JP2018190502A - Secondary battery system - Google Patents
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Abstract
【課題】リチウムイオン二次電池を備えた二次電池システムにおいて、より適切にハイレート劣化を抑制する。【解決手段】ECU100は、ハイレート劣化トリガが基準値よりも大きい場合には、ハイレート劣化トリガが基準値よりも小さい場合と比べて、バッテリ10の充放電電流を抑制する。ECU100は、バッテリ10の初期状態における直流抵抗を示す初期直流抵抗Rohm0と、バッテリ10の温度TBとの対応関係を初期状態マップMPとして記憶している。ECU100は、交流インピーダンス測定装置30により測定された交流インピーダンスの測定結果からバッテリ10の直流抵抗Rohmを取得する。ECU100は、取得された直流抵抗Rohmと、温度センサ63により検出された温度TBに対応する初期直流抵抗Rohm0との差(シフト量ΔRohm)を用いてハイレート劣化トリガを推定する。【選択図】図6In a secondary battery system including a lithium ion secondary battery, high-rate deterioration is more appropriately suppressed. When a high rate deterioration trigger is larger than a reference value, an ECU 100 suppresses a charging / discharging current of a battery 10 as compared with a case where the high rate deterioration trigger is smaller than a reference value. ECU 100 stores a correspondence relationship between initial DC resistance Rohm0 indicating the DC resistance in the initial state of battery 10 and temperature TB of battery 10 as initial state map MP. ECU 100 obtains DC resistance Rohm of battery 10 from the measurement result of AC impedance measured by AC impedance measurement device 30. The ECU 100 estimates a high rate deterioration trigger using a difference (shift amount ΔRohm) between the acquired DC resistance Rohm and the initial DC resistance Rohm0 corresponding to the temperature TB detected by the temperature sensor 63. [Selection] Figure 6
Description
本開示は、二次電池システムに関し、より特定的には、リチウムイオンを含む電解液に含浸された電極体を有する二次電池(リチウムイオン二次電池)の劣化度合いを推定するための技術に関する。 The present disclosure relates to a secondary battery system, and more particularly, to a technique for estimating the degree of deterioration of a secondary battery (lithium ion secondary battery) having an electrode body impregnated with an electrolyte containing lithium ions. .
近年、ハイブリッド車両、電気自動車等の電動車両の普及に伴い、リチウムイオン二次電池を走行用バッテリとして備えた二次電池システムが広く普及している。一般に、リチウムイオン二次電池(以下「二次電池」とも略す)においては、充放電(充電または放電)の際に電極体内のリチウムイオンの濃度分布(以下、「塩濃度分布」とも略す)に偏りが生じ、それにより二次電池の内部抵抗が増加することが知られている。塩濃度分布の偏りは大電流での充放電時に特に顕著となることから、このような劣化は「ハイレート劣化」とも称される。 2. Description of the Related Art In recent years, with the spread of electric vehicles such as hybrid vehicles and electric vehicles, secondary battery systems including a lithium ion secondary battery as a traveling battery have become widespread. Generally, in a lithium ion secondary battery (hereinafter also abbreviated as “secondary battery”), the concentration distribution of lithium ions in the electrode body (hereinafter also abbreviated as “salt concentration distribution”) during charging / discharging (charging or discharging). It is known that a bias occurs, thereby increasing the internal resistance of the secondary battery. Since the deviation of the salt concentration distribution becomes particularly noticeable during charging / discharging with a large current, such deterioration is also referred to as “high-rate deterioration”.
ハイレート劣化の度合い(進行度合い、以下、「ハイレート劣化度」とも称する)に応じてリチウムイオン二次電池の充放電を適切に制御するため、ハイレート劣化度を推定するための技術が提案されている。たとえば特開2013−044580号公報(特許文献1)には、二次電池の内部抵抗増加率を算出し、算出された内部抵抗増加率と、予め取得した二次電池の経年劣化による内部抵抗増加率との差を求めることにより、ハイレート劣化度を推定する技術が開示されている。 In order to appropriately control charging / discharging of a lithium ion secondary battery in accordance with the degree of high-rate deterioration (degree of progress, hereinafter also referred to as “high-rate deterioration degree”), a technique for estimating the high-rate deterioration degree has been proposed. . For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-044580 (Patent Document 1), an internal resistance increase rate of a secondary battery is calculated, and the calculated internal resistance increase rate and an internal resistance increase due to aged deterioration of the secondary battery obtained in advance. A technique for estimating a high-rate deterioration degree by obtaining a difference from a rate is disclosed.
二次電池のハイレート劣化度に応じて二次電池の充放電を制御することにより、二次電池のハイレートのさらなる進行を抑制(防止)することができる。たとえば、ハイレート劣化度が所定値以上になった場合(より厳密には、ハイレート劣化に至る前の微小な変化が検出された場合)には、ハイレート劣化度が所定値未満の場合(上記微小な変化が検出されていない場合)と比べて、二次電池の充放電電流を抑制する。これにより、ハイレート劣化のさらなる進行を抑制することができる。 By controlling charging / discharging of the secondary battery according to the high rate deterioration degree of the secondary battery, further progress of the high rate of the secondary battery can be suppressed (prevented). For example, when the high rate deterioration level is equal to or higher than a predetermined value (more strictly speaking, when a minute change before the high rate deterioration is detected), The charge / discharge current of the secondary battery is suppressed as compared with the case where no change is detected. Thereby, further progress of high-rate deterioration can be suppressed.
上述のように、特許文献1では、二次電池の内部抵抗増加率と、二次電池の経年劣化による内部抵抗増加率とが算出される。特許文献1によれば、二次電池の内部抵抗増加率(全体としての内部抵抗増加率)とは、経年劣化による内部抵抗増加率と、ハイレート劣化による内部抵抗増加率とが重ね合わされたものであるとの考えの下、二次電池の内部抵抗増加率(全体としての内部抵抗増加率)から経年劣化による内部抵抗増加率を減算することで、ハイレート劣化による内部抵抗増加率が推定されている(たとえば特許文献1の段落[0042]参照)。 As described above, in Patent Document 1, the internal resistance increase rate of the secondary battery and the internal resistance increase rate due to aging of the secondary battery are calculated. According to Patent Document 1, the internal resistance increase rate of the secondary battery (the internal resistance increase rate as a whole) is obtained by superposing the internal resistance increase rate due to aging and the internal resistance increase rate due to high-rate deterioration. Under the assumption that there is, the internal resistance increase rate due to high rate deterioration is estimated by subtracting the internal resistance increase rate due to aging from the internal battery resistance increase rate (total internal resistance increase rate) of the secondary battery. (See, for example, paragraph [0042] of Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に開示された上述の推定手法は、いわばハイレート劣化度を間接的に推定する手法である。したがって、ハイレート劣化度の推定精度に向上の余地があり、ハイレート劣化を抑制する観点において改善の余地がある。 However, the above-described estimation method disclosed in Patent Document 1 is a method for indirectly estimating the high rate deterioration level. Therefore, there is room for improvement in the estimation accuracy of the high rate deterioration degree, and there is room for improvement in terms of suppressing the high rate deterioration.
