(57)【要約】劣化状態を推定する処理による２次電池の劣化をより抑制する劣化状態推定方法を提供することにある。劣化状態推定方法は、２次電池（８４）の劣化状態を推定する劣化状態推定方法であって、２次電池に電流を流すための電流制御を行う制御ステップと、２次電池に電流が流れたときにおける２次電池の少なくとも電圧値を計測情報として取得する計測ステップと、２次電池の劣化状態を推定するためのモデルと、計測ステップにおいて得られた計測情報とに基づいて、２次電池の劣化状態を推定する推定ステップとを含み、電流制御においては、２次電池の暫定的な劣化状態に応じて電流の電流値と、所定の電流値を維持する維持期間との少なくとも一方を決定する。
2013145734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次電池の劣化状態を推定する劣化状態推定方法であって、
前記２次電池に電流を流す電流制御を行う制御ステップと、
前記２次電池に前記電流が流れたときにおける前記２次電池の少なくとも電圧値を計測情報として取得する計測ステップと、
前記２次電池の劣化状態を推定するためのモデルと、前記計測ステップにおいて得られた計測情報とに基づいて、前記２次電池の劣化状態を推定する推定ステップとを含み、
前記電流制御においては、前記２次電池に流す電流について、当該電流の電流値と、当該電流を所定の電流値で維持する維持期間との少なくとも一方を、前記２次電池の暫定的な劣化状態に応じて決定する
劣化状態推定方法。
【請求項２】
さらに、
前記２次電池の暫定的な劣化状態を示す情報である劣化情報を取得する情報取得ステップを含み、
前記制御ステップでは、前記劣化情報により示される前記２次電池の劣化がより進むほど、前記電流の電流値を減少させる第１制御、及び、前記維持期間を長くする第２制御の少なくとも一方を行う
請求項１に記載の劣化状態推定方法。
【請求項３】
前記情報取得ステップでは、前記２次電池が充電又は放電された回数を示すサイクル情報を前記劣化情報として取得し、
前記制御ステップでは、前記２次電池が充電又は放電された回数が多いほど、前記第１制御及び前記第２制御の少なくとも一方を行う
請求項２に記載の劣化状態推定方法。
【請求項４】
前記情報取得ステップでは、前記２次電池の運用時間を前記劣化情報として取得し、
前記制御ステップでは、前記２次電池の運用時間が長いほど、前記第１制御及び前記第２制御の少なくとも一方を行う
請求項２または３に記載の劣化状態推定方法。
【請求項５】
さらに、
前記推定ステップでは、前記モデルおよび前記計測情報を用いて前記劣化状態を示す値であるＳＯＨを推定し、
推定された前記ＳＯＨを記憶部に記憶するステップを含み、
前記制御ステップでは、
前記記憶部に記憶されている第１のＳＯＨと、前記第１のＳＯＨよりも後に前記推定ステップで推定された第２のＳＯＨとを比較し、
前記第２のＳＯＨが前記第１のＳＯＨよりも大きい場合、前記電流の電流値を大きくする制御、及び、前記維持期間を短くする制御の少なくとも一方を行い、
前記第２のＳＯＨが前記第１のＳＯＨよりも小さい場合、前記電流の電流値を小さくする制御、及び、前記維持期間を長くする制御の少なくとも一方を行う
請求項１から４のいずれか１項に記載の劣化状態推定方法。
【請求項６】
前記制御ステップでは、
前記２次電池の電圧変化量が予め定められた基準値に近づくように、前記電流の電流値を決定する
請求項１から５のいずれか１項に記載の劣化状態推定方法。
【請求項７】
前記制御ステップでは、
前記電流としてパルス電流を前記２次電池に流す
請求項１から６のいずれか１項に記載の劣化状態推定方法。
【請求項８】
さらに、
前記２次電池の充放電にかかる電流である充放電電流の電流値が定められた指令値を取得する指令値取得ステップと、
前記２次電池の電圧変化に関する時定数に基づいて前記維持期間を決定するための期間に関する閾値を決定する閾値決定ステップとを含み、
前記制御ステップでは、（ｉ）前記指令値取得ステップにおいて取得された前記指令値と、前記閾値決定ステップにおいて決定された前記閾値とに基づいて、前記２次電池の充放電電流の電流値と、当該充放電電流の電流値を維持する期間とを、それぞれ前記電流の電流値および前記維持期間として決定し、（ｉｉ）決定された前記電流の電流値および前記維持期間で前記２次電池の充放電を制御し、
前記計測ステップでは、前記制御ステップにおいて前記２次電池の充放電が制御されているときにおける前記２次電池の少なくとも電圧値を計測情報として取得し、
前記制御ステップでは、前記閾値よりも長くなるように前記維持期間を決定する
請求項１から６のいずれか１項に記載の劣化状態推定方法。
【請求項９】
前記指令値取得ステップでは、前記指令値を第１の期間ごとに取得し、
前記制御ステップでは、
前記閾値が前記第１の期間未満の場合は、前記第１の期間の長さを前記維持期間の長さとして決定し、
前記閾値が前記第１の期間以上の場合は、前記閾値以上の長さを前記維持期間の長さとして決定する
請求項８に記載の劣化状態推定方法。
【請求項１０】
前記制御ステップでは、さらに、第２の期間に取得した複数の前記指令値の前記第２の期間における変化量に基づいて、前記電流の電流値と前記維持期間との複数の組を決定する
請求項８または９に記載の劣化状態推定方法。
【請求項１１】
前記制御ステップでは、前記第２の期間に取得した前記複数の指令値により定められる当該第２の期間における前記充放電電流の電流値の変化量と、当該複数の指令値に対応して決定した前記複数の組の、当該第２の期間における前記充放電電流の電流値の変化量とが一致するように、前記複数の組を決定する
請求項１０に記載の劣化状態推定方法。
【請求項１２】
前記制御ステップでは、連続したタイミングで決定すべき前記電流の電流値である第１の電流値と第２の電流値との差が所定の基準値未満の場合には、前記第１の電流値と前記第２の電流値との差が前記所定の基準値以上となり、かつ、前記第１の電流値と前記第２の電流値との和が前記所定の基準値未満となるように、前記第１の電流値及び前記第２の電流値を決定する
請求項８から１１のいずれか１項に記載の劣化状態推定方法。
【請求項１３】
前記制御ステップでは、所定期間に連続して取得された複数の前記指令値を示す波形と、当該複数の指令値に対応して決定すべき複数の前記電流値を示す波形との差である差分波形を、前記第２の期間において積分して得られる面積が０に近づくように、前記電流値を決定する
請求項８から１２のいずれか１項に記載の劣化状態推定方法。
【請求項１４】
２次電池の劣化状態を推定する劣化状態推定装置であって、
前記２次電池の劣化状態を推定するためのモデルを記憶している記憶部と、
前記２次電池に電流を流すための電流制御を行う制御部と、
前記２次電池に前記電流が流れたときにおける前記２次電池の少なくとも電圧値を計測情報として取得する計測部と、
前記モデルと、前記計測部で得られた計測情報とに基づいて、前記２次電池の劣化状態を推定する推定部とを備え、
前記制御部は、前記電流制御においては、前記２次電池に流す電流について、当該電流の電流値と、当該電流を所定の電流値で維持する維持期間との少なくとも一方を、前記２次電池の暫定的な劣化状態に応じて決定する
劣化状態推定装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の劣化状態推定装置を備える制御装置と、
２次電池と、
前記制御装置において決定された前記電流の電流値および前記維持期間の少なくとも一方に基づき、前記２次電池の充放電を制御する充放電装置とを備える
２次電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、劣化状態推定方法に関する。特に、２次電池の劣化状態を推定する劣化状態推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年における２次電池の大容量化に伴い、２次電池の劣化状態を正確に推定可能な蓄電池システムが求められている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５０７９６号公報
【特許文献２】特開２００５−２７４２８０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、特許文献１に示される劣化診断方法には、当該劣化診断を行うことにより、診断の対象とした２次電池の劣化をより進めてしまうという問題がある。【０００５】
そこで、本発明は、劣化状態を推定する処理による２次電池の劣化をより抑制させることが可能な、劣化状態推定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】
【０００６】
本発明に係る劣化状態推定装置の一態様は、２次電池の劣化状態を推定する劣化状態推定方法であって、前記２次電池に電流を流す電流制御を行う制御ステップと、前記２次電池に前記電流が流れたときにおける前記２次電池の少なくとも電圧値を計測情報として取得する計測ステップと、前記２次電池の劣化状態を推定するためのモデルと、前記計測ステップにおいて得られた計測情報とに基づいて、前記２次電池の劣化状態を推定する推定ステップとを含み、前記電流制御においては、前記２次電池に流す電流について、当該電流の電流値と、当該電流を所定の電流値で維持する維持期間との少なくとも一方を、前記２次電池の暫定的な劣化状態に応じて決定する。【０００７】
なお、本発明は、このような劣化状態推定方法として実現できるだけでなく、劣化状態推定方法に含まれる特徴的なステップを手段とする劣化状態推定装置として実現したり、そのような特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのはいうまでもない。【０００８】
さらに、本発明は、このような劣化状態推定方法の機能の一部又は全てを実現する半導体集積回路（ＬＳＩ）として実現したり、劣化状態推定装置を含む蓄電池システムとして実現したりできる。
【発明の効果】
【０００９】
以上、本発明によると、劣化状態を推定する処理による２次電池の劣化をより抑制する劣化状態推定方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、従来技術の概要を説明するための図である。
【図２】図２は、実施の形態１における蓄電池システムの概要を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１における制御装置の機能ブロックを示す図である。
【図４】図４は、正及び負の振幅を有する電流が、それぞれ時間ｔｐだけ蓄電池に流れた場合における、当該蓄電池の端子電圧の変化を示す図である。
