(57)【要約】【課題】バッテリの完全な充放電を行うことなく短時間で精度よく容量維持率の判定を行うことが可能な容量維持率判定装置、バッテリシステムおよびそれを備える電動車両を提供する。【解決手段】容量維持率判定装置１００は、インピーダンス測定部１１０および容量推定部２００を含む。信号発生部１２０からバッテリ１０に交流信号が与えられる。交流信号に対するバッテリ１０からの応答信号に基づいてインピーダンス測定部１１０により交流インピーダンスの周波数特性が算出される。算出された周波数特性から特徴周波数が決定される。容量推定部２００はメモリおよび判定部を備える。メモリにはバッテリ１０の温度と特徴周波数と容量維持率との関係が記憶されている。判定部は、温度検出部１２により検出されるバッテリ１０の温度、決定された特徴周波数、メモリに記憶された関係に基づいてバッテリ１０の容量維持率を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号発生部から与えられる複数の周波数成分を有する交流信号に対する充放電可能なバッテリからの応答信号および温度検出部により検出される前記バッテリの温度に基づいて、前記バッテリの現在容量と基準容量との比である容量維持率を判定する容量維持率判定装置であって、
前記バッテリからの前記応答信号に基づいて前記バッテリの交流インピーダンスの周波数特性を算出するインピーダンス算出部と、
交流インピーダンスの周波数特性における予め定められた周波数に関する特徴情報の値と容量維持率との関係を記憶する記憶部と、
前記インピーダンス算出部により算出された周波数特性における特徴情報の値を決定し、前記記憶部に記憶された関係および前記温度検出部により検出された温度に基づいて、前記決定された特徴情報の値に対応する容量維持率を判定する判定部とを備える、容量維持率判定装置。
【請求項２】
前記交流インピーダンスの周波数特性は、各周波数ごとの複素インピーダンスの虚軸成分−実軸成分特性であり、
前記特徴情報は、前記虚軸成分−実軸成分特性における虚軸成分の極大値が１つである場合にその極大値に対応する周波数であり、前記虚軸成分−実軸成分特性における虚軸成分の極大値が２つである場合にそれらの極大値のうち最も大きい極大値に対応する周波数である、請求項１記載の容量維持率判定装置。
【請求項３】
前記バッテリは、１つの並列回路を含む等価回路または直列に接続された２つの並列回路を含む等価回路で表され、各並列回路は、キャパシタンス成分および抵抗成分の並列接続を含み、
前記交流インピーダンスの周波数特性は、各周波数ごとの複素インピーダンスの虚軸成分−実軸成分特性から得られる前記１つまたは２つの並列回路の各周波数ごとのキャパシタンス値および抵抗値の関係であり、
前記特徴情報は、前記バッテリが１つの並列回路を含む等価回路で表される場合にその並列回路のキャパシタンス値および抵抗値の積に基づいて算出される周波数であり、前記バッテリが２つの並列回路を含む等価回路で表される場合に各並列回路のキャパシタンス値および抵抗値の積に基づいて算出される周波数のうちの最小の周波数である、請求項１記載の容量維持率判定装置。
【請求項４】
前記交流インピーダンスの周波数特性は、各周波数ごとの複素インピーダンスの虚軸成分−周波数特性であり、前記特徴情報は、前記虚軸成分−周波数特性における虚軸成分の極大値が１つである場合にその極大値に対応する周波数であり、前記虚軸成分−周波数特性における虚軸成分の極大値が２つである場合にそれらの極大値のうち最も低周波側の極大値に対応する周波数である、請求項１記載の容量維持率判定装置。
【請求項５】
充放電可能なバッテリと、
複数の周波数成分を有する交流信号を前記バッテリに与える信号発生部と、
前記交流信号に対する前記バッテリからの応答信号に基づいて交流インピーダンスの周波数特性を算出するインピーダンス算出部と、
交流インピーダンスの周波数特性における予め定められた特徴情報の値と容量維持率との関係を記憶する記憶部と、
前記バッテリの温度を検出する温度検出部と、
前記インピーダンス算出部により算出された周波数特性における特徴情報の値を決定し、前記記憶部に記憶された関係および前記温度検出部により検出された温度に基づいて、前記決定された特徴情報の値に対応する容量維持率を判定する判定部と、
前記容量維持率判定装置により判定された容量維持率に関する情報の通信を行うための通信部とを備える、バッテリシステム。
【請求項６】
充放電可能なバッテリと、
前記バッテリからの電力により駆動されるモータと、
前記モータの回転力により回転する駆動輪と、
請求項５記載のバッテリシステムと、
前記バッテリシステムの判定部により判定された容量維持率に関する情報を出力する出力部とを備える、電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充放電可能なバッテリの容量維持率判定装置、バッテリシステムおよびそれを備える電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
充放電可能なバッテリが劣化すると、その満充電容量は初期（例えば、工場出荷時）の満充電容量に比べて低下する。これにより、満充電状態のバッテリの放電時間は、そのバッテリの劣化の進行とともに短くなる。
【０００３】
このようなバッテリの劣化を表す値として現在のバッテリの容量と基準容量との比である容量維持率が用いられる。容量維持率が大きいほどバッテリの劣化状態が進行しておらず、容量維持率が小さいほどバッテリの劣化状態が進行している。
【０００４】
容量維持率を求めるためには、満充電容量を求める必要がある。特許文献１には、満充電容量を総容量として算出する残存容量表示装置が記載されている。
【０００５】
この残存容量表示装置においては、まず、バッテリが所定期間充電され、そのバッテリに所定期間中に流れる電流を積算することにより、その所定期間にバッテリに充電される積算容量（電荷量）が算出される。また、所定期間の前後でバッテリ電圧が検出され、所定期間の前後におけるバッテリ電圧の変化量が算出される。
【０００６】
そして、算出された積算容量がバッテリ電圧の変化量で除算され、その除算結果に、完全な放電状態におけるバッテリ電圧と満充電状態におけるバッテリ電圧との差分値が乗算される。この差分値は、予め実験等により求められる。このようにして得られる乗算結果が、バッテリの総容量、すなわち満充電容量として表示される。このように、引用文献１の残存容量表示装置では、上記の積算容量とバッテリ電圧の変化量とが比例すると仮定してバッテリの満充電容量が算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１７９０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、実際のバッテリにおいては、上記の積算容量とバッテリ電圧の変化量とは正確には比例しない。そのため、特許文献１記載の残存容量表示装置では、バッテリの満充電容量を正確に求めることはできない。
【０００９】
バッテリの満充電容量を正確に求めるために、バッテリを完全に放電させた後、満充電状態になるまでバッテリを充電し、その充電中の電流積算値に基づいて満充電容量を算出する方法が考えられる。
【００１０】
しかしながら、この方法では、バッテリの充放電に必要な時間を十分に確保しなければならない。また、バックアップ電源等に用いられるバッテリでは、停電等を考慮すると完全な放電を行うことができず、電動車両等に用いられるバッテリでも、完全な放電を行うことはできない。
【００１１】
本発明の目的は、バッテリの完全な充放電を行うことなく短時間で精度よく容量維持率の判定を行うことが可能な容量維持率判定装置、バッテリシステムおよびそれを備える電動車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、実験および考察により、バッテリの交流インピーダンスの周波数特性における予め定められた特徴情報の値とバッテリの容量維持率との間に一定の関係があることを見出した。そこで、このような関係に基づいて本発明を案出した。
【００１３】
（１）第１の発明に係る容量維持率判定装置は、信号発生部から与えられる複数の周波数成分を有する交流信号に対する充放電可能なバッテリからの応答信号および温度検出部により検出されるバッテリの温度に基づいて、バッテリの現在容量と基準容量との比である容量維持率を判定する容量維持率判定装置であって、バッテリからの応答信号に基づいてバッテリの交流インピーダンスの周波数特性を算出するインピーダンス算出部と、交流インピーダンスの周波数特性における予め定められた周波数に関する特徴情報の値と容量維持率との関係を記憶する記憶部と、インピーダンス算出部により算出された周波数特性における特徴情報の値を決定し、記憶部に記憶された関係および温度検出部により検出された温度に基づいて、決定された特徴情報の値に対応する容量維持率を判定する判定部とを備えるものである。
【００１４】
この容量維持率判定装置においては、信号発生部の交流信号に対するバッテリからの応答信号に基づいて容量維持率が判定されるので、バッテリを充放電させることなく短時間で容量維持率の判定が可能となる。
【００１５】
また、交流インピーダンスの周波数特性における予め定められた特徴情報の値と容量維持率との関係に基づいて容量維持率が判定されるので、容量維持率の判定精度が向上する。
【００１６】
（２）交流インピーダンスの周波数特性は、各周波数ごとの複素インピーダンスの虚軸成分−実軸成分特性であり、特徴情報は、虚軸成分−実軸成分特性における虚軸成分の極大値が１つである場合にその極大値に対応する周波数であり、虚軸成分−実軸成分特性における虚軸成分の極大値が２つである場合にそれらの極大値のうち最も大きい極大値に対応する周波数であってもよい。
【００１７】
交流インピーダンス算出部により算出された虚軸成分−実軸成分特性における虚軸成分の極大値が１つである場合、判定部により、その極大値に対応する周波数が特徴情報の値として決定される。また、交流インピーダンス算出部により算出された虚軸成分−実軸成分特性における虚軸成分の極大値が２つである場合、判定部により、それらの極大値のうち最も大きい極大値に対応する周波数が特徴情報の値として決定される。それにより、容量維持率と一定の関係を有する特徴情報の値を容易に決定することが可能となる。したがって、容量維持率をより簡単に判定することができる。
