(57)【要約】【課題】電池容量を容易に把握できる二次電池管理装置、二次電池管理方法、二次電池管理プログラム、及び電気自動車を提供する。【解決手段】計測部は、時間経過に沿って二次電池から供給される電圧及び電流を計測する。放電容量算出部は、計測部により計測された計測電流を基に、計測部により計測された計測電圧に対応する放電容量を算出する。電池容量通知部は、放電容量算出部により算出された放電容量と該放電容量に対応する計測電圧との関係を基に電池容量を通知する。【選択図】図１
2015031673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間経過に沿って二次電池から供給される電圧及び電流を計測する計測部と、
前記計測部により計測された計測電流を基に、前記計測部により計測された計測電圧に対応する放電容量を算出する放電容量算出部と、
前記放電容量算出部により算出された放電容量と該放電容量に対応する計測電圧との関係を基に電池容量を通知する電池容量通知部と
を備えたことを特徴とする二次電池管理装置。
【請求項２】
前記電池容量通知部は、所定の電流を用いて算出された放電容量と前記計測部により計測された電圧との関係を表すグラフを表示することで電池容量の通知を行う請求項１に記載の二次電池管理装置。
【請求項３】
前記放電容量算出部により算出された放電容量及び該放電容量に対応する前記計測部により計測された電圧を基に二次電池に対する抵抗値を求める抵抗値算出部と、
前記抵抗値を基に、計測部により計測された電圧を補正し、各前記放電容量に対応する補正電圧を算出する補正部とをさらに備え、
前記電池容量通知部は、前記補正部により算出された補正電圧と前記放電容量との関係を基に電池容量を通知する
ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池管理装置。
【請求項４】
前記抵抗値算出部は、各放電容量における電圧と電流の組合せを取得し、取得した電圧と電流の関係から各放電容量に対応する抵抗を求めることを特徴とする請求項３に記載の二次電池管理装置。
【請求項５】
前記補正部は、前記計測部が計測した時刻毎の電流に前記抵抗値を乗算した値を前記計測部により計測された同じ時刻の電圧に加算することで前記補正を行うことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の二次電池管理装置。
【請求項６】
前記補正部により算出された補正電圧の下降幅が、所定の間隔の放電容量において閾値幅より大きい場合の、下がり始めの放電容量を電池容量とする前記容量算出部をさらに備えたことを特徴とする請求項３〜５のいずれか一つに記載の二次電池管理装置。
【請求項７】
前記容量算出部が算出した電池容量が所定の電池容量の所定割合以下になった場合に二次電池の劣化を検出する検出部をさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の二次電池管理装置。
【請求項８】
前記容量算出部が算出した電池容量を基に、電池容量に対応する電流の値から使用状態に応じた劣化を検出する劣化検出部をさらに備え、
前記補正部は、第１電流及び前記第１電流より大きい第２電流に対する放電容量毎の電圧値を求め、
前記容量算出部は、前記第１電流に対応する電池容量及び前記第２電流に対応する電池容量を求め、それぞれの電池容量を基に使用状態に応じた電池容量を算出する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の二次電池管理装置。
【請求項９】
時間経過に沿って二次電池から供給される電圧及び電流を計測し、
計測した計測電流を基に、計測した計測電圧に対応する放電容量を算出し、
算出された放電容量と該放電容量に対応する計測電圧との関係を基に電池容量を通知する
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする二次電池管理プログラム。
【請求項１０】
時間経過に沿って二次電池から供給される電圧及び電流を計測し、
計測した計測電流を基に、計測した計測電圧に対応する放電容量を算出し、
算出された放電容量と該放電容量に対応する計測電圧との関係を基に電池容量を通知する
ことを特徴とする二次電池管理方法。
【請求項１１】
モータ、二次電池、及び二次電池管理装置を備える電気自動車であって、
前記モータは前記二次電池から電力の供給を受けて駆動し、
前記二次電池管理装置は
時間経過に沿って二次電池から供給される電圧及び電流を計測する計測部と、
前記計測部により計測された計測電流を基に、前記計測部により計測された計測電圧に対応する放電容量を算出する放電容量算出部と、
前記放電容量算出部により算出された放電容量と該放電容量に対応する計測電圧との関係を基に電池容量を通知する電池容量通知部とを備えた
ことを特徴とする電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池管理装置、二次電池管理方法、二次電池管理プログラム、及び電気自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、電気自動車（Electric  Vehicle：ＥＶ）や、太陽光発電又は風力発電などの蓄電池といった様々なものに用いられている。
