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JP7710363B2 - Secondary battery state determination device, charge/discharge control device, and secondary battery system - Google Patents

Secondary battery state determination device, charge/discharge control device, and secondary battery system

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JP7710363B2
JP7710363B2 JP2021197115A JP2021197115A JP7710363B2 JP 7710363 B2 JP7710363 B2 JP 7710363B2 JP 2021197115 A JP2021197115 A JP 2021197115A JP 2021197115 A JP2021197115 A JP 2021197115A JP 7710363 B2 JP7710363 B2 JP 7710363B2
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純 川治
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Hitachi Ltd
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Description

本発明は、二次電池の状態判定装置、充放電制御装置および二次電池システムに関する。 The present invention relates to a secondary battery state determination device, a charge/discharge control device, and a secondary battery system.

本技術分野の背景技術として、下記特許文献1の要約には、「実用的な電流値に対する二次電池の劣化状態を精度よく判定する。正極および負極を有する二次電池の状態判定装置であって、正極および負極の基準量あたりの充放電特性ならびに電流値Aに基づき容量減少パラメータ群Aを決定し、正極および負極の基準量あたりの充放電特性、容量減少パラメータ群A、ならびに、電流値Aより大きな電流値Bに基づき、抵抗増加パラメータ群Bを決定する二次電池の状態判定装置、二次電池の状態判定方法、二次電池システム、および、状態判定装置を有する充放電制御装置。」と記載されている。
特許文献1で公知の二次電池や、二次電池の状態判定方法を用いることは可能であり、この点において特許文献1の内容は本明細書に包含される。
As background art in this technical field, the abstract of the following Patent Document 1 states, "The deterioration state of a secondary battery for a practical current value is accurately determined. A state determination device for a secondary battery having a positive electrode and a negative electrode, which determines a group of capacity reduction parameters A based on charge/discharge characteristics per reference amount of the positive electrode and the negative electrode and a current value A, and determines a group of resistance increase parameters B based on the charge/discharge characteristics per reference amount of the positive electrode and the negative electrode, the group of capacity reduction parameters A, and a current value B that is larger than the current value A, a method for determining a state of a secondary battery, a secondary battery system, and a charge/discharge control device having the state determination device."
It is possible to use the secondary battery and the method of determining the state of the secondary battery that are known from Patent Document 1, and in this respect the contents of Patent Document 1 are included in this specification.

国際公開第2015/045015号International Publication No. 2015/045015

ところで、上述した技術において、二次電池の状態を一層適切に取得したいという要望がある。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、二次電池の状態を適切に取得できる二次電池の状態判定装置、充放電制御装置および二次電池システムを提供することを目的とする。
However, in the above-mentioned technology, there is a demand for obtaining the state of the secondary battery more appropriately.
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a secondary battery state determination device, a charge/discharge control device, and a secondary battery system that can appropriately acquire the state of a secondary battery.

上記課題を解決するため本発明の二次電池の状態判定装置は、複数の時刻において二次電池の状態を測定した結果である状態量に基づいて、複数の前記時刻の各々において前記二次電池のパラメータに対する複数の候補値を求める候補値抽出部と、複数の前記候補値と、所定の関数と、に基づいて、前記パラメータの推定値および前記推定値の経時変化を求める計算部と、を備え、前記状態量は、前記二次電池における電圧および電流の計測結果を含むものであり、前記パラメータは、前記二次電池における正極活物質の有効重量、負極活物質の有効重量、または、正極・負極間の容量ずれを含むものであり、前記候補値抽出部は、予め記憶した正極単独および負極単独の放電曲線と、前記状態量と、を用いた最適化手法によって複数の前記候補値を算出するものであり、前記関数は、前記パラメータの劣化挙動を記述するものであり、前記推定値は、各時刻における複数の前記候補値の組み合わせである候補値組のうち、前記関数との差が最小である前記候補値組に属する前記候補値であることを特徴とする。 In order to solve the above problem, the device for determining the state of a secondary battery of the present invention includes a candidate value extraction unit that determines a plurality of candidate values for a parameter of the secondary battery at each of a plurality of times based on a state quantity that is a result of measuring the state of the secondary battery at the plurality of times, and a calculation unit that determines an estimate of the parameter and a change in the estimate over time based on the plurality of the candidate values and a predetermined function, wherein the state quantity includes measurement results of a voltage and a current in the secondary battery, and the parameters include an effective weight of a positive electrode active material in the secondary battery, an effective weight of a negative electrode active material, or a capacity difference between the positive electrode and the negative electrode, the candidate value extraction unit calculates the plurality of candidate values by an optimization method that uses pre-stored discharge curves of the positive electrode alone and the negative electrode alone and the state quantity, the function describes the deterioration behavior of the parameter, and the estimate value is the candidate value belonging to the candidate value set that is a combination of the plurality of candidate values at each time and has a minimum difference from the function .

本発明によれば、二次電池の状態を適切に取得できる。 According to the present invention, the state of the secondary battery can be appropriately obtained.

第1実施形態および比較例における劣化パラメータの推定値の取得手順を示す図である。5 is a diagram showing a procedure for acquiring estimated values of degradation parameters in the first embodiment and a comparative example. FIG. 第1実施形態による状態判定装置のブロック図である。1 is a block diagram of a state determination device according to a first embodiment. コンピュータのブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a computer. パラメータ最適化の概要を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an overview of parameter optimization. 複数の候補値の時間変化の例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of time-dependent changes in a plurality of candidate values. 二次電池の容量維持率の予測曲線と計測結果とを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a predicted curve and measurement results of the capacity retention rate of a secondary battery. 比較例において、正極活物質の有効質量の経時変化を予測した結果を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the results of predicting the change over time in effective mass of a positive electrode active material in a comparative example. 実施例において、正極活物質の有効質量の経時変化を予測した結果を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the results of predicting the change over time in effective mass of a positive electrode active material in an example. 実施例および比較例における実測値と予測曲線との誤差を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the error between the actual measured values and the predicted curves in Examples and Comparative Examples. 第2実施形態による二次電池システムのブロック図である。FIG. 11 is a block diagram of a secondary battery system according to a second embodiment.

[実施形態の概要]
近年、リチウムイオン電池などの二次電池を車両の搭載用電源やスマートハウスの蓄電用電源に使用することにより、効率的にエネルギーを利用する取り組みが進められている。但し、二次電池は充放電および保管によって特性劣化を生じることが知られている。特に、上記用途の電源はその利用期間が長期に及ぶことが想定されるため、二次電池を搭載した製品を安定して使用し続けるには、二次電池の劣化状態を適切に判定することが重要である。
[Overview of the embodiment]
In recent years, efforts have been made to use secondary batteries such as lithium-ion batteries as onboard power sources for vehicles and as power sources for storing electricity in smart houses, in order to utilize energy efficiently. However, it is known that secondary batteries deteriorate in characteristics due to charging and discharging and storage. In particular, since the power sources for the above-mentioned applications are expected to be used for a long period of time, it is important to appropriately determine the deterioration state of the secondary battery in order to continue to use the product equipped with the secondary battery stably.

二次電池の特性劣化は、二次電池の電極中に含まれる活物質の劣化に由来する。活物質とは二次電池の電極を構成する材量の一つであり、イオンを貯蔵したり放出したりすることで二次電池の充放電反応を進行させる役割を担う。例えばリチウムイオン二次電池の場合、二次電池の充電時には正極活物質からリチウムイオンが放出され、それが負極活物質に貯蔵されることで充電反応が進行する。また、放電反応はこの逆の過程をたどる。 The deterioration of secondary battery characteristics is due to the deterioration of the active material contained in the electrodes of the secondary battery. An active material is one of the materials that make up the electrodes of a secondary battery, and plays a role in promoting the charging and discharging reactions of the secondary battery by storing and releasing ions. For example, in the case of a lithium-ion secondary battery, when the secondary battery is charged, lithium ions are released from the positive electrode active material and are stored in the negative electrode active material, promoting the charging reaction. The discharging reaction follows this reverse process.

二次電池の劣化状態を判定するには、上述した活物質の劣化状態を精度よく推定することが望ましい。活物質の劣化状態を把握するには、二次電池の充放電容量の測定の他、抵抗値などの電流電圧応答を測定する方法が用いられる。例えば特許文献1の技術を応用すると、二次電池の充放電曲線を利用して、二次電池における正極や負極の活物質の劣化状態を検出できると考えられる。 To determine the degradation state of a secondary battery, it is desirable to accurately estimate the degradation state of the active material described above. In order to grasp the degradation state of the active material, a method of measuring the charge/discharge capacity of the secondary battery as well as the current/voltage response such as the resistance value is used. For example, by applying the technology of Patent Document 1, it is believed that it is possible to detect the degradation state of the active material of the positive and negative electrodes of the secondary battery by utilizing the charge/discharge curve of the secondary battery.

また、特許文献1の技術を応用すると、予め記憶した正極・負極単独の放電曲線に基づいて当該二次電池の充放電曲線を計算で再現し、その過程で正極活物質の有効重量、負極活物質の有効重量、正極・負極間の容量ずれに対応するパラメータの値を取得できると考えられる。これらのパラメータは何れも活物質の劣化状態と強く相関するものであり、以下では活物質の劣化状態と相関性のあるパラメータを総称して「劣化パラメータ」と呼称する。 In addition, by applying the technology of Patent Document 1, it is believed that it is possible to reproduce the charge/discharge curve of the secondary battery by calculation based on the pre-stored discharge curves of the positive and negative electrodes alone, and in the process obtain the values of parameters corresponding to the effective weight of the positive electrode active material, the effective weight of the negative electrode active material, and the capacity difference between the positive and negative electrodes. All of these parameters are strongly correlated with the deterioration state of the active material, and hereinafter, parameters that are correlated with the deterioration state of the active material are collectively referred to as "deterioration parameters."

