(57)【要約】  取り替え判定装置の制御部１６は、判定対象の１以上の電池モジュール１０を充電し、電圧測定器１４によって電池モジュール１０の充電停止時から一定時間の電圧変化値を測定し、電圧変化値が１以上の所定回数連続して基準電圧変化値以上になった場合に、電池モジュール１０を取り替える必要があると判定する。
2007125906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
判定対象の１以上の蓄電池を充電する充電手段と、
前記蓄電池の充電停止時から一定時間の電圧変化値を測定する電圧測定手段と、
前記電圧変化値が１以上の所定回数連続して基準電圧変化値以上になった場合に、前記蓄電池を取り替える必要があると判定する判定手段とを有することを特徴とする蓄電池の取り替え判定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄電池の取り替え判定装置において、
前記蓄電池の充電停止時は、所定の充電終了条件を満足した充電終了時であることを特徴とする蓄電池の取り替え判定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の蓄電池の取り替え判定装置において、
前記蓄電池の充電停止時は、充電を開始した後に前記蓄電池の単位時間当たりの表面温度上昇が所定の値以上になって充電を中断したときであることを特徴とする蓄電池の取り替え判定装置。
【請求項４】
請求項１に記載の蓄電池の取り替え判定装置において、
さらに、蓄電池の充電終了時の表面温度を測定する温度測定手段と、
前記表面温度と蓄電池の電圧変化値との関係を求める導出手段と、
前記基準電圧変化値を前記関係から算出する算出手段とを有し、
前記充電手段は、前記判定対象の蓄電池について電圧変化値の測定をする前に、蓄電池を取り替える基準の容量である取り替え基準容量値未満になった蓄電池を周囲温度一定で充電する手段を備え、
前記温度測定手段は、前記取り替え基準容量値未満の蓄電池の充電終了時の表面温度を測定する手段を備え、
前記電圧測定手段は、前記取り替え基準容量値未満の蓄電池の充電終了時から一定時間の電圧変化値を測定する手段を備え、
前記導出手段は、前記取り替え基準容量値未満の蓄電池の充電と表面温度の測定と電圧変化値の測定とを周囲温度を変えて繰り返し実施した結果から、前記取り替え基準容量値未満の蓄電池の表面温度と電圧変化値との関係を求める手段を備えることを特徴とする蓄電池の取り替え判定装置。
【請求項５】
請求項３に記載の蓄電池の取り替え判定装置において、
さらに、蓄電池の充電中断時の表面温度を測定する温度測定手段と、
前記表面温度と蓄電池の電圧変化値との関係を求める導出手段と、
前記基準電圧変化値を前記関係から算出する算出手段とを有し、
前記充電手段は、前記判定対象の蓄電池について電圧変化値の測定をする前に、蓄電池を取り替える基準の容量である取り替え基準容量値未満になった蓄電池を周囲温度一定で充電し、この蓄電池の単位時間当たりの表面温度上昇が所定の値以上になった場合に充電を中断する手段を備え、
前記温度測定手段は、前記取り替え基準容量値未満の蓄電池の充電中断時の表面温度を測定する手段を備え、
前記電圧測定手段は、前記取り替え基準容量値未満の蓄電池の充電中断時から一定時間の電圧変化値を測定する手段を備え、
前記導出手段は、前記取り替え基準容量値未満の蓄電池の充電と表面温度の測定と電圧変化値の測定とを周囲温度を変えて繰り返し実施した結果から、前記取り替え基準容量値未満の蓄電池の表面温度と電圧変化値との関係を求める手段を備えることを特徴とする蓄電池の取り替え判定装置。
【請求項６】
請求項４に記載の蓄電池の取り替え判定装置において、
前記導出手段は、前記表面温度をＴとすると、前記関係を前記表面温度Ｔの関数ｆ（Ｔ）で近似する手段を備えることを特徴とする蓄電池の取り替え判定装置。
【請求項７】
請求項５に記載の蓄電池の取り替え判定装置において、
前記導出手段は、前記表面温度をＴとすると、前記関係を前記表面温度Ｔの関数ｆ（Ｔ）で近似する手段を備えることを特徴とする蓄電池の取り替え判定装置。
【請求項８】
請求項６に記載の蓄電池の取り替え判定装置において、
前記関数ｆ（Ｔ）は、最小二乗法により最適化した放物線式ｆ（Ｔ）＝ａＴ2−ｂＴ＋ｃであることを特徴とする蓄電池の取り替え判定装置。
【請求項９】
請求項７に記載の蓄電池の取り替え判定装置において、
前記関数ｆ（Ｔ）は、最小二乗法により最適化した放物線式ｆ（Ｔ）＝ａＴ2−ｂＴ＋ｃであることを特徴とする蓄電池の取り替え判定装置。
【請求項１０】
請求項６に記載の蓄電池の取り替え判定装置において、
前記温度測定手段は、前記判定対象の蓄電池の充電終了時の表面温度を測定する手段を備え、
前記算出手段は、この判定対象の蓄電池の表面温度を前記関数ｆ（Ｔ）に代入して、前記基準電圧変化値を算出する手段を備えることを特徴とする蓄電池の取り替え判定装置。
【請求項１１】
請求項７に記載の蓄電池の取り替え判定装置において、
前記温度測定手段は、前記判定対象の蓄電池の充電中断時の表面温度を測定する手段を備え、
前記算出手段は、この判定対象の蓄電池の表面温度を前記関数ｆ（Ｔ）に代入して、前記基準電圧変化値を算出する手段を備えることを特徴とする蓄電池の取り替え判定装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の蓄電池の取り替え判定装置において、
前記判定手段は、前記判定対象の複数の蓄電池の内、所定の数の蓄電池について、前記電圧変化値が前記基準電圧変化値以上になった場合に、前記蓄電池を取り替える必要があると判定する手段を備えることを特徴とする蓄電池の取り替え判定装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の蓄電池の取り替え判定装置において、
前記一定時間は、５分〜１時間のいずれかであることを特徴とする蓄電池の取り替え判定装置。
【請求項１４】
判定対象の１以上の蓄電池を充電する第１の充電ステップと、
前記蓄電池の充電停止時から一定時間の電圧変化値を測定する第１の電圧測定ステップと、
前記電圧変化値が１以上の所定回数連続して基準電圧変化値以上になった場合に、前記蓄電池を取り替える必要があると判定する判定ステップとを有することを特徴とする蓄電池の取り替え判定方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の蓄電池の取り替え判定方法において、
前記蓄電池の充電停止時は、所定の充電終了条件を満足した充電終了時であることを特徴とする蓄電池の取り替え判定方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の蓄電池の取り替え判定方法において、
