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JP2019040845A - State prediction method of secondary battery, charge control method, system and program - Google Patents

State prediction method of secondary battery, charge control method, system and program Download PDF

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JP2019040845A JP2017164388A JP2017164388A JP2019040845A JP 2019040845 A JP2019040845 A JP 2019040845A JP 2017164388 A JP2017164388 A JP 2017164388A JP 2017164388 A JP2017164388 A JP 2017164388A JP 2019040845 A JP2019040845 A JP 2019040845A
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伸之 南方
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Toyo Tire Corp
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Abstract

【課題】充電及び放電がランダムに行われる実使用で利用可能な二次電池の状態予測方法を提供する。【解決手段】方法は、二次電池2の充放電容量Qと変形量Tとに対応する実測値を取得するステップS1と、実測値の時系列データから、二次電池の充放電容量Qと変形量Tとの関係を示す特性曲線Lnにおける少なくとも1つの変曲点P1(P2)を抽出するステップS6と、二次電池の充放電容量と変形量との関係を示す特性曲線L1のうち、少なくとも満充電時点Pf、残量ゼロ時点Pe及びステージ変曲点P1、P2を有する過去の特性データを取得するステップS8と、抽出した変曲点を基準として、過去の特性データが示す特性曲線L1を、実測値の時系列データが示す特性曲線Lnにフィッティング処理して、実測値の時系列データにない部分が補間された特性曲線L2を示す予測特性データを生成するステップS9と、を含む。【選択図】図6CA state prediction method for a secondary battery that can be used in actual use in which charging and discharging are performed randomly is provided. The method includes a step of obtaining an actual measurement value corresponding to a charge / discharge capacity Q and a deformation amount T of a secondary battery 2, and a charge / discharge capacity Q of the secondary battery from time series data of the actual measurement value. Step S6 for extracting at least one inflection point P1 (P2) in the characteristic curve Ln indicating the relationship with the deformation amount T, and among the characteristic curve L1 indicating the relationship between the charge / discharge capacity of the secondary battery and the deformation amount, Step S8 for obtaining past characteristic data having at least a full charge time point Pf, a remaining amount zero time point Pe, and stage inflection points P1 and P2, and a characteristic curve L1 indicated by the past characteristic data on the basis of the extracted inflection points Step S9 for fitting to the characteristic curve Ln indicated by the time series data of the actual measurement value to generate predicted characteristic data indicating the characteristic curve L2 interpolated with a portion not included in the time series data of the actual measurement value. . [Selection] Figure 6C

Description

本発明は、二次電池の状態を予測する方法、充電制御方法、システム、及びプログラムに関する。   The present invention relates to a method for predicting a state of a secondary battery, a charge control method, a system, and a program.

近年、リチウムイオン二次電池に代表される密閉型二次電池(以下、単に「二次電池」と呼ぶことがある)は、携帯電話やノートパソコンなどのモバイル機器だけでなく、電気自動車やハイブリッド車といった電動車両用の電源としても利用されている。二次電池は、充放電サイクルを繰り返すことにより劣化するとともに、その劣化の進行に伴って残容量、電池の劣化容量などの状態の正確な把握が難しくなる。   In recent years, sealed secondary batteries represented by lithium ion secondary batteries (hereinafter sometimes referred to simply as “secondary batteries”) are not only mobile devices such as mobile phones and laptop computers, but also electric vehicles and hybrids. It is also used as a power source for electric vehicles such as cars. The secondary battery deteriorates by repeating the charge / discharge cycle, and as the deterioration progresses, it becomes difficult to accurately grasp the state of the remaining capacity, the deteriorated capacity of the battery, and the like.

特許文献1には、電池間の圧力とSOC(State of charge)の関係から、残容量を推定することが記載されている。しかし、この方法では、満充電から完全放電に近いサイクルの充電挙動を得る必要があり、充電及び放電がランダムに行われる実使用では、推定が困難である。   Patent Document 1 describes that the remaining capacity is estimated from the relationship between the pressure between the batteries and the SOC (State of charge). However, in this method, it is necessary to obtain a charge behavior of a cycle close to full discharge from full charge, and it is difficult to estimate in actual use in which charging and discharging are performed randomly.

特許文献2には、二次電池の厚みを計測し、厚みから残容量を計測することが記載されている。しかし、劣化に伴う残容量の変化については考慮されていない。   Patent Document 2 describes that the thickness of a secondary battery is measured and the remaining capacity is measured from the thickness. However, changes in remaining capacity due to deterioration are not taken into consideration.

特開2016−101048号公報JP, 2006-101048, A 特開2004−14462号公報JP 2004-14462 A

本発明は、このような課題に着目してなされたものであり、その目的は、充電及び放電がランダムに行われる実使用で利用可能な二次電池の状態予測方法、充電方法、システム及びプログラムを提供することにある。   The present invention has been made paying attention to such problems, and its purpose is to provide a state prediction method, a charging method, a system, and a program for a secondary battery that can be used in actual use in which charging and discharging are performed randomly. Is to provide.

本発明に係る二次電池の状態予測方法は、
二次電池の充放電容量と変形量とに対応する実測値を取得するステップと、
前記実測値の時系列データから、前記二次電池の充放電容量と変形量との関係を示す特性曲線における少なくとも1つの変曲点を抽出するステップと、
二次電池の充放電容量と変形量との関係を示す特性曲線のうち、少なくとも満充電時点、残量ゼロ時点及びステージ変曲点を有する過去の特性データを取得するステップと、
抽出した変曲点を基準として、前記過去の特性データが示す特性曲線を、前記実測値の時系列データが示す特性曲線にフィッティング処理して、前記実測値の時系列データにない部分が補間された特性曲線を示す予測特性データを生成するステップと、
を含む。
The state prediction method for a secondary battery according to the present invention includes:
Obtaining actual measurement values corresponding to the charge / discharge capacity and deformation amount of the secondary battery;
Extracting from the time series data of the measured values at least one inflection point in a characteristic curve indicating the relationship between the charge / discharge capacity and deformation amount of the secondary battery;
Of the characteristic curve showing the relationship between the charge / discharge capacity of the secondary battery and the deformation amount, obtaining past characteristic data having at least a full charge time, a remaining time zero, and a stage inflection point;
Using the extracted inflection point as a reference, the characteristic curve indicated by the past characteristic data is fitted to the characteristic curve indicated by the time series data of the actual measurement value, and a portion not included in the time series data of the actual measurement value is interpolated. Generating predicted characteristic data indicating the characteristic curve,
including.

二次電池の充放電容量と変形量との関係を示す特性曲線には、ステージ変化に伴って特性曲線の傾きが大きく変化する変曲点が2つ存在する。この方法によれば、実測値の時系列データから、特性曲線における変曲点を抽出し、抽出した変曲点を基準として過去の特性データと実測値データとをフィッティングしているので、満充電から完全放電までの長期間の測定データがなくても、例えば満充電から変曲点まで、一方の変曲点から他方の変曲点までといったある程度の短い期間の実測データがあれば、或る程度の精度を確保した予測特性データが生成可能となる。
したがって、満充電から完全放電までといった一連の充放電ではなく、充電及び放電がランダムに行われる実使用において、或る程度の精度を確保した予測特性データが生成でき、二次電池の状態が予測可能となる。
The characteristic curve indicating the relationship between the charge / discharge capacity of the secondary battery and the deformation amount has two inflection points at which the slope of the characteristic curve changes greatly as the stage changes. According to this method, the inflection point in the characteristic curve is extracted from the time series data of the actually measured value, and the past characteristic data and the actually measured value data are fitted on the basis of the extracted inflection point. Even if there is no long-term measurement data from full charge to complete discharge, if there is measured data for a short period of time, for example, from full charge to inflection point, from one inflection point to the other inflection point, Predictive characteristic data with a certain degree of accuracy can be generated.
Therefore, it is possible to generate predictive characteristic data with a certain degree of accuracy in actual use in which charging and discharging are performed randomly rather than a series of charging and discharging from full charge to complete discharge, and predict the state of the secondary battery It becomes possible.

二次電池の状態予測方法を実行するためのシステムの一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of the system for performing the state prediction method of a secondary battery. 密閉型二次電池を模式的に示す斜視図。FIG. 3 is a perspective view schematically showing a sealed secondary battery. 図2AのA−A断面図。AA sectional drawing of FIG. 2A. 過去の特性データが示す特性曲線を示すグラフ。The graph which shows the characteristic curve which the past characteristic data shows. 実測値の時系列データ及び過去の特性データが示す特性曲線を示すグラフ。The graph which shows the characteristic curve which the time-series data of measured value and past characteristic data show. 実測値の時系列データ及び実測値の微分値を示すグラフ。The graph which shows the time series data of a measured value, and the differential value of a measured value. 予測特性データを生成する処理に関する説明図。Explanatory drawing regarding the process which produces | generates prediction characteristic data. 予測特性データを生成する処理に関する説明図。Explanatory drawing regarding the process which produces | generates prediction characteristic data. 予測特性データを生成する処理に関する説明図。Explanatory drawing regarding the process which produces | generates prediction characteristic data. 予測特性データを生成する処理に関する説明図。Explanatory drawing regarding the process which produces | generates prediction characteristic data. 予測特性データを生成する処理に関する説明図。Explanatory drawing regarding the process which produces | generates prediction characteristic data. 予測特性データを生成する処理に関する説明図。Explanatory drawing regarding the process which produces | generates prediction characteristic data. 予測特性データを生成する処理に関する説明図。Explanatory drawing regarding the process which produces | generates prediction characteristic data. 予測特性データを生成する処理に関する説明図。Explanatory drawing regarding the process which produces | generates prediction characteristic data. 残容量の算出処理に関する説明図。Explanatory drawing regarding the calculation process of remaining capacity. 初期特性データ及び予測特性データのフィッティング処理に関する説明図。Explanatory drawing regarding the fitting process of initial characteristic data and prediction characteristic data. 初期特性データ及び予測特性データのフィッティング処理に関する説明図。Explanatory drawing regarding the fitting process of initial characteristic data and prediction characteristic data. 劣化状態の算出処理に関する説明図。Explanatory drawing regarding the calculation process of a degradation state. 劣化状態の算出処理に関する説明図。Explanatory drawing regarding the calculation process of a degradation state. 劣化状態の算出処理に関する説明図。Explanatory drawing regarding the calculation process of a degradation state. リチウム析出までの厚み変化量を算出する処理に関する説明図。Explanatory drawing regarding the process which calculates thickness variation | change_quantity until lithium precipitation. リチウム析出までの厚み変化量を算出する処理に関する説明図。Explanatory drawing regarding the process which calculates thickness variation | change_quantity until lithium precipitation. 充電制御に関する説明図。Explanatory drawing regarding charge control. システムで実行される状態予測処理ルーチンを示すフローチャート。The flowchart which shows the state prediction process routine performed with a system.

以下、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

図1は、電気自動車やハイブリッド車といった電動車両に搭載されるシステムを示している。このシステムは、複数の密閉型二次電池2により構成された組電池を筐体内に収容してなる電池モジュール1を備える。本実施形態では、4つの二次電池2が2並列2直列に接続されているが、電池の数や接続形態はこれに限定されない。図1では電池モジュール1を1つだけ示しているが、実際には複数の電池モジュール1を含んだ電池パックとして装備される。電池パックでは、複数の電池モジュール1が直列に接続され、それらがコントローラなどの諸般の機器と一緒に筐体内に収容される。電池パックの筐体は、車載に適した形状に、例えば車両の床下形状に合わせた形状に形成される。   FIG. 1 shows a system mounted on an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. This system includes a battery module 1 in which an assembled battery composed of a plurality of sealed secondary batteries 2 is housed in a casing. In the present embodiment, four secondary batteries 2 are connected in two parallel two series, but the number of batteries and the connection form are not limited to this. Although only one battery module 1 is shown in FIG. 1, the battery pack 1 actually includes a plurality of battery modules 1. In the battery pack, a plurality of battery modules 1 are connected in series, and they are housed in a casing together with various devices such as a controller. The casing of the battery pack is formed in a shape suitable for in-vehicle use, for example, a shape that matches the underfloor shape of the vehicle.

図2に示した二次電池2は、密閉された外装体21の内部に電極群22が収容されたセル(単電池)として構成されている。電極群22は、正極23と負極24がそれらの間にセパレータ25を介して積層または捲回された構造を有し、セパレータ25には電解液が保持されている。本実施形態の二次電池2は、外装体21としてアルミラミネート箔などのラミネートフィルムを用いたラミネート電池であり、具体的には容量1.44Ahのラミネート型リチウムイオン二次電池である。二次電池2は全体として薄型の直方体形状に形成され、X,Y及びZ方向は、それぞれ二次電池2の長さ方向,幅方向及び厚み方向に相当する。また、Z方向は、正極23と負極24の厚み方向でもある。   The secondary battery 2 shown in FIG. 2 is configured as a cell (single cell) in which an electrode group 22 is accommodated inside a sealed exterior body 21. The electrode group 22 has a structure in which a positive electrode 23 and a negative electrode 24 are laminated or wound through a separator 25 therebetween, and the separator 25 holds an electrolytic solution. The secondary battery 2 of the present embodiment is a laminated battery using a laminated film such as an aluminum laminated foil as the outer package 21, and is specifically a laminated lithium ion secondary battery having a capacity of 1.44 Ah. The secondary battery 2 is formed in a thin rectangular parallelepiped shape as a whole, and the X, Y, and Z directions correspond to the length direction, the width direction, and the thickness direction of the secondary battery 2, respectively. The Z direction is also the thickness direction of the positive electrode 23 and the negative electrode 24.

二次電池2には、その二次電池2の変形を検出する検出センサ5が取り付けられている。検出センサ5は、二次電池2に貼り付けられる高分子マトリックス層3と、検出部4とを備える。高分子マトリックス層3は、その高分子マトリックス層3の変形に応じて外場に変化を与えるフィラーを分散させて含有している。本実施形態の高分子マトリックス層3は、柔軟な変形が可能なエラストマー素材によりシート状に形成されている。検出部4は、外場の変化を検出する。二次電池2が膨れて変形すると、それに応じて高分子マトリックス層3が変形し、その高分子マトリックス層3の変形に伴う外場の変化が検出部4により検出される。このようにして、二次電池2の変形を高感度に検出できる。   A detection sensor 5 for detecting deformation of the secondary battery 2 is attached to the secondary battery 2. The detection sensor 5 includes a polymer matrix layer 3 attached to the secondary battery 2 and a detection unit 4. The polymer matrix layer 3 contains a filler that disperses the external field according to deformation of the polymer matrix layer 3 in a dispersed manner. The polymer matrix layer 3 of the present embodiment is formed in a sheet shape from an elastomer material that can be flexibly deformed. The detector 4 detects a change in the external field. When the secondary battery 2 swells and deforms, the polymer matrix layer 3 is deformed accordingly, and a change in the external field accompanying the deformation of the polymer matrix layer 3 is detected by the detection unit 4. In this way, deformation of the secondary battery 2 can be detected with high sensitivity.

図2の例では、二次電池2の外装体21に高分子マトリックス層3を貼り付けているため、外装体21の変形(主に膨れ)に応じて高分子マトリックス層3を変形させることができる。一方、二次電池2の電極群22に高分子マトリックス層3を貼り付けてもよく、かかる構成によれば、電極群22の変形(主に膨れ)に応じて高分子マトリックス層3を変形させることができる。検出する二次電池2の変形は、外装体21及び電極群22の何れの変形であっても構わない。   In the example of FIG. 2, since the polymer matrix layer 3 is attached to the outer package 21 of the secondary battery 2, the polymer matrix layer 3 can be deformed according to deformation (mainly swelling) of the outer package 21. it can. On the other hand, the polymer matrix layer 3 may be affixed to the electrode group 22 of the secondary battery 2. According to such a configuration, the polymer matrix layer 3 is deformed in accordance with deformation (mainly swelling) of the electrode group 22. be able to. The deformation of the secondary battery 2 to be detected may be any deformation of the outer package 21 and the electrode group 22.

検出センサ5によって検出した信号は制御装置6に伝達され、これにより二次電池2の変形に関する情報が制御装置6に供給される。   A signal detected by the detection sensor 5 is transmitted to the control device 6, whereby information regarding deformation of the secondary battery 2 is supplied to the control device 6.

<二次電池の状態予測システム>
図1に示すように、二次電池の状態予測システムは、過去特性データ取得部60と、実測値取得部61と、変曲点抽出部62と、予測特性データ生成部63と、残容量算出部64と、初期特性データ取得部65と、劣化情報生成部66と、を有する。本実施形態において、各部60〜66は、制御装置6で実現されているが、これに限定されない。例えば、通信ネットワークを介して遠方にある情報処理装置で実現されてもよい。なお、残容量算出部64、初期特性データ取得部65及び劣化情報生成部66は、必要に応じて省略可能である。
<Secondary battery state prediction system>
As shown in FIG. 1, the secondary battery state prediction system includes a past characteristic data acquisition unit 60, an actual measurement value acquisition unit 61, an inflection point extraction unit 62, a prediction characteristic data generation unit 63, and a remaining capacity calculation. Unit 64, initial characteristic data acquisition unit 65, and deterioration information generation unit 66. In this embodiment, each part 60-66 is implement | achieved by the control apparatus 6, However, It is not limited to this. For example, it may be realized by an information processing apparatus located far away via a communication network. The remaining capacity calculation unit 64, the initial characteristic data acquisition unit 65, and the deterioration information generation unit 66 can be omitted as necessary.

<過去特性データの取得>
過去特性データ取得部60は、二次電池2の過去の特性データを取得する。図3に示すように、過去の特性データは、二次電池の充放電容量Qと変形量Tとの関係を示す特性曲線L1のうち、少なくとも満充電時点Pf、残量ゼロ時点Pe及びステージ変曲点P1、P2を有する。この4点あれば、特性曲線L1を或る程度再現できるからである。二次電池2の状態は、特性曲線L1で表現することができる。
<Acquisition of past characteristic data>
The past characteristic data acquisition unit 60 acquires past characteristic data of the secondary battery 2. As shown in FIG. 3, the past characteristic data includes at least a full charge point Pf, a remaining amount zero point Pe, and a stage change in a characteristic curve L1 indicating the relationship between the charge / discharge capacity Q of the secondary battery and the deformation amount T. It has music points P1 and P2. This is because with these four points, the characteristic curve L1 can be reproduced to some extent. The state of the secondary battery 2 can be expressed by a characteristic curve L1.

図3のグラフにおいて、横軸は、原点を満充電時点Pfとする放電容量Qであり、縦軸は、検出した二次電池2の変形量Tである。満充電時点Pfからの放電容量Qが増加するにつれて、二次電池2の変形量Tは二次電池2の厚みが小さくなる方向へ変化する。これは、充電された二次電池2では、負極活物質の体積変化による電極群22の膨れ(以下、「電極膨れ」と呼ぶことがある)が生じており、その電極膨れが放電に伴って小さくなるためである。電極のステージ変化に起因して、図3のように2つの変曲点P1、P2(勾配の変化)を含んだ形状となる。例えば負極にグラファイト(黒鉛)を用いたリチウムイオン二次電池の場合、そのグラファイトの結晶状態は、満充電時点Pfから放電するに伴って順次にステージ変化することが知られている。これは、リチウムイオンの挿入量に伴ってグラフェン層間の距離が段階的に拡大することで負極活物質が膨張するためである。要するに、ステージ変化によって活物質の体積は段階的に変化し、それが特性曲線L1に反映されている。放電容量Qが更に増加すると、残量ゼロ時点Peに至る。   In the graph of FIG. 3, the horizontal axis is the discharge capacity Q with the origin as the fully charged time point Pf, and the vertical axis is the detected deformation amount T of the secondary battery 2. As the discharge capacity Q from the full charge point Pf increases, the deformation amount T of the secondary battery 2 changes in a direction in which the thickness of the secondary battery 2 decreases. This is because, in the charged secondary battery 2, the electrode group 22 swells (hereinafter sometimes referred to as “electrode swell”) due to the volume change of the negative electrode active material, and the electrode swell is accompanied by discharge. This is because it becomes smaller. Due to the stage change of the electrode, the shape includes two inflection points P1 and P2 (change in gradient) as shown in FIG. For example, in the case of a lithium ion secondary battery using graphite (graphite) for the negative electrode, it is known that the crystalline state of the graphite sequentially changes in stages as it is discharged from the full charge point Pf. This is because the negative electrode active material expands as the distance between the graphene layers increases stepwise with the insertion amount of lithium ions. In short, the volume of the active material changes stepwise due to the stage change, which is reflected in the characteristic curve L1. When the discharge capacity Q further increases, the remaining time point Pe is reached.

