(57)【要約】【課題】二次電池の電流値と電圧値と無劣化の二次電池の内部抵抗値との組み合わせから二次電池の劣化率を求める手法と異なる手法で二次電池の劣化率を特定する。【解決手段】ＢＭＵ１６は、内部抵抗特定部１０７と、劣化率特定部１０９とを備える。内部抵抗特定部１０７は、二次電池の温度と二次電池の充電率とに基づいて、劣化のないときの二次電池の内部抵抗値を特定する。劣化率特定部１０９は、二次電池の充放電に係る物理量と二次電池の温度と内部抵抗特定部１０７が特定した内部抵抗値とに基づいて、内部抵抗値の劣化率を特定する。【選択図】図２
2015072218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の温度と前記二次電池の充電率とに基づいて、劣化のないときの前記二次電池の内部抵抗値を特定する内部抵抗特定部と、
前記二次電池の充放電に係る物理量と前記二次電池の温度と前記内部抵抗特定部が特定した内部抵抗値とに基づいて、前記内部抵抗値の劣化率を特定する劣化率特定部と
を備える劣化率特定装置。
【請求項２】
前記劣化率特定部は、
第１時刻における前記二次電池の温度と、
前記第１時刻より単位時間後の時刻である第２時刻における前記二次電池の温度と、
前記二次電池の雰囲気温度と、
前記二次電池による前記単位時間の充放電に係る物理量、前記内部抵抗値及び前記劣化率に基づいて定まる発熱量と
の関係を示す式に基づいて、前記内部抵抗値の劣化率を特定する
請求項１に記載の劣化率特定装置。
【請求項３】
前記劣化率特定部は、
複数の劣化率候補値について、当該劣化率候補値と前記二次電池の充放電に係る物理量と前記内部抵抗特定部が特定した内部抵抗値とに基づいて、前記二次電池の温度を算出し、前記算出した温度のうち前記二次電池の実測温度との差が最も小さくなる温度の算出に用いられた前記劣化率候補値を、前記内部抵抗値の劣化率として特定する
請求項１または請求項２に記載の劣化率特定装置。
【請求項４】
前記劣化率特定部は、前記二次電池の充放電に係る物理量として、当該物理量の実測値の所定時間あたりの平均値を用いる
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の劣化率特定装置。
【請求項５】
前記劣化率特定部は、前記二次電池の温度として、当該温度の実測値の所定時間あたりの平均値を用いる
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の劣化率特定装置。
【請求項６】
前記二次電池に冷媒を供給する送風ファンが動作しているか否かを判定する送風判定部を備え、
前記劣化率特定部は、前記送風ファンの動作の有無に応じて定まる前記二次電池モジュールの熱伝達係数を用いて前記内部抵抗値の劣化率を特定する
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の劣化率特定装置。
【請求項７】
前記劣化率特定部は、前記二次電池の充放電に係る物理量が所定の閾値以上である場合に、前記内部抵抗値の劣化率を特定する
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の劣化率特定装置。
【請求項８】
前記劣化率特定部は、所定時間の間における前記二次電池の充放電に係る物理量の散布度が所定の閾値以下である場合に、前記内部抵抗値の劣化率を特定する
請求項１から請求項７の何れか１項に記載の劣化率特定装置。
【請求項９】
二次電池の劣化率を特定する劣化率特定方法であって、
二次電池の温度と前記二次電池の充電率とに基づいて、劣化のないときの前記二次電池の内部抵抗値を特定するステップと、
前記二次電池の充放電に係る物理量と前記二次電池の温度と前記内部抵抗特定部が特定した内部抵抗値とに基づいて、前記内部抵抗値の劣化率を特定するステップと
を有する劣化率特定方法。
【請求項１０】
コンピュータを、
二次電池の温度と前記二次電池の充電率とに基づいて、劣化のないときの前記二次電池の内部抵抗値を特定する内部抵抗特定部、
前記二次電池の充放電に係る物理量と前記二次電池の温度と前記内部抵抗特定部が特定した内部抵抗値とに基づいて、前記内部抵抗値の劣化率を特定する劣化率特定部
