JP7466713B2 - 蓄電池劣化診断装置および蓄電池劣化診断方法 - Google Patents
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Description
図1は、本開示の実施の形態1に係る蓄電池劣化診断装置の全体構成を示す図である。図1に示すように、蓄電池劣化診断装置1は、昇温部2、温度検出部3、充放電回路4、電流電圧検出部5および制御部10を含む、蓄電池100の劣化診断を行う。蓄電池100は、充電および放電が可能であればよく、例えばリチウムイオン電池が蓄電池100として用いられる。蓄電池100は、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、全固体電池などの充電および放電が可能な他の電池であってもよい。蓄電池100は、単一のセル(単電池)であってもよく、後述の実施の形態5のように、複数のセルを含んでもよい。
本開示の実施の形態2に係る蓄電池劣化診断装置について、上記実施の形態1と異なる点を中心に説明する。図8は、本開示の実施の形態2に係る蓄電池劣化診断装置の全体構成を示す図である。図8の蓄電池劣化診断装置1は、図1の制御部10に代えて、制御部10aを備える。制御部10aは、制御部10の各構成要素に加えて、診断予定決定部16をさらに含む。
本開示の実施の形態3に係る蓄電池劣化診断装置について、上記実施の形態1と異なる点を中心に説明する。図9は、本開示の実施の形態3に係る蓄電池劣化診断装置1の全体構成を示す図である。図9の蓄電池劣化診断装置1は、図1の制御部10に代えて、制御部10bを備える。制御部10bは、制御部10の各構成要素に加えて、電気容量調整部18をさらに含む。
本開示の実施の形態4に係る蓄電池劣化診断装置について、上記実施の形態1と異なる点を中心に説明する。
本開示の実施の形態5に係る蓄電池劣化診断装置について、上記実施の形態1と異なる点を中心に説明する。
上記実施の形態では、微分電圧算出部13が、微分電圧として、電池電圧Vを電気容量Qで微分した値dV/dQを算出するが、微分電圧算出部13が、微分電圧として、電気容量Qを電池電圧Vで微分した値dQ/dVを算出してもよい。この場合も、算出された微分電圧の変化に基づいて、蓄電池100の劣化状態を推定することができる。上記実施の形態と同様に、電池温度が診断温度に上昇した後に蓄電池100の充放電が行われることにより、電池電流が大きくても、微分電圧の特徴的な変化を確認することができる。それにより、蓄電池100の劣化状態を短時間で精度良く推定することができる。
2 昇温部
3 温度検出部
4 充放電回路
5 電流電圧検出部
10,10a,10b 制御部
11 昇温制御部
12 充放電制御部
13 微分電圧算出部
14 劣化状態推定部
15 条件決定部
16 診断予定決定部
18 電気容量調整部
100 蓄電池
Claims (13)
- 蓄電池の劣化診断を行う蓄電池劣化診断装置であって、
前記蓄電池を充電または放電させる充放電回路と、
前記蓄電池の温度が予め定められた診断温度に上昇した後に前記蓄電池が充電または放電されるように前記充放電回路を制御する充放電制御部と、
前記充放電制御部により前記蓄電池が充電または放電される期間に前記蓄電池の電流および電圧を検出する電流電圧検出部と、
前記電流電圧検出部により検出された電流および電圧に基づいて、前記蓄電池の電圧に関する微分値を微分電圧として算出する微分電圧算出部と、
前記微分電圧算出部により算出された微分電圧の変化に基づいて、前記蓄電池の劣化状態を推定する劣化状態推定部と、を備え、
前記診断温度は、前記充放電制御部による前記蓄電池の充電または放電時における電流が大きいほど、高い値に決定される、蓄電池劣化診断装置。 - 蓄電池の劣化診断を行う蓄電池劣化診断装置であって、
前記蓄電池を充電または放電させる充放電回路と、
前記蓄電池の温度が予め定められた診断温度に上昇した後に前記蓄電池が充電または放電されるように前記充放電回路を制御する充放電制御部と、
前記充放電制御部により前記蓄電池が充電または放電される期間に前記蓄電池の電流および電圧を検出する電流電圧検出部と、
前記電流電圧検出部により検出された電流および電圧に基づいて、前記蓄電池の電圧に関する微分値を微分電圧として算出する微分電圧算出部と、
前記微分電圧算出部により算出された微分電圧の変化に基づいて、前記蓄電池の劣化状態を推定する劣化状態推定部と、
前記充放電制御部により前記蓄電池が充電または放電される時間を充放電時間として決定し、決定した前記充放電時間に基づいて前記診断温度を決定する条件決定部と、を備え、