また、特許文献1の技術を応用すると、上記手順で計算した放電曲線と、二次電池の放電曲線の計測値とを比較することで劣化パラメータの値を推定できると考えられる。但し、かかる方法は、二次電池の放電曲線の計測値に対して計測誤差が存在しないことを前提としている。一般に、測定された計測値には装置や測定環境の影響を受けて一定の計測誤差が内包される。また、仮に同一種の二次電池で測定したとしても、ロット番号などの製造条件の違いから、その計測値には微小な誤差が含まれる(以下、サンプル依存性と呼ぶ)。 Furthermore, by applying the technology of Patent Document 1, it is believed that the value of the degradation parameter can be estimated by comparing the discharge curve calculated by the above procedure with the measured value of the discharge curve of the secondary battery. However, this method is based on the premise that there is no measurement error in the measured value of the discharge curve of the secondary battery. In general, the measured value contains a certain amount of measurement error due to the influence of the device and the measurement environment. Furthermore, even if measurements are taken with the same type of secondary battery, the measured value contains a small error due to differences in manufacturing conditions such as lot numbers (hereinafter referred to as sample dependency).

このように、二次電池の放電曲線の計測値には一定の計測誤差やサンプル依存性が内包される。これらは二次電池の劣化パラメータの推定値を求める際に推定精度の低下を招く原因となるため、単に特許文献1を応用した技術では、推定値を高精度に求めることが困難である。このことは、劣化パラメータの推定値を用いて二次電池の劣化状態を正確に予測できないことを意味する。
そこで、後述する実施形態は、上記の点を考慮して構成されたもので、二次電池の劣化状態を精度よく判定することを可能にするものである。
In this way, the measured value of the discharge curve of a secondary battery contains a certain measurement error and sample dependency. These can cause a decrease in the estimation accuracy when estimating the degradation parameters of a secondary battery, so it is difficult to obtain the estimated values with high accuracy by simply applying the technology of Patent Document 1. This means that the degradation state of a secondary battery cannot be accurately predicted using the estimated values of the degradation parameters.
The embodiment described below is configured in consideration of the above points, and makes it possible to accurately determine the degradation state of a secondary battery.

より具体的には、後述する実施形態においては、様々な時刻で二次電池の状態を測定し、このうち、いくつかの時刻における測定データから所定の劣化パラメータの推定値となる候補値を、それぞれ2つ以上求め、求めた候補値と所定の関数とに基づいて、各候補値の経時変化を求める。次に、これら候補値のうち、最も確からしいもの(真値に近いと推定されるもの)である「最尤候補値」を選択する。次に、この最尤候補値を劣化パラメータの推定値として採用し、この推定値を用いて二次電池の劣化状態を予測する。 More specifically, in the embodiment described below, the state of the secondary battery is measured at various times, and two or more candidate values that serve as estimates of a specified degradation parameter are obtained from the measurement data at some of these times, and the change in each candidate value over time is obtained based on the obtained candidate values and a specified function. Next, of these candidate values, the "most likely candidate value" that is the most probable (the value estimated to be closest to the true value) is selected. Next, this most likely candidate value is adopted as an estimate of the degradation parameter, and this estimate is used to predict the degradation state of the secondary battery.

図1は、比較例における劣化パラメータAの推定値および第1実施形態における劣化パラメータAの候補値の取得手順を示す図である。ここで、比較例は、上述した特許文献1を応用した技術である。
比較例の方法においては、時刻t1に二次電池の状態を計測すると、その計測結果に基づいて、時刻t1における劣化パラメータAの推定値AE(t1)を取得する。その後、時刻t2,t3においても、同様に各時刻における劣化パラメータAの推定値AE(t2),AE(t3)を取得する。一方、第1実施形態においては、二次電池の状態を計測する際に、1回の計測時刻tに対して、推定値の候補となる複数の候補値AC1(t),AC2(t),…を取得する。
1 is a diagram showing a procedure for acquiring an estimated value of a degradation parameter A in a comparative example and a candidate value of the degradation parameter A in the first embodiment. Here, the comparative example is a technique to which the above-mentioned Patent Document 1 is applied.
In the method of the comparative example, when the state of the secondary battery is measured at time t1, an estimate AE(t1) of the deterioration parameter A at time t1 is obtained based on the measurement result. Thereafter, estimates AE(t2) and AE(t3) of the deterioration parameter A at times t2 and t3 are similarly obtained. On the other hand, in the first embodiment, when the state of the secondary battery is measured, a plurality of candidate values AC1(t), AC2(t), ... that are candidates for the estimate value are obtained for one measurement time t.

図1に示す例において、各実施形態においては、時刻t1に劣化パラメータAに対する複数の候補値AC1(t1),AC2(t1),…を取得する。その後、時刻t2およびt3においても、同様に各時刻における候補値AC1(t2),AC2(t2),…および候補値AC1(t3),AC2(t3),…を取得する。そして、第1実施形態においては、これら複数の候補値の中から最尤候補値を選択することにより、二次電池の劣化状態を予測する。これにより、第1実施形態によれば、実用的な電流値に対する二次電池の劣化状態を精度よく判定することができる。 In the example shown in FIG. 1, in each embodiment, multiple candidate values AC1(t1), AC2(t1), ... for degradation parameter A are obtained at time t1. Thereafter, candidate values AC1(t2), AC2(t2), ... and candidate values AC1(t3), AC2(t3), ... are similarly obtained at times t2 and t3. Then, in the first embodiment, the most likely candidate value is selected from among these multiple candidate values to predict the degradation state of the secondary battery. As a result, according to the first embodiment, the degradation state of the secondary battery for a practical current value can be accurately determined.

[第1実施形態]
以下、図面等を用いて、各種実施形態について詳述する。以下の説明中、全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、以下の説明において、二次電池(蓄電池)を、単に「電池」と略して称することがある。
[First embodiment]
Various embodiments will be described in detail below with reference to the drawings. In the following description, components having the same functions in all drawings will be given the same reference numerals, and repeated description thereof may be omitted. In the following description, a secondary battery (storage battery) may be simply referred to as a "battery."

〈第1実施形態の全体構成〉
図2は、第1実施形態による状態判定装置100のブロック図である。
図2において、二次電池モジュール200は、直列または並列に接続された複数の二次電池210を備えている。
状態判定装置100は、二次電池モジュール200または個々の二次電池210の状態を判定する装置である。以下の説明では、二次電池210として、リチウムイオン二次電池を適用した例について説明するが、二次電池はリチウムイオン二次電池に限定されるものではない。
Overall Configuration of First Embodiment
FIG. 2 is a block diagram of a state determining device 100 according to the first embodiment.
In FIG. 2, a secondary battery module 200 includes a plurality of secondary batteries 210 connected in series or in parallel.
The state determination device 100 is a device that determines the state of the secondary battery module 200 or each of the secondary batteries 210. In the following description, an example in which a lithium ion secondary battery is applied as the secondary battery 210 will be described, but the secondary battery is not limited to a lithium ion secondary battery.

また、以下の説明では、状態判定装置100の動作として、個々の二次電池210の状態を判定する動作を説明するが、二次電池モジュール200の動作も同様に判定することができる。
図2において、状態判定装置100は、計測部110と、劣化パラメータ抽出部120(候補値抽出部、候補値抽出手段)と、メモリ130と、計算部140(計算手段)と、劣化予測部150と、出力部160と、を備えている。
In the following description, the operation of the state determining device 100 will be described as an operation for determining the state of each secondary battery 210, but the operation of the secondary battery module 200 can also be determined in a similar manner.
In FIG. 2 , the state determination device 100 includes a measurement unit 110, a deterioration parameter extraction unit 120 (candidate value extraction unit, candidate value extraction means), a memory 130, a calculation unit 140 (calculation means), a deterioration prediction unit 150, and an output unit 160.

図3は、コンピュータ900のブロック図である。
図2に示した状態判定装置100は、図3に示すコンピュータ900を、1台または複数台備えている。
図3において、コンピュータ900は、CPU901と、RAM902と、ROM903と、HDD904と、通信I/F905と、入出力I/F906と、メディアI/F907とを備える。通信I/F905は、通信回路915に接続される。入出力I/F906は、入出力装置916に接続される。メディアI/F907は、記録媒体917からデータを読み書きする。
FIG. 3 is a block diagram of a computer 900 .
The state determining device 100 shown in FIG. 2 includes one or more computers 900 shown in FIG.
3 , the computer 900 includes a CPU 901, a RAM 902, a ROM 903, a HDD 904, a communication I/F 905, an input/output I/F 906, and a media I/F 907. The communication I/F 905 is connected to a communication circuit 915. The input/output I/F 906 is connected to an input/output device 916. The media I/F 907 reads and writes data from a recording medium 917.

ROM903には、CPUによって実行される制御プログラム、各種データ等が格納されている。CPU901は、RAM902に読み込んだアプリケーションプログラムを実行することにより、各種機能を実現する。先に図2に示した、状態判定装置100の内部は、アプリケーションプログラム等によって実現される機能をブロックとして示したものである。 The ROM 903 stores control programs executed by the CPU, various data, etc. The CPU 901 executes application programs loaded into the RAM 902 to realize various functions. The inside of the state determination device 100 shown in Figure 2 above shows the functions realized by application programs, etc., as blocks.

