(57)【要約】【課題】二次電池の劣化状態を判定するための特別な装置を設けることなく、ランニング運転のまま短時間で劣化状態を判定することができるようにする。【解決手段】電流積算値検出部が所定時間内で充電電流と放電電流との電流積算値がゼロになったことを検出すると、電流積算値がゼロになった時点において充電電力積算値と放電電力積算値とをメモリに保存した後、積算値をゼロクリアして次の積算を開始する。また、メモリに保存された充電電力積算値と放電電力積算との比から実測充放電電力効率を演算する。一方、電流積算値と電池セルの電圧とに基づいてＳＯＣを演算し、ＳＯＣと初期特性の充放電電力効率との関係を示すテーブルを参照して初期特性の充放電効率を求める。そして、充放電電力効率演算部が演算した実測充放電電力効率とテーブルから求めた初期特性の充放電電力効率とを比較して、二次電池の劣化状態を判定する。【選択図】図３
2010271287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の劣化状態を判定する電池劣化判定装置であって、
所定時間内で充電電流と放電電流との電流積算値がバランスしたことを検出する電流積算値検出部と、
前記所定時間内における前記バランスの時点において、充電電力積算値と放電電力積算値とを演算する充放電電力積算値演算部と、
前記電流積算値と電池セルの電圧とに基づいてＳＯＣを演算するＳＯＣ演算部と、
前記充放電電力積算値算出部が算出した充電電力積算値と放電電力積算との比から実測充放電電力効率を演算する充放電電力効率演算部と、
前記ＳＯＣと初期特性の充放電電力効率との関係を示すデータを格納するデータテーブルと、
前記充放電電力効率演算部が演算した実測充放電電力効率と前記データテーブルに格納された初期特性の充放電電力効率とを比較して、前記二次電池の劣化状態を判定する劣化判定部と
を備えることを特徴とする電池劣化判定装置。
【請求項２】
前記劣化判定部は、前記実測充放電電力効率が、前記データテーブルに格納されている初期特性の充放電電力効率に対して所定の下限規定値より低いときに、前記二次電池が劣化状態にあると判定することを特徴とする請求項１に記載の電池劣化判定装置。
【請求項３】
前記データテーブルに格納された初期特性の充放電電力効率は、前記二次電池の温度又は該二次電池の周囲温度によって補正されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電池劣化判定装置。
【請求項４】
二次電池の劣化状態を判定する電池劣化判定装置であって、
所定時間内で充電電流と放電電流との電流積算値がバランスしたことを検出する電流積算値検出部と、
前記所定時間内における前記バランスの時点において、充電電力積算値と放電電力積算値とを演算する充放電電力積算値演算部と、
前記電流積算値と電池セルの電圧とに基づいてＳＯＣを演算するＳＯＣ演算部と、
前記充放電電力積算値算出部が算出した充電電力積算値と放電電力積算との比から実測充放電電力効率を演算する充放電電力効率演算部と、
前記二次電池と該二次電池の内部インピーダンスとからなる等価回路を用いて、前記ＳＯＣから初期特性の充放電電力効率を算出する等価モデル演算部と、
前記充放電電力効率演算部が演算した実測充放電電力効率と前記等価モデル演算部が算出した初期特性の充放電電力効率とを比較して、前記二次電池の劣化状態を判定する劣化判定部と
を備えることを特徴とする電池劣化判定装置。
【請求項５】
前記劣化判定部は、前記実測充放電電力効率が、前記等価モデル演算部の算出した初期特性の充放電電力効率に対して所定の下限規定値より低いときに、前記二次電池が劣化状態にあると判定することを特徴とする請求項４に記載の電池劣化判定装置。
【請求項６】
前記劣化判定部は、前記二次電池の温度又は該二次電池の周囲温度が規定の範囲にあるときのみ、その二次電池の劣化状態を判定することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか1項に記載の電池劣化判定装置。
【請求項７】
前記データテーブルには、充放電電力効率の初期特性と劣化後の特性とが用意されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか1項に記載の電池劣化判定装置。
【請求項８】
二次電池の劣化状態を判定する電池劣化判定装置であって、
所定時間内で充電電流と放電電流との電流積算値がバランスしたことを検出する電流積算値検出部と、
前記所定時間内における前記バランスの時点において、充電電力積算値と放電電力積算値とを演算する充放電電力積算値演算部と、
前記電流積算値と電池セルの電圧とに基づいてＳＯＣを演算するＳＯＣ演算部と、
前記充放電電力積算値算出部が算出した充電電力積算値と放電電力積算との比から実測充放電電力効率を演算する充放電電力効率演算部と、
前記充放電電力効率演算部が演算した実測充放電電力効率と前記二次電池の初回起動時に求めた充放電電力効率とを比較して該二次電池の劣化状態を判定する劣化判定部と
を備えることを特徴とする電池劣化判定装置。
【請求項９】
前記データテーブルに格納されている初期特性の充放電電力効率は、前記二次電池の初回起動時に求めた充放電電力効率で補正されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか1項に記載の電池劣化判定装置。
【請求項１０】
前記等価モデル演算部が算出した初期特性の充放電電力効率は、前記二次電池の初回起動時に求めた充放電電力効率で補正されることを特徴とする請求項４又は５に記載の電池劣化判定装置。
【請求項１１】
二次電池の劣化状態を判定する電池劣化判定装置の電池劣化判定方法であって、
前記電池劣化判定装置の電流積算値検出部が、所定時間内で充電電流と放電電流との電流積算値がバランスしたことを検出し、
前記電池劣化判定装置の充放電電力積算値演算部が、前記所定時間内における前記バランスの時点において、充電電力積算値と放電電力積算値とを演算し、
前記電池劣化判定装置のＳＯＣ演算部が、前記電流積算値と電池セルの電圧とに基づいてＳＯＣを演算し、
前記電池劣化判定装置の充放電電力効率演算部が、前記充放電電力積算値算出部が算出した充電電力積算値と放電電力積算との比から実測充放電電力効率を演算し、
前記電池劣化判定装置の保持するデータテーブルが、前記ＳＯＣと初期特性の充放電電力効率との関係を示し、
前記電池劣化判定装置の劣化判定部が、前記充放電電力効率演算部が演算した実測充放電電力効率と前記データテーブルに格納された初期特性の充放電電力効率とを比較して、前記二次電池の劣化状態を判定する
