(57)【要約】  本発明は、バッテリの使われ方に相当する値を劣化度の演算に反映させることにより、バッテリの劣化度を高い精度で推定できるようにしたものである。  バッテリの内部抵抗を検出する内部抵抗検出部（２１）と、バッテリの充放電によって発生する劣化（バッテリのサイクル劣化）又はバッテリの充放電に関わらず経時的に発生する劣化（バッテリの保存劣化）の少なくともいずれか一方の劣化を管理する劣化管理部（３０）と、内部抵抗の増加率に基づきバッテリの劣化度を推定劣化度として推定する劣化度推定部（４０）とを備え、劣化度推定部（４０）は、劣化管理部がサイクル劣化を管理する場合には、サイクル劣化の影響が大きいほど推定劣化度を小さくし、劣化管理部が保存劣化を管理する場合には、保存劣化の影響が大きいほど推定劣化度を大きくする。
2017033311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリの内部抵抗を検出する内部抵抗検出部と、  前記バッテリのサイクル劣化又は前記バッテリの保存劣化の少なくともいずれか一方の劣化を管理する劣化管理部と、  前記内部抵抗の増加率に基づき前記バッテリの劣化度を推定劣化度として推定する劣化度推定部とを備え、前記劣化度推定部は、  前記劣化管理部が前記サイクル劣化を管理する場合には、前記サイクル劣化が大きいほど、前記推定劣化度を小さくし、  前記劣化管理部が前記保存劣化を管理する場合には、前記保存劣化が大きいほど、前記推定劣化度を大きくする劣化度推定装置。
【請求項２】
前記劣化管理部は、前記バッテリの電流積算値を算出することで、前記サイクル劣化を管理する請求項１記載の劣化度推定装置。
【請求項３】
前記劣化度推定部は、  前記内部抵抗の増加率、前記電流積算値、及び、前記推定劣化度の対応関係を表すマップを記憶し、前記マップを参照して前記推定劣化度を推定する請求項２記載の劣化度推定装置。
【請求項４】
前記劣化度推定部は、前記電流積算値に基づき前記内部抵抗の増加率を補正する請求項２又は３記載の劣化度推定装置。
【請求項５】
前記劣化度推定部は、  前記内部抵抗の増加率に対応する前記バッテリの劣化度を基準劣化度として演算し、前記電流積算値に基づき前記基準劣化度を補正し、補正された前記基準劣化度を前記推定劣化度として推定する請求項２又は３記載の劣化度推定装置。
【請求項６】
前記劣化度推定部は、前記バッテリの温度に基づき前記推定劣化度を補正する請求項１〜５のいずれか一項に記載の劣化度推定装置。
【請求項７】
前記劣化度推定部は、前記バッテリの充電状態に基づき前記推定劣化度を補正する請求項１〜５のいずれか一項に記載の劣化度推定装置。
【請求項８】
バッテリの内部抵抗を検出し、  前記バッテリのサイクル劣化又は前記バッテリの保存劣化のいずれか一方の劣化を管理し、  前記内部抵抗の増加率に基づき前記バッテリの劣化度を推定劣化度として推定し、  前記サイクル劣化を管理する場合には、前記サイクル劣化が大きいほど、前記推定劣化度を小さくし、  前記保存劣化を管理する場合には、前記保存劣化が大きいほど、前記推定劣化度を大きくする劣化度推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、バッテリの劣化度を推定する劣化度推定装置及び劣化度推定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  リチウムイオン二次電池の劣化度を判定する方法として、二次電池の内部抵抗から電池の劣化度を検出する方法が知られている。電池の性質として、電池が劣化すると電池の内部抵抗が増加するため、電池の劣化度は内部抵抗から検出できる。まず、電池に流れる電流と電圧が検出され、所定の式から電池の内部抵抗が演算される。内部抵抗から劣化度を特定するためのテーブルが記憶されている。そして、記憶されたテーブルを用いて、劣化度が演算される（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２２８４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかしながら、上記の劣化度判定方法では、電池の内部抵抗だけを用いて電池の劣化度を判定しているため、劣化度の推定精度が低いという問題があった。