(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電素子の状態を推定する蓄電素子状態推定装置であって、
前記蓄電素子に対する充電または放電時の電流の向きが第一方向の場合の通電電気量を第一電気量とし、当該電流の向きが前記第一方向とは逆の第二方向の場合の通電電気量を第二電気量とし、所定の第一時点から第二時点までの間に、前記第一電気量を加算し、かつ、前記第二電気量を減算して得られる積算電気量が、第一範囲から外れたか否かを判断する判断部と、
前記積算電気量が前記第一範囲から外れたと判断された場合に、前記第一時点から前記第二時点までの間に、前記第一方向及び前記第二方向のいずれか一方向の電流で前記積算電気量が通電されたとして、前記蓄電素子の状態を推定する状態推定部と、を備え、
前記積算電気量は、前記蓄電素子の状態を導き出す数値として用いられる通電電気量であり、
前記蓄電素子の状態は、前記蓄電素子の性能の劣化度合いを示す劣化状態、または、前記蓄電素子が異常な挙動を示しているかを示す異常状態であり、
前記状態推定部は、前記第一時点から前記第二時点までの間に、前記第一方向の電流で前記第一電気量が通電され、かつ、前記第二方向の電流で前記第二電気量が通電されたことを、前記いずれか一方向の電流で前記積算電気量が通電されたと仮定して、前記積算電気量を前記蓄電素子の状態を導き出す数値として用いることにより、前記蓄電素子の状態を推定する
蓄電素子状態推定装置。
【請求項２】
前記判断部は、さらに、前記積算電気量が、前記第一範囲から外れる前に、前記第一範囲内の第一値と同じ値になったか否かまたは前記第一値を跨いだか否かを判断し、
前記状態推定部は、前記積算電気量が前記第一値と同じ値になったまたは前記第一値を跨いだと判断された場合に、前記第一時点から前記第二時点までの間に通電がされなかったとして、前記蓄電素子の状態を推定する
請求項１に記載の蓄電素子状態推定装置。
【請求項３】
前記状態推定部は、前記積算電気量が前記第一範囲から外れたと判断された場合に、前記第一時点から前記第二時点までの間に、前記いずれか一方向の定電流で前記積算電気量が通電されたとして、前記蓄電素子の状態を推定する
請求項１または２に記載の蓄電素子状態推定装置。
【請求項４】
前記判断部は、前記積算電気量が、第一閾値より小さく第二閾値より大きい前記第一範囲から外れたか否かを判断し、
前記状態推定部は、
前記積算電気量が前記第一閾値以上になったと判断された場合に、前記第一時点から前記第二時点までの間に、前記第一方向の電流で前記積算電気量が通電されたとして、前記蓄電素子の状態を推定し、
前記積算電気量が前記第二閾値以下になったと判断された場合に、前記第一時点から前記第二時点までの間に、前記第二方向の電流で前記積算電気量が通電されたとして、前記蓄電素子の状態を推定する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電素子状態推定装置。
【請求項５】
前記判断部は、
前記積算電気量が前記第一範囲の上限値以上になったと判断した場合、前記第一範囲の上限値及び下限値を増加させ、前記積算電気量が前記第一範囲の下限値以下になったと判断した場合、前記第一範囲の上限値及び下限値を減少させて、前記第一範囲を第二範囲に更新し、
前記第一時点から前記第二時点後の第三時点までの間の前記積算電気量が、前記第二範囲から外れたか否かを判断し、
前記状態推定部は、前記積算電気量が前記第二範囲から外れたと判断された場合に、前記第二時点から前記第三時点までの間に、前記第一方向及び前記第二方向のいずれか一方向の電流で前記積算電気量が通電されたとして、前記蓄電素子の状態を推定する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電素子状態推定装置。
【請求項６】
前記判断部は、さらに、前記積算電気量が、前記第二範囲から外れる前に、前記第二範囲内の第二値と同じ値になったか否かまたは前記第二値を跨いだか否かを判断し、
前記状態推定部は、前記積算電気量が前記第二値と同じ値になったまたは前記第二値を跨いだと判断された場合に、前記第二時点から前記第三時点までの間に通電がされなかったとして、前記蓄電素子の状態を推定する
請求項５に記載の蓄電素子状態推定装置。
【請求項７】
蓄電素子の状態を推定する蓄電素子状態推定装置が行う蓄電素子状態推定方法であって、
前記蓄電素子に対する充電または放電時の電流の向きが第一方向の場合の通電電気量を第一電気量とし、当該電流の向きが前記第一方向とは逆の第二方向の場合の通電電気量を第二電気量とし、所定の第一時点から第二時点までの間に、前記第一電気量を加算し、かつ、前記第二電気量を減算して得られる積算電気量が、第一範囲から外れたか否かを判断する判断ステップと、
前記積算電気量が前記第一範囲から外れたと判断された場合に、前記第一時点から前記第二時点までの間に、前記第一方向及び前記第二方向のいずれか一方向の電流で前記積算電気量が通電されたとして、前記蓄電素子の状態を推定する状態推定ステップと、を含み、
前記積算電気量は、前記蓄電素子の状態を導き出す数値として用いられる通電電気量であり、
前記蓄電素子の状態は、前記蓄電素子の性能の劣化度合いを示す劣化状態、または、前記蓄電素子が異常な挙動を示しているかを示す異常状態であり、
前記状態推定ステップでは、前記第一時点から前記第二時点までの間に、前記第一方向の電流で前記第一電気量が通電され、かつ、前記第二方向の電流で前記第二電気量が通電されたことを、前記いずれか一方向の電流で前記積算電気量が通電されたと仮定して、前記積算電気量を前記蓄電素子の状態を導き出す数値として用いることにより、前記蓄電素子の状態を推定する
蓄電素子状態推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電素子の状態を推定する蓄電素子状態推定装置及び蓄電素子状態推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池などの蓄電素子は、ノートパソコンや携帯電話などのモバイル機器の電源として用いられてきたが、近年、電気自動車の電源など、幅広い分野で使用されるようになってきた。そして、従来、このような蓄電素子に対して、充放電履歴などの情報に基づいて蓄電素子の状態を推定する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。この技術においては、充放電履歴などの情報を用いて、蓄電素子の寿命予測などを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−８９４２４号公報
【特許文献２】特開２０１４−８１２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術においては、充放電履歴が複雑になった場合には、蓄電素子の状態の推定精度が低くなる場合があるという問題がある。
【０００５】
すなわち、例えば蓄電素子が変電所などで運用される場合、微小で複雑に変化する電流がしばしば重畳され、充放電履歴が複雑になる。本願発明者らは、鋭意検討の結果、このように充放電履歴が複雑になった場合、全ての充放電履歴を同様の数式で計算すると、蓄電素子の状態を正確に推定できず、推定精度が低下する虞があることを見出した。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、蓄電素子の状態の推定精度を向上させることができる蓄電素子状態推定装置及び蓄電素子状態推定方法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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電素子状態推定装置は、蓄電素子の状態を推定する蓄電素子状態推定装置であって、前記蓄電素子に対する充電または放電時の電流の向きが第一方向の場合の通電電気量を第一電気量とし、当該電流の向きが前記第一方向とは逆の第二方向の場合の通電電気量を第二電気量とし、所定の第一時点から第二時点までの間に、前記第一電気量を加算し、かつ、前記第二電気量を減算して得られる積算電気量が、第一範囲から外れたか否かを判断する判断部と、前記積算電気量が前記第一範囲から外れたと判断された場合に、前記第一時点から前記第二時点までの間に、前記第一方向及び前記第二方向のいずれか一方向の電流で前記積算電気量が通電されたとして、前記蓄電素子の状態を推定する状態推定部とを備える。