【０００３】
例えば、電気自動車における二次電池は、充電設備からの充電により電気を蓄積し、蓄積した電気から車両を駆動するモータへ電力を供給する。また、電気自動車では、大きな電力を供給可能とするため、多数のセルを直列接続した二次電池が用いられている。
【０００４】
そして、電気自動車（ＥＶ）は、環境負荷も少なく、効率も高く、多様なエネルギーからの電気が利用できるなどのメリットから、普及が進められている。近年では、電気自動車の一般販売や急速充電スタンドなどといったインフラ整備も始まっている。
【０００５】
ただし、電気自動車を長期間使用した場合、電気自動車が搭載している二次電池が劣化することが考えられる。その上、二次電池の劣化により電気自動車自体の性能変化が発生することが考えられる。特に、二次電池の電池容量は、経過時間や充放電時間などといった使用の度合いに応じて、徐々に劣化して、電池容量が減少する。
【０００６】
このような二次電池の劣化は、電気自動車に限らず、二次電池を使用している他の装置においても同様に発生する。そこで、時間の経過などの使用の度合いにしたがって、二次電池の劣化を逐次判定することが好ましい。
【０００７】
二次電池の劣化の判定については、例えば、多段階充電等での、一定量の第１電圧で所定の充電を行い、途中から第２電圧で充電を継続し、第２電圧による充電にかかった時間を用いて劣化を判定する従来技術が提案されている。また、定電流充電を行った時間に基づいて電池の劣化を判定する従来技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−０５７６０３号公報
【特許文献２】特開２００１−２８６０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、電気自動車などで実際に使用されている二次電池は、取り付けられている装置から取り外すことが困難である。そのため、二次電池に対しての定電流の充電や放電を実行することは、エネルギーや時間の消費を伴い、困難である。
【００１０】
また、定電流充電に係った時間により電池の劣化を判定する充電技術を用いて、実際に使用されている二次電池の容量を逐次判定することは困難である。さらに、第１及び第２の電圧を用いる従来技術も定電流充電であるため、実際に使用されている二次電池の容量を逐次判定することは困難である。
【００１１】
さらに、従来の二次電池の電池容量の測定では、一度フルに二次電池を充電した後、空になるまで放電させるなどの手順を実行するため、電力が無駄になってしまう。特に、電気自動車などの二次電池は電池容量が大きいため、一般家庭でこのような電池容量の測定を行った場合、電気代が嵩んでしまう。
【００１２】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、電池容量を容易に把握できる二次電池管理装置、二次電池管理方法、二次電池管理プログラム、及び電気自動車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】
【００１３】
本願の開示する二次電池管理装置、二次電池管理方法、二次電池管理プログラム、及び電気自動車は、一つの態様において、計測部は、時間経過に沿って二次電池から供給される電圧及び電流を計測する。放電容量算出部は、前記計測部により計測された計測電流を基に、前記計測部により計測された計測電圧に対応する放電容量を算出する。電池容量通知部は、前記放電容量算出部により算出された放電容量と該放電容量に対応する計測電圧との関係を基に電池容量を通知する。
【発明の効果】
【００１４】
本願の開示する二次電池管理装置、二次電池管理方法、二次電池管理プログラム、及び電気自動車の一つの態様によれば、電池容量を容易に把握することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施例１に係る二次電池管理装置のブロック図である。
【図２】図２は、放電容量算出部によって算出された放電容量と計測部で計測された電圧との関係を表す図である。
【図３】図３は、抵抗値算出部が取得した電圧と電流の関係を表す図である。
【図４】図４は、見かけの抵抗値を説明するための図である。
【図５】図５は、補正後の電圧と放電容量との関係を表す図ある。
【図６】図６は、基準となる放電容量と電圧との関係を表す図である。
【図７】図７は、補正後の電圧と放電容量との関係と基準となる放電容量との関係を説明するための図である。
【図８】図８は、実施例１に係る二次電池管理装置の処理のフローチャートである。
【図９】図９は、電気自動車に搭載された二次電池の解析例を表す図である。
【図１０】図１０は、二次電池管理装置のハードウェア構成の一例の図である。
【図１１】図１１は、実施例２に係る二次電池管理装置のブロック図である。
【図１２】図１２は、補正前の放電容量及び電圧のデータを表す一例の図である。
