(57)【要約】【課題】二次電池の劣化状況をより高精度に判定できるようにする。【解決手段】電池劣化判定装置が、二次電池の電流値または電圧値の少なくとも一方である測定値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっている第１時刻、および、測定値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっており、かつ第１時刻との間における測定値の変化量の大きさが所定の変化量以上となっている第２時刻を検出する時刻検出部と、第１時刻における二次電池の電流値および電圧値と第２時刻における二次電池の電流値および電圧値とに基づいて、当該二次電池の内部抵抗値を算出する抵抗値算出部と、二次電池の内部抵抗値に基づいて、当該二次電池の劣化状況を判定する電池劣化状況判定部と、を具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の電流値または電圧値の少なくとも一方である測定値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっている第１時刻、および、前記測定値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっており、かつ前記第１時刻との間における前記測定値の変化量の大きさが所定の変化量以上となっている第２時刻を検出する時刻検出部と、
前記第１時刻における前記二次電池の電流値および電圧値と前記第２時刻における前記二次電池の電流値および電圧値とに基づいて、当該二次電池の内部抵抗値を算出する抵抗値算出部と、
前記二次電池の内部抵抗値に基づいて、当該二次電池の劣化状況を判定する電池劣化状況判定部と、
を具備することを特徴とする電池劣化判定装置。
【請求項２】
前記時刻検出部は、前記第１時刻と前記第２時刻との組み合わせを複数検出し、
前記抵抗値算出部は、前記時刻検出部が検出した前記第１時刻と前記第２時刻との組み合わせ毎に前記二次電池の内部抵抗値を算出して、得られた内部抵抗値の平均値を求め、
前記電池劣化状況判定部は、前記抵抗値算出部が求めた前記内部抵抗値の平均値に基づいて、前記二次電池の劣化状況を判定する、
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】
前記時刻検出部は、前記二次電池の電流値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっており、かつ前記二次電池の電圧値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっている時刻を前記第１時刻として検出し、前記二次電池の電流値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっており、かつ前記二次電池の電圧値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっており、さらに、前記第１時刻との間における前記二次電池の電流値の変化量の大きさが所定の変化量以上となっている時刻を前記第２時刻として検出する、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池劣化判定装置。
【請求項４】
二次電池の電流値または電圧値の少なくとも一方である測定値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっている第１時刻、および、前記測定値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっており、かつ前記第１時刻との間における前記測定値の変化量の大きさが所定の変化量以上となっている第２時刻を検出する時刻検出部と、
前記第１時刻における前記二次電池の電流値および電圧値と前記第２時刻における前記二次電池の電流値および電圧値とに基づいて、当該二次電池の内部抵抗値を算出する抵抗値算出部と、
を具備することを特徴とする抵抗値算出装置。
【請求項５】
電池劣化判定装置の電池劣化判定方法であって、
二次電池の電流値または電圧値の少なくとも一方である測定値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっている第１時刻、および、前記測定値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっており、かつ前記第１時刻との間における前記測定値の変化量の大きさが所定の変化量以上となっている第２時刻を検出する時刻検出ステップと、
前記第１時刻における前記二次電池の電流値および電圧値と前記第２時刻における前記二次電池の電流値および電圧値とに基づいて、当該二次電池の内部抵抗値を算出する抵抗値算出ステップと、
前記二次電池の内部抵抗値に基づいて、当該二次電池の劣化状況を判定する電池劣化状況判定ステップと、
を具備することを特徴とする電池劣化判定方法。
【請求項６】