ことを特徴とする電池劣化判定方法。
【請求項１２】
前記電池劣化判定装置の前記劣化判定部は、前記実測充放電電力効率が、前記データテーブルに格納されている初期特性の充放電電力効率に対して所定の下限規定値より低いときに、前記二次電池が劣化状態にあると判定することを特徴とする請求項１１に記載の電池劣化判定方法。
【請求項１３】
前記電池劣化判定装置の保持する前記データテーブルに格納された初期特性の充放電電力効率は、前記二次電池の温度又は該二次電池の周囲温度によって補正されていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の電池劣化判定方法。
【請求項１４】
二次電池の劣化状態を判定する電池劣化判定装置の電池劣化判定方法であって、
前記電池劣化判定装置の電流積算値検出部が、所定時間内で充電電流と放電電流との電流積算値がバランスしたことを検出し、
前記電池劣化判定装置の充放電電力積算値演算部が、前記所定時間内における前記バランスの時点において、充電電力積算値と放電電力積算値とを演算し、
前記電池劣化判定装置のＳＯＣ演算部が、前記電流積算値と電池セルの電圧とに基づいてＳＯＣを演算し、
前記電池劣化判定装置の充放電電力効率演算部が、前記充放電電力積算値算出部が算出した充電電力積算値と放電電力積算との比から実測充放電電力効率を演算し、
前記電池劣化判定装置の等価モデル演算部が、前記二次電池と該二次電池の内部インピーダンスとからなる等価回路を用いて、前記ＳＯＣから初期特性の充放電電力効率を算出し、
前記電池劣化判定装置の劣化判定部が、前記充放電電力効率演算部が演算した実測充放電電力効率と前記等価モデル演算部が算出した初期特性の充放電電力効率とを比較して、前記二次電池の劣化状態を判定する
ことを特徴とする電池劣化判定方法。
【請求項１５】
前記電池劣化判定装置の前記劣化判定部は、前記実測充放電電力効率が、前記等価モデル演算部の算出した初期特性の充放電電力効率に対して所定の下限規定値より低いときに、前記二次電池が劣化状態にあると判定することを特徴とする請求項１４に記載の電池劣化判定方法。
【請求項１６】
前記電池劣化判定装置の前記劣化判定部は、前記二次電池の温度又は該二次電池の周囲温度が規定の範囲にあるときのみ、その二次電池の劣化状態を判定することを特徴とする請求項１１乃至請求項１５の何れか1項に記載の電池劣化判定方法。
【請求項１７】
前記データテーブルには、充放電電力効率の初期特性と劣化後の特性とが用意されていることを特徴とする請求項１１乃至請求項１３の何れか1項に記載の電池劣化判定方法。
【請求項１８】
二次電池の劣化状態を判定する電池劣化判定装置の電池劣化判定方法であって、
前記電池劣化判定装置の電流積算値検出部が、所定時間内で充電電流と放電電流との電流積算値がバランスしたことを検出し、
前記電池劣化判定装置の充放電電力積算値演算部が、前記所定時間内における前記バランスの時点において、充電電力積算値と放電電力積算値とを演算し、
前記電池劣化判定装置のＳＯＣ演算部が、前記電流積算値と電池セルの電圧とに基づいてＳＯＣを演算し、
前記電池劣化判定装置の充放電電力効率演算部が、前記充放電電力積算値算出部が算出した充電電力積算値と放電電力積算との比から実測充放電電力効率を演算し、
前記電池劣化判定装置の劣化判定部が、前記充放電電力効率演算部が演算した実測充放電電力効率と前記二次電池の初回起動時に求めた充放電電力効率とを比較して該二次電池の劣化状態を判定する
ことを特徴とする電池劣化判定方法。
【請求項１９】
前記データテーブルに格納されている初期特性の充放電電力効率は、前記二次電池の初回起動時に求めた充放電電力効率で補正されることを特徴とする請求項１１乃至１３の何れか1項に記載の電池劣化判定方法。
【請求項２０】
前記等価モデル演算部が算出した初期特性の充放電電力効率は、前記二次電池の初回起動時に求めた充放電電力効率で補正されることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の電池劣化判定方法。
【請求項２１】
請求項１１乃至２０の何れか１項に記載の電池劣化判定方法をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の劣化状態を判定する技術に係り、特に、移動体用のリチウム電池などの二次電池の劣化状態を判定するための電池劣化判定装置、電池劣化判定方法、及びその方法をコンピュータに実行させるプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウム電池などの二次電池の劣化状態を推定（判定）して、電池の管理条件への反映や状態表示を行うことは、二次電池を安全に使用したり電池交換時期を事前に知る上でユーザメリットにつながる。そこで、このような観点から、二次電池の劣化状態を推定する技術が種々報告されている。例えば、二次電池の充放電回数をカウントしたり使用時間を計測することで二次電池の劣化状態を推定する技術や、二次電池の充放電容量を直接計測したり、内部抵抗を計算したりして二次電池の劣化状態を推定する技術や、二次電池の電圧変化幅と充放電容量から全体容量を判断して、二次電池の劣化状態を推定する技術などが知られている。
【０００３】
また、二次電池の機能が低下した電池パックを事前に判定して適切な処理を行う技術も開示されている(例えば、特許文献１参照)。この技術によれば、二次電池が経年変化によって寿命に達し、機能が著しく低下して機能喪失の状態に陥ったと判定された場合には、その判定内容に応じて充放電の制御や強制放電の制御を適切に行うことにより、その二次電池の使用を制限しながら適切な処理を行う（例えば、再生できる場合は再生充電処理を行い、機能が不能な場合は強制放電処理を行う）ことができる。このとき、経年変化の判定には、例えば、平均周囲温度が１０℃上昇するごとに経年時間を２倍にするなど、周囲温度を考慮した劣化判定を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３６３８１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来技術のうち、二次電池の充放電回数をカウントしたり使用時間を計測して劣化状態を推定する技術は、二次電池のセルごとの充電バラツキを捉えることができなかったり、充放電レートや充放電の深度によって劣化の異なる状態を把握することができないなどの問題がある。また、二次電池の充放電容量を直接計測して劣化状態を推定する技術は、日々のランニング運転による充放電の中では二次電池の容量変化を捉え難いので、０〜１００％の充放電が繰り返されるアプリケーションでしか適用することができないと共に、劣化状態の推定にかなりの時間がかかるなどの問題がある。
