推定电池寿命的方法、电池寿命推定装置和电动车辆

摘要

本发明提供推定电池寿命的方法、电池寿命推定装置和电动车辆。该推定电池寿命的方法，包括：对于在二次电池的初次充电之后过去X天时具有劣化率R的二次电池，根据劣化主数据计算在初次充电之后（X+Y）天的劣化推定值，通过使用用于计算的温度T和用于计算的电池状态S的条件识别该劣化主数据；以及基于该识别出的劣化主数据导出呈现劣化率R的过去的天数Xcorr，并从该识别出的劣化主数据计算初次充电之后（Xcorr+Y）天的劣化推定值。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年10月15日提交的日本在先专利申请JP 2012-228122的权益，将其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本公开涉及推定诸如锂离子二次电池等的寿命的方法、用于诸如锂离 子二次电池等的寿命推定装置、电动车辆和电力供应设备。

背景技术

作为一种在包括诸如电动车辆、混合动力车辆、电动摩托车以及电动 自行车的动力领域或包括诸如负载平衡、峰值偏移、以及备用的电存储领 域中的电源，锂离子二次电池已被广泛地使用。

在动力领域或电存储领域使用二次电池过程中，准确地推定二次电池 的寿命是非常必要的。原因之一是在电池寿命被错误地推定为比实际寿命 长，从而在使用设备时电池寿命超期的情况下，可能造成严重破坏或者产 生严重事故。另一原因是，相反，在电池寿命被推定得过短的情况下，电 池被不必要地更换。此外，因为电池被植入大规模系统中作为其一部分， 不可能在任何时候都可以更换旧的电池。在这样的系统中，在基于推定出 的电池寿命预先考虑应用状态等情况下根据计划更换旧电池是必要的。从 上述观点看，已经强烈地需要一种推定电池的寿命的准确方法。

例如，在日本未审查专利申请公开第2007-322171（JP2007-322171A） 号中，披露了一种计算车用电池的劣化程度和剩余容量的技术。此外，众 所周知，满充容量根据电池的内阻变化和电池的电压降来推定。

发明内容

如果推定（估算）容量劣化的技术可用，则可以弥补测量评价的频率 的不足从而可以用充分的时间确定电池寿命。众所周知，确定锂离子二次 电池的剩余寿命是困难的。因此，随时间变化的单个条件，即，仅循环寿 命或仅保存寿命已被测量出和推定出。该方法不是实用的方法。原因之一 是实际使用的二次电池处于循环和保存这两种状态。因此，实现适用于能 够处理随时间变化的各种条件的混合状态的实际应用的推定方法已经备 受期待。在JP2007-322171A中披露的技术和现有的寿命推定方法被用于 获取目前的劣化，但是就其推定未来的劣化程度而言是不充分的。

提供一种能够准确推定二次电池的寿命的推定寿命的方法、寿命推定 装置、电动车辆及电源设备是备受期待的。

根据本技术的实施方式，提供一种推定电池寿命的方法，该方法包括：

对于在二次电池的初次充电后过去X天时具有劣化率R的二次电池， 根据劣化主数据（degradation master data）计算在初次充电后（X+Y）天 后的劣化推定值，通过使用用于计算的温度T和用于计算的电池状态S的 条件识别（identify，确定）劣化主数据；以及

基于识别出的劣化主数据导出引起劣化率R的过去的天数Xcorr，并 且从识别出的劣化主数据计算初次充电后（Xcorr+Y）天后的劣化推定值。

根据本技术的实施方式，提供一种电池寿命推定装置，包括：

存储部，被配置为存储多种类型的劣化主数据；

条件设置部，被配置为设置与用于计算的温度T和用于计算的电池状 态S相关的条件；以及

控制器，被配置为获取劣化推定值，其中，

对于在二次电池的初次充电后过去X天时具有劣化率R的二次电池， 电池寿命推定装置被配置为根据劣化主数据计算在初次充电后（X+Y）天 后的劣化推定值，

控制器被配置为通过使用由条件设置部设置的条件来选择多种类型 的劣化主数据中的一种，以及

控制器被配置为基于识别出的劣化主数据导出引起劣化率R的过去 的天数Xcorr，并且根据识别出的劣化主数据计算初次充电后（Xcorr+Y） 天后的劣化推定值。

根据本技术的实施方式，提供一种电动车辆，包括：

电池寿命推定装置，包括：

存储部，被配置为存储多种类型的劣化主数据，

条件设置部，被配置为设置与用于计算的温度T和用于计算的电池状 态S相关的条件，以及

控制器，被配置为获取劣化推定值，其中，

对于在二次电池的初次充电后过去X天时具有劣化率R的二次电池， 电池寿命推定装置被配置为根据劣化主数据计算在初次充电后（X+Y）天 后的劣化推定值，二次电池被配置为产生车辆的驱动力，

控制器被配置为通过使用由条件设置部设置的条件选择多种类型的 劣化主数据中的一种，以及

控制器被配置为基于识别出的劣化主数据导出引起劣化率R的过去 的天数Xcorr，并且根据识别出的劣化主数据计算初次充电后（Xcorr+Y） 天后的劣化推定值。

根据本技术的实施方式，提供一种电力供应设备，包括：

电池寿命推定装置，包括：

存储部，被配置为存储多种类型的劣化主数据，

条件设置部，被配置为设置与用于计算的温度T和用于计算的电池状 态S相关的条件，以及

控制器，被配置为获取劣化推定值，其中，

对于在二次电池的初次充电后过去X天时具有劣化率R的二次电池， 电池寿命推定装置被配置为根据劣化主数据计算在初次充电后（X+Y）天 后的劣化推定值，二次电池被配置为产生交流电，

