(57)【要約】二次電池の満充電容量又は容量維持率、並びに経時間を入力とし、満充電容量又は容量維持率の変化量を算出する容量変化量算出部と、容量変化量算出部により算出された変化量を閾値判定に基づいて劣化を判定する急劣化判定部とを備える電池パックである。図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の満充電容量又は容量維持率、並びに経時間を入力とし、満充電容量又は容量維持率の変化量を算出する容量変化量算出部と、
前記容量変化量算出部により算出された変化量を閾値判定に基づいて劣化を判定する急劣化判定部と
を備える電池パック。
【請求項２】
前記容量変化量算出部により算出される満充電容量又は容量維持率の変化量は、線形回帰解析によって算出される請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記急劣化判定部により判定された急劣化を通知するようにした請求項１に記載の電池パック。
【請求項４】
二次電池の容量維持率を閾値に基づいて判定し、前記容量維持率が閾値より小の場合を劣化判定の対象とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項５】
劣化予測式による予測値と二次電池の満充電容量又は容量維持率の差分値を閾値に基づいて判定し、前記差分値が閾値より大の場合を劣化判定の対象とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項６】
請求項１に記載の電池パックを有し、前記電池パックに接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
【請求項７】
二次電池の満充電容量又は容量維持率、並びに経時間から満充電容量又は容量維持率の変化量を算出し、
算出された変化量を閾値判定に基づいて劣化を検出する
二次電池の劣化検出方法。
【請求項８】
前記満充電容量又は容量維持率の変化量は、線形回帰解析によって算出される請求項７に記載の二次電池の劣化検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は  例えばリチウムイオン二次電池を使用した電池パック、蓄電装置及び二次電池の劣化検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池は電源として、携帯電話に代表されるようなモバイル端末に広く普及している。近年、環境保護の高まりと共に、太陽光発電や風力発電のような再生可能エネルギーが注目され、そのエネルギーを蓄電する用途として、二次電池が注目され普及しつつある。自動車でも、二次電池を搭載したハイブリッド自動車や電気自動車が普及しつつある。このように、二次電池は電源用途に欠かせないキーデバイスとしての役割を担っている。【０００３】
二次電池は未使用状態でさえ劣化が進行し、その劣化程度は使用条件によって変わる。そのため、ＳＯＣ（State Of Charge：電池の充電率）推定を高精度に行うためには劣化推定（ＳＯＨ(State Of Health ））が不可欠となる。また二次電池の劣化状態を把握することは寿命判断など安全性を確保する上で重要である。二次電池を使用する立場で観た場合、代表的な劣化として電池容量劣化と出力電圧劣化が挙げられる。ここで、電池容量とは、満充電容量を意味している。容量維持率は劣化指標として、現在の満充電容量を初期の満充電容量で割った数値で表現される。容量維持率を算出する際には、満充電容量の替わりに、満充電位置から電圧下限に到達するまでの放電容量を使用することも多い。【０００４】
二次電池の容量劣化は、経時間の平方根におおよそ直線比例することが経験的に知られている。一般的には、二次電池の劣化予測にこうした経験的なルート則法を適用することが多い。ルート則法に則り劣化試験結果と合わせて劣化予測式を立て、二次電池の寿命を論じることが多い。しかしながら、多くの場合は劣化予測式に則ったとしても、ルート則に則らない想定外の挙動が起きた場合には対応できない。【０００５】
ルート則に則らない想定外の挙動として例えば、寿命末期における電池容量の急激な劣化現象が知られている。他に、低温での充放電、ハイレート（高入力、高出力）の充放電、などで電池容量の急激な劣化が確認されている。劣化予測式と比較し急激な速度で劣化するため、二次電池を使用したシステムの安全性を確保するためには、こうした想定外挙動を正確に捕捉することが必要となる。急激な速度での劣化を便宜上、急劣化と呼ぶことにする。【０００６】
二次電池製造時の検査で異常個体を検出するため、初期の性能測定量と現在の性能測定量との差（性能劣化量）を求め、性能劣化量が異常判定閾値より大きい場合に、急劣化が発生していると診断し、異常と診断する方法が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載のものは、蓄電池の製造時期や製造ライン等で性能にばらつきがある場合でも、異常診断を精度良く行えると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−５９９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載のものでは、性能劣化量を精度良く求めることが必要となる。製造ラインでは精度良く電池容量を測定できるかもしれないが、電気自動車のような車載電池や太陽光発電のようなシステムと連携した蓄電池では、電池容量を正確に測定あるいは算出することは難しい。そのため、この方法を車載電池や蓄電システムに対してそのまま適用し急劣化を検出しようとしても、誤検出が多く発生する危惧がある。【０００９】
また、図１８に示すように、実際の劣化履歴曲線（破線）は電流や環境温度など使用条件によって変化するため、実使用条件で劣化予測式（実線）の精度を高く保持することは困難である。そのため、劣化予測式の精度が高くなければ、劣化予測式と測定値との差分を閾値判定することは、誤判定のおそれがある。【００１０】
本技術は、このような従来の問題点を鑑みてなされたものであって、電池容量の履歴から想定外挙動である急劣化を簡潔に精度良く推定するようにした電池パック、蓄電装置及び劣化検出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】
【００１１】
上述した課題を解決するために、本技術は、二次電池の満充電容量又は容量維持率、並びに経時間を入力とし、満充電容量又は容量維持率の変化量を算出する容量変化量算出部と、
容量変化量算出部により算出された変化量を閾値判定に基づいて劣化を判定する急劣化判定部と
を備える電池パックである。
本技術は、上述した電池パックを有し、電池パックに接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置である。
本技術は、二次電池の満充電容量又は容量維持率、並びに経時間から満充電容量又は容量維持率の変化量を算出し、
算出された変化量を閾値判定に基づいて劣化を検出する
二次電池の劣化検出方法である。
【発明の効果】
【００１２】
少なくとも一つの実施形態によれば、線形回帰解析器によって算出された満充電容量又は容量維持率変化量を閾値判定することによって急劣化を検出するので、ノイズ耐性が強く、簡潔に急劣化を検出することができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本技術中に記載されたいずれかの効果であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】容量急劣化の説明に使用するグラフである。
【図２】本技術による急劣化検出法の説明に使用するグラフである。
【図３】急劣化判定の精度の説明に使用するグラフである。
【図４】急劣化判定の精度の説明に使用するグラフである。
【図５】急劣化検出装置の一例のブロック図である。
【図６】急劣化通知器の一例のブロック図である。
【図７】急劣化検出方法の一例のフローチャートである。
【図８】急劣化検出の精度を高める方法の説明のためのグラフである。
【図９】急劣化通知器の他の例のブロック図である。
【図１０】急劣化通知方法の他の例のフローチャートである。
【図１１】劣化したＯＣＶカーブの説明に使用する略線図である。
【図１２】一方のＯＣＶカーブから他方のＯＣＶカーブを推定する処理の説明に使用する略線図である。
【図１３】ＯＣＶカーブ算出の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】線形補間によるＯＣＶプロットの算出の処理の説明に用いる略線図である。
【図１５】本技術が適用された電池パックの一例のブロック図である。
【図１６】本技術が適用された蓄電装置の一例のブロック図である。
【図１７】本技術が適用可能な蓄電システムの一例のブロック図である。
【図１８】急劣化検出の説明のためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜１．本技術の実施の形態＞