【００１８】
（３）バッテリは、１つの並列回路を含む等価回路または直列に接続された２つの並列回路を含む等価回路で表され、各並列回路は、キャパシタンス成分および抵抗成分の並列接続を含み、交流インピーダンスの周波数特性は、各周波数ごとの複素インピーダンスの虚軸成分−実軸成分特性から得られる１つまたは２つの並列回路の各周波数ごとのキャパシタンス値および抵抗値の関係であり、特徴情報は、バッテリが１つの並列回路を含む等価回路で表される場合にその並列回路のキャパシタンス値および抵抗値の積に基づいて算出される周波数であり、バッテリが２つの並列回路を含む等価回路で表される場合に各並列回路のキャパシタンス値および抵抗値の積に基づいて算出される周波数のうちの最小の周波数であってもよい。
【００１９】
この場合、交流インピーダンス算出部により、交流インピーダンスの周波数特性として各周波数ごとの複素インピーダンスの虚軸成分および実軸成分を有する虚軸成分−実軸成分特性から得られる１つまたは２つの並列回路のキャパシタンス値および抵抗値の関係が算出される。
【００２０】
バッテリが１つの並列回路を含む等価回路で表される場合には、判定部により、その並列回路のキャパシタンス値および抵抗値の積に基づいて算出される周波数が特徴情報の値として決定される。
【００２１】
バッテリが２つの並列回路を含む等価回路で表される場合には、判定部により、各並列回路のキャパシタンス値および抵抗値の積に基づいて算出される周波数のうちの最小の周波数が特徴情報の値として決定される。
【００２２】
それにより、容量維持率と一定の関係を有する特徴情報の値を容易に決定することが可能となる。したがって、容量維持率をより簡単に判定することができる。
【００２３】
（４）交流インピーダンスの周波数特性は、各周波数ごとの複素インピーダンスの虚軸成分−周波数特性であり、特徴情報は、虚軸成分−周波数特性における虚軸成分の極大値が１つである場合にその極大値に対応する周波数であり、虚軸成分−周波数特性における虚軸成分の極大値が２つである場合にそれらの極大値のうち最も低周波側の極大値に対応する周波数であってもよい。
【００２４】
この場合、交流インピーダンス算出部により、交流インピーダンスの周波数特性として各周波数ごとの複素インピーダンスの虚軸成分および周波数成分を有する虚軸成分−周波数特性が算出される。
【００２５】
虚軸成分−周波数特性における虚軸成分の極大値が１つである場合、判定部により、その極大値に対応する周波数が特徴情報の値として決定される。また、虚軸成分−周波数特性における虚軸成分の極大値が２つである場合、判定部により、それらの極大値のうち最も低周波側の極大値に対応する周波数が特徴情報の値として決定される。それにより、容量維持率と一定の関係を有する特徴情報の値を容易に決定することが可能となる。したがって、容量維持率をより簡単に判定することができる。
【００２６】
（５）第２の発明に係るバッテリシステムは、充放電可能なバッテリと、複数の周波数成分を有する交流信号をバッテリに与える信号発生部と、交流信号に対するバッテリからの応答信号に基づいて交流インピーダンスの周波数特性を算出するインピーダンス算出部と、交流インピーダンスの周波数特性における予め定められた特徴情報の値と容量維持率との関係を記憶する記憶部と、バッテリの温度を検出する温度検出部と、インピーダンス算出部により算出された周波数特性における特徴情報の値を決定し、記憶部に記憶された関係および温度検出部により検出された温度に基づいて、決定された特徴情報の値に対応する容量維持率を判定する判定部と、容量維持率判定装置により判定された容量維持率に関する情報の通信を行うための通信部とを備えるものである。
【００２７】
このバッテリシステムにおいては、信号発生部の交流信号に対するバッテリからの応答信号に基づいて容量維持率が判定されるので、バッテリを充放電させることなく短時間で容量維持率の判定が可能となる。
【００２８】
また、交流インピーダンスの周波数特性における予め定められた特徴情報の値と容量維持率との関係に基づいて容量維持率が判定されるので、容量維持率の判定精度が向上する。
【００２９】
バッテリシステムは通信部を備えるので、バッテリシステムとその外部機器との間で、容量維持率に関する情報の通信を容易に行うことができる。
【００３０】
（６）第３の発明に係る電動車両は、充放電可能なバッテリと、バッテリからの電力により駆動されるモータと、モータの回転力により回転する駆動輪と、第２の発明に係るバッテリシステムと、バッテリシステムの判定部により判定された容量維持率に関する情報を出力する出力部とを備えるものである。
【００３１】
この電動車両は第２の発明に係るバッテリシステムを備える。これにより、信号発生部の交流信号に対するバッテリからの応答信号に基づいて容量維持率が判定されるので、バッテリを充放電させることなく短時間で容量維持率の判定が可能となる。
【００３２】
また、交流インピーダンスの周波数特性における予め定められた特徴情報の値と容量維持率との関係に基づいて容量維持率が判定されるので、容量維持率の判定精度が向上する。
【００３３】
容量維持率判定装置により判定された容量維持率に関する情報が、出力部により出力される。これにより、電動車両の使用者は、出力部から出力される情報に基づいてバッテリの容量維持率を容易に認識することができる。
【００３４】
（７−ａ）記憶部は、バッテリの温度と特徴情報の値と容量維持率との対応関係を記憶し、判定部は、記憶部に記憶された対応関係を用いて温度検出部により検出された温度および決定された特徴情報の値に対応する容量維持率を判定してもよい。
【００３５】
この場合、記憶部には、バッテリの温度と特徴情報の値と容量維持率との対応関係が記憶される。判定部においては、記憶部に記憶された対応関係を用いて、温度検出部により検出された温度および決定された特徴情報の値に対応する容量維持率が判定される。これにより、容量維持率の判定を正確に行うことができる。
【００３６】
（７−ｂ）基準容量維持率における特徴情報の値を基準特徴情報値とし、特徴情報の各値と基準特徴情報値との比を特徴情報比とした場合に、記憶部は、バッテリの温度と基準特徴情報値との対応関係を第１の対応関係として記憶するとともに、特徴情報比と容量維持率との対応関係を第２の対応関係として記憶し、判定部は、記憶部に記憶された第１の対応関係を用いて温度検出部により検出された温度に対応する基準特徴情報値を求め、決定された特徴情報の値および求められた基準特徴情報値から特徴情報比を求め、第２の対応関係を用いて求められた特徴情報比に対応する容量維持率を判定してもよい。
【００３７】
この場合、記憶部には、バッテリの温度と基準特徴情報値との対応関係が第１の対応関係として記憶され、特徴情報比と容量維持率との対応関係が第２の対応関係として記憶される。判定部においては、第１の対応関係を用いて、温度検出部により検出された温度に対応する基準特徴情報値が求められ、決定された特徴情報の値および求められた基準特徴情報値から特徴情報比が求められる。そして、第２の対応関係を用いて、求められた特徴情報比に対応する容量維持率が判定される。これにより、容量維持率の判定を正確に行うことができる。
【００３８】
ここで、第１および第２の対応関係に含まれる情報量は、バッテリの温度と特徴情報の値と容量維持率との対応関係に含まれる情報量に比べて少ない。そのため、第１および第２の対応関係を記憶するために必要な記憶部の記憶容量が低減される。
【００３９】
（７−ｃ）バッテリの基準温度および基準容量維持率における特徴情報の値を基準特徴情報値とし、特徴情報の各値と基準特徴情報値との比を特徴情報比とした場合に、記憶部は、基準特徴情報値を記憶するとともに、特徴情報比と容量維持率との対応関係を記憶し、判定部は、記憶部に記憶された基準特徴情報値を温度検出部により検出された温度に基づいて補正し、決定された特徴情報の値および補正された基準特徴情報値から特徴情報比を求め、記憶部に記憶された対応関係を用いて求められた特徴情報比に対応する容量維持率を判定してもよい。
【００４０】
この場合、記憶部には、基準特徴情報値とともに、特徴情報比と容量維持率との対応関係が記憶される。判定部においては、記憶部に記憶された基準特徴情報値が温度検出部により検出された温度に基づいて補正され、決定された特徴情報の値および補正された基準特徴情報値から特徴情報比が求められる。そして、記憶部に記憶された対応関係を用いて、求められた特徴情報比に対応する容量維持率が判定される。これにより、容量維持率の判定を正確に行うことができる。
【００４１】
ここで、特徴情報比と容量維持率との対応関係に含まれる情報量は、バッテリの温度と特徴情報の値と容量維持率との対応関係に含まれる情報量に比べて十分に少ない。そのため、対応関係を記憶するために必要な記憶部の記憶容量が十分に低減される。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、バッテリの充放電を行うことなく短時間で精度よく容量維持率の判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電動車両の構成を示すブロック図である。
【図２】バッテリの複素インピーダンスの虚軸成分−実軸成分特性を表す図である。
【図３】微小な交流信号に対するバッテリの等価回路図である。
【図４】バッテリの純抵抗成分を無視した場合の複素インピーダンスの虚軸成分−実軸成分特性を表す図である。
【図５】第１および第２の並列回路の複素インピーダンスの虚軸成分−実軸成分特性に基づいて求められる容量性半円の一例を示す図である。
【図６】バッテリの複素インピーダンスの虚軸成分−周波数特性を表す図である。
【図７】バッテリの特徴周波数と容量維持率と関係の温度依存性を示す図である。
【図８】バッテリの開放電圧とＳＯＣとの関係の例を示す図である。
【図９】第１の判定方法で用いられる図１の容量推定部の構成を示すブロック図である。
【図１０】テーブル作成装置の一例を示すブロック図である。
【図１１】第１の判定方法による判定部の動作を示すフローチャートである。
【図１２】特徴周波数比と容量維持率との関係を示す図である。
【図１３】第２の判定方法で用いられる図１の容量推定部の構成を示すブロック図である。