【図５】図５は、蓄電池の劣化状態と、端子電圧との関係を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、時間の経過とともに階段状に大きくなる電流を新品の蓄電池に流した場合における電流と電圧との関係を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、時間の経過とともに階段状に大きくなる電流を劣化した蓄電池に流した場合における電流と電圧との関係を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、蓄電池に階段状の波形を有する電流を流すための指令値を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、制御部によって生成される制御信号を示す図である。
【図８】図８は、蓄電池に流れる電流及びこれに対応する端子電圧の波形を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態１に係る制御装置の動作シーケンスを示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１においてＳＯＨ推定部が使用する、２次電池の等価回路モデルの一例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態１に係る制御装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施の形態１の変形例に係る制御装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３Ａ】図１３Ａは、単調増加する指令値に対して、制御部により決定された制御信号を示す第１の図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、一定の指令値に対して、制御部により決定された制御信号を示す第１の図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、単調増加する指令値に対して、制御部により決定された制御信号を示す第２の図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、一定の指令値に対して、制御部により決定された制御信号を示す第２の図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施の形態２における蓄電池システムの概要を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施の形態２における制御装置が備える劣化状態推定装置の機能ブロックを示す図である。
【図１７】図１７は、２次電池に流す測定用電流の大きさと、端子電圧の変化量との関係を示す図である。
【図１８】図１８は、本発明の実施の形態２に係る制御部が行う測定用電流の制御方法を説明する概念図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施の形態２に係る劣化状態推定装置の動作シーケンスを示すシーケンス図である。
【図２０】図２０は、本発明の実施の形態２において、図１９の測定用電流値算出処理における詳細な処理の流れを示すフローチャートである。
【図２１】図２１は、本発明の実施の形態２の変形例２において、図１９の測定用電流値算出処理における詳細な処理の流れを示すフローチャートである。
【図２２】図２２は、本発明の実施の形態２の変形例３において、図１９の測定用電流値算出処理における詳細な処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本発明の基礎となった知見）
本発明者は、「背景技術」の欄において記述した蓄電池システムに関し、以下の第１の問題が生じることを見いだした。
【００１２】
近年、需要家に設置して使用される、大容量の２次電池（蓄電池ともいう）を備える蓄電池システムの普及が見込まれている。また、蓄電池システムと同様に大容量の２次電池を備えるＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）が一般家庭に普及しつつある。
【００１３】
一般に、２次電池は、充放電を繰り返すことにより劣化する（サイクル劣化）。また、２次電池の運用時間が経過するに従い劣化する（カレンダ劣化）。したがって、高価な２次電池の寿命を延ばし、効率よく使用するためには、２次電池の劣化状態をなるべく正確に推定する必要がある。
【００１４】
２次電池の劣化状態を数値化した指標として、ＳＯＨ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｈｅａｌｔｈ）と呼ばれる指標が知られている。ＳＯＨは、２次電池の劣化状態が０の状態（すなわち、新品の状態）を１００とした場合の当該２次電池の劣化状態を、０〜１００の数値で示したものである。なお、ＳＯＨが小さいほど、劣化が進行していることを意味する。蓄電池システムは、ＳＯＨを推定することにより、例えばユーザに対して２次電池の交換を促すメッセージを提示することができる。また、劣化した２次電池の負担を軽減するような２次電池の出力制御を行うことができる。
【００１５】
ＳＯＨを推定する方法としては、例えば、電流値を積算し満充電から完放電までの総電流を測定するクーロンカウンティング法、複数の電流値と電圧値とから内部抵抗を測定しあらかじめ準備した内部抵抗、温度、及びＳＯＣのマップからＳＯＨを推定する内部抵抗測定法、異なる周波数の交流電圧を印加し等価回路のパラメータを算出するＡＣインピーダンス測定法などがある。
【００１６】
さらに、特許文献１に示される様に、蓄電池に一定電流パルスを印加しその際の電圧の時系列変化から蓄電池の等価回路のパラメータを算出することにより劣化状態を推定する手法もある。本発明の一形態はこの測定法に則った。この方式のメリットは、専用の計測器や高周波電源装置など特別なハードウェアが不要で、充放電を通して蓄電池システム内でＳＯＨ測定を行うことができることである。そのため、従来のように専門家が測定するのではなく、実際に使われている状況の中でＳＯＨの推定が可能である。
【００１７】
より詳細には、図１に示される様に、一定振幅Ｉのパルス電流を、診断対象である２次電池に流す。その際に、２つ以上の時刻において、２次電池の電圧Ｖｏｃを測定する。例えば、図１では、時刻ｔ０〜ｔ５の６つの時刻において、Ｖｏｃを測定している。その後、各時刻における電圧値から、２次電池の劣化状態を診断する。
【００１８】
しかしながら、劣化状態を診断するために２次電池に流す測定用のパルス電流Ｉの値が大きくなるほど、２次電池の端子電圧が大きくなる。その結果、２次電池の劣化をより促進させてしまう。一方、２次電池に流すパルス電流Ｉの値を小さくした場合、２次電池の端子電圧が小さくなる。その結果、２次電池の劣化は抑制できるが、劣化状態の推定精度が悪化する。２次電池の劣化状態を精度良く推定するためには、所定値以上の大きな電圧変化が必要となるためである。
【００１９】
すなわち、特許文献１に示される劣化状態診断方法を使用する場合には、２次電池の劣化抑制と、推定される劣化状態の精度との間にトレードオフの関係があるという第１の問題が生じる。
【００２０】
また、本発明者は、次のような第２の問題が生じることも見出した。
【００２１】
特許文献１のような従来の蓄電池システムは、２次電池の劣化状態を推定するための専用のモードを有している。この劣化状態推定モードにおいては、劣化状態を推定するためだけに、２次電池に測定用電流が流される。しかしながら、２次電池に測定用電流を流す間、負荷装置への電力供給など、蓄電池システムの本来の目的に必要な蓄電池の充放電制御ができない。また、蓄電池に測定用電流を流すことが、当該２次電池の劣化を進行させるおそれがある。
【００２２】
なお、蓄電池には測定用電流以外にも、蓄電池本来の目的で充電又は放電される電流が流れる。ここで、蓄電池本来の目的とは、例えば、（１）需要家において安価な夜間電力を充電し、充電された電力を昼間に放電する場合、（２）需要家に設置された発電設備において発電された余剰電力を充電し、売電価格が高い時間帯に逆潮流する場合、（３）出力の安定しない自然エネルギーを用いた発電設備から出力される電力のバッファとして使用する場合、など様々な使用形態が考えられる。
【００２３】
そこで、本発明者は、測定用電流に代わり、本来の目的で蓄電池を流れる電流と、その際の端子電圧を計測することにより、当該蓄電池の劣化状態を推定可能な制御装置を実現する。すなわち、本発明の一態様に係る制御装置は、指令値に基づいて蓄電池の充電及び放電を制御するとともに、蓄電池の劣化状態を示す値であるＳＯＨを推定することができる。
【００２４】
こうした制御装置を実現する際には、以下の課題があることを、本発明者は見出した。
【００２５】
一般に、蓄電池に対する充放電制御の精度を向上させるには、蓄電池に対する制御信号の出力期間をなるべく短くする方が好ましい。一方、蓄電池は劣化が進むにつれて、電圧変化の時定数がより大きくなる。すなわち、劣化が進むほど、蓄電池を流れる電流が変化した場合に、この電流変化に対応する端子電圧の変化速度が緩慢になる。従って、劣化が進んだ蓄電池に対しては、制御信号の出力期間をより長くしなければ、電圧の測定精度が悪化する。その結果、ＳＯＨの推定精度が悪化してしまう。
【００２６】
以上述べたように、測定用電流に代わり、本来の目的で蓄電池を流れる電流と、その際の端子電圧を計測することにより、当該蓄電池の劣化状態を推定するためには、蓄電池の劣化状態に応じて、蓄電池に対する制御信号の出力期間を適切に調整しなければならないという第２の問題が生じる。
【００２７】
このような問題を解決するために、本発明の一態様に係る劣化状態推定方法は、２次電池の劣化状態を推定する劣化状態推定方法であって、前記２次電池に電流を流す電流制御を行う制御ステップと、前記２次電池に前記電流が流れたときにおける前記２次電池の少なくとも電圧値を計測情報として取得する計測ステップと、前記２次電池の劣化状態を推定するためのモデルと、前記計測ステップにおいて得られた計測情報とに基づいて、前記２次電池の劣化状態を推定する推定ステップとを含み、前記電流制御においては、前記２次電池に流す電流について、当該電流の電流値と、当該電流を所定の電流値で維持する維持期間との少なくとも一方を、前記２次電池の暫定的な劣化状態に応じて決定する。
【００２８】
一般に、劣化が進んでいる２次電池ほど、同じ値の電流を流したときの端子電圧の変化量が大きくなるという性質がある。すなわち、新品の電池と古い電池に同じ電流を流した場合、古い電池ほど電圧変化が大きくなる。
【００２９】
そこで、本態様では、２次電池の劣化状態に応じて２次電池に流す電流値および維持期間の少なくとも一方を変化させる。これにより、常に同じ大きさの電流を２次電池に流す場合または常に同じ維持期間で所定の電流値の電流を２次電池に流す場合と比較して、例えば劣化が進んだ２次電池ほど、小さな電流を流すまたは長い維持期間で電流を流す場合には、測定精度を落とさずに２次電池の劣化を抑制することができる。
【００３０】
また、さらに、前記２次電池の暫定的な劣化状態を示す情報である劣化情報を取得するステップを含み、前記制御ステップでは、前記劣化情報により示される前記２次電池の劣化がより進むほど、前記電流の電流値を減少させる第１制御、及び、前記維持期間を長くする第２制御の少なくとも一方を行ってもよい。