【図１３】図１３は、補正後の放電容量及び電圧のデータを表す一例の図である。
【図１４】図１４は、実施例３に係る二次電池管理装置のブロック図である。
【図１５】図１５は、風力発電の出力変動のフラット化又は平滑化を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本願の開示する二次電池管理装置、二次電池管理方法、二次電池管理プログラム、及び電気自動車の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する二次電池管理装置、二次電池管理方法、二次電池管理プログラム、及び電気自動車が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１７】
図１は、実施例１に係る二次電池管理装置のブロック図である。図１に示すように、電気自動車１００は、二次電池管理装置１、二次電池２、及びモータ３を有している。
【００１８】
モータ３は、二次電池２と接続されている。そして、モータ３は、二次電池２から電力の供給を受けて駆動する。
【００１９】
二次電池２は、モータ３へ電力を供給する。また、二次電池２は、電気自動車１００の外部にある充電システム（不図示）、例えば地上に設置された充電システムから電力の供給を受け、電気を蓄える。
【００２０】
二次電池管理装置１は、図１に示すように、計測部１１、放電容量算出部１２、抵抗値算出部１３、補正部１４、及び報知部１５を有している。
【００２１】
計測部１１は、時間経過に従って二次電池２の電圧及び電流を計測する。例えば、計測部１１は、電気自動車の各電子デバイスを制御するための電子制御装置を有している。電子制御装置は、二次電池を使用する際の電圧及び電流を取得する。そして、電子制御装置により取得された電圧及び電流は、ＣＡＮ（Controller  Area  Network）を用いて送信される。
【００２２】
そして、計測部１１は、計測した二次電池２の時間毎の電圧及び電流を放電容量算出部１２へ出力する。また計測部１１は、計測した二次電池２の時間毎の電圧及び電流を抵抗値算出部１３へ出力する。
【００２３】
放電容量算出部１２は、時間毎の電流及び電圧の値を計測部１１から受信する。そして、放電容量算出部１２は、同じ値の電圧が続く間の電流を積分し、その電圧に対応する放電容量を算出する。
【００２４】
例えば、図２は、放電容量算出部によって算出された放電容量と計測部で計測された電圧との関係を表す図である。図２の縦軸は電圧を表し、横軸は放電容量を表している。そして、グラフ１３１は、各放電容量と電圧とに対応する点をプロットしていくことで生成されたグラフである。
【００２５】
グラフ１３１では、電気自動車の走行ととともに二次電池２の電圧が低下していることが分かる。しかし、グラフ１３１に示すように、各放電容量に対応する電圧はある程度の範囲を有しており、放電容量と電圧の関係が把握し難くなっている。
【００２６】
次に、放電容量算出部１２は、算出した放電容量と電圧の関係を抵抗値算出部１３へ出力する。ただし、放電容量算出部１２は、電圧の情報として、算出した放電容量に対応する電圧がどの時刻の電圧かを示す情報を付加して抵抗値算出部１３へ出力する。
【００２７】
抵抗値算出部１３は、各時刻の電圧及び電流の値の入力を計測部１１から受ける。抵抗値算出部１３は、放電容量、並びに、各放電容量に対応する電圧及びその電圧の計測時刻の入力を放電容量算出部１２から受ける。
【００２８】
次に、抵抗値算出部１３は、放電容量毎に対応する電圧及び電流の組を取得する。この場合、抵抗値算出部１３は、図３のような電圧と電流の組を取得する。図３は、抵抗値算出部が取得した電圧と電流の関係を表す図である。図３の縦軸は電圧を表し、横軸は電流を表している。
【００２９】
図３における、枠１０１で囲われた点の集合は、９．５Ａｈ以上１０．５Ａｈ以下の放電容量に対応する電圧とその電圧に対応する電流とを表す。以下では、枠１０１内の各点を放電容量１０Ａｈの点という。また、枠１０２で囲われた点の集合は、１９．５Ａｈ以上２０．５Ａｈ以下の放電容量に対応する電圧とその電圧に対応する電流とを表す。以下では、枠１０２内の各点を放電容量２０Ａｈの点という。また、枠１０３で囲われた点の集合は、２９．５以上３０．５以下の放電容量に対応する電圧とその電圧に対応する電流とを表す。以下では、枠１０３内の各点を放電容量３０Ａｈの点という。
【００３０】
放電容量１０Ａｈの点、放電容量２０Ａｈの点、及び放電容量３０Ａｈの点は、それぞれ一定の傾きで整理できる。すなわち、放電容量１０Ａｈの点の近似直線は、直線１１１で表される。直線１１１は、電圧をｘとし、電流をｙとすると、ｙ＝−０．１３５１ｘ＋３４４．０７と表される。また、放電容量２０Ａｈの点の近似直線は、直線１１２で表される。直線１１２は、ｙ＝−０．１４８７ｘ＋３３７．６１と表される。また、放電容量３０Ａｈの点の近似直線は、直線１１３で表される。直線１１３は、ｙ＝−０．１２４１ｘ＋３３１．１と表される。
【００３１】