本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、リチウムイオン二次電池を備えた二次電池システムにおいて、より適切にハイレート劣化を抑制することが可能な技術を提供することである。 The present disclosure has been made to solve the above-described problem, and an object of the present disclosure is to provide a technique capable of more appropriately suppressing high-rate deterioration in a secondary battery system including a lithium ion secondary battery. It is to be.
本開示のある局面に従う二次電池システムは、二次電池と、温度センサと、測定装置と、制御装置とを備える。二次電池は、リチウムイオンを含む電解液に含浸された電極体を有する。温度センサは、二次電池の温度を検出する。測定装置は、二次電池の交流インピーダンスを測定可能に構成される。制御装置は、電極体内においてリチウムイオンの濃度分布が偏ることにより生じる二次電池の劣化(ハイレート劣化)を引き起こす要因を示すハイレート劣化トリガが所定値よりも大きい場合には、ハイレート劣化トリガが所定値よりも小さい場合と比べて、二次電池の充放電電流を抑制する。制御装置は、二次電池の初期状態における二次電池の直流抵抗を示す初期直流抵抗と、二次電池の温度との対応関係を記憶している。制御装置は、測定装置により測定された二次電池の交流インピーダンスの測定結果から二次電池の直流抵抗を取得する。制御装置は、取得された直流抵抗と、温度センサにより検出された温度に対応する初期直流抵抗との差を用いてハイレート劣化トリガを推定する。 A secondary battery system according to an aspect of the present disclosure includes a secondary battery, a temperature sensor, a measurement device, and a control device. The secondary battery has an electrode body impregnated with an electrolytic solution containing lithium ions. The temperature sensor detects the temperature of the secondary battery. The measuring device is configured to be able to measure the AC impedance of the secondary battery. When the high-rate deterioration trigger indicating the factor causing the deterioration (high-rate deterioration) of the secondary battery caused by the uneven distribution of the lithium ion concentration in the electrode body is larger than the predetermined value, the high-rate deterioration trigger is the predetermined value. The charging / discharging current of the secondary battery is suppressed as compared with the case of smaller than that. The control device stores a correspondence relationship between the initial DC resistance indicating the DC resistance of the secondary battery in the initial state of the secondary battery and the temperature of the secondary battery. The control device acquires the DC resistance of the secondary battery from the measurement result of the AC impedance of the secondary battery measured by the measuring device. The control device estimates a high rate deterioration trigger using a difference between the acquired DC resistance and an initial DC resistance corresponding to the temperature detected by the temperature sensor.
上記構成によれば、交流インピーダンスの測定結果から二次電池の直流抵抗が取得される。また、上記対応関係(たとえばマップ)を参照することで、温度センサにより検出された温度に対応する初期直流抵抗が求められる。詳細は後述するが、直流抵抗と初期直流抵抗との差には、二次電池のハイレート劣化トリガが反映されている。そのため、上記の差を用いてハイレート劣化トリガを推定することにより、ハイレート劣化度の推定精度を向上させることができる。したがって、より適切にハイレート劣化を抑制することが可能になる。 According to the said structure, the DC resistance of a secondary battery is acquired from the measurement result of AC impedance. Further, by referring to the correspondence relationship (for example, a map), an initial DC resistance corresponding to the temperature detected by the temperature sensor is obtained. Although details will be described later, a high rate deterioration trigger of the secondary battery is reflected in the difference between the DC resistance and the initial DC resistance. Therefore, the estimation accuracy of the high rate deterioration degree can be improved by estimating the high rate deterioration trigger using the above difference. Therefore, it is possible to more appropriately suppress high rate deterioration.
本開示によれば、リチウムイオン二次電池を備えた二次電池システムにおいて、より適切にハイレート劣化を抑制することができる。 According to the present disclosure, in a secondary battery system including a lithium ion secondary battery, high rate deterioration can be more appropriately suppressed.
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.
以下に説明する実施の形態では、本開示に係る二次電池システムがハイブリッド車両に搭載された構成を例に説明する。しかし、本開示に係る二次電池システムが搭載可能な車両はハイブリッド車両に限定されず、電気自動車または燃料自動車であってもよい。また、本開示に係る二次電池システムの用途は車両用に限定されるものではなく、たとえば定置用であってもよい。 In the embodiments described below, a configuration in which a secondary battery system according to the present disclosure is mounted on a hybrid vehicle will be described as an example. However, the vehicle on which the secondary battery system according to the present disclosure can be mounted is not limited to a hybrid vehicle, and may be an electric vehicle or a fuel vehicle. Moreover, the use of the secondary battery system according to the present disclosure is not limited to a vehicle, and may be a stationary one, for example.
[実施の形態]
<二次電池システムの構成>
図1は、本実施の形態に係る二次電池システムが搭載されたハイブリッド車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。車両9は、二次電池システム1と、モータジェネレータ(MG:Motor Generator)910,920と、動力分割装置930と、エンジン940と、駆動輪950とを備える。二次電池システム1は、バッテリ10と、リレー20と、交流インピーダンス測定装置30と、システムメインリレー(SMR:System Main Relay)40と、電力制御ユニット(PCU:Power Control Unit)50と、電圧センサ61と、電流センサ62と、温度センサ63と、電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)100とを備える。
[Embodiment]
<Configuration of secondary battery system>
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an overall configuration of a hybrid vehicle equipped with a secondary battery system according to the present embodiment. The vehicle 9 includes a secondary battery system 1, motor generators (MG) 910 and 920, a power split device 930, an engine 940, and drive wheels 950. The secondary battery system 1 includes a battery 10, a relay 20, an AC impedance measuring device 30, a system main relay (SMR) 40, a power control unit (PCU) 50, and a voltage sensor. 61, a current sensor 62, a temperature sensor 63, and an electronic control unit (ECU) 100.
