(57)【要約】  リチウムイオン電池の経時劣化の有無を簡易に判定するために、リチウムイオン電池を定電流充電させた後、所定電圧で定電圧充電させ、定電圧充電時における充電電流を測定する充放電制御手段と、充放電制御手段で測定された定電圧充電時における充電電流に周期的な変動があるか否かを判定し、該充電電流に周期的な変動がある場合、リチウムイオン電池が劣化していると判定する演算手段とを有する蓄電システムとする。
2017150416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報処理装置が、
充放電制御手段に、リチウムイオン電池を定電流充電させた後、第１の充電電圧で定電圧充電させ、
前記充放電制御手段に、前記定電圧充電時における充電電流を測定させ、
前記充放電制御手段で測定された前記定電圧充電時における充電電流の値を取得し、
前記充電電流に周期的な変動があるか否かを判定し、
前記充電電流に周期的な変動がある場合、前記リチウムイオン電池が劣化していると判定する劣化判定方法。
【請求項２】
前記定電圧充電による充電時間が１時間以上である請求項１に記載の劣化判定方法。
【請求項３】
前記定電圧充電時における充電電流が、前記リチウムイオン電池のセル容量に対して０．３Ｃ以下である請求項１または２に記載の劣化判定方法。
【請求項４】
前記情報処理装置が、
前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流に周期的な変動がある場合、
前記充放電制御手段に、前記リチウムイオン電池を、再度、定電流充電させた後、前記第１の充電電圧よりも高い第２の充電電圧で定電圧充電させ、
前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動周期に対して前記第２の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動周期が短いリチウムイオン電池が、前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動周期と前記第２の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動周期とが変わらないリチウムイオン電池よりも、劣化が進行していると判定する請求項１から３のいずれか１に記載の劣化判定方法。
【請求項５】
前記情報処理装置が、
前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流に周期的な変動がある場合、
前記充放電制御手段に、前記リチウムイオン電池を、再度、定電流充電させた後、前記第１の充電電圧よりも高い第２の充電電圧で定電圧充電させ、
前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動振幅に対して前記第２の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動振幅が大きいリチウムイオン電池が、前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動振幅と前記第２の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動振幅とが変わらないリチウムイオン電池よりも、劣化が進行していると判定する請求項１から３のいずれか１に記載の劣化判定方法。
【請求項６】
情報処理装置が、
充放電制御手段に、リチウムイオン電池を定電流放電させた後、所定電圧で定電圧放電させ、
前記充放電制御手段に、前記定電圧放電時における放電電流を測定させ、
前記充放電制御手段で測定された前記定電圧放電時における放電電流の値を取得し、
前記放電電流に周期的な変動があるか否かを判定し、
前記放電電流に周期的な変動がある場合、前記リチウムイオン電池が劣化していると判定する劣化判定方法。
【請求項７】
リチウムイオン電池を定電流充電させた後、第１の充電電圧で定電圧充電させ、前記定電圧充電時における充電電流を測定する充放電制御手段と、
前記充放電制御手段で測定された前記定電圧充電時における充電電流の値を取得し、前記充電電流に周期的な変動があるか否かを判定し、前記充電電流に周期的な変動がある場合、前記リチウムイオン電池が劣化していると判定する演算手段と、
を有する蓄電システム。
【請求項８】
前記定電圧充電による充電時間が１時間以上である請求項７に記載の蓄電システム。
【請求項９】
前記定電圧充電時における充電電流が、前記リチウムイオン電池のセル容量に対して０．３Ｃ以下である請求項７または８に記載の蓄電システム。
【請求項１０】
前記演算手段が、
前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流に周期的な変動がある場合、
前記充放電制御手段に、前記リチウムイオン電池を、再度、定電流充電させた後、前記第１の充電電圧よりも高い第２の充電電圧で定電圧充電させ、
前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動周期に対して前記第２の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動周期が短いリチウムイオン電池が、前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動周期と前記第２の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動周期とが変わらないリチウムイオン電池よりも、劣化が進行していると判定する請求項７から９のいずれか１に記載の蓄電システム。
【請求項１１】
前記演算手段が、
前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流に周期的な変動がある場合、
前記充放電制御手段に、前記リチウムイオン電池を、再度、定電流充電させた後、前記第１の充電電圧よりも高い第２の充電電圧で定電圧充電させ、
前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動振幅に対して前記第２の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動振幅が大きいリチウムイオン電池が、前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動振幅と前記第２の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動振幅とが変わらないリチウムイオン電池よりも、劣化が進行していると判定する請求項７から９のいずれか１に記載の蓄電システム。
【請求項１２】
リチウムイオン電池を定電流放電させた後、所定電圧で定電圧放電させ、前記定電圧放電時における放電電流を測定する充放電制御手段と、
前記充放電制御手段で測定された前記定電圧放電時における放電電流の値を取得し、前記放電電流に周期的な変動があるか否かを判定し、前記放電電流に周期的な変動がある場合、前記リチウムイオン電池が劣化していると判定する演算手段と、
を有する蓄電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリチウムイオン電池の劣化判定方法及び該劣化判定方法を実行するための蓄電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン電池は、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）、携帯機器、蓄電システム等、広範に用いられている。リチウムイオン電池が搭載されるＥＶ、携帯機器、蓄電システム等は、人の生活に密着した機器であるため、高い安全性が求められる。そのため、リチウムイオン電池を安全に使用するための保護回路や機構が検討されると共に、リチウムイオン電池の異常発生を事前に検出したり、劣化の有無を判定したりする様々な診断技術が検討されている。【０００３】
リチウムイオン電池の劣化有無を判定する方法としては、例えば特許文献１〜４に記載された技術がある。【０００４】
特許文献１には、リチウムイオン電池の容量や内部抵抗に代表される内部情報を精度よく検出することで、劣化の有無を判定する手法が記載されている。特許文献１に記載された技術では、定電流−定電圧充電方式において、定電流充電時における電池電圧の増加量が正常な電池と比べて少ない場合に、被充電電池で内部短絡が発生していると判定している。【０００５】
特許文献２には、リチウムイオン電池の製造時に混入した導電性異物により内部短絡が発生する不良電池を短時間で選別するための手法が記載されている。特許文献２に記載された技術では、検査時に充電したリチウムイオン電池を４５℃以上の温度環境下で所定時間放置し、導電性異物からの導電性結晶の成長を促進させることで、不良電池を短時間で選別できることを示している。【０００６】