以下、本技術の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本技術の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本技術の範囲は、以下の説明において、特に本技術を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限定されないものとする。
【００１５】
「本技術による急劣化検出方法」
本技術は、電池容量（満充電容量）の履歴を基に劣化予測から外れ想定外挙動となる急劣化を簡潔に精度良く推定することを特徴とする。図１に容量急劣化の説明図を示す。横軸を経時間（単位は例えば年）、縦軸を容量維持率とした。容量維持率は初期容量に対する現在の容量の比率とする。例えば寿命末期などでは電池容量が劣化予測式（破線で示す）に反し急激に劣化する場合がある。劣化予測式と比較し急激な速度で劣化するため、二次電池を使用したシステムの安全性を確保するためには、こうした急劣化を正確に捕捉することが必要とされる。
【００１６】
電池容量は満充電時を起点に、規定された条件（電流値、温度、など）に従い放電終止電圧までの放電容量を測定することで得ることができる。しかしながら、市場に出回った実際のシステムでは、実験時や製造時のような正確な測定を行う環境を想定できないことが実情である。正確な測定環境を備えていたとしても電池容量測定のためシステムを切り離すなど特殊な対応が必要となり、システムのメンテナンス時など測定頻度は限られた機会に留まる。太陽光発電のようなシステムと連携した蓄電池では、日照条件等の要因で負荷変動があり電流値を固定することは難しい。また、電池容量を測定する際に重要となる満充電状態にする機会が、極端に少ない場合がある。
【００１７】
したがって、こうした場合、電池容量を計算によって推定することが行われる。電池容量の計算方法としては、種々あるが、例えば、推定した開放電圧（ＯＣＶ）と充放電容量（Ｑ）における相関関係から、電池容量を推定することができる。計算による推定のため、測定と比較し誤差を伴う。そのため、急劣化を推定する際には誤差に耐性が強い手法が必要となる。
【００１８】
本技術では、二次電池の電池容量及び経時間を入力とし、線形回帰解析によって電池容量の変化量を算出し、算出された変化量を閾値判定に基づいて急劣化を判定するものである。
【００１９】
さらに、図２を参照して本技術について説明する。図２において、横軸が経時間、例えば年の単位であり、縦軸が容量維持率である。図２中のプロットが容量維持率の推定値である。すなわち、計算によって求められた満充電容量を、初期容量で除したものが容量維持率の推定値である。満充電容量は、二次電池の電圧、電流、温度のデータを使用して計算によって求めることができる。
【００２０】
予め規定された区間の容量維持率の履歴に対して線形回帰解析を行い、線形回帰解析の結果得られた直線の傾きから容量維持率（又は電池容量）の変化量を算出する。この変化量を閾値と比較し、変化量が閾値より大きい場合は急劣化が発生していると判定する。逆に、変化量が閾値より小さい場合は急劣化が発生していないと判定する。図２の例では、変化量が閾値より小さい直線Ａ１の場合には、急劣化が発生していないと判定され、変化量が閾値より大きい直線Ａ２の場合には、急劣化が発生していると判定される。
【００２１】
急劣化は、寿命末期、低温での充放電、ハイレート（高入力、高出力）の充放電、などで確認されている。これら事象における電池容量の履歴を基に、予め急劣化の閾値を決める。この閾値は、電流、温度、経時間など、使用条件や経時変化に応じて変えても良い。さらに、二次電池の種類に応じて閾値を設定してもよい。
【００２２】
図３及び図４を参照して、本技術のノイズ耐性について説明する。図３Ａは、ノイズが無い場合の容量維持率の変化曲線の一例のグラフである。図３Ｂは、差分算出法によって容量維持率の変化量を求めた結果のグラフである。変化量の算出方法として簡易的には、電池容量履歴点間の差分で算出できる。ある時刻Ｔ（ｋ）の容量維持率をＲ（ｋ）とすると、前履歴時刻Ｔ（ｋ−１）の容量維持率Ｒ（ｋ−１）から、単位時間（例えば年）当たりの容量維持率変化量ΔＲ（ｋ）が次の式から算出できる。この算出法が差分算出法である。
【００２３】
ΔＲ（ｋ）＝（Ｒ（ｋ）−Ｒ（ｋ−１））／（Ｔ（ｋ）−Ｔ（ｋ−１））
【００２４】
図３Ｃは、本技術による容量維持率の変化量を求めた結果のグラフである。差分算出法及び本技術の何れにおいても、急劣化が生じる経時間（例えば４年）の後に変化量が大きな値となっている。したがって、どちらの方法でも急劣化を検出できる。
【００２５】
図４Ａは、ノイズがある場合の容量維持率の変化曲線の一例のグラフである。例えば図３Ａの容量維持率のデータに対して振幅±５％のガウシアンノイズが付加されている。図４Ｂは、差分算出法による容量維持率の変化量を求めた結果のグラフである。図４Ｃは、本技術による容量維持率の変化量を求めた結果のグラフである。
【００２６】
差分算出法によって求めた変化量のグラフ（図４Ｂ）は、ノイズの影響を受けて容量維持率変化量の算出精度は著しく悪くなる。一方、本技術により求めた変化量のグラフ（図４Ｃ）は、急劣化が生じる経時間（例えば４年）の後に変化量が大きな値となっている。したがって、参考技術と比較すると、ノイズの影響を受けないで変化量を指標として急劣化を判定することができる。線形回帰解析法は電池容量の誤差に対して耐性が強いことが分かる。
【００２７】
本技術においては、電池容量履歴点に対する線形回帰解析から、単位時刻（例えば年）当たりの容量維持率変化量ΔＲ(k)を算出するようにしている。線形回帰解析について説明する。
線形回帰モデルは、次式で与えられる。
【数１】
2017098686.tif 000003
【００２８】
ここで、ｙは、従属変数、ｘｋは独立変数、εは誤差である。ｋが３以上の場合は線形重回帰モデルと呼ばれる。最小二乗法による線形回帰解析は、残差（推定値と測定値の差）の二乗和が最小になるように各係数を求める方法である。具体的には、残差二乗和を各係数で偏微分した式を“＝０”とした連立方程式を立てて解く。
【００２９】
【数２】
2017098686.tif 000004
【００３０】
【数３】
2017098686.tif 000005
【００３１】
【数４】
2017098686.tif 000006
【００３２】
【数５】
2017098686.tif 000007
【００３３】
【数６】
2017098686.tif 000008
【００３４】
【数７】
2017098686.tif 000009
【００３５】
【数８】
2017098686.tif 000010
【００３６】
【数９】
2017098686.tif 000011
【００３７】
【数１０】
2017098686.tif 000012
【００３８】
【数１１】
2017098686.tif 000013
【００３９】
このように、測定値から線形回帰解析で直線の傾きａと切片ｂを算出できる。Ｙ軸を容量維持率、Ｘ軸を経時間として、数式１０に電池容量履歴値を与えることで、線形回帰解析による直線の傾き、すなわち容量維持率変化量ΔＲ（ｋ）を算出できる。図４に示すように、線形回帰解析による容量維持率変化量はノイズ耐性に強く、急劣化を判定できる。この算出法を線形回帰解析法と呼ぶことにする。線形回帰解析を実行するには最低限３点のデータは必要となる。必要なデータ点数は任意に定めることができる（例えば５点）。
【００４０】
「急劣化検出装置の一例」
図５は、急劣化検出装置の一例を示す。単一の電池セル又は複数の電池セルの直列及び／又は並列接続の構成の二次電池１からの電流、電圧、温度の情報を受け取って電池容量計算器２が電池容量（満充電容量）を計算する。二次電池１は、電池パックを構成するものである。容量維持率が維持率計算器３によって計算される。二次電池１の初期の電池容量が初期容量記憶器４に記憶されている。維持率計算器３によって初期容量と現在の電池容量の比率（容量維持率）が計算される。
【００４１】
維持率計算器３によって求められた容量維持率が維持率記憶器５に記憶される。この場合、容量維持率が経時間と関連付けて維持率記憶器５に記憶される。線形回帰解析器６が維持率記憶器５に記憶されている容量維持率のデータの例えば５つのサンプルを使用して上述した線形回帰解析法によって容量維持率の変化量を求める。
【００４２】
線形回帰解析器６によって求められた変化量が急劣化判定器７に供給され、閾値と比較され、変化量が閾値以上の場合に急劣化と判定する。急劣化判定器７の判定結果が急劣化通知器８に供給され、ユーザに対して急劣化が生じているか否かを通知する。急劣化通知器８は、視覚的な通知、音響的な通知等を行うものである。図６は、表示装置８ａによって視覚的な通知を行う急劣化通知器８の具体例である。
【００４３】
「急劣化検出法の一例」
