JP2025040658A - Method for determining deterioration of secondary batteries - Google Patents

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Abstract

To provide a method for determining degradation of a secondary battery which can determine an abnormal degradation of a positive electrode.SOLUTION: The method for determining degradation of a secondary battery includes: (a) acquiring a first internal resistance value of a battery when a current value is at least a first current value, subsequent to continuous discharge for a predetermined time; and (b) evaluating the relation between a first internal resistance value acquired in the step (a) and one of a second internal resistance value and the capacity maintenance rate of the battery when the current value is not larger than a second current value.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、二次電池の劣化判別方法に関する。 This disclosure relates to a method for determining deterioration of a secondary battery.

特許文献１は、電池電圧が負極電位よりも正極電位の影響を受ける二次電池において、充電状態を低下させた二次電池における抵抗変化率、及び電流の関係を取得し、取得した関係に基づいて、二次電池の摩耗による劣化と、二次電池の内部における塩濃度分布による劣化とを区別して、二次電池の劣化状態を判別する電池システムを開示している。 Patent Document 1 discloses a battery system that, in a secondary battery in which the battery voltage is more affected by the positive electrode potential than by the negative electrode potential, obtains the relationship between the resistance change rate and current in a secondary battery whose state of charge has been reduced, and, based on the obtained relationship, distinguishes between deterioration due to wear of the secondary battery and deterioration due to salt concentration distribution inside the secondary battery, thereby determining the deterioration state of the secondary battery.

国際公開第２０１３／１２１４６６号International Publication No. 2013/121466

二次電池においては、二次電池を構成する材料が、例えば、二次電池の温度、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）、及び経過時間に応じて劣化（経時劣化）することが知られている。特に、正極を構成する材料が異常劣化することがある。 It is known that the materials constituting secondary batteries deteriorate (deteriorate over time) depending on, for example, the temperature, SOC (State of Charge), and elapsed time of the secondary battery. In particular, the materials constituting the positive electrode may deteriorate abnormally.

本開示は、正極の異常劣化を判別することができる二次電池の劣化判別方法を提供することを目的とする。 The present disclosure aims to provide a method for determining deterioration of a secondary battery that can determine abnormal deterioration of the positive electrode.

本件開示者等は、以下の手段により上記課題を解決することができることを見出した。
〈態様１〉
下記を含む、二次電池の劣化判別方法：
（ａ）所定の時間にわたる連続放電に続けて、電流値が第１の電流値以上のときの前記電池の第１の内部抵抗値を取得すること、
（ｂ）前記工程（ａ）で取得した前記第1の内部抵抗値と、電流値が第２の電流値以下のときの第２の内部抵抗値又は電池の容量維持率との関係を評価すること。
〈態様２〉
前記工程（ｂ）において、前記工程（ａ）で取得した前記第１の内部抵抗値と、電流値が第２の電流値以下のときの第２の内部抵抗値との関係を評価する、態様１に記載の方法。
〈態様３〉
前記工程（ｂ）において、前記工程（ａ）で取得した前記第１の内部抵抗値と、電池の容量維持率との関係を評価する、態様１に記載の方法。 The present inventors have found that the above problems can be solved by the following means.
<Aspect 1>
A method for determining deterioration of a secondary battery, including:
(a) obtaining a first internal resistance value of the battery following continuous discharge for a predetermined period of time at a current value equal to or greater than a first current value;
(b) evaluating the relationship between the first internal resistance value obtained in step (a) and a second internal resistance value or a capacity retention rate of the battery when the current value is equal to or lower than a second current value.
<Aspect 2>
The method according to aspect 1, wherein in the step (b), a relationship between the first internal resistance value obtained in the step (a) and a second internal resistance value when the current value is equal to or less than a second current value is evaluated.
Aspect 3
The method according to aspect 1, wherein in the step (b), a relationship between the first internal resistance value obtained in the step (a) and a capacity retention rate of the battery is evaluated.

本開示によれば、正極の異常劣化を判別することができる二次電池の劣化判別方法を提供することができる。 The present disclosure provides a method for determining deterioration of a secondary battery that can determine abnormal deterioration of the positive electrode.