図３に示すように、抵抗値算出部１３によって取得された放電容量毎に対応する電圧及び電流の組は、一定の傾きを持つ直線で表されている。そして、各直線１１１〜１１３の傾きの絶対値は抵抗値と見ることができる。
【００３２】
そこで、抵抗値算出部１３は、放電容量毎の近似直線である各直線１１１〜１１３の傾きの絶対値の平均値を求め、二次電池２に対する見かけの抵抗値を求める。
【００３３】
ここで、図４を参照して、見かけの抵抗値について説明する。図４は、見かけの抵抗値を説明するための図である。本実施例では、例えば、図４の矢印１２０で示される間の電圧であるシステム全体の電圧を計測している。そして、二次電池２は、例えば、図４に示すように複数のモジュール２１及びブレーカー２２が直列に接続されている。ブレーカー２２は、安全のために接続されている。
【００３４】
この場合、矢印１２０の間には、モジュール２１内での接続による抵抗、モジュール２１同士の接続による抵抗、及びブレーカー２２とモジュール２１との接続による抵抗などがある。さらに、電池の電極表面では、充電・放電時には、各種イオンの拡散に伴い、電解液と電極との間に分極が起き、コンデンサ成分が発生する。これにより、電池の抵抗分となる。また、電池の電極内での各種イオンなどの拡散による抵抗も生じる。このことから、矢印１２０の間では、電池であるモジュール２１内部において、分極による抵抗及び各種イオンなどの拡散による抵抗が発生する。
【００３５】
すなわち、モジュール２１やブレーカー２２の接続による抵抗及びモジュール２１内部の抵抗を合わせた抵抗が、二次電池２に対する見かけの抵抗となる。そして、計測部１１が計測した電圧は、見かけの抵抗の分だけ二次電池２が出力可能な実際の電圧よりも低くなる。
【００３６】
例えば、矢印１２０の間の電圧は、モジュール２１同士の接続による抵抗、及びブレーカー２２とモジュール２１との接続による抵抗などにより、モジュール２１毎に電圧を測定しそれぞれを加算した電圧よりも低くなる。
【００３７】
図１に戻って説明を続ける。抵抗値算出部１３は、求めた見かけの抵抗値を補正部１４へ出力する。
【００３８】
補正部１４は、見かけの抵抗値の入力を抵抗値算出部１３から受ける。さらに、補正部１４は、時間毎の電圧及び電流の値を計測部１１から受信する。
【００３９】
そして、補正部１４は、計測部１１が計測した計測電圧における、見かけの抵抗値により低下した分の電圧を補正する。そこで、補正部１４による補正方法の具体例を説明する。
【００４０】
補正部１４は、計測部１１により計測された計測電流（Ａｍｅａｓｕｒｅ）から求めたい定電流の状態の電流値（ａ）を減算する。さらに、補正部１４は、減算結果に見かけの抵抗値（Ｒ）を乗算した値を計測部１１により計測された電圧（Ｖｍｅａｓｕｒｅ）に加えて、実際の電圧（Ｖｒｅａｌ）を求める。すなわち、Ｖｒｅａｌ＝Ｖｍｅａｓｕｒｅ＋｛Ａｍｅａｓｕｒｅ−ａ）×Ｒ｝と表せる。補正部１４は、時間毎の各計測電圧及び各計測電流について、実際の電圧を求める。
【００４１】
例えば、補正部１４は、図５のグラフ１３２で示されるような、放電容量と実際の電圧との関係を求める。図５は、補正後の電圧と放電容量との関係を表す図である。グラフ１３２は、補正部１４が求めた実際の電圧とそれに対応する放電容量補とを表す各点をプロットしていくことで作成される。グラフ１３２は、補正前のグラフ１３１である程度の幅を有していた電圧が、幅の少ない電圧として補正されている。
【００４２】
補正部１４は、放電容量毎の補正した電圧及び対応する放電容量を報知部１５及び劣化検出部１６へ出力する。
【００４３】
報知部１５は、放電容量毎の補正が加えられた電圧の入力を補正部１４から受ける。そして、報知部１５は、横軸に放電容量を表し縦軸に実際の電圧を表したグラフなどをモニタなどに表示することで、使用者に二次電池２の電池容量を報知する。これにより、使用者は、表示されたグラフから現在の二次電池２の電池容量を推測することができる。
【００４４】
例えば、報知部１５は、図５におけるグラフ１３２等をモニタなどに表示する。図５では、補正による効果が分かり易いように、グラフ１３２に重ねて図２の補正前のグラフ１３１を表示している。図５に示すように、補正前のグラフ１３１の各点を補正することにより、各放電容量に対応する電圧は一点付近に集約していきグラフ１３２のようになる。
【００４５】
さらに、報知部１５は、二次電池２の劣化の通知を劣化検出部１６から受ける。そして、報知部１５は、二次電池２が劣化した旨をモニタなどに表示させることで、使用者に二次電池２の劣化を報知する。
【００４６】
劣化検出部１６は、基準となる放電容量から求められる基準となる電池容量を予め記憶している。具体的には、劣化検出部１６は、基準となる放電容量のグラフにおいて急激に電圧が下がる下がり始めの点の放電容量を基準となる電池容量として記憶している。
【００４７】
劣化検出部１６は、放電容量毎の補正が加えられた電圧の入力を補正部１４から受ける。そして、劣化検出部１６は、受信した補正が加えられた電圧と放電容量との関係から、電圧が急激に下り始める点を求め、その点に対応する放電容量を、現在の二次電池２の電池容量とする。
【００４８】