控制器被配置为通过使用由条件设置部设置的条件选择多种类型的 劣化主数据中的一种，以及

控制器被配置为基于识别出的劣化主数据推断引起劣化率R的过去 的天数Xcorr，并且根据识别出的劣化主数据计算初次充电之后（Xcorr+Y） 天后的劣化推定值。

通过根据本公开的实施方式的推定电池寿命的方法，即使处于诸如充 放电循环、保存及各种环境温度的条件被改变的状态中，几乎没有误差地 推定寿命。

应理解，前述的概要说明及以下的详细说明都是示例性的，其旨在提 供对所要求保护的技术的进一步说明。

附图说明

所包含的附图提供了对本发明的进一步的理解，并且其并入本说明书 并组成本说明书的一部分。附图示出了实施方式，并且与说明共同用于解 释本技术的原理

图1是用于说明推定电池寿命的方法的示意图。

图2是用于说明根据本公开的实施方式的推定寿命的方法的示意图。

图3是用于说明在改变多个条件的情况下根据本公开的实施方式的推 定寿命的方法的示意图。

图4是示意性地示出了根据本公开的实施方式的寿命推定装置的框 图。

图5是根据本公开的实施方式的寿命推定装置中的实际劣化率测量部 的实例的框图。

图6是用于说明根据本公开的实施方式的实施例1的示意图。

图7是用于说明根据本公开的实施方式的实施例2的示意图。

图8是应用根据本公开的实施方式的电源装置的应用例的第一实例的 框图。

图9是应用根据本公开的实施方式的电源装置的应用例的第二实例的 框图。

具体实施方式

如下所述的实施方式是本公开的一些优选具体实例。在实施方式中， 给出了技术上优选的各种限制。然而，在以下描述中，除非给出限制于此 的说明，否则，本公开的范围不限于这些实施方式。

[锂离子二次电池的实例]

在本公开的实施方式中，其中使用的电池的一个实例可为包含正极活 性物质和作为负极活性物质的石墨的锂离子二次电池。虽然不具体地限制 正极材料，但是正极材料可优选为包含具有橄榄石结构的正极活性物质。 具有橄榄石结构的正极活性物质更优选实例可包括锂铁磷酸化合物 （LiFePO₄）和包含不同原子的复合锂铁磷酸化合物（LiFe_xM_1-xO₄：M表 示一种或多种类型的金属，且x在0<x<1的范围内）。此外，在M表示两 种或更多类型的金属的情况下，做出选择以使各种类型的金属的下标数字 的总和为1-X。M的示例可包括过渡元素、IIA族元素、IIIA族元素、IIIB 族元素和IVB族元素。特别地，M中可优选地包括钴（Co）、镍、锰（Mn）、 铁、铝、钒（V）和钛（Ti）。

在正极活性物质中，包含具有与锂铁磷酸化合物或者锂铁复合磷酸化 合物的成分不同的成分的金属氧化物（例如由从包括Ni、Mn、Li等的组 中选择的元素构成的金属氧化物）、磷酸盐化合物（例如磷酸锂）等的覆 盖层可被设置在锂铁磷酸化合物或者锂铁磷酸化合物的表面上。

在本公开的实施方式中的石墨没有特别限制。作为石墨，可广泛地使 用工业用石墨材料。

根据本公开的实施方式的制造电池的电极的方法没有特别的限制。作 为该方法，可广泛地使用工业用方法。

在本公开的实施方式中电池的配置没有特别的限制。作为电池的配 置，可广泛地使用已知的配置。

用于本公开的实施方式的电解液没有特别的限制，其实例可包括液体 电解液和凝胶电解液。作为电解液，可广泛地使用工业用电解液。

电解液的溶剂的优选实例可包括4-氟-1,3-二氧戊环-2-酮（FEC）、碳 酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、碳酸亚乙烯酯（VC）、碳酸二甲酯、 碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、1,2-二甲氧基乙烷、四氢 呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,3-二氧戊环、4-甲基-1,3-二氧戊环、乙酸甲酯、 丙酸甲酯、丙酸乙酯、乙腈、戊二腈、己二腈、甲氧基乙腈、3-甲氧基丙 腈、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基噁唑烷酮、硝基甲烷、 硝基乙烷、环丁砜、二甲亚砜、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、环硫乙烷及双 三氟甲基磺酰亚胺三甲基己铵（bisrifluoromethyl sulfonyl imide trimethyl  hexyl ammonium）。其更优选实例可包括4-氟-1,3-二氧戊环-2-酮（FEC）、 碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、碳酸亚乙烯酯（VC）、碳酸二甲 酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯和γ-戊内酯。

电解液的支持盐的优选实例可包括六氟磷酸锂（LiPF₆）、双（五氟乙 烷磺酰）亚胺锂（Li（C₂F₅SO₂）₂N）、高氯酸锂（LiClO₄）、六氟砷酸锂 （LiAsF₆）、四氟硼酸锂（LiBF₄）、三氟甲烷磺酸锂（LiSO₃CF₃）、双（三 氟乙烷磺酰）亚胺锂（Li（CF₃SO₂）₂N）和三（三氟乙烷磺酰基）甲基锂 （LiC（SO₂CF₃）₃）。

[劣化推定的概要]

将参考图1给出对劣化推定概要的描述。图1示出时间过程和劣化率 的关系。在组装电池的时候，电池电极和电解液被密封装入外封装构件中。 然后，执行第一次充电（称为初次充电）达到电池的额定容量的50%或更 高的比率。未使用状态的容量以初始容量Capa（0）表示，且初次充电后 X天的容量以Capa（x）表示。初次充电后的t天后测量到的劣化率R以 下表达式表示。

R=100-100×Capa（x）/Capa（0）  （0≤R≤100）

应注意，容量保持率通过100-（容量劣化率）确定。

在本公开的实施方式中，在日期X测量容量之后，推定Y天的容量 劣化率（0≤X，Y）。作为寿命推定的参考日期的“X”没有特别的限制， 并且X可对应于诸如预先设置的电池的常规检查日期的日期。即，“X” 可从电池的寿命范围内选择。例如，在车辆的常规检查日期为日期X，并 且车辆的下一个常规检查日期被设置为日期X之后的Y天的日期的情况 下，允许推定是否可确保电池的性能直至车辆的下一个常规检查电池的寿 命。