図2に戻り、計測部110は、二次電池210の状態量を計測してメモリ130に保存する。ここで、二次電池210の状態量とは計測時点における二次電池210の容量、抵抗値、温度、電圧、電流等、二次電池210の充放電特性に関する量を表す。 Returning to FIG. 2, the measurement unit 110 measures the state quantities of the secondary battery 210 and stores them in the memory 130. Here, the state quantities of the secondary battery 210 refer to quantities related to the charge and discharge characteristics of the secondary battery 210, such as the capacity, resistance value, temperature, voltage, and current of the secondary battery 210 at the time of measurement.

劣化パラメータ抽出部120は、各計測時刻tにおいて計測部110が取得した二次電池の状態量を用いて、劣化パラメータA(パラメータ)の候補値を算出する。その際、劣化パラメータ抽出部120は、少なくとも何れか1つの時刻では、状態量に基づいて、劣化パラメータの2つ以上の候補値AC1(t),AC2(t),…(図1参照)を算出する。 The degradation parameter extraction unit 120 calculates a candidate value of the degradation parameter A (parameter) using the state quantity of the secondary battery acquired by the measurement unit 110 at each measurement time t. At this time, the degradation parameter extraction unit 120 calculates two or more candidate values AC1(t), AC2(t), ... (see FIG. 1) of the degradation parameter based on the state quantity at least at one of the times.

また、劣化パラメータ抽出部120は、各時刻の状態量に基づいて複数種類の劣化パラメータ(例えば劣化パラメータA,B,C)の候補値を求めてもよい。劣化パラメータ抽出部120は、これら劣化パラメータA,B,Cのうち少なくとも1種類の劣化パラメータに対して、その候補値を2つ以上求めるとよい。劣化パラメータ抽出部120は、以上のように抽出した候補値と、二次電池の状態量と、パラメータ名と、を関連付けてメモリ130に保存する。また、メモリ130は、計算部140で使用される少なくとも1種類の関数を記憶する。 The degradation parameter extraction unit 120 may also determine candidate values for multiple types of degradation parameters (e.g., degradation parameters A, B, and C) based on the state quantities at each time. The degradation parameter extraction unit 120 may determine two or more candidate values for at least one type of degradation parameter among the degradation parameters A, B, and C. The degradation parameter extraction unit 120 associates the candidate values extracted as described above with the state quantities of the secondary battery and the parameter names, and stores them in the memory 130. The memory 130 also stores at least one type of function used by the calculation unit 140.

計算部140は、メモリ130に保存されている二次電池の状態量と、劣化パラメータの複数の候補値と、所定の関数と、を比較する。これにより、計算部140は、複数の候補値の中から、最も真値に近いと推定される最尤候補値を特定する。計算部140の動作挙動の詳細については後述する。 The calculation unit 140 compares the state quantities of the secondary battery stored in the memory 130 with multiple candidate values of the degradation parameters and a predetermined function. As a result, the calculation unit 140 identifies the most likely candidate value that is estimated to be closest to the true value from among the multiple candidate values. The details of the operation behavior of the calculation unit 140 will be described later.

劣化予測部150は、計算部140で特定された最尤候補値を劣化パラメータの推定値として用いて、二次電池210の劣化状態(二次電池210の内部抵抗や容量減少率等)や余寿命を計算する。なお、二次電池210の寿命とは、例えば、二次電池210の容量が所定の下限値を下回った場合、もしくは二次電池210の内部抵抗が所定の上限値を上回った場合とし、この条件に達したとき二次電池の寿命と見なすとよい。 The deterioration prediction unit 150 uses the most likely candidate value identified by the calculation unit 140 as an estimated value of the deterioration parameter to calculate the deterioration state (internal resistance and capacity reduction rate of the secondary battery 210, etc.) and remaining life of the secondary battery 210. The life of the secondary battery 210 is, for example, when the capacity of the secondary battery 210 falls below a predetermined lower limit value, or when the internal resistance of the secondary battery 210 exceeds a predetermined upper limit value, and it is preferable to consider the life of the secondary battery to be over when these conditions are reached.

劣化状態や余寿命の計算では、後述する指数関数や冪関数などの所定の関数を用いて劣化パラメータの推定値の経時変化を予測し、その結果に基づいて未来の時点における二次電池210の劣化状態を予測する。なお、劣化予測部150における寿命等の予測方法は上述した手順に限定されるものではない。例えば、計算部140で求めた推定値に機械学習等を適用することで、推定値の経時変化を予測して、二次電池210の劣化状態を予測してもよい。 When calculating the degradation state and remaining life, a predetermined function such as an exponential function or a power function described below is used to predict the change over time of the estimated value of the degradation parameters, and the degradation state of the secondary battery 210 at a future time is predicted based on the result. Note that the method of predicting the life, etc. in the degradation prediction unit 150 is not limited to the above-mentioned procedure. For example, machine learning or the like may be applied to the estimated value obtained by the calculation unit 140 to predict the change over time of the estimated value, and the degradation state of the secondary battery 210 may be predicted.

出力部160は、劣化予測部150が決定した二次電池210の劣化状態や余寿命の予測値を、ユーザーへの表示デバイスや電池寿命の管理装置(図示せず)等に出力する。また、予測値を出力する時点において二次電池が既に寿命に達していると判断される場合は警告を表示する。 The output unit 160 outputs the predicted values of the deterioration state and remaining life of the secondary battery 210 determined by the deterioration prediction unit 150 to a display device for the user, a battery life management device (not shown), etc. Also, if it is determined that the secondary battery has already reached the end of its life at the time the predicted value is output, a warning is displayed.

〈劣化パラメータ抽出部120の詳細〉
次に、劣化パラメータ抽出部120の詳細動作を説明するが、最初に、劣化パラメータ抽出部120において劣化パラメータの推定値(または候補値)が求まる理由を説明する。
特許文献1に記載された技術を応用すると、予め記憶した正極・負極単独の放電曲線と劣化パラメータの値とを用いて、二次電池の充放電曲線を計算によって再現できると考えられる。この方法によると、計算で再現した二次電池の充放電曲線と、実際に計測した二次電池の充放電曲線とが一致するように劣化パラメータの値を最適化することができる。この最適化した劣化パラメータの値を該劣化パラメータの推定値(または候補値)とすることができる。
<Details of the degradation parameter extraction unit 120>
Next, the detailed operation of the degradation parameter extraction section 120 will be described. First, the reason why the degradation parameter extraction section 120 obtains the estimated value (or candidate value) of the degradation parameter will be described.
It is believed that the technology described in Patent Document 1 can be applied to reproduce the charge/discharge curve of a secondary battery by calculation using the discharge curves of the positive and negative electrodes alone and the values of the deterioration parameters stored in advance. According to this method, the values of the deterioration parameters can be optimized so that the charge/discharge curve of the secondary battery reproduced by calculation matches the charge/discharge curve of the secondary battery actually measured. The optimized values of the deterioration parameters can be used as the estimated values (or candidate values) of the deterioration parameters.

このような手順はパラメータ最適化もしくは数値最適化と呼ばれる。計測値に測定誤差が含まれない場合には、以上の最適化手法により、劣化パラメータの真値に近い推定値を取得できるとも考えられる。しかし、一般には、測定誤差の影響によって複数の解が推定値の候補として求まる。その詳細を、図4を参照して説明する。 This type of procedure is called parameter optimization or numerical optimization. If the measured values do not contain measurement errors, it is possible to obtain estimates close to the true values of the degradation parameters using the optimization method described above. However, in general, due to the influence of measurement errors, multiple solutions are obtained as candidates for the estimated value. The details are explained with reference to Figure 4.

図4は、パラメータ最適化の概要を示す図である。
図4の横軸は、劣化パラメータAのパラメータ値Axとして想定し得る範囲の値である。図4の横軸の全てのパラメータ値Axについて、二次電池210のある状態量(例えば電池電圧)の計算値を求めることができる。また、ある計測時刻tにおける二次電池210の状態量(例えば電池電圧)の計測値は、上述したように、メモリ130に記憶されている。すると、劣化パラメータAの全てのパラメータ値Axに対して、計算値と計測値との差分を求めることができる。この差分をδとする。
FIG. 4 is a diagram showing an overview of parameter optimization.
The horizontal axis of Fig. 4 indicates the range of values that can be assumed as the parameter value Ax of the deterioration parameter A. A calculated value of a certain state quantity (e.g., battery voltage) of the secondary battery 210 can be obtained for all parameter values Ax on the horizontal axis of Fig. 4. In addition, the measured value of the state quantity (e.g., battery voltage) of the secondary battery 210 at a certain measurement time t is stored in the memory 130 as described above. Then, the difference between the calculated value and the measured value can be obtained for all parameter values Ax of the deterioration parameter A. This difference is designated as δ.

図4における縦軸は、差分δの絶対値である差分絶対値|δ|である。図示の例において、差分絶対値|δ|には、パラメータ値Ax=α,β,γの3箇所において極小値が現れている。これら極小値を、それぞれδ(α),δ(β),δ(γ)とする。これら極小値が現れる値であるα,β,γは推定値AE(t)の候補値になる。 The vertical axis in Figure 4 is the absolute difference |δ|, which is the absolute value of the difference δ. In the example shown, the absolute difference |δ| has three minimum values at parameter values Ax = α, β, and γ. These minimum values are δ(α), δ(β), and δ(γ), respectively. The values α, β, and γ at which these minimum values appear are candidate values for the estimated value AE(t).