図１は、放電時間と内部抵抗との関係を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the relationship between discharge time and internal resistance. 図２は、電流と抵抗比との関係から、二次電池の劣化状態を判別する処理を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flow chart showing a process for determining the deterioration state of a secondary battery from the relationship between current and resistance ratio. 図３は、電流と抵抗比との関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between current and resistance ratio. 図４は、容量維持率と抵抗変化率との関係から、二次電池の劣化状態を判別する処理を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a process for determining the deterioration state of a secondary battery from the relationship between the capacity maintenance rate and the resistance change rate. 図５は、容量維持率と抵抗変化率との関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the capacity retention rate and the resistance change rate.

以下、本開示の実施の形態について詳述する。なお、本開示は、以下の実施の形態に限定されるのではなく、開示の本旨の範囲内で種々変形して実施できる。 The following describes in detail the embodiments of the present disclosure. Note that the present disclosure is not limited to the following embodiments, and can be modified in various ways within the scope of the disclosure.

《二次電池の劣化判別方法》
二次電池の劣化を判別する本開示の方法は、（ａ）所定の時間にわたる連続放電に続けて、電流値が第１の電流値以上のときの電池の第１の内部抵抗値を取得すること、（ｂ）工程（ａ）で取得した第１の内部抵抗値と、電流値が第２の電流値以下のときの第２の内部抵抗値又は電池の容量維持率との関係を評価することを含む。 <Method for determining deterioration of secondary batteries>
The disclosed method for determining deterioration of a secondary battery includes (a) obtaining a first internal resistance value of the battery when the current value is equal to or greater than a first current value following continuous discharge for a predetermined period of time, and (b) evaluating the relationship between the first internal resistance value obtained in step (a) and a second internal resistance value or a capacity retention rate of the battery when the current value is equal to or less than a second current value.

本件開示者等は、経時劣化に加えて正極が異常劣化した二次電池では、経時劣化しただけの二次電池と比較して、大きな電流で長時間放電したときの電池の内部抵抗が大きくなることを見出し、本開示をするに至った。 The present inventors discovered that a secondary battery in which the positive electrode has abnormally deteriorated in addition to deterioration over time has a higher internal resistance when discharged at a large current for a long period of time than a secondary battery that has only deteriorated over time, which led to the present disclosure.

二次電池の劣化を判別する本開示の方法は、（ａ）所定の時間にわたる連続放電に続けて、電流値が第１の電流値Ｉｐ以上のときの第１の内部抵抗値Ｒｐを取得すること、特に所定の時間にわたる所定の電流値での連続放電に続けて、電流値が第１の電流値Ｉｐ以上のときの第１の内部抵抗値Ｒｐを取得すること、を含む。ここで、「所定の電流値」は、第１の電流値Ｉｐと同じ値とすることができ、例えば、１５０Ａ以上、２００Ａ以上、又は２５０Ａ以上であってよく、５００Ａ以下、４００Ａ以下、又は３００Ａ以下であってよい。 The disclosed method for determining deterioration of a secondary battery includes (a) obtaining a first internal resistance value Rp when the current value is equal to or greater than a first current value Ip following continuous discharge for a predetermined time, and in particular obtaining a first internal resistance value Rp when the current value is equal to or greater than a first current value Ip following continuous discharge at a predetermined current value for a predetermined time. Here, the "predetermined current value" may be the same value as the first current value Ip, and may be, for example, 150 A or more, 200 A or more, or 250 A or more, and may be 500 A or less, 400 A or less, or 300 A or less.

放電時間Ｔは、例えばタイマー等によって計測することができる。「所定の時間」は、例えば、放電時間Ｔの長さが、予め試験等で検証した二次電池の劣化状態を判別可能な基準時間Ｔｐ以上の時間とすることができる。例えば、図１に示されるように、所定の条件においては、放電時間Ｔが１０秒の場合に、初期状態の二次電池、及び経時劣化した二次電池に対して、正極が異常劣化した電池の内部抵抗が有意に大きくなるため、この場合、基準時間Ｔｐを１０秒と設定することができる。ここで、初期状態とは、二次電池の劣化を評価するときに基準となる状態であり、例えば、二次電池を製造した直後の状態とすることができる。なお、二次電池を製造した直後の状態では、二次電池の劣化が発生していない。 The discharge time T can be measured, for example, by a timer. The "predetermined time" can be, for example, a time in which the length of the discharge time T is equal to or longer than a reference time Tp that can determine the deterioration state of the secondary battery verified in advance by testing or the like. For example, as shown in FIG. 1, under the predetermined conditions, when the discharge time T is 10 seconds, the internal resistance of a battery with abnormally deteriorated positive electrode becomes significantly larger than that of a secondary battery in the initial state and a secondary battery that has deteriorated over time. In this case, the reference time Tp can be set to 10 seconds. Here, the initial state is a state that serves as a reference when evaluating the deterioration of a secondary battery, and can be, for example, the state immediately after the secondary battery is manufactured. Note that no deterioration of the secondary battery occurs immediately after the secondary battery is manufactured.