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の劣化を推定する劣化率特定装置、劣化率特定方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は使用により劣化することが知られている。特許文献１には、二次電池の劣化率を特定する技術が開示されている。特許文献１には、二次電池の電流値と電圧値から二次電池の内部抵抗値を算出し、当該内部抵抗値と無劣化の二次電池の内部抵抗値との比率を算出することで、劣化率を算出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６４３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１などに記載の方法で二次電池の劣化率を算出することができる。他方、二次電池の劣化率をより正確に算出するには、異なる方法で求めた複数の劣化率を比較することが求められる。
本発明の目的は、二次電池の電流値と電圧値と無劣化の二次電池の内部抵抗値との組み合わせから二次電池の劣化率を求める手法と異なる手法で二次電池の劣化率を特定することができる劣化率特定装置、劣化率特定方法、及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の態様は、二次電池の温度と前記二次電池の充電率とに基づいて、劣化のないときの前記二次電池の内部抵抗値を特定する内部抵抗特定部と、前記二次電池の充放電に係る物理量と前記二次電池の温度と前記内部抵抗特定部が特定した内部抵抗値とに基づいて、前記内部抵抗値の劣化率を特定する劣化率特定部とを備える劣化率特定装置。
【０００６】
また、第２の態様は、前記劣化率特定部は、第１時刻における前記二次電池の温度と、前記第１時刻より単位時間後の時刻である第２時刻における前記二次電池の温度と、前記二次電池の雰囲気温度と、前記二次電池による前記単位時間の充放電に係る物理量、前記内部抵抗値及び前記劣化率に基づいて定まる発熱量との関係を示す式に基づいて、前記内部抵抗値の劣化率を特定する第１の態様に記載の劣化率特定装置。
【０００７】
また、第３の態様は、前記劣化率特定部は、複数の劣化率候補値について、当該劣化率候補値と前記二次電池の充放電に係る物理量と前記内部抵抗特定部が特定した内部抵抗値とに基づいて、前記二次電池の温度を算出し、前記算出した温度のうち前記二次電池の実測温度との差が最も小さくなる温度の算出に用いられた前記劣化率候補値を、前記内部抵抗値の劣化率として特定する第１または第２の態様に記載の劣化率特定装置。
【０００８】
また、第４の態様は、前記劣化率特定部は、前記二次電池の充放電に係る物理量として、当該物理量の実測値の所定時間あたりの平均値を用いる第１から第３の何れかの態様に記載の劣化率特定装置。
【０００９】
また、第５の態様は、前記劣化率特定部は、前記二次電池の温度として、当該温度の実測値の所定時間あたりの平均値を用いる第１から第４の何れかの態様に記載の劣化率特定装置。
【００１０】
また、第６の態様は、前記二次電池に冷媒を供給する送風ファンが動作しているか否かを判定する送風判定部を備え、前記劣化率特定部は、前記送風ファンの動作の有無に応じて定まる前記二次電池モジュールの熱伝達係数を用いて前記内部抵抗値の劣化率を特定する第１から第５の何れかの態様に記載の劣化率特定装置。
【００１１】
また、第７の態様は、前記劣化率特定部は、前記二次電池の充放電に係る物理量が所定の閾値以上である場合に、前記内部抵抗値の劣化率を特定する第１から第６の何れかの態様に記載の劣化率特定装置。
【００１２】
また、第８の態様は、前記劣化率特定部は、所定時間の間における前記二次電池の充放電に係る物理量の散布度が所定の閾値以下である場合に、前記内部抵抗値の劣化率を特定する第１から第７の何れかの態様に記載の劣化率特定装置。
【００１３】
また、第９の態様は、二次電池の劣化率を特定する劣化率特定方法であって、二次電池の温度と前記二次電池の充電率とに基づいて、劣化のないときの前記二次電池の内部抵抗値を特定するステップと、前記二次電池の充放電に係る物理量と前記二次電池の温度と前記内部抵抗特定部が特定した内部抵抗値とに基づいて、前記内部抵抗値の劣化率を特定するステップとを有する劣化率特定方法。
【００１４】
また、第１０の態様は、コンピュータを、二次電池の温度と前記二次電池の充電率とに基づいて、劣化のないときの前記二次電池の内部抵抗値を特定する内部抵抗特定部、前記二次電池の充放電に係る物理量と前記二次電池の温度と前記内部抵抗特定部が特定した内部抵抗値とに基づいて、前記内部抵抗値の劣化率を特定する劣化率特定部として機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１５】
