(57)【要約】【課題】ＩＧ−ＯＮ状態及びＩＧ−ＯＦＦ状態の車両の電池の寿命を精度よく判定する簡易な車両用電池寿命判定装置及び電池寿命判定システムを提供する。【解決手段】電池１１を動力源として搭載した車両１０の、電池の正極端子１４及び負極端子１５に接続される電池接続部２と、電池接続部２を介して入力される電池の状態を計測する電池状態計測部３と、車両の諸元データ及び走行履歴を入力する走行履歴入力部４と、入力された走行履歴から電池の使用履歴を判断する電池履歴判断部５と、電池の状態及び電池の使用履歴と、電池劣化の程度との関係を記憶する電池情報記憶部６と、電池の状態及び電池の使用履歴と、電池情報記憶部６に記憶された電池の状態及び電池の使用履歴と電池劣化の程度との関係に基づいて電池の寿命を判定する電池寿命判定部７と、判定結果を出力する電池寿命出力部８と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池を動力源として搭載した車両の、電池の正極端子及び負極端子にそれぞれ接続される電池接続部と、
電池接続部を介して入力される電池の状態を計測する電池状態計測部と、
車両に関する諸元データ及び走行履歴を入力する走行履歴入力部と、
入力された車両に関する諸元データ及び走行履歴から、電池の使用履歴を判断する電池履歴判断部と、
電池の状態及び電池の使用履歴と、電池劣化の程度との関係に関するデータを記憶する電池情報記憶部と、
電池情報記憶部に記憶されたデータに基づき、入力された諸元データと、電池状態計測部により計測された電池の状態と、電池履歴判断部により判断された電池の使用履歴とから、電池劣化の程度を見積り、電池の寿命を判定する電池寿命判定部と、
判定結果を出力する電池寿命出力部と、
を備えることを特徴とする車両用電池寿命判定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用電池寿命判定装置であって、電池情報記憶部は、車両走行試験から計測された、電池の電圧値の低下と電池劣化の程度との関係に関するデータを記憶し、電池寿命判定部は、電池状態計測部により計測された電池の電圧値の低下から、電池劣化の程度を見積ることを特徴とする車両用電池寿命判定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用電池寿命判定装置であって、電池情報記憶部は、車両走行試験から計測された、電池の電圧についてのモジュール間でのばらつきの程度と電池劣化の程度との関係に関するデータを記憶し、電池寿命判定部は、電池状態計測部により計測された電池の電圧のばらつきの程度から、電池劣化の程度を見積ることを特徴とする車両用電池寿命判定装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１に記載の車両用電池寿命判定装置であって、電池履歴判断部は、車両の走行距離を判断し、電池情報記憶部は、車両走行試験から計測された、車両の走行距離と電池劣化の程度との関係に関するデータを記憶し、電池寿命判定部は、電池履歴判断部により判断された車両の走行距離から、電池劣化の程度を見積ることを特徴とする車両用電池寿命判定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車両用電池寿命判定装置であって、走行履歴入力部には、車両の過去の車両走行パターンが入力され、電池情報記憶部は、車両走行試験から計測された、車両走行パターンと電池劣化の程度との関係に関するデータを記憶し、電池寿命判定部は、走行履歴入力部に入力された車両走行パターンごとの走行距離から、電池劣化の程度を見積り、電池の寿命を判定することを特徴とする車両用電池寿命判定装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１に記載の車両用電池寿命判定装置であって、電池履歴判断部は、車両の走行履歴から車両の放置期間を判断し、電池情報記憶部は、車両走行試験から計測された、車両の放置期間と電池劣化の程度との関係に関するデータを記憶し、電池寿命判定部は、電池履歴判断部により判断された車両の放置期間から、電池劣化の程度を見積ることを特徴とする車両用電池寿命判定装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１に記載の車両用電池寿命判定装置であって、車両用電池寿命判定装置は、車両の車載ＥＣＵと接続する車載ＥＣＵ接続部をさらに備え、電池履歴判断部は、車載ＥＣＵ接続部を介して入力された車両の走行記録データから電池の使用履歴を判断することを特徴とする車両用電池寿命判定装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１に記載の車両用電池寿命判定装置であって、車両用電池寿命判定装置は、寿命を判定する電池から電池接続部を介して電源を供給されることを特徴とする車両用電池寿命判定装置。
【請求項９】
電池を動力源として搭載した車両の車両走行に関するデータを測定する車両走行測定部と、
車両に関する諸元データ及び走行履歴と、車両走行測定部にて測定された車両走行に関する履歴データを記録する車両走行記録部と、を有して車両に搭載される車両搭載計測装置と、
車両の車両走行記録部に接続され、記録された車両に関する諸元データ及び走行履歴と、車両走行に関する履歴データを入力する履歴データ入力部と、
入力された車両に関する諸元データ及び走行履歴と車両走行に関する履歴データから、電池の使用履歴を判断する電池履歴判断部と、
車両に搭載された電池の正極端子及び負極端子にそれぞれ接続される電池接続部と、
電池接続部を介して入力される電池の状態を計測する電池状態計測部と、
車両走行に関する履歴データ、電池の状態及び電池の使用履歴と、電池劣化の程度との関係に関するデータを記憶する電池情報記憶部と、
電池情報記憶部に記憶されたデータに基づき、車両に関する諸元データ及び車両走行に関する履歴データと、電池状態計測部により計測された電池の状態と、電池履歴判断部により判断された電池の使用履歴とから、電池劣化の程度を見積り、電池の寿命を判定する電池寿命判定部と、
