JP2018156768A - Secondary battery reuse judgment system - Google Patents
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Abstract
【課題】二次電池の再利用の可否の判定精度を向上させる。【解決手段】判定システム3は、組電池10の充放電が可能に構成されたインバータ310およびコンバータ320を制御する判定装置300を備える。判定装置300は、(1)組電池10の満充電容量と、充放電が行なわれずに二次電池が放置された放置期間Tと、放置期間T中の組電池10のSOCおよび温度Tbとに関する情報を取得し、(2)放置期間Tにおける組電池10の内部抵抗の増加量を示す放置抵抗Rhを上記情報を用いて推定し、(3)放置抵抗Rhにより定められるリフレッシュ条件に従って、放置抵抗Rhを低減するためのリフレッシュ充放電を実行するようにインバータ310およびコンバータ320を制御し、(4)リフレッシュ充放電の実行後に組電池10の内部抵抗Rを推定し、推定された内部抵抗Rを用いて組電池10が再利用できるか否かを判定する。【選択図】図4PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the accuracy of determining whether or not a secondary battery can be reused. A determination system (3) includes a determination device (300) that controls an inverter (310) and a converter (320) configured to charge and discharge an assembled battery (10). The determination device 300 relates to (1) the full charge capacity of the assembled battery 10, the leaving period T in which the secondary battery is left without being charged and discharged, and the SOC and the temperature Tb of the assembled battery 10 during the leaving period T. Information is acquired, and (2) the standing resistance Rh indicating the increase amount of the internal resistance of the assembled battery 10 in the standing period T is estimated using the above information, and (3) the standing resistance Rh is determined according to the refresh condition determined by the standing resistance Rh. The inverter 310 and the converter 320 are controlled to execute refresh charge/discharge for reducing Rh, and (4) the internal resistance R of the battery pack 10 is estimated after execution of the refresh charge/discharge, and the estimated internal resistance R is It is determined whether or not the assembled battery 10 can be reused. [Selection diagram] Fig. 4
Description
本開示は、二次電池の再利用判定システムに関し、より特定的には、回収された二次電池が再利用できるか否かを判定する技術に関する。 The present disclosure relates to a secondary battery reuse determination system, and more particularly to a technique for determining whether or not a recovered secondary battery can be reused.
ハイブリッド車および電気自動車などの電動車両には、走行用の組電池が搭載されている。この組電池は、時間が経過したり走行距離が長くなったりするに従って劣化する。組電池は、たとえば電動車両の廃車の際に電動車両から取り外されて回収され、その劣化の進行度合いに応じて再利用できるか否かが判定される。 An electric vehicle such as a hybrid vehicle and an electric vehicle is equipped with an assembled battery for traveling. This assembled battery deteriorates as time passes or the mileage increases. For example, when the battery pack is discarded, the battery pack is removed from the electric vehicle and collected, and it is determined whether or not the battery pack can be reused according to the progress of the deterioration.
この判定手法に関し、様々な技術が提案されている。たとえば特開2014−020818号公報(特許文献1)は、組電池の開放電圧、内部抵抗値および満充電容量を評価パラメータとして、組電池の再利用が可能であるか否かを判定する技術を開示する。 Various techniques have been proposed for this determination method. For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2014-020818 (Patent Document 1) is a technique for determining whether or not an assembled battery can be reused by using the open voltage, internal resistance value, and full charge capacity of the assembled battery as evaluation parameters. Disclose.
一般に、組電池の再利用判定では、組電池の劣化の進行度合いを評価するためのパラメータの1つとして内部抵抗が用いられる(たとえば特許文献1参照)。より詳細には、組電池の内部抵抗が所定のしきい値未満の場合には、当該組電池は再利用できると判定され、組電池の内部抵抗がしきい値以上の場合には、当該組電池は再利用できないと判定される。 Generally, in the determination of reuse of an assembled battery, an internal resistance is used as one of parameters for evaluating the progress of deterioration of the assembled battery (see, for example, Patent Document 1). More specifically, when the internal resistance of the assembled battery is less than a predetermined threshold value, it is determined that the assembled battery can be reused. When the internal resistance of the assembled battery is equal to or greater than the threshold value, the assembled battery is determined. It is determined that the battery cannot be reused.
