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公開番号2025014908
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2023117854
出願日2023-07-19
発明の名称推定システム、算出装置、推定方法及びプログラム
出願人パナソニックIPマネジメント株式会社
代理人弁理士法人北斗特許事務所
主分類G01R 31/392 20190101AFI20250123BHJP(測定;試験)
要約【課題】リチウムイオン電池のサイクル寿命を推定する推定システムを提供する。
【解決手段】推定システム1は、蓄電装置B1(例えばリチウムイオン電池)のサイクル寿命を推定する。推定システム1は、計測部4、算出部5及び寿命推定部6を備える。計測部4は、第1充電時間と第2充電時間とを計測する。算出部5は、第1充電時間を第2充電時間で割った比の値を算出する。寿命推定部6は、サイクル数の推移に伴う上記比の値の挙動を示すグラフの上端部に沿った曲線において、極小点が現れたときの第1サイクル数を、極小点が現れた後に極大点が現れたときの第2サイクル数から引いた差分を算出する。寿命推定部6は、第2サイクル数に上記差分を加算した第3サイクル数を、上記サイクル寿命の推定値とする。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
リチウムイオン電池のサイクル寿命を推定する推定システムであって、
前記リチウムイオン電池は、サイクル毎に、定電流定電圧制御で充電され、
前記定電流定電圧制御では、定電流制御によって、前記リチウムイオン電池の電池電圧が所定電圧に達するまで前記リチウムイオン電池が充電され、前記電池電圧が前記所定電圧に達すると、定電圧制御によって、前記リチウムイオン電池の極板抵抗が極大になるまで前記リチウムイオン電池が充電され、
前記リチウムイオン電池のサイクル毎に、前記定電流定電圧制御によって充電されたときの前記リチウムイオン電池の充電時間である第１充電時間と、前記定電圧制御によって充電されたときの前記リチウムイオン電池の充電時間である第２充電時間とを計測する計測部と、
前記計測部によって計測された前記第１充電時間及び前記第２充電時間に基づいて、前記第１充電時間を前記第２充電時間で割った比の値を算出する算出部と、
前記リチウムイオン電池のサイクル数の推移に伴う前記比の値の挙動を示すグラフの上端部に沿った曲線において、極小点が現れたときのサイクル数である第１サイクル数を、前記極小点が現れた後に極大点が現れたときのサイクル数である第２サイクル数から引いた差分を算出し、前記第２サイクル数に前記差分を加算した第３サイクル数を、前記サイクル寿命の推定値とする寿命推定部と、を備える、
推定システム。
続きを表示（約 3,300 文字）【請求項２】
リチウムイオン電池のサイクル寿命を推定する推定システムであって、
前記リチウムイオン電池は、サイクル毎に、定電流定電圧制御で充電され、
前記定電流定電圧制御では、定電流制御によって、前記リチウムイオン電池の電池電圧が所定電圧に達するまで前記リチウムイオン電池が充電され、前記電池電圧が前記所定電圧に達すると、定電圧制御によって、前記リチウムイオン電池の極板抵抗が極大になるまで前記リチウムイオン電池が充電され、
前記リチウムイオン電池のサイクル毎に、前記定電流定電圧制御によって充電されたときの前記リチウムイオン電池の充電時間である第１充電時間と、前記定電圧制御によって充電されたときの前記リチウムイオン電池の充電時間である第２充電時間とを計測する計測部と、
前記計測部によって計測された前記第１充電時間及び前記第２充電時間に基づいて、前記第２充電時間を前記第１充電時間で割った比の値を算出する算出部と、
前記リチウムイオン電池のサイクル数の推移に伴う前記比の値の挙動を示すグラフの下端部に沿った曲線において、極大点が現れたときのサイクル数である第１サイクル数を、前記極大点が現れた後に極小点が現れたときのサイクル数である第２サイクル数から引いた差分を算出し、前記第２サイクル数に前記差分を加算した第３サイクル数を、前記サイクル寿命の推定値とする寿命推定部と、を備える、
推定システム。
【請求項３】
リチウムイオン電池のサイクル寿命を推定する推定システムであって、
前記リチウムイオン電池は、サイクル毎に、定電流定電圧制御で充電され、
前記定電流定電圧制御では、定電流制御によって、前記リチウムイオン電池の電池電圧が所定電圧に達するまで前記リチウムイオン電池が充電され、前記電池電圧が前記所定電圧に達すると、定電圧制御によって、前記リチウムイオン電池の極板抵抗が極大になるまで前記リチウムイオン電池が充電され、