判定結果を出力する電池寿命出力部と、を有する電池寿命判定装置と、
を備えることを特徴とする車両用電池寿命判定システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の車両用電池寿命判定システムであって、電池情報記憶部は、車両走行試験から計測された、電池の電圧値の低下と電池劣化の程度との関係に関するデータを記憶し、電池寿命判定部は、電池状態計測部により計測された電池の電圧値の低下から、電池劣化の程度を見積ることを特徴とする車両用電池寿命判定システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の車両用電池寿命判定システムであって、電池情報記憶部は、車両走行試験から計測された、電池の電圧についてのモジュール間でのばらつきの程度と電池劣化の程度との関係に関するデータを記憶し、電池寿命判定部は、電池状態計測部により計測された電池の電圧のばらつきの程度から、電池劣化の程度を見積ることを特徴とする車両用電池寿命判定システム。
【請求項１２】
請求項９乃至１１のいずれか１に記載の車両用電池寿命判定システムであって、電池履歴判断部は、車両の走行距離を判断し、電池情報記憶部は、車両走行試験から計測された、車両の走行距離と電池劣化の程度との関係に関するデータを記憶し、電池寿命判定部は、電池履歴判断部により判断された車両の走行距離から、電池劣化の程度を見積ることを特徴とする車両用電池寿命判定システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の車両用電池寿命判定システムであって、電池寿命判定部は、車両走行記録部に記録された車両走行に関する履歴データから車両の車両走行パターンを判断し、車両情報記憶部に記憶された車両走行パターンでの電池劣化に関するデータに基づき、電池劣化の程度を見積ることを特徴とする車両用電池寿命判定システム。
【請求項１４】
請求項９乃至１３のいずれか１に記載の車両用電池寿命判定システムであって、電池履歴判断部は、車両の車両走行に関する履歴データから車両の放置期間を判断し、電池情報記憶部は、車両走行試験から計測された、車両の放置期間と電池劣化の程度との関係に関するデータを記憶し、電池寿命判定部は、電池履歴判断部により判断された車両の放置期間から電池劣化の程度を見積ることを特徴とする車両用電池寿命判定システム。
【請求項１５】
請求項９乃至１４のいずれか１に記載の車両用電池寿命判定システムであって、車両用電池寿命判定装置は、寿命を判定する電池から電池接続部を介して電源を供給されることを特徴とする車両用電池寿命判定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用電池寿命判定装置及び車両用電池寿命判定システムに係り、特に、電池を動力源として搭載した車両について、電池寿命を判定する装置及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電池を動力源として搭載した車両とは、例えば、ハイブリッドシステムのようにガソリンエンジンと電気モータとを動力源とするハイブリッド車、燃料電池を動力源とする電気自動車、或いは、今後開発される、電池を動力源として使用する総ての車両を総称する。
【０００３】
このような電池を動力源として搭載した車両の電池は、使用により経時劣化するため寿命を有する。これは、長時間の走行により、電池の内部抵抗が上昇し、セルの充放電能力（電池容量）が次第に低下していくからである。従って、ハイブリッド車や電気自動車等の電池は、適切に把握されなければならない。
【０００４】
電池の経時劣化に影響する外部要因は、主として車両諸元及び車両走行に関するものがある。車両諸元とは、車両の車種等に関するもので、例えば年式、車重、あるいは設備仕様をいう。この設備仕様とは、例えば、車両に搭載されているエンジン、エアコンディショナ等の電装品の種類や容量をいう。車両の車種や設備仕様は、車両の電池の消費量にかかわるため、電池劣化に影響する要因となる。車両走行とは、例えば、車両の走行距離や運転操作に関するものである。一般的に、車両の走行距離により電池劣化が進行するため電池劣化に影響する要因となる。また、電池劣化の程度は運転操作者の運転操作によってもその影響が異なる。その他の外部要因には、電池環境、及び電装品に関する電力消費がある。電池環境とは、例えば、電池の温度、雰囲気温度、或いは湿度といった電池自体が置かれている環境をいう。電池は、その過放電や過充電により劣化が進行するため電池劣化に影響する要因となる。電装品に関する電力消費とは、例えば、車両に搭載されているエアコンディショナ、オーディオ等の電力を消費する電装品をいう。これらの電装品は電池に蓄えられた電力を消費するため電池劣化に影響する要因となる。
【０００５】
電池の経時劣化に影響する内部要因には、電池を構成するセルの集合体であるモジュール間の充放電能力のばらつきがある。各モジュールは、その製造時の品質のばらつき、電池内部での温度条件のばらつき等により、電池劣化の程度は一様ではない。これらのモジュールは、モジュールごとに電池容量があり、電池内で直列に接続する。従って、１つのモジュールの電池容量が低下すると電池全体の電池容量に影響する。
【０００６】
電池劣化に関する従来技術として、各セルの充放電能力のばらつきを検出し、事前に警告を発して運転操作者に均等充電の実施を促すシステムが開示されている。これは、電池の各セルは、その充放電能力が一様に劣化するのではなく、セルごとにばらつきが生じることによる。このばらつきが過大になると、電池の寿命に影響が出ることから、運転操作者に事前に警告を発するものである。この場合、外部充電器で低電流を長時間流し続けることで、総てのセルを満充電状態に揃えリフレッシュさせることが可能である。
【０００７】