第１の電流値Ｉｐは、電池の劣化状態を判別できる任意の値とすることができる。第１の電流値Ｉｐは、例えば、１５０Ａ以上、２００Ａ以上、又は２５０Ａ以上であってよく、５００Ａ以下、４００Ａ以下、又は３００Ａ以下であってよい。 The first current value Ip can be any value that can determine the deterioration state of the battery. The first current value Ip may be, for example, 150 A or more, 200 A or more, or 250 A or more, and may be 500 A or less, 400 A or less, or 300 A or less.

第１の実施形態に係る本開示の方法においては、工程（ｂ）において、工程（ａ）で取得した第１の内部抵抗値Ｒｐと、電流値が第２の電流値Ｉｄ以下のときの第２の内部抵抗値Ｒｄとの関係を評価することを含む。 In the method of the present disclosure according to the first embodiment, step (b) includes evaluating the relationship between the first internal resistance value Rp obtained in step (a) and the second internal resistance value Rd when the current value is equal to or less than the second current value Id.

すなわち、二次電池の劣化は、抵抗比を用いて評価することができる。抵抗比とは、電流値が第１の電流値Ｉｐ以上のときの第１の内部抵抗値Ｒｐを、電流値が第２の電流値Ｉｄ以下のときの第２の内部抵抗値Ｒｄで除算した値である。 That is, the deterioration of a secondary battery can be evaluated using the resistance ratio. The resistance ratio is the value obtained by dividing the first internal resistance value Rp when the current value is equal to or greater than the first current value Ip by the second internal resistance value Rd when the current value is equal to or less than the second current value Id.

ここで、第２の電流値Ｉｄは、初期状態にある二次電池の電流値であってよい。 Here, the second current value Id may be the current value of the secondary battery in the initial state.

二次電池の劣化を判別するためのシステムは、ＥＣＵを含む。ＥＣＵの典型的な構成には、少なくとも、かかる制御を行うためのプログラムを記憶したＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、そのプログラムを実行可能なＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及び、入出力ポートが含まれる。 The system for determining the deterioration of a secondary battery includes an ECU. A typical configuration of an ECU includes at least a ROM (Read Only Memory) that stores a program for performing such control, a CPU (Central Processing Unit) that can execute the program, a RAM (Random Access Memory) that temporarily stores data, and an input/output port.

ＥＣＵには、電圧センサ、電流センサ、及び温度センサ等からの各種信号などが入力ポートを介して入力される。また、ＥＣＵからは、負荷（電力消費機及び／又は電力供給機）への駆動信号などが出力ポートを介して出力される。 Various signals from the voltage sensor, current sensor, temperature sensor, etc. are input to the ECU via the input port. In addition, the ECU outputs drive signals to the load (power consumer and/or power supplier) via the output port.

ＥＣＵにより、放電時間判定手段、内部抵抗取得手段、及び判別手段が構成されている。 The ECU configures the discharge time determination means, the internal resistance acquisition means, and the discrimination means.

放電時間判定手段は、放電時間Ｔの長さが、二次電池の劣化状態を判別可能な基準時間Ｔｐ以上かどうか判定するものとして構成されている。放電時間Ｔの長さを判定する方法としては特に限定されず、例えば、タイマーによって計測された放電時間Ｔの長さが、予め試験等で検証して設定された基準時間Ｔｐ以上かどうかを比較する方法であってよい。放電時の電流値は、第１の電流値Ｉｐであってよい。 The discharge time determination means is configured to determine whether the length of the discharge time T is equal to or greater than a reference time Tp that can determine the deterioration state of the secondary battery. There are no particular limitations on the method for determining the length of the discharge time T, and it may be, for example, a method of comparing whether the length of the discharge time T measured by a timer is equal to or greater than a reference time Tp that has been previously verified by testing or the like. The current value during discharge may be a first current value Ip.