【図１４】第２の判定方法による判定部の動作を示すフローチャートである。
【図１５】第３の判定方法で用いられる図１の容量推定部の構成を示すブロック図である。
【図１６】第３の判定方法による判定部の動作を示すフローチャートである。
【図１７】図１の容量維持率判定装置を備える電動車両の他の例を示す図である。
【図１８】図１の容量維持率判定装置をバックアップ用電源装置に適用した例を示すブロック図である。
【図１９】他の構成例に係るバッテリシステムを備える電動車両のブロック図である。
【図２０】他の構成例に係るバッテリシステムを備える電動車両のブロック図である。
【図２１】他の構成例に係るバッテリシステムを備えるバックアップ用電源装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明の一実施の形態に係る容量維持率判定装置、バッテリシステムおよびそれを備える電動車両について図面を参照しつつ説明する。なお、電動車両には、ハイブリッド電動車両、バッテリ電動車両およびプラグインハイブリッド電動車両等が含まれる。
【００４５】
以下の説明では、満充電状態でのバッテリに蓄積される電荷量を満充電容量と呼ぶ。また、任意の状態でバッテリに蓄積されている電荷量を残存容量と呼ぶ。
【００４６】
また、容量維持率とは、初期の充放電サイクルにおける満充電容量に対するｎ回目の充放電サイクルの満充電容量の比率をいう。初期の充放電サイクルを１回目の充放電サイクルとした場合に、ｎは２以上の自然数である。この場合、容量維持率が大きいほどバッテリの劣化状態が進行しておらず、容量維持率が小さいほどバッテリの劣化状態が進行している。
【００４７】
ここで、初期の充放電サイクルとは、予め定められたタイミングでの充放電サイクルを意味し、例えばバッテリ１０の作製直後の１回目の充放電サイクルであってもよく、または工場から出荷後の１回目の充放電サイクルであってもよい。
【００４８】
さらに、バッテリの満充電容量に対する残存容量の比率を充電状態（State of charge；以下、ＳＯＣと略記する。）と呼ぶ。
【００４９】
（１）電動車両の構成
図１は、本発明の一実施の形態に係る電動車両の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る電動車両は、ハイブリッド電動車両である。
【００５０】
図１に示すように、この電動車両１０００Ａは、発電機３００、モータ４００、駆動輪４１０、エンジン４３０、バッテリシステム５００および提示部５３０を含む。
【００５１】
モータ４００およびエンジン４３０は駆動輪４１０に接続され、電動車両１０００Ａの動力源として機能する。発電機３００はエンジン４３０に接続されている。電動車両１０００Ａの走行時には、エンジン４３０で発生される回転力の一部が発電機３００に伝達される。これにより、発電機３００において電力が発生される。
【００５２】
提示部５３０は、液晶ディスプレイパネル等からなる表示装置、スピーカ等の音声出力装置、またはこれらの組み合わせからなる。
【００５３】
バッテリシステム５００は、複数のバッテリ１０、容量維持率判定ユニット５１０、充電装置５２０および通信部５５０を含む。複数のバッテリ１０は、互いに直列接続されており、負荷としてのモータ４００に接続されるとともに、容量維持率判定ユニット５１０を介して充電装置５２０に接続されている。各バッテリ１０は、例えば充放電が可能なリチウムイオン電池またはニッケル水素電池である。
【００５４】
充電装置５２０は、複数のバッテリ１０および発電機３００に接続されている。充電装置５２０は、発電機３００において発生された電力を複数のバッテリ１０の充電に適した電力に変換し、複数のバッテリ１０に与える。それにより、複数のバッテリ１０が充電される。
【００５５】
容量維持率判定ユニット５１０は、複数のサーミスタ１１、複数の温度検出部１２、複数の電圧検出部２０、容量維持率判定装置１００および信号発生部１２０を含む。容量維持率判定装置１００は、インピーダンス測定部１１０および容量推定部２００を含む。複数のサーミスタ１１、複数の温度検出部１２および複数の電圧検出部２０は、複数のバッテリ１０にそれぞれ対応するように設けられる。
【００５６】
信号発生部１２０は、直列接続された複数のバッテリ１０に対して共通に設けられる。信号発生部１２０は、複数のバッテリ１０の交流インピーダンスの周波数特性を算出するために、複数のバッテリ１０に対して複数の周波数成分を有する交流信号を与える。本実施の形態では、交流信号は交流電流である。この場合、交流信号を受けた各バッテリ１０は応答信号を出力する。本実施の形態では、応答信号は交流電圧である。
【００５７】
複数の周波数成分を有する交流信号には、例えばホワイトノイズが含まれる。複数の周波数成分を有する交流信号がホワイトノイズである場合には、バッテリ１０にホワイトノイズを与えることにより、バッテリ１０に複数の周波数成分を有する交流信号を与えることができる。
【００５８】
交流信号がホワイトノイズでない場合には、例えばバッテリ１０に交流信号を与えつつその交流信号の周波数を変化させることによりバッテリ１０に複数の周波数成分を有する交流信号を与えることができる。
【００５９】
なお、本実施の形態において、信号発生部１２０は必ずしも設けられる必要はない。この理由は以下の通りである。
【００６０】
上述のように、複数のバッテリ１０は、モータ４００に接続されるとともに、充電装置５２０を介して発電機３００に接続されている。この状態で、複数のバッテリ１０には、モータ４００または発電機３００から複数の周波数成分を含む電流が流れる。したがって、信号発生部１２０を設けない場合でも、例えばモータ４００または発電機３００から複数のバッテリ１０に流れる複数の周波数成分を含む電流を上記の交流信号として用いることにより、後述する複数のバッテリ１０の交流インピーダンスの算出が可能となる。なお、この場合、例えばモータ４００または発電機３００が、本発明の信号発生部となる。
【００６１】
各電圧検出部２０は、対応するバッテリ１０から出力される応答信号の電圧値を検出する。また、電圧検出部２０は、対応するバッテリ１０の開放電圧を検出する。
【００６２】
各サーミスタ１１は、対応するバッテリ１０に近接して設けられ、対応する温度検出部１２に接続されている。各温度検出部１２は、対応するサーミスタ１１の出力信号に基づいて対応するバッテリ１０の温度を検出する。
【００６３】
容量維持率判定装置１００は、信号発生部１２０から与えられる複数の周波数成分を有する交流信号に対する複数のバッテリ１０からの応答信号および複数の温度検出部１２により検出される複数のバッテリ１０の温度に基づいて、複数のバッテリ１０の容量維持率を判定する。
【００６４】
より具体的には、容量維持率判定装置１００において、インピーダンス測定部１１０は、信号発生部１２０により発生される交流信号および複数の電圧検出部２０により検出される応答信号に基づいて、複数のバッテリ１０の交流インピーダンスの周波数特性を算出する。
【００６５】
ここで、容量推定部２００は、後述するように周波数決定部２１０、判定部２２０およびメモリ２３０を含む（図９参照）。判定部２２０は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）からなる。判定部２２０は、所定のタイミングで信号発生部１２０を作動させる。
【００６６】
これにより、容量維持率判定装置１００において、判定部２２０は、インピーダンス測定部１１０により算出される交流インピーダンスの周波数特性、各電圧検出部２０により検出される開放電圧、および各温度検出部１２により検出される温度に基づいて、各バッテリ１０の容量維持率を判定する。
【００６７】
通信部５５０は、例えばバッテリシステム５００と外部との間で通信を行うための１または複数のコネクタおよびチップセット等を含む。
【００６８】
本例では、通信部５５０に提示部５３０が接続される。通信部５５０から判定部２２０により判定された各バッテリ１０の容量維持率に関する情報が出力される。これにより、通信部５５０を通じて提示部５３０に容量維持率に関する情報が送信される。
【００６９】
提示部５３０が電動車両１０００Ａのコントロールパネルに設けられる表示装置または音声出力装置であり、判定部２２０により判定された複数のバッテリ１０の容量維持率に関する情報が画像、音声または文字により電動車両１０００Ａの使用者（運転者）に提示される。この場合、提示部５３０が本発明でいう容量維持率に関する情報の出力部として機能する。
【００７０】
なお、通信部５５０は、上記の提示部５３０以外に例えば電動車両１０００Ａのメンテナンスを行う作業者が複数のバッテリ１０の状態（余寿命の状態等）を診断するための通信端末等が有線または無線で接続可能であってもよい。通信端末が通信部５５０に接続されることにより、判定部２２０により判定された複数のバッテリ１０の容量維持率に関する情報がその通信端末に送信される。これにより、作業者は通信端末を用いて複数のバッテリ１０の状態を診断することができる。この場合、通信部５５０が本発明でいう容量維持率に関する情報の出力部として機能する。
【００７１】
また、バッテリシステム５００は、上記の通信部５５０の他に電動車両１０００Ａの外部との間で複数のバッテリ１０の容量維持率に関する情報を通信するための他の通信部を有してもよい。当該他の通信部は電動車両１０００Ａの車内の有線または無線によるローカルエリアネットワークで通信部５５０と接続される。これにより、判定部２２０により判定された複数のバッテリ１０の容量維持率に関する情報を、他の通信部を介してバッテリシステム５００の他の構成要素、または電動車両１０００Ａの外部に送信することが可能となる。この場合、当該他の通信部が本発明でいう容量維持率に関する情報の出力部として機能する。
【００７２】
なお、本発明でいう電動車両が家庭のコンセント等を通じて充電する後述のプラグインハイブリッド電動車両等である場合には、上記の他の通信部は電動車両の車内のパワーラインコミニケーションで通信部５５０と接続されてもよい。
【００７３】
容量維持率に関する情報は、例えば複数のバッテリ１０の容量維持率であってもよいし、複数のバッテリ１０の余寿命であってもよいし、バッテリ１０の交換時期を示すメッセージであってもよい。
【００７４】
（２）特徴周波数
