(57)【要約】【課題】充放電可能なバッテリの性能を正確に評価することが出来るようにする。【解決手段】バッテリ11の仮定最大出力電流ImaxSで規定放電期間Tdis0の間放電を行なった場合の仮定放電容量CdisSを設定する仮定放電容量設定手段26と、仮定放電容量CdisSを一定としながらバッテリ11を放電する放電制御を繰り返し実行する放電手段22と、放電制御毎に放電電流Idisを段階的に増大させる電流設定手段24と、仮定放電容量CdisSの放電に必要な期間を必要放電期間Tnes1, Tnes2が経過した際のバッテリ11の対応電圧Vc1,Vc2を取得する対応電圧取得手段28と、対応電圧Vc1, Vc2に基づいてバッテリ11の最大出力電流Imaxを推定する最大出力電流推定手段31とを備えて構成する。【選択図】図１
2010107439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充放電可能なバッテリの性能評価装置であって、
該バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、
該バッテリの最大出力電流の仮定値を仮定最大出力電流として設定する仮定最大出力電流設定手段と、
該仮定最大出力電流設定手段により設定された該仮定最大出力電流で所定の規定放電期間の間該バッテリから放電を行なった場合の放電容量である仮定放電容量を設定する仮定放電容量設定手段と、
該仮定放電容量設定手段により設定された該仮定放電容量を一定としながら該バッテリを放電する放電制御を繰り返し実行する放電手段と、
該放電手段により該放電制御が実行される毎に放電電流を段階的に増大させる電流設定手段と、
該放電手段による該放電制御が完了する毎に該バッテリの放電深度が目標放電深度となるように該バッテリを充電する充電制御を実行する充電手段と、
該仮定放電容量設定手段により設定された該仮定放電容量の放電を行なうために必要な期間を必要放電期間として演算する必要放電期間演算手段と、
該必要放電期間演算手段により演算された該必要放電期間が経過した際の該バッテリの該電圧を対応電圧として取得する対応電圧取得手段と、
該対応電圧取得手段により設定された該対応電圧に基づいて該バッテリの該最大出力電流を推定する最大出力電流推定手段とを備える
ことを特徴とする、充放電可能なバッテリの性能評価装置。
【請求項２】
一方の軸に該バッテリの電圧が規定され且つ他方の軸に該バッテリの放電電流が規定された電圧／電流線図と、
該対応電圧取得手段により取得された該対応電圧に基づいて、該電圧／電流線図上に該バッテリの電圧特性推定線を設定する電圧特性推定線設定手段とを備え、
該最大出力電流推定手段は、
該電圧／電流線図上において、該電圧特性推定線設定手段により設定された該電圧特性推定線と該バッテリの限界放電電圧との交点における交点電流が該仮定最大出力電流設定手段により設定された該仮定最大出力電流に一致すると、該仮定最大出力電流が該バッテリの該最大出力電流であると推定する
ことを特徴とする、請求項１記載の充放電可能なバッテリの性能評価装置。
【請求項３】
該電圧検出手段により検出された該バッテリ電圧が該限界放電電圧に達した回の該放電制御をＮａ回目の該放電制御とし、該Ｎａ回目の前の回の該放電制御をＮｂ回目の該放電制御とし、さらに、該Ｎｂ回目より前の該放電制御をＮｃ回目の該放電制御とし、
該仮定最大出力電流設定手段は、
該Ｎｂ回目の該放電制御の実行時において該電流設定手段により設定された該Ｎｂ回目の該放電電流と、Ｎａ回目の該放電制御の実行時において該電流設定手段により設定された該Ｎａ回目の該放電電流との間で、該仮定最大出力電流を設定し、
該必要放電期間演算手段は、
該Ｎｂ回目の該放電制御の実行時における放電電流で該仮定放電容量設定手段により設定された該仮定放電容量の放電を該バッテリから行なうために必要な期間を第１必要放電期間として演算する第１必要放電期間演算手段と、
該Ｎｃ回目の該放電制御の実行時における放電電流で該仮定放電容量設定手段により設定された該仮定放電容量の放電を該バッテリから行なうために必要な期間を第２必要放電期間として演算する第２必要放電期間演算手段とを有し、
該対応電圧取得手段は、
該Ｎｂ回目の該放電制御実行時において、該第１必要放電期間演算手段により演算された該第１必要放電期間が経過した際の該バッテリの該電圧を第１対応電圧として取得する第１対応電圧取得手段と、
該Ｎｃ回目の該放電制御実行時において、該第２必要放電期間演算手段により演算された該第２必要放電期間が経過した際の該バッテリの該電圧を第２対応電圧として取得する第２対応電圧取得手段とを有し、
該電圧特性推定線設定手段は、
該第１対応電圧取得手段により取得された該第１対応電圧を示す点と該第２対応電圧取得手段により取得された該第２対応電圧を示す点とを通る直線を該バッテリの電圧特性推定線として設定する
ことを特徴とする、請求項２記載の充放電可能なバッテリの性能評価装置。
【請求項４】
該交点電流が該仮定最大出力電流に一致しない場合、該仮定最大出力電流設定手段により設定された該バッテリの該仮定最大出力電流を該Ｎｂ回目の放電電流と該Ｎａ回目の放電電流との間で補正する補正手段をそなえ、
該仮定放電容量設定手段は、該補正手段により補正された該仮定最大出力電流で該規定放電期間を該バッテリから放電を行なったと仮定し該仮定放電容量を設定する
ことを特徴とする、請求項２または３記載の充放電可能なバッテリの性能評価装置。
【請求項５】
充放電可能なバッテリの性能評価方法であって、
該バッテリの目標放電深度を設定する目標放電深度設定ステップと、
該バッテリの最大出力電流の仮定値を仮定最大出力電流として設定する仮定最大出力電流設定ステップと、
該仮定最大出力電流設定ステップにおいて設定された該仮定最大出力電流で所定の規定放電期間の間該バッテリから放電を行なった場合の放電容量である仮定放電容量を設定する仮定放電容量設定ステップと、
該仮定放電容量設定ステップにおいて設定された該仮定放電容量を一定としながら該バッテリを放電する放電制御を繰り返し実行する放電ステップと、
該放電ステップにおいて該放電制御が実行される毎に放電電流を段階的に増大させる電流設定ステップと、
該放電ステップにおいて該放電制御が完了する毎に該バッテリの放電深度が該目標放電深度設定ステップにおいて設定された該目標放電深度となるように該バッテリを充電する充電制御を実行する充電ステップと、
該仮定放電容量設定ステップにより設定された該仮定放電容量の放電を行なうために必要な期間を必要放電期間として演算する必要放電期間演算ステップと、
該必要放電期間演算ステップにより演算された該必要放電期間が経過した際の該バッテリの該電圧を対応電圧として取得する対応電圧取得ステップと、
該対応電圧取得ステップにより設定された該対応電圧に基づいて該バッテリの該最大出力電流を推定する最大出力電流推定ステップとを備える
ことを特徴とする、充放電可能なバッテリの性能評価方法。
【請求項６】
該対応電圧取得ステップにより取得された該対応電圧に基づいて、一方の軸に該バッテリの電圧が規定され且つ他方の軸に該バッテリの放電電流が規定された電圧／電流線図上に該バッテリの電圧特性推定線を設定する電圧特性推定線設定ステップをさらに備え、
該最大出力電流推定ステップは、
該電圧／電流線図上において、該電圧特性推定線設定ステップにおいて設定された該電圧特性推定線と該バッテリの限界放電電圧との交点における交点電流が該仮定最大出力電流設定ステップにより設定された該仮定最大出力電流に一致すると、該仮定最大出力電流が該バッテリの該最大出力電流であると推定する
ことを特徴とする、請求項５記載の充放電可能なバッテリの性能評価装置。
【請求項７】
該バッテリ電圧が該限界放電電圧に達した回の該放電制御をＮａ回目の該放電制御とし、該Ｎａ回目の前の回の該放電制御をＮｂ回目の該放電制御とし、さらに、該Ｎｂ回目より前の該放電制御をＮｃ回目の該放電制御とし、
該仮定最大出力電流設定ステップは、
該Ｎｂ回目の該放電制御の実行時において該電流設定ステップにより設定された該Ｎｂ回目の該放電電流と、Ｎａ回目の該放電制御の実行時において該電流設定ステップにより設定された該Ｎａ回目の該放電電流との間で、該仮定最大出力電流を設定し、
