JPH08250160A - トリクル用Ni−Cd電池の容量推定回帰式導出方法 - Google Patents
トリクル用Ni−Cd電池の容量推定回帰式導出方法Info
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- JPH08250160A JPH08250160A JP7048539A JP4853995A JPH08250160A JP H08250160 A JPH08250160 A JP H08250160A JP 7048539 A JP7048539 A JP 7048539A JP 4853995 A JP4853995 A JP 4853995A JP H08250160 A JPH08250160 A JP H08250160A
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Abstract
態の検知や容量の推定を、内部インピーダンス測定から
行う方法において、インピーダンスと電池容量との関係
式を短時間で簡単に導出する方法を提供することを目的
とする。 【構成】本発明は、トリクル用Ni−Cd電池の劣化状
態の検知や容量の推定を、内部インピーダンス測定から
行う方法において、インピーダンスと電池容量との関係
式を電解液量を標準以下とした、疑似劣化電池の特性か
ら導出する。
Description
電池の、内部インピーダンス測定からの劣化状態の検知
や電池容量の推定を行う容量推定回帰式導出方法に関す
るものである。
の劣化状態を検知する方法として、内部インピーダンス
測定から容量を推定する方法が有効である。この方法
は、内部インピーダンスと電池容量との間の強い相関性
に着目している。従って、本手法を適用するためには、
内部インピーダンスと電池容量との間の関係式(以下、
回帰式と称する)を事前に求めておくことが必要であ
る。そこでこの回帰式を求めるため、従来、実使用劣化
電池、あるいは温度加速等で強制的に劣化させた電池の
特性試験が行われている。
Cd電池の劣化には長時間を要するため、電池寿命の判
定基準となる容量50〜60%までの劣化電池を得るに
は、実使用による劣化で早くて数年、温度加速による作
製でも最低数カ月を必要とし、回帰式を求めるまでに長
時間が必要になるという問題点があった。
決すべく、トリクル使用のNi−Cd電池での支配的な
劣化モードが電解液枯れであることに着目し、電解液量
を標準以下として作製した疑似劣化電池の特性から、回
帰式を短時間で求めるトリクル用Ni−Cd電池の容量
推定回帰式導出方法を提供することを目的とする。
に本発明は、内部インピ−ダンスからトリクル用Ni−
Cd電池の劣化状態の検知や電池容量の推定を行う方法
において、インピ−ダンスと電池容量との間の回帰式
を、該電池と同一規格で電解液量だけを標準以下として
作製した疑似劣化電池の特性から求めることを特徴とす
る。
リクル用Ni−Cd電池の劣化状態の検知や電池容量の
推定を行う方法において、インピ−ダンスと電池容量と
の間の回帰式を、該電池と公称容量やサイズの異なる規
格で電解液量だけを標準以下として作製した疑似劣化電
池の特性から求めることを特徴とする。
リクル用Ni−Cd電池の劣化状態の検知や電池容量の
推定を行う方法において、内部インピ−ダンスの実数部
ZReから電池容量を推定することを特徴とする。
リクル用Ni−Cd電池の劣化状態の検知や電池容量の
推定を行う方法において、内部インピ−ダンスの実数部
ZReと電池容量Qとの間の回帰式を、 Q=a×ln(ZRe)+b (a,bは任意定数) の形とすることを特徴とする。
リクル用Ni−Cd電池の劣化状態の検知や電池容量の
推定を行う方法において、内部インピ−ダンスの絶対値
|ZRe+ZIm|から電池容量を推定することを特徴とす
る。
リクル用Ni−Cd電池の劣化状態の検知や電池容量の
推定を行う方法において、内部インピ−ダンスの絶対値
|ZRe+ZIm|と電池容量Qとの間の回帰式を、 Q=a×ln|ZRe+ZIm|+b (a,bは任意定数) の形とすることを特徴とする。
ル用Ni−Cd電池Aに対して、電解液量だけが標準以
下の疑似劣化電池を作製し、この疑似劣化電池の回帰式
を電池Aの回帰式とする。更に、公称容量やサイズが電
池Aとは異なる同一メーカ製の電池Bについて、「電
極、セパレータ等の構成材料やその厚さ、多孔度等の設
計が電池Aと同じ」とみなしうる場合には、電池Bの回
帰式を電池Aの回帰式から誘導して求める。
説明する。図1は、X社製で標準使用での公称電圧が
1.2V、公称容量が4000mAhの単1型トリクル
用Ni−Cd電池[1]の、疑似劣化電池に対する電解
液量と電池容量との関係を示す特性図である。電池容量