特許文献３には、内部短絡が発生しても電池電圧が急激に低下しない非水系電解質電池の内部短絡を検知するための方法が記載されている。特許文献３に記載された技術では、定電流充電中における電池電圧の増加量が、充電量に基づいて予測される電池電圧の増加量よりも少ない場合、あるいは定電圧充電中における充電電流の減少速度が、電池電圧に基づいて予測される充電電流の減少速度よりも遅い場合に、被充電電池で内部短絡が発生していると判定している。【０００７】
特許文献４には、リチウムイオン電池の定電圧充電時において、内部短絡の要因となるリチウムのデンドライト（樹状結晶）の析出有無を、充電電流が下降から上昇に転じる極小点の有無を検出することで判定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−０５９５４４号公報
【特許文献２】特開２００５−１５８６４３号公報
【特許文献３】特開２００９−０３２５０６号公報
【特許文献４】特開２０１２−００３８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した特許文献１、３及び４に記載された技術によれば、観察対象のリチウムイオン電池の経時劣化の有無を判定できる。【００１０】
しかしながら、特許文献１及び３に記載された技術では、劣化しているか否かを判定するために、判定対象であるリチウムイオン電池と同一仕様のリチウムイオン電池の特性を予め測定し、その測定結果を含む多くのデータを備えておく必要がある。そのため、リチウムイオン電池の経時劣化の有無を簡易に判定できないという課題がある。【００１１】
一方、特許文献４に記載された技術は、リチウムイオン電池の経時劣化の有無を比較的簡易に判定できるが、実際の充電電流の測定データにはノイズ等が含まれるため、極小点の有無を誤って判定する可能性がある。【００１２】
特許文献２に記載された技術は、リチウムイオン電池の製造段階における初期不良を検出するには有効である。しかしながら、リチウムイオン電池の充放電を繰り返すことで発生する経時劣化の有無を判定することができない。【００１３】
本発明は上述したような背景技術が有する課題を解決するためになされたものであり、リチウムイオン電池の経時劣化の有無を簡易に判定できる劣化判定方法及び蓄電システム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】
【００１４】
上記目的を達成するため本発明の劣化判定方法は、情報処理装置が、充放電制御手段に、リチウムイオン電池を定電流充電させた後、第１の充電電圧で定電圧充電させ、前記充放電制御手段に、前記定電圧充電時における充電電流を測定させ、前記充放電制御手段で測定された前記定電圧充電時における充電電流の値を取得し、前記充電電流に周期的な変動があるか否かを判定し、前記充電電流に周期的な変動がある場合、前記リチウムイオン電池が劣化していると判定する方法である。【００１５】
または、情報処理装置が、充放電制御手段に、リチウムイオン電池を定電流放電させた後、所定電圧で定電圧放電させ、前記充放電制御手段に、前記定電圧放電時における放電電流を測定させ、前記充放電制御手段で測定された前記定電圧放電時における放電電流の値を取得し、前記放電電流に周期的な変動があるか否かを判定し、前記放電電流に周期的な変動がある場合、前記リチウムイオン電池が劣化していると判定する方法である。【００１６】
一方、本発明の蓄電システムは、リチウムイオン電池を定電流充電させた後、所定電圧で定電圧充電させ、前記定電圧充電時における充電電流を測定する充放電制御手段と、前記充放電制御手段で測定された前記定電圧充電時における充電電流に周期的な変動があるか否かを判定し、該充電電流に周期的な変動がある場合、前記リチウムイオン電池が劣化していると判定する演算手段と、を有する。【００１７】
または、リチウムイオン電池を定電流放電させた後、所定電圧で定電圧放電させ、前記定電圧放電時における放電電流を測定する充放電制御手段と、前記定電圧放電時における放電電流に周期的な変動があるか否かを判定し、該放電電流に周期的な変動がある場合、前記リチウムイオン電池が劣化していると判定する演算手段と、を有する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、リチウムイオン電池の経時劣化の有無を簡易に判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】リチウムイオン電池の自己放電の特性例を示すグラフである。
【図２Ａ】図１に示した正常セルの定電流充電−定電圧充電時におけるセル電圧及び充電電流の特性例を示すグラフである。
【図２Ｂ】図１に示した異常セル２の定電流充電−定電圧充電時におけるセル電圧及び充電電流の特性例を示すグラフである。
【図３Ａ】図１に示した異常セル１の定電流充電−定電圧充電時における充電電圧を変えたときの充電電流の特性例を示すグラフである。
【図３Ｂ】図３Ａに示した定電圧充電領域における充電電流の振動成分の周波数分布を示すグラフである。
【図３Ｃ】図１に示した異常セル２の定電流充電−定電圧充電時における充電電圧を変えたときの充電電流の特性例を示すグラフである。
【図３Ｄ】図３Ｃに示した定電圧充電領域における充電電流の振動成分の周波数分布を示すグラフである。
【図４Ａ】図１に示した正常セルの定電流充電−定電圧充電時における充電電圧を変えたときの充電電流の特性例を示すグラフである。
【図４Ｂ】図４Ａに示した定電圧充電領域における充電電流の振動成分の周波数分布を示すグラフである。
【図５】図１に示した正常セルのセル電圧及び放電電流の特性例を示すグラフである。
【図６Ａ】図１に示した異常セル１の定電流放電−定電圧放電時における放電電圧を変えたときの放電電流の特性例を示すグラフである。
【図６Ｂ】図６Ａに示した定電圧放電領域における放電電流を拡大した様子を示すグラフである。
【図７Ａ】図１に示した正常セルの定電流放電−定電圧放電時における放電電圧を変えたときの放電電流の特性例を示すグラフである。
【図７Ｂ】図７Ａに示した定電圧放電領域における放電電流を拡大した様子を示すグラフである。
【図８】本発明の蓄電システムの一構成例を示すブロック図である。
【図９】本発明の劣化判定方法の第５の実施の形態の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の劣化判定方法の第６の実施の形態の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の劣化判定方法の第７の実施の形態の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の劣化判定方法の第８の実施の形態の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に本発明について図面を用いて説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態の劣化判定方法は、リチウムイオン電池の定電流−定電圧充電方式による定電圧充電下において、充電電流の挙動から該リチウムイオン電池の劣化の有無、例えば内部短絡の予兆有無を判定するものである。
【００２２】
リチウムイオン電池は、充放電を繰り返すことで負極側にリチウムのデンドライト（樹枝状晶）が析出することがある。デンドライトが析出して成長することで内部短絡が発生すると、充放電が不能となり、最悪の場合は発火・破裂に至る。そのため、リチウムイオン電池では、内部短絡を、その予兆段階で検出することが重要になる。なお、本明細書において「内部短絡の予兆」と記載した場合、デンドライトが析出していても、内部短絡までには至っていない状態を指すものとする。
【００２３】
以下に、正常なリチウムイオン電池と、劣化したリチウムイオン電池、すなわち微小な内部短絡が疑われるリチウムイオン電池とをそれぞれ用意し、それらの定電圧充電時における充電電流の挙動を示す。
【００２４】
ここで、観察に用いる正常なリチウムイオン電池と、劣化したリチウムイオン電池とは、例えば図１に示す自己放電の測定データに基づいて判別した。図１は、充放電を複数回繰り返した同一仕様のリチウムイオン電池において、該リチウムイオン電池を放置した状態で、時間経過に対するセル電圧（端子間電圧）の変化を示したものである。図１に示す「正常セル」は時間経過に対するセル電圧の低下、すなわち自己放電が少ない正常なリチウムイオン電池であり、「異常セル１」及び「異常セル２」は時間経過に対する自己放電が大きい劣化したリチウムイオン電池である。図１で示すように、「異常セル１」と「異常セル２」とでは、「異常セル２」の方が時間経過に対する自己放電が大きい。そのため、「異常セル２」は「異常セル１」よりも劣化したリチウムイオン電池であると判定できる。
【００２５】
充電電流の観測に用いるリチウムイオン電池には、正極と負極とをセパレータを挟んで交互に積層し、ラミネートフィルムで封止したラミネート型セルを用いた。
【００２６】