【００３１】
これによると、２次電池の劣化が進むほど、電流値を小さくする第１制御、及び、維持期間を長くする第２制御の少なくとも一方を行うことにより、ＳＯＨの推定精度を維持したまま、２次電池の劣化を抑制することができる。
【００３２】
具体的には、前記情報取得ステップでは、前記２次電池が充電又は放電された回数を示すサイクル情報を前記劣化情報として取得し、前記制御ステップでは、前記２次電池が充電又は放電された回数が多いほど、前記第１制御及び前記第２制御の少なくとも一方を行ってもよい。
【００３３】
これによると、２次電池の劣化状態を、２次電池のサイクル数を用いて容易に推定することができる。
【００３４】
または、前記情報取得ステップでは、前記２次電池の運用時間を前記劣化情報として取得し、前記制御ステップでは、前記２次電池の運用時間が長いほど、前記第１制御及び前記第２制御の少なくとも一方を行ってもよい。
【００３５】
これによると、２次電池の劣化状態を、２次電池の運用時間を用いて容易に推定することができる。
【００３６】
また、さらに、前記推定ステップでは、前記モデルおよび前記計測情報を用いて前記劣化状態を示す値であるＳＯＨを推定し、推定された前記ＳＯＨを記憶部に記憶するステップを含み、前記制御ステップでは、前記記憶部に記憶されている第１のＳＯＨと、前記第１のＳＯＨよりも後に前記推定ステップで推定された第２のＳＯＨとを比較し、前記第２のＳＯＨが前記第１のＳＯＨよりも大きい場合、前記電流の電流値を大きくする制御、及び、前記維持期間を短くする制御の少なくとも一方を行い、前記第２のＳＯＨが前記第１のＳＯＨよりも小さい場合、前記電流の電流値を小さくする制御、及び、前記維持期間を長くする制御の少なくとも一方を行ってもよい。
【００３７】
これによると、過去に推定されたＳＯＨの遷移から、電流の電流値及び維持期間の少なくとも一方を決定することができる。
【００３８】
また、前記制御ステップでは、前記２次電池の電圧変化量が予め定められた基準値に近づくように、前記電流の電流値を決定してもよい。
【００３９】
これによると、２次電池の電圧を計測するセンサの分解能に応じて、必要最小限の電圧を２次電池に流すことができる。したがって、ＳＯＨの推定精度を落とさずに、２次電池の劣化をより抑制することができる。
【００４０】
また、前記制御ステップでは、前記電流としてパルス電流を前記２次電池に流してもよい。
【００４１】
また、さらに、前記２次電池の充放電にかかる電流である充放電電流の電流値が定められた指令値を取得する指令値取得ステップと、前記２次電池の電圧変化に関する時定数に基づいて前記維持期間を決定するための期間に関する閾値を決定する閾値決定ステップとを含み、前記制御ステップでは、（ｉ）前記指令値取得ステップにおいて取得された前記指令値と、前記閾値決定ステップにおいて決定された前記閾値とに基づいて、前記２次電池の充放電電流の電流値と、当該充放電電流の電流値を維持する期間とを、それぞれ前記電流の電流値および前記維持期間として決定し、（ｉｉ）決定された前記電流の電流値および前記維持期間で前記２次電池の充放電を制御し、前記計測ステップでは、前記制御ステップにおいて前記２次電池の充放電が制御されているときにおける前記２次電池の少なくとも電圧値を計測情報として取得し、前記制御ステップでは、前記閾値よりも長くなるように前記維持期間を決定してもよい。
【００４２】
これによると、ＳＯＨの推定精度を保ちながら２次電池の充放電の制御を行うための電流の電流値及び維持期間を決定し、２次電池へ出力することができる。その結果、２次電池の充放電の制御を継続しながら、当該２次電池の劣化状態を推定することができる。
【００４３】
また、前記指令値取得ステップでは、前記指令値を第１の期間ごとに取得し、前記制御ステップでは、前記閾値が前記第１の期間未満の場合は、前記第１の期間の長さを前記維持期間の長さとして決定し、前記閾値が前記第１の期間以上の場合は、前記閾値以上の長さを前記維持期間の長さとして決定してもよい。
【００４４】
これによると、取得した指令値に基づいて、ＳＯＨの推定精度を保ちながら２次電池の充放電の制御を行うための電流の電流値及び維持期間を決定することができる。したがって、２次電池の適切な制御と、劣化状態の推定とを両立させることができる。
【００４５】
また、前記制御ステップでは、さらに、第２の期間に取得した複数の前記指令値の前記第２の期間における変化量に基づいて、前記電流の電流値と前記維持期間との複数の組を決定してもよい。
【００４６】
例えば、前記制御ステップでは、前記第２の期間に取得した前記複数の指令値により定められる当該第２の期間における前記充放電電流の電流値の変化量と、当該複数の指令値に対応して決定した前記複数の組の、当該第２の期間における前記充放電電流の電流値の変化量とが一致するように、前記複数の組を決定してもよい。
【００４７】
これによると、指令値の傾きと複数の組の傾きとが一致するように、複数の組を決定することができる。これにより、電流の電流値と、維持期間とを、より適切に決定することができる。
【００４８】
また、前記制御ステップでは、連続したタイミングで決定すべき前記電流の電流値である第１の電流値と第２の電流値との差が所定の基準値未満の場合には、前記第１の電流値と前記第２の電流値との差が前記所定の基準値以上となり、かつ、前記第１の電流値と前記第２の電流値との和が前記所定の基準値未満となるように、前記第１の電流値及び前記第２の電流値を決定してもよい。
【００４９】
これによると、２次電池の劣化状態を推定するために必要な大きさの電流変化がない指令値を受信した場合においても、この指令値に対して劣化状態の推定に必要なだけの電流変化を付与するように第１の電流値及び第２の電流値を決定することにより、正確な劣化状態を推定できる。
【００５０】
また、前記制御ステップでは、所定期間に連続して取得された複数の前記指令値を示す波形と、当該複数の指令値に対応して決定すべき複数の前記電流値を示す波形との差である差分波形を、前記第２の期間において積分して得られる面積が０に近づくように、前記電流値を決定してもよい。
【００５１】
これによると、複数の指令値を１つの推定値として丸める際に生じる量子化誤差を最小にすることができる。したがって、指令値によって意図された制御により近い充放電の制御を、２次電池に対して行うことができる。
【００５２】
なお、これらの全般的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又は記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又は記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【００５３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００５４】
（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１における２次電池システム８０の概要を示す。
【００５５】
２次電池システム８０は、例えば、需要家ごとに設置される。また、２次電池システム８０は、連系制御装置９５から取得した充放電指令値（以後、「指令値」ともいう）に基づいて、２次電池８４の充放電制御を行う。
【００５６】
図２に示される様に、２次電池システム８０は、変圧器７５を介して電力系統７０に連系している。したがって、２次電池システム８０は、２次電池８４に電力系統７０から取得した電力を充電することができる。また、２次電池システム８０は２次電池８４に放電させることにより、需要家が有する一般的な負荷装置８６Ａ及び８６Ｂに電力を供給できる。
【００５７】
より詳細には、２次電池システム８０は、充放電装置８２と、２次電池８４と、充放電制御装置９０とを備える。なお、以後特に断らない限り、充放電制御装置９０を制御装置９０ともいう。
【００５８】
充放電装置８２は、制御装置９０から取得した制御信号に基づいて、２次電池８４の充電又は放電（以降、「充放電」ともいう）を行う。例えば、充放電装置８２は、インバータ（ＤＣ／ＡＣ変換器）及びコンバータ（ＤＣ／ＤＣ変換器）のうち少なくとも１つを有してもよい。
【００５９】
２次電池８４は、１つの２次電池、又は、複数の２次電池が直列又は並列に接続された２次電池である。２次電池８４としては、例えば、リチウムイオン電池、鉛蓄電池、ナトリウム・硫黄電池、ニッカド電池等、任意の種類の２次電池が考えられる。
【００６０】
２次電池８４に充電される電圧、及び２次電池８４が放電する電圧を示す情報は、制御装置９０へ無線又は有線通信により送信される。なお、電圧に加え、２次電池８４に充電される電流、及び２次電池８４が放電する電流を示す情報のうち少なくとも１つが、制御装置９０へ送信されてもよい。
【００６１】
制御装置９０は、２次電池８４に充電又は放電させるべき電流の値、時刻、時間等を含む制御信号を生成し、充放電装置８２へ出力する。例えば、制御装置９０は、事前に定められたモードに従って、充放電装置８２へ、２次電池８４の充放電を制御するための制御信号を送信してもよい。具体的には、制御装置９０は、夜間は電力系統７０から取得した電力を２次電池８４へ充電させ、昼間は２次電池８４に放電させるよう制御してもよい。これにより、より料金のより安い夜間電力を有効に活用することができる。また、２次電池システム８０が、さらに、需要家に設置された発電設備と接続されている場合には、発電設備で発電された電力を２次電池８４へ充電させるように制御してもよい。この場合、２次電池８４に充電された電力は、売電又は需要家で消費すべきタイミングで放電される。さらに、停電時には優先的に２次電池８４から放電させるよう制御してもよい。
【００６２】
制御装置９０は、図３以降で説明する劣化状態推定装置を備える。本実施の形態１における制御装置９０が備える劣化状態推定装置は、２次電池８４に対する充放電制御を行うに際して、並行して、２次電池８４の劣化の度合いを示すＳＯＨを推定することができる。制御装置９０が備える劣化状態推定装置は、ＳＯＨに応じて２次電池８４に対する制御を変更することにより、例えば、２次電池８４の長寿命化を実現できる。詳細については、後述する。
【００６３】
なお、図２において、連系制御装置９５は、２次電池システム８０の外側に設置されている。しかし、２次電池システム８０が、連系制御装置９５を含んでもよい。また、充放電制御装置９０は連系制御装置９５を備えてもよい。
【００６４】
図３は、本実施の形態における制御装置９０が備える劣化状態推定装置１００の機能ブロックを示す。劣化状態推定装置１００は、指令値に基づいて２次電池の充電及び放電を制御する。なお、ここでいう「指令値」とは、２次電池の充放電にかかる電流である充放電電流の電流値が定められた値である。
【００６５】
より詳細には図３に示される様に、劣化状態推定装置１００は、制御部１０２と、計測部１０４と、ＳＯＨ推定部１０６と、閾値決定部１０７と、記憶部１０８と、指令値取得部１１０とを備える。
【００６６】