Y是表示在日期X（作为寿命推定的参考日期）之后的多少天将推定 容量劣化的值。Y可根据推定的目的任意选择。在Y天之后推定劣化时， 作为条件，指定温度（=T）、SOC（荷电状态）（=S）和天数（=Y）以计 算推定值。应注意，可使用DOD（放电的深度）代替SOC。SOC和DOD 被统称为“电池状态”。

在本公开的实施方式中，作为推定时期（Y天）中的条件，允许使用 多个条件（Z1、Z2、…、Zn）。将在下文给出当从Zn-1至Zn执行条件转 变时的劣化的累积方法（buildup method）的描述。本公开的实施方式的 特征在于劣化的累积方法。

前述的具有橄榄石结构的正极活性物质具有非常优越的化学稳定性。 即，由于正极随时间的劣化小到可以忽略不计，电池容量损耗由负极石墨 的表面上的副反应导致的锂损耗量确定。因此，在劣化至容量劣化率R% 的电池还在另一条件下连续地使用的情况下，对应于劣化率R%的锂损耗 量可在其下一次使用开始时继续采用。因此，允许执行在切换了条件的情 况下的劣化率的累积计算。

作为一个例子，在实际使用X天之后劣化率是R%时并且将条件设定 为时长为Y，温度T是A℃且SOC（S）是b%的情况下，获得劣化推定 值。在图2中，虚曲线1是在执行劣化推定情况下与新条件（T=A℃、S=b%） 对应的劣化主曲线（degradation master curve）。通过数学表达式预先获得 劣化主曲线，并将其作为表存储在非易失存储器中。参考表格，可获得劣 化推定值。可替换地，可通过数学表达式（程序）获得劣化推定值。通过 指定条件，确定相应劣化主曲线。

在执行劣化推定的新条件下的劣化主曲线1中，通过执行从与劣化率 R%对应的点（日期Xcorr的点）起Y天的随时间变化的新劣化推定，获 得Y天后的劣化推定值。即，在本公开的实施方式中，实际的劣化率R （%）平行于水平轴（电池的实际过去的天数）移动，并且移动后的位置 和劣化主曲线1的交点被认为是天数Xcorr。如上所述，切换至新条件的 日期不是日期X，而转换为新的一天，即，日期Xcorr。

作为与本公开的实施方式不同的方法，可提及劣化率的简单累积方 法。例如，在电池从初次充电起在45℃和SOC为100%的比率下保存一个 月的情况下容量劣化率如被假定为5%。

此外，在电池从初次充电起在60℃和SOC为100%的比率下保持一个 月的情况下容量劣化率如被假定为10%。

从初次充电起在45℃的条件经过一个月，并且继续在60℃的条件经 过一个月的情况下，获得容量劣化率。其方法之一是一个劣化率乘以另一 个劣化率的方法。也即，获得（1－0.05）×（1－0.1）=0.855。在此方法 中，获得的劣化为14.5%。在该方法中，在随时间的变化中，具有大的劣 化的起始时期被重复计算，因此，劣化被评估得过大。

此外，劣化率相加（5+10=15%，劣化：0.85%）的方法也导致非常不 准确的推定。

劣化主曲线是在电池以恒温和不变的SOC（或者DOD）保存（或循 环）的情况下的关于时间的电池容量的劣化率的变化曲线。劣化主曲线可 通过电池的实际劣化数据获得。然而，必要各种不同数据，并且随着时间 收集数据的时期可长达例如约10年。因此，仅通过测量数据构造劣化主 曲线是不实用的。

在本公开的实施方式中的劣化主数据可优选为通过基于数学表达式 的计算获得的值。更优选地，在本公开的实施方式中的劣化主数据可为基 于从电池的外壁的温度计算出的值、从在电池的初次充电后过去的天数计 算出的值和从电池的电池状态（例如SOC）计算出的值的乘积而计算出的 值。

此外，更优选的实例可为如下所述：根据电池的外壁的温度T计算的 值可使用包括exp（-A/T）（T是绝对温度）的表达式计算。根据电池初次 充电后过去的天数计算的值可从包括（过去的天数）^B（“^”表示幂）（其 中，0.3<B<0.7）的表达式计算。根据电池的荷电状态SOC计算出的值可 使用包括exp（C×SOC/T）的表达式计算。A、B和C可优选通过随时间 测量出的电池数据的拟合来获得。C表示劣化对时间的依赖性。C从0.1 至1.5，并优选为从0.35至0.65。

在本公开的实施方式中的劣化主曲线的表达式中，温度T不是指电池 单元（battery cell）所在位置的室温，而是指电池单元的外表面温度。在 本公开的实施方式中的劣化主曲线的表达式中，在保存电池的情况下，可 使用保存期间电池的SOC本身。相反，在当例如电池处于循环时SOC随 时间改变的情况下，允许使用在SOC范围内的时间平均值。应注意，只 要SOC的时间平均值是相同的，在过去的天数中的循环次数与寿命的推 定没有关系。

在劣化对于SOC不是线性改变的情况下，更优选地获得针对每一个 SOC点的加权平均值。例如，考虑到由负极石墨的还原副反应引起的测量 到的劣化值或容量劣化，每个SOC的每个劣化速度比可通过以下表达式 获得，并且允许通过每个劣化速度比对每个SOC变化点加权。

每个SOC的每个劣化速度比可通过使用比劣化速度=exp（αFη/RT） 获得，其中，η表示（1－（对Li的负极石墨电位）），α=0.5，R=8.314， F=96485且T表示电池温度（K°）。可通过这样的各个劣化速度比对每个 SOC变化点加权。

[劣化推定的实例]

将参考图3给出劣化推定的实例的描述。图3示出劣化主曲线1a、1b、 1c及1d和劣化主曲线2a、2b、2c及2d。劣化主曲线1a至1d是在温度T 为A的情况下的劣化主曲线，并且分别对应于SOC为a%、b%、c%及d% 的情况。劣化主曲线2a至2d是在温度T为B的情况下的劣化主曲线，并 且分别对应于SOC为a%、b%、c%及d%的情况。