前記蓄電池の充電停止時は、充電を開始した後に前記蓄電池の単位時間当たりの表面温度上昇が所定の値以上になって充電を中断したときであることを特徴とする蓄電池の取り替え判定方法。
【請求項１７】
請求項１４に記載の蓄電池の取り替え判定方法において、
さらに、前記第１の充電ステップと前記第１の電圧測定ステップと前記判定ステップの前に、
蓄電池を取り替える基準の容量である取り替え基準容量値未満になった蓄電池を周囲温度一定で充電する第２の充電ステップと、
前記取り替え基準容量値未満の蓄電池の充電終了時の表面温度を測定する第１の温度測定ステップと、
前記取り替え基準容量値未満の蓄電池の充電終了時から一定時間の電圧変化値を測定する第２の電圧測定ステップと、
前記第２の充電ステップと前記第１の温度測定ステップと前記第２の電圧測定ステップとを周囲温度を変えて繰り返し実施した結果から、前記取り替え基準容量値未満の蓄電池の表面温度と電圧変化値との関係を求める導出ステップとを有し、
前記判定対象の蓄電池の充電停止時に、前記基準電圧変化値を前記関係から算出する算出ステップを有することを特徴とする蓄電池の取り替え判定方法。
【請求項１８】
請求項１６に記載の蓄電池の取り替え判定方法において、
さらに、前記第１の充電ステップと前記第１の電圧測定ステップと前記判定ステップの前に、
蓄電池を取り替える基準の容量である取り替え基準容量値未満になった蓄電池を周囲温度一定で充電し、この蓄電池の単位時間当たりの表面温度上昇が所定の値以上になった場合に充電を中断する第２の充電ステップと、
前記取り替え基準容量値未満の蓄電池の充電中断時の表面温度を測定する第１の温度測定ステップと、
前記取り替え基準容量値未満の蓄電池の充電中断時から一定時間の電圧変化値を測定する第２の電圧測定ステップと、
前記第２の充電ステップと前記第１の温度測定ステップと前記第２の電圧測定ステップとを周囲温度を変えて繰り返し実施した結果から、前記取り替え基準容量値未満の蓄電池の表面温度と電圧変化値との関係を求める導出ステップとを有し、
前記判定対象の蓄電池の充電中断時に、前記基準電圧変化値を前記関係から算出する算出ステップを有することを特徴とする蓄電池の取り替え判定方法。
【請求項１９】
請求項１７に記載の蓄電池の取り替え判定方法において、
前記導出ステップは、前記表面温度をＴとすると、前記関係を前記表面温度Ｔの関数ｆ（Ｔ）で近似するステップを含むことを特徴とする蓄電池の取り替え判定方法。
【請求項２０】
請求項１８に記載の蓄電池の取り替え判定方法において、
前記導出ステップは、前記表面温度をＴとすると、前記関係を前記表面温度Ｔの関数ｆ（Ｔ）で近似するステップを含むことを特徴とする蓄電池の取り替え判定方法。
【請求項２１】
請求項１９に記載の蓄電池の取り替え判定方法において、
前記関数ｆ（Ｔ）は、最小二乗法により最適化した放物線式ｆ（Ｔ）＝ａＴ2−ｂＴ＋ｃであることを特徴とする蓄電池の取り替え判定方法。
【請求項２２】
請求項２０に記載の蓄電池の取り替え判定方法において、
前記関数ｆ（Ｔ）は、最小二乗法により最適化した放物線式ｆ（Ｔ）＝ａＴ2−ｂＴ＋ｃであることを特徴とする蓄電池の取り替え判定方法。
【請求項２３】
請求項１９に記載の蓄電池の取り替え判定方法において、
さらに、前記判定対象の蓄電池の充電終了時の表面温度を測定する第２の温度測定ステップを有し、
前記算出ステップは、この判定対象の蓄電池の表面温度を前記関数ｆ（Ｔ）に代入して、前記基準電圧変化値を算出するステップを含むことを特徴とする蓄電池の取り替え判定方法。
【請求項２４】
請求項２０に記載の蓄電池の取り替え判定方法において、
さらに、前記判定対象の蓄電池の充電中断時の表面温度を測定する第２の温度測定ステップを有し、
前記算出ステップは、この判定対象の蓄電池の表面温度を前記関数ｆ（Ｔ）に代入して、前記基準電圧変化値を算出するステップを含むことを特徴とする蓄電池の取り替え判定方法。
【請求項２５】
請求項１４に記載の蓄電池の取り替え判定方法において、
前記判定ステップは、前記判定対象の複数の蓄電池の内、所定の数の蓄電池について、前記電圧変化値が前記基準電圧変化値以上になった場合に、前記蓄電池を取り替える必要があると判定するステップを含むことを特徴とする蓄電池の取り替え判定方法。
【請求項２６】
請求項１４に記載の蓄電池の取り替え判定方法において、
前記一定時間は、５分〜１時間のいずれかであることを特徴とする蓄電池の取り替え判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックアップ等の二次電池に採用されるニッケル水素蓄電池等の蓄電池の取り替え判定装置および取り替え判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バックアップ用の二次電池は、その用途から、常に満充電に近い状態に保たれることが望ましい。しかし、長時間の使用によって二次電池が劣化し、二次電池の容量が減少することから、所定の容量未満の容量になった二次電池を取り替える必要がある。そのため、二次電池を放電して当該容量を測定する必要があるが、二次電池の放電は、必要最小限に抑えられるべきである。そこで、従来、バックアップ用二次電池にニッケル水素蓄電池を使用した携帯電話基地局用１０ｋＷｈシステムでは、ニッケル水素蓄電池を備えた電池モジュールを２系統設置している。２系統の電池モジュールは、負荷および充電装置に対して、並列に接続されている。そして、従来のシステムでは、２系統の電池モジュールの内、一方の系統の電池モジュールのニッケル水素蓄電池を完全放電させて、定期的にニッケル水素蓄電池の容量を測定する方法を採用している（文献「K.サイトウ、T.ショウダイ、A.ヤマシタ、H.ワカキ (K.Saito, T.Shodai, A.Yamashita and H.Wakaki)、インテレック’03 (The 25th International Telecommunications EnergyConference) 講演要旨集、第261頁、2003」参照）。このようにして、ニッケル水素蓄電池の取り替えの必要性の有無を判定している。【０００３】
また、ニッケル水素蓄電池は、劣化により内部抵抗が増加することが知られている。すなわち、ニッケル水素蓄電池の内部抵抗を測定できれば、放電することなく、間接的にニッケル水素蓄電池の取り替えの必要性の有無を判定することができる。しかし、ニッケル水素蓄電池の内部抵抗を正確に測定することは容易ではなく、更に、内部抵抗とニッケル水素蓄電池の容量との間の具体的関係も知られていなかった（文献「西尾晃治、’97バッテリー技術シンポジウム要旨集、第5-2-1頁、1997」参照）。【０００４】