【０００５】  本発明が解決しようとする課題は、推定精度の高い劣化度推定装置又は劣化度推定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明は、バッテリのサイクル劣化又はバッテリの保存劣化のいずれか一方の劣化を管理し、バッテリの内部抵抗の増加率に基づきバッテリの劣化度を推定劣化度として推定し、サイクル劣化を管理する場合には、サイクル劣化が大きいほど推定劣化度を小さくし、保存劣化を管理する場合には、保存劣化が大きいほど推定劣化度を大きくすることによって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】  本発明によれば、バッテリの内部抵抗が増加した場合に、バッテリの使われ方に相当する値を劣化度の演算に反映させているので、劣化度の推定精度が高まるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る劣化度推定装置のブロック図である。
【図２】図１のバッテリコントローラのブロック図である。
【図３】抵抗増加率、電流積算値の比率及び容量維持率の特性を示すグラフである。
【図４】本発明の他の実施形態に係る劣化度推定装置における、バッテリコントローラのブロック図である。
【図５】容量維持率及び劣化度の時間特性を示すグラフである。
【図６】バッテリ温度と劣化係数との関係を示した時間特性のグラフである。
【図７】ＳＯＣと劣化係数との関係を示した時間特性のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】  以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】《第１実施形態》  図１は、本発明の実施形態に係る劣化度推定装置のブロック図である。劣化度推定装置は、バッテリを有する車両等に設けられている。なお、劣化度推定装置は、車両に限らず、バッテリを備えた他の装置に設けられてもよい。
【００１１】  劣化度推定装置は、バッテリ１と、負荷２と、電流センサ３と、電圧センサ４と、バッテリコントローラ１０とを備えている。バッテリ１は、直列又は並列に接続された複数の二次電池により構成されている。二次電池は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等である。バッテリ１は、図示しない充電器に接続されている。
【００１２】  負荷２は、バッテリ１と配線により接続されている。負荷２は、バッテリ１の電力により駆動される。負荷２は、モータ等である。電流センサ３及び電圧センサ４は、バッテリの状態を検出し、バッテリ１に電気的に接続されている。電流センサ３は、バッテリ１の電流を検出する。電圧センサ４は、バッテリ１の電圧を検出する。電流センサ３及び電圧センサ４の検出値は、バッテリコントローラ１０に出力される。バッテリコントローラ１０は、バッテリ１の状態を管理する制御装置である。
【００１３】  次に、図２を用いて、バッテリコントローラ１０の構成を説明する。図２は、バッテリコントローラ１０のブロック図である。バッテリコントローラ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ等により構成されている。バッテリコントローラ１０は、バッテリ１の劣化度を推定するための機能ブロックとして、図２に示す制御ユニットを有している。バッテリコントローラ１０は、内部抵抗管理部２０と、劣化管理部３０と、劣化度推定部４０とを有している。
【００１４】  内部抵抗管理部２０は、電流センサ３の検出電流及び電圧センサ４の検出電圧に基づき、バッテリ１の内部抵抗を管理する。内部抵抗管理部２０は、内部抵抗検出部２１と、抵抗増加率算出部２２とを有している。
【００１５】  内部抵抗検出部２１は、電流センサ３の検出値及び電圧センサ４の検出値に基づき、バッテリ１の内部抵抗を検出（算出）する。抵抗増加率算出部２２は、内部抵抗の増加率を算出する。
【００１６】  劣化管理部３０は、バッテリ１のサイクル劣化を管理する。本実施形態において、劣化管理部３０は、バッテリ１の電流積算値を算出することで、サイクル劣化度を管理している。劣化管理部３０は、実電流積算値算出部３１と、時間管理部３２と、基準電流積算値算出部３３と、積算値比率算出部３４とを有している。
【００１７】  実電流積算値算出部３１は、電流センサ３の検出電流を積算することで、バッテリ１の電流積算値を算出する。時間管理部３２は、バッテリ１の使用開始時からの経過時間を管理している。基準電流積算値算出部３３は、時間管理部３２により管理されている経過時間に基づき、基準電流積算値を算出する。実電流積算値算出部３１により算出される電流積算値は、実際の放電電流の積算値である。一方、基準電流積算値算出部３３により算出される基準電流積算値は、経過時間と対応させた電流積算値であって、実際の放電電流の積算値ではない。