【０００６】
また、二次電池の内部抵抗を計算して劣化状態を推定する技術は、極めて小さな内部抵抗（例えば、リチウム電池の内部抵抗は数ｍΩ）を計測する必要があるので、高精度な電圧・電流計測が必要となるなど計測装置が高価になってしまうなどの問題がある。また、二次電池の電圧変化幅と充放電容量から全体容量を判断して二次電池の劣化状態を推定する技術は、狭い電圧変化幅から劣化状態を推定することになるので、高精度な電圧・電流計測が必要となり、前述と同様に計測装置が高価になってしまうなどの問題がある。
【０００７】
また、特許文献1に開示された技術によれば、周囲温度などを考慮した経年変化に基づいて、比較的高精度に二次電池の劣化状態の判定を行うことができるが、二次電池のライフサイクルをインターバルとした劣化状態の判定方法であるので、短時間に劣化状態を判定することができない。すなわち、日々のランニング運転の状態にある二次電池の劣化状態を短時間で判定することはできない。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、二次電池の劣化状態を判定するための特別な装置を設けることなく、ランニング運転のまま短時間で二次電池の劣化状態を判定することができる電池劣化判定装置、電池劣化判定方法、及びその方法をコンピュータに実行させるプログラム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】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、二次電池の劣化状態を判定する電池劣化判定装置であって、所定時間内で充電電流と放電電流との電流積算値がバランスしたことを検出する電流積算値検出部と、前記所定時間内における前記バランスの時点において、充電電力積算値と放電電力積算値とを演算する充放電電力積算値演算部と、前記電流積算値と電池セルの電圧とに基づいてＳＯＣを演算するＳＯＣ演算部と、前記充放電電力積算値算出部が算出した充電電力積算値と放電電力積算との比から実測充放電電力効率を演算する充放電電力効率演算部と、前記ＳＯＣと初期特性の充放電電力効率との関係を示すデータを格納するデータテーブルと、前記充放電電力効率演算部が演算した実測充放電電力効率と前記データテーブルに格納された初期特性の充放電電力効率とを比較して、前記二次電池の劣化状態を判定する劣化判定部とを備えることを特徴とする電池劣化判定装置である。
【００１０】
また本発明は、上述の電池劣化判定装置において、前記劣化判定部は、前記実測充放電電力効率が、前記データテーブルに格納されている初期特性の充放電電力効率に対して所定の下限規定値より低いときに、前記二次電池が劣化状態にあると判定することを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、上述の電池劣化判定装置において、前記データテーブルに格納された初期特性の充放電電力効率は、前記二次電池の温度又は該二次電池の周囲温度によって補正されていることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、二次電池の劣化状態を判定する電池劣化判定装置であって、所定時間内で充電電流と放電電流との電流積算値がバランスしたことを検出する電流積算値検出部と、前記所定時間内における前記バランスの時点において、充電電力積算値と放電電力積算値とを演算する充放電電力積算値演算部と、前記電流積算値と電池セルの電圧とに基づいてＳＯＣを演算するＳＯＣ演算部と、前記充放電電力積算値算出部が算出した充電電力積算値と放電電力積算との比から実測充放電電力効率を演算する充放電電力効率演算部と、前記二次電池と該二次電池の内部インピーダンスとからなる等価回路を用いて、前記ＳＯＣから初期特性の充放電電力効率を算出する等価モデル演算部と、前記充放電電力効率演算部が演算した実測充放電電力効率と前記等価モデル演算部が算出した初期特性の充放電電力効率とを比較して、前記二次電池の劣化状態を判定する劣化判定部とを備えることを特徴とする電池劣化判定装置である。
【００１３】
また本発明は、上述の電池劣化判定装置において、前記劣化判定部は、前記実測充放電電力効率が、前記等価モデル演算部の算出した初期特性の充放電電力効率に対して所定の下限規定値より低いときに、前記二次電池が劣化状態にあると判定することを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、上述の電池劣化判定装置において、前記劣化判定部は、前記二次電池の温度又は該二次電池の周囲温度が規定の範囲にあるときのみ、その二次電池の劣化状態を判定することを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、上述の電池劣化判定装置において、前記データテーブルには、充放電電力効率の初期特性と劣化後の特性とが用意されていることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、二次電池の劣化状態を判定する電池劣化判定装置であって、所定時間内で充電電流と放電電流との電流積算値がバランスしたことを検出する電流積算値検出部と、前記所定時間内における前記バランスの時点において、充電電力積算値と放電電力積算値とを演算する充放電電力積算値演算部と、前記電流積算値と電池セルの電圧とに基づいてＳＯＣを演算するＳＯＣ演算部と、前記充放電電力積算値算出部が算出した充電電力積算値と放電電力積算との比から実測充放電電力効率を演算する充放電電力効率演算部と、前記充放電電力効率演算部が演算した実測充放電電力効率と前記二次電池の初回起動時に求めた充放電電力効率とを比較して該二次電池の劣化状態を判定する劣化判定部とを備えることを特徴とする電池劣化判定装置である。
【００１７】