内部抵抗取得手段は、二次電池の内部抵抗を取得（推定）するものとして構成されている。内部抵抗を取得する方法としては特に限定されず、一般的な電池システムにおいて常套的に使用されている従来公知の方法を採用し得る。例えば、電圧センサ、及び電流センサで検出した各種データに基づいて、充放電時の電圧変化分をそのときの電流の変化分で除算することにより、内部抵抗を推定する方法（例えば、電流変化量のパラメータと、電圧変化量及びインピーダンス変化量に基づくパラメータとを直線近似し、近似した直線の傾きを電池のインピーダンスとして算出する方法）が例示される。 The internal resistance acquisition means is configured to acquire (estimate) the internal resistance of the secondary battery. The method of acquiring the internal resistance is not particularly limited, and any conventionally known method commonly used in general battery systems may be adopted. For example, a method of estimating the internal resistance by dividing the voltage change during charging and discharging by the current change at that time based on various data detected by a voltage sensor and a current sensor (for example, a method of linearly approximating a parameter of the current change amount and a parameter based on the voltage change amount and impedance change amount, and calculating the slope of the approximated straight line as the impedance of the battery) is exemplified.

内部抵抗取得手段により、電流値が第１の電流値Ｉｐ以上のときの第１の内部抵抗値Ｒｐ、及び電流値が第２の電流値Ｉｄ以下のときの第２の内部抵抗値Ｒｄを取得することができる。 The internal resistance acquisition means can acquire a first internal resistance value Rp when the current value is equal to or greater than a first current value Ip, and a second internal resistance value Rd when the current value is equal to or less than a second current value Id.

判別手段は、第１の内部抵抗値Ｒｐに関する情報に基づいて、二次電池の劣化状態を判別するものとして構成されている。 The determination means is configured to determine the deterioration state of the secondary battery based on information related to the first internal resistance value Rp.

第１の実施形態では、判別手段は、二次電池の電流と抵抗比との関係を特定する。具体的には、判別手段は、二次電池の電流を変更しながら、電流毎に抵抗比を算出する。取得した電流及び抵抗比を、座標系にプロットすることで、電流と抵抗比との関係を示すマップが得られる。そして、このマップを参照して、電流と抵抗比との関係から、二次電池の劣化状態を判別する。このマップは、予め予備実験などを行うことにより作成することができる。 In the first embodiment, the discrimination means identifies the relationship between the current and the resistance ratio of the secondary battery. Specifically, the discrimination means calculates the resistance ratio for each current while changing the current of the secondary battery. The obtained current and resistance ratio are plotted on a coordinate system to obtain a map showing the relationship between the current and the resistance ratio. Then, by referring to this map, the deterioration state of the secondary battery is discriminated from the relationship between the current and the resistance ratio. This map can be created in advance by conducting a preliminary experiment, etc.

次に、第１の実施形態の二次電池の劣化状態を判別するための処理について、図２に示すフローチャートを用いて説明する。図２に示す処理は、ＥＣＵによって実行される。 Next, the process for determining the deterioration state of the secondary battery in the first embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 2. The process shown in FIG. 2 is executed by the ECU.

ステップＳ１０１において、ＥＣＵは、二次電池の放電を開始する。 In step S101, the ECU starts discharging the secondary battery.

ステップＳ１０２において、ＥＣＵは、放電時間Ｔの長さが、基準時間Ｔｐ以上かどうかを判定する。放電時間Ｔの長さが、基準時間Ｔｐ以上の場合には、ＥＣＵは、ステップＳ１０３の処理を実行する。放電時間Ｔの長さが、基準時間Ｔｐ以下の場合には、ＥＣＵは、ステップＳ１０１の処理を再度実行する。放電時の電流値は、第１の電流値Ｉｐであってよい。 In step S102, the ECU determines whether the length of the discharge time T is equal to or greater than the reference time Tp. If the length of the discharge time T is equal to or greater than the reference time Tp, the ECU executes the process of step S103. If the length of the discharge time T is equal to or less than the reference time Tp, the ECU executes the process of step S101 again. The current value during discharge may be the first current value Ip.