前記充放電制御部は、前記条件決定部により決定された前記充放電時間および前記診断温度に基づいて、前記充放電回路を制御する、蓄電池劣化診断装置。 - 前記劣化状態推定部は、前記蓄電池の電気容量に対する前記微分電圧の変化を表す微分電圧曲線のピークに基づいて、前記蓄電池の劣化状態を推定する、請求項1または2に記載の蓄電池劣化診断装置。
- 前記微分電圧曲線が予め定められた電気容量の範囲の全体に対応するように、前記充放電制御部により前記蓄電池の充電または放電が行われる前に、前記蓄電池の電気容量を調整する電気容量調整部をさらに備える、請求項3に記載の蓄電池劣化診断装置。
- 前記条件決定部は、前記充放電時間に基づいて、前記充放電制御部による前記蓄電池の充電または放電時における前記蓄電池の電流を決定し、決定した電流に基づいて前記診断温度を決定し、
前記充放電制御部は、前記条件決定部により決定された前記充放電時間、前記電流および前記診断温度に基づいて、前記充放電回路を制御する、請求項2に記載の蓄電池劣化診断装置。 - 前記蓄電池の使用履歴に基づいて、次に劣化診断を行うべき時間帯を決定する診断予定決定部をさらに備える、請求項1~5のいずれか一項に記載の蓄電池劣化診断装置。
- 前記蓄電池の温度を上昇させる昇温部と、
前記蓄電池の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部により検出された温度に基づいて、前記蓄電池の温度が前記診断温度まで上昇するように前記昇温部を制御する昇温制御部と、をさらに備える、請求項1~6のいずれか一項に記載の蓄電池劣化診断装置。 - 前記昇温部は、前記蓄電池に電流を流すことにより前記蓄電池の内部抵抗で発熱させて前記蓄電池の温度を上昇させる、請求項7に記載の蓄電池劣化診断装置。
- 前記昇温部は、周波数成分を含む電流を前記蓄電池に流すことにより前記蓄電池の温度を上昇させる、請求項8に記載の蓄電池劣化診断装置。
- 前記昇温制御部は、前記周波数成分を含む電流の大きさに対応するように前記蓄電池の電気容量を調整した後に、前記蓄電池の温度が前記診断温度まで上昇するように前記昇温部を制御する、請求項9に記載の蓄電池劣化診断装置。
- 蓄電池の劣化診断を行う蓄電池劣化診断装置であって、
前記蓄電池を充電または放電させる充放電回路と、
前記蓄電池の温度が予め定められた診断温度に上昇した後に前記蓄電池が充電または放電されるように前記充放電回路を制御する充放電制御部と、
前記充放電制御部により前記蓄電池が充電または放電される期間に前記蓄電池の電流および電圧を検出する電流電圧検出部と、
前記電流電圧検出部により検出された電流および電圧に基づいて、前記蓄電池の電圧に関する微分値を微分電圧として算出する微分電圧算出部と、
前記微分電圧算出部により算出された微分電圧の変化に基づいて、前記蓄電池の劣化状態を推定する劣化状態推定部と、
前記蓄電池の温度を上昇させる昇温部と、
前記蓄電池の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部により検出された温度に基づいて、前記蓄電池の温度が前記診断温度まで上昇するように前記昇温部を制御する昇温制御部と、を備え、
前記昇温部は、前記蓄電池に、周波数成分を含む電流を流すことにより前記蓄電池の内部抵抗で発熱させて前記蓄電池の温度を上昇させ、
前記昇温制御部は、前記周波数成分を含む電流の大きさに対応するように前記蓄電池の電気容量を調整した後に、前記蓄電池の温度が前記診断温度まで上昇するように前記昇温部を制御する、蓄電池劣化診断装置。 - 前記蓄電池は、複数の単電池を含み、
前記昇温部は、前記複数の単電池の一部のみに対して設けられる、請求項7~10のいずれか一項に記載の蓄電池劣化診断装置。 - 蓄電池の劣化診断を行う蓄電池劣化診断方法であって、
前記蓄電池の温度を予め定められた診断温度まで上昇させるステップと、
前記蓄電池の温度が前記診断温度に上昇した後に前記蓄電池が充電または放電するように充放電回路を制御するステップと、
前記充放電回路により前記蓄電池が充電または放電される期間に電流電圧検出部により前記蓄電池の電流および電圧を検出するステップと、
前記電流電圧検出部により検出された電流および電圧に基づいて、前記蓄電池の電圧に関する微分値を微分電圧として算出するステップと、
算出された微分電圧の変化に基づいて、前記蓄電池の劣化状態を推定するステップと、を備え、
前記診断温度は、前記蓄電池の充電または放電時における電流が大きいほど、高い値に決定される、蓄電池劣化診断方法。
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