モータジェネレータ910,920の各々は、たとえば三相交流回転電機である。モータジェネレータ910は、動力分割装置930を介してエンジン940のクランク軸に連結される。モータジェネレータ910は、エンジン940を始動させる際にはバッテリ10の電力を用いてエンジン940のクランク軸を回転させる。また、モータジェネレータ910はエンジン940の動力を用いて発電することも可能である。モータジェネレータ910によって発電された交流電力は、PCU50により直流電力に変換されてバッテリ10に充電される。また、モータジェネレータ910によって発電された交流電力は、モータジェネレータ920に供給される場合もある。 Each of motor generators 910 and 920 is, for example, a three-phase AC rotating electric machine. Motor generator 910 is coupled to the crankshaft of engine 940 via power split device 930. The motor generator 910 rotates the crankshaft of the engine 940 using the electric power of the battery 10 when starting the engine 940. Motor generator 910 can also generate power using the power of engine 940. The AC power generated by the motor generator 910 is converted into DC power by the PCU 50 and charged to the battery 10. In addition, the AC power generated by the motor generator 910 may be supplied to the motor generator 920.
モータジェネレータ920は、バッテリ10からの電力およびモータジェネレータ910により発電された電力のうちの少なくとも一方を用いて駆動軸を回転させる。また、モータジェネレータ920は回生制動によって発電することも可能である。モータジェネレータ920によって発電された交流電力は、PCU50により直流電力に変換されてバッテリ10に充電される。 Motor generator 920 rotates the drive shaft using at least one of the electric power from battery 10 and the electric power generated by motor generator 910. The motor generator 920 can also generate electric power by regenerative braking. The AC power generated by the motor generator 920 is converted into DC power by the PCU 50 and charged to the battery 10.
動力分割装置930は、たとえば遊星歯車機構(図示せず)を含み、エンジン940のクランク軸、モータジェネレータ910の回転軸、および、駆動軸の三要素を機械的に連結する。 Power split device 930 includes, for example, a planetary gear mechanism (not shown), and mechanically connects the three elements of the crankshaft of engine 940, the rotation shaft of motor generator 910, and the drive shaft.
エンジン940は、ガソリンエンジン等の内燃機関であり、ECU100からの制御信号に応じて車両9が走行するための駆動力を発生する。 The engine 940 is an internal combustion engine such as a gasoline engine, and generates a driving force for the vehicle 9 to travel in response to a control signal from the ECU 100.
バッテリ10は、複数のセル(単電池)を含む組電池である。複数のセルの各々は、リチウムイオン二次電池である。 The battery 10 is an assembled battery including a plurality of cells (unit cells). Each of the plurality of cells is a lithium ion secondary battery.
リレー20は、バッテリ10と交流インピーダンス測定装置30との間に電気的に接続されている。リレー20は、ECU100からの制御指令に応答して、バッテリ10の交流インピーダンス測定時には閉成される一方で、バッテリ10の充放電時には開放される。 The relay 20 is electrically connected between the battery 10 and the AC impedance measuring device 30. In response to a control command from the ECU 100, the relay 20 is closed when the AC impedance of the battery 10 is measured, and is opened when the battery 10 is charged and discharged.
交流インピーダンス測定装置30は、ECU100からの制御指令に応答して、バッテリ10(より詳細には各セル)の交流インピーダンスを測定することが可能に構成されている。交流インピーダンス測定装置30の構成については、図2にてより詳細に説明する。なお、交流インピーダンス測定装置30は、本開示に係る「測定装置」に相当する。 The AC impedance measuring device 30 is configured to be able to measure the AC impedance of the battery 10 (more specifically, each cell) in response to a control command from the ECU 100. The configuration of the AC impedance measuring device 30 will be described in more detail with reference to FIG. The AC impedance measuring device 30 corresponds to a “measuring device” according to the present disclosure.
SMR40は、バッテリ10とPCU50とを結ぶ電力線に電気的に接続されている。SMR40は、ECU100からの制御信号に応答して、開放/閉成される。SMR40が閉成されている場合、バッテリ10とPCU50との間で電力の授受が行なわれ得る。なお、SMR40は、二次電池システム1に必須の構成要素ではない。 The SMR 40 is electrically connected to a power line that connects the battery 10 and the PCU 50. The SMR 40 is opened / closed in response to a control signal from the ECU 100. When SMR 40 is closed, power can be exchanged between battery 10 and PCU 50. The SMR 40 is not an essential component for the secondary battery system 1.
PCU50は、いずれも図示しないが、インバータと、コンバータとを含む。インバータは、たとえば一般的な三相インバータである。コンバータは、昇圧動作時にはバッテリ10から供給された電圧を昇圧してインバータに供給する。コンバータは、降圧動作時にはインバータから供給された電圧を降圧してバッテリ10を充電する。 Although not shown, the PCU 50 includes an inverter and a converter. The inverter is, for example, a general three-phase inverter. The converter boosts the voltage supplied from the battery 10 during the boosting operation and supplies the boosted voltage to the inverter. During the step-down operation, the converter steps down the voltage supplied from the inverter and charges the battery 10.
電圧センサ61は、バッテリ10の電圧VBを検出する。電流センサ62は、バッテリ10に入出力される電流IBを検出する。温度センサ63は、バッテリ10の温度TBを検出する。各センサは、その検出結果をECU100に出力する。ECU100は、各センサによる検出結果に基づいて、バッテリ10のSOC(State Of Charge)を推定したりバッテリ10の充放電を制御したりする。 The voltage sensor 61 detects the voltage VB of the battery 10. The current sensor 62 detects a current IB input / output to / from the battery 10. The temperature sensor 63 detects the temperature TB of the battery 10. Each sensor outputs the detection result to ECU 100. The ECU 100 estimates the SOC (State Of Charge) of the battery 10 or controls charging / discharging of the battery 10 based on the detection result by each sensor.
ECU100は、いずれも図示しないが、CPU(Central Processing Unit)と、メモリと、入出力バッファとを含んで構成される。ECU100は、各センサから受ける信号、ならびにメモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両9が所望の状態となるように各構成要素(より具体的には、リレー20、交流インピーダンス測定装置30、SMR40およびPCU50)を制御する。ECU100により実行される主要な制御としてバッテリ10の劣化の度合いを推定するための処理が挙げられるが、この処理については図4〜図6にて詳細に説明する。 Although not shown, ECU 100 includes a CPU (Central Processing Unit), a memory, and an input / output buffer. The ECU 100 determines each component (more specifically, the relay 20 and the AC impedance measuring device 30) so that the vehicle 9 is in a desired state based on a signal received from each sensor and a map and a program stored in the memory. , SMR 40 and PCU 50). The main control executed by the ECU 100 includes a process for estimating the degree of deterioration of the battery 10, and this process will be described in detail with reference to FIGS.