ステップＳ１０３において、ＥＣＵは、二次電池について、第１の内部抵抗値Ｒｐを取得する。第１の内部抵抗値Ｒｐは、二次電池の電圧及び第１の電流値Ｉｐ以上の電流値から算出することができる。ＥＣＵは、電圧センサの出力に基づいて、二次電池の電圧を取得することができる。また、ＥＣＵは、電流センサの出力に基づいて、二次電池の電流を取得することができる。 In step S103, the ECU acquires a first internal resistance value Rp for the secondary battery. The first internal resistance value Rp can be calculated from the voltage of the secondary battery and a current value equal to or greater than the first current value Ip. The ECU can acquire the voltage of the secondary battery based on the output of the voltage sensor. The ECU can also acquire the current of the secondary battery based on the output of the current sensor.

ステップＳ１０４において、ＥＣＵは、ステップＳ１０３で算出した第１の内部抵抗値Ｒｐを用いて、抵抗比を取得する。ここで、第２の内部抵抗値Ｒｄを実験などによって予め求めておき、ＲＯＭに記憶しておくことができる。この場合、ＥＣＵは、ステップＳ１０３で算出した第１の内部抵抗値Ｒｐを、ＲＯＭから読み出した第２の内部抵抗値Ｒｄで除算する処理を行うことにより、抵抗比を算出することができる。 In step S104, the ECU obtains the resistance ratio using the first internal resistance value Rp calculated in step S103. Here, the second internal resistance value Rd can be obtained in advance by experiment or the like and stored in ROM. In this case, the ECU can calculate the resistance ratio by dividing the first internal resistance value Rp calculated in step S103 by the second internal resistance value Rd read from the ROM.

二次電池の内部抵抗値は、二次電池の温度に応じて変化することがあるため、内部抵抗値と温度との関係を示す情報を予め求めておけば、二次電池の温度を取得することにより、この温度に対応した内部抵抗値を特定することができる。二次電池の温度は、温度センサを用いて取得することができる。内部抵抗値と温度との関係を示す情報は、ＲＯＭに記憶しておくことができる。内部抵抗値と温度との関係を示す情報は、マップ又は関数として表すことができる。 The internal resistance value of a secondary battery may change depending on the temperature of the secondary battery. Therefore, if information showing the relationship between the internal resistance value and temperature is obtained in advance, it is possible to determine the internal resistance value corresponding to this temperature by acquiring the temperature of the secondary battery. The temperature of the secondary battery can be acquired using a temperature sensor. The information showing the relationship between the internal resistance value and temperature can be stored in ROM. The information showing the relationship between the internal resistance value and temperature can be expressed as a map or a function.

ステップＳ１０５において、ＥＣＵは、二次電池の電流と抵抗比との関係を取得する。具体的には、ＥＣＵは、二次電池の電流を変更しながら、電流毎に抵抗比を算出する。すなわち、ＥＣＵは、電流毎に第１の内部抵抗値Ｒｐを算出し、この第１の内部抵抗値Ｒｐ、及び第２の内部抵抗値Ｒｄに基づいて、抵抗比を算出する。取得した電流及び抵抗比を、図３に示す座標系にプロットすることで、電流と抵抗比との関係が得られる。 In step S105, the ECU acquires the relationship between the current of the secondary battery and the resistance ratio. Specifically, the ECU calculates the resistance ratio for each current while changing the current of the secondary battery. That is, the ECU calculates the first internal resistance value Rp for each current, and calculates the resistance ratio based on this first internal resistance value Rp and the second internal resistance value Rd. The relationship between the current and the resistance ratio is obtained by plotting the acquired current and resistance ratio on the coordinate system shown in FIG. 3.

