JP2020139913A - 二次電池の異常判定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで提案される二次電池の異常判定方法には、以下の工程A〜D含まれている。
工程Aは、対象二次電池に関して、容量値Cxと抵抗値Rxとの相関関係を用意する工程である。
工程Bは、対象二次電池について抵抗値R1を測定する工程である。
工程Cは、対象二次電池について温度頻度分布に基づいて推定される容量値C1を得る工程である。
工程Dは、工程Aで取得された容量値Cxと抵抗値Rxとの相関関係と、工程Cで得られた容量値C1に基づいて、対象二次電池の推定される抵抗値Rxを特定し、当該抵抗値Rxと、工程Bで得られた抵抗値R1とが、予め定められた閾値t1よりも乖離している場合に、当該対象二次電池が異常であると判定する工程である。
工程Aは、対象二次電池に関して、容量値Cxと抵抗値Rxとの相関関係を用意する工程である。容量値Cxと抵抗値Rxとの相関関係は、例えば、対象二次電池の温度頻度分布に基づいて、推定される容量値Cxと抵抗値Rxとの相関関係でありうる。
ここで、「温度頻度分布」は、例えば、対象二次電池の温度情報を予め定められた時間毎に取得し、予め定められた温度域毎に対象二次電池が滞在した時間を積算したものである。温度頻度分布に基づいて推定される容量値Cxと抵抗値Rxとの相関関係を取得する方法は、種々提案がある。
温度頻度分布に基づいて推定される容量値Cxを得る方法には、例えば、以下の方法がある。例えば、対象二次電池の初期容量C0を得る。また、予め定められた温度域T(m)毎に、対象二次電池が当該温度域T(m)に滞在したときに単位時間当たり容量が劣化する量に応じた容量劣化係数Ac(m)を設定しておく。容量劣化係数Ac(m)は、例えば、予め行なった試験などを基に設定されてもよい。かかる容量劣化係数Ac(m)は、例えば、アレニウス則により設定されうる。また、容量劣化係数Ac(m)は、温度域T(m)に加えて対象二次電池のSOC(State of Charge)との関係で対象二次電池のSOC毎に設定されていてもよい。そして、温度域T(m)(さらにはSOC)毎の積算滞在時間、容量劣化係数Ac(m)に基づいて、温度域T(m)毎に容量劣化量Cd(m)を算出する。さらに、温度域T(m)毎に容量劣化量Cd(m)を積算して、容量劣化量Cdxを得る。そして、初期容量C0から容量劣化量Cdxを引いて、対象二次電池の推定される抵抗値Cxを得る(Cx=C0−Cdx)。
温度頻度分布に基づいて推定される抵抗値Rxは、例えば、対象二次電池について、温度頻度分布に基づいて容量値Cxを推定される種々の方法が採用されうる。
例えば、対象二次電池の初期抵抗R0を得る。また、予め定められた温度域T(m)毎に、対象二次電池が当該温度域T(m)に滞在したときに単位時間当たり抵抗が増加する量に応じた抵抗増加係数Ar(m)を設定しておく。抵抗増加係数Ar(m)は、例えば、予め行なった試験などを基に設定されてもよい。かかる抵抗増加係数Ac(m)は、例えば、アレニウス則により設定されうる。また、抵抗増加係数Ar(m)は、温度域T(m)に加えて対象二次電池のSOCとの関係で対象二次電池のSOC毎に設定されていてもよい。そして、温度域T(m)(さらにはSOC)毎の積算滞在時間、抵抗増加係数Ar(m)に基づいて、温度域T(m)毎に抵抗増加量Rd(m)を算出する。さらに、温度域T(m)毎に抵抗増加量Rd(m)を積算して、抵抗増加量Rdxを得る。そして、初期抵抗R0から抵抗増加量Rdxを足して、対象二次電池の推定される抵抗値Rxを得る(Rx=R0+Rdx)。
工程Bは、対象二次電池について抵抗値R1を測定する工程である。