前記リチウムイオン電池のサイクル毎に、前記定電流定電圧制御によって充電されたときの前記リチウムイオン電池の充電容量である第１充電容量と、前記定電圧制御によって充電されたときの前記リチウムイオン電池の充電容量である第２充電容量とを計測する計測部と、
前記計測部によって計測された前記第１充電容量及び前記第２充電容量に基づいて、前記第１充電容量を前記第２充電容量で割った比の値を算出する算出部と、
前記リチウムイオン電池のサイクル数の推移に伴う前記比の値の挙動を示すグラフの上端部に沿った曲線において、極小点が現れたときのサイクル数である第１サイクル数を、前記極小点が現れた後に極大点が現れたときのサイクル数である第２サイクル数から引いた差分を算出し、前記第２サイクル数に前記差分を加算した第３サイクル数を、前記サイクル寿命の推定値とする寿命推定部と、を備える、
推定システム。
【請求項４】
リチウムイオン電池のサイクル寿命を推定する推定システムであって、
前記リチウムイオン電池は、サイクル毎に、定電流定電圧制御で充電され、
前記定電流定電圧制御では、定電流制御によって、前記リチウムイオン電池の電池電圧が所定電圧に達するまで前記リチウムイオン電池が充電され、前記電池電圧が前記所定電圧に達すると、定電圧制御によって、前記リチウムイオン電池の極板抵抗が極大になるまで前記リチウムイオン電池が充電され、
前記リチウムイオン電池のサイクル毎に、前記定電流定電圧制御によって充電されたときの前記リチウムイオン電池の充電容量である第１充電容量と、前記定電圧制御によって充電されたときの前記リチウムイオン電池の充電容量である第２充電容量とを計測する計測部と、
前記計測部によって計測された前記第１充電容量及び前記第２充電容量に基づいて、前記第２充電容量を前記第１充電容量で割った比の値を算出する算出部と、
前記リチウムイオン電池のサイクル数の推移に伴う前記比の値の挙動を示すグラフの上端部に沿った曲線において、極大点が現れたときのサイクル数である第１サイクル数を、前記極大点が現れた後に極小点が現れたときのサイクル数である第２サイクル数から引いた差分を算出し、前記第２サイクル数に前記差分を加算した第３サイクル数を、前記サイクル寿命の推定値とする寿命推定部と、を備える、
推定システム。
【請求項５】
前記寿命推定部は、前記極大点までの一定期間における、サイクル数の推移に対する前記リチウムイオン電池の劣化状態の変化率を算出し、算出した変化率で前記リチウムイオン電池の劣化が進行したときの前記サイクル寿命を基準サイクル寿命として算出し、前記第３サイクル数が前記基準サイクル寿命よりも小さい場合、前記第３サイクル数を前記サイクル寿命と決定し、前記第３サイクル数が前記基準サイクル寿命以上である場合、前記基準サイクル寿命を前記サイクル寿命と決定する、
請求項１～４のいずれか１項に記載の推定システム。
【請求項６】
前記リチウムイオン電池の劣化状態は、各サイクルでの積算値と各サイクルでの前記劣化状態との関係を規定する情報に基づいて、各サイクルでの前記積算値から算出され、
前記積算値は、前記リチウムイオン電池の各サイクルでの充電状態の最大値から最小値を引いた差分である差分充電状態と、前記最大値と前記最小値との中心値である中心充電状態との積である、
請求項５に記載の推定システム。
【請求項７】
前記リチウムイオン電池の劣化状態は、各サイクルでの積算値と、放電容量の変化量である第１変化量又は充電容量の変化量である第２変化量である変化量と、各サイクルでの前記劣化状態との関係を規定する情報に基づいて、算出された前記積算値、及び、前記変化量から算出され、
前記積算値は、前記リチウムイオン電池の各サイクルでの充電開始時の開始充電状態を充電終了時の終了充電状態から引いた差分である差分充電状態と、前記開始充電状態と前記終了充電状態との中心値である中心充電状態との積であり、
前記放電容量は、定格の放電開始電圧から定格の放電終了電圧までの間に前記リチウムイオン電池から放電された電流量であり、前記第１変化量は、サイクル数の推移に伴う前記放電容量の変化量であり、
前記充電容量は、定格の充電開始電圧から定格の充電終了電圧までの間に前記リチウムイオン電池に充電された容量であり、前記第２変化量は、サイクル数の推移に伴う前記充電容量の変化量である、
請求項５に記載の推定システム。
【請求項８】
充放電制御部を更に備え、