ここで、充放電が行なわれない状態で組電池が放置された場合(たとえば数時間〜数十時間以上放置された場合)に、時間の経過とともに組電池の内部抵抗が増加する現象が生じ得ることが知られている。この内部抵抗の増加分を以下では「放置抵抗」とも称する。 Here, when the assembled battery is left without being charged / discharged (for example, when it is left for several hours to several tens of hours or more), a phenomenon may occur in which the internal resistance of the assembled battery increases with time. It is known. Hereinafter, the increase in the internal resistance is also referred to as “standing resistance”.
本発明者は、組電池の再利用判定における放置抵抗の影響に着目した。放置抵抗は、一旦生じると、その状態が必ずしも維持されるのではなく、組電池の放置終了後(すなわち組電池の充放電開始後)のSOC(State Of Charge)の変化態様に応じて低減(解消)され得る。このことを考慮しないと、組電池を再利用できるか否かを正確に判定することができない可能性がある。 The inventor paid attention to the influence of neglected resistance in the determination of reuse of the assembled battery. The neglected resistance is not necessarily maintained once it occurs, but is reduced according to the state of charge (SOC) change after the assembled battery is left (that is, after charging and discharging of the assembled battery). Can be resolved). If this is not taken into consideration, it may not be possible to accurately determine whether or not the assembled battery can be reused.
本開示は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、回収された組電池(二次電池)が再利用できるか否かを判定する再利用判定システムにおいて、組電池の再利用の可否の判定精度を向上させることである。 The present disclosure has been made to solve the above-described problem, and an object of the present disclosure is to recycle the assembled battery in a reuse determination system that determines whether or not the collected assembled battery (secondary battery) can be reused. It is to improve the accuracy of determining whether or not it can be used.
本開示のある局面に従うシステムは、回収された二次電池が再利用できるか否かを判定する、二次電池の再利用判定システムである。この再利用判定システムは、二次電池の充放電が可能に構成された充放電装置と、充放電装置を制御する制御装置とを備える。制御装置は、(1)二次電池の満充電容量と、充放電が行なわれずに二次電池が放置された放置期間と、放置期間中の二次電池のSOC(State Of Charge)および温度とに関する情報を取得し、(2)放置期間における二次電池の内部抵抗の増加量を示す放置抵抗を情報を用いて推定し、(3)放置抵抗により定められる条件に従って、放置抵抗を低減するための充放電である「リフレッシュ充放電」を実行するように充放電装置を制御し、(4)リフレッシュ充放電の実行後に二次電池の内部抵抗を推定し、推定された内部抵抗を用いて二次電池が再利用できるか否かを判定する。 A system according to an aspect of the present disclosure is a secondary battery reuse determination system that determines whether or not a recovered secondary battery can be reused. The reuse determination system includes a charge / discharge device configured to be able to charge / discharge a secondary battery, and a control device that controls the charge / discharge device. The control device includes (1) the full charge capacity of the secondary battery, the leaving period in which the secondary battery is left without being charged / discharged, the SOC (State Of Charge) and the temperature of the secondary battery during the leaving period, (2) Estimating the neglected resistance indicating the increase in the internal resistance of the secondary battery during the neglected period using the information, and (3) reducing the neglected resistance according to the conditions determined by the neglected resistance (4) The internal resistance of the secondary battery is estimated after execution of the refresh charge / discharge, and the internal resistance of the secondary battery is estimated using the estimated internal resistance. It is determined whether or not the secondary battery can be reused.