その後、文献「A.ヤマシタ、H.ワカキ、K.サイトウ、T.ショウダイ (A.Yamashita, H.Wakaki, K.Saito and T.Shodai)、インテレック’03 (The 25th International Telecommunications EnergyConference) 講演要旨集、第739頁、2003」において、充電終了後の電圧降下量と劣化して低下した容量との間に関係があることが開示されている。また、文献「A.ヤマシタ、H.ワカキ、K.サイトウ、T.ショウダイ (A.Yamashita, H.Wakaki, K.Saito and T.Shodai)、インテレック’05 (The 27th International Telecommunications EnergyConference) 講演要旨集、第291頁、2005」により、充電時の温度による電圧降下量の補正をする方法が提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の放電によってニッケル水素蓄電池の容量を測定する方法、すなわち放電によってニッケル水素蓄電池の取り替えの必要性の有無を判定する方法では、２系統の電池モジュールの内、一方の系統の電池モジュールのニッケル水素蓄電池を完全放電させて容量を測定することから、容量測定中は、片方のニッケル水素蓄電池のみ充電されていることとなり、容量測定中に事故等が発生した場合、片方のニッケル水素蓄電池からしか電力を供給できず、この間、バックアップ時間が短くなるという問題があった。【０００６】
また、２系統の電池モジュールを並列接続していないシステムでは、上記の放電によってニッケル水素蓄電池の取り替えの必要性の有無を判定する方法を採用できない。更に、Ｎ系統の電池モジュールが並列接続されたシステムであっても、１系統ずつ切り離して、ニッケル水素蓄電池の容量を測定する場合には、通常のＮ倍の電流が１個のニッケル水素蓄電池に集中することになるので、大電流放電の可能なニッケル水素蓄電池か、もしくは非常に長いバックアップ時間として設計されたシステムでないと、上記の放電によってニッケル水素蓄電池の取り替えの必要性の有無を判定する方法を採用できないといった問題もあった。したがって、上記の放電によってニッケル水素蓄電池の取り替えの必要性の有無を判定する方法の採用が限定されるといった問題があった。【０００７】
一方、ニッケル水素蓄電池の充電終了後の電圧降下量と劣化して低下した容量との間の関係からニッケル水素蓄電池の取り替えの必要性の有無を判定する場合、上記の充電終了後の電圧降下量から劣化して低下した容量を算出しているが、電圧降下量は温度によって変化するため、算出した容量に誤差が含入し、取り替え判定に誤りが発生することを否定でできないといった問題があった。そこで、充電時の温度によって電圧降下量の補正をする方法を採用することにより、ニッケル水素蓄電池を放電することなく、更に取り替え判定に誤りが発生すること防止しつつ、ニッケル水素蓄電池の取り替えの必要性の有無を判定できる。しかしながら、ニッケル水素蓄電池の充電終了後の電圧降下量は、ニッケル水素蓄電池の劣化の程度と充電時の温度によって変化するため、充電時の温度によって電圧降下量の補正をする方法を採用しようとすると、ニッケル水素蓄電池の劣化の程度毎及び充電時の温度毎に充電終了後の電圧降下量の測定データを採取する必要があり、補正のための数式や表が複雑になって、実現できないといった問題があった。【０００８】
したがって、ニッケル水素蓄電池の取り替えの必要性の有無を放電以外の手段によって、間接的に判定することは困難であった。なお、以上の問題は、ニッケル水素蓄電池以外の蓄電池においても起こり得る。【０００９】
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、ニッケル水素蓄電池等の蓄電池を放電させることなく、蓄電池の取り替えの必要性の有無を容易に判定できる蓄電池の取り替え判定装置および取り替え判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】
【００１０】
本発明の蓄電池の取り替え判定装置は、判定対象の１以上の蓄電池を充電する充電手段と、前記蓄電池の充電停止時から一定時間の電圧変化値を測定する電圧測定手段と、前記電圧変化値が１以上の所定回数連続して基準電圧変化値以上になった場合に、前記蓄電池を取り替える必要があると判定する判定手段とを有するものである。
また、本発明の蓄電池の取り替え判定方法は、判定対象の１以上の蓄電池を充電する第１の充電ステップと、前記蓄電池の充電停止時から一定時間の電圧変化値を測定する第１の電圧測定ステップと、前記電圧変化値が１以上の所定回数連続して基準電圧変化値以上になった場合に、前記蓄電池を取り替える必要があると判定する判定ステップとを有するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、蓄電池を放電しないので、どのようなシステム構成にも採用することができ、例えば補充電の際に蓄電池の取り替えの必要性の有無を容易に判定することができる。また、本発明では、所定の回数連続して基準電圧変化値以上になった場合に蓄電池を取り替える必要があると判定することにした場合は、表面温度および電圧変化値の測定誤差に起因する判定誤りを低減することができる。【００１２】
また、本発明では、取り替え基準容量値未満になった蓄電池について表面温度と電圧変化値との関係を求め、上記の関係から蓄電池の取り替えの必要性の有無を判定しているので、温度変化による蓄電池の取り替え判定に誤りが含入せず、取り替え判定の誤りを防止することができる。【００１３】
また、本発明では、上記の関係を、表面温度の関数ｆ（Ｔ）で近似していることから、蓄電池の取り替えの必要性の有無を容易に判定することができる。【００１４】
また、本発明では、関数ｆ（Ｔ）を、最小二乗法により最適化した放物線式ｆ（Ｔ）＝ａＴ2−ｂＴ＋ｃとしたことにより、蓄電池の取り替えの必要性の有無を容易に判定することができる。本発明では、蓄電池の表面温度と蓄電池の電圧変化値との関係を表面温度の関数ｆ（Ｔ）で近似し、この関数ｆ（Ｔ）を最小二乗法により最適化した放物線式ｆ（Ｔ）＝ａＴ2−ｂＴ＋ｃとしたことにより、蓄電池の劣化の程度に関係なく、予め定めた取り替え基準とする容量における蓄電池の表面温度と蓄電池の電圧変化値との関係を求めることができる。その結果、本発明では、蓄電池の劣化の程度に関係なく、取り替え基準の容量まで劣化した蓄電池を用いて、周囲温度を変えて蓄電池の充電と表面温度の測定と電圧変化値の測定とを繰り返し実施すればよく、蓄電池の取り替えの必要性の有無を判定するための基準電圧変化値を容易に算出することができる。また、本発明では、このような周囲温度を変えて行う事前の測定に用いた蓄電池と判定対象の蓄電池が同種のものであれば、判定対象の蓄電池の表面温度と電圧変化値との関係を、事前の測定に用いた蓄電池から求めた放物線式ｆ（Ｔ）＝ａＴ2−ｂＴ＋ｃで最適化できるので、判定対象の蓄電池について予め測定しておく必要がなく、判定対象の蓄電池の取り替えの必要性の有無を容易に判定することができる。【００１５】
