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(In Japanese)電池劣化診断方法および電池劣化診断装置 commons meetings foreign

Patent code P180015006
File No. DP1691-B,(S2015-0318-N0)
Posted date May 23, 2018
Application number P2017-502416
Patent number P6579552
Date of filing Feb 24, 2016
Date of registration Sep 6, 2019
International application number JP2016055374
International publication number WO2016136788
Date of international filing Feb 24, 2016
Date of international publication Sep 1, 2016
Priority data
  • P2015-033944 (Feb 24, 2015) JP
Inventor
  • (In Japanese)長岡 直人
  • (In Japanese)吉岡 直之
  • (In Japanese)成田 直哉
Applicant
  • (In Japanese)学校法人同志社
Title (In Japanese)電池劣化診断方法および電池劣化診断装置 commons meetings foreign
Abstract (In Japanese)比較的安価で実用性のある電池劣化診断方法および電池劣化診断装置を提供する。
過渡特性を有する二次電池の電池劣化を診断する電池劣化診断方法であって、二次電池に対して充電を行う充電ステップと、充電の終了後、二次電池の電池端子間電圧が二次電池の電池内部電圧V0に収束する過程において、電池端子間電圧から電池内部電圧V0を差し引いた電位差を積分し、電位差の積分値を算出する演算ステップと、積分値に基づいて二次電池の電池劣化を診断する診断ステップと、を含むことを特徴とする。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

二次電池、特にリチウムイオン二次電池は、内部インピーダンスが小であるため、短絡事故時に大電流が生じ火災を引き起こす危険性を有する。このため、リチウムイオン二次電池は、充放電時の電圧範囲が厳格に定められ、電圧・電流・表面温度等の監視を行う保護装置により充放電制御が行われ、異常動作が抑制されている。

ところで、リチウムイオン二次電池の特性は、電池劣化にも依存する。しかしながら、保護装置はリチウムイオン二次電池の電池劣化を診断することができないため、保護装置が機能せずリチウムイオン二次電池が発火する等の事故が相次いでいる。そこで、電池劣化による事故を抑制するためには、電池劣化を診断し、適切な時期にリチウムイオン二次電池を交換する必要がある。

リチウムイオン二次電池の電池劣化を診断する方法としては、交流重畳法による専用機器を用いた電池劣化診断方法が知られている。しかしながら、この電池劣化診断方法は、専用機器が高価であり、しかもリチウムイオン二次電池を使用機器から取り外して専用機器に接続する必要があるため、汎用性が低い。

また、リチウムイオン二次電池の電池劣化を診断する別の方法としては、リチウムイオン二次電池の稼働中の電圧・電流波形から内部インピーダンスを導出し、内部インピーダンスに基づいて電池劣化を診断する電池劣化診断方法が知られている(例えば、非特許文献1参照)。しかしながら、この電池劣化診断方法は、充電率(SOC)の依存性が大で、精度等に問題があるため、実用化には至っていない。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、二次電池の電池劣化を診断するための電池劣化診断方法および電池劣化診断装置に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
過渡特性を有する二次電池の電池劣化を診断する電池劣化診断方法であって、
前記二次電池に対して充電を行う充電ステップと、
前記充電の終了後、前記二次電池の電池端子間電圧が前記二次電池の電池内部電圧に収束する過程において、前記電池端子間電圧から前記電池内部電圧を差し引いた電位差を積分し、前記電位差の積分値を算出する演算ステップと、
前記積分値に基づいて前記二次電池の電池劣化を診断する診断ステップと、を含み、
前記演算ステップでは、
前記充電の終了後から前記電池端子間電圧が前記電池内部電圧に収束するまでの間、所定のサンプリング周波数で前記電池端子間電圧を測定し、前記充電の終了後から前記電池端子間電圧が前記電池内部電圧に収束するまでの区間において、前記電位差を積分する
ことを特徴とする電池劣化診断方法。

【請求項2】
 
前記演算ステップでは、前記二次電池の周囲温度の上昇に伴い指数関数的に大きくなる補正関数により、前記積分値の補正を行い、
前記診断ステップでは、補正後の前記積分値に基づいて前記二次電池の電池劣化を診断する
ことを特徴とする請求項1に記載の電池劣化診断方法。

【請求項3】
 
過渡特性を有する二次電池の電池劣化を診断する電池劣化診断装置であって、
前記二次電池の充電の終了後、前記二次電池の電池端子間電圧が前記二次電池の電池内部電圧に収束する過程において、前記電池端子間電圧から前記電池内部電圧を差し引いた電位差を積分し、前記電位差の積分値を算出する演算部と、
前記積分値の電池劣化特性に関する第1データが格納された記憶部と、
前記演算部で算出された前記積分値と、前記記憶部に格納された前記第1データとに基づいて、前記二次電池の電池劣化を診断する診断部と、
前記充電の終了後から前記電池端子間電圧が前記電池内部電圧に収束するまでの間、所定のサンプリング周波数で前記電池端子間電圧を測定する電圧測定手段と、を含み、
前記演算部は、前記充電の終了後から前記電池端子間電圧が前記電池内部電圧に収束するまでの区間において、前記電位差を積分する
ことを特徴とする電池劣化診断装置。

【請求項4】
 
前記記憶部には、前記二次電池の周囲温度の上昇に伴い指数関数的に大きくなる補正関数と、前記補正関数により補正された前記積分値の電池劣化特性に関する第2データとが格納されており、
前記演算部は、前記補正関数により前記積分値の補正を行い、
前記診断部は、補正後の前記積分値と前記第2データとに基づいて前記二次電池の電池劣化を診断する
ことを特徴とする請求項3に記載の電池劣化診断装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2017502416thum.jpg
State of application right Registered
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