<交流インピーダンス測定>
図2は、交流インピーダンス測定装置30の構成をより詳細に示す図である。図2を参照して、交流インピーダンス測定装置30は、発振器31と、ポテンショスタット32と、ロックインアンプ33とを含む。
<AC impedance measurement>
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the AC impedance measuring apparatus 30 in more detail. Referring to FIG. 2, AC impedance measuring device 30 includes an oscillator 31, a potentiostat 32, and a lock-in amplifier 33.
発振器31は、ポテンショスタット32およびロックインアンプ33に同位相の正弦波を出力する。 The oscillator 31 outputs a sine wave having the same phase to the potentiostat 32 and the lock-in amplifier 33.
ポテンショスタット32は、発振器31からの正弦波と同位相の交流電圧(たとえば振幅が10mV程度の電圧)を所定の直流電圧に重ね合わせてバッテリ10に印加する。そして、ポテンショスタット32は、バッテリ10を流れる電流の交流成分を検出し、その検出結果をロックインアンプ33に出力する。また、ポテンショスタット32は、上述の交流電圧と電流の交流成分とを測定結果としてECU100に出力する。 The potentiostat 32 superimposes an AC voltage in phase with the sine wave from the oscillator 31 (for example, a voltage having an amplitude of about 10 mV) on a predetermined DC voltage and applies it to the battery 10. The potentiostat 32 detects an AC component of the current flowing through the battery 10 and outputs the detection result to the lock-in amplifier 33. Further, the potentiostat 32 outputs the above-described AC voltage and the AC component of the current to the ECU 100 as measurement results.
ロックインアンプ33は、発振器31から受けた正弦波の位相と、ポテンショスタット32により検出された電流の交流成分の位相とを比較し、正弦波と交流成分との位相差を測定結果としてECU100に出力する。 The lock-in amplifier 33 compares the phase of the sine wave received from the oscillator 31 with the phase of the AC component of the current detected by the potentiostat 32, and sends the phase difference between the sine wave and the AC component to the ECU 100 as a measurement result. Output.
一般に、リチウムイオン二次電池のインピーダンス(内部抵抗)は、リチウムイオン二次電池の充放電反応におけるリチウムイオンの移動反応過程に基づき、複数(たとえば3つ)のインピーダンス成分に大別することができる。複数のインピーダンス成分は、直流抵抗(オーミック抵抗)Rohmと、反応抵抗Rctと、拡散抵抗Rdとを含む。直流抵抗Rohmは、電解液中でのリチウムイオンの伝導抵抗と、電極(正極および負極)での電気抵抗を含む。反応抵抗Rctは、電極/電解質界面での電荷移動抵抗(リチウムイオンが活物質に出入りする際の抵抗)と、被膜抵抗を含む。拡散抵抗Rdは、活物質内部へのリチウムの拡散に伴う抵抗を含む。 Generally, the impedance (internal resistance) of a lithium ion secondary battery can be roughly divided into a plurality of (for example, three) impedance components based on the lithium ion transfer reaction process in the charge / discharge reaction of the lithium ion secondary battery. . The plurality of impedance components include a direct current resistance (ohmic resistance) Rohm, a reaction resistance Rct, and a diffusion resistance Rd. The DC resistance Rohm includes the conduction resistance of lithium ions in the electrolytic solution and the electrical resistance at the electrodes (positive electrode and negative electrode). The reaction resistance Rct includes a charge transfer resistance at the electrode / electrolyte interface (resistance when lithium ions enter and exit the active material) and a film resistance. The diffusion resistance Rd includes a resistance associated with diffusion of lithium into the active material.
バッテリ10の各インピーダンス成分の間では、緩和時間(電流が流れるのに要する時間)が異なる。そのため、たとえば、高周波の交流電圧をバッテリ10に印可した場合、緩和時間が小さいインピーダンス成分は交流電圧の変化に追従可能である一方で、緩和時間が大きいインピーダンス成分は、電流が流れる前に正負が逆の電圧が印加されることになるため、交流電圧の変化に追従することができない。したがって、発振器31から出力される正弦波の周波数(あるいは角周波数ω)を徐々に変化させながら(掃引しながら)、バッテリ10に印加される交流電圧とバッテリ10を流れる交流電流とを測定することによって、角周波数ωにおいて支配的なバッテリ10のインピーダンス成分を切り分けることができる。 The relaxation time (the time required for the current to flow) differs between the impedance components of the battery 10. Therefore, for example, when a high-frequency AC voltage is applied to the battery 10, an impedance component with a small relaxation time can follow a change in the AC voltage, while an impedance component with a large relaxation time is positive or negative before the current flows. Since the reverse voltage is applied, it is impossible to follow the change in the AC voltage. Therefore, the AC voltage applied to the battery 10 and the AC current flowing through the battery 10 are measured while gradually changing (sweeping) the frequency (or angular frequency ω) of the sine wave output from the oscillator 31. Thus, the dominant impedance component of the battery 10 at the angular frequency ω can be separated.
ECU100は、掃引される角周波数ωの各々について、インピーダンス(交流電圧と電流との振幅比)を測定する。そして、ECU100は、インピーダンスの測定結果と、ロックインアンプ33により検出された位相差とを複素平面上にプロットする(図3にて後述)。 ECU 100 measures the impedance (amplitude ratio between AC voltage and current) for each of the swept angular frequencies ω. Then, the ECU 100 plots the impedance measurement result and the phase difference detected by the lock-in amplifier 33 on a complex plane (described later in FIG. 3).
なお、図2に示した交流インピーダンス測定装置30の構成は、一例に過ぎず、これに限定されるものではない。交流インピーダンス測定装置30は、たとえば、ロックインアンプ33に代えて周波数応答解析器を含んでもよい。また、専用の発振器31を設けず、たとえば車両9の走行時に変動する電流の波形から電流の交流成分を測定してもよい。 Note that the configuration of the AC impedance measuring apparatus 30 shown in FIG. 2 is merely an example, and the present invention is not limited to this. The AC impedance measurement device 30 may include a frequency response analyzer instead of the lock-in amplifier 33, for example. Further, the AC component of the current may be measured from the waveform of the current that varies when the vehicle 9 is traveling, for example, without providing the dedicated oscillator 31.