また本発明は、上述の電池劣化判定装置において、前記データテーブルに格納されている初期特性の充放電電力効率は、前記二次電池の初回起動時に求めた充放電電力効率で補正されることを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、上述の電池劣化判定装置において、前記等価モデル演算部が算出した初期特性の充放電電力効率は、前記二次電池の初回起動時に求めた充放電電力効率で補正されることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、  二次電池の劣化状態を判定する電池劣化判定装置の電池劣化判定方法であって、前記電池劣化判定装置の電流積算値検出部が、所定時間内で充電電流と放電電流との電流積算値がバランスしたことを検出し、前記電池劣化判定装置の充放電電力積算値演算部が、前記所定時間内における前記バランスの時点において、充電電力積算値と放電電力積算値とを演算し、前記電池劣化判定装置のＳＯＣ演算部が、前記電流積算値と電池セルの電圧とに基づいてＳＯＣを演算し、前記電池劣化判定装置の充放電電力効率演算部が、前記充放電電力積算値算出部が算出した充電電力積算値と放電電力積算との比から実測充放電電力効率を演算し、前記電池劣化判定装置の保持するデータテーブルが、前記ＳＯＣと初期特性の充放電電力効率との関係を示し、前記電池劣化判定装置の劣化判定部が、前記充放電電力効率演算部が演算した実測充放電電力効率と前記データテーブルに格納された初期特性の充放電電力効率とを比較して、前記二次電池の劣化状態を判定する
ことを特徴とする電池劣化判定方法である。
【００２０】
また本発明は、上述の電池劣化判定方法において、前記電池劣化判定装置の前記劣化判定部は、前記実測充放電電力効率が、前記データテーブルに格納されている初期特性の充放電電力効率に対して所定の下限規定値より低いときに、前記二次電池が劣化状態にあると判定することを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、上述の電池劣化判定方法において、前記電池劣化判定装置の保持する前記データテーブルに格納された初期特性の充放電電力効率は、前記二次電池の温度又は該二次電池の周囲温度によって補正されていることを特徴とする。
【００２２】
また本発明は、二次電池の劣化状態を判定する電池劣化判定装置の電池劣化判定方法であって、前記電池劣化判定装置の電流積算値検出部が、所定時間内で充電電流と放電電流との電流積算値がバランスしたことを検出し、前記電池劣化判定装置の充放電電力積算値演算部が、前記所定時間内における前記バランスの時点において、充電電力積算値と放電電力積算値とを演算し、前記電池劣化判定装置のＳＯＣ演算部が、前記電流積算値と電池セルの電圧とに基づいてＳＯＣを演算し、前記電池劣化判定装置の充放電電力効率演算部が、前記充放電電力積算値算出部が算出した充電電力積算値と放電電力積算との比から実測充放電電力効率を演算し、前記電池劣化判定装置の等価モデル演算部が、前記二次電池と該二次電池の内部インピーダンスとからなる等価回路を用いて、前記ＳＯＣから初期特性の充放電電力効率を算出し、前記電池劣化判定装置の劣化判定部が、前記充放電電力効率演算部が演算した実測充放電電力効率と前記等価モデル演算部が算出した初期特性の充放電電力効率とを比較して、前記二次電池の劣化状態を判定することを特徴とする電池劣化判定方法である。
【００２３】
また本発明は、上述の電池劣化判定方法において、前記電池劣化判定装置の前記劣化判定部は、前記実測充放電電力効率が、前記等価モデル演算部の算出した初期特性の充放電電力効率に対して所定の下限規定値より低いときに、前記二次電池が劣化状態にあると判定することを特徴とする。
【００２４】
また本発明は、上述の電池劣化判定方法において、  前記電池劣化判定装置の前記劣化判定部は、前記二次電池の温度又は該二次電池の周囲温度が規定の範囲にあるときのみ、その二次電池の劣化状態を判定することを特徴とする。
【００２５】
また本発明は、上述の電池劣化判定方法において、前記データテーブルには、充放電電力効率の初期特性と劣化後の特性とが用意されていることを特徴とする。
【００２６】
また本発明は、二次電池の劣化状態を判定する電池劣化判定装置の電池劣化判定方法であって、前記電池劣化判定装置の電流積算値検出部が、所定時間内で充電電流と放電電流との電流積算値がバランスしたことを検出し、前記電池劣化判定装置の充放電電力積算値演算部が、前記所定時間内における前記バランスの時点において、充電電力積算値と放電電力積算値とを演算し、前記電池劣化判定装置のＳＯＣ演算部が、前記電流積算値と電池セルの電圧とに基づいてＳＯＣを演算し、前記電池劣化判定装置の充放電電力効率演算部が、前記充放電電力積算値算出部が算出した充電電力積算値と放電電力積算との比から実測充放電電力効率を演算し、前記電池劣化判定装置の劣化判定部が、前記充放電電力効率演算部が演算した実測充放電電力効率と前記二次電池の初回起動時に求めた充放電電力効率とを比較して該二次電池の劣化状態を判定することを特徴とする電池劣化判定方法である。
【００２７】
また本発明は、上述の電池劣化判定方法において、前記データテーブルに格納されている初期特性の充放電電力効率は、前記二次電池の初回起動時に求めた充放電電力効率で補正されることを特徴とする。
【００２８】
また本発明は、上述の電池劣化判定方法において、前記等価モデル演算部が算出した初期特性の充放電電力効率は、前記二次電池の初回起動時に求めた充放電電力効率で補正されることを特徴とする。
【００２９】
尚、本発明は、前記各発明の電池劣化判定方法をコンピュータに実行させるプログラムを提供することもできる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、二次電池のセルごとの劣化状態を判定することができるので、二次電池全体が劣化する前に必要な対応を採ることができる。また、０〜１００％のサイクルで二次電池の充放電を行わなくても、ランニング運転中において二次電池の劣化状態を判定することができる。従って、二次電池の使用中において電池劣化によって機器が停止するなどのトラブルを回避することができる。
【００３１】
また、ランニング運転中において短時間で二次電池の劣化判定を行うことができるので、ハイブリッド自動車などのように頻繁に二次電池の充放電が繰り返えされるアプリケーションであっても、容易に二次電池の劣化判定を行うことができる。さらに、初期特性の充放電電力効率と実測値の充放電電力効率は相対的に比較されるので、電流センサや電圧センサの絶対精度を無視することができるため、二次電池の劣化判定を行う場合に高精度は計測器を用いる必要はがない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例１に係る電池劣化判定装置に適用される、電流積算値、充電電力積算値、及び放電電力積算値の時間的経過の計測値を示す特性図である。
