(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
時系列に取得された電池の電圧値および電流値から、前記電池の容量および電圧値をパラメータとする微分特性を示す実測微分特性曲線を求めるデータ変換部と、
前記実測微分特性曲線および複数の閾値に基づいて、前記電池の残存容量および最大容量の少なくとも一方の演算可否を判定し、前記電池の容量および電圧値をパラメータとする微分特性を示す複数のリファレンス微分曲線の中から前記電池の特性に応じたリファレンス微分曲線を選択し、所定の可変パラメータを最適化することにより、前記実測微分特性曲線と前記リファレンス微分曲線とをフィッティングし、前記最適化されたパラメータを用いて前記電池の残存容量または最大容量の少なくとも一方を推定する演算部と
を備え、
前記実測微分特性曲線および前記リファレンス微分曲線の各々が、前記電池における容量と、前記容量の変化を微分演算子として前記電圧値を微分した電圧微分値との対応関係を示す曲線であり、
前記演算部は、前記電圧微分値が所定の第１微分閾値を通過する第１条件と、前記電圧微分値が所定の第２微分閾値を通過する、または前記第１条件成立位置からの前記容量の変化が第１容量閾値を通過する第２条件と、の両方が成立した場合に、前記電池の残存容量および最大容量の少なくとも一方の演算が可能であると判定し、
前記演算部は、前記最適化されたパラメータを用いて表されるリファレンス微分曲線であって、前記電池における電圧値と、前記電圧値の変化を微分演算子として前記容量を微分した容量微分値との対応関係を示す第１リファレンス微分曲線における電圧値の使用範囲を積分して前記電池の最大容量を推定し、前記最適化されたパラメータを前記電池の最大容量により除算して前記電池の残存容量を推定する、
二次電池容量測定システム。
【請求項２】
時系列に取得された電池の電圧値および電流値から、前記電池の容量および電圧値をパラメータとする微分特性を示す実測微分特性曲線を求めるデータ変換部と、
前記実測微分特性曲線および複数の閾値に基づいて、前記電池の残存容量および最大容量の少なくとも一方の演算可否を判定し、前記電池の容量および電圧値をパラメータとする微分特性を示す複数のリファレンス微分曲線の中から前記電池の特性に応じたリファレンス微分曲線を選択し、所定の可変パラメータを最適化することにより、前記実測微分特性曲線と前記リファレンス微分曲線とをフィッティングし、前記最適化されたパラメータを用いて前記電池の残存容量または最大容量の少なくとも一方を推定する演算部と
を備え、
前記実測微分特性曲線および前記リファレンス微分曲線の各々が、前記電池における電圧値と、前記電圧値の変化を微分演算子として前記容量を微分した容量微分値との対応関係を示す曲線であり、
前記演算部は、前記容量微分値が所定の第１微分閾値を通過する第１条件と、前記容量微分値が所定の第２微分閾値を通過する、または前記第１条件成立位置からの前記電圧値の変化が第１電圧閾値を通過する第２条件と、の両方が成立した場合に、前記電池の残存容量および最大容量の少なくとも一方の演算が可能であると判定し、
前記演算部は、前記最適化されたパラメータを用いて表される前記リファレンス微分曲線である第１リファレンス微分曲線における電圧値の使用範囲を積分して前記電池の最大容量を推定し、前記最適化されたパラメータを前記電池の最大容量により除算して前記電池の残存容量を推定する、
二次電池容量測定システム。
【請求項３】
充放電を行う前記電池から時系列に取得された電圧値および電流値の各々を所定の時間範囲で平均化して平均値を算出し、前記平均値を前記データ変換部に出力する平均化処理部をさらに備える、請求項１または２に記載の二次電池容量測定システム。
【請求項４】
前記電池の容量および電圧値を記憶する記憶部をさらに備え、
前記演算部は、前記第２条件成立位置と対応する前記容量および電圧値と関連付けされたフラグを前記記憶部に記憶させる、請求項１に記載の二次電池容量測定システム。
【請求項５】
前記演算部は、前記第１条件および前記第２条件の両方が成立した後、前記電圧微分値が所定のキャンセル微分閾値を通過した場合に、前記記憶部から前記フラグを消去し、前記第１条件の成立待ち状態に遷移する、請求項４に記載の二次電池容量測定システム。
【請求項６】
前記電池の容量および電圧値を記憶する記憶部をさらに備え、
前記演算部は、前記第２条件成立位置と対応する前記容量および電圧値と関連付けされたフラグを前記記憶部に記憶させる、請求項２に記載の二次電池容量測定システム。
【請求項７】
前記演算部は、前記第１条件および前記第２条件の両方が成立した後、前記容量微分値が所定のキャンセル微分閾値を通過した場合に、前記記憶部から前記フラグを消去し、前記第１条件の成立待ち状態に遷移する、請求項６に記載の二次電池容量測定システム。
【請求項８】
前記複数のリファレンス微分曲線を記憶する記憶部をさらに備え、
前記演算部は、前記電池の動作状態が充電状態と放電状態との間で遷移した位置から前記第１条件成立位置までの容量変化に応じて、前記記憶部から１つのリファレンス微分曲線を選択する、請求項１または２に記載の二次電池容量測定システム。
【請求項９】
前記複数のリファレンス微分曲線を記憶する記憶部をさらに備え、
前記演算部は、前記第２条件成立位置における前記電池の温度に応じて、前記記憶部から１つのリファレンス微分曲線を選択する、請求項１または２に記載の二次電池容量測定システム。
【請求項１０】
前記演算部は、前記フラグと関連付けされた電圧値を基準として、所定の抽出電圧幅によって前記実測微分特性曲線から抽出された微分特性曲線を、前記電池の残存容量および最大容量の少なくとも一方の演算に使用する、請求項４に記載の二次電池容量測定システム。
【請求項１１】
前記演算部は、前記フラグと関連付けされた容量を基準として、所定の抽出容量幅によって前記実測微分特性曲線から抽出された微分特性曲線を、前記電池の残存容量および最大容量の少なくとも一方の演算に使用する、請求項６に記載の二次電池容量測定システム。
【請求項１２】
前記演算部は、前記第１条件および第２条件が成立し、かつ、前記リファレンス微分曲線の選択が可能であった場合に、前記電池の残存容量および最大容量の少なくとも一方の演算が可能であると判定する、請求項９から１１の何れか一項に記載の二次電池容量測定システム。
【請求項１３】
時系列に取得された電池の電圧値および電流値から、前記電池の容量および電圧値をパラメータとする微分特性を示す実測微分特性曲線を求めることと、
前記実測微分特性曲線および複数の閾値に基づいて、前記電池の残存容量および最大容量の少なくとも一方の演算可否を判定することと、
前記電池の容量および電圧値をパラメータとする微分特性を示すリファレンス微分曲線を選択し、所定の可変パラメータを最適化することにより、前記実測微分特性曲線と前記リファレンス微分曲線とをフィッティングすることと、
前記最適化されたパラメータを用いて前記電池の残存容量または最大容量の少なくとも一方を推定することと
を有し、
前記実測微分特性曲線および前記リファレンス微分曲線の各々が、前記電池における容量と、前記容量の変化を微分演算子として前記電圧値を微分した電圧微分値との対応関係を示す曲線であり、
前記電圧微分値が所定の第１微分閾値を通過する第１条件と、前記電圧微分値が所定の第２微分閾値を通過する、または前記第１条件成立位置からの前記容量の変化が第１容量閾値を通過する第２条件と、の両方が成立した場合に、前記電池の残存容量および最大容量の少なくとも一方の演算が可能であると判定し、
前記最適化されたパラメータを用いて表されるリファレンス微分曲線であって、前記電池における電圧値と、前記電圧値の変化を微分演算子として前記容量を微分した容量微分値との対応関係を示す第１リファレンス微分曲線における電圧値の使用範囲を積分して前記電池の最大容量を推定し、前記最適化されたパラメータを前記電池の最大容量により除算して前記電池の残存容量を推定する、
二次電池容量測定方法。
【請求項１４】
時系列に取得された電池の電圧値および電流値から、前記電池の容量および電圧値をパラメータとする微分特性を示す実測微分特性曲線を求めることと、
前記実測微分特性曲線および複数の閾値に基づいて、前記電池の残存容量および最大容量の少なくとも一方の演算可否を判定することと、
前記電池の容量および電圧値をパラメータとする微分特性を示すリファレンス微分曲線を選択し、所定の可変パラメータを最適化することにより、前記実測微分特性曲線と前記リファレンス微分曲線とをフィッティングすることと、
前記最適化されたパラメータを用いて前記電池の残存容量または最大容量の少なくとも一方を推定することと
を有し、
前記実測微分特性曲線および前記リファレンス微分曲線の各々が、前記電池における電圧値と、前記電圧値の変化を微分演算子として前記容量を微分した容量微分値との対応関係を示す曲線であり、
前記容量微分値が所定の第１微分閾値を通過する第１条件と、前記容量微分値が所定の第２微分閾値を通過する、または前記第１条件成立位置からの前記電圧値の変化が第１電圧閾値を通過する第２条件と、の両方が成立した場合に、前記電池の残存容量および最大容量の少なくとも一方の演算が可能であると判定し、
前記最適化されたパラメータを用いて表される前記リファレンス微分曲線である第１リファレンス微分曲線における電圧値の使用範囲を積分して前記電池の最大容量を推定し、前記最適化されたパラメータを前記電池の最大容量により除算して前記電池の残存容量を推定する、
二次電池容量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の残存容量および最大容量を測定する二次電池容量測定システムおよび二次電池容量測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
