(57)【要約】【課題】蓄電池の劣化を高精度で判断する。【解決手段】周波数を変化させた交流電流を蓄電池に供給して放電させることにより各周波数のインピーダンスを測定し、測定値からインピーダンスの位相差を検出して位相差曲線を作成し、所定の周波数の範囲内で位相差曲線によって決定される位相差面積に基づいて蓄電池の劣化を判断する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数を変化させた交流電流を蓄電池に供給して放電させることにより各周波数のインピーダンスを測定し、前記測定値からインピーダンスの位相差を検出し、前記位相差を周波数に対してプロットした位相差曲線を作成し、所定の周波数の範囲内で前記位相差曲線によって決定される位相差面積に基づいて蓄電池の劣化を判断することを特徴とする蓄電池の劣化判断方法。
【請求項２】
請求項１記載の蓄電池の劣化判断方法であって、
前記インピーダンスの位相差を測定蓄電池及び基準蓄電池に対して検出し、前記位相差曲線を測定蓄電池及び基準蓄電池に対して作成した後、基準蓄電池の位相差曲線と測定蓄電池の位相差曲線との間の差を所定の周波数の範囲内で求め、この位相差曲線の差で決定される差曲線面積を対比して測定蓄電池の劣化を判断することを特徴とする蓄電池の劣化判断方法。
【請求項３】
周波数を変化させた交流電流を蓄電池に供給して放電させることにより各周波数のインピーダンスを測定し、測定した周波数毎のインピーダンスの実抵抗成分とリアクタンス成分とをスミスチャートにプロットしてインピーダンス軌跡を作成し、このインピーダンス軌跡に基づいて蓄電池の劣化を判断することを特徴とする蓄電池の劣化判断方法。
【請求項４】
請求項３記載の蓄電池の劣化判断方法であって、
前記インピーダンス軌跡を測定蓄電池及び基準蓄電池に対して作成し、前記測定蓄電池及び基準蓄電池のインピーダンス軌跡を対比して測定蓄電池の劣化を判断することを特徴とする蓄電池の劣化判断方法。
【請求項５】
前記交流電流を０．１〜１ｋＨｚの周波数の範囲で変化させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の鉛蓄電池の劣化判断方法。
【請求項６】
交流電流の周波数を変化させる周波数制御部と、
前記周波数制御部によって周波数が変化した交流電流を蓄電池に供給して放電させる電流供給部と、
前記放電によって変化する蓄電池のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、
前記周波数制御部からの参照信号と前記インピーダンス測定部からの測定信号とを同期検波してインピーダンスの位相差を検出する位相差検出部と、
前記位相差検出部の位相差を指標として蓄電池の劣化を判断する劣化判断部と、を備えていることを特徴とする蓄電池の劣化判断装置。
【請求項７】
請求項６記載の蓄電池の劣化判断装置であって、
前記劣化判断部は、前記インピーダンスの位相差を前記周波数に対してプロットした位相差曲線を算出する位相差曲線算出部と、所定の周波数の範囲内で前記位相差曲線によって決定される位相差面積に基づいて劣化を判断する判定部とによって形成されることを特徴とする蓄電池の劣化判断装置。
【請求項８】
請求項７記載の蓄電池の劣化判断装置であって、
前記位相差検出部は前記インピーダンスの位相差を測定蓄電池及び基準蓄電池に対して検出し、前記位相差曲線算出部は前記位相差曲線を測定蓄電池及び基準蓄電池に対して作成し、前記判定部は基準蓄電池の位相差曲線と測定蓄電池の位相差曲線との間の差を所定の周波数の範囲内で求め、この位相差曲線の差で決定される差曲線面積に基づいて測定蓄電池の劣化を判断することを特徴とする蓄電池の劣化判断装置。
【請求項９】
交流電流の周波数を変化させる周波数制御部と、
前記周波数制御部によって周波数が変化した交流電流を蓄電池に供給して放電させる電流供給部と、
前記放電によって変化する蓄電池のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、
このインピーダンス測定部が測定したインピーダンスの実抵抗成分とリアクタンス成分とをスミスチャートにプロットしてインピーダンス軌跡を算出するインピーダンス軌跡算出部と、