図５に示す急劣化検出装置の機能は、記録媒体にプログラムとして記録することができる。したがって、この記録媒体をコンピュータで読み取ってＭＰＵ(Micro Processing Unit)、ＤＳＰ (Digital Signal Processor)等で実行することにより急劣化検出装置の機能を実現することができる。以下に図７を参照して説明する急劣化検出法の一例は、情報処理装置が実行するプログラムとして実現することができる。
【００４４】
ステップＳＴ１：容量維持率を維持率記憶器に記録する。容量維持率は、上述した急劣化検出装置と同様に、維持率計算器によって求められる。
ステップＳＴ２：容量維持率が必要点数（必要サンプル）以上存在するかが判定される。
ステップＳＴ３：ステップＳＴ２の判定結果が否定の場合には、「急劣化発生検出不可」とされて処理終了する。
【００４５】
ステップＳＴ４：ステップＳＴ２の判定結果が肯定の場合には、線形回帰解析が実行される。
ステップＳＴ５：線形回帰解析法により求められた容量維持率の変化量が閾値条件を満たすかどうかが判定される。
ステップＳＴ６：閾値条件を満たす場合、すなわち、変化量が閾値以上の場合には、「急劣化発生有り」と判定される。そして、処理が終了する。
ステップＳＴ７：閾値条件を満たさない場合、すなわち、変化量が閾値より小の場合には、「急劣化発生無し」と判定される。そして、処理が終了する。
【００４６】
「急劣化検出装置の他の例」
次に、急劣化検出装置の他の例について説明する。図８に示すように、急劣化の変曲点以降の容量維持率変化量は大きくなるので、上述したように、変化量と予め定めた閾値との比較から急劣化を判定できる。しかしながら、劣化初期においても、ルート則法で経験的に知られているように劣化速度は速い。そのため、劣化初期を急劣化と誤判定するおそれがある。急劣化は寿命末期など多くは劣化が進行したときに起こる事象であるため、容量維持率に閾値を設け閾値判定することで、急劣化の検出精度が改善される。例えば、閾値を８０％とし、閾値を下回っている電池推定容量のみを急劣化の判定対象とする。これにより劣化初期を急劣化と誤判定することを防止することができる。
【００４７】
急劣化は想定外の挙動であるため、劣化予測式では捕捉することができない。そのため、容量維持率について、劣化予測式による計算値と電池容量の推定法による計算値の差分絶対値Ｄを閾値判定することで、急劣化の検出精度が改善される。例えば、閾値を１０％とし、容量維持率の差分絶対値が閾値以上の場合のみ急劣化の判定対象とする。
【００４８】
したがって，判定（検出）の精度を高くするために、急劣化判定の条件として、（１）容量維持率変化量、（２）容量維持率、（３）差分絶対値Ｄの３つを使用する。これらを全て満たす場合に急劣化と判定する。但し、（１）かつ（２）、又は（１）かつ（３）、を満たす場合に急劣化と判定しても良い。
【００４９】
他の例は、条件の（１）（２）及び（３）を満たす場合に急劣化と判定するものである。図９は、急劣化検出装置の他の例を示す。上述した一例と同様に、容量維持率が維持率計算器によって計算され、求められた容量維持率が維持率記憶器１５に記憶される。この場合、容量維持率が経時間と関連付けて維持率記憶器１５に記憶される。線形回帰解析器１８が維持率記憶器１５に記憶されている容量維持率のデータの例えば５つのサンプルを使用して上述した線形回帰解析法によって容量維持率の変化量を求める。線形回帰解析器１８によって求められた変化量が急劣化判定器１９に供給され、閾値と比較される。
【００５０】
容量維持率が維持率閾値判定器１６に供給される。閾値は、例えば８０％とされる。容量維持率が閾値以上か否かの判定結果が急劣化判定器１９に供給される。この判定結果は、条件（２）に対応する。
【００５１】
維持率記憶器１５に記憶される容量維持率と同じ数値と、劣化予測式により予測される容量維持率が経時間の情報と共に、維持率差分判定器１７に供給される。維持率差分判定器１７は、劣化予測式による容量維持率と電池容量の計算値の差分絶対値Ｄを閾値判定する。差分絶対値Ｄが閾値以上か否かの判定結果が急劣化判定器１９に供給される。この判定結果は、条件（３）に対応する。
【００５２】
急劣化判定器１９においては、線形回帰解析器１８によって求められた変化量が閾値以上か否かを判定する。この判定結果は、条件（１）に対応する。変化量が閾値以上であり、維持率が閾値以上であり、差分絶対値Ｄが閾値以上である場合に、急劣化が発生していると判定する。急劣化判定器１９の判定結果が急劣化通知器２０に供給され、ユーザに対して急劣化が生じているか否かを通知する。急劣化通知器２０は、視覚的な通知、音響的な通知等を行うものである。
【００５３】
「急劣化検出法の他の例」
図９に示す急劣化検出装置の機能は、記録媒体にプログラムとして記録することができ、この記録媒体をコンピュータで読み取ってＭＰＵ、ＤＳＰ等で実行することにより急劣化検出装置の機能を実現することができる。以下に図１０を参照して説明する急劣化検出法の他の例は、情報処理装置が実行するプログラムとして実現することができる。
【００５４】
ステップＳＴ１１：容量維持率を維持率記憶器に記録する。容量維持率は、上述した急劣化検出装置と同様に、維持率計算器によって求められる。
ステップＳＴ１２：容量維持率が必要点数（必要サンプル）以上存在するかが判定される。
ステップＳＴ１３：ステップＳＴ２の判定結果が否定の場合には、「急劣化発生検出不可」とされて処理終了する。
【００５５】
ステップＳＴ１４：ステップＳＴ２の判定結果が肯定の場合には、線形回帰解析が実行される。
ステップＳＴ１５：線形回帰解析法により求められた容量維持率の変化量が閾値条件を満たすかどうかが判定される。
ステップＳＴ１６：閾値条件を満たさない場合、すなわち、変化量が閾値より小の場合には、「急劣化発生無し」と判定される。そして、処理が終了する。
【００５６】
ステップＳＴ１７：ステップＳＴ１５において閾値条件を満たす場合、すなわち、変化量が閾値以上の場合には、容量維持率が閾値条件を満たすかどうかが判定される。閾値条件を満たさない場合、すなわち、容量維持率が閾値より大の場合（初期状態）には、「急劣化発生無し」と判定される（ステップＳＴ１６）。そして、処理が終了する。
ステップＳＴ１８：ステップＳＴ１７において閾値条件を満たす場合、すなわち、容量維持率が閾値より小の場合の場合には、容量維持率と劣化予測式による予測値の差分絶対値Ｄが閾値条件を満たすかどうかが判定される。閾値条件を満たさない場合、すなわち、差分絶対値Ｄが閾値より小の場合には、「急劣化発生無し」と判定される（ステップＳＴ１６）。そして、処理が終了する。
ステップＳＴ１９：ステップＳＴ１８において閾値条件を満たす場合、すなわち、容量維持率と劣化予測式による予測値の差分絶対値Ｄが閾値より大の場合には、「急劣化発生有り」と判定される。そして、処理が終了する。
【００５７】
上述した他の例では、３つの条件（１）（２）（３）が満たされる場合に「急劣化発生有り」と判定されるので、判定の精度を高くすることができる。
【００５８】
上述した本技術はノイズ耐性が強く、主には線形回帰解析による計算であるため簡潔に急劣化を検出することができる。本技術では、想定外挙動である急劣化を検出することで、寿命到達前の早い段階で、危険を察知できる。そのため、蓄電池を使用したシステムの安全性を高めることが可能となる。寿命到達前の早い段階で、安全性を確保する対策（システムの停止、電池の交換、など）が可能となる。
【００５９】
上述した本技術における満充電容量の計算方法の一例について以下に説明する。図１１に劣化したＯＣＶカーブの説明図を示す。ＯＣＶカーブは劣化すると収縮・シフトした形状となる。電池のＯＣＶカーブは、正極単体と負極単体それぞれのＯＣＶカーブ（一般にＬｉ金属を対極に使用し測定）の差分で表現できることが知られている。予め取得した単極のＯＣＶカーブについて、それぞれ伸縮・シフトし差分を取ることで電池のＯＣＶカーブを生成できる。電池のＯＣＶカーブがカットオフ電圧に到達するまでの放電容量（ＣＡＰｎｏｗ）から、電池容量を推定できる。
【００６０】
図１２に示すように、メモリ等に記録した放電容量とＯＣＶ推定値は、放電容量Ｑを横軸とし、電圧を縦軸としてプロットできる。このＯＣＶ値軌跡に対して、予め取得した単極のＯＣＶカーブを伸縮・シフトしながら、生成した電池のＯＣＶカーブをフィッティングすることで、最適なフィッティング条件を求める。
【００６１】
図１３にＯＣＶカーブ算出のフローチャートを示す。ここでは実施例として、単極ＯＣＶカーブを伸縮・シフトし電池のＯＣＶカーブを生成する方法について説明する。まず、単極ＯＣＶカーブに対する伸縮・シフトの量をパラメータとし、そのパラメータを変更する値の範囲を設定する。例えば、伸縮の倍率であれば、０．５から１．０まで０．０５間隔で変化させる。こうしたパラメータ範囲の下、ＯＣＶカーブを生成するためのパラメータ（ＯＣＶカーブ構成情報のパラメータ）を変えながら、ＯＣＶ値軌跡に対してフィッティングを行い、最適条件となるＯＣＶカーブを算出する。
【００６２】
