蓄电元件的寿命估计装置、寿命估计方法以及蓄电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及估计蓄电元件能使用的累计剩余期间即剩余寿命的寿命估计装置、寿命估计方法、以及具备蓄电元件和该寿命估计装置的蓄电系统。
【背景技术】
[0002]锂离子二次电池等蓄电元件被用作笔记本电脑、便携式电话等移动设备的电源，但是近年来在电动汽车的电源等广泛的领域中也被使用。并且，在这样的蓄电元件中，准确地掌握蓄电元件能使用的累计剩余期间即剩余寿命极其重要。在此，以往为了估计蓄电元件的剩余寿命而提出了估计蓄电元件的直流电阻的随时间变化的技术(例如参照非专利文献I) O
[0003]在非专利文献I中公开了:根据电池的直流电阻的随时间变化由试验时间的N次函数表示的经验式来估计给定试验时间内的该直流电阻的随时间变化的技术。在此，上述经验式中的N为1/2、I或者1.52，根据试验模式而变化。
[0004]在先技术文献
[0005]非专利文献
[0006]非专利文献1: J.Belt et al.,Journal of Power Sources,vol.196,2011 ,page10213-10221.
【发明内容】
[0007]发明要解决的课题
[0008]然而，在上述现有技术中存在无法准确地估计蓄电元件的剩余寿命的问题。
[0009]本发明正是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种能够准确地估计蓄电元件的剩余寿命的寿命估计装置、寿命估计方法以及蓄电系统。
[0010]用于解决课题的手段
[0011]为了实现上述目的，本发明的一形态所涉及的寿命估计装置估计蓄电元件能使用的累计剩余期间即剩余寿命，其特征在于，具备:关系式获取部，其获取关系式，在该关系式中，经过所述蓄电元件的使用期间的累计值即累计使用期间的时间点下的所述蓄电元件的直流电阻或者交流电阻的电阻值，由包含所述累计使用期间的三次以上的函数或者指数函数的项的式子来表示;和剩余寿命估计部，其利用获取到的所述关系式来估计所述剩余寿命O
[0012]另外，本发明不仅能够作为这种寿命估计装置来实现，还能作为具备蓄电元件和对该蓄电元件的剩余寿命进行估计的寿命估计装置的蓄电系统来实现。此外，本发明也能够作为以寿命估计装置所进行的特征处理为步骤的寿命估计方法来实现。此外，本发明还能够作为具备寿命估计装置中所含的特征处理部的集成电路来实现。此外，本发明也能够作为使计算机执行寿命估计方法中所包含的特征处理的程序来实现，或者作为记录有该程序的计算机可读取的⑶-ROM等记录介质来实现。并且，这种程序能够经由⑶-ROM等记录介质以及因特网等传输介质来流通是不言而喻的。
[0013]发明效果
[0014]根据本发明，能够准确地估计蓄电元件的剩余寿命。
【附图说明】
[0015]图1是具备本发明的实施方式所涉及的寿命估计装置的蓄电系统的外观图。
[0016]图2是表示本发明的实施方式所涉及的寿命估计装置的功能构成的框图。
[0017]图3是表示本发明的实施方式所涉及的蓄电元件数据的一例的图。
[0018]图4是用于说明本发明的实施方式所涉及的关系式获取部所获取的关系式的图。
[0019]图5A是用于说明为了获得本发明的实施方式所涉及的关系式获取部所获取的关系式而需要的期间的图。
[0020]图5B是用于说明为了获得本发明的实施方式所涉及的关系式获取部所获取的关系式而需要的期间的图。
[0021]图6是表示本发明的实施方式所涉及的寿命估计装置对蓄电元件的剩余寿命进行估计的处理的一例的流程图。
[0022]图7是表示本发明的实施方式所涉及的寿命估计装置对蓄电元件的剩余寿命进行估计的处理的一例的流程图。
[0023]图8A是利用直流电阻与循环数的图表来表示本发明的实施方式所涉及的寿命估计装置所发挥的效果的图。
[0024]图SB是表示本发明的实施方式所涉及的关系式获取部所获取的关系式中的关系式获取期间的图。
[0025]图9是通过与比较例的比较来表示本发明的实施方式所涉及的寿命估计装置所发挥的效果的图。