該必要放電期間演算ステップは、
該Ｎｂ回目の該放電制御の実行時における放電電流で該仮定放電容量設定ステップにより設定された該仮定放電容量の放電を該バッテリから行なうために必要な期間を第１必要放電期間として演算する第１必要放電期間演算ステップと、
該Ｎｃ回目の該放電制御の実行時における放電電流で該仮定放電容量設定ステップにより設定された該仮定放電容量の放電を該バッテリから行なうために必要な期間を第２必要放電期間として演算する第２必要放電期間演算ステップとを有し、
該対応電圧取得ステップは、
該Ｎｂ回目の該放電制御実行時において、該第１必要放電期間演算ステップにより演算された該第１必要放電期間が経過した際の該バッテリの該電圧を第１対応電圧として取得する第１対応電圧取得ステップと、
該Ｎｃ回目の該放電制御実行時において、該第２必要放電期間演算ステップにより演算された該第２必要放電期間が経過した際の該バッテリの該電圧を第２対応電圧として取得する第２対応電圧取得ステップとを有し、
該電圧特性推定線設定ステップは、
該第１対応電圧取得ステップにより取得された該第１対応電圧を示す点と該第２対応電圧取得ステップにより取得された該第２対応電圧を示す点とを通る直線を該バッテリの電圧特性推定線として設定する
ことを特徴とする、請求項６記載の充放電可能なバッテリの性能評価方法。
【請求項８】
該交点電流が該仮定最大出力電流に一致しない場合、該仮定最大出力電流設定ステップにより設定された該バッテリの該仮定最大出力電流を該Ｎｂ回目の放電電流と該Ｎａ回目の放電電流との間で補正する補正ステップをそなえ、
該仮定放電容量設定ステップは、該補正ステップにより補正された該仮定最大出力電流で該規定放電期間を該バッテリから放電を行なったと仮定し該仮定放電容量を設定する
ことを特徴とする、請求項６または７記載の充放電可能なバッテリの性能評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充放電可能なバッテリの性能評価装置および充放電可能なバッテリの性能評価方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電気自動車に用いられるバッテリの評価手法については様々な規格が存在するが、例えば、その一例として、以下の非特許文献１において、日本電動車両規格（ＪＥＶＳ：Japan Electric Vehicle Standard）の「ＪＥＶＳ  Ｄ  ７０３」として定義された手法が挙げられる。
【非特許文献１】ＦＣ・ＥＶ標準化委員会、「電気自動車用  制御弁式鉛電池の出力密度及びピーク出力試験方法」、財団法人  日本自動車研究所、２００６年１月１２日（制定）、ｐ．３−４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、「ＪＥＶＳ  Ｄ  ７０３」という規格は、主に、エンジンとバッテリとを併用するハイブリッド電気自動車に用いられるバッテリに着目して定義されたものであって、エンジンを搭載しない純然たる電気自動車に用いられるバッテリを評価するのに適さない場合があることが判明した。
つまり、パラレル式のハイブリッド電気自動車が加速する場合に、電気モータから出力されるトルク（モータトルク）が十分でないと、エンジンから出力されるトルク（エンジントルク）とモータトルクとを組み合わされることが出来るようになっている。そしてこの場合、バッテリから電気モータに供給される電流量は一時的にバッテリ性能の最大となるが、エンジントルクが立ち上がった後は、このバッテリからの出力電流量を最大にする必要はない。
【０００４】
また、シリアル式のハイブリッド電気自動車においては、原則として、エンジントルクとモータトルクとが組み合わさって駆動トルクとして用いられることはない。しかしながら、エンジンによって駆動された発電機から出力された電力と、バッテリから出力された電力とが、ともに電気モータに供給されるため、バッテリの出力電流量が最大とせざるを得ない期間は比較的短くて済む。
【０００５】
このため、「ＪＥＶＳ  Ｄ  ７０３」規格で定義されるバッテリ評価手法においては、バッテリから出力される電流量が最大となる期間として規定されている期間が１０秒となっている。
他方、電気自動車においては、電気モータの電力供給源はあくまでもバッテリであり、電気モータの負荷が高まっている期間（例えば、車両の加速期間）中は、バッテリの出力電流量を最大にし続けることが求められる場合が想定される。
【０００６】
この点、図９を参照しながら説明する。
図９のグラフは、対象となるバッテリから６０秒間の放電を行なった際に、このバッテリがどの程度の電圧を出力することが出来るかという実験の結果を示すものである。また、ここで、“推定値”とは、「ＪＥＶＳ  Ｄ  ７０３」規格の推定手法で６０秒間の放電を行なったとして推定された電圧値をいい、“補完直線”とは、バッテリの放電深度（ＤＯＤ；Depth of Discharge）ごとの各推定値を直線で結ぶことで各推定値間の電圧を補完する直線をいう。さらに、ここで、“実測値”とは、放電開始から６０秒後、実際に電圧計でバッテリの端子における電圧を測定した値をいう。
【０００７】
また、この実験の対象となるバッテリは、電力容量が約１６ｋＷｈのリチウムイオンバッテリである。
この図９において、黒塗り菱で示すのはＤＯＤが５０％のバッテリにおける推定値，黒塗り三角で示すのはＤＯＤが７０％のバッテリにおける推定値，黒塗り丸で示すのはＤＯＤが９０％のバッテリにおける推定値である。
【０００８】
また、白抜き菱で示すのはＤＯＤが５０％のバッテリにおける実測値，白抜き三角で示すのはＤＯＤが７０％のバッテリにおける実測値，白抜き丸で示すのはＤＯＤが９０％のバッテリにおける実測値である。
また、放電電流Ｉを示す電流値Ｉ１０１，Ｉ１０２，Ｉ１０３，Ｉ１０４，Ｉ１０５，Ｉ１０６の大きさは、以下の式（Ａ）に示す関係にある。
【０００９】
Ｉ１０１＜Ｉ１０２＜Ｉ１０３＜Ｉ１０４＜Ｉ１０５＜Ｉ１０６  ・・・（Ａ）
この図９中、放電電流ＩがＩ１０１およびＩ１０２である場合、黒塗りの菱，三角，丸しか表示されていないように見えるが、実際には、黒塗り菱と白抜き菱とが略重なり、黒塗り三角と白抜き三角とが略重なり、さらに、黒塗り丸と白抜き丸とが略重なっている。つまり、推定値と実測値との乖離がほとんどない状態になる。
【００１０】
つまり、放電電流ＩがＩ１０１およびＩ１０２である場合は、６０秒間の放電を行なったとしても、推定値と実測値との間に乖離はなく、特に問題は生じない。
しかしながら、放電電流ＩをＩ１０６として６０秒間の放電を行なった場合には、図中、白抜き菱および白抜き三角で示すように、バッテリのＤＯＤが５０％のバッテリおよびＤＯＤが７０％であると、補完直線と実測値との間でズレが生じてしまう。
【００１１】
また、ＤＯＤが９０％であるバッテリから放電電流ＩをＩ１０３として６０秒間の放電を行なった場合は、補完直線と実測値との間で比較的大きなズレが生じ、さらに、放電電流Ｉを増大させるにつれて、さらに、このズレが大きくなっていくことが判明した。
これらのズレは、即ち、ハイブリッド電気自動車に用いられるバッテリを想定して規定された「ＪＥＶＳ  Ｄ  ７０３」規格に基づくバッテリの評価手法では電気自動車に用いられるバッテリの評価を正しく行なうことが出来ないことを示すものである。
【００１２】
また、ハイブリッド電気自動車用のバッテリを評価する場合であっても、対象となるバッテリが適用されるハイブリッド電気自動車によっては、電気モータからのトルク（モータトルク）のみで走行する期間が比較的長くなる場合もある。このようなハイブリッド電気自動車用バッテリについては、上述のように、「ＪＥＶＳ  Ｄ  ７０３」規格に基づくバッテリの評価手法では、やはり、適切な評価を行なうことが出来ない。
【００１３】
このため、比較的長い期間、高出力が求められるバッテリの評価を正確に行う場合には、放電電流Ｉを細かく変化させながら、ＤＯＤごとに、且つ、温度条件を変化させながら、バッテリ出力電圧を実測する必要が生じている。
