.
  • 10C(a) bis 10C(c) sind Kurvendiagramme, die einen Verlauf des Widerstands der Batterie A zur Erläuterung der Prozesse zum Bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, mit dem Performanzverschlechterungsbestimmer gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angeben.
  • 11 ist ein Kurvendiagramm zu der Kapazität-Spannung-Eigenschaft einer Batterie B, das erläutert, dass ein vorbestimmter Wert, auf den der Performanzverschlechterungsbestimmer gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Bezug nimmt, vorzugsweise im Bereich von 0,7 bis 0,8 liegt.
  • 12A ist eine Tabelle mit Bestimmungsergebnissen des Performanzverschlechterungs-Startzustands der Batterie B, die erläutert, dass der vorbestimmte Wert, auf den der Performanzverschlechterungsbestimmer gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Bezug nimmt, vorzugsweise im Bereich von 0,7 bis 0,8 liegt.
  • 12B ist ein Kurvendiagramm, das den Verlauf eines Kapazitätshalteverhältnisses der Batterie B angibt, um zu erläutern, dass der vorbestimmte Wert, auf den der Performanzverschlechterungsbestimmer gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Bezug nimmt, vorzugsweise im Bereich von 0,7 bis 0,8 liegt.
  • 12C(a) bis 12C(c) sind Kurvendiagramme, die den Verlauf des Widerstands der Batterie B angeben, um zu erläutern, dass der vorbestimmte Wert, auf den der Performanzverschlechterungsbestimmer gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Bezug nimmt, vorzugsweise im Bereich von 0,7 bis 0,8 liegt.
  • 13 ist ein Kurvendiagramm zu einer Kapazität-Spannung-Eigenschaft einer Batterie C, das erläutert, dass ein vorbestimmter Wert, auf den der Performanzverschlechterungsbestimmer gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Bezug nimmt, vorzugsweise im Bereich von 0,7 bis 0,8 liegt.
  • 14A ist eine Tabelle mit Bestimmungsergebnissen des Performanzverschlechterungs-Startzustands der Batterie C, die erläutert, dass der vorbestimmte Wert, auf den der Performanzverschlechterungsbestimmer gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Bezug nimmt, vorzugsweise im Bereich von 0,7 bis 0,8 liegt.
  • 14B ist ein Kurvendiagramm, das den Verlauf eines Kapazitätshalteverhältnisses der Batterie C angibt, um zu erläutern, dass der vorbestimmte Wert, auf den der Performanzverschlechterungsbestimmer gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Bezug nimmt, vorzugsweise im Bereich von 0,7 bis 0,8 liegt.
  • 14C(a) bis 14C(c) sind Kurvendiagramme, die den Verlauf des Widerstands der Batterie B angeben, um zu erläutern, dass der vorbestimmte Wert, auf den der Performanzverschlechterungsbestimmer gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Bezug nimmt, vorzugsweise im Bereich von 0,7 bis 0,8 liegt.
  • 15 ist ein Kurvendiagramm zu einer Kapazität-Spannung-Eigenschaft als einer differentiellen Eigenschaft einer Ladekurve der Energiespeichereinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 16 ist eine Tabelle mit Bestimmungsergebnissen des Performanzverschlechterungs-Startzustands in einem Fall, in dem die Kapazität-Spannung-Eigenschaft als die differentielle Eigenschaft der Ladekurve der Energiespeichereinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten wird.
  • 17 ist ein Kurvendiagramm zu der Kapazität-Spannung-Eigenschaft der Energiespeichereinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei Anwendung eines 0,2C-Entladekapazitätsvalidierungstests.
  • 18 ist eine Tabelle mit Bestimmungsergebnissen des Performanzverschlechterungs-Startzustands in einem Fall, in dem die Kapazität-Spannung-Eigenschaft der dem 0,20-Entladekapazitätsvalidierungstest unterworfenen Energiespeichereinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten wird.
  • 19 ist ein Kurvendiagramm zu der Kapazität-Spannung-Eigenschaft der Energiespeichereinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn ein Intervall einer Spannungsvariationsgröße geändert wird.
  • 20 ist eine Tabelle mit Bestimmungsergebnissen des Performanzverschlechterungs-Startzustands der Energiespeichereinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Fall, in dem die Kapazität-Spannung-Eigenschaft erhalten wird und das Intervall der Spannungsvariationsgröße geändert wird.
  • 21 ist ein Blockdiagramm, das eine als eine integrierte Schaltung verkörperte Konfiguration der Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • AUSFÜHRUNGSMODI DER ERFINDUNG
  • (Grundlagen der Erfindung)
  • Die herkömmliche Technik ist nicht in der Lage, eine genaue Erfassung eines Anfangszustands einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz einer Energiespeichereinrichtung zu erzielen.
  • Eine in einem Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug vorgesehene Lithium-Ionen-Sekundärbatterie erfährt am Ende ihrer Lebensdauer eine plötzliche Verminderung der Batterieperformanz. Es ist sehr wichtig, einen Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der Batterieperformanz zu erfassen. Gemäß der herkömmlichen Technik variieren die Batteriekapazität und der innere Widerstand, die die Batterieperformanz angeben, jedoch linear. Es ist also schwierig, eine plötzliche Verschlechterung der Performanz der Batterie rechtzeitig und genau zu erfassen.
  • Die vorliegende Erfindung bezweckt, das oben genannte Problem zu lösen, wobei es eine Aufgabe ist, eine Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung, ein Performanzverschlechterungs-Erfassungsverfahren und ein Energiespeichersystem anzugeben, die eine genaue Erfassung eines Anfangszustands einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz einer Energiespeichereinrichtung erzielen.
  • Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, ist eine Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung für eine Energiespeichereinrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung konfiguriert, um einen Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz einer Energiespeichereinrichtung als einen Performanzverschlechterungs-Startzustand zu erfassen. Die Vorrichtung enthält: eine erste Erhaltungseinheit, konfiguriert zum Erhalten einer ersten maximalen Variationsgröße als eines Maximumwerts einer Kapazitätsvariationsgröße, die ein Variationsgrad der Stromladekapazität relativ zu einer Spannungsvariation der geladenen oder entladenen Energiespeichereinrichtung ist, mit Bezug auf eine Kapazität-Spannung-Eigenschaft zu einem ersten Zeitpunkt, die die Beziehung zwischen der Kapazitätsvariationsgröße und der Spannung angibt; eine zweite Erhaltungseinheit, konfiguriert zum Erhalten einer zweiten maximalen Variationsgröße als eines Maximumwerts der Kapazitätsvariationsgröße mit Bezug auf die Kapazität-Spannung-Eigenschaft zu einem zweiten Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt; und einen Performanzverschlechterungsbestimmer, konfiguriert zum Bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, wenn ein Variationsgrößenverhältnis, als ein Verhältnis der zweiten maximalen Variationsgröße zu der ersten maximalen Variationsgröße, einen vorbestimmten Wert überschreitet.
  • Gemäß dieser Konfiguration bestimmt die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung mit Bezug auf die Kapazität-Spannung-Eigenschaft, die die Beziehung zwischen der Kapazitätsvariationsgröße (dQ/dV), als dem Variationsgrad der Stromladekapazität (Q) relativ zu der Spannungsvariation (V) der Energiespeichereinrichtung, und der Spannung (V) angibt, dass sich die Energiespeichereinrichtung zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, wenn das Variationsgrößenverhältnis, als das Verhältnis des Maximumwerts der Kapazitätsvariationsgröße zu dem zweiten Zeitpunkt zu dem maximalen Wert der Kapazitätsvariationsgröße zu dem ersten Zeitpunkt, den vorbestimmten Wert überschreitet. Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben durch umfangreiche Untersuchungen und Tests herausgefunden, dass eine plötzliche Verschlechterung der Performanz der Energiespeichereinrichtung zu dem zweiten Zeitpunkt beginnt, wenn das Variationsgrößenverhältnis den vorbestimmten Wert überschreitet. Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung kann also einen Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz der Energiespeichereinrichtung genau erfassen.
  • Der Performanzverschlechterungsbestimmer kann bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, indem er zu dem zweiten Zeitpunkt bestimmt, dass sich die Energiespeichereinrichtung in einem Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der Lade- oder Entladekapazität der Energiespeichereinrichtung oder in einem Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der Eingang-Ausgang-Performanz, die durch eine Eingang-Ausgang-Eigenschaft der Energiespeichereinrichtung angegeben wird, befindet, wenn das Variationsgrößenverhältnis den vorbestimmten Wert überschreitet.
  • Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben durch umfangreiche Untersuchungen und Tests herausgefunden, dass sich die Kapazität oder die Eingang-Ausgang-Performanz der Energiespeichereinrichtung plötzlich zu dem zweiten Zeitpunkt zu verschlechtern beginnt, wenn das Variationsgrößenverhältnis den vorbestimmten Wert überschreitet. Die Tatsache, dass sich die Kapazität oder die Eingang-Ausgang-Performanz der Energiespeichereinrichtung plötzlich zu verschlechtern beginnt, weist darauf hin, dass sich die Performanz der Energiespeichereinrichtung plötzlich zu verschlechtern beginnt. Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung erfasst, dass sich die Kapazität oder die Eingang-Ausgang-Performanz der Energiespeichereinrichtung plötzlich zu verschlechtern beginnt, um einen Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz der Energiespeichereinrichtung genau zu erfassen.
  • Der Performanzverschlechterungsbestimmer kann bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, wenn das Variationsgrößenverhältnis den auf einen Bereich von 0,7 bis 0,8 gesetzten vorbestimmten Wert überschreitet.
  • Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben durch umfangreiche Untersuchungen und Tests herausgefunden, dass sich die Performanz der Energiespeichereinrichtung zu dem zweiten Zeitpunkt plötzlich zu verschlechtern beginnt, wenn das Variationsgrößenverhältnis den auf den Bereich von 0,7 bis 0,8 gesetzten vorbestimmten Wert überschreitet. Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung kann also einen Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz der Energiespeichereinrichtung genau erfassen.
  • Die erste Erhaltungseinheit kann die erste maximale Variationsgröße mit Bezug auf die Kapazität-Spannung-Eigenschaft der Energiespeichereinrichtung in einem Anfangszustand erhalten.
  • Gemäß dieser Konfiguration erhält die Performanzverschlechterungs-Erfassungseinrichtung als die erste maximale Variationsgröße den Maximumwert der Kapazitätsvariationsgröße mit Bezug auf die Kapazität-Spannung-Eigenschaft der Energiespeichereinrichtung in dem Anfangszustand. Wenn die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung zuvor, etwa bei der Produktion, beim Versand oder beim Lade-/Entladestart, in einem Speicher den Maximumwert der Kapazitätsvariationsgröße der Energiespeichereinrichtung in dem Anfangszustand speichert, kann die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung die erste maximale Variationsgröße einfach erhalten.
  • Die zweite Erhaltungseinheit kann die Energiespeichereinrichtung zu dem zweiten Zeitpunkt laden oder entladen, um die Beziehung zwischen der Spannung und der Stromladekapazität der Energiespeichereinrichtung zu erhalten, die Kapazitätsvariationsgröße durch das Differenzieren der Stromladekapazität in Bezug auf die Spannung in Übereinstimmung mit der erhaltenen Beziehung zu berechnen und die Kapazität-Spannung-Eigenschaft, die die Beziehung zwischen der berechneten Kapazitätsvariationsgröße und der Spannung angibt, zu erhalten, um die zweite maximale Variationsgröße zu erhalten.
  • Gemäß dieser Konfiguration lädt oder entlädt die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung die Energiespeichereinrichtung zu dem zweiten Zeitpunkt, um die Kapazität-Spannung-Eigenschaft zu erhalten, und kann also die zweite maximale Variationsgröße einfach erhalten.
  • Der Performanzverschlechterungsbestimmer kann eine Obergrenzen-Ladespannung der Energiespeichereinrichtung begrenzen, wenn der Performanzverschlechterungsbestimmer bestimmt, dass sich die Energiespeichereinrichtung zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet.
  • Gemäß dieser Konfiguration begrenzt die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung die Obergrenzen-Ladespannung der Energiespeichereinrichtung, wenn die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung bestimmt, dass sich die Energiespeichereinrichtung zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet. Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung kann also eine plötzliche Verschlechterung der Performanz der Energiespeichereinrichtung unterdrücken und deren Lebensdauer verlängern.
  • Der Performanzverschlechterungsbestimmer kann einen maximalen Stromfluss zu der Energiespeichereinrichtung begrenzen, wenn der Performanzverschlechterungsbestimmer bestimmt, dass sich die Energiespeichereinrichtung zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet.