【図２】本発明の実施例１に係る電池劣化判定装置に適用される、ＳＯＣと初期特性の充放電電力効率との関係を示すテーブルである。
【図３】本発明の実施例１に係る電池劣化判定装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例１に係る電池劣化判定装置に適用されるＳＯＣ演算部の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施例２に係る電池劣化判定装置に適用される、初期状態におけるＳＯＣと充放電電力効率との関係を示すテーブルである。
【図６】本発明の実施例４に係る電池劣化判定装置に適用される、充放電電力効率の初期特性と劣化後の特性を示すテーブルである。
【図７】本発明の実施例５に係る電池劣化判定装置に適用される等価モデルの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明の実施形態に係る電池劣化判定装置は、二次電池の充放電電力効率の変化の程度に基づいて、その二次電池の劣化状態の判定（推定）を行うことを特徴としている。以下、図面を参照しながら、本発明に係る電池劣化判定装置について幾つかの実施例を詳細に説明する。
【００３４】
《実施例１》
〔二次電池の劣化判定方法〕
実施例1では、二次電池の充放電電力効率に基づいて二次電池の劣化判定を行う方法について説明する。すなわち、二次電池をランニング運転している充放電中において電流と電池セルの電圧とを計測し、一定時間以上経過したときの電流積算値（Ａｈ）と、充電電力積算値（Ｗiｈ）と、放電電力積算値（Ｗoｈ）とによって充放電電力効率を求める。言い換えると、積算開始時点から電流積算値（Ａｈ）がゼロ±αになった時刻までの充電電力積算値（Ｗiｈ）と放電電力積算値（Ｗoｈ）とによって充放電電力効率（つまり、放電電力積算値（Ｗoｈ）／充電電力積算値（Ｗiｈ））を求める。尚、一定時間の間に電流積算値（Ａｈ）がゼロ±αにならなければ、各積算値をリセットして再計測を行う。
【００３５】
次に、電流値積算（Ａｈ）と電池セルの電圧からＳＯＣ（State of Charge：充電率、充電状態、残存容量）を演算する。尚、ＳＯＣの算出方法は後述する。ここで、二次電池の初期状態におけるＳＯＣの大きさと充放電電力効率との関係を示すテーブル（データテーブル）は予め用意されている。このとき、テーブルに示すＳＯＣの刻み間の充放電電力効率はほぼ直線補完されている。
【００３６】
このような状態において、充放電電力効率の実測値が、テーブルから求められたＳＯＣごとの充放電電力効率に対して下限規定値より低い場合は二次電池が劣化したと判定する。ここで、下限規定値は、例えば、電気料金メリット等の要求や実際の劣化電池の効率実測値などから適宜に決めることができる値である。
【００３７】
次に、図面を参照しながら、二次電池の充放電電力効率に基づいて二次電池の劣化判定を行う方法について詳細に説明する。図1は、本発明の実施例１に係る電池劣化判定装置に適用される、電流積算値、充電電力積算値、及び放電電力積算値の時間的経過の計測値を示す特性図であり、（ａ）は電流積算値、（ｂ）は充電電力積算値、（ｃ）は放電電力積算値を示す。尚、横軸は時間、縦軸は各積算値を示している。
【００３８】
また、図２は、本発明の実施例１に係る電池劣化判定装置に適用される、ＳＯＣと初期特性の充放電電力効率との関係を示すテーブルである。図２に示すように、ＳＯＣが０％のときの充放電電力効率が７５％からＳＯＣが２０％のときの充放電電力効率が９５％あたりまでは、ＳＯＣの変化に伴って充放電電力効率はほぼ直線的に変化しているが、ＳＯＣが２０％を超えるあたりからは充放電電力効率はほぼ飽和状態となっている。尚、各ＳＯＣレベルの間の充放電電力効率はほぼ直線補完されている。例えば、ＳＯＣが１０％のときの充放電電力効率８５％とＳＯＣが２０％のときの充放電電力効率９５％との間の充放電電力効率は、ほぼ直線的に変化している。
【００３９】
図1に示すように、積算開始時刻Ｔ０から充放電電流の電流積算値（Ａｈ）がゼロになった（バランスした）時刻Ｔ１までの充電電力積算値（Ｗiｈ）と放電電力積算値（Ｗoｈ）とを求める。すなわち、二次電池のクーロン効率は極めて高いので、充放電時における電流積算値（Ａｈ）の効率はほぼ１００％である。従って、電流積算値（Ａｈ）がゼロの時刻Ｔ１においては充電電流の積算値と放電電流の積算値はほぼ同じであるので、この時刻Ｔ１における充電電力積算値（Ｗiｈ）と放電電力積算値（Ｗoｈ）とから充放電電力効率を求めれば、極めて高精度に充放電電力効率が求められ、結果的に、二次電池の劣化判定を高精度に行うことができる。
【００４０】
尚、充放電時の電力積算値の効率は、二次電池の内部インピーダンスによる電力ロスの影響によって初期状態でも９５％程度である。従って、図１に示すように、（ａ）の電流積算値（Ａｈ）がゼロの時刻Ｔ１において、（ｂ）の充電電力積算値（Ｗiｈ）と（ｃ）の放電電力積算値（Ｗoｈ）はゼロにならず、それぞれ異なる値を示している。このようなことから、電流積算値（Ａｈ）がゼロの時刻Ｔ１において、充電電力積算値（Ｗiｈ）と放電電力積算値（Ｗoｈ）とを計測して充放電電力効率を算出すれば、極めて高精度に充放電電力効率が求めることができる。
【００４１】
尚、実際の測定に際しては、電流を計測するときの計測誤差（計器誤差及び読取り誤差など）があるので、電流積算値（Ａｈ）がゼロ±αになった時刻をＴ１として、その時刻Ｔ１までの充電電力積算値（Ｗiｈ）と放電電力積算値（Ｗoｈ）とを計測して充放電電力効率を算出し、二次電池の劣化判定を行うことになる。尚、αの値は極めてゼロに近い値であるが、通常は、測定計器の精度や測定者の熟練度などを考慮して経験的に決めることが望ましい。
【００４２】
また、二次電池をランニング運転している状態においては、通常は、図１（ａ）に示すように、電流積算値（Ａｈ）がゼロになるタイミングは、時刻Ｔ１及び時刻Ｔ２に示すように周期的に現われるが、二次電池の負荷容量の大きさなどによって一定時間の間に電流積算値（ＡＨ）がゼロ±αにならなければ、各積算値をリセットして再計測を行う。
【００４３】
次に、電流値積算（Ａｈ）と電池セルの電圧からＳＯＣの大きさを演算する。そして、図２に示すような、二次電池の初期状態におけるＳＯＣと充放電電力効率との関係を示すテーブルを参照し、先に算出した充放電電力効率の実測値が、図２のテーブルから求められたＳＯＣごとの充放電電力効率に対して下限規定値より低い場合は二次電池が劣化していると判定する。
【００４４】