ステップＳ１０６において、ＥＣＵは、大きな電流が流れたときの抵抗比が増加するか否かを判定する。例えば、ＥＣＵは、大きな電流が流れたときの抵抗比が閾値よりも大きいか否かを判定する。このとき、大きな電流が流れたときの抵抗比が閾値よりも大きい場合には、二次電池の正極が異常劣化している状態であると判定することができる（Ｓ１０７）。これに対して、大きな電流が流れたときの抵抗比が閾値よりも小さい場合には、二次電池の正極が異常劣化していない状態であると判定することができる。 In step S106, the ECU determines whether the resistance ratio increases when a large current flows. For example, the ECU determines whether the resistance ratio when a large current flows is greater than a threshold value. At this time, if the resistance ratio when a large current flows is greater than the threshold value, it can be determined that the positive electrode of the secondary battery is in an abnormally deteriorated state (S107). On the other hand, if the resistance ratio when a large current flows is smaller than the threshold value, it can be determined that the positive electrode of the secondary battery is not in an abnormally deteriorated state.

ここで、閾値は、二次電池の劣化状態を判別できない電流値における任意の抵抗比の値とすることができる。例えば、図３に示されるように、電流値が６０Ａのときの抵抗比を１として、この値を閾値とすることができる。この場合、抵抗比が閾値を有意に超えると、二次電池の正極が異常劣化していると判定することができる。図３においては、２５０Ａの電流が流れた場合が、これに該当する。これに対して、正極が異常劣化していない電池では、このような抵抗比の増加は起こらない。 Here, the threshold value can be any resistance ratio value at a current value at which the deterioration state of the secondary battery cannot be determined. For example, as shown in FIG. 3, the resistance ratio when the current value is 60 A can be set to 1, and this value can be used as the threshold value. In this case, if the resistance ratio significantly exceeds the threshold value, it can be determined that the positive electrode of the secondary battery is abnormally deteriorated. In FIG. 3, this corresponds to the case where a current of 250 A flows. In contrast, such an increase in the resistance ratio does not occur in a battery whose positive electrode is not abnormally deteriorated.

電流と抵抗比との関係から二次電池の劣化状態を判別する別の方法としては、経時劣化した二次電池のマップと比較する方法が挙げられる。すなわち、経時劣化した二次電池の電流と抵抗比との関係を示すマップを予め作成しておき、このマップと算出された値をプロットしたマップとを比較して、二次電池の劣化状態を判別することができる。図３に示されるように、正極が異常劣化した二次電池では、大きな電流が流れているときの抵抗比が小さな電流を流したときの抵抗比よりも大きくなる。これに対して、正極が異常劣化していない電池では、このような抵抗比の増加は起こらない。 Another method for determining the deterioration state of a secondary battery from the relationship between current and resistance ratio is to compare it with a map of a secondary battery that has deteriorated over time. That is, a map showing the relationship between current and resistance ratio of a secondary battery that has deteriorated over time is created in advance, and this map is compared with a map on which calculated values are plotted to determine the deterioration state of the secondary battery. As shown in Figure 3, in a secondary battery whose positive electrode is abnormally deteriorated, the resistance ratio when a large current flows is greater than the resistance ratio when a small current flows. In contrast, in a battery whose positive electrode is not abnormally deteriorated, such an increase in the resistance ratio does not occur.

このように、大きな電流が流れているときの抵抗比が大きくなる場合に、ＥＣＵは、二次電池の正極が異常劣化していると判定する（Ｓ１０７）。一方、大きな電流が流れているときの抵抗比が大きくならない場合に、ＥＣＵは、二次電池の正極が異常劣化していないと判定し、図２に示される処理を終了する。 In this way, if the resistance ratio increases when a large current flows, the ECU determines that the positive electrode of the secondary battery is abnormally degraded (S107). On the other hand, if the resistance ratio does not increase when a large current flows, the ECU determines that the positive electrode of the secondary battery is not abnormally degraded, and ends the process shown in FIG. 2.

第２の実施形態に係る本開示の方法においては、工程（ｂ）において、工程（ａ）で取得した第１の内部抵抗値と、電池の容量維持率との関係を評価する。 In the method of the present disclosure according to the second embodiment, in step (b), the relationship between the first internal resistance value obtained in step (a) and the capacity retention rate of the battery is evaluated.

第２の実施形態では、ＥＣＵは、更に電池容量取得手段を備えている。 In the second embodiment, the ECU further includes a battery capacity acquisition means.