【００１８】  積算値比率算出部３４は、電流積算値の比率を演算する。比率は、基準電流積算値に対する実際の電流積算値である。
【００１９】  劣化度推定部４０は、バッテリ１の内部抵抗に基づきバッテリ１の劣化度を算出する。また、劣化度推定部４０は、積算値比率算出部３４により算出される電流積算の値比率の大きさに応じて、内部抵抗に対応する劣化度を補正する。これにより、劣化度推定部４０は、補正後の劣化度を、バッテリ１の最終的な劣化度して推定している。
【００２０】  次に、図２及び図３を参照しつつ、バッテリ１の劣化度の推定方法を説明する。図３は、抵抗増加率、電流積算値の比率及び容量維持率の対応関係を示すグラフである。なお、図２のブロック図のステップＳ１〜Ｓ７は、劣化度推定方法の制御フローを示している。
【００２１】  内部抵抗検出部２１は、電流センサ３と電圧センサ４を用いて、検出電流と検出電圧を取得し、取得した検出電流と検出電圧を電流値と電圧値のそれぞれを軸としたグラフ上にプロットすると共に、プロットした電流値及び電圧値の近似直線であるＩＶ特性を算出し、ＩＶ特性の傾きから内部抵抗を算出する（ステップＳ１）。なお、内部抵抗の算出方法は、ＩＶ特性の傾きから演算する方法に限らず、他の方法でもよい。例えば、電流値、電圧値、内部抵抗をパラメータに含む、予め記憶されている電池モデル式に電流センサ３で検出された電流値と電圧センサ４で検出された電圧値とを代入する事によって算出することができる。これらの内部抵抗の算出方法に関しては周知の技術であるのでここでは詳述しない。
【００２２】  抵抗増加率算出部２２は、内部抵抗の初期値（バッテリ１が新品時の内部抵抗値に相当し、予め記憶されている内部抵抗値）と、内部抵抗検出部２１により算出された内部抵抗との比を算出することで、抵抗増加率を算出する（ステップＳ２）。抵抗増加率は、内部抵抗の初期値に対する内部抵抗の算出値の比に相当する。すなわち抵抗増加率とは、内部抵抗の初期値に対する増加割合を意味する。内部抵抗の初期値は、抵抗増加率算出部２２に予め記憶した値でもよい。または、バッテリ１の使用開始時に、内部抵抗検出部２１により算出した値としてもよい。抵抗増加率算出部２２は、算出した抵抗増加率を劣化度推定部４０に出力する。
【００２３】  実電流積算値算出部３１は、電流センサ３の検出電流を積算することで、バッテリ１の実際の電流積算値を算出する（ステップＳ３）。電流積算値は、バッテリ１の放電電流の積算値である。また、電流積算値は、バッテリ１の使用開始時から現在までの電流積算値である。時間管理部３２は、実電流積算値算出部３１による電流積算値の算出タイミングと対応しつつ、バッテリ１の経過時間を管理している（ステップＳ４）。
【００２４】  基準電流積算値算出部３３は、経過時間と対応する電流積算値を、基準電流積算値として算出している（ステップＳ５）。基準電流積算値は、経過時間における電流積算値を予め設定した値である。基準電流積算値は、所定の環境下で、放電電流の積算値を評価した評価値として、予め設定される値である。経過時間が長いほど、基準電流積算値は大きくなる。例えば、所定の期間において、１Ｃ充電及び１Ｃ放電を所定回数繰り返した場合に、所定期間中の放電時間の積算値が、当該所定期間に対応する基準電流積算値となる。経過時間と基準電流積算値との対応関係は、マップ等により、予め基準電流積算値算出部３３に記憶されている。
【００２５】  積算値比率算出部３４は電流積算値の比率を算出する（ステップＳ６）。電流積算値の比率は、所定の経過時間における実際の電流積算値と、当該所定の経過時間に対応する基準電流積算値との比である。電流積算値の比率が高い場合には、実際の電流積算値が大きくなるため、保存劣化と比較して、サイクル劣化は大きくなる。一方、電流積算値の比率が低い場合には、予め評価していた電流積算値（基準電流積算値に相当）に対して、実際の電流積算値が小さくなるため、保存劣化と比較して、サイクル劣化は小さくなる。すなわち、電流積算値の比率が、経過時間におけるサイクル劣化の影響の割合を表している。なおここで、一般的に、保存劣化とはバッテリの充放電に関わらず経時的に発生する劣化であり、サイクル劣化とはバッテリの充放電によって発生する劣化を意味する。
【００２６】  ところで、バッテリ１の特性として、バッテリ１の劣化が進むにつれて、内部抵抗が増加する。そのため、内部抵抗の増加率から、バッテリ１の劣化度を算出することが可能である。バッテリ１の劣化度は保存劣化とサイクル劣化で表される。すなわち、バッテリ１の劣化には保存劣化とサイクル劣化とが含まれている。劣化度への影響でみたときに、バッテリ１の劣化度が同じ値（内部抵抗の増加率が同じ）であっても、保存劣化が劣化度に影響する割合と、サイクル劣化が劣化度に影響する割合は、バッテリの使い方によって異なる。