しかしながら、このような手法は極めて多大な労力や時間が必要になるという課題がある。
【００１４】
また、バッテリを繰り返し充放電する必要が生じるため、バッテリの評価を実施している間に生じるバッテリの劣化を考慮しなければならないという課題もある。
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、充放電可能なバッテリの性能を正確に評価することが出来る、充放電可能なバッテリの性能評価装置および性能評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明の充放電可能なバッテリの性能評価装置（請求項１）は、充放電可能なバッテリの性能評価装置であって、該バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、該バッテリの最大出力電流の仮定値を仮定最大出力電流として設定する仮定最大出力電流設定手段と、該仮定最大出力電流設定手段により設定された該仮定最大出力電流で所定の規定放電期間の間該バッテリから放電を行なった場合の放電容量である仮定放電容量を設定する仮定放電容量設定手段と、該仮定放電容量設定手段により設定された該仮定放電容量を一定としながら該バッテリを放電する放電制御を繰り返し実行する放電手段と、該放電手段により該放電制御が実行される毎に放電電流を段階的に増大させる電流設定手段と、該放電手段による該放電制御が完了する毎に該バッテリの放電深度が目標放電深度となるように該バッテリを充電する充電制御を実行する充電手段と、該仮定放電容量設定手段により設定された該仮定放電容量の放電を行なうために必要な期間を必要放電期間として演算する必要放電期間演算手段と、該必要放電期間演算手段により演算された該必要放電期間が経過した際の該バッテリの該電圧を対応電圧として取得する対応電圧取得手段と、該対応電圧取得手段により設定された該対応電圧に基づいて該バッテリの該最大出力電流を推定する最大出力電流推定手段とを備えることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項２記載の本発明の充放電可能なバッテリの性能評価装置は、請求項１記載の内容において、一方の軸に該バッテリの電圧が規定され且つ他方の軸に該バッテリの放電電流が規定された電圧／電流線図と、該対応電圧取得手段により取得された該対応電圧に基づいて、該電圧／電流線図上に該バッテリの電圧特性推定線を設定する電圧特性推定線設定手段とを備え、該最大出力電流推定手段は、該電圧／電流線図上において、該電圧特性推定線設定手段により設定された該電圧特性推定線と該バッテリの限界放電電圧との交点における交点電流が該仮定最大出力電流設定手段により設定された該仮定最大出力電流に一致すると、該仮定最大出力電流が該バッテリの該最大出力電流であると推定することを特徴としている。
【００１７】
また、請求項３記載の本発明の充放電可能なバッテリの性能評価装置は、請求項２記載の内容において、該電圧検出手段により検出された該バッテリ電圧が該限界放電電圧に達した回の該放電制御をＮａ回目の該放電制御とし、該Ｎａ回目の前の回の該放電制御をＮｂ回目の該放電制御とし、さらに、該Ｎｂ回目より前の該放電制御をＮｃ回目の該放電制御とし、該仮定最大出力電流設定手段は、該Ｎｂ回目の該放電制御の実行時において該電流設定手段により設定された該Ｎｂ回目の該放電電流と、Ｎａ回目の該放電制御の実行時において該電流設定手段により設定された該Ｎａ回目の該放電電流との間で、該仮定最大出力電流を設定し、該必要放電期間演算手段は、該Ｎｂ回目の該放電制御の実行時における放電電流で該仮定放電容量設定手段により設定された該仮定放電容量の放電を該バッテリから行なうために必要な期間を第１必要放電期間として演算する第１必要放電期間演算手段と、該Ｎｃ回目の該放電制御の実行時における放電電流で該仮定放電容量設定手段により設定された該仮定放電容量の放電を該バッテリから行なうために必要な期間を第２必要放電期間として演算する第２必要放電期間演算手段とを有し、該対応電圧取得手段は、該Ｎｂ回目の該放電制御実行時において、該第１必要放電期間演算手段により演算された該第１必要放電期間が経過した際の該バッテリの該電圧を第１対応電圧として取得する第１対応電圧取得手段と、該Ｎｃ回目の該放電制御実行時において、該第２必要放電期間演算手段により演算された該第２必要放電期間が経過した際の該バッテリの該電圧を第２対応電圧として取得する第２対応電圧取得手段とを有し、該電圧特性推定線設定手段は、該第１対応電圧取得手段により取得された該第１対応電圧を示す点と該第２対応電圧取得手段により取得された該第２対応電圧を示す点とを通る直線を該バッテリの電圧特性推定線として設定することを特徴としている。
【００１８】
また、請求項４記載の本発明の充放電可能なバッテリの性能評価装置は、請求項２または３記載の内容において、該交点電流が該仮定最大出力電流に一致しない場合、該仮定最大出力電流設定手段により設定された該バッテリの該仮定最大出力電流を該Ｎｂ回目の放電電流と該Ｎａ回目の放電電流との間で補正する補正手段をそなえ、該仮定放電容量設定手段は、該補正手段により補正された該仮定最大出力電流で該規定放電期間を該バッテリから放電を行なったと仮定し該仮定放電容量を設定することを特徴としている。
【００１９】
そして、本発明の充放電可能なバッテリの性能評価方法（請求項５）は、充放電可能なバッテリの性能評価方法であって、該バッテリの目標放電深度を設定する目標放電深度設定ステップと、該バッテリの最大出力電流の仮定値を仮定最大出力電流として設定する仮定最大出力電流設定ステップと、該仮定最大出力電流設定ステップにおいて設定された該仮定最大出力電流で所定の規定放電期間の間該バッテリから放電を行なった場合の放電容量である仮定放電容量を設定する仮定放電容量設定ステップと、該仮定放電容量設定ステップにおいて設定された該仮定放電容量を一定としながら該バッテリを放電する放電制御を繰り返し実行する放電ステップと、該放電ステップにおいて該放電制御が実行される毎に放電電流を段階的に増大させる電流設定ステップと、該放電ステップにおいて該放電制御が完了する毎に該バッテリの放電深度が該目標放電深度設定ステップにおいて設定された該目標放電深度となるように該バッテリを充電する充電制御を実行する充電ステップと、該仮定放電容量設定ステップにより設定された該仮定放電容量の放電を行なうために必要な期間を必要放電期間として演算する必要放電期間演算ステップと、該必要放電期間演算ステップにより演算された該必要放電期間が経過した際の該バッテリの該電圧を対応電圧として取得する対応電圧取得ステップと、該対応電圧取得ステップにより設定された該対応電圧に基づいて該バッテリの該最大出力電流を推定する最大出力電流推定ステップとを備えることを特徴としている。
【００２０】
また、請求項６記載の本発明の充放電可能なバッテリの性能評価方法は、請求項５記載の内容において、該対応電圧取得ステップにより取得された該対応電圧に基づいて、一方の軸に該バッテリの電圧が規定され且つ他方の軸に該バッテリの放電電流が規定された電圧／電流線図上に該バッテリの電圧特性推定線を設定する電圧特性推定線設定ステップをさらに備え、該最大出力電流推定ステップは、該電圧／電流線図上において、該電圧特性推定線設定ステップにおいて設定された該電圧特性推定線と該バッテリの限界放電電圧との交点における交点電流が該仮定最大出力電流設定ステップにより設定された該仮定最大出力電流に一致すると、該仮定最大出力電流が該バッテリの該最大出力電流であると推定することを特徴としている。
【００２１】