正極には、マンガン（Ｍｎ）系材料、コバルト（Ｃｏ）系材料、ニッケル（Ｎｉ）系材料または鉄（Ｆｅ）系材料等を用いることができる。また、負極には、グラファイト等のカーボン材料を用いることができる。
【００２７】
正極には、例えば正極集電体として厚さ２０μｍ程度のアルミニウム箔を用い、正極活物質としてＬｉＭｎ2Ｏ4を用いる。この正極活物質と、該正極活物質に導電性を付与するための導電付与剤であるカーボンブラックとを、結着剤を溶解した溶剤中に分散混練してペースト状にし、該ペーストをアルミニウム箔に塗布・乾燥することで正極を得る。
【００２８】
一方、負極には、負極集電体として厚さ１０μｍ程度の銅箔を用い、負極活物質として非晶質炭素を用いる。この負極活物質と該負極活物質に導電性を付与するための導電付与剤であるカーボンブラックとを、結着剤を溶解した溶剤中に分散混練してペースト状にし、該ペーストを銅箔に塗布・乾燥することで負極を得る。結着剤には、例えばポリフッ化ビニリデンを用い、溶剤にはＮ−メチル−２−ピロリドンを用いる。
【００２９】
電解液は、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の混合溶媒（体積比＝３：７）に、支持電解質として１．０ｍｏｌ／Ｌ程度のＬｉＰＦ6を溶解することで生成した。
【００３０】
こうして作製した負極と正極とを、例えば絶縁用のポリプロピレンやポリエチレン等から成るセパレータを挟んで交互に積層し、アルミラミネートフィルムから成る外装体内に、負極が外層となるように電解液と共に封入・封止することでラミネート型セルを形成する。なお、本実施形態の劣化判定方法は、ラミネート型セルに限定されるものではなく、円筒型等の缶型セルにも適用可能である。
【００３１】
このラミネート型セルの下限電圧を２．９Ｖとし、上限電圧を４．１Ｖとして、充電電流の挙動を観測するため、セル電圧２．９Ｖから０．１Ｃで定電流充電を行い、その後、３時間の定電圧（４．１Ｖ）充電を行った。なお、上記０．１Ｃの「Ｃ」とは、電池を定電流放電したときに１時間で放電終了となる電流値（放電レート）を示す単位であり、例えば２０００ｍＡｈのセル容量の電池では、１Ｃ＝２Ａであり、０．１Ｃ＝０．２Ａとなる。
【００３２】
定電流による充電領域（以下、定電流充電領域と称す）と、定電圧による充電領域（以下、定電圧充電領域と称す）の充電電流の特性例を図２Ａ及びＢに示す。
【００３３】
図２Ａは、図１に示した正常セルの定電流充電−定電圧充電時におけるセル電圧及び充電電流の特性例を示すグラフであり、図２Ｂは、図１に示した異常セル２の定電流充電−定電圧充電時におけるセル電圧及び充電電流の特性例を示すグラフである。図２Ａ及びＢに示すグラフの横軸は時間（秒）であり、縦軸は電圧値及び電流値である。
【００３４】
図２Ａで示すように、「正常セル」では定電圧充電領域において充電電流が単調に減少し、時間の経過とともに０Ａに漸近する。一方、図２Ｂで示すように、「異常セル２」では定電圧充電領域において充電電流が周期的に変動しつつ０Ａに漸近する。「異常セル２」の定電圧充電領域における充電電流の測定データを情報処理装置（コンピュータ）等により取得し、フーリエ変換することで、該充電電流に少なくとも１つの周波数成分が含まれることを確認できる。
【００３５】
図１で示したように、自己放電は、「正常セル」でも見られる現象であり、一般的には、電池を構成する材料の微小抵抗による電力消費として説明される。
【００３６】
一方、同一仕様の電池であるにもかかわらず、「異常セル１」や「異常セル２」のように自己放電が大きくなる要因としては、リチウムイオン電池内の微小な内部短絡が考えられる。微小な内部短絡には、セパレータの絶縁不良や金属異物の混入等による定常的な短絡と、充電時または放電時におけるリチウム（デンドライト）の析出／溶解による動的な短絡とがある。
【００３７】
上記定電圧充電領域における充電電流の周期的な変動は、充電時における動的な変動であるため、リチウム（デンドライト）の析出／溶解による一時的な内部短絡が主たる要因として考えられる。
【００３８】
したがって、定電圧充電領域における充電電流の周期的な変動の有無を検出することで、リチウムイオン電池の劣化（内部短絡の予兆）の有無を判定できる。
【００３９】
なお、第１の実施の形態では、定電圧充電領域における充電電圧を上限電圧である４．１Ｖに設定する例を示したが、定電圧充電領域における充電電圧は、下限電圧（２．９Ｖ）から上限電圧（４．１Ｖ）の範囲内であれば、どの電圧に設定してもよい。但し、後述する第３の実施の形態で示すように、充電電流の変動振幅は、定電圧充電領域における充電電圧が高いほど大きくなる傾向があるため、充電電圧の高い方が充電電流の周期的な変動をより検出し易くなる。
【００４０】
また、第１の実施の形態では、定電流充電後に３時間の定電圧充電を行う例を示したが、充電電流の変動周期は、通常、数十分程度であるため、充電電流の周期性を観測するには、定電流充電後に定電圧充電を１時間以上継続することが望ましい。定電圧充電動作は、予め設定した時間（１時間、３時間等）である必要はなく、充電電流あるいは変動振幅が所定値以下になった時点で停止してもよい。例えば、定電圧充電動作は、充電電流の変動振幅がリチウムイオン電池のセル容量の０．０１Ｃ以下になった時点で停止すればよい。その場合、リチウムイオン電池の劣化有無の判定に要する時間の短縮が期待できる。
【００４１】
さらに、定電圧充電下における充電電流の挙動は、充電電流（電極に対する電流密度）の値が小さいほど、周期的な変動が現れ易い傾向があるため、定電圧充電下における充電電流はリチウムイオン電池のセル容量に対して０．３Ｃ以下であることが望ましい。これら定電圧充電下における充電時間や充電電流に対する望ましい要件は、後述する第２の実施の形態や第３の実施の形態でも同様である。
【００４２】
（第２の実施の形態）
上述した第１の実施の形態では、劣化したリチウムイオン電池が定電圧充電領域において充電電流に周期的な変動が見られることを示し、該周期的な変動を検出することでリチウムイオン電池の劣化有無を判別できることを示した。
【００４３】
第２の実施の形態では、充電電圧の変化に対する、劣化したリチウムイオン電池の定電圧充電領域における充電電流の変動周期の変化により、リチウムイオン電池の劣化の進行程度が判別できることを示す。
【００４４】
第２の実施の形態では、定電圧充電領域における充電電圧を４．１Ｖ，４．０Ｖ，３．９Ｖ，３．８Ｖに設定した場合の充電電流の変動周期をそれぞれ観測する。
【００４５】
図３Ａは、図１に示した異常セル１の定電流充電−定電圧充電時における充電電圧を変えたときの充電電流の特性例を示すグラフであり、図３Ｂは、図３Ａに示した定電圧充電領域における充電電流の振動成分の周波数分布を示すグラフである。また、図３Ｃは、図１に示した異常セル２の定電流充電−定電圧充電時における充電電圧を変えたときの充電電流の特性例を示すグラフであり、図３Ｄは、図３Ｃに示した定電圧充電領域における充電電流の振動成分の周波数分布を示すグラフである。図４Ａは、図１に示した正常セルの定電流充電−定電圧充電時における充電電圧を変えたときの充電電流の特性例を示すグラフであり、図４Ｂは、図４Ａに示した定電圧充電領域における充電電流の振動成分の周波数分布を示すグラフである。図３Ａ及びＣ、並びに図４Ａに示すグラフの横軸は時間（秒）であり、縦軸は充電電流値である。また、図３Ｂ及びＤ、並びに図４Ｂに示すグラフの横軸は周波数（Ｈｚ）であり、縦軸は振幅値である。
【００４６】
なお、本実施形態では、定電圧充電時間を３時間に設定して充電電流の測定データを取り込みフーリエ変換しているため、図３Ｂ及びＤ、並びに図４Ｂのグラフにおいて、周波数が概ね０．０００５Ｈｚ以下（周期が概ね２０００秒以上）で発生しているピーク（振幅が最も大きいピーク）は考慮しないものとする。
【００４７】
図３Ｂ及びＤで示すように、充電電圧が３．８Ｖ，３．９Ｖ及び４．０Ｖであるとき、「異常セル１」及び「異常セル２」では、周波数が概ね０．０００７Ｈｚ（周期が概ね１４００秒）付近及び周波数が概ね０．００１３Ｈｚ（周期が概ね７７０秒）付近にピークが現れる。すなわち、「異常セル１」及び「異常セル２」には、定電圧充電領域における充電電流に周期的な変動があることが確認できる。
【００４８】
また、充電電圧が４．１Ｖのとき、「異常セル１」では、周波数が概ね０．０００７Ｈｚ（周期が概ね１４００秒）付近及び周波数が概ね０．００１Ｈｚ（周期が概ね１０００秒）付近にピークが現れる。一方、充電電圧が３．８Ｖのときには、周波数が概ね０．００１Ｈｚ（周期が概ね１０００秒）付近のピークが明確には認められない。
【００４９】
同様に、充電電圧が４．１Ｖのとき、「異常セル２」では、周波数が概ね０．０００７Ｈｚ（周期が概ね１４００秒）付近及び周波数が概ね０．０００９Ｈｚ（周期が概ね１１００秒）付近にピークが現れる。一方、充電電圧が３．８Ｖのときには、周波数が概ね０．０００９Ｈｚ（周期が概ね１１００秒）付近のピークが明確には認められない。すなわち、充電電圧を高くすると、充電電流に短い周期成分が現れることが分かる。