ここで、車両には、ＩＧ−ＯＮ状態、ＩＧ−ＯＦＦ状態、ＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態の３つの状態がある。ＩＧ−ＯＮ状態とは、車両の動力源である電池とインバータやモータなどの負荷とがリレーを介して接続された状態であり、ＩＧ−ＯＦＦ状態とは、この電池とインバータやモータなどの負荷とがリレーを介して接続されていない状態である。そして、ＩＧ−ＯＦＦ状態で運転手がＩＧ−ＯＮを行うと、ハイブリッドＥＣＵがシステムチェックを行い、システムが正常と判断されるとＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態となる。
【０００８】
ＩＧ−ＯＮ状態における電池劣化の程度を診断する装置については現状ではない。通常は、車両の保守員がその車両に出向き、電池の蓋を開けモジュール等の分解作業を行い、テスターを用いて電池の状態を判断する。ＩＧ−ＯＦＦ状態の場合には、レッカー車が出動し、その故障車を修理工場まで運搬して対処する場合もある。
【０００９】
一方、特許文献１には、電気自動車用バッテリ充電装置が開示されている。ここでは、ＩＣカードに車載ＩＣライタにてバッテリの使用状況を記録し、充電器にＩＣカードを挿入することで、充電器側でバッテリに関する診断を行い、診断結果に基づいて充電制御が行われる。
【００１０】
【特許文献１】特開平５−２２７６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
現状では、ＩＧ−ＯＮ状態及びＩＧ−ＯＦＦ状態の車両に対し、電池の寿命を判定する装置がなく、テスターを用いて電池の電圧を直接測定している。この作業は、専門性が高く、また高圧電池を扱うことから安全性を確保しながらの作業となる。従って、現状では、ＩＧ−ＯＮ状態及びＩＧ−ＯＦＦ状態の車両の電池の寿命を簡易に判定することは難しい。
【００１２】
また、テスターを用いた電池の電圧測定だけでは、車両の電池の使用履歴が反映されず、測定時における電池の状況下から電池の寿命を判断するしかない。従って、現状では、ＩＧ−ＯＮ状態及びＩＧ−ＯＦＦ状態の車両の電池の寿命を精度よく判断することが難しい。
【００１３】
本願の目的は、かかる課題を解決し、ＩＧ−ＯＮ状態及びＩＧ−ＯＦＦ状態の車両の電池の寿命を精度よく判定する簡易な車両用電池寿命判定装置及び電池寿命判定システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明に係る車両用電池寿命判定装置は、電池を動力源として搭載した車両の、電池の正極端子及び負極端子にそれぞれ接続される電池接続部と、電池接続部を介して入力される電池の状態を計測する電池状態計測部と、車両に関する諸元データ及び走行履歴を入力する走行履歴入力部と、入力された車両に関する諸元データ及び走行履歴から、電池の使用履歴を判断する電池履歴判断部と、電池の状態及び電池の使用履歴と、電池劣化の程度との関係に関するデータを記憶する電池情報記憶部と、電池情報記憶部に記憶されたデータに基づき、入力された諸元データと、電池状態計測部により計測された電池の状態と、電池履歴判断部により判断された電池の使用履歴とから、電池劣化の程度を見積り、電池の寿命を判定する電池寿命判定部と、判定結果を出力する電池寿命出力部と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、車両用電池寿命判定装置は、電池情報記憶部が、車両走行試験から計測された、電池の電圧値の低下と電池劣化の程度との関係に関するデータを記憶し、電池寿命判定部は、電池状態計測部により計測された電池の電圧値の低下から、電池劣化の程度を見積ることが好ましい。
【００１６】
また、車両用電池寿命判定装置は、電池情報記憶部が、車両走行試験から計測された、電池の電圧についてのモジュール間でのばらつきの程度と電池劣化の程度との関係に関するデータを記憶し、電池寿命判定部は、電池状態計測部により計測された電池の電圧のばらつきの程度から、電池劣化の程度を見積ることが好ましい。
【００１７】
また、車両用電池寿命判定装置は、電池履歴判断部が、車両の走行距離を判断し、電池情報記憶部は、車両走行試験から計測された、車両の走行距離と電池劣化の程度との関係に関するデータを記憶し、電池寿命判定部は、電池履歴判断部により判断された車両の走行距離から、電池劣化の程度を見積ることが好ましい。
【００１８】
また、車両用電池寿命判定装置は、走行履歴入力部には、車両の過去の車両走行パターンが入力され、電池情報記憶部が、車両走行試験から計測された、車両走行パターンと電池劣化の程度との関係に関するデータを記憶し、電池寿命判定部が、走行履歴入力部に入力された車両走行パターンごとの走行距離から、電池劣化の程度を見積り、電池の寿命を判定することが好ましい。
【００１９】
また、車両用電池寿命判定装置は、電池履歴判断部が、車両の走行履歴から車両の放置期間を判断し、電池情報記憶部が、車両走行試験から計測された、車両の放置期間と電池劣化の程度との関係に関するデータを記憶し、電池寿命判定部が、電池履歴判断部により判断された車両の放置期間から、電池劣化の程度を見積ることが好ましい。
【００２０】
また、車両用電池寿命判定装置は、車両用電池寿命判定装置が、車両の車載ＥＣＵと接続する車載ＥＣＵ接続部をさらに備え、電池履歴判断部が、車載ＥＣＵ接続部を介して入力された車両の走行記録データから電池の使用履歴を判断することが好ましい。
【００２１】
また、車両用電池寿命判定装置は、車両用電池寿命判定装置が、寿命を判定する電池から電池接続部を介して電源を供給されることが好ましい。
【００２２】