【０００８】
これによれば、蓄電素子状態推定装置は、電流の向きが第一方向の第一電気量を加算しかつ第二方向の第二電気量を減算して得られる積算電気量が、第一範囲から外れたと判断した場合に、第一方向または第二方向の電流で積算電気量が通電されたとして、蓄電素子の状態を推定する。ここで、本願発明者らは、鋭意検討の結果、蓄電素子が変電所などで運用されて、微小で複雑に変化する電流がしばしば重畳され、容量が微小に変化した場合には、蓄電素子の通電による劣化量に与える影響が少ないことを見出した。このため、蓄電素子状態推定装置によれば、電流の向きが頻繁に切り替わっても、積算電気量が第一範囲から外れるまでは、電流が一方向を向いて通電されたと仮定することで、蓄電素子の状態の推定精度を向上させることができる。
【０００９】
また、前記判断部は、さらに、前記積算電気量が、前記第一範囲から外れる前に、前記第一範囲内の第一値と同じ値になったか否かまたは前記第一値を跨いだか否かを判断し、前記状態推定部は、前記積算電気量が前記第一値と同じ値になったまたは前記第一値を跨いだと判断された場合に、前記第一時点から前記第二時点までの間に通電がされなかったとして、前記蓄電素子の状態を推定することにしてもよい。
【００１０】
ここで、本願発明者らは、鋭意検討の結果、積算電気量が第一範囲から外れる前に第一範囲内の第一値（基準値）に戻った場合には、通電がされない放置状態であったとみなすことができることを見出した。このため、蓄電素子状態推定装置によれば、積算電気量が第一範囲から外れる前に第一値と同じ値になったまたは第一値を跨いだと判断した場合、通電がされなかったとして蓄電素子の状態を推定することで、蓄電素子の状態の推定精度を向上させることができる。
【００１１】
また、前記状態推定部は、前記積算電気量が前記第一範囲から外れたと判断された場合に、前記第一時点から前記第二時点までの間に、前記いずれか一方向の定電流で前記積算電気量が通電されたとして、前記蓄電素子の状態を推定することにしてもよい。
【００１２】
これによれば、蓄電素子状態推定装置は、積算電気量が第一範囲から外れたと判断された場合に、いずれか一方向の定電流で積算電気量が通電されたとして蓄電素子の状態を推定することで、蓄電素子の状態を推定するための計算を簡略化することができる。
【００１３】
また、前記判断部は、前記積算電気量が、第一閾値より小さく第二閾値より大きい前記第一範囲から外れたか否かを判断し、前記状態推定部は、前記積算電気量が前記第一閾値以上になったと判断された場合に、前記第一時点から前記第二時点までの間に、前記第一方向の電流で前記積算電気量が通電されたとして、前記蓄電素子の状態を推定し、前記積算電気量が前記第二閾値以下になったと判断された場合に、前記第一時点から前記第二時点までの間に、前記第二方向の電流で前記積算電気量が通電されたとして、前記蓄電素子の状態を推定することにしてもよい。
【００１４】
これによれば、蓄電素子状態推定装置は、積算電気量が第一閾値以上になったと判断した場合に第一方向の電流で積算電気量が通電されたとし、積算電気量が第二閾値以下になったと判断した場合に第二方向の電流で積算電気量が通電されたとして、蓄電素子の状態を推定する。これにより、蓄電素子状態推定装置によれば、充電時及び放電時ともに、蓄電素子の状態の推定精度を向上させることができる。
【００１５】
また、前記判断部は、前記積算電気量が前記第一範囲の上限値以上になったと判断した場合、前記第一範囲の上限値及び下限値を増加させ、前記積算電気量が前記第一範囲の下限値以下になったと判断した場合、前記第一範囲の上限値及び下限値を減少させて、前記第一範囲を第二範囲に更新し、前記第一時点から前記第二時点後の第三時点までの間の前記積算電気量が、前記第二範囲から外れたか否かを判断し、前記状態推定部は、前記積算電気量が前記第二範囲から外れたと判断された場合に、前記第二時点から前記第三時点までの間に、前記第一方向及び前記第二方向のいずれか一方向の電流で前記積算電気量が通電されたとして、前記蓄電素子の状態を推定することにしてもよい。
【００１６】
これによれば、蓄電素子状態推定装置は、積算電気量が第一範囲の上限値以上になったと判断した場合に第一範囲の上下限値を増加させ、積算電気量が第一範囲の下限値以下になったと判断した場合に第一範囲の上下限値を減少させて、第一範囲を第二範囲に更新し、積算電気量が第二範囲から外れたと判断した場合に、いずれか一方向の電流で積算電気量が通電されたと仮定して、蓄電素子の状態を推定する。これにより、蓄電素子状態推定装置によれば、第一範囲を第二範囲にシフトすることで、次の期間においても、蓄電素子の状態の推定精度を向上させることができる。
【００１７】
また、前記判断部は、さらに、前記積算電気量が、前記第二範囲から外れる前に、前記第二範囲内の第二値と同じ値になったか否かまたは前記第二値を跨いだか否かを判断し、前記状態推定部は、前記積算電気量が前記第二値と同じ値になったまたは前記第二値を跨いだと判断された場合に、前記第二時点から前記第三時点までの間に通電がされなかったとして、前記蓄電素子の状態を推定することにしてもよい。
【００１８】
これによれば、蓄電素子状態推定装置は、積算電気量が第二範囲から外れる前に第二範囲内の第二値（基準値）と同じ値になったまたは第二値（基準値）を跨いだと判断した場合、通電がされなかったとして蓄電素子の状態を推定する。このため、蓄電素子状態推定装置によれば、放置状態とみなすための基準値もシフトすることで、蓄電素子の状態の推定精度を向上させることができる。
【００１９】
なお、本発明は、このような蓄電素子状態推定装置として実現することができるだけでなく、蓄電素子と、当該蓄電素子の状態を推定する蓄電素子状態推定装置とを備える蓄電システムとしても実現することができる。
【００２０】
また、本発明は、蓄電素子状態推定装置が行う特徴的な処理をステップとする蓄電素子状態推定方法としても実現することができる。また、本発明は、蓄電素子状態推定装置に含まれる特徴的な処理部を備える集積回路としても実現することができる。また、本発明は、蓄電素子状態推定方法に含まれる特徴的な処理をコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、当該プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの記録媒体として実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る蓄電素子状態推定装置によれば、蓄電素子の状態の推定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態に係る蓄電素子状態推定装置を備える蓄電システムの外観図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る蓄電素子状態推定装置の機能的な構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る充放電履歴データに書き込まれるデータの一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る蓄電素子状態推定装置が蓄電素子の状態を推定する処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係る蓄電素子状態推定装置が蓄電素子の状態を推定する処理を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る蓄電素子状態推定装置が蓄電素子の状態を推定する処理を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る蓄電素子状態推定装置が蓄電素子の状態を推定する処理を説明する図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る蓄電素子状態推定装置が蓄電素子の状態を推定する処理を説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る蓄電素子状態推定装置が蓄電素子の状態を推定する処理を説明する図である。