本実施形態では、満充電時点Pf、残量ゼロ時点Pe及び変曲点P1、P2の4点の間にもデータを有する。特性データは、4点間に複数点のデータを設けた離散データでもよいし、4点間を曲線で結んだ連続的なデータであってもよい。過去の特性データは、二次電池2の出荷時に設定される初期特性ではなく、使用を開始してから、現時点までの間の過去のデータでる。直近の充電サイクルのデータであれば、現時点と過去データの乖離が少ないため、より好ましい。過去の特性データは、制御装置6のメモリに記憶されており、過去特性データ取得部60は、メモリからデータを取得する。   In the present embodiment, data is also included between the four points of the full charge point Pf, the remaining amount zero point Pe, and the inflection points P1 and P2. The characteristic data may be discrete data in which data of a plurality of points is provided between four points, or may be continuous data in which four points are connected by a curve. The past characteristic data is not the initial characteristics set at the time of shipment of the secondary battery 2, but is past data from the start of use until the present time. The most recent charge cycle data is more preferable because there is little difference between the current data and past data. Past characteristic data is stored in the memory of the control device 6, and the past characteristic data acquisition unit 60 acquires data from the memory.

<実測値データの取得>
実測値取得部61は、二次電池2の充放電容量と変形量とに対応する実測値を取得する。二次電池の変形量Tに対応する値は検出センサ5が検出した値である。本実施形態において、電圧又は磁束密度の変化量等で表現しているが、これに限定されず、厚み又は変形量に対応する物理量であれば、種々変更可能である。二次電池2の充放電容量は放電容量と充電容量との総称である。本実施形態では放電容量、具体的には満充電時点からの放電容量としているが、これに限定されない。充放電容量に対応する値は、電流、充電量又は放電量で表すことができ、種々変更可能である。二次電池2の充放電容量と変形量とに対応する実測値は、繰り返し取得され、時系列データとなる。図4は、実測値の時系列データが表す特性曲線Lnを実線で示している。図4の例では、満充電時点Pfから実測を開始して、放電を継続しており、変曲点P1には未だ到達してない例を示している。図4において破線で示す特性曲線L1は、図3で示した過去の特性データが示す特性曲線L1を対比のために両者が異なるように誇張して図示している。
<Acquisition of actual measurement data>
The actual measurement value acquisition unit 61 acquires actual measurement values corresponding to the charge / discharge capacity and deformation amount of the secondary battery 2. The value corresponding to the deformation amount T of the secondary battery is a value detected by the detection sensor 5. In this embodiment, it is expressed by a change amount of voltage or magnetic flux density or the like, but is not limited to this, and can be variously changed as long as it is a physical quantity corresponding to the thickness or the deformation amount. The charge / discharge capacity of the secondary battery 2 is a generic term for a discharge capacity and a charge capacity. In this embodiment, the discharge capacity, specifically, the discharge capacity from the point of full charge, is used, but the present invention is not limited to this. The value corresponding to the charge / discharge capacity can be expressed by current, charge amount or discharge amount, and can be variously changed. The actual measurement values corresponding to the charge / discharge capacity and deformation amount of the secondary battery 2 are repeatedly acquired and become time-series data. FIG. 4 shows a characteristic curve Ln represented by time-series data of actual measurement values with a solid line. The example of FIG. 4 shows an example in which actual measurement is started from the fully charged time point Pf, discharging is continued, and the inflection point P1 has not yet been reached. In FIG. 4, a characteristic curve L1 indicated by a broken line is exaggerated so that the characteristic curve L1 indicated by the past characteristic data shown in FIG. 3 is different for comparison.

なお、図4では、実線で特性曲線Lnを示しているが、現実には、実測値である生データには、縦軸に振動する大きなノイズが含まれることが多く、単位放電容量あたりのデータが複数点上下に振動する形で存在している。縦軸のノイズを除去してデータ処理を容易にするために、縦軸に対して移動平均又は中央値などのフィルタ処理を実行して、単位放電容量あたりのデータが1プロットになるようにしている。これにより、特性曲線Lnの傾きを示す微分値が算出可能になる。   In FIG. 4, the characteristic curve Ln is indicated by a solid line. However, in reality, the raw data that is actually measured values often include large noise that vibrates on the vertical axis, and data per unit discharge capacity. Exist in a form that vibrates up and down multiple points. In order to remove noise on the vertical axis and facilitate data processing, filter processing such as moving average or median is performed on the vertical axis so that the data per unit discharge capacity becomes one plot. Yes. Thereby, a differential value indicating the slope of the characteristic curve Ln can be calculated.

<変曲点の抽出>
変曲点抽出部62は、実測値の時系列データから、二次電池2の充放電容量と変形量との関係を示す特性曲線Lnにおける少なくとも1つの変曲点(P1又はP2)を抽出する。具体的には、実績値に基づき定まる充放電容量Qに関する変形量Tの微分値(ΔT/ΔQ)に基づき変曲点を抽出する。微分値は特性曲線Lnの傾きであり、微分値の変化が大きい箇所が変曲点だからである。微分値の変化量が或る値よりも大きいことを抽出条件として変曲点を抽出することが可能である。
<Inflection point extraction>
The inflection point extraction unit 62 extracts at least one inflection point (P1 or P2) in the characteristic curve Ln indicating the relationship between the charge / discharge capacity and the deformation amount of the secondary battery 2 from the time-series data of the actually measured values. . Specifically, the inflection point is extracted based on the differential value (ΔT / ΔQ) of the deformation amount T with respect to the charge / discharge capacity Q determined based on the actual value. This is because the differential value is the slope of the characteristic curve Ln, and the portion where the change in the differential value is large is an inflection point. It is possible to extract an inflection point on the condition that the amount of change in the differential value is larger than a certain value.

本実施形態では、抽出精度を高めるために、取得した実測値が示す充放電容量Qに応じて抽出条件を設定し、取得した実測値に基づき定まる充放電容量Qに関する変形量Tの微分値(ΔT/ΔQ)が抽出条件を満たす場合に、実測値を変曲点として抽出する。実施例を次に説明する。   In the present embodiment, in order to increase the extraction accuracy, an extraction condition is set according to the charge / discharge capacity Q indicated by the acquired actual measurement value, and the differential value (the differential value of the deformation amount T with respect to the charge / discharge capacity Q determined based on the acquired actual measurement value ( When ΔT / ΔQ) satisfies the extraction condition, the actual measurement value is extracted as an inflection point. Examples will now be described.

図5に示すように、実測値の取得を継続すれば、同図の上グラフに示すように、放電容量Qと変形量(ここではホール素子の電圧値)との関係を示す離散データが得られる。この離散データを微分処理すれば、同図の下グラフに示すように、放電容量に関する変形量の微分値[ΔmV/ΔmAh]が得られる。この微分値は、単位充放電容量(単位放電容量)毎に1つあり、同図の下グラフのように図示すれば、1つの点となる。   As shown in FIG. 5, if the acquisition of the actual measurement values is continued, discrete data indicating the relationship between the discharge capacity Q and the deformation amount (here, the voltage value of the Hall element) is obtained as shown in the upper graph of FIG. It is done. If this discrete data is differentiated, a differential value [ΔmV / ΔmAh] of the deformation amount relating to the discharge capacity is obtained as shown in the lower graph of FIG. There is one differential value for each unit charge / discharge capacity (unit discharge capacity), and if it is illustrated as shown in the lower graph of FIG.

抽出条件の設定は、図4に示すように、或る時点Pnにて取得した実測値が示す充放電容量QPnが、過去の特性データにおける変曲点P1(P2)の充放電容量QP1(QP2)を中心とする所定範囲内に入る場合に、図5の下グラフに示すように、過去の特性データに基づき微分値の閾値ThP1(ThP2)を設定する。例えば、図4に示すように、或る時点Pnの実測値データが示す充放電容量QPnが変曲点P1の近くにある場合には、図5の下グラフに示すように、微分値の閾値ThP1が設定される。そして、実測値の取得(計測)が更に進み、図5に示すように、実測値に基づく微分値が閾値ThP1を通過したことによって変曲点P1が抽出される。図5の下グラフにおいて、放電中に変曲点P1を抽出するための抽出条件は、閾値ThP1を下に向かって通過したことであり、充電中に変曲点P1を抽出するための抽出条件は、閾値ThP1を上に向けて通過したことである。同様に、放電中に変曲点P2を抽出するための抽出条件は、閾値ThP2を上に向けて通過したことであり、充電中に変曲点P2を抽出するための抽出条件は、閾値ThP2を下に向けて通過したことである。 Setting the extraction conditions, as shown in FIG. 4, the charge-discharge capacity Q Pn showing actual measurement values acquired in a certain time Pn is the charge-discharge capacity Q P1 inflection point P1 (P2) in the past of the characteristic data When entering within a predetermined range centered on (Q P2 ), as shown in the lower graph of FIG. 5, a threshold value Th P1 (Th P2 ) of the differential value is set based on past characteristic data. For example, as shown in FIG. 4, when the charge / discharge capacity Q Pn indicated by the actually measured value data at a certain point Pn is near the inflection point P1, as shown in the lower graph of FIG. A threshold value Th P1 is set. Then, the acquisition (measurement) of the actual measurement value further proceeds, and as shown in FIG. 5, the inflection point P1 is extracted when the differential value based on the actual measurement value passes the threshold value Th P1 . In the lower graph of FIG. 5, the extraction condition for extracting the inflection point P1 during discharge is that the threshold Th P1 has passed downward, and the extraction for extracting the inflection point P1 during charging is performed. The condition is that the threshold Th P1 is passed upward. Similarly, the extraction condition for extracting the inflection point P2 during discharge is that the threshold Th P2 has passed upward, and the extraction condition for extracting the inflection point P2 during charging is the threshold value. It has passed through Th P2 downward.

上記微分値の閾値ThP1、ThP2を用いる方法では、ノイズなどの影響により一次的に閾値ThP1、ThP2を通過した場合であっても変曲点が抽出されてしまうおそれがある。そこで、微分値が閾値ThP1、ThP2を通過することに加えて、充放電容量が変化する或る期間の間、微分値が連続して上がり続けること又は下がり続けることを抽出条件として設定している。本実施形態では、微分値を単位放電容量毎に算出しているので、少なくとも3つの微分値が連続して上がり続けること又は下がり続けることを抽出条件としている。この場合、充放電容量が変化する或る期間は、3点分であり、単位放電容量[ΔmAh]×3となる。この期間は適宜変更可能である。 In the method using the threshold value Th P1, Th P2 of the differential value, there is a fear that even when passed through the the primary threshold value Th P1, Th P2 due to the effects of noise become inflection point is extracted. Therefore, in addition to the differential value passing through the threshold values Th P1 and Th P2 , it is set as an extraction condition that the differential value continuously increases or decreases for a certain period during which the charge / discharge capacity changes. ing. In the present embodiment, since the differential value is calculated for each unit discharge capacity, the extraction condition is that at least three differential values continue to increase or decrease continuously. In this case, a certain period during which the charge / discharge capacity changes is equivalent to three points, and becomes unit discharge capacity [ΔmAh] × 3. This period can be changed as appropriate.

<予測特性データの生成>
予測特性データ生成部63は、図6C及び図7Cに示すように、抽出した変曲点を基準として、過去の特性データが示す特性曲線L1を、実測値の時系列データが示す特性曲線Lnにフィッティング処理して、実測値の時系列データにない部分が補間された特性曲線L2を示す予測特性データを生成する。予測特性データ生成部63は、生成した予測特性データをメモリに保存する。本実施形態では、特性曲線の予測精度を向上させるために、次に説明する方法を採用している。
<Generation of predicted characteristic data>
As shown in FIGS. 6C and 7C, the predicted characteristic data generation unit 63 converts the characteristic curve L1 indicated by the past characteristic data into the characteristic curve Ln indicated by the time-series data of the actual measurement values with the extracted inflection point as a reference. A fitting process is performed to generate predicted characteristic data indicating a characteristic curve L2 in which a portion not included in the time-series data of the actual measurement values is interpolated. The prediction characteristic data generation unit 63 stores the generated prediction characteristic data in a memory. In the present embodiment, the method described below is adopted in order to improve the prediction accuracy of the characteristic curve.

<予測特性データの生成処理1>
図6Aは、2つの変曲点P1、P2が抽出された例を示す。変曲点P2は、直近に抽出された変曲点である。変曲点抽出部62が2つの変曲点P1、P2を抽出した場合は、予測特性データ生成部63は、過去の特性データにおける2つの変曲点P1、P2を、実測値の時系列データにおける対応する2つの変曲点P1、P2に特性曲線の伸縮により一致させるための係数を算出する。係数の一例として、横軸の拡大率Xr=a’/a、 縦軸の拡大率Yr=b’/b、 傾きが挙げられる。
次に、図6Bに示すように、係数を用いて、過去の特性データが示す特性曲線L1全体を伸縮調整して、縮尺調整後の特性曲線L1’を生成する。
次に、図6Cに示すように、調整後の特性曲線L1’を移動させて、実測値の時系列データが示す特性曲線Lnにおける直近に抽出した変曲点P2と調整後の特性曲線L1’の対応する変曲点P2とを一致させ、予測特性データを生成する。そうすれば、同図に示すように、実測値の時系列データにない部分(図中にて破線で示す)が補間された特性曲線L2を示す予測特性データが生成される。予測特性データが示す特性曲線L2は、特性曲線Lnと特性曲線L1’とが含まれている。
<Prediction characteristic data generation process 1>
FIG. 6A shows an example in which two inflection points P1 and P2 are extracted. The inflection point P2 is an inflection point extracted most recently. When the inflection point extraction unit 62 extracts two inflection points P1 and P2, the predicted characteristic data generation unit 63 uses the two inflection points P1 and P2 in the past characteristic data as time-series data of measured values. A coefficient for matching the corresponding two inflection points P1 and P2 with the expansion and contraction of the characteristic curve is calculated. As an example of the coefficient, the horizontal axis enlargement ratio Xr = a ′ / a, the vertical axis enlargement ratio Yr = b ′ / b, and the slope.
Next, as shown in FIG. 6B, the entire characteristic curve L1 indicated by the past characteristic data is expanded / contracted using a coefficient to generate a scaled characteristic curve L1 ′.
Next, as shown in FIG. 6C, the adjusted characteristic curve L1 ′ is moved, and the inflection point P2 extracted most recently in the characteristic curve Ln indicated by the time-series data of the actually measured values and the adjusted characteristic curve L1 ′ are obtained. Are matched with the corresponding inflection point P2 to generate prediction characteristic data. Then, as shown in the figure, predicted characteristic data indicating the characteristic curve L2 in which a portion (indicated by a broken line in the figure) not included in the time series data of the actual measurement values is interpolated is generated. The characteristic curve L2 indicated by the predicted characteristic data includes a characteristic curve Ln and a characteristic curve L1 ′.

<予測特性データの生成処理2>
図7Aは、1つの変曲点P1が抽出され且つ実測値の時系列データに満充電時点Pf又は残量ゼロ時点Peのいずれか1点に対応する実測値が含まれている例を示す。変曲点抽出部62が1つの変曲点P1を抽出した場合は、予測特性データ生成部63は、過去の特性データにおける満充電時点Pf又は残量ゼロ時点Peのいずれか1点と変曲点P1の2点を、実測値の時系列データにおける対応する2点に特性曲線の伸縮により一致させるための係数を算出する。図7Aの例では、満充電時点Pfと変曲点P1とを縦横伸縮により一致させるための係数を算出している。係数の一例として、横軸の拡大率Xr=a’/a、 縦軸の拡大率Yr=b’/b、 傾きが挙げられる。
次に、図7Bに示すように、係数を用いて、過去の特性データが示す特性曲線L1全体を伸縮調整して、縮尺調整後の特性曲線L1’を生成する。
次に、図7Cに示すように、調整後の特性曲線L1’を移動させて、実測値の時系列データが示す特性曲線Lnにおける直近に抽出した変曲点P1と調整後の特性曲線L1’の対応する変曲点P1とを一致させ、予測特性データを生成する。そうすれば、同図に示すように、実測値の時系列データにない部分(図中にて破線で示す)が補間された特性曲線L2を示す予測特性データが生成される。予測特性データが示す特性曲線L2は、特性曲線Lnと特性曲線L1’とが含まれている。
<Prediction characteristic data generation process 2>
FIG. 7A shows an example in which one inflection point P1 is extracted and the measured value corresponding to one of the fully charged time point Pf or the remaining charge zero time point Pe is included in the time-series data of the actually measured values. When the inflection point extraction unit 62 extracts one inflection point P1, the prediction characteristic data generation unit 63 inflections with either one of the full charge time point Pf or the zero remaining time point Pe in the past characteristic data. A coefficient for matching the two points P1 with the corresponding two points in the time-series data of the actually measured values by expansion / contraction of the characteristic curve is calculated. In the example of FIG. 7A, a coefficient for matching the full charge time point Pf and the inflection point P1 by vertical and horizontal expansion and contraction is calculated. As an example of the coefficient, the horizontal axis enlargement ratio Xr = a ′ / a, the vertical axis enlargement ratio Yr = b ′ / b, and the slope.
Next, as shown in FIG. 7B, the entire characteristic curve L1 indicated by the past characteristic data is expanded / contracted using a coefficient to generate a scaled characteristic curve L1 ′.
Next, as shown in FIG. 7C, the adjusted characteristic curve L1 ′ is moved, and the inflection point P1 extracted most recently in the characteristic curve Ln indicated by the time-series data of the actual measurement values and the adjusted characteristic curve L1 ′. Are matched with the corresponding inflection point P1 to generate prediction characteristic data. Then, as shown in the figure, predicted characteristic data indicating the characteristic curve L2 in which a portion (indicated by a broken line in the figure) not included in the time series data of the actual measurement values is interpolated is generated. The characteristic curve L2 indicated by the predicted characteristic data includes a characteristic curve Ln and a characteristic curve L1 ′.

<予測特性データの生成処理3>
図7Dは、1つの変曲点P1が抽出されたものの、実測値の時系列データに満充電時点Pf又は残量ゼロ時点Peのいずれか1点に対応する実測値が含まれていない例を示す。図7D及び図7Eに示すように、予測特性データ生成部63は、過去の特性データが示す特性曲線L1を拡大及び縮小せずに係数1(等倍)として、直近に抽出された変曲点P1と、過去の特性データにおける変曲点P1とが一致するように、過去の特性データが示す特性曲線L1を移動させて補間し、予測特性データを生成する。
<Prediction characteristic data generation process 3>
FIG. 7D shows an example in which one inflection point P1 is extracted, but the actual measurement value corresponding to one of the full charge time point Pf or the remaining zero time point Pe is not included in the time series data of the actual measurement value. Show. As shown in FIG. 7D and FIG. 7E, the predicted characteristic data generation unit 63 uses the inflection point most recently extracted as the coefficient 1 (same size) without expanding or reducing the characteristic curve L1 indicated by the past characteristic data. The characteristic curve L1 indicated by the past characteristic data is moved and interpolated so that P1 and the inflection point P1 in the past characteristic data match, thereby generating predicted characteristic data.

予測特性データには、満充電時点Pf、残量ゼロ時点Pe及び2つの変曲点P1、P2が含まれている。なお、図6A〜6C、図7A〜7Bは、考え方を示したものであり、手順はこれに限定されない。   The predicted characteristic data includes a fully charged time point Pf, a remaining time zero point Pe, and two inflection points P1 and P2. 6A to 6C and FIGS. 7A to 7B show the idea, and the procedure is not limited to this.

なお、図6A〜6Cに示す生成処理1、および図7A〜7Cに示す生成処理2に比べれば二次電池2の特性曲線の再現精度が劣る可能性があるが、フィッティング処理として、最小二乗法などの他の方法でも実行可能である。例えば、マイクロソフト社製のエクセル(登録商標)内のソルバー(登録商標)のような、市販のソフトでも可能である。   Although the reproduction accuracy of the characteristic curve of the secondary battery 2 may be inferior to the generation process 1 shown in FIGS. 6A to 6C and the generation process 2 shown in FIGS. 7A to 7C, the least square method is used as the fitting process. Other methods can also be executed. For example, commercially available software such as Solver (registered trademark) in Excel (registered trademark) manufactured by Microsoft Corporation is also possible.