電池劣化判定装置としてのコンピュータに、
二次電池の電流値または電圧値の少なくとも一方である測定値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっている第１時刻、および、前記測定値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっており、かつ前記第１時刻との間における前記測定値の変化量の大きさが所定の変化量以上となっている第２時刻を検出する時刻検出ステップと、
前記第１時刻における前記二次電池の電流値および電圧値と前記第２時刻における前記二次電池の電流値および電圧値とに基づいて、当該二次電池の内部抵抗値を算出する抵抗値算出ステップと、
前記二次電池の内部抵抗値に基づいて、当該二次電池の劣化状況を判定する電池劣化状況判定ステップと、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池劣化判定装置、抵抗値算出装置、電池劣化判定方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池に蓄えられた電力を用いて電気制御を行う電力システムや、二次電池を搭載した自動車など、二次電池の様々な用途において、二次電池から安定的に電力供給を受け、かつ電池交換コストを低減するために、二次電池の劣化状態を正確に判定し、適切な時期に二次電池を交換することが望まれる。ここで、二次電池の劣化に応じて内部抵抗値が大きくなることから、二次電池の内部抵抗値に基づいて当該二次電池の劣化状況を判定することができる。
【０００３】
かかる二次電池の劣化状況の判定に関連して、特許文献１に記載の電池劣化検出装置では、内部的高値算出部が、二次電池に入出力する電流値と、二次電池にかかる電圧値とを取得し、電流値が一定値以上変動した場合の当該電流値の変動幅と、そのときの電圧値の変動幅とを用いて二次電池の現在の内部抵抗値を算出する。そして、電池劣化情報処理部が、現在の内部抵抗値を、二次電池の現在の温度に対応する内部抵抗初期値により除して、二次電池の現在の温度における当該二次電池の劣化率を算出し、当該劣化率をモニタ装置へと出力する。
これにより、特許文献１に記載の電池劣化検出装置は、二次電池の負荷パターンに関係なく、電池の劣化状況を検知することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】再公表ＷＯ２０１２／０１８０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
二次電池の電流値や電圧値を測定して内部抵抗値を算出する際、二次電池の電力供給状況によって算出される内部抵抗値が異なる場合がある。例えば、二次電池において電流値に遅れて電圧値が変化するなど、電流値が変化するタイミングと電圧値が変化するタイミングとがずれる場合がある。かかる電流値と電圧値との変化タイミングのずれに起因して、電流値や電圧値の測定時刻によって算出される内部抵抗値に差が生じ、二次電池の劣化状況の判定精度が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、二次電池の劣化状況をより高精度に判定することのできる電池劣化判定装置、抵抗値算出装置、電池劣化判定方法およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の第１の態様による電池劣化判定装置は、二次電池の電流値または電圧値の少なくとも一方である測定値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっている第１時刻、および、前記測定値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっており、かつ前記第１時刻との間における前記測定値の変化量の大きさが所定の変化量以上となっている第２時刻を検出する時刻検出部と、前記第１時刻における前記二次電池の電流値および電圧値と前記第２時刻における前記二次電池の電流値および電圧値とに基づいて、当該二次電池の内部抵抗値を算出する抵抗値算出部と、前記二次電池の内部抵抗値に基づいて、当該二次電池の劣化状況を判定する電池劣化状況判定部と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のもう一つの態様による電池劣化判定装置は、上述の電池劣化判定装置であって、前記時刻検出部は、前記第１時刻と前記第２時刻との組み合わせを複数検出し、前記抵抗値算出部は、前記時刻検出部が検出した前記第１時刻と前記第２時刻との組み合わせ毎に前記二次電池の内部抵抗値を算出して、得られた内部抵抗値の平均値を求め、前記電池劣化状況判定部は、前記抵抗値算出部が求めた前記内部抵抗値の平均値に基づいて、前記二次電池の劣化状況を判定する、ことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のさらにもう一つの態様による電池劣化判定装置は、上述の