図１３のフローチャートを参照して一方のＯＣＶカーブの構成情報から他方のＯＣＶカーブを生成する処理をより詳細に説明する。なお、ＯＣＶカーブ算出の方法は、ここに挙げたものに限定されない。ここでは一例として、単極ＯＣＶカーブを伸縮・シフトし電池のＯＣＶカーブを生成する方法について説明する。
【００６３】
ステップＳＴ２１：まず、単極ＯＣＶカーブに対する伸縮の倍率（Ｘｐ，Ｘｎ）・シフトの量（Ｙｐ，Ｙｎ）をパラメータとし、そのパラメータを変更する値の範囲を設定する。例えば、伸縮の倍率（Ｘｐ，Ｘｎ）であれば、０．５から１．０まで０．０５間隔で変化させる。
ステップＳＴ２２：設定された範囲内で、ＯＣＶカーブの構成情報のパラメータが設定される。
ステップＳＴ２３：設定されたパラメータに対応する正極および負極のＯＣＶカーブを生成する。
ステップＳＴ２４：正極および負極のＯＣＶカーブの差分から電池のＯＣＶカーブを生成する。
【００６４】
ステップＳＴ２５：ＯＣＶ値軌跡とＯＣＶカーブの二乗平均平方根（ＲＭＳと称する）を算出する。
ステップＳＴ２６：算出されたＲＭＳ計算値を以前に算出されたＲＭＳ計算値の中の最小値（ＲＭＳ最小値）と比較する。ＲＭＳ計算値がＲＭＳ最小値以上の場合には、処理がステップＳＴ１２（ＯＣＶカーブ構成情報のパラメータ（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｘｎ、Ｙｎ）の設定）に戻る。
ステップＳＴ２７：ステップＳＴ２６の判定結果が肯定の場合、すなわち、（ＲＭＳ計算値＜ＲＭＳ最小値）の場合、ＲＭＳ最小値とＯＣＶカーブ構成情報（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｘｎ、Ｙｎ）更新して記録する。
ステップＳＴ２８：パラメータ範囲を全て網羅したかどうかが判定される。網羅していないと判定されると、処理がステップＳＴ２２に戻り、上述したステップＳＴ２２〜ステップＳＴ２７の処理がなされる。
ステップＳＴ２９：ＲＭＳ最小となるＯＣＶカーブ構成情報で正極及び負極のＯＣＶカーブを生成する。
ステップＳＴ３０：正極及び負極のＯＣＶカーブの差分から電池のＯＣＶカーブを生成する。
以上の処理によって、最適条件となるＯＣＶカーブが算出される。
【００６５】
正極及び負極のＯＣＶカーブを生成する。正極のＯＣＶカーブの生成例について説明する。予め取得した正極のＯＣＶカーブについて、ある点の放電容量をＱｐ０（ｋ）とする。伸縮の倍率をＸｐ、シフト量（放電容量の減る方向）をＹｐとすると、この点の放電容量Ｑｐ（ｋ）は次式のように表現できる。
【００６６】
【数１２】
2017098686.tif 000014
【００６７】
このように放電容量の点位置を変えることで、ＯＣＶカーブの形状を操作し、正極のＯＣＶカーブを生成する。負極のＯＣＶカーブについても同様に次式のように表現できる。
【００６８】
【数１３】
2017098686.tif 000015
【００６９】
電池のＯＣＶカーブを算出するため、正極と負極のＯＣＶカーブの差分を算出する前に、正極と負極のＱ位置を合わせておく必要がある。図１４に線形補間によるＯＣＶプロットの算出例を示す。伸縮の倍率を０．９、シフト量を１００〔ｍＡｈ〕とすると、５１０〔ｍＡｈ〕及び５２０〔ｍＡｈ〕の点は、それぞれ３５９〔ｍＡｈ〕及び３６８〔ｍＡｈ〕の点に移動する。Ｑ間隔を１０〔ｍＡｈ〕とする取り決めにした場合、３６０〔ｍＡｈ〕に相当する点のＯＣＶ値を線形補間等の方法で生成しておく。
【００７０】
正極と負極のＯＣＶカーブの差分から電池のＯＣＶカーブを生成する。ある点の放電容量Ｑ（ｋ）における正極及び負極のＯＣＶ値をそれぞれＯＣＶｐ（ｋ）及びＯＣＶｎ（ｋ）とする。放電容量Ｑ（ｋ）における電池のＯＣＶ値であるＯＣＶ（ｋ）は次式のように表現できる。
【００７１】
【数１４】
2017098686.tif 000016
【００７２】
フィッティングのため、ＯＣＶ値軌跡と生成したＯＣＶカーブの二乗平均平方根（ＲＭＳ）を算出する。ＲＭＳは次式のように表現できる。ＯＣＶ値軌跡のある点をＯＣＶｅ（ｋ）とする。ＮはＯＣＶカーブを構成するプロット点の数である。このＲＭＳ値が最小となるパラメータ（倍率、シフト）を記録する。
【００７３】
【数１５】
2017098686.tif 000017
【００７４】
ＲＭＳ値が最小となるパラメータを求めることで、最適なＯＣＶカーブを算出できる。
【００７５】
＜２．応用例＞
「電池パック」
図１５は、本技術を電池パックに適用した場合の回路構成例を示すブロック図である。電池パックは、組電池３０１、外装、充電制御スイッチ３０２ａと、放電制御スイッチ３０３ａ、を備えるスイッチ部３０４、電流検出抵抗３０７、温度検出素子３０８、制御部３１０を備えている。
【００７６】
また、電池パックは、正極端子３２１及び負極リード３２２を備え、充電時には正極端子３２１及び負極リード３２２がそれぞれ充電器の正極端子、負極端子に接続され、充電が行われる。また、電子機器使用時には、正極端子３２１及び負極リード３２２がそれぞれ電子機器の正極端子、負極端子に接続され、放電が行われる。
【００７７】
組電池３０１は、複数の二次電池３０１ａを直列及び／又は並列に接続してなる。この二次電池３０１ａは本技術の二次電池である。なお、図１５では、６つの二次電池３０１ａが、２並列３直列（２Ｐ３Ｓ）に接続された場合が例として示されているが、その他、ｎ並列ｍ直列（ｎ，ｍは整数）のように、どのような接続方法でもよい。
【００７８】
スイッチ部３０４は、充電制御スイッチ３０２ａ及びダイオード３０２ｂ、ならびに放電制御スイッチ３０３ａ及びダイオード３０３ｂを備え、制御部３１０によって制御される。ダイオード３０２ｂは、正極端子３２１から組電池３０１の方向に流れる充電電流に対して逆方向で、負極リード３２２から組電池３０１の方向に流れる放電電流に対して順方向の極性を有する。ダイオード３０３ｂは、充電電流に対して順方向で、放電電流に対して逆方向の極性を有する。尚、例では＋側にスイッチ部３０４を設けているが、−側に設けても良い。
【００７９】
充電制御スイッチ３０２ａは、電池電圧が過充電検出電圧となった場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に充電電流が流れないように充放電制御部によって制御される。充電制御スイッチ３０２ａのＯＦＦ後は、ダイオード３０２ｂを介することによって放電のみが可能となる。また、充電時に大電流が流れた場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に流れる充電電流を遮断するように、制御部３１０によって制御される。
【００８０】
放電制御スイッチ３０３ａは、電池電圧が過放電検出電圧となった場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に放電電流が流れないように制御部３１０によって制御される。放電制御スイッチ３０３ａのＯＦＦ後は、ダイオード３０３ｂを介することによって充電のみが可能となる。また、放電時に大電流が流れた場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に流れる放電電流を遮断するように、制御部３１０によって制御される。
【００８１】
温度検出素子３０８は例えばサーミスタであり、組電池３０１の近傍に設けられ、組電池３０１の温度を測定して測定温度を制御部３１０に供給する。電圧検出部３１１は、組電池３０１及びそれを構成する各二次電池３０１ａの電圧を測定し、この測定電圧をＡ／Ｄ変換して、制御部３１０に供給する。電流測定部３１３は、電流検出抵抗３０７を用いて電流を測定し、この測定電流を制御部３１０に供給する。
【００８２】
スイッチ制御部３１４は、電圧検出部３１１及び電流測定部３１３から入力された電圧及び電流を基に、スイッチ部３０４の充電制御スイッチ３０２ａ及び放電制御スイッチ３０３ａを制御する。スイッチ制御部３１４は、二次電池３０１ａのいずれかの電圧が過充電検出電圧もしくは過放電検出電圧以下になったとき、また、大電流が急激に流れたときに、スイッチ部３０４に制御信号を送ることにより、過充電及び過放電、過電流充放電を防止する。
【００８３】
ここで、例えば、二次電池がリチウムイオン二次電池の場合、過充電検出電圧が例えば４．２０Ｖ±０．０５Ｖと定められ、過放電検出電圧が例えば２．４Ｖ±０．１Ｖと定められる。
【００８４】
充放電スイッチは、例えばＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチを使用できる。この場合ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードがダイオード３０２ｂ及び３０３ｂとして機能する。充放電スイッチとして、Ｐチャンネル型ＦＥＴを使用した場合は、スイッチ制御部３１４は、充電制御スイッチ３０２ａ及び放電制御スイッチ３０３ａのそれぞれのゲートに対して、制御信号ＤＯ及びＣＯをそれぞれ供給する。充電制御スイッチ３０２ａ及び放電制御スイッチ３０３ａはＰチャンネル型である場合、ソース電位より所定値以上低いゲート電位によってＯＮする。すなわち、通常の充電及び放電動作では、制御信号ＣＯ及びＤＯをローレベルとし、充電制御スイッチ３０２ａ及び放電制御スイッチ３０３ａをＯＮ状態とする。