は、JISに基づく試験にて求めた。また、電解液量は
標準値を100%としている。グラフは、電解液の減少
による電池容量の低下が観察され、疑似劣化特性を示し
ている。図2は、該電池の内部インピーダンスの実数部
RIm=0(ここでは、虚数部がゼロとなる周波数での実数
部抵抗)と電池容量Qとの関係を示す特性図である。内
部インピーダンスは、ガルバノスタットで0.5Aの電
流を流し、周波数応答アナライザによる解析から求め
た。グラフには直線性が観察され、次式が電池[1]の
回帰式となる。
電池の特性と比較することで検証する。ここで、電池
[1]の実際の劣化電池については、先に述べた、Ni
−Cd電池の作製には長時間を要する、という理由によ
り現在のところでは得られていない。そこで、公称容量
やサイズは異なるが、電池[1]と同じX社製の回収電
池の特性から検証を行う。
公称容量が1800mAhの単2型トリクル用Ni−C
d電池[2]の内部インピーダンスの実数部rIm=0(虚
数部がゼロとなる周波数での実数部抵抗)と電池容量q
との関係を示す特性図である。電池容量および内部イン
ピーダンスは、電池[1]と同じ方法で求めた。ここで
もグラフは良好な直線関係を示しており、回帰式は次式
となる。
モードの場合の回帰式は、常に(3)式の形になるとみ
てよい。更に、電池[1]と電池[2]は同一メーカ製
のトリクル用電池であることから、電極、セパレータ等
の構成材料やその厚さ、多孔度等の設計が同じと考える
ことができる。この場合、図4に示すように、公称容量
や電池サイズによらず、未劣化状態からのインピーダン
ス増加の割合に対する電池容量低下の割合は等しいとみ
なすことができ、電池[1]の回帰式((1)式)から
電池[2]の回帰式の誘導が可能となる。まず、電池
[1]の未劣化状態(電解液量100%)での電池容量
をQ1 とし、電池[2]の未劣化状態の電池容量および
インピーダンスをそれぞれq1 、r1 とすれば、電池
[2]の誘導回帰式は次のようになる。 q’=−1095×(q1 /Q1 )×ln(rIm=0/r1 )+q1 (4) ここで、Q1 については、図1の電解液量100%での
容量の平均値4962mAhとし、q1 およびr1 につ
いては、未劣化時の情報が不明であることから、図3の
円内の、電池容量が2200mAh以上を示したところ
の平均容量2383mAh=q1 、同円内の平均インピ
ーダンス6.60mΩ=r1 とする。これより、(4)
式は次のようになる。
(2)式および(5)式のグラフを示す。両グラフは良
く一致しており、特に、電池寿命の判定基準となる容量
50〜60%に対応するインピーダンスは、ほとんど同
じ値であることから、精度の高い寿命判定が可能であ
る。以上より、疑似劣化電池の回帰式を実際の劣化電池
に適用することの有効性が示されたとともに、該回帰式
が疑似劣化電池とは公称容量やサイズの異なる電池に対
しても有効となることが判った。
部、あるいはインピーダンスの絶対値と電池容量との関
係を、相関係数を指標として評価すると、電池[1]お
よび電池[2]について、図6、図7の結果が得られ
た。両グラフで相関係数が0.9以上の高い相関性を示
す周波数範囲が観察される。従って、この範囲の周波数
でインピーダンスの実数部あるいはインピーダンスの絶
対値を求め、(3)式の形の回帰式を用いることにより
電池容量の推定が高い精度で行えることが判る。
液量を標準以下とした疑似劣化電池の特性から、実使用
電池に対する、内部インピーダンスと電池容量との間の
関係式を求めることができる。疑似劣化電池は、標準使
用の電池に対して注入する電解液量を変えるだけなの
で、極めて簡単に、しかも短時間で作製することができ
る。従って、従来の実劣化電池を回収あるいは作製する
方法に比べ、大幅な稼働の低減となる。
電池容量との関係を示す特性図である。
ーダンスの実数部と電池容量との関係を示す特性図であ
る。
ーダンスの実数部と電池容量との関係を示す特性図であ
る。
での、内部インピーダンス実数部の変化に対する容量変
化を表わす概念図である。
ラフである。
ーダンスの実数部および内部インピーダンスの絶対値と
電池容量との間の相関係数の周波数依存性を示す特性図
である。
ーダンスの実数部および内部インピーダンスの絶対値と
電池容量との間の相関係数の周波数依存性を示す特性図
である。
Claims (6)
- 【請求項1】 内部インピ−ダンスからトリクル用Ni
−Cd電池の劣化状態の検知や電池容量の推定を行う方
法において、インピ−ダンスと電池容量との間の回帰式
を、該電池と同一規格で電解液量だけを標準以下として
作製した疑似劣化電池の特性から求めることを特徴とす
るトリクル用Ni−Cd電池の容量推定回帰式導出方
法。 - 【請求項2】 内部インピ−ダンスからトリクル用Ni