  • Gemäß dieser Konfiguration begrenzt die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung den maximalen Stromfluss zu der Energiespeichereinrichtung, wenn die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung bestimmt, dass sich die Energiespeichereinrichtung zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet. Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung kann also eine plötzliche Verschlechterung der Performanz der Energiespeichereinrichtung unterdrücken und deren Lebensdauer verlängern.
  • Die Energiespeichereinrichtung kann eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie sein, die ein geschichtetes Lithium-Übergangsmetalloxid als ein positives, aktives Material enthält, wobei die erste Erhaltungseinheit die erste maximale Variationsgröße der Lithium-Ionen-Sekundärbatterie erhalten kann und die zweite Erhaltungseinheit die zweite maximale Variationsgröße der Lithium-Ionen-Sekundärbatterie erhalten kann.
  • Gemäß dieser Konfiguration ist die Energiespeichereinrichtung eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie, die ein geschichtetes Lithium-Übergangsmetalloxid als das positive, aktive Material enthält. Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben durch umfangreiche Untersuchungen und Tests herausgefunden, dass das oben genannte Verfahren eine rechtzeitige und genaue Erfassung einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz der als die Lithium-Ionen-Sekundärbatterie verkörperten Energiespeichereinrichtung erzielt. Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung kann also einen Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz der Lithium-Ionen-Sekundärbatterie genau erfassen.
  • Im Folgenden werden eine Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung und ein die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung enthaltendes Energiespeichersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die im Folgenden beschriebene Ausführungsform enthält bevorzugte spezifische Beispiele der vorliegenden Erfindung. Die Anzahlen, Formen, Materialien, Bestandteile, Anordnungen und Verbindungskonfigurationen der Bestandteile sowie die Schritte, die Reihenfolge der Schritte usw., die in der folgenden Ausführungsform genannt werden, sind lediglich beispielhaft und schränken den Erfindungsumfang der vorliegenden Erfindung nicht ein. Was die Bestandteile der folgenden Ausführungsform betrifft, sind die nicht in den unabhängigen Ansprüchen für das übergeordnete Konzept der vorliegenden Erfindung genannten Bestandteile als optionale Bestandteile gemäß einem oder mehreren bevorzugten Modi aufzufassen.
  • Im Folgenden wird zuerst eine Konfiguration eines Energiespeichersystems 10 beschrieben.
  • 1 ist eine Außenansicht des Energiespeichersystems 10, das eine Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
  • Wie in der Figur gezeigt, enthält das Energiespeichersystem 10 die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100, eine Vielzahl von (sechs in dieser Figur) Energiespeichereinrichtungen 200 und ein Gehäuse 300, in dem die Nach-Verschlechterung-Performanz-Schätzvorrichtung 100 und die Vielzahl von Energiespeichereinrichtungen 200 aufgenommen sind.
  • Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 ist über der Vielzahl von Energiespeichereinrichtungen 200 angeordnet und ist eine Leiterplatte, die mit einer Schaltung versehen ist, die für das Erfassen eines Anfangszustands einer plötzlichen Verschlechterung der Batterieperformanz der Vielzahl von Energiespeichereinrichtungen 200 als eines Performanzverschlechterungs-Startzustands konfiguriert ist. Insbesondere ist die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 mit der Vielzahl von Energiespeichereinrichtungen 200 verbunden, erhält Informationen von der Vielzahl von Energiespeichereinrichtungen 200 und erfasst einen Performanzverschlechterungs-Startzustand der Vielzahl von Energiespeichereinrichtungen 200.
  • Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist hier über der Vielzahl von Energiespeichereinrichtungen 200 angeordnet, wobei die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 jedoch auch an einer anderen Stelle angeordnet sein könnte. Die Funktionskonfiguration der Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 wird weiter unten im Detail beschrieben.
  • Die Energiespeichereinrichtung 200 ist eine Sekundärbatterie wie etwa eine Sekundärbatterie mit einem nicht-wässrigen Elektrolyten, die eine positive Elektrode und eine negative Elektrode enthält. In dieser Figur sind die sechs rechteckigen Energiespeichereinrichtungen 200 in einer Reihe als zusammengesetzte Batterien angeordnet. Die Anzahl der Energiespeichereinrichtungen 200 ist nicht auf sechs beschränkt, wobei es sich auch um eine beliebige andere Anzahl derselben oder auch nur um eine einzelne handeln könnte. Weiterhin werden keine besonderen Vorgaben bezüglich der Form der Energiespeichereinrichtungen 200 gemacht.
  • Die Energiespeichereinrichtung 200 weist die positive Elektrode und die negative Elektrode auf. Die positive Elektrode enthält eine Positivelektroden-Substratfolie in einer langen Bandform aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder ähnlichem und eine positive, aktive Materialschicht, die auf der Positivelektroden-Substratfolie vorgesehen ist. Die negative Elektrode enthält eine Negativelektroden-Substratfolie in einer langen Bandform aus Kupfer, einer Kupferlegierung oder ähnlichem und eine negative, aktive Materialschicht, die auf der Negativelektroden-Substratfolie vorgesehen ist. Das positive, aktive Material in der positiven, aktiven Materialschicht oder das negative, aktive Material in der negativen, aktiven Materialschicht kann aus einem beliebigen, bekannten Material ausgebildet sein, solange das positive, aktive Material oder das negative, aktive Material Lithium-Ionen einschließen und emittieren kann.
  • Die Energiespeichereinrichtung 200 ist vorzugsweise eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie, die ein geschichtetes Lithium-Übergangsmetalloxid als das positive, aktive Material enthält. Insbesondere umfassen bevorzugte Beispiele des positiven, aktiven Materials ein geschichtetes Lithium-Übergangsmetalloxid wie etwa Li1+xM1-yO2 (M ist eines oder wenigstens zwei Übergangsmetallelemente, die aus Fe, Ni, Mn, Co oder ähnlichem ausgewählt sind, wobei x und y die Beziehungen 0 ≤ x < 1/3 und 0 ≤ y < 1/3 erfüllen) (z. B. LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2). Das positive, aktive Material kann ein Spinell-Lithium-Manganoxid wie etwa LiMn2O4 und LiMn1,5Ni0,5O4 oder ein positives, aktives Olivinmaterial wie etwa LiFePO4 enthalten, das mit dem geschichteten Lithium-Übergangsmetalloxid gemischt ist.
  • Beispiele für das negative, aktive Material sind ein Lithiummetall, eine Lithiumlegierung (ein Lithiummetall, das eine Legierung wie etwa Lithiumsilizium, Lithiumaluminium, Lithiumblei, Lithiumzinn, Lithiumaluminiumzinn, Lithiumgallium und eine Woodsche Legierung), eine Legierung, die Lithium einschließen und emittieren kann, ein Kohlenstoffmaterial (z. B. Graphit, ein kaum graphitisierbarer Kohlenstoff, ein leicht graphitisierbarer Kohlenstoff, ein bei einer niedrigen Temperatur gebackener Kohlenstoff und ein amorpher Kohlenstoff), ein Siliziumoxid, ein Metalloxid, ein Lithiummetalloxid (z. B. Li4Ti6O12) und eine polyphosphorische Säureverbindung. Das negative, aktive Material weist vorzugsweise einen flachen Potentialteil mit einer flachen Elektrodenpotentialeigenschaft etwa aus einem Kohlenstoffmaterial (z. B. Graphit, weicher Kohlenstoff oder harter Kohlenstoff), Li4Ti5O12 oder LiMn2O4 auf.
  • Im Folgenden wird die Funktionskonfiguration der Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 im Detail beschrieben.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das die Funktionskonfiguration der Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 erfasst einen Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz der Energiespeichereinrichtung 200 als einen Performanzverschlechterungs-Startzustand. Wie in der Figur gezeigt, enthält die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 eine erste Erhaltungseinheit 110, eine zweite Erhaltungseinheit 120, einen Performanzverschlechterungsbestimmer 130 und eine Speichereinheit 150. Die Speichereinheit 150 speichert Bestimmungsdaten 151 für das Bestimmen, ob sich die Energiespeichereinrichtung 200 in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet oder nicht.
  • Mit Bezug auf eine Kapazität-Spannung-Eigenschaft zu einem ersten Zeitpunkt, die die Beziehung zwischen der Spannung und einer Kapazitätsvariationsgröße als einen Variationsgrad der Stromladekapazität relativ zu einer Spannungsvariation der geladenen oder entladenen Energiespeichereinrichtung 200 angibt, erhält die erste Erhaltungseinheit 110 eine erste maximale Variationsgröße als den Maximumwert der Kapazitätsvariationsgröße. Wenn die Spannung der Energiespeichereinrichtung durch V wiedergegeben wird und die Stromladekapazität durch Q wiedergegeben wird, wird die Kapazitätsvariationsgröße durch dQ/dV ausgedrückt, was dem Variationsgrad (dQ) der Stromladekapazität Q relativ zu der Variation (dV) der Spannung V entspricht. Die erste maximale Variationsgröße wird weiter unten im Detail beschrieben.
  • Der erste Zeitpunkt ist ein Referenzzeitpunkt für das Erfassen des Performanzverschlechterungs-Startzustands. Gemäß dieser Ausführungsform befindet sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem ersten Zeitpunkt in dem Anfangszustand. Die erste Erhaltungseinheit 110 erhält als die erste maximale Variationsgröße den Maximumwert der Kapazitätsvariationsgröße mit Bezug auf die Kapazität-Spannung-Eigenschaft der Energiespeichereinrichtung 200 in dem Anfangszustand.
  • Insbesondere wird zuvor, etwa bei der Produktion, beim Versand oder beim Lade-/Entladestart, der Maximumwert der Kapazitätsvariationsgröße der Energiespeichereinrichtung 200 in dem Anfangszustand als die erste maximale Variationsgröße in den Bestimmungsdaten 151 in der Speichereinheit 150 gespeichert. Die erste Erhaltungseinheit 110 liest und erhält die erste maximale Variationsgröße aus den Bestimmungsdaten 151.
  • Die Speichereinheit 150 kann alternativ hierzu Daten zu der Energiespeichereinrichtung 200 zu dem ersten Zeitpunkt wie etwa die Kapazität-Spannung-Eigenschaft speichern, wobei die erste Erhaltungseinheit 110 eine Berechnung mit Bezug auf diese Daten durchführen kann, um die erste maximale Variationsgröße zu erhalten. Alternativ hierzu kann die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 auch keine Speichereinheit 150 enthalten. In diesem Fall kann die erste Erhaltungseinheit 110 die erste maximale Variationsgröße von einer anderen Einrichtung erhalten oder kann die erste maximale Variationsgröße in der ersten Erhaltungseinheit 110 mittels eines Programms, einer Schaltungskonfiguration oder ähnlichem vorgesehen werden.
  • Der erste Zeitpunkt ist nicht auf einen Zeitpunkt während des Anfangszustands der Energiespeichereinrichtung 200 beschränkt und kann ein beliebiger Zeitpunkt sein. Zum Beispiel kann der erste Zeitpunkt nach Ablauf einer vorbestimmten Periode von dem Betriebsstart mit einem Laden in oder Entladen aus der Energiespeichereinrichtung 200 folgen. In diesem Fall kann die erste Erhaltungseinheit 110 die erste maximale Variationsgröße auf ähnliche Weise erhalten wie die zweite Erhaltungseinheit 120 eine zweite maximale Variationsgröße erhält. Der erste Zeitpunkt kann durch eine beliebige Einheit wie etwa Minuten, Stunden, Tage oder Monate angegeben werden.
  • Die zweite Erhaltungseinheit 120 erhält die zweite maximale Variationsgröße als den maximalen Wert der Kapazitätsvariationsgröße mit Bezug auf die Kapazität-Spannung-Eigenschaft zu einem zweiten Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt. Die zweite maximale Variationsgröße wird weiter unten im Detail beschrieben.
  • Der zweite Zeitpunkt folgt auf den ersten Zeitpunkt nach Ablauf einer vorbestimmten Periode von dem Betriebsstart mit einem Laden in oder Entladen aus der Energiespeichereinrichtung 200. Hinsichtlich der vorbestimmten Periode werden hier keine besonderen Vorgaben gemacht, sodass diese eine beliebige Länge aufweisen kann. Die vorbestimmte Periode kann durch eine beliebige Einheit wie etwa Minuten, Stunden, Tage oder Monate angegeben werden. Der zweite Zeitpunkt kann also ähnlich wie der erste Zeitpunkt durch eine beliebige Einheit wie etwa Minuten, Stunden, Tage oder Monate angegeben werden.