このインピーダンス軌跡算出部によって決定されたインピーダンス軌跡に基づいて蓄電池の劣化を判断する劣化判断部と、を備えていることを特徴とする蓄電池の劣化判断装置。
【請求項１０】
請求項９記載の蓄電池の劣化判断装置であって、
前記インピーダンス軌跡算出部は、測定蓄電池及び基準蓄電池の実抵抗成分とリアクタンス成分とを前記スミスチャートにプロットして前記インピーダンス軌跡を測定蓄電池及び基準蓄電池に対して算出することを特徴とする蓄電池の劣化判断装置。
【請求項１１】
前記周波数制御部は、前記交流電流を０．１〜１ｋＨｚの周波数の範囲で変化させることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１項記載の鉛蓄電池の劣化判断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電によって繰り返し使用が可能な蓄電池の劣化判断方法及び劣化判断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
充電することにより繰り返し使用が可能な二次電池として鉛蓄電池等が一般的に用いられている。鉛蓄電池においては充放電を繰り返すことにより負極板にサルフェーションが析出する。サルフェーションは海綿状硫酸鉛の結晶であり、溶解度が低く、負極板に析出することにより負極板の反応面積が減少して鉛蓄電池を劣化させ、充電に支障となる。このようなことから鉛蓄電池の劣化を判断することが従来より行われている。この劣化判断においては、交流電圧を印加することにより蓄電池内の内部インピーダンスを測定する交流インピーダンス測定法が繁用されている。
【０００３】
交流インピーダンス測定法は交流を蓄電池に印加することにより交流電圧の周波数に応じて変化する内部インピーダンスを測定するものであり、蓄電池を分解することなく蓄電池内の正極、負極を利用して測定できる点で良好である。特許文献１には、交流インピーダンス測定法によって鉛蓄電池の劣化判断を行う従来の手法が開示されている。
【０００４】
特許文献１に記載される劣化判断は、蓄電池に供給する交流電流の周波数を変化させ、各周波数のインピーダンスを測定してインピーダンスの周波数特性曲線を求め、周波数特性曲線に基づいてリアクタンス成分がゼロとなるインピーダンスを求め、このインピーダンス値によって蓄電池の劣化を判断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３３３４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、蓄電池で測定されるインピーダンスは、電極板の抵抗が実抵抗成分としてあらわれ、電極板と電解液との間の電荷移動の抵抗がリアクタンス成分としてあらわれる。蓄電池は充電回数が多くなれば内部抵抗が大きくなり、実抵抗成分及びリアクタンス成分の双方が大きくなる。特許文献１記載の劣化判断では、インピーダンスのリアクタンス成分がゼロとなる周波数で測定するものであるが、充電回数によって大きくなるリアクタンス成分をゼロとした場合においても、実抵抗成分が高い値となっている。従って、リアクタンス成分をゼロとしたインピーダンス値によって劣化を判断しても、高精度での劣化の判断が難しい問題を有している。
【０００７】
本発明は、このような問題点を考慮してなされたものであり、蓄電池の劣化を高精度で判断することが可能な蓄電池の劣化判断方法及び劣化判断装置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】
【０００８】
本発明の蓄電池の劣化判断方法は、周波数を変化させた交流電流を蓄電池に供給して放電させることにより各周波数のインピーダンスを測定し、前記測定値からインピーダンスの位相差を検出し、前記位相差を周波数に対してプロットした位相差曲線を作成し、所定の周波数の範囲内で前記位相差曲線によって決定される位相差面積に基づいて蓄電池の劣化を判断することを特徴とする。
【０００９】