上記構成によれば、詳細は後述するが、各種情報を用いて二次電池の放置抵抗が推定される(上記(1),(2))。そして、放置抵抗に応じてリフレッシュ充放電が実行される(上記(3))。これにより、放置抵抗を十分に低減(解消)した後に、言い換えると、放置抵抗の影響が低減(除外)された状態で、二次電池の再利用の可否を判定することができる(上記(4))。したがって、二次電池の再利用の可否の判定精度を向上させることができる。 Although the details will be described later, according to the above configuration, the neglected resistance of the secondary battery is estimated using various information (the above (1) and (2)). Then, refresh charge / discharge is executed according to the neglected resistance ((3) above). Thus, after the neglected resistance is sufficiently reduced (eliminated), in other words, it is possible to determine whether or not the secondary battery can be reused in a state where the influence of the neglected resistance is reduced (excluded) (the above (4) )). Therefore, it is possible to improve the accuracy of determining whether or not the secondary battery can be reused.
本開示によれば、回収された二次電池が再利用できるか否かを判定する再利用判定システムにおいて、二次電池の再利用の可否の判定精度を向上させることができる。 According to the present disclosure, in the reuse determination system that determines whether or not the collected secondary battery can be reused, it is possible to improve the determination accuracy of whether or not the secondary battery can be reused.
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[実施の形態]
以下に示す実施の形態においては、二次電池の再利用の一例として、車載用組電池を再利用する場合を例に説明する。しかし、本開示において、再利用の可否の判定対象とする二次電池の用途は、車載用に限定されない。さらに、本開示に係る「二次電池」は組電池に限定されるものでもなく、単電池(セル)の状態であってもよい。
[Embodiment]
In the embodiment described below, as an example of reusing a secondary battery, a case where an in-vehicle assembled battery is reused will be described. However, in the present disclosure, the use of the secondary battery that is a determination target of whether reuse is possible is not limited to in-vehicle use. Furthermore, the “secondary battery” according to the present disclosure is not limited to the assembled battery, and may be in the state of a single battery (cell).
<車載用組電池の再利用>
図1は、車載用組電池の再利用を説明するための概念図である。図1を参照して、車両1は、ハイブリッド車、電気自動車または燃料自動車である。車両1には、走行用の組電池10が搭載されている。組電池10は、たとえばリチウムイオン二次電池の組電池であって、複数のセル11(図2参照)を含む。組電池10は、ディーラ(販売店)または修理工場等において車両1から取り外されて回収される。
<Reuse of in-vehicle assembled batteries>
FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining the reuse of an in-vehicle assembled battery. Referring to FIG. 1, vehicle 1 is a hybrid vehicle, an electric vehicle, or a fuel vehicle. An assembled
回収された組電池10は、判定システム3により、再利用できるか否かが判定される。再利用可能と判定された組電池は、他の車両2Aに搭載されたり、工場2Bにおける定置用組電池として再利用されたりする。定置用組電池の用途は特に限定されず、住宅または店舗等において使用されてもよい。一方、再利用可能と判定された組電池には、その材料を再資源化するためのリサイクルが行なわれる。
It is determined by the
なお、組電池の再利用は、リユースおよびリビルトに大別される。リユースの場合、回収された組電池は、出荷検査を経て、そのままリユース品として出荷される。リビルトの場合、たとえば、回収された組電池は、一旦単電池に分解される。分解された単電池のうちそのまま利用可能な単電池が組み合わされ、新たな組電池が製造される。新たに製造された組電池は、出荷検査を経て、リビルト品として出荷される。以下に説明する実施の形態において、組電池の再利用とは、リユースおよびリビルトを包括したものである。 The reuse of assembled batteries is roughly classified into reuse and rebuild. In the case of reuse, the collected assembled battery is shipped as a reuse product as it is after undergoing a shipping inspection. In the case of rebuilding, for example, the collected assembled battery is once disassembled into single cells. Among the disassembled unit cells, the unit cells that can be used as they are are combined to produce a new assembled battery. The newly manufactured assembled battery is shipped as a rebuilt product after undergoing a shipping inspection. In the embodiment described below, the reuse of the assembled battery includes reuse and rebuild.