【００８５】
そして、例えば過充電もしくは過放電の際には、制御信号ＣＯ及びＤＯをハイレベルとし、充電制御スイッチ３０２ａ及び放電制御スイッチ３０３ａをＯＦＦ状態とする。
【００８６】
メモリ３１７は、ＲＡＭやＲＯＭからなり、例えば不揮発性メモリであるＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）などからなる。メモリ３１７では、制御部３１０で演算された数値や、製造工程の段階で測定された各二次電池３０１ａの初期状態における電池の内部抵抗値などが予め記憶され、また適宜、書き換えも可能である。また、二次電池３０１ａの満充電容量を記憶させておくことで、制御部３１０とともに例えば残容量を算出することができる。
【００８７】
温度検出部３１８では、温度検出素子３０８を用いて温度を測定し、異常発熱時に充放電制御を行ったり、残容量の算出における補正を行う。
【００８８】
上述した急劣化検出装置の機能は、制御部３１０に含まれる。急劣化通知器の機能は、電池パック内部又は電池パック外部に設けられる。急劣化検出装置は、組電池３０１の劣化を検出するようになされる。
【００８９】
「蓄電システム」
本技術の第１の実施の形態に係る蓄電システムについて説明する。図１６は蓄電システムの構成の一例を示す。この蓄電システム８１は、蓄電モジュール８２と、コントローラ８３とを含む構成を有する。蓄電モジュール８２とコントローラ８３との間で電力の伝送及び通信がなされる。図１６では一つの蓄電モジュールのみを図示しているが、複数の蓄電モジュールを接続して、各蓄電モジュールをコントローラに接続してもよい。
【００９０】
コントローラ８３は、電力ケーブル及び通信用のバスを介して、充電装置（充電電源）８４又は負荷８５に対して接続される。蓄電モジュール８２を充電する際には、コントローラ８３は充電装置８４に接続される。充電装置８４は、ＤＣ（Direct Current）−ＤＣコンバータ等を有し、少なくとも、充電電圧及び充電電流制御部８４ａを有する。充電電圧及び充電電流制御部８４ａは、例えば、コントローラ８３（メインマイクロコントロールユニット４０）の制御に応じて充電電圧及び充電電流を所定の値に設定する。
【００９１】
蓄電モジュール８２を放電する際には、コントローラ８３は負荷８５に接続される。コントローラ８３を介して、負荷８５に対して蓄電モジュール８２の電力が供給される。コントローラ８３に接続される負荷８５は、電気自動車におけるモータ系のインバータ回路や、家庭用の電力システム等である。
【００９２】
負荷８５は、少なくとも、放電電流制御部８５ａを有する。放電電流制御部８５ａは、例えば、コントローラ８３のメインマイクロコントロールユニット４０の制御に応じて放電電流を所定の値に設定する。例えば、負荷８５は、負荷抵抗を可変することにより蓄電モジュール８２を流れる放電電流（負荷電流）の大きさを適切に制御する。
【００９３】
蓄電モジュール８２の構成の一例について説明する。蓄電モジュール８２を構成する各部は、例えば、所定の形状の外装ケースに収納される。外装ケースは、高い伝導率及び輻射率を有する材料を用いることが望ましい。高い伝導率及び輻射率を有する材料を用いることにより、外装ケースにおける優れた放熱性を得ることができる。優れた放熱性を得ることで、外装ケース内の温度上昇を抑制できる。さらに、外装ケースの開口部を最小限又は、廃止することができ、高い防塵防滴性を実現できる。外装ケースは、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金、銅、銅合金等の材料が使用される。
【００９４】
蓄電モジュール８２は、例えば、正極端子２１、負極端子２２、蓄電部である蓄電ブロックＢＬ、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）、電圧マルチプレクサ２３、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）２４、温度測定部２５、温度マルチプレクサ２６、監視部２７、温度測定部２８、電流検出抵抗２９、電流検出アンプ３０、ＡＤＣ３１、サブマイクロコントロールユニット３５及び記憶部３６を含む構成とされる。蓄電モジュール８２に対して、例示した構成と異なる構成が追加されてもよい。例えば、蓄電ブロックＢＬの電圧から蓄電モジュール８２の各部を動作させるための電圧を生成するレギュレータが追加されてもよい。
【００９５】
蓄電ブロックＢＬは、サブモジュールＳＭＯが１又は複数、接続されてなる。一例として、１６個のサブモジュールＳＭＯ１、サブモジュールＳＭＯ２、サブモジュールＳＭＯ３、サブモジュールＳＭＯ４・・・及びサブモジュールＳＭＯ１６が直列に接続されることにより蓄電ブロックＢＬが構成される。なお、個々のサブモジュールを区別する必要がない場合は、サブモジュールＳＭＯと適宜、称する。
【００９６】
複数の蓄電池（セル）が接続されることにより、サブモジュールＳＭＯが形成される。サブモジュールＳＭＯは、例えば、８個のセルが並列に接続された組電池を含む構成を有する。例えば、セルとして後述のリチウムイオン二次電池を用いた場合、このサブモジュールＳＭＯの容量は、例えば、２４Ａｈ程度となり、電圧は、例えば、セルの電圧と略同じ３．０Ｖ程度となる。
【００９７】
複数のサブモジュールＳＭＯが接続されることにより、蓄電ブロックＢＬが形成される。蓄電ブロックＢＬは、例えば、１６個のサブモジュールＳＭＯが直列に接続された構成を有する。この場合の容量は、２４Ａｈ程度となり、電圧は、４８Ｖ（３．０Ｖ×１６）程度となる。なお、サブモジュールＳＭＯを構成するセルの個数及びセルの接続の態様は、適宜、変更することができる。さらに、蓄電ブロックＢＬを構成するサブモジュールＳＭＯの個数及びサブモジュールＳＭＯの接続の態様は、適宜、変更することができる。なお、蓄電ブロックＢＬ単位で放電及び充電が行われてもよく、サブモジュール単位やセル単位で放電及び充電が行われてもよい。
【００９８】
サブモジュールＳＭＯ１の正極側が蓄電モジュール８２の正極端子２１に接続される。サブモジュールＳＭＯ１６の負極側が蓄電モジュール８２の負極端子２２に接続される。正極端子２１は、コントローラ８３の正極端子に接続される。負極端子２２は、コントローラ８３の負極端子に接続される。
【００９９】
１６個のサブモジュールＳＭＯの構成に対応して、１６個のＦＥＴ（ＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ３、ＦＥＴ４・・・ＦＥＴ１６）がサブモジュールＳＭＯの端子間に設けられる。ＦＥＴは、例えば、パッシブ方式のセルバランス制御を行うためものである。
【０１００】
ＦＥＴにより行われるセルバランス制御の概要について説明する。例えば、サブモジュールＳＭＯ２の劣化が他のサブモジュールＳＭＯより進行し、サブモジュールＳＭＯ２の内部インピーダンスが増加したとする。この状態で蓄電モジュール８２に対する充電を行うと、内部インピーダンスの増加により、サブモジュールＳＭＯ２が正常な電圧まで充電されない。このため、サブモジュールＳＭＯ間の電圧のバランスにばらつきが生じる。
【０１０１】
サブモジュールＳＭＯ間の電圧のバランスのばらつきを解消するために、ＦＥＴ２以外のＦＥＴをオンし、サブモジュールＳＭＯ２以外のサブモジュールＳＭＯを所定の電圧値まで放電させる。放電後にＦＥＴをオフする。放電後は、各サブモジュールＳＭＯの電圧は、例えば、所定値（例えば、３．０ＶとなりサブモジュールＳＭＯ間のバランスがとれる。なお、セルバランス制御の方式はパッシブ方式に限らず、いわゆるアクティブ方式や他の公知の方式を適用できる。
【０１０２】
サブモジュールＳＭＯの端子間の電圧が電圧検出部（図示は省略している）により検出される。サブモジュールＳＭＯの端子間の電圧は例えば、充電中及び放電中を問わず、検出される。蓄電モジュール８２の放電時に、例えば２５０ｍｓ（ミリ秒）の周期でもって、各サブモジュールＳＭＯの電圧が電圧検出部により検出される。
【０１０３】
電圧検出部によって検出された各サブモジュールＳＭＯの電圧（アナログの電圧データ）が電圧マルチプレクサ（ＭＵＸ（Multiplexer））２３に供給される。この例では、１６のサブモジュールＳＭＯにより蓄電ブロックが構成されることから、１６のアナログ電圧データが電圧マルチプレクサ２３に供給されることになる。
【０１０４】
電圧マルチプレクサ２３は、例えば、所定の周期でもってチャネルを切り換え、１６のアナログ電圧データ中から一のアナログ電圧データを選択する。電圧マルチプレクサ２３によって選択された一のアナログ電圧データが、ＡＤＣ２４に供給される。そして、電圧マルチプレクサ２３は、チャネルを切り換え、次のアナログ電圧データをＡＤＣ２４に供給する。すなわち、所定の周期でもって、１６のアナログ電圧データが電圧マルチプレクサ２３からＡＤＣ２４に供給される。
【０１０５】