繰り返し充電が行える二次電池は、ハイブリッド自動車や電気自動車などの走行モータ駆動電源として用いられるとともに、化石燃料に頼らない太陽発電や風力発電などの環境負荷が比較的少ないエネルギーを蓄えることができるという視点からも、産業界や公共機関や一般家庭などでも広く用いられつつある。
【０００３】
一般に、これらの二次電池は、所定数の電池セルを含む電池モジュールを並列に接続した電池パックとして構成されている。このような構成を有する電池パックは、所望の出力電圧を出力することができる。
【０００４】
二次電池の性能を表す指標のひとつに、電池の最大容量がある。この最大容量は、電池の開回路電圧が電池の使用範囲における電圧の最大電圧から使用可能な最小電圧に低下するまでの間に出力される電気量（Ａｈ）と定義される。この二次電池は、充放電を繰り返すに従い、電気電導を担う活性物質の失活や副反応により、特性が劣化して最大容量が徐々に低下する。活性物質とは、正極および負極の材料であり、例えばＬｉ（リチウム）イオン電池であれば、負極に炭素材料、正極にリチウム遷移金属酸化物が用いられている。
【０００５】
また、二次電池の性能を表す他の指標のひとつに、電池の残存容量がある。この残存容量の評価には、例えば、電池の残存容量の最大容量に対する比率であるＳＯＣ（State of Charge）が使用される。二次電池は、ＳＯＣの下限および上限に近い領域で活性物質のエネルギーが偏ることで、過充電や過放電の状態となることにより劣化の進行が速くなる。このため、二次電池においては、最大電圧および最小電圧に近い領域での充放電を制限する必要がある。所定のＳＯＣ範囲内で運用することで劣化の進行を抑え、過充電や過放電を行う場合に比較して、二次電池の寿命を延ばすことができる。所定のＳＯＣの範囲内とは、一般的には最大容量の５０％±３０％、すなわち約２０〜約８０％程度の範囲である。所定のＳＯＣ範囲内で管理して運用するためには、正確なＳＯＣの把握が重要である。
【０００６】
特許文献１においては、所定の可変パラメータを変化させることにより、リファレンス微分曲線と実測値から得られた特性曲線とのカーブフィッティングを行うことでＳＯＣおよび最大容量を推定する二次電池容量測定システムが説明されている。また、特許文献１においては、上述のカーブフィッティングの前に、ＳＯＣ推定および最大容量推定の演算に必要な“特徴領域”を含む特性曲線が実測できているかの判定を、所定の閾値を用いて行うことが説明されている。具体的に、特許文献１においては、実測された領域における容量に関する微分演算子ｄ／ｄＱにより電圧Ｖを微分した微分値ｄＶ／ｄＱの最大値と最小値とを抽出し、この最大値と最小値との間の差分値を所定の閾値と比較することで、ＳＯＣ推定および最大容量推定の可否を判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１６−５３５６４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、例えば、リチウムイオン電池の充放電曲線の微分特性は、複数のピークを有していることが多いため、上述した特許文献１の二次電池容量測定システムにおけるＳＯＣ推定および最大容量推定可否の判定技術では、推定には適さない特性曲線を抽出した場合であっても推定可能であると判定して、ＳＯＣおよび最大容量の推定が行われてしまう場合がある。ＳＯＣ推定および最大容量推定には適さない特性曲線を使用してＳＯＣ値および最大容量値の推定が行われた場合、誤差の大きなＳＯＣ値および最大容量値が算出されてしまう場合がある。
【０００９】
また、二次電池の状態が、充電状態と放電状態との間で遷移した場合（折り返した場合）には、例えば、Ｌｉ＋移動の緩和過程などにより、電圧応答に大きな影響が生じる（以下、「過渡影響」と称する）。充電状態と放電状態との間の折り返し直後から一定の間は、上述の過渡影響を含んでいるため、折り返し点のＳＯＣが異なると、同一の電池で同一の実測領域であっても、得られる微分特性に変化が生じる。このため、このような過渡影響を含む特性曲線を用いて処理を行った場合、適切なＳＯＣ値および最大容量値を算出できない場合がある。上述した特許文献１の二次電池容量測定システムにおいては、このような過渡影響が含まれる（充電状態と放電状態との間の折り返し点におけるＳＯＣ値が異なる）場合に対する処理については考慮されていない。また、二次電池の温度によっても電圧応答に変化が生じるため、適切なＳＯＣ値および最大容量値を算出するためには、この温度条件も考慮する必要がある。
【００１０】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、充放電曲線の微分特性を利用した電池状態診断において、残存容量および最大容量の評価に適切な特性曲線が得られているかを判定し、さらに、二次電池の過渡条件や温度条件を考慮した上で残存容量および最大容量を推定することができる二次電池容量測定システムおよび二次電池容量測定方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様の二次電池容量測定システムは、時系列に取得された電池の電圧値および電流値から、前記電池の容量および電圧値をパラメータとする微分特性を示す実測微分特性曲線を求めるデータ変換部と、前記実測微分特性曲線および複数の閾値に基づいて、前記電池の残存容量および最大容量の少なくとも一方の演算可否を判定し、前記電池の容量および電圧値をパラメータとする微分特性を示す複数のリファレンス微分曲線の中から前記電池の特性に応じたリファレンス微分曲線を選択し、所定の可変パラメータを最適化することにより、前記実測微分特性曲線と前記リファレンス微分曲線とをフィッティングし、前記最適化されたパラメータを用いて前記電池の残存容量または最大容量の少なくとも一方を推定する演算部とを備えてよい。
【００１２】
上記の二次電池容量測定システムは、充放電を行う前記電池から時系列に取得された電圧値および電流値の各々を所定の時間範囲で平均化して平均値を算出し、前記平均値を前記データ変換部に出力する平均化処理部をさらに備えてよい。
【００１３】
上記の二次電池容量測定システムにおいて、前記実測微分特性曲線および前記リファレンス微分曲線の各々が、前記電池における容量と、前記容量の変化を微分演算子として前記電圧値を微分した電圧微分値との対応関係を示す曲線であってよい。
【００１４】
上記の二次電池容量測定システムにおいて、前記実測微分特性曲線および前記リファレンス微分曲線の各々が、前記電池における電圧値と、前記電圧値の変化を微分演算子として前記容量を微分した容量微分値との対応関係を示す曲線であってよい。
【００１５】
上記の二次電池容量測定システムにおいて、前記演算部は、前記電圧微分値が所定の第１微分閾値を通過する第１条件と、前記電圧微分値が所定の第２微分閾値を通過する、または前記第１条件成立位置からの前記容量の変化が第１容量閾値を通過する第２条件と、の両方が成立した場合に、前記電池の残存容量および最大容量の少なくとも一方の演算が可能であると判定してよい。
【００１６】
上記の二次電池容量測定システムにおいて、前記演算部は、前記容量微分値が所定の第１微分閾値を通過する第１条件と、前記容量微分値が所定の第２微分閾値を通過する、または前記第１条件成立位置からの前記電圧値の変化が第１電圧閾値を通過する第２条件と、の両方が成立した場合に、前記電池の残存容量および最大容量の少なくとも一方の演算が可能であると判定してよい。
【００１７】
上記の二次電池容量測定システムは、前記電池の容量および電圧値を記憶する記憶部をさらに備えてよい。前記演算部は、前記第２条件成立位置と対応する前記容量および電圧値と関連付けされたフラグを前記記憶部に記憶させてよい。
【００１８】
上記の二次電池容量測定システムにおいて、前記演算部は、前記第１条件および前記第２条件の両方が成立した後、前記電圧微分値が所定のキャンセル微分閾値を通過した場合に、前記記憶部から前記フラグを消去してよい。
【００１９】
上記の二次電池容量測定システムにおいて、前記演算部は、前記第１条件および前記第２条件の両方が成立した後、前記容量微分値が所定のキャンセル微分閾値を通過した場合に、前記記憶部から前記フラグを消去してよい。
【００２０】
上記の二次電池容量測定システムは、前記複数のリファレンス微分曲線を記憶する記憶部をさらに備えてよい。前記演算部は、前記電池の動作状態が充電状態と放電状態との間で遷移した位置から前記第１条件成立位置までの容量変化に応じて、前記記憶部から１つのリファレンス微分曲線を選択してよい。
【００２１】
上記の二次電池容量測定システムは、前記複数のリファレンス微分曲線を記憶する記憶部をさらに備えてよい。前記演算部は、前記第２条件成立位置における前記電池の温度に応じて、前記記憶部から１つのリファレンス微分曲線を選択してよい。
【００２２】
上記の二次電池容量測定システムにおいて、前記演算部は、前記フラグと関連付けされた電圧値を基準として、所定の抽出電圧幅によって前記実測微分特性曲線から抽出された微分特性曲線を、前記電池の残存容量および最大容量の少なくとも一方の演算に使用してよい。
【００２３】
上記の二次電池容量測定システムにおいて、前記演算部は、前記フラグと関連付けされた容量を基準として、所定の抽出容量幅によって前記実測微分特性曲線から抽出された微分特性曲線を、前記電池の残存容量および最大容量の少なくとも一方の演算に使用してよい。
【００２４】
上記の二次電池容量測定システムにおいて、前記演算部は、前記第１条件および第２条件が成立し、かつ、前記リファレンス微分曲線の選択が可能であった場合に、前記電池の残存容量および最大容量の少なくとも一方の演算が可能であると判定してよい。
【００２５】