<残容量の算出>
残容量の算出は、予測特性データと、残容量を予測する時点の実測値とを用いる。具体的に、残容量算出部64は、図8に示すように、残容量を予測する時点の実測値が示す充放電容量QPnと、予測特性データにおける残量ゼロ時点Peの充放電容量QPeとの差を残容量Qrとして算出する。
<Calculation of remaining capacity>
The remaining capacity is calculated using prediction characteristic data and an actual measurement value at the time of predicting the remaining capacity. Specifically, as shown in FIG. 8, the remaining capacity calculation unit 64 includes a charge / discharge capacity Q Pn indicated by an actual measurement value at the time when the remaining capacity is predicted, and a charge / discharge capacity Q at the remaining time zero point Pe in the predicted characteristic data. The difference from Pe is calculated as the remaining capacity Qr.

<劣化情報の生成>
劣化情報を生成するためには、上記で求めた予測特性データと、初期の特性データとを用いる。場合によっては、予測特性データのみで劣化情報を生成することが可能であるが、これは後述する。劣化情報として、電極の副反応バランス、充放電に寄与する活物質量の変化度、リチウム析出までの厚み変化量が挙げられる。
<Generation of degradation information>
In order to generate the deterioration information, the predicted characteristic data obtained above and the initial characteristic data are used. In some cases, it is possible to generate the degradation information only with the prediction characteristic data, which will be described later. Deterioration information includes the side reaction balance of the electrode, the degree of change in the amount of active material contributing to charge and discharge, and the amount of change in thickness until lithium deposition.

初期特性データ取得部65は、図9Aに示すように、二次電池2の充放電容量Qと変形量Tとの関係を示す特性曲線L0のうち、少なくとも満充電時点Pf、残量ゼロ時点Pe及びステージ変曲点P1、P2を有する初期の特性データを取得する。初期特性データ取得部65は、メモリからデータを取得する。初期の特性データは、劣化していない初期段階の二次電池2を基準状態としており、例えば製造時または出荷前の二次電池2を用いて求められ、その特性曲線L0に関する情報は、制御装置6が備える不図示のメモリに予め記憶されている。特性曲線L0を求めた充放電工程では、出荷前の二次電池2を25℃の恒温槽に入れ、120分静置後、0.144Aの充電電流で4.32Vまで定電流充電し、4.32Vに到達後、0.07Aに電流値が減衰するまで定電圧充電を行い、その後10分間の開回路状態を保持し、0.144Aの電流で3.0Vまで定電流放電を行った。このときの満充電状態から完全放電状態までの放電容量は1.44Ahであった。   As shown in FIG. 9A, the initial characteristic data acquisition unit 65 includes at least a full charge point Pf and a remaining charge zero point Pe among characteristic curves L0 indicating the relationship between the charge / discharge capacity Q and the deformation amount T of the secondary battery 2. And initial characteristic data having stage inflection points P1 and P2. The initial characteristic data acquisition unit 65 acquires data from the memory. The initial characteristic data is based on the secondary battery 2 in the initial stage that has not deteriorated, and is obtained using, for example, the secondary battery 2 at the time of manufacture or before shipment. Information on the characteristic curve L0 is obtained from the control device. 6 is stored in advance in a memory (not shown). In the charging / discharging process for obtaining the characteristic curve L0, the secondary battery 2 before shipment is placed in a constant temperature bath at 25 ° C., left for 120 minutes, and then charged at a constant current of 4.34 V with a charging current of 0.144 A. After reaching .32 V, constant voltage charging was performed until the current value decreased to 0.07 A, and then the open circuit state was maintained for 10 minutes, and constant current discharging was performed to 3.0 V with a current of 0.144 A. The discharge capacity from the fully charged state to the fully discharged state at this time was 1.44 Ah.

<充放電に寄与する活物質量の変化度>
劣化情報生成部66は、図9Aに示すように、初期特性データ(L0)における2つの変曲点P1、P2と、予測特性データ(L2)における対応する2つの変曲点P1、P2とを、特性曲線の伸縮により一致させるための充放電容量の拡大率(a’/a)を、充放電に寄与する活物質量の変化度として算出する。図9Aでは、横軸の拡大率=充放電容量の拡大率(a’/a)である。
<Degree of change in the amount of active material contributing to charge / discharge>
As shown in FIG. 9A, the deterioration information generation unit 66 uses two inflection points P1 and P2 in the initial characteristic data (L0) and two corresponding inflection points P1 and P2 in the prediction characteristic data (L2). Then, the expansion rate (a ′ / a) of the charge / discharge capacity for matching with the expansion / contraction of the characteristic curve is calculated as the degree of change in the amount of active material contributing to charge / discharge. In FIG. 9A, the expansion rate on the horizontal axis = the expansion rate of charge / discharge capacity (a ′ / a).

また、図9Bに示すように、充放電容量の拡大率を算出してもよい。劣化情報生成部66は、2つの変曲点P1、P2の間の比率(a’/a)、一方の変曲点P1と満充電時点Pfの間の比率(b’/b)及び他方の変曲点P2と残量ゼロ時点Peの間の比率(c’/c)を用い、2つの変曲点P1、P2の間の重み付けを他の区間の重み付けよりも大きく設定して、集計により算出する。例えば、b:a:c=1:8:1の重み付けで集計する場合で説明する。この場合の、充放電容量の拡大率は、{b’/b×1+a’/a×8+c’/c×1}/{1+8+1}となる。このようにすれば、2つの変曲点間の比率だけに比べて、満充電時点Pf及び残量ゼロ時点Peもフィッティング結果として近くなるので、特性曲線全体での一致度があがり、算出精度が向上すると考える。   Further, as shown in FIG. 9B, the expansion rate of the charge / discharge capacity may be calculated. The deterioration information generation unit 66 has a ratio (a ′ / a) between two inflection points P1 and P2, a ratio (b ′ / b) between one inflection point P1 and a full charge point Pf, and the other. By using the ratio (c ′ / c) between the inflection point P2 and the remaining amount zero point Pe, the weighting between the two inflection points P1 and P2 is set larger than the weighting of other sections, and the total calculate. For example, a case where data is tabulated with a weight of b: a: c = 1: 8: 1 will be described. In this case, the expansion ratio of the charge / discharge capacity is {b ′ / b × 1 + a ′ / a × 8 + c ′ / c × 1} / {1 + 8 + 1}. In this way, compared to the ratio between the two inflection points, the full charge time point Pf and the remaining zero time point Pe are close as fitting results, so the degree of coincidence in the entire characteristic curve is increased, and the calculation accuracy is improved. I think it will improve.

<劣化状態>
劣化情報生成部66は、図10A〜Cに示すように、初期特性データ(L0)における2つの変曲点P1、P2と、予測特性データ(L2)における2つの変曲点P1、P2とを、特性曲線の伸縮により一致させるための係数(充放電容量の拡大率、変形量の拡大率)を用いて初期特性データが示す特性曲線(L0)全体を伸縮調整し、初期特性データの調整後の特性曲線(L0’)及び予測特性データの特性曲線(L2)における2つの変曲点P1、P2同士を一致させ、満充電時点Pf同士の充放電容量の左右ずれ量D1および残量ゼロ時点Pe同士の充放電容量の左右ずれ量D2の平均値[(D1+D2)/2]を、電池の劣化状態として算出する。
図9A及び図9Bでは、横軸の拡大率(充放電容量の拡大率)のみを算出したが、ここでは、縦軸の拡大率(変形量の拡大率)も算出する。
<Deterioration state>
As illustrated in FIGS. 10A to 10C, the deterioration information generation unit 66 uses two inflection points P1 and P2 in the initial characteristic data (L0) and two inflection points P1 and P2 in the prediction characteristic data (L2). After the initial characteristic data is adjusted, the entire characteristic curve (L0) indicated by the initial characteristic data is stretched and adjusted using coefficients (expansion rate of charge / discharge capacity, expansion rate of deformation amount) for matching with the expansion and contraction of the characteristic curve. The two inflection points P1 and P2 in the characteristic curve (L0 ′) and the characteristic curve (L2) of the predicted characteristic data are made to coincide with each other, and the left / right shift amount D1 and the remaining time zero point of the charge / discharge capacity between the full charge points The average value [(D1 + D2) / 2] of the left-right deviation amount D2 of the charge / discharge capacity between Pe is calculated as the deterioration state of the battery.
In FIGS. 9A and 9B, only the horizontal axis expansion rate (charge / discharge capacity expansion rate) is calculated, but here the vertical axis expansion rate (deformation amount expansion rate) is also calculated.

具体的なステップは、次の通りである。
まず、劣化情報生成部66は、図10Aに示すように、予測特性データ(L2)における2つの変曲点P1、P2と、初期特性データ(L0)における2つの変曲点P1、P2とを、特性曲線の伸縮に一致させるための係数を算出する。係数の算出は、図6A〜Cに示す方法と同じである。
The specific steps are as follows.
First, as shown in FIG. 10A, the deterioration information generation unit 66 uses two inflection points P1 and P2 in the predicted characteristic data (L2) and two inflection points P1 and P2 in the initial characteristic data (L0). The coefficient for matching the expansion and contraction of the characteristic curve is calculated. The calculation of the coefficient is the same as the method shown in FIGS.

次に、劣化情報生成部66は、図10Bに示すように、係数を用いて初期特性データが示す特性曲線(L0)全体を伸縮調整し、調整後の特性曲線(L0’)を示すデータを生成する。
次に、劣化情報生成部66は、図10B及び図10Cに示すように、予測特性データ(L2)における直近に抽出された変曲点P2と、伸縮調整後の初期特性データ(L0’)における対応する変曲点P2とが一致するように、予測特性データ又は初期特性データの少なくとも一方の特性曲線(L2、L0’)を移動させる。
Next, as illustrated in FIG. 10B, the deterioration information generation unit 66 adjusts the entire characteristic curve (L0) indicated by the initial characteristic data using a coefficient, and generates data indicating the adjusted characteristic curve (L0 ′). Generate.
Next, as shown in FIGS. 10B and 10C, the deterioration information generation unit 66 uses the most recently extracted inflection point P2 in the predicted characteristic data (L2) and the initial characteristic data (L0 ′) after the expansion / contraction adjustment. The characteristic curve (L2, L0 ′) of at least one of the predicted characteristic data and the initial characteristic data is moved so that the corresponding inflection point P2 matches.

次に、劣化情報生成部66は、図10Cに示すように、調整後の初期特性曲線を基準に、満充電時点Pf同士の充放電容量の左右ずれ量D1および残量ゼロ時点Pe同士の充放電容量の左右ずれ量D2の平均値[(D1+D2)/2]を、電池の劣化状態として算出する。   Next, as illustrated in FIG. 10C, the deterioration information generation unit 66 uses the adjusted initial characteristic curve as a reference, and the charge / discharge capacity shift amount D1 between the fully charged time points Pf and the charge amount between the remaining charge time points Pe. The average value [(D1 + D2) / 2] of the right and left displacement amount D2 of the discharge capacity is calculated as the deterioration state of the battery.

この平均値が大きければ、電池の使用により電池が劣化した際に、副反応量について正極と負極とで、いずれかに偏りが生じていることになり、左右どちらにずれているかによって、正極か負極かのどちらの副反応が多くなっているか判別できる。   If this average value is large, when the battery deteriorates due to the use of the battery, the side reaction amount is biased in either the positive electrode or the negative electrode. It can be determined which side reaction of the negative electrode is increasing.

なお、図10A〜Cにおいて、初期特性曲線L0の伸縮調整後に、調整後の初期特性曲線L0’を移動させているが、これに限定されない。例えば、調整後の初期特性曲線L0’ではなく、予測特性曲線L2を移動させてもよいし、両方の曲線を移動させてもよい。また、両曲線を先に移動させて直近に検出した変曲点P2を一致させた後に、初期特性曲線L0を伸縮調整してもよく、移動と伸縮調整を同時に実施してもよい。   10A to 10C, the adjusted initial characteristic curve L0 ′ is moved after the expansion / contraction adjustment of the initial characteristic curve L0. However, the present invention is not limited to this. For example, instead of the adjusted initial characteristic curve L0 ', the predicted characteristic curve L2 may be moved, or both curves may be moved. In addition, the initial characteristic curve L0 may be expanded / contracted after moving both curves first and the inflection point P2 detected most recently is matched, and the movement and expansion / contraction adjustment may be performed simultaneously.

図10A〜Cにおける初期特性曲線L0の伸縮調整する際に用いる係数は、図9Bに示す充放電容量の拡大率の算出方法と同じ方法で算出可能である。すなわち、劣化情報生成部66は、2つの変曲点P1、P2の間の比率、一方の変曲点P1と満充電時点Pfの間の比率及び他方の変曲点P2と残量ゼロ時点Peの間の比率を用い、2つの変曲点P1、P2の間の重み付けを他の区間の重み付けよりも大きく設定して、集計により算出する。ここでは、横軸及び縦軸の両方の係数を算出する。   The coefficient used when adjusting the expansion / contraction of the initial characteristic curve L0 in FIGS. 10A to 10C can be calculated by the same method as the calculation method of the expansion rate of the charge / discharge capacity shown in FIG. 9B. That is, the deterioration information generation unit 66 has a ratio between the two inflection points P1 and P2, a ratio between the one inflection point P1 and the full charge point Pf, and the other inflection point P2 and the remaining amount zero point Pe. The weight between the two inflection points P1 and P2 is set to be larger than the weights of the other sections using the ratio between the two points, and calculation is performed by aggregation. Here, the coefficients on both the horizontal axis and the vertical axis are calculated.

<リチウム析出までの厚み変化量>
リチウム析出までの厚み変化量を知ることができれば、リチウムが析出しないように充電制御することが可能となる。ここでは、図11Aに示すように、初期特性データには、厚み最大点PLが設定されている。厚み最大点PLは、これよりも充電すればリチウムが析出してしまう限界点である。
また、十分な安全が確保できるのであれば、満充電時点Pf=厚み最大点PLとしてもよい。この場合、満充電時点Pfから残量ゼロ時点Peまでの変化量が下記T1となり、初期特性データを用いなくても、予測特性データにおける満充電時点Pfを厚み最大点とすることができる。
<Thickness change until lithium deposition>
If the amount of thickness change until lithium deposition can be known, charge control can be performed so that lithium does not precipitate. Here, as shown in FIG. 11A, a maximum thickness point PL is set in the initial characteristic data. The maximum thickness point PL is a limit point where lithium is deposited if the battery is charged more than this.
If sufficient safety can be ensured, the fully charged time point Pf may be set to the maximum thickness point PL. In this case, the amount of change from the fully charged time point Pf to the zero remaining time point Pe is T1 below, and the fully charged time point Pf in the predicted characteristic data can be set as the maximum thickness point without using the initial characteristic data.

劣化情報生成部66は、図9A及び図9Bに示す手法を用いて、特性曲線の伸縮により、初期特性データが示す特性曲線L0を、予測特性データが示す特性曲線L2にフィッティング処理するための係数(充放電容量の拡大率、変形量の拡大率)を算出する。図9A及び図9Bでは、横軸の拡大率(充放電容量の拡大率)のみを算出したが、縦軸の拡大率(変形量の拡大率)も算出する。   The degradation information generation unit 66 uses the method shown in FIGS. 9A and 9B to perform a coefficient for fitting the characteristic curve L0 indicated by the initial characteristic data to the characteristic curve L2 indicated by the predicted characteristic data by the expansion and contraction of the characteristic curve. (Charge / discharge capacity expansion rate, deformation rate expansion rate) are calculated. In FIGS. 9A and 9B, only the horizontal axis expansion rate (charge / discharge capacity expansion rate) is calculated, but the vertical axis expansion rate (deformation amount expansion rate) is also calculated.

次に、劣化情報生成部66は、図11Bに示すように、算出した係数を用いて初期特性データにおける厚み最大点PLから予測特性データにおける厚み最大点PL’を特定する。次に、劣化情報生成部66は、同図に示すように、予測特性データ(L2)における厚み最大点PL’から残量ゼロ時点Peまでの変形量T1を、残量ゼロ時点を基点としたリチウム析出までの厚み変化量T1として算出する。   Next, as illustrated in FIG. 11B, the deterioration information generation unit 66 identifies the maximum thickness point PL ′ in the predicted characteristic data from the maximum thickness point PL in the initial characteristic data using the calculated coefficient. Next, as shown in the figure, the deterioration information generation unit 66 uses the deformation amount T1 from the maximum thickness point PL ′ to the remaining zero point Pe in the predicted characteristic data (L2) as the base point at the remaining zero point. The thickness change amount T1 until lithium deposition is calculated.

上記の状態予測方法は、放電中を例示して説明しているが、充電中でも実現することができる。   Although the above-described state prediction method is described by exemplifying discharging, it can be realized even during charging.

<充電制御>
劣化情報生成部66が予測した、リチウム析出までの厚み変化量T1を用いて二次電池2への充電を制御する充電制御部67を制御装置6に設けてもよい。すなわち、充電制御部67は、検出センサ5により充電中に検出した二次電池2の変形量が、残量ゼロ時点を基点としたリチウム析出までの厚み変化量T1を超えないように、充電を制御する。例えば、図12に示すように、厚み変化量T1よりも少ない閾値T2を設定し、当該閾値T2を維持するように電流を制御するようにしてもよい。電流制御方法としては、T2を目標値とした、オンオフ制御、P制御、I制御、D制御、PD制御、PI制御、PID制御、パルス制御、PWM制御などを用いてもよい。また、T1を超えないように制御できるのであれば、T1を目標値としてもよい。
<Charge control>
The control device 6 may be provided with a charge control unit 67 that controls charging of the secondary battery 2 using the thickness change amount T1 until lithium deposition predicted by the deterioration information generation unit 66. That is, the charging control unit 67 performs charging so that the deformation amount of the secondary battery 2 detected during charging by the detection sensor 5 does not exceed the thickness change amount T1 until lithium deposition starting from the time point when the remaining amount is zero. Control. For example, as shown in FIG. 12, a threshold value T2 smaller than the thickness change amount T1 may be set, and the current may be controlled so as to maintain the threshold value T2. As the current control method, on / off control, P control, I control, D control, PD control, PI control, PID control, pulse control, PWM control, etc., with T2 as a target value may be used. In addition, T1 may be set as a target value as long as it can be controlled so as not to exceed T1.

上記システムの動作について、図13を用いて説明する。   The operation of the system will be described with reference to FIG.

まず、ステップS1において、実測値取得部61は、二次電池2の充放電容量Qと変形量Tとに対応する実測値を取得する。このステップは繰り返し実行されるので、実測値の時系列データが得られる。   First, in step S <b> 1, the actual measurement value acquisition unit 61 acquires actual measurement values corresponding to the charge / discharge capacity Q and the deformation amount T of the secondary battery 2. Since this step is repeatedly executed, time-series data of actual measurement values is obtained.

次のステップS2において、予測特性データが存在するか否かを判定する。予測特性データが存在しないと判定した場合には(S2:NO)、ステップS6の処理へ移る。予測特性データが存在すると判定した場合には(S2:YES)、ステップS3の処理へ移る。ステップS3の処理は後述する。   In the next step S2, it is determined whether or not prediction characteristic data exists. If it is determined that the predicted characteristic data does not exist (S2: NO), the process proceeds to step S6. If it is determined that the predicted characteristic data exists (S2: YES), the process proceeds to step S3. The process of step S3 will be described later.