なお、電圧マルチプレクサ２３におけるチャネルの切り換えは、蓄電モジュール８２のサブマイクロコントロールユニット３５又はコントローラ８３のメインマイクロコントロールユニット４０による制御に応じて行われる。
【０１０６】
温度測定部２５は、各サブモジュールＳＭＯの温度を検出する。温度測定部２５は、サーミスタ等の温度を検出する素子からなる。サブモジュールＳＭＯの温度は、例えば、充電中及び放電中を問わず、所定の周期でもって検出される。サブモジュールＳＭＯの温度と、当該サブモジュールＳＭＯを構成するセルの温度は大きく相違しないため、一実施形態では、サブモジュールＳＭＯの温度を測定するようにしている。８本のセルの個々の温度を測定してもよく、８本のセルの温度の平均値をサブモジュールＳＭＯの温度としてもよい。
【０１０７】
温度測定部２５によって検出された各サブモジュールＳＭＯの温度を示すアナログ温度データが、温度マルチプレクサ（ＭＵＸ）２６に供給される。この例では、１６個のサブモジュールＳＭＯにより蓄電ブロックＢＬが構成されることから、１６のアナログ温度データが温度マルチプレクサ２６に供給されることになる。
【０１０８】
温度マルチプレクサ２６は、例えば、所定の周期でもってチャネルを切り替え、１６のアナログ温度データから一のアナログ温度データを選択する。温度マルチプレクサ２６によって選択された一のアナログ温度データが、ＡＤＣ２４に供給される。そして、温度マルチプレクサ２６は、チャネルを切り換え、次のアナログ温度データをＡＤＣ２４に供給する。すなわち、所定の周期でもって、１６のアナログ温度データが温度マルチプレクサ２６からＡＤＣ２４に供給される。
【０１０９】
なお、温度マルチプレクサ２６におけるチャネルの切り換えは、蓄電モジュール８２のサブマイクロコントロールユニット３５又はコントローラ８３のメインマイクロコントロールユニット４０による制御に応じて行われる。
【０１１０】
ＡＤＣ２４は、電圧マルチプレクサ２３から供給されるアナログ電圧データをデジタル電圧データに変換する。ＡＤＣ２４は、アナログ電圧データを、例えば、１４〜１８ビットのデジタル電圧データに変換する。ＡＤＣ２４における変換方式には、逐次比較方式やΔΣ（デルタシグマ）方式等、種々の方式を適用できる。
【０１１１】
ＡＤＣ２４は、例えば、入力端子と、出力端子と、制御信号が入力される制御信号入力端子と、クロックパルスが入力されるクロックパルス入力端子とを備える（なお、これらの端子の図示は省略している）。入力端子には、アナログ電圧データが入力される。出力端子からは、変換後のデジタル電圧データが出力される。
【０１１２】
制御信号入力端子には、例えば、コントローラ８３から供給される制御信号（制御コマンド）が入力される。制御信号は、例えば、電圧マルチプレクサ２３から供給されるアナログ電圧データの取得を指示する取得指示信号である。取得指示信号が入力されると、ＡＤＣ２４によってアナログ電圧データが取得され、取得されたアナログ電圧データがデジタル電圧データに変換される。そして、クロックパルス入力端子に入力される同期用のクロックパルスに応じて、デジタル電圧データが出力端子を介して出力される。出力されたデジタル電圧データが監視部２７に供給される。
【０１１３】
さらに、制御信号入力端子には、温度マルチプレクサ２６から供給されるアナログ温度データの取得を指示する取得指示信号が入力される。取得指示信号に応じて、ＡＤＣ２４はアナログ温度データを取得する。取得されたアナログ温度データが、ＡＤＣ２４によってデジタル温度データに変換される。アナログ温度データが、例えば１４〜１８ビットのデジタル温度データに変換される。変換されたデジタル温度データが出力端子を介して出力され、出力されたデジタル温度データが監視部２７に供給される。なお、電圧データ及び温度データのそれぞれを処理するＡＤＣが別個に設けられる構成としてもよい。ＡＤＣ２４の機能ブロックが、電圧や温度を所定値と比較するコンパレータの機能を有するようにしてもよい。
【０１１４】
ＡＤＣ２４から監視部２７に対して、例えば、１６のデジタル電圧データや１６のデジタル温度データが時分割多重されて送信される。送信データのヘッダにサブモジュールＳＭＯを識別する識別子を記述し、どのサブモジュールＳＭＯの電圧や温度であるかを示すようにしてもよい。なお、この例では、所定の周期でもって得られ、ＡＤＣ２４によりデジタルデータへと変換された各サブモジュールＳＭＯのデジタル電圧データが、電圧情報に対応する。アナログ電圧データが電圧情報とされてもよく、補正処理等がなされたデジタル電圧データが電圧情報とされてもよい。
【０１１５】
温度測定部２８は、蓄電モジュール８２全体の温度を測定する。温度測定部２８により蓄電モジュール８２の外装ケース内の温度が測定される。温度測定部２８により測定されたアナログ温度データが温度マルチプレクサ２６に供給され、温度マルチプレクサ２６からＡＤＣ２４に供給される。そして、アナログ温度データがＡＤＣ２４によりデジタル温度データに変換される。デジタル温度データがＡＤＣ２４から監視部２７に供給される。
【０１１６】
蓄電モジュール８２は、蓄電モジュール８２の電流経路に流れる電流（負荷電流）の値を検出する電流検出部を有する。電流検出部は、１６個のサブモジュールＳＭＯに流れる電流値を検出する。電流検出部は、例えば、サブモジュールＳＭＯ１６の負極側と負極端子２２との間に接続される電流検出抵抗２９と、電流検出抵抗２９の両端に接続される電流検出アンプ３０とから構成される。電流検出抵抗２９によって、アナログ電流データが検出される。アナログ電流データは、例えば、充電中及び放電中を問わず、所定の周期でもって検出される。
【０１１７】
検出されたアナログ電流データが電流検出アンプ３０に供給される。アナログ電流データが電流検出アンプ３０により増幅される。電流検出アンプ３０のゲインは、例えば、５０〜１００倍程度に設定される。増幅されたアナログ電流データがＡＤＣ３１に供給される。
【０１１８】
ＡＤＣ３１は、電流検出アンプ３０から供給されるアナログ電流データをデジタル電流データに変換する。ＡＤＣ３１によって、アナログ電流データが、例えば１４〜１８ビットのデジタル電流データに変換される。ＡＤＣ３１における変換方式には、逐次比較方式やΔΣ（デルタシグマ）方式等、種々の方式を適用できる。
【０１１９】
ＡＤＣ３１は、例えば、入力端子と、出力端子と、制御信号が入力される制御信号入力端子と、クロックパルスが入力されるクロックパルス入力端子とを備える（これらの端子の図示は省略している）。入力端子には、アナログ電流データが入力される。出力端子からは、デジタル電流データが出力される。
【０１２０】
ＡＤＣ３１の制御信号入力端子には、例えば、コントローラ８３から供給される制御信号（制御コマンド）が入力される。制御信号は、例えば、電流検出アンプ３０から供給されるアナログ電流データの取得を指示する取得指示信号である。取得指示信号が入力されると、ＡＤＣ３１によってアナログ電流データが取得され、取得されたアナログ電流データがデジタル電流データに変換される。そして、クロックパルス入力端子に入力される同期用のクロックパルスに応じて、デジタル電流データが出力端子から出力される。出力されたデジタル電流データが監視部２７に供給される。このデジタル電流データが電流情報の一例とされる。なお、ＡＤＣ２４及びＡＤＣ３１が同一のＡＤＣとして構成されてもよい。
【０１２１】
監視部２７は、ＡＤＣ２４から供給されるデジタル電圧データ及びデジタル温度データを監視し、サブモジュールＳＭＯの異常の有無を監視する。例えば、デジタル電圧データにより示される電圧が過充電の目安となる電圧付近、もしくは、過放電の目安となる電圧付近である場合には、異常がある、又は異常が生じるおそれがあることを示す異常通知信号を生成する。さらに、監視部２７は、サブモジュールＳＭＯの温度もしくは蓄電モジュール８２全体の温度が閾値より大きい場合も同様に、異常通知信号を生成する。
【０１２２】
さらに、監視部２７は、ＡＤＣ３１から供給されるデジタル電流データを監視する。デジタル電流データにより示される電流値が閾値より大きい場合に、監視部２７は、異常通知信号を生成する。監視部２７により生成された異常通知信号は、監視部２７が有する通信機能によりサブマイクロコントロールユニット３５に対して送信される。
【０１２３】
監視部２７は、上述した異常の有無を監視するとともに、ＡＤＣ２４から供給される１６のサブモジュールＳＭＯ毎のデジタル電圧データ及びＡＤＣ３１から供給されるデジタル電流データを、サブマイクロコントロールユニット３５に送信する。サブモジュールＳＭＯ毎のデジタル電圧データ及びデジタル電流データが監視部２７を介さずにサブマイクロコントロールユニット３５に直接、供給されてもよい。送信されるサブモジュールＳＭＯ毎のデジタル電圧データ及びデジタル電流データがサブマイクロコントロールユニット３５に入力される。さらに、ＡＤＣ２４から供給されるデジタル温度データが、監視部２７からサブマイクロコントロールユニット３５に供給される。
【０１２４】