在图3中，粗线表示如下所述的劣化率的变化的转变。

初次充电在t=0的时执行。如曲线3所示，当测量电池的实际容量时， 电池被实际使用直至时间t=X0。获得实际的劣化率R%。

随后，进行设置以使在温度为A且SOC为b%的条件下过去Y1天。 该设置由使用者完成。对应该条件选择劣化主曲线1b。如上所述，在劣化 至容量劣化率R%的电池进一步在另一条件下连续地使用的情况下，对应 劣化率R%的锂的损耗量可在其下一次使用开始时继续采用。因此，实际 的劣化率R（%）平行于水平轴（电池的实际过去的天数）移动，并且移 动的位置和劣化主曲线1b的交点是日期X1corr，这被认为是至新条件的 切换日期（switching date）。从X1corr至X1corr后的Y1天的时期中，劣 化率被预测为如劣化主曲线1b上的粗线4所示的那样改变。在Y1天的时 期中，充电和放电的次数可是任意的。同样适用于其他的保存时期。

随后，进行设置以使在温度为B且SOC为b%的条件下将过去Y2天。 对应该条件选择劣化主曲线2b。在粗线4的末端的劣化推定值平行于水平 轴（电池的实际过去的天数）移动，并且移动的位置和劣化主曲线2b的 交点是日期X2corr，这被认为是至新条件的切换日期。从X2corr至X2corr 之后的Y2天的期间中，劣化率被预测为如劣化主曲线2b上的粗线5所示 的那样改变。

随后，进行设置以使在温度为B且SOC为c%的条件下过去Y3天。 对应该条件选择劣化主曲线2c。在粗线5的末端的劣化推定值平行于水平 轴（电池的实际过去的天数）移动，并且移动的位置和劣化主曲线2c的 交点是日期X3corr，这被认为是至新条件的切换日期。从X3corr至X3corr 之后的Y3天的期间中，劣化率被预测为如劣化主曲线2c上的粗线6所示 的那样改变。

随后，进行设置以使在温度为B且SOC为a%的条件下过去Y4天。 对应该条件选择劣化主曲线2a。在粗线6的末端的劣化推定值平行于水平 轴（电池的实际过去的天数）移动，并且移动的位置和劣化主曲线2a的 交点是日期X4corr，这被认为是至新条件的切换日期。从X4corr至X4corr 之后的Y4天的期间中，劣化率被预测为如劣化主曲线2a上的粗线7所示 的那样改变。

作为前述处理的结果，可获得在时间点X0之后过去的 （Y1+Y2+Y3+Y4）天时的电池的劣化推定值。例如，在电池安装在电动 车辆的情况下，允许推定在下一次车辆检查时的电池的劣化率，其中X0 是本次车辆检查的时间点，并且在已过去（Y1+Y2+Y3+Y4）天后的时间 点是下一次车辆检查的预定日期。上述条件的转变仅仅是一个实例，各种 转变都是可能的。然而，考虑到诸如电存储装置的类型（电动车辆、混合 动力车辆、房屋中的蓄电装置等）、电池的使用目的（专业使用、家用等） 和使用区域（寒冷地区、温暖地区等）的实际情况，某种程度上允许根据 实际情况设置条件的转变。例如，诸如汽车公司的制造商可提供与上述条 件的转变有关的信息。

[劣化推定装置的实例]

图4示出了应用根据本公开的实施方式的劣化推定装置的框图。在图 4中，关于条件的转变的信息从条件输入部12输入至微控制器单元（图4 中标注为MCU）11。如上所述，输入条件（温度、SOC及过去的天数）。 总的来说，顺序输入多个条件。

劣化主曲线数据从主曲线存储器（非易失存储器）13输入至微控制器 单元11。如上所述，劣化主曲线数据是通过对由数学表达式获得的数据执 行关于时间的测量出的电池数据的拟合、针对各个SOC获得各个劣化速 度比、以及通过各个劣化速度比对各个SOC变化点执行加权而获得的数 据。劣化主曲线数据被预先存储。

此外，将来自实际劣化率测量部15的所测量的实际劣化率供给微控 制器单元11。实际劣化率测量部15测量电池部16的当前劣化率。输出部 14连接到微控制器单元11。可显示在设置的条件中的劣化推定值，并且 可通过输出部14打印劣化推定值。

示意性地，如图5所示地配置劣化率测量部15。电流测量部22和充 电及放电控制部23被插入电池部16的电流路径中。通过电流测量部22 测量出的电流（充电电流或者放电电流）被提供给微控制器单元21。微控 制器单元21生成控制信号以控制充电和放电控制部23。

初始容量Capa（0）的数据被存储在微控制器单元21的非易失存储 器中。例如，在电池部16被充电直至满充状态且从满充状态执行完全放 电的情况下的放电电流由微控制器单元21积分。因此，获得初次充电之 后的X天后的容量Capa（x）。此外，通过以下表达式获得实际劣化率。

R=100-100×Capa（X）/Capa（0），其中0≤R≤100。

（容量保持率）=100-（容量劣化率）。

在测量实际劣化率的上述方法中，测量从满充状态（（SOC=100%）） 至完全放电状态（SOC=0%）的容量。通过比较使用电池时的容量和开始 使用电池之前的电池容量，可获得劣化状态。

然而，在电池实际使用的同时执行上述测量以获得电池的完全放电状 态可与诸如在电池用于车辆的情况下车辆失去行驶能力的状态或者在电 池用于备用电源的情况下备用能力丧失的状态对应。该状态是不允许的。 因此，在设备在使用的情况下，可通过已知的作为测量实际劣化率的方法 推定劣化率。例如，可根据电池的内阻的变化和/或电池的电压降等推定电 池的劣化率。

[实施例]

将对本公开的实施方式的具体的实施例进行详细地描述。然而，其实 施例不限于此。

[实施例1]

