特許 6161133 データ抽出装置、データ抽出方法およびデータ抽出プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6161133

(24)【登録日】2017年6月23日

(45)【発行日】2017年7月12日

(54)【発明の名称】データ抽出装置、データ抽出方法およびデータ抽出プログラム

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/48 20060101AFI20170703BHJP

   G01R 31/36 20060101ALI20170703BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20170703BHJP

【ＦＩ】

   H01M10/48 P

   G01R31/36 AZHV

   H02J7/00 Y

【請求項の数】18

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2015-216762(P2015-216762)

(22)【出願日】2015年11月4日

(65)【公開番号】特開2017-16991(P2017-16991A)

(43)【公開日】2017年1月19日

【審査請求日】2017年4月5日

(31)【優先権主張番号】特願2015-133303(P2015-133303)

(32)【優先日】2015年7月2日

(33)【優先権主張国】JP

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２３年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「安全・低コスト大規模蓄電システム技術開発／共通基盤研究／過渡現象を利用する大規模蓄電システムの非破壊劣化診断技術の開発」に係る委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】503027931

【氏名又は名称】学校法人同志社

(74)【代理人】

【識別番号】110000475

【氏名又は名称】特許業務法人みのり特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】長光 左千男

(72)【発明者】

【氏名】長岡 直人

【審査官】 赤穂 嘉紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−２５３７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２２１４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０４７８２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｇ０１Ｒ ３１／３６

Ｈ０２Ｊ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

過渡応答特性を有する二次電池の電流値を所定のサンプリング間隔で測定した電流測定データを格納する記憶部と、
前記記憶部に格納された前記電流測定データから前記二次電池の過渡応答時の過渡応答データを抽出する抽出部と、
を備えたデータ抽出装置であって、
前記抽出部は、
電流値の変化量が第１閾値以上となる第１区間を特定する第１処理と、
前記第１区間の始点と連続し、前記始点の電流値に対する変化量が前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下となる前区間を特定する第２処理と、
前記第１区間の終点と連続し、前記終点の電流値に対する変化量が前記第１閾値よりも小さい第３閾値以下となる後区間を特定する第３処理と、
前記前区間の始点から前記後区間の終点までの電流値データを前記過渡応答データとして抽出する第４処理と、を実行する
ことを特徴とするデータ抽出装置。

【請求項2】

前記前区間および前記後区間は、前記第１区間よりも広い
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ抽出装置。

【請求項3】

前記二次電池の電池劣化を診断する電池劣化診断部をさらに備え、
前記記憶部には、前記二次電池の電圧値を前記サンプリング間隔で測定した電圧測定データが格納されており、
前記抽出部は、前記第４処理において、前記前区間の始点から前記後区間の終点までの電圧値データを前記過渡応答データに含めて抽出し、
前記電池劣化診断部は、前記過渡応答データに基づいて、前記二次電池の充電終了時または放電終了時における電気的等価回路の回路パラメータを算出し、前記回路パラメータに基づいて前記二次電池の電池劣化を診断する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のデータ抽出装置。

【請求項4】

前記電気的等価回路は、前記二次電池の内部抵抗に相当する直列抵抗と、１段または２段のＲＣ並列回路と、充電終了時または放電終了時における前記二次電池の内部電圧に相当する電圧を出力する電圧源とを直列接続した回路である
ことを特徴とする請求項３に記載のデータ抽出装置。

【請求項5】

前記抽出部は、複数の前記過渡応答データを抽出し、
前記電池劣化診断部は、
複数の前記過渡応答データから第１過渡応答データおよび第２過渡応答データを選択する選択処理と、
前記第１過渡応答データにおいて電流値が前記第１閾値以上変化した後の第１電流値から前記第２過渡応答データにおいて電流値が前記第１閾値以上変化した後の第２電流値までの各電流値と、前記第１電流値の測定時における第１電圧値から前記第２電流値の測定時における第２電圧値までの各電圧値とを乗算して各乗算結果を加算するとともに、その加算結果に前記サンプリング間隔を乗算した電力積分値を算出する第１算出処理と、
前記第１電圧値と、前記第２電圧値と、前記回路パラメータである前記内部電圧とに基づいて、前記第１電流値の測定時における前記二次電池のＳＯＣに対応する電圧と前記第２電流値の測定時における前記二次電池のＳＯＣに対応する電圧との差分を算出する第２算出処理と、
前記電力積分値を前記差分で除算した値を劣化指標とし、前記劣化指標に基づいて前記二次電池の電池劣化を診断する診断処理と、を実行する
ことを特徴とする請求項４に記載のデータ抽出装置。

【請求項6】

ユーザからの入力を受け付ける入力受付部をさらに備え、
前記入力受付部は、前記第１閾値、前記第２閾値、前記第３閾値、前記前区間の範囲および前記後区間の範囲に関する入力を受け付ける
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のデータ抽出装置。

【請求項7】

過渡応答特性を有する二次電池の電流値を所定のサンプリング間隔で測定した電流測定データと、前記二次電池の電圧値を前記サンプリング間隔で測定した電圧測定データとを格納する記憶部と、
前記電流測定データから前記二次電池の過渡応答時における複数の過渡応答データを抽出する抽出部と、
前記複数の過渡応答データのうちの第１過渡応答データと第２過渡応答データとに基づいて前記二次電池の電池劣化を診断する電池劣化診断部と、
を備えたデータ抽出装置であって、
前記抽出部は、
電流値の変化量が第１閾値以上となる第１区間を特定する第１処理と、
前記第１区間の始点と連続し、前記始点の電流値に対する変化量が前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下となる前区間を特定する第２処理と、
前記第１区間の終点と連続し、前記終点の電流値に対する変化量が前記第１閾値よりも小さい第３閾値以下となる後区間を特定する第３処理と、
前記前区間の始点から前記後区間の終点までの電流値データを前記過渡応答データとして抽出する第４処理と、を実行し、
前記電池劣化診断部は、
前記第１過渡応答データにおいて電流値が前記第１閾値以上変化した後の第１電流値から前記第２過渡応答データにおいて電流値が前記第１閾値以上変化した後の第２電流値までの各電流値と、前記第１電流値の測定時における第１電圧値から前記第２電流値の測定時における第２電圧値までの各電圧値とを乗算して各乗算結果を加算するとともに、その加算結果に前記サンプリング間隔を乗算した電力積分値を算出する第１算出処理と、
前記第１電流値の測定時における前記二次電池のＳＯＣに対応する電圧と前記第２電流値の測定時における前記二次電池のＳＯＣに対応する電圧との差分を算出する第２算出処理と、
前記電力積分値を前記差分で除算した値を劣化指標とし、前記劣化指標に基づいて前記二次電池の電池劣化を診断する診断処理と、を実行する
ことを特徴とするデータ抽出装置。

【請求項8】

前記電池劣化診断部は、前記第２算出処理において、前記第１電圧値と、前記第２電圧値と、前記二次電池の充電終了時または放電終了時における電気的等価回路の回路パラメータとに基づいて前記差分を算出し、
前記電気的等価回路は、前記二次電池の内部抵抗に相当する直列抵抗と、１段または２段のＲＣ並列回路と、充電終了時または放電終了時における前記二次電池の内部電圧に相当する電圧を出力する電圧源とを直列接続した回路であり、
前記回路パラメータは、前記内部電圧である
ことを特徴とする請求項７に記載のデータ抽出装置。