<組電池の構成>
図2は、組電池10に含まれる各セル11の構成の一例を示す図である。セル11のケース111上面は蓋体112によって封止されている。蓋体112には、正極端子113および負極端子114が設けられる。正極端子113および負極端子114の各々の一方端は、蓋体112から外部に突出している。正極端子113および負極端子114の各々の他方端は、ケース111内部において、内部正極端子および内部負極端子(いずれも図示せず)にそれぞれ電気的に接続されている。
<Configuration of assembled battery>
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of each
ケース111内部には電極体115が収容されている(図2ではケース111を透視して破線で示す)。電極体115は、たとえば、セパレータ118を介して積層された正極シート116と負極シート117とが筒状に捲回されることにより形成されている。
An
正極シート116は、集電箔と、集電箔の表面に形成された正極活物質層(正極活物質、導電材およびバインダを含む層)とを含む。同様に、負極シート117は、集電箔と、集電箔の表面に形成された負極活物質層(負極活物質、導電材およびバインダを含む層)とを含む。セパレータ118は、正極活物質層および負極活物質層の両方に接するように設けられている。電極体115(正極活物質層、負極活物質層およびセパレータ118)は、電解液により含浸されている。
The
正極シート116、負極シート117、セパレータ118および電解液の材料としては、従来公知の各種材料を用いることができる。一例として、正極シート116の正極活物質には、ニッケルが用いられる。正極活物質は、ニッケルに加えて、たとえばコバルト、マンガン、アルミニウム等の他の金属のうちの少なくとも1つをさらに含む。正極活物質は、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)であってもよい。負極シート117には、たとえばカーボンが用いられる。セパレータ118には、たとえばポリオレフィンが用いられる。電解液は、有機溶媒と、リチウムイオンと、添加剤とを含む。
As materials for the
ただし、セル11の構成要素の材料は、上記の材料に限定されるものではない。また、電極体115を捲回体にすることは必須ではなく、電極体115は捲回されていない積層体であってもよい。さらに、図2には角型電池の例を示すが、各セル11の形状は任意の形状とすることができ、たとえば円筒型電池であってもよい。
However, the material of the component of the
<組電池の放置>
一般に、組電池の再利用判定では、組電池の劣化の進行度合いを評価するためのパラメータの1つとして内部抵抗が用いられる。より詳細には、組電池の内部抵抗が所定のしきい値(たとえば後述のRth)未満の場合には、当該組電池は再利用できると判定され、組電池の内部抵抗がしきい値以上の場合には、当該組電池は再利用できないと判定される。
<Leave battery pack>
In general, in the determination of reuse of an assembled battery, an internal resistance is used as one of parameters for evaluating the progress of deterioration of the assembled battery. More specifically, when the internal resistance of the assembled battery is less than a predetermined threshold (for example, Rth described later), it is determined that the assembled battery can be reused, and the internal resistance of the assembled battery is equal to or greater than the threshold. In this case, it is determined that the assembled battery cannot be reused.
組電池10では、充放電が行なわれない状態で組電池10が放置された場合に、時間の経過とともに組電池10の内部抵抗が増加する現象が生じ得る。この内部抵抗の増加分を「放置抵抗Rh」と記載する。
In the assembled
本発明者は、組電池の再利用判定における放置抵抗Rhの影響に着目した。放置抵抗Rhは、一旦生じると、その状態が必ずしも維持されるのではなく、組電池10の放置終了後(すなわち組電池10の充放電開始後)のSOCの変化態様に応じて低減(解消)され得る。このことを考慮しないと、組電池10を再利用できるか否かを正確に判定することができない可能性がある。
The inventor paid attention to the influence of the leaving resistance Rh in the determination of reuse of the assembled battery. If the leaving resistance Rh occurs once, the state is not necessarily maintained, but is reduced (cancelled) according to the SOC change mode after the leaving of the assembled battery 10 (that is, after the charging / discharging of the assembled