電池劣化判定装置であって、前記時刻検出部は、前記二次電池の電流値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっており、かつ前記二次電池の電圧値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっている時刻を前記第１時刻として検出し、前記二次電池の電流値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっており、かつ前記二次電池の電圧値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっており、さらに、前記第１時刻との間における前記二次電池の電流値の変化量の大きさが所定の変化量以上となっている時刻を前記第２時刻として検出する、ことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のさらにもう一つの態様による抵抗値算出装置は、二次電池の電流値または電圧値の少なくとも一方である測定値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっている第１時刻、および、前記測定値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっており、かつ前記第１時刻との間における前記測定値の変化量の大きさが所定の変化量以上となっている第２時刻を検出する時刻検出部と、前記第１時刻における前記二次電池の電流値および電圧値と前記第２時刻における前記二次電池の電流値および電圧値とに基づいて、当該二次電池の内部抵抗値を算出する抵抗値算出部と、を具備することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のさらにもう一つの態様による電池劣化判定方法は、電池劣化判定装置の電池劣化判定方法であって、二次電池の電流値または電圧値の少なくとも一方である測定値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっている第１時刻、および、前記測定値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっており、かつ前記第１時刻との間における前記測定値の変化量の大きさが所定の変化量以上となっている第２時刻を検出する時刻検出ステップと、前記第１時刻における前記二次電池の電流値および電圧値と前記第２時刻における前記二次電池の電流値および電圧値とに基づいて、当該二次電池の内部抵抗値を算出する抵抗値算出ステップと、前記二次電池の内部抵抗値に基づいて、当該二次電池の劣化状況を判定する電池劣化状況判定ステップと、を具備することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のさらにもう一つの態様によるプログラムは、電池劣化判定装置としてのコンピュータに、二次電池の電流値または電圧値の少なくとも一方である測定値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっている第１時刻、および、前記測定値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっており、かつ前記第１時刻との間における前記測定値の変化量の大きさが所定の変化量以上となっている第２時刻を検出する時刻検出ステップと、前記第１時刻における前記二次電池の電流値および電圧値と前記第２時刻における前記二次電池の電流値および電圧値とに基づいて、当該二次電池の内部抵抗値を算出する抵抗値算出ステップと、前記二次電池の内部抵抗値に基づいて、当該二次電池の劣化状況を判定する電池劣化状況判定ステップと、を実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、二次電池の劣化状況をより高精度に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態における電源システムの機能構成を示す概略ブロック図である。
【図２】同実施形態における時刻検出部が検出する第１時刻および第２時刻の例を示す説明図である。
【図３】同実施形態において、電池劣化判定装置が電池セルの交換の要否を判定する処理手順を示すフローチャートである。
【図４】同実施形態における二次電池の電流値の変化および電圧値の変化の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態における電源システムの機能構成を示す概略ブロック図である。同図において、電源システム１は、二次電池システム１００と、電池劣化判定装置２００と、表示装置３００とを具備する。二次電池システム１００は、電池セル１１０と、ＢＭＵ（Battery Management Unit）１２０とを具備する。電池セル１１０は、二次電池１１１と、ＣＭＵ（Cell Management Unit）１１２とを具備する。電池劣化判定装置２００は、記憶部２１０と、測定値取得部２２０と、時刻検出部２３０と、抵抗値算出部２４０と、電池劣化状況判定部２５０とを具備する。