【請求項9】

過渡応答特性を有する二次電池の電流値を所定のサンプリング間隔で測定した電流測定データと、前記二次電池の電圧値を前記サンプリング間隔で測定した電圧測定データとを格納する記憶部と、
前記電流測定データから前記二次電池の過渡応答時における複数の過渡応答データを抽出する抽出部と、
前記複数の過渡応答データから選択した第１過渡応答データのみに基づいて前記二次電池の電池劣化を診断する電池劣化診断部と、
を備えたデータ抽出装置であって、
前記抽出部は、
電流値の変化量が第１閾値以上となる第１区間を特定する第１処理と、
前記第１区間の始点と連続し、前記始点の電流値に対する変化量が前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下となる前区間を特定する第２処理と、
前記第１区間の終点と連続し、前記終点の電流値に対する変化量が前記第１閾値よりも小さい第３閾値以下となる後区間を特定する第３処理と、
前記前区間の始点から前記後区間の終点までの電流値データを前記過渡応答データとして抽出する第４処理と、を実行し、
前記電池劣化診断部は、
前記第１過渡応答データにおいて電流値が前記第１閾値以上変化した後の第１電流値から当該第１過渡応答データの前記後区間内の第２電流値までの各電流値と、前記第１電流値の測定時における第１電圧値から前記第２電流値の測定時における第２電圧値までの各電圧値とを乗算して各乗算結果を加算するとともに、その加算結果に前記サンプリング間隔を乗算した電力積分値を算出する第１算出処理と、
前記第１電流値の測定時における前記二次電池のＳＯＣに対応する電圧と前記第２電流値の測定時における前記二次電池のＳＯＣに対応する電圧との差分を算出する第２算出処理と、
前記電力積分値を前記差分で除算した値を劣化指標とし、前記劣化指標に基づいて前記二次電池の電池劣化を診断する診断処理と、を実行する
ことを特徴とするデータ抽出装置。

【請求項10】

過渡応答特性を有する二次電池の電流値を所定のサンプリング間隔で測定した電流測定データから、データ抽出装置が前記二次電池の過渡応答時の過渡応答データを抽出するデータ抽出方法であって、
電流値の変化量が第１閾値以上となる第１区間を特定する第１ステップと、
前記第１区間の始点と連続し、前記始点の電流値に対する変化量が前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下となる前区間を特定する第２ステップと、
前記第１区間の終点と連続し、前記終点の電流値に対する変化量が前記第１閾値よりも小さい第３閾値以下となる後区間を特定する第３ステップと、
前記前区間の始点から前記後区間の終点までの電流値データを前記過渡応答データとして抽出する第４ステップと、を含む
ことを特徴とするデータ抽出方法。

【請求項11】

前記前区間および前記後区間は、前記第１区間よりも広い
ことを特徴とする請求項１０に記載のデータ抽出方法。

【請求項12】

前記第４ステップにおいて、前記前区間の始点から前記後区間の終点までの電圧値データを前記過渡応答データに含めて抽出し、
前記過渡応答データに基づいて、前記二次電池の充電終了時または放電終了時における電気的等価回路の回路パラメータを算出し、前記回路パラメータに基づいて前記二次電池の電池劣化を診断する第５ステップをさらに含む
ことを特徴とする請求項１０または１１に記載のデータ抽出方法。

【請求項13】

前記電気的等価回路は、前記二次電池の内部抵抗に相当する直列抵抗と、１段または２段のＲＣ並列回路と、充電終了時または放電終了時における前記二次電池の内部電圧に相当する電圧を出力する電圧源とを直列接続した回路である
ことを特徴とする請求項１２に記載のデータ抽出方法。

【請求項14】

複数の前記過渡応答データのうちの第１過渡応答データと第２過渡応答データとに基づいて前記二次電池の電池劣化を診断する第６ステップをさらに含み、
前記第６ステップは、
複数の前記過渡応答データから前記第１過渡応答データおよび前記第２過渡応答データを選択するステップと、
前記第１過渡応答データにおいて電流値が前記第１閾値以上変化した後の第１電流値から前記第２過渡応答データにおいて電流値が前記第１閾値以上変化した後の第２電流値までの各電流値と、前記第１電流値の測定時における第１電圧値から前記第２電流値の測定時における第２電圧値までの各電圧値とを乗算して各乗算結果を加算するとともに、その加算結果に前記サンプリング間隔を乗算した電力積分値を算出するステップと、
前記第１電圧値と、前記第２電圧値と、前記回路パラメータである前記内部電圧とに基づいて、前記第１電流値の測定時における前記二次電池のＳＯＣに対応する電圧と前記第２電流値の測定時における前記二次電池のＳＯＣに対応する電圧との差分を算出するステップと、
前記電力積分値を前記差分で除算した値を劣化指標とし、前記劣化指標に基づいて前記二次電池の電池劣化を診断するステップと、を含む
ことを特徴とする請求項１３に記載のデータ抽出方法。

【請求項15】

過渡応答特性を有する二次電池の電流値を所定のサンプリング間隔で測定した電流測定データから、データ抽出装置が前記二次電池の過渡応答時における複数の過渡応答データを抽出する抽出ステップと、
前記二次電池の電圧値を前記サンプリング間隔で測定した電圧測定データと、前記複数の過渡応答データのうちの第１過渡応答データおよび第２過渡応答データとに基づいて、前記データ抽出装置が前記二次電池の電池劣化を診断する診断ステップと、
を含むデータ抽出方法であって、
前記抽出ステップは、
電流値の変化量が第１閾値以上となる第１区間を特定する第１ステップと、
前記第１区間の始点と連続し、前記始点の電流値に対する変化量が前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下となる前区間を特定する第２ステップと、
前記第１区間の終点と連続し、前記終点の電流値に対する変化量が前記第１閾値よりも小さい第３閾値以下となる後区間を特定する第３ステップと、
前記前区間の始点から前記後区間の終点までの電流値データを前記過渡応答データとして抽出する第４ステップと、を含み、
前記診断ステップは、
前記第１過渡応答データにおいて電流値が前記第１閾値以上変化した後の第１電流値から前記第２過渡応答データにおいて電流値が前記第１閾値以上変化した後の第２電流値までの各電流値と、前記第１電流値の測定時における第１電圧値から前記第２電流値の測定時における第２電圧値までの各電圧値とを乗算して各乗算結果を加算するとともに、その加算結果に前記サンプリング間隔を乗算した電力積分値を算出するステップと、
前記第１電流値の測定時における前記二次電池のＳＯＣに対応する電圧と前記第２電流値の測定時における前記二次電池のＳＯＣに対応する電圧との差分を算出するステップと、
前記電力積分値を前記差分で除算した値を劣化指標とし、前記劣化指標に基づいて前記二次電池の電池劣化を診断するステップと、を含む
ことを特徴とするデータ抽出方法。

【請求項16】

前記診断ステップでは、前記第１電圧値と、前記第２電圧値と、前記二次電池の充電終了時または放電終了時における電気的等価回路の回路パラメータとに基づいて前記差分を算出し、
前記電気的等価回路は、前記二次電池の内部抵抗に相当する直列抵抗と、１段または２段のＲＣ並列回路と、充電終了時または放電終了時における前記二次電池の内部電圧に相当する電圧を出力する電圧源とを直列接続した回路であり、
前記回路パラメータは、前記内部電圧である
ことを特徴とする請求項１５に記載のデータ抽出方法。

【請求項17】

過渡応答特性を有する二次電池の電流値を所定のサンプリング間隔で測定した電流測定データから、データ抽出装置が前記二次電池の過渡応答時における複数の過渡応答データを抽出する抽出ステップと、
前記二次電池の電圧値を前記サンプリング間隔で測定した電圧測定データと、前記複数の過渡応答データから選択した第１過渡応答データのみに基づいて、前記データ抽出装置が前記二次電池の電池劣化を診断する診断ステップと、
を含むデータ抽出方法であって、
前記抽出ステップは、
電流値の変化量が第１閾値以上となる第１区間を特定する第１ステップと、
前記第１区間の始点と連続し、前記始点の電流値に対する変化量が前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下となる前区間を特定する第２ステップと、
前記第１区間の終点と連続し、前記終点の電流値に対する変化量が前記第１閾値よりも小さい第３閾値以下となる後区間を特定する第３ステップと、
前記前区間の始点から前記後区間の終点までの電流値データを前記過渡応答データとして抽出する第４ステップと、を含み、
前記診断ステップは、
前記第１過渡応答データにおいて電流値が前記第１閾値以上変化した後の第１電流値から当該第１過渡応答データの前記後区間内の第２電流値までの各電流値と、前記第１電流値の測定時における第１電圧値から前記第２電流値の測定時における第２電圧値までの各電圧値とを乗算して各乗算結果を加算するとともに、その加算結果に前記サンプリング間隔を乗算した電力積分値を算出するステップと、
前記第１電流値の測定時における前記二次電池のＳＯＣに対応する電圧と前記第２電流値の測定時における前記二次電池のＳＯＣに対応する電圧との差分を算出するステップと、
前記電力積分値を前記差分で除算した値を劣化指標とし、前記劣化指標に基づいて前記二次電池の電池劣化を診断するステップと、を含む
ことを特徴とするデータ抽出方法。