例えば、リチウム電池の場合は、初期状態の充放電電力効率に対して８０％まで充放電電力効率が低下したときが電池寿命であると云われる場合がある。従って、図２に示すテーブルのＳＯＣごとの充放電電力効率に対して８０％以下の充放電電力効率となった場合は、二次電池は劣化状態にあると判定することができる。例えば、ＳＯＣの値が３０％のときの初期特性の充放電電力効率は９７％であるので、その下限規定値は９７％×８０％≒７７％である。従って、電流積算値（Ａｈ）がゼロ±αになった時刻Ｔ１までの充電電力積算値（Ｗiｈ）と放電電力積算値（Ｗoｈ）から算出した実測充放電電力効率が７７％を下回ったときは、二次電池は劣化していると判定する。
【００４５】
図３は、本発明の実施例１に係る電池劣化判定装置の構成を示すブロック図である。すなわち、実施例１の電池劣化判定装置１は、上述の内容に基づいて、図３に示すような構成によって実現することができる。
【００４６】
図３に示すように、実施例１の電池劣化判定装置１は、所定時間内で充電電流と放電電流との電流積算値がバランスした（ゼロになった）ことを検出する電流積算値検出部２と、所定時間内における電流積算値のバランス（ゼロ）の時点において、充電電力積算値と放電電力積算値とを演算する充放電電力積算値演算部３と、電流積算値と電池セルの電圧とに基づいてＳＯＣを演算するＳＯＣ演算部４と、充放電電力積算値算出部３が算出した充電電力積算値と放電電力積算との比から実測充放電電力効率を演算する充放電電力効率演算部５と、ＳＯＣと初期特性の充放電電力効率との関係を示すデータを格納するテーブル６（データテーブル）と、充放電電力効率演算部５が演算した実測充放電電力効率とテーブル６に格納された初期特性の充放電電力効率とを比較して、二次電池の劣化状態を判定する劣化判定部７とによって構成されている。
【００４７】
このような構成の電池劣化判定装置１によれば、電流積算値検出部２が所定時間内で充電電流と放電電流との電流積算値がゼロになったことを検出すると、充放電電力積算値演算部３は、電流積算値がゼロになった時点において充電電力積算値と放電電力積算値とをメモリに保存した後、積算値をゼロクリアして次の積算を開始する。すると、充放電電力効率演算部５は、充放電電力積算値演算部３によってメモリに保存された充電電力積算値と放電電力積算との比から、実測充放電電力効率を演算する。一方、ＳＯＣ演算部４が、電流積算値と電池セルの電圧とに基づいてＳＯＣを演算し、ＳＯＣと初期特性の充放電電力効率との関係を示すテーブル６を参照して初期特性の充放電効率を求める。これによって、劣化判定部７は、充放電電力効率演算部５が演算した実測充放電電力効率と、テーブル６から求めた初期特性の充放電電力効率とを比較して、二次電池の劣化状態を判定する。
【００４８】
以上述べたように、実施例1に係る二次電池の劣化判定方法によれば、二次電池のセル電圧を検出しているのでセルごとの劣化状態を判定することができる。従って、二次電池全体を劣化させることなく事前に適切な対応を採ることが可能となる。また、０〜１００％のサイクル充放電をしなくても、実使用状態で二次電池の劣化判定を行うことができるので、ランニング運転中に二次電池の劣化によって負荷側の機器が停止することを防止できる。さらに、二次電池の劣化判定の判断時間は極めて短時間であるので、例えば、ハイブリッド自動車などのように頻繁に充放電が繰り返えされるアプリケーションであっても、容易に二次電池の劣化状態を判定することができる。
【００４９】
〔ＳＯＣの算出方法〕
次に、二次電池の充放電電流の電流値積算（Ａｈ）と電池セルの電圧から求めるＳＯＣの算出方法について一実施例を説明する。一般的に、二次電池のＳＯＣは二次電池の充放電電流の積分値に基づいて算出されるが、充放電電流の積分値だけで算出すると、充放電電流の積分値に電流検出誤差分が蓄積されてＳＯＣの値が実態と異なってしまう。従って、その現象を回避するために、二次電池の推定インピーダンスが小さいときに、充放電電流の積分値に基づいて算出されたＳＯＣをＳＯＣＶ（ＳＯＣ電圧）によって修正する。これによって、電流検出誤差のない状態で高精度にＳＯＣを算出することができる。
【００５０】
以下、図面を用いてＳＯＣの算出方法の一例について具体的に説明する。図４は、本発明の実施例１に係る電池劣化判定装置に適用されるＳＯＣ演算部の構成を示すブロック図である。
【００５１】
先ず、図４に示すＳＯＣ演算部４の構成について説明する。ＳＯＣ演算部４は、推定開放電圧演算部１０、推定開放電圧によるＳＯＣＶ演算部１１、推定インピーダンステーブル１２ａと推定インピーダンス電圧演算部１２ｂからなる電池インピーダンスモデル部１２、推定インピーダンス電圧静定判定部１３、実測電流積分によるＳＯＣＩ演算部１４、ＳＯＣ偏差判定部１５、ＳＯＣ切替判定部１６、及びＳＯＣ切替部１７を備えて構成されている。尚、ＳＯＣ偏差判定部１５とＳＯＣ切替判定部１６とＳＯＣ切替部１７とによってＳＯＣ決定部２０が構成されている。
【００５２】
推定開放電圧演算部１０は、二次電池の実測電圧ＶＡから推定インピーダンス電圧ＶＺを減算して二次電池の推定開放電圧Ｖ０を演算し、この推定開放電圧Ｖ０を推定開放電圧によるＳＯＣＶ演算部１１へ出力する。
推定開放電圧によるＳＯＣＶ演算部１１は、二次電池の推定開放電圧Ｖ０と実測温度Ｔとを入力して、自己が保有しているテーブルからＳＯＣＶ（ＳＯＣ電圧）を決定し、このＳＯＣＶをＳＯＣ切替部１７へ出力する。
【００５３】
電池インピーダンスモデル部１２は、推定インピーダンステーブル１２ａと推定インピーダンス電圧演算部１２ｂとからなり、推定インピーダンステーブル１２ａがＳＯＣと実測温度Ｔとを入力してテーブルから二次電池の推定インピーダンスＺを抽出し、推定インピーダンス電圧演算部１２ｂが、実測電流Ｉと推定インピーダンスＺから演算によって推定インピーダンス電圧ＶＺを求めて推定インピーダンス電圧静定判定部１３へ出力する。
【００５４】
推定インピーダンス電圧静定判定部１３は、推定インピーダンス電圧ＶＺの変動率の絶対値が、所定の時間以上に亘って閾値以内（又は閾値未満）のレベルを継続したときに、推定インピーダンス電圧静定信号をＳＯＣ切替判定部１６へ出力する。
実測電流積分によるＳＯＣＩ演算部１４は、充放電による実測電流Ｉの積分値からＳＯＣＩ（ＳＯＣ電流）を演算してＳＯＣ切替部１７へ出力する。尚、ＳＯＣ切替部１７がＳＯＣＶに切替わった時は初期値をＳＯＣＶとする。
【００５５】
ＳＯＣ偏差判定部１５は、｜ＳＯＣＶ−ＳＯＣＩ｜が閾値ΔＳＯＣ以上であるときに、偏差大信号をＳＯＣ切替判定部１６へ出力する。尚、通常は、閾値ΔＳＯＣ＝０である。