【図１０Ａ】本発明の実施の形態に係る蓄電素子状態推定装置の効果を説明するために用いる前提データを示す図である。
【図１０Ｂ】本発明の実施の形態に係る蓄電素子状態推定装置の効果を説明するために用いる前提データを示す図である。
【図１１Ａ】本発明の実施の形態に係る蓄電素子状態推定装置の効果を示す図である。
【図１１Ｂ】本発明の実施の形態に係る蓄電素子状態推定装置の効果を示す図である。
【図１１Ｃ】本発明の実施の形態に係る蓄電素子状態推定装置の効果を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る蓄電素子状態推定装置を集積回路で実現する構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る蓄電素子状態推定装置及び当該蓄電素子状態推定装置を備える蓄電システムについて説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００２４】
（実施の形態）
まず、蓄電システム１０の構成について、説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子状態推定装置１００を備える蓄電システム１０の外観図である。
【００２６】
同図に示すように、蓄電システム１０は、複数（同図では５個）の蓄電素子状態推定装置１００と、複数（同図では５個）の蓄電素子２００と、当該複数の蓄電素子状態推定装置１００及び複数の蓄電素子２００を収容する収容ケース３００とを備えている。つまり、１つの蓄電素子２００に対応して、１つの蓄電素子状態推定装置１００が配置されている。
【００２７】
蓄電素子状態推定装置１００は、それぞれ蓄電素子２００の上方に配置され、所定時点での蓄電素子２００の状態を推定する回路を搭載した平板状の回路基板である。具体的には、１つの蓄電素子状態推定装置１００は、１つの蓄電素子２００に接続されており、当該１つの蓄電素子２００から情報を取得して、当該１つの蓄電素子２００の所定時点での劣化状態などの状態を推定する。
【００２８】
なお、ここでは、蓄電素子状態推定装置１００は、それぞれの蓄電素子２００の上方に配置されているが、蓄電素子状態推定装置１００はどこに配置されていてもよい。また、蓄電素子状態推定装置１００の形状も特に限定されない。
【００２９】
また、蓄電素子状態推定装置１００の個数は５個に限定されず、他の複数個数または１個であってもよい。つまり、複数の蓄電素子２００に対応して、１つの蓄電素子状態推定装置１００が配置されていてもよいし、１つの蓄電素子２００に対応して、複数の蓄電素子状態推定装置１００が配置されていてもよい。つまり、いくつの蓄電素子２００にいくつの蓄電素子状態推定装置１００が接続されている構成でもかまわない。この蓄電素子状態推定装置１００の詳細な機能構成の説明については、後述する。
【００３０】
蓄電素子２００は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池である。また、同図では５個の矩形状の蓄電素子２００が直列に配置されて組電池を構成している。なお、蓄電素子２００の個数は５個に限定されず、他の複数個数または１個であってもよい。また蓄電素子２００の形状も特に限定されず、円柱形状や長円柱形状などであってもよい。
【００３１】
蓄電素子２００は、容器と、当該容器に突設された電極端子（正極端子及び負極端子）とを備えており、当該容器の内方には、電極体と、当該電極体及び電極端子を接続する集電体（正極集電体及び負極集電体）とが配置され、また、電解液などの液体が封入されている。電極体は、正極、負極及びセパレータが巻回されて形成されている。なお、電極体は、巻回型の電極体ではなく、平板状極板を積層した積層型の電極体であってもよい。
【００３２】
正極は、アルミニウムやアルミニウム合金などからなる長尺帯状の金属箔である正極基材層の表面に、正極活物質層が形成された電極板である。なお、正極活物質層に用いられる正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。例えば、正極活物質として、ＬｉＭＰＯ４、ＬｉＭＳｉＯ４、ＬｉＭＢＯ３（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種または２種以上の遷移金属元素）等のポリアニオン化合物、チタン酸リチウム、ＬｉＭｎ２Ｏ４やＬｉＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４等のスピネル型リチウムマンガン酸化物、ＬｉＭＯ２（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種または２種以上の遷移金属元素）等のリチウム遷移金属酸化物等を用いることができる。
【００３３】
負極は、銅や銅合金などからなる長尺帯状の金属箔である負極基材層の表面に、負極活物質層が形成された電極板である。なお、負極活物質層に用いられる負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。例えば、負極活物質として、リチウム金属、リチウム合金（リチウム−ケイ素、リチウム−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム−錫、リチウム−アルミニウム−錫、リチウム−ガリウム、及びウッド合金等のリチウム金属含有合金）の他、リチウムを吸蔵・放出可能な合金、炭素材料（例えば黒鉛、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温焼成炭素、非晶質カーボン等）、ケイ素酸化物、金属酸化物、リチウム金属酸化物（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２等）、ポリリン酸化合物、あるいは、一般にコンバージョン負極と呼ばれる、Ｃｏ３Ｏ４やＦｅ２Ｐ等の、遷移金属と第１４族乃至第１６族元素との化合物などが挙げられる。
【００３４】
セパレータは、樹脂からなる微多孔性のシートである。なお、蓄電素子２００に用いられるセパレータは、特に従来用いられてきたものと異なるところはなく、蓄電素子２００の性能を損なうものでなければ適宜公知の材料を使用できる。また、容器に封入される電解液（非水電解質）としても、蓄電素子２００の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく様々なものを選択することができる。
【００３５】
なお、蓄電素子２００は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもかまわない。
【００３６】
次に、蓄電素子状態推定装置１００の詳細な機能構成について、説明する。
【００３７】
図２は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子状態推定装置１００の機能的な構成を示すブロック図である。
【００３８】
蓄電素子状態推定装置１００は、蓄電素子２００の状態を推定する装置である。ここで、蓄電素子２００の状態とは、蓄電素子２００の電気的または機械的な状態をいい、例えば、蓄電素子２００の性能の劣化度合いを示す劣化状態、蓄電素子２００が異常な挙動を示しているかを示す異常状態などが含まれる。
【００３９】
同図に示すように、蓄電素子状態推定装置１００は、判断部１１０、状態推定部１２０及び記憶部１３０を備えている。また、記憶部１３０は、蓄電素子２００の状態を推定する各種データを記憶するためのメモリであり、充放電履歴データ１３１及び劣化情報データ１３２が記憶されている。