【請求項18】

請求項１０〜１７のいずれか一項に記載のデータ抽出方法をコンピュータに実行させるためのデータ抽出プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、過渡応答特性を有する二次電池の測定データから当該二次電池の電池劣化の診断に適したデータを抽出するデータ抽出装置、データ抽出方法およびデータ抽出プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

二次電池、特にリチウムイオン二次電池は、電池劣化により異常動作を行うおそれがあることから、電池劣化を診断する必要がある。電池劣化を診断する方法としては、従来から、交流重畳法による専用機器を用いた電池劣化診断方法が知られている。しかしながら、この電池劣化診断方法は、専用機器が高価であり、しかもリチウムイオン二次電池を使用機器から取り外して専用機器に接続する必要があるため、産業用機器に用いられるリチウムイオン二次電池の電池劣化診断方法としては有用ではない。

【0003】

電池劣化を診断する別の方法としては、リチウムイオン二次電池稼働中の電圧・電流波形から内部インピーダンスを導出し、内部インピーダンスに基づいて電池劣化を診断する電池劣化診断方法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。しかしながら、この電池劣化診断方法は、充電率（ＳＯＣ）の依存性が大で、精度等に問題があるため、実用化には至っていない。

【0004】

そこで、本願発明者は、リチウムイオン二次電池の過渡応答特性に着目した、比較的安価で実用性のある電池劣化診断方法を開発した（例えば、特願２０１５−３３９４４号参照）。この電池劣化診断方法を用いてリチウムイオン二次電池の電池劣化を診断するためには、稼働中のリチウムイオン二次電池の電流値および電圧値を連続的に測定した測定データから、リチウムイオン二次電池の過渡応答時のデータを抽出する必要がある。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】岡田修平、外３名、「リチウムイオン電池の劣化診断技術の開発」、横河技報、横河電機株式会社、Ｖｏｌ.５６ Ｎｏ．２（２０１３）、ｐ２７−３０

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、過渡応答特性を有する二次電池の測定データから二次電池の電池劣化の診断に適した過渡応答時のデータを抽出することが可能なデータ抽出装置、データ抽出方法およびデータ抽出プログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明に係るデータ抽出装置は、
過渡応答特性を有する二次電池の電流値を所定のサンプリング間隔で測定した電流測定データを格納する記憶部と、
前記記憶部に格納された前記電流測定データから前記二次電池の過渡応答時の過渡応答データを抽出する抽出部と、
を備えたデータ抽出装置であって、
前記抽出部は、
電流値の変化量が第１閾値以上となる第１区間を特定する第１処理と、
前記第１区間の始点と連続し、前記始点の電流値に対する変化量が前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下となる前区間を特定する第２処理と、
前記第１区間の終点と連続し、前記終点の電流値に対する変化量が前記第１閾値よりも小さい第３閾値以下となる後区間を特定する第３処理と、
前記前区間の始点から前記後区間の終点までの電流値データを前記過渡応答データとして抽出する第４処理と、を実行することを特徴とする。

【0008】

上記データ抽出装置では、
前記前区間および前記後区間は、前記第１区間よりも広いことが好ましい。

【0009】

上記データ抽出装置は、
前記二次電池の電池劣化を診断する電池劣化診断部をさらに備え、
前記記憶部には、前記二次電池の電圧値を前記サンプリング間隔で測定した電圧測定データが格納されており、
前記抽出部は、前記第４処理において、前記前区間の始点から前記後区間の終点までの電圧値データを前記過渡応答データに含めて抽出し、
前記電池劣化診断部は、前記過渡応答データに基づいて、前記二次電池の充電終了時または放電終了時における電気的等価回路の回路パラメータを算出し、前記回路パラメータに基づいて前記二次電池の電池劣化を診断するよう構成できる。

【0010】

上記データ抽出装置では、
前記電気的等価回路は、前記二次電池の内部抵抗に相当する直列抵抗と、１段または２段のＲＣ並列回路と、充電終了時または放電終了時における前記二次電池の内部電圧に相当する電圧を出力する電圧源とを直列接続した回路であることが好ましい。

【0011】

上記データ抽出装置は、
前記抽出部は、複数の前記過渡応答データを抽出し、
前記電池劣化診断部は、
複数の前記過渡応答データから第１過渡応答データおよび第２過渡応答データを選択する選択処理と、
前記第１過渡応答データにおいて電流値が前記第１閾値以上変化した後の第１電流値から前記第２過渡応答データにおいて電流値が前記第１閾値以上変化した後の第２電流値までの各電流値と、前記第１電流値の測定時における第１電圧値から前記第２電流値の測定時における第２電圧値までの各電圧値とを乗算して各乗算結果を加算するとともに、その加算結果に前記サンプリング間隔を乗算した電力積分値を算出する第１算出処理と、
前記第１電圧値と、前記第２電圧値と、前記回路パラメータである前記内部電圧とに基づいて、前記第１電流値の測定時における前記二次電池のＳＯＣに対応する電圧と前記第２電流値の測定時における前記二次電池のＳＯＣに対応する電圧との差分を算出する第２算出処理と、
前記電力積分値を前記差分で除算した値を劣化指標とし、前記劣化指標に基づいて前記二次電池の電池劣化を診断する診断処理と、を実行するよう構成できる。

【0012】

上記データ抽出装置は、
ユーザからの入力を受け付ける入力受付部をさらに備え、
前記入力受付部は、前記第１閾値、前記第２閾値、前記第３閾値、前記前区間の範囲および前記後区間の範囲に関する入力を受け付けるよう構成できる。

【0013】

上記課題を解決するために、本発明に係る別のデータ抽出装置は、
過渡応答特性を有する二次電池の電流値を所定のサンプリング間隔で測定した電流測定データと、前記二次電池の電圧値を前記サンプリング間隔で測定した電圧測定データとを格納する記憶部と、
前記電流測定データから前記二次電池の過渡応答時における複数の過渡応答データを抽出する抽出部と、
前記複数の過渡応答データのうちの第１過渡応答データと第２過渡応答データとに基づいて前記二次電池の電池劣化を診断する電池劣化診断部と、
を備えたデータ抽出装置であって、
前記抽出部は、
電流値の変化量が第１閾値以上となる第１区間を特定する第１処理と、
前記第１区間の始点と連続し、前記始点の電流値に対する変化量が前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下となる前区間を特定する第２処理と、
前記第１区間の終点と連続し、前記終点の電流値に対する変化量が前記第１閾値よりも小さい第３閾値以下となる後区間を特定する第３処理と、
前記前区間の始点から前記後区間の終点までの電流値データを前記過渡応答データとして抽出する第４処理と、を実行し、
前記電池劣化診断部は、
前記第１過渡応答データにおいて電流値が前記第１閾値以上変化した後の第１電流値から前記第２過渡応答データにおいて電流値が前記第１閾値以上変化した後の第２電流値までの各電流値と、前記第１電流値の測定時における第１電圧値から前記第２電流値の測定時における第２電圧値までの各電圧値とを乗算して各乗算結果を加算するとともに、その加算結果に前記サンプリング間隔を乗算した電力積分値を算出する第１算出処理と、
前記第１電流値の測定時における前記二次電池のＳＯＣに対応する電圧と前記第２電流値の測定時における前記二次電池のＳＯＣに対応する電圧との差分を算出する第２算出処理と、
前記電力積分値を前記差分で除算した値を劣化指標とし、前記劣化指標に基づいて前記二次電池の電池劣化を診断する診断処理と、を実行する
ことを特徴とする。

【0014】

上記データ抽出装置では、
前記電池劣化診断部は、前記第２算出処理において、前記第１電圧値と、前記第２電圧値と、前記二次電池の充電終了時または放電終了時における電気的等価回路の回路パラメータとに基づいて前記差分を算出し、
前記電気的等価回路は、前記二次電池の内部抵抗に相当する直列抵抗と、１段または２段のＲＣ並列回路と、充電終了時または放電終了時における前記二次電池の内部電圧に相当する電圧を出力する電圧源とを直列接続した回路であり、
前記回路パラメータは、前記内部電圧である
ことが好ましい。