【００２７】  ここで、バッテリ１の使用開始時から所定期間が経過し、内部抵抗増加率が所定値に達したとする。内部抵抗増加率が当該所定値に達した時に、保存劣化よりもサイクル劣化の方がバッテリ１の劣化度に影響した場合には、バッテリ１の劣化速度が大きいため、使用開始時からの経過時間も短くなる。一方、内部抵抗増加率が当該所定値に達した時に、サイクル劣化よりも保存劣化の方がバッテリ１の劣化度に影響した場合には、バッテリ１の劣化速度は小さいため、使用開始時からの経過時間は長くなる。そして、長い時間をかけて、内部抵抗増加率が当該所定値に達した場合の方が、バッテリ１の劣化度は大きい。すなわち、同一の内部抵抗増加率であれば、サイクル劣化が大きいほどバッテリ１の劣化度は小さくなり、保存劣化が大きいほどバッテリ１の劣化度は大きくなる。劣化度推定部４０は、この特性を用いてバッテリ１の劣化度を推定している。
【００２８】  劣化度推定部４０は、抵抗増加率、電流積算値の比率及び容量維持率の対応関係をマップとして予め記憶している。図３に示すように、マップで表される対応関係は、抵抗増加率が大きいほど容量維持率は小さくなる。また、抵抗増加率を一定値にした場合に、電流積算値の比率が小さいほど、容量維持率は小さくなる。これは言い換えれば、バッテリの劣化度を一定値とおいた場合に、サイクル劣化の比率が小さいほど、すなわち保存劣化の比率が大きいほど容量維持率が小さくなると言える。更には、バッテリの劣化度を一定値とおいた場合に、サイクル劣化の比率が大きいほど、すなわち保存劣化の比率が小さいほど容量維持率が大きくなるとも言える。容量維持率は、バッテリ１の劣化度と逆数の関係にあり、容量維持率が高いほど劣化度は小さくなる。劣化度推定部４０は、マップを参照し、電流積算値の比率及び抵抗増加率に対応する容量維持率をバッテリ１の現在の容量維持率として推定する（ステップＳ７）。抵抗増加率が同一値である場合に、電流積算値の比率が大きいほどバッテリ１の劣化度が小さくなるように、劣化度推定部４０は、バッテリ１の現在の劣化度を推定する。これにより、劣化度推定部４０は、バッテリ１の内部抵抗に基づき算出した抵抗劣化度に対して、サイクル劣化が大きいほど抵抗劣化度が小さくなるように補正し、補正後の抵抗劣化度を、現在の劣化として推定する。
【００２９】  上記のように、本実施形態は、バッテリ１の内部抵抗を演算し、バッテリ１のサイクル劣化を管理し、バッテリ１の内部抵抗の増加率に基づきバッテリ１の劣化度を推定する。そして、サイクル劣化が大きいほど、バッテリ１の推定劣化度を小さくする。これにより、バッテリ１の劣化度の推定精度を高めることができる。
【００３０】  また本実施形態では、バッテリ１の電流積算値を算出することで、サイクル劣化を管理している。これにより、バッテリ１の使われ方を容易に把握することができる。
【００３１】  また本実施形態では、内部抵抗の増加率、電流積算値、及び劣化度の対応関係を表すマップを予め記憶し、当該マップを参照して劣化度を推定している。これにより、バッテリの使われ方に応じた劣化度の推移を、電池特性に応じて把握できるため、バッテリ１の劣化度の推定精度を高めることができる。
【００３２】  なお本実施形態の変形例として、劣化度推定部４０は、内部抵抗の増加率に対応する劣化度を算出し、算出した劣化度を電流積算値に基づき補正し、補正された劣化度を、バッテリ１の劣化度として推定してもよい。劣化度推定部４０には、内部抵抗の増加率と劣化度との対応関係を表すマップが予め記憶されている。劣化度推定部４０には、劣化度を補正するための補正係数が予め設定されている。補正係数は電流積算値に応じて変化する。補正係数の最大値は１．０に設定されており、電流積算値の比率が小さいほど、補正係数が小さくなる。そして、劣化度推定部４０は、マップから算出された劣化度に対して補正係数を乗ずることで、最終的な劣化度を推定する。これにより、バッテリ１の内部抵抗がある内部抵抗に達した場合に、サイクル劣化が大きいほど、推定される劣化度が小さくなる。なお、補正係数の設定値は１．０以外の値でもよく、劣化度を補正するための演算方法は、他の方法であってもよい。