【００５０】
さらに、図３Ｂのグラフと図３Ｄのグラフとを比較すると、周波数が概ね０．００１Ｈｚ〜０．００１４Ｈｚ（周期が概ね７００秒〜１０００秒）付近では、「異常セル２」の方が「異常セル１」よりも高い周波数（短い周期）成分をより明瞭に含むことが分かる。
【００５１】
すなわち、定電圧充電領域における充電電圧が高いほど、劣化が進行している「異常セル２」の方が、定電圧充電領域において充電電流に短い周期成分をより明瞭に含む傾向にある。
【００５２】
一方、図４Ａに示すように、「正常セル」では、充電電圧に依存することなく、時間の経過に伴って充電電流が比較的単調に減少する。また、図４Bを参照すると、「異常セル１」及び「異常セル２」と比べて、ピークとして認められる周波数の分布が少なく、異なる充電電圧に共通する特徴的なピークも認められない。言い換えると、充電電流の時間変化に関しては、異常セルで認められるような振動は、正常セルでは認められない。また、異常セルで認められる振動には充電電圧依存性があるが、正常セルでは、いずれの充電電圧においても異常セルで認められるような依存性は確認できない。
【００５３】
したがって、定電圧充電領域における充電電流の周期的な変動の有無を検出することで、リチウムイオン電池の劣化（内部短絡の予兆）の有無を判定できると共に、定電圧充電領域における充電電圧を高くしたときに充電電流の変動周期が短くなれば、該リチウムイオン電池の劣化がより進行していると判定できる。すなわち、定電圧充電領域における充電電圧を高くしたときに充電電流の変動周期が短くなるリチウムイオン電池の方が、定電圧充電領域における充電電圧を高くしたときに充電電流の変動周期が変わらないリチウムイオン電池よりも劣化が進行していると判定できる。
【００５４】
（第３の実施の形態）
上述した第２の実施の形態では、図３Ｂ及びＤで示した充電電圧に対する充電電流の変動周期の変化に着目した。第３の実施の形態では、図３Ｂ及びＤで示した充電電圧に対する充電電流の変動振幅の変化に着目する。すなわち、第３の実施の形態では、充電電圧の変化に対する、劣化したリチウムイオン電池の電圧充電領域における充電電流の振幅の変化により、リチウムイオン電池の劣化の進行程度が判別できることを示す。
【００５５】
なお、第３の実施の形態においても、定電圧充電時間を３時間に設定して充電電流の測定データを取り込みフーリエ変換しているため、図３Ｂ及びＤ、並びに図４Ｂのグラフで示す、周波数が概ね０．０００５Ｈｚ以下（周期が概ね２０００秒以上）で発生しているピークは考慮しないものとする。
【００５６】
第２の実施の形態で説明したように、充電電圧が３．８Ｖ，３．９Ｖ及び４．０Ｖであるとき、「異常セル１」及び「異常セル２」では、周波数が概ね０．０００７Ｈｚ（周期が概ね１４００秒）付近及び周波数が概ね０．００１３Ｈｚ（周期が概ね７７０秒）付近にピークが現れる（図３Ｂ及びＤ参照）。このとき、これらのピークの周波数（周期）はほぼ同じである。
【００５７】
一方、充電電圧が４．１Ｖであるとき、図３Ｂ及びＤで示すように、周波数が概ね０．０００６７Ｈｚ（周期が概ね１５００秒）付近及び周波数が概ね０．００１Ｈｚ〜０．００１４３Ｈｚ（周期が概ね１０００秒〜７００秒）付近に現れるピーク値は「異常セル２」の方が「異常セル１」よりも大きくなる。すなわち、定電圧充電領域における充電電圧が高いほど充電電流の変動振幅のピーク値が大きくなり、劣化が進行している「異常セル２」の方が、充電電圧に対する充電電流の変動振幅の変化が大きいことが分かる。
【００５８】
図４Ａに示すように、「正常セル」では、充電電圧に依存することなく、時間の経過に伴って充電電流が比較的単調に減少する。また、図４Bを参照すると、「異常セル１」及び「異常セル２」と比べて、ピークとして認められる周波数の分布が少なく、異なる充電電圧に共通する特徴的なピークも認められない。言い換えると、充電電流の時間変化に関しては、異常セルで認められるような振動は、正常セルでは認められない。また、異常セルで認められる振動には充電電圧依存性があるが、正常セルでは、いずれの充電電圧においても異常セルで認められるような依存性は確認できない。
【００５９】
したがって、定電圧充電領域における充電電流の周期的な変動の有無を検出することで、リチウムイオン電池の劣化（内部短絡の予兆）の有無を判定できると共に、充電電圧を高くしたときに充電電流の変動振幅が大きくなれば、該リチウムイオン電池の劣化がより進行していると判定できる。すなわち、定電圧充電領域における充電電圧を高くしたときに充電電流の変動振幅が大きくなるリチウムイオン電池の方が、定電圧充電領域における充電電圧を高くしたときに充電電流の変動振幅が変わらないリチウムイオン電池よりも劣化が進行していると判定できる。
【００６０】
（第４の実施の形態）
上述した第１の実施の形態〜第３の実施の形態では、劣化したリチウムイオン電池の定電圧充電領域において充電電流に周期的な変動が見られることを示し、該周期的な変動を検出することでリチウムイオン電池の劣化有無を判定できることを示した。
【００６１】
第４の実施の形態では、劣化したリチウムイオン電池の放電時においても、放電電流に周期的な変動が見られることを示し、該周期的な変動を検出することでリチウムイオン電池の劣化有無を判定できることを示す。
【００６２】
第４の実施の形態では、例えば０．１Ｃで定電流放電を行った後、２．９Ｖ，３．１Ｖ，３．３Ｖで定電圧放電を行い、該定電圧放電時における放電電流の挙動をそれぞれ観測する。このときのセル電圧及び放電電流の特性例を図５に示す。
【００６３】
図５は、図１に示した正常セルのセル電圧及び放電電流の特性例を示すグラフである。
【００６４】
図５に示すグラフの横軸は時間（秒）であり、縦軸は電圧値及び電流値である。なお、本明細書において、「定電圧放電」と記載した場合、リチウムイオン電池を定電流放電させて所定のセル電圧に到達したとき、以降、該所定のセル電圧で維持することを指す。このとき、リチウムイオン電池からの放電は、図５で示すように直ぐに０Ａになるのではなく、徐々に減少して０Ａに漸近する。
【００６５】
次に、図１に示した「異常セル１」を例にして、定電流による放電領域（以下、定電流放電領域と称す）と、定電圧による放電領域（以下、定電圧放電領域と称す）の放電電流の特性例を図６Ａ及びＢに示す。
【００６６】
図６Ａは、図１に示した異常セル１の定電流放電−定電圧放電時における放電電圧を変えたときの放電電流の特性例を示すグラフであり、図６Ｂは、図６Ａに示した定電圧放電領域における放電電流を拡大した様子を示すグラフである。図７Ａは、図１に示した正常セルの定電流放電−定電圧放電時における放電電圧を変えたときの放電電流の特性例を示すグラフであり、図７Ｂは、図７Ａに示した定電圧放電領域における放電電流を拡大した様子を示すグラフである。図６Ａ及びＢ、並びに図７Ａ及びＢに示すグラフの横軸は時間（秒）であり、縦軸は放電電流値である。
【００６７】
図６Ａ及びＢに示す例では、２．９Ｖの定電圧放電時における放電電流の変動が確認できない。しかしながら、定電圧放電領域における放電電圧を高くすると（３．１Ｖ，３．３Ｖ）、放電電流に変動が現れる。この放電電流の測定データを情報処理装置（コンピュータ）等により取得し、フーリエ変換すると、定電圧充電領域における充電電流と同様に、該放電電流に少なくとも１つの周期成分が含まれる。
【００６８】
一方、図７Ａ及びＢで示すように、正常セルでは、放電電流の変動が確認できず、定電圧放電領域における放電電圧を変えても放電電流が単調に減少する。
【００６９】
したがって、定電圧放電領域における放電電流の周期的な変動の有無を検出することでもリチウムイオン電池の劣化（内部短絡の予兆）の有無を判定できる。
【００７０】
第４の実施の形態では、劣化したリチウムイオン電池の定電圧放電時における放電電流に、第１の実施の形態で示したリチウムイオン電池の定電圧充電時における充電電流と同様に、周期的な変動が見られることを示した。ここで、劣化したリチウムイオン電池の定電圧放電時における放電電流は、第２の実施の形態及び第３の実施の形態で示した定電圧充電時における充電電流と同様に、放電電圧が高いほど変動周期が短くなり、変動振幅が大きくなる傾向がある。
【００７１】
そのため、定電圧放電領域における放電電流の周期的な変動の有無を検出することで、リチウムイオン電池の劣化（内部短絡の予兆）の有無を判定できると共に、定電圧放電領域における放電電圧を高くしたときに放電電流の変動周期が短くなれば、該リチウムイオン電池の劣化がより進行していると判定できる。また、定電圧放電領域における放電電圧を高くしたときに放電電流の変動振幅が大きくなれば、該リチウムイオン電池の劣化がより進行していると判定できる。
【００７２】
すなわち、定電圧放電領域における放電電圧を高くしたときに放電電流の変動周期が短くなるリチウムイオン電池の方が、定電圧放電領域における放電電圧を高くしたときに放電電流の変動周期が変わらないリチウムイオン電池よりも劣化が進行していると判定できる。また、定電圧放電領域における放電電圧を高くしたときに放電電流の変動振幅が大きくなるリチウムイオン電池の方が、定電圧放電領域における放電電圧を高くしたときに放電電流の変動振幅が変わらないリチウムイオン電池よりも劣化が進行していると判定できる。