【００４０】
判断部１１０は、所定の第一時点から第二時点までの間に、第一電気量を加算し、かつ、第二電気量を減算して得られる積算電気量が、第一範囲から外れたか否かを判断する。ここで、第一時点及び第二時点は、判断対象の期間の開始時点と終了時点であり、任意に定められる。また、第一電気量は、蓄電素子２００に対する充電または放電時の電流の向きが第一方向の場合の通電電気量であり、第二電気量は、当該電流の向きが第一方向とは逆の第二方向の場合の通電電気量である。つまり、第一方向が充電電流が流れる方向であれば、第二方向は放電電流が流れる方向であり、逆に、第一方向が放電電流が流れる方向であれば、第二方向は充電電流が流れる方向である。また、積算電気量は、第一電気量の合計値から、第二電気量の合計値を差し引いて算出される値である。また、第一範囲は、第一閾値を上限値とし、第二閾値を下限値とする範囲である。つまり、判断部１１０は、第一時点から第二時点までの間の積算電気量が、第一閾値より小さく第二閾値より大きい第一範囲から外れたか否かを判断する。
【００４１】
また、判断部１１０は、さらに、積算電気量が、第一範囲から外れる前に、第一範囲内の第一値と同じ値になったか否かまたは第一値を跨いだか否かを判断する。ここで、第一値は、当該判断を行うための基準値であり、第一範囲内の値であればよいが、第一範囲の中央の値であるのが好ましい。また、第一値を跨ぐとは、第一値よりも大きい値から第一値よりも小さい値になる、または、第一値よりも小さい値から第一値よりも大きい値になることである。
【００４２】
また、判断部１１０は、積算電気量が第一範囲の上限値以上になったと判断した場合、第一範囲の上限値及び下限値を増加させ、積算電気量が第一範囲の下限値以下になったと判断した場合、第一範囲の上限値及び下限値を減少させて、第一範囲を第二範囲に更新する。つまり、判断部１１０は、積算電気量が第一閾値以上になったと判断した場合、第一閾値及び第二閾値を増加させ、積算電気量が第二閾値以下になったと判断した場合、第一閾値及び第二閾値を減少させて、第一範囲を第二範囲に更新する。つまり、第二範囲は、更新後の第一範囲であり、更新後の第一閾値より小さく更新後の第二閾値より大きい範囲である。
【００４３】
また、判断部１１０は、第一時点から第三時点までの間の積算電気量が、第二範囲から外れたか否かを判断する。ここで、第三時点は、第二時点後の時点（第二時点以降の時点）であり、判断対象の期間の終了時点として任意に定められる時点である。また、判断部１１０は、さらに、積算電気量が、第二範囲から外れる前に、第二範囲内の第二値と同じ値になったか否かまたは第二値を跨いだか否かを判断する。ここで、第二値は、当該判断を行うための基準値であり、第二範囲内の値であればよいが、第二範囲の中央の値であるのが好ましい。また、第二値を跨ぐとは、第二値よりも大きい値から第二値よりも小さい値になる、または、第二値よりも小さい値から第二値よりも大きい値になることである。
【００４４】
なお、判断部１１０は、蓄電素子２００に対する充放電時の通電電気量（第一電気量、第二電気量）、電流の向き（第一方向、第二方向）、及び、第一範囲や第二範囲等を示す値（第一閾値、第二閾値、基準値）などのデータを取得して、上記処理を行う。この判断部１１０が行う上記処理について、さらに具体的に説明する。
【００４５】
判断部１１０は、蓄電素子２００の状態を推定したい時点までの蓄電素子２００の充放電履歴を取得する。具体的には、判断部１１０は、蓄電素子２００に接続され、蓄電素子２００から充放電履歴を検出して取得する。つまり、判断部１１０は、蓄電素子状態推定装置１００が載置されている蓄電素子２００の電極端子に、リード線などの配線によって電気的に接続されている。そして、判断部１１０は、所定時点までの期間において、当該配線を介して、所定のサンプリング周期（例えば１秒毎や１０秒毎）で、蓄電素子２００から充放電履歴を取得する。このように、サンプリング周期を一定期間に定める場合には、１秒以下の周期が好ましい。
【００４６】
なお、判断部１１０は、どのようなサンプリング周期で充放電履歴を取得してもよいし、蓄電素子２００の運転状態を常に監視しておき、蓄電素子２００の運転状態に所定の変化が見られた都度、充放電履歴を取得することにしてもよい。例えば、判断部１１０は、蓄電素子２００の電圧の変化を監視し、電圧の差が現在の電圧の０．１％を超えた場合に、蓄電素子２００が充放電を行ったとみなして、充放電履歴を取得することにしてもよい。この場合、例えば、判断部１１０は、蓄電素子２００の電圧の変化が０．１％を超えた都度、充放電履歴を取得していく。つまり、判断部１１０は、蓄電素子２００の電圧の変化が０．１％のサンプリング周期で、充放電履歴を取得する。
【００４７】
ここで、充放電履歴とは、蓄電素子２００の運転履歴であり、蓄電素子２００が充電または放電を行った時点（以下、充放電時点という）を示す情報、及び、当該充放電時点において蓄電素子２００が行った充電または放電に関する情報などを含む情報である。
【００４８】
具体的には、充放電時点を示す情報とは、蓄電素子２００が充電または放電を行った日付（年月日）及び時刻などを含む情報である。また、蓄電素子２００が行った充電または放電に関する情報とは、蓄電素子２００に対する充放電時の通電電気量及び電流の向きなどを示す情報である。例えば、判断部１１０は、各充放電時点での電流値に時間を乗算して（または電流値を時間で積分して）、通電電気量を算出することにより取得する。
【００４９】
そして、判断部１１０は、取得した充放電時点、通電電気量及び電流の向きなどを示す情報を対応付けて、記憶部１３０に記憶されている充放電履歴データ１３１に書き込む。
【００５０】
また、判断部１１０は、第一時点から第二時点までの間の通電電気量と電流の向きとを、充放電履歴データ１３１から読み出して取得する。そして、判断部１１０は、取得した電流の向きが第一方向の場合の通電電気量（第一電気量）を加算し、かつ、取得した電流の向きが第二方向の場合の通電電気量（第二電気量）を減算して、積算電気量を算出する。そして、判断部１１０は、算出した積算電気量を、充放電履歴データ１３１に書き込む。
【００５１】
そして、判断部１１０は、第一時点から第二時点までの間の積算電気量と、第一範囲を示す第一閾値及び第二閾値と、基準値（第一値）とを、充放電履歴データ１３１から読み出して取得する。そして、判断部１１０は、取得した積算電気量が、基準値（第一値）と同じ値になったか否かまたは基準値（第一値）を跨いだか否かを判断し、また、第一閾値より小さく第二閾値より大きい第一範囲から外れたか否かを判断する。ここで、第一範囲を示す第一閾値及び第二閾値と、基準値（第一値）とは、ユーザによって予め充放電履歴データ１３１に書き込まれている。なお、本実施の形態では、これらの値は、ユーザによって適宜決定されて入力されていることとするが、判断部１１０が所定の数式に従って算出するなどして、充放電履歴データ１３１に書き込まれることにしてもよい。
【００５２】
そして、判断部１１０は、積算電気量が第一閾値以上になったと判断した場合、第一閾値及び第二閾値を増加させて、第一範囲を第二範囲に更新する。そして、判断部１１０は、充放電履歴データ１３１に書き込まれている第二時点以降の第一閾値及び第二閾値を、更新後の（増加させた）第一閾値及び第二閾値に書き換えることで、充放電履歴データ１３１を更新する。また、判断部１１０は、積算電気量が第二閾値以下になったと判断した場合、第一閾値及び第二閾値を減少させて、第一範囲を第二範囲に更新する。そして、判断部１１０は、充放電履歴データ１３１に書き込まれている第二時点以降の第一閾値及び第二閾値を、更新後の（減少させた）第一閾値及び第二閾値に書き換えることで、充放電履歴データ１３１を更新する。また、判断部１１０は、基準値についても第一値を第二値に更新し、充放電履歴データ１３１に書き込まれている第二時点以降の基準値（第一値）を、更新後の基準値（第二値）に書き換えることで、充放電履歴データ１３１を更新する。
【００５３】