  • Insbesondere lädt oder entlädt die zweite Erhaltungseinheit 120 die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt, um die Beziehung zwischen der Spannung und der Stromladekapazität der Energiespeichereinrichtung 200 zu erhalten. Die zweite Erhaltungseinheit 120 erhält die Beziehung, indem sie die Spannung und die Stromladekapazität aus der Energiespeichereinrichtung 200 erhält und in die Bestimmungsdaten 151 in der Speichereinheit 150 schreibt.
  • Die zweite Erhaltungseinheit 120 berechnet dann die Kapazitätsvariationsgröße, indem sie die Stromladekapazität in Bezug auf die Spannung in Übereinstimmung mit der erhaltenen Beziehung differenziert, und erhält die Kapazität-Spannung-Eigenschaft, die die Beziehung zwischen der berechneten Kapazitätsvariationsgröße und der Spannung angibt. Die zweite Erhaltungseinheit 120 liest also die Spannung und die Stromladekapazität aus den Bestimmungsdaten 151, berechnet die Kapazitätsvariationsgröße durch das Differenzieren der Stromladekapazität in Bezug auf die Spannung und schreibt die berechnete Kapazitätsvariationsgröße in die Bestimmungsdaten 151, um die Kapazität-Spannung-Eigenschaft zu erhalten.
  • Die zweite Erhaltungseinheit 120 erhält die zweite maximale Variationsgröße mit Bezug auf die erhaltene Kapazität-Spannung-Eigenschaft. Die zweite Erhaltungseinheit 120 liest die maximale Kapazitätsvariationsgröße aus den Bestimmungsdaten 151, um die zweite maximale Variationsgröße zu erhalten.
  • Alternativ hierzu kann die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 auch keine Speichereinrichtung 150 enthalten. In diesem Fall kann die zweite Erhaltungseinheit 120 Daten in einer anderen Einrichtung schreiben und die Daten aus der anderen Einrichtung lesen, um die zweite maximale Variationsgröße zu erhalten.
  • Der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 bestimmt, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, wenn ein Variationsgrößenverhältnis als das Verhältnis zwischen der zweiten maximalen Variationsgröße zu der ersten maximalen Variationsgröße einen vorbestimmten Wert überschreitet. Mit anderen Worten berechnet der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 das Variationsgrößenverhältnis, indem er die zweite maximale Variationsgröße durch die erste maximale Variationsgröße dividiert, und bestimmt, ob das berechnete Variationsgrößenverhältnis den vorbestimmten Wert überschreitet oder nicht. Der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 bestimmt dann, das sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, wenn das berechnete Variationsgrößenverhältnis als den vorbestimmten Wert überschreitend bestimmt wird.
  • Insbesondere wenn das Variationsgrößenverhältnis den vorbestimmten Wert überschreitet, bestimmt der Performanzverschlechterungsbestimmer 130, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu einem zweiten Zeitpunkt in einem Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der reversiblen Kapazität als einer ausreichenden Kapazität für das Laden oder Entladen der Energiespeichereinrichtung 200 oder in einem Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der Eingang-Ausgang-Performanz, die durch eine Eingang-Ausgang-Eigenschaft der Energiespeichereinrichtung 200 angegeben wird, befindet, um zu bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet.
  • Der vorbestimmte Wert liegt vorzugsweise im Bereich von 0,7 bis 0,8. Dementsprechend bestimmt der Performanzverschlechterungsbestimmer 130, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, wenn das Variationsgrößenverhältnis den auf den Bereich von 0,7 bis 0,8 gesetzten Bereich überschreitet. Insbesondere bestimmt der Performanzverschlechterungsbestimmer 130, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt in einem Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der reversiblen Kapazität oder der Eingang-Ausgang-Performanz der Energiespeichereinrichtung 200 befindet, wenn das Variationsgrößenverhältnis den auf den Bereich von 0,7 bis 0,8 gesetzten vorbestimmten Wert überschreitet, um zu bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet. Warum der vorbestimmte Wert vorzugsweise auf den Bereich von 0,7 bis 0,8 gesetzt ist, wird weiter unten beschrieben.
  • Insbesondere wird der vorbestimmte Wert (im Bereich von 0,7 bis 0,8) zuvor in die Bestimmungsdaten 151 in der Speichereinheit 150 geschrieben und liest der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 den vorbestimmten Wert aus den Bestimmungsdaten 151 für die oben beschriebene Bestimmung. Der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 kann alternativ hierzu den vorbestimmten Wert von einer anderen Einrichtung erhalten oder den vorbestimmten Wert berechnen. Und alternativ hierzu kann der vorbestimmte Wert in dem Performanzverschlechterungsbestimmer 130 mittels eines Programms, einer Schaltungskonfiguration oder ähnlichem vorgesehen werden.
  • Wenn der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 bestimmt, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, begrenzt der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 die Obergrenzen-Ladespannung der Energiespeichereinrichtung 200. In diesem Fall sendet der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 ein Signal für eine Begrenzung der Obergrenzen-Ladespannung der Energiespeichereinrichtung 200, um das Laden zu der Energiespeichereinrichtung 200 zu stoppen, bevor die Energiespeichereinrichtung 200 vollständig geladen ist.
  • Der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 kann alternativ hierzu den maximalen Stromfluss zu der Energiespeichereinrichtung 200 begrenzen, wenn der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 bestimmt, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet. In diesem Fall sendet der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 ein Signal für eine Begrenzung des maximalen Stromflusses zu der Energiespeichereinrichtung 200, um einen übermäßigen Wert des Stromflusses zu der Energiespeichereinrichtung 200 zu unterdrücken.
  • Alternativ hierzu kann der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 eine Warnung vor einer Begrenzung oder anstelle einer Begrenzung der Obergrenzen-Ladespannung oder des maximalen Stromflusses ausgeben. Und alternativ hierzu kann der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 das Laden zu der Energiespeichereinrichtung 200 stoppen, wenn der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 bestimmt, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet.
  • Im Folgenden werden die ersten und zweiten maximalen Variationsgrößen im Detail beschrieben.
  • 3 und 4 sind erläuternde Kurvendiagramme zu der durch die erste Erhaltungseinheit 110 erhaltenen maximalen Variationsgröße und der durch die zweite Erhaltungseinheit 120 erhaltenen Variationsgröße gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Insbesondere ist 3 ein Kurvendiagramm zu der Beziehung zwischen der Spannung und der Stromladekapazität der entladenen Energiespeichereinrichtung 200, während 4 ein Kurvendiagramm der Kapazität-Spannung-Eigenschaft der Energiespeichereinrichtung 200 ist.
  • Was wie in 3 gezeigt die Beziehung zwischen der Spannung V und der Kapazität Q der entladenen Energiespeichereinrichtung 200 betrifft, vermindert sich die Kapazität Q von dem ersten Zeitpunkt zu dem zweiten Zeitpunkt nach Ablauf der vorbestimmten Periode, wenn die Energiespeichereinrichtung 200 kontinuierlich mit einem Laden oder Entladen von dem Anfangszustand (dem ersten Zeitpunkt) betrieben wird. Im weiteren Zeitverlauf vermindert sich die Kapazität Q weiter und tritt die Energiespeichereinrichtung 200 in einen Verschlechterungszustand ein. Die in 4 angegebene Kapazität-Spannung-Eigenschaft wird erhalten, indem in einer Kurve die Beziehung zwischen der Spannung V und der Kapazitätsvariationsgröße dQ/dV, die durch das Differenzieren der in 3 angegebenen Kapazität Q in Bezug auf die Spannung V berechnet wird, ausgedrückt wird.
  • Was die in 4 angegebene Kapazität-Spannung-Eigenschaft betrifft, wird eine erste maximale Variationsgröße P0 als der Maximumwert der Kapazitätsvariationsgröße dQ/dV in einem Anfangszustand (zu dem ersten Zeitpunkt) erhalten. Was die Kapazität-Spannung-Eigenschaft betrifft, wird eine zweite maximale Variationsgröße PX als der Maximumwert der Kapazitätsvariationsgröße dQ/dV zu dem zweiten Zeitpunkt nach Ablauf der vorbestimmten Periode von dem ersten Zeitpunkt erhalten.
  • Die erste Erhaltungseinheit 110 erhält also die erste maximale Variationsgröße P0, und die zweite Erhaltungseinheit 120 erhält die zweite maximale Variationsgröße PX. 3 und 4 sind die Kurvendiagramme zu der entladenen Energiespeichereinrichtung 200. Ähnliche Kurven werden auch dann erhalten, wenn die Energiespeichereinrichtung 200 geladen wird. Ähnlich wie im Fall des Entladens der Energiespeichereinrichtung 200 kann auch für die geladene Energiespeichereinrichtung 200 die erste Erhaltungseinheit 110 die erste maximale Variationsgröße P0 erhalten und kann die zweite Erhaltungseinheit 120 die zweite maximale Variationsgröße PX erhalten. Dies gilt auch für die folgende Beschreibung.
  • Im Folgenden werden die Prozesse zum Erfassen des Performanzverschlechterungs-Startzustands der Energiespeichereinrichtung 200 mit der Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 beschrieben.
  • 5 ist ein Flussdiagramm zu beispielhaften Prozessen zum Erfassen des Performanzverschlechterungs-Startzustands der Energiespeichereinrichtung 200 mit der Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Wie in dieser Figur gezeigt, erhält die erste Erhaltungseinheit 110 zu Beginn die erste maximale Variationsgröße als den Maximumwert der Kapazitätsvariationsgröße mit Bezug auf die Kapazität-Spannung-Eigenschaft zu dem ersten Zeitpunkt (S102). Insbesondere erhält die erste Erhaltungseinheit 110 die erste maximale Variationsgröße als den Maximumwert der Kapazitätsvariationsgröße mit Bezug auf die Kapazität-Spannung-Eigenschaft der Energiespeichereinrichtung 200 in dem Anfangszustand durch das Auslesen der Bestimmungsdaten 151.
  • Anschließend erhält die zweite Erhaltungseinheit 120 die zweite maximale Variationsgröße als den Maximumwert der Kapazitätsvariationsgröße mit Bezug auf die Kapazität-Spannung-Eigenschaft zu dem zweiten Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt (S104). Insbesondere lädt oder entlädt die zweite Erhaltungseinheit 120 die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt, um die Beziehung zwischen der Spannung und der Stromladekapazität der Energiespeichereinrichtung 200 zu erhalten, berechnet die Kapazitätsvariationsgröße durch das Differenzieren der Stromladekapazität in Bezug auf die Spannung in Übereinstimmung mit der erhaltenen Beziehung und erhält die Kapazität-Spannung-Eigenschaft, die die Beziehung zwischen der berechneten Kapazitätsvariationsgröße und der Spannung angibt, um die zweite maximale Variationsgröße zu erhalten. Die Prozesse zum Erhalten der zweiten maximalen Variationsgröße mit der zweiten Erhaltungseinheit 120 werden weiter unten im Detail beschrieben.
  • Der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 bestimmt dann, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, wenn das Variationsgrößenverhältnis als das Verhältnis der zweiten maximalen Variationsgröße zu der ersten maximalen Variationsgröße den vorbestimmten Wert überschreitet (S106). Insbesondere bestimmt der Performanzverschlechterungsbestimmer 130, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 in einem Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der reversiblen Kapazität oder der Eingang-Ausgang-Performanz der Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt befindet, wenn das Variationsgrößenverhältnis den vorbestimmten Wert überschreitet, um zu bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet. Die Prozesse zum Bestimmen mit dem Performanzverschlechterungsbestimmer 130, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, werden weiter unten im Detail beschrieben.
  • Damit werden Prozesse zum Erfassen des Performanzverschlechterungs-Startzustands der Energiespeichereinrichtung 200 mit der Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 beendet.
  • Im Folgenden werden die Prozesse zum Erhalten der zweiten maximalen Variationsgröße mit der zweiten Erhaltungseinheit 120 (S104 in 5) im Detail beschrieben.
  • 6 ist ein Flussdiagramm zu beispielhaften Prozessen zum Erhalten der zweiten maximalen Variationsgröße mit der zweiten Erhaltungseinheit 120 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 7 und 8 sind erläuternde Kurvendiagramme zu den Prozessen zum Erhalten der zweiten maximalen Variationsgröße mit der zweiten Erhaltungseinheit 120 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Insbesondere ist 7 ein Kurvendiagramm zu der Beziehung zwischen der Spannung und der Stromladekapazität der entladenen Energiespeichereinrichtung 200, während 8 ein Kurvendiagramm zu der Kapazität-Spannung-Eigenschaft der Energiespeichereinrichtung 200 ist.