【００１６】
二次電池システム１００は、経路Ｗ１１を介して電力負荷９００に接続され、当該電力負荷９００へ電力を供給する。ここで、様々な用途の二次電池システム１００に本発明を適用可能である。例えば、二次電池システム１００は、風力または太陽光などの自然エネルギーを利用した発電設備と組み合わせて用いられる系統連系円滑化蓄電システムや、家庭用の電力貯蔵システムなど、定置用のシステム内に備えられていてもよい。あるいは、二次電池システム１００は、自動車や電車などの移動体に備えられていてもよい。
【００１７】
電池セル１１０は、二次電池システム１００において電池を交換する際の単位（すなわち、電池セル１１０毎に交換可能）であり、二次電池システム１００は、１つ以上の電池セル１１０を具備する。
ここで、二次電池システム１００における電池セル１１０の構成は任意のものでよい。例えば、複数の電池セル１１０が直列に接続されていてもよいし、並列に接続されていてもよいし、あるいは、並列に接続された複数の電池セル１１０が直列に接続されていてもよい。
【００１８】
二次電池１１１は、充放電可能な電池である。二次電池１１１は、充放電を繰り返して劣化すると内部抵抗が大きくなる電池であればよく、例えば、リチウムイオン電池であってもよいし、鉛電池であってもよい。
ＣＭＵ１１２は、セル単位で二次電池１１１の充放電制御や監視を行う。特に、ＣＭＵ１１２は、二次電池１１１の電流値と電圧値と温度とを検出し、ＢＭＵ１２０を介して電池劣化判定装置２００へ通知する。具体的には、電池セル１１０は、二次電池１１１に設けられた電流センサ、電圧センサおよび温度センサから、それぞれ電流値、電圧値および温度をセンサの測定値として所定のサンプリング周期毎に取得し、ＢＭＵ１２０へ出力する。
【００１９】
ＢＭＵ１２０は、二次電池システム１００の上位の制御装置と通信して、二次電池システム１００全体の制御や監視を行う。また、ＢＭＵ１２０は、ＣＭＵ１１２が検出した電池セル１１０毎の二次電池１１１の電流値と電圧値と温度とを電池劣化判定装置２００へ送信する。
【００２０】
電池劣化判定装置２００は、二次電池１１１の内部抵抗を算出して、当該二次電池１１１が劣化しているか否かを判定する。電池劣化判定装置２００はコンピュータにて構成されていてもよいし、あるいは、専用のハードウェアにて実現されていてもよい。
記憶部２１０は、測定値取得部２２０の制御に従って各種データを記憶する。
測定値取得部２２０は、記憶部２１０に対して各種データの書込や読出を行う。特に、測定値取得部２２０は、ＢＭＵ１２０の送信する、電池セル１１０毎の二次電池１１１の電流値と電圧値と温度とを記憶部２１０に記憶させ、また、時刻検出部２３０や抵抗値算出部２４０の処理に応じて記憶部２１０からデータを読み出して出力する。
【００２１】
時刻検出部２３０は、ＣＭＵ１１２の検出した二次電池１１１の電流値に基づいて、電池セル１１０毎に第１時刻と第２時刻とを検出する。ここでいう第１時刻とは、二次電池１１１の電流値または電圧値の少なくとも一方である測定値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっている時刻である。なお、以下では、測定値として電流値を用いる場合を例に説明する。また、ここでいう第２時刻とは、測定値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっており、かつ第１時刻との間における測定値の変化量の大きさが所定の変化量以上となっている時刻である。
【００２２】
図２は、時刻検出部２３０が検出する第１時刻および第２時刻の例を示す説明図である。同図において、線Ｌ１１は二次電池１１１の電流値を示し、線Ｌ１２は当該電流値の変化率（以下、電流値の変化率を「電流変化率」と称する）を示す。具体的には、線Ｌ１１の各点は、ＣＭＵ１１２がサンプリング周期ｄｔｓ毎に検出した二次電池１１１の電流値を示しており、各点を結んで線Ｌ１１を得られる。また、線Ｌ１２の各点は、サンプリング周期毎の二次電池１１１の電流値から前回のサンプリング時における電流値を減算した差分を示しており、各点を結んで線Ｌ１２を得られる。
【００２３】
ここで、時刻Ｔ１２から前の時間、および、時刻Ｔ１４から後の時間において電流値がほぼ一定の静定状態にあり、時刻Ｔ１２から時刻Ｔ１４までの時間において電流値が変化している過渡状態にあることを、線Ｌ１２が示している。
二次電池１１１において電流値が変化するタイミングと電圧値が変化するタイミングとは必ずしも一致しておらず、特に過渡状態において両者のタイミングのずれが大きくなりがちである。このタイミングのずれにより、電流値と電圧値との比が測定タイミングによって異なる。
【００２４】
電流値と電圧値との比の違いにより、これら電流値および電圧値に基づいて算出する抵抗値にばらつきが生じ、当該抵抗値に基づく二次電池１１１の劣化状況判定の精度が低下してしまう。かかる判定精度の低下を避けるため、静定状態において測定した電流値および電圧値に基づいて二次電池１１１の劣化状況を判定することが好ましい。