ここで、状態量の計測値には、大きさがδnである測定誤差が含まれていたとする。図示の例において、測定誤差δnは、極小値δ(α),δ(β),δ(γ)の何れよりも大きく、全ての極小値δ(α),δ(β),δ(γ)が測定誤差δnの範囲内に含まれることになる。従って、図4に示されている情報のみでは、候補値α,β,γのうち、何れを推定値AE(t)として採用すべきか判断することが困難になる。 Here, assume that the measured value of the state quantity contains a measurement error of magnitude δn. In the example shown, the measurement error δn is larger than all of the minimum values δ(α), δ(β), and δ(γ), and all of the minimum values δ(α), δ(β), and δ(γ) are included within the range of the measurement error δn. Therefore, with only the information shown in Figure 4, it is difficult to determine which of the candidate values α, β, and γ should be adopted as the estimated value AE(t).

このように、状態量の計測値に測定誤差が含まれる場合には、劣化パラメータAの推定値AE(t)の候補値が複数求まり、劣化パラメータAの推定値AE(t)を一意に決定することが困難になる場合がある。本実施形態は、このような候補値α,β,γ,・・・の中から、何れを推定値AE(t)として採用するかを決定するものである。従って、本実施形態は、特許文献1に記された二次電池系に限定されることなく、他の様々な物理系を対象としたパラメータ推定に対しても広く適用可能である。 In this way, when the measured value of the state quantity contains a measurement error, multiple candidate values for the estimated value AE(t) of the degradation parameter A are obtained, and it may be difficult to uniquely determine the estimated value AE(t) of the degradation parameter A. This embodiment determines which of these candidate values α, β, γ, ... to adopt as the estimated value AE(t). Therefore, this embodiment is not limited to the secondary battery system described in Patent Document 1, but can also be widely applied to parameter estimation for various other physical systems.

〈計算部140の詳細〉
次に、計算部140の詳細を説明する。
上述した劣化パラメータ抽出部120が、ある計測時刻tにおいて、劣化パラメータAに対する推定値AE(t)の候補として、複数の候補値AC1(t),AC2(t),AC3(t),…を算出したとする。ここで、候補値AC1(t),AC2(t),AC3(t),…は、図4に示した候補値α,β,γと同様の意味であると考えてよい。従って、劣化パラメータ抽出部120は、複数の計測時刻tk(但し、k=0,1,2,3,…)において、同様に候補値AC1(tk),AC2(tk),AC3(tk),…を算出する。推定値AE(t)は、これら候補値AC1(tk),AC2(tk),AC3(tk),…のうち何れかになる。これら候補値を、計測時刻tの順番に配列すると、下式(1)のようになる。
<Details of Calculation Unit 140>
Next, the calculation unit 140 will be described in detail.
Assume that the degradation parameter extraction unit 120 calculates a plurality of candidate values AC1(t), AC2(t), AC3(t), ... as candidates of the estimated value AE(t) for the degradation parameter A at a certain measurement time t. Here, the candidate values AC1(t), AC2(t), AC3(t), ... may be considered to have the same meaning as the candidate values α, β, γ shown in FIG. 4. Therefore, the degradation parameter extraction unit 120 similarly calculates the candidate values AC1(tk), AC2(tk), AC3(tk), ... at a plurality of measurement times tk (where k=0, 1, 2, 3, ...). The estimated value AE(t) is one of these candidate values AC1(tk), AC2(tk), AC3(tk), .... If these candidate values are arranged in the order of the measurement time t, it is as shown in the following formula (1).

(AC1(t0),AC2(t0),AC3(t0),…)at t=t0
(AC1(t1),AC2(t1),AC3(t1),…)at t=t1
(AC1(t2),AC2(t2),AC3(t2),…)at t=t2
: …式(1)
(AC1(t0), AC2(t0), AC3(t0),...) at t=t0
(AC1(t1), AC2(t1), AC3(t1),...) at t=t1
(AC1(t2), AC2(t2), AC3(t2),...) at t=t2
: …Formula (1)

ここで、式(1)における各候補値を並べ替えると、下式(2)のようになる。 Now, rearranging the candidate values in formula (1) gives the following formula (2).

(AC1(t0),AC1(t1),AC1(t2),…)
(AC2(t0),AC2(t1),AC2(t2),…)
(AC3(t0),AC3(t1),AC3(t2),…)
: …式(2)
(AC1(t0), AC1(t1), AC1(t2),...)
(AC2(t0), AC2(t1), AC2(t2),...)
(AC3(t0), AC3(t1), AC3(t2),...)
: …Equation (2)

式(2)の各行には、各時刻で計測された劣化パラメータAの候補値が1つずつ含まれている。すなわち、式(1)の各行は、劣化パラメータの経時変化を示すものである。さらに、式(2)は、各時刻で計測された劣化パラメータAの候補値に対して、可能な組み合わせを網羅的に列挙したものである。そのため、劣化パラメータの最尤候補値すなわち推定値AE(t)の経時変化は式(2)に示す何れかの行の中に含まれる。そこで、式(2)における各行を「候補値組」と呼ぶことにする。 Each row of equation (2) contains one candidate value of the degradation parameter A measured at each time. That is, each row of equation (1) indicates the change over time of the degradation parameter. Furthermore, equation (2) comprehensively lists all possible combinations for the candidate values of the degradation parameter A measured at each time. Therefore, the change over time of the most likely candidate value of the degradation parameter, i.e., the estimated value AE(t), is included in one of the rows shown in equation (2). Therefore, each row in equation (2) is referred to as a "candidate value set."

次に、式(2)に示す候補値組の中から、最尤候補値の経時変化を表す候補値組を特定する方法を述べる。そもそも二次電池の劣化パラメータとは二次電池の劣化の程度を示す量であるため、その値は時間の経過に伴って単調に変化していくものと考えられる。そのため、非単調な時間依存性を示す組は、非物理的な候補値組として最尤候補値の候補から除外できる。 Next, we will describe a method for identifying a candidate value set that represents a change over time of the most likely candidate value from among the candidate value sets shown in equation (2). Since the deterioration parameter of a secondary battery is a quantity that indicates the degree of deterioration of the secondary battery, its value is considered to change monotonically over time. Therefore, sets that show non-monotonic time dependency can be excluded from the candidates for the most likely candidate value as non-physical candidate value sets.

図5は、複数の候補値の時間変化の例を示す図である。
図5におけるグラフG1は、候補値AC1(t)の時間変化を示すものであり、グラフG2は、候補値AC2(t)の時間変化を示すものである。
グラフG1において、候補値AC1(t)は時間とともに単調減少している。劣化パラメータAが、時間とともに単調減少するものであれば、候補値AC1(t)は、その点で妥当性を有する。一方、グラフG2において、候補値AC2(t)は非単調な時間依存性を示している。従って、候補値AC2(t)は、劣化パラメータAの不適切な候補値として、最尤候補値の候補から外すことができる。この処理を「不適切候補値除外処理」と呼ぶ。
FIG. 5 is a diagram showing an example of how a plurality of candidate values change over time.
Graph G1 in FIG. 5 shows the change over time of candidate value AC1(t), and graph G2 shows the change over time of candidate value AC2(t).
In the graph G1, the candidate value AC1(t) monotonically decreases with time. If the degradation parameter A monotonically decreases with time, the candidate value AC1(t) is valid in that respect. On the other hand, in the graph G2, the candidate value AC2(t) shows a non-monotonic time dependency. Therefore, the candidate value AC2(t) can be removed from the candidates of the most likely candidate value as an inappropriate candidate value of the degradation parameter A. This process is called the "inappropriate candidate value elimination process."

また、一般的に、二次電池の特性劣化は、定性的には特定の関数形に従って進行することが知られている。例えば、二次電池の負極材料に黒鉛が適用されている場合、その特性劣化(容量や抵抗の劣化)は二次電池の使用期間の平方根に比例して進行することが知られている(ルート則)。そこで、本実施形態の計算部140は、このような電池劣化に関する知見や経験則を活用して、式(2)に示した劣化パラメータの組を絞り込むものである。以下にその具体的な手順を示す。メモリ130には、経験則等に基づいて、劣化パラメータの種類毎に、二次電池の劣化挙動を記述する関数が記憶されている。これら関数を、挙動記述関数と呼ぶ。その一例として、下式(3)に示す挙動記述関数F(t)を適用することができる。下式(3)において、G,H,Jは定数である。式(3)の挙動記述関数F(t)は、二次電池の劣化特性が計測時刻tに対して指数関数的に進行することを仮定するものである。 In addition, it is generally known that the deterioration of the characteristics of a secondary battery progresses qualitatively according to a specific functional form. For example, when graphite is used as the negative electrode material of a secondary battery, it is known that the deterioration of the characteristics (deterioration of capacity and resistance) progresses in proportion to the square root of the period of use of the secondary battery (root rule). Therefore, the calculation unit 140 of this embodiment narrows down the set of deterioration parameters shown in formula (2) by utilizing such knowledge and empirical rules regarding battery deterioration. The specific procedure is shown below. The memory 130 stores functions that describe the deterioration behavior of the secondary battery for each type of deterioration parameter based on empirical rules, etc. These functions are called behavior describing functions. As an example, the behavior describing function F(t) shown in the following formula (3) can be applied. In the following formula (3), G, H, and J are constants. The behavior describing function F(t) in formula (3) assumes that the deterioration characteristics of the secondary battery progress exponentially with respect to the measurement time t.

F(t)=G-H×exp(-J×t) …式(3) F(t)=GH×exp(-J×t)…Formula (3)

また、他の例として、例えば、下式(4)に示す冪関数を挙動記述関数F(t)として適用することができる。前述したルート則などもこれに含まれる。下式(4)において、G,H,Jは定数である。 As another example, the power function shown in the following formula (4) can be applied as the behavior describing function F(t). This also includes the root rule mentioned above. In the following formula (4), G, H, and J are constants.