【００７３】
なお、第４の実施の形態では、定電圧放電領域における放電電圧を２．９Ｖ，３．１Ｖ，３．３Ｖに設定する例を示したが、定電圧放電領域における放電電圧は、上限電圧（４．１Ｖ）を超えなければ、どの電圧に設定してもよい。但し、放電電流の変動振幅は、定電圧充電領域における充電時と同様に、定電圧放電領域における放電電圧が高いほど大きくなる傾向がある。そのため、定電圧放電領域における放電電圧が高いほど、放電電流の周期的な変動をより容易に検出できる。
【００７４】
また、定電圧充電下における充電時と同様に、定電圧放電下における放電電流の変動周期は、通常、数十分程度であるため、放電電流の周期性を観測するには、定電流放電後に定電圧放電を１時間以上継続することが望ましい。定電圧放電動作は、予め設定した時間（１時間、３時間等）である必要はなく、放電電流の値あるいは変動振幅が所定値以下になった時点で停止してもよい。例えば、定電圧放電動作は、放電電流の変動振幅がリチウムイオン電池のセル容量の０．０１Ｃ以下になった時点で停止すればよい。その場合、リチウムイオン電池の劣化有無の判定に要する時間の短縮が期待できる。
【００７５】
さらに、定電圧放電下における放電電流には、その値が小さいほど、周期的な変動が現れ易い傾向があるため、定電圧放電下における放電電流はリチウムイオン電池のセル容量に対して０．３Ｃ以下であることが望ましい。これら定電圧放電下における放電時間や放電電流に対する望ましい要件は、第２の実施の形態及び第３の実施の形態で示した定電圧充電時における充電電流と同様に、放電電圧を変更して測定する場合も同様である。
【００７６】
（第５の実施の形態）
第５の実施の形態では、上述した第１の実施の形態で示したリチウムイオン電池の劣化有無を判定するための劣化判定方法、並びに該劣化判定方法を適用する蓄電システムの一例を示す。
【００７７】
図８は、本発明の蓄電システムの一構成例を示すブロック図である。
【００７８】
図８に示すように、本発明の蓄電システムは、観測対象である電池パック１０の充放電動作を制御する充放電制御部２１と、本発明の劣化判定方法を実現するための処理を実行する演算部２２と、電池パック１０を電力系統と連系可能に接続するためのＰＣＳ（Power Conversion System）２３とを有する。
【００７９】
電池パック１０は、例えば並列または直列に接続された複数のラミネート型セル１１を備えた構成である。
【００８０】
充放電制御部２１（充放電制御手段とも呼ぶ）は、演算部２２の指示にしたがって電池パック１０の充放電動作を制御すると共に、電池パック１０の充放電電圧及び充放電電流を制御する。充放電制御部２１は、例えば周知の充放電制御用のＩＣ（Integrated Circuit）で実現できる。
【００８１】
ＰＣＳ（Power Conversion System）２３は、電力系統から供給される交流電圧を電池パック１０に充電可能な直流電圧に変換するＡＣ（Alternate Current）／ＤＣ（Direct Current）変換、並びに電池パック１０から放電された直流電圧を電力系統に供給可能な交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣ変換を行う。
【００８２】
演算部２２（演算手段とも呼ぶ）は、例えばプログラムにしたがって処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、プログラムやデータを保存する記憶装置、各種の論理回路、並びに充放電制御部２１及びＰＣＳ２３と情報を送受信するための通信手段を備えた情報処理装置（コンピュータ）で実現できる。
【００８３】
図９は、本発明の劣化判定方法の第５の実施の形態の処理手順を示すフローチャートである。
【００８４】
図９は、第１の実施の形態で示した劣化判定方法の処理手順の一例を示している。
【００８５】
図９に示すように、充放電制御部２１は、演算部２２の指示にしたがって観測対象である電池パック１０に定電流充電を行い、その後、１時間以上の定電圧充電を行う。このとき、充放電制御部２１は充電電流Ａ１を測定する（ステップＳ１）。演算部２２は、例えば観測対象である電池パック１０の充放電回数が予め設定された所定数に到達した場合、あるいは蓄電システムの管理者の指示等にしたがって、劣化判定のための処理を開始すればよい。
【００８６】
演算部２２は、充放電制御部２１で測定された定電圧充電時における充電電流Ａ１の値（データ）を所定のサンプリング周期で取り込み、該充電電流Ａ１のデータをフーリエ変換し、該充電電流Ａ１に周期的な変動成分が含まれるか否かを判定する（ステップＳ２）。演算部２２は、例えばフーリエ変換後の充電電流Ａ１に予め設定したしきい値以上の振幅を有する周波数成分がある場合に、周期的な変動成分が含まれると判定すればよい。
【００８７】
定電圧充電時における充電電流Ａ１に周期的な変動成分が無い場合、演算部２２は、観測対象の電池パック１０が劣化していないと判定し、例えば不図示の表示部等にその旨を表示させることで蓄電システムの管理者に通知して（ステップＳ３）処理を終了する。この場合、蓄電システムの管理者は、観測対象の電池パック１０を継続して運用すればよい。
【００８８】
一方、定電圧充電時における充電電流Ａ１に周期的な変動成分が有る場合、演算部２２は、観測対象の電池パック１０は劣化していると判定し、例えば不図示の表示部等にアラームを表示させることで蓄電システムの管理者に該電池パック１０の劣化を通知して（ステップＳ４）処理を終了する。
【００８９】
蓄電システムの管理者は、観測対象の電池パック１０が、複数の電池パック１０が並列に接続された蓄電装置の一部である場合、例えば劣化していると判定された電池パック１０を該蓄電装置から切り離せばよい。
【００９０】
また、蓄電システムの管理者は、観測対象の電池パック１０が、複数の電池パック１０が直列に接続された蓄電装置の一部である場合、例えば該蓄電装置の運用を停止し、必要に応じて劣化していると判定された電池パック１０を正常な電池パック１０に交換すればよい。
【００９１】
第５の実施の形態によれば、定電圧充電時における充電電流Ａ１の値（データ）をフーリエ変換し、該充電電流Ａ１に周期的な変動成分が含まれるか否かによりリチウムイオン電池の劣化有無を判定するため、該リチウムイオン電池の経時劣化の有無を比較的簡易に判定できる。
【００９２】
なお、電池パック１０の判定結果は、表示部等に表示させるだけでなく、蓄電システムの管理者へ通知可能であれば、どのような手段を用いてもよい。例えば、電池パック１０の判定結果は、有線または無線手段によって蓄電システムと接続されたネットワークを介して蓄電システムの管理者が有する情報処理装置（コンピュータ）等へ通知してもよい。
【００９３】
（第６の実施の形態）
第６の実施の形態では、上述した第２の実施の形態で示したリチウムイオン電池の劣化有無を判定するための劣化判定方法の一例を示す。蓄電システムの構成は、図８に示した第５の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００９４】
図１０は、本発明の劣化判定方法の第６の実施の形態の処理手順を示すフローチャートである。
【００９５】
図１０に示すように、充放電制御部２１は、演算部２２の指示にしたがって観測対象である電池パック１０に定電流充電を行い、その後、１時間以上の定電圧充電を行う。このとき、充放電制御部２１は充電電流Ａ１を測定する（ステップＳ１１）。演算部２２は、例えば観測対象である電池パック１０の充放電回数が予め設定された所定数に到達した場合、あるいは蓄電システムの管理者の指示等にしたがって、劣化判定のための処理を開始すればよい。なお、ステップＳ１１で実行する定電圧充電のための充電電圧（第１の充電電圧）は、観測対象の上限電圧よりも低い電圧とする。
【００９６】
演算部２２は、充放電制御部２１で測定された定電圧充電時における充電電流Ａ１の値（データ）を所定のサンプリング周期で取り込み、該充電電流Ａ１のデータをフーリエ変換し、該充電電流Ａ１に周期的な変動成分が含まれるか否かを判定する（ステップＳ１２）。演算部２２は、例えばフーリエ変換後の充電電流Ａ１に予め設定したしきい値以上の振幅を有する周波数成分がある場合に、周期的な変動成分が含まれると判定すればよい。
【００９７】
定電圧充電時における充電電流Ａ１に周期的な変動成分が無い場合、演算部２２は、観測対象の電池パック１０が劣化していないと判定し、例えば不図示の表示部等にその旨を表示させることで蓄電システムの管理者に通知して（ステップＳ１３）処理を終了する。この場合、蓄電システムの管理者は、観測対象の電池パック１０の運用を継続すればよい。
【００９８】