[0026]图1OA是利用交流电阻与循环数的图表来表示本发明的实施方式所涉及的寿命估计装置所发挥的效果的图。
[0027]图1OB是表示本发明的实施方式所涉及的关系式获取部所获取的关系式中的关系式获取期间的图。
[0028]图11是通过与比较例的比较来表示本发明的实施方式所涉及的寿命估计装置所发挥的效果的图。
[0029]图12是表示本发明的实施方式的变形例I所涉及的寿命估计装置的构成的框图。
[0030]图13是表示本发明的实施方式的变形例I所涉及的关系式获取部获取关系式的处理的一例的流程图。
[0031]图14是说明本发明的实施方式的变形例2所涉及的寿命估计装置在电池A且直流电阻的情况下所发挥的效果的图。
[0032]图15是用于说明本发明的实施方式的变形例2所涉及的寿命估计装置在电池A且交流电阻的情况下所发挥的效果的图。
[0033]图16是用于说明本发明的实施方式的变形例2所涉及的寿命估计装置在电池B且直流电阻的情况下所发挥的效果的图。
[0034]图17是用于说明本发明的实施方式的变形例2所涉及的寿命估计装置在电池B且交流电阻的情况下所发挥的效果的图。
[0035]图18是表示本发明的实施方式的变形例3所涉及的寿命估计装置的构成的框图。
[0036]图19是表示本发明的实施方式的变形例4所涉及的寿命估计装置的构成的框图。
[0037]图20是表示由集成电路来实现本发明的实施方式所涉及的寿命估计装置的构成的框图。
【具体实施方式】
[0038]在上述现有技术中存在无法准确地估计蓄电元件的剩余寿命的问题。
[0039]S卩，在以往的估计蓄电元件的直流电阻的随时间变化的技术中，由于上述经验式中的N的值根据试验模式而变化，因此难以预测该N的值。此外，纵使已预测出该N的值，但所估计的直流电阻的随时间变化的值并不是十分准确。因而，在现有技术中，无法准确地估计蓄电元件的剩余寿命。
[0040]本发明正是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种能够准确地估计蓄电元件的剩余寿命的寿命估计装置、寿命估计方法以及蓄电系统。
[0041]为了实现上述目的，本发明的一形态所涉及的寿命估计装置估计蓄电元件能使用的累计剩余期间即剩余寿命，其特征在于，具备:关系式获取部，其获取关系式，在该关系式中，经过所述蓄电元件的使用期间的累计值即累计使用期间的时间点下的所述蓄电元件的直流电阻或者交流电阻的电阻值，由包含所述累计使用期间的三次以上的函数或者指数函数的项的式子来表示;和剩余寿命估计部，其利用获取到的所述关系式来估计所述剩余寿命O
[0042]根据该构成，寿命估计装置获取经过累计使用期间的时间点下的蓄电元件的直流电阻或者交流电阻的电阻值由包含累计使用期间的三次以上的函数或者指数函数的项的式子来表示的关系式，并利用该关系式来估计蓄电元件的剩余寿命。在此，该电阻值随着累计使用期间的经过而值加速地增加。并且，本申请发明者们经过潜心研究和实验的结果发现:该电阻值的随时间变化由包含以累计使用期间为变量的三次以上的函数或者指数函数的项的式子来表征。因此，寿命估计装置通过利用上述关系式从而能够准确地表现该电阻值与累计使用期间的关系，因此能够准确地估计蓄电元件的剩余寿命。
[0043]此外，也可以是所述关系式获取部获取所述电阻值由包含所述累计使用期间的三次函数的多项式来表示的所述关系式。
[0044]根据该构成，寿命估计装置获取电阻值由包含累计使用期间的三次函数的多项式来表示的关系式。在此，本申请发明者们经过潜心研究和实验的结果发现:该电阻值由包含累计使用期间的三次函数的多项式来表示的关系式高精度地表现了该电阻值的随时间变化。因此，寿命估计装置通过利用上述关系式从而能够准确地表现该电阻值与累计使用期间的关系，因此能够准确地估计蓄电元件的剩余寿命。
[0045]此外，也可以是所述关系式获取部将在所述关系式中用所述累计使用期间对所述电阻值进行了二阶微分后的值成为正值的情况下的累计使用期间设为关系式获取期间，并获取根据直至经过所述关系式获取期间的时间点为止的所述电阻值与所述累计使用期间的关系而获得的所述关系式。