【0015】

上記課題を解決するために、本発明に係るさらに別のデータ抽出装置は、
過渡応答特性を有する二次電池の電流値を所定のサンプリング間隔で測定した電流測定データと、前記二次電池の電圧値を前記サンプリング間隔で測定した電圧測定データとを格納する記憶部と、
前記電流測定データから前記二次電池の過渡応答時における複数の過渡応答データを抽出する抽出部と、
前記複数の過渡応答データから選択した第１過渡応答データのみに基づいて前記二次電池の電池劣化を診断する電池劣化診断部と、
を備えたデータ抽出装置であって、
前記抽出部は、
電流値の変化量が第１閾値以上となる第１区間を特定する第１処理と、
前記第１区間の始点と連続し、前記始点の電流値に対する変化量が前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下となる前区間を特定する第２処理と、
前記第１区間の終点と連続し、前記終点の電流値に対する変化量が前記第１閾値よりも小さい第３閾値以下となる後区間を特定する第３処理と、
前記前区間の始点から前記後区間の終点までの電流値データを前記過渡応答データとして抽出する第４処理と、を実行し、
前記電池劣化診断部は、
前記第１過渡応答データにおいて電流値が前記第１閾値以上変化した後の第１電流値から当該第１過渡応答データの前記後区間内の第２電流値までの各電流値と、前記第１電流値の測定時における第１電圧値から前記第２電流値の測定時における第２電圧値までの各電圧値とを乗算して各乗算結果を加算するとともに、その加算結果に前記サンプリング間隔を乗算した電力積分値を算出する第１算出処理と、
前記第１電流値の測定時における前記二次電池のＳＯＣに対応する電圧と前記第２電流値の測定時における前記二次電池のＳＯＣに対応する電圧との差分を算出する第２算出処理と、
前記電力積分値を前記差分で除算した値を劣化指標とし、前記劣化指標に基づいて前記二次電池の電池劣化を診断する診断処理と、を実行する
ことを特徴とする。

【0016】

上記課題を解決するために、本発明に係るデータ抽出方法は、
過渡応答特性を有する二次電池の電流値を所定のサンプリング間隔で測定した電流測定データから、データ抽出装置が前記二次電池の過渡応答時の過渡応答データを抽出するデータ抽出方法であって、
電流値の変化量が第１閾値以上となる第１区間を特定する第１ステップと、
前記第１区間の始点と連続し、前記始点の電流値に対する変化量が前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下となる前区間を特定する第２ステップと、
前記第１区間の終点と連続し、前記終点の電流値に対する変化量が前記第１閾値よりも小さい第３閾値以下となる後区間を特定する第３ステップと、
前記前区間の始点から前記後区間の終点までの電流値データを前記過渡応答データとして抽出する第４ステップと、を含むことを特徴とする。

【0017】

上記データ抽出方法では、
前記前区間および前記後区間は、前記第１区間よりも広いことが好ましい。

【0018】

上記データ抽出方法は、
前記第４ステップにおいて、前記前区間の始点から前記後区間の終点までの電圧値データを前記過渡応答データに含めて抽出した場合、
前記過渡応答データに基づいて、前記二次電池の充電終了時または放電終了時における電気的等価回路の回路パラメータを算出し、前記回路パラメータに基づいて前記二次電池の電池劣化を診断する第５ステップをさらに含むことが好ましい。

【0019】

上記データ抽出方法では、
前記電気的等価回路は、前記二次電池の内部抵抗に相当する直列抵抗と、１段または２段のＲＣ並列回路と、充電終了時または放電終了時における前記二次電池の内部電圧に相当する電圧を出力する電圧源とを直列接続した回路であることが好ましい。

【0020】

上記データ抽出方法では、
複数の前記過渡応答データのうちの第１過渡応答データと第２過渡応答データとに基づいて前記二次電池の電池劣化を診断する第６ステップをさらに含み、
前記第６ステップは、
複数の前記過渡応答データから前記第１過渡応答データおよび前記第２過渡応答データを選択するステップと、
前記第１過渡応答データにおいて電流値が前記第１閾値以上変化した後の第１電流値から前記第２過渡応答データにおいて電流値が前記第１閾値以上変化した後の第２電流値までの各電流値と、前記第１電流値の測定時における第１電圧値から前記第２電流値の測定時における第２電圧値までの各電圧値とを乗算して各乗算結果を加算するとともに、その加算結果に前記サンプリング間隔を乗算した電力積分値を算出するステップと、
前記第１電圧値と、前記第２電圧値と、前記回路パラメータである前記内部電圧とに基づいて、前記第１電流値の測定時における前記二次電池のＳＯＣに対応する電圧と前記第２電流値の測定時における前記二次電池のＳＯＣに対応する電圧との差分を算出するステップと、
前記電力積分値を前記差分で除算した値を劣化指標とし、前記劣化指標に基づいて前記二次電池の電池劣化を診断するステップと、を含むよう構成できる。

【0021】

上記課題を解決するために、本発明に係る別のデータ抽出方法は、
過渡応答特性を有する二次電池の電流値を所定のサンプリング間隔で測定した電流測定データから、データ抽出装置が前記二次電池の過渡応答時における複数の過渡応答データを抽出する抽出ステップと、
前記二次電池の電圧値を前記サンプリング間隔で測定した電圧測定データと、前記複数の過渡応答データのうちの第１過渡応答データおよび第２過渡応答データとに基づいて、前記データ抽出装置が前記二次電池の電池劣化を診断する診断ステップと、
を含むデータ抽出方法であって、
前記抽出ステップは、
電流値の変化量が第１閾値以上となる第１区間を特定する第１ステップと、
前記第１区間の始点と連続し、前記始点の電流値に対する変化量が前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下となる前区間を特定する第２ステップと、
前記第１区間の終点と連続し、前記終点の電流値に対する変化量が前記第１閾値よりも小さい第３閾値以下となる後区間を特定する第３ステップと、
前記前区間の始点から前記後区間の終点までの電流値データを前記過渡応答データとして抽出する第４ステップと、を含み、
前記診断ステップは、
前記第１過渡応答データにおいて電流値が前記第１閾値以上変化した後の第１電流値から前記第２過渡応答データにおいて電流値が前記第１閾値以上変化した後の第２電流値までの各電流値と、前記第１電流値の測定時における第１電圧値から前記第２電流値の測定時における第２電圧値までの各電圧値とを乗算して各乗算結果を加算するとともに、その加算結果に前記サンプリング間隔を乗算した電力積分値を算出するステップと、
前記第１電流値の測定時における前記二次電池のＳＯＣに対応する電圧と前記第２電流値の測定時における前記二次電池のＳＯＣに対応する電圧との差分を算出するステップと、
前記電力積分値を前記差分で除算した値を劣化指標とし、前記劣化指標に基づいて前記二次電池の電池劣化を診断するステップと、を含む
ことを特徴とする。

【0022】

上記データ抽出方法は、
前記診断ステップでは、前記第１電圧値と、前記第２電圧値と、前記二次電池の充電終了時または放電終了時における電気的等価回路の回路パラメータとに基づいて前記差分を算出し、
前記電気的等価回路は、前記二次電池の内部抵抗に相当する直列抵抗と、１段または２段のＲＣ並列回路と、充電終了時または放電終了時における前記二次電池の内部電圧に相当する電圧を出力する電圧源とを直列接続した回路であり、
前記回路パラメータは、前記内部電圧である
ことが好ましい。

【0023】

上記課題を解決するために、本発明に係るさらに別のデータ抽出方法は、
過渡応答特性を有する二次電池の電流値を所定のサンプリング間隔で測定した電流測定データから、データ抽出装置が前記二次電池の過渡応答時における複数の過渡応答データを抽出する抽出ステップと、
前記二次電池の電圧値を前記サンプリング間隔で測定した電圧測定データと、前記複数の過渡応答データから選択した第１過渡応答データのみに基づいて、前記データ抽出装置が前記二次電池の電池劣化を診断する診断ステップと、
を含むデータ抽出方法であって、
前記抽出ステップは、
電流値の変化量が第１閾値以上となる第１区間を特定する第１ステップと、
前記第１区間の始点と連続し、前記始点の電流値に対する変化量が前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下となる前区間を特定する第２ステップと、
前記第１区間の終点と連続し、前記終点の電流値に対する変化量が前記第１閾値よりも小さい第３閾値以下となる後区間を特定する第３ステップと、
前記前区間の始点から前記後区間の終点までの電流値データを前記過渡応答データとして抽出する第４ステップと、を含み、
前記診断ステップは、
前記第１過渡応答データにおいて電流値が前記第１閾値以上変化した後の第１電流値から当該第１過渡応答データの前記後区間内の第２電流値までの各電流値と、前記第１電流値の測定時における第１電圧値から前記第２電流値の測定時における第２電圧値までの各電圧値とを乗算して各乗算結果を加算するとともに、その加算結果に前記サンプリング間隔を乗算した電力積分値を算出するステップと、
前記第１電流値の測定時における前記二次電池のＳＯＣに対応する電圧と前記第２電流値の測定時における前記二次電池のＳＯＣに対応する電圧との差分を算出するステップと、
前記電力積分値を前記差分で除算した値を劣化指標とし、前記劣化指標に基づいて前記二次電池の電池劣化を診断するステップと、を含む
ことを特徴とする。