この場合、前記インピーダンスの位相差を測定蓄電池及び基準蓄電池に対して検出し、前記位相差曲線を測定蓄電池及び基準蓄電池に対して作成した後、基準蓄電池の位相差曲線と測定蓄電池の位相差曲線との間の差を所定の周波数の範囲内で求め、この位相差曲線の差で決定される差曲線面積を対比して測定蓄電池の劣化を判断することが好ましい。
【００１０】
本発明の別の蓄電池の劣化判断方法は、周波数を変化させた交流電流を蓄電池に供給して放電させることにより各周波数のインピーダンスを測定し、測定した周波数毎のインピーダンスの実抵抗成分とリアクタンス成分とをスミスチャートにプロットしてインピーダンス軌跡を作成し、このインピーダンス軌跡に基づいて蓄電池の劣化を判断することを特徴とする。
【００１１】
この場合、前記インピーダンス軌跡を測定蓄電池及び基準蓄電池に対して作成し、前記測定蓄電池及び基準蓄電池のインピーダンス軌跡を対比して測定蓄電池の劣化を判断することが好ましい。
【００１２】
以上の蓄電池の劣化判断方法においては、交流電流を０．１〜１ｋＨｚの周波数の範囲で変化させることが好ましい。
【００１３】
本発明の蓄電池の劣化判断装置は、交流電流の周波数を変化させる周波数制御部と、前記周波数制御部によって周波数が変化した交流電流を蓄電池に供給して放電させる電流供給部と、前記放電によって変化する蓄電池のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、前記周波数制御部からの参照信号と前記インピーダンス測定部からの測定信号とを同期検波してインピーダンスの位相差を検出する位相差検出部と、前記位相差検出部の位相差を指標として蓄電池の劣化を判断する劣化判断部と、を備えていることを特徴とする。
【００１４】
この場合、前記劣化判断部は、前記インピーダンスの位相差を前記周波数に対してプロットした位相差曲線を算出する位相差曲線算出部と、所定の周波数の範囲内で前記位相差曲線によって決定される位相差面積に基づいて劣化を判断する判定部とによって形成されることが好ましい。
【００１５】
また、前記位相差検出部は前記インピーダンスの位相差を測定蓄電池及び基準蓄電池に対して検出し、前記位相差曲線算出部は前記位相差曲線を測定蓄電池及び基準蓄電池に対して作成し、前記判定部は基準蓄電池の位相差曲線と測定蓄電池の位相差曲線との間の差を所定の周波数の範囲内で求め、この位相差曲線の差で決定される差曲線面積に基づいて測定蓄電池の劣化を判断することが好ましい。
【００１６】
本発明の別の蓄電池の劣化判断装置は、交流電流の周波数を変化させる周波数制御部と、前記周波数制御部によって周波数が変化した交流電流を蓄電池に供給して放電させる電流供給部と、前記放電によって変化する蓄電池のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、このインピーダンス測定部が測定したインピーダンスの実抵抗成分とリアクタンス成分とをスミスチャートにプロットしてインピーダンス軌跡を算出するインピーダンス軌跡算出部と、このインピーダンス軌跡算出部によって決定されたインピーダンス軌跡に基づいて蓄電池の劣化を判断する劣化判断部と、を備えていることを特徴とする。
【００１７】
この場合、前記インピーダンス軌跡算出部は、測定蓄電池及び基準蓄電池の実抵抗成分とリアクタンス成分とを前記スミスチャートにプロットして前記インピーダンス軌跡を測定蓄電池及び基準蓄電池に対して算出することが好ましい。
【００１８】
以上の蓄電池の劣化判断装置においては、前記周波数制御部は、前記交流電流を０．１〜１ｋＨｚの周波数の範囲で変化させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の蓄電池の劣化判断方法によれば、広い範囲の周波数の範囲内で蓄電池のインピーダンスを測定するため、蓄電池の劣化を容易に判別することができる。また、位相差曲線を積分して蓄電池の劣化を評価する、またはインピーダンス軌跡から軌跡面積を算出して蓄電池の劣化を評価するため、劣化度合いの定量精度が向上する。これにより蓄電池の劣化判断を高精度に行うことができる。
【００２０】