また、二次電池１１１の劣化状況を精度よく判定するために、電流値に有意な差がある２つの時刻において電流値および電圧値を測定することが好ましい。
【００２５】
そこで、時刻検出部２３０は、電流値が静定状態にある時刻Ｔ１２から前の時刻と、当該時刻から電流値が有意な変化を示した後、再び静定状態となっている時刻Ｔ１４から後の時刻を検出する。なお、以下では電流値変化前の静定状態におけるサンプリング時刻を「前時刻」と称し、電流値変化後の静定状態におけるサンプリング時刻を「後時刻」と称する。
【００２６】
具体的には、時刻検出部２３０は、記憶部２１０が二次電池１１１の電流値および電圧値を記憶しているサンプリング時刻の中から、以下の手順にて、前時刻として時刻Ｔ１２を検出し、後時刻として時刻Ｔ１５を検出する。
なお、前時刻と後時刻との組み合わせは、本発明における第１時刻と第２時刻との組み合わせの一例に該当する。図２の例では、時刻Ｔ１２が第１時刻の一例に該当し、時刻Ｔ１５が第２時刻の一例に該当する。
【００２７】
なお、以下では、サンプリング時刻ｔにおける二次電池１１１の電流値をＩ（ｔ）と表記し、サンプリング時刻ｔにおける二次電池１１１の電流値の変化率をｄＩ（ｔ）と表記する。線Ｌ１２に示すように、ここでは、ｄＩ（ｔ）＝Ｉ（ｔ）−Ｉ（ｔ−ｄｔｓ）として算出する。なお、図２に示すように時間ｄｔｓはサンプリング周期を示す。
【００２８】
１．サンプリング時刻のうちの、ある時刻を後時刻の候補として設定し、当該時刻における電流変化率を算出する。以下では、設定した候補をＴ１５’と表記する。時刻Ｔ１５’における電流変化率はｄＩ（Ｔ１５’）と表記される。
２．｜ｄＩ（Ｔ１５’）｜≦ｄＩ＿ｃｏｎｓｔ  ・・・（１）
を満たすか否かを判定する。ここで、ｄＩ＿ｃｏｎｓｔは、電流値が静定状態にあるか否かの判定閾値として予め設定されている正定数である。また、｜｜は絶対値を示す。
【００２９】
３．式（１）を満たす場合、時刻Ｔ１５’から時間ｄｔ１前の電流変化率ｄＩ（Ｔ１５’−ｄｔ１）を算出する。ここで、時間ｄｔ１は、電流立ち上がりの想定時間である。電力負荷９００における付加変動が定型的であり電流立ち上がり時間が一定の場合は、時間ｄｔ１を定数として予め設定しておくことができる。あるいは、時刻検出部２３０が時刻Ｔ１５’の１サンプリング前から２０サンプリング前までの範囲で時間ｄｔ１を設定するなど、複数の時間ｄｔ１について以下の処理を行うようにしてもよい。
【００３０】
４．｜ｄＩ（Ｔ１５’−ｄｔ１）｜≧ｄＩ＿ｒａｉｓｅ  ・・・（２）
を満たすか否かを判定する。ここで、ｄＩ＿ｒａｉｓｅは、電流が過渡状態にあるか否かの判定閾値として予め設定されている正定数である。
５．式（２）を満たす場合、時刻Ｔ１５’−ｄｔ１から１サンプリング前の時刻Ｔ１５’−ｄｔ１−ｄｔｓから前へ時間ｄｔ０の間の全てのサンプリング時刻において電流値が静定状態にあるか否かを判定する。具体的には、
Ｔ１５’−ｄｔ１−ｄｔ０≦ｔ≦Ｔ１５’−ｄｔ１−ｄｔｓ  ・・・（３）
を満たす全てのサンプリング時刻ｔが、
｜ｄＩ（ｔ）｜≦ｄＩ＿ｃｏｎｓｔ  ・・・（４）
を満たすか否かを判定する。ここで、時間ｄｔ１は、電流立ち上がり前の静定時間として予め設定されている正定数である。
【００３１】
６．式（４）を満たす場合、時刻Ｔ１５’−ｄｔ１−ｄｔｓから時刻Ｔ１５’までの間の電流立ち上がり量が有意な変化量か否かを判定する。具体的には、
Ｉ（Ｔ１５’）−Ｉ（Ｔ１５’−ｄｔ１−ｄｔｓ）≧ｄＩ＿ｄｉｆｆ  ・・・（５）
を満たすか否かを判定する。ここで、ｄＩ＿ｄｉｆｆは、二次電池１１１の電流値を精度よく判定するための有意な電流値変化量の閾値としてとして予め設定されている正定数である。
７．式（５）を満たす場合、時刻Ｔ１５’−ｄｔ１−ｄｔｓを前時刻として検出し、時刻Ｔ１５’を後時刻として検出する。例えば、図２に示す例において、時刻検出部２３０は、前時刻として時刻Ｔ１２を検出し、後時刻として時刻Ｔ１５を検出する。
【００３２】
なお、上記の手順のうちステップ４は、電流立ち上がり直前のサンプリング時刻を前時刻として検出するためのステップであり、必須のステップではない。
また、電流立ち上がり前、立ち上がり後の何れについても、静定状態か否かを判定するためのサンプリング数は１以上であればよい。従って、ステップ５において、１つのサンプリング時刻についてのみ電流変化率がｄＩ＿ｃｏｎｓｔ以下か否かを判定するようにしてもよい。また、ステップ２において、複数のサンプリング時刻について電流変化率がｄＩ＿ｃｏｎｓｔ以下か否かを判定するようにしてもよい。
【００３３】
図１に戻って、抵抗値算出部２４０は、第１時刻における二次電池１１１の電流値および電圧値と第２時刻における二次電池１１１の電流値および電圧値とに基づいて、二次電池１１１の内部抵抗値を算出する。例えば、図２に示す例において、抵抗値算出部２４０は、前時刻である時刻Ｔ１２における電流値および電圧値と、後時刻である時刻Ｔ１５における電流値および電圧値との差に基づいて二次電池１１１の内部抵抗値を算出し、二次電池１１１の温度に基づいて内部抵抗値の温度補正を行う。