本発明者は、実験および考察により、バッテリ１０の交流インピーダンスの周波数特性における所定の特徴を有する周波数の値（以下、特徴周波数と呼ぶ。）とバッテリ１０の容量維持率との間に一定の関係があることを見出した。そこで、上記の判定部２２０は、インピーダンス測定部１１０により算出される交流インピーダンスの周波数特性から以下の方法で特徴周波数を決定し、決定された特徴周波数を用いてバッテリ１０の容量維持率を判定する。
【００７５】
バッテリ１０に複数の周波数成分を有する交流信号を与えるとともに交流信号に対するバッテリ１０からの応答信号に基づいてバッテリ１０の交流インピーダンスの周波数特性を算出することができる。本実施の形態では、交流信号が交流電流であり、応答信号が交流電圧である。したがって、交流電圧／交流電流により交流インピーダンスが算出される。なお、交流信号が交流電圧であり、応答信号が交流電流であってもよい。
【００７６】
（２−ａ）特徴周波数の第１の決定方法
第１の決定方法では、交流インピーダンスの周波数特性として複素インピーダンスの虚軸成分−実軸成分特性が用いられる。
【００７７】
図２は、バッテリ１０の複素インピーダンスの虚軸成分−実軸成分特性を表す図である。図２の縦軸は虚軸成分を表し、横軸は実軸成分を表す。図２の虚軸成分−実軸成分特性は、各周波数における複素インピーダンスを複素平面上にプロット（Ｃｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロット）することにより得られる。
【００７８】
図２の虚軸成分−実軸成分特性においては、虚軸成分の極大値が２つ現れている。この場合には、それらの極大値のうち最も大きい極大値に対応する周波数を特徴周波数ｆｍａｘとする。なお、虚軸成分−実軸成分特性において、虚軸成分の極大値が１つのみ現れる場合には、その極大値に対応する周波数を特徴周波数ｆｍａｘとする。
【００７９】
図２では、虚軸成分−実軸成分特性が曲線で表されているが、実際には虚軸成分−実軸成分特性は離散データで表される。したがって、特徴周波数ｆｍａｘは、例えば離散データを補間することにより得られる曲線に基づいて決定される。離散データの数が十分に多い場合には、虚軸成分の値が最大となる離散データを抽出することにより特徴周波数ｆｍａｘが決定されてもよい。
【００８０】
発明者の実験によると、特徴周波数ｆｍａｘは容量維持率と一定の関係を有する。したがって、特徴周波数ｆｍａｘを求めることにより容量維持率を判定することができる。
【００８１】
（２−ｂ）特徴周波数の第２の決定方法
図３は、微小な交流信号に対するバッテリ１０の等価回路図である。図３の等価回路は、直列に接続された抵抗成分Ｒ０、第１の並列回路１０ａおよび第２の並列回路１０ｂを含む。第１の並列回路１０ａはキャパシタンス成分Ｃ１と抵抗成分Ｒ１との並列接続を含み、第２の並列回路１０ｂはキャパシタンス成分Ｃ２と抵抗成分Ｒ２との並列接続を含む。
【００８２】
図４は、バッテリ１０の純抵抗成分を無視した場合の複素インピーダンスの虚軸成分−実軸成分特性を表す図である。図４の虚軸成分−実軸成分特性では、図２の虚軸成分−実軸成分特性が純抵抗成分だけオフセットされている。なお、図４ではバッテリ１０の複素インピーダンスの虚軸成分−実軸成分特性が曲線で表されているが、実際には本特性は離散データで表される。
【００８３】
ここで、第２の決定方法では、図４の虚軸成分−実軸成分特性を、図３の等価回路における第１の並列回路１０ａの複素インピーダンスと第２の並列回路１０ｂの複素インピーダンスとの合成インピーダンスとみなす。
【００８４】
その合成インピーダンスの測定データから第１の並列回路１０ａの構成要素である抵抗成分Ｒ１の値Ｒ１およびキャパシタンス成分Ｃ１の値Ｃ１、ならびに第２の並列回路１０ｂの構成要素である抵抗成分Ｒ２の値Ｒ２およびキャパシタンス成分Ｃ２の値Ｃ２を非線形最小二乗法等により求める。
【００８５】
図５（ａ）は合成インピーダンスの測定データから求められた第１の並列回路１０ａの抵抗成分Ｒ１の値Ｒ１およびキャパシタンス成分Ｃ１の値Ｃ１に基づいて得られる容量性半円の一例を示す図である。図５（ａ）の縦軸は虚軸成分を表し、横軸は実軸成分を表す。図５（ａ）において、容量性半円の半径は、抵抗成分Ｒ１の値Ｒ１の１／２の値で表される。
【００８６】
さらに、求められたキャパシタンス成分Ｃ１の値Ｃ１および抵抗成分Ｒ１の値Ｒ１から、容量性半円の頂点の周波数ｆ１を次式に基づいて算出することができる。
【００８７】
ｆ１＝１／（２πＲ１Ｃ１）
図５（ｂ）は合成インピーダンスの測定データから求められた第２の並列回路１０ｂの抵抗成分Ｒ２の値Ｒ２およびキャパシタンス成分Ｃ２の値Ｃ２に基づいて得られる容量性半円の一例を示す図である。図５（ｂ）の縦軸は虚軸成分を表し、横軸は実軸成分を表す。図５（ｂ）において、容量性半円の半径は、抵抗成分Ｒ２の値Ｒ２の１／２の値で表される。
【００８８】
さらに、求められたキャパシタンス成分Ｃ２の値Ｃ２および抵抗成分Ｒ２の値Ｒ２から、容量性半円の頂点の周波数ｆ２を次式に基づいて算出することができる。
【００８９】
ｆ２＝１／（２πＲ２Ｃ２）
上記のように算出された周波数ｆ１，ｆ２のうち最も低い周波数ｆ２を特徴周波数ｆｐｅａｋ１として決定する。この場合、第１の並列回路１０ａのキャパシタンス成分Ｃ１の値Ｃ１および抵抗成分Ｒ１の値Ｒ１の積Ｒ１Ｃ１、および第２の並列回路１０ｂのキャパシタンス成分Ｃ２の値Ｃ２および抵抗成分Ｒ２の値Ｒ２の積Ｒ２Ｃ２のうちの最大値に基づいて算出される周波数（本例では、周波数ｆ２）が特徴周波数ｆｐｅａｋ１として決定される。
【００９０】
本例では、微小な交流信号に対するバッテリ１０の等価回路が第１および第２の並列回路１０ａ，１０ｂを含む例を説明したが、バッテリ１０の等価回路に含まれる並列回路の数は１つの場合がある。この場合には、その並列回路のキャパシタンス成分の値Ｃ３および抵抗成分の値Ｒ３の積Ｒ３Ｃ３に基づいて次式により算出される周波数ｆ３を特徴周波数ｆｐｅａｋ１とする。
【００９１】
ｆ３＝１／２πＲ３Ｃ３
発明者の実験によると、特徴周波数ｆｐｅａｋ１も容量維持率と一定の関係を有する。したがって、特徴周波数ｆｐｅａｋ１を求めることにより容量維持率を判定することができる。
【００９２】
なお、第２の決定方法により決定された特徴周波数ｆｐｅａｋ１は第１の決定方法により決定された特徴周波数ｆｍａｘと僅かに異なる。
【００９３】
（２−ｃ）特徴周波数の第３の決定方法
第３の決定方法では、交流インピーダンスの周波数特性として複素インピーダンスの虚軸成分−周波数特性が用いられる。
【００９４】
図６は、バッテリ１０の複素インピーダンスの虚軸成分−周波数特性を表す図である。図６の縦軸は虚軸成分を表し、横軸は周波数を表す。
【００９５】
図６の虚軸成分−周波数特性においては、虚軸成分の極大値が２つ現れている。この場合には、それらの極大値のうち最も低周波側に現れる極大値の周波数を特徴周波数ｆｐｅａｋ２とする。なお、虚軸成分−周波数特性において、虚軸成分の極大値が１つのみ現れる場合には、その極大値に対応する周波数を特徴周波数ｆｐｅａｋ２とする。
【００９６】
図６では複素インピーダンスの虚軸成分−周波数特性が曲線で表されているが、実際には虚軸成分−周波数特性は離散データで表される。したがって、特徴周波数ｆｐｅａｋ２は、例えば離散データを補間することにより得られる曲線に基づいて決定される。離散データの数が十分に多い場合には、虚軸成分の値が極大となる離散データを抽出することにより特徴周波数ｆｐｅａｋ２が決定されてもよい。
【００９７】
発明者の実験によると、特徴周波数ｆｐｅａｋ２も容量維持率と一定の関係を有する。したがって、特徴周波数ｆｐｅａｋ２を求めることにより容量維持率を判定することができる。
【００９８】
なお、第３の決定方法により決定される特徴周波数ｆｐｅａｋ２は、第１の決定方法により決定される特徴周波数ｆｍａｘと等しい。
【００９９】
（３）バッテリの温度
特徴周波数と容量維持率との関係は、バッテリ１０の温度により異なる。
【０１００】
図７は、バッテリ１０の特徴周波数と容量維持率と関係の温度依存性を示す図である。
【０１０１】
図７の縦軸は特徴周波数を示し、横軸は容量維持率を示す。また、四角印および三角印はバッテリ１０の温度が２５℃であるときの特徴周波数と容量維持率との関係を示し、丸印はバッテリ１０の温度が０℃であるときの特徴周波数と容量維持率との関係を示す。四角印および丸印の関係は、同一のバッテリ１０を用いて測定された。また、三角印の関係は、同一種類で異なるバッテリ１０を用いて測定された。
【０１０２】
図７に示すように、バッテリ１０の温度が２５℃であるときの各容量維持率に対応する特徴周波数は、バッテリ１０の温度が０℃であるときの各容量維持率に対応する特徴周波数よりも大きくなっている。
【０１０３】
このように、バッテリ１０の温度が異なると、特徴周波数と容量維持率との関係が異なる。したがって、特徴周波数に基づく容量維持率の判定は、バッテリ１０の温度が同じ状態で行うか、またはバッテリ１０の温度を考慮して行う必要がある。
【０１０４】
本実施の形態に係る容量維持率判定装置１００においては、バッテリ１０の温度を考慮しつつ、決定された特徴周波数に基づいて容量維持率が判定される。詳細は後述する。
【０１０５】
また、四角印および丸印の関係を比較すると、温度が等しい場合には、異なるバッテリ１０でもほぼ等しい関係が得られることがわかる。すなわち、特徴周波数と容量維持率との関係はバッテリ１０の個体差により影響されない。
【０１０６】
（４）ＳＯＣ
バッテリ１０の開放電圧とＳＯＣとの間には、容量維持率の値によらず一定の関係がある。図８は、バッテリ１０の開放電圧とＳＯＣとの関係の例を示す図である。
【０１０７】
ここで、ＳＯＣの基準値（以下、基準ＳＯＣと呼ぶ）を例えば１００％とする。図８の例では、基準ＳＯＣでのバッテリ１０の開放電圧は４．１Ｖである。
【０１０８】
後述する図９のメモリ２３０には、バッテリ１０の開放電圧とＳＯＣとの関係、および基準ＳＯＣが記憶される。図１の電圧検出部２０により検出されるバッテリ１０の開放電圧およびメモリ２３０に記憶される関係からバッテリ１０のＳＯＣを判定することができる。
【０１０９】
特徴周波数と容量維持率との関係は、ＳＯＣにより異なる。そこで、本実施の形態の容量維持率判定装置１００は、ＳＯＣが基準ＳＯＣとなったときに容量維持率を判定するか、または容量維持率の判定時にバッテリ１０を充電することによりＳＯＣを基準ＳＯＣに調整する。