  • Ein Lade-Entlade-Zyklustest mit einem wiederholten Laden und Entladen unter konstanten Bedingungen wird während eines kontinuierlichen Fortschritts des Betriebsgrads der Energiespeichereinrichtung 200 durchgeführt, wobei eine Zyklusanzahl in dem Lade-Entlade-Zyklustest in der folgenden Beschreibung als ein Index des Betriebsgrads aus erhaltenen Daten bezeichnet wird. Es ist offensichtlich unmöglich, auf gewöhnliche Weise einen Parameter in Entsprechung zu der Zyklusanzahl zu erhalten, weil die Bedingungen für das Laden und Entladen und insbesondere für das Entladen in einer tatsächlichen Implementierung nicht konstant sind.
  • Wie in 6 gezeigt, lädt oder entlädt die zweite Erhaltungseinheit 120 zu Beginn die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt (S202). Die folgende Beschreibung bezieht sich auf das Entladen der Energiespeichereinrichtung 200. Die folgende Beschreibung gilt aber auch für das Laden der Energiespeichereinrichtung 200 wie zuvor beschrieben, wobei hier auf eine wiederholte Beschreibung dieses ähnlichen Vorgangs verzichtet wird.
  • Die zweite Erhaltungseinheit 120 erhält die Beziehung zwischen der Spannung und der Stromladekapazität der Energiespeichereinrichtung 200 (S204). Insbesondere erhält die zweite Erhaltungseinheit 120 die Beziehung zwischen der Spannung V und der Kapazität Q der Energiespeichereinrichtung 200 wie in 7 angegeben.
  • Wenn der Betriebsgrad der Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt oder ähnliches 50 Zyklen des Lade-Entlade-Zyklustests entspricht, erhält die zweite Erhaltungseinheit 120 Daten in Entsprechung zu der in 7 angegebenen Linie für „50 Zyklen”. Und wenn der Betriebsgrad der Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt 300 Zyklen des Lade-Entlade-Zyklustests entspricht, erhält die zweite Erhaltungseinheit 120 Daten in Entsprechung zu der Linie für „300 Zyklen” in der Figur.
  • 7 zeigt beispielhafte Ergebnisse eines 1C-Zyklustests bei 45°, der wie nachfolgend beschrieben durchgeführt wird. Der folgende Test wird unter Verwendung einer Lithium-Ionen-Sekundärbatterie (nachfolgend als Batterie A bezeichnet) durchgeführt, die eine positive Elektrode aus einer Aluminiumfolie mit einem daran vorgesehenen positiven Verbund und eine negative Elektrode aus einer Kupferfolie mit einem daran vorgesehen negativen Verbund umfasst. Der positive Verbund in der Batterie A enthält ein positives, aktives Material, Polyvinyliden als ein Bindemittel und Acetylenruß als ein leitendes Material. Das positive, aktive Material ist eine Mischung (mit einem Massenverhältnis von 7:3) aus einem geschichteten Lithiumübergangsmetalloxid, das durch LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 ausgedrückt wird, und Spinell-Lithium-Manganoxid, das durch LiMn2O4 ausgedrückt wird. Der negative Verbund in der Batterie A enthält ein Graphitkohlenstoffmaterial, das als ein negatives, aktives Material dient, und Styrenbutadiengummi und Carboxymethylzellulose, die als Bindemittel dienen. Die Batterie A enthält auch eine elektrolytische Lösung, die vorbereitet wird, indem 1 mol/L von LiPF6 zu einer Lösungsmischung aus Ethylencarbonat (EC): Dimethylcarbonat (DMC): Ethylmethylcarbonat (EMC) = 25:20:55 (Volumenverhältnis) hinzugefügt werden.
  • In dem 1C-Zyklustest bei 45°C wird ein Laden durch ein Konstantstrom-Konstantspannung-Laden bei 45°C mit einem Strom von 1 CmA (= 650 mA) und einer Spannung von 4,2 V über eine Ladezeit von drei Stunden durchgeführt und wird ein Entladen durch ein Konstantstrom-Entladen bei 45°C, einem Strom von 1 CmA (= 650 mA) und einer Endspannung von 2,85 V durchgeführt. In einem Entladekapazitätsvalidierungstest wird ein Laden durch ein Konstanststrom-Konstantspannung-Laden bei 25°C mit einem Strom von 1 CmA (= 650 mA) und einer Spannung von 4,2 V über eine Ladezeit von drei Stunden durchgeführt und wird ein Entladen durch ein Konstantstrom-Entladen bei 25°C mit einem Strom von 1 CmA (= 650 mA) und einer Endspannung von 2,85 V durchgeführt. Eine Auszeit von 10 Minuten ist zwischen dem Laden und Entladen und auch zwischen dem Entladen und Laden vorgesehen. Die Batterie wird während der Auszeit in einem offenen Stromkreiszustand gehalten. Ein Zyklus enthält also die folgenden vier Phasen: Laden, Pause, Entladen und Pause.
  • Wie in 6 gezeigt, berechnet die zweite Erhaltungseinheit 120 die Kapazitätsvariationsgröße durch das Differenzieren der Stromladekapazität in Bezug auf die Spannung in Übereinstimmung mit der erhaltenen Beziehung, um die Kapazität-Spannung-Eigenschaft, die die Beziehung zwischen der berechneten Kapazitätsvariationsgröße und der Spannung angibt, zu erhalten (S206). Insbesondere berechnet die zweite Erhaltungseinheit 120 die Kapazitätsvariationsgröße dQ/dV durch das Differenzieren der Kapazität Q in Bezug auf die Spannung V mit Bezug auf die in 7 angegebene Linie. Wie in 8 angegeben, erhält die zweite Erhaltungseinheit 120 dann die Kapazität-Spannung-Eigenschaft, die die Beziehung zwischen der berechneten Kapazitätsvariationsgröße dQ/dV und der Spannung V angibt.
  • Insbesondere wenn die Kapazität Q im Wert von Q1 zu Q2 in Übereinstimmung mit der Spannung V variiert, die im Wert von V1 zu V2 variiert, berechnet die zweite Erhaltungseinheit 120 die Kapazitätsvariationsgröße dQ/dV = (Q2 – Q1)/(V2 – V1). Die zweite Erhaltungseinheit 120 erhält dann die Kapazität-Spannung-Eigenschaft, die die Beziehung zwischen der berechneten Kapazitätsvariationsgröße dQ/dV = (Q2 – Q1)/(V2 – V1) und der Spannung V = (V1 + V2)/2 angibt.
  • Wenn der Betriebsgrad der Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt oder ähnliches 50 Zyklen in dem Lade-Entlade-Zyklustest entspricht, erhält die zweite Erhaltungseinheit 120 Daten in Entsprechung zu der Linie für „50 Zyklen” in 8. Und wenn der Betriebsgrad der Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt 300 Zyklen des Lade-Entlade-Zyklustests entspricht, erhält die zweite Erhaltungseinheit 120 Daten in Entsprechung zu der Linie für „300 Zyklen” in der Figur.
  • Wie in 6 gezeigt, erhält die zweite Erhaltungseinheit 120 die zweite maximale Variationsgröße unter Bezugnahme auf die erhaltene Kapazität-Spannung-Eigenschaft (S208). Insbesondere erhält die zweite Erhaltungseinheit 120 die zweite maximale Variationsgröße unter Bezugnahme auf die Kurve von B.
  • Wenn der Betriebsgrad der Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt oder ähnliches 50 Zyklen des Lade-Entlade-Zyklustests entspricht, erhält die zweite Erhaltungseinheit 120 den in 8 bei P50 angegebenen Wert als die zweite maximale Variationsgröße. Und wenn der Betriebsgrad der Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt 300 Zyklen in dem Lade-Entlade-Zyklustest entspricht, erhält die zweite Erhaltungseinheit 120 den bei P300 in dieser Figur angegebenen Wert als die zweite maximale Variationsgröße.
  • Damit werden die Prozesse zum Erhalten der zweiten maximalen Variationsgröße mit der zweiten Erhaltungseinheit 120 (S104 in 5) beendet.
  • Im Folgenden werden die Prozesse zum Bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, mit dem Performanzverschlechterungsbestimmer 130 (S106 in 5) im Detail beschrieben.
  • 9 ist ein Flussdiagramm zu beispielhaften Prozessen zum Bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, mit dem Performanzverschlechterungsbestimmer 130 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 10A bis 10C(c) enthalten eine Tabelle und Kurvendiagramme zur Erläuterung der Prozesse zum Bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, mit dem Performanzverschlechterungsbestimmer 130 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Insbesondere ist 10A eine Tabelle mit Werten des Variationsgrößenverhältnisses in Entsprechung zu dem variierten Betriebsgrad (Zyklusanzahl) und Bestimmungsergebnissen des Performanzverschlechterungs-Startzustands für einen Fall, in dem die Werte des Variationsgrößenverhältnisses auf den vorbestimmten Wert angewendet werden. 10B ist ein Kurvendiagramm, das einen Verlauf des Kapazitätshalteverhältnisses der Energiespeichereinrichtung 200 in Entsprechung zu dem variierten Betriebsgrad (Zyklusanzahl) angibt.
  • 10C(a) bis 10C(c) sind Kurvendiagramme, die einen Verlauf des Ausgangs-Gleichstromwiderstands, des Eingangs-Gleichstromwiderstands und des Wechselstromwiderstands der Energiespeichereinrichtung 200 in Entsprechung zu dem variierten Betriebsgrad (Zyklusanzahl) angeben. Insbesondere ist 10C(a) ein Kurvendiagramm, das einen Verlauf eines Verhältnisses zwischen dem Ausgangs-Gleichstromwiderstand der Energiespeichereinrichtung 200 in Entsprechung zu dem variierten Betriebsgrad (Zyklusanzahl) zu dem Ausgangs-Gleichstromwiderstand in dem Anfangszustand (eine Ausgangs-Gleichstromwiderstands-Erhöhungsrate in 10A) angibt. 10C(b) ist ein Kurvendiagramm, das einen Verlauf eines Verhältnisses zwischen dem Eingangs-Gleichstromwiderstand der Energiespeichereinrichtung 200 in Entsprechung zu dem variierten Betriebsgrad (Zyklusanzahl) zu dem Eingangs-Gleichstromwiderstand in dem Anfangszustand (eine Eingangs-Gleichstromwiderstands-Erhöhungsrate in 10A) angibt. 10C(c) ist ein Kurvendiagramm, das einen Verlauf des Verhältnisses des Wechselstromwiderstands der Energiespeichereinrichtung 200 in Entsprechung zu dem variierten Betriebsgrad (Zyklusanzahl) zu dem Wechselstromwiderstand in dem Anfangszustand (eine Wechselstromwiderstand-Erhöhungsrate in 10A) angibt.
  • Wie in 9 gezeigt, bestimmt der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 zu Beginn, ob das Variationsgrößenverhältnis, als das Verhältnis der zweiten maximalen Variationsgröße zu der ersten maximalen Variationsgröße, den vorbestimmten Wert überschreitet (S302). Insbesondere berechnet der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 das Variationsgrößenverhältnis (PX/P0) durch das Dividieren der zweiten maximalen Variationsgröße PX durch die erste maximale Variationsgröße P0. Der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 bestimmt dann, ob das berechnete Variationsgrößenverhältnis PX/P0 den auf den Bereich von 0,7 bis 0,8 gesetzten vorbestimmten Wert überschreitet.
  • Wenn wie in 10A angegeben der Betriebsgrad der Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt oder ähnliches 50 Zyklen in dem Lade-Entlade-Zyklustest entspricht, berechnet der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 das Variationsgrößenverhältnis PX/P0 = P50/P0 = 0,94. Und wenn der Betriebsgrad der Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt oder ähnliches 300 Zyklen in dem Lade-Entlade-Zyklustest entspricht, berechnet der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 das Variationsgrößenverhältnis PX/P0 = P300/P0 = 0,74.
  • Wenn wie in 9 gezeigt das Variationsgrößenverhältnis als den vorbestimmten Wert überschreitend bestimmt wird (JA in S302), bestimmt der Performanzverschlechterungsbestimmer 130, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet (S304). Insbesondere bestimmt der Performanzverschlechterungsbestimmer 130, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, wenn das Variationsgrößenverhältnis als den auf den Bereich von 0,7 bis 0,8 gesetzten vorbestimmten Wert überschreitend bestimmt wird. Insbesondere bestimmt der Performanzverschlechterungsbestimmer 130, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand einer plötzlichen Verschlechterung der reversiblen Kapazität oder Eingang-Ausgang-Performanz der Energiespeichereinrichtung 200 befindet, wenn das Variationsgrößenverhältnis als den auf den Bereich von 0,7 bis 0,8 gesetzten vorbestimmten Wert überschreitend bestimmt wird, um zu bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet.