ＳＯＣ切替判定部１６は、推定インピーダンス電圧静定信号のＡＮＤ／ＯＲ出力（トータル静定信号）と、ＳＯＣ偏差大信号のＡＮＤ出力とによって、ＳＯＣ切替部１７へＳＯＣ切替信号を出力する。
ＳＯＣ切替部１７は、ＳＯＣ切替判定部１６から入力されたＳＯＣ切替信号出力に基づいて、ＳＯＣＶとＳＯＣＩとを適宜に切り替えてＳＯＣを出力する。
【００５６】
次に、図４に示すＳＯＣ演算部４の動作について説明する。先ず、推定インピーダンステーブル１２ａと推定インピーダンス電圧演算部１２ｂからなる電池インピーダンスモデル部１２によって推定インピーダンス電圧ＶＺを求める。この推定インピーダンス電圧ＶＺの値は推定値であるために誤差を有するが、特に、この推定インピーダンス電圧ＶＺの値が大きいときは充電率（ＳＯＣ）の修正量も大きく、充電率（ＳＯＣ）に誤差が生じやすい。
【００５７】
そこで、推定インピーダンス電圧ＶＺが静定（例えば、推定インピーダンス電圧ＶＺの絶対値｜ＶＺ｜が閾値以下（あるいは未満）を所定の時間継続）したら、推定インピーダンス電圧静定判定部１３からＳＯＣ切替判定部１６へ推定インピーダンス電圧静定信号を出力し、ＳＯＣ切替判定部１６から出力されたＳＯＣ切替信号によってＳＯＣ切替部１７のスイッチを切り替え、推定開放電圧によるＳＯＣＶ演算部１１からのＳＯＣＶを採用してＳＯＣ切替部１７からＳＯＣを出力する。
【００５８】
このとき、推定開放電圧によるＳＯＣＶ演算部１１は、実測温度Ｔと推定開放電圧Ｖ０のテーブル（事前に取得済のテーブル）からＳＯＣＶを求めてＳＯＣ切替部１７へ出力する。従って、ＳＯＣ決定部２０は、推定インピーダンス電圧静定信号を受け取ったら、充電率（ＳＯＣ）を推定開放電圧Ｖ０から求めたＳＯＣＶに変えてもよく、更に、充放電電流の積分値から求めたＳＯＣＩとの差分｜ＳＯＣＶ−ＳＯＣＩ｜が閾値ΔＳＯＣ以上（超でもよい）でＳＯＣＶに変えてもよい。尚、ＳＯＣ切替部１７がＳＯＣＶに切替えたら、充放電電流の積分値の初期値はその値に変更する。
【００５９】
すなわち、充放電電流の反転直後は電池のインピーダンス電圧が十分に小さくなっていないために演算したＳＯＣの値に誤差が出やすいが、上記のようにしてＳＯＣを算出することにより、推定インピーダンスＺが小さいときに充放電電流の積分値のＳＯＣをＳＯＣＶで修正することにより、ＳＯＣを誤差の少ない値にすることができる。つまり、充放電電流の積分値によるＳＯＣの修正タイミングが多く発生するために、充放電電流の積分値に誤差が蓄積されにくくなる。
【００６０】
尚、上記の実施例では、推定開放電圧演算部１０が、実測電圧ＶＡから推定インピーダンス電圧ＶＺを減算して推定開放電圧Ｖ０を求めているが、推定インピーダンス電圧ＶＺが小さく充放電電流の誤差が小さいと予想されるときは、実測電圧ＶＡを補正せずに、実測電圧ＶＡそのものを推定開放電圧Ｖ０と見なして、推定開放電圧Ｖ０をＳＯＣＶ演算部１１に入力してＳＯＣＶを算出し、充電率算出（ＳＯＣ算出）を行ってもよい。すなわち、ＳＯＣ算出の別の実施例として、推定インピーダンス電圧ＶＺを二次電池の開放電圧として用いなくてもよい。これによって、図４に示すＳＯＣ演算部４の構成において推定開放電圧演算部１０を省略することができるので、ＳＯＣ演算部４の構成がさらにシンプルになる。
【００６１】
《実施例２》
次に、実施例２に係る二次電池の劣化判定方法について説明する。図５は、本発明の実施例２に係る電池劣化判定装置に適用される、初期状態におけるＳＯＣと充放電電力効率との関係を示すテーブルである。すなわち、実施例２では、図２に示したＳＯＣごとに対応した初期特性の充放電電力効率のテーブルを、図５に示すように温度ごとに部類して用意する。
【００６２】
図５に示すように、二次電池の温度ごと又は別途計測する二次電池の周囲温度ごとに、ＳＯＣと初期特性の充放電電力効率との関係を示すテーブルを用意する。これによって、電池温度又は周囲温度とＳＯＣとに応じて、テーブルから初期特性の充放電電力効率を求めることができるので、電池温度又は周囲温度によって初期特性の充放電電力効率を補正することができる。すなわち、温度変化によって生じる初期特性の充放電電力効率の変化分を補正して、二次電池の劣化判定を行うことができる。
【００６３】
一般的に、二次電池は温度が低くなるほど内部インピーダンスが高くなって充放電電力効率が低下する。そのため、例えば、ＳＯＣが３０％ときの初期特性の充放電電力効率は、電池温度又は周囲温度が３０℃のときは９７％であっても、電池温度又は周囲温度が０℃のときは８７％に低下する。このように、電池温度又は周囲温度に応じてＳＯＣごとの初期特性の充放電電力効率を求めることにより、各温度状態に応じて適正に二次電池の劣化判定を行うことができる。
【００６４】
《実施例３》
前述の実施例２では、電池温度又は周囲温度の全ての温度範囲において、温度変化によって生じる初期特性の充放電電力効率の変化分を補正して二次電池の劣化判定を行ったが、実施例３では、実際の使用状態に即して、電池温度又は別途計測する周囲温度が規定の範囲（例えば１０〜３０℃）のみで二次電池の劣化判定を行うようにする。このように、実際の使用状態に即して初期特性の充放電電力効率の温度補正を行うことにより、充放電電力効率の温度による影響が小さい範囲で二次電池の劣化判断を行うことができると共に、実施例２に比べてテーブルが小さくなるので電池劣化判定装置のメモリ容量を小さくすることができる。
【００６５】
《実施例４》
前述の実施例１〜３においては、テーブルには充放電電力効率の初期特性のみを用意したが、実施例４においては、テーブルには充放電電力効率の初期特性と劣化後の特性を用意する。図６は、本発明の実施例４に係る電池劣化判定装置に適用される、充放電電力効率の初期特性と劣化後の特性を示すテーブルである。つまり、図６は、劣化率ごとの充放電電力効率の初期特性のテーブルを示していて、それぞれのテーブルの左肩に劣化率（初期、１０％劣化、２０％劣化）が記録されている。
【００６６】
テーブルとしては、例えば図６に示すように、初期特性の充放電電力効率と、容量が１０％劣化後の充放電電力効率と、容量が２０％劣化後の充放電電力効率の各テーブルを用意する。すなわち、充放電電力効率の初期特性と容量が劣化した数点の特性（例えば、容量劣化１０％刻みの特性）のテーブルを用意することができる。これによって、実測した充放電電力効率と図６のテーブルから求めた各劣化率の充放電電力効率とを照合することにより、ランニング運転中の任意の時刻における二次電池の劣化状態を知ることができる。すなわち、実施例４に係る電池劣化判定装置によれば、二次電池の劣化判定のみではなく、二次電池の使用途中における劣化率を数値化することが可能となる。これによって、二次電池のＳＯＣ演算や残量演算の精度を一段と向上させることができる。