【００３３】  また本実施形態の変形例として、劣化度推定部４０は、電流積算値に基づき内部抵抗の増加率を補正してもよい。劣化度推定部４０には、内部抵抗の増加率と劣化度との対応関係を表すマップが予め記憶されている。また劣化度推定部４０には、内部抵抗増加率を補正するための補正係数が予め設定されている。補正係数は電流積算値に応じて変化する。補正係数の最大値は１．０に設定されており、電流積算値の比率が小さいほど、補正係数が大きくなる。劣化度推定部４０は、内部抵抗の増加率に対して補正係数を乗ずることで、補正後の内部抵抗増加率を算出する。電流積算値の比率が小さいほど、補正後の内部抵抗増加率は大きくなる。そして、劣化度推定部４０は、マップを参照して、補正後の内部抵抗増加率に対応する劣化度を、最終的な劣化度として推定する。
【００３４】  また、本実施形態の変形例として、劣化度推定部４０は、バッテリ１の温度に基づき劣化度を補正してもよい。バッテリ１の劣化度は温度に対して依存性をもっており、バッテリ１の温度に応じて、劣化の進行具合も異なってくる。バッテリ１は、ある温度では劣化し易く、他の温度では劣化し難いという特性を持っている。劣化度推定部４０は、劣化と温度との関係を表す補正係数を記憶しており、上記のように推定された劣化度に対して補正係数を乗ずることで、温度に基づいて補正を行う。これにより、劣化度の推定精度を高めることができる。なお、劣化度の補正方法は、補正係数を乗ずる方法以外に、マップを用いた演算方法等でもよい。バッテリ１の温度は、バッテリ１に設けたセンサにより検出されればよい。
【００３５】  また、本実施形態の変形例として、劣化度推定部４０は、バッテリ１の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）に基づき劣化度を補正してもよい。バッテリ１の劣化度はＳＯＣに対して依存性をもっており、バッテリ１のＳＯＣ（バッテリ１を保存した時のＳＯＣ、バッテリ１を使用した時のＳＯＣ）に応じて、劣化の進行具合も異なってくる。バッテリ１は、あるＳＯＣでは劣化し易く、他のＳＯＣでは劣化し難いという特性を持っている。劣化度推定部４０は、ＳＯＣと温度との関係を表す補正係数を記憶しており、上記のように推定された劣化度に対して補正係数を乗ずることで、ＳＯＣに基づいて補正を行う。これにより、劣化度の推定精度を高めることができる。なお、劣化度の補正方法は、補正係数を乗ずる方法以外に、マップを用いた演算方法等でもよい。バッテリ１のＳＯＣは、電流センサ３の検出値又は電圧センサ４の検出値を用いて、演算により求めればよい。
【００３６】《第２実施形態》  図４を用いて、本発明の他の実施形態に係る劣化度推定装置を説明する。本実施形態では、上述した第１実施形態に対して、バッテリ１の保存劣化を管理し、保存劣化の大きさに応じて、バッテリ１の劣化度を推定する点が異なる。これ以外の構成は上述した第１実施形態と同じであり、その記載を援用する。図４は、バッテリコントローラ１０のブロック図である。
【００３７】  バッテリコントローラ１０は、内部抵抗管理部２０と、劣化度推定部４０と、保存劣化管理部５０とを有している。内部抵抗管理部２０の構成は、第１実施形態に係る内部抵抗管理部２０の構成と同様である。
【００３８】  保存劣化管理部５０は、バッテリ１の保存劣化を管理する。本実施形態において、保存劣化管理部５０は、タイマーを用いてバッテリ１の経過時間を計測することで、バッテリ１の保存劣化を管理している。保存劣化は、バッテリの電極と電解質との化学反応によって経時的に進行する劣化である。保存劣化管理部５０は、電極が電解質に触れてからの経過時間を計測し、当該経過時間に基づいて現在の保存劣化を求める。
【００３９】  保存劣化管理部５０で管理される保存劣化は、電極が電解質に触れてから現在時刻までの保存劣化としている。保存劣化管理部５０、電極が電解質に触れてから現在時刻までの時間を経過時間として計測し、当該経過時間に基づき保存劣化を算出する。
【００４０】  図５に保存劣化の特性を示す。図５は、保存劣化の時間特性を示すグラフである。図５に横軸は時間の平方根を示し、縦軸は容量維持率及び保存劣化の劣化度を示す。なお、図５に示す特性は、電池評価の一般的な保存試験によって取得できる。
【００４１】  図５に示すように、保存劣化は、時間の平方根に比例して進行している。保存劣化管理部５０には、経過時間と保存劣化との関係を表すマップが記憶されている。保存劣化管理部５０は、このマップを参照して、経過時間に対応する劣化度を、保存劣化として算出する。
【００４２】  劣化度推定部４０は、抵抗増加率、保存劣化度及び容量維持率の対応関係をマップとして予め記憶している。マップで表される対応関係は、抵抗増加率が大きいほど容量維持率は小さくなる。また、抵抗増加率を一定値にした場合に、保存劣化度が大きいほど、容量維持率は小さくなる。劣化度推定部４０は、マップを参照し、保存劣化度及び抵抗増加率に対応する容量維持率をバッテリ１の現在の容量維持率として推定する。抵抗増加率が同一値である場合に、保存劣化度が大きいほどバッテリ１の劣化度が大きくなるように、劣化度推定部４０は、バッテリ１の現在の劣化度を推定する。これにより、劣化度推定部４０は、バッテリ１の内部抵抗に基づき算出した抵抗劣化度に対して、保存劣化が大きいほど抵抗劣化度が大きくなるように補正し、補正後の抵抗劣化度を、現在の劣化として推定する。