また、請求項７記載の本発明の充放電可能なバッテリの性能評価方法は、請求項６記載の内容において、該バッテリ電圧が該限界放電電圧に達した回の該放電制御をＮａ回目の該放電制御とし、該Ｎａ回目の前の回の該放電制御をＮｂ回目の該放電制御とし、さらに、該Ｎｂ回目より前の該放電制御をＮｃ回目の該放電制御とし、該仮定最大出力電流設定ステップは、該Ｎｂ回目の該放電制御の実行時において該電流設定ステップにより設定された該Ｎｂ回目の該放電電流と、Ｎａ回目の該放電制御の実行時において該電流設定ステップにより設定された該Ｎａ回目の該放電電流との間で、該仮定最大出力電流を設定し、該必要放電期間演算ステップは、該Ｎｂ回目の該放電制御の実行時における放電電流で該仮定放電容量設定ステップにより設定された該仮定放電容量の放電を該バッテリから行なうために必要な期間を第１必要放電期間として演算する第１必要放電期間演算ステップと、該Ｎｃ回目の該放電制御の実行時における放電電流で該仮定放電容量設定ステップにより設定された該仮定放電容量の放電を該バッテリから行なうために必要な期間を第２必要放電期間として演算する第２必要放電期間演算ステップとを有し、該対応電圧取得ステップは、該Ｎｂ回目の該放電制御実行時において、該第１必要放電期間演算ステップにより演算された該第１必要放電期間が経過した際の該バッテリの該電圧を第１対応電圧として取得する第１対応電圧取得ステップと、該Ｎｃ回目の該放電制御実行時において、該第２必要放電期間演算ステップにより演算された該第２必要放電期間が経過した際の該バッテリの該電圧を第２対応電圧として取得する第２対応電圧取得ステップとを有し、該電圧特性推定線設定ステップは、該第１対応電圧取得ステップにより取得された該第１対応電圧を示す点と該第２対応電圧取得ステップにより取得された該第２対応電圧を示す点とを通る直線を該バッテリの電圧特性推定線として設定することを特徴としている。
【００２２】
また、請求項８記載の本発明の充放電可能なバッテリの性能評価方法は、請求項６または７記載の内容において、該交点電流が該仮定最大出力電流に一致しない場合、該仮定最大出力電流設定ステップにより設定された該バッテリの該仮定最大出力電流を該Ｎｂ回目の放電電流と該Ｎａ回目の放電電流との間で補正する補正ステップをそなえ、該仮定放電容量設定ステップは、該補正ステップにより補正された該仮定最大出力電流で該規定放電期間を該バッテリから放電を行なったと仮定し該仮定放電容量を設定することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の充放電可能なバッテリの性能評価装置および方法によれば、バッテリの性能を迅速且つ正確に評価することが出来る。（請求項１および５）
また、電圧特性推定線を設定することで、充放電可能なバッテリの最大出力電流を精度よく推定することが出来る。（請求項２および６）
また、より正確に電圧特性推定線を設定することにより、充放電可能なバッテリの最大出力電流を精度よく推定することが出来る。（請求項３および７）
また、充放電可能なバッテリの最大出力電流の仮定値、即ち、仮定最大出力電流を所定の範囲で補正することで、このバッテリの最大出力電流を手間なく且つ精度よく推定することが出来る。（請求項４および８）
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面により、本発明の一実施形態に係る充放電可能なバッテリの性能評価装置および方法について説明すると、図１はその全体構成を示す模式的なブロック図、図２はその動作を示す模式的なタイムチャートである。
また、図３は電圧降下予想線がオーバーシュートした場合における電圧／電流線図の模式図、図４は電圧降下予想線がアンダーシュートした場合における電圧／電流線図の模式図、図５は電圧降下予想線が仮定最大出力電流と交差した場合における電圧／電流線図の模式図である。
【００２５】
また、図６はバッテリの性能評価装置の動作およびバッテリの性能評価方法を示す模式的なフローチャート、図７は一実施形態に係る充放電可能なバッテリの性能評価装置の動作およびバッテリの性能評価方法の開発コンセプトを示す模式的なタイムチャート、図８は図７のタイムチャートに対応した評価を行なった場合におけるバッテリの電圧／電流特性を示す模式的なグラフである。
【００２６】
図１に示すように、電気自動車用のバッテリ１１は、充放電可能なリチウムイオンバッテリであって、バッテリ性能測定装置１２に対してケーブル１３を介して電気的に接続されている。なお、このバッテリ１１は、図示しないバッテリユニットに内蔵されるバッテリセルとも呼ばれるものである。
このバッテリ性能測定装置１２は、いずれも図示しないＣＰＵ(Central Processing Unit)，メモリおよびキーボード（インターフェース機器）を備えた電子制御ユニットであって、バッテリ１１の性能を測定することが出来るようになっている。
【００２７】
バッテリ性能測定装置１２のメモリには、いずれもソフトウェアとして、バッテリ電圧検出部（電圧検出手段）２１，放電部（放電手段）２２，充電部（充電手段）２３，電流設定部（電流設定手段）２４，仮定最大出力電流設定部（仮定最大出力設定手段）２５および仮定放電容量設定部（仮定放電容量設定手段）２６が記録されている。
さらに、このバッテリ性能測定装置１２のメモリには、いずれもソフトウェアとして、必要放電期間演算部（必要放電期間演算手段）２７，対応電圧取得部（対応電圧取得手段）２８，電圧特性推定線設定部（電圧特性推定線設定手段）２９，最大出力電流推定部（最大出力電流推定手段）３１および補正部（補正手段）３２が記録されている。
【００２８】
また、上述の必要放電期間演算部２７は、いずれもサブプログラムとして、第１必要放電期間演算部（第１必要放電期間演算手段）２７Ａと第２必要放電期間演算部（第２必要放電期間演算手段）２７Ｂとを有している。
また、上述の対応電圧取得部２８は、いずれもサブプログラムとして、第１対応電圧取得部（第１対応電圧取得手段）２８Ａと第２対応電圧取得部（第２対応電圧取得手段）２８Ｂとを有している。
【００２９】
さらに、このバッテリ性能測定装置１２のメモリには、電圧／電流線図３３が記録されている。
これらのうち、バッテリ電圧検出部２１は、バッテリ１１の端子電圧Ｅｂａｔｔを周期的に検出するものである。なお、バッテリ電圧検出部２１は、その検出結果をバッテリ性能測定装置１２のメモリに随時記録するようになっている。
【００３０】
放電部２２は、バッテリ１１を放電する放電制御を繰り返し実行するものである。この放電制御における放電電流Ｉｄｉｓは、その初期値（初期電流値）Ｉｄｉｓ０がバッテリ性能測定装置１２のメモリに記録されており、後述する電流設定部２４により、この初期電流値Ｉｄｉｓ０から段階的に増大されるようになっている。また、本実施形態において、この初期電流値Ｉｄｉｓ０は５０［Ａ］であるものとする。
【００３１】
他方、この放電制御が実行される目標期間（規定放電期間）Ｔｄｉｓ０は、バッテリ性能測定装置１２に備えられたキーボードを介してユーザにより入力されるようになっている。なお、本実施形態において、ユーザはバッテリ１１が搭載される電気自動車（図示略）の仕様を考慮し、この規定放電期間Ｔｄｉｓ０を６０秒として設定したものとする。
また、この放電部２２は、規定放電期間Ｔｄｉｓ０が入力されると、その後、測定放電期間Ｔｄｉｓ１を設定するようになっている。この測定放電期間Ｔｄｉｓ１は、放電制御を実際に実行する期間であって、放電部２２は、入力された規定放電期間Ｔｄｉｓ０（＝60[sec]）よりも長くなるようにこの測定放電期間Ｔｄｉｓ１を設定するようになっている。なお、本実施形態において、放電部２２は、この測定放電期間Ｔｄｉｓ１を１２０秒として設定したものとする。
【００３２】
充電部２３は、上述の放電部２２による放電制御が完了する毎に、その後、バッテリ１１の実ＤＯＤが目標ＤＯＤとなるようにバッテリ１１の充電を行なう充電制御を実行するものである。なお、目標ＤＯＤは、バッテリ性能測定装置１２に備えられたキーボードを介してユーザにより入力されるようになっている。
なお、放電部２２により繰り返される放電制御、および、充電部２３により繰り返される充電制御は、図２のタイムチャートに示すとおりであるが、この図２に示すタイムチャートに関しては後述する。
【００３３】
電流設定部２４は、上述の放電部２２により放電制御が実行される毎に、放電電流Ｉｄｉｓを段階的に増大させるものである。
ここで、このバッテリ性能測定装置１２についてより具体的に説明するため、図２を参照しながら、以下のように用語を定義しておく。