更に、本発明では、判定対象の蓄電池の表面温度を関数ｆ（Ｔ）に代入することから、基準電圧変化値を容易に算出でき、よって、蓄電池の取り替えの必要性の有無を容易に判定することができる。また、本発明では、充電時の温度による電圧変化値の補正をする必要がなく、複雑な数式や表を必要としないので、蓄電池の取り替えの必要性の有無を容易に判定することができる。【００１６】
また、本発明では、複数の蓄電池の内、所定の数の蓄電池について、測定された電圧変化値が基準電圧変化値以上になった場合に蓄電池を取り替える必要があると判定するので、複数の蓄電池間に存在するばらつきに起因する判定誤りを低減することができる。よって、本発明では、蓄電池の取り替えの必要性の有無を精度良く、１回で判定することができる。【００１７】
また、本発明では、充電終了時または中断時から経過させる一定時間を、５分〜１時間の間とすることで、測定された表面温度および電圧変化値のばらつきを減少させつつ、蓄電池の取り替えの必要性の有無を迅速に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、充電終了時の電池モジュールのニッケル水素蓄電池の表面温度と充電終了時から３分間の電池モジュールの電圧変化との関係を示す図である。
【図２】図２は、充電終了時の電池モジュールのニッケル水素蓄電池の表面温度と充電終了時から５分間の電池モジュールの電圧変化との関係を示す図である。
【図３】図３は、充電終了時の電池モジュールのニッケル水素蓄電池の表面温度と充電終了時から１０分間の電池モジュールの電圧変化との関係を示す図である。
【図４】図４は、充電終了時の電池モジュールのニッケル水素蓄電池の表面温度と充電終了時から３０分間の電池モジュールの電圧変化との関係を示す図である。
【図５】図５は、充電終了時の電池モジュールのニッケル水素蓄電池の表面温度と充電終了時から１時間の電池モジュールの電圧変化との関係を示す図である。
【図６】図６は、本発明の第１実施例に係る取り替え判定装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、図６の取り替え判定装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】図８は、図６の取り替え判定装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】図９は、電池の放電容量と充電開始後１０分間の電池モジュールの電圧変化との関係を示した図である。
【図１０】図１０は、直列接続された４個の電池モジュールの充電終了時から１０分間の電圧変化を４回連続して測定した結果を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係るニッケル水素蓄電池の取り替え判定装置および取り替え判定方法について、ニッケル水素蓄電池を１０セル直列に接続した公称容量９５Ａｈの電池モジュールを含むバッテリーシステムの取り替え判定を例として説明する。【００２０】
［第１実施例］
まず、バックアップ用のニッケル水素蓄電池の充電方法について説明する。一般に、小型のニッケル水素蓄電池ではトリクル充電も用いられるが、大型のニッケル水素蓄電池では０．１Ｃないし０．２Ｃ程度の定電流で満充電となるまで充電し、その後放置して、自己放電によって電圧または放電深度がある値まで低下したら再び定電流で充電するという間欠充電法が採られることが多い。第１実施例に係るバッテリーシステムに含まれる電池モジュールを上記の間欠充電法により充電する。更に、当該電池モジュールでは、満充電の検出法として、ｄＴ／ｄｔ法、すなわち、一定時間の温度上昇が所定値を超えたら充電を終了させる方法を採用する。これにより、ニッケル水素蓄電池の過充電を最小にできる。また、第１実施例に係るバッテリーシステムに含まれる電池モジュールでは、上記の間欠充電法による、ニッケル水素蓄電池が満充電となるまで実施する１段目の充電をｄＴ／ｄｔ法により終了した後、更に０．０３Ｃ程度の低電流で２時間程度、２段目の充電を実施している。これにより、各セル間の充電状態のばらつきを小さくしている。【００２１】
次に、ニッケル水素蓄電池の劣化について説明する。バックアップ用のニッケル水素蓄電池の劣化は、主として電解液の減少と負極水素吸蔵合金の腐食であることが知られている。上記の電解液の減少と負極水素吸蔵合金の腐食が発生すると、ニッケル水素蓄電池の内部インピーダンスが変化する。すなわち、ニッケル水素蓄電池の内部インピーダンスを測定することで、ニッケル水素蓄電池の劣化により低下した容量を測定することができる。内部インピーダンスを精密に測定するためには、周波数スキャンの交流インピーダンス法が使われるが、より簡便な測定法としては周波数固定の交流インピーダンスを測定する方法または直流パルスによる電圧を測定する方法がある。直流パルスによる電圧を測定する方法では、定電流充電または定電流放電が使われ、充放電開始時または充電終了時の立ち上がりまたは立ち下がりの電圧が測定される。【００２２】
一方、バックアップ用のニッケル水素蓄電池では、直流パルスの代わりに、実使用上での充電または放電の開始または終了時の電圧変化を測定しても、同様に、ニッケル水素蓄電池の内部インピーダンスを測定できる。更に、上記の間欠充電法における定電流充電の終了時から一定時間の電圧変化を測定すると、電流値が一定であり、充電率（ＳＯＣ）も常にほぼ１００％と一定であることから、他に変化する条件は表面温度Ｔだけとなる。これから、上記の間欠充電法における定電流充電の終了時の電池モジュールのニッケル水素蓄電池の表面温度Ｔ、充電終了時から一定時間の電池モジュールの電圧変化およびニッケル水素蓄電池の劣化により低下した容量の関係を導き出せる。【００２３】