また、判断部１１０は、第一時点から第三時点までの間の積算電気量と、第二範囲を示す更新後の第一閾値及び第二閾値と、更新後の基準値（第二値）とを、充放電履歴データ１３１から読み出して取得する。そして、判断部１１０は、取得した積算電気量が、基準値（第二値）と同じ値になったか否かまたは基準値（第二値）を跨いだか否かを判断し、また、更新後の第一閾値より小さく第二閾値より大きい第二範囲から外れたか否かを判断する。
【００５４】
次に、状態推定部１２０が行う処理について、詳細に説明する。
【００５５】
状態推定部１２０は、判断部１１０が積算電気量が第一範囲から外れたと判断した場合に、第一時点から第二時点までの間に、第一方向及び第二方向のいずれか一方向の電流で積算電気量が通電されたとして、蓄電素子２００の状態を推定する。具体的には、状態推定部１２０は、積算電気量が第一範囲から外れたと判断された場合に、第一時点から第二時点までの間に、当該いずれか一方向の定電流で積算電気量が通電されたとして、蓄電素子２００の状態を推定する。
【００５６】
さらに具体的には、状態推定部１２０は、積算電気量が第一閾値以上になったと判断された場合に、第一時点から第二時点までの間に、第一方向の電流で積算電気量が通電されたとして、蓄電素子２００の状態を推定する。また、状態推定部１２０は、積算電気量が第二閾値以下になったと判断された場合に、第一時点から第二時点までの間に、第二方向の電流で積算電気量が通電されたとして、蓄電素子２００の状態を推定する。
【００５７】
つまり、状態推定部１２０は、判断部１１０が積算電気量が第一閾値以上になったと判断した場合には、第一時点から第二時点までの間の積算電気量として、第一方向の定電流で通電されたと仮定した積算電気量である採用積算電気量を算出する。また、状態推定部１２０は、判断部１１０が積算電気量が第二閾値以下になったと判断した場合には、第一時点から第二時点までの間の積算電気量として、第二方向の定電流で通電されたと仮定した積算電気量である採用積算電気量を算出する。そして、状態推定部１２０は、算出した採用積算電気量を、充放電履歴データ１３１に書き込む。
【００５８】
また、状態推定部１２０は、積算電気量が第一値と同じ値になったまたは第一値を跨いだと判断された場合に、第一時点から第二時点までの間に通電がされなかったとして、蓄電素子２００の状態を推定する。つまり、状態推定部１２０は、判断部１１０が積算電気量が第一値と同じ値になったまたは第一値を跨いだと判断した場合には、第一時点から第二時点までの間に積算電気量が変化しなかった（つまり、通電電気量が０であった）として、当該積算電気量である採用積算電気量を算出する。そして、状態推定部１２０は、算出した採用積算電気量を、充放電履歴データ１３１に書き込む。
【００５９】
また、状態推定部１２０は、積算電気量が第二範囲から外れたと判断された場合に、第二時点から第三時点までの間に、第一方向及び第二方向のいずれか一方向の電流で積算電気量が通電されたとして、蓄電素子２００の状態を推定する。つまり、状態推定部１２０は、判断部１１０が積算電気量が第二範囲から外れたと判断した場合には、第二時点から第三時点までの間の積算電気量として、第一方向及び第二方向のいずれか一方向の電流で通電されたと仮定した積算電気量である採用積算電気量を算出する。そして、状態推定部１２０は、算出した採用積算電気量を、充放電履歴データ１３１に書き込む。
【００６０】
また、状態推定部１２０は、積算電気量が第二値と同じ値になったまたは第二値を跨いだと判断された場合に、第二時点から第三時点までの間に通電がされなかったとして、蓄電素子２００の状態を推定する。つまり、状態推定部１２０は、判断部１１０が積算電気量が第二値と同じ値になったまたは第二値を跨いだと判断した場合には、第二時点から第三時点までの間に積算電気量が変化しなかった（つまり、通電電気量が０であった）として、当該積算電気量である採用積算電気量を算出する。そして、状態推定部１２０は、算出した採用積算電気量を、充放電履歴データ１３１に書き込む。
【００６１】
そして、状態推定部１２０は、充放電履歴データ１３１から、蓄電素子２００の状態を推定したい時点までの採用積算電気量を読み出し、当該採用積算電気量を用いて蓄電素子２００の状態を推定する。具体的には、状態推定部１２０は、蓄電素子２００の性能の劣化度合いを示す劣化状態、蓄電素子２００が異常な挙動を示しているかを示す異常状態などを推定する。例えば、状態推定部１２０は、蓄電素子２００の可逆容量が何％減少したかなどの容量の劣化状態を推定する。そして、状態推定部１２０は、蓄電素子２００の状態を推定した結果を、記憶部１３０に記憶されている劣化情報データ１３２に書き込む。
【００６２】
図３は、本発明の実施の形態に係る充放電履歴データ１３１に書き込まれるデータの一例を示す図である。
【００６３】
同図に示すように、充放電履歴データ１３１には、蓄電素子２００の運転履歴である充放電履歴を示すデータが書き込まれる。つまり、充放電履歴データ１３１には、「充放電時点」と「通電電気量」と「電流の向き」と「積算電気量」と「第一閾値」と「第二閾値」と「基準値」と「採用積算電気量」とが対応付けられたデータテーブルが書き込まれる。
【００６４】
ここで、「充放電時点」には、蓄電素子２００が充電または放電を行った時点を示す情報である日付（年月日）及び時刻等が記憶される。つまり、判断部１１０は、タイマなどから時間を計測して、当該日付（年月日）及び時刻等を取得し、「充放電時点」に書き込む。なお、充放電時点の単位として、年、月、日、時、分、秒、またはサイクル数（充放電回数）など、どのような単位を用いてもかまわない。
【００６５】
また、「通電電気量」及び「電流の向き」には、蓄電素子２００が行った充電または放電に関する情報として、蓄電素子２００が行った充電または放電時の通電電気量と電流の向きとを示す情報が記憶される。なお、同図では、「電流の向き」について、例えば、第一方向または充電方向が「＋」、第二方向または放電方向が「−」というように示しているが、第一方向、第二方向、充電方向、放電方向などによって示すことにしてもかまわない。また、「積算電気量」には、判断部１１０が算出した積算電気量が記憶される。また、「第一閾値」、「第二閾値」及び「基準値」には、事前に入力されたデータが記憶される。また、「採用積算電気量」には、状態推定部１２０が算出した採用積算電気量が記憶される。
【００６６】
次に、蓄電素子状態推定装置１００が蓄電素子２００の状態を推定する処理について、詳細に説明する。図４は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子状態推定装置１００が蓄電素子２００の状態を推定する処理の一例を示すフローチャートである。また、図５〜図９は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子状態推定装置１００が蓄電素子２００の状態を推定する処理を説明する図である。
【００６７】
まず、図４に示すように、判断部１１０及び状態推定部１２０は、蓄電素子２００の状態を推定したい時点（状態推定時点）まで、以下の処理を繰り返し行う（ループ１：Ｓ１０２〜Ｓ１１４）。
【００６８】
つまり、まず、判断部１１０は、所定の第一時点から第二時点までの間に、第一電気量を加算し、かつ、第二電気量を減算して得られる積算電気量を取得する（Ｓ１０４：積算電気量取得ステップ）。具体的には、判断部１１０は、第一時点から第二時点までの間において、電流の向きが第一方向の場合の通電電気量（第一電気量）を加算し、かつ、電流の向きが第二方向の場合の通電電気量（第二電気量）を減算して、積算電気量を算出する。例えば、充電電流が流れる方向を第一方向とし、放電電流が流れる方向を第二方向とする。つまり、充電時の通電電気量を第一電気量とし、放電時の通電電気量を第二電気量とする。
【００６９】
次に、判断部１１０は、積算電気量が基準値（第一値）と同じ値になったか否かまたは基準値（第一値）を跨いだか否かを判断する（Ｓ１０６：第一判断ステップ）。そして、判断部１１０は、積算電気量が第一値と同じ値になっておらずかつ第一値を跨いでいないと判断した場合（Ｓ１０６でＮＯ）、積算電気量が第一範囲から外れたか否かを判断する（Ｓ１０８：第二判断ステップ）。そして、判断部１１０は、積算電気量が第一範囲から外れていないと判断した場合（Ｓ１０８でＮＯ）、再度、次の時点までの積算電気量を取得して（Ｓ１０４）、第一判断ステップ（Ｓ１０６）、第二判断ステップ（Ｓ１０８）を繰り返す。