記憶部１０８は、事前に定められた２次電池の特性情報として劣化状態を推定するためのモデルを記憶している。２次電池の特性情報とは、予め実験によって求められるデータに対応する情報である。具体的には、２次電池の等価回路モデル（後述参照）に含まれるパラメータの大きさと、当該２次電池のＳＯＨとを対応付ける情報である。より具体的には、記憶部１０８は、接続される２次電池の特性情報、特性情報を数式化した関数式、又は特性情報を数式化した関数式を離散化したテーブル等を記憶している。なお、記憶部１０８は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等で実現される。
【００６７】
指令値取得部１１０は、例えば連系制御装置９５から指令値を取得する。
【００６８】
閾値決定部１０７は、２次電池８４の電圧変化に関する時定数に基づいて維持期間を決定するための期間に関する閾値を決定する。なお、２次電池８４の電圧変化に関する時定数は、後述するように、２次電池８４のＳＯＨを推定する過程で求められる、２次電池８４の等価回路モデルに含まれるパラメータから算出される。また、劣化状態推定装置１００は、２次電池８４のサイクル数又は運用時間等、２次電池の劣化と因果関係があることが知られている客観的な情報から閾値を決定してもよい。これによると、劣化状態推定装置１００の初回使用時など、まだ時定数が算出されていない場合等においても、適切に閾値を決定できる。詳細については、後述する。
【００６９】
制御部１０２は、（ｉ）指令値取得部１１０により取得された指令値と、閾値決定部１０７により決定された閾値とに基づいて、２次電池８４の充放電電流の電流値と、当該充放電電流の電流値を維持する期間とを、それぞれ電流の電流値及び維持期間として決定し、（ｉｉ）決定された電流の電流値及び維持期間で２次電池８４の充放電を制御する。より詳細には、制御部１０２は、閾値決定部１０７により決定される閾値よりも長くなるように維持期間を決定する。
【００７０】
例えば、指令値取得部１１０が、指令値を第１の期間ごとに連系制御装置９５から取得する場合を考える。このとき、制御部１０２は、閾値が第１の期間未満の場合は、第１の期間の長さを維持期間の長さとして決定してもよい。また、閾値が第１の期間以上の場合は、閾値以上の長さを維持期間の長さとして決定してもよい。
【００７１】
計測部１０４は、制御部１０２から取得した制御信号により２次電池８４を充電又は放電が制御されているときにおける２次電池８４の少なくとも電圧値を計測情報として取得する。例えば、計測部１０４は、２次電池８４の端子間に設置した電圧センサの出力を、無線又は有線通信により取得してもよい。なお、２次電池８４が複数の２次電池を有する場合、計測部１０４は、個々の２次電池の電圧値を取得してもよく、２次電池８４全体の電圧値を取得してもよい。個々の２次電池の電圧値を取得した場合には、個々の２次電池ごとにＳＯＨを推定することができる。なお、計測部１０４は計測情報として、さらに、２次電池８４の電流値を取得してもよい。
【００７２】
ＳＯＨ推定部１０６は、記憶部１０８に記憶されている２次電池８４の特性情報と、計測部１０４で得られた計測情報とに基づいて、２次電池８４のＳＯＨを推定する推定部である。ＳＯＨを推定する方法の詳細については、後述する。
【００７３】
次に、本実施の形態に係る制御部１０２の処理を説明するための前提として、２次電池に流れる電流と電圧との関係について、図４〜図６Ｂを参照して説明する。
【００７４】
図４は、正及び負の振幅を有する電流が、それぞれ時間ｔｐだけ２次電池に流れた場合における、当該２次電池の端子電圧の変化を示す。より詳細には、図４の（ａ）は、２次電池に流れる電流の振幅を示す。また、図４の（ｂ）は、図４の（ａ）に示される電流が流れた場合における２次電池の電圧変化を示す。
【００７５】
なお、ここでは、２次電池に負の振幅を有する電流が流れることは２次電池が充電中であることを意味する。また、正の振幅を有する電流が流れることは２次電池が放電中であることを意味する。図４に示される様に、２次電池においては、充電時に電圧が上昇し、放電時に電圧が降下する。
【００７６】
図５は、２次電池の劣化状態と、端子電圧との関係を示す。より詳細には、図５の（ａ）は、２次電池に流れる電流を示す。図５の（ａ）に示されるように、時間Ｔ１及び時間Ｔ２において振幅が−Ｉ１となるパルス電流が２次電池を流れる場合を考える。
【００７７】
図５の（ｂ）は、図５の（ａ）に示される電流が、新品の２次電池を流れた場合における、当該２次電池の端子電圧を示す。図５の（ｂ）に示されるように、Ｔ１及びＴ２のいずれの時間においても、等しく電圧Ｖ１が生じている。したがって、いずれの時間においても、電圧は定常状態に達していることがわかる。
【００７８】
図５の（ｃ）は、図５の（ｃ）に示される電流が、劣化した２次電池を流れた場合における、当該２次電池の端子電圧を示す。図５の（ｃ）に示されるように、時間Ｔ２だけ電流が流れた場合には、電圧Ｖ２（＞Ｖ１）が生じている。しかし、時間Ｔ１だけ電流が流れた場合に生じる電圧は、電圧Ｖ２よりも小さい。これは、劣化した２次電池では、電圧変化に関する時定数がより大きくなるため、時間Ｔ１だけ電流が流れても電圧が定常状態に達しないためである。
【００７９】
このことより、２次電池の端子電圧を正確に取得するためには、２次電池の劣化が進むほど、より長い時間、２次電池に電流が流れる必要があることがわかる。なお、ＳＯＨの推定には、必ずしも、定常状態に達した端子電圧を計測する必要はない。２次電池の端子電圧が、ＳＯＨの推定に必要な電圧変化量を満たせば、ＳＯＨを推定することはできる。ただし、より正確な電圧を計測することにより、より正確にＳＯＨを推定できる。
【００８０】
図６Ａ及び図６Ｂは、２次電池の劣化が進むほど、より長い時間、２次電池に電流を流す一例を示す。詳細には、図６Ａは、時間の経過とともに階段状に大きくなる電流を新品の２次電池に流した場合における電流と電圧との関係を示す。また、図６Ｂは、時間の経過とともに階段状に大きくなる電流を劣化した２次電池に流した場合における電流と電圧との関係を示す。
【００８１】
図６Ａでは、時間ＴＣ１ごとに変化する電流値を２次電池に流している。一方、図６Ｂでは、時間ＴＣ２（＞ＴＣ１）ごとに変化する電流値を２次電池に流している。図６Ｂに示されるように、劣化により２次電池の時定数が大きくなるため、電圧が定常状態となるために必要な時間ＴＣ２の間、一定値の電流を２次電池に流している。
【００８２】
前述の閾値決定部１０７は、２次電池の電圧が定常状態となるために必要な時間に対応する値を、閾値として決定する。また、劣化状態推定装置１００が維持期間ごとに、制御信号を生成し出力するとした場合、制御部１０２は、維持期間が閾値よりも長くなるように制御信号を生成する。これにより、劣化状態推定装置１００は、２次電池の電圧変化を正確に取得することができる。
【００８３】
制御部１０２は、さらに、第２の期間に取得した複数の指令値の第２の期間における変化量、及び閾値に基づいて、電流の電流値と維持期間との複数の組を決定してもよい。より詳細には、制御部１０２は、第２の期間に取得した複数の指令値により定められる当該第２の期間における充放電電流の電流値の変化量と、当該複数の指令値に対応して決定した複数の組の、当該第２の期間における充放電電流の電流値の変化量とが一致するように、複数の組を決定してもよい。なお、ここでいう「複数の組」とは、制御部１０２によって決定された維持期間と、当該維持期間ごとに生成される電流の電流値との組であり、制御部１０２によって生成される制御信号を示す。以下、図７Ａ及び図７Ｂを参照して、説明する。
【００８４】
図７Ａは、２次電池に階段状の波形を有する電流を流すための指令値（破線）を示す。より詳細には、横軸は時間［ｓ］を、縦軸は指令値によって示される電流値［Ａ］を示す。また、指令値の傾きをθ１とする。ここで、指令値の傾きとは、例えば、指令値を示す波形の階段ｎ個分（すなわち、第２の期間ｎ個分）の期間における指令値の変化量を示す。
【００８５】
また、図７Ｂは、制御部１０２によって生成される制御信号（実線）を示す。横軸は時間［ｓ］を、縦軸は制御信号によって示される電流値［Ａ］を示す。なお、破線は、図７Ａと同じ指令値を示す。また、制御信号の傾きはθ１である。ここで、制御信号の傾きとは、制御信号を示す階段ｎ個分（すなわち、第１の期間ｎ個分）の期間における制御信号の変化量を示す。
【００８６】
例えば、２次電池の劣化が進行していたため、当該２次電池の電圧が定常状態に至るまでに第２の期間３個分の期間が必要であるとする。この場合、制御部１０２は、制御信号を生成するために、（１）第１の期間の長さと、（２）第１の期間ごとに出力される制御信号の大きさとを決定しなければならない。そこで制御部１０２は、第１の期間として、第２の期間３個分の長さを使用する。さらに、制御信号の大きさとして、第２の期間３個ごとの指令値の大きさを使用する。その結果、制御部１０２は、図７Ｂに示されるように、指令値と傾きが等しく、かつ、指令値３つ分の期間に対して１つが対応するような周期を有する制御信号を生成する。
【００８７】
図８は、２次電池に流れた電流及びこれに対応する端子電圧の波形を示す。より詳細には、図８の（ａ）は、新品電池に大きさＩの電流を時間Ｔ１だけ充電させた場合の、電流値［Ａ］と、これに対応する２次電池の端子電圧［Ｖ］の変化を示す。また、図８の（ｂ）は、劣化した電池に大きさＩの電流を時間Ｔ２だけ充電させた場合の、電流値［Ａ］と、これに対応する２次電池の端子電圧［Ｖ］の変化を示す。図８に示されるように、劣化した電池には、より長い時間、充電させる必要があるため、端子電圧の上昇値もより大きくなる。
【００８８】
次に、図９〜図１１を参照して、本実施の形態に係る劣化状態推定装置１００が行う処理の流れについて説明する。
【００８９】
図９は、本実施の形態に係る劣化状態推定装置１００の動作シーケンスを示す。
【００９０】
まず、劣化状態推定装置１００が備える制御部１０２は、連系制御装置９５から指令値を取得する（Ｓ１００）。次に、制御部１０２は、取得した指令値と、閾値決定部１０７により決定された閾値とに基づいて、制御信号を算出する（Ｓ１０２）。具体的には、制御信号は、電流の大きさ、及び当該電流を流す時間を示す情報を含む。なお、詳細な処理については後述する。
【００９１】
次に、制御部１０２は、ステップＳ１０２において算出した制御信号によって示される電流を２次電池８４に流すため、充放電装置８２に当該制御信号を送信する（Ｓ１０４）。
【００９２】
次に劣化状態推定装置１００が備える計測部１０４は、２次電池８４から、電流値及び電圧値を取得する（Ｓ１０６）。なお、前述したように、計測部１０４は、少なくとも電圧値を取得すればよい。また、計測部１０４が、電圧センサ等を有していない場合には、計測部１０４は、計測部１０４の外部に配置された電圧センサ等から、２次電池８４に流れる電流値及び端子間の電圧値を取得してもよい。
【００９３】
なお、計測部１０４は、電流値及び電圧値を例えば数ミリ秒ごとに複数回取得する。こうして取得された電流値及び電圧値は、例えば、劣化状態推定装置１００が備える記憶部１０８に配列又はリスト等の所定のデータ構造として一時的に記憶することが考えられる。