本発明の一態様の二次電池容量測定方法は、時系列に取得された電池の電圧値および電流値から、前記電池の容量および電圧値をパラメータとする微分特性を示す実測微分特性曲線を求めることと、前記実測微分特性曲線および複数の閾値に基づいて、前記電池の残存容量および最大容量の少なくとも一方の演算可否を判定することと、前記電池の容量および電圧値をパラメータとする微分特性を示すリファレンス微分曲線を選択し、所定の可変パラメータを最適化することにより、前記実測微分特性曲線と前記リファレンス微分曲線とをフィッティングすることと、前記最適化されたパラメータを用いて残存容量または最大容量の少なくとも一方を推定することとを備えてよい。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明によれば、充放電曲線の微分特性を利用した電池状態診断において、残存容量および最大容量の評価に適切な特性曲線が得られているかを判定し、二次電池の過渡条件や温度条件を考慮した上で残存容量および最大容量を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態におけるリファレンス微分曲線と、正極由来および負極由来の各々の分離波形微分曲線との対応の一例を示す図である。
【図２】実測された測定値を用いた特性微分曲線のフィッティングによりリファレンス曲線の生成の一例を説明する図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における二次電池容量測定システムの一例を示す図である。
【図４】第１の実施形態における特性データ記憶部に記憶されているデータ構成の一例を示す図である。
【図５】第１の実施形態における残存容量演算部の一例を示す図である。
【図６】第１の実施形態における最大容量演算部の一例を示す図である。
【図７】第１の実施形態における残存容量の推定処理の動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】第１の実施形態におけるリファレンス微分曲線に対して実測微分特性曲線をフィッティングする処理の一例を示す図である。
【図９】第１の実施形態における残存容量演算可否の判定処理の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１０】第１の実施形態における電池モジュールが放電状態から充電状態に変化した場合における時間と容量との間の関係の一例を示すグラフである。
【図１１】第１の実施形態における電池モジュールが放電状態から充電状態に変化した場合における容量とｄＶ／ｄＱ値との間の関係の一例を示すグラフである。
【図１２】第１の実施形態におけるｄＶ／ｄＱ値がキャンセル微分閾値Ｃ１を通過する一例を示すグラフである。
【図１３】第１の実施形態におけるｄＶ／ｄＱ値がキャンセル微分閾値Ｃ１を通過しない一例を示すグラフである。
【図１４】第１の実施形態における電池モジュールの電圧ＶとｄＱ／ｄＶ値との間の関係の一例を示すグラフである。
【図１５】第１の実施形態におけるマーキングポイントＰ３と特徴領域として抽出される実測微分特性曲線との関係の一例を示すグラフである。
【図１６】第１の実施形態におけるマーキングポイントＰ３と特徴領域として抽出される実測微分特性曲線との関係の他の一例を示すグラフである。
【図１７】第１の実施形態における最大容量の推定処理の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１８】第１の実施形態における実測微分特性曲線に対してリファレンス微分曲線をフィッティングする処理の一例を示す図である。
【図１９】第１の実施形態における最大容量演算可否の判定処理の動作の一例を示すフローチャートである。
【図２０】第１の実施形態における電池モジュールが放電状態から充電状態に変化した場合における時間と容量との間の関係の一例を示すグラフである。
【図２１】第１の実施形態における電池モジュールが放電状態から充電状態に変化した場合における容量とｄＶ／ｄＱ値との間の関係の一例を示すグラフである。
【図２２】第１の実施形態におけるｄＶ／ｄＱ値がキャンセル微分閾値Ｄ１を通過する一例を示すグラフである。
【図２３】第１の実施形態におけるｄＶ／ｄＱ値がキャンセル微分閾値Ｄ１を通過しない一例を示すグラフである。
【図２４】本発明の第２の実施形態における二次電池容量測定システムの一例を示す図である。
【図２５】第２の実施形態における特性データ記憶部に記憶されているデータ構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
＜第１の実施形態＞
本発明は、電池、例えば二次電池の残存容量および最大容量を求める際に用いるリファレンスを、二次電池の正極および負極各々の材料特性によるシミュレーションで求めた、正極および負極毎の電圧値Ｖおよび容量Ｑ各々の微分による分離波形モデルの微分曲線から生成している。
【００２９】
すなわち、電池における正極および負極各々は、それぞれの電極材料に固有な相転移現象により、正極および負極毎に分離波形モデルとして固有の分離波形微分曲線（例えば、微分値ｄＱ／ｄＶと電圧値Ｖの対応を示す微分曲線）を有する。この正極および負極の各々の分離波形微分曲線は、それぞれ異なる固有のピークを有する。ここで、正極由来および負極由来の各々の分離波形モデルとしての分離波形曲線は、Ｇｕｓｓｉａｎ関数、Ｌｏｒｅｎｔｚ関数や非対称因子を含む関数などを用いて表すことができる。すなわち、正極および負極各々の単極の分離波形微分曲線は、それぞれのピークに対応する関数により近似して形成されている。例えば、単極の分離波形微分曲線が３つのピークを有している場合、各々のピークに対応する第１関数から第３関数のそれぞれにより、この分離波形微分曲線は合成される。
【００３０】
したがって、正極および負極により構成される電池全体の特性（微分曲線）としては、このピーク関数で近似された分離波形微分曲線を合成した合成波の特性微分曲線が観測されている。そのため、正極由来および負極由来の各々の単極の分離波形微分曲線を、上述した任意の関数を用いて、合成波の特性微分曲線が実測される特性微分曲線の実測データとフィッティングされるようにシミュレーションにより各々求める。そして、関数で合成されて構成された正極由来および負極由来の各々の分離波形微分曲線を合成し、電池としての微分値ｄＱ／ｄＶおよび電圧値Ｖとの対応を示す特性微分曲線を生成する。この微分値ｄＱ／ｄＶおよび電圧値Ｖとの対応を示す特性微分曲線をリファレンス微分曲線としている。このリファレンス微分曲線において、使用電圧（運用電圧）の範囲の微分値ｄＱ／ｄＶを電圧値Ｖにより積分することで、電池の最大容量Ｑｍａｘが推定（算出）される。
【００３１】
図１は、本発明の実施形態におけるリファレンス微分曲線と、正極由来および負極由来の各々の分離波形微分曲線との対応の一例を示す図である。図１において、縦軸が微分値ｄＱ／ｄＶを示し、横軸が電圧値Ｖを示している。また、曲線Ｌ１が正極由来の分離波形微分曲線を示し、曲線Ｌ２が負極由来の分離波形微分曲線を示し、曲線Ｌ３が曲線Ｌ１および曲線Ｌ２を合成した特性微分曲線を示している。電圧３．０Ｖから電圧４．０Ｖまでが負荷に対応した供給可能な電圧範囲とした場合、この電圧３．０Ｖから電圧４．０Ｖの電圧範囲において供給される容量がこの電池の仕様における最大容量Ｑｍａｘとなる。また、横軸の下部にこの横軸と平行にＳＯＣを示す軸が設けられており、上記最大容量Ｑｍａｘに対するそれぞれの電圧における残存容量の割合を示している。
【００３２】
図２は、実測された測定値を用いた特性微分曲線のフィッティングによりリファレンス曲線の生成の一例を説明する図である。図２において、縦軸が微分値ｄＱ／ｄＶを示し、横軸が電圧値Ｖを示している。実線（曲線Ｌ３）が特性微分曲線を示し、点線（Ｌ４）が電池を実測して求めた測定特性微分曲線を示している。
【００３３】
正極由来および負極由来の各々の分離波形微分曲線を合成して特性微分曲線Ｌ３を生成した後、測定特性微分曲線Ｌ４によりこの特性微分曲線をフィッティングする。ここで、特性微分曲線を構成する正極由来および負極由来の各々の分離波形微分曲線を示す関数におけるパラメータを調整する。そして、正極由来および負極由来の各々の分離波形微分曲線から合成される特性微分曲線Ｌ３の測定特性微分曲線に対する最適化を実施する。上記関数におけるパラメータは、ピークの高さ、ピークの幅、ピーク間の距離などである。
【００３４】
すなわち、正極由来および負極由来の各々の分離波形微分曲線の関数におけるパラメータを調整して、特性微分曲線Ｌ３と測定特性微分曲線Ｌ４とのフィッティングを行う。そして、調整された正極由来および負極由来の各々の分離波形微分曲線を合成して新たな特性微分曲線を作成する処理と、この特性微分曲線を測定特性微分曲線と比較する処理とを、特性微分曲線を測定特性微分曲線との差分（誤差）の絶対値が最小となるまで繰り返し行うことで、特性微分曲線の形状を測定特性微分曲線に相似させる最適化を実施する。本実施形態においては、誤差の絶対値が最小となった時点の特性微分曲線をリファレンス微分曲線としている。
【００３５】
また、図２において、３．０Ｖから３．２Ｖの範囲と、３．８Ｖから４．０Ｖの範囲とにおける斜線領域は、シミュレーションにより求めた特性微分曲線と測定された測定特性微分曲線との誤差が大きくフィッティングが困難な領域を示している。すなわち、３．０Ｖから３．２Ｖの範囲と３．８Ｖから４．０Ｖとの範囲における斜線領域は、分離波形モデルを用いたシミュレーションによって表現が困難な領域である。したがって、シミュレーションにより求めた特性微分曲線の調整のみで生成したリファレンス微分曲線を用いて最大容量Ｑｍａｘを求めた場合、使用電圧領域の範囲の微分値ｄＱ／ｄＶを積分して求めた最大容量Ｑｍａｘには図２における斜線部分の容量Ｑの誤差が含まれる。
【００３６】