本発明の蓄電池の劣化判断装置によれば、以上の劣化判断を好適に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】蓄電池を固定周波数で放電した場合の位相差を示すグラフである。
【図２】周波数の変化に応じたインピーダンスを示すグラフである。
【図３】周波数の変化に応じたインピーダンスの位相を示すグラフである。
【図４】位相差曲線を示すグラフである。
【図５】蓄電池の劣化判断装置を示すブロック図である。
【図６】別の蓄電池の劣化判断装置を示すブロック図である。
【図７】スミス座標を示す正面図である。
【図８】スミスチャートにプロットしたインピーダンス軌跡を示す正面図である。
【図９】インピーダンス軌跡から軌跡面積を求めた場合を説明する正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明者らは鉛蓄電池に交流電流を供給して放電させた場合の一定の周波数（１ｋＨｚ）での実抵抗成分及びリアクタンス成分を測定した。図１は測定結果をしめすグラフであり、特性曲線ＡがＣＣＡ値２７０の鉛蓄電池、特性曲線Ｂが充電を行って再生することによりＣＣＡ値２３０となっている鉛蓄電池、特性曲線Ｃが劣化することによりＣＣＡ値１７０となっている鉛蓄電池である。ＣＣＡ値はコールドクランキングアンペアであり、ＣＣＡ値が大きいほどエンジンの始動性能が高いことを示している。
【００２３】
図１における矢印線Ａ１、Ｂ１、Ｃ１は特性曲線Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれの放電初期における電圧と電流の位相差（位相角度）を示している。矢印線Ａ１の最も位相差が大きく、矢印線Ｃ１の位相差が最も小さくなっており、位相差がＣＣＡ値の大きさに対応していることが示されている。すなわち蓄電池の位相差がＣＣＡ値に対応しており、位相差が大きいほど（すなわちＣＣＡ値が大きいほど）鉛蓄電池の劣化が少ないことを示している。このことから放電時の位相差を鉛蓄電池の劣化の指標として用いることが可能であることを理解することができる。本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
【００２４】
本発明における一実施形態の蓄電池の劣化判断方法は、周波数を変化させた交流電流を蓄電池に供給して放電させることにより各周波数のインピーダンスを測定し、前記測定値からインピーダンスの位相差を検出し、前記位相差を周波数に対してプロットした位相差曲線を作成し、所定の周波数の範囲内で前記位相差曲線によって決定される位相差面積に基づいて蓄電池の劣化を判断するものである。ここで、蓄電池としては、鉛蓄電池等の２次電池が対象となる。
【００２５】
このような劣化判断方法は、蓄電池に印加する交流電流を固定の周波数とするものではなく、広い範囲の周波数の交流電流を蓄電池に印加して放電するものであり、これにより広い範囲の周波数を得る点に特徴がある。また、交流電流の印加によって発生した広い範囲の周波数に対しては、各周波数のインピーダンスの位相差を検出し、この位相差に基づいて位相差曲線を作成し、作成した位相差曲線に基づいて蓄電池の劣化を判断する点に特徴がある。
【００２６】
この劣化判断においては、インピーダンスの位相差を測定蓄電池及び基準蓄電池に対して検出し、位相差曲線を測定蓄電池及び基準蓄電池に対して作成した後、基準蓄電池の位相差曲線と測定蓄電池の位相差曲線との間の差を所定の周波数の範囲内で求め、この位相差曲線の差で決定される差曲線面積を対比して蓄電池の劣化を判断することが良好である。
【００２７】
図２は、蓄電池（鉛蓄電池）に対して広い範囲の周波数の交流電流を供給して蓄電池を放電させることにより得られる各周波数のインピーダンスをプロットしたグラフであり、特性曲線ＭはＣＣＡ値２７５の蓄電池、特性曲線ＮはＣＣＡ値２１５の蓄電池にインピーダンスである。図示するように０．１Ｈｚ〜１ｋＨｚの広い周波数の範囲でインピーダンスが変化する。この実施形態では、この広い範囲の周波数におけるインピーダンス変化に基づいて蓄電池の劣化を判断するものである。図３は図２に基づいて周波数に対する位相をプロットしたグラフであり、特性曲線ＤはＣＣＡ値２７５の蓄電池Ｄ、特性曲線ＥはＣＣＡ値２１５の蓄電池Ｅを示す。図３における横軸は周波数軸であり、対数軸で表示されている。