【００４３】  上記のように、本実施形態は、バッテリ１の内部抵抗を演算し、バッテリ１の保存劣化を管理し、バッテリ１の内部抵抗の増加率に基づきバッテリ１の劣化度を推定する。そして、保存劣化が大きいほど、バッテリ１の推定劣化度を大きくする。これにより、バッテリ１の劣化度の推定精度を高めることができる。
【００４４】  なお、保存劣化管理部５０は、車両に搭載されたタイマーを用いて時間を計測しているため、電池製造過程において電極が電解質に触れた時点から車両タイマーで計時を開始するまでの時間は、計時できない。そこで、電極が電解質に触れた時点から車両タイマーで計時を開始するまでの時間を、一定時間に管理して、その一定時間を、タイマーの計時時間に加算すればよい。なお、電極が電解質に触れた時点から車両タイマーで計時を開始するまでの時間は、バッテリ１の寿命に比すれば極小であるので、簡易的には無視してもよい。
【００４５】  なお、本実施形態の変形例として、保存劣化管理部５０は、バッテリ１の温度に基づいて保存劣化を補正してもよい。バッテリ１の特性として、保存劣化は、図６に示すように温度依存性をもっている。
【００４６】  図６は、劣化係数の時間特性を示すグラフである。図６の横軸は時間の平方根を示し、縦軸は劣化係数を示す。劣化係数は容量維持率に乗算される係数である。劣化係数が小さいほど、容量維持率が小さく、劣化度は大きくなる。また、時間が同じ長さであれば、温度が高いほど、劣化係数は小さくなる。保存劣化管理部５０は、保存劣化と温度との関係を表す補正係数を予め記憶している。この補正係数は、劣化係数と対応している。ただし、図６の特性で示す劣化係数は容量維持率に乗算ずる係数であるが、補正係数は、図６の特性で示される関係を維持しつつ、劣化度を算出できる係数に設定されている。
【００４７】  保存劣化管理部５０は、バッテリ１の温度センサが出力する温度情報を、タイマーの時間情報に基づき、これまでの温度の頻度を一定期間単位でメモリに記憶する。保存劣化管理部５０は、メモリに記憶されている温度情報を用いて、保存劣化度を補正する。具体的には、たとえば、保存劣化管理部５０は、記憶されている温度の発生頻度情報を用いて、バッテリ１がその温度に晒された時間を求める。次に、保存劣化管理部５０は、求めた時間に対して保存劣化度を算出し、当該保存劣化度に補正係数を乗ずる。保存劣化管理部５０は、温度区間毎に同様の演算を行い、区間毎の保存劣化度を算出する。そして、保存劣化管理部５０は、区間毎の保存劣化度を積算することで、最終的な保存劣化度を算出する。これにより、保存劣化管理部５０は、バッテリ１の温度に基づいて保存劣化を補正する。本実施形態では、バッテリ１の保存劣化に温度感度を適用することで、保存劣化度の演算精度を高めることができる。
【００４８】  なお、本実施形態の変形例として、保存劣化管理部５０は、バッテリ１のＳＯＣに基づいて保存劣化を補正してもよい。バッテリ１の特性として、保存劣化は、図７に示すようにＳＯＣに対する依存性をもっている。
【００４９】  図７は、劣化係数の時間特性を示すグラフである。図７の横軸は時間の平方根を示し、縦軸は劣化係数を示す。劣化係数は、図６で示した劣化係数と同様である。劣化係数が小さいほど、容量維持率が小さく、劣化度は大きくなる。また、時間が同じ長さであれば、ＳＯＣが高いほど、劣化係数は小さくなる。
【００５０】  保存劣化管理部５０は、保存劣化とＳＯＣとの関係を表す補正係数を予め記憶している。保存劣化管理部５０は、ＳＯＣを、タイマーの時間情報に基づき、これまでのＳＯＣの頻度を一定期間単位でメモリに記憶する。保存劣化管理部５０は、メモリに記憶されているＳＯＣ情報を用いて、保存劣化度を補正する。具体的には、たとえば、保存劣化管理部５０は、記憶されているＳＯＣの頻度情報を用いて、バッテリ１がそのＳＯＣを維持した時間を求める。次に、保存劣化管理部５０は、求めた時間に対して保存劣化度を算出し、当該保存劣化度に補正係数を乗ずる。保存劣化管理部５０は、ＳＯＣ区間毎に同様の演算を行い、区間毎の保存劣化度を算出する。そして、保存劣化管理部５０は、区間毎の保存劣化度を積算することで、最終的な保存劣化度を算出する。これにより、保存劣化管理部５０は、バッテリ１のＳＯＣに基づいて保存劣化を補正する。本実施形態では、バッテリ１の保存劣化にＳＯＣ感度を適用することで、保存劣化度の演算精度を高めることができる。
