[发明专利]电池劣化确定设备、方法和系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年7月25日提交的日本专利申请No.2011-161762的优先权，该日本专利申请的内容通过引用的方式并入本文。

技术领域

本公开涉及电池劣化确定设备、电池劣化确定方法和电池劣化确定系统，其基于电池的AC阻抗测量数据来确定电池劣化程度。

背景技术

诸如二次电池或燃料电池之类的电池的劣化取决于再充电循环的次数、使用环境、存储条件等，并且这些电池在最终超过其使用寿命时变得不可使用。为此，在此之前已经提出了用于确定电池劣化程度的各种方法，例如，已知一种方法，其基于通过将电池的AC阻抗测量数据拟合（fit）成该电池的等效电路模型而获得的电路常数来确定劣化程度。

作为等效电路模型，已广泛使用的是RC两级模型，其中，如图9所示，两级RC并联电路块连接至电阻R1。该RC并联电路块中的未知电路常数为R和C，其数量为每一级两个，由于该RC两级模型中的未知电路常数的数量不大，因此很容易执行拟合。

通常用奈奎斯特（Nyquist）图将AC阻抗特性表示为复阻抗特性。如图10中所示，当RC两级模型被用作等效电路模型时，对于具有变形弧形复阻抗特性的电池来说，拟合误差趋于较大。这里，在图10中，虚线表示实际测量到的复阻抗特性，而实线表示基于通过拟合RC两级模型而获得的电路常数的复阻抗特性。

实际电池很少具有由完美半圆形表示的复阻抗特性，而在许多情况下都具有如图10中的虚线所示的变形弧形复阻抗特性。为此，不能说基于通过拟合RC两级模型而获得的电路常数的劣化确定结果总是足够适当的。

[相关技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本未审查专利申请公开No.2004-241325

通常，可以使用其中连接了三级或更多级RC并联电路块的等效电路来减小关于变形弧形复阻抗特性的拟合误差。但是，待拟合的未知电路常数的数量增大。

另外，已知使用一个或多个的R和CPE（恒相元件）并联电路块可以减小关于变形弧形AC阻抗特性的拟合误差。这里，CPE是由[等式1]所示的阻抗ZCPE表示的非线性元件，其中将作为CPE指数的P和作为CPE常数的T用作电路常数。

[等式1]

Z_CPE=1/(jω)^PT

例如，可以使用图11所示的具有两级R和CPE并联电路块的等效电路模型来减小关于图12所示的变形弧形复阻抗特性的拟合误差。另外，在图12中，虚线表示实际测量到的复阻抗特性，而实线表示基于通过拟合其中连接了两级R和CPE并联电路块的等效电路模型而获得的电路常数的复阻抗特性。

但是，R和CPE并联电路块中待拟合的未知电路常数为R、P和T，其数量为每一级三个，并且与RC两级模型相比，即使在两级模型中，待拟合的未知电路常数的数量仍然增大了。

如果待拟合的未知电路常数的数量增大，则拟合变得复杂，并且在一些情况下，由于获得的解为多个，因此很难或不能确定电池劣化程度。为此，期望的技术是，在不增大等效电路模型中的未知电路常数数量的情况下减小拟合误差。

发明内容

本发明的一个或多个示例实施例提供了电池劣化确定设备、电池劣化确定方法和电池劣化确定系统，其在不增大将要用于确定电池劣化程度的等效电路模型中的未知电路常数数量的情况下减小了拟合误差。

根据本发明的示例实施例的电池劣化确定设备，包括：

拟合模块，其配置用于将AC阻抗测量数据拟合成包括至少一个电路块的等效电路模型，以获得该等效电路模型中的电路常数，其中所述电路块中并联连接一个电阻和一个恒相元件；

P值保存模块，其配置用于保存作为恒相元件指数的P值，该P值通过将基准电池的AC阻抗测量数据拟合成等效电路模型而获得；以及

劣化确定模块，其配置用于参考电池劣化程度与等效电路模型中的电路常数之间的相关性，基于通过使用作为固定值的P值而将作为确定目标的电池的AC阻抗测量数据拟合成等效电路模型而获得的电路常数，来对作为确定目标的电池执行劣化确定。

劣化确定模块可以被配置为：当所获得的电路常数所确定的拟合误差等于或大于基准值时，确定作为确定目标的电池的使用是不适当的。

电池劣化确定设备还可以包括：

拟合初始值设置模块，其配置用于在拟合模块执行拟合之前设置电路常数的初始值，