電池容量取得手段は、二次電池の充放電可能な電池容量を取得（推定）するものとして構成されている。電池容量を取得する方法としては特に限定されず、一般的な電池システムにおいて常套的に使用されている従来公知の方法を採用し得る。例えば、電圧センサ、電流センサ、及び温度センサ等で検出した各種データに基づいて、電池モデル式にしたがって、二次電池の電池容量を推定する方法（例えば予め求められた二次電池の正極及び負極の開回路電圧特性を記憶し、この記憶したデータと、電圧センサ、電流センサ、及び温度センサで検出したデータとを参照して、正極及び負極の活物質量、容量密度、抵抗値を抽出し、この抽出したパラメータを用いて二次電池の電池容量を推定する方法）が例示される。 The battery capacity acquisition means is configured to acquire (estimate) the chargeable and dischargeable battery capacity of the secondary battery. The method of acquiring the battery capacity is not particularly limited, and any conventionally known method commonly used in general battery systems may be adopted. For example, a method of estimating the battery capacity of the secondary battery according to a battery model formula based on various data detected by a voltage sensor, a current sensor, a temperature sensor, etc. (for example, a method of storing previously obtained open circuit voltage characteristics of the positive and negative electrodes of the secondary battery, extracting the amount of active material, capacity density, and resistance value of the positive and negative electrodes by referring to the stored data and data detected by the voltage sensor, current sensor, and temperature sensor, and estimating the battery capacity of the secondary battery using the extracted parameters) is exemplified.

第２の実施形態における判別手段は、初期容量から、取得した電池容量を差し引いて容量維持率を算出する。また、判別手段は、取得した内部抵抗値から、初期内部抵抗値を差し引いて抵抗変化率を算出する。そして、図５に示されるような経時劣化した二次電池の容量維持率と抵抗変化率との関係を示すマップを参照して、二次電池の劣化状態を判別する。このマップは、予め予備実験などを行うことにより作成することができる。また、初期容量及び初期内部抵抗値についても、予め予備実験などを行うことにより求めることができる。 The determination means in the second embodiment calculates the capacity maintenance rate by subtracting the acquired battery capacity from the initial capacity. The determination means also calculates the resistance change rate by subtracting the initial internal resistance value from the acquired internal resistance value. Then, the deterioration state of the secondary battery is determined by referring to a map showing the relationship between the capacity maintenance rate and the resistance change rate of a secondary battery that has deteriorated over time, as shown in FIG. 5. This map can be created in advance by conducting a preliminary experiment or the like. The initial capacity and initial internal resistance value can also be obtained in advance by conducting a preliminary experiment or the like.

次に、第２の実施形態における二次電池の劣化を判別するための処理について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。図４に示す処理は、ＥＣＵによって実行される。 Next, the process for determining the deterioration of the secondary battery in the second embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 4. The process shown in FIG. 4 is executed by the ECU.

ステップＳ２０１において、ＥＣＵは、二次電池について、電池容量を取得する。例えば、電圧センサ、電流センサ、及び温度センサで検出したデータに基づいて、電池モデル式にしたがって電池容量を推定することができる。 In step S201, the ECU acquires the battery capacity of the secondary battery. For example, the battery capacity can be estimated according to a battery model formula based on data detected by the voltage sensor, current sensor, and temperature sensor.

ステップ２０２において、ＥＣＵは、二次電池の放電を開始する。 In step 202, the ECU starts discharging the secondary battery.

ステップ２０３において、ＥＣＵは、放電時間Ｔの長さが、基準時間Ｔｐ以上かどうかを判定する。放電時間Ｔの長さが、基準時間Ｔｐ以上の場合には、ＥＣＵは、ステップＳ２０４の処理を実行する。放電時間Ｔの長さが、基準時間Ｔｐ以下の場合には、ＥＣＵは、ステップＳ２０２の処理を再度実行する。放電時の電流値は、第１の電流値Ｉｐであってよい。 In step S203, the ECU determines whether the length of the discharge time T is equal to or greater than the reference time Tp. If the length of the discharge time T is equal to or greater than the reference time Tp, the ECU executes the process of step S204. If the length of the discharge time T is equal to or less than the reference time Tp, the ECU executes the process of step S202 again. The current value during discharge may be the first current value Ip.