【0024】

上記課題を解決するために、本発明に係るデータ抽出プログラムは、上記いずれかのデータ抽出方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであることを特徴とする。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、過渡応答特性を有する二次電池の測定データから二次電池の電池劣化の診断に適した過渡応答時のデータを抽出することが可能なデータ抽出装置、データ抽出方法およびデータ抽出プログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】（Ａ）は、過渡応答特性を考慮していないリチウムイオン二次電池の電気的等価回路図である。（Ｂ）は、過渡応答特性および内部電圧Ｖ_０（ＳＯＣ）を考慮したリチウムイオン二次電池の電気的等価回路図である。

【図2】（Ａ）は、内部電圧Ｖ_０の電圧偏差△Ｖ_０を考慮したリチウムイオン二次電池の電気的等価回路図である。（Ｂ）は、電圧偏差△Ｖ_０を１段のＲＣ並列回路で示したリチウムイオン二次電池の電気的等価回路図である。

【図3】充電終了時または放電終了時におけるリチウムイオン二次電池の電気的等価回路図である。

【図4】パルス電流でリチウムイオン二次電池を充電したときの電流・電圧波形図である。

【図5】本発明の一実施形態に係るデータ抽出装置のブロック図である。

【図6】本発明の過渡応答データを説明するための図である。

【図7】（Ａ）は、電動バイクに搭載されたリチウムイオン二次電池の電流測定データである。（Ｂ）は、（Ａ）の電流測定データと同時に測定された電圧測定データである。

【図8】図７の電流測定データおよび電圧測定データから抽出した過渡応答データである。

【図9】本発明の他の実施形態に係るデータ抽出装置のブロック図である。

【図10】第１過渡応答データおよび第２過渡応答データを含む電流測定データと、電圧測定データとを示す図である。

【図11】本発明による電池劣化の診断を比較・説明するための図であって、（Ａ）は、劣化指標△Ｑ／△ＶをＳＯＣ全領域での平均値とした図、（Ｂ）は、劣化指標△Ｑ／△ＶをＳＯＣが４０％未満での平均値とした図である。

【図12】電流が零ではない過渡応答時におけるリチウムイオン二次電池の電気的等価回路図である。

【図13】電流が零ではない過渡応答時におけるリチウムイオン二次電池の電圧変化を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、添付図面を参照して、本発明に係るデータ抽出装置、データ抽出方法およびデータ抽出プログラムの実施形態について説明する。なお、以下では、過渡応答特性を有する二次電池として、リチウムイオン二次電池を例に挙げて説明する。

【0028】

（第１実施形態）
本実施形態に係るデータ抽出装置は、電池劣化の診断に適した過渡応答時のデータを抽出するだけでなく、抽出した過渡応答時のデータに基づいてリチウムイオン二次電池の電池劣化を診断する。したがって、まず、電池劣化の診断に必要なリチウムイオン二次電池の電気的等価回路について説明する。

【0029】

［電気的等価回路］
図１〜図３に、リチウムイオン二次電池の電気的等価回路（以下、等価回路）を示す。図１（Ａ）に示す等価回路は、リチウムイオン二次電池の内部抵抗Ｒ_Ｂ０とリチウムイオン二次電池の内部電圧Ｖ_０を出力する電圧源Ｅ_０とを直列接続した最も簡易な回路である。図１（Ａ）において、Ｖ_Ｚはリチウムイオン二次電池の内部インピーダンス（内部抵抗Ｒ_Ｂ０）による電圧降下を示し、Ｖ_Ｂはリチウムイオン二次電池の端子電圧を示し、Ｉ_Ｂはリチウムイオン二次電池の電流を示す。ただし、電流Ｉ_Ｂは充電方向を正とする。

【0030】

図１（Ａ）に示す等価回路において、内部電圧Ｖ_０は、リチウムイオン二次電池のＳＯＣ（充電率）に依存する。また、端子電圧Ｖ_Ｂは、例えばパルス電流による充電が開始されると、急峻に上昇した後、時間経過に伴い徐々に上昇する一方、パルス電流による充電を終了すると、急峻に下降した後、時間経過に伴い徐々に下降する。すなわち、パルス電流が遮断された後の端子電圧Ｖ_Ｂは、リチウムイオン二次電池の過渡応答特性に応じて減衰する。これらのことから、リチウムイオン二次電池の等価回路として、図１（Ｂ）に示すように、内部抵抗Ｒ_Ｂ０と、２段のＲＣ並列回路と、ＳＯＣに依存した内部電圧Ｖ_０（ＳＯＣ）を出力する電圧源Ｅ_０（ＳＯＣ）とを直列接続した回路（モデルＡ）を用いることができる。この等価回路（モデルＡ）において２段のＲＣ並列回路を用いているのは、電流遮断後に徐々に下降する端子電圧Ｖ_Ｂの波形に２つの傾きが観測されたためである。この等価回路（モデルＡ）は、内部電圧Ｖ_０の特性がＳＯＣの関数として良く知られているリチウムイオン二次電池に対しては有用であるが、内部電圧Ｖ_０のＳＯＣ特性、すなわち内部電圧Ｖ_０（ＳＯＣ）が知られていないリチウムイオン二次電池に対しては適用することができない。

【0031】

ところで、充電開始前の端子電圧Ｖ_Ｂ（０）は、充電開始前のＳＯＣにおける内部電圧Ｖ_０（０）に相当する。また、充電終了後の端子電圧Ｖ_Ｂ（ｔ）と充電開始前の端子電圧Ｖ_Ｂ（０）（＝Ｖ_０（０））との差分は、内部インピーダンスによる電圧降下Ｖ_Ｚと充電による内部電圧Ｖ_０の電圧偏差（電圧増加）△Ｖ_０との和に相当する。これらのことから、リチウムイオン二次電池の等価回路として、図２（Ａ）に示すように、内部抵抗Ｒ_Ｂ０と、２段のＲＣ並列回路と、電圧偏差△Ｖ_０を出力する電圧源△Ｅ_０と、内部電圧Ｖ_０（０）を出力する電圧源Ｅ_０（０）とを直列接続した回路を用いることができる。この等価回路は、電圧偏差△Ｖ_０を知ることができれば、内部電圧Ｖ_０のＳＯＣ特性、すなわち内部電圧Ｖ_０（ＳＯＣ）が知られていないリチウムイオン二次電池に対しても適用することができる。図２（Ｂ）に、図２（Ａ）に示す回路において電圧偏差△Ｖ_０を出力する電圧源△Ｅ_０を、抵抗Ｒ_Ｂ３およびコンデンサＣ_Ｂ３からなる１段のＲＣ並列回路に置き換えた等価回路（モデルＢ）を示す。

【0032】

上述したように、電流遮断後（充電終了後）の端子電圧Ｖ_Ｂは、リチウムイオン二次電池の過渡応答特性に応じて減衰する。このときの電圧変化分は、ＳＯＣに依存せず、内部インピーダンスによる電圧降下Ｖ_Ｚのみによって定まる。このことから、リチウムイオン二次電池の電流遮断時（充電終了時）における等価回路として、図３に示すように、内部抵抗Ｒ_Ｂ０と、２段のＲＣ並列回路と、内部電圧Ｖ_０（一定の電圧）を出力する電圧源Ｅ_０とを直列接続した回路（モデルＣ）を用いることができる。