本発明に係る車両用電池寿命判定システムは、電池を動力源として搭載した車両の車両走行に関するデータを測定する車両走行測定部と、車両に関する諸元データ及び走行履歴と、車両走行測定部にて測定された車両走行に関する履歴データを記録する車両走行記録部と、を有して車両に搭載される車両搭載計測装置と、車両の車両走行記録部に接続され、記録された車両に関する諸元データ及び走行履歴と、車両走行に関する履歴データを入力する履歴データ入力部と、入力された車両に関する諸元データ及び走行履歴と車両走行に関する履歴データから、電池の使用履歴を判断する電池履歴判断部と、車両に搭載された電池の正極端子及び負極端子にそれぞれ接続される電池接続部と、電池接続部を介して入力される電池の状態を計測する電池状態計測部と、車両走行に関する履歴データ、電池の状態及び電池の使用履歴と、電池劣化の程度との関係に関するデータを記憶する電池情報記憶部と、電池情報記憶部に記憶されたデータに基づき、車両に関する諸元データ及び車両走行に関する履歴データと、電池状態計測部により計測された電池の状態と、電池履歴判断部により判断された電池の使用履歴とから、電池劣化の程度を見積り、電池の寿命を判定する電池寿命判定部と、判定結果を出力する電池寿命出力部と、を有する電池寿命判定装置と、を備えることを特徴とする。
【００２３】
また、車両用電池寿命判定システムは、電池情報記憶部が、車両走行試験から計測された、電池の電圧値の低下と電池劣化の程度との関係に関するデータを記憶し、電池寿命判定部が、電池状態計測部により計測された電池の電圧値の低下から、電池劣化の程度を見積ることが好ましい。
【００２４】
また、車両用電池寿命判定システムは、電池情報記憶部が、車両走行試験から計測された、電池の電圧についてのモジュール間でのばらつきの程度と電池劣化の程度との関係に関するデータを記憶し、電池寿命判定部が、電池状態計測部により計測された電池の電圧のばらつきの程度から、電池劣化の程度を見積ることが好ましい。
【００２５】
また、車両用電池寿命判定システムは、電池履歴判断部が、車両の走行距離を判断し、電池情報記憶部が、車両走行試験から計測された、車両の走行距離と電池劣化の程度との関係に関するデータを記憶し、電池寿命判定部が、電池履歴判断部により判断された車両の走行距離から、電池劣化の程度を見積ることが好ましい。
【００２６】
また、車両用電池寿命判定システムは、電池寿命判定部が、車両走行記録部に記録された車両走行に関する履歴データから車両の車両走行パターンを判断し、車両情報記憶部に記憶された車両走行パターンでの電池劣化に関するデータに基づき、電池劣化の程度を見積ることが好ましい。
【００２７】
また、車両用電池寿命判定システムは、電池履歴判断部が、車両の車両走行に関する履歴データから車両の放置期間を判断し、電池情報記憶部が、車両走行試験から計測された、車両の放置期間と電池劣化の程度との関係に関するデータを記憶し、電池寿命判定部が、電池履歴判断部により判断された車両の放置期間から電池劣化の程度を見積ることが好ましい。
【００２８】
また、車両用電池寿命判定システムは、車両用電池寿命判定装置が、寿命を判定する電池から電池接続部を介して電源を供給されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
上記構成により、車両用電池寿命判定装置は、ＩＧ−ＯＮ状態及びＩＧ−ＯＦＦ状態の車両の電池に接続することで電池の寿命を判定することができ、簡易な装置となる。また、車両用電池寿命判定装置は、電池の状態及び電池の使用履歴と電池劣化の程度との関係に基づいて電池の寿命を判定することから精度の高い判定結果を得ることが可能となる。
【００３０】
また、車両用電池寿命判定システムは、電池寿命判定装置をＩＧ−ＯＮ状態の車両の電池に接続することで電池の寿命を判定することができ、簡易な装置となる。また、車両用電池寿命判定システムでは、車両用電池寿命判定装置を、車両に搭載された車両走行記録部と接続する。そして、車両走行記録部から車両走行時における車両走行に関するデータと、車両に関する諸元データ及び走行履歴とを入力して電池の寿命を判定する。従って、車両の走行時における電池劣化も考慮した精度の高い電池の寿命についての判定結果を得ることが可能となる。
【００３１】
以上のように、本発明に係る車両用電池寿命判定装置及び電池寿命判定システムによれば、ＩＧ−ＯＮ状態及びＩＧ−ＯＦＦ状態の車両の電池の寿命を精度よく判定することが可能となり、簡易な装置及びシステムとなる。また、ＲＥＡＤＹ−ＯＮ状態に移行する前に車両の電池の寿命を判定することが可能であることから、走行によりさらに電池劣化を促進してしまう前に運転者に知らせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。
【００３３】
（車両用電池寿命判定装置）
図１に、車両用電池寿命判定装置の１つの実施形態の概略構成を示す。車両用電池寿命判定装置１は、電池接続部２、電池状態計測部３、走行履歴入力部４、電池履歴判断部５、電池情報記憶部６、電池寿命判定部７、及び電池寿命出力部８から構成される。また、車両１０には、正極端子１４と負極端子１５とを有する電池１１、及びその電池１１を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）である車載ＥＣＵ１２が搭載されている。
【００３４】
本実施形態では、車両１０は、ＩＧ−ＯＮ又はＩＧ−ＯＦＦのいずれかの状態にある。しかし、ＩＧ−ＯＦＦ状態の場合は、電池とインバータやモータなどの負荷とがリレーを介して接続されていない状態であるため、車載ＥＣＵ１２は使用できない。車両用電池寿命判定装置１は、このＩＧ−ＯＮ状態又はＩＧ−ＯＦＦ状態の車両１０に持ち込まれる。そして、車両用電池寿命判定装置１は、車両１０の電池１１に接続され、電池１１の寿命を判定する。なお、本実施形態では、車両はハイブリッド車の場合であるが、燃料電池を動力源とする電気自動車等であっても良い。
【００３５】