F(t)=G+H×tJ …式(4) F(t)=G+H×t J ...Formula (4)

なお、メモリ130に記憶される挙動記述関数F(t)は、上述のものに限定されるわけではなく、劣化パラメータの種類に応じて、種々の関数を適用するとよい。 The behavior description function F(t) stored in memory 130 is not limited to the above, and various functions may be applied depending on the type of degradation parameter.

次に、計算部140は、式(2)に示した候補値組から何れか一つの組を選び、選んだ候補値組と、式(3),(4)等の挙動記述関数F(t)との差δf(図示せず)が最小になるように、挙動記述関数F(t)における定数G,H,Jを最適化する。次に、計算部140は、最適化した定数G,H,Jを用いて計算した挙動記述関数F(t)と、選んだ候補値組との差δg(図示せず)を求める。 The calculation unit 140 then selects one of the candidate value sets shown in formula (2) and optimizes the constants G, H, and J in the behavior describing function F(t) so that the difference δf (not shown) between the selected candidate value set and the behavior describing function F(t) of formulas (3), (4), etc., is minimized. Next, the calculation unit 140 determines the difference δg (not shown) between the behavior describing function F(t) calculated using the optimized constants G, H, and J and the selected candidate value set.

計算部140は、上述した作業を式(2)に示した全ての候補値組、または上述した不適切候補値除外処理によって除外されなかった候補値組に対して実行する。これにより、各候補値組において、定数G,H,Jの最適値が求まり、定数G,H,Jの最適値を用いて計算した関数F(t)と、選んだ候補値組との差δg(図示せず)が求まる。 The calculation unit 140 performs the above-mentioned operation on all candidate value sets shown in formula (2) or on candidate value sets that have not been excluded by the above-mentioned inappropriate candidate value exclusion process. As a result, the optimal values of the constants G, H, and J are found for each candidate value set, and the difference δg (not shown) between the function F(t) calculated using the optimal values of the constants G, H, and J and the selected candidate value set is found.

ここで、式(3),(4)に示した挙動記述関数F(t)は、二次電池210の劣化挙動を(経験則的に)記述する関数であるため、劣化パラメータの真値も当該挙動記述関数F(t)に従って経時変化してゆくと考えられる。そのため、計算部140は、候補値組と挙動記述関数F(t)との差δgが最小となる候補値組が、最尤候補値の組であると判定できる。この処理の内容を再び図5を参照し説明する。 Here, the behavior describing function F(t) shown in equations (3) and (4) is a function that describes (empirically) the deterioration behavior of the secondary battery 210, so it is considered that the true values of the deterioration parameters also change over time in accordance with the behavior describing function F(t). Therefore, the calculation unit 140 can determine that the candidate value set for which the difference δg between the candidate value set and the behavior describing function F(t) is the smallest is the most likely candidate value set. The contents of this process will be explained again with reference to FIG. 5.

図5におけるグラフG3は、候補値AC3(t)の時間変化を示すものであり、グラフG4は、候補値AC4(t)の時間変化を示すものである。
また、グラフG3,G4には、上述した挙動記述関数F(t)の例を併記する。図示の例において、候補値AC3(t)は、挙動記述関数F(t)とほぼ一致しているため、その候補値組と挙動記述関数F(t)との差δgは小さな値になる。一方、候補値AC4(t)は挙動記述関数F(t)から外れているため、両者の差δg(図示せず)は大きくなる。従って、最尤候補値の候補が候補値AC3(t)および候補値AC4(t)のみであれば、計算部140は、候補値AC3(t)を最尤候補値として選択する。
Graph G3 in FIG. 5 shows the change over time of candidate value AC3(t), and graph G4 shows the change over time of candidate value AC4(t).
In addition, graphs G3 and G4 also show examples of the above-mentioned behavior describing function F(t). In the illustrated example, candidate value AC3(t) is almost identical to behavior describing function F(t), so the difference δg between the candidate value set and behavior describing function F(t) is a small value. On the other hand, candidate value AC4(t) deviates from behavior describing function F(t), so the difference δg (not shown) between the two is large. Therefore, if the only candidates for the most likely candidate value are candidate value AC3(t) and candidate value AC4(t), calculation unit 140 selects candidate value AC3(t) as the most likely candidate value.

次に、候補値組と挙動記述関数F(t)との差δgが、同程度である複数の候補値組が生じた場合の、計算部140における処理手順について説明する。なお議論の簡単化のため、最尤候補値の候補は候補値AC5(t),AC6(t)(図示せず)の2つであるとし、二次電池210の状態量はn+1回の計測時刻t0,t1,t2,t3,…,tnにおいて計測されていることとする。 Next, the processing procedure in the calculation unit 140 will be described when multiple candidate value sets with similar differences δg between the candidate value set and the behavior describing function F(t) are generated. For the sake of simplicity, it is assumed that there are two most likely candidate values, candidate values AC5(t) and AC6(t) (not shown), and that the state quantities of the secondary battery 210 have been measured n+1 times at measurement times t0, t1, t2, t3, ..., tn.

まず、計算部140は、n+1回の計測時刻t0,t1,t2,t3,…,tnにおいて、候補値AC5(t),AC6(t)を算出する。そして、計算部140は、候補値AC5(t),AC6(t)について、各々の候補値組と関数F(t)との差δgを求めるが、両者が略同一であったとする。 First, the calculation unit 140 calculates candidate values AC5(t) and AC6(t) at n+1 measurement times t0, t1, t2, t3, ..., tn. Then, the calculation unit 140 calculates the difference δg between each candidate value set and the function F(t) for the candidate values AC5(t) and AC6(t), and assumes that the two are substantially identical.

ここで、候補値AC5(t)に基づいて、式(3),(4)等の挙動記述関数F(t)における定数G,H,Jを最適化した結果を定数Gx,Hx,Jxとする。同様に、候補値AC6(t)に基づいて、挙動記述関数F(t)における定数G,H,Jを最適化した結果を定数Gy,Hy,Jyとする。 Here, the constants Gx, Hx, Jx are the results of optimizing the constants G, H, J in the behavior describing function F(t) of equations (3), (4), etc., based on the candidate value AC5(t). Similarly, the constants Gy, Hy, Jy are the results of optimizing the constants G, H, J in the behavior describing function F(t) based on the candidate value AC6(t).

計算部140は、定数Gx,Hx,Jxに基づいて、未来の時刻tm(但しm>n)における候補値AC5(t)の予測値ACE5(tm)を算出する。同様に、計算部140は、定数Gy,Hy,Jyに基づいて、未来の時刻tmにおける候補値AC6(t)の予測値ACE6(tm)を算出する。 The calculation unit 140 calculates a predicted value ACE5(tm) of the candidate value AC5(t) at a future time tm (where m>n) based on the constants Gx, Hx, and Jx. Similarly, the calculation unit 140 calculates a predicted value ACE6(tm) of the candidate value AC6(t) at a future time tm based on the constants Gy, Hy, and Jy.

次に、実際に現在時刻が時刻tmに達すると、計測部110は、二次電池210の状態量を計測してメモリ130に保存する。次に、劣化パラメータ抽出部120は、時刻tmの状態量に基づいて、時刻tmの候補値AC5(tm),AC6(tm)を算出する。次に、計算部140は、差分δ5=|AC5(tm)-ACE5(tm)|および差分δ6=|AC6(tm)-ACE6(tm)|を求める。そして、計算部140は、差分δ5,δ6について、「δ5≦δ6」の関係が成立すれば、候補値AC5(t)を最尤候補値として選択し、それ以外の場合は候補値AC6(t)を最尤候補値として選択する。以上の手順により、計算部140は、式(2)における候補値組の中から、最尤候補値の組を特定し、特定した最尤候補値の組を劣化パラメータAの推定値AE(t)として出力する。 Next, when the current time actually reaches time tm, the measurement unit 110 measures the state quantity of the secondary battery 210 and stores it in the memory 130. Next, the deterioration parameter extraction unit 120 calculates the candidate values AC5(tm) and AC6(tm) at time tm based on the state quantity at time tm. Next, the calculation unit 140 obtains the difference δ5 = |AC5(tm) - ACE5(tm) | and the difference δ6 = |AC6(tm) - ACE6(tm) |. Then, if the relationship "δ5 ≦ δ6" is established for the differences δ5 and δ6, the calculation unit 140 selects the candidate value AC5(t) as the most likely candidate value, and otherwise selects the candidate value AC6(t) as the most likely candidate value. Through the above procedure, the calculation unit 140 identifies a set of the most likely candidate values from the set of candidate values in formula (2) and outputs the identified set of the most likely candidate values as the estimated value AE(t) of the deterioration parameter A.

〈寿命予測の実施例〉
次に、寿命予測を行った実施例および比較例について説明する。
まず、実施例および比較例において、二次電池210には、負極活物質が黒鉛、正極活物質がLiNiCoMnO2である二次電池を適用した。試験では二次電池210の充電率を80%に調整し、それを一定温度に制御した恒温槽中に静置した。静置した二次電池は30日毎に恒温槽から取り出して、25℃の環境下で二次電池の容量と開回路電圧の充電率依存性(SOC-OCV曲線)を測定した。
Example of life prediction
Next, examples and comparative examples in which life prediction was performed will be described.
First, in the examples and comparative examples, a secondary battery 210 was applied in which the negative electrode active material was graphite and the positive electrode active material was LiNiCoMnO2 . In the test, the charge rate of the secondary battery 210 was adjusted to 80%, and it was left standing in a thermostatic chamber controlled at a constant temperature. The left standing secondary battery was taken out of the thermostatic chamber every 30 days, and the charge rate dependency (SOC-OCV curve) of the capacity and open circuit voltage of the secondary battery was measured in an environment of 25°C.