そして、劣化検出部１６は、現在の二次電池２の電池容量の基準となる電池容量に対する割合を求める。そして、その割合が閾値を下回っていれば、劣化検出部１６は、二次電池２の劣化を検出し、報知部１５へ通知する。
【００４９】
ここで、本実施例では、劣化検出部１６は、例えば、閾値を８０％として記憶している。すなわち、劣化検出部１６は、現在の二次電池２の電池容量が基準となる電池容量の８０％を下回っている場合、二次電池２の劣化を検出する。ここで、閾値は二次電池２の仕様に合わせて決定されることが好ましい。
【００５０】
また、本実施例では、より確実に使用者に二次電池２の劣化を通知するため、劣化検出部１６により二次電池２の劣化の検出を行っているが、これは行わなくてもよい。その場合、操作者は、報知部１５によりモニタに表示されたグラフなどから現在の二次電池の電池容量を推測し、二次電池２の劣化を自分で判断することになる。
【００５１】
図６は、基準となる放電容量と電圧との関係を表す図である。図６の縦軸は電圧を表し、横軸は放電容量を表す。図６には、流れる電流の大きさが異なる場合の電圧と放電容量のグラフが記載されている。図６に示すように、放電容量と電圧の関係は電流の大きさ毎に異なる。そして、各グラフにおいて、急激に電圧が下がる下がり始めの点の放電容量が電気容量に一致する。例えば、点１４０に対応する放電容量が二次電池２から１０Ａの定電流を出力した場合の電気容量を表している。
【００５２】
図７は、補正後の電圧と放電容量との関係と基準となる放電容量との関係を説明するための図である。図７の縦軸は電圧を表し、横軸は放電容量を表している。そして、図７では、図５に示す補正前のグラフ１３１及び補正後のグラフ１３２に、１０Ａを定電流とした場合の基準となる放電容量のグラフ１３３を重ねて表している。図７に示すように、グラフ１３２は、基準となる放電容量のグラフ１３３にほぼ一致している。すなわち、補正部１４による補正が精度よく行われていることがわかる。
【００５３】
次に、図８を参照して、本実施例に係る二次電池管理装置の処理の流れについて説明する。図８は、実施例１に係る二次電池管理装置の処理のフローチャートである。
【００５４】
計測部１１は、時間経過にしたがい、二次電池２から出力された電圧及び電流を計測し、計測電圧及び計測電流を取得していく（ステップＳ１）。計測部１１は、計測電圧及び計測電流を放電容量算出部１２へ出力する。
【００５５】
放電容量算出部１２は、計測電圧及び計測電流を計測部１１から受信する。そして、放電容量算出部１２は、計測電流を用いて計測電圧に対応する放電容量を算出する（ステップＳ２）。そして、放電容量算出部１２は、算出した放電容量、各放電容量に対応する計測電圧、及び各放電容量の算出に用いた電流を対応させて抵抗値算出部１３へ出力する。
【００５６】
抵抗値算出部１３は、算出した放電容量、各放電容量に対応する計測電圧、及び各放電容量の算出に用いた計測電流を放電容量算出部１２から受信する。そして、抵抗値算出部１３は、計測電圧及び計測電流の組を、放電容量の大きさ毎にまとめる。その後、抵抗値算出部１３は、放電容量の大きさ毎に、電圧と電流を表す座標上に計測電圧及び計測電流の組をプロットした場合の近似直線を求める。そして、抵抗値算出部１３は、求めた近似直線の傾きの絶対値を見かけの抵抗値として算出する（ステップＳ３）。
【００５７】
補正部１４は、見かけの抵抗値を抵抗値算出部１３から受信する。また、補正部１４は、時間毎の電圧及び電流の値を計測部１１から受信する。そして、補正部１４は、Ｖｒｅａｌ＝Ｖｍｅａｓｕｒｅ＋｛Ａｍｅａｓｕｒｅ−ａ）×Ｒ｝を用いて、計測部１１が計測した計測電圧における、見かけの抵抗により低下した分の電圧を補正し、実際の電圧を求める（ステップＳ４）。
【００５８】
報知部１５は、放電容量及びその放電容量に対応する実際の電圧の情報を補正部１４から受信する。そして、報知部１５は、例えば、実際の電圧と放電容量との関係をモニタに表示させる（ステップＳ５）。具体的には、報知部１５は、放電容量及び電圧の関係を表す座標上に放電容量及び実際の電圧の組をプロットするなどして作成したグラフをモニタに表示させる。
【００５９】
劣化検出部１６は、放電容量及びその放電容量に対応する実際の電圧の情報を補正部１４から受信する。そして、劣化検出部１６は、現在の二次電池２の電池容量を求める。その後、劣化検出部１６は、基準となる電池容量に対する現在の二次電池２の電池容量の割合を求め、求めた割合が閾値を下回っているか否かにより、二次電池２が劣化しているか否かを判定する（ステップＳ６）。二次電池２が劣化していない場合（ステップＳ６：否定）、二次電池２の管理処理を終了する。
【００６０】
これに対して、二次電池２が劣化している場合（ステップＳ６：肯定）、劣化検出部１６は、二次電池２の劣化を報知部１５へ通知する。報知部１５は、二次電池２の劣化の通知を受けた場合、モニタに二次電池２の劣化を示すメッセージを表示させるなどして、操作者に二次電池２の劣化を報知する（ステップＳ７）。
【００６１】