そこで、本実施の形態においては、判定システム3を用いることで、各種情報から放置抵抗Rhを推定する。さらに、推定された放置抵抗Rhにより定められた条件に従って、放置抵抗Rhを低減(解消)するための充放電である「リフレッシュ充放電」を実行する。そして、このリフレッシュ充放電を実行することによって放置抵抗Rhを十分に低減(あるいは解消)した後に、組電池10の再利用の可否を判定する。これにより、以下に説明するように、組電池10の再利用の可否の判定精度を向上させることができる。
Therefore, in the present embodiment, the leaving resistance Rh is estimated from various information by using the
図3は、図1に示した判定システム3の構成を概略的に示す回路ブロック図である。図3を参照して、判定システム3は、車両1から回収された組電池10が設置可能に構成される。判定システム3は、判定装置300と、インバータ310と、コンバータ320と、電圧センサ330と、電流センサ340と、温度センサ350とを備える。
FIG. 3 is a circuit block diagram schematically showing the configuration of the
インバータ310は、判定装置300からの指令に応答して、外部電源(たとえば系統電源)4Aから供給された交流電力を直流電力に変換し、組電池10を充電する。
コンバータ320は、判定装置300からの指令に応答して、組電池10から放電された直流電力の電圧変換を行ない、外部負荷4Bに供給する。外部負荷4Bは、組電池10から供給された電力を消費する。なお、インバータ310およびコンバータ320は、本開示に係る「充放電装置」に相当する。
電圧センサ330は、組電池10(各セル11または複数のセル11から構成されるモジュールであってもよい)の電圧Vbを検出する。電流センサ340は、組電池10に入出力される電流Ibを検出する。温度センサ350は、組電池10の温度Tbを検出する。各センサは、その検出結果を示す信号を判定装置300に出力する。
The
判定装置(制御装置)300は、いずれも図示しないが、CPU(Central Processing Unit)と、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)などのメモリと、入出力インターフェイスとを含んで構成される。判定装置300は、各センサからの信号に基づき、予めROMに格納されたプログラムをCPUがRAMに読み出して実行することによって、組電池10の劣化の進行度合い(放置抵抗Rhを含む)を推定するとともに、組電池10のリフレッシュ充放電(リフレッシュ量およびリフレッシュ回数)を制御する。
Although not shown, the determination device (control device) 300 includes a CPU (Central Processing Unit), a memory such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory), and an input / output interface. The Based on the signals from the sensors, the
より具体的には、判定装置300は、データ取得部301と、充放電制御部302と、放置抵抗推定部303と、リフレッシュ条件決定部304と、再利用可否判定部305と、表示部306とを含む。
More specifically, the
データ取得部301は、各センサ(電圧センサ330、電流センサ340および温度センサ350)からの信号を受け、組電池10に関する様々なデータ(情報)、より具体的には、組電池10の満充電容量、充放電が行なわれずに組電池10が放置された放置期間T、放置期間T中の組電池の温度TbおよびSOCに関するデータを取得する。各データの取得手法の詳細については後述する。データ取得部301は、取得したデータを充放電制御部302および放置抵抗推定部303に出力する。
The
充放電制御部302は、組電池10の充放電(リフレッシュ充放電を含む)を制御する。より具体的には、充放電制御部302は、各センサからの信号を監視しながら、組電池10が充電されるようにインバータ310を制御したり、組電池10が放電されるようにコンバータ320を制御したりする。
The charge /
放置抵抗推定部303は、データ取得部301により取得されたデータに基づいて、組電池10の放置抵抗Rhを推定する。この推定手法の詳細についても後述する。
The neglected
リフレッシュ条件決定部304は、放置抵抗推定部303により推定された放置抵抗Rhに応じたリフレッシュ充放電の条件(リフレッシュ条件とも称する)を決定する。ここで、リフレッシュ条件とは、リフレッシュ充放電の充放電量(リフレッシュ充電を実行する際の充電量およびリフレッシュ放電を実行する際の放電量)と、リフレッシュ充放電の回数(リフレッシュ充電を実行する際の充電回数およびリフレッシュ放電を実行する際の放電回数)とのうちの少なくとも一方を含む。なお、リフレッシュ充放電の充放電量に代えて、リフレッシュ充放電による組電池10のSOCの変化幅を用いてもよい。リフレッシュ条件決定部304は、決定したリフレッシュ条件を充放電制御部302に出力する。充放電制御部302は、リフレッシュ条件決定部304により決定されたリフレッシュ条件に従ってリフレッシュ充放電を実行する。
The refresh