−Cd電池の劣化状態の検知や電池容量の推定を行う方
法において、インピ−ダンスと電池容量との間の回帰式
を、該電池と公称容量やサイズの異なる規格で電解液量
だけを標準以下として作製した疑似劣化電池の特性から
求めることを特徴とするトリクル用Ni−Cd電池の容
量推定回帰式導出方法。 - 【請求項3】 内部インピ−ダンスからトリクル用Ni
−Cd電池の劣化状態の検知や電池容量の推定を行う方
法において、内部インピ−ダンスの実数部ZReから電池
容量を推定することを特徴とする請求項1または2記載
のトリクル用Ni−Cd電池の容量推定回帰式導出方
法。 - 【請求項4】 内部インピ−ダンスからトリクル用Ni
−Cd電池の劣化状態の検知や電池容量の推定を行う方
法において、内部インピ−ダンスの実数部ZReと電池容
量Qとの間の回帰式を、 Q=a×ln(ZRe)+b (a,bは任意定数) の形とすることを特徴とする請求項3記載のトリクル用
Ni−Cd電池の容量推定回帰式導出方法。 - 【請求項5】 内部インピ−ダンスからトリクル用Ni
−Cd電池の劣化状態の検知や電池容量の推定を行う方
法において、内部インピ−ダンスの絶対値|ZRe+ZIm
|から電池容量を推定することを特徴とする請求項1ま
たは2記載のトリクル用Ni−Cd電池の容量推定回帰
式導出方法。 - 【請求項6】 内部インピ−ダンスからトリクル用Ni
−Cd電池の劣化状態の検知や電池容量の推定を行う方
法において、内部インピ−ダンスの絶対値|ZRe+ZIm
|と電池容量Qとの間の回帰式を、 Q=a×ln|ZRe+ZIm|+b (a,bは任意定数) の形とすることを特徴とする請求項5記載のトリクル用
Ni−Cd電池の容量推定回帰式導出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04853995A JP3385780B2 (ja) | 1995-03-08 | 1995-03-08 | トリクル用Ni−Cd電池の容量推定回帰式導出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04853995A JP3385780B2 (ja) | 1995-03-08 | 1995-03-08 | トリクル用Ni−Cd電池の容量推定回帰式導出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08250160A true JPH08250160A (ja) | 1996-09-27 |
| JP3385780B2 JP3385780B2 (ja) | 2003-03-10 |
Family
ID=12806181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04853995A Expired - Lifetime JP3385780B2 (ja) | 1995-03-08 | 1995-03-08 | トリクル用Ni−Cd電池の容量推定回帰式導出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3385780B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007506952A (ja) * | 2003-09-26 | 2007-03-22 | ライニシュ−ヴェストファーリシュ−テヒニシェ ホーヒシュレ | バッテリーの充電状態の決定方法と決定装置 |
| JP2007333494A (ja) * | 2006-06-14 | 2007-12-27 | Shikoku Electric Power Co Inc | 蓄電池の劣化診断方法および劣化診断装置 |
| JP2014071103A (ja) * | 2012-10-02 | 2014-04-21 | Hitachi Ltd | 放電容量予測装置、プログラム、および電池の製造方法 |
| JP2015222195A (ja) * | 2014-05-22 | 2015-12-10 | トヨタ自動車株式会社 | 中古二次電池の再構成品適用判定方法及び組電池再構成品の再構成方法 |
Citations (6)
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-
1995
- 1995-03-08 JP JP04853995A patent/JP3385780B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3385780B2 (ja) | 2003-03-10 |
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