前記充放電制御部は、前記第３サイクル数が前記基準サイクル寿命よりも小さい場合、前記リチウムイオン電池を充放電するときの充電電圧、充電電流、放電電圧及び放電電流のうちの少なくとも１つの設定値をより小さい値の設定値に変更して、前記リチウムイオン電池を充放電する、
請求項５に記載の推定システム。
【請求項９】
前記リチウムイオン電池の充電開始時から所定期間経過後から、前記計測部は、前記第１充電時間及び前記第２充電時間の計測を開始し、前記算出部は、前記比の値の算出を開始し、前記寿命推定部は、前記第３サイクル数を算出する、
請求項１又は２に記載の推定システム。
【請求項１０】
請求項１～４のいずれか１項に記載の推定システムで用いられる算出装置であって、
前記計測部と、
前記算出部と、
前記算出部で算出された前記比の値に関する情報を所定の装置に送信する通信部と、を備える、
算出装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に推定システム、算出装置、推定方法及びプログラムに関し、より詳細には、リチウムイオン電池のサイクル寿命を推定する推定システム、推定システムで用いられる算出装置、推定方法及びプログラムに関する。
続きを表示（約 3,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載された蓄電池管理システム（推定システム）は、温度検出部と、内部抵抗計測部と、残寿命推定部とを備える。温度検出部は、蓄電池のセルの温度を検出する。内部抵抗計測部は、負荷に接続された上記セルの内部抵抗を測定する。残寿命推定部は、温度検出部によって検出された温度と、内部抵抗計測部によって測定された内部抵抗とに基づいて、上記セルの残寿命を推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－８１２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の蓄電池管理システムでは、セルの温度と、負荷に接続されたセルの内部抵抗とに基づいて、リチウムイオン電池の残寿命（サイクル寿命）を推定する。しかしながら、このような推定手段では、リチウムイオン電池の寿命末期においてリチウムイオン電池が急激に劣化する場合のサイクル寿命を推定することが困難である。
【０００５】
本開示の目的は、リチウムイオン電池の寿命末期においてリチウムイオン電池が急激に劣化する場合のリチウムイオン電池のサイクル寿命を推定できる推定システム、算出装置、推定方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様の推定システムは、リチウムイオン電池のサイクル寿命を推定する推定システムである。前記リチウムイオン電池は、サイクル毎に、定電流定電圧制御で充電される。前記定電流定電圧制御では、定電流制御によって、前記リチウムイオン電池の電池電圧が所定電圧に達するまで前記リチウムイオン電池が充電され、前記電池電圧が前記所定電圧に達すると、定電圧制御によって、前記リチウムイオン電池の極板抵抗が極大になるまで前記リチウムイオン電池が充電される。前記推定システムは、計測部と、算出部と、寿命推定部と、を備える。前記計測部は、前記リチウムイオン電池のサイクル毎に、第１充電時間と、第２充電時間とを計測する。前記第１充電時間は、前記定電流定電圧制御によって充電されたときの前記リチウムイオン電池の充電時間である。前記第２充電時間は、前記定電圧制御によって充電されたときの前記リチウムイオン電池の充電時間である。前記算出部は、前記計測部によって計測された前記第１充電時間及び前記第２充電時間に基づいて、前記第１充電時間を前記第２充電時間で割った比の値を算出する。前記寿命推定部は、前記リチウムイオン電池のサイクル数の推移に伴う前記比の値の挙動を示すグラフの上端部に沿った曲線において、極小点が現れたときのサイクル数である第１サイクル数を、前記極小点が現れた後に極大点が現れたときのサイクル数である第２サイクル数から引いた差分を算出する。前記寿命推定部は、前記第２サイクル数に前記差分を加算した第３サイクル数を、前記サイクル寿命の推定値とする。
【０００７】