再利用可否判定部305は、充放電制御部302によりリフレッシュ充放電が実行された後の組電池10について、再利用が可能であるか否かを判定する。この判定手法の詳細についても後述する。再利用可否判定部305による判定結果は、表示部306に出力される。
The
表示部306は、たとえばディスプレイにより実現され、再利用可否判定部305による判定結果を表示する。作業者は、表示部306に表示された組電池10の判定結果を確認して、組電池10を再利用(リユースまたはリビルト)するかリサイクルするかを最終的に判断することができる。
The
<再利用フロー>
図4は、本実施の形態における組電池10の再利用方法を説明するためのフローチャートである。このフローチャートは、車両1から回収された組電池10に判定装置300が設置され、判定装置300に設けられた判定開始ボタン(図示せず)が操作された場合にメインルーチン(図示せず)から呼び出されて実行される。また、このフローチャートに含まれる各ステップ(以下「S」と略す)は、基本的には判定装置300によるソフトウェア処理によって実現されるが、判定装置300内に作製された専用のハードウェア(電気回路)によって実現されてもよい。
<Reuse flow>
FIG. 4 is a flowchart for explaining a method of reusing assembled
なお、このフローチャートの実行開始時には、組電池10が車両1に搭載されていた期間における組電池10のデータ(より具体的には、組電池10を取り外した時刻におけるSOC)がディーラの技術者によって車両1から取得されているものする。
At the start of execution of this flowchart, data of the assembled battery 10 (more specifically, the SOC at the time when the assembled
S10において、判定装置300は、組電池10の満充電容量C1を算出する。満充電容量C1の算出手法には公知の手法を用いることができるので、詳細な説明は繰り返さない。組電池10の初期状態での満充電容量は既知であるため、判定装置300は、組電池10の満充電容量C1から容量劣化率(初期状態での満充電容量を基準とした現在の満充電容量の比率)をさらに算出する。
In S10, the
S20において、判定装置300は、充放電が行なわれずに組電池10が放置された期間である放置期間Tを取得する。たとえば以下のようにすることで放置期間Tを取得することができる。車両1がディーラに持ち込まれるまでの走行経路では組電池10の充放電が行なわれ、車両1がディーラに持ち込まれた後は組電池10の充放電は行なわれないと考えられる。したがって、車両1がディーラに持ち込まれた時刻をディーラの技術者が記録しておき、この時刻を組電池10の放置開始時刻として入力する。その後、ディーラにおいて組電池10が車両1から取り外され、倉庫などの保管場所に保管される。そして、組電池10に判定装置300が設置され、判定装置300に設けられた上述の判定開始ボタンが操作された時刻(現時刻)を放置終了時刻として取得する。この場合、放置開始時刻から放置終了時刻までの間の期間を放置期間Tとすることができる。
In S <b> 20, the
S30において、判定装置300は、放置期間T中の組電池10のSOCを算出する。一例として、組電池10を取り外した時刻におけるSOCと現時刻におけるSOCとの平均SOCを放置期間T中の組電池10のSOCとすることができる。なお、現時刻におけるSOCを放置期間T中の組電池10のSOCとしてもよい。
In S30, the
S40において、判定装置300は、放置期間T中の組電池10の温度Tbを取得する。たとえば、組電池10を車両1から取り外し保管場所に保管している間、組電池10に図示しない温度ロガーを取り付けることにより、放置期間T中の組電池10の温度Tbを取得することができる。あるいは、組電池10の保管場所の環境温度(たとえば平均温度)を組電池10の温度Tbとして用いてもよい。
In S40, the
S50において、判定装置300は、S10〜S40の処理にて取得されたデータに基づいて、組電池10の放置抵抗Rhを推定する。この推定手法について以下に説明する。
In S50, the
図5は、組電池10の放置期間Tと放置抵抗Rhとの関係を説明するための図である。図5において、横軸は組電池10の放置期間Tの累乗根を示し、縦軸は組電池10の放置抵抗Rh(放置抵抗Rhに起因する内部抵抗の増加率であってもよい)を示す。
FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the leaving period T of the assembled
組電池10の放置期間Tが長くなるに従って、組電池10の放置抵抗Rhは増加する。より詳細には、横軸が対数目盛りである片対数グラフにプロットすると、組電池10の放置抵抗Rhは、図5に示すように直線的に増加する。このような関係が放置期間中の組電池10のSOCと温度Tbとの組合せ(SOC,Tb)毎に実験により予め求められている。
The leaving resistance Rh of the assembled
図6は、組電池10の容量劣化率と放置抵抗Rhとの関係を説明するための図である。図6において、横軸は組電池10の容量劣化率を示し、縦軸は組電池10の放置抵抗Rhを示す。
FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the capacity deterioration rate of the