なお、二次電池システム１００が空調設備の動作している屋内に設置されている場合など、二次電池１１１の温度変化の影響を無視できる場合、抵抗値算出部２４０が温度補正を行わないようにしてもよい。
【００３４】
電池劣化状況判定部２５０は、抵抗値算出部２４０が取得した温度補正後の二次電池１１１の内部抵抗値に基づいて、二次電池１１１の劣化状況を判定する。例えば、電池劣化状況判定部２５０は、温度補正後の二次電池１１１の内部抵抗値と所定の閾値とを比較し、内部抵抗値が閾値以上の場合に電池セル１１０の交換が必要（二次電池１１１の劣化の程度が大きい）と判定する。一方、内部抵抗値が閾値未満の場合、電池劣化状況判定部２５０は、電池セル１１０の交換は不要（二次電池１１１の劣化の程度が小さい）と判定する。
【００３５】
表示装置３００は、例えば液晶パネルまたは有機ＥＬ（Organic Electroluminescence）パネル等の表示画面を有し、電池劣化状況判定部２５０の判定結果を表示する。
ただし、表示装置３００は、電池劣化状況判定部２５０の判定結果を通知可能なものであればよい。例えば、表示装置３００が、発光ダイオード等のランプを有し、当該ランプを点灯させることで、二次電池１１１の交換が必要なことを表示するようにしてもよい。あるいは、表示装置３００が視覚的な表示に加えて、あるいは視覚的な表示に代えて、音声メッセージまたはブザー音等の音を出力することで、二次電池１１１の交換が必要なことを表示するようにしてもよい。
【００３６】
次に、図３を参照して電池劣化判定装置２００の動作について説明する。
図３は、電池劣化判定装置２００が電池セル１１０の交換の要否を判定する処理手順を示すフローチャートである。電池劣化判定装置２００は、例えば一日毎または一月毎など定期的に、あるいは、電池劣化判定装置２００のユーザ（例えば電源システム１の管理者）の要求に応じて、電池セル１１０の各々について図３の処理を行う。なお、電池劣化判定装置２００が、二次電池１１１の電流値や電圧値や温度のサンプリング周期毎に、いわばリアルタイムで図３の処理を行うようにしてもよい。
【００３７】
図３の処理において、まず、時刻検出部２３０が後時刻の候補を初期設定する（ステップＳ１０１）。例えば、時刻検出部２３０は、記憶部２１０が二次電池１１１の電流値等を記憶しているサンプリング時刻の何れかを後時刻の候補として設定する。なお、電池劣化判定装置２００が、二次電池１１１の電流値や電圧値や温度のサンプリング周期毎に図３の処理を行う場合、時刻検出部２３０は、最新のサンプリング時刻を後時刻の候補として設定する。
【００３８】
次に、時刻検出部２３０は、立ち上がり前の静定状態の判定対象となるサンプリング時刻におけるデータを記憶部２１０が記憶しているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。例えば、図２に示す例において、時刻検出部２３０は、時刻Ｔ１１〜時刻Ｔ１２の各サンプリング時刻におけるデータを記憶部２１０が記憶しているか否かを判定する。
【００３９】
該当するデータを記憶部２１０が記憶していると判定した場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、時刻検出部２３０は、後時刻の候補における電流変化率を算出する（ステップＳ１１１）。図２を参照して上述した処理（以下、「上記処理」と称する）のステップ１は、図３のステップＳ１０１およびＳ１１１の一例に該当する。
【００４０】
次に、時刻検出部２３０は、ステップＳ１１１で算出した電流変化率に基づいて、後時刻の候補において二次電池１１１の電流値が静定状態にあるか否かを判定する（ステップＳ１１２）。上記処理のステップ２は、図３のステップＳ１１２の一例に該当する。
静定状態にあると判定した場合（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、時刻検出部２３０は、電流値立ち上がり開始の想定時刻における電流変化率を算出する（ステップＳ１２１）。上記処理のステップ３は、図３のステップＳ１２１の一例に該当する。
【００４１】
次に、時刻検出部２３０は、ステップＳ１２１で算出した電流変化率に基づいて、電流値立ち上がり開始の想定時刻において実際に電流が立ち上がっているか否かを判定する（ステップＳ１２２）。上記処理のステップ４は、図３のステップＳ１２２の一例に該当する。
電流が立ち上がっていると判定した場合（ステップＳ１２２：ＹＥＳ）、時刻検出部２３０は、立ち上がり前の静定状態の判定対象となるサンプリング時刻の各々について、電流変化率を算出する（ステップＳ１３１）。
【００４２】
そして、時刻検出部２３０は、ステップＳ１３１にて算出した電流変化率に基づいて、立ち上がり前の静定状態の判定対象となるサンプリング時刻の全てにおいて、二次電池１１１の電流値が静定状態にあるか否かを判定する（ステップＳ１３２）。上記処理のステップ５は、図３のステップＳ１３１〜Ｓ１３２の一例に該当する。