ステップS6において、変曲点抽出部62が、実測値の時系列データから、二次電池2の充放電容量Qと変形量Tとの関係を示す特性曲線Lnにおける少なくとも1つの変曲点P1(P2)を抽出する。本実施形態では、変曲点抽出部62は、取得した実測値が示す充放電容量QPnに応じて抽出条件を設定し、取得した実測値に基づき定まる充放電容量に関する変形量の微分値[ΔmV/ΔmAh]が抽出条件を満たす場合に、実測値を変曲点として抽出する。具体的には、取得した実測値が示す充放電容量QPnが、過去の特性データにおける変曲点P1の充放電容量QP1を中心とする所定範囲内に入る場合に、過去の特性データに基づき微分値の閾値ThP1を設定し、微分値が閾値ThP1を通過したことを抽出条件として設定する。さらに、微分値が閾値ThP1、ThP2を通過することに加えて、充放電容量Qが変化する或る期間の間、微分値が連続して上がり続けること又は下がり続けることを抽出条件として設定している。本実施形態では、微分値を単位放電容量毎に算出しており、少なくとも3つの微分値が連続して上がり続けること又は下がり続けることを抽出条件としている。 In step S6, the inflection point extraction unit 62 obtains at least one inflection point P1 (in the characteristic curve Ln indicating the relationship between the charge / discharge capacity Q and the deformation amount T of the secondary battery 2 from the time series data of the actually measured values. P2) is extracted. In the present embodiment, the inflection point extraction unit 62 sets extraction conditions according to the charge / discharge capacity QPn indicated by the acquired actual measurement value, and the differential value of the deformation amount related to the charge / discharge capacity determined based on the acquired actual measurement value [ When ΔmV / ΔmAh] satisfies the extraction condition, the actual measurement value is extracted as an inflection point. Specifically, when the charge / discharge capacity Q Pn indicated by the acquired actual measurement value falls within a predetermined range centered on the charge / discharge capacity Q P1 at the inflection point P1 in the past characteristic data, based by setting a threshold Th P1 of the differential value is set as the extraction condition that the differential value passes the threshold Th P1. Furthermore, in addition to the differential value passing through the threshold values Th P1 and Th P2 , it is set as an extraction condition that the differential value continuously increases or decreases for a certain period during which the charge / discharge capacity Q changes. doing. In the present embodiment, the differential value is calculated for each unit discharge capacity, and the extraction condition is that at least three differential values continue to increase or decrease continuously.

次にステップS7において、変曲点が抽出できたか否かを判定する。変曲点が抽出できなかった場合(S7:NO)には、ステップS13にて終了条件が成立しているかを判定し、終了条件が成立するまで、ステップS1の処理へ戻る。   Next, in step S7, it is determined whether or not an inflection point has been extracted. If the inflection point cannot be extracted (S7: NO), it is determined in step S13 whether the end condition is satisfied, and the process returns to step S1 until the end condition is satisfied.

ステップS7にて、変曲点が抽出できた場合には(S7:YES)、次のステップS8において、過去特性データ取得部60は、二次電池の充放電容量と変形量との関係を示す特性曲線L1のうち、少なくとも満充電時点Pf、残量ゼロ時点Pe及びステージ変曲点P1、P2を有する過去の特性データを取得する。   If the inflection point can be extracted in step S7 (S7: YES), in the next step S8, the past characteristic data acquisition unit 60 shows the relationship between the charge / discharge capacity of the secondary battery and the deformation amount. Of the characteristic curve L1, the past characteristic data having at least the full charge point Pf, the remaining amount zero point Pe, and the stage inflection points P1 and P2 are acquired.

次のステップS9において、予測特性データ生成部63は、抽出した変曲点を基準として、過去の特性データが示す特性曲線L1を、実測値の時系列データが示す特性曲線Lnにフィッティング処理して、実測値の時系列データにない部分が補間された特性曲線L2を示す予測特性データを生成する。   In the next step S9, the predicted characteristic data generation unit 63 performs a fitting process on the characteristic curve L1 indicated by the past characteristic data to the characteristic curve Ln indicated by the time-series data of the actual measurement values with the extracted inflection point as a reference. Then, the prediction characteristic data indicating the characteristic curve L2 in which the part not included in the time series data of the actual measurement values is interpolated is generated.

ステップS6において実測値取得部61が1つの変曲点を抽出した場合は、予測特性データ生成部63は、過去の特性データにおける満充電時点Pf又は残量ゼロ時点Peのいずれか1点と変曲点P1の2点を、実測値の時系列データにおける対応する2点に特性曲線の伸縮により一致させるための係数を算出し、係数を用いて特性曲線全体を伸縮調整し、変曲点P1を一致させ、予測特性データを生成する。   When the actual measurement value acquisition unit 61 extracts one inflection point in step S6, the predicted characteristic data generation unit 63 changes to either one of the full charge time point Pf or the zero remaining time point Pe in the past characteristic data. A coefficient for matching the two inflection points P1 to the corresponding two points in the time-series data of the actual measurement values by expansion / contraction of the characteristic curve is calculated, and the entire characteristic curve is adjusted by using the coefficient to adjust the inflection point P1. Are matched to generate prediction characteristic data.

ステップS6において実測値取得部61が2つの変曲点を抽出した場合は、予測特性データ生成部63は、過去の特性データにおける2つの変曲点P1、P2を、実測値の時系列データにおける対応する2つの変曲点に特性曲線の伸縮により一致させるための係数を算出し、係数を用いて特性曲線全体を伸縮調整し、直近に抽出した変曲点P2を一致させ、予測特性データを生成する。   When the actual measurement value acquisition unit 61 extracts two inflection points in step S6, the predicted characteristic data generation unit 63 converts the two inflection points P1 and P2 in the past characteristic data into the time series data of the actual measurement values. A coefficient for matching the corresponding two inflection points by expansion / contraction of the characteristic curve is calculated, the entire characteristic curve is adjusted using the coefficient, the inflection point P2 extracted most recently is matched, and the predicted characteristic data is obtained. Generate.

次のステップS10において、実測値の時系列データから2つの異なる変曲点が抽出されたか否かを判定する。異なる変曲点であるかの判断は、SOCや充放電容量によって判断可能である。ステップS12にて、予測特性データに基づき劣化情報を生成するにあたり、2つの異なる変曲点に基づき生成された予測特性データの方が、1つの変曲点のみで生成されたデータよりも精度が高いと考えられるためである。勿論、1つの変曲点のみが抽出された状態において劣化情報を生成するように構成してもよい。   In the next step S10, it is determined whether or not two different inflection points are extracted from the time-series data of the actually measured values. The determination of whether the inflection point is different can be made based on the SOC and charge / discharge capacity. In step S12, when generating the deterioration information based on the prediction characteristic data, the prediction characteristic data generated based on two different inflection points is more accurate than the data generated based on only one inflection point. This is because it is considered high. Of course, the deterioration information may be generated in a state where only one inflection point is extracted.

ステップS10にて、2つの異なる変曲点が抽出された判定された場合(S10:YES)には、ステップS11において、初期特性データ取得部65は、二次電池の充放電容量と変形量との関係を示す特性曲線L0のうち、少なくとも厚み最大点PL、満充電時点Pf、残量ゼロ時点Pe及びステージ変曲点P1、P2を有する初期特性データを取得する。厚み最大点PLは、省略可能である。   If it is determined in step S10 that two different inflection points have been extracted (S10: YES), in step S11, the initial characteristic data acquisition unit 65 determines the charge / discharge capacity and deformation amount of the secondary battery. Among the characteristic curve L0 indicating the relationship, initial characteristic data having at least a maximum thickness point PL, a fully charged time point Pf, a remaining amount zero time point Pe, and stage inflection points P1 and P2 are acquired. The maximum thickness point PL can be omitted.

次のステップS12において、劣化情報生成部66は、劣化容量、充放電に寄与する活物質量の変化度又は残量ゼロ時点を基点としたリチウム析出までの厚み変化量のうち少なくともいずれかを求める。   In the next step S12, the deterioration information generation unit 66 obtains at least one of the deterioration capacity, the degree of change in the amount of active material that contributes to charging / discharging, or the amount of change in thickness until the lithium deposition starting from the time when the remaining amount is zero. .

ステップS12において、充放電に寄与する活物質量の変化度を求める場合、劣化情報生成部66は、初期特性データにおける2つの変曲点P1、P2と、予測特性データにおける対応する2つの変曲点P1、P2とを、特性曲線の伸縮により一致させるための充放電容量の拡大率を算出する。   In step S12, when obtaining the degree of change in the amount of active material that contributes to charging / discharging, the deterioration information generation unit 66 has two inflection points P1 and P2 in the initial characteristic data and two corresponding inflections in the predicted characteristic data. The expansion rate of the charge / discharge capacity for matching the points P1 and P2 with the expansion and contraction of the characteristic curve is calculated.

ステップS12において、劣化状態を求める場合、劣化情報生成部66は、初期特性データ(L0)における2つの変曲点P1、P2と、予測特性データ(L2)における2つの変曲点P1、P2とを、特性曲線の伸縮により一致させるための係数(充放電容量の拡大率、変形量の拡大率)を用いて初期特性データが示す特性曲線(L0)全体を伸縮調整し、初期特性データの調整後の特性曲線(L0’)及び予測特性データの特性曲線(L2)における2つの変曲点P1、P2同士を一致させ、満充電時点Pf同士の充放電容量の左右ずれ量D1および残量ゼロ時点Pe同士の充放電容量の左右ずれ量D2の平均値[(D1+D2)/2]を、電池の劣化状態として算出する。   In step S12, when the deterioration state is obtained, the deterioration information generation unit 66 includes two inflection points P1 and P2 in the initial characteristic data (L0) and two inflection points P1 and P2 in the prediction characteristic data (L2). The initial characteristic data is adjusted by expanding / contracting the entire characteristic curve (L0) indicated by the initial characteristic data by using coefficients (expansion rate of charge / discharge capacity, enlargement rate of deformation amount) for matching the characteristic curve by expansion / contraction of the characteristic curve. The two inflection points P1 and P2 in the subsequent characteristic curve (L0 ′) and the characteristic curve (L2) of the predicted characteristic data are made to coincide with each other, and the left / right deviation amount D1 and the remaining amount of charge / discharge capacity between the full charge points Pf The average value [(D1 + D2) / 2] of the left-right deviation amount D2 of the charge / discharge capacity between the time points Pe is calculated as the battery deterioration state.

ステップS12において、残量ゼロ時点を基点としたリチウム析出までの厚み変化量を求める場合には、劣化情報生成部66は、初期特性データにおける2つの変曲点P1、P2と、予測特性データにおける2つの変曲点P1、P2とを、特性曲線の伸縮により一致させるための係数を算出し、係数を用いて初期特性データにおける厚み最大点PLから予測特性データにおける厚み最大点PL’を特定し、予測特性データにおける厚み最大点PL’から残量ゼロ時点Peまでの変形量T1を算出する。
Pf=PLとして設定されている場合には、劣化情報生成部66は、予測特性データにおける厚み最大点PL(Pf)から残量ゼロ時点Peまでの変形量T1を算出する。
In step S12, when obtaining the amount of change in thickness from the time when the remaining amount is zero until the lithium deposition, the deterioration information generation unit 66 uses the two inflection points P1 and P2 in the initial characteristic data and the predicted characteristic data. A coefficient for matching the two inflection points P1 and P2 with the expansion and contraction of the characteristic curve is calculated, and the maximum thickness point PL ′ in the predicted characteristic data is specified from the maximum thickness point PL in the initial characteristic data using the coefficient. Then, a deformation amount T1 from the maximum thickness point PL ′ to the remaining time zero point Pe in the predicted characteristic data is calculated.
When Pf = PL is set, the deterioration information generation unit 66 calculates the deformation amount T1 from the maximum thickness point PL (Pf) to the remaining zero point Pe in the predicted characteristic data.

ステップS12の処理が終わると、ステップS13の処理へ移る。   When the process of step S12 ends, the process proceeds to step S13.

ステップS3において、残容量算出部64は、残容量を予測する時点の実測値が示す充放電容量QPnと、予測特性データにおける残量ゼロ時点Peの充放電容量QPeとの差を残容量Qrとして算出する。すなわち、予測特性データが一度生成されると、実測値データを取得するたびに、残容量が算出される。 In step S3, the remaining capacity calculation unit 64 calculates the difference between the charge / discharge capacity Q Pn indicated by the actual measurement value at the time of predicting the remaining capacity and the charge / discharge capacity Q Pe at the remaining time zero Pe in the predicted characteristic data. Calculated as Qr. That is, once the prediction characteristic data is generated, the remaining capacity is calculated every time the actual measurement data is acquired.

ステップS4〜S5は、予測特性データの見直しを図るための処理である。具体的には、ステップS4において、実測値の時系列データに2つの変曲点P1、P2が含まれ且つ予測特性データが既に生成されている場合に、所定の再生成条件が成立しているか否かを判定する。本実施形態では、所定の再生成条件として、一旦生成された予測特性データと実測値の差が閾値を超えているか否かを判定する。差が閾値を超えている場合には、ステップS5において、予測特性データ生成部63は、予測特性データを生成し直す。実測値に基づき予測特性データを一旦生成したものの、実測値に合致しなくなったからである。ここでは、再生成条件として、誤差に着目しているが、例えば所定の充放電容量に到達したことや、予測特性データから所定時間経過したことなど種々挙げられ、適宜変更可能である。
この予測特性データを生成方法は、図9Bに示す方法と同様に、予測特性データの特性曲線を実測値の時系列データの特性曲線に特性曲線の伸縮により一致させるための係数を算出し、係数を用いて特性曲線全体を伸縮調整し、直近に抽出した変曲点を一致させ、予測特性データを再生成する。係数は、2つの変曲点の間の比率、最新の実測値と最新実測値に近い側の変曲点との間の比率を少なくとも用い、2つの変曲点の間の重み付けを他の区間の重み付けよりも大きく設定して、集計により算出することが好ましい。このようにすれば、2つの変曲点間の1区間だけでなく、2つの区画の比率を用い、最新の実測値についても合致するようにフィッティングされるので、予測特性データが実測値に即した形となる。
さらに、実測値の時系列データに、満充電時点Pf及び残量ゼロ時点Peのうち最新の実測値から遠い方が含まれている場合には、満充電時点Pf及び残量ゼロ時点Peのうち最新の実測値から遠い方と一方の変曲点との間の比率、2つの変曲点の間の比率、最新の実測値と最新実測値に近い他方の変曲点の間の比率を用い、2つの変曲点の間の重み付けを他の区間の重み付けよりも大きく設定して、集計により算出することが好ましい。このようにすれば、3区画の比率を用い、満充電時点Pf及び残量ゼロ時点Peのいずれかと最新実測値についても合致するようにフィッティングされるので、予測特性データが実測値に即した形になる。
Steps S4 to S5 are processes for reviewing the predicted characteristic data. Specifically, in step S4, whether the predetermined regeneration condition is satisfied when the inflection points P1 and P2 are included in the time series data of the actually measured values and the predicted characteristic data has already been generated. Determine whether or not. In the present embodiment, as a predetermined regeneration condition, it is determined whether or not the difference between the once generated prediction characteristic data and the actually measured value exceeds a threshold value. When the difference exceeds the threshold value, in step S5, the prediction characteristic data generation unit 63 regenerates the prediction characteristic data. This is because once the predicted characteristic data is generated based on the actual measurement value, it does not match the actual measurement value. Here, attention is paid to the error as the regeneration condition, but there are various examples such as the fact that a predetermined charge / discharge capacity has been reached and that a predetermined time has elapsed from the predicted characteristic data, and can be changed as appropriate.
As with the method shown in FIG. 9B, the method for generating the predicted characteristic data calculates a coefficient for making the characteristic curve of the predicted characteristic data coincide with the characteristic curve of the time-series data of the actual measurement value by expansion and contraction of the characteristic curve. Is used to adjust the expansion and contraction of the entire characteristic curve, match the inflection points extracted most recently, and regenerate the predicted characteristic data. The coefficient is at least the ratio between the two inflection points, the ratio between the latest measured value and the inflection point closer to the latest measured value, and the weight between the two inflection points is set to another interval. It is preferable that the weight is set to be greater than the weighting and calculated by aggregation. In this way, fitting is performed so that the latest measured values are matched using not only one section between two inflection points but also the ratio of the two sections. It becomes a shape.
Further, when the time series data of the actual measurement values includes the full charge time point Pf and the remaining zero time point Pe which is far from the latest actual measurement value, the full charge time point Pf and the remaining zero time point Pe Use the ratio between the one farthest from the latest measured value and one inflection point, the ratio between the two inflection points, the ratio between the latest measured value and the other inflection point close to the latest measured value. It is preferable that the weighting between two inflection points is set larger than the weighting of other sections and is calculated by aggregation. In this way, since the ratio of the three sections is used and fitting is performed so that either the fully charged time point Pf or the remaining amount zero time point Pe matches the latest measured value, the predicted characteristic data is in a form corresponding to the actually measured value. become.

検出部4は、外場の変化を検出可能な箇所に配置され、好ましくは二次電池2の膨れによる影響を受けにくい比較的堅固な箇所に貼り付けられる。本実施形態では、図2Bのように、壁部28aに対向する電池モジュールの筐体11の内面に検出部4を貼り付けている。電池モジュールの筐体11は、例えば金属またはプラスチックにより形成され、ラミネートフィルムが用いられる場合もある。図面上、検出部4は、高分子マトリックス層3と近接して配置されているが、高分子マトリックス層3から離して配置しても構わない。   The detection unit 4 is disposed at a location where a change in the external field can be detected, and is preferably attached to a relatively rigid location that is not easily affected by the swelling of the secondary battery 2. In this embodiment, as shown in FIG. 2B, the detection unit 4 is attached to the inner surface of the casing 11 of the battery module facing the wall 28a. The casing 11 of the battery module is formed of, for example, metal or plastic, and a laminate film may be used. In the drawing, the detection unit 4 is disposed close to the polymer matrix layer 3, but may be disposed away from the polymer matrix layer 3.

本実施形態では、高分子マトリックス層3が上記フィラーとしての磁性フィラーを含有し、検出部4が上記外場としての磁場の変化を検出する例を示す。この場合、高分子マトリックス層3は、エラストマー成分からなるマトリックスに磁性フィラーが分散してなる磁性エラストマー層であることが好ましい。   In the present embodiment, an example is shown in which the polymer matrix layer 3 contains a magnetic filler as the filler, and the detection unit 4 detects a change in the magnetic field as the external field. In this case, the polymer matrix layer 3 is preferably a magnetic elastomer layer in which a magnetic filler is dispersed in a matrix made of an elastomer component.

磁性フィラーとしては、希土類系、鉄系、コバルト系、ニッケル系、酸化物系などが挙げられるが、より高い磁力が得られる希土類系が好ましい。磁性フィラーの形状は、特に限定されるものではなく、球状、扁平状、針状、柱状および不定形のいずれであってよい。磁性フィラーの平均粒径は、好ましくは0.02〜500μm、より好ましくは0.1〜400μm、更に好ましくは0.5〜300μmである。平均粒径が0.02μmより小さいと、磁性フィラーの磁気特性が低下する傾向にあり、平均粒径が500μmを超えると、磁性エラストマー層の機械的特性が低下して脆くなる傾向にある。   Examples of the magnetic filler include rare earth-based, iron-based, cobalt-based, nickel-based, and oxide-based materials, but a rare earth-based material that can obtain higher magnetic force is preferable. The shape of the magnetic filler is not particularly limited, and may be spherical, flat, needle-like, columnar, or indefinite. The average particle size of the magnetic filler is preferably 0.02 to 500 μm, more preferably 0.1 to 400 μm, and still more preferably 0.5 to 300 μm. When the average particle size is smaller than 0.02 μm, the magnetic properties of the magnetic filler tend to be lowered, and when the average particle size exceeds 500 μm, the mechanical properties of the magnetic elastomer layer tend to be lowered and become brittle.

磁性フィラーは、着磁後にエラストマー中に導入しても構わないが、エラストマーに導入した後に着磁することが好ましい。エラストマーに導入した後に着磁することで磁石の極性の制御が容易となり、磁場の検出が容易になる。   The magnetic filler may be introduced into the elastomer after magnetization, but is preferably magnetized after being introduced into the elastomer. Magnetization after introduction into the elastomer facilitates control of the polarity of the magnet and facilitates detection of the magnetic field.