【０１１０】
なお、基準ＳＯＣは１００％である必要はなく、１００％以外の値（例えば、９５％、９０％、８０％または５０％等）であってもよい。この場合、例えば容量維持率の判定時にバッテリ１０を充電または放電することによりＳＯＣを基準ＳＯＣに調整してもよい。
【０１１１】
これにより、ＳＯＣを考慮することなく容量維持率を判定することが可能となる。
【０１１２】
なお、一般にバッテリ１０の充放電は、短寿命化を防止するためにＳＯＣ１００％よりも低い値を目標値として制御される。例えば、ハイブリッド電動車両においては、通常時にＳＯＣ５０％程度を目標値として制御される。
【０１１３】
したがって、基準ＳＯＣは、通常時の充放電の目標値として設定されるバッテリ１０のＳＯＣであってもよい。この場合、ハイブリッド電動車両においては、基準ＳＯＣが５０％程度に設定される。
【０１１４】
（５）バッテリの容量維持率の判定方法
バッテリ１０の容量維持率は、以下の方法で判定される。
【０１１５】
（５−ａ）第１の判定方法
図９は、第１の判定方法で用いられる図１の容量推定部２００の構成を示すブロック図である。上述のように、容量推定部２００は、周波数決定部２１０、判定部２２０およびメモリ２３０を含む。
【０１１６】
周波数決定部２１０は、例えば演算回路からなり、上述の第１〜第３のいずれかの決定方法により特徴周波数を決定する。
【０１１７】
第１の判定方法を用いる場合、メモリ２３０には、予め温度−周波数−容量維持率テーブルが記憶される。
【０１１８】
温度−周波数−容量維持率テーブルは、バッテリ１０のＳＯＣが基準値（例えば、１００％）にあるときのバッテリ１０の温度と特徴周波数と容量維持率との対応関係を示す。
【０１１９】
図９の温度−周波数−容量維持率テーブルによれば、例えばバッテリ１０の温度が６０℃で特徴周波数が３５３Ｈｚである場合に、容量維持率は１００％であると判定することができる。また、バッテリ１０の温度が６０℃で特徴周波数が２８Ｈｚである場合に、容量維持率は９０％であると判定することができる。さらに、バッテリ１０の温度が２５℃で特徴周波数が３３Ｈｚである場合に、容量維持率は１００％であると判定することができる。
【０１２０】
温度−周波数−容量維持率テーブルは、以下に説明するテーブル作成装置を用いて作成される。図１０は、テーブル作成装置の一例を示すブロック図である。図１０に示すように、このテーブル作成装置９００は、バッテリ９１０、サーミスタ９１１、温度検出部９１２、電圧検出部９２０、信号発生部９３０、インピーダンス測定部９４０およびテーブル作成部９５０を含む。
【０１２１】
これらの構成要素は、テーブル作成部９５０を除き、図１のバッテリシステム５００の構成要素に対応する。テーブル作成部９５０は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）およびメモリからなり、他の構成要素を制御することにより温度−周波数−容量維持率テーブルを作成する。
【０１２２】
温度−周波数−容量維持率テーブルの作成時において、バッテリ９１０は、例えば図１の発電機３００およびモータ４００に接続される。また、以下の説明において、バッテリ９１０の近傍には、バッテリ９１０の温度を調整するための図示しない加熱冷却装置が設けられている。この加熱冷却装置は、テーブル作成部９５０により制御される。
【０１２３】
温度−周波数−容量維持率テーブルを作成する際には、まず、容量維持率が１００％の新しいバッテリ９１０が用いられる。
【０１２４】
この状態で、テーブル作成部９５０は、温度検出部９１２により検出されるバッテリ９１０の温度に基づいて加熱冷却装置を制御し、バッテリ９１０の温度を所定の温度（例えば、６０℃）に調整する。
【０１２５】
そして、テーブル作成部９５０は、残存容量が０となるようにバッテリ９１０の完全放電を行った後、バッテリ９１０が満充電状態（ＳＯＣ＝１００％）となるまでバッテリ９１０の充電を行う。そして、充電中の電流積算値に基づいて満充電容量を算出する。
【０１２６】
続いて、テーブル作成部９５０は、バッテリ９１０のＳＯＣが基準ＳＯＣであるときに、信号発生部９３０を制御することにより、複数の周波数成分（例えば、０．０１Ｈｚ〜４００Ｈｚ）を有する交流信号をバッテリ９１０に与える。例えば、基準ＳＯＣが１００％の場合には、バッテリ９１０が満充電状態にあるときに複数の周波数成分を有する交流信号がバッテリ９１０に与えられる。
【０１２７】
インピーダンス測定部９４０は、バッテリ９１０から出力される応答信号に基づいて、交流インピーダンスを算出する。
【０１２８】
テーブル作成部９５０は、インピーダンス測定部９４０により算出された交流インピーダンスに基づいて、上述の第１〜第３のいずれかの決定方法を用いて特徴周波数を決定する。これにより、バッテリ９１０の温度が上記の温度でかつ容量維持率が１００％であるときの特徴周波数の値が決定される。
【０１２９】
テーブル作成部９５０は、バッテリ９１０の温度を他の温度に調整し、上記の方法で特徴周波数を決定する。テーブル作成部９５０は、上記の操作を複数の温度について繰り返し行い、複数の温度について容量維持率が１００％であるときの特徴周波数をそれぞれ決定する。
【０１３０】
次に、新しいバッテリ９１０を充放電サイクルが既に複数回行われたバッテリ９１０に交換する。テーブル作成部９５０は、残存容量が０となるようにバッテリ９１０の完全放電を行った後、バッテリ９１０が満充電状態（ＳＯＣ＝１００％）となるまでバッテリ９１０の充電を行う。そして、充電中の電流積算値に基づいて満充電容量を算出するととともに、算出された満充電容量から容量維持率の値を算出する。
【０１３１】
テーブル作成部９５０は、上記と同様の操作で、複数の温度について容量維持率が算出された値であるときの特徴周波数をそれぞれ決定する。
【０１３２】
同様にして、バッテリ９１０を容量維持率が異なる他のバッテリ９１０に交換し、上記と同様の操作を繰り返し行う。
【０１３３】
その結果、バッテリ９１０の温度と特徴周波数と容量維持率との関係が作成される。作成された対応関係は、温度−周波数−容量維持率テーブルとして図９のメモリ２３０に記憶される。
【０１３４】
なお、容量維持率を正確に判定するために、容量維持率の判定時の特徴周波数の決定方法と、温度−周波数−容量維持率テーブルの作成時の特徴周波数の決定方法とは同一であることが好ましい。
【０１３５】
上記では、バッテリ９１０を図１の発電機３００およびモータ４００に接続して温度−周波数−容量維持率テーブルを作成する例を説明したが、バッテリ９１０を図１の発電機３００およびモータ４００に接続することなく温度−周波数−容量維持率テーブルを作成してもよい。
【０１３６】
図１１は、第１の判定方法による判定部２２０の動作を示すフローチャートである。まず、判定部２２０は、電圧検出部２０により検出されるバッテリ１０の開放電圧、およびメモリ２３０に記憶された開放電圧とＳＯＣとの対応関係に基づいて、バッテリ１０が基準ＳＯＣとなるように調整する（ステップＳ１０）。この場合、判定部２２０は、図１の充電装置５２０を制御することによりバッテリ１０を基準ＳＯＣに調整してもよい。あるいは、判定部２２０は、バッテリ１０が基準ＳＯＣになったときに、判定動作を開始してもよい。
【０１３７】
そして、判定部２２０は、図１の信号発生部１２０を制御することによりバッテリ１０に複数の周波数成分を有する交流信号を入力する（ステップＳ１１）。
【０１３８】
これにより、バッテリ１０から出力される応答信号に基づいて図１のインピーダンス測定部１１０により交流インピーダンスの周波数特性が算出され、図９の周波数決定部２１０により特徴周波数が決定される。
【０１３９】
判定部２２０は、周波数決定部２１０により決定された特徴周波数を取得するとともに（ステップＳ１２）、図１の温度検出部１２により検出されたバッテリ１０の温度を取得する（ステップＳ１３）。
【０１４０】
続いて、判定部２２０は、決定された特徴周波数、取得された温度および図９のメモリ２３０に記憶された温度−周波数−容量維持率テーブルに基づいてバッテリ１０の容量維持率を判定する（ステップＳ１４）。
【０１４１】
さらに、判定部２２０は、初期の充放電サイクルでの満充電容量に判定された容量維持率を乗算することにより、現時点での満充電容量を算出してもよい。
【０１４２】
本例では、図９の温度−周波数−容量維持率テーブルに示すように、バッテリ９１０の温度と特徴周波数と容量維持率との対応関係が離散データとしてメモリ２３０に記憶される。
【０１４３】
ここで、上記のステップＳ１４において、決定された特徴周波数、および取得された温度が温度−周波数−容量維持率テーブルの離散データ間の値である場合、判定部２２０は、それらの離散データを補完することにより容量維持率を判定してもよい。これにより、容量維持率の判定精度が向上する。
【０１４４】
（５−ｂ）第２の判定方法
ここで、容量維持率の基準値（以下、基準容量維持率と呼ぶ。）における特徴周波数の値を基準特徴周波数と呼ぶ。また、各容量維持率での特徴周波数の値と基準特徴周波数との比を特徴周波数比と呼ぶ。
【０１４５】
例えば、基準容量維持率を１００％とした場合、容量維持率１００％での特徴周波数比は１となる。
【０１４６】
図１２は、特徴周波数比と容量維持率との関係を示す図である。図１２の縦軸は特徴周波数比を示し、横軸は容量維持率を示す。また、四角印および三角印はバッテリ１０の温度が２５℃であるときの特徴周波数比と容量維持率との関係を示し、丸印はバッテリ１０の温度が０℃であるときの特徴周波数比と容量維持率との関係を示す。
【０１４７】
図１２の特徴周波数比と容量維持率との関係は、図７の特徴周波数と容量維持率との関係から求められたものである。具体的には、図１２の特徴周波数比と容量維持率との関係は、図７の各容量維持率での特徴周波数の値を基準特徴周波数（例えば、容量維持率１００％のときの特徴周波数の値）を１として正規化することにより得られる。
【０１４８】
図１２に示されるように、特徴周波数比と容量維持率との関係は、バッテリ１０の温度が異なっても、ほぼ一致することがわかる。
【０１４９】
したがって、バッテリ１０の各温度での基準特徴周波数が既知である場合、各温度での特徴周波数を決定することにより、各温度での特徴周波数比を算出することができる。