・規定放電期間Ｔｄｉｓ０（＝60[sec]）が経過する前に、バッテリ１１の端子電圧Ｅｂａｔｔが、限界放電電圧Ｅｌｉｍに至るまで降下した回の放電制御をＮａ回目の放電制御とする。
・Ｎａ回目の前の回における放電制御をＮｂ回目の放電制御とする。
・Ｎｂ回目の前の回における放電制御をＮｃ２回目の放電制御とする。
・Ｎｃ２回目の前の回における放電制御をＮｃ１回目の放電制御とする。
【００３４】
なお、これらの「Ｎａ回目」，「Ｎｂ回目」，「Ｎｃ２回目」および「Ｎｃ１回目」の放電制御をそれぞれ、「４回目」，「３回目」，「２回目」および「１回目」の放電制御として説明する場合もある。
仮定最大出力電流設定部２５は、上述の放電部２２により放電制御が実行されている際に、仮定最大出力電流ＩｍａｘＳを設定するものである。この仮定最大出力電流ＩｍａｘＳは、目標ＤＯＤにおける１１の最大出力電流Ｉｍａｘを仮定する値である。また、この最大出力電流Ｉｍａｘは、バッテリ１１の端子電圧Ｅｂａｔｔが限界放電電圧Ｅｌｉｍを下回らない範囲で、このバッテリ１１から出力可能な最大の電流値である。なお、限界放電電圧Ｅｌｉｍは、バッテリ１１が求められる性能を維持し得る電圧の下限値である。換言すれば、もし、バッテリ１１の端子電圧Ｅｂａｔｔがこの限界放電電圧Ｅｌｉｍを下回ると、その性能に運用上支障が生じてしまう下限電圧として規定されたものである。
【００３５】
より具体的に、この仮定最大出力電流設定部２５は、図２に示すように、３回目（Ｎｂ回目）の放電制御の実行時において電流設定部２４により設定された放電電流ＩｄｉｓＮｂと、４回目（Ｎａ回目）の放電制御の実行時において電流設定部２４により設定された放電電流ＩｄｉｓＮａとの間で、仮定最大出力電流ＩｍａｘＳを設定するものである。
なお、本実施形態においては、Ｎｂ回目の放電電流ＩｄｉｓＮｂが１５０［Ａ］で、Ｎａ回目の放電電流ＩｄｉｓＮａが２００［Ａ］であり、仮定最大出力電流設定部２５が、仮定最大出力電流ＩｍａｘＳを１６０［Ａ］として設定したものとする。
【００３６】
なお、この仮定最大出力電流設定部２５は、既に設定した仮定最大出力電流ＩｍａｘＳが、後述する補正部３２により補正された場合には、補正後の値を最終的な仮定最大出力電流ＩｍａｘＳとして採用するようになっている。
仮定放電容量設定部２６は、仮定放電容量ＣｄｉｓＳを設定するものである。この仮定放電容量ＣｄｉｓＳは、上述の仮定最大出力電流設定部２５により設定された仮定最大出力電流ＩｍａｘＳ（＝160[A]）で、規定放電期間Ｔｄｉｓ０（＝60[sec]）の間、バッテリ１１から放電を行なった場合の電気容量を示すものである。つまり、この仮定放電容量設定部２６は、以下の式（１）を用いて仮定放電容量ＣｄｉｓＳを設定するようになっている。
【００３７】
ＣｄｉｓＳ = ＩｍａｘＳ ×Ｔｄｉｓ０  ・・・（１） 
したがって、本実施形態において、この仮定放電容量設定部２６は、仮定放電容量ＣｄｉｓＳを９６００［Ａｓ］（＝160[A]×60[sec]）として設定するようになっている。
必要放電期間演算部２７の第１必要放電期間演算部２７Ａは、第１必要放電期間Ｔｎｅｓ１を演算するものである。この第１必要放電期間Ｔｎｅｓ１は、Ｎｂ回目の放電制御の実行時における放電電流ＩｄｉｓＮｂ（＝150[A]）で、バッテリ１１から仮定放電容量ＣｄｉｓＳ（＝9600[As]）の放電を行なうために必要な期間である。つまり、この第１必要放電期間演算部２７Ａは、以下の式（２）を用いて第１必要放電期間Ｔｎｅｓ１を設定するようになっている。
【００３８】
Ｔｎｅｓ１ ＝ ＣｄｉｓＳ ÷ ＩｄｉｓＮｂ  ・・・（２）
したがって、本実施形態において、この第１必要放電期間演算部２７Ａは、第１必要放電期間Ｔｎｅｓ１を６４［ｓｅｃ］（＝9600[As]÷150[A]）として設定するようになっている。
必要放電期間演算部２７の第２必要放電期間演算部２７Ｂは、第２必要放電期間Ｔｎｅｓ２を演算するものである。この第２必要放電期間Ｔｎｅｓ２は、Ｎｃ２回目（Ｎｃ回目）の放電制御の実行時における放電電流ＩｄｉｓＮｃ２（100[A]）で、バッテリ１１から仮定放電容量ＣｄｉｓＳ（9600[As]）の放電を行なうために必要な期間である。
【００３９】
つまり、この第２必要放電期間演算部２７Ｂは、以下の式（３）を用いて第２必要放電期間Ｔｎｅｓ２を設定するようになっている。
Ｔｎｅｓ２ ＝ ＣｄｉｓＳ ÷ ＩｄｉｓＮｃ２  ・・・（３）
したがって、本実施形態において、この第２必要放電期間演算部２７Ｂは、第２必要放電期間Ｔｎｅｓ２を９６［ｓｅｃ］（＝9600[As]÷100[A]）として設定するようになっている。
【００４０】
対応電圧取得部２８の第１対応電圧取得部２８Ａは、第１対応電圧Ｖｃ１を取得するものである。この第１対応電圧Ｖｃ１は、Ｎｂ回目の放電制御実行時において、第１必要放電期間演算部２７Ａにより演算された上述の第１必要放電期間Ｔｎｅｓ１（＝64[sec]）が経過した際のバッテリ１１の端子電圧Ｅｂａｔｔに対応するものである。
対応電圧取得部２８の第２対応電圧取得部２８Ｂは、第２対応電圧Ｖｃ２を取得するものである。この第２対応電圧Ｖｃ２は、Ｎｃ２回目の放電制御実行時において、第２必要放電期間演算部２７Ｂにより演算された上述の第２必要放電期間Ｔｎｅｓ２（＝96[sec]）が経過した際のバッテリ１１の端子電圧Ｅｂａｔｔに対応するものである。
【００４１】
電圧特性推定線設定部２９は、図３〜図５に示す電圧／電流線図３３上で、第１対応電圧取得部２８Ａにより取得された第１対応電圧Ｖｃ１と、第２対応電圧取得部２８Ｂにより取得された第２対応電圧Ｖｃ２とを通る直線として、バッテリ１１の電圧特性推定線Ｌｖｃを設定するものである。なお、電圧電流線図３３は、縦軸にバッテリ１１の端子電圧Ｅｂａｔｔが規定され、横軸にバッテリ１１の放電電圧Ｉｄｉｓが規定された空白の二次元線図である。
【００４２】
最大出力電流推定部３１は、電圧／電流線図３３上において、電圧特性推定線Ｌｖｃとバッテリ１１の限界放電電圧Ｅｌｉｍとの交点における電流（交点電流）Ｉｃｒｓが、上述の仮定最大出力電流ＩｍａｘＳ（＝160[A]）に一致すると、この仮定最大出力電流ＩｍａｘＳを、バッテリ１１の最大出力電流Ｉｍａｘであると推定するものである（図５参照）。
【００４３】
補正部３２は、交点電流Ｉｃｒｓが仮定最大出力電流ＩｍａｘＳに一致しない場合（図３および図４参照）、仮定最大出力電流設定部２５により設定された仮定最大出力電流ＩｍａｘＳを、Ｎｂ回目の放電電流ＩｄｉｓＮｂ（＝150[A]）と、Ｎａ回目の放電電流ＩｄｉｓＮａ（＝200[A]）との間で補正する補正制御を実行するものである。なお、この補正部３２は、電圧／電流線図３３上において、交点電流Ｉｃｒｓと、仮定最大出力電流ＩｍａｘＳとが一致するまで、繰り返し補正制御を実行するようになっている。
【００４４】
本発明の一実施形態に係る充放電可能なバッテリの性能評価装置は上述のように構成されているので、以下のような作用および効果を奏する。また、ここで併せて、本発明の一実施形態に係る充放電可能なバッテリの性能評価方法についても説明する。なお、図６のフローチャートと、図２のタイムチャートとを主に参照する。
図６のフローチャートに示すように、まず、バッテリ性能測定装置１２の図示しないキーボードを介して、ユーザにより、目標ＤＯＤが入力されるとともに、規定放電期間Ｔｄｉｓ０が入力される（目標放電深度設定ステップ；ステップＳ１１）。なお、ここでは、目標ＤＯＤが９０％（即ち、バッテリ１１の蓄電率が１０％）として設定され、規定放電期間Ｔｄｉｓ０が６０秒として設定されたものとする。
【００４５】
また、放電部２２は、図示しないメモリに記録された初期電流値Ｉｄｉｓ０（＝50[A]）を放電電流Ｉｄｉｓとして設定する（ステップＳ１２）。
その後、放電部２２は、１回目の放電制御を実行する（放電ステップ；ステップＳ１３）。
つまり、このステップＳ１３において、この放電部２２は、図２に示す１回目の放電制御において、放電電流Ｉｄｉｓを１回目電流値ＩｄｉｓＮｃ１（即ち、初期電流値Ｉｄｉｓ０＝50[A]）とし、測定放電期間Ｔｄｉｓ１（＝120[sec]）の間、バッテリ１１から、継続的に放電を行なう。また、放電部２２による放電制御が実行されている際、バッテリ電圧検出部２１は、随時、その検出結果をバッテリ性能測定装置１２のメモリに記録する。