【0033】

ここで、図１（Ｂ）に示す等価回路（モデルＡ）における内部電圧Ｖ_０（ＳＯＣ）はＳＯＣの関数であるのに対して、等価回路（モデルＣ）における内部電圧Ｖ_０は定数である（定数と見なすことができる）。等価回路（モデルＣ）を適用している時間範囲内では、電流が流れていない時間範囲内なためＳＯＣが変化しないからである。このため、等価回路（モデルＣ）では、内部電圧Ｖ_０からＳＯＣを推定することができる。すなわち、等価回路（モデルＣ）では、内部電圧Ｖ_０が大であればＳＯＣも大であり、内部電圧Ｖ_０が小であればＳＯＣも小である。よって、等価回路（モデルＣ）における内部電圧Ｖ_０とＳＯＣとの関係を示すデータ（例えば、プロファイルまたはテーブル）があれば、当該データに基づいてＳＯＣを推定することができる。

【0034】

等価回路（モデルＣ）では、回路パラメータの演算を簡略化するためにＲＣ並列回路を１段にしてもよい。例えば、図３に示す等価回路（モデルＣ）において、２段のＲＣ並列回路を抵抗Ｒ_Ｂ１およびコンデンサＣ_Ｂ１からなる１段のＲＣ並列回路にした場合、リチウムイオン二次電池の電流遮断時の端子電圧Ｖ_Ｂ、すなわちリチウムイオン二次電池の過渡応答時の端子電圧Ｖ_Ｂは、下記の（１）式で与えられる。

【数1】

なお、下記の図４の場合、電流遮断後（充電終了後）のリチウムイオン二次電池の過渡応答時の端子電圧Ｖ_Ｂは、下記の（２）式で与えられる。

【数2】

【0035】

図４に、パルス電流でリチウムイオン二次電池を充電したときの電流・電圧波形を示す。同図に示すように、内部電圧Ｖ_０は充電中に上昇し、充電終了後は一定となる。このため、本実施形態に係るデータ抽出装置、データ抽出方法およびデータ抽出プログラムでは、ＳＯＣが変化せず内部電圧Ｖ_０の変動分（電圧偏差△Ｖ_０）を考慮する必要のない充電終了後（または放電終了後）の端子電圧Ｖ_Ｂを電池劣化の診断に用いる。言い換えれば、本実施形態に係るデータ抽出装置、データ抽出方法およびデータ抽出プログラムでは、充電終了時（または放電終了時）における等価回路（モデルＣ）を用いて、リチウムイオン二次電池の電池劣化を診断する。

【0036】

［データ抽出装置］
図５に、本実施形態に係るデータ抽出装置１を示す。データ抽出装置１は、記憶部２と、抽出部３と、電池劣化診断部４と、入力受付部５とを備えている。記憶部２、抽出部３および電池劣化診断部４は、例えばマイコンで構成することができ、入力受付部５は、例えばキーボードおよびディスプレイで構成することができる。

【0037】

記憶部２には、稼働中のリチウムイオン二次電池の電流値、電圧値および周囲温度を所定のサンプリング間隔で連続的に測定した測定データが格納される。測定データのうち、電流値に関するものを電流測定データといい、電圧値に関するものを電圧測定データといい、周囲温度に関するものを温度測定データという。

【0038】

また、記憶部２には、等価回路（モデルＣ）における内部電圧Ｖ_０とＳＯＣとの関係を示すデータ（例えば、プロファイルまたはテーブル）が格納されていることが好ましい。等価回路（モデルＣ）は、上述のとおり、リチウムイオン二次電池の内部電圧Ｖ_０の特性がＳＯＣに依存しない充電終了時または放電終了時における等価回路であって、具体的には、リチウムイオン二次電池の内部抵抗Ｒ_Ｂ０と、１段または２段のＲＣ並列回路と、充電終了時または放電終了時におけるリチウムイオン二次電池の内部電圧Ｖ_０を出力する電圧源Ｅ_０とを直列接続した回路である。

【0039】

抽出部３は、記憶部２に格納された測定データから、リチウムイオン二次電池の過渡応答時の過渡応答データを抽出する。図６に、時刻ｔ１において放電が終了したリチウムイオン二次電池の過渡応答データを示す。なお、図６では、電圧値データおよび周囲温度データを省略している。

【0040】

抽出部３は、図６に示すような過渡応答データを抽出するために、
（１）電流測定データにおいて、電流値の変化量が第１閾値Ｘ１以上となる第１区間を特定する第１処理と、
（２）第１区間の始点と連続し、始点の電流値に対する変化量が第１閾値Ｘ１よりも小さい第２閾値Ｘ２以下となる前区間を特定する第２処理と、
（３）第１区間の終点と連続し、終点の電流値に対する変化量が第１閾値Ｘ１よりも小さい第３閾値Ｘ３以下となる後区間を特定する第３処理と、
（４）前区間の始点から後区間の終点までの電流値データと、当該電流値データに対応した区間の電圧値データおよび周囲温度データとを過渡応答データとして抽出する第４処理と、
を実行する。なお、本実施形態では、電流値の変化量を絶対値で表すものとする。

【0041】

電池劣化診断部４は、過渡応答データに基づいて等価回路（モデルＣ）の回路パラメータを算出し、算出した回路パラメータに基づいてリチウムイオン二次電池の電池劣化を診断する。例えば、内部抵抗Ｒ_Ｂ０と、抵抗Ｒ_Ｂ１およびコンデンサＣ_Ｂ１からなる１段のＲＣ並列回路と、一定の内部電圧Ｖ_０を出力する電圧源Ｅ_０とを直列接続した等価回路（モデルＣ）の場合、内部抵抗Ｒ_Ｂ０およびＲＣ並列回路の抵抗Ｒ_Ｂ１は電池劣化に伴い大となるが、内部抵抗Ｒ_Ｂ０は接触抵抗による影響が大であるため、ＲＣ並列回路の抵抗Ｒ_Ｂ１により電池劣化を診断することが好ましい。

【0042】

ＲＣ並列回路の抵抗Ｒ_Ｂ１により電池劣化を診断する場合、電池劣化診断部４は、第４処理で抽出した過渡応答データに基づいて、等価回路（モデルＣ）の回路パラメータを算出する。次いで、電池劣化診断部４は、記憶部２に格納された等価回路（モデルＣ）における内部電圧Ｖ_０とＳＯＣとの関係を示すデータに基づいて、回路パラメータの内部電圧Ｖ_０からＳＯＣを推定する。そして、電池劣化診断部４は、ＳＯＣに対する回路パラメータの抵抗Ｒ_Ｂ１により、リチウムイオン二次電池の電池劣化を診断する。例えば、ＳＯＣが同じであるにもかかわらず抵抗Ｒ_Ｂ１が増加している場合、電池劣化診断部４は、リチウムイオン二次電池が劣化していると診断する。なお、抵抗Ｒ_Ｂ１の値は周囲温度の影響を受けるので、電池劣化診断部４は、温度測定データに基づいて周囲温度毎に抵抗Ｒ_Ｂ１の値を統計的に整理して比較することが好ましい。

【0043】

入力受付部５は、抽出部３が第１処理を実行する前に、第１閾値Ｘ１、第２閾値Ｘ２、第３閾値Ｘ３、前区間の範囲および後区間の範囲に関し、ユーザからの入力を受け付ける。入力受付部５がユーザからの入力を受け付けると、抽出部３は、ユーザからの入力に従って第１処理〜第４処理を実行し、電池劣化診断部４は、上述のとおり電池劣化を診断する。なお、前区間および後区間が第１区間よりも広い範囲となるように、ユーザの入力に制限をかけることが好ましい。

【0044】

［データ抽出方法］
次に、本実施形態に係るデータ抽出方法について説明する。本実施形態に係るデータ抽出方法は、リチウムイオン二次電池の電流値、電圧値および周囲温度を所定のサンプリング間隔で測定した測定データから、データ抽出装置１が過渡応答データを抽出するものである。

【0045】

具体的には、本実施形態に係るデータ抽出方法は、
（１）電流測定データにおいて、電流値の変化量が第１閾値Ｘ１以上となる第１区間を特定する第１ステップと、
（２）第１区間の始点と連続し、始点の電流値に対する変化量が第１閾値Ｘ１よりも小さい第２閾値Ｘ２以下となる前区間を特定する第２ステップと、
（３）第１区間の終点と連続し、終点の電流値に対する変化量が第１閾値Ｘ１よりも小さい第３閾値Ｘ３以下となる後区間を特定する第３ステップと、
（４）前区間の始点から後区間の終点までの電流値データと、当該電流値データに対応した区間の電圧値データおよび周囲温度データとを過渡応答データとして抽出する第４ステップと、
（５）過渡応答データに基づいてリチウムイオン二次電池の等価回路（モデルＣ）の回路パラメータを算出し、回路パラメータに基づいてリチウムイオン二次電池の電池劣化を診断する第５ステップと、
を含む。