具有容量为5mAh的硬币型的二次电池是由使用石墨作为负极活性物 质和LiFePO₄作为正极活性物质制作的。在其密封之后，通过恒流恒压法 在室温下以1mA、3.6V执行7.5小时的充电，并且随后以1mA执行放电 直至电压在室温下达到2.0V。再一次，以3.6V的恒压和2.5mA的恒流执 行2.5小时的充电，并且随后以2.5mA的电流执行放电直至电压达到2.0V。 获得的5.0mAh的放电容量被认为是初始容量。随后，如表1所示，执行 关于时间的充电及放电和保存。

[表1]

将参考表1和图6对劣化率变化的实例进行描述。图6示出劣化主曲 线31、32及33。劣化主曲线31对应温度T为35℃和SOC为100%的条 件。劣化主曲线32对应温度T为45℃和SOC为100%的条件。劣化主曲 线33对应温度T为60℃和SOC为100%的条件。

[阶段1]

在室温下以3.6V的恒压及2.5mA的恒流执行2.5小时的充电之后， 电池在35℃的恒温槽下保存90天（劣化主曲线31的粗线33）。在温度下 降至室温之后，以2.5mA的电流执行放电直至电压达到2.0V。

[阶段2]

随后，以3.6V的恒压和2.5mA的恒流执行2.5小时的充电。接着， 以2.5mA的电流执行放电直至电压达到2.0V。获得的放电容量值除以初 始容量值（5.0mAh）以获得容量保持率91.1%。

[阶段3]

在室温下以3.6V的恒压及2.5mA的恒流执行2.5小时的充电之后， 电池在35℃的恒温槽中保存60天（劣化主曲线31的粗线34）。在温度下 降至室温之后，以2.5mA的电流执行放电直至电压达到2.0V。

[阶段4]

在室温下以3.6V的恒压及2.5mA的恒流执行2.5小时的充电，电池 在45℃的恒温槽中保存30天（劣化主曲线31的粗线35）。在温度下降至 室温之后，以2.5mA的电流执行放电直至电压达到2.0V。

[阶段5]

在室温以3.6V的恒压及2.5mA的恒流执行2.5小时的充电之后，电 池在60℃的恒温槽中保存30天（劣化主曲线31的粗线36）。在温度下降 至室温之后，以2.5mA的电流执行放电直至电压达到2.0V。

[阶段6]

在室温下以3.6V的恒压及2.5mA的恒流执行2.5小时的充电之后， 电池在35℃的恒温槽中保存30天（劣化主曲线31的粗线37）。在温度下 降至室温之后，以2.5mA的电流执行放电直至电压达到2.0V。

[阶段7]

随后，以3.6V的恒压和2.5mA的恒流执行2.5小时的充电。接着， 以2.5mA的电流执行放电直至电压达到2.0V。获得的放电容量值除以初 始容量值（5.0mAh）以获得容量保持率83.2%。

在下文中将对根据本公开的实施方式的实施例1获得劣化推定值的方 法进行描述。

容量保持率的劣化主曲线31、32及33通过以下表达式（T=绝对温度） 计算。

劣化率（%）=23000×[exp（-3368/T）]×[（天数）^0.45]×[exp （3.247×SOC/T）]

保持率（%）=100-劣化率（%）

在推定计算中，首先，将下面的值代入上述表达式中，因此，获得8.9% 的劣化率（粗线33）。

T=273+35

天数=30

SOC=100

接着，将下面的值代入上述表达式中，因此，获得11.2%的劣化率（粗 线34）。

T=273+35

天数=90+60

SOC=100

然后，逆向计算在45℃获得的11.2%的劣化率的日期，从而获得天数 =75.2。将下面的值代入上述表达式中，因此，获得13.2%的劣化率（粗线 35）。

T=273+45

天数=75.1+30

SOC=100

此后，根据本公开的实施方式，类似地重复计算，从而获得82.6%的 推定保持率。该劣化推定值是接近于测量出的保持率83.2%的值。

[比较例1]

对于如实施例1中制作出的电池，测量出其初始容量。此后，在恒温 下以3.6V的恒压及2.5mA的恒流执行2.5小时的充电，随后在恒温槽中 保存电池。其后，温度被降低至室温，并且以2.5mA的电流执行放电直至 电压达到2.0V。

随后，以3.6V的恒压和2.5mA的恒流执行2.5小时的充电。随后， 以2.5mA的电流执行放电直至电压达到2.0V。基于单个的条件，获得的 放电容量值除以初始容量值（5.0mAh），从而获得容量保持率83.2%。

与上述保存相关的温度和天数为：35℃及90天、35℃及60天、35℃ 及30天、45℃及30天、和60℃及30天。

在单个的条件下获得的容量保持率如下：

35℃

90天：91.1%

60天：92.6%

30天：94.6%

45℃

30天：92.6%

60℃

30天：88.6%

在连续进行多个条件（35℃及90天、35℃及60天、45℃及30天、 60℃及30天、和35℃及30天）的保存情况下的保持率通过乘法获得。。 因此，如以下表达式中所示，复合保持率变成65.5%：

0.911×0.926×0.926×0.886×0.946=0.655

另一方面，如以下表达式所示，在通过加法获得复合劣化率的情况下， 结果变为40.5%。此外，如以下表达式中所示，保持率变成59.5%。

（1-0.911）+（1-0.926）+（1-0.926）+（1-0.886）+（1-0.946）=0.405

1-0.405=0.595

根据本公开的实施方式，相对于测量出的保持率83.2%，获得推定值 82.6%，这示出了明显有利的对应。在比较例中，通过将各个单位条件（35 ℃及30天、35℃及60天、35℃及90天、45℃及30天、和60℃及30天） 的每个保持率相乘获得的值是65.%，以及通过每个劣化率的相加获得的 保持率为59.5%。这些结果是明显不同于测定值的值。关于此结果的一个 原因是将在各个条件下获得的保持率的简单相乘或简单相加导致了在起 始时间阶段具有大的劣化的值重复地相加，导致对劣化的过大评估。相反， 在本公开的实施方式中，避免了对初始劣化的重复相加，因此，获得有利 的推定。

[实施例2]