このため、本実施形態においては、この斜線の部分に対応する領域のリファレンス微分曲線を、実測した測定特性微分曲線の対応する領域の測定値を入れ替えて用いる。この誤差が大きい領域においては、劣化による変化が他の領域に比較して極めて小さいことが実験的に求められており、シミュレーションにより求めた特性微分曲線を使用した場合に比較して、最大容量Ｑｍａｘにおける誤差を抑制することができる。また、処理を簡易とするために、シミュレーションにより求めた特性微分曲線のみを用いてリファレンス微分曲線を求めて使用するようにしても良い。
【００３７】
リチウムイオン二次電池の場合、電池は製造の際に活物質の目付量やプレドープ量のわずかな違いによって、同じロット間でもわずかに最大容量Ｑｍａｘに製品間で個体差が出ることがある。これは、容量Ｑおよび電圧値Ｖの関係を示す曲線における両端の勾配の大きな領域における個体間の特性差に由来している。この容量Ｑおよび電圧値Ｖの関係を示す曲線における両端の勾配の領域は電圧の変化が大きい領域であり、電池の正極および負極のプレドープ量の個体差などのわずかな違いで大きく特性が異なってくる領域である。上述したように、非常に敏感な領域であることから、分離波形モデルの合成による表現も非常に難しい。
【００３８】
本実施形態において、もしその電池個体の容量Ｑおよび電圧値Ｖの関係を示す曲線における両端の勾配の領域の初期データをあらかじめ取得している場合、閾値(Vlower, Vupper)としてあらかじめ設定された電圧領域外の特性は、上述したように、あらかじめ実測して記憶されている容量Ｑおよび電圧値Ｖの曲線の特性を用いてモデルを構築しても良い。すなわち、本実施形態においては、分離波形モデルの合成による表現が難しい領域において、初期の電池の実測データを使ってリファレンス微分曲線のモデル構築を行うことで、より正確な最大容量Ｑｍａｘの推定を可能にしている。
【００３９】
以下、上述した分離波形モデルを用いた本発明の一実施形態による二次電池容量測定システムおよび二次電池容量測定方法について、図面を参照して説明する。図３は、本発明の第１の実施形態における二次電池容量測定システムの一例を示す図である。二次電池容量測定システム１は、例えば、Ａ／Ｄ変換部１１と、平均化処理部１２と、データ変換部１３と、入出力部１４と、残存容量演算部１５（演算部）と、最大容量演算部１６（演算部）と、制御部１７と、特性データ記憶部１８−１（記憶部）と、測定データ記憶部１８−２（記憶部）と、推定値記憶部１８−３（記憶部）とを備えている。二次電池容量測定システム１は、電池モジュール２の残存容量Ｑｓおよび最大容量Ｑｍａｘの演算を行い、バッテリ制御システム４に出力する。
【００４０】
電池モジュール２は、例えば、電流センサ２１と、複数の電池２２とから構成されており、図示しない負荷に対して電力を供給する。電流センサ２１は、電池モジュール２に流れる電流値Ｉを測定する。電圧センサ３は、電池すべてを接続した電圧値である電池モジュール２の端子間電圧、あるいは電池モジュール２を構成する電池２２の各々の端子間電圧を測定する。
【００４１】
バッテリ制御システム４は、二次電池容量測定システム１から入力供給される残存容量Ｑｓおよび最大容量Ｑｍａｘにより、電池モジュール２における充電および放電の動作を制御する。
【００４２】
Ａ／Ｄ変換部１１は、電圧センサ３の測定した電圧値Ｖ、および電流センサ２１の測定した電流値Ｉを所定のサンプリング周期でサンプリングし、サンプリングされたアナログデータの測定値をデジタルデータに変換する。
【００４３】
平均化処理部１２は、Ａ／Ｄ変換部１１から入力されたデジタルデータに変換された電流値Ｉおよび電圧値Ｖの各々を平均化処理して各平均値を出力する。例えば、データ点数を削減させるため、サンプリング周期に対して１／１０のデータ量となるように、１０周期分のサンプリング周期のデジタルデータの平均化処理を行う。この平均化処理は、区間平均あるいは移動平均などが用いられる。また、平均化処理部１２は、所定の期間における電流値Ｉを積分し、この所定の期間における容量の変化量としての容量Ｑを算出する。
【００４４】
データ変換部１３は、平均化処理部１２から入力された平均化された電圧値Ｖと、算出された容量Ｑとを用いて、微分演算子ｄ／ｄＶにより容量Ｑを微分した微分値ｄＱ／ｄＶ（容量微分値）と、電圧値Ｖと、電流値Ｉとの対応を示すデータ組を作成し、時系列に入出力部１４に対して出力する。また、データ変換部１３は、平均化された電圧値Ｖと、算出した容量Ｑとを用いて、微分演算子ｄ／ｄＱにより容量Ｖを微分した微分値ｄＶ／ｄＱ（電圧微分値）と、容量Ｑと、電流値Ｉとの対応を示すデータ組を作成し、時系列に入出力部１４に対して出力する。
【００４５】
入出力部１４は、データ変換部１３から入力された微分値ｄＱ／ｄＶおよび電圧値Ｖのデータ組と、微分値ｄＶ／ｄＱおよび容量Ｑのデータ組との各々を時系列に測定データ記憶部１８−２に対して書き込んで記憶させる。測定データ記憶部１８−２は、所定の期間のデータ組の記憶容量となっている。測定データ記憶部１８−２は、例えば、１時間の長さでデータ組が時系列にて格納され、１時間経過した古いデータ組に対し、新たなデータ組が順次重ね書きされるリングバッファ構成を有してよい。また、入出力部１４は、後述する残存容量演算部１５が推定した残存容量Ｑｓと、最大容量演算部１６が推定した最大容量Ｑｍａｘとをバッテリ制御システム４に対して出力する。
【００４６】
残存容量演算部１５は、測定データ記憶部１８−２に記憶された微分値ｄＱ／ｄＶおよび電圧値Ｖ間の対応を示すデータ組の所定時間範囲のデータ群からなる第１部分微分特性曲線と、微分値ｄＶ／ｄＱおよび容量Ｑ間の対応を示すデータ組の所定時間範囲のデータ群からなる第２部分微分特性曲線と、の少なくとも一方を用い、残存容量Ｑｓを推定する。残存容量演算部１５は、特性データ記憶部１８−１に記憶された複数のリファレンス微分曲線、あるいはリファレンス微分曲線を記述するための電池モデル式のパラメータセットの中から、条件（電池の特性等）に応じて適切なものを選択し、所定の可変パラメータを最適化することによって、残存容量Ｑｓを推定する。残存容量演算部１５は、例えば、ＳＯＣを推定するが、残存容量を示す他の指標値を推定してもよい。残存容量演算部１５は、推定した新たな残存容量Ｑｓを推定値記憶部１８−３に対して書き込んで記憶させる。
【００４７】
また、残存容量演算部１５は、残存容量の推定を行う前に、リファレンス微分曲線と微分特性曲線とを用いて、残存容量の推定の可否の判定を行う。この残存容量の推定の可否の判定処理については後述する。
【００４８】
最大容量演算部１６は、微分値ｄＱ／ｄＶおよび電圧値Ｖ間の対応を示すデータ組の所定時間範囲の時系列なデータ群からなる第１部分微分特性曲線と、微分値ｄＶ／ｄＱおよび容量Ｑ間の対応を示すデータ組の所定時間範囲の時系列のデータ群からなる第２部分微分特性曲線と、の少なくとも一方を用い、最大容量Ｑｍａｘを推定する。最大容量演算部１６は、特性データ記憶部１８−１に記憶された複数のリファレンス微分曲線、あるいはリファレンス微分曲線を記述するための電池モデル式のパラメータセットの中から、条件（電池の特性等）に応じて適切なものを選択し、所定の可変パラメータを最適化することによって、最大容量Ｑｍａｘを推定する。また、最大容量演算部１６は、推定した新たな最大容量Ｑｍａｘを推定値記憶部１８−３に対して書き込んで記憶させる。なお、残存容量演算部１５と、最大容量演算部１６とは、独立して動作することができる。
【００４９】
制御部１７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などから構成され、二次電池容量測定システム１の各部の動作の制御を行う。
【００５０】
特性データ記憶部１８−１には、例えば、過渡条件毎に設定された複数のリファレンス微分曲線、あるいは、リファレンス微分曲線を記述するための電池モデル式のパラメータセットが記憶されている。図４は、特性データ記憶部１８−１に記憶されているデータ構成の一例を示す図である。特性データ記憶部１８−１には、例えば、リファレンス１として、後述する過渡影響度合の指標ΔＱｍが０＜ΔＱｍ≦ａ（ａは正の数）の条件を満たす場合のリファレンス微分曲線として微分曲線１が記憶されている。
【００５１】
測定データ記憶部１８−２には、入出力部１４を介してデータ変換部１３から入力された微分値ｄＱ／ｄＶおよび電圧値Ｖのデータ組と、微分値ｄＶ／ｄＱおよび容量Ｑのデータ組との各々が時系列に記憶されている。測定データ記憶部１８−２は、所定の一定時間の長さでデータ組が時系列にて格納され、一定時間経過した古いデータ組に対し、新たなデータ組が順次重ね書きされるリングバッファ構成を有してもよい。
【００５２】
推定値記憶部１８−３には、残存容量演算部１５により推定された残存容量Ｑｓ、および最大容量演算部１６により推定された最大容量Ｑｍａｘが記憶されている。
【００５３】
図５は、本実施形態における残存容量演算部１５の一例を示す図である。残存容量演算部１５は、例えば、残存容量演算可否判定部１５１と、残存容量最適化処理部１５２と、残存容量決定部１５３とを備えている。
【００５４】
残存容量演算可否判定部１５１は、時系列なデータ群からなる微分特性曲線（実測微分特性曲線）（微分値ｄＱ／ｄＶおよび電圧値Ｖのデータ組、並びに微分値ｄＶ／ｄＱおよび容量Ｑのデータ組の少なくとも一方）を測定データ記憶部１８−２から読み出し、この実測微分特性曲線が残存容量演算に使用できるか否かを判定する。残存容量演算可否判定部１５１は、実測微分特性曲線が残存容量演算に使用できると判定した場合、後述する過渡影響度合の指標ΔＱｍに応じて、特性データ記憶部１８−１に記憶されているリファレンス微分曲線、あるいは、リファレンス微分曲線を記述するための電池モデル式のパラメータセットを読み出す。次に、残存容量演算可否判定部１５１は、最適化処理の実行を指示する制御信号および読み出したリファレンス微分曲線または電池モデル式のパラメータセットを残存容量最適化処理部１５２に出力する。
【００５５】