【００９４】
次に、劣化状態推定装置１００が備えるＳＯＨ推定部１０６は、計測部１０４によって取得された複数の電圧値及び電流値から、例えば最小二乗法を用いた非線形回帰分析等の手法により、２次電池８４の等価回路モデルに含まれるパラメータを決定する（Ｓ１０８）。
【００９５】
その後、ＳＯＨ推定部１０６は、ステップＳ１０８において決定した等価回路モデルのパラメータの値から、ＳＯＨを推定する（Ｓ１１０）。例えば、説明のために２次電池８４の温度が一定である場合を考えると、２次電池８４のＳＯＨは、式１で表される線形回帰式によって推定される。
【００９６】
ＳＯＨ＝ｐ０×Ｒ０＋ｐ１×Ｒｐ＋ｐ２×Ｃｐ＋ｐ３  ・・・（式１）
【００９７】
ここで、Ｒ０、Ｒｐ、Ｃｐは、後述する等価回路モデルのパラメータである。また、ｐ０、ｐ１、ｐ２、ｐ３は、事前に行われる実験により求められた回帰係数である。言いかえると、回帰係数ｐ０、ｐ１、ｐ２、ｐ３は、前述した、記憶部１０８が記憶している特性情報の具体例である。
【００９８】
なお、劣化状態推定装置１００は、ステップＳ１０８において決定された等価回路モデルのパラメータ及びＳＯＨ等の、２次電池の状態を示す情報を記憶部１０８に記憶してもよい（Ｓ１１２）。これによると、閾値決定部１０７は、過去にＳＯＨ推定部１０６で決定された等価回路モデルのパラメータから、２次電池の時定数を算出することにより、適切な閾値を決定できる。
【００９９】
図１０は、本実施の形態においてＳＯＨ推定部１０６が使用する、２次電池の等価回路モデルの一例を示す。
【０１００】
図１０に示されるＶＬ及びＩＬは、それぞれ２次電池の電圧値及び電流値を示す。また、Ｒｐ、Ｃｐ、Ｒ０は、前述の式１で使用されるパラメータである。より詳細には、Ｒｐは、分極抵抗成分を表す。また、Ｃｐは、分極キャパシタンス成分を表す。また、Ｒ０は、電解質抵抗成分を表す。すなわち、Ｒｐ、Ｃｐ、Ｒ０は、２次電池の内部抵抗に対応する。２次電池の劣化が進むとＲｐ、Ｃｐ、Ｒ０は大きくなることから、式１を用いてＳＯＨを推定することができる。さらに、閾値決定部１０７は、Ｒｐ×Ｃｐとして、２次電池８４の電圧変化における時定数を算出し、この時定数を閾値として使用するよう決定してもよい。
【０１０１】
具体的には、当該２次電池を流れる電流値と端子電圧とを、所定のサンプリング間隔で計測する。その結果得られる、電流及び電圧の実測値と、２次電池の等価回路モデルから得られる理論値とが一致するように、等価回路モデルに含まれるパラメータＲｐ、Ｃｐ、Ｒ０を決定する。なお、より詳細には、例えば、関連技術を示す特許文献２に示される方法などを使用してもよい。
【０１０２】
なお、図１０では、２次電池の等価回路モデルとしてパラメータが３つの３次モデルを使用している。しかし、例えばパラメータが５つの５次モデルなど、他のモデルを使用することもできる。
【０１０３】
次に、図１１及び図１２を参照して、図９に示した本実施の形態に係る劣化状態推定装置１００の動作シーケンスを、より詳細に説明する。
【０１０４】
図１１は、本実施の形態に係る劣化状態推定装置１００の処理の流れを示すフローチャートである。なお、図９と同じステップには同じ符号を付け、詳細な説明は省略する。
【０１０５】
まず、指令値取得部１１０が、連系制御装置９５から指令値を取得する（Ｓ１００）。
【０１０６】
次に、制御部１０２は、指令値の取得間隔（すなわち、連系制御装置９５による劣化状態推定装置１００に対する制御周期）である第１の期間と、閾値決定部１０７により決定された閾値の大きさとを比較する（Ｓ２０２）。その結果、第１の期間が閾値よりも大きい場合には（Ｓ２０２でＹｅｓ）、制御信号を出力する間隔（すなわち、劣化状態推定装置１００による充放電装置８２に対する制御周期）である維持期間の長さを、第１の期間と同じ長さに設定する（Ｓ２０８）。さらに、制御部１０２は、制御信号の大きさとして当該時刻における指令値の大きさを使用し、ステップＳ１０４の充放電制御に進む。言いかえると、制御部１０２は、第１の期間が閾値より大きい場合には、取得した指令値を、負荷装置に対する制御信号として出力する。
【０１０７】
一方、第１の期間が閾値以下の場合には（Ｓ２０２でＮｏ）、維持期間の長さを閾値以上の長さ（例えば、閾値に等しい長さ）に設定する（Ｓ２０４）。次に、制御部１０２は、図７Ｂで説明したように、ステップＳ１００において取得した指令値と傾きが一致するように、制御信号の電流値を決定する（Ｓ２０６）。
【０１０８】
以上述べた、ステップＳ２０２、Ｓ２０４、Ｓ２０６、Ｓ２０８が、図９に示される制御信号算出処理（Ｓ１０２）において行われる詳細な処理の流れである。
【０１０９】
なお、閾値決定部１０７は、例えば、以下の方法によりステップＳ２０２以前に閾値の大きさを決定することができる。
【０１１０】
事前に、ステップＳ１０８の処理が実行されており、２次電池８４の等価回路モデルのパラメータであるＲｐ及びＣｐが既知である場合には、閾値決定部１０７は、Ｒｐ×Ｃｐを計算することにより、２次電池８４の時定数を算出できる。この場合、閾値決定部１０７は、算出した２次電池８４の時定数以上の値を閾値として決定することができる。
【０１１１】
一方、２次電池８４の等価回路モデルのパラメータであるＲｐ及びＣｐが既知でない場合においては、閾値決定部１０７は、２次電池８４の劣化が進むほど、より大きくなるように閾値を決定することができる。例えば、閾値決定部１０７は、２次電池８４が充電又は放電された回数を示すサイクル情報を取得し、２次電池８４が充電又は放電された回数が多いほど、より大きくなるように閾値を決定してもよい。つまり、２次電池が充電又は放電された回数が多いほど、維持期間を長くする制御（以降、第２制御ともいう）を行ってもよい。また、閾値決定部１０７は、２次電池の運用時間を取得し、運用時間が長いほど、より大きくなるように閾値を決定してもよい。つまり、２次電池の運用時間が長いほど、第２制御を行ってもよい。なお、閾値決定部１０７は、サイクル情報及び運用時間に限らず、２次電池の劣化と因果関係がある他の任意の情報を使用して、閾値を決定することができる。また、閾値決定部１０７は、前回または過去にＳＯＨ推定部１０６により推定されたＳＯＨを使用して、閾値を決定してもよい。
【０１１２】
その後、ステップＳ１０４において、制御信号が充放電装置８２へ送信されることにより、充放電制御が行われた後、ステップＳ１１０で２次電池８４のＳＯＨが推定されるまでの処理は、図９と同様である。
【０１１３】
以上述べた劣化状態推定装置１００によると、ＳＯＨの推定精度を保ちながら２次電池８４の充放電制御が可能な送信間隔及び値を有する制御信号を、指令値から生成し、２次電池８４へ出力することができる。その結果、２次電池の充放電制御を継続しながら、当該２次電池の劣化状態を推定することが可能な制御装置を提供できる。
【０１１４】
（変形例）
本実施の形態に係る劣化状態推定装置１００は、ステップＳ１０８において等価回路モデルのパラメータを推定する際には、電流及び電圧の測定値と、理論値とが一致するように、等価回路モデルのパラメータをあわせこむ。したがって、電流値及び電圧値は、所定の範囲で適度にばらついていることが望ましい。しかしながら、ステップＳ１００において、長期間、一定の電流値を指令値として取得し続けることも想定される。図１２は、こうした一定の指令値を取得し続ける場合でも適切にＳＯＨを推定可能な制御装置の処理の流れを説明するフローチャートである。なお、図１１との違いは、ステップＳ２０８、Ｓ２１０、及びＳ２１２が追加されている点にある。したがって、これらのステップを中心に説明する。
【０１１５】
制御部１０２は、第２の期間が閾値より大きいと判定した場合（Ｓ２０２でＹｅｓ）、第１の期間の大きさとして第２の期間の大きさを設定する（Ｓ２０８）。
【０１１６】
次に、制御部１０２は、生成すべき制御信号（すなわち、指令値のサンプリング値）の時間変化の有無を確認する（Ｓ２１０）。より具体的には、制御部１０２は、連続したタイミングで決定すべき電流の電流値である第１の電流値と第２の電流値との差が所定の基準値未満であるか否かを判定する。その後、制御部１０２は、第１の電流値と第２の電流値との差が所定の基準値未満の場合には（Ｓ２１０でＹｅｓ）、第１の電流値と第２電流値との差が所定の基準値以上となり、かつ、第１の電流値と第２の電流値との和が所定の基準値未満となるように、第１の電流値及び第２の電流値を決定する。その結果、生成される制御信号の波形は、典型的には、後述する図１３Ｂに示されるような凸凹形状となる。その後、制御部１０２は、ステップＳ１０４において、制御信号を出力する。
【０１１７】
また、制御部１０２は、第１の電流値と第２の電流値との差が所定の基準値以上の場合には（Ｓ２１０でＮｏ）、ステップＳ１０４において、取得した指令値を制御信号として出力する。
【０１１８】
一方、制御部１０２は、第１の期間が閾値以下であると判定した場合（Ｓ２０２でＮｏ）、ステップＳ２０４及びステップＳ２０６において、制御信号を生成する。
【０１１９】
以上述べたように、本実施の形態の変形例に係る劣化状態推定装置１００によると、指令値に含まれる電流値の変化量がＳＯＨを推定するために必要な変化量よりも小さい場合においても、より精度よくＳＯＨを推定することができる。その際には、例えば、代表的な温度域ごとに特性情報の組を記憶部１０８に記憶しておいてもよい。
【０１２０】
なお、図１１及び図１２のステップＳ２０６において、制御部１０２が制御信号の電流値を算出する際には、指令値を制御信号として丸めることによる量子化誤差が最小になるように、制御信号を算出することが好ましい。具体的には、図１３Ａ及び図１３Ｂを参照して説明する。なお、図１３Ａ及び図１３Ｂでは、説明のため、指令値を直線で表している。
【０１２１】
図１３Ａは、単調増加する指令値に対して、制御部１０２により決定された制御信号を示す。前述したように、制御信号の傾きが指令値の傾きに一致するように、制御信号の値が決められている。また、図１３Ａでは、制御信号の波形と指令値の波形とで囲まれる領域のうち、指令値の上側の領域と指令値の下側の領域とが等しい面積をもつように、制御信号の値が決定されている。具体的には、面積Ａと面積Ｂとが等しい。これにより、指令値の周期を、より大きな周期を有する制御信号として丸めた場合に生じる、制御上の誤差を最小にすることができる。
【０１２２】
また、図１３Ｂは、一定の指令値に対して、制御部１０２により決定された制御信号を示す。前述したように、精度よくＳＯＨを推定できるよう、制御信号が凸凹形状の波形となっている。また図１３Ｂでは、図１３Ａと同様に、制御信号の波形と指令値の波形とで囲まれる領域のうち、指令値の上側の領域と指令値の下側の領域とが等しい面積をもつように、制御信号の値が決定されている。すなわち、面積Ａと面積Ｂとが等しい。これにより、凸凹形状の制御信号を生成した際に生じる、制御上の誤差を最小にすることができる。
【０１２３】
すなわち、制御部１０２は、所定期間に連続して取得された複数の指令値を示す波形と、当該複数の指令値に対応して決定すべき複数の電流値を示す波形との差である差分波形を、第２の期間において積分して得られる面積が０に近づくように、電流値を決定してもよい。