上記態様によれば、二次電池の電流値と電圧値と無劣化の二次電池の内部抵抗値との組み合わせから二次電池の劣化率を求める手法と異なる手法で二次電池の劣化率を特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】少なくとも１つの実施形態に係る二次電池モジュールの構成を示す概略図である。
【図２】第１の実施形態に係るＢＭＵの構成を示す概略ブロック図である。
【図３】第１の実施形態に係る二次電池モジュールの劣化率特定方法を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施形態に係るＢＭＵの構成を示す概略ブロック図である。
【図５】第３の実施形態に係るＢＭＵの構成を示す概略ブロック図である。
【図６】第３の実施形態に係る二次電池モジュールの劣化率特定方法を示すフローチャートである。
【図７】少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
《第１の実施形態》
図１は、少なくとも１つの実施形態に係る二次電池モジュール１の構成を示す概略図である。
二次電池モジュール１は、外殻をなす筐体１１、複数のセル電池１２、複数のＣＭＵ１３（Ｃｅｌｌ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：セル監視回路）、送風ファン１４、雰囲気温度センサ１５、ＢＭＵ１６（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ：電池制御回路）とを備える。
【００１８】
セル電池１２は、筐体１１の内部に設けられ、各々が直列に接続される。本実施形態においてセル電池１２は、二次電池の一例である。図１に示す例では、筐体１１内部のセル電池１２の数は４個になっているが、セル電池１２の数は４個以外であっても良い。
ＣＭＵ１３は、セル電池１２毎に設けられ、セル電池１２の電圧値、電流値、セル温度を測定する。つまり、ＣＭＵ１３は、セル電池１２毎に設けられた図示しない電流センサ、電圧センサ、温度センサから、センサ値を取得する。なお、本実施形態においてＣＭＵ１３が測定するセル温度は、実測温度の一例である。また、ＣＭＵ１３は、セル電池１２毎ではなく、複数のセル電池１２についてＣＭＵ１３を１個設けても良い。この場合、そのＣＭＵ１３から計測ケーブルを各セル電池１２まで延長して、各セル電池１２の電圧値、電流値、セル温度を計測しても良い。なお、セル電池１２が直列に接続してあればセル電池１２の電流値は全て同じになるので、電流値の計測は直列に接続されたセル電池１２群のどこか一か所で行えばよい。
【００１９】
送風ファン１４は、筐体１１の内部から外部に向かって筐体内部で発生した熱で温められた空気を強制移動させる機能を有する。本実施形態において空気は冷媒の一例である。
雰囲気温度センサ１５は、二次電池モジュール１の雰囲気温度を計測する。つまり、雰囲気温度センサ１５は、筐体１１の外部の温度を計測する。
【００２０】
ＢＭＵ１６は、二次電池モジュール１を監視し、制御する。ＢＭＵ１６は、セル電池１２の劣化率を算出する。本実施形態においてＢＭＵ１６は、劣化率特定装置の一例である。図１に示す例では、ＢＭＵ１６は、二次電池モジュール１単位で１個設けられているが、複数の二次電池モジュール１について、ＢＭＵ１６を１個設けても良い。セル電池１２の個数が少ない場合等では、ＢＭＵ１６にてセル電池１２毎の電圧値、電流値、セル温度を計測しても良い。
【００２１】
図２は、第１の実施形態に係るＢＭＵ１６の構成を示す概略ブロック図である。
ＢＭＵ１６は、センサ値取得部１０１、センサ値記憶部１０２、周期判定部１０３、平均センサ値算出部１０４、充電率推定部１０５、内部抵抗記憶部１０６、内部抵抗特定部１０７、分散算出部１０８、劣化率特定部１０９を備える。
【００２２】
センサ値取得部１０１は、ＣＭＵ１３から電圧値、電流値、セル温度を取得する。センサ値取得部１０１は、雰囲気温度センサ１５から二次電池モジュール１の雰囲気温度を取得する。
センサ値記憶部１０２は、センサ値取得部１０１が取得した電圧値、電流値、セル温度、雰囲気温度を、時刻に関連付けて記憶する。
【００２３】
周期判定部１０３は、現在時刻が所定の劣化率特定周期（例えば、１時間）に相当する時刻であるか否かを判定する。
平均センサ値算出部１０４は、センサ値記憶部１０２が記憶する電圧値、電流値、セル温度、雰囲気温度の所定の平均化時間（例えば、１分）における平均値を算出する。