組電池10の劣化が進行して組電池10の容量劣化率が高くなると、組電池10の放置抵抗Rhが変化し得る。たとえば図6に示す例では、組電池10の容量劣化率が高くなるに従って、組電池10の放置抵抗Rhは高くなる。図6に示すような関係も実験により予め求めることができる。そして、図5および図6に示した関係に基づいてマップMPが準備され、判定装置300のメモリ(図示せず)に格納されている。
When the deterioration of the assembled
図7は、本実施の形態におけるマップMPの一例を示す概念図である。図7に示すように、マップMPでは、放置期間中の組電池10のSOCと温度Tbとの組合せ(SOC,Tb)に対応した放置抵抗Rhの増加率(図5に示した各直線の傾きに相当)が組電池10の容量維持率毎に規定されている。したがって、このマップMPを参照することで、組電池10のSOC、温度Tbおよび容量維持率から放置抵抗Rhの増加率を算出し、算出された放置抵抗Rhの増加率に放置期間T(放置期間Tの累乗根)を乗算することで放置抵抗Rhを推定することができる。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing an example of the map MP in the present embodiment. As shown in FIG. 7, in the map MP, the increasing rate of the leaving resistance Rh corresponding to the combination (SOC, Tb) of the SOC of the
図4に戻り、S60において、判定装置300は、S50にて推定された放置抵抗Rhが所定の基準値以上であるか否かを判定する。放置抵抗Rhが基準値以上である場合(S60においてYES)、判定装置300は、処理をS70に進め、組電池10のリフレッシュ条件を決定する。
Returning to FIG. 4, in S <b> 60, the
図8は、組電池10のリフレッシュ条件の決定手法を説明するための図である。図8において、横軸は組電池10のリフレッシュ充放電の回数を示し、縦軸は組電池10の放置抵抗Rhを示す。
FIG. 8 is a diagram for explaining a method for determining the refresh condition of the
組電池10におけるフレッシュ充放電の充放電量(SOCの変化幅)が同じ場合、図8に示すように、フレッシュ充放電の回数が多くなるに従って放置抵抗Rhが低減される。また、図示しないが、組電池10のリフレッシュ充放電の回数が同じ場合、フレッシュ充放電の充放電量が大きくなると、放置抵抗Rhは低減される。したがって、組電池10のリフレッシュ条件、すなわち、組電池10におけるフレッシュ充放電の充放電量および充放電回数が、低減すべき放置抵抗Rhの大きさ(S50にて推定された値)に応じて決定される。たとえば、図8に示すような実験結果を複数の条件下で行なった結果をマップ化し、放置抵抗Rhが所定値未満になるような条件をリフレッシュ条件として決定することができる。
When the charge / discharge amount (change width of SOC) of fresh charge / discharge in the assembled
再び図4に戻り、S80において、判定装置300は、S70にて決定されたリフレッシュ条件に従って組電池10のリフレッシュ充放電を実行する。なお、S60にて放置抵抗Rhが基準値未満である場合(S60においてNO)には、判定装置300は、S70,S80の処理をスキップして、処理をS90に進める。
Returning to FIG. 4 again, in S80, the
S90において、判定装置300は、組電池10の内部抵抗Rおよび満充電容量C2を算出する。内部抵抗Rおよび満充電容量C2の算出手法には公知の手法を用いることができるので、詳細な説明は繰り返さない。
In S90, the
そして、S100〜S120において、判定装置300は、組電池10が再利用できるか否かを判定する。具体的には、組電池10の内部抵抗Rがしきい値Rth未満であり、かつ、組電池10の満充電容量C2がしきい値Cth以上である場合(S100においてYES)、判定装置300は、組電池10が再利用(リユースまたはリビルト)可能であると判定する(S110)。これに対し、組電池10の内部抵抗Rがしきい値Rth以上である場合、または、組電池10の満充電容量C2がしきい値Cth未満である場合(S100においてNO)には、判定装置300は、組電池10が再利用不可能(再利用に適さない)と判定する(S120)。再利用に適さないと判定された組電池10はリサイクルすることが望ましい。
In S100 to S120, the
以上のように、本実施の形態によれば、S10〜S50の処理にて組電池10の放置抵抗Rhが推定され、さらに、推定された放置抵抗Rhに応じたリフレッシュ条件が決定される(S70)。そして、リフレッシュ充放電により放置抵抗Rhを十分に低減(解消)した後(S80)に、S100〜S120の処理にて組電池10の再利用の可否が判定される。これにより、リフレッシュ充放電によって放置抵抗Rhを解消すると実際には組電池10の内部抵抗が十分に低くなるにもかかわらず、内部抵抗Rがしきい値Rth以上であるとして、組電池10を再利用できないと誤って判定してしまうことが防止される。したがって、組電池10の再利用の可否の判定精度を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the neglected resistance Rh of the