図２に、車両１０の電池１１と、車両用電池寿命判定装置１の電池接続部２との結線の回路構成を示す。ここで、電池１１とは、走行用モータ４１を駆動制御するインバータ２９に電力を供給する、一般に１４４〜２８８Ｖの高圧である電池をいう。本実施形態では、電池はニッケル水素電池であるが、リチウムイオン電池などの他の電池であっても良い。本実施形態では、車両１０の電池１１は、３０個のモジュール１６が直列に接続される。また、各モジュール１６は、１．２Ｖのセル（図示せず）が６個直列に接続され形成される。つまり、本実施形態では、電池１１は２１６Ｖの定格電圧となる。なお、図２に示すように、この電池１１の電圧値は電圧計４２で計測され、電流値は電流計４３で計測されて電池ＥＣＵ４４に送られる。まず、車両１０内部の補機電源２８が車両用電池寿命判定装置１に電源ケーブル１７により接続される。この接続により寿命を判定する電池１１から車両用電池寿命判定装置１へ定格電流負荷が与えられる。つまり、車両用電池寿命判定装置１は、その内部に電源を有さなくても良く、簡易な装置とすることができる。次に、電池接続部２は、電池１１の各モジュール１６の正極端子１４及び負極端子１５に対して検査ケーブル１８により接続される。この接続により、電池１１の各モジュール１６の電圧値が測定される。但し、補機電源２８からの電源供給によると車両１０の燃費が低下するため、別途外部電池（図示せず）を用いても良い。さらには、電池接続部２をそのいずれとも選択できるように設定してもよい。
【００３６】
電池状態計測部３は、電池接続部２と接続された電池１１の各モジュール１６の電圧値の計測を行う。なお、本実施形態では、電池１１の電圧値の計測は、モジュール１６ごとに検査するが、さらに精度を上げるために、モジュール１６を構成するセルごとに検査しても良い。或いは、モジュール１６ごとに検査を行い、電圧値が低下しているモジュール１６は、さらにセルまで個々に検査しても良い。また、電池状態計測部３は、電圧値及び電流値の双方を計測しても良い。さらに、電池劣化に影響する要因、例えば、電池温度及び電池湿度といった環境データなどを追加して計測しても良い。
【００３７】
図３にモジュール１６ごとに計測された電圧値の一例を概念的に示す。ここでは、各モジュール１６の電圧値は、高い電圧値から低い電圧値に並べて示す。図３（ａ）は、３０個のモジュール１６の電圧値が平均的に低下している場合を示す。一方、図３（ｂ）は、最低値側の２つのモジュール１６が他のモジュール１６よりも極端に低下している場合を示す。図３（ｂ）のような分布が発生する要因としては、上述したように、モジュール１６の電池劣化の程度は、その製造時の品質のばらつき、電池内部での温度条件のばらつき等により一様ではないことによる。これらのモジュール１６は電池１１内でそれぞれ直列に接続される。従って、電池１１全体の電池容量は最低値（Ｍｉｎ．）を示すモジュール１６の電池容量により決定される。
【００３８】
走行履歴入力部４は、車両に関する諸元データ２２及び走行履歴２３を入力する。図４に、走行履歴入力部４の入力例を示す。車両に関する諸元データ２２には、車両１０の車種、年式等の車両１０の諸元が入力される。また、車両走行履歴には、納車日、走行距離、故障日、放置期間等の電池劣化の程度を判断するのに必要なデータが含まれる。図４でのデータの入力では、一例として、「車種の選択」及び「型式の選択」がポップアップ・リストから選択できるようになっている。また、「納車日」、「走行距離」、「故障日」、「放置期間」が数値入力により入力できるようになっている。ここで、「走行距離」は、その車両１０についての通算された走行距離である。この走行履歴入力部４に入力する者はその車に関連する者であれば誰でも良い。例えば、その車両１０の運転者又は車両整備員が入力しても良い。或いは、中古車のような場合には、販売店の店員が入力しても良い。
【００３９】
さらに、図４に示すように、走行履歴入力部４には、その車両１０の車両走行パターン３３が入力されても良い。本実施形態では、車両走行パターン３３とは、例えば、高速道路走行、都心部走行、市街地走行、山間部走行等の走行条件の違いにより分類されるパターンをいう。図４でのデータの入力では、一例として、車両走行パターン３３として、「高速道路走行」、「都心部走行」、「市街地走行」及び「山間部走行」が選択される。そして、車両１０の車両走行パターン３３の割合をパーセント表示で入力する。すなわち、その車両１０が、納車日から故障日の間に、どのような車両走行パターン３３で使用されたかが入力できる。この割合は、走行距離の割合であっても良く、走行時間の割合であっても良い。これは、その車両走行パターン３３における平均車速がほぼ一定と仮定すると、どちらの割合もほぼ同じとなるからである。この車両走行パターン３３は、それぞれがさらに細かく分類され、例えば、高速道路走行や都心部走行については、通常走行と渋滞走行というように、その道路の混雑の状況によりさらに細かく分類されても良い。
【００４０】
電池履歴判断部５は、入力された車両１０の走行履歴から、電池１１の使用履歴を判断する。車両１０の走行履歴から抽出される電池１１の使用履歴とは、主として、車両１０の故障前の走行距離、及び故障後に放置された放置期間をいう。これは、電池劣化の程度は、故障前のこれらの走行距離から電池１１の使用履歴が判断でき、電池劣化の程度を見積ることが可能だからである。さらに、この走行距離は、後述するように、車両走行パターン３３ごとの走行距離とすることでその精度が上がる。また、故障後の放置期間においても、電池１１は自然放電により電池劣化が進む。従って、その放置期間は、電池劣化の程度の見積りの１つの要素となる。
【００４１】
これらの故障前の走行距離及び故障後の放置期間は、図２に示すように、車両１０に搭載された車載ＥＣＵ１２に記録された記録データから入力することも可能である。図１には、車両１０に搭載された車載ＥＣＵ１２と、それに接続される車載ＥＣＵ接続部９とを破線で示す。車載ＥＣＵ１２は、電池１１の制御を行う電子制御ユニットである。電池履歴判断部５は、この車載ＥＣＵ１２に記録された履歴データから車両１０の、例えば、走行距離、放置期間などの電池１１の使用履歴に関するデータを判断する。ここで、電池履歴判断部５は、走行履歴入力部４に入力された走行履歴と、車載ＥＣＵ接続部９から入力された走行履歴のいずれかを採用してもよく、また、一方の走行履歴を主とし、他方の走行履歴を従として補正しても良い。
【００４２】