図９は、電気自動車に搭載された二次電池の解析例を表す図である。図９の縦軸は電圧を表し、横軸は放電容量を表している。グラフ１３４が、実際の二次電池２の電流及び電圧を基に算出した補正電圧と放電容量との関係を表すグラフである。グラフ１３３は、図７と同様の１０Ａを定電流とした場合の基準となる放電容量のグラフである。グラフ１３４は、グラフ１３３に比べて、早く電圧の下降が始まっているのが分かる。そして、グラフ１３３では、５０Ａｈ付近で急激に電圧が低下しているので、基準となる電池容量は５０Ａｈである。これに対して、グラフ１３４では、４０Ａｈ付近で急激に電圧が低下しているので、この二次電池２の電池容量は４０Ａｈである。すなわち、解析に使用した二次電池２は、電池容量が基準となる電池容量に対して２割程度少なくなっていると判定することができる。
【００６２】
（ハードウェア構成）
次に、図１０を参照して、本実施例に係る二次電池管理装置のハードウェア構成について説明する。図１０は、二次電池管理装置のハードウェア構成の一例の図である。ここで、図１０では、説明の便宜上、コンピュータ２１０が電気自動車２００と別に記載されているが、実際には本実施例では、コンピュータ２１０は電気自動車２００に搭載されている。
【００６３】
電気自動車２００は、電子制御装置２０１及びコンピュータ２１０を搭載している。
【００６４】
電子制御装置２０１は、電気自動車２００におけるモータを駆動するための電力の供給量などを制御している。例えば、電子制御装置２０１は、図１に例示した計測部１１の機能を実現する。
【００６５】
コンピュータ２１０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）２１１、メモリ２１２、ネットワークインタフェース２１３、ハードディスク２１４を有している。
【００６６】
メモリ２１２、ネットワークインタフェース２１３、ハードディスク２１４は、ＣＰＵ２１１とバスで接続されている。
【００６７】
ネットワークインタフェース２１３は、ＣＡＮ通信を用いて電子制御装置２０１と通信を行う。ＣＰＵ２１１は、ネットワークインタフェース２１３を介して、電子制御装置２０１から情報を取得する。
【００６８】
ハードディスク２１４には、図１に例示した放電容量算出部１２、抵抗値算出部１３、補正部１４及び報知部１５などの機能を実現するプログラムなどの各種プログラムが格納されている。
【００６９】
ＣＰＵ２１１は、図１に例示した放電容量算出部１２、抵抗値算出部１３、補正部１４及び報知部１５などの機能を実現する各種プログラムをハードディスク２１４から読み出し、メモリ２１２上に展開する。そして、ＣＰＵ２１１は、メモリ２１２上に展開した各プロセスを実行することで、放電容量算出部１２、抵抗値算出部１３、補正部１４及び報知部１５などの機能を実現する。
【００７０】
ここで、本実施例では、電気自動車２００に二次電池管理装置の機能を実現するコンピュータ２１０が搭載されている場合で説明したがこれに限らない。例えば、コンピュータ２１０は、パーソナルコンピュータなど電気自動車２００の外部の情報処理装置を用いてもよい。そして、ネットワークインタフェース２１３は、無線を用いて電子制御装置２０１との間でＣＡＮ通信を行ってもよい。
【００７１】
以上に説明したように、本実施例に係る二次電池管理装置は、実際に運用されている電気自動車において電圧及び電流を計測して、その計測結果を基に二次電池の電池容量を求める。これにより、二次電池を取り外す等の手間を省いて、容易に二次電池の電池容量を把握することができる。また、二次電池のフル充電及び蓄えた全電力の放電などを行わずに電池容量を算出でき、省エネルギーに寄与することができる。さらに、特別な計測器などを用いずに電池容量を算出でき、電気自動車の所有者などが容易に電池容量を把握することができる。
【実施例２】
【００７２】
次に、実施例２について説明する。本実施例に係る二次電池管理装置は、電圧と放電容量の関係を表すグラフから特定のアンペアのデータを抜き出すことで、基準となる放電容量のグラフと比較可能な電圧と放電容量のカーブを生成することが実施例１と異なる。
【００７３】
図１１は、実施例２に係る二次電池管理装置のブロック図である。図１１に示すように、本実施例に係る二次電池管理装置は、実施例１の構成から抵抗値算出部１３が省かれている。ただし、本実施例においても、抵抗値算出部１３が設けられていてもよい。以下の説明では、実施例１と同じ機能を有する各部については説明を省略する。
【００７４】
放電容量算出部１２は、各時刻における放電容量を算出する。そして、放電容量算出部１２は、算出した放電容量と電圧の関係を補正部１４へ出力する。ただし、放電容量算出部１２は、電圧の情報として、算出した放電容量に対応する電圧がどの時刻の電圧かを示す情報を付加して補正部１４へ出力する。
【００７５】
補正部１４は、各時刻の電圧及び電流を時刻の情報と共に計測部１１から受信する。また、補正部１４は、各時刻に対応させた放電容量を電圧の関係の入力を放電容量算出部１２から受ける。
【００７６】