残存容量最適化処理部１５２は、残存容量演算可否判定部１５１から最適化処理の実行を指示する制御信号およびリファレンス微分曲線あるいは電池モデル式のパラメータセットを受信した場合、リファレンス微分曲線あるいは電池モデル式と、実測微分特性曲線との誤差を縮小させる回帰計算によって所定の可変パラメータを最適化する。残存容量最適化処理部１５２は、最適化されたパラメータを残存容量決定部１５３に出力する。
【００５６】
残存容量決定部１５３は、残存容量最適化処理部１５２から入力された最適化されたパラメータを用いて、残存容量Ｑｓの値を決定し、決定した残存容量Ｑｓを推定値記憶部１８−３に書き込んで記憶させる。
【００５７】
図６は、本実施形態における最大容量演算部１６の一例を示す図である。最大容量演算部１６は、例えば、最大容量演算可否判定部１６１と、最大容量最適化処理部１６２と、最大容量決定部１６３とを備えている。
【００５８】
最大容量演算可否判定部１６１は、時系列なデータ群からなる微分特性曲線（実測微分特性曲線）（微分値ｄＱ／ｄＶおよび電圧値Ｖのデータ組、並びに微分値ｄＶ／ｄＱおよび容量Ｑのデータ組の少なくとも一方）を測定データ記憶部１８−２から読み出し、この実測微分特性曲線が最大容量演算に使用できるか否かを判定する。最大容量演算可否判定部１６１は、実測微分特性曲線が最大容量演算に使用できると判定した場合、後述する過渡影響度合の指標ΔＱｍに応じて、特性データ記憶部１８−１に記憶されているリファレンス微分曲線、あるいは、リファレンス微分曲線を記述するための電池モデル式のパラメータセットを読み出す。次に、最大容量演算可否判定部１６１は、最適化処理の実行を指示する制御信号および読み出したリファレンス微分曲線または電池モデル式のパラメータセットを最大容量最適化処理部１６２に出力する。
【００５９】
最大容量最適化処理部１６２は、最大容量演算可否判定部１６１から最適化処理の実行を指示する制御信号およびリファレンス微分曲線あるいは電池モデル式のパラメータセットを受信した場合、リファレンス微分曲線あるいは電池モデル式と、実測微分特性曲線との誤差を縮小させる回帰計算によって所定の可変パラメータを最適化する。最大容量最適化処理部１６２は、最適化されたパラメータを最大容量決定部１６３に出力する。
【００６０】
最大容量決定部１６３は、最大容量最適化処理部１６２から入力された最適化されたパラメータを用いて、最大容量Ｑｍａｘの値を決定し、決定した最大容量Ｑｍａｘを推定値記憶部１８−３に書き込んで記憶させる。
【００６１】
以下、本実施形態における二次電池容量測定システムの動作について説明する。
【００６２】
＜残存容量の推定処理＞
図７は、本実施形態における残存容量の推定処理の動作の一例を示すフローチャートである。
【００６３】
ステップＳ１０１：
Ａ／Ｄ変換部１１は、電流センサ２１から出力される電流値Ｉと、電圧センサ３から出力される電圧値Ｖとをサンプリングし、それぞれをアナログデータからデジタルデータに変換する。
【００６４】
ステップＳ１０３：
次に、平均化処理部１２は、Ａ／Ｄ変換部１１から入力された所定の時間範囲における電流値Ｉと電圧値Ｖとの各々を平均化し、データ数の削減を行う。また、平均化処理部１２は、時間データから電流値Ｉを積分して、上記所定の時間範囲内に変化する容量Ｑの算出を行う。
【００６５】
ステップＳ１０５：
次に、データ変換部１３は、平均化された電圧値Ｖと、算出した容量Ｑとを用いて、微分演算子ｄ／ｄＱにより容量Ｖを微分した微分値ｄＶ／ｄＱと、容量Ｑと、電流値Ｉとの対応を示すデータ組を作成し、時系列に入出力部１４に対して出力する。また、データ変換部１３は、平均化処理部１２から入力された平均化された電圧値Ｖと、算出された容量Ｑとを用いて、微分演算子ｄ／ｄＶにより容量Ｑを微分した微分値ｄＱ／ｄＶと、電圧値Ｖと、電流値Ｉとの対応を示すデータ組を作成し、時系列に入出力部１４に対して出力してもよい。入出力部１４は、電圧値Ｖ、電流値Ｉ、容量Ｑ、微分値ｄＱ／ｄＶおよび微分値ｄＶ／ｄＱのデータ組を、時系列に測定データ記憶部１８−２に対して書き込んで記憶させる。
【００６６】
ステップＳ１０７：
残存容量演算可否判定部１５１は、時系列なデータ群からなる実測微分特性曲線（微分値ｄＶ／ｄＱおよび容量Ｑのデータ組、並びに微分値ｄＱ／ｄＶおよび電圧値Ｖのデータ組の少なくとも一方）を測定データ記憶部１８−２から読み出し、この実測微分特性曲線が残存容量演算に使用できるか否かを判定する。この判定処理については後述する。残存容量演算可否判定部１５１は、残存容量Ｑｓの推定が可能ではないと判定した場合、入出力部１４を介して、推定不可能通知をバッテリ制御システム４に出力する。また、Ａ／Ｄ変換部１１による電流値Ｉと電圧値Ｖとのサンプリング処理が再度実行される（ステップＳ１０１）。
【００６７】
ステップＳ１０９：
一方、残存容量演算可否判定部１５１は、残存容量の推定が可能であると判定した場合、後述する過渡影響度合の指標ΔＱｍに応じて、特性データ記憶部１８−１に記憶されているリファレンス微分曲線、あるいは、リファレンス微分曲線を記述するための電池モデル式のパラメータセットを読み出す。次に、残存容量演算可否判定部１５１は、最適化処理の実行を指示する制御信号および読み出したリファレンス微分曲線または電池モデル式のパラメータセットを残存容量最適化処理部１５２に出力する。残存容量最適化処理部１５２は、リファレンス微分曲線あるいは電池モデル式と、実測微分特性曲線との誤差を縮小させる回帰計算によって所定の可変パラメータを最適化する。例えば、残存容量最適化処理部１５２は、これらの２つの曲線における微分値ｄＶ／ｄＱの差分の絶対値が最小となるように、リファレンス微分曲線に対して実測微分特性曲線のフィッティングを行う。残存容量最適化処理部１５２は、微分値ｄＶ／ｄＱの差分の絶対値が最小となった時点で、最適化処理を終了する。
【００６８】
図８は、リファレンス微分曲線に対して実測微分特性曲線をフィッティングする処理の一例を示す図である。図８の（ａ）は、実測微分特性曲線（実測データ）とリファレンス微分曲線（リファレンスデータ）とのフィッティング処理前における対応の一例を示している。図８の（ｂ）は、実測微分特性曲線とリファレンス微分曲線とのフィッティング処理後における対応の一例を示している。
【００６９】
実測微分特性曲線は、上述のＡ／Ｄ変換における電圧値Ｖおよび電流値Ｉの各々のアナログからデジタルに変換される際の量子誤差などの誤差が積算されている。このため、図８の（ａ）に示すように、リファレンス微分曲線に対し、実測微分特性曲線は横軸方向に対して平行方向にずれている。
実測微分特性曲線の形状は、リファレンス微分曲線における対応する容量Ｑの範囲の形状に対して、短期間において大きく変化することはない。したがって、リファレンス微分曲線に対して、実測微分特性曲線を横軸方向に平行移動させ、リファレンス微分曲線の形状において実測微分特性曲線の形状と相似する容量Ｑの範囲を探索する。
【００７０】
この探索処理であるフィッティングを行うことにより、Ａ／Ｄ変換における変換誤差がキャンセルされ、実測微分特性曲線の容量Ｑの範囲を最適化することができる。図８において、容量Ｑｓｔが実測微分特性曲線の容量Ｑの範囲のスタートにおける数値であり、容量Ｑｅが実測微分特性曲線の容量Ｑの範囲のエンドにおける数値である。容量Ｑｓｔを変数として、実測微分特性曲線およびリファレンス微分曲線間の微分値ｄＶ／ｄＱの誤差の絶対値の和あるいは誤差の二乗和が最小となるように、容量Ｑの値を所定の変化値ΔＱ単位で減少あるいは増加させて、実測微分特性曲線を、横軸に対して平行移動させ、容量Ｑｓｔの最適化、すなわちＡ／Ｄ変換における変換誤差のキャンセル処理を行う。
【００７１】
図８の（ｂ）に示すように、フィッティング処理の結果、リファレンス微分曲線の形状において実測微分特性曲線の形状と相似する容量Ｑの範囲が得られた場合、この実測微分特性曲線の容量Ｑの範囲における容量Ｑｓｔが残存容量Ｑｓの算出に用いられる。
【００７２】
ステップＳ１１１：
次に、残存容量決定部１５３は、最適化されたパラメータを用いて残存容量Ｑｓの値を決定する。例えば、残存容量決定部１５３は、推定値記憶部１８−３から最大容量Ｑｍａｘを読み出し、容量Ｑｓｔを最大容量Ｑｍａｘにより除算し、ＳＯＣの算出を行う。また、残存容量決定部１５３は、決定した残存容量Ｑｓを推定値記憶部１８−３に対して書き込んで記憶させるとともに、上位制御システムであるバッテリ制御システム４に対して入出力部１４を介して送信し、本フローチャートの処理を終了する。また、残存容量決定部１５３は、二次電池容量測定システム１に設けられたディスプレイなどの表示装置に対し、推定した残存容量Ｑｓを表示してもよい。
【００７３】
＜残存容量演算可否の判定処理＞
図９は、本実施形態における残存容量演算可否の判定処理の動作の一例を示すフローチャートである。
【００７４】
ステップＳ１２１：
残存容量演算可否判定部１５１は、時系列なデータ群からなる実測微分特性曲線を測定データ記憶部１８−２から逐次読み出し、この実測微分特性曲線内に放電から充電に折り返された、または充電から放電に折り返された点が存在するか否かを判定する。例えば、残存容量演算可否判定部１５１は、測定データ記憶部１８−２から容量Ｑ（電流値Ｉ）の時系列データを読み出し、容量Ｑが減少から増加に変更した、または増加から減少に変更した点が存在するか否かを判定する。図１０は、本実施形態における電池モジュールが放電状態から充電状態に変化した場合における時間と容量との間の関係の一例を示すグラフである。図１０には、電池モジュール２の動作状態が放電状態から充電状態に変化した点（折り返し点Ｐ１）が示されている。この折り返し点Ｐ１からの容量（積算容量）の変化をΔＱとする。
【００７５】
残存容量演算可否判定部１５１は、実測微分特性曲線内に折り返し点Ｐ１が存在しないと判定した場合、その後に測定データ記憶部１８−２から読み出されるデータに折り返し点Ｐ１が存在するか否かの判定を継続する。
【００７６】