一方、定電圧充電時における充電電流Ａ１に周期的な変動成分が有る場合、演算部２２は、観測対象の電池パック１０の放電が終了した後、再度、電池パック１０に定電流充電を行い、その後、１時間以上の定電圧充電を行う（ステップＳ１４）。なお、ステップＳ１４で実行する定電圧充電のための充電電圧（第２の充電電圧）は、観測対象の上限電圧以下の電圧であり、ステップＳ１１で実行した定電圧充電のための充電電圧（第１の充電電圧）よりも高い値とする。
【００９９】
演算部２２は、充放電制御部２１で測定された定電圧充電時における充電電流Ａ１の値（データ）を所定のサンプリング周期で取り込み、該充電電流Ａ１のデータをフーリエ変換し、該充電電流Ａ１の変動周期がステップＳ１２で測定した充電電流Ａ１の変動周期よりも短いか否かを判定する（ステップＳ１５）。
【０１００】
充電電流Ａ１の変動周期に変化が無い場合、演算部２２は、例えばステップＳ１１の処理に戻ってステップＳ１１からの処理を繰り返す。
【０１０１】
充電電圧を高くすることで充電電流Ａ１の変動周期が短くなった場合、演算部２２は、観測対象の電池パック１０の劣化が大きく進行していると判定し、例えば不図示の表示部等にアラームを表示させることで蓄電システムの管理者に該電池パック１０の劣化を通知して（ステップＳ１６）処理を終了する。
【０１０２】
なお、演算部２２は、ステップＳ１２の処理で充電電流Ａ１に周期的な変動成分が有ると判定した段階、あるいはステップＳ１４の処理で充電電流Ａ１の変動周期に変化が無いと判定した段階で、例えば不図示の表示部等にアラームを表示させることで蓄電システムの管理者に観測対象の電池パック１０の劣化を通知してもよい。
【０１０３】
蓄電システムの管理者は、観測対象の電池パック１０が、複数の電池パック１０が並列に接続された蓄電装置の一部である場合、例えば劣化していると判定された電池パック１０を該蓄電装置から切り離せばよい。
【０１０４】
また、蓄電システムの管理者は、観測対象の電池パック１０が、複数の電池パック１０が直列に接続された蓄電装置の一部である場合、例えば該蓄電装置の運用を停止し、必要に応じて劣化していると判定された電池パック１０を正常な電池パック１０に交換すればよい。
【０１０５】
第６の実施の形態では、ステップＳ１５で観測対象の電池パック１０が劣化していると判定された場合、該電池パック１０は劣化が大きく進行している可能性が高いため、蓄電装置からの該電池パック１０の切り離し、あるいは交換を早急に行うことが望ましい。
【０１０６】
第６の実施の形態によれば、第５の実施の形態と同様に、リチウムイオン電池の経時劣化の有無を比較的簡易に判定できると共に、該リチウムイオン電池の劣化の進行程度も判別できる。
【０１０７】
なお、電池パック１０の判定結果は、表示部等に表示させるだけでなく、蓄電システムの管理者へ通知可能であれば、どのような手段を用いてもよい。例えば、電池パック１０の判定結果は、有線または無線手段によって蓄電システムと接続されたネットワークを介して蓄電システムの管理者が有する情報処理装置（コンピュータ）等へ通知してもよい。
【０１０８】
（第７の実施の形態）
第７の実施の形態では、上述した第３の実施の形態で示したリチウムイオン電池の劣化有無を判定するための劣化判定方法の一例を示す。蓄電システムの構成は、図８に示した第５の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【０１０９】
図１１は、本発明の劣化判定方法の第７の実施の形態の処理手順を示すフローチャートである。
【０１１０】
図１１に示すように、充放電制御部２１は、演算部２２の指示にしたがって観測対象である電池パック１０に定電流充電を行い、その後、１時間以上の定電圧充電を行う。このとき、充放電制御部２１は充電電流Ａ１を測定する（ステップＳ２１）。演算部２２は、例えば観測対象である電池パック１０の充放電回数が予め設定された所定数に到達した場合、あるいは蓄電システムの管理者の指示等にしたがって、劣化判定のための処理を開始すればよい。なお、ステップＳ２１で実行する定電圧充電のための充電電圧（第１の充電電圧）は、観測対象の上限電圧よりも低い電圧とする。
【０１１１】
演算部２２は、充放電制御部２１で測定された定電圧充電時における充電電流Ａ１の値（データ）を所定のサンプリング周期で取り込み、該充電電流Ａ１のデータをフーリエ変換し、該充電電流Ａ１に周期的な変動成分が含まれるか否かを判定する（ステップＳ２２）。演算部２２は、例えばフーリエ変換後の充電電流Ａ１に予め設定したしきい値以上の振幅を有する周波数成分がある場合に、周期的な変動成分が含まれると判定すればよい。
【０１１２】
定電圧充電時における充電電流Ａ１に周期的な変動成分が無い場合、演算部２２は、観測対象の電池パック１０が劣化していないと判定し、例えば不図示の表示部等にその旨を表示させることで蓄電システムの管理者に通知して（ステップＳ２３）処理を終了する。この場合、蓄電システムの管理者は、観測対象の電池パック１０の運用を継続すればよい。
【０１１３】
一方、定電圧充電時における充電電流Ａ１に周期的な変動成分が有る場合、演算部２２は、観測対象の電池パック１０の放電が終了した後、再度、電池パック１０に定電流充電を行い、その後、１時間以上の定電圧充電を行う（ステップＳ２４）。なお、ステップＳ２４で実行する定電圧充電のための充電電圧（第２の充電電圧）は、観測対象の上限電圧以下の電圧であり、ステップＳ２１で実行した定電圧充電のための充電電圧（第１の充電電圧）よりも高い値とする。
【０１１４】
演算部２２は、充放電制御部２１で測定された定電圧充電時における充電電流Ａ１の値（データ）を所定のサンプリング周期で取り込み、該充電電流Ａ１のデータをフーリエ変換し、該充電電流Ａ１の変動振幅がステップＳ２２で測定した充電電流Ａ１の変動振幅よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２５）。
【０１１５】
充電電流Ａ１の変動振幅に変化が無い場合、演算部２２は、ステップＳ２１の処理に戻ってステップＳ２１からの処理を繰り返す。
【０１１６】
充電電圧を高くすることで充電電流Ａ１の変動振幅が大きくなった場合、演算部２２は、観測対象の電池パック１０の劣化が大きく進行していると判定し、例えば不図示の表示部等にアラームを表示させることで蓄電システムの管理者に該電池パック１０の劣化を通知して（ステップＳ２６）処理を終了する。
【０１１７】
なお、演算部２２は、ステップＳ２２の処理で充電電流Ａ１に周期的な変動成分が有ると判定した段階、あるいはステップＳ２５の処理で充電電流Ａ１の変動振幅に変化が無いと判定した段階で、例えば不図示の表示部等にアラームを表示させることで蓄電システムの管理者に観測対象の電池パック１０の劣化を通知してもよい。
【０１１８】
蓄電システムの管理者は、観測対象の電池パック１０が、複数の電池パック１０が並列に接続された蓄電装置の一部である場合、例えば劣化していると判定された電池パック１０を該蓄電装置から切り離せばよい。
【０１１９】
また、蓄電システムの管理者は、観測対象の電池パック１０が、複数の電池パック１０が直列に接続された蓄電装置の一部である場合、例えば該蓄電装置の運用を停止し、必要に応じて劣化していると判定された電池パック１０を正常な電池パック１０に交換すればよい。
【０１２０】
第７の実施の形態では、ステップＳ２５で観測対象の電池パック１０が劣化していると判定された場合、該電池パック１０は劣化が大きく進行している可能性が高いため、蓄電装置からの該電池パック１０の切り離し、あるいは交換を早急に行うことが望ましい。
【０１２１】
第７の実施の形態によれば、第５の実施の形態と同様にリチウムイオン電池の経時劣化の有無を比較的簡易に判定できると共に、第６の実施の形態と同様に該リチウムイオン電池の劣化の進行程度も判別できる。
【０１２２】
なお、電池パック１０の判定結果は、表示部等に表示させるだけでなく、蓄電システムの管理者へ通知可能であれば、どのような手段を用いてもよい。例えば、電池パック１０の判定結果は、有線または無線手段によって蓄電システムと接続されたネットワークを介して蓄電システムの管理者が有する情報処理装置（コンピュータ）等へ通知してもよい。
【０１２３】
（第８の実施の形態）
第８の実施の形態では、上述した第４の実施の形態で示したリチウムイオン電池の劣化有無を判定するための劣化判定方法の一例を示す。蓄電システムの構成は、図８に示した第５の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【０１２４】
図１２は、本発明の劣化判定方法の第８の実施の形態の処理手順を示すフローチャートである。
【０１２５】
図１２に示すように、充放電制御部２１は、演算部２２の指示にしたがって、観測対象である電池パック１０に定電流放電を行い、その後、１時間以上の定電圧放電を行う。このとき、充放電制御部２１は放電電流Ａ１を測定する（ステップＳ３１）。演算部２２は、例えば観測対象である電池パック１０の充放電回数が予め設定された所定数に到達した場合、あるいは蓄電システムの管理者の指示等にしたがって、劣化判定のための処理を開始すればよい。
【０１２６】