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present disclosure is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
1,2A 車両、2B 工場、3 判定システム、4A 外部電源、4B 外部負荷、10 組電池、11 セル、111 ケース、112 蓋体、113 正極端子、114 負極端子、115 電極体、116 正極シート、117 負極シート、118 セパレータ、300 判定装置、301 データ取得部、302 充放電制御部、303 放置抵抗推定部、304 リフレッシュ条件決定部、305 再利用可否判定部、306 表示部、310 インバータ、320 コンバータ、330 電圧センサ、340 電流センサ、350 温度センサ。
1, 2A vehicle, 2B factory, 3 judgment system, 4A external power source, 4B external load, 10 assembled battery, 11 cell, 111 case, 112 lid, 113 positive terminal, 114 negative terminal, 115 electrode body, 116 positive sheet, 117 negative electrode sheet, 118 separator, 300 determination device, 301 data acquisition unit, 302 charge / discharge control unit, 303 neglected resistance estimation unit, 304 refresh condition determination unit, 305 reusability determination unit, 306 display unit, 310 inverter, 320
Claims (1)
前記二次電池の充放電が可能に構成された充放電装置と、
前記充放電装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記二次電池の満充電容量と、充放電が行なわれずに前記二次電池が放置された放置期間と、前記放置期間中の前記二次電池のSOC(State Of Charge)および温度とに関する情報を取得し、
前記放置期間における前記二次電池の内部抵抗の増加量を示す放置抵抗を前記情報を用いて推定し、
前記放置抵抗により定められる条件に従って、前記放置抵抗を低減するための充放電であるリフレッシュ充放電を実行するように前記充放電装置を制御し、
前記リフレッシュ充放電の実行後に前記二次電池の内部抵抗を推定し、推定された内部抵抗を用いて前記二次電池が再利用できるか否かを判定する、二次電池の再利用判定システム。 A secondary battery reuse determination system for determining whether or not a recovered secondary battery can be reused,
A charging / discharging device configured to be capable of charging / discharging the secondary battery;
A control device for controlling the charge / discharge device,
The control device includes:
Information on the full charge capacity of the secondary battery, the leaving period in which the secondary battery is left without being charged / discharged, and the SOC (State Of Charge) and temperature of the secondary battery during the leaving period Acquired,
Estimating the neglected resistance indicating the increase in the internal resistance of the secondary battery during the neglected period using the information,
In accordance with conditions determined by the neglected resistance, the charge / discharge device is controlled to perform refresh charge / discharge, which is charge / discharge for reducing the neglected resistance,
A secondary battery reuse determination system that estimates an internal resistance of the secondary battery after execution of the refresh charge / discharge and determines whether or not the secondary battery can be reused using the estimated internal resistance.
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