図５には、車両１０の走行距離ごとの電池劣化の程度、及びその後の放置期間ごとの電池劣化の程度のデータをグラフ化した概念図で示す。図５中の実線は、車両１０の車両走行距離による電池劣化の程度の低下曲線を示す。電池劣化の程度は、車両１０の走行開始時を１．０とし、電池交換が必要となる時点で０．０として示される。また、図５中の破線は、車両走行距離ごとに、その後の放置期間（図５では年単位で示す）による電池劣化の程度の低下曲線を示す。また、電池交換が必要となる車両走行距離（Ｌ）までの経過時間が耐用年数（Ｔ）となり、ある車両走行距離（ｌ）までの経過時間が走行時間（ｔ）となる。車両１０の車両走行パターン３３における車両速度がほぼ一定と仮定すると、Ｌ／Ｔはｌ／ｔとほぼ同じとなる。つまり、車両走行パターン３３ごとに本データを作成すると走行距離と走行時間とはほぼ比例することになる。
【００４３】
電池情報記憶部６は、その車両１０と同種の車種の走行試験から計測された、電池の状態及び電池の使用履歴と、電池劣化の程度との関係に関するデータを記憶する。図６に、電池劣化の程度に関するデータベース３１の概略構成を示す。まず、このデータベース３１は、車両１０の車種及び年式３２等ごとに分類される。車種及び年式３２は、走行履歴入力部４に入力された、車両に関する諸元データ２２のパターンに合わせて分類される。次に、各車種及び年式３２について車両走行パターン３３ごとに分類される。この車両走行パターン３３もまた走行履歴入力部４に入力された、車両１０に関する車両走行パターン３３のパターンに合わせて分類される。
【００４４】
分類された個々のデータベース３１には、図６に示すように、車両走行距離に関するデータベース３７と、放置期間に関するデータベース３８とが、車両走行パターン３３ごとに設けられる。車両走行距離に関するデータベース３７には、図５に示すような、車両走行距離（ｋｍ）ごとの電池劣化の程度のデータが記憶される。また、放置期間に関するデータベース３８には、図５に示すような、その後の放置期間ごとの電池劣化の程度のデータが記憶される。各車両走行パターン３３のデータは、車両走行試験１３の結果から抽出され、理想化された曲線で示されるデータである。すなわち、車両走行試験１３により、上記条件下での走行試験を繰り返し行い、一定間隔の走行距離ごとにその電池劣化の程度を測定し、その結果から図５に示すような実線が得られ、それが電池情報記憶部６のデータベース３１に記憶される。さらに、それぞれの走行距離ごとの、その後の放置期間ごとの電池劣化の程度を測定することで図５の破線が得られ、電池情報記憶部６のデータベース３１に記憶される。
【００４５】
また、図６に示すように、分類された個々のデータベース３１には、車両走行試験１３から計測された、モジュール１６の電圧値のばらつきに関するデータベース３９と、放置後の電圧値のばらつきに関するデータベース４０とが含まれる。電圧値のばらつきに関するデータベース３９には、走行試験の走行距離ごとに計測された電池１１のモジュール１６の電圧値のばらつきに関するデータが記憶される。さらに、電池１１のその後の電池交換が必要となるまでの期間についてのデータが記憶される。放置後の電圧値のばらつきに関するデータベース４０には、車両走行試験１３の走行距離ごとに、その後の放置期間を設定し、放置期間ごとの電圧値のばらつきに関するデータが記憶される。さらに、電池１１のその後の電池交換が必要となるまでの期間についてのデータが記憶される。これらのデータは、繰り返し計測され、それらのデータから標準値と誤差の範囲が設定され、電池情報記憶部６のデータベース３１に記憶される。
【００４６】
電池寿命判定部７は、電池情報記憶部６に記憶された上記データに基づき、走行履歴入力部４に入力された車両に関する諸元データ２２及び走行履歴２３と、電池履歴判断部５により判断された電池１１の使用履歴とから、電池劣化の程度を見積り、電池寿命を判定する。
【００４７】
ここで、電池寿命判定部７は、電池情報記憶部６に記憶された車両走行試験１３での計測結果から、まず電池劣化の程度をその車両走行パターン３３ごとに算出する。これは、車両走行パターン３３ごとに電池劣化に与える影響が異なることによる。例えば、高速道路の走行では、コーナリング、発進、停止といった電気モータを動力源とする運転操作の回数が少なく、エンジン効率の良い中速低負荷走行や電気モータがエンジンをアシストする加速走行の割合が多い。一方、都心部走行では、エンジン効率の良い中速低負荷走行は少なく、コーナリング、発進、停止といった、電気モータを動力源とする運転操作の回数が多くなる。また、減速時には回生制動による電池への充電が繰り返し行われる。したがって、車両１０の車両走行パターン３３ごとに評価することで、精度の高い寿命の判断が可能となる。
【００４８】
まず、電池寿命判定部７は、入力された車両走行パターン３３とその割合を認識する。そして、図５の車両走行距離ごとの電池劣化の程度のグラフにおいて、電池交換が必要となる車両走行距離（Ｌ）における耐用年数（Ｔ）と、入力された走行時間（ｔ）×その走行パターン３３の走行時間の割合α（％）の比から、その車両走行パターン３３での電池劣化の程度（ｄ）を算出する。或いは、電池交換が必要となる車両走行距離（Ｌ）と、入力された走行距離（ｌ）×その走行パターン３３の走行距離の割合α（％）の比から、その車両走行パターン３３での電池劣化の程度（ｄ）を算出する。この比率（αｔ／Ｔ）は、その走行時間での電池１１の耐用年数に対する電池劣化の発生率を表す。上述したように、車両１０のその走行パターン３３における平均車速が一定とすると、この比率は、入力した走行距離（ｌ）と電池交換が必要となる車両走行距離（Ｌ）とから（αｌ／Ｌ）としても表される。ここで、車両走行距離に関するデータベース３７の図５に示すグラフの曲線に基づき、これらの値に補正係数βを乗じる。この補正計数βは、その車両走行パターン３３での電池劣化の程度が、一定の割合で減少せずに曲線となる場合にその補正をするための係数である。この計算を入力された全ての車両走行パターン３３について行い、電池劣化の程度を積算する。それにより、電池１１全体の電池劣化の程度（Ｄ）が見積られる。つまり、ある車両１０について入力された通算の走行距離がｌｋｍであり、車両走行パターン３３が、高速道路走行２０％、都心部走行８０％であった場合、下記に示すような計算により電池１１の電池劣化の程度が見積られる。さらに、それぞれの車両走行パターン３３での電池劣化の程度（ｄ１，ｄ２）を積算することで電池劣化の程度（Ｄ１）が見積られる：