次に、補正部１４は、基準となる放電容量に対して所定の範囲の電流に対応する電圧及び放電容量の対応のデータを取得する。例えば、補正部１４は、各時刻における電圧及び電流を保持している。そこで、補正部１４は、対象となる値の電流となっている時刻を特定する。そして、補正部１４は、特定した時刻の電圧及び放電容量の対応を取得する。
【００７７】
ここで、例えば、補正部１４は、基準となる放電容量のアンペアを予め記憶しておいてもよいし、放電容量と電圧との関係を表すカーブの作成のたびに操作者から入力を受けてもよい。
【００７８】
また、基準となる放電容量と同じアンペアの電流のみでは、取得する電圧及び放電容量の対応のデータが少なくカーブを求めることが困難であるため、補正部１４は、所定の範囲の電流に対応する電圧及び放電容量の対応のデータを取得している。
【００７９】
例えば、基準となる放電容量が、１０Ａの電流による放電で求められたものである場合、補正部１４は、１０Ａの±０．５Ａの範囲にある電流に対応する電圧及び放電容量の対応のデータを取得する。ここで、本実施例では、所定の範囲として±０．５Ａの範囲を用いているがこれに限らない。所定の範囲を狭くすると放電容量に対応する電圧の幅は小さくなるが、放電容量に対応する電圧が抜けてしまうおそれもある。これに対して、所定の範囲を広くすると、電圧の抜けは少なくなり連続したカーブを作成しやすくなるが、放電容量に対応する電圧の幅が大きくなりカーブが太くなってしまう。そこで、所定の範囲は、カーブが適切に作成できるように設定されることが好ましい。
【００８０】
ここで、図１２及び図１３を参照して、本実施例に係る補正部１４によるデータの補正について具体的に説明する。図１２は、補正前の放電容量及び電圧のデータを表す一例の図である。図１３は、補正後の放電容量及び電圧のデータを表す一例の図である。
【００８１】
図１２のグラフ３０１は、二次電池Ａを搭載した電気自動車１００から取得した電圧及び電流のデータを基に作成した電圧と放電容量との関係を表すグラフである。また、グラフ３０２は、二次電池Ｂを搭載した電気自動車１００から取得した電圧及び電流のデータを基に作成した電圧と放電容量との関係を表すグラフである。そして、グラフ３０３は、１０Ａの電流による放電で求められた基準となる放電容量を表すグラフである。
【００８２】
補正前のデータでは、グラフ３０１及び３０２のように、各放電容量に対して電圧が大きい幅を有しており、カーブ形状が不明確である。そのため、補正前のデータでは、グラフ３０３と比較することは困難である。
【００８３】
補正部１４は、グラフ３０１及び３０２のうちの９．５Ａ〜１０．５Ａに対応するデータを抜き出す。この補正部１４により抜き出されたデータを座標上にプロットしたものが、図１３におけるグラフ３１１及び３１２である。グラフ３１１は、グラフ３０１に対応し、グラフ３１２は、グラフ３０２に対応している。
【００８４】
このように、所定のアンペアに対応するデータを抜き出した場合、電気自動車１００に搭載された二次電池２は電流の変化が頻繁であるため、放電容量に対応する電圧が無い部分の発生は抑えられる。そのため、グラフ３１１及び３１２の各点から精度良く近似曲線を求めることができる。このように近似曲線が求められるため、グラフ３０３と比較することが可能となる。
【００８５】
補正部１４は、取得した電圧と放電容量との対応のデータを報知部１５へ出力する。
【００８６】
報知部１５は、電圧と放電容量との対応のデータの入力を補正部１４から受ける。そして、報知部１５は、横軸に放電容量を表し縦軸に実際の電圧を表したグラフ上に受信したデータをプロットするなどした図をモニタに表示するなどして、使用者に二次電池２の電池容量を報知する。
【００８７】
以上に説明したように、本実施例に係る二次電池管理装置は、取得した電圧及び放電容量の関係から所定の電流に対応する点を抜き出すことで、基準となる放電容量を表すカーブと比較可能な電圧及び放電容量の対応関係を表すカーブが作成できる。すなわち、本実施例に係る二次電池管理装置は、実施例１のように放電要領毎に求めた電圧及び電流の関係から抵抗値を算出して電圧を補正するという処理が不要であり、容易に二次電池の放電容量を求めることができる。
【実施例３】
【００８８】
次に、実施例３について説明する。本実施例に係る二次電池管理装置は、風力発電や太陽光発電などに用いられる二次電池の劣化を判定することが実施例１及び２と異なるものである。以下では、風力発電を例に説明する。
【００８９】
図１４は、実施例３に係る二次電池管理装置のブロック図である。以下の説明では、実施例１と同様の機能を有する各部については説明を省略する。
【００９０】
二次電池２と風車４とは、電力変換器５を介して接続されている。また、電力変換器５は、送電系統６と接続している。
【００９１】
風力発電では、一定の風の強弱に伴う出力変動が大きい。そのため、風車４から出力された電力をそのまま電力会社の送電系統に流入させた場合、系統電力の電圧や周波数に変動を引き起こすという問題点ある。そこで、風力発電システムは、風車４の出力を電力変換器５を介して二次電池２に蓄積し、二次電池２の出力を電力変換器５を介して送電系統６に出力することで、二次電池２と送電系統６とが連系して出力変動の安定化を図っている。具体的には、電力の過剰時には、二次電池２は充電を行い、不足時には二次電池２から放電して送電系統６に電力を供給する。このように、二次電池２に風車４からの出力を蓄積して、安定した電力を送電系統に出力することを、出力変動のフラット化又は平滑化と呼ぶ場合がある。