容量測定後には二次電池の充電率を80%に調整して再び恒温槽中に静置し、さらに30日後に取り出して容量測定をする、という作業を約900日間繰り返した(保存試験)。なお、本検討では保存試験時の恒温槽温度として60℃と25℃の2条件を検討した。 After measuring the capacity, the secondary battery's charge rate was adjusted to 80% and it was again placed in the thermostatic chamber, and after another 30 days it was removed and the capacity was measured. This process was repeated for approximately 900 days (storage test). In this study, two thermostatic chamber temperatures were considered during the storage test: 60°C and 25°C.

図6は、二次電池210の容量維持率の予測曲線と計測結果とを示す図である。
図6におけるグラフG10は、保存試験時の恒温槽温度を60℃とした場合のグラフであり、グラフG20は、保存試験時の恒温槽温度を25℃とした場合のグラフである。
グラフG10,G20において、白ヌキの円で示した実測値14,24および黒塗りの円で示した実測値16,26は、容量維持率の実測値である。
FIG. 6 is a diagram showing a predicted curve and measurement results of the capacity maintenance rate of the secondary battery 210. In FIG.
Graph G10 in FIG. 6 is a graph in the case where the thermostatic chamber temperature during the storage test was 60° C., and graph G20 is a graph in the case where the thermostatic chamber temperature during the storage test was 25° C.
In graphs G10 and G20, actual measurement values 14 and 24 indicated by open circles and actual measurement values 16 and 26 indicated by filled circles are actual measurement values of capacity maintenance ratios.

これらのうち、実測値14,24は900日分の試験データのうち約200日分のデータであり、予測のための教師データとして用いた。残りの実測値16,26は予測結果の検証用データとして用いた。また、実線の予測曲線L11,L21は、実測値14,24に基づいて、第1実施形態による実施例に基づいて予測した予測曲線である。また、破線の予測曲線L12,L22は、実測値14,24に基づいて、比較例によって予測した予測曲線である。ここで、比較例は、特許文献1に示された方法で求めたものである。 Of these, actual measured values 14 and 24 represent data for approximately 200 days out of 900 days of test data, and were used as training data for prediction. The remaining actual measured values 16 and 26 were used as data for verifying the prediction results. The solid predicted curves L11 and L21 are predicted curves based on the actual measured values 14 and 24 and on an example according to the first embodiment. The dashed predicted curves L12 and L22 are predicted curves based on the actual measured values 14 and 24 and on a comparative example. Here, the comparative example was obtained using the method shown in Patent Document 1.

以下、比較例による予測曲線L12,L22の作成手順を説明する。比較例の方法では、二次電池の充放電曲線に対して、正極と負極のそれぞれの電位曲線を最小二乗法等でフィッティングすることによって、二次電池の劣化パラメータの推定値を求めることができる。比較例において予測曲線L12,L22を求めるためには、まず、30日毎に取得したそれぞれの充放電曲線に対して、最小二乗法によるフィッティング作業を繰り返すことで、劣化パラメータの計時変化を求めた。さらに、劣化パラメータの経時変化を外挿して将来に渡る劣化パラメータの変化を求め、その結果に基づいて、将来の時点での電池容量を計算することで予測曲線L12,L22を得た。 The procedure for creating the predicted curves L12 and L22 in the comparative example will be described below. In the method of the comparative example, the estimated values of the deterioration parameters of the secondary battery can be obtained by fitting the potential curves of the positive and negative electrodes to the charge/discharge curve of the secondary battery using the least squares method or the like. In order to obtain the predicted curves L12 and L22 in the comparative example, first, the fitting work using the least squares method was repeated for each charge/discharge curve obtained every 30 days to obtain the change over time of the deterioration parameters. Furthermore, the change over time of the deterioration parameters was extrapolated to obtain the change in the deterioration parameters into the future, and the battery capacity at a future point in time was calculated based on the result, thereby obtaining the predicted curves L12 and L22.

図7は、比較例において、正極活物質の有効質量の経時変化を予測した結果を示す図である。
すなわち、図7の上段の表は、60℃の試験結果から抽出した正極活物質の有効質量の推定値の経時変化を示す。すなわち、比較例において、劣化パラメータは「正極活物質の有効質量」であり、約30日毎に該劣化パラメータの推定値を取得したものである。また、図7の下段のグラフは、該推定値およびその外挿値を示す。外挿に使用した曲線(外挿曲線)には、式(3)に示した指数関数の挙動記述関数F(t)を適用した。
FIG. 7 is a diagram showing the results of predicting the change over time in the effective mass of the positive electrode active material in the comparative example.
That is, the table in the upper part of FIG. 7 shows the change over time of the estimated value of the effective mass of the positive electrode active material extracted from the test results at 60° C. That is, in the comparative example, the deterioration parameter is the “effective mass of the positive electrode active material”, and the estimated value of the deterioration parameter is obtained approximately every 30 days. The graph in the lower part of FIG. 7 shows the estimated value and its extrapolated value. The curve used for extrapolation (extrapolation curve) was applied with the exponential behavior describing function F(t) shown in Equation (3).

次に、本実施例による予測曲線L11,L21の作成手順について説明する。
本実施例では、最小二乗法で劣化パラメータを求める際に、その候補値を複数算出した。具体的には、二次電池の充放電曲線と正極・負極の電位曲線とをフィッティングする際に、フィッティングに使用するパラメータの初期値を複数個用意した。この理由は、フィッティングの結果得られる劣化パラメータの候補値値は、その初期値に依存することが知られているためである。事実、試験開始から180日後の充放電曲線を用いたフィッティングでは、フィッティングに使用するパラメータの初期値を100種類ほど検討した結果、劣化パラメータの候補値として複数の異なる値が得られた。その結果を図8に示す。
Next, a procedure for creating the predicted curves L11 and L21 according to this embodiment will be described.
In this embodiment, when determining the deterioration parameters by the least squares method, multiple candidate values were calculated. Specifically, multiple initial values of the parameters used for fitting were prepared when fitting the charge/discharge curve of the secondary battery to the potential curves of the positive and negative electrodes. The reason for this is that it is known that the candidate values of the deterioration parameters obtained as a result of fitting depend on the initial values. In fact, in fitting using the charge/discharge curve 180 days after the start of the test, as a result of examining about 100 types of initial values of the parameters used for fitting, multiple different values were obtained as candidate values of the deterioration parameters. The results are shown in FIG. 8.

図8は、本実施例において、正極活物質の有効質量の経時変化を予測した結果を示す図である。すなわち、図8の上段の表は、60℃の試験結果から抽出した正極活物質の有効質量の複数の候補値、およびこれら候補値の中から選択した推定値の経時変化を示す。すなわち、本実施例においても、劣化パラメーは「正極活物質の有効質量」である。また、図8の下段のグラフは、該推定値およびその外挿値を示す。図8の上段の表に示すように、劣化パラメータの候補値は常に一意に決まるわけではなく、その候補値は計測誤差などの影響によって複数存在することが分かる。 Figure 8 shows the results of predicting the change over time in the effective mass of the positive electrode active material in this example. That is, the table in the upper part of Figure 8 shows multiple candidate values for the effective mass of the positive electrode active material extracted from the test results at 60°C, and the change over time in the estimated value selected from these candidate values. That is, in this example as well, the degradation parameter is the "effective mass of the positive electrode active material." The graph in the lower part of Figure 8 shows the estimated value and its extrapolated value. As shown in the table in the upper part of Figure 8, the candidate value of the degradation parameter is not always uniquely determined, and it can be seen that there are multiple candidate values due to the influence of measurement errors, etc.

劣化パラメータの最尤候補値の経時変化を求めるためには、何れの候補値が物理的に妥当な値であるのかを判定する必要がある。そこで、劣化パラメータの経時変化は式(3)に示した指数関数の挙動記述関数F(t)に従うと仮定し、図8に示した候補値の組み合わせの中から指数関数的な経時変化挙動を示す組を、推定値として選択した。選択した推定値を図8の上段の表の右端に示す。本実施例では、このようにして得られた推定値が劣化パラメータの経時変化を正しく記述していると見なす。以降は、比較例または特許文献1の方法と同様にして容量減少パラメータの外挿値を求め、それを用いて将来の時点での電池容量を計算することで予測曲線L11,L21を得た。 In order to determine the change over time of the most likely candidate value of the degradation parameter, it is necessary to determine which candidate value is physically reasonable. Therefore, it is assumed that the change over time of the degradation parameter follows the exponential behavior description function F(t) shown in Equation (3), and a combination showing an exponential change over time behavior was selected as an estimated value from the combinations of candidate values shown in FIG. 8. The selected estimated value is shown at the right end of the table in the upper part of FIG. 8. In this embodiment, the estimated value obtained in this manner is considered to correctly describe the change over time of the degradation parameter. Thereafter, the extrapolated value of the capacity reduction parameter was obtained in the same manner as in the comparative example or the method of Patent Document 1, and the predicted curves L11 and L21 were obtained by calculating the battery capacity at a future point in time using the extrapolated value.

図9は、上記実施例および比較例における実測値と予測曲線との誤差を示す図である。
すなわち、図9は、検証用データである実測値16,26(図26参照)と、予測曲線L11,L12,L21,L22との誤差を計算した結果である。
誤差の定義には、二乗平均平方根誤差(RMSE)を採用した。RMSEが小さいほど、精度よく寿命予測できることを意味する。図9から明らかなように、本実施例による予測曲線L11,L21は、比較例による予測曲線L12,L22よりもRMSE値が小さく、高精度に寿命が予測できたことが解る。
FIG. 9 is a diagram showing the error between the actual measured values and the predicted curves in the above examples and comparative examples.
That is, FIG. 9 shows the results of calculating the errors between the actual measured values 16 and 26 (see FIG. 26) that are the verification data and the predicted curves L11, L12, L21, and L22.
The root mean square error (RMSE) was used to define the error. The smaller the RMSE, the more accurate the life prediction. As is clear from Fig. 9, the prediction curves L11 and L21 according to this embodiment have smaller RMSE values than the prediction curves L12 and L22 according to the comparative example, and it can be seen that the life prediction was made with high accuracy.