そこで、実験のため、上記の電池モジュールについて、充電電流が２０Ａで、充電終了条件であるｄＴ／ｄｔが０．３℃／分の１段目の充電と、充電電流が３Ａで、充電時間が２時間の２段目の充電と、放電電流が３０Ａで、放電終止電圧が１０．０Ｖ／モジュールの放電とを行い、充電と放電の間の休止時間を各３時間としたサイクルを、３回繰り返したところ、最終サイクルの放電時の容量は９３．７Ａｈであった。上記の電池モジュールを、５５℃での放電深度約２０％の自己放電と、２５℃での充電電流２０Ａの１段目の充電との繰り返しによって劣化させた。また、上記の電池モジュールが劣化して容量が低下した場合に、上記の電池モジュールを取り替える目安である取り替え基準容量値を７０Ａｈに決める。そして、放電深度約２０％の自己放電および劣化により、上記の電池モジュールの容量が取り替え基準容量値（７０Ａｈ）を下回って６９．７Ａｈまで低下した段階で、周囲温度を一定にして１段目の充電を実施し、充電終了時の上記の電池モジュールのニッケル水素蓄電池の表面温度Ｔと、充電終了時における上記の電池モジュールの電圧値と充電終了時から一定時間経過後の上記の電池モジュールの電圧値の差、すなわち充電終了時から一定時間の上記電池モジュールの電圧変化値Ｖとを測定した。更に、周囲温度を一定にして実施した、１段目の充電終了時の表面温度Ｔと充電終了時から一定時間の電圧変化値Ｖとの測定を、上記の電池モジュールの表面温度Ｔが１０℃から５０℃になるように周囲温度を変えて、繰り返し実施した。なお、上記の一定時間は、３分、５分、１０分、３０分および１時間とした。【００２４】
ここで、図１は充電終了時の電池モジュールのニッケル水素蓄電池の表面温度Ｔと充電終了時から３分間の電池モジュールの電圧変化との関係を示す図、図２は充電終了時の電池モジュールのニッケル水素蓄電池の表面温度Ｔと充電終了時から５分間の電池モジュールの電圧変化との関係を示す図、図３は充電終了時の電池モジュールのニッケル水素蓄電池の表面温度Ｔと充電終了時から１０分間の電池モジュールの電圧変化との関係を示す図、図４は充電終了時の電池モジュールのニッケル水素蓄電池の表面温度Ｔと充電終了時から３０分間の電池モジュールの電圧変化との関係を示す図、図５は充電終了時の電池モジュールのニッケル水素蓄電池の表面温度Ｔと充電終了時から１時間の電池モジュールの電圧変化との関係を示す図である。図１乃至図５に、充電終了時の表面温度Ｔと充電終了時から各時間の電圧変化の測定結果をＶＣＴ１で示す。なお、上記の電池モジュールの電圧変化値Ｖは充電終了後１分毎に記録した。【００２５】
次に、同様に、同種の電池モジュールを各１個ずつ、計４個、５０℃、５５℃、６０℃、６５℃での放電深度約２０％の自己放電と２５℃での充電電流２０Ａの１段目の充電の繰り返しによって劣化させた。そして、放電深度約２０％の自己放電および劣化により、４個の同種の電池モジュールの容量が取り替え基準容量値（７０Ａｈ）を下回った際の各容量は、６９．３Ａｈ、６９．７Ａｈ、６８．７Ａｈ、６９．６Ａｈであった。取り替え基準容量値（７０Ａｈ）を下回った４個の同種の電池モジュールにおいて、周囲温度を一定にして１段目の充電を実施し、充電終了時の当該電池モジュールのニッケル水素蓄電池の表面温度Ｔと、充電終了時から一定時間の当該電池モジュールの電圧変化値Ｖを測定した。更に、周囲温度を一定にして実施した、１段目の充電終了時の表面温度Ｔと充電終了時から一定時間の電圧変化値Ｖとの測定を、上記の電池モジュールの周囲温度を１０℃から５０℃の間で変化させて、繰り返し実施した。同様に、上記の一定時間は、３分、５分、１０分、３０分および１時間とした。図１乃至図５に、４個の同種の電池モジュールにおける充電終了時の表面温度Ｔと充電終了時から各時間の電圧変化の測定結果をＶＣＴ２で示す。なお、当該電池モジュールの電圧変化値Ｖは充電終了後１分毎に記録した。【００２６】
また、図１乃至図５に、測定結果ＶＣＴ１を、放物線式ｆ（Ｔ）＝ａＴ2−ｂＴ＋ｃで近似した場合の最小二乗法により最適化した放物線をＶＣＴ３で示す。ここで、充電終了時の表面温度Ｔと充電終了時から１０分間の電圧変化の測定結果を最小二乗法で最適化した放物線式ｆ（Ｔ）の各係数ａ，ｂ，ｃは、ａ＝０．２０１、ｂ＝２１．９１、ｃ＝１７６６となった。また、図１乃至図５に示された測定結果ＶＣＴ１を比較すると、充電終了時の表面温度Ｔと充電終了時から３分間の電圧変化の測定結果のばらつきが大きい。その理由は、電圧変化値Ｖの記録が１分毎であるため、特に電圧変化値Ｖの変化が大きい充電終了直後では、数秒の誤差が電圧変化値Ｖを大きく左右するためと考えられる。そのため、図１に示す測定結果ＶＣＴ１は、最小二乗法で最適化した放物線式ｆ（Ｔ）の放物線からかけ離れている。一方、充電終了時の表面温度Ｔと充電終了時から５分間の電圧変化の測定結果ＶＣＴ１では、ばらつきが小さく、最小二乗法で最適化した放物線式ｆ（Ｔ）で近似できることがわかる（図２）。【００２７】
また、図１乃至図５に示された測定結果ＶＣＴ１およびＶＣＴ２を比較すると、充電終了時の表面温度Ｔと充電終了時から５分間の電圧変化の測定結果ＶＣＴ２は、測定結果ＶＣＴ１を最小二乗法で最適化した放物線式ｆ（Ｔ）の放物線から、それほど離れていないことがわかる（図２）。すなわち、同種の電池モジュールであれば、測定結果ＶＣＴ１を放物線式ｆ（Ｔ）で最適化することができることを示している。また、測定結果ＶＣＴ２では、５０℃、５５℃、６０℃、６５℃で電池モジュールを劣化させて、取り替え基準容量値（７０Ａｈ）を下回った４個の同種の電池モジュールにおいて、周囲温度を一定にして１段目の充電を実施し、充電終了時の当該電池モジュールのニッケル水素蓄電池の表面温度Ｔと充電終了時から一定時間の当該電池モジュールの電圧変化値Ｖを測定し、更に、当該測定を、上記の電池モジュールの周囲温度を１０℃から５０℃の間で変化させて、繰り返し実施したことから、当該電池モジュール、すなわちニッケル水素蓄電池を劣化させる温度は、測定結果ＶＣＴ２に影響しないことも示している。【００２８】
よって、以上の実験結果から、本発明に係る電池モジュール（ニッケル水素蓄電池）の取り替え判定方法を発案することができる。図６は本発明の第１実施例に係る取り替え判定装置の構成を示すブロック図、図７、図８は図６の取り替え判定装置の動作を示すフローチャートである。図７は、判定対象の電池モジュール１０の取り替え判定処理を実施する前に別の同種の電池モジュール１０で予め行っておく処理を示す図、図８は、判定対象の電池モジュール１０の取り替え判定処理を示す図である。【００２９】
取り替え判定装置は、１つ以上のニッケル水素蓄電池からなる電池モジュール１０を充放電する充放電器１１と、電池モジュール１０のニッケル水素蓄電池に取り付けられた温度測定素子１２と、温度測定素子１２の出力に基づいて電池モジュール１０のニッケル水素蓄電池の表面温度を測定する温度測定器１３と、電池モジュール１０の電圧を測定する電圧測定器１４と、温度測定器１３及び電圧測定器１４の測定結果をデジタル値に変換するＡ／Ｄコンバータ１５と、充放電器１１を制御すると共に、温度測定器１３及び電圧測定器１４の測定結果に基づいて電池モジュール１０の取り替えの必要性の有無を判定する制御部１６と、制御部１６の判定結果を表示する結果表示部１７とを有する。また、電池モジュール１０の周囲温度は、周囲温度設定手段２０によって変化させることができるようになっている。【００３０】