【００６７】
《実施例５》
前述の実施例１〜４においては、ＳＯＣごとに充放電電力効率を求める特性のテーブルを用いて二次電池の劣化判定を行ったが、実施例５では、このようなテーブルを用いる代わりに、ＳＯＣから充放電電力効率を求める等価モデル、又はＳＯＣと温度（電池温度または周囲温度）の少なくとも１つの計測値と、充放電電流の電流計測値とから充放電電力効率を求める等価モデルを用意する。従って、実施例５の電池劣化判定装置の構成は、図３の電池劣化判定装置１の構成において、テーブル６を等価モデル６（等価モデル演算部）と読み替えればよい。
【００６８】
図７は、本発明の実施例５に係る電池劣化判定装置に適用される等価モデルの回路図である。すなわち、二次電池に流れる充放電電流から、図７に示す等価モデルによって充放電電力効率を求めることができる。図７において、Ｚは、二次電池の内部抵抗を含めた等価回路の回路インピーダンスであって、固定値、又はＳＯＣと温度（電池温度または周囲温度）の少なくとも1つの計測値と内部抵抗との関係を示すテーブル（図示せず）などから求められる変動値である。
【００６９】
図７において、二次電池の充電方向の電流（充電電流）をＩc(t)、放電方向の電流（放電電流）をＩd(t)、二次電池の端子間電圧をＶ(t)としたとき、計測期間ｔ０〜ｔ１において以下の式（１）から式（３）によって、充電電力積算値Ｗhc、放電電力積算値Ｗhd、及び充放電電力効率ηを計算する。
【００７０】
充電電力積算値Ｗhc＝∫（Ｖ(t)＋Ｚ・Ｉc(t)）・Ｉc(t)ｄｔ    （１）
放電電力積算値Ｗhd＝∫（Ｖ(t)−Ｚ・Ｉd(t)）・Ｉc(t)ｄｔ    （２）
充放電電力効率η＝Ｗhd／Ｗhc                              （３）
【００７１】
実施例５に係る電池劣化判定装置によって二次電池の劣化判定を行う場合は、ＳＯＣ充放電効率のテーブルを用意する必要はないが、等価モデルのインピーダンスパラメータ等のテーブルが必要となる。尚、上記の式（１）〜（３）の計算を速く行えば、テーブル参照の場合と同程度の速さで二次電池の劣化判定を行うことができる。
【００７２】
《実施例６》
実施例１においては、ＳＯＣごとに初期特性の充放電電力効率を求めるテーブルを用いたが、このようなテーブルの代わりに、実施例６では、二次電池の初回の起動時において実施例１の手法で求めた充放電電力効率を基準値として保存しておく。そして、二次電池の２回目の起動以降においては、その都度、測定又は計算された充放電電力効率を前記の基準値と比較して、二次電池の劣化判定を行う。
【００７３】
このような方法によって二次電池の劣化判定を行うことにより、テーブルを用意する必要がなくなるので電池劣化判定装置のメモリ容量を小さくすることができる。また、実施例５のように等価モデルを用いる場合においても、二次電池の劣化判定を行うまでの計算処理を速くすることができる。さらに、基準値の充放電電力効率と実測値の充放電電力効率は相対的に比較されるので、電流センサや電圧センサなどの絶対精度は無視することができる。
【００７４】
《実施例７》
実施例７の電池劣化判定装置においては、二次電池の初回の起動時に実施例６と同じ手法で求めた充放電電力効率の基準値に基づいて、実施例１〜４で用いた充放電電力効率のテーブル、又は実施例５で用いた等価モデルで求めた充放電電力効率を補正する。例えば実施例１で、『（初回起動時にテーブルから求めた充放電効率）−（基準値）＝効率オフセット』とすると、その後はテーブルから求めた充放電効率から効率オフセットを引いた効率補正値と、実測した充放電電力効率とを比較して、二次電池の劣化判定又は劣化率演算を行う。
【００７５】
このような方法で二次電池の劣化判定を行えば、テーブルのデータや等価モデルを実際に使用している二次電池の使用状態に合わせて補正することができるため、二次電池の劣化判定や劣化率演算の精度をさらに向上させることができる。また、基準値の充放電電力効率と実測値の充放電電力効率は相対的に比較されるので、電流センサや電圧センサなどの絶対精度は無視することができる。
【００７６】
《まとめ》
以上、実施例１乃至実施例７で述べたように、本発明による電池劣化判定装置によれば、二次電池のセルごとの劣化状態を推定することができる。また、０〜１００％のサイクルで二次電池の充放電を行わなくても、実使用状態のランニング運転中において二次電池の劣化状態を判定することができる。従って、二次電池の使用中において電池劣化によって機器が停止するなどのトラブルを回避することができる。
【００７７】
また、二次電池の劣化判定の判定時間は極めて短時間であるので、ハイブリッド自動車などのように頻繁に二次電池の充放電が繰り返えされるアプリケーションであっても、容易に二次電池の劣化判定を行うことができる。さらには、基準値の充放電電力効率と実測値の充放電電力効率は相対的に比較されるので、電流センサや電圧センサの絶対精度を無視することができるため、二次電池の劣化判定を行う場合に高精度は計測器を用いる必要はがない。
【００７８】
なお、上述の電池劣化判定装置は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【００７９】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明に係る電池劣化判定装置は、ランニング運転中において短時間で二次電池の劣化判定を行うことができるので、ハイブリッド自動車や放送局の無停電電源装置などに用いられる二次電池に有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１  電池劣化判定装置
２  電流積算値検出部
３  充放電電力積算値演算部
４  ＳＯＣ演算部
５  充放電電力効率演算部
６  テーブル
７  劣化判定部
１０  推定開放電圧演算部
１１  推定開放電圧によるＳＯＣＶ演算部
１２  電池インピーダンスモデル部
１２ａ  推定インピーダンステーブル
１２ｂ  推定インピーダンス電圧演算部
１３  推定インピーダンス電圧静定判定部
１４  実測電流積分によるＳＯＣＩ演算部
１５  ＳＯＣ偏差判定部
１６  ＳＯＣ切替判定部
１７  ＳＯＣ切替部
２０  ＳＯＣ決定部
【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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