【０１２４】
なお、制御部１０２は、図１４Ａ及び図１４Ｂに示されるように、制御信号とｘ軸（すなわち、電流＝０［Ａ］となる軸）とで囲まれる面積と、指令値とｘ軸とで囲まれる面積とが等しくなるように、制御信号を生成してもよい。この場合、面積Ａ＋面積Ｃと、面積Ｂ＋面積Ｃとが等しくなる。
【０１２５】
なお、実施の形態及びその変形例で説明した計測部１０４は、さらに、２次電池の温度を取得してもよい。ＳＯＨは、２次電池の電圧に加え、温度にも依存して定まるため、劣化状態推定装置１００は、２次電池の温度を使用することでより正確なＳＯＨを推定できる。
【０１２６】
（実施の形態２）
実施の形態１にかかる２次電池システム８０では、劣化状態推定装置１００は、指令値に応じた充放電を制御しつつ、２次電池８４のＳＯＨを推定しているが、測定用電流を電流として２次電池８４に流すことによりＳＯＨを推定してもよい。
【０１２７】
図１５は、本発明の実施の形態２における２次電池システム１８０の概要を示す。
【０１２８】
２次電池システム１８０は、充放電装置８２と、２次電池８４と、制御装置１９０とを備える。
【０１２９】
なお、２次電池システム１８０は、図２に示す実施の形態１における２次電池システム８０とは、制御装置１９０の構成が異なることと、連系制御装置９５からの充放電指令値を取得しないこととが異なる。このため、制御装置１９０について説明する。なお、２次電池システム１８０の構成のうちで、実施の形態１の２次電池システム１８０と同様の符号を付している構成については、同様であるため説明を省略する。
【０１３０】
具体的には、制御装置１９０は、図１６以降で説明する劣化状態推定装置を備える。本実施の形態における制御装置１９０が備える劣化状態推定装置は、２次電池８４のＳＯＨを推定するために、２次電池８４の状態を示す２次電池情報、及び、２次電池８４の端子電圧及び電流を取得する。なお、２次電池情報とは、例えば２次電池８４の温度、満充電された回数を示すサイクル数、運用時間等である。なお、ここで述べた情報は、制御装置１９０が２次電池８４から取得すべき情報の一例である。後述するように、制御装置１９０は、少なくとも２次電池８４の端子電圧を取得すれば、２次電池８４のＳＯＨを推定することができる。
【０１３１】
図１６は、本実施の形態における制御装置１９０が備える劣化状態推定装置２００の機能ブロックを示す。劣化状態推定装置２００は、ＳＯＨを推定する。
【０１３２】
より詳細には図３に示される様に、劣化状態推定装置２００は、制御部２０２と、計測部１０４と、ＳＯＨ推定部１０６と、記憶部１０８と、情報取得部２１０とを備える。なお、劣化状態推定装置２００は、実施の形態１の劣化状態推定装置１００の構成とは、制御部２０２及び情報取得部２１０が異なるため、制御部２０２及び情報取得部２１０を中心に説明する。
【０１３３】
制御部２０２は、２次電池のＳＯＨを推定するために、当該２次電池に測定用電流（電流）を流すための電流制御を行う。より詳細には、制御部２０２は、２次電池８４へ測定用電流を流すよう、充放電装置８２に制御信号を送信する。このとき、制御部２０２は、電流制御で２次電池に流す電流について、当該電流の電流値と、当該電流を所定の電流値で維持する維持期間との少なくとも一方を、２次電池の暫定的な劣化状態に応じて決定する。なお、制御部２０２が測定用電流の電流値を決定するために参照する２次電池の暫定的な劣化状態とは、後述するように、２次電池のサイクル数、及び２次電池の運用時間など、２次電池の劣化と因果関係があることが知られている客観的な情報であってＳＯＨを推定するにあたって利用できる情報を意味する。なお、暫定的な劣化状態として、以前に算出されたＳＯＨの値を使用してもよい。
【０１３４】
計測部１０４は、２次電池に測定用電流が流れたときにおける２次電池の少なくとも電圧値を計測情報として取得する。
【０１３５】
ＳＯＨ推定部１０６は、記憶部１０８に記憶されている特性情報と、計測部１０４で得られた計測情報とに基づいて、２次電池８４のＳＯＨを推定する。ＳＯＨを推定する方法の詳細については、後述する。
【０１３６】
情報取得部２１０は、２次電池の暫定的な劣化状態を示す情報である劣化情報を取得する。劣化情報として、例えば、２次電池が充電又は放電された回数を示すサイクル情報、及び２次電池の運用時間のうち少なくとも一方を使用することが考えられる。充放電された回数が多いほど、また、運用時間が長いほど、当該２次電池は劣化が進んでいると考えられる。
【０１３７】
なお、サイクル情報として、例えば２次電池が満充電された回数であるサイクル数が使用できる。しかし、満充電以外の充電回数、又は、放電回数等をサイクル情報として使用してもよい。２次電池のサイクル情報、及び運用時間は、例えば２次電池８４が備える管理用メモリから情報取得部２１０が取得することが考えられるがこれに限られない。例えば、劣化情報は、接続された２次電池のサイクル情報、及び運用時間を記憶部１０８に記憶させることで管理してもよい。この場合、劣化状態推定装置２００は、情報取得部２１０を備えなくても、同様の発明の効果を奏する。さらにまた、制御装置１９０の外部に、劣化情報の管理装置を設置してもよい。
【０１３８】
次に、本実施の形態に係る制御部２０２の処理を説明するための前提として、２次電池に流れる電流と電圧との関係について、図４、図１７及び図１８を参照して説明する。
【０１３９】
図４は、正及び負の振幅を有する測定用のパルス電流を、それぞれ時間ｔｐだけ２次電池に流した場合における、当該２次電池の端子電圧の変化を示した図と考えてもよい。より詳細には、図４の（ａ）は、２次電池に流す測定用電流の振幅を示すと考えてもよい。また、図４の（ｂ）は、図４の（ａ）に示される測定用電流を流した場合の、２次電池の電圧変化を示すと考えてもよい。図４に示した様に、２次電池においては、充電時に電圧が上昇し、放電時に電圧が降下する。
【０１４０】
図１７は、２次電池に流す測定用電流の大きさと、端子電圧の変化量との関係を示す。より詳細には、図１７の（ａ）は、２次電池に流す測定用電流の一例を示す。
【０１４１】
図１７の（ｂ）は、図１７の（ａ）に示される測定用電流を新品の２次電池に流した場合における、当該２次電池の端子電圧の変化を示す。図１７の（ｂ）に示される様に、大きさがＩ１及びＩ２の電流に対して、それぞれ、最大Ｖ１及びＶ２の電圧変化が生じている。
【０１４２】
図１７の（ｃ）は、図１７の（ａ）に示される測定用電流を劣化した２次電池に流した場合における、当該２次電池の端子電圧の変化を示す。図１７の（ｃ）に示される様に、大きさがＩ１及びＩ２の電流に対して、それぞれ、最大Ｖ３及びＶ４の電圧変化が生じている。
【０１４３】
ここで、Ｖ２及びＶ４は、それぞれ、Ｖ１及びＶ３よりも大きい。したがって、２次電池に流される電流が大きいほど、電圧の変化量が大きくなることがわかる。また、Ｖ３及びＶ４は、それぞれ、Ｖ１及びＶ２よりも大きい。したがって、電流値が一定の場合には、２次電池の劣化が進むほど、電圧の変化量が大きくなることがわかる。
【０１４４】
図１８は、本実施の形態に係る制御部２０２が行う測定用電流の制御方法を説明する概念図である。より詳細には、図１８の（ａ）は、新品の２次電池に対して制御部２０２が流す測定用電流及び当該測定用電流を流した場合に生じる電圧変化を示す。また図１８の（ｂ）は、劣化した２次電池に対して制御部２０２が流す測定用電流及び当該測定用電流を流した場合に生じる電圧変化を示す。
【０１４５】
図１８に示される様に、制御部２０２は、新品の２次電池に流す電流の大きさＩ２よりも、劣化した２次電池に流す電流の大きさＩ１がより小さくなるように、測定用電流を制御する。ここで、図１７に示されるように、劣化した２次電池の方が、測定用電流に対する電圧変化量が大きくなる。したがって、例えば、新品の２次電池における電圧変化量Ｖ２と、劣化した２次電池における電圧変化量Ｖ３とが等しくなるように、Ｉ２＞Ｉ１となる電流の大きさＩ１を決めることができる。
【０１４６】
次に、図１９及び図２０を参照して、本実施の形態に係る劣化状態推定装置２００のより詳細な動作について説明する。
【０１４７】
図１９は、本実施の形態に係る劣化状態推定装置２００の動作シーケンスを示す。
【０１４８】
まず、劣化状態推定装置２００が備える制御部２０２は、２次電池のＳＯＨを算出するために２次電池に流すべき測定用電流値を算出する（Ｓ３００）。具体的には、制御部２０２は、測定用電流の電流値の大きさ、及び当該電流を流す時間を決定する。なお、詳細な処理については後述する。
【０１４９】
次に、制御部２０２は、ステップＳ３００において決定した測定用電流を、測定対象の２次電池である２次電池８４に流すため、充放電装置８２に電流値の制御信号を送信する（Ｓ３０２）。
【０１５０】
次に劣化状態推定装置２００が備える計測部１０４は、２次電池８４から、電流値及び電圧値を取得する（Ｓ３０４）。
【０１５１】
次に、劣化状態推定装置２００が備えるＳＯＨ推定部１０６は、計測部１０４によって取得された複数の電圧値及び電流値から、例えば、最小二乗法を用いた非線形回帰分析等の手法により、２次電池８４の等価回路モデルに含まれるパラメータを決定する（Ｓ３０６）。
【０１５２】
その後、ＳＯＨ推定部１０６は、ステップＳ２０６において決定した等価回路モデルのパラメータの値から、ＳＯＨを推定する（Ｓ２０８）。
【０１５３】
なお、ステップＳ３０４からステップＳ３０８は、それぞれ、実施の形態１の図９を用いて説明したステップＳ１０６からステップＳ１１０と同一の処理である。
【０１５４】
なお、後述するように、劣化状態推定装置２００は、ステップＳ３０８において推定されたＳＯＨを、例えば記憶部１０８に記憶してもよい（Ｓ３１０）。これによると、ＳＯＨ推定部１０６は、過去に推定されたＳＯＨを使用して、ステップＳ３００において測定用電流の大きさを決定することができる。
【０１５５】
図２０は、図１９のステップＳ３００における詳細な処理の流れを示すフローチャートである。
【０１５６】
まず、情報取得部２１０は、２次電池の劣化状態を示す劣化情報を取得する（Ｓ４０２）。劣化情報は、例えば前述したように、２次電池のサイクル数及び２次電池の運用時間等のうち少なくとも１つを使用することが考えられる。また、以前に算出されたＳＯＨを、劣化情報として使用してもよい。
【０１５７】
次に、制御部１０２は、２次電池の劣化状態に基づき測定用電流の値を決定する（Ｓ４０４）。具体的には、制御部２０２は、劣化情報により示される２次電池の劣化がより進むほど、測定用電流の電流値を減少させる第１制御を行う。例えば、劣化情報として２次電池のサイクル情報を使用する場合には、制御部２０２は、２次電池が充電又は放電された回数が多いほど、測定用電流の電流値を減少させる。また、劣化情報として２次電池の運用時間を使用する場合には、制御部２０２は、２次電池の運用時間が長いほど、測定用電流の電流値を減少させる。
【０１５８】
これにより、本実施の形態における劣化状態推定装置２００は、測定用電圧の大きさがＳＯＨの推定に必要な最小限の大きさとなるように、２次電池の劣化状態に基づいて測定用電圧の大きさを制御することができる。その結果、ＳＯＨの推定精度と、２次電池の劣化抑制とを両立することができる。