整流器１８と充放電器１１と制御部１６とは、充電手段を構成し、電圧測定器１４は電圧測定手段を構成し、温度測定素子１２と温度測定器１３とは温度測定手段を構成し、制御部１６は判定手段と導出手段と算出手段を構成している。
図６のシステムでは、制御部１６の制御に応じて、電池モジュール１０が充放電器１１を介して整流器１８の出力によって充電され、また電池モジュール１０が充放電器１１を介して負荷１９へ電力を供給するように構成されている。【００３１】
以下、本実施例の取り替え判定装置の動作を図７、図８を用いて説明する。まず、取り替え判定装置の使用者は、予め、ある電池モジュール１０が劣化した場合に取り替える目安として、取り替え基準容量値を決めておく（図７ステップＳ１００）。続いて、制御部１６は、充放電器１１を制御し、自己放電と１段目の充電の繰り返しによって当該電池モジュール１０を劣化させる（ステップＳ１０１）。【００３２】
次に、制御部１６は、電圧測定器１４によって当該電池モジュール１０の電圧を測定して、当該電池モジュール１０のニッケル水素蓄電池の内部インピーダンスを求めることにより、当該電池モジュール１０の容量を求め、当該電池モジュール１０の容量が取り替え基準容量値未満になった段階で（ステップＳ１０２において判定ＹＥＳ）、周囲温度を一定にして１段目の充電を実施する（ステップＳ１０３）。【００３３】
制御部１６は、所定の充電終了条件を満足したとき（ステップＳ１０４において判定ＹＥＳ）、温度測定器１３によって充電終了時の当該電池モジュール１０のニッケル水素蓄電池の表面温度Ｔを測定すると共に（ステップＳ１０５）、電圧測定器１４によって充電終了時の当該電池モジュール１０の電圧を測定し（ステップＳ１０６）、当該電池モジュール１０の充電を終了する（ステップＳ１０７）。【００３４】
続いて、制御部１６は、充電終了時から一定時間経過が経過したときに（ステップＳ１０８において判定ＹＥＳ）、電圧測定器１４によって当該電池モジュール１０の電圧を測定する（ステップＳ１０９）。そして、制御部１６は、充電終了時における当該電池モジュール１０の電圧値と充電終了時から一定時間経過後の当該電池モジュール１０の電圧値との差、すなわち充電終了時から一定時間の当該電池モジュール１０の電圧変化値Ｖを求める（ステップＳ１１０）。【００３５】
次に、制御部１６は、周囲温度設定手段２０により電池モジュール１０の周囲温度を変化させて、前回と異なる一定の周囲温度に設定し（ステップＳ１１１）、ステップＳ１０１〜Ｓ１１１の測定を再び行う。こうして、異なる周囲温度毎に測定を行う。【００３６】
所定回数の測定が終了した時点で（ステップＳ１１２において判定ＹＥＳ）、制御部１６は、充電終了時の当該電池モジュール１０のニッケル水素蓄電池の表面温度Ｔと充電終了時から一定時間の当該電池モジュール１０の電圧変化値Ｖとの関係を導き出す（ステップＳ１１３）。すなわち、制御部１６は、測定結果を最小二乗法により最適化した放物線式ｆ（Ｔ）＝ａＴ2−ｂＴ＋ｃの各係数ａ，ｂ，ｃを求める。【００３７】
次に、判定対象の電池モジュール１０の取り替え判定処理を図８を用いて説明する。制御部１６は、判定対象の電池モジュール１０について、１段目の充電および２段目の充電を周囲温度一定で実施する（図８ステップＳ２００）。制御部１６は、１段目の充電の所定の充電終了条件を満足したとき（ステップＳ２０１において判定ＹＥＳ）、温度測定器１３によって１段目の充電終了時の判定対象の電池モジュール１０のニッケル水素蓄電池の表面温度Ｔ０を測定すると共に（ステップＳ２０２）、電圧測定器１４によって１段目の充電終了時の判定対象の電池モジュール１０の電圧を測定し（ステップＳ２０３）、判定対象の電池モジュール１０の１段目の充電を終了する（ステップＳ２０４）。【００３８】
続いて、制御部１６は、１段目の充電終了時から一定時間経過が経過したときに（ステップＳ２０５において判定ＹＥＳ）、電圧測定器１４によって判定対象の電池モジュール１０の電圧を測定する（ステップＳ２０６）。そして、制御部１６は、１段目の充電終了時における判定対象の電池モジュール１０の電圧値と１段目の充電終了時から一定時間経過後の判定対象の電池モジュール１０の電圧値との差、すなわち１段目の充電終了時から一定時間の判定対象の電池モジュール１０の電圧変化値Ｖｍを求める（ステップＳ２０７）。【００３９】
次に、制御部１６は、判定対象の電池モジュール１０のニッケル水素蓄電池の１段目の充電終了時の表面温度Ｔ０をステップＳ１１３で求めた放物線式ｆ（Ｔ）＝ａＴ2−ｂＴ＋ｃに代入し、代入した算出結果である電圧変化値ｆ（Ｔ）を基準電圧変化値Ｖ０とする（ステップＳ２０８）。そして、制御部１６は、ステップＳ２０７で求めた電圧変化値Ｖｍと基準電圧変化値Ｖ０とを比較する（ステップＳ２０９）。【００４０】
制御部１６は、電圧変化値Ｖｍが基準電圧変化値Ｖ０未満の場合は（ステップＳ２０９において判定ＮＯ）、電池モジュール１０を取り替える必要はないと判定して、図８の取り替え判定処理を終了する。また、制御部１６は、電圧変化値Ｖｍが基準電圧変化値Ｖ０以上の場合は（ステップＳ２０９において判定ＹＥＳ）、判定対象の電池モジュール１０を取り替える必要があると判定して、電池モジュール１０を取り替える必要があることを示す判定結果を、結果表示部１７に表示させる（ステップＳ２１０）。【００４１】
以上のように、本実施例によれば、電池モジュールの取り替えの必要性の有無を判定する際に、電池モジュールのニッケル水素蓄電池を放電しないので、どのようなシステム構成にも本実施例を適用することができる。また、本実施例では、予め取り替え基準容量値を決め、当該取り替え基準容量値未満になった段階における充電終了時の電池モジュールのニッケル水素蓄電池の表面温度Ｔと充電終了時から一定時間の電池モジュールの電圧変化値Ｖとの関係に基づいて最小二乗法により最適化した放物線式ｆ（Ｔ）と、判定対象の電池モジュールのニッケル水素蓄電池について測定された充電終了時の表面温度Ｔ０と、判定対象の電池モジュールの充電終了時から一定時間の電圧変化値Ｖｍとから、判定対象の電池モジュールの取り替えの必要性の有無を判定していることから、温度変化による電池モジュールの取り替え判定に誤りが含入せず、取り替え判定の誤りを防止することができる。【００４２】
更に、本実施例では、充電終了時の表面温度Ｔと充電終了時から一定時間の電圧変化値Ｖとの関係を、最小二乗法により最適化した放物線式ｆ（Ｔ）＝ａＴ2−ｂＴ＋ｃで近似しているので、容易に基準電圧変化値Ｖ０を算出することができ、これにより判定対象の電池モジュールの取り替えの必要性の有無を容易に判定することができる。また、本実施例では、充電時の温度による電圧変化値の補正をする必要がなく、複雑な数式や表を必要としないので、判定対象の電池モジュールの取り替えの必要性の有無を容易に判定することができる。【００４３】