図3は、交流インピーダンスの測定結果の複素インピーダンスプロット(ナイキストプロットとも称される)を説明するための図である。図3および後述する図4において、横軸は複素インピーダンスの実数成分ZReを示し、縦軸は複素インピーダンスの虚数成分−ZImを示す。角周波数ωは、ω1〜ω4(ω4<ω3<ω2<ω1)の範囲で掃引される。一例として、ω1=100kHzであり、ω2=20kHzであり、ω3=5Hzであり、ω4=100mHzである。 FIG. 3 is a diagram for explaining a complex impedance plot (also referred to as a Nyquist plot) of measurement results of AC impedance. In FIG. 3 and FIG. 4 to be described later, the horizontal axis represents the real component Z Re of the complex impedance, and the vertical axis represents the imaginary component −Z Im of the complex impedance. The angular frequency ω is swept in the range of ω1 to ω4 (ω4 <ω3 <ω2 <ω1). As an example, ω1 = 100 kHz, ω2 = 20 kHz, ω3 = 5 Hz, and ω4 = 100 mHz.
図3に示すように、複素インピーダンスプロット上においては、角周波数ωの高周波領域(角周波数ωがω2〜ω3(ω3以上かつω2以下)の領域)に半円状の軌跡、言い換えると「円弧」が現れる。この円弧において、周波数依存性のゼロ点との直交成分(点P参照)は、直流抵抗Rohmを表す。以下、点Pのことを「円弧の始点」とも称する。 As shown in FIG. 3, on the complex impedance plot, a semicircular locus, that is, “arc” in a high frequency region of angular frequency ω (region where angular frequency ω is ω2 to ω3 (ω3 and ω2 or less)). Appears. In this arc, the orthogonal component (see point P) with the frequency-dependent zero point represents the DC resistance Rohm. Hereinafter, the point P is also referred to as “arc start point”.
また、角周波数ωの低周波領域(角周波数ωがω3〜ω4(ω4以上かつω3以下)の領域)には、直線状の軌跡(直線)が現れる。半円状の軌跡(円弧)と直線状の軌跡との接続点(点Q参照)と、点Pとの横軸上での距離(実数成分の差)は、反応抵抗Rctを表す。以下、点Qと点Pとの間の距離のことを「円弧の大きさ」とも称する。 In addition, a linear locus (straight line) appears in the low frequency region of the angular frequency ω (region where the angular frequency ω is ω3 to ω4 (ω4 to ω3). The distance (difference in real number component) on the horizontal axis between the connection point (see point Q) between the semicircular locus (arc) and the linear locus and the point P represents the reaction resistance Rct. Hereinafter, the distance between the point Q and the point P is also referred to as “arc size”.
本発明者は、直流抵抗Rohmが変化した場合、すなわち複素インピーダンスプロット上で円弧の始点の位置がシフトした場合、そのシフトがハイレート劣化のトリガ(要因、誘因、きっかけ)となり、ハイレート劣化の進行を示すことに着目した。また、複素インピーダンスプロット上で円弧の大きさにはハイレート劣化および経年劣化の両方が影響し得るところ、本発明者は、バッテリ10の電流IBの制限によりハイレート劣化の進行がある程度抑制されている場合には、円弧の大きさの変化が主に経年劣化の進行を示すことに着目した。なお、経年劣化(あるいは保存劣化)とは、バッテリ10の充放電を行なわずに保存した状態でも進行し得る劣化を意味する。以下、円弧へのハイレート劣化および経年劣化の影響について、より詳細に説明する。 When the direct current resistance Rohm changes, that is, when the position of the starting point of the arc shifts on the complex impedance plot, the inventor makes a trigger (cause, incentive, or trigger) of the high rate deterioration, and causes the progress of the high rate deterioration. Focused on showing. Further, in the complex impedance plot, both the high rate deterioration and the aging deterioration can affect the size of the arc. However, the present inventor has found that the progress of the high rate deterioration is suppressed to some extent by the limitation of the current IB of the battery 10. We focused on the fact that changes in the size of the arc mainly indicate the progress of aging. Aged deterioration (or storage deterioration) means deterioration that can proceed even in a state where the battery 10 is stored without being charged or discharged. Hereinafter, the influence of high rate deterioration and aging deterioration on the arc will be described in more detail.
図4は、複素インピーダンスプロット上の円弧へのハイレート劣化および経年劣化の影響を説明するための図である。まず、図4(A)を参照して、バッテリ10が劣化していない状態(たとえば、バッテリ10が製造された直後の初期状態)においては、円弧の始点(Xで示す)は、直流抵抗Rohmの初期値(以下、初期直流抵抗Rohm0とも記載する)を表す。円弧と直線との接続点(Yで示す)と、円弧の始点(X)との実数成分の差は、反応抵抗Rctの初期値(以下、初期反応抵抗Rct0とも記載する)を表す。 FIG. 4 is a diagram for explaining the influence of high-rate deterioration and aging deterioration on the arc on the complex impedance plot. First, referring to FIG. 4A, in a state where battery 10 is not deteriorated (for example, an initial state immediately after battery 10 is manufactured), the starting point of the arc (indicated by X) is DC resistance Rohm. (Hereinafter, also referred to as initial DC resistance Rohm0). The difference in real number component between the connection point (indicated by Y) between the arc and the straight line and the start point (X) of the arc represents the initial value of the reaction resistance Rct (hereinafter also referred to as the initial reaction resistance Rct0).
次に図4(B)を参照して、バッテリ10のハイレート劣化が進行すると、直流抵抗Rohmが増加する。これにより、図中に矢印で示すように、円弧の始点が図中右方向にシフトする(図4(B)ではRohmBで示す)。一方で、バッテリ10の経年劣化が比較的進行していない場合には、円弧の大きさ(RctBで示す)は、初期状態における円弧の大きさ(Rct0)からあまり変化しない(すなわち、RohmB≒Rohm0)。 Next, referring to FIG. 4B, when high-rate deterioration of battery 10 proceeds, DC resistance Rohm increases. As a result, as indicated by an arrow in the figure, the starting point of the arc is shifted to the right in the figure (indicated by RohmB in FIG. 4B). On the other hand, when the aging of the battery 10 is not relatively advanced, the arc size (indicated by RctB) does not change much from the arc size (Rct0) in the initial state (that is, RohmB≈Rohm0). ).
その後、バッテリ10の経年劣化が進行すると、図4(C)に示すように、経年劣化の進行前と比べて、円弧の大きさが増加する(図4(C)では、RohmC>RohmB≒Rohm0)。なお、図4(C)に示す例では、図4(B)に示した状態から電流IBが制限(大電流での充放電が抑制)されることにより、ハイレート劣化の進行が抑制されている。このため、円弧の始点のシフトはほとんど生じていない(RohmC≒RohmB)。 Thereafter, as the aging of the battery 10 progresses, as shown in FIG. 4C, the size of the arc increases as compared to before the aging deterioration (in FIG. 4C, RohmC> RohmB≈Rohm0). ). In the example shown in FIG. 4C, the current IB is limited from the state shown in FIG. 4B (charging / discharging at a large current is suppressed), so that the progress of high-rate deterioration is suppressed. . For this reason, there is almost no shift of the starting point of the arc (RohmC≈RohmB).