  • Wenn wie in 10A gezeigt der Betriebsgrad der Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt 300 Zyklen in dem Lade-Entlade-Zyklustest entspricht (Beispiel 1), beträgt das Variationsgrößenverhältnis PX/P0 = P300/P0 = 0,74 und liegt somit im Bereich von 0,7 bis 0,8. Dementsprechend kann der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 zu einem entsprechenden Zeitpunkt bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, wenn der vorbestimmte Wert auf den Bereich von 0,7 bis 0,8 gesetzt ist.
  • Wenn der vorbestimmte Wert auf einen Wert von mehr als 0,8 gesetzt ist, befindet sich die Energiespeichereinrichtung 200 noch nicht in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand (zu früher Zeitpunkt für das Erfassen einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz). In diesem Fall kann der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 den Performanzverschlechterungs-Startzustand nicht korrekt bestimmen. Und wenn der vorbestimmte Wert auf einen kleineren Wert als 0,7 gesetzt ist, befindet sich die Energiespeichereinrichtung 200 nicht mehr in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand (zu später Zeitpunkt für das Erfassen einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz). In diesem Fall kann der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 den Performanzverschlechterungs-Startzustand nicht korrekt bestimmen.
  • Wenn wie in 10b angegeben die Energiespeichereinrichtung 200 für 500 Zyklen in dem Lade-Entlade-Zyklustest (1C-Zyklustest) geladen und entladen wird (wenn (Zyklusanzahl)1/2 = 22,4), verschlechtert sich das Kapazitätshalteverhältnis plötzlich und tritt die Energiespeichereinrichtung 200 in einen Verschlechterungszustand ein. Die für 300 Zyklen geladene und entladene Energiespeichereinrichtung 200 (wenn (Zyklusanzahl)1/2 = 17,3) befindet sich also in einem Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der reversiblen Kapazität. Der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 gemäß der vorliegenden Erfindung kann korrekt bestimmen, wann die Energiespeichereinrichtung 200 in den Performanzverschlechterungs-Startzustand eintritt. Der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 bestimmt, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt in einem Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der reversiblen Kapazität der Energiespeichereinrichtung 200 befindet, um zu bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet.
  • Im Gegensatz dazu kann, wie aus den Werten in der Spalte „(Zyklusanzahl)1/2” in 10A und aus der gepunkteten Linie in 10B, die durch das Auftragen der Werte erhalten wird, hervorgeht, die herkömmliche Technik auf der Grundlage der Annahme, dass sich die Performanz proportional zu der Wurzel der Zyklusanzahl verschlechtert, nicht bestimmen, wann die Energiespeichereinrichtung in den Performanzverschlechterungs-Startzustand eintritt.
  • Wenn entsprechend wie in 10C(a) bis 10C(c) angegeben die Energiespeichereinrichtung 200 für 500 Zyklen in dem Lade-Entlade-Zyklustest (1C-Zyklustest) geladen und entladen wird (wenn (Zyklusanzahl)1/2 = 22,4), erhöhen sich der Ausgangs-Gleichstromwiderstand, der Eingangs-Gleichstromwiderstand und der Wechselstromwiderstand der Energiespeichereinrichtung 200 plötzlich. Dementsprechend beginnen sich der Ausgangs-Gleichstromwiderstand, der Eingangs-Gleichstromwiderstand und der Wechselstromwiderstand der Energiespeichereinrichtung 200 plötzlich zu erhöhen, wenn die Energiespeichereinrichtung 200 für 300 Zyklen geladen und entladen wird (wenn (Zyklusanzahl)1/2 = 17,3).
  • Die Eingang-Ausgang-Performanz verschlechtert sich, wenn sich der Ausgangs-Gleichstromwiderstand, der Eingangs-Gleichstromwiderstand oder der Wechselstromwiderstand erhöht. Wenn die Energiespeichereinrichtung 200 für 500 Zyklen geladen und entladen wird (wenn (Zyklusanzahl)1/2 = 22,4), verschlechtert sich die Eingang-Ausgang-Performanz der Energiespeichereinrichtung 200 plötzlich und tritt die Energiespeichereinrichtung 200 in einen Verschlechterungszustand ein. Die für 300 Zyklen geladene und entladene Energiespeichereinrichtung 200 (wenn (Zyklusanzahl)1/2 = 17,3) befindet sich also in einem Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der Eingang-Ausgang-Performanz der Energiespeichereinrichtung 200. Der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 gemäß der vorliegenden Erfindung kann korrekt bestimmen, wann die Energiespeichereinrichtung 200 in den Performanzverschlechterungs-Startzustand eintritt. Der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 bestimmt, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt in einem Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der Eingang-Ausgang-Peformanz befindet, um zu bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet.
  • Im Gegensatz dazu kann, wie aus den Werten in der Spalte „(Zyklusanzahl)1/2” in 10A und aus den gepunkteten Linien in 10C(a) bis 10C(c), die durch das Auftragen der Werte erhalten werden, hervorgeht, die herkömmliche Technik auf der Grundlage der Annahme, dass sich die Performanz proportional zu der Wurzel der Zyklusanzahl verschlechtert, nicht bestimmen, wann die Energiespeichereinrichtung in den Performanzverschlechterungs-Startzustand eintritt.
  • Im Folgenden wird die Tatsache, dass sich die durch die Eingang-Ausgang-Eigenschaft einer Energiespeichereinrichtung (Batterie) ausgedrückte Eingang-Ausgang-Performanz verschlechtert, wenn sich der Ausgangs-Gleichstromwiderstand, der Eingangs-Gleichstromwiderstand oder der Wechselstromwiderstand der Energiespeichereinrichtung erhöht, erläutert.
  • Um zu Beginn die Eingang-Ausgang-Performanz zu erhalten, wird die Batterie durch Laden und Entladen vorbereitet, bis ein vorgeschriebener Ladezustand (SOC) (z. B. 50%) erreicht wird. Eine Stromversorgung mit einem Entladepuls (für die Ausgangseigenschaft) und einem Ladepuls (für die Eingang-Ausgang-Eigenschaft) wird dann für eine vorgeschriebene Stromversorgungszeit (z. B. 10 oder 60 Sekunden) mit vorgeschriebenen Stromraten (wenigstens drei mal bei verschiedenen Stromraten von jeweils 0,2, 0,5 und 1 C) durchgeführt. In diesem Fall wird ein zusätzliches Laden nach dem Entladepuls und auch nach dem Ladepuls durchgeführt.
  • Ein nach dem Entladepuls verminderter Spannungswert (ein nach dem Ladepuls erhöhter Spannungswert) (V) wird auf der Ordinatenachse aufgetragen und ein Stromwert (I) wird auf der Querachse aufgetragen, um zu validieren, ob eine durch V = I × R + V0 ausgedrückte Linearität erfüllt wird. In dieser Gleichung geben R und V0 jeweils den Widerstand (mit einem negativen Wert für den Entladepuls und einem positiven Wert für den Ladepuls) und eine Leerspannung (OCV) an.
  • Nach der Validierung werden der Widerstand (R) und die OCV (V0) an dem Entladepuls und dem Ladepuls berechnet. Wenn die Spannung der erforderlichen Eingang-Ausgang-Performanz durch Vx wiedergegeben wird, wird die Eingang-Ausgang-Performanz (W) durch (Vx – V0)/R × Vx berechnet.
  • Aus diesem Ausdruck wird deutlich, dass sich die Eingang-Ausgang-Performanz (W) verschlechtert, wenn sich der Widerstand (R) wie etwa der Ausgangs-Gleichstromwiderstand, der Eingangs-Gleichstromwiderstand oder der Wechselstromwiderstand erhöht. Eine Verschlechterung der Eingang-Ausgang-Performanz verursacht das folgende Problem.
  • Zum Beispiel wird in einer Lithium-Ionen-Sekundärbatterie in einem Hybridelektrofahrzeug (HEV), einem Plug-in-Hybridelektrofahrzeug (PHEV) oder ähnlichem die gespeicherte Energie als eine Antriebsenergie (für eine unterstützende Aktivierung und Beschleunigung) für einen Elektromotor verwendet. Die Sekundärbatterie wird mit Energie, die durch eine regenerative Energieerzeugung des Elektromotors erzeugt wird, mit Energie, die durch einen für das Erzeugen von Energie konfigurierten Dynamo während der Drehung eines Motors erzeugt wird, usw. geladen.
  • Eine Verschlechterung der Eingang-Ausgang-Performanz (Erhöhung des Widerstands) der Sekundärbatterie verursacht eine Verminderung der Antriebsenergie für den Elektromotor. Dies führt zu einer Verschlechterung in der unterstützenden Ausgangseigenschaft oder einer Verschlechterung der Eingangseigenschaft (Ladeannehmbarkeit) zum Speichern von Energie wie etwa regenerativer Energie, die durch eine regenerative Energieerzeugung des Elektromotors erzeugt wird.
  • Der Ausgangs-Gleichstromwiderstand, der Eingangs-Gleichstromwiderstand und der Wechselstromwiderstand in 10C(a) bis 10C(c) werden durch Messen wie folgt erhalten. Der Ausgangs-Gleichstromwiderstand wird als der Widerstand (R) berechnet, indem die Batterie mit einem SOC von 50% durch ein Laden oder Entladen und durch eine Stromversorgung mit Entladeraten von jeweils 0,2, 0,5 und 1 C über eine Stromversorgungszeit von 60 Sekunden (bei 25°C) vorbereitet wird. Entsprechend wird der Eingangs-Gleichstromwiderstand als der Widerstand (R) berechnet, indem die Batterie mit einem SOC von 50% durch ein Laden oder Entladen und durch eine Stromversorgung mit Laderaten von jeweils 0,2, 0,5 und 1 C über eine Stromversorgungszeit von 60 Sekunden (bei 25°C) vorbereitet wird. Der Wechselstromwiderstand wird als der Widerstand (R) berechnet, indem die Batterie auf einen SOC von 0% entladen wird und der Wechselstromwiderstand bei einer Frequenz von 1 kHz (bei 25°C) gemessen wird.
  • Wie in 10A bis 10C(c) angegeben, treten eine plötzliche Verschlechterung der reversiblen Kapazität und eine plötzliche Erhöhung des Widerstands im Wesentlichen gleichzeitig auf. Das ist auf den folgenden Grund zurückzuführen. Bei dem Kapazitätsverlauf der unter einer vorgeschriebenen Bedingung entladenen Batterie (z. B. 1C-Entladung), verschlechtert sich die Ratenperformanz am Ende der Lebensdauer der Sekundärbatterie und verschlechtert sich dementsprechend die durch einen Stromfluss erhaltene Kapazität. Dies verursacht eine plötzliche Verschlechterung der Kapazität. Eine derartige Verschlechterung der Ratenperformanz der Sekundärbatterie wird vor allem durch eine Erhöhung des Gleichstromwiderstands und des Wechselstromwiderstands der Batterie während des Fortschreitens eines Lebensdauertests verursacht. Der Verlauf des Widerstands der Sekundärbatterie wie etwa des Ausgangs-Gleichstromwiderstands, des Eingangs-Gleichstromwiderstands oder des Wechselstromwiderstands entspricht also dem Verlauf der reversiblen Kapazität der sekundären Batterie.
  • Wie in 9 gezeigt, begrenzt der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 die Obergrenzen-Ladespannung der Energiespeichereinrichtung 200 oder den maximalen Stromfluss zu der Energiespeichereinrichtung 200 (S306). Wenn der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 bestimmt, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, führt der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 eine Steuerung zum Unterdrücken einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz der Energiespeichereinrichtung durch.
  • Damit werden die Prozesse zum Bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, mit dem Performanzverschlechterungsbestimmer 130 (S106 in 5) beendet.
  • Im Folgenden wird die Tatsache erläutert, dass der vorbestimmte Wert, auf den der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 für die Bestimmung des Performanzverschlechterungs-Startzustands Bezug nimmt, vorzugsweise im Bereich von 0,7 bis 0,8 liegt.
  • 11 bis 14C(c) enthalten erläuternde Kurvendiagramme und Tabellen zu der Tatsache, dass der vorbestimmte Wert, auf den der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Bezug nimmt, vorzugsweise im Bereich von 0,7 bis 0,8 liegt.