なお、本実施例で用いた劣化した電池モジュールと、同種の未劣化の電池モジュールを満充電にした後、放電容量１０Ａｈから９０Ａｈまで１０Ａｈずつ変えて放電させ、再び２０Ａｈで満充電にするという操作を繰り返した。図９は、充電開始後１０分間の電池モジュールの電圧上昇値と放電容量との関係を示す図である。【００４４】
図９によると、充電開始時の電池モジュールの電圧上昇値は放電深度によって大きく変わることがわかる。このため、放電深度が明らかに一定であることがわかっていない限り、周囲温度が変化する環境で電池モジュールを充電した場合に、充電開始時の電池モジュールの電圧上昇値から電池モジュールの劣化を判定することは困難である。また、周囲温度が変化する環境では、電池モジュールの自己放電速度も変化するため、時間を一定にとってもその間の自己放電量は一定ではない。そのため、充電開始時の電池モジュール電圧変化から電池モジュールの劣化を判定することは困難である。【００４５】
［第２実施例］
次に、本発明の第２実施例に係るバッテリーシステムの取り替え判定装置および取り替え判定方法について、第１実施例と異なる点を中心に図１０を参照して説明する。なお、本実施例の取り替え判定装置および取り替え判定方法は、第１実施例の取り替え判定装置および取り替え判定方法と基本的には同じである。【００４６】
本実施例では、ニッケル水素蓄電池を１０セル直列に接続した公称容量９５Ａｈの電池モジュールを４個直列に接続したバッテリーシステムを判定対象としている。本実施例に係るバッテリーシステムの取り替え判定装置においても、第１実施例と同様に、予め、放物線式ｆ（Ｔ）＝ａＴ2−ｂＴ＋ｃを求め、直列接続された４個の電池モジュールについて、充電終了時の表面温度Ｔ０と充電終了時から一定時間の電圧変化値Ｖｍを測定し、当該測定結果および放物線式ｆ（Ｔ）からバッテリーシステムの取り替えの必要性の有無を判定している。よって、本実施例に係るバッテリーシステムの取り替え判定装置および取り替え判定方法も、第１実施例と同様の効果を取得することができる。【００４７】
更に、本実施例に係るバッテリーシステムの取り替え判定装置では、充電電流２０Ａ、２５℃で１段目の充電を実施し、１段目の充電終了後１０分経過後の各電池モジュールの電圧を測定し、その後、２５℃で１ヶ月放置した後、充電を実施するサイクルを４回繰り返し、毎回充電終了時から１０分間の電圧変化を測定した。図１０は、直列接続された４個の電池モジュールの充電終了時から１０分間の電圧変化を４回連続して測定した測定結果を示している。図１０において、ＶＣ１，ＶＣ２，ＶＣ３，ＶＣ４は、バッテリーシステムの各電池モジュールの測定結果である。【００４８】
本実施例におけるバッテリーシステムは、図１０に示すように、電池モジュール間の電圧変化にばらつきがある。そのため、特定の１個の電池モジュールのみの電圧変化値Ｖｍから取り替えの必要性の有無を判定した場合には、既に取り替えが必要な電池モジュールを取り替えが必要でないと判定してしまう恐れがある。【００４９】
そこで、本実施例の取り替え判定装置の制御部１６は、図８に示した取り替え判定処理をバッテリーシステムの電池モジュール毎に行い、直列接続された４個の電池モジュールのうち所定の数（例えば２個以上）の電池モジュールの電圧変化値Ｖｍが基準電圧変化値Ｖ０以上になった場合に、バッテリーシステムの取り替えが必要であると判定する。これにより、直列接続された４個の電池モジュールを取り替える必要があることを、１回で正しく判定することができる。その結果、本実施例では、複数の電池モジュール間に存在するばらつきに起因する判定誤りを低減することができ、電池モジュールの取り替えの必要性の有無を精度良く、１回で判定することができる。【００５０】
［第３実施例］
次に、本発明の第３実施例に係るバッテリーシステムの取り替え判定装置および取り替え判定方法について、第２実施例と異なる点を中心に説明する。なお、本実施例の取り替え判定装置および取り替え判定方法は、第２実施例の取り替え判定装置および取り替え判定方法と基本的には同じである。【００５１】
本実施例では、第２実施例と同様に、ニッケル水素蓄電池を１０セル直列に接続した公称容量９５Ａｈの電池モジュールを４個直列に接続したバッテリーシステムを判定対象としている。本実施例に係るバッテリーシステムの取り替え判定装置においても、第２実施例と同様に、予め、放物線式ｆ（Ｔ）＝ａＴ2−ｂＴ＋ｃを求め、直列接続された４個の電池モジュールについて、充電終了時の表面温度Ｔ０と充電終了時から一定時間の電圧変化値Ｖｍを測定し、当該測定結果および放物線式ｆ（Ｔ）からバッテリーシステムの取り替えの必要性の有無を判定している。よって、本実施例に係るバッテリーシステムの取り替え判定装置および取り替え判定方法も、第１実施例と同様の効果を取得することができる。【００５２】
また、本実施例に係るバッテリーシステムの取り替え判定装置では、直列接続された４個の電池モジュールについて、充電終了時の表面温度Ｔ０と充電終了時から一定時間の電圧変化値Ｖｍを測定しているため、測定結果である表面温度Ｔ０と電圧変化値Ｖｍには、各測定の精度に伴う測定誤差が含まれている。当該測定誤差は、取り替え判定の誤りを引き起こす原因となる。もし、測定した表面温度Ｔ０が真の値に比べて高いと、取り替える必要がない電池が取り替える必要があると判定され、逆に測定した表面温度Ｔ０が真の値に比べて低いと、取り替える必要がある電池がまだ取り替える必要がないと判定されることになる。１回の測定結果で電池の取り替えの必要性の有無を判定すると、表面温度Ｔ０の測定値が異常であった場合、誤った判定をすることになる。【００５３】
そこで、本実施例の取り替え判定装置の制御部１６は、直列接続された４個の電池モジュールのうち所定の数（例えば２個以上）の電池モジュールの電圧変化値Ｖｍが３回連続して基準電圧変化値Ｖ０以上になった場合に、バッテリーシステムの取り替えが必要であると判定する。これにより、本実施例では、測定誤差に起因する判定誤りを低減することができる。【００５４】
一方、直列接続された４個の電池モジュールのうち２個以上の電池モジュールの電圧変化値Ｖｍが１回ないし２回連続で基準電圧変化値Ｖ０以上になった場合において、電圧変化値Ｖｍまたは表面温度Ｔ０の測定値の異常によって、直列接続された４個の電池モジュール中２個以上が基準電圧変化値Ｖ０以上にならず、取り替える必要がある電池モジュールがまだ取り替える必要がないと判定されたとしても、取り替え判定が遅れるものの、１ヶ月に１回程度の充電頻度を考えれば、その間に容量が大きく低下することは考えにくく、使用する上での支障はない。【００５５】