ステップＳ１２３：
一方、残存容量演算可否判定部１５１は、実測微分特性曲線内に折り返し点Ｐ１が存在すると判定した場合、ｄＶ／ｄＱ値が所定の第１微分閾値Ｔ１を通過したか否かを判定する（第１条件）。図１１は、本実施形態における電池モジュールが放電状態から充電状態に変化した場合における容量ＱとｄＶ／ｄＱ値との間の関係の一例を示すグラフである。残存容量演算可否判定部１５１は、ｄＶ／ｄＱ値が第１微分閾値Ｔ１を通過したと判定した場合（ｄＶ／ｄＱ値が点Ｐ２を通過した場合）、このときのΔＱを過渡影響度合の指標ΔＱｍとして測定データ記憶部１８−２に書き込んで記憶させる。また、第１微分閾値Ｔ１からの容量の変化をΔＱＴとする。
【００７７】
ステップＳ１２５：
残存容量演算可否判定部１５１は、ｄＶ／ｄＱ値が第１微分閾値Ｔ１を通過したと判定した場合、ｄＶ／ｄＱ値が所定の第２微分閾値Ｔ２を通過したか否かを判定する（第２条件）。残存容量演算可否判定部１５１は、ｄＶ／ｄＱ値が第２微分閾値Ｔ２を通過したと判定した場合（ｄＶ／ｄＱ値が点Ｐ３を通過した場合）、第２微分閾値Ｔ２を通過したポイントの目印として、測定データ記憶部１８−２に時系列に記憶されているデータ上にマーキング処理を行う。例えば、残存容量演算可否判定部１５１は、第２微分閾値Ｔ２に対応する測定データ記憶部１８−２に時系列に記憶されているデータと関連付けたフラグ（例えば“１”）を測定データ記憶部１８−２に記憶させてよい。
【００７８】
なお、残存容量演算可否判定部１５１は、第２微分閾値Ｔ２に代えてまたは加えて、ΔＱＴが所定の第１容量閾値Ｔ３を通過したか否かを判定してもよい。また、図１１においては、ｄＶ／ｄＱ値が第２微分閾値Ｔ２を通過した点Ｐ３の容量Ｑを第１容量閾値Ｔ３として設定しているが、この点Ｐ３の容量よりも、小さなまたは大きな容量値を第１容量閾値Ｔ３として設定してもよい。この場合、マーキング処理の実行条件として、例えば、ΔＱＴが所定の第１容量閾値Ｔ３を通過した後に、ｄＶ／ｄＱ値が第２微分閾値Ｔ２を通過するように２つの条件の順番を設定してもよい。また、マーキング処理の実行条件として、例えば、ｄＶ／ｄＱ値が第２微分閾値Ｔ２を通過した後に、ΔＱＴが所定の第１容量閾値Ｔ３を通過するように２つの条件の順番を設定してもよい。また、さらに、第３微分閾値、第２容量閾値を設定し、マーキング処理の実行条件をさらに詳細に設定してもよい。
【００７９】
ステップＳ１２７：
次に、残存容量演算可否判定部１５１は、上述のマーキング処理の完了後に、ｄＶ／ｄＱ値が所定のキャンセル微分閾値Ｃ１を通過したか否かを判定する。図１２においては、ｄＶ／ｄＱ値が第２微分閾値Ｔ２を通過した後、ｄＶ／ｄＱ値が上昇し、キャンセル微分閾値Ｃ１を通過している例を示している。なお、図１２においては、キャンセル微分閾値Ｃ１が、第１微分閾値Ｔ１と第２微分閾値Ｔ２との間に位置する例を示しているが、本実施形態のキャンセル微分閾値Ｃ１は、第１微分閾値Ｔ１よりも大きな値または第２微分閾値Ｔ２よりも小さな値に設定されてもよい。キャンセル微分閾値Ｃ１は、電池の性質に応じて適宜設定される。
【００８０】
ステップＳ１２９：
上述のマーキング処理の完了後にｄＶ／ｄＱ値が所定のキャンセル微分閾値Ｃ１を通過したと判定した場合（ｄＶ／ｄＱ値が点Ｐ４を通過した場合）、残存容量Ｑｓの演算に適切ではない領域の微分曲線が得られていると考えられる。そこで、残存容量演算可否判定部１５１は、測定データ記憶部１８−２に記憶されているデータと関連付けて記憶されたマーキング（フラグ）を消去し、ステップＳ１２３におけるｄＶ／ｄＱ値が所定の第１微分閾値Ｔ１を通過したか否かの判定を再度行う（第１条件の成立待ち状態に遷移する）。
【００８１】
ステップＳ１３１：
一方、残存容量演算可否判定部１５１は、ｄＶ／ｄＱ値が所定のキャンセル微分閾値Ｃ１を通過しなかったと判定した場合、特性データ記憶部１８−１に記憶されている複数のリファレンス微分特性曲線、または電池モデル式のパラメータセットの中から、上述の過渡影響度合の指標ΔＱｍと関連付けされた適切なリファレンス微分特性曲線を選択する。例えば、図１３に示すように、ｄＶ／ｄＱ値が所定のキャンセル微分閾値Ｃ１を通過することなく、容量Ｑが所定の容量閾値Ｃ２を通過した場合に、最大容量演算可否判定部１６１は、ｄＶ／ｄＱ値が所定のキャンセル微分閾値Ｃ１を通過しなかったと判定する。
【００８２】
ステップＳ１３３：
残存容量演算可否判定部１５１は、指標ΔＱｍと関連付けされた適切なリファレンスを選択できた場合、残存容量の測定に必要な“特徴領域”を含む領域を実測できたと判定し、測定可能通知およびリファレンス微分特性曲線を残存容量最適化処理部１５２に出力し、本フローチャートの処理を終了する。
【００８３】
ステップＳ１３５：
一方、残存容量演算可否判定部１５１は、指標ΔＱｍと関連付けされた適切なリファレンスを選択できなかった場合（例えば、指標ΔＱｍと関連付けされた適切なリファレンスが特性データ記憶部１８−１に記憶されていない場合）、残存容量の測定に必要な“特徴領域”を含む領域を実測できなかったと判定し、測定不可能通知を、入出力部１４を介してバッテリ制御システム４に出力し、本フローチャートの処理を終了する。
【００８４】
なお、上記においては、ｄＶ／ｄＱ値と、ΔＱＴとの間の関係に着目した判定処理を説明したが、これらに代えてまたは加えて、図１４に示すように、ｄＱ／ｄＶ値と、電圧ΔＶＴ（第１トリガ微分閾値Ｕ１を通過した点Ｐ５からの電圧変化）との間の関係に着目した判定処理を行ってもよい。
【００８５】
残存容量演算可否判定部１５１から測定可能通知を受信した残存容量最適化処理部１５２は、図１５に示すように、上述のマーキング処理によりマーキングされた点Ｐ３（マーキングポイント）におけるデータの容量値Ｑを基準として、点Ｐ３におけるデータの容量値Ｑから所定の抽出容量幅ΔＱｅによって決定された範囲の微分特性曲線を“特徴領域”として抽出する。残存容量最適化処理部１５２および残存容量決定部１５３は、この抽出された“特徴領域”に含まれるデータを用いて所定の演算処理を行う。また、ｄＱ／ｄＶ値と、電圧ΔＶＴとの間の関係に着目した判定処理を行っている場合には、図１６に示すように、マーキング処理によりマーキングされた点Ｐ３におけるデータの電圧値Ｖを基準として、点Ｐ３におけるデータの電圧値Ｖから所定の抽出電圧幅ΔＶｅによって決定された範囲の微分特性曲線を“特徴領域”として抽出する。残存容量最適化処理部１５２および残存容量決定部１５３は、この抽出された“特徴領域”に含まれるデータを用いて所定の演算処理を行う。
【００８６】
＜最大容量の推定処理＞
図１７は、本実施形態における最大容量の推定処理の動作の一例を示すフローチャートである。
【００８７】
ステップＳ２０１：
Ａ／Ｄ変換部１１は、電流センサ２１から出力される電流値Ｉと、電圧センサ３から出力される電圧値Ｖとをサンプリングし、それぞれをアナログデータからデジタルデータに変換する。
【００８８】
ステップＳ２０３：
次に、平均化処理部１２は、Ａ／Ｄ変換部１１から入力された所定の時間範囲における電流値Ｉと電圧値Ｖとの各々を平均化し、データ数の削減を行う。また、平均化処理部１２は、時間データから電流値Ｉを積分して、上記所定の時間範囲内に変化する容量Ｑの算出を行う。
【００８９】
ステップＳ２０５：
次に、データ変換部１３は、平均化された電圧値Ｖと、算出した容量Ｑとを用いて、微分演算子ｄ／ｄＱにより容量Ｖを微分した微分値ｄＶ／ｄＱと、容量Ｑと、電流値Ｉとの対応を示すデータ組を作成し、時系列に入出力部１４に対して出力する。また、データ変換部１３は、平均化処理部１２から入力された平均化された電圧値Ｖと、算出された容量Ｑとを用いて、微分演算子ｄ／ｄＶにより容量Ｑを微分した微分値ｄＱ／ｄＶと、電圧値Ｖと、電流値Ｉとの対応を示すデータ組を作成し、時系列に入出力部１４に対して出力してもよい。入出力部１４は、電圧値Ｖ、電流値Ｉ、容量Ｑ、微分値ｄＱ／ｄＶおよび微分値ｄＶ／ｄＱのデータ組を、時系列に測定データ記憶部１８−２に対して書き込んで記憶させる。
【００９０】
ステップＳ２０７：
最大容量演算可否判定部１６１は、時系列なデータ群からなる実測微分特性曲線（微分値ｄＶ／ｄＱおよび容量Ｑのデータ組、並びに微分値ｄＱ／ｄＶおよび電圧値Ｖのデータ組の少なくとも一方）を測定データ記憶部１８−２から読み出し、この実測微分特性曲線が最大容量演算に使用できるか否かを判定する。この判定処理については後述する。最大容量演算可否判定部１６１は、最大容量Ｑｍａｘの推定が可能ではないと判定した場合、入出力部１４を介して、推定不可能通知をバッテリ制御システム４に出力する。また、Ａ／Ｄ変換部１１による電流値Ｉと電圧値Ｖとのサンプリング処理が再度実行される（ステップＳ２０１）。
【００９１】
ステップＳ２０９：
一方、最大容量演算可否判定部１６１は、最大容量Ｑｍａｘの推定が可能であると判定した場合、後述する過渡影響度合の指標ΔＱｍに応じて、特性データ記憶部１８−１に記憶されているリファレンス微分曲線、あるいは、リファレンス微分曲線を記述するための電池モデル式のパラメータセットを読み出す。次に、最大容量演算可否判定部１６１は、最適化処理の実行を指示する制御信号および読み出したリファレンス微分曲線または電池モデル式のパラメータセットを最大容量最適化処理部１６２に出力する。最大容量最適化処理部１６２は、リファレンス微分曲線あるいは電池モデル式と、実測微分特性曲線との誤差を縮小させる回帰計算によって所定の可変パラメータを最適化する。例えば、最大容量最適化処理部１６２は、これら２つの曲線における微分値ｄＶ／ｄＱの差分の絶対値が最小となるように、実測微分特性曲線に対してリファレンス微分曲線のフィッティングを行う。最大容量最適化処理部１６２は、微分値ｄＶ／ｄＱの差分の絶対値が最小となった時点で、最適化処理を終了する。
【００９２】