【０１５０】
図１３は、第２の判定方法で用いられる図１の容量推定部２００の構成を示すブロック図である。
【０１５１】
第２の判定方法を用いる場合、メモリ２３０に予め温度−基準周波数テーブルおよび周波数比−容量維持率テーブルが記憶される。
【０１５２】
温度−基準周波数テーブルは、基準ＳＯＣ（例えば、１００％）にあるバッテリ１０の温度と基準特徴周波数との対応関係を示す。周波数比−容量維持率テーブルは、特徴周波数比と容量維持率との対応関係を示す。
【０１５３】
例えばバッテリ１０の温度が６０℃でかつ決定された特徴周波数が３５．３Ｈｚである場合を想定する。この場合、図１３の温度−基準周波数テーブルに基づいて６０℃に対応する基準特徴周波数３５３Ｈｚが取得される。そして、決定された特徴周波数および取得された基準特徴周波数との比が特徴周波数比０．１として算出される。これにより、図１３の周波数比−容量維持率テーブルから特徴周波数比０．１に対応する容量維持率９０％が取得される。
【０１５４】
図１３の温度−基準周波数テーブルおよび周波数比−容量維持率テーブルは、図１０のテーブル作成装置を用いて作成することができる。
【０１５５】
この場合、テーブル作成部９５０は、基準容量維持率を有するバッテリ９１０を用いて複数の温度についての特徴周波数を基準特徴周波数として決定する。その結果、バッテリ９１０の温度と基準特徴周波数との対応関係が作成される。作成された対応関係は、温度−基準周波数テーブルとして図１３のメモリ２３０に記憶される。
【０１５６】
また、テーブル作成部９５０は、異なる容量維持率を有する複数のバッテリ９１０を用いて所定の温度についての特徴周波数を決定し、容量維持率ごとに決定された特徴周波数と基準特徴周波数との比から特徴周波数比を算出する。その結果、特徴周波数比と容量維持率との関係が作成される。作成された対応関係は、特徴周波数比−容量維持率テーブルとして図９のメモリ２３０に記憶される。
【０１５７】
なお、容量維持率を正確に判定するために、容量維持率の判定時の特徴周波数の決定方法と、温度−基準周波数テーブルおよび周波数比−容量維持率テーブルの作成時の特徴周波数の決定方法とは同一であることが好ましい。
【０１５８】
図１４は、第２の判定方法による判定部２２０の動作を示すフローチャートである。
【０１５９】
まず、判定部２２０は、図１１のステップＳ１０〜Ｓ１３と同様に、基準ＳＯＣの調整、特徴周波数の取得およびバッテリ１０の温度の取得を行う（ステップＳ２０）。
【０１６０】
次に、判定部２２０は、図１３のメモリ２３０に記憶された温度−周波数テーブルに基づいて取得されたバッテリ１０の温度に対応する基準特徴周波数を取得する（ステップＳ２１）。
【０１６１】
続いて、判定部２２０は、決定された特徴周波数および取得された基準特徴周波数に基づいて特徴周波数比を算出する（ステップＳ２２）。そして、判定部２２０は、算出された特徴周波数比および図１３のメモリ２３０に記憶された周波数比−容量維持率テーブルに基づいてバッテリ１０の容量維持率を判定する（ステップＳ２３）。
【０１６２】
さらに、判定部２２０は、初期の充放電サイクルでの満充電容量に判定された容量維持率を乗算することにより、現時点での満充電容量を算出してもよい。
【０１６３】
本例では、図１３の温度−基準周波数テーブルに示すように、バッテリ９１０の温度と基準特徴周波数との対応関係が離散データとしてメモリ２３０に記憶される。
【０１６４】
ここで、上記のステップＳ２１において、取得された温度が温度−基準周波数テーブルの離散データ間の値である場合、判定部２２０は、それらの離散データを補完することにより取得されたバッテリ１０の温度に対応する基準特徴周波数を取得してもよい。
【０１６５】
また、本例では、図１３の周波数比−容量維持率テーブルに示すように、特徴周波数比と容量維持率との対応関係が離散データとしてメモリ２３０に記憶される。
【０１６６】
ここで、上記のステップＳ２３において、算出された特徴周波数比が周波数比−容量維持率テーブルの離散データ間の値である場合、判定部２２０は、それらの離散データを補完することにより算出された特徴周波数比に対応する容量維持率を判定してもよい。
【０１６７】
上記のように、メモリ２３０に記憶される温度−基準周波数テーブルおよび周波数比−容量維持率テーブルの離散データを補完することにより、容量維持率の判定精度が向上する。
【０１６８】
（５−ｃ）第３の判定方法
第３の判定方法では、アレニウス則から導かれる温度補正式を用いて任意の温度（例えば、容量維持率の判定時のバッテリ１０の温度）での特徴周波数が基準温度での特徴周波数に補正される。
【０１６９】
温度補正式は、次のように表される。
【０１７０】
ｌｎ（ｆｎ）＝ｌｎ（ｆｒ）＋ａ｛（１／Ｔｒ）−（１／Ｔｎ）｝  …（Ａ）
上式（Ａ）において、ｆｎは基準ＳＯＣでかつ容量維持率の判定時のバッテリ１０の温度での特徴周波数である。ｆｒは基準ＳＯＣでかつ基準温度での特徴周波数である。Ｔｎは容量維持率の判定時のバッテリ１０の温度（絶対温度）であり、Ｔｒは基準温度（絶対温度）である。ａは基準ＳＯＣでの温度補正係数であり、予め測定により求められる。
【０１７１】
上式（Ａ）により基準温度での特徴周波数ｆｒが容量維持率の判定時の温度での特徴周波数ｆｎに変換される。したがって、基準温度での基準特徴周波数（基準容量維持率での特徴周波数）が既知である場合、容量維持率の判定時の温度での特徴周波数比を算出することができる。
【０１７２】
図１５は、第３の判定方法で用いられる図１の容量推定部２００の構成を示すブロック図である。
【０１７３】
第３の判定方法を用いる場合、メモリ２３０に予め基準温度およびそれに対応する基準特徴周波数、ならびに周波数比−容量維持率テーブルが記憶される。基準温度は、例えば２５℃（＝２９８Ｋ）であり、基準特徴周波数は、例えば３３Ｈｚである。
【０１７４】
第３の判定方法で用いられる周波数比−容量維持率テーブルは、第２の判定方法で用いられる周波数比−容量維持率テーブルと同じである。
【０１７５】
例えばバッテリ１０の温度が６０℃でかつ決定された特徴周波数が３５．３Ｈｚである場合を想定する。この場合、検出されたバッテリ１０の温度６０℃（＝３３３Ｋ）、メモリ２３０に記憶された基準温度２５℃（＝２９８Ｋ）、およびメモリ２３０に記憶された基準特徴周波数３３Ｈｚを用いて、上記式（Ａ）の演算が行われる。これにより、メモリ２３０に記憶された基準温度での基準特徴周波数３３Ｈｚが補正され、検出されたバッテリ１０の温度６０℃での基準特徴周波数３５３Ｈｚが算出される。
【０１７６】
そして、決定された特徴周波数および補正後の基準特徴周波数との比が特徴周波数比０．１として算出される。これにより、図１５の周波数比−容量維持率テーブルに基づいて容量維持率が９０％であると判定することができる。
【０１７７】
図１６は、第３の判定方法による判定部２２０の動作を示すフローチャートである。まず、判定部２２０は、図１１のステップＳ１０〜Ｓ１３と同様に、基準ＳＯＣの調整、特徴周波数の取得および温度の取得を行う（ステップＳ３０）。
【０１７８】
次に、判定部２２０は、バッテリ１０の温度および図１５のメモリ２３０に記憶された基準温度に基づいて、予め図１５のメモリ２３０に記憶された基準特徴周波数を補正する（ステップＳ３１）。
【０１７９】
続いて、判定部２２０は、決定された特徴周波数および補正後の基準特徴周波数に基づいて特徴周波数比を算出する（ステップＳ３２）。そして、判定部２２０は、算出された特徴周波数比および図１５のメモリ２３０に記憶された周波数比−容量維持率テーブルに基づいてバッテリ１０の容量維持率を判定する（ステップＳ３３）。
【０１８０】
さらに、判定部２２０は、初期の充放電サイクルでの満充電容量に判定された容量維持率を乗算することにより、現時点での満充電容量を算出してもよい。
【０１８１】
本例では、図１５の周波数比−容量維持率テーブルに示すように、特徴周波数比と容量維持率との対応関係が離散データとしてメモリ２３０に記憶される。
【０１８２】
ここで、上記のステップＳ３３において、算出された特徴周波数比が周波数比−容量維持率テーブルの離散データ間の値である場合、判定部２２０は、それらの離散データを補完することにより算出された特徴周波数比に対応する容量維持率を判定してもよい。これにより、容量維持率の判定精度が向上する。
【０１８３】
（６）作用効果
上記のように、本実施の形態に係る容量維持率判定装置１００、バッテリシステム５００および電動車両１０００Ａにおいては、信号発生部１２０等の交流信号に対するバッテリ１０からの応答信号に基づいて容量維持率が判定されるので、バッテリ１０を充放電させることなく短時間で容量維持率の判定が可能となる。
【０１８４】
また、交流インピーダンスの周波数特性における予め定められた特徴周波数の値と容量維持率との関係（上述の温度−周波数−容量維持率テーブル、または周波数比−容量維持率テーブル）に基づいて容量維持率が判定されるので、容量維持率の判定精度が向上する。
【０１８５】
電動車両１０００Ａにおいては、容量維持率判定装置１００により判定された容量維持率に関する情報が、バッテリシステム５００の通信部５５０を通して提示部５３０に送信される。これにより、電動車両１０００Ａの使用者は、提示部５３０から提示される各バッテリ１０の容量維持率に関する情報に基づいてバッテリ１０の容量維持率を容易に認識することができる。
【０１８６】
特徴周波数が特定の値（以下、特徴値と呼ぶ。）に基づいて決定される場合には、予め定められた特徴周波数の値と容量維持率との関係に代えて、予め定められた特徴値と容量維持率との関係に基づいて容量維持率を判定してもよい。
【０１８７】
例えば、上述の特徴周波数の第２の決定方法においては、特徴周波数がバッテリ１０の等価回路に含まれる第１および第２の並列回路１０ａ，１０ｂのキャパシタンス成分Ｃ１，Ｃ２の値Ｃ１，Ｃ２および抵抗成分Ｒ１，Ｒ２の値Ｒ１，Ｒ２の積Ｒ１Ｃ１，Ｒ２Ｃ２のうちの最大値に基づいて特徴周波数ｆｐｅａｋ１が決定される。
【０１８８】
したがって、バッテリ１０の等価回路に含まれる１または複数の並列回路のキャパシタンス成分の値と抵抗成分の値との積の最大値を上記の特徴値としてもよい。この場合、予めバッテリ１０の等価回路に含まれる並列回路のキャパシタンス成分の値と抵抗成分の値との積とバッテリ１０の温度と容量維持率との関係を上述のメモリ２３０にテーブルとして記憶させることにより、第１の判定方法と同様に、特徴値と容量維持率との関係に基づいて容量維持率の判定を行うことができる。