エラストマー成分には、熱可塑性エラストマー、熱硬化性エラストマーまたはそれらの混合物を用いることができる。熱可塑性エラストマーとしては、例えばスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、ポリイソプレン系熱可塑性エラストマー、フッ素ゴム系熱可塑性エラストマー等を挙げることができる。また、熱硬化性エラストマーとしては、例えばポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ポリクロロプレンゴム、ニトリルゴム、エチレン−プロピレンゴム等のジエン系合成ゴム、エチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、ポリウレタンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、エピクロルヒドリンゴム等の非ジエン系合成ゴム、および天然ゴム等を挙げることができる。このうち好ましいのは熱硬化性エラストマーであり、これは電池の発熱や過負荷に伴う磁性エラストマーのへたりを抑制できるためである。更に好ましくは、ポリウレタンゴム(ポリウレタンエラストマーともいう)またはシリコーンゴム(シリコーンエラストマーともいう)である。   As the elastomer component, a thermoplastic elastomer, a thermosetting elastomer, or a mixture thereof can be used. Examples of the thermoplastic elastomer include styrene-based thermoplastic elastomer, polyolefin-based thermoplastic elastomer, polyurethane-based thermoplastic elastomer, polyester-based thermoplastic elastomer, polyamide-based thermoplastic elastomer, polybutadiene-based thermoplastic elastomer, polyisoprene-based thermoplastic elastomer, A fluororubber-based thermoplastic elastomer can be used. Examples of the thermosetting elastomer include polyisoprene rubber, polybutadiene rubber, styrene-butadiene rubber, polychloroprene rubber, nitrile rubber, ethylene-propylene rubber and other diene synthetic rubbers, ethylene-propylene rubber, butyl rubber, acrylic rubber, Non-diene synthetic rubbers such as polyurethane rubber, fluorine rubber, silicone rubber, epichlorohydrin rubber, and natural rubber can be mentioned. Among these, a thermosetting elastomer is preferable because it can suppress the sag of the magnetic elastomer accompanying heat generation and overload of the battery. More preferred is polyurethane rubber (also referred to as polyurethane elastomer) or silicone rubber (also referred to as silicone elastomer).

ポリウレタンエラストマーは、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させることにより得られる。ポリウレタンエラストマーをエラストマー成分として用いる場合、活性水素含有化合物と磁性フィラーを混合し、ここにイソシアネート成分を混合させて混合液を得る。また、イソシアネート成分に磁性フィラーを混合し、活性水素含有化合物を混合させることで混合液を得ることも出来る。その混合液を離型処理したモールド内に注型し、その後硬化温度まで加熱して硬化することにより、磁性エラストマーを製造することができる。また、シリコーンエラストマーをエラストマー成分として用いる場合、シリコーンエラストマーの前駆体に磁性フィラーを入れて混合し、型内に入れ、その後加熱して硬化させることにより磁性エラストマーを製造することができる。尚、必要に応じて溶剤を添加してもよい。   The polyurethane elastomer is obtained by reacting a polyol and a polyisocyanate. When using a polyurethane elastomer as an elastomer component, an active hydrogen-containing compound and a magnetic filler are mixed, and an isocyanate component is mixed here to obtain a mixed solution. Moreover, a liquid mixture can also be obtained by mixing a magnetic filler with an isocyanate component and mixing an active hydrogen-containing compound. The mixed liquid is poured into a mold subjected to a release treatment, and then heated to a curing temperature and cured to produce a magnetic elastomer. When a silicone elastomer is used as an elastomer component, a magnetic elastomer can be produced by adding a magnetic filler to a silicone elastomer precursor, mixing it, putting it in a mold, and then heating and curing it. In addition, you may add a solvent as needed.

ポリウレタンエラストマーに使用できるイソシアネート成分としては、ポリウレタンの分野において公知の化合物を使用できる。例えば、2,4−トルエンジイソシアネート、2,6−トルエンジイソシアネート、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、p−キシリレンジイソシアネート、m−キシリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、4,4’−ジシクロへキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネートを挙げることができる。これらは1種で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。また、イソシアネート成分は、ウレタン変性、アロファネート変性、ビウレット変性、及びイソシアヌレート変性等の変性化したものであってもよい。好ましいイソシアネート成分は、2,4−トルエンジイソシアネート、2,6−トルエンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、より好ましくは2,4−トルエンジイソシアネート、2,6−トルエンジイソシアネートである。   As the isocyanate component that can be used in the polyurethane elastomer, compounds known in the field of polyurethane can be used. For example, 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, 2,2′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, p-phenylene Aromatic diisocyanates such as diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-xylylene diisocyanate, m-xylylene diisocyanate, aliphatic diisocyanates such as ethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate 1,4-cyclohexane diisocyanate, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate, nor It can be mentioned alicyclic diisocyanates such as Renan diisocyanate. These may be used alone or in combination of two or more. The isocyanate component may be modified such as urethane modification, allophanate modification, biuret modification, and isocyanurate modification. Preferred isocyanate components are 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, more preferably 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate.

活性水素含有化合物としては、ポリウレタンの技術分野において、通常用いられるものを用いることができる。例えば、ポリテトラメチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレンオキサイドとエチレンオキサイドの共重合体等に代表されるポリエーテルポリオール、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンアジペート、3−メチル−1,5−ペンタンアジペートに代表されるポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカプロラクトングリコールのようなポリエステルグリコールとアルキレンカーボネートとの反応物などで例示されるポリエステルポリカーボネートポリオール、エチレンカーボネートを多価アルコールと反応させ、次いで得られた反応混合物を有機ジカルボン酸と反応させたポリエステルポリカーボネートポリオール、ポリヒドロキシル化合物とアリールカーボネートとのエステル交換反応により得られるポリカーボネートポリオール等の高分子量ポリオールを挙げることができる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   As the active hydrogen-containing compound, those usually used in the technical field of polyurethane can be used. For example, polytetramethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene glycol, polyether polyols typified by copolymers of propylene oxide and ethylene oxide, polybutylene adipates, polyethylene adipates, and 3-methyl-1,5-pentane adipates Polyester polyol such as polyester polyol such as polyester polyol, polycaprolactone polyol, reaction product of polyester glycol such as polycaprolactone glycol and alkylene carbonate, and ethylene carbonate are reacted with polyhydric alcohol. Polyester polycarbonate polyol reacted with organic dicarboxylic acid, polyhydroxyl compound and aryl carbonate It can be mentioned a high molecular weight polyol and polycarbonate polyols obtained by ester exchange reaction. These may be used alone or in combination of two or more.

活性水素含有化合物として上述した高分子量ポリオール成分の他に、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,4−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、トリメチロールプロパン、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、テトラメチロールシクロヘキサン、メチルグルコシド、ソルビトール、マンニトール、ズルシトール、スクロース、2,2,6,6−テトラキス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサノール、及びトリエタノールアミン等の低分子量ポリオール成分、エチレンジアミン、トリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、ジエチレントリアミン等の低分子量ポリアミン成分を用いてもよい。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。更に、4,4’−メチレンビス(o−クロロアニリン)(MOCA)、2,6−ジクロロ−p−フェニレンジアミン、4,4’−メチレンビス(2,3−ジクロロアニリン)、3,5−ビス(メチルチオ)−2,4−トルエンジアミン、3,5−ビス(メチルチオ)−2,6−トルエンジアミン、3,5−ジエチルトルエン−2,4−ジアミン、3,5−ジエチルトルエン−2,6−ジアミン、トリメチレングリコール−ジ−p−アミノベンゾエート、ポリテトラメチレンオキシド−ジ−p−アミノベンゾエート、1,2−ビス(2−アミノフェニルチオ)エタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジエチル−5,5’−ジメチルジフェニルメタン、N,N’−ジ−sec−ブチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジエチルジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジエチル−5,5’−ジメチルジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジイソプロピル−5,5’−ジメチルジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’,5,5’−テトラエチルジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’,5,5’−テトライソプロピルジフェニルメタン、m−キシリレンジアミン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、及びp−キシリレンジアミン等に例示されるポリアミン類を混合することもできる。好ましい活性水素含有化合物は、ポリテトラメチレングリコール、ポリプロピレングリコール、プロピレンオキサイドとエチレンオキサイドの共重合体、3−メチル−1,5−ペンタンアジペート、より好ましくはポリプロピレングリコール、プロピレンオキサイドとエチレンオキサイドの共重合体である。   In addition to the high molecular weight polyol component described above as the active hydrogen-containing compound, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 3-methyl-1,5-pentanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) benzene, trimethylolpropane, glycerin, 1,2,6- Hexanetriol, pentaerythritol, tetramethylolcyclohexane, methylglucoside, sorbitol, mannitol, dulcitol, sucrose, 2,2,6,6-tetrakis (hydroxymethyl) cyclohexanol, and triethanolamine Low molecular weight polyol component equal, ethylenediamine, tolylenediamine, diphenylmethane diamine, may be used low molecular weight polyamine component of diethylenetriamine. These may be used alone or in combination of two or more. Furthermore, 4,4′-methylenebis (o-chloroaniline) (MOCA), 2,6-dichloro-p-phenylenediamine, 4,4′-methylenebis (2,3-dichloroaniline), 3,5-bis ( Methylthio) -2,4-toluenediamine, 3,5-bis (methylthio) -2,6-toluenediamine, 3,5-diethyltoluene-2,4-diamine, 3,5-diethyltoluene-2,6- Diamine, trimethylene glycol-di-p-aminobenzoate, polytetramethylene oxide-di-p-aminobenzoate, 1,2-bis (2-aminophenylthio) ethane, 4,4'-diamino-3,3 ' -Diethyl-5,5'-dimethyldiphenylmethane, N, N'-di-sec-butyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diamy −3,3′-diethyldiphenylmethane, 4,4′-diamino-3,3′-diethyl-5,5′-dimethyldiphenylmethane, 4,4′-diamino-3,3′-diisopropyl-5,5′- Dimethyldiphenylmethane, 4,4′-diamino-3,3 ′, 5,5′-tetraethyldiphenylmethane, 4,4′-diamino-3,3 ′, 5,5′-tetraisopropyldiphenylmethane, m-xylylenediamine, Polyamines exemplified by N, N′-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-xylylenediamine and the like can also be mixed. Preferred active hydrogen-containing compounds are polytetramethylene glycol, polypropylene glycol, a copolymer of propylene oxide and ethylene oxide, 3-methyl-1,5-pentane adipate, more preferably a copolymer of polypropylene glycol, propylene oxide and ethylene oxide. It is a coalescence.

イソシアネート成分と活性水素含有化合物の好ましい組み合わせとしては、イソシアネート成分として、2,4−トルエンジイソシアネート、2,6−トルエンジイソシアネート、および4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートの1種または2種以上と、活性水素含有化合物として、ポリテトラメチレングリコール、ポリプロピレングリコール、プロピレンオキサイドとエチレンオキサイドの共重合体、および3−メチル−1,5−ペンタンアジペートの1種または2種以上との組み合わせである。より好ましくは、イソシアネート成分として、2,4−トルエンジイソシアネートおよび/または2,6−トルエンジイソシアネートと、活性水素含有化合物として、ポリプロピレングリコール、および/またはプロピレンオキサイドとエチレンオキサイドの共重合体との組み合わせである。   Preferred combinations of the isocyanate component and the active hydrogen-containing compound include, as the isocyanate component, one or more of 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, and 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, active hydrogen The containing compound is polytetramethylene glycol, polypropylene glycol, a copolymer of propylene oxide and ethylene oxide, and a combination of one or more of 3-methyl-1,5-pentaneadipate. More preferably, it is a combination of 2,4-toluene diisocyanate and / or 2,6-toluene diisocyanate as the isocyanate component and polypropylene glycol and / or a copolymer of propylene oxide and ethylene oxide as the active hydrogen-containing compound. is there.

高分子マトリックス層3は、分散したフィラーと気泡を含有する発泡体でもよい。発泡体としては、一般の樹脂フォームを用いることができるが、圧縮永久歪などの特性を考慮すると熱硬化性樹脂フォームを用いることが好ましい。熱硬化性樹脂フォームとしては、ポリウレタン樹脂フォーム、シリコーン樹脂フォームなどが挙げられ、このうちポリウレタン樹脂フォームが好適である。ポリウレタン樹脂フォームには、上掲したイソシアネート成分や活性水素含有化合物を使用できる。   The polymer matrix layer 3 may be a foam containing dispersed fillers and bubbles. A general resin foam can be used as the foam, but it is preferable to use a thermosetting resin foam in consideration of characteristics such as compression set. Examples of the thermosetting resin foam include a polyurethane resin foam and a silicone resin foam. Among these, a polyurethane resin foam is preferable. The above-mentioned isocyanate component and active hydrogen-containing compound can be used for the polyurethane resin foam.

磁性エラストマー中の磁性フィラーの量は、エラストマー成分100重量部に対して、好ましくは1〜450重量部、より好ましくは2〜400重量部である。これが1重量部より少ないと、磁場の変化を検出することが難しくなる傾向にあり、450重量部を超えると、磁性エラストマー自体が脆くなる場合がある。   The amount of the magnetic filler in the magnetic elastomer is preferably 1 to 450 parts by weight, more preferably 2 to 400 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the elastomer component. If it is less than 1 part by weight, it tends to be difficult to detect a change in the magnetic field, and if it exceeds 450 parts by weight, the magnetic elastomer itself may become brittle.

磁性フィラーの防錆などを目的として、高分子マトリックス層3の柔軟性を損なわない程度に、高分子マトリックス層3を封止する封止材を設けてもよい。封止材には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂またはそれらの混合物を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、例えばスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、ポリイソプレン系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可塑性エラストマー、エチレン・アクリル酸エチルコポリマー、エチレン・酢酸ビニルコポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩素化ポリエチレン、フッ素樹脂、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリブタジエン等を挙げることができる。また、熱硬化性樹脂としては、例えばポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ポリクロロプレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム等のジエン系合成ゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、ポリウレタンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、エピクロルヒドリンゴム等の非ジエン系ゴム、天然ゴム、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。これらのフィルムは積層されていてもよく、また、アルミ箔などの金属箔や上記フィルム上に金属が蒸着された金属蒸着膜を含むフィルムであってもよい。   For the purpose of preventing rust of the magnetic filler, a sealing material for sealing the polymer matrix layer 3 may be provided to the extent that the flexibility of the polymer matrix layer 3 is not impaired. As the sealing material, a thermoplastic resin, a thermosetting resin, or a mixture thereof can be used. Examples of the thermoplastic resin include styrene-based thermoplastic elastomers, polyolefin-based thermoplastic elastomers, polyurethane-based thermoplastic elastomers, polyester-based thermoplastic elastomers, polyamide-based thermoplastic elastomers, polybutadiene-based thermoplastic elastomers, polyisoprene-based thermoplastic elastomers, Fluorine-based thermoplastic elastomer, ethylene / ethyl acrylate copolymer, ethylene / vinyl acetate copolymer, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, chlorinated polyethylene, fluororesin, polyamide, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polystyrene, polybutadiene Etc. Examples of the thermosetting resin include polyisoprene rubber, polybutadiene rubber, styrene / butadiene rubber, polychloroprene rubber, diene-based synthetic rubber such as acrylonitrile / butadiene rubber, ethylene / propylene rubber, ethylene / propylene / diene rubber, butyl rubber, Non-diene rubbers such as acrylic rubber, polyurethane rubber, fluorine rubber, silicone rubber, epichlorohydrin rubber, natural rubber, polyurethane resin, silicone resin, epoxy resin and the like can be mentioned. These films may be laminated, or may be a film including a metal foil such as an aluminum foil or a metal vapor deposition film in which a metal is vapor deposited on the film.

高分子マトリックス層3は、その厚み方向にフィラーが偏在しているものでも構わない。例えば、高分子マトリックス層3が、フィラーが相対的に多い一方側の領域と、フィラーが相対的に少ない他方側の領域との二層からなる構造でもよい。フィラーを多く含有する一方側の領域では、高分子マトリックス層3の小さな変形に対する外場の変化が大きくなるため、低い内圧に対するセンサ感度を高められる。また、フィラーが相対的に少ない他方側の領域は比較的柔軟で動きやすく、この領域を貼り付けることにより、高分子マトリックス層3(特に一方側の領域)が変形しやすくなる。   The polymer matrix layer 3 may be one in which fillers are unevenly distributed in the thickness direction. For example, the polymer matrix layer 3 may have a structure composed of two layers of a region on one side with a relatively large amount of filler and a region on the other side with a relatively small amount of filler. In the region on one side containing a large amount of filler, the change in the external field with respect to the small deformation of the polymer matrix layer 3 becomes large, so that the sensor sensitivity to a low internal pressure can be enhanced. Further, the region on the other side with relatively little filler is relatively flexible and easy to move. By attaching this region, the polymer matrix layer 3 (especially the region on one side) is likely to be deformed.

一方側の領域でのフィラー偏在率は、好ましくは50を超え、より好ましくは60以上であり、更に好ましくは70以上である。この場合、他方側の領域でのフィラー偏在率は50未満となる。一方側の領域でのフィラー偏在率は最大で100であり、他方側の領域でのフィラー偏在率は最小で0である。したがって、フィラーを含むエラストマー層と、フィラーを含まないエラストマー層との積層体構造でも構わない。フィラーの偏在には、エラストマー成分にフィラーを導入した後、室温あるいは所定の温度で静置し、そのフィラーの重さにより自然沈降させる方法を使用でき、静置する温度や時間を変化させることでフィラー偏在率を調整できる。遠心力や磁力のような物理的な力を用いて、フィラーを偏在させてもよい。或いは、フィラーの含有量が異なる複数の層からなる積層体により高分子マトリックス層を構成しても構わない。   The filler uneven distribution ratio in the region on one side is preferably more than 50, more preferably 60 or more, and still more preferably 70 or more. In this case, the filler uneven distribution rate in the other region is less than 50. The filler uneven distribution rate in the region on one side is 100 at the maximum, and the filler uneven distribution rate in the region on the other side is 0 at the minimum. Therefore, a laminate structure of an elastomer layer containing a filler and an elastomer layer not containing a filler may be used. For the uneven distribution of the filler, after introducing the filler into the elastomer component, it can be allowed to stand at room temperature or at a predetermined temperature, and then spontaneously settled according to the weight of the filler, by changing the temperature and time of standing. The filler uneven distribution rate can be adjusted. The filler may be unevenly distributed using a physical force such as centrifugal force or magnetic force. Alternatively, the polymer matrix layer may be constituted by a laminate composed of a plurality of layers having different filler contents.

フィラー偏在率は、以下の方法により測定される。即ち、走査型電子顕微鏡−エネルギー分散型X線分析装置(SEM−EDS)を用いて、高分子マトリックス層の断面を100倍で観察する。その断面の厚み方向全体の領域と、その断面を厚み方向に二等分した2つの領域に対し、それぞれ元素分析によりフィラー固有の金属元素(本実施形態の磁性フィラーであれば例えばFe元素)の存在量を求める。この存在量について、厚み方向全体の領域に対する一方側の領域の比率を算出し、それを一方側の領域でのフィラー偏在率とする。他方側の領域でのフィラー偏在率も、これと同様である。   The filler uneven distribution rate is measured by the following method. That is, the cross section of the polymer matrix layer is observed at 100 times using a scanning electron microscope-energy dispersive X-ray analyzer (SEM-EDS). The area of the entire cross section in the thickness direction and the two areas obtained by dividing the cross section into two in the thickness direction are each subjected to elemental analysis of a metal element specific to the filler (for example, Fe element in the case of the magnetic filler of this embodiment). Find the abundance. For this abundance, the ratio of one area to the entire area in the thickness direction is calculated, and this is used as the filler uneven distribution rate in the one area. The filler uneven distribution rate in the other region is the same as this.

フィラーが相対的に少ない他方側の領域は、気泡を含有する発泡体で形成されている構造でも構わない。これにより、高分子マトリックス層3が更に変形しやすくなってセンサ感度が高められる。また、他方側の領域とともに一方側の領域が発泡体で形成されていてもよく、その場合の高分子マトリックス層3は全体が発泡体となる。このような厚み方向の少なくとも一部が発泡体である高分子マトリックス層は、複数の層(例えば、フィラーを含有する無発泡層と、フィラーを含有しない発泡層)からなる積層体により構成されていても構わない。   The other side region with relatively little filler may have a structure formed of a foam containing bubbles. Thereby, the polymer matrix layer 3 is further easily deformed and the sensor sensitivity is enhanced. Moreover, the area | region of one side may be formed with the foam with the area | region of the other side, and the polymer matrix layer 3 in that case becomes a foam entirely. Such a polymer matrix layer in which at least a part in the thickness direction is a foam is composed of a laminate composed of a plurality of layers (for example, a non-foamed layer containing a filler and a foamed layer not containing a filler). It doesn't matter.