ここで、対象二次電池についての抵抗値R1は、例えば、対象二次電池の放電時に得られるIV抵抗でありうる。例えば、対象二次電池を予め定められた電流値A1で放電させて、この放電開始からTa秒後の電池電圧VaとTb秒後の電池電圧Vbとをそれぞれ測定し、R1=(Va−Vb)/A1により、抵抗値R1を算出する方法が挙げられる。図1に示された例では、例えば、放電開始から0.1s後の抵抗値を対象二次電池についての抵抗値R1としている。放電開始から0.1s後の抵抗値は、例えば、対象二次電池を予め定められた電流値A1で放電させて、この放電開始から0.1秒後までの電圧降下量dVcを測定し、R1=dVc/A1として得られる。なお、抵抗値R1を測定する工程では、予め定められた常温以上(例えば、25℃以上)で測定されるとよい。また、対象二次電池の予め定められたSOCの使用域において、その中心SOCにおいて測定される抵抗値R1が採用されるとよい。
工程Cは、対象二次電池について温度頻度分布に基づいて推定される容量値C1を得る工程である。温度頻度分布に基づいて推定される容量値を得る方法には、例えば、上述のように種々の方法がある。その一例が既に説明されているので、重複する説明を省略する。この実施形態では、対象二次電池について温度を実測し、温度頻度分布を得て、温度頻度分布に基づいて推定される容量値を得る方法に当てはめることによって、対象二次電池について温度頻度分布に基づいて推定される容量値C1が得られている。
工程Dは、工程Aで取得された容量値Cxと抵抗値Rxとの相関関係と、工程Cで得られた容量値C1に基づいて、対象二次電池の推定される抵抗値Rxを特定し、当該抵抗値Rxと、工程Bで得られた抵抗値R1とが、予め定められた閾値t1よりも乖離している場合に、当該対象二次電池が異常であると判定する工程である。かかる工程Dでは、工程Cで得られた容量値C1が工程Aで得られた相関関係に当てはめられる。そして、工程Cで得られた容量値C1に応じた容量値Cxから、対象二次電池の推定される抵抗値Rxが導出される。導出された抵抗値Rxと、工程Bで得られた抵抗値R1とが対比される。そして、抵抗値Rxと抵抗値R1とが、予め定められた閾値t1よりも乖離している場合に、当該対象二次電池が「異常」であると判定される。なお、連続して測定された抵抗値R1が、推定される抵抗値Rxと対比した場合に、予め定められた複数回(例えば、3回)続けて予め定められた閾値t1よりも乖離している場合に、当該対象二次電池が「異常」であると判定されるように構成されていてもよい。このように、連続して測定された抵抗値R1が、推定される抵抗値Rxと対比し、複数回続けて予め定められた閾値t1よりも乖離している場合に、当該対象二次電池が「異常」であると判定されるように構成されていることによって、誤判定が防止される。
L2 抵抗値の下限のライン
S1 想定相関カーブ
Claims (1)
- 対象二次電池に関して、容量値Cxと抵抗値Rxとの相関関係を用意する工程Aと、
前記対象二次電池について抵抗値R1を測定する工程Bと、
前記対象二次電池について温度頻度分布に基づいて推定される容量値C1を得る工程Cと、
前記工程Aで取得された容量値Cxと抵抗値Rxとの相関関係と、前記工程Cで得られた容量値C1に基づいて、前記対象二次電池の推定される抵抗値Rxを特定し、当該抵抗値Rxと、前記工程Bで得られた抵抗値R1とが、予め定められた閾値t1よりも乖離している場合に当該対象二次電池が異常であると判定する工程Dと
を含む、二次電池の異常判定方法。
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JP2014190763A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Toshiba Corp | 電池寿命推定方法及び電池寿命推定装置 |
JP2015026478A (ja) * | 2013-07-25 | 2015-02-05 | トヨタ自動車株式会社 | 制御装置及び制御方法 |
JP2017126462A (ja) * | 2016-01-13 | 2017-07-20 | トヨタ自動車株式会社 | 電池システム |
JP2018072346A (ja) * | 2017-11-14 | 2018-05-10 | 株式会社東芝 | 二次電池の電池状態推定装置 |
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