なお、図4では、説明の簡略化のため、円弧の始点(図4(A)においてXで示す)から、円弧と直線との接続点(Yで示す)との間の実数成分の差(横軸上での距離)を円弧の大きさ(Rct0)とした。しかし、円弧を仮想的に延長した場合の円弧の延長分(点線で示す)と横軸との交点(図4(A)においてY’で示す)を曲線回帰により求めてもよい。そして、円弧の始点(X)と上記交点(Y’)との間の距離を円弧の大きさとすることができる。 In FIG. 4, for simplification of explanation, the difference in the real component between the starting point of the arc (indicated by X in FIG. 4A) and the connection point (indicated by Y) of the arc and the straight line (indicated by Y) The distance on the horizontal axis was defined as the size of the arc (Rct0). However, the intersection (indicated by Y ′ in FIG. 4A) of the extension of the arc (indicated by a dotted line) and the horizontal axis when the arc is virtually extended may be obtained by curve regression. The distance between the starting point (X) of the arc and the intersection (Y ′) can be the size of the arc.
このように、円弧の始点のシフト量、すなわち初期直流抵抗Rohm0からの直流抵抗Rohmのシフト量ΔRohm(=Rohm−Rohm0)を算出することにより、ハイレート劣化トリガを推定することができる。また、円弧の大きさの増加量、すなわち初期反応抵抗Rct0からの反応抵抗Rctの増加量ΔRct(=Rct−Rct0)を算出することにより、経年劣化の進行度合いを推定することができる。つまり、本実施の形態によれば、バッテリ10の交流インピーダンスの測定結果を用いることで、バッテリ10の劣化モード(ハイレート劣化であるか経年劣化であるか)を直接的に特定することが可能になる。 Thus, by calculating the shift amount of the starting point of the arc, that is, the shift amount ΔRohm (= Rohm−Rohm0) of the DC resistance Rohm from the initial DC resistance Rohm0, the high-rate deterioration trigger can be estimated. Further, by calculating the increase amount of the arc, that is, the increase amount ΔRct (= Rct−Rct0) of the reaction resistance Rct from the initial reaction resistance Rct0, it is possible to estimate the degree of progress of aging degradation. That is, according to the present embodiment, it is possible to directly specify the deterioration mode (whether it is high-rate deterioration or aging deterioration) of battery 10 by using the measurement result of the AC impedance of battery 10. Become.
<初期状態マップ>
直流抵抗のシフト量ΔRohmの算出には初期直流抵抗Rohm0が既知であり、反応抵抗の増加量ΔRctの算出には初期反応抵抗Rct0が既知であることが求められるところ、初期直流抵抗Rohm0および初期反応抵抗Rct0には、温度依存性が存在する。そのため、本実施の形態では、バッテリ10の各温度TBにおいて、初期直流抵抗Rohm0および初期反応抵抗Rct0が予め測定され、その測定結果がマップとして準備される。このマップ(以下、「初期状態マップMP」と記載する)は、ECU100のメモリ(図示せず)に格納されている。
<Initial state map>
The initial DC resistance Rohm0 is known for calculating the DC resistance shift amount ΔRohm, and the initial reaction resistance Rct0 is required to be known for calculating the reaction resistance increase amount ΔRct. The resistance Rct0 has temperature dependency. Therefore, in the present embodiment, at each temperature TB of battery 10, initial DC resistance Rohm0 and initial reaction resistance Rct0 are measured in advance, and the measurement results are prepared as a map. This map (hereinafter referred to as “initial state map MP”) is stored in a memory (not shown) of ECU 100.
図5は、本実施の形態における初期状態マップMPの一例を示す図である。図5に示すように、初期状態マップMPには、バッテリ10の温度TBと、初期直流抵抗Rohm0と、初期反応抵抗Rct0との対応関係が規定されている。 FIG. 5 is a diagram showing an example of the initial state map MP in the present embodiment. As shown in FIG. 5, the initial state map MP defines a correspondence relationship between the temperature TB of the battery 10, the initial DC resistance Rohm0, and the initial reaction resistance Rct0.
本実施の形態では、初期状態マップMPにおいて、直流抵抗Rohmの変化がハイレート劣化に起因することが担保されるバッテリ10のSOC範囲が「有効SOC範囲」として定められている。バッテリ10のSOCが有効SOC範囲内にある場合に、直流抵抗Rohmがハイレート劣化に起因するものであることが担保される。詳細な説明は繰り返さないが、反応抵抗Rctについても同様に、バッテリ10のSOCが有効SOC範囲内にある場合に、反応抵抗Rctが経年劣化に起因するものであることが担保される。なお、有効SOC範囲は、事前の予備実験に基づいて定めることができる。 In the present embodiment, in the initial state map MP, the SOC range of the battery 10 that ensures that the change in the DC resistance Rohm is caused by the high rate deterioration is defined as the “effective SOC range”. When the SOC of the battery 10 is within the effective SOC range, it is ensured that the DC resistance Rohm is due to high rate deterioration. Although the detailed description will not be repeated, the reaction resistance Rct is similarly guaranteed to be caused by aging deterioration when the SOC of the battery 10 is within the effective SOC range. The effective SOC range can be determined based on preliminary experiments.
図5には、初期直流抵抗Rohm0と初期反応抵抗Rct0との両方が1つのマップ内に規定された例を示すが、初期直流抵抗Rohm0と初期反応抵抗Rct0とを別々のマップとして準備してもよい。また、有効SOC範囲の設定は必須ではない。 FIG. 5 shows an example in which both the initial DC resistance Rohm0 and the initial reaction resistance Rct0 are defined in one map, but the initial DC resistance Rohm0 and the initial reaction resistance Rct0 may be prepared as separate maps. Good. Moreover, the setting of the effective SOC range is not essential.
<劣化推定フロー>
図6は、本実施の形態におけるバッテリ10の劣化推定処理を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定条件が成立した場合あるいは所定の演算周期が経過する度に、図示しないメインルーチンから呼び出されて実行される。なお、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ECU100によるソフトウェア処理によって実現されるが、その一部または全部がECU100内に作製されたハードウェア(電気回路)によって実現されてもよい。
<Deterioration estimation flow>
FIG. 6 is a flowchart showing the deterioration estimation process of battery 10 in the present embodiment. The process of this flowchart is called from a main routine (not shown) and executed when a predetermined condition is satisfied or every time a predetermined calculation cycle elapses. Note that each step (hereinafter abbreviated as “S”) included in this flowchart is basically realized by software processing by the ECU 100, but part or all of the hardware (electrical circuit) created in the ECU 100 is used. ).