なお、以上に述べた実施例は、本発明の実施の一例であり、本発明の範囲はこれらに限定されるものでなく、請求の範囲に記載した範囲内で、他の様々な実施例に適用可能である。例えば、第１乃至第３実施例では、ニッケル水素蓄電池を１０セル直列に接続した電池モジュールに、本発明の取り替え判定装置および取り替え判定方法を適用しているが、特にこれに限定されるもので無く、ニッケル水素蓄電池を１０セル並列に接続した電池モジュールに本発明の取り替え判定装置および取り替え判定方法を適用しても良い。【００５６】
また、第２および第３実施例では、４個の電池モジュールが直列接続されたバッテリーシステムに本発明の取り替え判定装置および取り替え判定方法を適用しているが、特にこれに限定されるもので無く、並列に接続されたバッテリーシステムでも、同様の効果を取得できる。【００５７】
更に、第３実施例では、４個の電池モジュールが直列接続されたバッテリーシステムに本発明の取り替え判定装置および取り替え判定方法を適用しているが、特にこれに限定されるもので無く、１個の電池モジュールが接続されたバッテリーシステムでも、同様の効果を取得できる。【００５８】
また、第１実施例では、ニッケル水素蓄電池を１０セル直列に接続した電池モジュールに、本発明の取り替え判定装置および取り替え判定方法を適用しているが、特にこれに限定されるもので無く、単独のニッケル水素蓄電池に本発明を適用しても良い。この場合、予め、ニッケル水素蓄電池を取り替える基準の容量である取り替え基準容量値を決定し、当該取り替え基準容量値未満の容量になったニッケル水素蓄電池を周囲温度一定で充電して、充電終了時の表面温度と充電終了時から一定時間の電圧変化値とを測定し、更に、当該測定を周囲温度を変えて繰り返し実施することにより、表面温度と電圧変化値との関係を求め、判定対象のニッケル水素蓄電池の充電終了時の表面温度および充電終了時から一定時間の電圧変化値を測定し、上記関係および表面温度から基準電圧変化値を算出し、当該電圧変化値が上記基準電圧変化値以上になった場合に、判定対象のニッケル水素蓄電池を取り替える必要があると判定すれば良い。【００５９】
同様に、第２および第３実施例では、４個の電池モジュールが直列接続されたバッテリーシステムに本発明の取り替え判定装置および取り替え判定方法を適用しているが、特にこれに限定されるもので無く、複数のニッケル水素蓄電池に第２および第３実施例の取り替え判定装置および取り替え判定方法を適用しても良い。【００６０】
更に、第３実施例では、４個の電池モジュールが直列接続されたバッテリーシステムに本発明の取り替え判定装置および取り替え判定方法を適用しているが、特にこれに限定されるもので無く、単独のニッケル水素蓄電池に第３実施例の取り替え判定装置および取り替え判定方法を適用しても良い。【００６１】
また、第１乃至第３実施例では、判定対象の電池モジュールにおいて、間欠充電法による、ニッケル水素蓄電池が満充電となるまで実施する１段目の充電終了後、更に、低電流で２段目の充電を実施しているが、特にこれに限定されるもので無く、２段目の充電を実施しなくとも良い。【００６２】
また、第１乃至第３実施例では、予め、取り替え基準容量値未満の容量になった電池モジュールについて充電し、充電終了時の当該電池モジュールのニッケル水素蓄電池の表面温度Ｔと、充電終了から一定時間の電圧変化値Ｖを測定しているが、特にこれに限定されるもので無い。取り替え判定装置の制御部１６は、取り替え基準容量値未満の容量になったニッケル水素蓄電池または電池モジュールについて周囲温度一定で充電を開始した後、単位時間当たりの表面温度上昇が所定の値以上になった場合に、充電を中断し、中断時の表面温度と中断時から一定時間の電圧変化値を測定し、当該測定を周囲温度を変えて繰り返し実施することにより、表面温度と電圧変化値との関係を求めても良い。この場合、制御部１６は、判定対象のニッケル水素蓄電池または電池モジュールについても、充電を開始した後、単位時間当たりの表面温度上昇が所定の値以上になった場合に、充電を中断し、中断時の表面温度と中断時から一定時間の電圧変化値を測定すれば、同様の効果を取得できる。【００６３】
また、第１乃至第３実施例では、充電終了時の表面温度Ｔおよび充電終了時から一定時間の電圧変化値Ｖの関係として、一定時間を３分、５分、１０分、３０分および１時間とした場合の関係を図１〜５に示しているが、特にこれに限定されるもので無く、他の時間でも良い。なお、一定時間は、５分〜１時間の間とすることが望ましい。このようにすれば、充電終了時の表面温度Ｔと充電終了時から一定時間の電圧変化値Ｖのばらつきを減少させつつ、ニッケル水素蓄電池または電池モジュールの取り替えの必要性の有無の判定を迅速に実施できる。【００６４】
また、第１乃至第３実施例では、取り替え基準容量値を７０Ａｈとしたが、特にこれに限定されるもので無く、他の値でも良いことは言うまでもない。【００６５】
また、第１乃至第３実施例では、取り替え基準容量値未満の容量になった電池モジュールを周囲温度一定で充電して、上記取り替え基準容量値未満の電池モジュールのニッケル水素蓄電池の充電終了時の表面温度Ｔと充電終了時から一定時間の電圧変化値Ｖを測定し、当該測定を周囲温度を変えて繰り返し実施することにより、表面温度Ｔと電圧変化値Ｖとの関係を求め、当該関係を放物線式ｆ（Ｔ）＝ａＴ2−ｂＴ＋ｃで近似しているが、特にこれに限定されるもので無く、他の関数ｆ（Ｔ）で近似しても良い。【００６６】
なお、第１乃至第３実施例における制御部１６は、例えばＣＰＵ、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータとこれらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。このようなコンピュータを動作させるためのプログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供される。ＣＰＵは、読み込んだプログラムを記憶装置に書き込み、このプログラムに従って第１乃至第３実施例で説明した処理を実行する。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、蓄電池の取り替えを判定する技術に適用することができる。
【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１０】
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【国際調査報告】
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