【００５１】  なお、保存劣化管理部５０は、上述した２つの変形例を組み合わせて、バッテリ１の温度及びＳＯＣに基づき、保存劣化度を補正してもよい。
【００５２】  上記の保存劣化管理部５０が本発明の劣化管理部に相当する。
【符号の説明】
【００５３】１…バッテリ２…負荷３…電流センサ４…電圧センサ１０…バッテリコントローラ２０…内部抵抗管理部２１…内部抵抗検出部２２…抵抗増加率算出部３０…劣化管理部３１…実電流積算値算出部３２…時間管理部３３…基準電流積算値算出部３４…積算値比率算出部４０…劣化度推定部５０…保存劣化管理部
【図１】
2017033311.tif 000003
【図２】
2017033311.tif 000004
【図３】
2017033311.tif 000005
【図４】
2017033311.tif 000006
【図５】
2017033311.tif 000007
【図６】
2017033311.tif 000008
【図７】
2017033311.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成28年3月30日(2016.3.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリの内部抵抗を検出する内部抵抗検出部と、
前記バッテリのサイクル劣化を管理する劣化管理部と、
前記内部抵抗の増加率に基づき前記バッテリの劣化度を推定劣化度として推定する劣化度推定部とを備え、
前記劣化度推定部は、
前記サイクル劣化度が大きいほど前記推定劣化度が小さくなるように、又は、前記サイクル劣化度が小さいほど前記推定劣化度が大きくなるように前記推定劣化度を推定する
劣化度推定装置。
【請求項２】
前記劣化管理部は、前記バッテリの電流積算値を算出することで、前記サイクル劣化を管理する
請求項１記載の劣化度推定装置。
【請求項３】
前記劣化度推定部は、
前記内部抵抗の増加率、前記電流積算値、及び、前記推定劣化度の対応関係を表すマップを記憶し、前記マップを参照して前記推定劣化度を推定する
請求項２記載の劣化度推定装置。
【請求項４】
前記劣化度推定部は、前記電流積算値に基づき前記内部抵抗の増加率を補正する
請求項２又は３記載の劣化度推定装置。
【請求項５】
前記劣化度推定部は、
前記内部抵抗の増加率に対応する前記バッテリの劣化度を基準劣化度として演算し、前記電流積算値に基づき前記基準劣化度を補正し、補正された前記基準劣化度を前記推定劣化度として推定する
請求項２又は３記載の劣化度推定装置。
【請求項６】
前記劣化度推定部は、前記バッテリの温度に基づき前記推定劣化度を補正する
請求項１〜５のいずれか一項に記載の劣化度推定装置。
【請求項７】
前記劣化度推定部は、前記バッテリの充電状態に基づき前記推定劣化度を補正する
請求項１〜５のいずれか一項に記載の劣化度推定装置。
【請求項８】
バッテリの内部抵抗を検出し、
前記バッテリのサイクル劣化を管理し、
前記バッテリの内部抵抗の増加率に基づき、前記サイクル劣化度が大きいほど劣化度が小さくなるように、又は、前記サイクル劣化度が小さいほど劣化度が大きくなるように前記バッテリの劣化度を推定する
劣化度推定方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
技術分野
［０００１］
本発明は、バッテリの劣化度を推定する劣化度推定装置及び劣化度推定方法に関するものである。
背景技術
［０００２］
リチウムイオン二次電池の劣化度を判定する方法として、二次電池の内部抵抗から電池の劣化度を検出する方法が知られている。電池の性質として、電池が劣化すると電池の内部抵抗が増加するため、電池の劣化度は内部抵抗から検出できる。まず、電池に流れる電流と電圧が検出され、所定の式から電池の内部抵抗が演算される。内部抵抗から劣化度を特定するためのテーブルが記憶されている。そして、記憶されたテーブルを用いて、劣化度が演算される（特許文献１）。
先行技術文献
特許文献
［０００３］
特許文献１：特開２００８−２２８４９２号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
［０００４］
しかしながら、上記の劣化度判定方法では、電池の内部抵抗だけを用いて電池の劣化度を判定しているため、劣化度の推定精度が低いという問題があった。
［０００５］
本発明が解決しようとする課題は、推定精度の高い劣化度推定装置又は劣化度推定方法を提供することである。
課題を解決するための手段
［０００６］