[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明する。
図10は、第2実施形態による二次電池システム1のブロック図である。
二次電池システム1は、二次電池モジュール200と、充放電制御装置300と、を備えている。ここで、二次電池モジュール200の構成は、第1実施形態のもの(図2参照)と同様である。また、充放電制御装置300は、状態判定装置100と、充放電制御部310と、を備えている。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment will be described.
FIG. 10 is a block diagram of a secondary battery system 1 according to the second embodiment.
The secondary battery system 1 includes a secondary battery module 200 and a charge/discharge control device 300. The configuration of the secondary battery module 200 is the same as that of the first embodiment (see FIG. 2). The charge/discharge control device 300 includes a state determination device 100 and a charge/discharge control unit 310.

充放電制御部310は、二次電池210に対する充電電流および放電電流が、指定された電流範囲に収まるように、制御する。また、本実施形態における状態判定装置100は、第1実施形態のもの(図2参照)と同様の構成に加えて、運用条件決定部170を備えている。上述したように、劣化予測部150は、劣化パラメータAの推定値AE(t)に基づいて、現在および未来における二次電池210の劣化状態(内部抵抗や容量減少率等)を予測する。 The charge/discharge control unit 310 controls the charge and discharge currents for the secondary battery 210 so that they fall within a specified current range. The state determination device 100 in this embodiment also includes an operation condition determination unit 170 in addition to the same configuration as that in the first embodiment (see FIG. 2). As described above, the deterioration prediction unit 150 predicts the current and future deterioration state (internal resistance, capacity reduction rate, etc.) of the secondary battery 210 based on the estimated value AE(t) of the deterioration parameter A.

運用条件決定部170は、この劣化状態に基づいて、二次電池210の運用時の電圧許容範囲(上限値および下限値)を設定し、二次電池210の電池電圧がこの電圧許容範囲に収まる充放電電流の電流範囲(上限値および下限値)を算出し、該電流範囲を充放電制御部310に指令する。これにより、充放電制御部310は、劣化パラメータAの推定値AE(t)に応じた範囲内になるように充放電電流を制御することができ、これによって二次電池210の長寿命化を図ることができる。 Based on this degradation state, the operation condition determination unit 170 sets the voltage tolerance range (upper and lower limits) for the secondary battery 210 during operation, calculates the current range (upper and lower limits) of the charge/discharge current in which the battery voltage of the secondary battery 210 falls within this voltage tolerance range, and commands the charge/discharge control unit 310 to set the current range. This enables the charge/discharge control unit 310 to control the charge/discharge current so that it falls within a range corresponding to the estimated value AE(t) of the degradation parameter A, thereby enabling the secondary battery 210 to have a longer life.

[実施形態の効果]
以上のように上述の実施形態によれば、二次電池の状態判定装置100は、複数の時刻(tk;k=0,1,2,3,…)において二次電池210の状態を測定した結果である状態量に基づいて、複数の時刻(tk;k=0,1,2,3,…)の各々において二次電池210のパラメータ(A)に対する複数の候補値(AC1(tk),AC2(tk),AC3(tk),…)を求める候補値抽出部(120)と、複数の候補値(AC1(tk),AC2(tk),AC3(tk),…)と、所定の関数(F(t))と、に基づいて、パラメータ(A)の推定値の経時変化(AE(t))を求める計算部140と、を備える。これにより、複数の候補値(AC1(tk),AC2(tk),AC3(tk),…)に基づいて、劣化パラメータの特徴の経時変化(AE(t))等、二次電池の状態を適切に取得できる。
[Effects of the embodiment]
As described above, according to the above-mentioned embodiment, the secondary battery state determination device 100 includes a candidate value extraction unit (120) that obtains a plurality of candidate values (AC1(tk), AC2(tk), AC3(tk), ...) for the parameter (A) of the secondary battery 210 at each of a plurality of times (tk; k = 0, 1, 2, 3, ...) based on a state quantity that is a result of measuring the state of the secondary battery 210 at a plurality of times (tk; k = 0, 1, 2, 3, ...), and a calculation unit 140 that obtains a time-dependent change (AE(t)) of an estimated value of the parameter (A) based on the plurality of candidate values (AC1(tk), AC2(tk), AC3(tk), ...) and a predetermined function (F(t)). As a result, the state of the secondary battery, such as the time-dependent change (AE(t)) of the characteristics of the deterioration parameters, can be appropriately obtained based on the plurality of candidate values (AC1(tk), AC2(tk), AC3(tk), ...).

また、二次電池210は電極を備え、電極は活物質を含むものであり、パラメータ(A)は、活物質の失活率、活物質の表面の被膜膜厚、活物質の表面の被膜膜の抵抗値の何れかを含むと一層好ましい。これにより、活物質の失活率、活物質の表面の被膜膜厚、活物質の表面の被膜膜の抵抗値の何れかを適切に推定することができる。 Moreover, the secondary battery 210 has an electrode, the electrode contains an active material, and it is more preferable that the parameter (A) includes any one of the deactivation rate of the active material, the thickness of the coating film on the surface of the active material, and the resistance value of the coating film on the surface of the active material. This makes it possible to appropriately estimate any one of the deactivation rate of the active material, the thickness of the coating film on the surface of the active material, and the resistance value of the coating film on the surface of the active material.

また、状態量は、二次電池210の電池電圧を含み、関数(F(t))は、指数関数または冪関数を含む関数であり、パラメータ(A)は、二次電池210の劣化状態を表す量であり、計算部140は、関数(F(t))と、電池電圧の経時変化と、に基づいて、推定値(AE(t))を出力すると一層好ましい。これにより、パラメータ(A)が指数関数または冪関数に近似して変化する場合、一層適切な推定値(AE(t))を出力することができる。 Moreover, it is more preferable that the state quantity includes the battery voltage of the secondary battery 210, the function (F(t)) is a function including an exponential function or a power function, the parameter (A) is a quantity representing the degradation state of the secondary battery 210, and the calculation unit 140 outputs the estimated value (AE(t)) based on the function (F(t)) and the change in the battery voltage over time. This makes it possible to output a more appropriate estimated value (AE(t)) when the parameter (A) changes approximately as an exponential function or a power function.

また、二次電池の状態判定装置100は、推定値(AE(t))に基づいて二次電池210の運用時における電圧許容範囲を設定し、二次電池210の電池電圧が該電圧許容範囲に収まるように二次電池210の運用条件を決定する運用条件決定部170をさらに備えると一層好ましい。これにより、推定値(AE(t))に基づいて、二次電池210の適切な運用条件を決定することができる。 Moreover, it is even more preferable that the secondary battery state determination device 100 further includes an operation condition determination unit 170 that sets an allowable voltage range during operation of the secondary battery 210 based on the estimated value (AE(t)) and determines the operation conditions of the secondary battery 210 so that the battery voltage of the secondary battery 210 falls within the allowable voltage range. This makes it possible to determine appropriate operation conditions for the secondary battery 210 based on the estimated value (AE(t)).

[変形例]
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について削除し、もしくは他の構成の追加・置換をすることが可能である。また、図中に示した制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上で必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。
[Modification]
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and various modifications are possible. The above-mentioned embodiment is exemplified to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to those having all the configurations described. In addition, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. In addition, it is possible to delete a part of the configuration of each embodiment, or to add or replace other configurations. In addition, the control lines and information lines shown in the figure show those that are considered necessary for explanation, and do not necessarily show all the control lines and information lines necessary on the product. In reality, it may be considered that almost all the configurations are connected to each other. Possible modifications of the above-mentioned embodiment are, for example, as follows.

(1)上記実施形態においては、n回の計測時刻t0,t2,t3,…,t(n-1)のそれぞれに、劣化パラメータのp個の候補値AC1(t)~ACp(t)が存在した場合、p個の候補値組の中から最尤候補値の組を選択した。しかし、時系列で辿れる全ての候補値の組合せを候補値組とし、その中から最尤候補値を選択してもよい。上記例では、候補値組の数は、pnになり、特に計測回数nが大きくなると非常に大きな数になる。しかし、例えばビタビアルゴリズム等を用いて最尤候補値の組を検索すると、比較的少ない計算量で最尤候補値の組を求めることができる。 (1) In the above embodiment, when p candidate values AC1(t) to ACp(t) of the degradation parameter exist at each of n measurement times t0, t2, t3, ..., t(n-1), a set of the most likely candidate values is selected from the p candidate value sets. However, it is also possible to set all combinations of candidate values that can be traced in time series as candidate value sets, and select the most likely candidate value from among them. In the above example, the number of candidate value sets is pn , which becomes very large especially when the number of measurements n is large. However, if the most likely candidate value set is searched for using, for example, the Viterbi algorithm, the most likely candidate value set can be obtained with a relatively small amount of calculation.

(2)上記実施形態における状態判定装置100のハードウエアは一般的なコンピュータによって実現できるため、図2、図10に示した各種処理を実行するプログラム等を記憶媒体に格納し、または伝送路を介して頒布してもよい。 (2) The hardware of the state determination device 100 in the above embodiment can be realized by a general computer, so programs for executing the various processes shown in Figures 2 and 10 may be stored on a storage medium or distributed via a transmission path.