ステップ２０４において、ＥＣＵは、電流値が第１の電流値Ｉｐのときの第１の内部抵抗値Ｒｐを取得する。例えば、ＥＣＵは、電圧センサ、及び電流センサで検出した各種データに基づいて、充放電時の電圧変化分をそのときの電流の変化分で除算することにより、内部抵抗値を推定することができる。 In step 204, the ECU acquires a first internal resistance value Rp when the current value is a first current value Ip. For example, the ECU can estimate the internal resistance value by dividing the voltage change during charging and discharging by the current change at that time based on various data detected by the voltage sensor and the current sensor.

ステップＳ２０５において、ＥＣＵは、初期容量から、取得した電池容量を差し引いて容量維持率（ΔＡｈ）を算出する。また、ＥＣＵは、取得した内部抵抗値から、初期内部抵抗値を差し引いて抵抗変化率（ΔＲ）を算出する。ＥＣＵは、算出された値に基づいて容量維持率と抵抗変化率との関係を取得する。 In step S205, the ECU calculates the capacity retention rate (ΔAh) by subtracting the acquired battery capacity from the initial capacity. The ECU also calculates the resistance change rate (ΔR) by subtracting the initial internal resistance value from the acquired internal resistance value. The ECU obtains the relationship between the capacity retention rate and the resistance change rate based on the calculated values.

ステップＳ２０６において、ＥＣＵは、ＲＯＭに記憶されている経時劣化した二次電池の容量維持率と抵抗変化率との関係を示すマップを参照して、二次電池の劣化状態を判別する。具体的には、ＥＣＵは、図５に示されるように、ステップＳ２０５において取得された関係を示すマップの低容量における抵抗変化率が、経時劣化した二次電池に関するマップの低容量における抵抗変化率に比べて大きい場合には、正極の異常劣化が起こっていると判定する（Ｓ２０７）。これに対して、ＥＣＵは、各マップを比較して、低容量における抵抗変化率に差がない場合には、正極の異常劣化が起こっていないと判定し、図４に示される処理を終了する。 In step S206, the ECU refers to a map stored in ROM showing the relationship between the capacity maintenance rate and the resistance change rate of a secondary battery that has deteriorated over time, to determine the deterioration state of the secondary battery. Specifically, as shown in FIG. 5, if the resistance change rate at low capacity in the map showing the relationship acquired in step S205 is greater than the resistance change rate at low capacity in the map for the secondary battery that has deteriorated over time, the ECU determines that abnormal deterioration of the positive electrode has occurred (S207). In contrast, the ECU compares the maps, and if there is no difference in the resistance change rate at low capacity, it determines that abnormal deterioration of the positive electrode has not occurred, and ends the process shown in FIG. 4.

二次電池としては、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池を用いることができる。二次電池は、例えば、車両に搭載することができ、二次電池の出力を用いて車両を走行させることができる。 The secondary battery may be, for example, a nickel-metal hydride battery or a lithium-ion battery. The secondary battery may be mounted, for example, in a vehicle, and the vehicle may be driven using the output of the secondary battery.

Claims (3)

下記を含む、二次電池の劣化判別方法：
（ａ）所定の時間にわたる連続放電に続けて、電流値が第１の電流値以上のときの前記電池の第１の内部抵抗値を取得すること、
（ｂ）前記工程（ａ）で取得した前記第１の内部抵抗値と、電流値が第２の電流値以下のときの第２の内部抵抗値又は電池の容量維持率との関係を評価すること。 A method for determining deterioration of a secondary battery, including:
(a) obtaining a first internal resistance value of the battery following continuous discharge for a predetermined period of time at a current value equal to or greater than a first current value;
(b) evaluating the relationship between the first internal resistance value obtained in the step (a) and a second internal resistance value or a capacity retention rate of the battery when the current value is equal to or less than a second current value. 前記工程（ｂ）において、前記工程（ａ）で取得した前記第１の内部抵抗値と、電流値が第２の電流値以下のときの第２の内部抵抗値との関係を評価する、請求項１に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein in step (b), a relationship between the first internal resistance value obtained in step (a) and a second internal resistance value when the current value is equal to or less than a second current value is evaluated. 前記工程（ｂ）において、前記工程（ａ）で取得した前記第１の内部抵抗値と、電池の容量維持率との関係を評価する、請求項１に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein in step (b), a relationship between the first internal resistance value obtained in step (a) and the capacity retention rate of the battery is evaluated.
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