Ｄ１＝ｄ１＋ｄ２
ｄ１＝０．２×ｔβ／Ｔ１
ｄ２＝０．８×ｔβ／Ｔ２
或いは、
Ｄ１＝ｄ１＋ｄ２
ｄ１＝０．２×ｌβ／Ｌ１
ｄ２＝０．８×ｌβ／Ｌ２
【００４９】
次に、電池寿命判定部７は、入力された車両走行パターン３３を用い、入力された放置期間（Ｐ）を、その走行パターン３３の走行距離の割合α（％）に分ける。放置期間に関するデータベース３８に基づき、車両走行パターン３３における放置期間（Ｐ）での電池劣化の程度の低下値（ｅ）から、電池劣化の程度（ｄ３，ｄ４）を算出する。その結果を積算することで電池１１の劣化の程度（Ｄ２）が見積られる：
Ｄ２＝ｄ３＋ｄ４
ｄ３＝０．２×Ｐ×ｅ１
ｄ４＝０．８×Ｐ×ｅ２
【００５０】
電池寿命判定部７は、以上の計算から、車両走行時及び放置期間における電池劣化の程度（Ｄ）をＤ１＋Ｄ２から見積ることができる。そして、電池１１の寿命（Ｒ１）は、Ｒ１＝１−Ｄにより表される。
【００５１】
次に、電池寿命判定部７は、入力された車両走行パターン３３について、車両走行試験１３の走行距離ごとに計測された電池１１のモジュール１６の電圧値のばらつきに関するデータベース３９を検索する。そして、電池寿命判定部７は、電池状態計測部３により測定された、モジュール１６ごとの電圧値のばらつきの様態について判定を行う。すなわち、（１）モジュール１６全体としてほぼ一様に劣化しているか、（２）モジュール１６ごとにばらついて劣化しているか、或いは（３）一部のモジュール１６の過大な劣化によるものかを判断する。そして、（２）及び（３）の場合には、電池１１のリフレッシュを試みる。すなわち、外部充電器により低電流を長時間流し続ける。このばらつきの程度は、モジュール１６の電圧値の平均値、標準偏差から判断する。
【００５２】
電池寿命判定部７は、電圧値のばらつきに関するデータベース３９に基づき、電池１１のモジュール１６の電圧値の平均値、標準偏差により表現されたばらつきの程度から、その車両走行に関して、電池１１のその後の電池交換が必要となるまでの期間である寿命（ｒ１）を算定する。電池寿命判定部７は、同様に、放置後の電圧値のばらつきに関するデータベース４０に基づき、電池１１のモジュール１６の電圧値の平均値、標準偏差により表現されたばらつきの程度から、その放置期間に関して、電池１１のその後の電池交換が必要となるまでの期間である寿命（ｒ２）を算定する。そして、電池１１の寿命（Ｒ２）は、Ｒ２＝ｒ１−ｒ２で表される。
【００５３】
このように、電池寿命判定部７は、電池状態計測部３により計測された電池１１の状態から電池寿命（Ｒ２）を算出し、電池履歴判断部５により判断された電池の使用履歴から電池寿命（Ｒ１）を算出する。電池寿命判定部７は、これら２つの寿命（Ｒ１，Ｒ２）の平均値ＲとＲ１とＲ２との差Δから、電池１１について、例えば、（１）電池容量について余裕あり、（２）リフレッシュにより電池容量が改善される、（３）すぐに電池交換が必要などの電池１１の寿命を判定する。
【００５４】
電池寿命出力部８は、電池寿命判定部７で判定された判定結果を出力する。図８に、判定結果の表示例を示す。この表示例では、車両走行時での電池劣化の程度、及び車両放置による電池劣化の程度をそれぞれ表示する。この表示は、全く電池劣化がない状態を１．０とし、電池交換の必要がある状態を０．０とした場合のその間の数値で表される。或いは、棒グラフにより表しても良い。また、最終的な電池１１の寿命を月単位で表示する。この寿命の値は、上述した２つの寿命のうちの一方でも良いし、それらの平均値でも良い。また、電池１１のモジュール１６ごとの電池容量の表を表示する。さらには、上述した（１）電池容量について余裕あり、（２）リフレッシュにより電池容量が改善される、（３）すぐに電池交換が必要等のメッセージで該当するものが表示される。
【００５５】
（車両用電池寿命判定システム）
図７に、車両用電池寿命判定システムの１つの実施形態の概略構成を示す。車両用電池寿命判定システム２０は、車両用電池寿命判定装置２１と、車両１０に搭載される車両搭載計測装置３０とから構成される。また、車両搭載計測装置３０は、車両走行測定部２５及び車両走行記録部２６から構成される。さらに、本実施形態での車両用電池寿命判定装置２１は、電池接続部２、電池状態計測部３、履歴データ入力部２４、電池履歴判断部５、電池履歴記憶部６、電池寿命判定部２７、及び電池寿命出力部８から構成される。なお、電池情報記憶部６、電池履歴判断部５、電池状態計測部３、電池寿命出力部８はそれぞれ上述した車両用電池寿命判定装置１と同様な内容であるため以下の説明を省略する。
【００５６】
本実施形態では、車両１０はＩＧ−ＯＮ状態である場合に限られる。ＩＧ−ＯＦＦ状態の場合は、電池１１とインバータ２９や走行用モータ４１などの負荷とがリレーを介して接続されていない状態であるため、車両走行測定部２５及び車両走行記録部２６から構成される車両搭載計測装置３０が使用できないからである。車両用電池寿命判定装置２１は、このＩＧ−ＯＮ状態の車両１０の放置された場所に持ち込まれる。そして、車両用電池寿命判定装置２１は、車両１０の車両に関する諸元データ２２及び車両走行に関するデータを車両走行記録部２６から入力して、電池１１の寿命を判定する。なお、本実施形態では、車両１０は、ハイブリッド車の場合とするが、燃料電池を動力源とする電気自動車、或いは、今後開発される電池を動力源として使用する車両であっても良い。
【００５７】
本実施形態では、車両１０に関する測定項目として車両走行に関するデータを測定する。なお、電池１１に関する温度や湿度といった環境データ、エアコンディショナ等の電装品に関する電力消費データは、車両１０の電池劣化に影響を及ぼす。このことから、これらのデータも車両走行時に測定し、車両走行に関するデータとともに電池劣化の判断材料としても良い。
【００５８】