  • Insbesondere sind 11 und 13 Kurvendiagramme zu der Kapazität-Spannung-Eigenschaft der Energiespeichereinrichtung 200. 12A und 14A sind Tabellen, die Werte des Variationsgrößenverhältnisses in Entsprechung zu dem variierten Betriebsgrad (Zyklusanzahl) und Bestimmungsergebnisse des Performanzverschlechterungs-Startzustands bei Anwendung der Werte der Variationsgröße auf den vorbestimmten Wert angeben. 12B und 14B sind Kurvendiagramme, die den Verlauf des Kapazitätshalteverhältnisses der Energiespeichereinrichtung 200 in Entsprechung zu dem variierten Betriebsgrad (Zyklusanzahl) angeben.
  • 12C(a) bis 12C(c) und 14C(a) bis 14C(c) sind Kurvendiagramme, die den Verlauf des Ausgangs-Gleichstromwiderstands, des Eingangs-Gleichstromwiderstands und des Wechselstromwiderstands der Energiespeichereinrichtung 200 in Entsprechung zu dem variierten Betriebsgrad (Zyklusanzahl) angeben. Insbesondere sind 12C(a) und 14C(a) Kurvendiagramme, die den Verlauf eines Verhältnisses des Ausgangs-Gleichstromwiderstands der Energiespeichereinrichtung 200 in Entsprechung zu dem variierten Betriebsgrad (Zyklusanzahl) zu dem Ausgangs-Gleichstromwiderstand in dem Anfangszustand (eine Ausgangs-Gleichstromwiderstands-Erhöhungsrate in 12A und 14A) angeben. 12C(b) und 14C(b) sind Kurvendiagramme, die den Verlauf eines Verhältnisses des Eingangs-Gleichstromwiderstands der Energiespeichereinrichtung 200 in Entsprechung zu dem variierten Betriebsgrad (Zyklusanzahl) zu dem Eingangs-Gleichstromwiderstand in dem Anfangszustand (Eingangs-Gleichstromwiderstands-Erhöhungsrate in 12A und 14A) angeben. 12C(c) und 14C(c) sind Kurvendiagramme, die den Verlauf eines Verhältnisses des Wechselstromwiderstands der Energiespeichereinrichtung 200 in Entsprechung zu dem variierten Betriebsgrad (Zyklusanzahl) zu dem Wechselstromwiderstand in dem Anfangszustand (eine Wechselstromwiderstands-Erhöhungsrate in 12A und 14A) angeben.
  • Das Messen des Ausgangs-Gleichstromwiderstands, des Eingangs-Gleichstromwiderstands und des Wechselstromwiderstands in 12C(a) bis 12C(c) und 14C(a) bis 14C(c) ist dem Messen des Ausgangs-Gleichstromwiderstands, des Eingangs-Gleichstromwiderstands und des Wechselstromwiderstands in 10C(a) bis 10C(c) ähnlich und wird hier nicht nochmals beschrieben.
  • 11 und 13 geben die Ergebnisse des 1C-Zyklustests bei 45°C ähnlich wie mit Bezug auf 7 und 8 beschrieben an. 11 gibt die Kapazität-Spannung-Eigenschaft einer Lithium-Ionen-Sekundärbatterie an, die ein positives, aktives Material als eine Mischung aus einem geschichteten Lithiumübergangsmetalloxid, das durch LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 ausgedrückt wird, und Spinell-Lithium-Manganoxid, das durch LiMn2O4 ausgedrückt wird, (mit einem Massenverhältnis von 3:7) enthält (nachfolgend als Batterie B bezeichnet). 13 gibt die Kapazität-Spannung-Eigenschaft einer Lithium-Ionen-Sekundärbatterie an, die ein positives, aktives Material eines geschichteten Lithiumübergangsmetalloxids, das durch LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 ausgedrückt wird, an (nachfolgend als Batterie C bezeichnet). Die anderen Konfigurationen in den Batterien B und C sind denjenigen in der Batterie A ähnlich.
  • In dem 1C-Zyklustest und in dem Entladungskapazitätsvalidierungstest von 11 wird ein Laden durch ein Konstantstrom-Konstantspannung-Laden mit einem Strom von 1 CmA (= 600 mA) durchgeführt, während das Entladen durch ein Konstantstrom-Entladen mit einem Strom von 1 CmA (= 600 mA) durchgeführt wird. In dem 1C-Zyklustest und dem Entladekapazitätsvalidierungstest von 13 wird ein Laden durch ein Konstantstrom-Konstantspanung-Laden mit einem Strom von 1 CmA (= 700 mA) durchgeführt, während das Entladen durch ein Konstantstrom-Entladen mit einem Strom von 1 CmA (= 700 mA) durchgeführt wird. Die anderen Bedingungen für den 1C-Zyklustest und den Entladekapazitätsvalidierungstest sind den mit Bezug auf 7 und 8 beschriebenen ähnlich und werden hier nicht nochmals im Detail beschrieben.
  • Der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 berechnet das Variationsgrößenverhältnis PX/P0 wie in 12A angegeben aus der in 11 angegebenen Kapazität-Spannung-Eigenschaft. Wenn der Betriebsgrad der Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt oder ähnliches 50 Zyklen in dem Lade-Entlade-Zyklustest entspricht, berechnet der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 das Variationsgrößenverhältnis PX/P0 = P50/P0 = 0,94. Wenn entsprechend der Betriebsgrad der Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt 300 Zyklen in dem Lade-Entlade-Zyklustest entspricht, berechnet der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 das Variationsgrößenverhältnis PX/P0 = P300/P0 = 0,80.
  • Wenn wie in 126 angegeben die Energiespeichereinrichtung 200 für 500 Zyklen in dem Lade-Entlade-Zyklustest (1C-Zyklustest) geladen und entladen wird (wenn (Zyklusanzahl)1/2 = 22,4), verschlechtert sich das Kapazitätshalteverhältnis plötzlich und tritt die Energiespeichereinrichtung 200 in einen Verschlechterungszustand ein. Dementsprechend beginnt sich die reversible Kapazität der Energiespeichereinrichtung 200 plötzlich zu verschlechtern, wenn die Energiespeichereinrichtung 200 für 300 Zyklen geladen und entladen wird (wenn (Zyklusanzahl)1/2 = 17,3).
  • Wenn wie in 12C(a) bis 12C(c) angegeben, die Energiespeichereinrichtung 200 für 500 Zyklen in dem Lade-Entlade-Zyklustest (1C-Zyklustest) geladen und entladen wird (wenn (Zyklusanzahl)1/2 = 22,4), erhöhen sich der Ausgangs-Gleichstromwiderstand, der Eingangs-Gleichstromwiderstand und der Wechselstromwiderstand der Energiespeichereinrichtung 200 plötzlich. Dementsprechend beginnen sich der Ausgangs-Gleichstromwiderstand, der Eingangs-Gleichstromwiderstand und der Wechselstromwiderstand der Energiespeichereinrichtung 200 plötzlich zu erhöhen, wenn die Energiespeichereinrichtung 200 für 300 Zyklen geladen und entladen wird (wenn (Zyklusanzahl)1/2 = 17,3).
  • Auf diese Weise befindet sich die Energiespeichereinrichtung 200 bei dem in 12A angegebenen Variationsgrößenverhältnis PX/P0 = P300/P0 = 0,80 in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand. Der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 bestimmt, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 in einem Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der reversiblen Kapazität oder der Eingang-Ausgang-Performanz der Energiespeichereinrichtung 200 befindet, wenn das Variationsgrößenverhältnis 0,80 beträgt (den auf einen Wert kleiner als 0,80 gesetzten vorbestimmten Wert überschreitet, um zu bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet.
  • Der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 berechnet das Variationsgrößenverhältnis PX/P0 wie in 14A angegeben aus der in 13 angegebenen Kapazität-Spannung-Eigenschaft. Wenn der Betriebsgrad der Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt oder ähnliches 50 Zyklen entspricht, berechnet der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 das Variationsgrößenverhältnis PX/P0 = P50/P0 = 0,97. Und wenn der Betriebsgrad der Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt oder ähnliches 300 Zyklen entspricht, berechnet der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 das Variationsgrößenverhältnis PX/P0 = P300/P0 = 0,71.
  • Wenn wie in 14B angegeben die Energiespeichereinrichtung 200 für 500 Zyklen in dem Lade-Entlade-Zyklustest geladen und entladen wird (wenn (Zyklusanzahl)1/2 = 22,4), verschlechtert sich das Kapazitätshalteverhältnis plötzlich und tritt die Energiespeichereinrichtung 200 in einen Verschlechterungszustand ein. Dementsprechend beginnt sich die reversible Kapazität der Energiespeichereinrichtung 200 plötzlich zu verschlechtern, wenn die Energiespeichereinrichtung 200 für 300 Zyklen geladen und entladen wird (wenn (Zyklusanzahl)1/2 = 17,3).
  • Wenn wie in 14C(a) bis 14C(c) angegeben die Energiespeichereinrichtung 200 für 500 Zyklen in dem Lade-Entlade-Zyklustest (1C-Zyklustest) geladen und entladen wird (wenn (Zyklusanzahl)1/2 = 22,4), erhöhen sich der Ausgangs-Gleichstromwiderstand, der Eingangs-Gleichstromwiderstand und der Wechselstromwiderstand der Energiespeichereinrichtung 200 plötzlich. Dementsprechend beginnen sich der Ausgangs-Gleichstromwiderstand, der Eingangs-Gleichstromwiderstand und der Wechselstromwiderstand der Energiespeichereinrichtung 200 plötzlich zu erhöhen, wenn die Energiespeichereinrichtung 200 für 300 Zyklen geladen und entladen wird ((wenn (Zyklusanzahl)1/2 = 17,3).
  • Auf diese Weise befindet sich die Energiespeichereinrichtung 200 bei dem in 14A angegebenen Variationsgrößenverhältnis PX/P0 = P300/P0 = 0,71 in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand. Der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 bestimmt, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 in einem Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der reversiblen Kapazität oder der Eingang-Ausgang-Performanz der Energiespeichereinrichtung 200 befindet, wenn das Variationsgrößenverhältnis 0,71 beträgt (den auf einen Wert kleiner als 0,71 gesetzten vorbestimmten Wert überschreitet, um zu bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet.
  • Dementsprechend kann der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 korrekt bestimmen, wann die Energiespeichereinrichtung 200 in den Performanzverschlechterungs-Startzustand eintritt, wenn der vorbestimmte Wert auf den Bereich von 0,7 bis 0,8 gesetzt ist. Der vorbestimmte Wert, auf den der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 Bezug nimmt, liegt also vorzugsweise im Bereich von 0,7 bis 0,8.
  • Im Folgenden wird die Kapazität-Spannung-Eigenschaft der geladenen Energiespeichereinrichtung 200 beschrieben. Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 erhält die in 11 angegebene Kapazität-Spannung-Eigenschaft als eine differentielle Eigenschaft einer Entladekurve der Energiespeichereinrichtung 200. In dem folgenden Fall erhält die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 die Kapazität-Spannung-Eigenschaft als eine differentielle Eigenschaft einer Ladekurve der geladenen Energiespeichereinrichtung 200.
  • 15 ist ein Kurvendiagramm zu der Kapazität-Spannung-Eigenschaft als der differentiellen Eigenschaft der Ladekurve der Energiespeichereinrichtung 200 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 16 ist eine Tabelle mit Bestimmungsergebnissen des Performanzverschlechterungs-Startzustands in einem Fall, in dem die Kapazität-Spannung-Eigenschaft als die differentielle Eigenschaft der Ladekurve der Energiespeichereinrichtung 200 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten wird. Die Figuren geben die Ergebnisse der Batterie B an.
  • Wie in den Figuren angegeben, kann der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, wenn das Variationsgrößenverhältnis den vorbestimmten Wert im Bereich von 0,7 bis 0,8 überschreitet, indem er auf den durch das Laden der Energiespeichereinrichtung 200 erhaltene Kapazität-Spannung-Eigenschaft Bezug nimmt, ähnlich wie in dem Fall, in dem er auf die durch das Entladen der Energiespeichereinrichtung 200 erhaltene Kapazität-Spannung-Eigenschaft Bezug nimmt. Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 kann also einen Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz der Energiespeichereinrichtung 200 auch korrekt erfassen, indem sie auf die durch das Laden der Energiespeichereinrichtung 200 erhaltene Kapazität-Spannung-Eigenschaft Bezug nimmt.