図１８は、実測微分特性曲線に対してリファレンス微分曲線をフィッティングする処理の一例を示す図である。図１８の（ａ）は、縦軸を微分値ｄＱ／ｄＶとし、横軸を電圧値Ｖとしたグラフであり、リファレンス微分曲線を構成する正極由来および負極由来の各々の分離波形曲線のパラメータを調整し、合成されるリファレンス微分曲線におけるピークの幅、ピークの高さおよびピークの位置を変更し、実測微分特性曲線の形状に近似させることを示している。ここで、正極由来および負極由来の各々の分離波形曲線を構成する関数のピークの高さおよびピークの位置などのパラメータを調整して、分離波形曲線のピークの高さおよびピークの位置を変更する。例えば、最大容量最適化処理部１６２は、実測微分特性曲線と微分値ｄＱ／ｄＶと電圧値Ｖとの対応を示すリファレンス微分曲線（第１リファレンス微分曲線）との対応する電圧Ｖ毎の差分の絶対値を加算した評価値Ａ（あるいは差分の二乗和）が最小となるように、正極由来および負極由来の各々の分離波形曲線の形状を変更する。
【００９３】
図１８の（ｂ）は、縦軸を微分値ｄＶ／ｄＱとし、横軸を容量Ｑとしたグラフであり、第１リファレンス微分曲線を微分値ｄＶ／ｄＱと容量Ｑとの対応を示すリファレンス微分曲線（第２リファレンス微分曲線）に変換し、実測微分特性曲線とこの実測微分特性曲線の容量Ｑの範囲における第２リファレンス微分曲線とにおける微分値ｄＶ／ｄＱの差分の二乗和を評価値Ｂとして取得することを示している。図１８の（ｂ）に示すように実測微分特性曲線の形状に対して、評価値Ｂが最小となるように、すなわち第２リファレンス微分曲線の形状を近似させる最適化が行われる。この最適化は、正極由来および負極由来の各々の分離波形曲線を構成する関数のパラメータを最適化し、分離波形曲線のピークの高さおよびピークの位置を変更して、正極由来および負極由来の各々の分離波形曲線を合成して第１リファレンス微分曲線を生成して、第２リファレンス微分曲線に変更し、実測微分特性曲線との評価値Ｂが最小となるフィッティング処理を繰り返す。そして、第２リファレンス微分曲線の形状に対して実測微分特性曲線の形状が最も近似した時点でフィッティングの処理を終了し、この終了時点における第１リファレンス微分曲線を更新して電池の劣化の影響を反映した第１リファレンス微分曲線として用いる。
【００９４】
ステップＳ２１１：
次に、最大容量決定部１６３は、最適化されたパラメータを用いて最大容量Ｑｍａｘの値を決定する。例えば、最大容量決定部１６３は、更新された第１リファレンス微分曲線において、電池の電圧値Ｖの使用範囲における微分値ｄＱ／ｄＶを積分し、積分の結果得られた容量の数値を電池の最大容量Ｑｍａｘとする。また、最大容量決定部１６３は、決定した最大容量Ｑｍａｘを推定値記憶部１８−３に対して書き込んで記憶させるとともに、上位制御システムであるバッテリ制御システム４に対して入出力部１４を介して送信し、本フローチャートの処理を終了する。また、最大容量決定部１６３は、二次電池容量測定システム１に設けられたディスプレイなどの表示装置に対し、推定した最大容量Ｑｍａｘを表示してもよい。
【００９５】
＜最大容量演算可否の判定処理＞
図１９は、本実施形態における最大容量演算可否の判定処理の動作の一例を示すフローチャートである。
【００９６】
ステップＳ２２１：
最大容量演算可否判定部１６１は、時系列なデータ群からなる実測微分特性曲線を測定データ記憶部１８−２から逐次読み出し、この実測微分特性曲線内に放電から充電に折り返された、または充電から放電に折り返された点が存在するか否かを判定する。例えば、最大容量演算可否判定部１６１は、測定データ記憶部１８−２から容量Ｑ（電流値Ｉ）の時系列データを読み出し、容量Ｑが減少から増加に変更した、または増加から減少に変更した点が存在するか否かを判定する。図２０は、本実施形態における電池モジュールが放電状態から充電状態に変化した場合における時間と容量との間の関係の一例を示すグラフである。図２０には、電池モジュール２の動作状態が放電状態から充電状態に変化する点（折り返し点Ｒ１）が示されている。この折り返し点Ｒ１からの容量（積算容量）の変化をΔＱとする。
【００９７】
最大容量演算可否判定部１６１は、実測微分特性曲線内に折り返し点Ｒ１が存在しないと判定した場合、その後に測定データ記憶部１８−２から読み出されるデータに折り返し点Ｒ１が存在するか否かの判定を継続する。
【００９８】
ステップＳ２２３：
一方、最大容量演算可否判定部１６１は、実測微分特性曲線内に折り返し点Ｐ１が存在すると判定した場合、ｄＶ／ｄＱ値が所定の第１微分閾値Ｖ１を通過したか否かを判定する。図２１は、本実施形態における電池モジュールが放電状態から充電状態に変化した場合における容量ＱとｄＶ／ｄＱ値との間の関係の一例を示すグラフである。最大容量演算可否判定部１６１は、ｄＶ／ｄＱ値が第１微分閾値Ｖ１を通過したと判定した場合（ｄＶ／ｄＱ値が点Ｒ２を通過した場合）、このときのΔＱを過渡影響度合の指標ΔＱｍとして測定データ記憶部１８−２に記憶させる。また、第１微分閾値Ｖ１からの容量の変化をΔＱＴとする。
【００９９】
ステップＳ２２５：
最大容量演算可否判定部１６１は、ｄＶ／ｄＱ値が第１微分閾値Ｖ１を通過したと判定した場合、ｄＶ／ｄＱ値が所定の第２微分閾値Ｖ２を通過したか否かを判定する。最大容量演算可否判定部１６１は、ｄＶ／ｄＱ値が第２微分閾値Ｖ２を通過したと判定した場合（ｄＶ／ｄＱ値が点Ｒ３を通過した場合）、第２微分閾値Ｖ２を通過したポイントの目印として、測定データ記憶部１８−２に時系列に記憶されているデータ上にマーキング処理を行う。例えば、最大容量演算可否判定部１６１は、第２微分閾値Ｖ２に対応する測定データ記憶部１８−２に時系列に記憶されているデータと関連付けされたフラグ（例えば“１”）を測定データ記憶部１８−２に記憶させてよい。
【０１００】
なお、最大容量演算可否判定部１６１は、第２微分閾値Ｖ２に代えてまたは加えて、ΔＱＴが所定の第１容量閾値Ｖ３を通過したか否かを判定してもよい。また、図２１においては、ｄＶ／ｄＱ値が第２微分閾値Ｖ２を通過した点Ｒ３の容量Ｑを第１容量閾値Ｖ３として設定しているが、この点Ｒ３の容量よりも、小さなまたは大きな容量値を第１容量閾値Ｖ３として設定してもよい。この場合、マーキング処理の実行条件として、例えば、ΔＱＴが所定の第１容量閾値Ｖ３を通過した後に、ｄＶ／ｄＱ値が第２微分閾値Ｖ２を通過するように２つの条件の順番を設定してもよい。また、マーキング処理の実行条件として、例えば、ｄＶ／ｄＱ値が第２微分閾値Ｖ２を通過した後に、ΔＱＴが所定の第１容量閾値Ｖ３を通過するように２つの条件の順番を設定してもよい。また、さらに、第３微分閾値、第２容量閾値を設定し、マーキング処理の実行条件をさらに詳細に設定してもよい。
【０１０１】
ステップＳ２２７：
次に、最大容量演算可否判定部１６１は、上述のマーキング処理の完了後に、ｄＶ／ｄＱ値が所定のキャンセル微分閾値Ｄ１を通過したか否かを判定する。図２２においては、ｄＶ／ｄＱ値が第２微分閾値Ｖ２を通過した後、ｄＶ／ｄＱ値が上昇し、キャンセル微分閾値Ｄ１を通過している例を示している。なお、図２２においては、キャンセル微分閾値Ｄ１が、第１微分閾値Ｖ１と第２微分閾値Ｖ２との間に位置する例を示しているが、本実施形態のキャンセル微分閾値Ｄ１は、第１微分閾値Ｔ１よりも大きな値または第２微分閾値Ｖ２よりも小さな値に設定されてもよい。キャンセル微分閾値Ｄ１は、電池の性質に応じて適宜設定される。
【０１０２】
ステップＳ２２９：
上述のマーキング処理の完了後にｄＶ／ｄＱ値が所定のキャンセル微分閾値Ｄ１を通過したと判定した場合（ｄＶ／ｄＱ値が点Ｒ４を通過した場合）、最大容量の演算に適切ではない領域の微分曲線が得られていると考えられる。そこで、最大容量演算可否判定部１６１は、測定データ記憶部１８−２に記憶されているデータと関連付けて記憶されたマーキング（フラグ）を消去し、ステップＳ２２３におけるｄＶ／ｄＱ値が所定の第１微分閾値Ｄ１を通過したか否かの判定を再度行う（前記第１条件の成立待ち状態に遷移する）。
【０１０３】
ステップＳ２３１：
一方、最大容量演算可否判定部１６１は、ｄＶ／ｄＱ値が所定のキャンセル微分閾値Ｄ１を通過しなかったと判定した場合、特性データ記憶部１８−１に記憶されている複数のリファレンス微分特性曲線、または電池モデル式のパラメータセットの中から、上述の過渡影響度合の指標ΔＱｍと関連付けされた適切なリファレンス微分特性曲線を選択する。例えば、図２３に示すように、ｄＶ／ｄＱ値が所定のキャンセル微分閾値Ｄ１を通過することなく、容量Ｑが所定の容量閾値Ｄ２を通過した場合に、最大容量演算可否判定部１６１は、ｄＶ／ｄＱ値が所定のキャンセル微分閾値Ｄ１を通過しなかったと判定する。
【０１０４】
ステップＳ２３３：
最大容量演算可否判定部１６１は、指標ΔＱｍと関連付けされた適切なリファレンス微分特性曲線を選択できた場合、最大容量の測定に必要な“特徴領域”を含む領域を実測できたと判定し、測定可能通知およびリファレンス微分特性曲線を最大容量最適化処理部１６２に出力し、本フローチャートの処理を終了する。なお、最大容量演算可否判定部１６１から測定可能通知を受信した最大容量最適化処理部１６２および最大容量決定部１６３は、このリファレンス微分特性曲線を用いて所定の演算処理を行う。
【０１０５】
ステップＳ２３５：
一方、最大容量演算可否判定部１６１は、指標ΔＱｍと関連付けされた適切なリファレンスを選択できなかった場合（例えば、指標ΔＱｍと関連付けされた適切なリファレンスが特性データ記憶部１８−１に記憶されていない場合）、最大容量の測定に必要な“特徴領域”を含む領域を実測できなかったと判定し、測定不可能通知を、入出力部１４を介してバッテリ制御システム４に出力し、本フローチャートの処理を終了する。
【０１０６】
なお、上記においては、ｄＶ／ｄＱ値と、ΔＱＴとの間の関係に着目した判定処理を説明したが、これらに代えてまたは加えて、ｄＱ／ｄＶ値と、電圧値との間の関係に着目した判定処理を行ってもよい。
【０１０７】