【0046】

測定データの一例として、図７（Ａ）に、電動バイクに搭載されたリチウムイオン二次電池の数年分の電流測定データを示し、図７（Ｂ）に、当該電流測定データに対応した（当該電流測定データと同時に測定した）電圧測定データを示す。電流測定データおよび電圧測定データのサンプリング間隔は０．５秒である。また、本実験に用いた電動バイクには回生機能はなく、電動バイクに搭載されたリチウムイオン二次電池は、電動バイクの走行中に放電されるが、電動バイクの停止時には充放電は行われない。以下、図７（Ａ）および（Ｂ）に示す測定データから、データ抽出装置１が放電終了時の過渡応答データ（図８参照）を抽出するデータ抽出方法について説明する。

【0047】

データ抽出装置１の抽出部３および電池劣化診断部４がデータ抽出方法を実行する前に、データ抽出装置１の入力受付部５が、第１閾値Ｘ１、第２閾値Ｘ２、第３閾値Ｘ３、前区間の範囲および後区間の範囲に関し、ユーザからの入力を受け付けたものとする。ここでは、第１閾値Ｘ１を１２［Ａ］とし、第２閾値Ｘ２を８［Ａ］とし、第３閾値Ｘ３を２［Ａ］とし、前区間の範囲（データ数）および後区間の範囲（データ数）をいずれも４とする。また、第１区間の範囲（データ数）は２に設定されているものとする。

【0048】

第１ステップでは、抽出部３が、図７（Ａ）の電流測定データに含まれるｎ（ｎは１以上の整数）個目の電流値データと（ｎ＋１）個目の電流値データとに基づいて電流値の変化量を演算し、電流値の変化量が第１閾値Ｘ１（＝１２［Ａ］）以上となる第１区間（データ数＝２）を特定する。図８に示すように、１５０．０秒時の電流値が−１３．０４［Ａ］であり、１５０．５秒時の電流値が−０．４２［Ａ］であるため、この区間における電流値の変化量は、１２．６２［Ａ］となり第１閾値Ｘ１（＝１２［Ａ］）以上となる。よって、抽出部３は、１５０．０秒から１５０．５秒までの区間を、第１区間として特定する。

【0049】

第２ステップでは、抽出部３が、第１区間の始点である１５０．０秒時の電流値データと連続し、第１区間の始点の電流値（１５０．０秒時の電流値）に対する変化量が第２閾値Ｘ２（＝８［Ａ］）以下となる前区間（データ数＝４）を特定する。図８に示すように、１５０．０秒時の電流値データと連続した４つの電流値データ、すなわち１４８．０秒、１４８．５秒、１４９．０秒、１４９．５秒時の電流値データは、いずれも１５０．０秒時の電流値に対する変化量が第２閾値Ｘ２（＝８［Ａ］）以下となる。よって、抽出部３は、１４８．０秒から１４９．５秒までの区間を、前区間として特定する。

【0050】

第３ステップでは、抽出部３が、第１区間の終点である１５０．５秒時の電流値データと連続し、第１区間の終点の電流値（１５０．５秒時の電流値）に対する変化量が第３閾値Ｘ３（＝２［Ａ］）以下となる後区間（データ数＝４）を特定する。図８に示すように、１５０．５秒時の電流値データと連続した４つの電流値データ、すなわち１５１．０秒、１５１．５秒、１５２．０秒、１５２．５秒時の電流値データは、いずれも１５０．５秒時の電流値に対する変化量が第３閾値Ｘ３（＝２［Ａ］）以下となる。よって、抽出部３は、１５１．０秒から１５２．５秒のまで区間を、後区間として特定する。

【0051】

第４ステップでは、抽出部３が、前区間の始点である１４８．０秒から後区間の終点である１５２．５秒までの電流値データと、同区間の電圧値データおよび周囲温度データとを過渡応答データとして抽出する。すなわち、抽出部３により前区間、第１区間、後区間のすべてが特定された場合にのみ、過渡応答データが抽出される。

【0052】

第５ステップでは、電池劣化診断部４が、抽出部３により抽出された過渡応答データに基づいて、等価回路（モデルＣ）の回路パラメータを算出し、算出した回路パラメータに基づいてリチウムイオン二次電池の電池劣化を診断する。例えば、内部抵抗Ｒ_Ｂ０と、抵抗Ｒ_Ｂ１およびコンデンサＣ_Ｂ１からなる１段のＲＣ並列回路と、一定の内部電圧Ｖ_０を出力する電圧源Ｅ_０とを直列接続した等価回路（モデルＣ）の場合、電池劣化診断部４は、過渡応答データに基づいて内部抵抗Ｒ_Ｂ０、抵抗Ｒ_Ｂ１、コンデンサＣ_Ｂ１および内部電圧Ｖ_０を算出する。次いで、電池劣化診断部４は、記憶部２に格納された等価回路（モデルＣ）における内部電圧Ｖ_０とＳＯＣとの関係を示すデータに基づいて、内部電圧Ｖ_０からＳＯＣを推定する。そして、電池劣化診断部４は、ＳＯＣに対する抵抗Ｒ_Ｂ１に基づいて、リチウムイオン二次電池の電池劣化を診断する。

【0053】

［データ抽出プログラム］
次に、本実施形態に係るデータ抽出プログラムについて説明する。本実施形態に係るデータ抽出プログラムは、コンピュータに上述のデータ抽出方法を実行させるためのものである。

【0054】

記憶媒体またはネットワークを介して本実施形態に係るデータ抽出プログラムがコンピュータに提供され、かつ当該コンピュータが本実施形態に係るデータ抽出プログラムを読み出して実行することで、当該コンピュータは、少なくとも一部がデータ抽出装置１として機能し、上述のデータ抽出方法を実行することが可能になる。

【0055】

結局、本実施形態に係るデータ抽出装置１、データ抽出方法およびデータ抽出プログラムによれば、過渡応答特性を有するリチウムイオン二次電池の測定データからリチウムイオン二次電池の電池劣化の診断に適した過渡応答データを自動的に抽出することができる。さらに、本実施形態に係るデータ抽出装置１、データ抽出方法およびデータ抽出プログラムによれば、抽出した過渡応答データに基づいてリチウムイオン二次電池の等価回路（モデルＣ）の回路パラメータを算出することで、リチウムイオン二次電池の電池劣化を診断することができる。

【0056】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係るデータ抽出装置、データ抽出方法およびデータ抽出プログラムについて説明する。

【0057】

［データ抽出装置］
図９に、本実施形態に係るデータ抽出装置１’を示す。本実施形態に係るデータ抽出装置１’は、記憶部２、抽出部３、電池劣化診断部４’および入力受付部５を備えている。なお、図５と同一の符号を付した構成要素については第１実施形態で説明したものと同様なので、ここでは説明を一部省略する。

【0058】

電池劣化診断部４’は、抽出部３が電流測定データに対して第１処理〜第４処理を実行して抽出した複数の過渡応答データから、２つの過渡応答データ（第１過渡応答データと第２過渡応答データ）を選択する。第１過渡応答データおよび第２過渡応答データの選択の仕方は、入力受付部５においてユーザが任意に設定することができる。例えば、図１０に示すように、隣接する２つの過渡応答データを第１過渡応答データおよび第２過渡応答データとしてもよいし、最初に抽出された過渡応答データを第１過渡応答データとし、Ｘ番目（Ｘ≧３）に抽出された過渡応答データを第２過渡応答データとしてもよい。