如实施例1地制作硬币型的二次电池，并如实施例1中那样获得其初 始容量。

随后，如表2和图7中所示，执行随时间的充放电和循环。图7示出 劣化主曲线41、42及43。劣化主曲线41对应T为35℃和SOC为50%的 条件。劣化主曲线42对应T为45℃和SOC为50%的条件。劣化主曲线 43对应T为60℃和SOC为50%的条件。因为执行充放电循环，SOC是 50%，即，100%的一半。

[表2]

[阶段1]

在以3.6V的恒压及2.5mA的恒流执行2.5小时的充电后以2.5mA的 电流执行放电直至电压达到2.0V的循环在45℃在恒温槽中重复60天（劣 化主曲线42的粗线44）。在温度被降低至室温之后，以2.5mA的电流执 行放电直至电压达到2.0V。

[阶段2]

随后，以3.6V的恒压和2.5mA的恒流执行2.5小时的充电。随后， 以2.5mA的电流执行放电直至电压达到2.0V。获得的放电容量值除以初 始容量值（5.0mAh），从而获得容量保持率93.9%。

[阶段3]

在以3.6V的恒压及2.5mA的恒流执行2.5小时的充电后以2.5mA的 电流执行放电直至电压达到2.0V的循环在60℃在恒温槽中重复30天（劣 化主曲线43的粗线45）。

[阶段4]

在以3.6V的恒压及2.5mA的恒流执行2.5小时的充电后以2.5mA的 电流执行放电直至电压达到2.0V的循环在45℃在恒温槽中重复60天（劣 化主曲线42的粗线46）。

[阶段5]

在以3.6V的恒压及2.5mA的恒流执行2.5小时的充电后以2.5mA的 电流执行放电直至电压达到2.0V的循环在35℃在恒温槽中重复90天（劣 化主曲线41的粗线47）。

[阶段6]

在以3.6V的恒压及2.5mA的恒流执行2.5小时的充电后以2.5mA的 电流执行放电直至电压达到2.0V的循环在60℃在恒温槽中重复30天（劣 化主曲线43的粗线48）。

[阶段7]

在温度被降低至室温之后，以2.5mA的电流执行放电直至电压达到 2.0V。

随后，以3.6V的恒压和2.5mA的恒流执行2.5小时的充电。随后， 以2.5mA的电流执行放电直至电压达到2.0V。获得的放电容量值除以初 始容量值（5.0mAh），从而获得测量出的容量保持率87.0%。

在下文中将对根据本公开的实施方式的实施例2的获得劣化推定值的 方法进行描述。

容量保持率的劣化主曲线41、42及43通过以下表达式（T=绝对温度） 计算。

劣化率（%）=23000×[exp（-3368/T）]×[（天数）^0.45]×[exp （3.247×SOC/T）]

保持率（%）=100-劣化率（%）

作为SOC，使用循环的最低SOC和最高SOC的平均值。

在推定计算中，首先，将下面的值代入上述表达式中，因此，获得6.1% 的劣化率（粗线44）。

T=273+45

天数=60

SOC=50

然后，逆向计算在60℃获得6.1%劣化率的日期，从而获得天数=22。 将下面的值代入上述表达式中，因此，获得9.0%的劣化率（粗线45）。

T=273+60

天数=22+30

SOC=50

此后，根据本公开的实施方式，类似地重复计算，从而获得86.9%的 推定保持率。该劣化推定值是接近于测量出的保持率87%的值。

[比较例2]

对于如实施例2中制作出的电池，测量其初始容量。此后，在室温下 以3.6V的恒压及2.5mA的恒流执行2.5小时的充电，随后在恒温槽中保 存电池。其后，温度被降低至室温，并且以2.5mA的电流执行放电直至电 压达到2.0V。

随后，以3.6V的恒压和2.5mA的恒流执行2.5小时的充电。随后， 以2.5mA的电流执行放电直至电压达到2.0V。获得的放电容量值除以初 始容量值（5.0mAh）以获得在单个的条件下的容量保持率。

与上述循环相关的温度和天数为：45℃及60天、60℃及30天、35℃ 及90天。

在各单个的条件下获得的容量保持率如下：

45℃及60天：93.9%

60℃及30天：93.0%

35℃及90天：94.7%

在连续进行多个条件（35℃和90天、35℃和60天、35℃和30天、 45℃和30天以及60℃和30天）的循环的情况下的保持率通过乘法获得。 因此，复合保持率变成如以下表达式中所示的72.2%：

0.939×0.930×0.939×0.947×0.930=0.722

另一方面，在复合保持率通过加法获得的情况下，如下式所示，结果 变为31.5%。此外，如以下表达式中所示，保持率变成68.5%。

（1-0.939）+（1-0.930）+（1-0.939）+（1-0.947）+（1-0.930）=0.315

1-0.315=0.685

根据本公开的实施方式，相对于测量出的保持率87.0%，获得推定值 是86.9%，这示出了明显有利的对应。在比较例中，通过将各单位条件的 各个保持率相乘获得的值为72.2%，以及通过各个劣化率的相加获得的保 持率为68.5%。这些结果是明显不同于测定值的值。关于此结果的一个原 因是将在各个条件下获得的结果简单相乘或简单相加导致了将具有大初 始劣化的时期的值重复相加，导致对劣化的过大评估。相反，在本公开的 实施方式中，避免了对初始劣化的重复相加，因此，获得有利的推定。

[住宅中电力存储系统的应用例]

参考图8将给出将本公开的实施方式应用于住宅的电力存储系统的描 述。例如，在住宅101的蓄电系统100中，来自集中电力系统102（如： 火力发电系统102a、核能发电系统102b及水力发电系统102c）的电能通 过电网109、信息网络112、智能电表107和/或电力枢纽（power hub）108 等提供至电力存储设备103。此外，来自诸如家用发电设备104的独立电 源的电能被提供给电力存储设备103。提供给电力存储设备103的电能被 存储。通过使用电力存储设备103，用于住宅101的电能被提供给住宅。 相似的电力存储系统不仅可用于住宅101而且也可用于其他建筑中。