【００４６】
そして、この１回目の放電制御において、規定放電期間Ｔｄｉｓ０（＝60[sec]）が経過する前に、バッテリ１１の端子電圧Ｅｂａｔｔが、限界放電電圧Ｅｌｉｍに至るまで降下しなかった場合（ステップＳ１４のＮｏルート）、充電部２３は、１回目の充電制御を実行する（ステップＳ１５）。つまり、充電部２３は、１回目の放電制御を実行することでバッテリ１１が放出した電力を充電する。
【００４７】
その後、充電部２３が充電制御を実行することにより、バッテリ１１の実ＤＯＤが目標ＤＯＤ（＝90[%]）に達することで充電制御が完了すると、電流設定部２４が、次回に実行される放電制御における放電電流Ｉｄｉｓを、２回目電流値ＩｄｉｓＮｃ２として設定する（電流設定ステップ；ステップＳ１６）。このとき、電流設定部２４は、２回目電流値ＩｄｉｓＮｃ２を、１回目電流値ＩｄｉｓＮｃ１よりもさらに５０［Ａ］増大した値、即ち、１００［Ａ］として設定する。
【００４８】
そして、放電部２２が、２回目電流値ＩｄｉｓＮｃ２（＝100[A]）として設定された放電電流Ｉｄｉｓで、且つ、測定放電期間Ｔｄｉｓ１（＝120[sec]）の間、バッテリ１１からの放電を再び行なう（ステップＳ１３）。また、放電部２２による放電制御が実行されている際、バッテリ電圧検出部２１は、随時、その検出結果をバッテリ性能測定装置１２のメモリに記録する。
【００４９】
この２回目の放電制御において、規定放電期間Ｔｄｉｓ０（=60[sec]）が経過する前に、バッテリ１１の端子電圧Ｅｂａｔｔが、限界放電電圧Ｅｌｉｍに至るまで降下しなかった場合（再び、ステップＳ１４のＮｏルート）、充電部２３は、２回目の充電制御を実行する（ステップＳ１５）。このとき、充電部２３は、２回目の放電制御を実行することでバッテリ１１放出した電力を充電する。
【００５０】
その後、バッテリ１１の実ＤＯＤが目標ＤＯＤ（＝90[%]）に達することで充電制御が完了すると、電流設定部２４が、３回目に実行される放電制御における放電電流Ｉｄｉｓを、３回目電流値ＩｄｉｓＮｂとして設定する（ステップＳ１６）。このとき、電流設定部２４は、この３回目電流値ＩｄｉｓＮｂを、２回目電流値ＩｄｉｓＮｃ２よりもさらに５０［Ａ］増大した値、即ち、１５０［Ａ］として設定する。
【００５１】
そして、放電部２２が、３回目（Ｎｂ回目）放電として、３回目電流値ＩｄｉｓＮｂ（＝150[A]）として設定された放電電流Ｉｄｉｓで、且つ、測定放電期間Ｔｄｉｓ１（＝120[sec]）の間、バッテリ１１からの放電を行なう（ステップＳ１３）。また、放電部２２による放電制御が実行されている際、バッテリ電圧検出部２１は、随時、その検出結果をバッテリ性能測定装置１２のメモリに記録する。
【００５２】
この３回目の放電制御において、規定放電期間Ｔｄｉｓ０（=60[sec]）が経過する前に、バッテリ１１の端子電圧Ｅｂａｔｔが、限界放電電圧Ｅｌｉｍに至るまで降下しなかった場合（ステップＳ１４のＮｏルート）、充電部２３は、３回目の充電制御を実行する（ステップＳ１５）。このとき、充電部２３は、３回目の放電制御を実行することでバッテリ１１放出した電力を充電する。
【００５３】
その後、バッテリ１１の実ＤＯＤが目標ＤＯＤ（＝90[%]）に達することで充電制御が完了すると、電流設定部２４が、４回目に実行される放電制御における放電電流Ｉｄｉｓを、４回目電流値ＩｄｉｓＮｃ４として設定する（ステップＳ１６）。このとき、電流設定部２４は、この４回目電流値ＩｄｉｓＮｃ４を、３回目電流値ＩｄｉｓＮｂよりもさらに５０［Ａ］増大した値、即ち、２００［Ａ］として設定する。
【００５４】
そして、放電部２２が、４回目（Ｎａ回目）放電として、４回目電流値ＩｄｉｓＮａ（＝200[A]）として設定された放電電流Ｉｄｉｓで、且つ、測定放電期間Ｔｄｉｓ１（＝120[sec]）の間、バッテリ１１から継続的に放電を行なう（ステップＳ１３）。また、放電部２２による放電制御が実行されている際、バッテリ電圧検出部２１は、随時、その検出結果をバッテリ性能測定装置１２のメモリに記録する。
【００５５】
この４回目の放電制御において、規定放電期間Ｔｄｉｓ０（=60[sec]）が経過する前に、バッテリ１１の端子電圧Ｅｂａｔｔが、限界放電電圧Ｅｌｉｍに至るまで降下している（図２中矢印Ａ１参照；ステップＳ１４のｙｅｓルート）。このとき、仮定最大出力電流設定部２５は、前回（Ｎｂ回目）の放電制御の実行時において電流設定部２４により設定された３回目電流値ＩｄｉｓＮｂと、今回（Ｎａ回目）の放電制御の実行時において電流設定部２４により設定された４回目電流値ＩｄｉｓＮａとの間で、仮定最大出力電流ＩｍａｘＳを設定する（仮定最大出力電流設定ステップ；ステップＳ１７）。
【００５６】
つまり、上述のとおり、３回目電流値ＩｄｉｓＮｂは１５０［Ａ］であり、また、４回目電流値ＩｄｉｓＮａは２００［Ａ］であるので、仮定最大出力電流設定部２５は、仮定最大出力電流ＩｍａｘＳを１５０〜２００［Ａ］の間の値として設定するのである。なお、ここでは、仮定最大出力電流設定部２５が、仮定最大出力電流ＩｍａｘＳを１６０［Ａ］として設定したものとする。
【００５７】
その後、仮定放電容量設定部２６が、仮定放電容量ＣｄｉｓＳを設定する（仮定放電容量設定ステップ；ステップＳ１８）。つまり、このステップＳ１８において、この仮定放電容量設定部２６は、ステップＳ１７において設定された仮定最大出力電流ＩｍａｘＳ（＝160[A]）で、規定放電期間Ｔｄｉｓ０（＝60[sec]）の間、バッテリ１１から放電を行なった場合の電気容量、即ち、仮定放電容量ＣｄｉｓＳを演算する。つまり、このステップＳ１８において、仮定放電容量設定部２６は、上述した式（１）を用い、仮定放電容量ＣｄｉｓＳを９６００［Ａｓ］（＝160[A]×60[sec]）として設定する。
【００５８】
その後、第１必要放電期間演算部２７Ａが、第１必要放電期間Ｔｎｅｓ１を演算する（必要放電期間演算ステップ；第１必要放電期間演算ステップ；ステップＳ１９）。つまり、このステップＳ１９において、第１必要放電期間演算部２７Ａは、上述の式（２）を用いて、３回目（Ｎｂ回目）の放電制御の実行時における放電電流ＩｄｉｓＮｂ（＝150[A]）で、バッテリ１１から仮定放電容量ＣｄｉｓＳ（＝9600[As]）の放電を行なうために必要な期間、即ち、第１必要放電期間Ｔｎｅｓ１を演算する。なお、このステップＳ１９において、第１必要放電期間演算部２７Ａは、第１必要放電期間Ｔｎｅｓ１を６４［ｓｅｃ］（＝9600[As]÷150[A]）として設定する。
【００５９】
さらに、第２必要放電期間演算部２７Ｂが、第２必要放電期間Ｔｎｅｓ２を演算する（必要放電期間演算ステップ；第２必要放電期間演算ステップ；ステップＳ１９）。つまり、このステップＳ１９において、第２必要放電期間演算部２７Ｂは、上述の式（３）を用いて、２回目（Ｎｃ２回目）の放電制御の実行時における放電電流ＩｄｉｓＮｃ２（＝100[A]）で、バッテリ１１から仮定放電容量ＣｄｉｓＳ（＝9600[As]）の放電を行なうために必要な期間、即ち、第２必要放電期間Ｔｎｅｓ２を演算する。なお、このステップＳ１９において、第２必要放電期間演算部２７Ｂは、第２必要放電期間Ｔｎｅｓ２を９６［ｓｅｃ］（＝9600[As]÷100[A]）として設定する。
【００６０】
つまり、図２において斜線で示すように、３回目放電における仮定放電容量ＣｄｉｓＳの領域と、２回目放電における仮定放電容量ＣｄｉｓＳの領域は、ともに、面積が等しくなる。
その後、第１対応電圧取得部２８Ａが、第１対応電圧Ｖｃ１を取得する（対応電圧取得ステップ；第１対応電圧取得ステップ；ステップＳ２０）。つまり、このステップＳ２０において、第１対応電圧取得部２８Ａは、３回目（Ｎｂ回目）の放電制御実行時において、第１必要放電期間演算部２７Ａにより演算された上述の第１必要放電期間Ｔｎｅｓ１（＝64[sec]）が経過した際のバッテリ１１の端子電圧Ｅｂａｔｔ、即ち、第１対応電圧Ｖｃ１を、図示しないメモリから読み出す。