【００７０】
また、判断部１１０は、積算電気量が第一範囲から外れたと判断した場合（Ｓ１０８でＹＥＳ）、第一範囲を更新する（Ｓ１１０：第一範囲更新ステップ）。つまり、判断部１１０は、積算電気量が第一範囲の上限値（第一閾値）以上になったと判断した場合、第一範囲の上限値及び下限値（第一閾値及び第二閾値）を増加させて、第一範囲を第二範囲に更新する。また、判断部１１０は、積算電気量が第一範囲の下限値（第二閾値）以下になったと判断した場合、第一範囲の上限値及び下限値（第一閾値及び第二閾値）を減少させて、第一範囲を第二範囲に更新する。
【００７１】
そして、状態推定部１２０は、第一時点から第二時点までの間に、第一方向及び第二方向のいずれか一方向の電流で積算電気量が通電されたとして、採用積算電気量を算出する（Ｓ１１２：採用積算電気量算出ステップ）。つまり、状態推定部１２０は、積算電気量が第一閾値以上になったと判断された場合には、第一時点から第二時点までの間に、第一方向の定電流で積算電気量が通電されたとして、採用積算電気量を算出する。また、状態推定部１２０は、積算電気量が第二閾値以下になったと判断された場合に、第一時点から第二時点までの間に、第二方向の定電流で積算電気量が通電されたとして、採用積算電気量を算出する。
【００７２】
また、判断部１１０が、積算電気量が第一値と同じ値になったまたは第一値を跨いだと判断した場合には（Ｓ１０６でＹＥＳ）、状態推定部１２０は、第一時点から第二時点までの間に通電がされなかったとして、採用積算電気量を算出する（Ｓ１１２）。
【００７３】
そして、判断部１１０及び状態推定部１２０は、次の時点までの期間についても、同様の処理を行う。
【００７４】
つまり、判断部１１０は、第一時点から第二時点後の第三時点までの間の積算電気量を取得し（Ｓ１０４）、積算電気量が基準値（第二値）と同じ値になったか否かまたは基準値（第二値）を跨いだか否かを判断する（Ｓ１０６）。そして、判断部１１０は、積算電気量が基準値（第二値）と同じ値になっておらずかつ基準値（第二値）を跨いでいないと判断した場合（Ｓ１０６でＮＯ）。積算電気量が更新後の第一範囲（第二範囲）から外れたか否かを判断する（Ｓ１０８）。そして、判断部１１０は、積算電気量が更新後の第一範囲（第二範囲）から外れていないと判断した場合（Ｓ１０８でＮＯ）、再度、次の時点までの積算電気量を取得して（Ｓ１０４）、第一判断ステップ（Ｓ１０６）、第二判断ステップ（Ｓ１０８）を繰り返す。
【００７５】
また、判断部１１０は、積算電気量が更新後の第一範囲（第二範囲）から外れたと判断した場合には（Ｓ１０８でＹＥＳ）、更新後の第一範囲（第二範囲）を、さらに更新する（Ｓ１１０）。そして、状態推定部１２０は、第二時点から第三時点までの間に、第一方向及び第二方向のいずれか一方向の電流で積算電気量が通電されたとして、採用積算電気量を算出する（Ｓ１１２）。また、判断部１１０が、積算電気量が基準値（第二値）と同じ値になったまたは基準値（第二値）を跨いだと判断した場合には（Ｓ１０６でＹＥＳ）、状態推定部１２０は、第二時点から第三時点までの間に通電がされなかったとして、採用積算電気量を算出する（Ｓ１１２）。
【００７６】
例えば、図５の（ａ）に示すように、基準値ｑ＝０、第一閾値ｑ＝１０、第二閾値ｑ＝−１０として、ｔ＝０（第一時点）から蓄電素子２００に対して充電（電流の向きは第一方向）を行って繰り返し上記の処理を行い、ｔ＝２４（第二時点）で積算電気量が第一閾値以上になったとする。この場合、判断部１１０は、積算電気量が基準値（第一値）と同じ値になることなくかつ基準値（第一値）を跨ぐことなく（つまり、基準値以下になることなく）（Ｓ１０６でＮＯ）、第一閾値以上になったと判断する（Ｓ１０８でＹＥＳ）。
【００７７】
このため、図５の（ｂ）に示すように、状態推定部１２０は、ｔ＝０からｔ＝２４までの間の積算電気量として、第一方向（プラス方向）の定電流で通電されたと仮定した採用積算電気量を算出する（Ｓ１１２）。また、この場合、判断部１１０は、基準値、第一閾値及び第二閾値を増加させて、基準値ｑ＝１０、第一閾値ｑ＝２０及び第二閾値ｑ＝０に更新（第一範囲を第二範囲に更新）している（Ｓ１１０）。
【００７８】
このため、図６の（ａ）に示すように、基準値ｑ＝１０、第一閾値ｑ＝２０及び第二閾値ｑ＝０として、ｔ＝２４（第二時点）からさらに繰り返し上記の処理が行われ、ｔ＝３４（第三時点）で積算電気量が基準値と同じ値になったまたは基準値を跨いだ（つまり、基準値以下になった）とする。この場合、判断部１１０は、積算電気量が基準値（第二値）と同じ値になったまたは基準値（第二値）を跨いだと判断する（Ｓ１０６でＹＥＳ）。このため、図６の（ｂ）に示すように、状態推定部１２０は、ｔ＝２４からｔ＝３４までの間に積算電気量が変化しなかった（つまり、通電電気量が０であった）として、採用積算電気量を算出する（Ｓ１１２）。
【００７９】
そして、同様に、図７の（ａ）に示すように、基準値ｑ＝１０、第一閾値ｑ＝２０及び第二閾値ｑ＝０のままで、ｔ＝３４（第三時点）からさらに繰り返し上記の処理が行われ、ｔ＝３８で積算電気量が再度基準値と同じ値に戻ったまたは基準値を跨いだ（つまり、基準値以上になった）とする。この場合、判断部１１０は、積算電気量が基準値と同じ値になったまたは基準値を跨いだと判断する（Ｓ１０６でＹＥＳ）。このため、図７の（ｂ）に示すように、状態推定部１２０は、ｔ＝３４からｔ＝３８までの間に積算電気量が変化しなかった（つまり、通電電気量が０であった）として、採用積算電気量を算出する（Ｓ１１２）。
【００８０】
そして、同様に、図８の（ａ）に示すように、基準値ｑ＝１０、第一閾値ｑ＝２０及び第二閾値ｑ＝０のままで、ｔ＝３８からさらに繰り返し上記の処理が行われ、ｔ＝５６で積算電気量が第一閾値以上になったとする。この場合、判断部１１０は、積算電気量が基準値と同じ値になることなくかつ基準値を跨ぐことなく（つまり、基準値以下になることなく）（Ｓ１０６でＮＯ）、第一閾値以上になったと判断する（Ｓ１０８でＹＥＳ）。
【００８１】
このため、図８の（ｂ）に示すように、状態推定部１２０は、ｔ＝３８からｔ＝５６までの間の積算電気量として、第一方向（プラス方向）の定電流で通電されたと仮定した採用積算電気量を算出する（Ｓ１１２）。また、この場合、判断部１１０は、基準値、第一閾値及び第二閾値を増加させて、基準値ｑ＝２０、第一閾値ｑ＝３０及び第二閾値ｑ＝１０に更新（第一範囲をさらに更新）している（Ｓ１１０）。
【００８２】
このため、図９に示すように、基準値ｑ＝２０、第一閾値ｑ＝３０及び第二閾値ｑ＝１０として、ｔ＝５６からさらに繰り返し上記の処理が行われる。以上のようにして、状態推定部１２０は、採用積算電気量を算出していき、算出した採用積算電気量を、充放電履歴データ１３１に書き込んでいく。
【００８３】
なお、例えば、ｔ＝０から蓄電素子２００に対して放電（電流の向きは第二方向）を行って、ｔ＝２４で積算電気量が第二閾値以下になったとすると、判断部１１０は、基準値、第一閾値及び第二閾値を減少させて、例えば、基準値ｑ＝−１０、第一閾値ｑ＝０及び第二閾値ｑ＝−２０に更新（第一範囲を第二範囲に更新）する（Ｓ１１０）。また、状態推定部１２０は、ｔ＝０からｔ＝２４までの間の積算電気量として、第二方向（マイナス方向）の定電流で通電されたと仮定した採用積算電気量を算出する（Ｓ１１２）。
【００８４】
次に、図４に戻り、状態推定部１２０は、充放電履歴データ１３１から、蓄電素子２００の状態を推定したい時点（状態推定時点）までの採用積算電気量を読み出し、所定の関係式等を用いて、蓄電素子２００の劣化状態等の状態を算出する。つまり、状態推定部１２０は、採用積算電気量の電力が蓄電素子２００に通電されたと仮定して、蓄電素子２００の劣化状態等の状態を推定するための関係式に採用積算電気量を代入し、蓄電素子２００の状態を算出する。なお、状態推定部１２０は、当該関係式として、従来知られている一般的な関係式を用いて、上記状態の算出を行うことにしてもよいし、状態推定部１２０が新たな関係式を導出して上記状態の算出を行うことにしてもよい。そして、状態推定部１２０は、算出した結果を劣化情報データ１３２に書き込む。