磁場の変化を検出する検出部4には、例えば、リードスイッチ、磁気抵抗素子、ホール素子、コイル、インダクタ、MI素子、フラックスゲートセンサなどを用いることができる。磁気抵抗素子としては、半導体化合物磁気抵抗素子、異方性磁気抵抗素子(AMR)、巨大磁気抵抗素子(GMR)、トンネル磁気抵抗素子(TMR)が挙げられる。このうち好ましいのはホール素子であり、これは広範囲にわたって高い感度を有し、検出部4として有用なためである。ホール素子には、例えば旭化成エレクトロニクス株式会社製EQ-430Lが使用できる。   For example, a reed switch, a magnetoresistive element, a Hall element, a coil, an inductor, an MI element, a fluxgate sensor, or the like can be used as the detection unit 4 that detects a change in the magnetic field. Examples of the magnetoresistive element include a semiconductor compound magnetoresistive element, an anisotropic magnetoresistive element (AMR), a giant magnetoresistive element (GMR), and a tunnel magnetoresistive element (TMR). Among these, the Hall element is preferable because it has high sensitivity over a wide range and is useful as the detection unit 4. As the Hall element, for example, EQ-430L manufactured by Asahi Kasei Electronics Corporation can be used.

ガス膨れが進行した二次電池2は発火や破裂などのトラブルに至ることがあるため、本実施形態では、二次電池2が変形したときの膨張量が所定以上である場合に、充放電が遮断されるように構成されている。具体的には、検出センサ5によって検出した信号が制御装置6に伝達され、設定値以上の外場の変化が検出センサ5により検出された場合に、制御装置6がスイッチング回路7へ信号を発信して発電装置(または充電装置)8からの電流を遮断し、電池モジュール1への充放電が遮断される状態にする。これにより、ガス膨れに起因するトラブルを未然に防止することができる。   Since the secondary battery 2 in which the gas expansion has progressed may lead to troubles such as ignition and rupture, in this embodiment, when the expansion amount when the secondary battery 2 is deformed is greater than or equal to a predetermined amount, charging and discharging are performed. It is configured to be blocked. Specifically, the signal detected by the detection sensor 5 is transmitted to the control device 6, and the control device 6 transmits a signal to the switching circuit 7 when a change in the external field exceeding the set value is detected by the detection sensor 5. Then, the current from the power generation device (or charging device) 8 is cut off, and charging / discharging to the battery module 1 is cut off. Thereby, the trouble resulting from gas bulging can be prevented beforehand.

前述の実施形態では、二次電池がリチウムイオン二次電池である例を示したが、これに限られない。使用される二次電池は、リチウムイオン電池などの非水系電解液二次電池に限られず、ニッケル水素電池などの水系電解液二次電池であっても構わない。   In the above-described embodiment, an example in which the secondary battery is a lithium ion secondary battery is shown, but the present invention is not limited to this. The secondary battery used is not limited to a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion battery, and may be an aqueous electrolyte secondary battery such as a nickel metal hydride battery.

前述の実施形態では、高分子マトリックス層の変形に伴う磁場の変化を検出部により検出する例を示したが、他の外場の変化を検出する構成でもよい。例えば、高分子マトリックス層がフィラーとして金属粒子、カーボンブラック、カーボンナノチューブなどの導電性フィラーを含有し、検出部が外場としての電場の変化(抵抗および誘電率の変化)を検出する構成が考えられる。   In the above-described embodiment, the example in which the change in the magnetic field due to the deformation of the polymer matrix layer is detected by the detection unit has been described. However, another change in the external field may be detected. For example, the polymer matrix layer may contain conductive fillers such as metal particles, carbon black, and carbon nanotubes as fillers, and the detector may detect changes in the electric field (changes in resistance and dielectric constant) as external fields. It is done.

以上のように、本実施形態の二次電池の状態予測方法は、
二次電池2の充放電容量Qと変形量Tとに対応する実測値を取得するステップS1と、
実測値の時系列データから、二次電池の充放電容量Qと変形量Tとの関係を示す特性曲線Lnにおける少なくとも1つの変曲点P1(P2)を抽出するステップS6と、
二次電池の充放電容量と変形量との関係を示す特性曲線L1のうち、少なくとも満充電時点Pf、残量ゼロ時点Pe及びステージ変曲点P1、P2を有する過去の特性データを取得するステップS8と、
抽出した変曲点を基準として、過去の特性データが示す特性曲線L1を、実測値の時系列データが示す特性曲線Lnにフィッティング処理して、実測値の時系列データにない部分が補間された特性曲線L2を示す予測特性データを生成するステップS9と、
を含む。
As described above, the secondary battery state prediction method of the present embodiment is
Step S1 for obtaining an actual measurement value corresponding to the charge / discharge capacity Q and the deformation amount T of the secondary battery 2,
Step S6 for extracting at least one inflection point P1 (P2) in the characteristic curve Ln indicating the relationship between the charge / discharge capacity Q of the secondary battery and the deformation amount T from the time series data of the actual measurement values;
A step of acquiring past characteristic data having at least a full charge time point Pf, a remaining amount zero time point Pe, and stage inflection points P1 and P2 among the characteristic curve L1 indicating the relationship between the charge / discharge capacity and deformation amount of the secondary battery. S8,
Using the extracted inflection point as a reference, the characteristic curve L1 indicated by the past characteristic data is fitted to the characteristic curve Ln indicated by the time-series data of the actual measurement values, and a portion not included in the time-series data of the actual measurement values is interpolated. Step S9 for generating predicted characteristic data indicating the characteristic curve L2,
including.

本実施形態の二次電池の状態予測システムは、
二次電池2の充放電容量Qと変形量Tとに対応する実測値を取得する実測値取得部61と、
実測値の時系列データから、二次電池の充放電容量Qと変形量Tとの関係を示す特性曲線Lnにおける少なくとも1つの変曲点P1(P2)を抽出する変曲点抽出部62と、
二次電池の充放電容量と変形量との関係を示す特性曲線L1のうち、少なくとも満充電時点Pf、残量ゼロ時点Pe及びステージ変曲点P1、P2を有する過去の特性データを取得する過去特性データ取得部60と、
抽出した変曲点を基準として、過去の特性データが示す特性曲線L1を、実測値の時系列データが示す特性曲線Lnにフィッティング処理して、実測値の時系列データにない部分が補間された特性曲線L2を示す予測特性データを生成する予測特性データ生成部63と、
を備える。
The state prediction system of the secondary battery of this embodiment is
An actual value acquisition unit 61 for acquiring actual values corresponding to the charge / discharge capacity Q and the deformation amount T of the secondary battery 2;
An inflection point extraction unit 62 for extracting at least one inflection point P1 (P2) in the characteristic curve Ln indicating the relationship between the charge / discharge capacity Q of the secondary battery and the deformation amount T from the time series data of the actual measurement values;
In the past, the characteristic curve L1 indicating the relationship between the charge / discharge capacity of the secondary battery and the deformation amount is obtained by acquiring past characteristic data having at least the full charge point Pf, the remaining amount zero point Pe, and the stage inflection points P1 and P2. A characteristic data acquisition unit 60;
Using the extracted inflection point as a reference, the characteristic curve L1 indicated by the past characteristic data is fitted to the characteristic curve Ln indicated by the time-series data of the actual measurement values, and a portion not included in the time-series data of the actual measurement values is interpolated. A predicted characteristic data generating unit 63 that generates predicted characteristic data indicating the characteristic curve L2,
Is provided.

二次電池の充放電容量と変形量との関係を示す特性曲線には、ステージ変化に伴って特性曲線の傾きが大きく変化する変曲点P1、P2が2つ存在する。この方法によれば、実測値の時系列データから、特性曲線における変曲点を抽出し、抽出した変曲点を基準として過去の特性データと実測値データとをフィッティングしているので、満充電から完全放電までの長期間の測定データがなくても、例えば満充電から変曲点まで、一方の変曲点から他方の変曲点までといったある程度の短い期間の実測データがあれば、或る程度の精度を確保した予測特性データが生成可能となる。
したがって、満充電から完全放電までといった一連の充放電ではなく、充電及び放電がランダムに行われる実使用において、予測特性データが検出でき、二次電池の状態が予測可能となる。
The characteristic curve indicating the relationship between the charge / discharge capacity of the secondary battery and the deformation amount has two inflection points P1 and P2 at which the inclination of the characteristic curve greatly changes with the stage change. According to this method, the inflection point in the characteristic curve is extracted from the time series data of the actually measured value, and the past characteristic data and the actually measured value data are fitted on the basis of the extracted inflection point. Even if there is no long-term measurement data from full charge to complete discharge, if there is measured data for a short period of time, for example, from full charge to inflection point, from one inflection point to the other inflection point, Predictive characteristic data with a certain degree of accuracy can be generated.
Therefore, in the actual use in which charging and discharging are performed at random, instead of a series of charging and discharging from full charge to complete discharge, the prediction characteristic data can be detected, and the state of the secondary battery can be predicted.

本実施形態において、変曲点抽出部62は、取得した実測値が示す充放電容量に応じて抽出条件を設定し、取得した実測値に基づき定まる充放電容量に関する変形量の微分値が抽出条件を満たす場合に、実測値を変曲点として抽出する(ステップS7)。   In the present embodiment, the inflection point extraction unit 62 sets the extraction condition according to the charge / discharge capacity indicated by the acquired actual measurement value, and the differential value of the deformation amount related to the charge / discharge capacity determined based on the acquired actual measurement value is the extraction condition. In the case where the condition is satisfied, the actually measured value is extracted as an inflection point (step S7).

特性曲線に含まれる2つの変曲点P1、P2は、充放電容量Qによって識別可能である。本実施形態では、変曲点抽出部62が、実測値が示す充放電容量Qに応じて抽出条件を設定するので、微分値の変化のみで変曲点を抽出する場合に比べて、抽出精度を向上させることが可能となる。   The two inflection points P1 and P2 included in the characteristic curve can be identified by the charge / discharge capacity Q. In the present embodiment, since the inflection point extraction unit 62 sets the extraction condition according to the charge / discharge capacity Q indicated by the actual measurement value, the extraction accuracy is higher than when the inflection point is extracted only by the change of the differential value. Can be improved.

本実施形態において、変曲点抽出部62は、取得した実測値が示す充放電容量QPnが、過去の特性データにおける変曲点P1、P2の充放電容量QP1、QP2を中心とする所定範囲内に入る場合に、過去の特性データに基づき微分値の閾値ThP1、ThP2を設定し、微分値が閾値ThP1、ThP2を通過したことを抽出条件として設定する(ステップS7)。 In the present embodiment, the inflection point extraction unit 62 has the charge / discharge capacity Q Pn indicated by the acquired actual measurement value centered on the charge / discharge capacities Q P1 and Q P2 of the inflection points P1 and P2 in the past characteristic data. When entering the predetermined range, the threshold values Th P1 and Th P2 of the differential value are set based on the past characteristic data, and the fact that the differential value has passed the threshold values Th P1 and Th P2 is set as the extraction condition (step S7). .

このようにすれば、変曲点P1、P2の抽出処理を簡素な計算で実現することが可能となる。   In this way, the inflection points P1 and P2 can be extracted with a simple calculation.

本実施形態において、変曲点抽出部62は、微分値が閾値ThP1、ThP2を通過することに加えて、充放電容量が変化する或る期間の間、微分値が連続して上がり続けること又は下がり続けることを抽出条件として設定する(ステップS7)。 In the present embodiment, the inflection point extraction unit 62 continuously increases the differential value during a certain period in which the charge / discharge capacity changes in addition to the differential value passing through the threshold values Th P1 and Th P2. Or to keep falling is set as an extraction condition (step S7).

このような抽出条件であれば、微分値が一時的に閾値ThP1、ThP2を通過したとしても抽出条件を満たさないので、より抽出精度を向上させることが可能となる。 With such an extraction condition, even if the differential value temporarily passes the threshold values Th P1 and Th P2 , the extraction condition is not satisfied, so that the extraction accuracy can be further improved.

本実施形態において、予測特性データ生成部63は、
1つの変曲点P1が抽出され且つ実測値の時系列データに満充電時点Pf又は残量ゼロ時点Peのいずれか1点に対応する実測値が含まれている場合は、過去の特性データにおける満充電時点Pf又は残量ゼロ時点Peのいずれか1点と変曲点P1の2点を、実測値の時系列データにおける対応する2点に特性曲線の伸縮により一致させるための係数を算出し、係数を用いて特性曲線全体を伸縮調整し、変曲点P1を一致させ、予測特性データを生成し(ステップS9)、
又は、
1つの変曲点が抽出され且つ実測値の時系列データに満充電時点Pf又は残量ゼロ時点Peのいずれか1点に対応する実測値が含まれていない場合は、過去の特性データが示す特性曲線L1を拡大及び縮小せずに、直近に抽出された変曲点P1と、過去の特性データにおける変曲点P1とが一致するように、過去の特性データが示す特性曲線L1を移動させて補間し、予測特性データを生成し(ステップS9)、
又は、
2つの変曲点P1、P2が抽出された場合は、過去の特性データにおける2つの変曲点P1、P2を、実測値の時系列データにおける対応する2つの変曲点に特性曲線の伸縮により一致させるための係数を算出し、係数を用いて特性曲線全体を伸縮調整し、直近に抽出した変曲点P2を一致させ、予測特性データを生成する(ステップS9)。
In the present embodiment, the prediction characteristic data generation unit 63
When one inflection point P1 is extracted and the measured value time-series data includes the measured value corresponding to any one of the fully charged time point Pf or the remaining amount zero time point Pe, in the past characteristic data Calculates a coefficient for matching one of the full charge time point Pf or the zero remaining time point Pe and the inflection point P1 with the corresponding two points in the time-series data of the actual measurement value by expansion and contraction of the characteristic curve. The entire characteristic curve is adjusted using coefficients, and the inflection point P1 is matched to generate predicted characteristic data (step S9).
Or
When one inflection point is extracted and the actual measurement value time-series data does not include the actual measurement value corresponding to any one of the fully charged time point Pf or the remaining charge zero time point Pe, the past characteristic data indicates The characteristic curve L1 indicated by the past characteristic data is moved so that the most recently extracted inflection point P1 matches the inflection point P1 in the past characteristic data without enlarging or reducing the characteristic curve L1. To generate prediction characteristic data (step S9),
Or
When two inflection points P1 and P2 are extracted, the two inflection points P1 and P2 in the past characteristic data are converted into two corresponding inflection points in the time-series data of the actual measurement values by expanding and contracting the characteristic curve. A coefficient for matching is calculated, the entire characteristic curve is stretched and adjusted using the coefficient, the inflection point P2 extracted most recently is matched, and predicted characteristic data is generated (step S9).

この方法によれば、変曲点同士、あるいは、変曲点と特性曲線末端とが優先して一致するので、一般的なフィッティングに比べて、ステージ変化を伴う特性曲線の形状が崩れにくく、予測精度を向上させることが可能となる。   According to this method, since the inflection points or the inflection points and the end of the characteristic curve are matched with priority, the shape of the characteristic curve accompanying the stage change is less likely to be collapsed and predicted compared to general fitting. The accuracy can be improved.

本実施形態において、予測特性データ生成部63は、実測値の時系列データに2つの変曲点が含まれ且つ予測特性データが既に生成されており、所定の再生成条件が成立する場合(ステップS4:YES)に、予測特性データの特性曲線L2を実測値の時系列データの特性曲線Lnに特性曲線の伸縮により一致させるための係数を算出し、係数を用いて特性曲線L2全体を伸縮調整し、直近に抽出した変曲点を一致させ、予測特性データを再生成する。係数は、2つの変曲点の間の比率、最新の実測値と最新実測値に近い側の変曲点との間の比率を少なくとも用い、2つの変曲点の間の重み付けを他の区間の重み付けよりも大きく設定して、集計により算出する。   In the present embodiment, the prediction characteristic data generation unit 63 includes two inflection points in the time-series data of actual measurement values and the prediction characteristic data has already been generated, and a predetermined regeneration condition is satisfied (step S4: YES), a coefficient for matching the characteristic curve L2 of the predicted characteristic data with the characteristic curve Ln of the time-series data of the actual measurement value is calculated by the expansion / contraction of the characteristic curve, and the entire characteristic curve L2 is adjusted by using the coefficient Then, the inflection points extracted most recently are matched, and the prediction characteristic data is regenerated. The coefficient is at least the ratio between the two inflection points, the ratio between the latest measured value and the inflection point closer to the latest measured value, and the weight between the two inflection points is set to another interval. It is set to be larger than the weight of and is calculated by aggregation.

このようにすれば、2つの変曲点間の1区間だけでなく、2つの区画の比率を用い、最新の実測値についても合致するようにフィッティングされるので、予測特性データが実測値に即した形となる。   In this way, fitting is performed so that the latest measured values are matched using not only one section between two inflection points but also the ratio of the two sections. It becomes a shape.

本実施形態において、残容量算出部64は、残容量を予測する時点の実測値が示す充放電容量QPnと、予測特性データにおける残量ゼロ時点Peの充放電容量QPeとの差を残容量Qrとして算出する(ステップS3)。 In the present embodiment, the remaining capacity calculation unit 64 stores the difference between the charge / discharge capacity Q Pn indicated by the actual measurement value at the time of predicting the remaining capacity and the charge / discharge capacity Q Pe at the remaining time zero Pe in the predicted characteristic data. It calculates as capacity | capacitance Qr (step S3).

このように、予測特性データには、残量ゼロ時点Peのデータを含むため、精度よく残量量を算出可能になる。   Thus, since the prediction characteristic data includes data of the remaining time zero Pe, the remaining amount can be accurately calculated.

本実施形態において、初期特性データ取得部65および劣化情報生成部66を有する。初期特性データ取得部65は、二次電池の充放電容量と変形量との関係を示す特性曲線L0のうち、少なくとも満充電時点Pf、残量ゼロ時点Pe及びステージ変曲点P1、P2を有する初期特性データを取得する(ステップS11)。劣化情報生成部66は、初期特性データにおける2つの変曲点P1、P2と、予測特性データにおける対応する2つの変曲点P1、P2とを、特性曲線の伸縮により一致させるための充放電容量の拡大率を、充放電に寄与する活物質量の変化度として算出する(ステップS12)。   In the present embodiment, an initial characteristic data acquisition unit 65 and a deterioration information generation unit 66 are included. The initial characteristic data acquisition unit 65 has at least a full charge point Pf, a remaining zero point Pe, and stage inflection points P1 and P2 among the characteristic curve L0 indicating the relationship between the charge / discharge capacity of the secondary battery and the deformation amount. Initial characteristic data is acquired (step S11). The deterioration information generation unit 66 has a charge / discharge capacity for matching the two inflection points P1 and P2 in the initial characteristic data with the corresponding two inflection points P1 and P2 in the prediction characteristic data by expansion and contraction of the characteristic curve. Is calculated as the degree of change in the amount of active material that contributes to charge / discharge (step S12).

このようにすれば、充放電に寄与する活物質量の変化度を知ることが可能となる。   In this way, it becomes possible to know the degree of change in the amount of active material that contributes to charging and discharging.

本実施形態において、劣化情報生成部66は、充放電容量の拡大率について、2つの変曲点の間の比率、一方の変曲点と満充電時点Pfの間の比率及び他方の変曲点と残量ゼロ時点Peの間の比率を用い、2つの変曲点の間の重み付けを他の区間の重み付けよりも大きく設定して、集計により算出する(ステップS12)。   In the present embodiment, the deterioration information generation unit 66 has a ratio between two inflection points, a ratio between one inflection point and a full charge point Pf, and the other inflection point with respect to the expansion rate of the charge / discharge capacity. The weight between the two inflection points is set to be larger than the weights of the other sections using the ratio between the remaining amount zero point Pe and the remaining amount zero point Pe (step S12).

このようにすれば、2つの変曲点間の比率だけに比べて、満充電時点Pf及び残量ゼロ時点Peもフィッティング結果として近くなるので、特性曲線全体での一致度があがり、算出精度が向上すると考える。   In this way, compared to the ratio between the two inflection points, the full charge time point Pf and the remaining zero time point Pe are close as fitting results, so the degree of coincidence in the entire characteristic curve is increased, and the calculation accuracy is improved. I think it will improve.