【００９２】
図１５は、風力発電の出力変動のフラット化又は平滑化を説明するための模式図である。図１５の縦軸は風車４からの出力を表し、横軸は時刻を表している。
【００９３】
図１５のグラフ５０１が風車４からの出力を表すグラフである。グラフ５０１のように、風車からの出力は変動が激しい。そこで、このグラフ５０１で表される出力を二次電池２に蓄積する。
【００９４】
二次電池２は、蓄積した電気を平滑化する場合、出力が滑らかな曲線となるようにグラフ５０２のように出力する。また、二次電池２は、蓄積した電気をフラット化する場合、一定の時間で同じ電力が供給されるようにグラフ５０３のように出力する。
【００９５】
計測部１１は、風車４から供給され二次電池２で蓄積される電気の電圧及び電流を計測する。
【００９６】
放電容量算出部１２は、計測部１１による計測結果を用いて放電容量を算出する。
【００９７】
抵抗値算出部１３は、放電容量算出部１２により算出された放電容量毎の電圧及び電流から、各放電容量に対応する抵抗値を算出する。
【００９８】
補正部１４は、抵抗値算出部１３により算出された抵抗値を用いて放電容量を補正し、二次電池２に供給された電気の電圧と放電容量との関係を求める。
【００９９】
劣化検出部１６は、補正部１４により求められた電圧と放電容量との関係から二次電池２の劣化を検出する。
【０１００】
報知部１５は、補正部１４が求めた電圧と放電容量との関係を操作者に報知する。また、報知部１５は、劣化検出部１６により二次電池２の劣化が検出された場合、操作者に二次電池２の劣化を報知する。
【０１０１】
ここで、二次電池２からの電気の出力と、二次電池２へ蓄積する電気の供給との関係は同じ関係にある。すなわち、二次電池２に蓄積する電気の供給における電圧と放電容量との関係を表すカーブにおいて急激に電圧が下る位置の放電容量が二次電池２の電池容量と考えられる。したがって、二次電池２に蓄積する電気の電圧が急激に下る位置の放電容量が小さくなった場合に、二次電池２が劣化していると判定できる。
【０１０２】
以上に説明したように、本実施例に係る二次電池管理装置は、風力発電や太陽光発電などに用いられる二次電池の電池容量の操作者への報知や、二次電池の劣化の報知を行うことができる。したがって、本実施例に係る二次電池管理装置は、電気自動車以外で用いられる二次電池についても、容易に二次電池の電池容量を把握することができる。
【０１０３】
また、以上の説明では、計測部１１から送信される電圧及び電流の情報がＣＡＮを用いて送信される場合で説明したが、電気自動車１００に二次電池管理装置１が最初から組み込まれている場合にはＣＡＮを用いてデータを送信しなくてもよい。例えば、計測部１１と二次電池管理装置１とを通信ケーブルで接続して、測部１１と二次電池管理装置１とは、その通信ケーブルを用いて通信を行ってもよい。
【０１０４】
そして、ＣＡＮを使用することで、二次電池管理装置１が電気自動車１００に組み込まれていない場合にも、ＣＡＮを利用することで電圧及び電流の情報が取得できるので、電気自動車１００からＣＮＡで送られるデータを取得することで、電気自動車１００のユーザが二次電池を解析することができる。すなわち、以上の実施例では、電気自動車１００に二次電池管理装置１が組み込まれている場合で説明したが、これに限らず、電気自動車１００とは別のコンピュータを二次電池管理装置１としても、電気自動車１００からＣＡＮでデータを取り込んで二次電池の状態を解析するとすることができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１  二次電池管理装置
２  二次電池
３  モータ
４  風車
１１  計測部
１２  放電容量算出部
１３  抵抗値算出部
１４  補正部
１５  報知部
１６  劣化検出部
１００  電気自動車
【図１】
2015031673.tif 000003
【図２】
2015031673.tif 000004
【図３】
2015031673.tif 000005
【図４】
2015031673.tif 000006
【図５】
2015031673.tif 000007
【図６】
2015031673.tif 000008
【図７】
2015031673.tif 000009
【図８】
2015031673.tif 000010
【図９】
2015031673.tif 000011
【図１０】
2015031673.tif 000012
【図１１】
2015031673.tif 000013
【図１２】
2015031673.tif 000014
【図１３】
2015031673.tif 000015
【図１４】
2015031673.tif 000016
【図１５】
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