【００２８】
図３において、ＣＣＤ値が大きい蓄電池Ｄを劣化判断の際の基準蓄電池、ＣＣＤ値が小さい蓄電池Ｅを化判断が必要な測定蓄電池とすることができる。これらの特性曲線Ｄ、Ｅから各周波数における電圧と電流の位相差を算出する。特性曲線Ｆは算出した蓄電池Ｄの位相差から蓄電池Ｅの位相差を差し引いた演算を行うことにより得られた値をプロットしたものである。従って、特性曲線Ｆは基準蓄電池Ｄの位相差に対する測定蓄電池Ｅの位相差の差を周波数に対してプロットした位相差曲線となる。この位相差曲線Ｆの差の値は図３の右軸であり、単位はｒａｄである。
【００２９】
位相差曲線Ｆの作成の後、測定した周波数の範囲内（図３においては約０．１〜１ｋＨｚの範囲内）で位相差曲線Ｆによって決定される位相差面積を算出する。算出した位相差面積は測定蓄電池Ｅが基準蓄電池Ｄに対して劣化した度合いを表すものであり、このため算出した位相差面積に基づいて測定蓄電池Ｅの劣化を判断することができる。
【００３０】
位相差面積の算出は周波数軸（横軸）に対する位相差曲線Ｆの面積を約０．１〜１ｋＨｚの周波数の範囲内で積分することによりなされる。この算出においては、上記周波数の範囲で行う必要はなく、適宜の周波数の範囲で行うことができる。すなわち算出が容易であり、しかも差が明確な数値となることが可能な周波数の範囲を選択して行うことができる。この実施形態においては、後述するように１００〜２０００Ｈｚの周波数の範囲内で算出することが良好である。
【００３１】
図４は図３のグラフにおける横軸を対数軸から通常の実数軸に変換して図３の特性曲線Ｆをプロットしたグラフであり、図３の特性曲線Ｆは図４においては特性曲線Ｇとなる。この特性曲線Ｇは特性曲線Ｆと同質であり、図３における蓄電池Ｄの位相差から蓄電池Ｅの位相差を差し引いた位相差曲線Ｇとなる。
【００３２】
この位相差曲線Ｇを作成した後、図4のグラフから位相差を明確に算出できる周波数の範囲内で位相差面積を算出する。図４においては、約１００〜２０００Ｈｚの周波数の範囲が明確であり、この範囲内における位相差面積を積分により算出する。そして算出した位相差面積に基づいて蓄電池の劣化を判断する。すなわち位相差面積は蓄電池Ｄの位相差から蓄電池Ｅに位相差を差し引いた値を積分することにより算出するものであるから、算出された位相差面積は測定蓄電池Ｅが基準蓄電池Ｅに対して劣化した度合いを表しており、位相差面積の大小により特性蓄電池Ｅの劣化状態を把握することができる。
【００３３】
このような蓄電池の劣化判断によれば、特定の固定値の周波数だけで蓄電池のインピーダンスを測定するものではなく、広い範囲の周波数の範囲内で蓄電池のインピーダンスを測定するため、位相差（位相角度、図１）よりも位相差面積の積分値が大きな値となる。このため蓄電池の劣化を容易に判別することができる。また、位相差曲線を積分して蓄電池の劣化を評価するため、劣化度合いの定量精度が向上する。これにより蓄電池の劣化判断を高精度に行うことができる。
【００３４】
なお、この実施形態では、基準蓄電池Ｄの位相差と測定蓄電池Ｅの位相差の差によって蓄電池の劣化を判断しているが、これに限られるものではなく、劣化の判断基準となる閾値を予め設定し、この閾値との比較によって劣化を判断しても良い。この場合の判断は、図２の特性曲線Ｅから位相差曲線を作成し、位相差曲線に基づく位相差面積を所定の周波数の範囲内で算出し、算出した位相差面積を閾値と対比させることにより行うことができる。
【００３５】
図５はこの実施形態の劣化判断に用いる劣化判断装置１を示す。符号２は測定対象の蓄電池である。蓄電池２は内部に電圧を保持しているため、劣化判断装置１は交流４端子法でインピーダンスを測定する構造となっている。劣化判断装置１は蓄電池２のそれぞれの端子３，３に対して入出力の端子を２本ずつ接続して劣化判断を行うものであり、周波数制御部５と、電流供給部６と、インピーダンス測定部７と、位相差検出部８と、劣化判断部９とを有している。
【００３６】