住宅101设置有发电设备104、电力消耗设备105、电力存储设备103、 控制各个设备的控制设备110、智能电表107以及获得各种信息的传感器 111。各个设备通过电网109和信息网络112连接。使用太阳能电池和/或 燃料电池等作为发电设备104。产生的电能被提供给电力消耗设备105和/ 或电力存储设备103。电力消耗设备105的实例可包括冰箱105a、空调 105b、电视机105c和浴室105d。此外，电力消耗设备105的实例可包括 电动车辆106。电动车辆106的实例可包括电动汽车106a、混合动力汽车 106b和电动摩托车106c。

电力存储设备103由二次电池或电容器构成。例如，电力存储设备103 可由锂离子电池构成。锂离子电池可为固定电池或者用于电动车辆106的 电池。本公开的上述实施方式可应用于电力存储设备103的容量劣化的推 定。智能电表107具有测量商用的电力的使用量以及将所测量的使用量发 送给电力公司的功能。电网109可为直流电力供传输、交流电力传输及非 触式电力传输或者其组合。

各种传感器111的实例可包括运动传感器、照明传感器、对象传感器、 电能消耗传感器、振动传感器、接触传感器、温度传感器和红外传感器。 从各种传感器111获得的信息被发送至控制设备110。由于来自传感器111 的信息，天气状态和/或人类状态等被感知，电力消耗设备105被自动地控 制，且允许能量损耗最小化。此外，允许控制设备110将有关住宅101的 消息通过因特网发送至外部的电力公司等。

电力枢纽108执行诸如使电力线分支和AC/DC转换的处理。连接到 控制设备110的信息网络112的通信方法的实例可包括使用诸如UART（通 用异步收发器）的通信接口的方法和基于诸如蓝牙（注册商标）、ZigBee 和Wi-Fi的无线通信标准使用传感器网络的方法。蓝牙（注册商标）方法 应用于多媒体通信并且允许一对多的通信。ZigBee使用IEEE（Institute of  Electrical and Electronics Engineers）802.15.4物理层。IEEE802.15.4是称 为PAN（私人局域网）或者W（无线）PAN的短程无线网络标准的名称。

控制设备110连接到外部服务器113。服务器113可由住宅101、电 力公司和服务供应商中的任何一个管理。由服务器113发送和接收的信息 的实例可包括用户的电力信息、寿命模式信息、电费、天气信息、自然灾 害信息和有关电力交易的消息。该信息可由家用电力消耗装置（如：电视 机）发送或接收，或者可从户外的装置（如：移动电话）发送或接收。该 信息可在具有显示功能的诸如电视机、移动电话和PDA（个人数字助理） 的装置上显示。

控制相应部件的控制设备110由CPU（中央处理器）、RAM（随机存 取存储器）和/或ROM（只读存储器）等构成。在此实例中，控制设备110 存储在电力存储设备103中。控制设备110通过信息网络112连接到电力 存储设备103、家用发电设备104、电力消耗设备105、各种传感器111 和服务器113。例如，控制设备110可具有调整商用电力的使用量和发电 量的功能。应注意，除此之外，控制设备110还可具有在电力市场中执行 电力交易的功能。

如上所述，不仅由诸如火力发电系统102、核能发电系统102b和水力 发电系统102c的集中电力系统102产生的电力而且由家用发电设备104 （太阳能发电或者风力发电）产生的电力也可被允许存储在电力存储设备 103中。因此，即使由家用发电设备104产生的电力是变化的，可以执行 控制以使发送至外部的电量变得恒定或者根据需要执行放电。例如，通过 太阳能发电机获得的电力可存储在电力存储设备103中，在电价便宜的半 夜可将电力存储在电力存储设备103中，而在电价昂贵的白天可使由电力 存储设备103存储的电力放电并使用。

在此实例中，已经对控制设备110置于电力存储设备103中的实例进 行了描述。然而，控制设备110可置于智能电表107中，以及可以单独配 置。此外，电力存储系统100可用于住宅区中的多个家庭或者可用于单个 的家庭的多个房屋中。

[车辆的电力存储系统的应用例]

参考图9将对应用本公开的实施方式的车辆的蓄电系统进行描述。图 9示意性地示出应用本公开的实施方式的采用串联混合系统的混合动力车 辆的配置的实例。串联混合系统是借助于电能/驱动力变换装置使用由发动 机驱动的发电机产生的电能或已经存储在电池中的电能运转的汽车。

在混合动力车辆200中，包括：发动机201、发电机202、电能/驱动 力变换装置203、驱动轮204a、驱动轮204b、车轮205a、车轮205b、电 池208、车辆控制装置209、各种传感器210及充电口211。本公开的上述 实施方式可应用于电池208的容量劣化的推定。

混合动力车200借助于作为动力源的电能/驱动力变换装置203行驶。 电能/驱动力变换装置203的实例可包括电动机。电能/驱动力变换装置203 通过电池208的电能操作，并且电能/驱动力变换装置203的转矩传输至驱 动轮204a及驱动轮204b。应注意，通过在必要的点使用直流/交流（DC-AC） 转换或者相反的转换（AC-DC转换），电能/驱动力变换装置203可用作交 流电动机或者直流电动机。各种传感器210通过车辆控制装置209控制发 动机频率，控制节流阀（未示出）的开度（节流阀开度）。各种传感器210 可包括速度传感器、加速度传感器和/或发动机频率传感器等。

发动机201的转矩传输至发电机202。因为转矩而由发电机202产生 的电力允许存储在电池208中。

当混合动力车辆的速度通过制动机构（未示出）降低时，在减速时的 阻力被加到电能/驱动力变换装置203作为转矩，并且由于该转矩而由电能 /驱动力变换装置203产生的再生电能被存储在电池208中。

电池208可连接到混合动力车辆的外部电源，因此，可通过充电口211 （作为输入端口）将来自外部电源的电力提供给电池208，并且可存储所 接收到的电能。

虽然未示出，但是可包括基于有关二次电池的信息执行车辆控制的信 息处理的信息处理装置。该信息处理装置实例可包括基于有关剩余电池容 量的信息执行剩余电池容量的显示的信息处理装置。