本開示の一態様の推定システムは、リチウムイオン電池のサイクル寿命を推定する推定システムである。前記リチウムイオン電池は、サイクル毎に、定電流定電圧制御で充電される。前記定電流定電圧制御では、定電流制御によって、前記リチウムイオン電池の電池電圧が所定電圧に達するまで前記リチウムイオン電池が充電され、前記電池電圧が前記所定電圧に達すると、定電圧制御によって、前記リチウムイオン電池の極板抵抗が極大になるまで前記リチウムイオン電池が充電される。前記推定システムは、計測部と、算出部と、寿命推定部と、を備える。前記計測部は、前記リチウムイオン電池のサイクル毎に、第１充電時間と、第２充電時間とを計測する。前記第１充電時間は、前記定電流定電圧制御によって充電されたときの前記リチウムイオン電池の充電時間である。前記第２充電時間は、前記定電圧制御によって充電されたときの前記リチウムイオン電池の充電時間である。前記算出部は、前記計測部によって計測された前記第１充電時間及び前記第２充電時間に基づいて、前記第２充電時間を前記第１充電時間で割った比の値を算出する。前記寿命推定部は、前記リチウムイオン電池のサイクル数の推移に伴う前記比の値の挙動を示すグラフの上端部に沿った曲線において、極大点が現れたときのサイクル数である第１サイクル数を、前記極大点が現れた後に極小点が現れたときのサイクル数である第２サイクル数から引いた差分を算出する。前記寿命推定部は、前記第２サイクル数に前記差分を加算した第３サイクル数を、前記サイクル寿命の推定値とする。
【０００８】
本開示の一態様の推定システムは、リチウムイオン電池のサイクル寿命を推定する推定システムである。前記リチウムイオン電池は、サイクル毎に、定電流定電圧制御で充電される。前記定電流定電圧制御では、定電流制御によって、前記リチウムイオン電池の電池電圧が所定電圧に達するまで前記リチウムイオン電池が充電され、前記電池電圧が前記所定電圧に達すると、定電圧制御によって、前記リチウムイオン電池の極板抵抗が極大になるまで前記リチウムイオン電池が充電される。前記推定システムは、計測部と、算出部と、寿命推定部と、を備える。前記計測部は、前記リチウムイオン電池のサイクル毎に、第１充電容量と、第２充電容量とを計測する。前記第１充電容量は、前記定電流定電圧制御によって充電されたときの前記リチウムイオン電池の充電容量である。前記第２充電容量は、前記定電圧制御によって充電されたときの前記リチウムイオン電池の充電容量である。前記算出部は、前記計測部によって計測された前記第１充電容量及び前記第２充電容量に基づいて、前記第１充電容量を前記第２充電容量で割った比の値を算出する。前記寿命推定部は、前記リチウムイオン電池のサイクル数の推移に伴う前記比の値の挙動を示すグラフの上端部に沿った曲線において、極小点が現れたときのサイクル数である第１サイクル数を、前記極小点が現れた後に極大点が現れたときのサイクル数である第２サイクル数から引いた差分を算出する。前記寿命推定部は、前記第２サイクル数に前記差分を加算した第３サイクル数を、前記サイクル寿命の推定値とする。
【０００９】
本開示の一態様の推定システムは、リチウムイオン電池のサイクル寿命を推定する推定システムである。前記リチウムイオン電池は、サイクル毎に、定電流定電圧制御で充電される。前記定電流定電圧制御では、定電流制御によって、前記リチウムイオン電池の電池電圧が所定電圧に達するまで前記リチウムイオン電池が充電され、前記電池電圧が前記所定電圧に達すると、定電圧制御によって、前記リチウムイオン電池の極板抵抗が極大になるまで前記リチウムイオン電池が充電される。前記推定システムは、計測部と、算出部と、寿命推定部と、を備える。前記計測部は、前記リチウムイオン電池のサイクル毎に、第１充電容量と、第２充電容量とを計測する。前記第１充電容量は、前記定電流定電圧制御によって充電されたときの前記リチウムイオン電池の充電容量である。前記第２充電容量は、前記定電圧制御によって充電されたときの前記リチウムイオン電池の充電容量である。前記算出部は、前記計測部によって計測された前記第１充電容量及び前記第２充電容量に基づいて、前記第２充電容量を前記第１充電容量で割った比の値を算出する。前記寿命推定部は、前記リチウムイオン電池のサイクル数の推移に伴う前記比の値の挙動を示すグラフの上端部に沿った曲線において、極大点が現れたときのサイクル数である第１サイクル数を、前記極大点が現れた後に極小点が現れたときのサイクル数である第２サイクル数から引いた差分を算出する。前記寿命推定部は、前記第２サイクル数に前記差分を加算した第３サイクル数を、前記サイクル寿命の推定値とする。
【００１０】
本開示の一態様の算出装置は、前記推定システムで用いられる算出装置である。前記算出装置は、前記計測部と、前記算出部と、通信部と、を備える。前記通信部は、前記算出部で算出された上記比の値に関する情報を所定の装置に送信する。
（【００１１】以降は省略されています）

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