【０１５９】
（変形例１）
なお、以上述べた実施の形態２に係る劣化状態推定装置２００においては、測定用電流の大きさを制御することにより２次電池の劣化を抑制する。これの他に、劣化状態推定装置２００は、２次電池に測定用電流を流す時間を制御することにより、ＳＯＨの推定精度をより向上させることができる。具体的には、実施の形態２に係る制御部２０２は、劣化情報に示される２次電池の劣化がより進むほど、測定用電流の所定の電流値を維持する維持時間を長くする第２制御を行ってもよい。つまり、制御部２０２は、２次電池の劣化がより進むほど、第１制御および第２制御の少なくとも一方を行うことにより、ＳＯＨの推定精度をより向上させることができる。具体的には、制御部２０２は、２次電池が充電又は放電された回数が多いほど、または、２次電池の運用時間が長いほど、第１制御及び第２制御の少なくとも一方を行うとしてもよい。
【０１６０】
例えば、再度図１８を参照して、図１８の（ａ）では、時間ｔｐの間に電圧の波形が平衡状態に達している。一方、図１８の（ｂ）では、時間ｔｐの間も電圧の波形は過渡状態にある。したがって、２次電池の電圧の真の値は、電圧Ｖ３よりも大きい可能性がある。したがって、図１８の（ｂ）のように、劣化した２次電池に測定用電流を流す場合には、より長い時間、電流を流すことで、より正確な電圧値を取得できると考えられる。
【０１６１】
また、実施の形態１にかかる劣化状態推定装置１００に、図１３Ｂのように凸凹形状の波形で示される制御信号で、電流値が制御されるときに、２次電池の劣化がより進むほど、維持時間を長くする制御だけでなく、２次電池に流す電流の電流値を小さくする制御を行ってもよい。
【０１６２】
（変形例２）
次に、実施の形態２に係る劣化状態推定装置２００の変形例２について説明する。本変形例２において、制御部２０２は、２次電池の劣化状態を示す劣化情報として、ＳＯＨ推定部１０６が過去に推定したＳＯＨを使用する。
【０１６３】
図２１は、本変形例２に係る劣化状態推定装置２００が備える制御部２０２が測定用電流の大きさを決定する際に行う詳細な処理の流れを示すフローチャートである。
【０１６４】
まず、制御部２０２は、ＳＯＨ推定部１０６によって過去に推定されたＳＯＨを取得する（Ｓ４０６）。例えば、再度図１９を参照して、ステップＳ３１０において記憶部１０８はＳＯＨ推定部１０６により推定されたＳＯＨを記憶している。従って、制御部２０２は、記憶部１０８から、直前に推定されたＳＯＨと、２回前に推定されたＳＯＨとを取得する。以後説明のため、２回前に推定されたＳＯＨを第１のＳＯＨと呼び、直前に推定されたＳＯＨを第１のＳＯＨと呼ぶ。すなわち、第２のＳＯＨは、第１のＳＯＨよりも後にＳＯＨ推定部１０６により推定されたＳＯＨである。なお、劣化状態推定装置２００の初回使用時など、記憶部１０８に２以上のＳＯＨが記憶されていない場合には、例えば、１００など、事前に記憶されている既定値をＳＯＨとして使用することなどが考えられる。
【０１６５】
次に、制御部２０２は、ステップＳ４０６において取得されたＳＯＨに基づき、測定用電流の大きさを決定する（Ｓ４０８）。例えば、制御部２０２は、第１のＳＯＨと第２のＳＯＨとを比較し、第２のＳＯＨが第１のＳＯＨよりも大きい場合、測定用電流の電流値をより大きくする制御、及び、維持期間を短くする制御の少なくとも一方を行い、第２のＳＯＨが第１のＳＯＨよりも小さい場合、測定用電流の電流値をより小さくする制御、及び、維持期間を長くする制御の少なくとも一方を行う。
【０１６６】
第２のＳＯＨが第１のＳＯＨよりも小さい場合とは、２次電池の劣化が進んだことを意味する。したがって、測定用電流をより小さくする制御、及び、維持期間を長くする制御の少なくとも一方を行うことにより、２次電池の劣化の進行を低減することができる。一方、第１のＳＯＨが第２のＳＯＨよりも小さい場合とは、例えば計測部１０４による計測誤差、又は、モデル化誤差等により、ＳＯＨの推定に誤差が生じている場合等が考えられる。この場合には、測定用電流を大きくする制御、及び、維持期間を短くする制御の少なくとも一方を行うことにより、ＳＯＨの推定精度を向上させることができる。
【０１６７】
なお、上記の説明において制御部１０２は、直前に推定されたＳＯＨと、２回前に推定されたＳＯＨとを取得した。しかし、制御部１０２が取得するＳＯＨはこれに限られない。例えば、ｊ回前に推定されたＳＯＨを第１のＳＯＨとして取得し、ｉ回前に推定されたＳＯＨを第２のＳＯＨとして取得してもよい。ここで、ｉ及びｊは、ｉ＜ｊなる自然数であるとする。また、ｍ回前〜ｎ回前までに推定されたＳＯＨの平均値を第１のＳＯＨとして取得し、ｋ回前〜ｌ回前までに推定されたＳＯＨの平均値を第２のＳＯＨとして取得してもよい。ここで、ｋ、ｌ、ｍ、及びｎは、例えば、ｋ＜ｌ＜ｍ＜ｎなる自然数であるとする。
【０１６８】
また、このように、過去に推定されたＳＯＨを劣化情報として利用することは、実施の形態１の劣化状態推定装置１００に適用してもよい。
【０１６９】
（変形例３）
次に、測定用電流の大きさを決定する処理における変形例３に係る制御部２０２について述べる。
【０１７０】
本実施の形態２の変形例３に係る制御部２０２は、２次電池の電圧変化量が事前に定められた基準値に近づくように、測定用電流値を決定する。言いかえると、制御部２０２は、２次電池に流す測定用電流が事前に定められた大きさとなるように、フィードバック制御を行う。
【０１７１】
図２２は、本変形例３に係る劣化状態推定装置２００が備える制御部２０２が測定用電流の大きさを決定する際に行う詳細な処理の流れを示すフローチャートである。
【０１７２】
まず、制御部２０２は、補正電圧値を算出する（Ｓ４１２）。補正電圧値は、事前に定められた基準電圧値から、前回計測された２次電池の電圧値を差し引いた値として求められる。例えば、計測部１０４が２次電池の電圧値を取得する度に、その値を記憶部１０８等に記憶させておくことにより、制御部２０２は前回計測された電圧値を取得することができる。
【０１７３】
次に、制御部２０２は、補正電流値を算出する（Ｓ４１４）。補正電流値は、以下の式２により求められる。
【０１７４】
補正電流値＝補正電圧値／（Ｒｐ＋Ｒ０）  ・・・（式２）
【０１７５】
ここで、Ｒｐ及びＲ０は、ＳＯＨ推定部１０６によって決定された、２次電池の等価回路モデルに含まれるパラメータである。
【０１７６】
最後に、制御部２０２は、測定用電流値を算出する（Ｓ４１６）。測定用電流値は、ステップＳ４１４で求められた補正電流値と、前回の測定用電流値とを足すことにより求められる。例えば、制御部２０２が測定用電流値を決定する度に、その値を記憶部１０８等に記憶させておくことにより、制御部２０２は前回の測定用電流値を取得することができる。
【０１７７】
なお、基準電圧値は、例えば次のようにして定めることができる。計測部１０４が取得する２次電池の電圧変化の値は、電圧センサの分解能に起因する誤差が含まれうる。この誤差の影響は、特に、電圧変化量が小さい場合に深刻となる。したがって、電圧センサごとに、等価回路モデルの推定精度が必要十分となる電圧変化量を実験的に求め、求められた値を基準電圧値として使用することが考えられる。
【０１７８】
以上述べた、変形例３に係る劣化状態推定装置２００によると、２次電池の電圧を計測するセンサの分解能に応じて、必要最小限の測定用電圧を２次電池に流すことができる。したがって、ＳＯＨの推定精度を落とさずに、２次電池の劣化をより抑制することができる。
【０１７９】
なお、実施の形態及びその変形例に係る計測部１０４は、２次電池の電圧値に加え、電流値を測定してもよい。制御装置１９０は、所定の電流値を出力するよう電流指令値を２次電池に送信することにより、２次電池を制御する。しかし、実際に２次電池から出力される電流値と、電流指令値との間に誤差が生じうる。したがって、計測部１０４は、２次電池の電圧値及び電流値を計測することにより、より精度よく２次電池の劣化状態を推定することができる。また、ＳＯＨは電圧値に加え、２次電池の温度にも依存して定まる。上記説明では、２次電池の温度を一定として説明したが、計測部１０４は、さらに２次電池の温度を計測してもよい。この場合、劣化状態推定装置２００は、例えばいくつかの温度域ごとに特性情報を記憶部１０８に記憶しておくことにより、より正確なＳＯＨを推定することができる。
【０１８０】
また、このように、２次電池の電圧変化量が事前に定められた基準値に近づくように、２次電池に流す電流の電流値を決定することは、実施の形態１の劣化状態推定装置１００に適用してもよい。
【０１８１】
（他の実施の形態）
なお、実施の形態１、実施の形態１の変形例、実施の形態２、実施の形態２の変形例１、及び実施の形態２の変形例２で説明した蓄電池システムの制御装置は、充放電装置８２および２次電池８４から離れた外部に配置されている外部サーバとして実現してもよい。つまり、例えば、充放電装置８２及び２次電池８４の複数を一括して管理するための管理サーバとして、ネットワーク越しに当該充放電装置８２及び当該２次電池８４を制御するようにしてもよい。要するに、当該制御装置は、クラウド上で実現してもよい。
【０１８２】
また、実施の形態１、実施の形態１の変形例、実施の形態２、実施の形態２の変形例１、及び実施の形態２の変形例２で説明した蓄電池システムの制御装置は、電気自動車に搭載される２次電池のＳＯＨを推定するための装置として実現してもよい。
【０１８３】
なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の画像復号化装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。
【０１８４】
すなわち、このプログラムは、コンピュータに、２次電池の劣化状態を示す値であるＳＯＨ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｈｅａｌｔｈ）を推定する劣化状態推定方法であって、前記２次電池に電流を流すための電流制御を行う制御ステップと、前記２次電池に前記電流が流れたときにおける前記２次電池の少なくとも電圧値を計測情報として取得する計測ステップと、前記２次電池の特性情報と、前記計測ステップにおいて得られた計測情報とに基づいて、前記２次電池のＳＯＨを推定するＳＯＨ推定ステップとを含み、前記制御ステップにおいては、前記２次電池の暫定的な劣化状態に応じて前記電流の電流値と、所定の電流値を維持する維持期間との少なくとも一方を決定する劣化状態推定方法を実行させる。
【０１８５】
また、実施の形態１、実施の形態１の変形例、実施の形態２、実施の形態２の変形例１、及び実施の形態２の変形例２で説明した蓄電池システムの制御装置は、コンピュータにより実現することも可能である。
【０１８６】
さらに、上記の各装置を構成する構成要素の一部又は全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。ＲＡＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。