【０１８９】
さらにこの場合、上述の基準容量維持率における特徴値を基準特徴値とし、各容量維持率での特徴値と基準特徴値との比を特徴比とした場合に、特徴比と容量維持率との関係を作成し、その対応関係をメモリ２３０にテーブルとして記憶させてもよい。この場合、さらにバッテリ１０の温度と基準特徴値との対応関係をメモリ２３０にテーブルとして記憶させておくことにより、第２の判定方法と同様に、特徴比と容量維持率との関係に基づいて容量維持率の判定を行うことができる。
【０１９０】
なお、バッテリ１０の等価回路に含まれる１または複数の並列回路のキャパシタンス成分の値と抵抗成分の値との積の最大値を特徴値とした場合、各容量維持率での特徴値ＲｘＣｘと基準特徴値ＲｙＣｙ（基準容量維持率における特徴値）との特徴比αは、α＝ＲｘＣｘ／ＲｙＣｙで表される。
【０１９１】
（７）容量維持率判定装置の他の電動車両への適用例
上記の容量維持率判定装置１００は、ハイブリッド電動車両に限らず、他の電動車両にも適用することができる。
【０１９２】
図１７は、図１の容量維持率判定装置１００を備える電動車両の他の例を示す図である。本例の電動車両１０００Ｂは、バッテリ電動車両である。以下、この電動車両１０００Ｂについて、図１の電動車両１０００Ａと異なる点を説明する。
【０１９３】
図１７に示すように、この電動車両１０００Ｂは、ケーブル３０９、コネクタ３０１、モータ４００、駆動輪４１０、バッテリシステム５００および提示部５３０を含む。
【０１９４】
モータ４００は駆動輪４１０に接続され、電動車両１０００Ｂの動力源として機能する。ケーブル３０９は、充電装置５２０からバッテリシステム５００の外部に延びるように設けられている。コネクタ３０１は、ケーブル３０９の一端に取り付けられており、商用電源３１０に接続可能となっている。
【０１９５】
バッテリシステム５００の複数のバッテリ１０の充電時においては、コネクタ３０１が商用電源３１０に接続される。この場合、充電装置５２０は、商用電源３１０から供給される電力を複数のバッテリ１０の充電に適した電力に変換し、複数のバッテリ１０に与える。それにより、複数のバッテリ１０が充電される。複数のバッテリ１０の充電が終了すると、コネクタ３０１が商用電源３１０から取り外される。これにより、電動車両１０００Ｂの走行が可能となる。
【０１９６】
なお、図１７に破線で示すように、電動車両１０００Ｂの構成に、図１の電動車両１０００Ａが備えるエンジン４３０および発電機３００を追加してもよい。
【０１９７】
この場合、エンジン４３０は駆動輪４１０に接続されるとともに発電機３００を介してバッテリシステム５００の充電装置５２０に接続される。これにより、プラグインハイブリッド電動車両の構成が実現される。
【０１９８】
プラグインハイブリッド電動車両においては、コネクタ３０１を商用電源３１０に接続することにより、商用電源３１０から供給される電力を用いて複数のバッテリ１０を充電することができる。また、エンジン４３０の動作時において、エンジン４３０の回転力により発電機３００で発生される電力を用いて複数のバッテリ１０を充電することができる。
【０１９９】
図１７の電動車両１０００Ｂには、図１の容量維持率判定装置１００およびバッテリシステム５００が搭載されている。これにより、図１の電動車両１０００Ａと同様の効果を得ることができる。
【０２００】
（８）バッテリシステムのバックアップ用電源装置への適用例
上記の容量維持率判定装置１００およびバッテリシステム５００は、バックアップ用電源装置に適用することができる。
【０２０１】
図１８は、図１の容量維持率判定装置１００をバックアップ用電源装置に適用した例を示すブロック図である。図１８に示すように、本例では、図１のバッテリシステム５００にケーブル３０９およびコネクタ３０１が設けられている。ケーブル３０９は、充電装置５２０からバッテリシステム５００の外部に延びるように設けられている。コネクタ３０１は、ケーブル３０９の一端に取り付けられており、商用電源３１０に接続可能となっている。
【０２０２】
電子機器４９０は、バッテリシステム５００の複数のバッテリ１０に接続されるとともに、商用電源３１０に接続されている。この場合、バッテリシステム５００の複数のバッテリ１０は、停電等の非常時における電子機器４９０の電力供給源として機能する。また、商用電源３１０は、通常時における電子機器４９０の電力供給源として機能する。
【０２０３】
これにより、例えば停電により商用電源３１０から電子機器４９０に電力が供給されない場合には、バッテリシステム５００の複数のバッテリ１０から電子機器４９０に電力が供給される。
【０２０４】
このように、本発明の一実施の形態に係る容量維持率判定装置１００およびバッテリシステム５００は、バックアップ用電源装置にも適用することができる。
【０２０５】
（９）バッテリシステムの他の構成例
図１９および図２０は、他の構成例に係るバッテリシステム５００を備える電動車両のブロック図である。図１９の電動車両１０００Ｃはハイブリッド電動車両であり、バッテリシステム５００の構成を除き図１の電動車両１０００Ａと同じ構成を有する。また、図２０の電動車両１０００Ｄは、バッテリ電動車両またはプラグインハイブリッド電動車両であり、バッテリシステム５００の構成を除き図１７の電動車両１０００Ｂと同じ構成を有する。
【０２０６】
図１９および図２０に示すように、本例のバッテリシステム５００は複数の信号発生部１２０を有し、複数の信号発生部１２０は複数のバッテリ１０にそれぞれ対応するように並列接続される。これにより、複数のバッテリ１０の容量維持率の判定時には、複数の信号発生部１２０からそれぞれに対応するバッテリ１０に複数の周波数成分を有する交流信号が与えられる。
【０２０７】
図２１は、他の構成例に係るバッテリシステム５００を備えるバックアップ用電源装置のブロック図である。このように、複数の信号発生部１２０を備える本例のバッテリシステム５００は、バックアップ用電源装置にも適用することができる。
【０２０８】
（１０）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【０２０９】
上記の実施の形態においては、インピーダンス測定部１１０がインピーダンス算出部の例であり、特徴周波数が本発明でいう周波数に関する特徴情報の例であり、温度−周波数−容量維持率テーブルがバッテリの温度と特徴情報の値と容量維持率との対応関係の例である。また、特徴周波数比が特徴情報比の例であり、温度−基準周波数テーブルが第１の対応関係の例であり、周波数比−容量維持率テーブルが第２の関係の例であり、提示部５３０および通信部５５０が出力部の例である。
【０２１０】
容量維持率は、現在容量と基準容量との比、例えば現在容量を基準容量で除算した値であり、容量維持率を算出するための初期の充放電サイクルにおける満充電容量が基準容量の例であり、ｎ回目の充放電サイクルの満充電容量が現在容量の例である。なお、初期の充放電サイクルを１回目の充放電サイクルとした場合に、ｎは２以上の自然数である。また、上述のように、初期の充放電サイクルとは、予め定められたタイミングでの充放電サイクルを意味し、例えばバッテリ１０の作製直後の１回目の充放電サイクルであってもよく、または工場から出荷後の１回目の充放電サイクルであってもよい。
【０２１１】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【０２１２】
本発明は、電力を駆動源とする種々の移動体、バックアップ用電源装置等の電力の貯蔵装置、またはモバイル機器等に有効に利用することができる。
【符号の説明】
【０２１３】
１０，９１０  バッテリ
１０ａ  第１の並列回路
１０ｂ  第２の並列回路
１１，９１１  サーミスタ
１２，９１２  温度検出部
２０，９２０  電圧検出部
１００  容量維持率判定装置
１１０，９４０  インピーダンス測定部
１２０，９３０  信号発生部
２００  容量推定部
２１０  周波数決定部
２２０  判定部
２３０  メモリ
３００  発電機
３０１  コネクタ
３０９  ケーブル
３１０  商用電源
４００  モータ
４１０  駆動輪
４３０  エンジン
４９０  電子機器
５００  バッテリシステム
５１０  容量維持率判定ユニット
５２０  充電装置
５３０  提示部
５５０  通信部
９００  テーブル作成装置
９５０  テーブル作成部
１０００Ａ，１０００Ｂ，１０００Ｃ  電動車両
Ｃ１，Ｃ２  キャパシタンス成分
Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２  抵抗成分
【図１】
2011038857.tif 000003
【図２】
2011038857.tif 000004
【図３】
2011038857.tif 000005
【図４】
2011038857.tif 000006
【図５】
2011038857.tif 000007
【図６】
2011038857.tif 000008
【図７】
2011038857.tif 000009
【図８】
2011038857.tif 000010
【図９】
2011038857.tif 000011
【図１０】
2011038857.tif 000012
【図１１】
2011038857.tif 000013
【図１２】
2011038857.tif 000014
【図１３】
2011038857.tif 000015
【図１４】
2011038857.tif 000016
【図１５】
2011038857.tif 000017
【図１６】
2011038857.tif 000018
【図１７】
2011038857.tif 000019
【図１８】
2011038857.tif 000020
【図１９】
2011038857.tif 000021
【図２０】
2011038857.tif 000022
【図２１】
2011038857.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成22年8月25日(2010.8.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