サブマイクロコントロールユニット３５は、通信機能を有するＣＰＵ（Central Processing Unit）等により構成され、蓄電モジュール８２の各部を制御する。サブマイクロコントロールユニット３５は、例えば、監視部２７から異常通知信号が供給されると、通信機能を使用してコントローラ８３のメインマイクロコントロールユニット４０に異常を通知する。この通知に応じて、メインマイクロコントロールユニット４０は充電又は放電を停止する等の処理を適宜、実行する。なお、サブマイクロコントロールユニット及びメインマイクロコントロールユニットにおけるサブ、メインとの表記は説明の便宜上のためのものであり、特別の意味を有するものではない。
【０１２５】
サブマイクロコントロールユニット３５とメインマイクロコントロールユニット４０との間で、シリアル通信の規格であるＩ２ＣやＳＭＢｕｓ（System Management Bus）、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）、ＣＡＮ等の規格に準じた双方向の通信が行われる。通信は、有線でもよく無線でもよい。
【０１２６】
監視部２７からサブマイクロコントロールユニット３５に対して、デジタル電圧データが入力される。例えば、蓄電モジュール８２の放電時におけるサブモジュールＳＭＯ毎のデジタル電圧データがサブマイクロコントロールユニット３５に入力される。
【０１２７】
さらに、蓄電モジュール８２に負荷が接続されたときの負荷電流の大きさ（デジタル電流データ）が監視部２７からサブマイクロコントロールユニット３５に入力される。サブモジュールＳＭＯ毎の温度や蓄電モジュール８２内の温度を示すデジタル温度データがサブマイクロコントロールユニット３５に入力される。
【０１２８】
サブマイクロコントロールユニット３５は、入力されるサブモジュールＳＭＯ毎のデジタル電圧データやサブモジュールＳＭＯ毎の温度を示すデジタル温度データ、デジタル電流データ等をメインマイクロコントロールユニット４０に対して送信する。
【０１２９】
記憶部３６は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等からなる。記憶部３６には、例えば、サブマイクロコントロールユニット３５によって実行されるプログラムが格納される。記憶部３６は、さらに、サブマイクロコントロールユニット３５が処理を実行する際のワークエリアとして使用される。
【０１３０】
記憶部３６には、蓄電モジュール８２に関する履歴情報が記憶される。履歴情報は、例えば、充電レートや充電時間、充電回数等の充電条件、放電レートや放電時間、放電回数の放電条件、温度の情報等を含む。これらの情報は蓄電ブロックＢＬ、サブモジュールＳＭＯ及び蓄電池のそれぞれの単位で記録するようにしてもよい。サブマイクロコントロールユニット３５が、履歴情報を参照した処理を行うようにしてもよい。
【０１３１】
（コントローラの構成）
コントローラ８３の構成の一例について説明する。コントローラ８３は、１又は複数の蓄電モジュール８２に対して、充電や放電の管理を行うものである。具体的には、蓄電モジュール８２の充電の開始及び停止、蓄電モジュール８２の放電の開始及び停止、充電レート及び放電レートの設定等を行う。コントローラ８３は、例えば、蓄電モジュール８２と同様に外装ケースを有する構成とされる。さらに、コントローラ８３の機能として、本技術による急劣化検出機能が組み込まれる。なお、サブマイクロコントロールユニット３５が急劣化検出機能を持つようにしてもよい。
【０１３２】
コントローラ８３は、メインマイクロコントロールユニット４０、正極端子４１、負極端子４２、正極端子４３、負極端子４４、充電制御部４５、放電制御部４６、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２を含む構成を有する。スイッチＳＷ１は、端子５０ａ又は端子５０ｂに接続される。スイッチＳＷ２は、端子５１ａ又は端子５１ｂに接続される。
【０１３３】
正極端子４１は、蓄電モジュール８２の正極端子２１に接続される。負極端子４２は、蓄電モジュール８２の負極端子２２に接続される。正極端子４３及び負極端子４４は、コントローラ８３に接続される充電装置８４又は負荷８５に接続される。
【０１３４】
メインマイクロコントロールユニット４０は、例えば、通信機能を有するＣＰＵにより構成され、コントローラ８３の各部を制御する。メインマイクロコントロールユニット４０は、蓄電モジュール８２のサブマイクロコントロールユニット３５から送信される異常通知信号に応じて、充電及び放電を制御する。異常通知信号により例えば、過充電のおそれが通知される場合には、メインマイクロコントロールユニット４０は、少なくとも充電制御部４５のスイッチング素子をオフし、充電を停止する。異常通知信号により例えば、過放電のおそれが通知される場合には、メインマイクロコントロールユニット４０は、少なくとも放電制御部４６のスイッチング素子をオフし、放電を停止する。
【０１３５】
アラーム信号により例えば、サブモジュールＳＭＯの劣化が有る旨が通知される場合には、メインマイクロコントロールユニット４０は、充電制御部４５及び放電制御部４６のスイッチング素子をオフし、蓄電モジュール８２の使用を中止する。蓄電モジュール８２が例えば、バックアップ用の電源として使用される場合には、直ぐに蓄電モジュール８２の使用を中止せず、適切なタイミングで蓄電モジュール８２の使用を中止する。
【０１３６】
メインマイクロコントロールユニット４０は、蓄電モジュール８２の充電及び放電の管理を行うほか、サブマイクロコントロールユニット３５から送信されるサブモジュールＳＭＯの電圧や温度、サイクル数等の履歴情報を参照して後述の充放電方法を実行するように制御する。なお、以下に説明するメインマイクロコントロールユニット４０の機能の一部をサブマイクロコントロールユニット３５が有する構成としてもよい。
【０１３７】
メインマイクロコントロールユニット４０は、充電装置８４や負荷８５が有するＣＰＵ等と通信を行うことができる。メインマイクロコントロールユニット４０は、蓄電モジュール８２に対する充電電圧及び充電レート（充電電流の大きさ）を設定し、設定した充電電圧及び充電レートを充電装置８４に送信する。充電電圧及び充電電流制御部８４ａは、メインマイクロコントロールユニット４０から送信される充電電圧及び充電レートにしたがって、充電電圧及び充電電流を適切に設定する。
【０１３８】
メインマイクロコントロールユニット４０は、蓄電モジュール８２の放電の放電レート（放電電流の大きさ）を設定し、設定した放電レートを負荷８５に送信する。負荷８５の放電電流制御部８５ａは、メインマイクロコントロールユニット４０から送信される放電レートに応じた放電電流となるように、負荷を適切に設定する。
【０１３９】
充電制御部４５は、充電制御スイッチ４５ａと、充電制御スイッチ４５ａと並列に放電電流に対して順方向に接続されるダイオード４５ｂとからなる。放電制御部４６は、放電制御スイッチ４６ａと、放電制御スイッチ４６ａと並列に充電電流に対して順方向に接続されるダイオード４６ｂとからなる。充電制御スイッチ４５ａ及び放電制御スイッチ４６ａとしては、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）を使用することができる。なお、充電制御部４５及び放電制御部４６が、負の電源ラインに挿入されても良い。
【０１４０】
記憶部４７は、ＲＯＭやＲＡＭ等からなる。記憶部４７には、例えば、メインマイクロコントロールユニット４０によって実行されるプログラムが格納される。記憶部４７は、メインマイクロコントロールユニット４０が処理を実行する際のワークエリアとして使用される。記憶部４７に上述の履歴情報が記憶されるようにしてもよい。
【０１４１】
正極端子４３に接続される正の電源ラインにスイッチＳＷ１が接続される。蓄電モジュール８２の充電の際は、スイッチＳＷ１が端子５０ａに接続され、蓄電モジュール８２の放電の際は、スイッチＳＷ１が端子５０ｂに接続される。
【０１４２】
負極端子４４に接続される負の電源ラインにスイッチＳＷ２が接続される。蓄電モジュール８２の充電の際は、スイッチＳＷ２が端子５１ａに接続され、蓄電モジュール８２の放電の際は、スイッチＳＷ２が端子５１ｂに接続される。スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２の切り換えは、メインマイクロコントロールユニット４０により制御される。
【０１４３】
「住宅用の電力貯蔵装置」
本技術を住宅用の電力貯蔵装置に適用した例について、図１７を参照して説明する。例えば住宅１０１用の電力貯蔵装置１００においては、火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃ等の集中型電力系統１０２から電力網１０９、情報網１１２、スマートメータ１０７、パワーハブ１０８等を介し、電力が蓄電装置１０３に供給される。これと共に、家庭内発電装置１０４等の独立電源から電力が蓄電装置１０３に供給される。蓄電装置１０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置１０３を使用して、住宅１０１で使用する電力が給電される。住宅１０１に限らずビルに関しても同様の電力貯蔵装置を使用できる。蓄電装置１０３は、複数の蓄電モジュールを並列接続したものである。