已经对借助于使用由通过发动机运转的发电机产生的电能或者使用 已经存储在电池中的电能的电动机运行的串联混合车辆进行描述。然而， 本公开的实施方式也有效地适用于借助于作为驱动源的发动机和电动机 两者的输出适当地切换仅由发动机运转、仅由电动机运转和由发动机及电 动机一起运转的三种方式的并联混合动力车。此外，本公开的实施方式有 效地应用于仅通过驱动电动机而不使用发动机驱动运转的所谓的电动车 辆。

从上述本公开的示例实施方式和变形例中可以实现至少以下配置。

（1）一种推定电池寿命的方法，该方法包括：

对于在二次电池的初次充电之后过去X天时具有劣化率R的二次电 池，根据劣化主数据计算在初次充电之后（X+Y）天后的劣化推定值，通 过使用用于计算的温度T和用于计算的电池状态S的条件识别劣化主数 据；以及

基于识别出的劣化主数据导出赋予（give，呈现）劣化率R的过去的 天数Xcorr，并且根据识别出的劣化主数据计算初次充电之后（Xcorr+Y） 天的劣化推定值。

（2）根据（1）所述的方法，其中，该二次电池包含具有橄榄石结构 的正极活性物质。

（3）根据（1）或（2）所述的方法，其中，二次电池是锂离子二次 电池，该锂离子二次电池包括作为正极活性物质的LiFePO₄并包括作为负 极活性物质的石墨。

（4）根据（2）所述的方法，其中，具有橄榄石结构的正极活性物质 是LiFePO₄和LiMn_xFe_1-xPO₄（这里0<x<1）中的一个。

（5）根据（1）至（4）中任一项所述的方法，其中，

在Y天的推定中的条件由n个条件Z1、Z2、…、Zn构成，这里1≤ N，以及

执行从第一劣化主数据至第二劣化主数据的转变（transition）以使得 第一劣化主数据中的最终劣化率成为第二劣化主数据中的起始劣化率，第 一劣化主数据由条件Zn-1识别并且第二劣化主数据由条件Zn识别。

（6）根据（1）至（5）中任一项所述的方法，其中，基于从二次电 池的外壁的温度计算出的值、从在二次电池的初次充电之后过去的天数计 算出的值和从二次电池的电池状态计算出的值的乘积计算出的值用作劣 化主数据。

（7）根据（6）所述的方法，其中：

从二次电池的外壁的温度T计算出的值使用包括exp（-A/T）（其中T 是绝对温度）的表达式计算，

从在二次电池的初次充电之后过去的天数计算出的值使用包括（在二 次电池的初次充电之后过去的天数）^B的表达式计算，以及

从二次电池的电池状态计算出的值使用包括exp（C×SOC/T）的表达 式计算。

（8）一种电池寿命推定装置，包括：

存储部，被配置为储存多种类型的劣化主数据，

条件设置部，被配置为设置与用于计算的温度T和用于计算的电池状 态S相关的条件，以及

控制器，被配置为获取劣化推定值，其中，

对于在二次电池的初次充电之后过去X天时具有劣化率R的二次电 池，电池寿命推定装置被配置为根据劣化主数据计算在初次充电之后 （X+Y）天的劣化推定值，

控制器被配置为通过使用由条件设置部设置的条件选择多种类型的 劣化主数据中的一个，以及

控制器被配置为基于识别出的劣化主数据导出赋予劣化率R的过去 的天数Xcorr，并且根据识别出的劣化主数据计算初次充电之后（Xcorr+Y） 天的劣化推定值。

（9）一种电动车辆，包括：

电池寿命推定装置，包括：

存储部，被配置为储存多种类型的劣化主数据，

条件设置部，被配置为设置与用于计算的温度T和用于计算的电池状 态S相关的条件，以及

控制器，被配置为获取劣化推定值，其中，

对于在二次电池的初次充电之后过去的X天时具有劣化率R的二次 电池，电池寿命推定装置被配置为根据劣化主数据计算在初次充电之后 （X+Y）天的劣化推定值，该二次电池被配置为产生车辆的驱动力，

控制器被配置为通过使用由条件设置部设置的条件选择多种类型的 劣化主数据中的一个，以及

控制器被配置为基于识别出的劣化主数据导出赋予劣化率R的过去 的天数，并且根据识别出的劣化主数据计算初次充电之后（Xcorr+Y）天 的劣化推定值。

（10）一种电力供应设备，包括：

电池寿命推定装置，包括：

存储部，被配置为储存多种类型的劣化主数据，

条件设置部，被配置为设置与用于计算的温度T和用于计算的电池状 态S相关的条件，以及

控制器，被配置为获取劣化推定值，其中，

对于在二次电池的初次充电之后过去的X天时具有劣化率R的二次 电池，电池寿命推定装置被配置为根据劣化主数据计算在初次充电之后 （X+Y）天的劣化推定值，该二次电池被配置为产生交流电，

控制器被配置为通过使用由条件设置部设置的条件选择多种类型的 劣化主数据中的一个，以及

控制器被配置为基于识别出的劣化主数据导出赋予劣化率R的过去 的天数Xcorr，并且根据识别出的劣化主数据计算初次充电之后（Xcorr+Y） 天的劣化推定值。

[变形例]

上文已经具体地描述了本公开的一些实施方式，但这些实施方式不是 限制性的。基于本公开的技术构思各种变形是可能的。例如，实施方式中 的上述配置、方法、处理、形状、材料、数值等仅为实例，并且必要时可 使用与其不同的配置、方法、处理、形状、材料、数值等。

而且，除非离开本公开的要点，否则可以用组合的方式使用上述实施 方式中的配置、方法、处理、形状、材料、数值等。

本领域中的技术人员应当理解，在所附权利要求及其等价物的范围内 可以根据设计需求和其他因素而出现各种修改、组合、子组合和变形。