【００６１】
さらに、第２対応電圧取得部２８Ｂが、第２対応電圧Ｖｃ２を取得する（対応電圧取得ステップ；第２対応電圧取得ステップ；ステップＳ２０）。つまり、このステップＳ２０において、第２対応電圧取得部２８Ｂは、３回目（Ｎｂ回目）の放電制御実行時において、第２必要放電期間演算部２７Ｂにより演算された上述の第２必要放電期間Ｔｎｅｓ２（＝96[sec]）が経過した際のバッテリ１１の端子電圧Ｅｂａｔｔ、即ち、第２対応電圧Ｖｃ２を、図示しないメモリから読み出す。
【００６２】
その後、電圧特性推定線設定部２９が、ステップ２０において得られた第１対応電圧Ｖｃ１および第２対応電圧Ｖｃ２を通る直線を、電圧／電流線図３３上で（図３〜図５参照）、バッテリ１１の電圧特性推定線Ｌｖｃとして設定する（電圧特性推定線設定ステップ；ステップＳ２１）。
そして、最大出力電流推定部３１が、電圧／電流線図３３上において、電圧特性推定線Ｌｖｃとバッテリ１１の限界放電電圧Ｅｌｉｍとの交点における電流（交点電流）Ｉｃｒｓを設定する（ステップＳ２２）。
【００６３】
そして、最大出力電流推定部３１は、ステップＳ２２で設定した交点電流Ｉｃｒｓが、ステップＳ１７において設定された仮定最大出力電流ＩｍａｘＳ（＝160[A]）に一致した場合には（図５参照；ステップＳ２３のＹｅｓルート）、この仮定最大出力電流ＩｍａｘＳを、バッテリ１１の最大出力電流Ｉｍａｘであると推定する（ステップＳ２４）。つまり、ここで、最大出力電流推定部３１は、バッテリ１１の最大出力電流Ｉｍａｘが１６０［Ａ］であると推定する。
【００６４】
一方、交点電流Ｉｃｒｓと仮定最大出力電流ＩｍａｘＳとが一致しない場合（ステップＳ２３のＮｏルート）、つまり、交点電流Ｉｃｒｓが、仮定最大出力電流ＩｍａｘＳに対してオーバーシュートしてしまった場合や（図３参照）、仮定最大出力電流ＩｍａｘＳに対してアンダーシュートしてしまった場合（図４参照）、補正部３２が、仮定最大出力電流ＩｍａｘＳ（＝160[A]）を、３回目（Ｎｂ回目）の放電電流ＩｄｉｓＮｂ（＝150[A]）と、４回目（Ｎａ回目）の放電電流ＩｄｉｓＮａ（＝200[A]）との間で補正する補正制御を実行する（補正ステップ；ステップＳ２５）。
【００６５】
そして、補正部３２により補正制御が実行されると、その後、ステップＳ１８において、仮定放電容量設定部２６は、上述の式（１）における仮定最大出力電流ＩｍａｘＳとして、補正部３２により補正された補正後の値を採用し、仮定放電容量ＣｄｉｓＳを演算するようになっている。
そして、交点電流Ｉｃｒｓと、仮定最大出力電流ＩｍａｘＳとが一致するまで、ステップＳ１８〜Ｓ２２およびＳ２５の制御が繰り返し実行される。
【００６６】
このように、本発明の一実施形態に係る充放電可能なバッテリの性能評価装置およびバッテリの最大出力特性の評価方法によれば、仮定最大出力電流ＩｍａｘＳ（＝160[A]）で規定放電期間Ｔｄｉｓ０（＝60[sec]）の間、バッテリ１１から放電を行なった場合の放電容量である仮定放電容量ＣｄｉｓＳ（＝9600[As]=160×60）が設定されるようになっている。
【００６７】
また、バッテリ１１に対する放電制御における測定放電期間Ｔｄｉｓ１を１２０秒とし、且つ、放電制御の実行毎に、放電電流Ｉｄｉｓを、２回目電流値ＩｄｉｓＮｃ２（＝100[A]），３回目電流値ＩｄｉｓＮｂ（＝150[A]）および４回目電流値ＩｄｉｓＮａ（＝200[A]）と段階的に増大されるようになっている。
さらに、いずれの放電制御においても、仮定放電容量ＣｄｉｓＳが一定になるように制御されている。
【００６８】
また、仮定放電容量ＣｄｉｓＳ（＝9600[As]）の放電を行なうために必要な第１必要放電期間Ｔｎｅｓ１（＝9600÷150=64[sec]）および第２必要期間Ｔｎｅｓ２（＝9600÷100=96[sec]）が演算されるようになっている。
また、第１必要放電期間Ｔｎｅｓ１（＝64[sec]）が経過した際におけるバッテリ１１の端子電圧Ｅｂａｔｔを第１対応電圧Ｖｃ１として取得するとともに、第２必要放電期間Ｔｎｅｓ２（＝96[sec]）が経過した際におけるバッテリ１１の端子電圧Ｅｂａｔｔを第２対応電圧Ｖｃ２として取得するようになっている。
【００６９】
そして、これらの第１対応電圧Ｖｃ１および第２対応電圧Ｖｃ２に基づいて、バッテリ１１の最大出力電流Ｉｍａｘを推定するようになっている。
これにより、充放電可能なバッテリ１１の性能を迅速且つ正確に評価することが出来る。  
また、バッテリ１１を評価する際に、充放電を繰り返す回数を、従来に比べて大幅に低減することが出来るので、評価対象であるバッテリ１１の劣化を事実上無視することも出来る。
【００７０】
また、第１対応電圧Ｖｃ１および第２対応電圧Ｖｃ２に基づいて、電圧／電流線図３３上にバッテリ１１の電圧特性推定線Ｌｖｃが設定されるようになっている。
そして、この電圧／電流線図３３上において、電圧特性推定線Ｌｖｃとバッテリ１１の限界放電電圧Ｅｌｉｍとの交点、即ち、交点電流Ｉｃｒｓが、仮定最大出力電流ＩｍａｘＳに一致すると、この仮定最大出力電流ＩｍａｘＳをバッテリ１１の該最大出力電流Ｉｍａｘであると推定するようになっている。
【００７１】
このように、電圧特性推定線Ｌｖｃを設定することで、電気自動車に用いられるバッテリ１１の最大出力電流Ｉｍａｘを精度よく推定することが出来る。
またバッテリ１１の電圧Ｅｂａｔｔが、限界放電電圧Ｅｌｉｍに達した回の放電制御を‘Ｎａ回目’の放電制御とし、Ｎａ回目の前の回の放電制御を‘Ｎｂ回目’の放電制御とし、さらに、Ｎｂ回目の前の回の放電制御を‘Ｎｃ２回目（Ｎｃ回目）’の放電制御としている。
【００７２】
そして、Ｎｂ回目の放電制御の実行時における放電電流ＩｄｉｓＮｂと、Ｎａ回目の放電制御の実行時における放電電流ＩｄｉｓＮａとの間、即ち、１５０〜２００［Ａ］の間の値として、仮定最大出力電流ＩｍａｘＳを設定するようになっている。
また、Ｎｂ回目の放電制御の実行時における放電電流ＩｄｉｓＮｂ（＝150[A]）で仮定放電容量ＣｄｉｓＳ（＝9600[As]）の放電をバッテリ１１から行なうために必要な期間を第１必要放電期間Ｔｎｅｓ１（＝64[sec]=9600÷150）として演算するようになっている。
【００７３】
また、Ｎｃ回目の放電制御の実行時における放電電流ＩｄｉｓＮｃ（＝100[A]）で仮定放電容量ＣｄｉｓＳ（＝9600[As]）の放電をバッテリ１１から行なうために必要な期間を第２必要放電期間Ｔｎｅｓ２（＝96[sec]=9600÷100）として演算するようになっている。
また、Ｎｂ回目の放電制御実行時において、第１必要放電期間Ｔｎｅｓ１（＝64[sec]）が経過した際のバッテリ１１の電圧Ｅｂａｔｔを第１対応電圧Ｖｃ１として取得するようになっている。
【００７４】
また、Ｎｃ回目の該放電制御実行時において、第２必要放電期間Ｔｎｅｓ２（＝96[sec]）が経過した際のバッテリ１１の電圧Ｅｂａｔｔを第２対応電圧Ｖｃ２として取得するようになっている。
さらに、第１対応電圧Ｖｃ１と第２対応電圧Ｖｃ２とに基づいて、電圧／電流線図３３上にバッテリ１１の電圧特性推定線Ｌｖｃを設定するようになっている。
【００７５】
これにより、正確に電圧特性推定線を設定することが可能となり、電気自動車用バッテリの最大出力電流を精度よく推定することが出来る。
また、交点電流Ｉｃｒｓが仮定最大出力電流ＩｍａｘＳに一致しない場合は、バッテリ１１の仮定最大出力電流ＩｍａｘＳをＮｂ回目の放電電流ＩｄｉｓＮｂ（＝150[A]）とＮａ回目の放電電流ＩｄｉｓＮａ（＝200[A]）との間で補正するようになっている。
【００７６】
そして、ここで補正された仮定最大出力電流ＩｍａｘＳで規定放電期間Ｔｄｉｓ０（＝60[sec]）をバッテリ１１から放電を行なったと仮定し、上記の仮定放電容量ＣｄｉｓＳを設定するようになっている。
このように、仮定最大出力電流ＩｍａｘＳを所定の範囲１５０〜２００［Ａ］で補正することで、このバッテリ１１の最大出力電流Ｉｍａｘを手間なく且つ精度よく推定することが出来る。
【００７７】
ここで、本発明のコンセプトについて、改めて説明する。