車両走行測定部２５は、電池１１の劣化に影響する車両走行に関するデータを測定する。この車両走行に関するデータは、車両走行データ及び運転操作データから構成される。車両走行データとは、例えば、車両１０の走行距離や走行車速等であり、走行用モータ４１等から測定する。また、運転操作データとは、例えば、ハンドリング操作データ、フットブレーキ操作データ、アクセル操作データであり、それぞれ、ハンドリング操作モニタ３４、フットブレーキ操作モニタ３５、アクセル操作モニタ３６から測定する。これらの車両走行データや運転操作データは、車両走行記録部２６に伝送される。但し、車両１０の電池寿命を判定するためにこれ以外のデータ、例えば、ハイブリッド車においては、ガソリンエンジンと電気モータとが使い分けられ駆動するが、その制御に関する測定データが含まれても良い。
【００５９】
この車両走行測定部２５は、測定したデータを一定の測定期間ごとにまとめて車両走行記録部２６に伝送する。この一定の測定期間には、例えば、車両走行パターン３３を認識するために適切な期間が設定される。
【００６０】
車両走行記録部２６には、車両に関する諸元データ２２及び走行履歴２３があらかじめ記録される。車両に関する諸元データ２２には、車両１０の車種、年式に関するデータが入力される。但し、これらのデータは、車両用の電池寿命を判定するために最低限必要なデータであり、例えば、搭載されているエンジン、エアコンディショナ、或いは、各種の電装品の種類や容量といった設備仕様に関するデータが記録されても良い。車両に関する走行履歴２３には、納車日、故障暦等の電池劣化の程度を判断するのに必要なデータが含まれる。但し、これらのデータは、車両用の電池寿命を判定するために最低限必要なデータであり、これにより、車両用電池寿命判定装置２１は、車両に関する諸元データ２２及び車両に関する走行履歴２３を入力する機能を不要とし、簡易な装置とすることができる。
【００６１】
車両用電池寿命判定装置２１の電池接続部２は、図２と同様な結線の回路構成により電池１１の正極端子１４及び負極端子１５にそれぞれ接続される。この接続により寿命を判定する電池１１から車両用電池寿命判定装置２１へ定格電流負荷が与えられる。つまり、車両用電池寿命判定装置２１は、その内部に電源を有さなくても良く、簡易な装置とすることができる。
【００６２】
履歴データ入力部２４は、車両１０に搭載された車両走行記録部２６に接続される。そして、車両走行記録部２６から車両に関する諸元データ２２及び車両に関する走行履歴２３と、履歴データとを入力し、電池履歴判断部５及び電池寿命判定部２７にデータを送信する。
【００６３】
電池寿命判定部２７は、電池情報記憶部６に記憶されたデータベースに基づき、車両に関する諸元データ２２、車両に関する走行履歴２３、及び履歴データと、電池履歴判断部５により判断された電池の使用履歴と、電池状態計測部３により計測された電池の状態とから、電池劣化の程度を見積り、電池１１の寿命を判定する。すなわち、上述した車両用電池寿命判定装置１の場合には、走行履歴入力部４から入力される、車両に関する諸元データ２２及び履歴データが、本実施形態では車両搭載計測装置３０から供給される。従って、本実施形態の車両用電池寿命判定装置２１は、車両用電池寿命判定装置１の場合と比較してより精度の高いデータに基づき電池寿命が判定可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係る車両用電池寿命判定装置の１つの実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図２】車両の電池と車両用電池寿命判定装置との結線の回路構成を示すブロック図である。
【図３】モジュールごとに計測された電圧値を高い電圧値から低い電圧値に並べて概念的に示す説明図である。
【図４】電池劣化の程度に関するデータベースの概略の構成を示す説明図である。
【図５】車両の走行距離ごとの電池劣化の程度、及びその後の放置期間ごとの電池劣化の程度をグラフ化して示した説明図である。
【図６】電池劣化の程度に関するデータベースの概略構成を示す説明図である。
【図７】本発明に係る車両用電池寿命判定システムの１つの実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図８】電池寿命出力部における判定結果の出力の１つの表示例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６５】
１，２１  車両用電池寿命判定装置、２  電池接続部、３  電池状態計測部、４  走行履歴入力部、５  電池履歴判断部、６  電池情報記憶部、７，２７  電池寿命判定部、８  電池寿命出力部、９  車載ＥＣＵ接続部、１０  車両、１１  電池、１２  車載ＥＣＵ、１３  車両走行試験、１４  正極端子、１５  負極端子、１６  モジュール、１７  電源ケーブル、１８  検査ケーブル、２０  車両用電池寿命判定システム、２２  車両に関する諸元データ、２３  車両に関する走行履歴、２４  履歴データ入力部、２５  車両走行測定部、２６  車両走行記録部、２８  補機電源、２９  インバータ、３０  車両搭載計測装置、３１  データベース、３２  車種及び年式、３３  車両走行パターン、３４  ハンドリング操作モニタ、３５  フットブレーキ操作モニタ、３６  アクセル操作モニタ、３７  走行距離に関するデータベース、３８  放置期間に関するデータベース、３９  電圧値のばらつきに関するデータベース、４０  放置後の電圧値のばらつきに関するデータベース、４１  走行用モータ、４２  電圧計、４３  電流計、４４  電池ＥＣＵ。
【図１】
2008126788.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2008126788.tif 000006
【図５】
2008126788.tif 000007
【図６】
2008126788.tif 000008
【図７】
2008126788.tif 000009
【図８】
2008126788.tif 000010