本実施形態において、初期特性データ取得部65および劣化情報生成部66を有する。初期特性データ取得部65は、二次電池の充放電容量と変形量との関係を示す特性曲線L0のうち、少なくとも満充電時点Pf、残量ゼロ時点Pe及びステージ変曲点P1、P2を有する初期特性データを取得する(ステップS11)。劣化情報生成部66は、初期特性データにおける2つの変曲点P1、P2と、予測特性データにおける2つの変曲点P1、P2とを、特性曲線の伸縮により一致させるための係数を算出し、係数を用いて初期特性データが示す特性曲線L0全体を伸縮調整すると共に、初期特性データの調整後の特性曲線L0’及び予測特性データの特性曲線L2における2つの変曲点P1、P2同士を一致させ、満充電時点Pf同士の充放電容量の左右ずれ量D1および残量ゼロ時点Pe同士の充放電容量の左右ずれ量D2の平均値[(D1+D2)/2]を、電池の劣化状態として算出する(ステップS12)。   In the present embodiment, an initial characteristic data acquisition unit 65 and a deterioration information generation unit 66 are included. The initial characteristic data acquisition unit 65 has at least a full charge point Pf, a remaining zero point Pe, and stage inflection points P1 and P2 among the characteristic curve L0 indicating the relationship between the charge / discharge capacity of the secondary battery and the deformation amount. Initial characteristic data is acquired (step S11). The deterioration information generation unit 66 calculates a coefficient for matching the two inflection points P1 and P2 in the initial characteristic data and the two inflection points P1 and P2 in the prediction characteristic data by expansion and contraction of the characteristic curve, The entire characteristic curve L0 indicated by the initial characteristic data is adjusted by using the coefficient, and the two inflection points P1 and P2 in the characteristic curve L0 ′ after adjustment of the initial characteristic data and the characteristic curve L2 of the predicted characteristic data are matched. And calculating the average value [(D1 + D2) / 2] of the right / left deviation amount D1 of the charge / discharge capacity between the full charge points Pf and the right / left deviation amount D2 of the charge / discharge capacity between the remaining time points Pe. (Step S12).

このようにすれば、正極か負極の一方の副反応が、他方の副反応に対して、どれだけ多いか、という電池の劣化状態を算出することが可能となる。   In this way, it is possible to calculate the deterioration state of the battery as to how much the one side reaction of the positive electrode or the negative electrode is more than the other side reaction.

本実施形態において、初期特性データ取得部65および劣化情報生成部66を有する。初期特性データ取得部65は、二次電池の充放電容量と変形量との関係を示す特性曲線L0のうち、少なくとも厚み最大点PL、満充電時点Pf、残量ゼロ時点Pe及びステージ変曲点P1、P2を有する初期特性データを取得する(ステップS11)。劣化情報生成部66は、初期特性データにおける2つの変曲点P1、P2と、予測特性データにおける2つの変曲点P1、P2とを、特性曲線の伸縮により一致させるための係数を算出し、係数を用いて初期特性データにおける厚み最大点PLから予測特性データにおける厚み最大点PL’を特定し、予測特性データにおける厚み最大点PL’から残量ゼロ時点Peまでの変形量T1を、残量ゼロ時点を基点としたリチウム析出までの厚み変化量として算出する。   In the present embodiment, an initial characteristic data acquisition unit 65 and a deterioration information generation unit 66 are included. The initial characteristic data acquisition unit 65 includes at least a maximum thickness point PL, a full charge point Pf, a remaining zero point Pe, and a stage inflection point in the characteristic curve L0 indicating the relationship between the charge / discharge capacity of the secondary battery and the deformation amount. Initial characteristic data having P1 and P2 is acquired (step S11). The deterioration information generation unit 66 calculates a coefficient for matching the two inflection points P1 and P2 in the initial characteristic data and the two inflection points P1 and P2 in the prediction characteristic data by expansion and contraction of the characteristic curve, Using the coefficient, the maximum thickness point PL ′ in the predicted characteristic data is identified from the maximum thickness point PL in the initial characteristic data, and the deformation amount T1 from the maximum thickness point PL ′ in the predicted characteristic data to the remaining zero point Pe is calculated as the remaining amount. It is calculated as the amount of change in thickness from the zero point in time until lithium deposition.

このようにすれば、残量ゼロ時点を基点としたリチウム析出までの厚み変化量が算出可能となる。この値は、充電制御の指標となり、有用である。   In this way, it is possible to calculate the amount of change in thickness from the time when the remaining amount is zero until the lithium deposition. This value is an index of charge control and is useful.

本実施形態において、劣化情報生成部66は、係数について、2つの変曲点の間の比率、一方の変曲点と満充電時点Pfの間の比率及び他方の変曲点と残量ゼロ時点Peの間の比率を用い、2つの変曲点の間の重み付けを他の区間の重み付けよりも大きく設定して、集計により算出する(ステップS12)。   In the present embodiment, the deterioration information generation unit 66 has a coefficient between a ratio between two inflection points, a ratio between one inflection point and a fully charged time point Pf, and the other inflection point and the remaining zero time point. Using the ratio between Pe, the weighting between two inflection points is set larger than the weighting of the other sections, and calculation is performed by tabulation (step S12).

このようにすれば、2つの変曲点間の比率だけに比べて、満充電時点Pf及び残量ゼロ時点Peもフィッティング結果として近くなるので、特性曲線全体での一致度があがり、算出精度が向上すると考える。   In this way, compared to the ratio between the two inflection points, the full charge time point Pf and the remaining zero time point Pe are close as fitting results, so the degree of coincidence in the entire characteristic curve is increased, and the calculation accuracy is improved. I think it will improve.

本実施形態において、予測特性データにおける満充電時点Pfが厚み最大点PLであり、劣化情報生成部66は、予測特性データにおける厚み最大点PL(Pf)から残量ゼロ時点Peまでの変形量T1を、残量ゼロ時点を基点としたリチウム析出までの厚み変化量として算出する。   In the present embodiment, the fully charged time point Pf in the predicted characteristic data is the maximum thickness point PL, and the deterioration information generation unit 66 determines the deformation amount T1 from the maximum thickness point PL (Pf) in the predicted characteristic data to the zero remaining time point Pe. Is calculated as the amount of change in thickness from the time when the remaining amount is zero until the lithium deposition.

このようにすれば、残量ゼロ時点を基点としたリチウム析出までの厚み変化量が算出可能となる。この値は、充電制御の指標となり、有用である。   In this way, it is possible to calculate the amount of change in thickness from the time when the remaining amount is zero until the lithium deposition. This value is an index of charge control and is useful.

本実施形態の充電制御システムは、上記劣化情報生成部66と、検出センサ5により検出した二次電池の変形量Tが、劣化情報生成部66が生成した厚み変化量T1を超えないように、充電を制御する充電制御部67と、を有する。   In the charge control system of the present embodiment, the deformation amount T of the secondary battery detected by the deterioration information generation unit 66 and the detection sensor 5 does not exceed the thickness change amount T1 generated by the deterioration information generation unit 66. And a charging control unit 67 that controls charging.

この構成によれば、リチウムが析出しないように充電制御するので、リチウム析出による劣化を招来せずに急速に充電することができる場合がある。   According to this configuration, charge control is performed so that lithium does not precipitate, and therefore, there is a case where charging can be performed rapidly without causing deterioration due to lithium precipitation.

本実施形態では、二次電池2に直接又は間接的に高分子マトリックス層3が貼り付けられ、高分子マトリックス層3は、高分子マトリックス層3の変形に応じて外場に変化を与えるフィラーを含有し、高分子マトリックス層3の変形に応じた外場の変化を検出することにより、二次電池2の変形量Tを検出する。   In the present embodiment, the polymer matrix layer 3 is attached directly or indirectly to the secondary battery 2, and the polymer matrix layer 3 is a filler that changes the external field according to the deformation of the polymer matrix layer 3. The deformation amount T of the secondary battery 2 is detected by detecting the change in the external field in accordance with the deformation of the polymer matrix layer 3 contained.

このようにすれば、二次電池2の変形量に対応する実測値を適切に検出することができる。   In this way, an actual measurement value corresponding to the deformation amount of the secondary battery 2 can be detected appropriately.

本実施形態に係るプログラムは、上記方法をコンピュータに実行させるプログラムである。
これらプログラムを実行することによっても、上記方法の奏する作用効果を得ることが可能となる。
The program according to the present embodiment is a program that causes a computer to execute the above method.
By executing these programs, it is possible to obtain the operational effects of the above method.

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現できる。特許請求の範囲、明細書、および図面中のフローに関して、便宜上「まず」、「次に」等を用いて説明したとしても、この順で実行することが必須であることを意味するものではない。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the execution order of each process such as operation, procedure, step, and stage in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is the output of the previous process. Unless used in processing, it can be realized in any order. Concerning the flow in the claims, the specification, and the drawings, even if “first”, “next”, etc. are used for convenience, it does not mean that it is essential to execute in this order. .

上記実施形態では、実測値の時系列データから変曲点を抽出し、過去の特性データをフィッティング処理することで、予測特性データを生成している。しかし、精度を考えなければ、次のように予測特性データの生成処理4も挙げられる。すなわち、予測特性データの生成処理4は、現時点での実測値が示す充放電容量QPnを基点に、過去の特性データが示す特性曲線L1を拡大及び縮小せずにそのままフィッティングする。この方法によれば、容量劣化、バランスズレを考慮しないものの、予測特性データを生成可能である。
上記の予測特性データの生成処理1〜4のうち少なくとも1つの生成処理を実装することが可能である。生成処理1〜4の組み合わせは、任意に行うことができる。但し、精度が高い処理から精度が低い順にならべると、生成処理1、生成処理2、生成処理3、生成処理4である。生成処理1が最も高く、生成処理4が最も精度が低い。その反面、予測特性データを生成するまでに要する時間は、生成処理4が最も短く、生成処理1が最も長くなる。
In the embodiment described above, inflection points are extracted from time-series data of actual measurement values, and predicted characteristic data is generated by fitting past characteristic data. However, if the accuracy is not considered, the prediction characteristic data generation process 4 is also exemplified as follows. That is, the predicted characteristic data generation process 4 fits the characteristic curve L1 indicated by the past characteristic data as it is without being enlarged or reduced based on the charge / discharge capacity QPn indicated by the actual measurement value at the present time. According to this method, it is possible to generate prediction characteristic data without considering capacity degradation and balance shift.
It is possible to implement at least one generation process among the generation processes 1 to 4 of the prediction characteristic data. Combinations of the generation processes 1 to 4 can be arbitrarily performed. However, generation processing 1, generation processing 2, generation processing 3, and generation processing 4 are arranged in descending order of accuracy. The generation process 1 is the highest and the generation process 4 is the least accurate. On the other hand, the generation process 4 takes the shortest time for generating the prediction characteristic data, and the generation process 1 takes the longest time.

L0…初期特性データが示す特性曲線
Ln…実測値が示す特性曲線
L1…過去の特性データが示す特性曲線
L2…予測特性データが示す特性曲線
P1、P2…変曲点
Pf…満充電時点
Pe…残量ゼロ時点
PL…厚み最大点
ThP1、ThP2…閾値
Qr…残容量
L0: Characteristic curve indicated by initial characteristic data Ln: Characteristic curve indicated by actual measurement value L1: Characteristic curve indicated by past characteristic data L2: Characteristic curve indicated by predicted characteristic data P1, P2: Inflection point Pf: Point of full charge Pe ... When the remaining amount is zero PL: Maximum thickness point Th P1 , Th P2 : Threshold Qr: Remaining capacity

Claims (33)