【００２４】
充電率推定部１０５は、セル電池１２の充電率を推定する。例えば、充電率推定部１０５は、平均センサ値算出部１０４が算出した電圧値の平均値から推定される開放電圧に基づいてセル電池１２の充電率を推定する。また例えば、充電率推定部１０５は、センサ値記憶部１０２が記憶する電流値の積算値に基づいてセル電池１２の充電率を推定する。
【００２５】
内部抵抗記憶部１０６は、セル温度と充電率の組み合わせに関連付けて、劣化のないセル電池１２が当該温度かつ当該充電率である場合における内部抵抗値を記憶する。なお、内部抵抗値は、予め実験などにより求められた値である。
【００２６】
内部抵抗特定部１０７は、平均センサ値算出部１０４が算出したセル温度と充電率推定部１０５が推定した充電率との組み合わせに関連付けられた内部抵抗値を、内部抵抗記憶部１０６から読み出すことで、セル電池１２の内部抵抗値を特定する。
分散算出部１０８は、センサ値記憶部１０２が記憶する電流値の劣化率特定周期の間における分散を算出する。
【００２７】
劣化率特定部１０９は、平均センサ値算出部１０４が算出したセル温度、電流値及び雰囲気温度の平均値、並びに内部抵抗特定部１０７が特定した内部抵抗値を用いて、内部抵抗値の劣化率を特定する。具体的には、劣化率特定部１０９は、以下に示す式（１）に従って、劣化率を算出する。
【００２８】
【数１】
2015072218.tif 000003
【００２９】
γは、内部抵抗値の劣化率である。Ｔｓ（ｔ）は、時刻ｔを含む平均化時間におけるセル温度の平均値である。ΔＴは、劣化率特定周期である。Ｈは、セル電池１２の熱伝達係数である。Ａは、セル電池１２の伝熱面積である。Ｃは、セル電池１２の比熱である。Ｍは、セル電池１２の質量である。Ｔ∞（ｔ）は、時刻ｔを含む平均化時間における雰囲気温度の平均値である。Ｉ（ｔ）は、時刻ｔを含む平均化時間における電流値の平均値である。ＤＣＲ（ｔ）は、時刻ｔにおけるセル電池１２の内部抵抗値である。このうち、劣化率特定周期ΔＴ、熱伝達係数Ｈ、伝熱面積Ａ、比熱Ｃ及び質量Ｍは、予め計測や熱計算によって求められる値である。
なお、本実施形態において時刻ｔ−ΔＴは、第１時刻の一例であり、時刻ｔは、第２時刻の一例である。
【００３０】
なお、式（１）は、式（２）を劣化率γの式に変換したものである。つまり、式（１）は、式（２）と等価である。
【００３１】
【数２】
2015072218.tif 000004
【００３２】
式（２）は、時刻ｔ−ΔＴにおけるセル電池１２の温度と、時刻ｔにおけるセル電池１２の温度と、セル電池１２の雰囲気温度Ｔ∞と、セル電池１２による時間ΔＴの充放電に係る電流値、内部抵抗値ＤＣＲ及び劣化率γに基づいて定まる発熱量との関係を示す式である。また、式（２）は、微分方程式で示される熱計算式（３）を前進差分離散式で表したものである。つまり、式（１）は、式（３）と等価である。
【００３３】
【数３】
2015072218.tif 000005
【００３４】
次に、第１の実施形態に係る二次電池モジュール１の劣化率特定方法について説明する。
図３は、第１の実施形態に係る二次電池モジュール１の劣化率特定方法を示すフローチャートである。
ＢＭＵ１６のセンサ値取得部１０１は、ＣＭＵ１３及び雰囲気センサから、電圧値、電流値及びセル温度、並びに雰囲気温度を取得し（ステップＳ１）、これらの値をセンサ値記憶部１０２に記録する。次に、周期判定部１０３は、現在時刻が劣化率特定周期に相当する時刻であるか否かを判定する（ステップＳ２）。周期判定部１０３は、現在時刻が劣化率特定周期に相当する時刻でないと判定した場合（ステップＳ２：ＮＯ）、ステップＳ１に処理を戻す。
【００３５】
他方、周期判定部１０３が、現在時刻が劣化率特定周期に相当する時刻であると判定した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、平均センサ値算出部１０４は、前回の劣化率特定周期に相当する時刻より平均化時間だけ前の時刻から、前回の劣化率特定周期に相当する時刻までの間の時刻に関連付けられた電圧値、電流値、セル温度及び雰囲気温度の平均値を算出する。また、平均センサ値算出部１０４は、現在時刻より平均化時間だけ前の時刻から、現在時刻までの間の時刻に関連付けられたセル温度の平均値を算出する（ステップＳ３）。以下、前回の劣化率特定周期に相当する時刻より平均化時間だけ前の時刻から、前回の劣化率特定周期に相当する時刻までの間の時刻に関連付けられたセル温度の平均値を、「前回のセル温度の平均値」という。他方、現在時刻より平均化時間だけ前の時刻から、現在時刻までの間の時刻に関連付けられたセル温度の平均値を、「今回のセル温度の平均値」という。