  • Im Folgenden wird ein Fall beschrieben, in dem auf die Kapazität-Spannung-Eigenschaft der einem 0,2C-Enitadekapazitätvalidierungstest unterworfenen Energiespeichereinrichtung 200 Bezug genommen wird. In dem oben beschriebenen Fall erhält die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 die in 11 angegebene Kapazität-Spannung-Eigenschaft als die differentielle Eigenschaft der Entladekurve der dem 1C-Entladekapazitätsvalidierungstest unterworfenen Energiespeichereinrichtung 200. In dem im Folgenden beschriebenen Fall erhält die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 die Kapazität-Spannung-Eigenschaft als die differentielle Eigenschaft der Entladekurve der dem 0,2C-Entladekapazitätsvalidierungstest unterworfenen Energiespeichereinrichtung 200.
  • 17 ist ein Kurvendiagramm zu der Kapazität-Spannung-Eigenschaft der dem 0,20-Entladekapazitätvalidierungstest unterworfenen Energiespeichereinrichtung 200 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 18 ist eine Tabelle mit den Bestimmungsergebnissen des Performanzverschlechterungs-Startzustands, wenn die Kapazität-Spannung-Eigenschaft der dem 0,2C-Entladekapazitätsvalidierungstest unterworfenen Energiespeichereinrichtung 200 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten wird. Diese Figuren geben die Ergebnisse der Batterie B an.
  • Wie in den Figuren angegeben, kann der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, wenn das Variationsgrößenverhältnis den vorbestimmten Wert im Bereich von 0,7 bis 0,8 überschreitet, indem er auf die Kapazität-Spannung-Eigenschaft der dem 0,2C-Entladekapazitätsvalidierungstest unterworfenen Energiespeichereinrichtung 200 Bezug nimmt, ähnlich wie in dem Fall der Bezugnahme auf die durch den 1C-Entladekapazitätsvalidierungstest erhaltene Kapazität-Spannung-Eigenschaft. Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 kann also einen Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz der Energiespeichereinrichtung 200 auch unter Bezugnahme auf die Kapazität-Spannung-Eigenschaft der dem 0,2C-Entladekapazitätsvalidierungstest unterworfenen Energiespeichereinrichtung 200 genau erfassen.
  • Wie weiter oben beschrieben, kann die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 einen Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz der Energiespeichereinrichtung 200 auch bei einer anderen Stromrate als 1 C genau erfassen, sodass der Entladekapazitätsvalidierungstest also nicht auf 1 C beschränkt ist. Die Stromrate kann auch nicht kleiner als 1 C oder nicht größer als 1 C sein und ist vorzugsweise nicht größer als durchschnittlich 1 C für eine genauere Erfassung.
  • Im Folgenden wird ein Fall beschrieben, in dem die Spannungsvariationsgröße für das Erhalten der Kapazität-Spannung-Eigenschaft geändert wird. Zum Beispiel gibt 11 die Kapazität-Spannung-Eigenschaft mit dem Intervall 0,02 V der Spannungsvariationsgröße (dV) in der Kapazitätsvariationsgröße (dQ/dV) auf der Ordinatenachse in Bezug auf die Kapazität-Spannung-Eigenschaft an. Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 erhält die Kapazität-Spannung-Eigenschaft in Übereinstimmung mit der Beziehung zwischen der Kapazitätsvariationsgröße (dQ/dV) und der Spannung (V), die mit der Spannungsvariationsgröße (dV) aufgetragen wird, auf die mit dem Intervall von 0,02 V Bezug genommen wird. In dem folgenden Fall erhält die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 die Kapazität-Spannung-Eigenschaft in Übereinstimmung mit der Beziehung zwischen der Kapazitätsvariationsgröße (dQ/dV) und der Spannung (V), die mit der Spannungsvariationsgröße (dV) aufgetragen wird, auf die mit dem Intervall von 0,04 V Bezug genommen wird.
  • 19 ist ein Kurvendiagramm zu der Kapazität-Spannung-Eigenschaft der Energiespeichereinrichtung 200 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn das Intervall der Spannungsvariationsgröße geändert wird. 20 ist eine Tabelle mit den Bestimmungsergebnissen zu dem Performanzverschlechterungs-Startzustand, wenn die Kapazität-Spannung-Eigenschaft der Energiespeichereinrichtung 200 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten wird und das Intervall der Spannungsvariationsgröße geändert wird. Die Figuren geben die Ergebnisse der Batterie B an.
  • Wie in den Figuren angegeben, kann der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, wenn das Variationsgrößenverhältnis den vorbestimmten Wert im Bereich von 0,7 bis 0,8 überschreitet, indem er auf die mit dem auf 0,04 V geänderten Intervall der Spannungsvariationsgröße erhaltenen Kapazität-Spannung-Eigenschaft der Energiespeichereinrichtung 200 Bezug nimmt, ähnlich wie in dem Fall der Bezugnahme auf die mit dem Intervall von 0,02 V der Spannungsvariationsgröße erhaltenen Kapazität-Spannung-Eigenschaft. Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 kann also einen Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz der Energiespeichereinrichtung 200 auch unter Bezugnahme auf die mit dem auf 0,04 V geänderten Intervall der Spannungsvariationsgröße erhaltene Kapazität-Spannung-Eigenschaft der Energiespeichereinrichtung 200 genau erfassen.
  • Wie oben beschrieben, kann die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 einen Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz der Energiespeichereinrichtung auch mit einem anderen Intervall der Spannungsvariationsgröße als 0,02 V genau erfassen, sodass dieses nicht auf 0,02 V beschränkt ist, wenn das Intervall konstant ist. Das Intervall der Spannungsvariationsgröße kann einen beliebigen Wert aufweisen, liegt aber für eine genauere Erfassung vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 0,05 V.
  • Wie oben beschrieben bestimmt die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, wenn das Variationsgrößenverhältnis, als das Verhältnis des Maximumwerts der Kapazitätsvariationsgröße zu dem zweiten Zeitpunkt zu dem Maximumwert der Kapazitätsvariationsgröße zu dem ersten Zeitpunkt, den vorbestimmten Wert überschreitet, mit Bezug auf die Kapazität-Spannung-Eigenschaft, die die Beziehung zwischen der Kapazitätsvariationsgröße, als dem Variationsgrad der Stromladekapazität relativ zu einer Spannungsvariation der Energiespeichereinrichtung 200, und der Spannung angibt. Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben durch umfangreiche Untersuchungen und Tests herausgefunden, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt plötzlich zu verschlechtern beginnt, wenn das Variationsgrößenverhältnis den vorbestimmten Wert überschreitet.
  • In der Kapazität-Spannung-Eigenschaft (dQ/dV – V), die aus der durch das Entladen unter einer vorbestimmten Bedingung (z. B. 1C-Entladen) erhaltenen Entladungskurve (oder aus der durch ein Laden erhaltenen Entladungskurve) der Batteriekapazität berechnet wird, können die elektrochemische Performanz der positiven Elektrode und der negativen Elektrode mit einer Polarisationsabhängigkeit als eine Phasenänderung betrachtet werden. Es soll hier angenommen werden, dass die negative Elektrode einen langen Plateaubereich in einem tatsächlichen Betriebsbereich der Batterie aufweist. In diesem Fall wird davon ausgegangen, dass eine Verschlechterung der Ratenperformanz der Batterie hauptsächlich durch eine Verschlechterung der unipolaren Performanz und der Ratenperformanz des positiven, aktiven Materials verursacht wird. Es hat sich herausgestellt, dass eine Verschlechterung des positiven, aktiven Materials in Übereinstimmung mit der Kapazität-Spannung-Eigenschaft der Batterie erfasst werden kann. Zum Beispiel verschmälert eine Verschlechterung der Kapazität der Batterie den bei einem konstanten Batteriepotential erscheinenden Plateaubereich. Dementsprechend vermindert sich die Kapazitätsvariationsgröße in Abhängigkeit von dem Plateau, wenn Q in Bezug auf V in der V-Q-Eigenschaft differenziert wird.
  • Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 kann also einen Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz der Energiespeichereinrichtung 200 genau erfassen. Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 kann einen Zeitpunkt für das Ersetzen einer Lithium-Ionen-Sekundärbatterie für einen beweglichen Körper oder ähnliches korrekt spezifizieren.
  • Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben durch umfangreiche Untersuchungen und Tests herausgefunden, dass sich die reversible Kapazität oder die Eingang-Ausgang-Performanz der Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt plötzlich zu verschlechtern beginnt, wenn das Variationsgrößenverhältnis den vorbestimmten Wert überschreitet. Die Tatsache, dass sich die reversible Kapazität oder die Eingang-Ausgang-Performanz der Energiespeichereinrichtung 200 plötzlich zu verschlechtern beginnt, weist darauf hin, dass sich die Performanz der Energiespeichereinrichtung 200 plötzlich zu verschlechtern beginnt. Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 erfasst also, dass sich die reversible Kapazität oder die Eingang-Ausgang-Performanz der Energiespeichereinrichtung 200 plötzlich zu verschlechtern beginnt, um einen Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz der Energiespeichereinrichtung 200 genau zu erfassen.
  • Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben durch umfangreiche Untersuchungen und Tests herausgefunden, dass sich die Performanz der Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt plötzlich zu verschlechtern beginnt, wenn das Variationsgrößenverhältnis den vorbestimmten Wert im Bereich von 0,7 bis 0,8 überschreitet. Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 kann also einen Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz der Energiespeichereinrichtung 200 genau erfassen.
  • Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 erhält als die erste maximale Variationsgröße den Maximumwert der Kapazitätsvariationsgröße mit Bezug auf die Kapazität-Spannung-Eigenschaft der Energiespeichereinrichtung 200 in dem Anfangszustand. Wenn die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 zuvor, etwa bei der Produktion, beim Versand oder beim Lade-Entlade-Start, in einem Speicher den Maximumwert der Kapazitätsvariationsgröße der Energiespeichereinrichtung 200 in dem Anfangszustand speichert, kann die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 die erste maximale Variationsgröße einfach erhalten.
  • Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 lädt oder entlädt die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt, um die Kapazität-Spannung-Eigenschaft zu erhalten, und kann also die zweite maximale Variationsgröße einfach erhalten.
  • Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 begrenzt die Obergrenzen-Ladespannung der Energiespeichereinrichtung 200, wenn die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 bestimmt, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet. Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 kann also eine plötzliche Verschlechterung der Performanz der Energiespeichereinrichtung 200 unterdrücken und deren Lebensdauer verlängern.
  • Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 begrenzt den maximalen Stromfluss zu der Energiespeichereinrichtung 200, wenn die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 bestimmt, dass sich die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet. Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 kann also eine plötzliche Verschlechterung der Performanz der Energiespeichereinrichtung 200 unterdrücken und deren Lebensdauer verlängern.
  • Die Energiespeichereinrichtung 200 ist eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie, die ein geschichtetes Lithiumübergangsmetalloxid als das positive, aktive Material enthält. Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben durch umfangreiche Untersuchungen und Tests herausgefunden, dass das oben beschriebene Verfahren eine rechtzeitige und korrekte Erfassung einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz der als die Lithium-Ionen-Sekundärbatterie verkörperten Energiespeichereinrichtung 200 erzielt. Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 kann also einen Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz der Lithium-Ionen-Sekundärbatterie genau erfassen.
  • Vorstehend wurden das Energiespeichersystem 10 und die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Die hier beschriebene Ausführungsform und die Modifikationsbeispiele sind in jeder Hinsicht beispielhaft und nicht einschränkend aufzufassen. Der Erfindungsumfang wird nicht durch die vorstehende Beschreibung, sondern durch die Ansprüche definiert und umfasst auch äquivalente Bedeutungen zu den Ansprüchen und beliebige Modifikationen.
  • Zum Beispiel liest die erste Erhaltungseinheit 110 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform die erste maximale Variationsgröße aus den Bestimmungsdaten 151. Die erste Erhaltungseinheit 110 kann alternativ hierzu die erste maximale Variationsgröße auf ähnliche Weise erhalten wie die zweite Erhaltungseinheit 120 die zweite maximale Variationsgröße erhält. Insbesondere kann die erste Erhaltungseinheit 110 die Energiespeichereinrichtung 200 zu dem ersten Zeitpunkt laden oder entladen, um die Beziehung zwischen der Spannung und der Stromladekapazität der Energiespeichereinrichtung 200 zu erhalten, die Kapazitätsvariationsgröße berechnen, indem sie die Stromladekapazität in Bezug auf die Spannung in Übereinstimmung mit der erhaltenen Beziehung differenziert, und die Kapazität-Spannung-Eigenschaft, die die Beziehung zwischen der berechneten Kapazitätsvariationsgröße und der Spannung angibt, erhalten, um die erste maximale Variationsgröße zu erhalten.