二次電池の充放電容量と変形量とに対応する実測値を取得するステップと、
前記実測値の時系列データから、前記二次電池の充放電容量と変形量との関係を示す特性曲線における少なくとも1つの変曲点を抽出するステップと、
二次電池の充放電容量と変形量との関係を示す特性曲線のうち、少なくとも満充電時点、残量ゼロ時点及びステージ変曲点を有する過去の特性データを取得するステップと、
抽出した変曲点を基準として、前記過去の特性データが示す特性曲線を、前記実測値の時系列データが示す特性曲線にフィッティング処理して、前記実測値の時系列データにない部分が補間された特性曲線を示す予測特性データを生成するステップと、
を含む、二次電池の状態予測方法。
Obtaining actual measurement values corresponding to the charge / discharge capacity and deformation amount of the secondary battery;
Extracting from the time series data of the measured values at least one inflection point in a characteristic curve indicating the relationship between the charge / discharge capacity and deformation amount of the secondary battery;
Of the characteristic curve showing the relationship between the charge / discharge capacity of the secondary battery and the deformation amount, obtaining past characteristic data having at least a full charge time, a remaining time zero, and a stage inflection point;
Using the extracted inflection point as a reference, the characteristic curve indicated by the past characteristic data is fitted to the characteristic curve indicated by the time series data of the actual measurement value, and a portion not included in the time series data of the actual measurement value is interpolated. Generating predicted characteristic data indicating the characteristic curve,
A method for predicting the state of a secondary battery.
取得した実測値が示す充放電容量に応じて抽出条件を設定し、
取得した実測値に基づき定まる前記充放電容量に関する変形量の微分値が前記抽出条件を満たす場合に、前記実測値を変曲点として抽出する、請求項1に記載の方法。
Set the extraction conditions according to the charge / discharge capacity indicated by the actual measured value,
The method according to claim 1, wherein the measured value is extracted as an inflection point when a differential value of a deformation amount related to the charge / discharge capacity determined based on the acquired measured value satisfies the extraction condition.
取得した実測値が示す充放電容量が、過去の特性データにおける変曲点の充放電容量を中心とする所定範囲内に入る場合に、過去の特性データに基づき前記微分値の閾値を設定し、前記微分値が前記閾値を通過したことを抽出条件として設定する、請求項2に記載の方法。   When the charge / discharge capacity indicated by the acquired actual measurement value falls within a predetermined range centered on the charge / discharge capacity at the inflection point in the past characteristic data, the threshold value of the differential value is set based on the past characteristic data, The method according to claim 2, wherein an extraction condition is set that the differential value has passed the threshold value. 前記微分値が前記閾値を通過することに加えて、前記充放電容量が変化する或る期間の間、前記微分値が連続して上がり続けること又は下がり続けることを抽出条件として設定する、請求項3に記載の方法。   The extraction condition is set such that the differential value continues to increase or decrease continuously during a certain period when the charge / discharge capacity changes in addition to the differential value passing through the threshold value. 3. The method according to 3. 1つの変曲点が抽出され且つ前記実測値の時系列データに前記満充電時点又は前記残量ゼロ時点のいずれか1点に対応する実測値が含まれている場合は、前記過去の特性データにおける前記満充電時点又は前記残量ゼロ時点のいずれか1点と前記変曲点の2点を、前記実測値の時系列データにおける対応する2点に特性曲線の伸縮により一致させるための係数を算出し、前記係数を用いて特性曲線全体を伸縮調整し、前記変曲点を一致させ、前記予測特性データを生成し、
又は、
1つの変曲点が抽出され且つ前記実測値の時系列データに前記満充電時点又は前記残量ゼロ時点のいずれか1点に対応する実測値が含まれていない場合は、前記過去の特性データが示す特性曲線を拡大及び縮小せずに、直近に抽出された変曲点と、前記過去の特性データにおける変曲点とが一致するように、前記過去の特性データが示す特性曲線を移動させて補間し、前記予測特性データを生成し、
又は、
2つの変曲点が抽出された場合は、前記過去の特性データにおける2つの変曲点を、前記実測値の時系列データにおける対応する2つの変曲点に特性曲線の伸縮により一致させるための係数を算出し、前記係数を用いて特性曲線全体を伸縮調整し、直近に抽出した変曲点を一致させ、前記予測特性データを生成する、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
When one inflection point is extracted and the time series data of the actual measurement value includes an actual measurement value corresponding to any one of the full charge time or the remaining time zero, the past characteristic data A coefficient for matching any one point of the full charge time or zero remaining time and the inflection point in FIG. 2 to the corresponding two points in the time-series data of the actual measurement values by expansion / contraction of the characteristic curve Calculating, adjusting the expansion and contraction of the entire characteristic curve using the coefficient, matching the inflection points, generating the predicted characteristic data,
Or
If one inflection point is extracted and the time-series data of the actual measurement value does not include the actual measurement value corresponding to any one of the full charge time point or the zero remaining time point, the past characteristic data The characteristic curve indicated by the past characteristic data is moved so that the inflection point extracted most recently coincides with the inflection point in the past characteristic data without enlarging or reducing the characteristic curve indicated by Interpolating to generate the prediction characteristic data,
Or
When two inflection points are extracted, the two inflection points in the past characteristic data are matched with the corresponding two inflection points in the time-series data of the actual measurement values by expansion and contraction of the characteristic curve. The method according to claim 1, wherein a coefficient is calculated, the entire characteristic curve is stretched and adjusted using the coefficient, the inflection points extracted most recently are matched, and the predicted characteristic data is generated.
前記実測値の時系列データに2つの変曲点が含まれ且つ前記予測特性データが既に生成されており、所定の再生成条件が成立する場合に、前記予測特性データの特性曲線を前記実測値の時系列データの特性曲線に特性曲線の伸縮により一致させるための係数を算出し、前記係数を用いて特性曲線全体を伸縮調整し、直近に抽出した変曲点を一致させ、前記予測特性データを再生成するステップを含み、
前記係数は、前記2つの変曲点の間の比率、最新の実測値と最新実測値に近い側の変曲点との間の比率を少なくとも用い、2つの変曲点の間の重み付けを他の区間の重み付けよりも大きく設定して、集計により算出する、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
When the time series data of the actual measurement value includes two inflection points, the prediction characteristic data has already been generated, and a predetermined regeneration condition is satisfied, the characteristic curve of the prediction characteristic data is expressed as the actual measurement value. The coefficient for matching the characteristic curve of the time series data by the expansion and contraction of the characteristic curve is calculated, the entire characteristic curve is adjusted using the coefficient, the inflection points extracted most recently are matched, and the predicted characteristic data Including the step of regenerating
The coefficient uses at least the ratio between the two inflection points, the ratio between the latest measured value and the inflection point on the side closer to the latest measured value, and other weights between the two inflection points. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the calculation is performed by aggregation by setting the weight to be greater than the weight of the section.
残容量を予測する時点の実測値が示す充放電容量と、前記予測特性データにおける残量ゼロ時点の充放電容量との差を残容量として算出する、請求項1〜6のいずれかに記載の方法。   The difference between the charge / discharge capacity indicated by the actual measurement value at the time of predicting the remaining capacity and the charge / discharge capacity at the time of the remaining capacity zero in the prediction characteristic data is calculated as the remaining capacity. Method. 二次電池の充放電容量と変形量との関係を示す特性曲線のうち、少なくとも満充電時点、残量ゼロ時点及びステージ変曲点を有する初期特性データを取得するステップと、
前記初期特性データにおける2つの変曲点と、前記予測特性データにおける対応する2つの変曲点とを、特性曲線の伸縮により一致させるための充放電容量の拡大率を、充放電に寄与する活物質量の変化度として算出するステップと、を含む、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
Of the characteristic curve indicating the relationship between the charge / discharge capacity of the secondary battery and the deformation amount, obtaining initial characteristic data having at least a full charge time, a remaining time zero, and a stage inflection point;
The expansion rate of the charge / discharge capacity for matching the two inflection points in the initial characteristic data and the corresponding two inflection points in the prediction characteristic data by expansion / contraction of the characteristic curve is an activity that contributes to charge / discharge. And calculating the degree of change in the amount of substance.
前記充放電容量の拡大率は、前記2つの変曲点の間の比率、一方の変曲点と満充電時点の間の比率及び他方の変曲点と残量ゼロ時点の間の比率を用い、前記2つの変曲点の間の重み付けを他の区間の重み付けよりも大きく設定して、集計により算出する、請求項8に記載の方法。   The expansion ratio of the charge / discharge capacity uses a ratio between the two inflection points, a ratio between one inflection point and a fully charged time point, and a ratio between the other inflection point and the remaining amount zero time point. The method according to claim 8, wherein the weighting between the two inflection points is set to be larger than the weighting of other sections, and is calculated by aggregation. 二次電池の充放電容量と変形量との関係を示す特性曲線のうち、少なくとも満充電時点、残量ゼロ時点及びステージ変曲点を有する初期特性データを取得するステップと、
前記初期特性データにおける2つの変曲点と、前記予測特性データにおける2つの変曲点とを、特性曲線の伸縮により一致させるための係数を算出し、前記係数を用いて前記初期特性データが示す特性曲線全体を伸縮調整すると共に、前記初期特性データの調整後の特性曲線及び前記予測特性データの特性曲線における2つの変曲点同士を一致させ、前記満充電時点同士の充放電容量のずれ量および前記残量ゼロ時点同士の充放電容量のずれ量の平均値を、電池の劣化状態として算出するステップと、を含む、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
Of the characteristic curve indicating the relationship between the charge / discharge capacity of the secondary battery and the deformation amount, obtaining initial characteristic data having at least a full charge time, a remaining time zero, and a stage inflection point;
A coefficient for matching the two inflection points in the initial characteristic data and the two inflection points in the predicted characteristic data by the expansion and contraction of the characteristic curve is calculated, and the initial characteristic data indicates by using the coefficient While adjusting the expansion and contraction of the entire characteristic curve, the two inflection points in the characteristic curve after the adjustment of the initial characteristic data and the characteristic curve of the predicted characteristic data are matched, and the amount of deviation of the charge / discharge capacity between the full charge points And calculating an average value of deviation amounts of charge / discharge capacities between the remaining time points of zero as a battery deterioration state.
前記係数は、前記2つの変曲点の間の比率、一方の変曲点と満充電時点の間の比率及び他方の変曲点と残量ゼロ時点の間の比率を用い、前記2つの変曲点の間の重み付けを他の区間の重み付けよりも大きく設定して、集計により算出する、請求項10に記載の方法。   The coefficient uses the ratio between the two inflection points, the ratio between one inflection point and a fully charged time point, and the ratio between the other inflection point and the remaining zero time point. The method according to claim 10, wherein the weighting between the music points is set to be larger than the weighting of other sections and is calculated by aggregation. 二次電池の充放電容量と変形量との関係を示す特性曲線のうち、少なくとも厚み最大点、満充電時点、残量ゼロ時点及びステージ変曲点を有する初期特性データを取得するステップと、
前記初期特性データにおける2つの変曲点と、前記予測特性データにおける2つの変曲点とを、特性曲線の伸縮により一致させるための係数を算出し、前記係数を用いて前記初期特性データにおける前記厚み最大点から前記予測特性データにおける前記厚み最大点を特定し、前記予測特性データにおける前記厚み最大点から前記残量ゼロ時点までの変形量を、残量ゼロ時点を基点としたリチウム析出までの厚み変化量として算出するステップと、を含む、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
Among the characteristic curves indicating the relationship between the charge / discharge capacity and deformation amount of the secondary battery, obtaining initial characteristic data having at least the maximum thickness point, the full charge time, the remaining time zero, and the stage inflection point;
A coefficient for matching the two inflection points in the initial characteristic data and the two inflection points in the predicted characteristic data by expansion and contraction of a characteristic curve is calculated, and the coefficient in the initial characteristic data is calculated using the coefficient. The maximum thickness point in the predicted characteristic data is identified from the maximum thickness point, and the deformation amount from the maximum thickness point to the remaining zero time point in the predicted characteristic data is determined until the lithium deposition based on the remaining zero time point. The method according to claim 1, further comprising a step of calculating the thickness change amount.
前記係数は、前記2つの変曲点の間の比率、一方の変曲点と満充電時点の間の比率及び他方の変曲点と残量ゼロ時点の間の比率を用い、前記2つの変曲点の間の重み付けを他の区間の重み付けよりも大きく設定して、集計により算出する、請求項12に記載の方法。   The coefficient uses the ratio between the two inflection points, the ratio between one inflection point and a fully charged time point, and the ratio between the other inflection point and the remaining zero time point. The method according to claim 12, wherein the weighting between the music points is set to be larger than the weighting of the other sections and is calculated by aggregation. 前記予測特性データにおける満充電時点が厚み最大点であり、
前記予測特性データにおける前記厚み最大点から前記残量ゼロ時点までの変形量を、残量ゼロ時点を基点としたリチウム析出までの厚み変化量として算出するステップを含む、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
The full charge point in the predicted characteristic data is the maximum thickness point,
8. The method according to claim 1, further comprising: calculating a deformation amount from the maximum thickness point to the remaining zero time point in the predicted characteristic data as a thickness change amount from the remaining zero time point to lithium deposition. The method of crab.
請求項12〜14のいずれかに記載の方法を実行して前記残量ゼロ時点を基点としたリチウム析出までの厚み変化量を予め算出しておき、
検出センサにより検出した二次電池の変形量が、前記厚み変化量を超えないように、充電を制御する、充電制御方法。
A method according to any one of claims 12 to 14 is executed to calculate in advance the amount of change in thickness from the time when the remaining amount is zero to the lithium deposition.
A charge control method for controlling charging so that a deformation amount of a secondary battery detected by a detection sensor does not exceed the thickness change amount.
前記二次電池に直接又は間接的に高分子マトリックス層が貼り付けられ、前記高分子マトリックス層は、前記高分子マトリックス層の変形に応じて外場に変化を与えるフィラーを含有し、前記高分子マトリックス層の変形に応じた前記外場の変化を検出することにより、前記二次電池の変形量を検出する、請求項1〜15のいずれかに記載の方法。   A polymer matrix layer is directly or indirectly attached to the secondary battery, and the polymer matrix layer contains a filler that changes an external field according to deformation of the polymer matrix layer. The method according to claim 1, wherein a deformation amount of the secondary battery is detected by detecting a change in the external field according to a deformation of the matrix layer. 二次電池の充放電容量と変形量とに対応する実測値を取得する実測値取得部と、
前記実測値の時系列データから、前記二次電池の充放電容量と変形量との関係を示す特性曲線における少なくとも1つの変曲点を抽出する変曲点抽出部と、
二次電池の充放電容量と変形量との関係を示す特性曲線のうち、少なくとも満充電時点、残量ゼロ時点及びステージ変曲点を有する過去の特性データを取得する過去特性データ取得部と、
抽出した変曲点を基準として、前記過去の特性データが示す特性曲線を、前記実測値の時系列データが示す特性曲線にフィッティング処理して、前記実測値の時系列データにない部分が補間された特性曲線を示す予測特性データを生成する予測特性データ生成部と、
を備える、二次電池の状態予測システム。
An actual value acquisition unit for acquiring actual values corresponding to the charge / discharge capacity and deformation amount of the secondary battery;
An inflection point extraction unit for extracting at least one inflection point in a characteristic curve indicating a relationship between a charge / discharge capacity and a deformation amount of the secondary battery from the time series data of the actual measurement values;
Of the characteristic curve indicating the relationship between the charge / discharge capacity and deformation amount of the secondary battery, the past characteristic data acquisition unit for acquiring past characteristic data having at least a full charge time, a remaining time zero, and a stage inflection point;
Using the extracted inflection point as a reference, the characteristic curve indicated by the past characteristic data is fitted to the characteristic curve indicated by the time series data of the actual measurement value, and a portion not included in the time series data of the actual measurement value is interpolated. A predicted characteristic data generation unit that generates predicted characteristic data indicating the characteristic curve;
A state prediction system for a secondary battery.
前記変曲点抽出部は、
取得した実測値が示す充放電容量に応じて抽出条件を設定し、
取得した実測値に基づき定まる前記充放電容量に関する変形量の微分値が前記抽出条件を満たす場合に、前記実測値を変曲点として抽出する、請求項17に記載のシステム。
The inflection point extraction unit
Set the extraction conditions according to the charge / discharge capacity indicated by the actual measured value,
The system according to claim 17, wherein the measured value is extracted as an inflection point when a differential value of a deformation amount related to the charge / discharge capacity determined based on the acquired measured value satisfies the extraction condition.
前記変曲点抽出部は、取得した実測値が示す充放電容量が、過去の特性データにおける変曲点の充放電容量を中心とする所定範囲内に入る場合に、過去の特性データに基づき前記微分値の閾値を設定し、前記微分値が前記閾値を通過したことを抽出条件として設定する、請求項18に記載のシステム。   When the charge / discharge capacity indicated by the acquired actual measurement value falls within a predetermined range centered on the charge / discharge capacity at the inflection point in the past characteristic data, the inflection point extraction unit is based on the past characteristic data. The system according to claim 18, wherein a threshold value of a differential value is set, and an extraction condition is set that the differential value has passed the threshold value. 前記変曲点抽出部は、前記微分値が前記閾値を通過することに加えて、前記充放電容量が変化する或る期間の間、前記微分値が連続して上がり続けること又は下がり続けることを抽出条件として設定する、請求項19に記載のシステム。   In addition to the differential value passing through the threshold value, the inflection point extraction unit is configured to continuously increase or decrease the differential value for a certain period when the charge / discharge capacity changes. The system according to claim 19, wherein the system is set as an extraction condition. 前記予測特性データ生成部は、
1つの変曲点が抽出され且つ前記実測値の時系列データに前記満充電時点又は前記残量ゼロ時点のいずれか1点に対応する実測値が含まれている場合は、前記過去の特性データにおける前記満充電時点又は前記残量ゼロ時点のいずれか1点と前記変曲点の2点を、前記実測値の時系列データにおける対応する2点に特性曲線の伸縮により一致させるための係数を算出し、前記係数を用いて特性曲線全体を伸縮調整し、前記変曲点を一致させ、前記予測特性データを生成し、
又は、
1つの変曲点が抽出され且つ前記実測値の時系列データに前記満充電時点又は前記残量ゼロ時点のいずれか1点に対応する実測値が含まれていない場合は、前記過去の特性データが示す特性曲線を拡大及び縮小せずに、直近に抽出された変曲点と、前記過去の特性データにおける変曲点とが一致するように、前記過去の特性データが示す特性曲線を移動させて補間し、前記予測特性データを生成し、
又は、
2つの変曲点が抽出された場合は、前記過去の特性データにおける2つの変曲点を、前記実測値の時系列データにおける対応する2つの変曲点に特性曲線の伸縮により一致させるための係数を算出し、前記係数を用いて特性曲線全体を伸縮調整し、直近に抽出した変曲点を一致させ、前記予測特性データを生成する、請求項17〜20のいずれかに記載のシステム。
The prediction characteristic data generation unit
When one inflection point is extracted and the time series data of the actual measurement value includes an actual measurement value corresponding to any one of the full charge time or the remaining time zero, the past characteristic data A coefficient for matching any one point of the full charge time or zero remaining time and the inflection point in FIG. 2 to the corresponding two points in the time-series data of the actual measurement values by expansion / contraction of the characteristic curve Calculating, adjusting the expansion and contraction of the entire characteristic curve using the coefficient, matching the inflection points, generating the predicted characteristic data,
Or
If one inflection point is extracted and the time-series data of the actual measurement value does not include the actual measurement value corresponding to any one of the full charge time point or the zero remaining time point, the past characteristic data The characteristic curve indicated by the past characteristic data is moved so that the inflection point extracted most recently coincides with the inflection point in the past characteristic data without enlarging or reducing the characteristic curve indicated by Interpolating to generate the prediction characteristic data,
Or
When two inflection points are extracted, the two inflection points in the past characteristic data are matched with the corresponding two inflection points in the time-series data of the actual measurement values by expansion and contraction of the characteristic curve. The system according to claim 17, wherein a coefficient is calculated, the entire characteristic curve is stretched and adjusted using the coefficient, the inflection points extracted most recently are matched, and the predicted characteristic data is generated.
前記予測特性データ生成部は、
前記実測値の時系列データに2つの変曲点が含まれ且つ前記予測特性データが既に生成されており、所定の再生成条件が成立する場合に、前記予測特性データの特性曲線を前記実測値の時系列データの特性曲線に特性曲線の伸縮により一致させるための係数を算出し、前記係数を用いて特性曲線全体を伸縮調整し、直近に抽出した変曲点を一致させ、前記予測特性データを再生成するように構成されており、
前記係数は、前記2つの変曲点の間の比率、最新の実測値と最新実測値に近い側の変曲点との間の比率を少なくとも用い、2つの変曲点の間の重み付けを他の区間の重み付けよりも大きく設定して、集計により算出する、請求項17〜21のいずれかに記載のシステム。
The prediction characteristic data generation unit
When the time series data of the actual measurement value includes two inflection points, the prediction characteristic data has already been generated, and a predetermined regeneration condition is satisfied, the characteristic curve of the prediction characteristic data is expressed as the actual measurement value. The coefficient for matching the characteristic curve of the time series data by the expansion and contraction of the characteristic curve is calculated, the entire characteristic curve is adjusted using the coefficient, the inflection points extracted most recently are matched, and the predicted characteristic data Is configured to regenerate,
The coefficient uses at least the ratio between the two inflection points, the ratio between the latest measured value and the inflection point on the side closer to the latest measured value, and other weights between the two inflection points. The system according to any one of claims 17 to 21, wherein the system is set so as to be larger than the weight of the section and calculated by aggregation.
残容量を予測する時点の実測値が示す充放電容量と、前記予測特性データにおける残量ゼロ時点の充放電容量との差を残容量として算出する残容量算出部を備える、請求項17〜22のいずれかに記載のシステム。   The remaining capacity calculation part which calculates the difference between the charging / discharging capacity which the measured value at the time of predicting a remaining capacity and the charging / discharging capacity at the time of the remaining capacity zero in the said prediction characteristic data as a remaining capacity is provided. A system according to any of the above. 二次電池の充放電容量と変形量との関係を示す特性曲線のうち、少なくとも満充電時点、残量ゼロ時点及びステージ変曲点を有する初期特性データを取得する初期特性データ取得部と、
前記初期特性データにおける2つの変曲点と、前記予測特性データにおける対応する2つの変曲点とを、特性曲線の伸縮により一致させるための充放電容量の拡大率を、充放電に寄与する活物質量の変化度として算出する劣化情報生成部と、
を有する、請求項17〜23のいずれかに記載のシステム。
Of the characteristic curve showing the relationship between the charge / discharge capacity and deformation amount of the secondary battery, an initial characteristic data acquisition unit that acquires at least the initial characteristic data having the full charge time, the remaining time zero, and the stage inflection point;
The expansion rate of the charge / discharge capacity for matching the two inflection points in the initial characteristic data and the corresponding two inflection points in the prediction characteristic data by expansion / contraction of the characteristic curve is an activity that contributes to charge / discharge. A deterioration information generation unit that calculates the degree of change in the amount of substance;
The system according to claim 17, comprising:
前記充放電容量の拡大率は、前記2つの変曲点の間の比率、一方の変曲点と満充電時点の間の比率及び他方の変曲点と残量ゼロ時点の間の比率を用い、前記2つの変曲点の間の重み付けを他の区間の重み付けよりも大きく設定して、集計により算出する、請求項24に記載のシステム。   The expansion ratio of the charge / discharge capacity uses a ratio between the two inflection points, a ratio between one inflection point and a fully charged time point, and a ratio between the other inflection point and the remaining amount zero time point. 25. The system according to claim 24, wherein the weighting between the two inflection points is set larger than the weighting of other sections and is calculated by aggregation. 二次電池の充放電容量と変形量との関係を示す特性曲線のうち、少なくとも満充電時点、残量ゼロ時点及びステージ変曲点を有する初期特性データを取得する初期特性データ取得部と、
前記初期特性データにおける2つの変曲点と、前記予測特性データにおける2つの変曲点とを、特性曲線の伸縮により一致させるための係数を算出し、前記係数を用いて前記初期特性データが示す特性曲線全体を伸縮調整すると共に、前記初期特性データの調整後の特性曲線及び前記予測特性データの特性曲線における2つの変曲点同士を一致させ、前記満充電時点同士の充放電容量のずれ量および前記残量ゼロ時点同士の充放電容量のずれ量の平均値を、電池の劣化状態として算出する劣化情報生成部と、
を有する、請求項17〜23のいずれかに記載のシステム。
Of the characteristic curve showing the relationship between the charge / discharge capacity and deformation amount of the secondary battery, an initial characteristic data acquisition unit that acquires at least the initial characteristic data having the full charge time, the remaining time zero, and the stage inflection point;
A coefficient for matching the two inflection points in the initial characteristic data and the two inflection points in the predicted characteristic data by the expansion and contraction of the characteristic curve is calculated, and the initial characteristic data indicates by using the coefficient While adjusting the expansion and contraction of the entire characteristic curve, the two inflection points in the characteristic curve after the adjustment of the initial characteristic data and the characteristic curve of the predicted characteristic data are matched, and the amount of deviation of the charge / discharge capacity between the full charge points And a deterioration information generation unit that calculates an average value of the deviation amount of the charge / discharge capacity between the remaining time zero points as a battery deterioration state,
The system according to claim 17, comprising:
前記係数は、前記2つの変曲点の間の比率、一方の変曲点と満充電時点の間の比率及び他方の変曲点と残量ゼロ時点の間の比率を用い、前記2つの変曲点の間の重み付けを他の区間の重み付けよりも大きく設定して、集計により算出する、請求項26に記載のシステム。   The coefficient uses the ratio between the two inflection points, the ratio between one inflection point and a fully charged time point, and the ratio between the other inflection point and the remaining zero time point. 27. The system according to claim 26, wherein the weighting between the music points is set to be larger than the weighting of other sections and is calculated by aggregation. 二次電池の充放電容量と変形量との関係を示す特性曲線のうち、少なくとも厚み最大点、満充電時点、残量ゼロ時点及びステージ変曲点を有する初期特性データを取得する初期特性データ取得部と、
前記初期特性データにおける2つの変曲点と、前記予測特性データにおける2つの変曲点とを、特性曲線の伸縮により一致させるための係数を算出し、前記係数を用いて前記初期特性データにおける前記厚み最大点から前記予測特性データにおける前記厚み最大点を特定し、前記予測特性データにおける前記厚み最大点から前記残量ゼロ時点までの変形量を、残量ゼロ時点を基点としたリチウム析出までの厚み変化量として算出する劣化情報生成部と、
を有する、請求項17〜23のいずれかに記載のシステム。
Initial characteristic data acquisition for acquiring initial characteristic data having at least the maximum thickness point, the full charge point, the remaining amount zero point, and the stage inflection point among the characteristic curves indicating the relationship between the charge / discharge capacity and the deformation amount of the secondary battery And
A coefficient for matching the two inflection points in the initial characteristic data and the two inflection points in the predicted characteristic data by expansion and contraction of a characteristic curve is calculated, and the coefficient in the initial characteristic data is calculated using the coefficient. The maximum thickness point in the predicted characteristic data is identified from the maximum thickness point, and the deformation amount from the maximum thickness point to the remaining zero time point in the predicted characteristic data is determined until the lithium deposition based on the remaining zero time point. A deterioration information generation unit that calculates the amount of change in thickness;
The system according to claim 17, comprising:
前記係数は、前記2つの変曲点の間の比率、一方の変曲点と満充電時点の間の比率及び他方の変曲点と残量ゼロ時点の間の比率を用い、前記2つの変曲点の間の重み付けを他の区間の重み付けよりも大きく設定して、集計により算出する、請求項28に記載のシステム。   The coefficient uses the ratio between the two inflection points, the ratio between one inflection point and a fully charged time point, and the ratio between the other inflection point and the remaining zero time point. The system according to claim 28, wherein the weighting between music points is set larger than the weighting of other sections and is calculated by aggregation. 前記予測特性データにおける満充電時点が厚み最大点であり、
前記予測特性データにおける前記厚み最大点から前記残量ゼロ時点までの変形量を、残量ゼロ時点を基点としたリチウム析出までの厚み変化量として算出する劣化情報生成部を有する、請求項17〜23のいずれかに記載のシステム。
The full charge point in the predicted characteristic data is the maximum thickness point,
The deterioration information generation part which computes the amount of deformation from the maximum point of thickness in the prediction characteristic data to the time point of the remaining zero as a thickness change amount from the time point of the remaining amount zero to the lithium deposition. 24. The system according to any one of 23.
請求項28〜30のいずれかに記載の劣化情報生成部と、
検出センサにより検出した二次電池の変形量が、前記劣化情報生成部が生成した厚み変化量を超えないように、充電を制御する充電制御部と、を有する、充電制御システム。
The deterioration information generation unit according to any one of claims 28 to 30,
A charge control system comprising: a charge control unit that controls charging so that a deformation amount of the secondary battery detected by the detection sensor does not exceed a thickness change amount generated by the deterioration information generation unit.
前記二次電池に直接又は間接的に高分子マトリックス層が貼り付けられ、前記高分子マトリックス層は、前記高分子マトリックス層の変形に応じて外場に変化を与えるフィラーを含有し、前記高分子マトリックス層の変形に応じた前記外場の変化を検出することにより、前記二次電池の変形量を検出する、請求項17〜31のいずれかに記載のシステム。   A polymer matrix layer is directly or indirectly attached to the secondary battery, and the polymer matrix layer contains a filler that changes an external field according to deformation of the polymer matrix layer. The system according to any one of claims 17 to 31, wherein a deformation amount of the secondary battery is detected by detecting a change in the external field according to a deformation of the matrix layer. 請求項1〜16のいずれかに記載の方法をコンピュータに実行させるプログラム。
The program which makes a computer perform the method in any one of Claims 1-16.
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