【０１４４】
住宅１０１には、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、蓄電装置１０３、各装置を制御する制御装置１１０、スマートメータ１０７、各種情報を取得するセンサ１１１が設けられている。各装置は、電力網１０９及び情報網１１２によって接続されている。家庭内発電装置１０４として、太陽電池、燃料電池等が利用され、発電した電力が電力消費装置１０５及び／又は蓄電装置１０３に供給される。電力消費装置１０５は、冷蔵庫１０５ａ、空調装置（エアコン）１０５ｂ、テレビジョン受信機（テレビ）１０５ｃ、風呂（バス）１０５ｄ等である。さらに、電力消費装置１０５には、電動車両１０６が含まれる。電動車両１０６は、電気自動車１０６ａ、ハイブリッドカー１０６ｂ、電気バイク１０６ｃである。
【０１４５】
蓄電装置１０３は、二次電池、又はキャパシタから構成されている。例えば、リチウムイオン二次電池によって構成されている。蓄電装置１０３として、複数の蓄電モジュールを使用することができる。リチウムイオン二次電池は、定置型であっても、電動車両１０６で使用されるものでも良い。スマートメータ１０７は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網１０９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つ又は複数を組み合わせても良い。
【０１４６】
各種のセンサ１１１は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサ等である。各種センサ１１１により取得された情報は、制御装置１１０に送信される。センサ１１１からの情報によって、気象の状態、人の状態等が把握されて電力消費装置１０５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置１１０は、住宅１０１に関する情報を、インターネットを介して外部の電力会社等に送信することができる。
【０１４７】
パワーハブ１０８によって、電力線の分岐、直流交流変換等の処理がなされる。制御装置１１０と接続される情報網１１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver-Transmitter：非同期シリアル通信用送受信回路）等の通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の無線通信規格によるセンサネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ（Personal Area Network）又はＷ（Wireless）ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。
【０１４８】
制御装置１１０は、外部のサーバ１１３と接続されている。このサーバ１１３は、住宅１０１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていても良い。サーバ１１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信しても良いが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機等）から送受信しても良い。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等に、表示されても良い。
【０１４９】
各部を制御する制御装置１１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等で構成され、この例では、蓄電装置１０３に格納されている。制御装置１１０の機能として、例えば、監視部２７等の機能やコントローラ８３等の機能を適用できる。制御装置１１０は、蓄電装置１０３、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、各種センサ１１１、サーバ１１３と情報網１１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能等を備えていても良い。
【０１５０】
以上のように、電力が火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃ等の集中型電力系統１０２のみならず、家庭内発電装置１０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置１０３に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置１０４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、又は、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置１０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置１０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置１０３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。
【０１５１】
なお、この例では、制御装置１１０が蓄電装置１０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ１０７内に格納されても良いし、単独で構成されていても良い。さらに、電力貯蔵装置１００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。
【０１５２】
＜３．変形例＞
以上、本技術の実施の形態について具体的に説明したが、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
また、上述の実施の形態の構成、方法、工程、形状、材料及び数値などは、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
たとえば、上述の実施の形態及び実施例において挙げた数値、構造、形状、材料、原料、製造プロセス等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、形状、材料、原料、製造プロセス等を用いてもよい。
また、上述の実施の形態及び実施例の構成、方法、工程、形状、材料及び数値等は、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
【０１５３】
なお、本技術は、以下のような構成も取ることができる。
（１）
二次電池の満充電容量又は容量維持率、並びに経時間を入力とし、満充電容量又は容量維持率の変化量を算出する容量変化量算出部と、
前記容量変化量算出部により算出された変化量を閾値判定に基づいて劣化を判定する急劣化判定部と
を備える電池パック。
（２）
前記容量変化量算出部により算出される満充電容量又は容量維持率の変化量は、線形回帰解析によって算出される（１）に記載の電池パック。
（３）
前記急劣化判定部により判定された急劣化を通知するようにした（１）又は（２）に記載の電池パック。
（４）
二次電池の容量維持率を閾値に基づいて判定し、前記容量維持率が閾値より小の場合を劣化判定の対象とする（１）に記載の電池パック。
（５）
劣化予測式による予測値と二次電池の満充電容量又は容量維持率の差分値を閾値に基づいて判定し、前記差分値が閾値より大の場合を劣化判定の対象とする（１）又は（３）に記載の電池パック。
（６）
（１）に記載の電池パックを有し、前記電池パックに接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
（７）
二次電池の満充電容量又は容量維持率、並びに経時間から満充電容量又は容量維持率の変化量を算出し、
算出された変化量を閾値判定に基づいて劣化を検出する
二次電池の劣化検出方法。
（８）
前記満充電容量又は容量維持率の変化量は、線形回帰解析によって算出される（７）に記載の二次電池の劣化検出方法。
【符号の説明】
【０１５４】
１・・・二次電池
２・・・電池容量計算器
３・・・維持率計算器
５，１５・・・維持率記憶器
６，１８・・・線形回帰解析器
７，１９・・・急劣化判定器
８，２０・・・急劣化通知器
１６・・・維持率閾値判定器
１７・・・維持率差分判定器
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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