演算部２２は、充放電制御部２１で測定された定電圧放電時における放電電流Ａ１の値（データ）を所定のサンプリング周期で取り込み、該放電電流Ａ１のデータをフーリエ変換し、該放電電流Ａ１に周期的な変動成分が含まれるか否かを判定する（ステップＳ３２）。演算部２２は、例えばフーリエ変換後の放電電流Ａ１に予め設定したしきい値以上の振幅を有する周波数成分がある場合に、周期的な変動成分が含まれると判定すればよい。
【０１２７】
定電圧放電時における放電電流Ａ１に周期的な変動成分が無い場合、演算部２２は、観測対象の電池パック１０が劣化していないと判定し、例えば不図示の表示部等にその旨を表示させることで蓄電システムの管理者に通知して（ステップＳ３３）処理を終了する。この場合、蓄電システムの管理者は、観測対象の電池パック１０の運用を継続すればよい。
【０１２８】
一方、定電圧放電時における放電電流Ａ１に周期的な変動成分が有る場合、演算部２２は、観測対象の電池パック１０が劣化していると判定し、例えば不図示の表示部等にアラームを表示させることで蓄電システムの管理者に該電池パック１０の劣化を通知して（ステップＳ３４）処理を終了する。
【０１２９】
蓄電システムの管理者は、観測対象の電池パック１０が、複数の電池パック１０が並列に接続された蓄電装置の一部である場合、例えば劣化していると判定された電池パック１０を該蓄電装置から切り離せばよい。
【０１３０】
また、蓄電システムの管理者は、観測対象の電池パック１０が、複数の電池パック１０が直列に接続された蓄電装置の一部である場合、例えば該蓄電装置の運用を停止し、必要に応じて劣化していると判定された電池パック１０を正常な電池パック１０に交換すればよい。
【０１３１】
第８の実施の形態によれば、定電圧放電時における放電電流Ａ１の値（データ）をフーリエ変換し、該放電電流Ａ１に周期的な変動成分が含まれるか否かによりリチウムイオン電池の劣化有無を判定することで、第５の実施の形態と同様に該リチウムイオン電池の経時劣化の有無を比較的簡易に判定できる。
【０１３２】
なお、電池パック１０の判定結果は、表示部等に表示させるだけでなく、蓄電システムの管理者へ通知可能であれば、どのような手段を用いてもよい。例えば、電池パック１０の判定結果は、有線または無線手段によって蓄電システムと接続されたネットワークを介して蓄電システムの管理者が有する情報処理装置（コンピュータ）等へ通知してもよい。
【０１３３】
また、本実施形態の劣化判定方法は、第６の実施の形態及び第７の実施の形態で示した劣化判定方法と同様に、定電圧放電時における放電電圧を高い値に変更して、定電流放電及び定電圧放電を繰り返す処理を実行してもよい。その場合、放電電流の変動周期が短くなったとき、または放電電流の変動振幅が大きくなったとき、監視対象の電池パック１０の劣化が大きく進行していると判断できる。
【０１３４】
以上、本発明の実施形態及び実施例について説明した。しかしながら、本発明は、上述した各実施形態や実施例に記載した内容に限定されるものではなく、その構成及び動作は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【０１３５】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下のようにも記載可能であるが、以下の構成には限られない。
（付記１）
情報処理装置が、
充放電制御手段に、リチウムイオン電池を定電流充電させた後、第１の充電電圧で定電圧充電させ、
前記充放電制御手段に、前記定電圧充電時における充電電流を測定させ、
前記充放電制御手段で測定された前記定電圧充電時における充電電流の値を取得し、
前記充電電流に周期的な変動があるか否かを判定し、
前記充電電流に周期的な変動がある場合、前記リチウムイオン電池が劣化していると判定する劣化判定方法。
（付記２）
前記定電圧充電による充電時間が１時間以上である付記１に記載の劣化判定方法。
（付記３）
前記定電圧充電時における充電電流が、前記リチウムイオン電池のセル容量に対して０．３Ｃ以下である付記１または２に記載の劣化判定方法。
（付記４）
前記情報処理装置が、
前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流に周期的な変動がある場合、
前記充放電制御手段に、前記リチウムイオン電池を、再度、定電流充電させた後、前記第１の充電電圧よりも高い第２の充電電圧で定電圧充電させ、
前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動周期に対して前記第２の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動周期が短いリチウムイオン電池が、前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動周期と前記第２の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動周期とが変わらないリチウムイオン電池よりも、劣化が進行していると判定する付記１から３のいずれか１に記載の劣化判定方法。
（付記５）
前記情報処理装置が、
前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流に周期的な変動がある場合、
前記充放電制御手段に、前記リチウムイオン電池を、再度、定電流充電させた後、前記第１の充電電圧よりも高い第２の充電電圧で定電圧充電させ、
前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動振幅に対して前記第２の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動振幅が大きいリチウムイオン電池が、前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動振幅と前記第２の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動振幅とが変わらないリチウムイオン電池よりも、劣化が進行していると判定する付記１から３のいずれか１に記載の劣化判定方法。
（付記６）
情報処理装置が、
充放電制御手段に、リチウムイオン電池を定電流放電させた後、所定電圧で定電圧放電させ、
前記充放電制御手段に、前記定電圧放電時における放電電流を測定させ、
前記充放電制御手段で測定された前記定電圧放電時における放電電流の値を取得し、
前記放電電流に周期的な変動があるか否かを判定し、
前記放電電流に周期的な変動がある場合、前記リチウムイオン電池が劣化していると判定する劣化判定方法。
（付記７）
リチウムイオン電池を定電流充電させた後、第１の充電電圧で定電圧充電させ、前記定電圧充電時における充電電流を測定する充放電制御手段と、
前記充放電制御手段で測定された前記定電圧充電時における充電電流の値を取得し、前記充電電流に周期的な変動があるか否かを判定し、前記充電電流に周期的な変動がある場合、前記リチウムイオン電池が劣化していると判定する演算手段と、
を有する蓄電システム。
（付記８）
前記定電圧充電による充電時間が１時間以上である付記７に記載の蓄電システム。
（付記９）
前記定電圧充電時における充電電流が、前記リチウムイオン電池のセル容量に対して０．３Ｃ以下である付記７または８に記載の蓄電システム。
（付記１０）
前記演算手段が、
前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流に周期的な変動がある場合、
前記充放電制御手段に、前記リチウムイオン電池を、再度、定電流充電させた後、前記第１の充電電圧よりも高い第２の充電電圧で定電圧充電させ、
前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動周期に対して前記第２の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動周期が短いリチウムイオン電池が、前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動周期と前記第２の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動周期とが変わらないリチウムイオン電池よりも、劣化が進行していると判定する付記７から９のいずれか１に記載の蓄電システム。
（付記１１）
前記演算手段が、
前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流に周期的な変動がある場合、
前記充放電制御手段に、前記リチウムイオン電池を、再度、定電流充電させた後、前記第１の充電電圧よりも高い第２の充電電圧で定電圧充電させ、