図７に示すように、放電電流Ｉｄｉｓを段階的に増大しながら、充放電をパルス状に繰り返し行なうと、いずれ、放電電流Ｉｄｉｓが電気自動車用バッテリの最大出力電流Ｉｍａｘに達することになる。
本発明の発明者は、放電電流Ｉｄｉｓがバッテリの最大出力電流Ｉｍａｘに達した際に行なわれていた放電制御における放電容量（図７中、符号Ｃｄｉｓ４参照）に着目した。
【００７８】
そして、充放電をパルス状に繰り返し行なう際に、いずれの放電量（図７中、Ｃｄｉｓ１，Ｃｄｉｓ２，Ｃｄｉｓ３）も、いずれの充電量（図７中、Ｃｃｈａ１，Ｃｃｈａ２，Ｃｃｈａ３）も、電気容量（電流×放電期間）としては、放電電流Ｉｄｉｓが電気自動車用バッテリの最大出力電流Ｉｍａｘに達した際に行なわれていた放電制御における放電容量Ｃｄｉｓ４と等しくなるように設定した。つまり、放電容量を一定としながら且つ放電電流Ｉｄｉｓを段階的に増大しながら、放電を繰り返したのである。
【００７９】
そして、図８に示すように、放電容量を一定にしながら放電電流Ｉｄｉｓを段階的に増大させた場合のバッテリ出力特性は、略直線として表すことが可能であることが判明したのである（図８中、黒塗り菱および鎖線参照）。
また、放電期間を一定（例えば、６０秒）にしながら放電電流Ｉｄｉｓ段階的に増大させた場合に実測したバッテリ出力特性（図８中、黒塗り丸および実線）と、上述の黒塗り菱および鎖線とを比較すると、いずれも、繰り返し放電を行なった場合は、バッテリの端子電圧Ｅが限界放電電圧Ｅｌｉｍまで達した際の放電電流Ｉｄｉｓ、即ち、最大出力電流Ｉｍａｘが一致している。
【００８０】
つまり、この図８に示すように、本発明の充放電可能なバッテリの性能評価装置および方法によれば、充放電可能なバッテリの性能を迅速且つ正確に評価することが出来るのである。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが出来る。その一例を以下に示す。
【００８１】
上述の実施形態においては、バッテリ１１が複数のリチウムイオンバッテリを直列に接続することで構成されている場合を例にとって説明したが、これに限定するものではない。例えば、リチウムイオンバッテリの単体をバッテリ性能測定装置１２に接続し、このリチウムイオンバッテリの性能を測定するようにしてもよい。
また、リチウムイオンバッテリではなく、ニッケル水素バッテリ，ニッケルカドミウムバッテリ，ニッケル鉄バッテリ，ニッケル亜鉛バッテリ，酸化銀亜鉛バッテリなど、充放電可能なバッテリ（いわゆる、二次電池）であれば、特に制限はない。
【００８２】
また、上述の実施形態においては、バッテリ１１が電気自動車に用いられるものであるとして説明したが、これに限定するものではない。例えば、ハイブリッド電気自動車に用いられるバッテリであっても良いし、鉄道車両，航空機および船舶などに用いられるバッテリであっても良い。
また、蓄電容量に対して比較的高い出力電流がある程度の期間（例えば、１０秒）を超えて継続することが求められる機器（例えば、電動工具など）に用いられるバッテリであっても良い。
【００８３】
また、上述の実施形態において、ユーザによって設定された規定放電期間Ｔｄｉｓ０が６０秒であるとし、また、放電部２２により設定された測定放電期間Ｔｄｉｓ１が１２０秒であるものとして説明したが、これに限定されるものではない。規定放電期間Ｔｄｉｓ０は、バッテリ１１が大電流を出力しなければいけない状況がどの程度の期間継続するのかを想定して決定されるものであるので、バッテリ１１の用途に応じて、ユーザが任意に設定すればよい。また、測定放電期間Ｔｄｉｓ１は、規定放電期間Ｔｄｉｓ０よりも長い期間として設定されるのであれば、１２０秒である必要は当然にない。
【００８４】
また、上述の実施形態においては、具体的な数字を例示して説明したが、これらの数値に限定して本発明を理解する必要はなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲でこれらの数値は変更することが可能である。
また、上述の実施形態においては、バッテリ１１単体の性能評価を行なう場合について説明したが、これに限定するものではない。例えば、複数のバッテリ１１を有するバッテリユニット（図示略）全体としての性能評価を行なうようにしてもよい。
【００８５】
また、上述の実施形態においては特に説明しなかったが、放電制御や充電制御を行なうと、バッテリ１１が発熱する。このため、放電制御後の充電放電制御が完了した後、所定時間、放置することでバッテリ１１の温度を安定化させてから、次回の放電制御を実行するようにしても良い。
また、このような放置をしない或いは放置時間を短縮する場合には、バッテリ１１の温度に対応した補正制御を実行するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の一実施形態に係る充放電可能なバッテリの性能評価装置の全体構成を示す模式的なブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る充放電可能なバッテリの性能評価装置の動作および充放電可能なバッテリの性能評価方法の手順を示す模式的なタイムチャートである。
【図３】本発明の一実施形態に係る充放電可能なバッテリの性能評価装置および方法に用いられる電圧／電流線図を示す模式図であって、電圧降下予想線がオーバーシュートした場合を示す。
【図４】本発明の一実施形態に係る充放電可能なバッテリの性能評価装置および方法に用いられる電圧／電流線図を示す模式図であって、電圧降下予想線がアンダーシュートした場合を示す。
【図５】本発明の一実施形態に係る充放電可能なバッテリの性能評価装置および方法に用いられる電圧／電流線図を示す模式図であって、電圧降下予想線が仮定最大出力電流と交差した場合を示す。
【図６】本発明の一実施形態に係る充放電可能なバッテリの性能評価装置の動作および充放電可能なバッテリの性能評価方法の手順を示す模式的なフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態に係る充放電可能なバッテリの性能評価装置の動作および充放電可能なバッテリの性能評価方法の開発コンセプトを示す模式的なタイムチャートである。
【図８】図７のタイムチャートに対応した評価を行なった場合におけるバッテリの電圧／電流特性を示す模式的なグラフである。
【図９】背景技術によりバッテリの評価を行なった場合における推定値と実測値との違いを示す模式的なグラフである。
【符号の説明】
【００８７】
１１  バッテリ
２１  バッテリ電圧検出部（バッテリ電圧検出手段）
２２  放電部（放電手段）
２３  充電部（充電手段）
２４  電流設定部（電流設定手段）
２５  仮定最大出力電流設定部（仮定最大出力電流設定手段）
２６  仮定放電容量設定部（仮定放電容量設定手段）
２７  必要放電期間演算部（必要放電期間演算手段）
２７Ａ  第１必要放電期間演算部（第１必要放電期間演算手段）
２７Ｂ  第２必要放電期間演算部（第２必要放電期間演算手段）
２８  対応電圧取得部（対応電圧取得手段）
２８Ａ  第１対応電圧取得部（第１対応電圧取得手段）
２８Ｂ  第２対応電圧取得部（第２対応電圧取得手段）
２９  電圧特性推定線設定部（電圧特性推定線設定手段）
３１  最大出力電流推定部（最大出力電流推定手段）
３３  電圧／電流線図
ＣｄｉｓＳ  仮定放電容量
Ｅｂａｔｔ  バッテリ端子電圧（バッテリ電圧）
Ｅｌｉｍ  限界放電電圧
Ｉｄｉｓ  放電電流
ＩｄｉｓＮａ  Ｎａ回目の放電制御における放電電流
ＩｄｉｓＮｂ  Ｎｂ回目の放電制御における放電電流
ＩｄｉｓＮｃ  Ｎｃ回目の放電制御における放電電流
Ｉｃｒｓ  交点電流
Ｉｍａｘ  最大出力電流
ＩｍａｘＳ  仮定最大出力電流
Ｌｖｃ  電圧特性推定線
Ｔｄｉｓ０  規定放電期間
Ｔｎｅｓ１  第１必要放電期間
Ｔｎｅｓ２  第２必要放電期間
Ｖｃ１  第１対応電圧
Ｖｃ２  第２対応電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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