【０１８７】
さらにまた、上記の各装置を構成する構成要素の一部又は全部は、各装置に脱着可能なＩＣカード又は単体のモジュールから構成されているとしてもよい。ＩＣカード又はモジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。ＩＣカード又はモジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、ＩＣカード又はモジュールは、その機能を達成する。このＩＣカード又はこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしてもよい。
【０１８８】
また、本発明は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしてもよい。また、コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしてもよい。
【０１８９】
さらに、本発明は、上記コンピュータプログラム又は上記デジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（登録商標））、ＵＳＢメモリ、ＳＤカードなどのメモリカード、半導体メモリなどに記録したものとしてもよい。また、これらの記録媒体に記録されている上記デジタル信号であるとしてもよい。
【０１９０】
また、本発明は、上記コンピュータプログラム又は上記デジタル信号を、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしてもよい。
【０１９１】
また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、上記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、上記マイクロプロセッサは、上記コンピュータプログラムに従って動作するとしてもよい。
【０１９２】
また、上記プログラム又は上記デジタル信号を上記記録媒体に記録して移送することにより、又は上記プログラム又は上記デジタル信号を、上記ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。
【０１９３】
さらに、上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。
【０１９４】
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【０１９５】
以上、本発明の一つまたは複数の態様に係る劣化状態推定方法および劣化状態推定装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１９６】
本発明は、制御装置に適用できる。特に、指令値に基づいて２次電池の充電及び放電を制御する制御装置に適用できる。
【符号の説明】
【０１９７】
７０  電力系統
７５  変圧器
８０、１８０  ２次電池システム
８２  充放電装置
８４  ２次電池
８６Ａ、８６Ｂ  負荷装置
９０、１９０  制御装置（充放電制御装置）
９５  連系制御装置
１００、２００  劣化状態推定装置
１０２、２０２  制御部
１０４  計測部
１０６  ＳＯＨ推定部
１０７  閾値決定部
１０８  記憶部
１１０  指令値取得部
２１０  情報取得部
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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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１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年7月31日(2013.7.31)
【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】
２次電池の劣化状態を推定する劣化状態推定方法であって、
前記２次電池に電流を流す電流制御を行う制御ステップと、
前記２次電池に前記電流が流れたときにおける前記２次電池の少なくとも電圧値を計測情報として取得する計測ステップと、
前記２次電池の劣化状態を推定するためのモデルと、前記計測ステップにおいて得られた計測情報とに基づいて、前記２次電池の劣化状態を推定する推定ステップと、
前記２次電池の暫定的な劣化状態を示す情報である劣化情報を取得する情報取得ステップと、を含み、
前記電流制御においては、前記２次電池に流す電流について、前記劣化情報により示される前記２次電池の劣化がより進むほど、当該電流の電流値を減少させる第１制御、及び、当該電流を所定の電流値で維持する維持期間を長くする第２制御の少なくとも一方を行う
劣化状態推定方法。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記情報取得ステップでは、前記２次電池が充電又は放電された回数を示すサイクル情報を前記劣化情報として取得し、
前記制御ステップでは、前記２次電池が充電又は放電された回数が多いほど、前記第１制御及び前記第２制御の少なくとも一方を行う
請求項１に記載の劣化状態推定方法。
【請求項４】
前記情報取得ステップでは、前記２次電池の運用時間を前記劣化情報として取得し、
前記制御ステップでは、前記２次電池の運用時間が長いほど、前記第１制御及び前記第２制御の少なくとも一方を行う
請求項１または３に記載の劣化状態推定方法。
【請求項５】
さらに、
前記推定ステップでは、前記モデルおよび前記計測情報を用いて前記劣化状態を示す値であるＳＯＨを推定し、
推定された前記ＳＯＨを記憶部に記憶するステップを含み、
前記制御ステップでは、
前記記憶部に記憶されている第１のＳＯＨと、前記第１のＳＯＨよりも後に前記推定ステップで推定された第２のＳＯＨとを比較し、
前記第２のＳＯＨが前記第１のＳＯＨよりも大きい場合、前記電流の電流値を大きくする制御、及び、前記維持期間を短くする制御の少なくとも一方を行い、
前記第２のＳＯＨが前記第１のＳＯＨよりも小さい場合、前記電流の電流値を小さくする制御、及び、前記維持期間を長くする制御の少なくとも一方を行う
請求項１、３、４のいずれか１項に記載の劣化状態推定方法。
【請求項６】
前記制御ステップでは、
前記２次電池の電圧変化量が予め定められた基準値に近づくように、前記電流の電流値を決定する
請求項１、３から５のいずれか１項に記載の劣化状態推定方法。
【請求項７】
前記制御ステップでは、
前記電流としてパルス電流を前記２次電池に流す
請求項１、３から６のいずれか１項に記載の劣化状態推定方法。
【請求項８】
さらに、
前記２次電池の充放電にかかる電流である充放電電流の電流値が定められた指令値を取得する指令値取得ステップと、
前記２次電池の電圧変化に関する時定数に基づいて前記維持期間を決定するための期間に関する閾値を決定する閾値決定ステップとを含み、
前記制御ステップでは、（ｉ）前記指令値取得ステップにおいて取得された前記指令値と、前記閾値決定ステップにおいて決定された前記閾値とに基づいて、前記２次電池の充放電電流の電流値と、当該充放電電流の電流値を維持する期間とを、それぞれ前記電流の電流値および前記維持期間として決定し、（ｉｉ）決定された前記電流の電流値および前記維持期間で前記２次電池の充放電を制御し、
前記計測ステップでは、前記制御ステップにおいて前記２次電池の充放電が制御されているときにおける前記２次電池の少なくとも電圧値を計測情報として取得し、
前記制御ステップでは、前記閾値よりも長くなるように前記維持期間を決定する
請求項１、３から６のいずれか１項に記載の劣化状態推定方法。
【請求項９】
前記指令値取得ステップでは、前記指令値を第１の期間ごとに取得し、
前記制御ステップでは、
前記閾値が前記第１の期間未満の場合は、前記第１の期間の長さを前記維持期間の長さとして決定し、
前記閾値が前記第１の期間以上の場合は、前記閾値以上の長さを前記維持期間の長さとして決定する
請求項８に記載の劣化状態推定方法。
【請求項１０】
前記制御ステップでは、さらに、第２の期間に取得した複数の前記指令値の前記第２の期間における変化量に基づいて、前記電流の電流値と前記維持期間との複数の組を決定する
請求項８または９に記載の劣化状態推定方法。
【請求項１１】
前記制御ステップでは、前記第２の期間に取得した前記複数の指令値により定められる当該第２の期間における前記充放電電流の電流値の変化量と、当該複数の指令値に対応して決定した前記複数の組の、当該第２の期間における前記充放電電流の電流値の変化量とが一致するように、前記複数の組を決定する
請求項１０に記載の劣化状態推定方法。
【請求項１２】
前記制御ステップでは、連続したタイミングで決定すべき前記電流の電流値である第１の電流値と第２の電流値との差が所定の基準値未満の場合には、前記第１の電流値と前記第２の電流値との差が前記所定の基準値以上となり、かつ、前記第１の電流値と前記第２の電流値との和が前記所定の基準値未満となるように、前記第１の電流値及び前記第２の電流値を決定する
請求項８から１１のいずれか１項に記載の劣化状態推定方法。
【請求項１３】
前記制御ステップでは、所定期間に連続して取得された複数の前記指令値を示す波形と、当該複数の指令値に対応して決定すべき複数の前記電流値を示す波形との差である差分波形を、前記第２の期間において積分して得られる面積が０に近づくように、前記電流値を決定する
請求項８から１２のいずれか１項に記載の劣化状態推定方法。
【請求項１４】
２次電池の劣化状態を推定する劣化状態推定装置であって、
前記２次電池の劣化状態を推定するためのモデルを記憶している記憶部と、
前記２次電池に電流を流すための電流制御を行う制御部と、
前記２次電池に前記電流が流れたときにおける前記２次電池の少なくとも電圧値を計測情報として取得する計測部と、
前記モデルと、前記計測部で得られた計測情報とに基づいて、前記２次電池の劣化状態を推定する推定部と、
前記２次電池の暫定的な劣化状態を示す情報である劣化情報を取得する情報取得部と、を備え、
前記制御部は、前記電流制御においては、前記２次電池に流す電流について、前記劣化情報により示される前記２次電池の劣化がより進むほど、前記電流の電流値を減少させる第１制御、及び、前記維持期間を長くする第２制御の少なくとも一方を行う
劣化状態推定装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の劣化状態推定装置を備える制御装置と、
２次電池と、
前記制御装置において決定された前記電流の電流値および前記維持期間の少なくとも一方に基づき、前記２次電池の充放電を制御する充放電装置とを備える
２次電池システム。
【国際調査報告】
2013145734.tif 000029
2013145734.tif 000030
2013145734.tif 000031
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