【００３６】
次に、充電率推定部１０５は、セル電池１２の充電率を推定する（ステップＳ４）。次に、内部抵抗特定部１０７は、充電率推定部１０５が推定した充電率と平均センサ値算出部１０４が算出した前回のセル温度の平均値とに関連付けられた内部抵抗値を、内部抵抗記憶部１０６から読み出す（ステップＳ５）。
【００３７】
次に、分散算出部１０８は、センサ値記憶部１０２が記憶する電流値の劣化率特定周期の間における分散を算出する（ステップＳ６）。つまり、分散算出部１０８は、前回の劣化率特定周期に相当する時刻から現在時刻までの間の時刻に関連付けられた電流値をセンサ値記憶部１０２から読み出し、当該電流値の分散を算出する。
【００３８】
次に、劣化率特定部１０９は、分散算出部１０８が算出した分散が所定の閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ７）。劣化率特定部１０９は、分散算出部１０８が算出した分散が所定の閾値以上であると判定した場合（ステップＳ７：ＮＯ）、ステップＳ１に処理を戻す。これは、セル電池１２の充放電に係る電流値の分散が大きい場合、式（１）による劣化率の特定に適さないためである。
【００３９】
他方、劣化率特定部１０９は、分散算出部１０８が算出した分散が所定の閾値未満であると判定した場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、平均センサ値算出部１０４が算出した電流値の平均値が所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ８）。劣化率特定部１０９は、電流値の平均値が所定の閾値未満であると判定した場合（ステップＳ８：ＮＯ）、ステップＳ１に処理を戻す。これは、セル電池１２の充放電がほとんどなされていないために、充放電による発熱量が小さく、式（１）による劣化率の特定に適さないためである。
【００４０】
他方、劣化率特定部１０９は、電流値の平均値が所定の閾値以上であると判定した場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、平均センサ値算出部１０４が算出した、雰囲気温度の平均値、電流値の平均値、今回のセル温度の平均値、及び前回のセル温度の平均値と、内部抵抗特定部１０７が特定した内部抵抗値とを式（１）に代入して、内部抵抗の劣化率を算出し（ステップＳ９）、処理を終了する。
【００４１】
このように、本実施形態によれば、ＢＭＵ１６は、二次電池の温度を用いて、セル電池１２の内部抵抗の劣化率を特定することができる。つまり、本実施形態によれば、ＢＭＵ１６は、二次電池の電流値と電圧値と無劣化の二次電池の内部抵抗値との組み合わせから二次電池の劣化率を求める手法と異なる手法で二次電池の劣化率を特定することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、充電率推定部１０５による充電率の推定、内部抵抗特定部１０７による内部抵抗の特定、及び劣化率特定部１０９による劣化率の特定は、平均センサ値算出部１０４が算出したセンサ値の平均値に基づいて行われる。これにより、センサのノイズ等の誤差を除去して劣化率の特定を行うことができる。他方、センサのノイズ等の誤差が無視できる程度に小さい場合、他の実施形態では、ＢＭＵ１６は、平均値に代えてセンサ値記憶部１０２に記録されたセンサ値を用いて充電率の推定、内部抵抗の特定、または劣化率の特定を実行しても良い。
【００４３】
また、本実施形態では、特定する劣化率の精度を担保するため、電流値の分散が大きい場合、及び電流値の平均値が小さい場合に、劣化率の特定を行わない場合について説明した。他方、劣化率の精度より劣化率を更新することが重要である場合、他の実施形態では、ＢＭＵ１６は、電流値の分散や電流値の平均値の大きさに関わらず、劣化率の特定を行っても良い。
【００４４】
《第２の実施形態》
次に、第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態に係る二次電池モジュール１は、第１の実施形態とＢＭＵ２６の動作が異なる。
【００４５】
図４は、第２の実施形態に係るＢＭＵ２６の構成を示す概略ブロック図である。