本発明は、バッテリのサイクル劣化を管理し、バッテリの内部抵抗の増加率に基づき、サイクル劣化度が大きいほど推定劣化度が小さくなるように、又は、サイクル劣化度が小さいほど推定劣化度が大きくなるように推定劣化
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
度を推定することによって上記課題を解決する。
発明の効果
［０００７］
本発明によれば、バッテリの内部抵抗が増加した場合に、バッテリの使われ方に相当する値を劣化度の演算に反映させているので、劣化度の推定精度が高まるという効果を奏する。
図面の簡単な説明
［０００８］
［図１］本発明の実施形態に係る劣化度推定装置のブロック図である。
［図２］図１のバッテリコントローラのブロック図である。
［図３］抵抗増加率、電流積算値の比率及び容量維持率の特性を示すグラフである。
［図４］本発明の他の実施形態に係る劣化度推定装置における、バッテリコントローラのブロック図である。
［図５］容量維持率及び劣化度の時間特性を示すグラフである。
［図６］バッテリ温度と劣化係数との関係を示した時間特性のグラフである。
［図７］ＳＯＣと劣化係数との関係を示した時間特性のグラフである。
発明を実施するための形態
［０００９］
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［００１０］
《第１実施形態》
図１は、本発明の実施形態に係る劣化度推定装置のブロック図である。劣化度推定装置は、バッテリを有する車両等に設けられている。なお、劣化度推定装置は、車両に限らず、バッテリを備えた他の装置に設けられてもよい。
［００１１］
劣化度推定装置は、バッテリ１と、負荷２と、電流センサ３と、電圧センサ４と、バッテリコントローラ１０とを備えている。バッテリ１は、直列又は並列に接続された複数の二次電池により構成されている。二次電池は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等である。バッテリ１は、図示しない
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月15日(2018.3.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリの内部抵抗を検出する内部抵抗検出部と、
前記バッテリのサイクル劣化を管理する劣化管理部と、
前記内部抵抗の増加率に基づき前記バッテリの劣化度を推定劣化度として推定する劣化度推定部とを備え、
前記劣化度推定部は、
前記サイクル劣化が大きいほど前記推定劣化度が小さくなるように、又は、前記サイクル劣化が小さいほど前記推定劣化度が大きくなるように前記推定劣化度を推定する
劣化度推定装置。
【請求項２】
前記劣化管理部は、前記バッテリの電流積算値を算出することで、前記サイクル劣化を管理する
請求項１記載の劣化度推定装置。
【請求項３】
前記劣化度推定部は、
前記内部抵抗の増加率、前記電流積算値、及び、前記推定劣化度の対応関係を表すマップを記憶し、前記マップを参照して前記推定劣化度を推定する
請求項２記載の劣化度推定装置。
【請求項４】
前記劣化度推定部は、前記電流積算値に基づき前記内部抵抗の増加率を補正する
請求項２又は３記載の劣化度推定装置。
【請求項５】
前記劣化度推定部は、
前記内部抵抗の増加率に対応する前記バッテリの劣化度を基準劣化度として演算し、前記電流積算値に基づき前記基準劣化度を補正し、補正された前記基準劣化度を前記推定劣化度として推定する
請求項２又は３記載の劣化度推定装置。
【請求項６】
前記劣化度推定部は、前記バッテリの温度に基づき前記推定劣化度を補正する
請求項１〜５のいずれか一項に記載の劣化度推定装置。
【請求項７】
前記劣化度推定部は、前記バッテリの充電状態に基づき前記推定劣化度を補正する
請求項１〜５のいずれか一項に記載の劣化度推定装置。
【請求項８】
バッテリの状態を管理するコントローラにより、前記バッテリの劣化度を推定する劣化度推定方法において、
バッテリの内部抵抗を検出し、
前記バッテリのサイクル劣化を管理し、
前記内部抵抗の増加率に基づき前記バッテリの劣化度を推定劣化度として推定し、
前記サイクル劣化が大きいほど前記推定劣化度が小さくなるように、又は、前記サイクル劣化が小さいほど前記推定劣化度が大きくなるように前記推定劣化度を推定する
劣化度推定方法。
【国際調査報告】
2017033311.tif 000010
2017033311.tif 000011
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