静定状態にあると判定した場合（ステップＳ１３２：ＹＥＳ）、時刻検出部２３０は、電流の立ち上がりによる電流変化量として、前時刻の候補における電流値から、後時刻の候補における電流値を減算した変化量を算出する（ステップＳ１４１）。
【００４３】
次に、時刻検出部２３０は、ステップＳ１４１で算出した変化量が、二次電池１１１の電流値を精度よく判定するための有意な電流値変化量か否かを判定する（ステップＳ１４２）。上記処理のステップ６は、図３のステップＳ１４２の一例に該当する。
有意な電流値変化量であると判定した場合（ステップＳ１４２：ＹＥＳ）、時刻検出部２３０は、前時刻の候補を前時刻として設定し、後時刻の候補を後時刻として設定して、当該前時刻および後時刻を抵抗値算出部２４０へ出力する（ステップＳ１５１）。上記処理のステップ７は、図３のステップＳ１５１の一例に該当する。
【００４４】
次に、抵抗値算出部２４０は、時刻検出部２３０が設定した前時刻および後時刻に基づいて、二次電池１１１の内部抵抗値を算出する（ステップＳ１５２）。そして、抵抗値算出部２４０は、二次電池１１１の温度に基づいて内部抵抗値を補正し、補正後の内部抵抗値を電池劣化状況判定部２５０へ出力する（ステップＳ１５３）。
そして、電池劣化状況判定部２５０は、補正後の内部抵抗値に基づいて、二次電池１１１の劣化状況を判定し、判定結果を表示装置３００へ出力する（ステップＳ１５４）。
その後、図３の処理を終了する。
【００４５】
一方、ステップＳ１０２において、該当するデータを記憶部２１０が記憶していないと判定した場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、時刻検出部２３０は、後時刻の候補を変更する（ステップＳ１６１）。例えば、時刻検出部２３０は、記憶部２１０がデータを記憶しているサンプリング時刻のうち、後時刻の候補として未だ設定していないサンプリング時刻を、後時刻の候補として設定する。
ステップＳ１６１の後、ステップＳ１０２へ戻る。
【００４６】
なお、後時刻の候補として未だ設定していないサンプリング時刻が無い場合や、電池劣化判定装置２００が、二次電池１１１の電流値や電圧値や温度のサンプリング周期毎に図３の処理を行う場合、電池劣化判定装置２００は図３の処理を終了する。この場合、電池劣化判定装置２００は、二次電池１１１の劣化状況の判定に失敗し、例えば記憶部２１０が新たなデータを記憶するのを待って図３の処理を再度行う。
【００４７】
また、ステップＳ１１２において、二次電池１１１の電流値が静定状態にないと判定した場合（ステップＳ１１２：ＮＯ）も、ステップＳ１６１へ進む。
また、ステップＳ１２２において、電流値立ち上がり開始の想定時刻において電流が立ち上がっていないと判定した場合（ステップＳ１２２：ＮＯ）も、ステップＳ１６１へ進む。
また、ステップＳ１３２において、二次電池１１１の電流値が静定状態にないと判定した場合（ステップＳ１３２：ＮＯ）も、ステップＳ１６１へ進む。
また、ステップＳ１４２において、ステップＳ１４１で算出した変化量が有意な電流値変化量でないと判定した場合（ステップＳ１４２：ＮＯ）も、ステップＳ１６１へ進む。
【００４８】
以上のように、時刻検出部２３０が、二次電池１１１の電流値が静定状態にある第１時刻、および、二次電池１１１の電流値が静定状態にあり、かつ第１時刻との間における電流値の変化量の大きさが所定の変化量以上となっている第２時刻を検出する。
これにより、抵抗値算出部２４０は、電流値が静定状態にあり、かつ、電流値に有意な差がある２つの時刻における電流値と電圧値とに基づいて、二次電池１１１の内部抵抗値をより高精度に算出でき、電池劣化状況判定部２５０は、当該内部抵抗値を用いて、二次電池１１１の劣化状態をより高精度に判定することができる。
【００４９】
なお、以上では、時刻検出部２３０が、電流立ち上がり後の静定状態を検出してから電流立ち上がり前の静定状態を検出する場合について説明したが、逆に、電流立ち上がり前の静定状態を検出してから電流立ち上がり後の静定状態を検出するようにしてもよい。
また、以上では、時刻検出部２３０が、電流立ち上がり前後の静定状態におけるサンプリング時刻を検出する場合について説明したが、時刻検出部２３０が、電流立ち下がり前後の静定状態におけるサンプリング時刻を検出するようにしてもよい。
また、二次電池１１１の劣化時に二次電池システム１００全体を交換する場合、電池劣化判定装置２００が二次電池システム１００全体について二次電池１１１の内部抵抗値を求めて劣化状況を判定するようにしてもよい。
【００５０】
また、電池劣化判定装置２００が、二次電池１１１の内部抵抗値を複数回算出して平均を求め、得られた内部抵抗値の平均値に基づいて、二次電池１１１の劣化状況を判定するようにしてもよい。
この場合、時刻検出部２３０は、第１時刻と第２時刻との組み合わせを複数検出する。そして、抵抗値算出部２４０は、時刻検出部２３０が検出した第１時刻と第２時刻との組み合わせ毎に二次電池１１１の内部抵抗値を算出して、得られた内部抵抗値の平均値を求める。そして、電池劣化状況判定部２５０は、抵抗値算出部２４０が求めた内部抵抗値の平均値に基づいて、二次電池１１１の劣化状況を判定する。