第２の実施形態に係るＢＭＵ２６は、第１の実施形態の構成に加えて、送風判定部２１０と熱伝達係数決定部２１１とをさらに備える。また、第２の実施形態に係るＢＭＵ２６は、第１の実施形態と劣化率特定部２０９の動作が異なる。
【００４６】
送風判定部２１０は、送風ファン１４が動作しているか否かを判定する。送風ファン１４は、セル電池１２の温度に応じてＢＭＵ２６によって動作・非動作が切り替えられる。ＢＭＵ２６は、セル電池１２の温度が１つでも所定の閾値（例えば、摂氏３５度）を超えたときに、送風ファン１４を動作させる。つまり、送風ファン１４は、冷却の必要性が高いときのみ動作する。これは、送風ファン１４の寿命が動作時間で決まるためである。またこれは、送風ファン１４の動作により補機電力損失が発生するためである。
なお、熱交換の効率は流速によって異なるため、送風ファン１４が動作しているか否かによって空気による熱交換の効率が変化する。
【００４７】
熱伝達係数決定部２１１は、送風判定部２１０による判定結果に基づいて式（１）の熱伝達係数Ｈを決定する。具体的には、送風ファン１４が動作しているときの熱伝達係数Ｈｏｎと送風ファン１４が動作していないときの熱伝達係数Ｈｏｆｆとを実験などにより予め計測しておく、もしくは熱計算で事前に求めておく。熱伝達係数決定部２１１は、送風判定部２１０によって送風ファン１４が動作していると判定された場合に、熱伝達係数Ｈを熱伝達係数Ｈｏｎに決定する。他方、熱伝達係数決定部２１１は、送風判定部２１０によって送風ファン１４が動作していないと判定された場合に、熱伝達係数Ｈを熱伝達係数Ｈｏｆｆに決定する。
【００４８】
劣化率特定部２０９は、式（１）の熱伝達係数Ｈとして、熱伝達係数決定部２１１が決定した熱伝達係数を用いて、劣化率を特定する。これにより、本実施形態に係るＢＭＵ２６は、より正確にセル電池１２の劣化率を特定することができる。
【００４９】
《第３の実施形態》
図５は、第３の実施形態に係るＢＭＵ３６の構成を示す概略ブロック図である。
ＢＭＵ３６は、センサ値取得部１０１、実測温度記憶部、充電率推定部３０５、内部抵抗記憶部１０６、内部抵抗特定部３０７、劣化率特定部３０９、算出温度記憶部３１２、候補生成部３１３を備える。
【００５０】
センサ値取得部１０１は、ＣＭＵ１３から電圧値、電流値、セル温度を取得する。センサ値取得部１０１は、雰囲気温度センサ１５から二次電池モジュール１の雰囲気温度を取得する。
センサ値記憶部１０２は、センサ値取得部１０１が取得したセル温度を時刻に関連付けて記憶する。
【００５１】
充電率推定部３０５は、セル電池１２の充電率を推定する。例えば、充電率推定部３０５は、センサ値取得部１０１が取得した電圧値の平均値から推定される開放電圧に基づいてセル電池１２の充電率を推定する。また例えば、充電率推定部３０５は、センサ値取得部１０１が取得した電流値の積算値に基づいてセル電池１２の充電率を推定する。
【００５２】
内部抵抗記憶部１０６は、セル温度と充電率の組み合わせに関連付けて、劣化のないセル電池１２が当該温度かつ当該充電率である場合における内部抵抗値を記憶する。
内部抵抗特定部３０７は、センサ値取得部１０１が取得したセル温度と充電率推定部３０５が推定した充電率との組み合わせに関連付けられた内部抵抗値を、内部抵抗記憶部１０６から読み出すことで、セル電池１２の内部抵抗値を特定する。
【００５３】
劣化率特定部３０９は、センサ値取得部１０１が取得した電流値及び雰囲気温度、内部抵抗特定部３０７が特定した内部抵抗値、算出温度記憶部３１２が記憶するセル温度、並びに候補生成部３１３が生成した複数の劣化率候補値を用いて、内部抵抗値の劣化率を特定する。具体的には、劣化率特定部３０９は、上述した式（２）に従って、劣化率候補値ごとにセル温度を算出する。劣化率特定部３０９は、算出したセル温度のうち、実測温度記憶部が記憶するセル温度との差が最も小さいセル温度の算出に用いた劣化率候補値を、セル電池１２の劣化率として特定する。
【００５４】
算出温度記憶部３１２は、劣化率特定部３０９が算出したセル温度を、劣化率候補値及び時刻に関連付けて記憶する。
候補生成部３１３は、劣化率特定部３０９がセル温度の算出に用いる複数の劣化率候補値を生成する。
【００５５】
次に、第３の実施形態に係る二次電池モジュール１の劣化率特定方法について説明する。
図６は、第３の実施形態に係る二次電池モジュール１の劣化率特定方法を示すフローチャートである。
まず、ＢＭＵ３６の候補生成部３１３は、セル電池１２の劣化率として想定される範囲を複数に分割して、複数の劣化率候補値を生成する（ステップＳ３１）。例えば、候補生成部３１３は、劣化率候補値として１．０以上２．０以下が想定される場合、劣化率候補値として、１．０、１．２、１．４、１．６、１．８、２．０を生成する。