本実施形態によれば、充放電曲線の微分特性を利用した電池状態診断において、残存容量および最大容量の評価に適切な特性曲線が得られているかを判定し、二次電池の過渡条件を考慮した上で残存容量および最大容量を推定することができる。
【０１０８】
本実施形態によれば、複数の閾値（キャンセル閾値を含む）を用いることで、残存容量および最大容量の評価に適切な所望の特性曲線を得ることができる。また、第２微分閾値を通過したポイントの目印として、測定データ記憶部１８−２に時系列に記憶されているデータ上にマーキング処理を行うことで、残存容量および最大容量の推定に用いる所望の“特徴領域”を抽出することができる。
【０１０９】
また、本実施形態によれば、電池の過渡条件に応じて適切なリファレンス微分特性曲線を選択することで、高精度な電池状態診断を行うことができる。
【０１１０】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１実施形態と比較して、第２の実施形態における二次電池容量測定システムは温度センサ５をさらに備える点が異なる。本実施形態では、残存容量演算可否の判定処理または最大容量演算可否の判定処理において、この温度センサ５で測定された温度に基づいてリファレンス微分特性曲線を選択する。このため、第２の実施形態の説明において、上記の第１実施形態と同様の部分には同じ参照番号を付与し、その説明を省略あるいは簡略化する。
【０１１１】
図２４は、本実施形態における二次電池容量測定システムの一例を示す図である。温度センサ５は、電池モジュール２を構成する電池２２の各々の温度を測定し、測定結果をＡ／Ｄ変換部１１に出力する。Ａ／Ｄ変換部１１は、温度センサ５により測定された温度を所定のサンプリング周期でサンプリングし、サンプリングされたアナログデータの測定値をデジタルデータに変換する。平均化処理部１２は、Ａ／Ｄ変換部１１から入力されたデジタルデータに変換された温度値Ｔを平均化処理して出力する。
【０１１２】
データ変換部１３は、平均化処理部１２から入力された平均化された温度値Ｔを時系列に入出力部１４に対して出力する。入出力部１４は、データ変換部１３から入力された温度値Ｔを時系列に測定データ記憶部１８−２に対して書き込んで記憶させる。
【０１１３】
特性データ記憶部１８−１には、例えば、過渡条件毎、および温度条件毎に設定された複数のリファレンス微分曲線、あるいは、リファレンス微分曲線を記述するための電池モデル式のパラメータセットが記憶されている。図２５は、特性データ記憶部１８−１に記憶されているデータ構成の一例を示す図である。特性データ記憶部１８−１には、例えば、リファレンス１として、過渡影響度合の指標ΔＱｍが０＜ΔＱｍ≦ａ（ａは正の数）を満たし（条件１）、温度Ｔが０＜Ｔ≦ｔ１（ｔ１は正の数）を満たす（条件２）場合のリファレンス微分曲線として微分曲線１が記憶されている。その他、リファレンス２として、リファレンス１と同じく過渡影響度合の指標ΔＱｍが０＜ΔＱｍ≦ａを満たし（条件１）、リファレンス１とは異なり温度Ｔがｔ１＜Ｔ≦ｔ２（ｔ２は正の数）を満たす（条件２）場合のリファレンス微分曲線として微分曲線２が記憶されている。
【０１１４】
＜残存容量演算可否の判定処理＞
第１実施形態と比較して、本実施形態における残存容量演算可否の判定処理は、第１実施形態のステップＳ１３１において、温度センサ５で測定された温度に基づいてリファレンス微分特性曲線を選択する点が異なる。このため、上記の第１実施形態と同様の動作についての説明は省略し、第１実施形態のステップＳ１３１についてのみ説明する。
【０１１５】
本実施形態における残存容量演算可否判定部１５１は、ステップＳ１３１において、ｄＶ／ｄＱ値が所定のキャンセル微分閾値Ｃ１を通過しなかったと判定した場合、特性データ記憶部１８−１に記憶されている複数のリファレンス微分特性曲線、または電池モデル式のパラメータセットの中から、上述の過渡影響度合の指標ΔＱｍと、測定データ記憶部１８−２から読み出した第２微分閾値Ｔ２を通過したポイントＰ３における電池の温度値Ｔと、に関連付けされた適切なリファレンス微分特性曲線を選択する。例えば、残存容量演算可否判定部１５１は、過渡影響度合の指標ΔＱｍが０＜ΔＱｍ≦ａを満たし（条件１）、温度Ｔがｔ１＜Ｔ≦ｔ２を満たす（条件２）場合には、リファレンス微分曲線として微分曲線２を選択する。以後、残存容量最適化処理部１５２および残存容量決定部１５３は、微分曲線２を用いて所定の演算処理を行う。
【０１１６】
＜最大容量演算可否の判定処理＞
第１実施形態と比較して、本実施形態における最大容量演算可否の判定処理は、第１実施形態のステップＳ２３１において、温度センサ５で測定された温度に基づいてリファレンス微分特性曲線を選択する点が異なる。このため、上記の第１実施形態と同様の動作についての説明は省略し、第１実施形態のステップＳ２３１についてのみ説明する。
【０１１７】
本実施形態における最大容量演算可否判定部１６１は、ステップＳ２３１において、ｄＶ／ｄＱ値が所定のキャンセル微分閾値Ｄ１を通過しなかったと判定した場合、特性データ記憶部１８−１に記憶されている複数のリファレンス微分特性曲線、または電池モデル式のパラメータセットの中から、上述の過渡影響度合の指標ΔＱｍと、測定データ記憶部１８−２から読み出した第２微分閾値Ｔ２を通過したポイントＲ３における電池の温度値Ｔと、に関連付けされた適切なリファレンス微分特性曲線を選択する。例えば、最大容量演算可否判定部１６１は、過渡影響度合の指標ΔＱｍが０＜ΔＱｍ≦ａを満たし（条件１）、温度Ｔがｔ１＜Ｔ≦ｔ２を満たす（条件２）場合には、リファレンス微分曲線として微分曲線２を選択する。以後、最大容量最適化処理部１６２および最大容量決定部１６３は、微分曲線２を用いて所定の演算処理を行う。
【０１１８】
本実施形態によれば、充放電曲線の微分特性を利用した電池状態診断において、残存容量および最大容量の評価に適切な特性曲線が得られているかを判定し、二次電池の過渡条件や温度条件を考慮した上で残存容量および最大容量を推定することができる。
【０１１９】
本実施形態によれば、複数の閾値（キャンセル閾値）を用いることで、残存容量および最大容量の評価に適切な所望の特性曲線を得ることができる。また、第２微分閾値Ｖ２を通過したポイントの目印として、測定データ記憶部１８−２に時系列に記憶されているデータ上にマーキング処理を行うことで、残存容量および最大容量の推定に用いる所望の“特徴領域”を抽出することができる。
【０１２０】
また、本実施形態によれば、電池の過渡条件および温度条件に応じて適切なリファレンス微分特性曲線を選択することで、高精度な電池状態診断を行うことができる。
【０１２１】
なお、本発明における二次電池容量測定システム１の各々の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより二次電池容量測定の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【０１２２】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、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、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【０１２３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせなどは一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求などに基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【０１２４】
１…二次電池容量測定システム
２…電池モジュール
３…電圧センサ
４…バッテリ制御システム
５…温度センサ
１１…Ａ／Ｄ変換部
１２…平均化処理部
１３…データ変換部
１４…入出力部
１５…残存容量演算部
１６…最大容量演算部
１７…制御部
１８−１…特性データ記憶部
１８−２…測定データ記憶部
１８−３…推定値記憶部
２１…電流センサ
２２…電池
１５１…残存容量演算可否判定部
１５２…残存容量最適化処理部
１５３…残存容量決定部
１６１…最大容量演算可否判定部
１６２…最大容量最適化処理部
１６３…最大容量決定部
【図１】
0006477610.tif 000002
【図２】
0006477610.tif 000003
【図３】
0006477610.tif 000004
【図４】
0006477610.tif 000005
【図５】
0006477610.tif 000006
【図６】
0006477610.tif 000007
【図７】
0006477610.tif 000008
【図８】
0006477610.tif 000009
【図９】
0006477610.tif 000010
【図１０】
0006477610.tif 000011
【図１１】
0006477610.tif 000012
【図１２】
0006477610.tif 000013
【図１３】
0006477610.tif 000014
【図１４】
0006477610.tif 000015
【図１５】
0006477610.tif 000016
【図１６】
0006477610.tif 000017
【図１７】
0006477610.tif 000018
【図１８】
0006477610.tif 000019
【図１９】
0006477610.tif 000020
【図２０】
0006477610.tif 000021
【図２１】
0006477610.tif 000022
【図２２】
0006477610.tif 000023
【図２３】
0006477610.tif 000024
【図２４】
0006477610.tif 000025
【図２５】
0006477610.tif 000026