図1および図6を参照して、S1において、ECU100は、電圧センサ61を用いてバッテリ10の電圧VBを取得する。さらに、ECU100は、電流センサ62を用いてバッテリ10の電流IBを取得するとともに、温度センサ63を用いてバッテリ10の温度TBを取得する。 Referring to FIGS. 1 and 6, in S <b> 1, ECU 100 obtains voltage VB of battery 10 using voltage sensor 61. Furthermore, ECU 100 acquires current IB of battery 10 using current sensor 62 and acquires temperature TB of battery 10 using temperature sensor 63.
S2において、ECU100は、S1にて取得された各情報に基づいてバッテリ10のSOCを推定する。SOCの推定手法には公知の手法を用いることができる。 In S2, ECU 100 estimates the SOC of battery 10 based on each information acquired in S1. A known method can be used as the SOC estimation method.
S3において、ECU100は、初期状態マップMP(図5参照)を参照することによって、S2にて推定されたバッテリ10のSOCが有効SOC範囲内であるか否かを、S1にて取得されたバッテリ10の温度TBに基づいて判定する。バッテリ10のSOCが有効SOC範囲外である場合(S3においてNO)には、以降の処理をスキップして処理をメインルーチンへと戻す。 In S3, the ECU 100 refers to the initial state map MP (see FIG. 5) to determine whether the SOC of the battery 10 estimated in S2 is within the effective SOC range or not. The determination is based on the temperature TB of 10. If the SOC of battery 10 is outside the effective SOC range (NO in S3), the subsequent process is skipped and the process returns to the main routine.
バッテリ10のSOCが有効SOC範囲内である場合(S3においてYES)、ECU100は、処理をS4に進め、バッテリ10の交流インピーダンスを測定するように交流インピーダンス測定装置30を制御する。そして、ECU100は、交流インピーダンスの測定結果から、バッテリ10の直流抵抗Rohmを取得する。直流抵抗Rohmの取得手法については図3および図4にて詳細に説明したため、ここでは説明は繰り返さない。 If the SOC of battery 10 is within the effective SOC range (YES in S3), ECU 100 advances the process to S4 and controls AC impedance measuring device 30 to measure the AC impedance of battery 10. Then, ECU 100 acquires DC resistance Rohm of battery 10 from the measurement result of AC impedance. Since the method of obtaining DC resistance Rohm has been described in detail with reference to FIGS. 3 and 4, the description thereof will not be repeated here.
S5において、ECU100は、初期状態マップMPを参照することによって、バッテリ10の温度TBに対応する初期直流抵抗Rohm0を取得する。そして、ECU100は、S4にて取得された直流抵抗Rohmと、初期直流抵抗Rohm0との差を示すシフト量ΔRohm(=Rohm−Rohm0)を算出する(S6)。 In S5, the ECU 100 acquires the initial DC resistance Rohm0 corresponding to the temperature TB of the battery 10 by referring to the initial state map MP. Then, the ECU 100 calculates a shift amount ΔRohm (= Rohm−Rohm0) indicating a difference between the DC resistance Rohm acquired in S4 and the initial DC resistance Rohm0 (S6).
S7において、ECU100は、シフト量ΔRohmが所定の基準値(本開示に係る「所定値」に相当)以上であるか否かを判定する。シフト量ΔRohmが基準値以上である場合(S7においてYES)、ECU100は、それ以上のハイレート劣化を抑制(防止)するため、バッテリ10の充放電電流を抑制する(S8)。たとえば、ECU100は、電流IBの最大値(電流IBの絶対値の最大値)を示す最大電流IBmaxをシフト量ΔRohmに応じて決定する。より具体的には、ECU100は、予め定められたマップまたは関係式に従って、シフト量ΔRohmが大きいほど最大電流IBmax(の絶対値)が小さくなるようにバッテリ10の充放電電流を抑制する。その後、ECU100は、処理をS9に進める。 In S7, the ECU 100 determines whether or not the shift amount ΔRohm is greater than or equal to a predetermined reference value (corresponding to “a predetermined value” according to the present disclosure). When shift amount ΔRohm is greater than or equal to the reference value (YES in S7), ECU 100 suppresses the charge / discharge current of battery 10 in order to suppress (prevent) further high rate deterioration (S8). For example, ECU 100 determines maximum current IBmax indicating the maximum value of current IB (the maximum absolute value of current IB) in accordance with shift amount ΔRohm. More specifically, ECU 100 suppresses the charging / discharging current of battery 10 so that maximum current IBmax (absolute value) decreases as shift amount ΔRohm increases in accordance with a predetermined map or relational expression. Thereafter, the ECU 100 advances the process to S9.
なお、S7にてシフト量ΔRohmが基準値未満である場合(S7においてNO)には、ECU100は、ハイレート劣化はあまり進行していない(ハイレート劣化トリガはほとんど生じていない)として、S8の処理をスキップして処理をS9に進めることができる。 If the shift amount ΔRohm is less than the reference value in S7 (NO in S7), the ECU 100 determines that the high rate deterioration has not progressed so much (the high rate deterioration trigger has hardly occurred) and performs the process of S8. The process can be skipped and the process can proceed to S9.
S9において、ECU100は、S4における交流インピーダンスの測定結果から、バッテリ10の反応抵抗Rctを取得する。反応抵抗Rctの取得手法についても図3および図4にて詳細に説明したため、説明は繰り返さない。 In S9, the ECU 100 acquires the reaction resistance Rct of the battery 10 from the measurement result of the AC impedance in S4. Since the method for obtaining reaction resistance Rct has also been described in detail with reference to FIGS. 3 and 4, description thereof will not be repeated.
S10において、ECU100は、初期状態マップMPを参照することによって、バッテリ10の温度TBに対応する初期反応抵抗Rct0を取得する。そして、ECU100は、S9にて取得された直流抵抗Rohmと、初期反応抵抗Rct0との差を示す増加量ΔRct(=Rct−Rct0)を算出する(S11)。 In S10, the ECU 100 acquires the initial reaction resistance Rct0 corresponding to the temperature TB of the battery 10 by referring to the initial state map MP. Then, the ECU 100 calculates an increase amount ΔRct (= Rct−Rct0) indicating a difference between the direct current resistance Rohm acquired in S9 and the initial reaction resistance Rct0 (S11).