周波数制御部５は蓄電池２に供給される交流電流の周波数を変化させるものであり、スイープ発振回路１１が用いられる。スイープ発振回路１１は低周波から高周波に周波数を連続的に変化させる回路である。スイープ発振回路１１で変化した周波数は電流供給部６に供給される。
【００３７】
電流供給部６は周波数が変化した交流電流を蓄電池２に供給するものであり、交流電流の供給によって蓄電池２が放電する。電流供給部６はスイープ発振回路１１に接続されたスイープ波形振幅制御回路１２及びこの回路１２に接続された出力アンプ１３からなり、出力アンプ１３が蓄電池２の一方の端子３に接続される。なお、スイープ波形振幅制御回路１２には、電流電圧変換回路１４に接続された整流平滑・積分回路１５が接続されている。
【００３８】
インピーダンス測定部７は放電によって変化する蓄電池２のインピーダンスを各周波数で測定する。インピーダンス測定部７としては、蓄電池２の他方の端子３に接続された電圧差動アンプ１７が用いられる。
【００３９】
位相差検出部８は、電圧差動アンプ１７からの測定信号及びスイープ発振回路１１からの参照信号が入力されることにより、これらの信号を同期検波する同期検波器１８及び同期検波された検波信号に基づいて位相差を検出する位相差検出回路１９とによって形成されている。同期検波器１８での同期検波により、位相差φは例えば、ｃｏｓφの値となって位相差検出回路１９に出力され、位相差検出回路１９では、これに基づいて位相差を検出する。これにより位相差検出部８は各周波数のインピーダンスから各周波数の位相差を検出する。
【００４０】
劣化判断部９は位相差検出部８が検出した各周波数の位相差を指標として蓄電池２の劣化を判断するものである。劣化判断部９は位相差曲線算出部２１と、判定部２２とによって形成されている。位相差曲線算出部２１はインピーダンスの位相差を周波数に対してプロットした位相差曲線（特性曲線ＦまたはＧ）を算出する演算部である。判定部２２は位相差曲線算出部２１が算出した位相差曲線によって決定される位相差面積を所定の周波数の範囲内で算出し、算出した位相差面積に基づいて蓄電池２の劣化を判断する。この判断は、上述したように基準蓄電池Ｄの位相差面積との対比によって行うか、あらかじめ設定した所定の閾値との対比によって行われる。
【００４１】
次に、本発明の別の実施形態を説明する。この実施形態の劣化判断方法は、周波数を変化させた交流電流を蓄電池に供給して放電させることにより各周波数のインピーダンスを測定し、測定した周波数毎のインピーダンスの実抵抗成分とリアクタンス成分とをスミスチャートにプロットしてインピーダンス軌跡を作成し、このインピーダンス軌跡に基づいて蓄電池の劣化を判断する。
【００４２】
この実施形態の劣化判断方法は、上記実施形態と同様に蓄電池に印加する交流電流を固定の周波数とするものではなく、広い範囲の周波数の交流電流を蓄電池に印加して放電し、周波数の広い範囲でインピーダンスを測定するものである。また、この実施形態においては、放電によって得られるインピーダンスをスミスチャートにプロットしてインピーダンス軌跡を作成して劣化を判断する点に特徴がある。
【００４３】
蓄電池の劣化判断においては、インピーダンス軌跡を測定蓄電池及び基準蓄電池に対して作成し、測定蓄電池及び基準蓄電池のインピーダンス軌跡に基づいて蓄電池の劣化を判断することが良好である。
【００４４】
図６はこの実施形態に用いる劣化判断装置１Ａを示す。図５の劣化判断装置１と異なる点は、インピーダンス測定部７を構成する電圧差動アンプ１７に対してインピーダンス軌跡算出部３１が接続され、このインピーダンス軌跡算出部３１に劣化判断部３２が接続されている点であり、周波数制御部５，電流供給部６は図５の劣化判断装置１と同様である。従って、劣化判断装置１Ａにおいても、周波数が広い範囲で変化した交流電流を蓄電池２に供給して放電し、放電によって変化するインピーダンスを各周波数に対応して測定することは図５の劣化判断装置１と同様である。供給する交流電流の周波数の範囲としては、０．１〜１ｋＨｚの範囲で適宜選択することができる。
【００４５】
インピーダンス軌跡算出部３１はインピーダンス測定部７が測定したインピーダンスの実抵抗成分とリアクタンス成分とをスミスチャートにプロットしてインピーダンス軌跡を算出する。劣化判断部３２はこのインピーダンス軌跡に基づいて蓄電池２の劣化を判断する。