【００８５】
以上により、蓄電素子状態推定装置１００が蓄電素子２００の状態を推定する処理は、終了する。なお、蓄電素子状態推定装置１００は、将来の蓄電素子２００の充放電履歴を予測することで、将来の蓄電素子２００の状態（余寿命など）を推定することもできる。
【００８６】
次に、図１０Ａ〜図１２を用いて、蓄電素子状態推定装置１００が奏する効果について、説明する。
【００８７】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明の実施の形態に係る蓄電素子状態推定装置１００の効果を説明するために用いる前提データを示す図である。具体的には、図１０Ａは、対象の電池の電流パターンを示す図であり、図１０Ｂは、当該電流パターンに基づいて算出したＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）の変化量の分布を示す図である。また、図１１Ａ〜図１１Ｃは、本発明の実施の形態に係る蓄電素子状態推定装置１００の効果を示す図である。具体的には、図１１Ａは、測定値と比較例とを示すグラフであり、図１１Ｂは、測定値と実施例とを示すグラフであり、図１１Ｃは、比較例と実施例との測定値からの差を比べた表である。
【００８８】
ここで、図１０Ａに示す電流パターンは、自動車の燃費計算を実施するための走行モードであるＪＣ０８モード（４秒平均）に基づく電流パターンである。この電流パターンを本願の蓄電素子に適用して、実使用を模擬した試験を実施した。また、図１０Ｂは、図１０Ａに示された電流パターンにおいて、電流値の符号が切り替わるタイミングを読み取って、ＳＯＣの変化量（ΔＳＯＣ）を算出し、ＳＯＣの変化量の値が小さいものから並べたものである。この結果から、多くの場合にＳＯＣが０．５％未満で変動していることが分かる。このため、充放電開始時点において、第一閾値をＳＯＣ換算で０．５％に相当する電気量とし、第二閾値をＳＯＣ換算で−０．５％に相当する電気量とし、基準値（第一値）を０とした。また、更新時の第一閾値、第二閾値及び基準値のシフト幅を、ＳＯＣ換算で０．５％に相当する電気量とした。また、採用積算電気量を算出する際には、いずれか一方向の定電流で通電されたと仮定して算出した。なお、ＳＯＣの変化量は、蓄電素子の容量の変化量を可逆容量で除して算出したものである。
【００８９】
次に、上記の電流パターンにおいて、実使用を模擬した試験を実施した結果を図１１Ａ〜図１１Ｃに示す。つまり、図１１Ａは、上記実施の形態における蓄電素子状態推定装置１００による状態推定を行わない従来の蓄電素子状態推定装置を用いた場合の推定結果（比較例１）と、蓄電素子において実際に測定された状態値（測定値１）とを示している。具体的には、同図は、試験開始後１１２、１７６、２２５、２８７、３５１、４１８、４７０日後における蓄電素子の容量の推移を示している。なお、比較例１及び実施例１と測定値１とは、常温よりも２０℃高い環境下での推定結果と測定結果である。
【００９０】
また、図１１Ｂは、上記実施の形態における蓄電素子状態推定装置１００による状態推定を行った場合の試験結果（実施例１）と、測定値（測定値１）とを示している。具体的には、同図は、試験開始後１１２、１７６、２２５、２８７、３５１、４１８、４７０日後における蓄電素子の容量の推移を示している。
【００９１】
また、図１１Ａに示された比較例１と、図１１Ｂに示された実施例１との試験結果を表にしたものを、図１１Ｃに示す。具体的には、同図は、比較例１と測定値１との誤差、及び、実施例１と測定値１との誤差とを示している。なお、当該誤差は、容量の差分を初期容量で除して計算したものである。これらの図に示すように、実施例１は、比較例１に比べて測定値との誤差が小さくなっている。
【００９２】
なお、上記の試験で対象とした電池の仕様は、全ての実施例及び比較例において以下の通りである。つまり、電池の仕様としては、正極合剤（正極活物質層）には、正極活物質としてスピネル型リチウムマンガン酸化物、導電助剤としてアセチレンブラック、及び結着剤としてポリフッ化ビニリデンを使用した。また、負極合剤（負極活物質層）には、負極活物質として難黒鉛化炭素、及び結着剤としてポリフッ化ビニリデンを使用した。また、電解液には、ＥＣ（エチレンカーボネート）とＥＭＣ（エチルメチルカーボネート）とＤＭＣ（ジメチルカーボネート）とを、２５：５５：２０の比率で混合し、混合溶液にＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／Ｌ添加した。また、電池容量の推定においては、例えば、劣化係数をａとしたときの時間ｔにおける劣化のモデル式をｆ（ｔ）＝ａ√ｔとして算出することができる。なお、上記の劣化のモデル式はほんの一例であり、本願の主旨に沿ったものであれば、本発明の技術的範囲に属する。
【００９３】
以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電素子状態推定装置１００によれば、電流の向きが第一方向の第一電気量を加算しかつ第二方向の第二電気量を減算して得られる積算電気量が、第一範囲から外れたと判断した場合に、第一方向または第二方向の電流で積算電気量が通電されたとして、蓄電素子２００の状態を推定する。ここで、本願発明者らは、鋭意検討の結果、蓄電素子２００が変電所などで運用されて、微小で複雑に変化する電流がしばしば重畳され、容量が微小に変化した場合には、蓄電素子２００の通電による劣化量に与える影響が少ないことを見出した。つまり、蓄電素子２００の通電による劣化は、例えば、リチウムイオン電池の場合であれば、主に活物質へのリチウムイオンの挿入・脱離反応に伴う活物質の膨張収縮が繰り返されることによる結晶構造の破壊、または、充放電に伴う極板の膨張収縮が繰り返されることによって活物質粒子同士の機械的接触が不十分となることに起因するものと想定される。しかし、通電電気量が微小である場合、即ち、ＳＯＣ変動が微小である場合には、これに伴う膨張収縮の程度が微小であるから、上記した結晶構造の崩壊や機械的接触の低下が進行せずに劣化が生じないことが想定される。このため、蓄電素子状態推定装置１００によれば、電流の向きが頻繁に切り替わっても、積算電気量が第一範囲から外れるまでは、電流が一方向を向いて通電されたと仮定することで、蓄電素子２００の状態の推定精度を向上させることができる。
【００９４】
また、本願発明者らは、鋭意検討の結果、積算電気量が第一範囲から外れる前に第一範囲内の第一値（基準値）に戻った場合には、通電がされない放置状態であったとみなすことができることを見出した。このため、蓄電素子状態推定装置１００によれば、積算電気量が第一範囲から外れる前に第一値と同じ値になったまたは第一値を跨いだと判断した場合、通電がされなかったとして蓄電素子２００の状態を推定することで、蓄電素子２００の状態の推定精度を向上させることができる。
【００９５】
また、蓄電素子状態推定装置１００は、積算電気量が第一範囲から外れたと判断された場合に、いずれか一方向の定電流で積算電気量が通電されたとして蓄電素子２００の状態を推定することで、蓄電素子２００の状態を推定するための計算を簡略化することができる。
【００９６】
また、蓄電素子状態推定装置１００は、積算電気量が第一閾値以上になったと判断した場合に第一方向の電流で積算電気量が通電されたとし、積算電気量が第二閾値以下になったと判断した場合に第二方向の電流で積算電気量が通電されたとして、蓄電素子２００の状態を推定する。これにより、蓄電素子状態推定装置１００によれば、充電時及び放電時ともに、蓄電素子２００の状態の推定精度を向上させることができる。
【００９７】