【００５６】
次に、センサ値取得部１０１は、ＣＭＵ１３及び雰囲気センサから、電圧値、電流値及びセル温度、並びに雰囲気温度を取得する（ステップＳ３２）。センサ値取得部１０１は、取得したセル温度を実測温度記憶部に記録する。次に、充電率推定部３０５は、センサ値取得部１０１が取得した電流値または電圧値に基づいてセル電池１２の充電率を推定する（ステップＳ３３）。
【００５７】
次に、内部抵抗特定部３０７は、充電率推定部３０５が推定した充電率とセンサ値取得部１０１が取得したセル温度とに関連付けられた内部抵抗値を、内部抵抗記憶部１０６から読み出す（ステップＳ３４）。次に、劣化率特定部３０９は、算出温度記憶部３１２から現在時刻に関連付けられた劣化率候補値ごとのセル温度を読み出す（ステップＳ３５）。次に、劣化率特定部３０９は、センサ値取得部１０１が取得した雰囲気温度及び電流値、内部抵抗特定部３０７が特定した内部抵抗値、算出温度記憶部３１２から読み出したセル温度、並びに候補生成部３１３が生成した各劣化率候補値を式（２）に代入して、算出周期ΔＴ（例えば、１００ミリ秒）経過後のセル温度を算出する（ステップＳ３６）。劣化率特定部３０９は、算出したセル温度を、当該セル温度の算出に用いた劣化率候補値と現在時刻に算出周期ΔＴを加算した時刻とに関連付けて、算出温度記憶部３１２に記録する。
【００５８】
次に、劣化率特定部３０９は、所定の評価時間分のセル温度が算出温度記憶部３１２に記録されているか否かを判定する（ステップＳ３７）。劣化率特定部３０９は、評価時間分のセル温度が算出温度記憶部３１２に記録されていないと判定した場合（ステップＳ３７：ＮＯ）、ステップＳ３２に処理を戻す。
【００５９】
他方、劣化率特定部３０９は、評価時間分のセル温度が算出温度記憶部３１２に記録されていると判定した場合（ステップＳ３７：ＹＥＳ）、劣化率候補値ごとに、算出温度記憶部３１２と実測温度記憶部がそれぞれ評価時間内の同じ時刻に関連付けて記憶するセル温度の差分絶対値の総和を、評価値として算出する（ステップＳ３８）。すなわち、劣化率特定部３０９は、劣化率候補値ごとに、式（４）が示す値を評価値として算出する。
【００６０】
【数４】
2015072218.tif 000006
【００６１】
ここで、Ｔｒ（ｔ）は、時刻ｔに関連付けて実測温度記憶部が記憶するセル温度である。また、Ｔｓ（ｔ）は、時刻ｔに関連付けて算出温度記憶部３１２が記憶するセル温度である。
【００６２】
そして、劣化率特定部３０９は、複数の評価値のうち、最も小さい評価値と、その次に小さい評価値の算出に用いた２つの劣化率候補値を特定する（ステップＳ３９）。次に、劣化率特定部３０９は、特定した劣化率候補値の差が所定の閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ４０）。劣化率特定部３０９は、特定した劣化率候補値の差が所定の閾値より大きいと判定した場合（ステップＳ４０：ＮＯ）、候補生成部３１３は、特定した２つの劣化率候補値の間の範囲を複数に分割して、複数の劣化率候補値を生成し（ステップＳ４１）、ステップＳ３２に処理を戻す。他方、劣化率特定部３０９は、特定した劣化率候補値の差が所定の閾値以下であると判定した場合（ステップＳ４０：ＹＥＳ）、最も小さい評価値の算出に用いた劣化率候補値を劣化率として特定し（ステップＳ４２）、処理を終了する。
【００６３】
このように、本実施形態によれば、ＢＭＵ３６は、二次電池の温度を用いて、セル電池１２の内部抵抗の劣化率を特定することができる。つまり、本実施形態によれば、ＢＭＵ３６は、二次電池の電流値と電圧値と無劣化の二次電池の内部抵抗値との組み合わせから二次電池の劣化率を求める手法と異なる手法で二次電池の劣化率を特定することができる。
【００６４】
また、本実施形態では、劣化率特定部３０９は、評価時間の間の複数の時刻に算出されたセル温度と当該時刻に測定されたセル温度の差分絶対値の総和を用いて劣化率を特定する。これにより、ＢＭＵ３６は、センサのノイズ等の誤差を除去して劣化率の特定を行うことができる。なお、センサのノイズ等の誤差を除去する方法はこれに限られない。例えば、他の実施形態では、劣化率特定部３０９は、評価時間の間の複数の時刻に算出されたセル温度と当該時刻に測定されたセル温度の差分絶対値の二乗の総和を用いて劣化率を特定しても良い。また例えば、他の実施形態では、劣化率特定部３０９は、評価時間の間の複数の時刻に算出されたセル温度と当該時刻に測定されたセル温度の差分絶対値の相乗平均または相加平均を用いて劣化率を特定しても良い。いずれの手法を用いたとしても、劣化率特定部３０９は、セル温度の理論値とセル温度の実測値との差が最も小さくなる温度の算出に用いられた劣化率候補値を、劣化率として特定することとなる。