[0046]在此，在用累计使用期间对电阻值进行了二阶微分后的值成为负值的情况下，由于电阻值相对于累计使用期间的图表以向上凸的函数(凹函数)来表现，因此无法预测随着累计使用期间的经过而电阻值加速地增加这样的状态。即，寿命估计装置通过获取根据直至经过在用累计使用期间对电阻值进行了二阶微分后的值成为正值的情况下的累计使用期间的时间点为止的电阻值与累计使用期间的关系而获得的关系式，从而能够预测随着累计使用期间的经过而电阻值加速地增加这样的状态。因此，寿命估计装置通过利用该关系式从而能够准确地表现该电阻值与累计使用期间的关系，因此能够准确地估计蓄电元件的剩余寿命。
[0047]此外，也可以是所述关系式获取部根据直至经过所述关系式获取期间的时间点为止的所述电阻值与所述累计使用期间的关系来计算所述关系式，由此获取所述关系式。
[0048]根据该构成，寿命估计装置根据直至经过在用累计使用期间对电阻值进行了二阶微分后的值成为正值的情况下的累计使用期间的时间点为止的电阻值与累计使用期间的关系来计算关系式。由此，寿命估计装置不用事前将该关系式存储在存储部中，便能够获取能预测随着累计使用期间的经过而电阻值加速地增加这样的状态的关系式。因此，寿命估计装置通过利用该关系式从而能够准确地表现该电阻值与累计使用期间的关系，因此能够准确地估计蓄电元件的剩余寿命。
[0049]此外，也可以是所述关系式获取部获取所述电阻值与以在所述累计使用期间上乘以给定的常量后的值为变量的指数函数成比例的所述关系式。
[0050]根据该构成，寿命估计装置获取电阻值与以在累计使用期间上乘以给定的常量后的值为变量的指数函数成比例的关系式。在此，本申请发明者们经过潜心研究和实验的结果发现:该电阻值与以在累计使用期间上乘以给定的常量后的值为变量的指数函数成比例的关系式高精度地表现了该电阻值的随时间变化。因此，寿命估计装置通过利用上述关系式从而能够准确地表现该电阻值与累计使用期间的关系，因此能够准确地估计蓄电元件的剩余寿命。
[0051]此外，也可以是所述剩余寿命估计部具备:电阻值获取部，其获取给定的时间点下的所述电阻值即第一电阻值，并且获取所述蓄电元件的寿命达到时间点下的所述电阻值即第二电阻值;期间获取部，其获取从所述关系式获得的所述第一电阻值下的累计使用期间即第一累计使用期间，并且获取从所述关系式获得的所述第二电阻值下的累计使用期间即第二累计使用期间；和剩余寿命计算部，其从所述第二累计使用期间之中减去所述第一累计使用期间，由此计算从所述给定的时间点起的所述蓄电元件的剩余寿命。
[0052]根据该构成，寿命估计装置获取给定的时间点下的第一电阻值和蓄电元件的寿命达到时间点下的第二电阻值，并获取从上述关系式获得的第一电阻值下的第一累计使用期间和第二电阻值下的第二累计使用期间，从第二累计使用期间之中减去第一累计使用期间，由此计算从给定的时间点起的蓄电元件的剩余寿命。这样，寿命估计装置能够准确地估计蓄电元件的剩余寿命。
[0053]此外，也可以是所述剩余寿命估计部还具备对所述关系式获取部获取到的所述关系式进行修正的关系式修正部，所述剩余寿命估计部利用修正后的所述关系式来估计所述剩余寿命。
[0054]根据该构成，寿命估计装置对上述关系式进行修正，并利用修正后的该关系式来估计剩余寿命。这样，寿命估计装置通过对关系式进行修正来提高该关系式的精度，从而能够准确地估计剩余寿命。
[0055]此外，也可以是所述蓄电元件是包含层状构造的锂过渡金属氧化物来作为正极活性物质的锂离子二次电池，所述关系式获取部获取关于所述锂离子二次电池的所述关系式，所述剩余寿命估计部估计关于所述锂离子二次电池的所述剩余寿命。
[0056]根据该构成，蓄电元件是包含层状构造的锂过渡金属氧化物来作为正极活性物质的锂离子二次电池。在此，本申请发明者们经过潜心研究和实验的结果发现:在蓄电元件为该锂离子二次电池的情况下，根据上述关系式能够高精度地表现劣化状态。因此，寿命估计装置能够准确地估计该锂离子二次电池的剩余寿命。
[005