  • In Abhängigkeit von dem Zeitpunkt (dem ersten Zeitpunkt) zum Erhalten der ersten maximalen Variationsgröße mit der ersten Erhaltungseinheit 110 weist das Kriterium für das Bestimmen des Performanzverschlechterungs-Startzustands mit dem Performanzverschlechterungsbestimmer 130 (das Variationsgrößenverhältnis von 0,7 bis 0,8 in dem oben beschriebenen Fall) einen anderen Wert auf. Angesichts dessen liegt der erste Zeitpunkt vorzugsweise vor dem Versand der Energiespeichereinrichtung 200, nachdem die Energiespeichereinrichtung 200 in einer entsprechenden Ausstattung installiert wurde und bevor ein Benutzer tatsächlich mit der Verwendung der Energiespeichereinrichtung 200 beginnt, oder so früh wie möglich, nachdem der Benutzer tatsächlich mit der Verwendung der Energiespeichereinrichtung 200 begonnen hat. Auch wenn der erste Zeitpunkt nicht wie oben beschrieben gesetzt ist, kann der Performanzverschlechterungsbestimmer 130 den Performanzverschlechterungs-Startzustand der Energiespeichereinrichtung 200 korrekt bestimmen, indem er ein entsprechendes Kriterium, das durch einen Benutzer eingegeben wird, erhält, selbst ein entsprechendes Kriterium berechnet usw.
  • Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform erfasst den Performanzverschlechterungs-Startzustand in Übereinstimmung mit dem aus der Variation des Werts der Kapazitätsvariationsgröße (auf der Ordinatenachse) berechneten Variationsgrößenverhältnis an der Spitzenposition der maximalen Kapazitätsvariationsgröße mit Bezug auf die Kapazität-Spannung-Eigenschaft. Die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 kann alternativ hierzu den Performanzverschlechterungs-Startzustand in Übereinstimmung mit der Variation des Werts der Batteriespannung (auf der Querachse) an der Spitzenposition der maximalen Kapazitätsvariationsgröße mit Bezug auf die Kapazität-Spannung-Eigenschaft erfassen. Mit anderen Worten kann die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 den Performanzverschlechterungs-Startzustand unter Berücksichtigung der Querverschiebung der Spitzenposition der Kapazitätsvariationsgröße mit Bezug auf die Kapazität-Spannung-Eigenschaft erfassen.
  • Die vorliegende Erfindung kann als das Energiespeichersystem 10 oder die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 und auch als ein Performanzverschlechterungs-Erfassungsverfahren mit den durch entsprechende Prozessoren in der Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 ausgeführten Schritten verkörpert werden.
  • Jeder der Prozessoren in der Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung kann als eine mit LSI (Large Scale Integration) integrierte Schaltung verkörpert werden. Wie in 21 gezeigt, kann die vorliegende Erfindung als eine integrierte Schaltung 160 verkörpert werden, die die erste Erhaltungseinheit 110, die zweite Erhaltungseinheit 120 und den Performanzverschlechterungsbestimmer 130 enthält. 21 ist ein Blockdiagramm, das eine als eine integrierte Schaltung verkörperte Konfiguration der Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Die in der integrierten Schaltung 160 enthaltenen Prozessoren können als separate Chips oder als ein einzelner Chip, der die Prozessoren teilweise oder vollständig enthält, vorgesehen sein. Die LSI kann in Abhängigkeit von dem Integrationsgrad als ein IC, eine System-LSI, eine Super-LSI oder eine Ultra-LSI bezeichnet werden.
  • Die Schaltungsintegration ist nicht auf die LSI beschränkt, sondern kann auch durch eine dedizierte Schaltung oder einen Universalprozessor verkörpert werden. Außerdem können ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA) oder ein hinsichtlich der Verbindung oder der Einstellung einer Schaltungszelle in der LSI rekonfigurierbarer Prozessor nach der Herstellung der LSI verwendet werden.
  • Wenn die Entwicklung der Halbleitertechnologie oder einer anderen davon abgeleiteten Technologie eine die LSI ersetzende Schaltungsintegration hervorbringt, können die Funktionsblöcke natürlich auch unter Verwendung dieser Technologie integriert werden. Zum Beispiel kann unter Umständen die Biotechnologie angewendet werden.
  • Weiterhin kann die vorliegende Erfindung als ein Programm verkörpert werden, das konfiguriert ist, um einen Computer dazu zu veranlassen, die entsprechenden Prozesse des Performanzverschlechterungs-Erfassungsverfahrens auszuführen, oder als ein nicht-temporäres Aufzeichnungsmedium, das durch einen das Programm speichernden Computer gelesen werden kann, wobei es sich zum Beispiel um eine Diskette, eine Festplatte, eine CD-ROM, ein MO, eine DVD, eine DVD-ROM, einen DVD-RAM, eine Blue-ray Disk (BD; eingetragenes Warenzeichen) oder einen Halbleiterspeicher handeln kann. Ein derartiges Programm kann unter Verwendung eines Aufzeichnungsmediums wie etwa einer CD-ROM oder über ein Übertragungsmedium wie etwa das Internet vertrieben werden.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Die vorliegende Erfindung kann auf eine Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung oder ähnliches angewendet werden, die konfiguriert ist, um einen Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz einer Energiespeichereinrichtung wie etwa einer Lithium-Ionen-Sekundärbatterie zu erfassen.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Energiespeichersystem
    100
    Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung
    110
    Erste Erhaltungseinheit
    120
    Zweite Erhaltungseinheit
    130
    Performanzverschlechterungsbestimmer
    150
    Speichereinheit
    151
    Bestimmungsdaten
    160
    Integrierte Schaltung
    200
    Energiespeichereinrichtung
    300
    Gehäuse

Claims (11)

  1. Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung, konfiguriert zum Erfassen eines Anfangszustands einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz einer Energiespeichereinrichtung als eines Performanzverschlechterungs-Startzustands, wobei die Vorrichtung umfasst: eine erste Erhaltungseinheit, konfiguriert zum Erhalten einer ersten maximalen Variationsgröße als eines Maximumwerts einer Kapazitätsvariationsgröße, die ein Variationsgrad der Stromladekapazität relativ zu einer Spannungsvariation der geladenen oder entladenen Energiespeichereinrichtung ist, mit Bezug auf eine Kapazität-Spannung-Eigenschaft zu einem ersten Zeitpunkt, die die Beziehung zwischen der Kapazitätsvariationsgröße und der Spannung angibt, eine zweite Erhaltungseinheit, konfiguriert zum Erhalten einer zweiten maximalen Variationsgröße als eines Maximumwerts der Kapazitätsvariationsgröße mit Bezug auf die Kapazität-Spannung-Eigenschaft zu einem zweiten Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt, und einen Performanzverschlechterungsbestimmer, konfiguriert zum Bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, wenn ein Variationsgrößenverhältnis, als ein Verhältnis der zweiten maximalen Variationsgröße zu der ersten maximalen Variationsgröße, einen vorbestimmten Wert überschreitet.
  2. Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: der Performanzverschlechterungsbestimmer bestimmt, dass sich die Energiespeichereinrichtung in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, indem er zu dem zweiten Zeitpunkt bestimmt, dass sich die Energiespeichereinrichtung in einem Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der lade- oder entladefähigen Kapazität der Energiespeichereinrichtung oder in einem Anfangszustand einer plötzlichen Verschlechterung der Eingang-Ausgang-Performanz, die durch eine Eingang-Ausgang-Eigenschaft der Energiespeichereinrichtung angegeben wird, befindet, wenn das Variationsgrößenverhältnis den vorbestimmten Wert überschreitet.
  3. Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei: der Performanzverschlechterungsbestimmer bestimmt, dass sich die Energiespeichereinrichtung zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, wenn das Variationsgrößenverhältnis den auf einen Bereich von 0,7 bis 0,8 gesetzten vorbestimmten Wert überschreitet.
  4. Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: die erste Erhaltungseinheit die erste maximale Variationsgröße mit Bezug auf die Kapazität-Spannung-Eigenschaft der Energiespeichereinrichtung in einem Anfangszustand erhält.
  5. Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: die zweite Erhaltungseinheit die Energiespeichereinrichtung an dem zweiten Zeitpunkt lädt oder entlädt, um eine Beziehung zwischen der Spannung und der Stromladekapazität der Energiespeichereinrichtung zu erhalten, die Kapazitätsvariationsgröße berechnet, indem sie die Stromladekapazität in Bezug auf die Spannung in Übereinstimmung mit der erhaltenen Beziehung differenziert, und die Kapazität-Spannung-Eigenschaft, die die Beziehung zwischen der berechneten Kapazitätsvariationsgröße und der Spannung angibt, erhält, um die zweite maximale Variationsgröße zu erhalten.
  6. Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: der Performanzverschlechterungsbestimmer eine Obergrenzen-Ladespannung der Energiespeichereinrichtung begrenzt, wenn der Performanzverschlechterungsbestimmer bestimmt, dass sich die Energiespeichereinrichtung zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet.
  7. Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: der Performanzverschlechterungsbestimmer einen maximalen Stromfluss zu der Energiespeichereinrichtung begrenzt, wenn der Performanzverschlechterungsbestimmer bestimmt, dass sich die Energiespeichereinrichtung zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet.
  8. Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: die Energiespeichereinrichtung eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie ist, die ein geschichtetes Lithiumübergangsmetalloxid als ein positives, aktives Material enthält, die erste Erhaltungseinheit die erste maximale Variationsgröße der Lithium-Ionen-Sekundärbatterie erhält, und die zweite Erhaltungseinheit die zweite maximale Variationsgröße der Lithium-Ionen-Sekundärbatterie erhält.
  9. Energiespeichersystem, umfassend: eine Energiespeichereinrichtung, und die Performanzverschlechterungs-Erfassungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, konfiguriert zum Erfassen eines Anfangszustands einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz der Energiespeichereinrichtung als eines Performanzverschlechterungs-Startzustands.
  10. Performanzverschlechterungs-Erfassungsverfahren zum Erfassen, mittels eines Computers, eines Anfangszustands einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz einer Energiespeichereinrichtung als eines Performanzverschlechterungs-Startzustands, wobei das Verfahren umfasst: einen ersten Erhaltungsschritt zum Erhalten einer ersten maximalen Variationsgröße als eines Maximumwerts einer Kapazitätsvariationsgröße, die ein Variationsgrad der Stromladekapazität relativ zu einer Spannungsvariation der geladenen oder entladenen Energiespeichereinrichtung ist, mit Bezug auf eine Kapazität-Spannung-Eigenschaft zu einem ersten Zeitpunkt, die die Beziehung zwischen der Kapazitätsvariationsgröße und der Spannung angibt, einen zweiten Erhaltungsschritt zum Erhalten einer zweiten maximalen Variationsgröße als eines Maximumwerts einer Kapazitätsvariationsgröße mit Bezug auf die Kapazität-Spannung-Eigenschaft zu einem zweiten Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt, und einen Performanzverschlechterungs-Bestimmungsschritt zum Bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, wenn ein Variationsgrößenverhältnis, als ein Verhältnis der zweiten maximalen Variationsgröße zu der ersten maximalen Variationsgröße, einen vorbestimmten Wert überschreitet.
  11. Integrierte Schaltung, konfiguriert zum Erfassen eines Anfangszustands einer plötzlichen Verschlechterung der Performanz einer Energiespeichereinrichtung als eines Performanzverschlechterungs-Startzustands, wobei die integrierte Schaltung umfasst: eine erste Erhaltungseinheit, konfiguriert zum Erhalten einer ersten maximalen Variationsgröße als eines Maximumwerts einer Kapazitätsvariationsgröße, die ein Variationsgrad der Stromladekapazität relativ zu einer Spannungsvariation der geladenen oder entladenen Energiespeichereinrichtung ist, mit Bezug auf eine Kapazität-Spannung-Eigenschaft zu einem ersten Zeitpunkt, die die Beziehung zwischen der Kapazitätsvariationsgröße und der Spannung angibt, eine zweite Erhaltungseinheit, konfiguriert zum Erhalten einer zweiten maximalen Variationsgröße als eines Maximumwerts der Kapazitätsvariationsgröße mit Bezug auf die Kapazität-Spannung-Eigenschaft zu einem zweiten Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt, und einen Performanzverschlechterungsbestimmer, konfiguriert zum Bestimmen, dass sich die Energiespeichereinrichtung zu dem zweiten Zeitpunkt in dem Performanzverschlechterungs-Startzustand befindet, wenn ein Variationsgrößenverhältnis, als ein Verhältnis der zweiten maximalen Variationsgröße zu der ersten maximalen Variationsgröße, einen vorbestimmten Wert überschreitet.
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