【００６５】
また、本実施形態では、劣化率特定部３０９は、特定した２つの劣化率候補値の差が所定の閾値以下になるまで、候補生成部３１３が新たな候補を生成することで、劣化率の絞り込みを行う場合について説明したが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、劣化率特定部３０９は、算出した複数の評価値と劣化率候補値とから、評価値と劣化率候補値の関係を示す関数を推定し、その最小値を劣化率と特定しても良い。
【００６６】
また、本実施形態では、候補生成部３１３が劣化率がとり得る範囲を等分して劣化率候補値を生成する場合について説明したが、これに限られない。例えば、他の実施形態では候補生成部３１３は、当該範囲の中から無作為に劣化率候補値を生成しても良い。
【００６７】
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。例えば、上述した実施形態では、劣化率特定装置がＢＭＵ１６、２６、３６に搭載される場合について説明したが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、劣化率特定装置がＣＭＵ１３に搭載されていても良い。また他の実施形態では、劣化率特定装置がＢＭＵ１６、２６、３６の上位装置に搭載されても良い。
【００６８】
図７は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータ９００の構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、インタフェース９０４を備える。
上述のＢＭＵは、コンピュータ９００に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置９０３に記憶されている。ＣＰＵ９０１は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域を主記憶装置９０２に確保する。
【００６９】
なお、少なくとも１つの実施形態において、補助記憶装置９０３は、一時的でない有形の媒体の一例である。一時的でない有形の媒体の他の例としては、インタフェース９０４を介して接続される磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等が挙げられる。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムを主記憶装置９０２に展開し、上記処理を実行しても良い。
【００７０】
また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置９０３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００７１】
また、他の実施形態では、前述した機能の一部または全部は、ＣＰＵ９０１ではなく、専用の集積回路によって実行されても良い。
【符号の説明】
【００７２】
１…二次電池モジュール  １１…筐体  １２…セル電池  １３…ＣＭＵ  １４…送風ファン  １５…雰囲気温度センサ  １６…ＢＭＵ  １０１…センサ値取得部  １０２…センサ値記憶部  １０３…周期判定部  １０４…平均センサ値算出部  １０５…充電率推定部  １０６…内部抵抗記憶部  １０７…内部抵抗特定部  １０８…分散算出部  １０９…劣化率特定部  ２６…ＢＭＵ  ２０９…劣化率特定部  ２１０…送風判定部  ２１１…熱伝達係数決定部  ３６…ＢＭＵ  ３０２…実質温度記憶部  ３０５…充電率推定部  ３０７…内部抵抗特定部  ３０９…劣化率特定部  ３１２…算出温度記憶部  ３１３…候補生成部  ９００…コンピュータ  ９０１…ＣＰＵ  ９０２…主記憶装置  ９０３…補助記憶装置  ９０４…インタフェース
【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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