また、蓄電素子状態推定装置１００は、積算電気量が第一範囲の上限値以上になったと判断した場合に第一範囲の上下限値を増加させ、積算電気量が第一範囲の下限値以下になったと判断した場合に第一範囲の上下限値を減少させて、第一範囲を第二範囲に更新し、積算電気量が第二範囲から外れたと判断した場合に、いずれか一方向の電流で積算電気量が通電されたと仮定して、蓄電素子２００の状態を推定する。これにより、蓄電素子状態推定装置１００によれば、第一範囲を第二範囲にシフトすることで、次の期間においても、蓄電素子２００の状態の推定精度を向上させることができる。
【００９８】
また、蓄電素子状態推定装置１００は、積算電気量が第二範囲から外れる前に第二範囲内の第二値（基準値）と同じ値になったまたは第二値（基準値）を跨いだと判断した場合、通電がされなかったとして蓄電素子２００の状態を推定する。このため、蓄電素子状態推定装置１００によれば、放置状態とみなすための基準値もシフトすることで、蓄電素子２００の状態の推定精度を向上させることができる。
【００９９】
以上、本発明の実施の形態に係る蓄電素子状態推定装置１００及び蓄電システム１０について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【０１００】
例えば、上記実施の形態では、状態推定部１２０は、積算電気量が基準値と同じ値になったまたは基準値を跨いだと判断された場合に、通電がされなかったと仮定して蓄電素子の状態を推定することとした。しかし、この場合、状態推定部１２０は、多少の電流は流れたものとして蓄電素子の状態を推定することにしてもかまわない。
【０１０１】
また、上記実施の形態では、判断部１１０は、積算電気量が第一範囲から外れる前に、基準値と同じ値になったか否かまたは基準値を跨いだか否かを判断することとした。しかし、判断部１１０は、この判断を行うことなく、積算電気量が第一範囲から外れたか否かを判断することにしてもよい。
【０１０２】
また、上記実施の形態では、状態推定部１２０は、積算電気量が第一範囲から外れたと判断された場合に、第一時点から第二時点まで（または、第二時点から第三時点まで）の間に、定電流で積算電気量が通電されたと仮定して蓄電素子の状態を推定することとした。しかし、仮定する電流値は、定電流には限定されず、多少の変動は許容される。または、状態推定部１２０は、第一時点から第二時点まで（または、第二時点から第三時点まで）の間のいずれかの時点で、積算電気量が通電されたと仮定して蓄電素子の状態を推定することにしてもよい。つまり、例えば、状態推定部１２０は、第一時点から第二時点の直前まで（または、第二時点から第三時点の直前まで）は通電がされず、第二時点（または第三時点）で、積算電気量が通電されたと仮定して蓄電素子の状態を推定することにしてもよい。
【０１０３】
また、上記実施の形態では、蓄電素子状態推定装置１００は、記憶部１３０を備えており、蓄電素子２００の充放電履歴や状態推定のための情報を記憶部１３０に記憶させることとした。しかし、蓄電素子状態推定装置１００は、記憶部１３０を備えておらず、記憶部１３０の代わりに外部のメモリを使用することにしてもかまわない。
【０１０４】
また、上記実施の形態では、記憶部１３０の充放電履歴データ１３１には、図３に示したような蓄積されたデータが記憶されていることとしたが、充放電履歴データ１３１には、例えば、図３のデータテーブルの２行分程度のデータ量しか記憶されないことにしてもかまわない。つまり、例えば図３において、充放電時点Ｔ２の行の情報（積算電気量、基準値、第一閾値、第二閾値）は、充放電時点Ｔ１の行の情報に基づいて算出でき、充放電時点Ｔ３の行の情報は、充放電時点Ｔ２の行の情報に基づいて算出でき、その後も同様に、算出可能である。このため、まず、１行目の充放電時点Ｔ１の行の情報を記憶させておき、その次の行（２行目）を、充放電時点Ｔ２の行の情報、充放電時点Ｔ３の行の情報、と、採用積算電気量が算出される行（例えば図３の充放電時点Ｔ４の行）まで次々と書き換えていく。そして、採用積算電気量が算出された場合に、充放電時点Ｔ１の行（１行目）を、当該採用積算電気量が算出された行に書き換えて、同様の処理を行っていく。これにより、図３の充放電履歴データ１３１において、２行分程度のデータ量しか記憶されない場合でも、蓄電素子の状態を推定することができる。
【０１０５】
また、図３の充放電履歴データ１３１において、「通電電気量」に換えて、「電流値」が記憶されてもよい。この場合、電流値に時間を乗じることで、通電電気量を算出することができる。例えば、充放電時点Ｔ２での通電電気量は、充放電時点Ｔ１とＴ２との間の電流値（平均電流値）に、充放電時点Ｔ１からＴ２までの期間を乗じて計算することができる。また、「通電電気量」（または「電流値」）に「＋」または「−」を付して、電流の向き情報を伴った通電電気量（または電流値）とすることで、「電流の向き」のデータを省略することもできる。また、「採用積算電気量」を記憶させることなく、算出された採用積算電気量を状態推定部に伝達することで、蓄電素子の状態を推定することにしてもよい。
【０１０６】
また、「基準値」、「第一閾値」及び「第二閾値」は、充放電履歴データ１３１とは別のメモリに記憶させることにしてもよい。また、「基準値」、「第一閾値」及び「第二閾値」のいずれか１つまたは２つのデータのみを記憶し、その他のデータは、当該１つまたは２つのデータから算出することにしてもよい。
【０１０７】
また、蓄電素子状態推定装置１００は、推定した蓄電素子２００の状態に関するデータを参照し、蓄電素子２００の異常を検知して、安全上のアラームを発するような安全状態を推定する機能を有していてもよい。
【０１０８】
また、本発明に係る蓄電素子状態推定装置１００が備える処理部は、典型的には、集積回路であるＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）として実現される。つまり、例えば図１２に示すように、本発明は、判断部１１０及び状態推定部１２０を備える集積回路１０１として実現される。図１２は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子状態推定装置１００を集積回路で実現する構成を示すブロック図である。
【０１０９】
なお、集積回路１０１が備える各処理部は、個別に１チップ化されても良いし、一部または全てを含むように１チップ化されても良い。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。
【０１１０】
また、本発明は、このような蓄電素子状態推定装置１００として実現することができるだけでなく、蓄電素子状態推定装置１００が行う特徴的な処理をステップとする蓄電素子状態推定方法としても実現することができる。
【０１１１】
また、本発明は、蓄電素子状態推定方法に含まれる特徴的な処理をコンピュータ（プロセッサ）に実行させるプログラムとして実現したり、当該プログラムが記録されたコンピュータ（プロセッサ）読み取り可能な非一時的な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）  Ｄｉｓｃ）、半導体メモリ、フラッシュメモリ、磁気記憶装置、光ディスク、紙テープなどあらゆる媒体として実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の非一時的な記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができる。
【０１１２】
また、上記実施の形態に含まれる構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明は、蓄電素子の状態の推定精度を向上させることができる蓄電素子状態推定装置等に適用できる。
【符号の説明】
【０１１４】
１０  蓄電システム
１００  蓄電素子状態推定装置
１０１  集積回路
１１０  判断部
１２０  状態推定部
１３０  記憶部
１３１  充放電履歴データ
１３２  劣化情報データ
２００  蓄電素子
３００  収容ケース
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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