S12において、ECU100は、増加量ΔRctが所定の判定値以上であるか否かを判定する。増加量ΔRctが判定値以上である場合(S12においてYES)、ECU100は、それ以上の経年劣化を抑制するためのバッテリ10の充放電制御を実行する(S13)。たとえば、一般に、リチウムイオン二次電池は、高SOC領域で放置されると、中SOC領域または低SOC領域で放置された場合と比べて、経年劣化が進行しやすい。そのため、ECU100は、バッテリ10のSOCが所定値よりも高い場合には、バッテリ10のSOCが中SOC領域まで低下するようにバッテリ10を放電させる。その後、処理はメインルーチンへと戻される。 In S12, ECU 100 determines whether increase amount ΔRct is equal to or greater than a predetermined determination value. When increase amount ΔRct is equal to or larger than the determination value (YES in S12), ECU 100 executes charge / discharge control of battery 10 for suppressing further deterioration over time (S13). For example, in general, when a lithium ion secondary battery is left in a high SOC region, it is likely to deteriorate over time as compared with a case where it is left in a middle SOC region or a low SOC region. Therefore, when the SOC of battery 10 is higher than a predetermined value, ECU 100 discharges battery 10 such that the SOC of battery 10 decreases to the middle SOC region. Thereafter, the process is returned to the main routine.
なお、S12にて増加量ΔRctが判定値未満である場合(S12においてNO)には、ECU100は、経年劣化の進行は比較的緩やかである(経年劣化はあまり進行していない)として、S13の処理をスキップして処理をメインルーチンへと戻すことができる。 When the increase amount ΔRct is less than the determination value in S12 (NO in S12), the ECU 100 determines that the progress of the aging deterioration is relatively slow (the aging deterioration has not progressed so much), and in S13. Processing can be skipped and processing can be returned to the main routine.
以上のように、本実施の形態によれば、バッテリ10の交流インピーダンスの測定結果から、バッテリ10の直流抵抗Rohm(図3における点P参照)が取得される。また、初期状態マップMP(図5参照)を参照することで、温度センサ63により検出された温度TBに対応する初期直流抵抗Rohm0が求められる。そして、直流抵抗Rohmと初期直流抵抗Rohm0とのシフト量ΔRohmが算出され、このシフト量ΔRohmに基づいて、ハイレート劣化を抑制するための充放電電流の制御(S8)が実行される。シフト量ΔRohmを用いることにより、劣化モードを特定し、ハイレート劣化トリガを適切に考慮に入れることが可能になる。したがって、より適切にバッテリ10のハイレート劣化を抑制することができる。 As described above, according to the present embodiment, the DC resistance Rohm (see point P in FIG. 3) of the battery 10 is acquired from the measurement result of the AC impedance of the battery 10. Further, the initial DC resistance Rohm0 corresponding to the temperature TB detected by the temperature sensor 63 is obtained by referring to the initial state map MP (see FIG. 5). Then, a shift amount ΔRohm between the DC resistance Rohm and the initial DC resistance Rohm0 is calculated, and charge / discharge current control (S8) for suppressing high-rate deterioration is executed based on the shift amount ΔRohm. By using the shift amount ΔRohm, it is possible to identify the deterioration mode and appropriately take into account the high-rate deterioration trigger. Therefore, the high rate deterioration of the battery 10 can be suppressed more appropriately.
なお、本実施の形態では、シフト量ΔRohmに基づいてハイレート劣化を抑制するための充放電電流の制御が実行される例について説明した。すなわち、「シフト量ΔRohm=ハイレート劣化トリガ」である例について説明した。しかし、シフト量ΔRohmを用いて他の指標値を算出し、その指標値をハイレート劣化トリガとして用いてもよい。 In the present embodiment, an example has been described in which charge / discharge current control for suppressing high-rate deterioration is executed based on the shift amount ΔRohm. That is, an example in which “shift amount ΔRohm = high rate deterioration trigger” has been described. However, another index value may be calculated using the shift amount ΔRohm and the index value may be used as a high rate deterioration trigger.
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 二次電池システム、10 バッテリ、20 リレー、30 交流インピーダンス測定装置、31 発振器、32 ポテンショスタット、33 ロックインアンプ、40 SMR、50 PCU、61 電圧センサ、62 電流センサ、63 温度センサ、100 ECU、9 車両、910,920 モータジェネレータ、930 動力分割装置、940 エンジン、950 駆動輪。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Secondary battery system 10 Battery 20 Relay 30 AC impedance measuring device 31 Oscillator 32 Potentiostat 33 Lock-in amplifier 40 SMR 50 PCU 61 Voltage sensor 62 Current sensor 63 Temperature sensor 100 ECU , 9 Vehicle, 910, 920 Motor generator, 930 Power split device, 940 Engine, 950 Drive wheel.
Claims (1)
前記二次電池の温度を検出する温度センサと、
前記二次電池の交流インピーダンスを測定可能に構成された測定装置と、
前記電極体内において前記リチウムイオンの濃度分布が偏ることにより生じる前記二次電池の劣化を引き起こす要因を示すハイレート劣化トリガが所定値よりも大きい場合には、前記ハイレート劣化トリガが前記所定値よりも小さい場合と比べて、前記二次電池の充放電電流を抑制する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記二次電池の初期状態における前記二次電池の直流抵抗を示す初期直流抵抗と、前記二次電池の温度との対応関係を記憶しており、
前記測定装置により測定された前記二次電池の交流インピーダンスの測定結果から前記二次電池の直流抵抗を取得し、
取得された直流抵抗と、前記温度センサにより検出された温度に対応する前記初期直流抵抗との差を用いて前記ハイレート劣化トリガを推定する、二次電池システム。 A secondary battery having an electrode body impregnated with an electrolyte containing lithium ions;
A temperature sensor for detecting a temperature of the secondary battery;
A measuring device configured to be able to measure the AC impedance of the secondary battery;
When the high rate deterioration trigger indicating a factor causing the deterioration of the secondary battery caused by the uneven distribution of the lithium ion concentration in the electrode body is larger than a predetermined value, the high rate deterioration trigger is smaller than the predetermined value. And a control device that suppresses the charge / discharge current of the secondary battery as compared with the case,
The control device includes:
Storing the correspondence between the initial DC resistance indicating the DC resistance of the secondary battery in the initial state of the secondary battery and the temperature of the secondary battery;
Obtaining the DC resistance of the secondary battery from the measurement result of the AC impedance of the secondary battery measured by the measuring device,
A secondary battery system that estimates the high-rate degradation trigger using a difference between the acquired DC resistance and the initial DC resistance corresponding to the temperature detected by the temperature sensor.
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