前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動振幅に対して前記第２の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動振幅が大きいリチウムイオン電池が、前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動振幅と前記第２の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動振幅とが変わらないリチウムイオン電池よりも、劣化が進行していると判定する付記７から９のいずれか１に記載の蓄電システム。
（付記１２）
リチウムイオン電池を定電流放電させた後、所定電圧で定電圧放電させ、前記定電圧放電時における放電電流を測定する充放電制御手段と、
前記充放電制御手段で測定された前記定電圧放電時における放電電流の値を取得し、前記放電電流に周期的な変動があるか否かを判定し、前記放電電流に周期的な変動がある場合、前記リチウムイオン電池が劣化していると判定する演算手段と、
を有する蓄電システム。
【０１３６】
この出願は、２０１６年３月４日に出願された日本出願特願２０１６−４１９９８を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【０１３７】
１０    電池パック
１１    ラミネート型セル
２１    充放電制御部
２２    演算部
２３    ＰＣＳ
【図１】
2017150416.tif 000003
【図２Ａ】
2017150416.tif 000004
【図２Ｂ】
2017150416.tif 000005
【図３Ａ】
2017150416.tif 000006
【図３Ｂ】
2017150416.tif 000007
【図３Ｃ】
2017150416.tif 000008
【図３Ｄ】
2017150416.tif 000009
【図４Ａ】
2017150416.tif 000010
【図４Ｂ】
2017150416.tif 000011
【図５】
2017150416.tif 000012
【図６Ａ】
2017150416.tif 000013
【図６Ｂ】
2017150416.tif 000014
【図７Ａ】
2017150416.tif 000015
【図７Ｂ】
2017150416.tif 000016
【図８】
2017150416.tif 000017
【図９】
2017150416.tif 000018
【図１０】
2017150416.tif 000019
【図１１】
2017150416.tif 000020
【図１２】
2017150416.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月23日(2018.8.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報処理装置が、
充放電制御手段に、リチウムイオン電池を定電流充電させた後、第１の充電電圧で定電圧充電させ、
前記充放電制御手段に、前記定電圧充電時における充電電流を測定させ、
前記充放電制御手段で測定された前記定電圧充電時における充電電流の値を取得し、
前記充電電流に周期的な変動があるか否かを判定し、
前記充電電流に周期的な変動がある場合、前記リチウムイオン電池が劣化していると判定する劣化判定方法。
【請求項２】
前記定電圧充電による充電時間が１時間以上である請求項１に記載の劣化判定方法。
【請求項３】
前記定電圧充電時における充電電流が、前記リチウムイオン電池のセル容量に対して０．３Ｃ以下である請求項１または２に記載の劣化判定方法。
【請求項４】
前記情報処理装置が、
前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流に周期的な変動がある場合、
前記充放電制御手段に、前記リチウムイオン電池を、再度、定電流充電させた後、前記第１の充電電圧よりも高い第２の充電電圧で定電圧充電させ、
前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動周期に対して前記第２の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動周期が短いリチウムイオン電池が、前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動周期と前記第２の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動周期とが変わらないリチウムイオン電池よりも、劣化が進行していると判定する請求項１から３のいずれか１に記載の劣化判定方法。
【請求項５】
前記情報処理装置が、
前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流に周期的な変動がある場合、
前記充放電制御手段に、前記リチウムイオン電池を、再度、定電流充電させた後、前記第１の充電電圧よりも高い第２の充電電圧で定電圧充電させ、
前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動振幅に対して前記第２の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動振幅が大きいリチウムイオン電池が、前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動振幅と前記第２の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動振幅とが変わらないリチウムイオン電池よりも、劣化が進行していると判定する請求項１から３のいずれか１に記載の劣化判定方法。
【請求項６】
情報処理装置が、
充放電制御手段に、リチウムイオン電池を定電流放電させた後、所定電圧で定電圧放電させ、
前記充放電制御手段に、前記定電圧放電時における放電電流を測定させ、
前記充放電制御手段で測定された前記定電圧放電時における放電電流の値を取得し、
前記放電電流に周期的な変動があるか否かを判定し、
前記放電電流に周期的な変動がある場合、前記リチウムイオン電池が劣化していると判定する劣化判定方法。
【請求項７】
リチウムイオン電池を定電流充電させた後、第１の充電電圧で定電圧充電させ、前記定電圧充電時における充電電流を測定する充放電制御手段と、
前記充放電制御手段で測定された前記定電圧充電時における充電電流の値を取得し、前記充電電流に周期的な変動があるか否かを判定し、前記充電電流に周期的な変動がある場合、前記リチウムイオン電池が劣化していると判定する演算手段と、
を有する蓄電システム。
【請求項８】
前記演算手段が、
前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流に周期的な変動がある場合、
前記充放電制御手段に、前記リチウムイオン電池を、再度、定電流充電させた後、前記第１の充電電圧よりも高い第２の充電電圧で定電圧充電させ、
前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動周期に対して前記第２の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動周期が短いリチウムイオン電池が、前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動周期と前記第２の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動周期とが変わらないリチウムイオン電池よりも、劣化が進行していると判定する請求項７に記載の蓄電システム。
【請求項９】
前記演算手段が、
前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流に周期的な変動がある場合、
前記充放電制御手段に、前記リチウムイオン電池を、再度、定電流充電させた後、前記第１の充電電圧よりも高い第２の充電電圧で定電圧充電させ、
前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動振幅に対して前記第２の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動振幅が大きいリチウムイオン電池が、前記第１の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動振幅と前記第２の充電電圧による前記定電圧充電時における充電電流の変動振幅とが変わらないリチウムイオン電池よりも、劣化が進行していると判定する請求項７に記載の蓄電システム。
【請求項１０】
リチウムイオン電池を定電流放電させた後、所定電圧で定電圧放電させ、前記定電圧放電時における放電電流を測定する充放電制御手段と、
前記充放電制御手段で測定された前記定電圧放電時における放電電流の値を取得し、前記放電電流に周期的な変動があるか否かを判定し、前記放電電流に周期的な変動がある場合、前記リチウムイオン電池が劣化していると判定する演算手段と、
を有する蓄電システム。
【国際調査報告】
2017150416.tif 000022
2017150416.tif 000023