これにより、電池劣化判定装置２００は、センサの一時的な測定誤差や外部ノイズの影響を低減させて内部抵抗値をより高精度に求め、二次電池１１１の劣化状況をより高精度に判定することができる。
【００５１】
また、以上では、時刻検出部２３０が、二次電池１１１の電流値の静定状態におけるサンプリング時刻を検出する場合について説明したが、時刻検出部２３０が、二次電池１１１の電流値の静定状態に加えて、あるいは代えて、二次電池１１１の電圧値の静定状態におけるサンプリング時刻を検出するようにしてもよい。
【００５２】
ここで、図４は、二次電池１１１の電流値の変化および電圧値の変化の例を示す説明図である。同図において、線Ｌ２１は二次電池１１１の電流値の変化を示し、線Ｌ２２は二次電池１１１の電圧値の変化を示している。図４に示す例において、時刻Ｔ２１からＴ２２までの時間では、二次電池１１１の電流値は静定状態にある。一方、二次電池１１１の電圧値は、時刻Ｔ２１以後も変化し続けており、静定状態となっていない。このように、電流値が変化するタイミングと電圧値が変化するタイミングが一致しない場合がある。
【００５３】
この場合、電流値が静定状態にあっても、サンプリング時刻によって電圧値が異なり、電池劣化判定装置２００（抵抗値算出部２４０）が算出する抵抗値にばらつきが生じ、当該抵抗値に基づく二次電池１１１の劣化状況判定の精度が低下してしまう。かかる判定精度の低下を避けるため、時刻検出部２３０が、二次電池１１１の電流値の静定状態に加えて、あるいは代えて、二次電池１１１の電圧値の静定状態におけるサンプリング時刻を検出するようにしてもよい。
【００５４】
例えば、時刻検出部２３０は、二次電池１１１の電流値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっており、かつ二次電池１１１の電圧値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっている時刻を１時刻として検出する。また、時刻検出部２３０は、二次電池１１１の電流値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっており、かつ二次電池１１１の電圧値の変化率の大きさが所定の変化率以下となっており、さらに、第１時刻との間における二次電池１１１の電流値の変化量の大きさが所定の変化量以上となっている時刻を第２時刻として検出する。
【００５５】
これにより、抵抗値算出部２４０は、電流値に加えて電圧値が静定状態にあり、かつ、電流値に有意な差がある２つの時刻における電流値と電圧値とに基づいて、二次電池１１１の内部抵抗値をより高精度に算出でき、電池劣化状況判定部２５０は、当該内部抵抗値を用いて、二次電池１１１の劣化状態をより高精度に判定することができる。
【００５６】
なお、時刻検出部２３０が、電圧値の静定状態を検出するか否かを自ら切り替えるようにしてもよい。例えば、時刻検出部２３０が、二次電池１１１の電流値と電圧値とが共に静定状態にあるか否かを判定している場合に、所定時間以上、第１時刻および第２時刻の検出に失敗すると、電流値が静定状態にあるか否かの判定に切り替えるようにしてもよい。すなわち、時刻検出部２３０が、電圧値が静定状態にあるか否かの判定を行わないようにしてもよい。
これにより、時刻検出部２３０が、第１時刻および第２時刻を検出できるようになることが期待される。
なお、電池劣化判定装置２００の各部のうち、記憶部２１０と、測定値取得部２２０と、時刻検出部２３０と、抵抗値算出部２４０とで、抵抗値算出装置を構成してもよい。
【００５７】
なお、上述したように、電池劣化判定装置２００としてコンピュータを用いることができる。従って、電池劣化判定装置２００の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。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く、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であってもよい。
【００５８】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００５９】
１  電源システム
１００  二次電池システム
１１０  電池セル
１１１  二次電池
１１２  ＣＭＵ
１２０  ＢＭＵ
２００  電池劣化判定装置
２１０  記憶部
２２０  測定値取得部
２３０  時刻検出部
２４０  抵抗値算出部
２５０  電池劣化状況判定部
３００  表示装置
９００  電力負荷
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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