（５）第２の発明に係るバッテリシステムは、充放電可能なバッテリと、複数の周波数成分を有する交流信号をバッテリに与える信号発生部と、交流信号に対するバッテリからの応答信号に基づいて交流インピーダンスの周波数特性を算出するインピーダンス算出部と、交流インピーダンスの周波数特性における予め定められた周波数に関する特徴情報の値と容量維持率との関係を記憶する記憶部と、バッテリの温度を検出する温度検出部と、インピーダンス算出部により算出された周波数特性における特徴情報の値を決定し、記憶部に記憶された関係および温度検出部により検出された温度に基づいて、決定された特徴情報の値に対応する容量維持率を判定する判定部と、判定部により判定された容量維持率に関する情報の通信を行うための通信部とを備えるものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
（６）第３の発明に係る電動車両は、第２の発明に係るバッテリシステムと、バッテリシステムのバッテリからの電力により駆動されるモータと、モータの回転力により回転する駆動輪と、バッテリシステムの判定部により判定された容量維持率に関する情報を出力する出力部とを備えるものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
バッテリシステムの判定部により判定された容量維持率に関する情報が、出力部により出力される。これにより、電動車両の使用者は、出力部から出力される情報に基づいてバッテリの容量維持率を容易に認識することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
図６の虚軸成分−周波数特性においては、虚軸成分の極大値が１つ現れている。虚軸成分−周波数特性において、虚軸成分の極大値が１つのみ現れる場合には、その極大値に対応する周波数を特徴周波数ｆｐｅａｋ２とする。虚軸成分の極大値が２つ現れる場合には、それらの極大値のうち最も低周波側に現れる極大値の周波数を特徴周波数ｆｐｅａｋ２とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０５】
また、四角印および三角印の関係を比較すると、温度が等しい場合には、異なるバッテリ１０でもほぼ等しい関係が得られることがわかる。すなわち、特徴周波数と容量維持率との関係はバッテリ１０の個体差により影響されない。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４３】
ここで、上記のステップＳ１４において、決定された特徴周波数、および取得された温度が温度−周波数−容量維持率テーブルの離散データ間の値である場合、判定部２２０は、それらの離散データを補間することにより容量維持率を判定してもよい。これにより、容量維持率の判定精度が向上する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５４】
図１３の温度−基準周波数テーブルおよび周波数比−容量維持率テーブルは、図１０のテーブル作成装置９００を用いて作成することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５６】
また、テーブル作成部９５０は、異なる容量維持率を有する複数のバッテリ９１０を用いて所定の温度についての特徴周波数を決定し、容量維持率ごとに決定された特徴周波数と基準特徴周波数との比から特徴周波数比を算出する。その結果、特徴周波数比と容量維持率との関係が作成される。作成された対応関係は、特徴周波数比−容量維持率テーブルとして図１３のメモリ２３０に記憶される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６０】
次に、判定部２２０は、図１３のメモリ２３０に記憶された温度−基準周波数テーブルに基づいて取得されたバッテリ１０の温度に対応する基準特徴周波数を取得する（ステップＳ２１）。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６４】
ここで、上記のステップＳ２１において、取得された温度が温度−基準周波数テーブルの離散データ間の値である場合、判定部２２０は、それらの離散データを補間することにより取得されたバッテリ１０の温度に対応する基準特徴周波数を取得してもよい。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６６】
ここで、上記のステップＳ２３において、算出された特徴周波数比が周波数比−容量維持率テーブルの離散データ間の値である場合、判定部２２０は、それらの離散データを補間することにより算出された特徴周波数比に対応する容量維持率を判定してもよい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６７】
上記のように、メモリ２３０に記憶される温度−基準周波数テーブルおよび周波数比−容量維持率テーブルの離散データを補間することにより、容量維持率の判定精度が向上する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８２】
ここで、上記のステップＳ３３において、算出された特徴周波数比が周波数比−容量維持率テーブルの離散データ間の値である場合、判定部２２０は、それらの離散データを補間することにより算出された特徴周波数比に対応する容量維持率を判定してもよい。これにより、容量維持率の判定精度が向上する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２０９】
上記の実施の形態においては、インピーダンス測定部１１０がインピーダンス算出部の例であり、特徴周波数が本発明でいう周波数に関する特徴情報の例であり、温度−周波数−容量維持率テーブルがバッテリの温度と特徴情報の値と容量維持率との対応関係の例である。また、特徴周波数比が特徴情報比の例であり、温度−基準周波数テーブルが第１の対応関係の例であり、周波数比−容量維持率テーブルが第２の対応関係の例であり、提示部５３０および通信部５５０が出力部の例である。
【手続補正１５】
【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】
信号発生部から与えられる複数の周波数成分を有する交流信号に対する充放電可能なバッテリからの応答信号および温度検出部により検出される前記バッテリの温度に基づいて、前記バッテリの現在容量と基準容量との比である容量維持率を判定する容量維持率判定装置であって、
前記バッテリからの前記応答信号に基づいて前記バッテリの交流インピーダンスの周波数特性を算出するインピーダンス算出部と、
交流インピーダンスの周波数特性における予め定められた周波数に関する特徴情報の値と容量維持率との関係を記憶する記憶部と、
前記インピーダンス算出部により算出された周波数特性における特徴情報の値を決定し、前記記憶部に記憶された関係および前記温度検出部により検出された温度に基づいて、前記決定された特徴情報の値に対応する容量維持率を判定する判定部とを備える、容量維持率判定装置。
【請求項２】
前記交流インピーダンスの周波数特性は、各周波数ごとの複素インピーダンスの虚軸成分−実軸成分特性であり、
前記特徴情報は、前記虚軸成分−実軸成分特性における虚軸成分の極大値が１つである場合にその極大値に対応する周波数であり、前記虚軸成分−実軸成分特性における虚軸成分の極大値が２つである場合にそれらの極大値のうち最も大きい極大値に対応する周波数である、請求項１記載の容量維持率判定装置。
【請求項３】
前記バッテリは、１つの並列回路を含む等価回路または直列に接続された２つの並列回路を含む等価回路で表され、各並列回路は、キャパシタンス成分および抵抗成分の並列接続を含み、
前記交流インピーダンスの周波数特性は、各周波数ごとの複素インピーダンスの虚軸成分−実軸成分特性から得られる前記１つまたは２つの並列回路の各周波数ごとのキャパシタンス値および抵抗値の関係であり、
前記特徴情報は、前記バッテリが１つの並列回路を含む等価回路で表される場合にその並列回路のキャパシタンス値および抵抗値の積に基づいて算出される周波数であり、前記バッテリが２つの並列回路を含む等価回路で表される場合に各並列回路のキャパシタンス値および抵抗値の積に基づいて算出される周波数のうちの最小の周波数である、請求項１記載の容量維持率判定装置。
【請求項４】
前記交流インピーダンスの周波数特性は、各周波数ごとの複素インピーダンスの虚軸成分−周波数特性であり、前記特徴情報は、前記虚軸成分−周波数特性における虚軸成分の極大値が１つである場合にその極大値に対応する周波数であり、前記虚軸成分−周波数特性における虚軸成分の極大値が２つである場合にそれらの極大値のうち最も低周波側の極大値に対応する周波数である、請求項１記載の容量維持率判定装置。
【請求項５】
充放電可能なバッテリと、
複数の周波数成分を有する交流信号を前記バッテリに与える信号発生部と、
前記交流信号に対する前記バッテリからの応答信号に基づいて交流インピーダンスの周波数特性を算出するインピーダンス算出部と、
交流インピーダンスの周波数特性における予め定められた周波数に関する特徴情報の値と容量維持率との関係を記憶する記憶部と、
前記バッテリの温度を検出する温度検出部と、
前記インピーダンス算出部により算出された周波数特性における特徴情報の値を決定し、前記記憶部に記憶された関係および前記温度検出部により検出された温度に基づいて、前記決定された特徴情報の値に対応する容量維持率を判定する判定部と、
前記判定部により判定された容量維持率に関する情報の通信を行うための通信部とを備える、バッテリシステム。
【請求項６】
請求項５記載のバッテリシステムと、
前記バッテリシステムのバッテリからの電力により駆動されるモータと、
前記モータの回転力により回転する駆動輪と、
前記バッテリシステムの判定部により判定された容量維持率に関する情報を出力する出力部とを備える、電動車両。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４】
2011038857.tif 000024
【手続補正１７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１６】
2011038857.tif 000025