(3)図2、図10に示した処理、その他上述した各処理は、上記実施形態ではプログラムを用いたソフトウエア的な処理として説明したが、その一部または全部をASIC(Application Specific Integrated Circuit;特定用途向けIC)、あるいはFPGA(Field Programmable Gate Array)等を用いたハードウエア的な処理に置き換えてもよい。 (3) In the above embodiment, the processes shown in Figures 2 and 10 and the other processes described above are described as software processes using a program, but some or all of them may be replaced with hardware processes using an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array), etc.

(4)上記実施形態において実行される各種処理は、図示せぬネットワーク経由でサーバコンピュータが実行してもよく、上記実施形態において記憶される各種データも該サーバコンピュータに記憶させるようにしてもよい。 (4) The various processes performed in the above embodiment may be executed by a server computer via a network (not shown), and the various data stored in the above embodiment may also be stored in the server computer.

1 二次電池システム
100 状態判定装置
120 劣化パラメータ抽出部(候補値抽出部、候補値抽出手段)
140 計算部(計算手段)
170 運用条件決定部
200 二次電池モジュール
210 二次電池
300 充放電制御装置
310 充放電制御部
A 劣化パラメータ(パラメータ)
1 Secondary battery system 100 State determination device 120 Deterioration parameter extraction unit (candidate value extraction unit, candidate value extraction means)
140 Calculation section (calculation means)
170 Operation condition determination unit 200 Secondary battery module 210 Secondary battery 300 Charge/discharge control device 310 Charge/discharge control unit A Deterioration parameters (parameters)

Claims (7)

複数の時刻において二次電池の状態を測定した結果である状態量に基づいて、複数の前記時刻の各々において前記二次電池のパラメータに対する複数の候補値を求める候補値抽出部と、
複数の前記候補値と、所定の関数と、に基づいて、前記パラメータの推定値および前記推定値の経時変化を求める計算部と、を備え
前記状態量は、前記二次電池における電圧および電流の計測結果を含むものであり、
前記パラメータは、前記二次電池における正極活物質の有効重量、負極活物質の有効重量、または、正極・負極間の容量ずれを含むものであり、
前記候補値抽出部は、予め記憶した正極単独および負極単独の放電曲線と、前記状態量と、を用いた最適化手法によって複数の前記候補値を算出するものであり、
前記関数は、前記パラメータの劣化挙動を記述するものであり、
前記推定値は、各時刻における複数の前記候補値の組み合わせである候補値組のうち、前記関数との差が最小である前記候補値組に属する前記候補値である
ことを特徴とする二次電池の状態判定装置。
a candidate value extraction unit that determines a plurality of candidate values for a parameter of the secondary battery at each of a plurality of times based on a state quantity that is a result of measuring a state of the secondary battery at the plurality of times;
a calculation unit that calculates an estimated value of the parameter and a change in the estimated value over time based on a plurality of the candidate values and a predetermined function ;
the state quantity includes a measurement result of a voltage and a current in the secondary battery,
the parameter includes an effective weight of a positive electrode active material in the secondary battery, an effective weight of a negative electrode active material, or a capacity difference between a positive electrode and a negative electrode,
the candidate value extraction unit calculates a plurality of the candidate values by an optimization method using pre-stored discharge curves of the positive electrode alone and the negative electrode alone and the state quantities;
the function describes the degradation behavior of the parameter,
The estimated value is a candidate value that belongs to a candidate value set that is a combination of a plurality of the candidate values at each time and has a minimum difference from the function.
A secondary battery state determination device comprising:
前記計算部は、前記推定値および前記推定値の経時変化を用いて、未来の時点における前記二次電池の劣化状態を予測する
ことを特徴とする請求項1に記載の二次電池の状態判定装置。
The device for determining a state of a secondary battery according to claim 1 , wherein the calculation unit predicts a deterioration state of the secondary battery at a future point in time using the estimated value and a change in the estimated value over time.
前記二次電池は電極を備え、前記電極は活物質を含むものであり、
前記パラメータは、前記活物質の失活率、前記活物質の表面の被膜膜厚、前記活物質の表面の被膜膜の抵抗値の何れかを含む
ことを特徴とする請求項1に記載の二次電池の状態判定装置。
The secondary battery includes an electrode, the electrode including an active material,
2. The device for determining a state of a secondary battery according to claim 1, wherein the parameters include any one of a deactivation rate of the active material, a film thickness on the surface of the active material, and a resistance value of the film on the surface of the active material.
前記状態量は、前記二次電池の電池電圧を含み、
前記関数は、指数関数または冪関数を含む関数であり、
前記パラメータは、前記二次電池の劣化状態を表す量であり、
前記計算部は、前記関数と、前記電池電圧の経時変化と、に基づいて、前記推定値を出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の二次電池の状態判定装置。
the state quantity includes a battery voltage of the secondary battery,
The function is a function including an exponential function or a power function,
the parameter is an amount representing a deterioration state of the secondary battery,
The device for determining a state of a secondary battery according to claim 1 , wherein the calculation unit outputs the estimated value based on the function and a change in the battery voltage over time.
前記推定値に基づいて前記二次電池の運用時における電圧許容範囲を設定し、前記二次電池の電池電圧が該電圧許容範囲に収まるように前記二次電池の運用条件を決定する運用条件決定部をさらに備える
ことを特徴とする請求項1ないし4の何れか一項に記載の二次電池の状態判定装置。
A secondary battery state determination device as described in any one of claims 1 to 4, further comprising an operational condition determination unit that sets an acceptable voltage range during operation of the secondary battery based on the estimated value, and determines the operational conditions of the secondary battery so that the battery voltage of the secondary battery falls within the acceptable voltage range.
複数の時刻において二次電池の状態を測定した結果である状態量に基づいて、複数の前記時刻の各々において前記二次電池のパラメータに対する複数の候補値を求める候補値抽出部と、
複数の前記候補値と、所定の関数と、に基づいて、前記パラメータの推定値および前記推定値の経時変化を求める計算部と、
前記二次電池に対する充放電を制御する充放電制御部と、を備え
前記状態量は、前記二次電池における電圧および電流の計測結果を含むものであり、
前記パラメータは、前記二次電池における正極活物質の有効重量、負極活物質の有効重量、または、正極・負極間の容量ずれを含むものであり、
前記候補値抽出部は、予め記憶した正極単独および負極単独の放電曲線と、前記状態量と、を用いた最適化手法によって複数の前記候補値を算出するものであり、
前記関数は、前記パラメータの劣化挙動を記述するものであり、
前記推定値は、各時刻における複数の前記候補値の組み合わせである候補値組のうち、前記関数との差が最小である前記候補値組に属する前記候補値である
ことを特徴とする充放電制御装置。
a candidate value extraction unit that determines a plurality of candidate values for a parameter of the secondary battery at each of a plurality of times based on a state quantity that is a result of measuring a state of the secondary battery at the plurality of times;
a calculation unit that calculates an estimated value of the parameter and a change in the estimated value over time based on a plurality of the candidate values and a predetermined function;
a charge/discharge control unit that controls charging/discharging of the secondary battery ,
the state quantity includes a measurement result of a voltage and a current in the secondary battery,
the parameter includes an effective weight of a positive electrode active material in the secondary battery, an effective weight of a negative electrode active material, or a capacity difference between a positive electrode and a negative electrode,
the candidate value extraction unit calculates a plurality of the candidate values by an optimization method using pre-stored discharge curves of the positive electrode alone and the negative electrode alone and the state quantities;
the function describes the degradation behavior of the parameter,
The estimated value is a candidate value that belongs to a candidate value set that is a combination of a plurality of the candidate values at each time and has a minimum difference from the function.
A charge/discharge control device comprising:
複数の二次電池を有する二次電池モジュールと、
複数の時刻において前記二次電池モジュールの状態を測定した結果である状態量に基づいて、複数の前記時刻の各々において前記二次電池のパラメータに対する複数の候補値を求める候補値抽出部と、
複数の前記候補値と、所定の関数と、に基づいて、前記パラメータの推定値および前記推定値の経時変化を求める計算部と、を備え
前記状態量は、前記二次電池における電圧および電流の計測結果を含むものであり、
前記パラメータは、前記二次電池における正極活物質の有効重量、負極活物質の有効重量、または、正極・負極間の容量ずれを含むものであり、
前記候補値抽出部は、予め記憶した正極単独および負極単独の放電曲線と、前記状態量と、を用いた最適化手法によって複数の前記候補値を算出するものであり、
前記関数は、前記パラメータの劣化挙動を記述するものであり、
前記推定値は、各時刻における複数の前記候補値の組み合わせである候補値組のうち、前記関数との差が最小である前記候補値組に属する前記候補値である
ことを特徴とする二次電池システム。
a secondary battery module having a plurality of secondary batteries;
a candidate value extracting unit that obtains a plurality of candidate values for a parameter of the secondary battery at each of a plurality of times based on a state quantity that is a result of measuring a state of the secondary battery module at the plurality of times;
a calculation unit that calculates an estimated value of the parameter and a change in the estimated value over time based on a plurality of the candidate values and a predetermined function ;
the state quantity includes a measurement result of a voltage and a current in the secondary battery,
the parameter includes an effective weight of a positive electrode active material in the secondary battery, an effective weight of a negative electrode active material, or a capacity difference between a positive electrode and a negative electrode,
the candidate value extraction unit calculates a plurality of the candidate values by an optimization method using pre-stored discharge curves of the positive electrode alone and the negative electrode alone and the state quantities;
the function describes the degradation behavior of the parameter,
The estimated value is a candidate value that belongs to a candidate value set that is a combination of a plurality of the candidate values at each time and has a minimum difference from the function.
A secondary battery system comprising:
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