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公開番号2025098594
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-02
出願番号2023214831
出願日2023-12-20
発明の名称二次電池の劣化予測システム、及び、二次電池の劣化予測方法
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人信友国際特許事務所
主分類G01R 31/392 20190101AFI20250625BHJP(測定;試験)
要約【課題】電極活物質の電圧変動性に依存せずに、高い精度の寿命診断が可能な二次電池の劣化予測システムを提供する。
【解決手段】劣化予測システムを統括制御する制御部と、劣化予測のための情報が格納される記憶部とを備える二次電池の劣化予測システムを構成する。制御部は、二次電池の内部劣化パラメータの取得と、内部劣化パラメータを基にした劣化予測式の作成と、作成した劣化予測式の記憶部への格納とを行う計算部を含む。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
二次電池の劣化予測を実施する劣化予測システムを統括制御する制御部と、
前記劣化予測のための情報が格納される記憶部と、を備え、
前記制御部は、
前記二次電池の内部劣化パラメータの取得と、前記内部劣化パラメータを基にした劣化予測式の作成と、作成した前記劣化予測式の前記記憶部への格納と、を行う計算部を含む
二次電池の劣化予測システム。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記計算部は、
前記内部劣化パラメータを基に、前記内部劣化パラメータの時系列変化式を作成する時系列変化式作成部と、
前記時系列変化式の係数を関数化した式を作成する関数化部と、
前記関数化した式を基に、前記劣化予測式を作成する劣化予測式作成部と、を含む
請求項１に記載の二次電池の劣化予測システム。
【請求項３】
前記時系列変化式作成部は、前記内部劣化パラメータの時系列変化の近似曲線を基に、前記時系列変化式を作成する
請求項２に記載の二次電池の劣化予測システム。
【請求項４】
前記計算部は、前記時系列変化式の係数を、前記二次電池の稼働条件を用いて関数化する関数化部を含む
請求項３に記載の二次電池の劣化予測システム。
【請求項５】
前記計算部は、作成した前記劣化予測式を前記記憶部に格納して更新する劣化予測式更新部を含む
請求項２に記載の二次電池の劣化予測システム。
【請求項６】
前記計算部は、正極の開回路電位のデータ、前記正極の抵抗のデータ、負極の開回路電位のデータ、前記負極の抵抗のデータ、前記二次電池の開回路電圧のデータ、及び、前記二次電池の抵抗のデータを基に、前記内部劣化パラメータを取得する電池内部状態診断部を含む
請求項１に記載の二次電池の劣化予測システム。
【請求項７】
前記記憶部は、予め測定された前記正極の開回路電位のデータ、前記正極の抵抗のデータ、前記負極の開回路電位のデータ、及び、前記負極の抵抗のデータを記憶し、
前記電池内部状態診断部は、前記記憶部から、正極の開回路電位のデータ、前記正極の抵抗のデータ、前記負極の開回路電位のデータ、及び、前記負極の抵抗のデータを取得する
請求項６に記載の二次電池の劣化予測システム。
【請求項８】
前記計算部は、前記二次電池の開回路電圧のデータ、及び、前記二次電池の抵抗のデータを取得する電池情報取得部を含み、
前記電池内部状態診断部は、前記電池情報取得が取得した、前記二次電池の開回路電圧のデータ、及び、前記二次電池の抵抗のデータを基に、前記内部劣化パラメータを取得する
請求項７に記載の二次電池の劣化予測システム。
【請求項９】
前記電池内部状態診断部は、前記正極の開回路電位のデータ、及び、前記負極の開回路電位のデータを用いた、前記二次電池の開回路電圧のデータへのフィッティング、並びに、前記正極の抵抗のデータ、及び、前記負極の抵抗のデータを用いた、前記二次電池の抵抗のデータへのフィッティングにより、前記内部劣化パラメータを取得する
請求項８に記載の二次電池の劣化予測システム。
【請求項１０】
前記電池内部状態診断部は、前記内部劣化パラメータとして、前記正極の活物質利用率、前記負極の活物質利用率、前記正極でのリチウムイオン損失量、前記負極でのリチウムイオン損失量、前記二次電池の溶液抵抗、前記正極の抵抗上昇率、及び、前記負極の抵抗上昇率の少なくともいずれか１以上を取得する
請求項９に記載の二次電池の劣化予測システム。
（【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】
本発明は、二次電池の劣化予測システム、及び、二次電池の劣化予測方法に係わる。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、二酸化炭素の排出抑制の手段が問題となっている。そこで、現在主に用いられている火力発電由来のエネルギーから、再生可能エネルギーへの置き換えが行われている。再生可能エネルギーは、例えば、太陽光発電や風力発電等が用いられる。しかし、再生可能エネルギーは、火力発電機が系統から解列されると、需要の変動に対する安定性が低下する。そこで、個々の再生可能エネルギー発電機に二次電池を併設した電力貯蔵システム（ＢＥＳＳ：Battery Energy Storage System）の適用が検討されている。電力貯蔵システムを備えることにより、再生可能エネルギー発電機の発電値の変動を緩和して、安定性を維持することができる。
【０００３】
しかしながら、電力貯蔵システムは、その運用過程における二次電池の劣化により、性能が低下する。そこで、電力貯蔵システムを導入する場合、二次電池の劣化を見越して設計する必要がある。しかし、二次電池の劣化予測の精度が低いと過剰な電池の搭載が必要となる。この結果、電力貯蔵システムが高コスト化してしまう。そこで、高精度の劣化予測が可能な二次電池の寿命診断システムが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１１９６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１に記載された寿命診断システムは、電池の充電情報から取得した実測値と、電池の利用方法に基づいた予測式を用いて予測した情報とを比較する。そして、両者の差が一定以上となった場合に、二次電池の劣化状態を予測する。
しかし、充電状態による電圧変化が小さい電極活物質を用いた場合、上記寿命診断システムは、寿命診断の精度が低下する可能性がある。このため、上述の寿命診断システムは、電極活物質の電圧変動性に診断精度が依存してしまう。
従って、電極活物質の電圧変動性に依存せずに、高い精度の寿命診断が可能となる二次電池の劣化予測システム、及び、二次電池の劣化予測方法が求められている
【０００６】
上述した問題の解決のため、本発明においては、電極活物質の電圧変動性に依存せずに、高い精度の寿命診断が可能な二次電池の劣化予測システム、及び、二次電池の劣化予測方法を提供するものである。
【０００７】
また、本発明の上記の目的及びその他の目的と本発明の新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の二次電池の劣化予測システムは、二次電池の劣化予測を実施する劣化予測システムを統括制御する制御部と、劣化予測のための情報が格納される記憶部とを備える。制御部は、二次電池の内部劣化パラメータの取得と、内部劣化パラメータを基にした劣化予測式の作成と、作成した前記劣化予測式の記憶部への格納とを行う計算部を含む。
【０００９】
また、本発明の二次電池の劣化予測方法は、二次電池の劣化予測を実施する。二次電池の劣化予測方法は、二次電池の内部劣化パラメータを取得し、内部劣化パラメータを基にした劣化予測式を作成し、作成した劣化予測式を記憶部へ格納する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電極活物質の電圧変動性に依存せずに、高い精度の寿命診断が可能な二次電池の劣化予測システム、及び、二次電池の劣化予測方法を提供する。
（【００１１】以降は省略されています）

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