【００４６】
図７はスミス座標を示し、インピーダンスをＲｓ＋ｊＲｘと表記した場合、インピーダンスの実抵抗成分はＲｓ座標にプロットされる。Ｒｓ座標は左端がゼロ、右端が無限大となっている。図７における円Ｒｘは実抵抗成分が一定な定抵抗円であり、リアクタンス成分の数値Ｒｘがプロットされる。これらのプロットによってインピーダンス軌跡がスミスチャート上に作成される。
【００４７】
図８はスミスチャートに作成されたインピーダンス軌跡を示し、軌跡ＨがＣＣＡ値２７０の蓄電池の放電によるインピーダンス軌跡、軌跡ＫがＣＣＡ値１７５の蓄電池の放電によるインピーダンス軌跡である。この実施形態では、ＣＣＡ値が大きい蓄電池（ＣＣＡ値２７０）を劣化判断の際の基準蓄電池とし、ＣＣＡ値が小さい蓄電池（ＣＣＡ値１７５）を劣化判断が必要な測定蓄電池とすることができる。
【００４８】
本発明者らがスミスチャートのインピーダンス軌跡と蓄電池のＣＣＡ値とを対比させて検討した結果、ＣＣＡ値が小さくなるほど、すなわち劣化が進行するのにつれてインピーダンス軌跡が内側に収束する傾向を確認している。図８において、基準蓄電池のインピーダンス軌跡Ｈに対してインピーダンス軌跡Ｋ（測定蓄電池）が内側に収束しており、この内側への収束度合いに基づいて測定蓄電池の劣化を判断することができる。
【００４９】
このような実施形態の劣化判断によれば、広い範囲の周波数の範囲内で蓄電池のインピーダンスを測定し、このインピーダンスをスミスチャートにプロットしてインピーダンス軌跡を作成するため、インピーダンス軌跡に基づいて蓄電池の劣化を容易に判別することができる。また、インピーダンス軌跡の収束度合いから蓄電池の劣化を評価するため、劣化度合いの定量精度が向上する。従って蓄電池の劣化判断を高精度に行うことができる。
【００５０】
この実施形態においては、スミスチャート上のインピーダンス軌跡に加え、インピーダンス軌跡によって決定される軌跡面積に基づいて蓄電池の劣化を判断することも可能である。図９はインピーダンス軌跡Ｈ、Ｋによって軌跡面積を決定した場合を示す。軌跡面積は、測定に使用する周波数の範囲を決めておき、スミスチャートにプロットする始点と終点とを結んだ線で囲まれた領域の面積を積分により算出することができる。
【００５１】
図９における面積Ｐがインピーダンス軌跡Ｈの軌跡面積、面積Ｑがインピーダンス軌跡Ｋの軌跡面積である。上述したように、劣化が進行するのにつれてインピーダンス軌跡が内側に収束することから、軌跡面積Ｐ、Ｑの大小がＣＣＡ値の大小、すなわち劣化の進行度合いに対応している。従って劣化判断部３２が２つの軌跡面積Ｐ、Ｑを対比することにより、基準蓄電池（ＣＣＡ値２７０の蓄電池）に対する測定蓄電池（ＣＣＡ値１７５の蓄電池）の劣化度合いを判断することができる。このようにインピーダンス軌跡の軌跡面積による劣化判断によっても、蓄電池の劣化を容易に判別することができる。この場合、軌跡面積の数値によって蓄電池の劣化を評価するため、劣化度合いの定量精度が向上する。
【００５２】
なお、この実施形態では、基準蓄電池のインピーダンス軌跡と測定蓄電池のインピーダンス軌跡との差によって蓄電池の劣化を判断しているが、これに限られるものではなく、劣化の判断基準となる閾値を予め設定し、この閾値との比較によって劣化を判断しても良い。この場合の判断は、測定蓄電池のインピーダンス軌跡を所定の周波数の範囲内で算出し、このインピーダンス軌跡を閾値と対比させることにより行うことができる。
る。
【符号の説明】
【００５３】
１、 １Ａ  劣化判断装置
２  蓄電池
５  周波数制御部
６  電流供給部
７  インピーダンス測定部
８  位相差検出部
９、３２  劣化判断部
２１  位相差曲線算出部
２２  判定部
３１  インピーダンス軌跡算出部
Ｆ、Ｇ  位相差曲線
Ｈ、Ｋ  インピーダンス軌跡
Ｐ、Ｑ  軌跡面積
【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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