【0059】

電池劣化診断部４’は、
（１）上記のとおり、複数の過渡応答データから第１過渡応答データおよび第２過渡応答データを選択する選択処理と、
（２）第１過渡応答データにおいて電流値が第１閾値Ｘ１以上変化した後の第１電流値Ａ１から第２過渡応答データにおいて電流値が第１閾値Ｘ１以上変化した後の第２電流値Ａ２までの各電流値（Ａ１、・・・、Ａ２）と、第１電流値Ａ１の測定時における第１電圧値Ｖ１から第２電流値Ａ２の測定時における第２電圧値Ｖ２までの各電圧値（Ｖ１、・・・、Ｖ２）とを乗算して各乗算結果を加算するとともに、その加算結果にサンプリング間隔△Ｔを乗算した電力積分値△Ｑ（＝（Ｖ１×Ａ１＋・・・＋Ｖ２×Ａ２）×△Ｔ）を算出する第１算出処理と、
（３）第１電流値Ａ１の測定時におけるリチウムイオン二次電池のＳＯＣに対応する電圧ＶＥ１と第２電流値Ａ２の測定時におけるリチウムイオン二次電池のＳＯＣに対応する電圧ＶＥ２との差分△Ｖ（＞０）を算出する第２算出処理と、
（４）電力積分値△Ｑを差分△Ｖで除算した値を劣化指標△Ｑ／△Ｖとし、劣化指標△Ｑ／△Ｖに基づいてリチウムイオン二次電池の電池劣化を診断する診断処理と、
を実行する。

【0060】

電池劣化診断部４’は、第１算出処理において、記憶部２に格納された電流測定データに基づいて第１電流値Ａ１から第２電流値Ａ２までの各電流値を取得し、記憶部２に格納された電圧測定データに基づいて第１電圧値Ｖ１から第２電圧値Ｖ２までの各電圧値を取得する。また、電池劣化診断部４’は、第２算出処理において、第１電圧値Ｖ１と、第２電圧値Ｖ２と、電気的等価回路（モデルＣ）とに基づいてリチウムイオン二次電池のＳＯＣに対応する電圧ＶＥ１、ＶＥ２を算出し、差分△Ｖを算出する。

【0061】

具体的には、第１電圧値Ｖ１および第２電圧値Ｖ２は、上記（２）式の端子電圧Ｖ_Ｂに相当するので、第１電圧値Ｖ１および上記（２）式から、第１電圧値Ｖ１の測定時における内部電圧Ｖ_０（Ｖ１）を算出することができ、第２電圧値Ｖ２および上記（２）式から、第２電圧値Ｖ２の測定時における内部電圧Ｖ_０（Ｖ２）を算出することができる。ここで、リチウムイオン二次電池のＳＯＣに対応する電圧ＶＥとは、ＳＯＣに依存しない定数または電流一定時に線形関数となる電圧であって、当該電圧からＳＯＣを推定することができるものをいう。電気的等価回路（モデルＣ）の場合、内部電圧Ｖ_０がリチウムイオン二次電池のＳＯＣに対応する電圧ＶＥとなる。よって、電池劣化診断部４’は、ＳＯＣ（Ｖ１）に対応する内部電圧Ｖ_０（Ｖ１）と、ＳＯＣ（Ｖ２）に対応する内部電圧Ｖ_０（Ｖ２）から、差分△Ｖ（＝Ｖ_０（Ｖ２）−Ｖ_０（Ｖ１）、または＝Ｖ_０（Ｖ１）−Ｖ_０（Ｖ２））、すなわち、差分△Ｖ（＝ＶＥ２−ＶＥ１、または＝ＶＥ１−ＶＥ２）を算出することができる。

【0062】

電池劣化診断部４’は、診断処理において、ＳＯＣに対する劣化指標△Ｑ／△Ｖにより、リチウムイオン二次電池の電池劣化を診断する。例えば、ＳＯＣが同じであるにもかかわらず劣化指標△Ｑ／△Ｖの絶対値が減少している場合、電池劣化診断部４’は、リチウムイオン二次電池が劣化していると診断する。

【0063】

なお、電池劣化診断部４’は、診断処理で△Ｑ／△Ｖを算出するにあたって、第２算出処理において△Ｖが適切な値かどうかを判断し、不適切と判断した場合は、診断処理をスキップしてもよい。例えば、△ＶがＳＯＣで０〜１０％未満の電位差のときには、診断処理（△Ｑ／△Ｖの演算）を行わないようにしてもよい。このように診断処理をスキップした場合、電池劣化診断部４’は、再び選択処理を行い、少なくとも一方の過渡応答データが前回とは異なるように、再び２つ過渡応答データ（第１過渡応答データおよび第２過渡応答データ）を選択するよう構成できる。

【0064】

［データ抽出方法］
次に、本実施形態に係るデータ抽出方法について説明する。本実施形態に係るデータ抽出方法は、抽出ステップと診断ステップとを含む。

【0065】

抽出ステップは、第２実施形態に係るデータ抽出装置１’が電流測定データから複数の過渡応答データを抽出するステップであり、第１実施形態と大部分が共通している。すなわち、抽出ステップは、
（１）電流測定データにおいて、電流値の変化量が第１閾値Ｘ１以上となる第１区間を特定する第１ステップと、
（２）第１区間の始点と連続し、始点の電流値に対する変化量が第１閾値Ｘ１よりも小さい第２閾値Ｘ２以下となる前区間を特定する第２ステップと、
（３）第１区間の終点と連続し、終点の電流値に対する変化量が第１閾値Ｘ１よりも小さい第３閾値Ｘ３以下となる後区間を特定する第３ステップと、
（４）前区間の始点から後区間の終点までの電流値データを過渡応答データとして抽出する第４ステップと、
を含む。

【0066】

診断ステップは、第２実施形態に係るデータ抽出装置１’が、抽出ステップにおいて抽出した複数の過渡応答データから２つの過渡応答データ（第１過渡応答データと第２過渡応答データ）を選択し、当該第１過渡応答データおよび第２過渡応答データに基づいてリチウムイオン二次電池の電池劣化を診断するステップである。

【0067】

具体的には、診断ステップは、
（１）複数の過渡応答データから第１過渡応答データと第２過渡応答データとを選択するステップと（例えば、図１０参照）、
（２）第１過渡応答データにおいて電流値が第１閾値Ｘ１以上変化した後の第１電流値Ａ１から第２過渡応答データにおいて電流値が第１閾値Ｘ１以上変化した後の第２電流値Ａ２までの各電流値（Ａ１、・・・、Ａ２）と、第１電流値Ａ１の測定時における第１電圧値Ｖ１から第２電流値Ａ２の測定時における第２電圧値Ｖ２までの各電圧値（Ｖ１、・・・、Ｖ２）とを乗算して各乗算結果を加算するとともに、その加算結果にサンプリング間隔△Ｔを乗算した電力積分値△Ｑ（＝（Ｖ１×Ａ１＋・・・＋Ｖ２×Ａ２）×△Ｔ）を算出するステップと、
（３）第１電流値Ａ１の測定時におけるリチウムイオン二次電池のＳＯＣに対応する電圧ＶＥ１と第２電流値Ａ２の測定時におけるリチウムイオン二次電池のＳＯＣに対応する電圧ＶＥ２との差分△Ｖ（＞０）を算出するステップと、
（４）電力積分値△Ｑを差分△Ｖで除算した値を劣化指標△Ｑ／△Ｖとし、劣化指標△Ｑ／△Ｖに基づいてリチウムイオン二次電池の電池劣化を診断するステップと、
を含む。なお、各ステップは、電池劣化診断部４’の選択処理、第１算出処理、第２算出処理および診断処理と同様であるため、説明を省略する。

【0068】

［データ抽出プログラム］
次に、本実施形態に係るデータ抽出プログラムについて説明する。本実施形態に係るデータ抽出プログラムは、コンピュータに第２実施形態に係るデータ抽出方法を実行させるためのものである。換言すれば、コンピュータを第２実施形態に係るデータ抽出装置１’として機能させるためのものである。

【0069】

結局、本実施形態に係るデータ抽出装置１’、データ抽出方法およびデータ抽出プログラムによれば、過渡応答特性を有するリチウムイオン二次電池の測定データからリチウムイオン二次電池の電池劣化の診断に適した過渡応答データを自動的に抽出することができる。さらに、本実施形態に係るデータ抽出装置１’、データ抽出方法およびデータ抽出プログラムによれば、抽出した２つの過渡応答データ（第１過渡応答データと第２過渡応答データ）に基づいて劣化指標△Ｑ／△Ｖを算出することで、劣化指標△Ｑ／△Ｖを用いてリチウムイオン二次電池の電池劣化を診断することができる。

【0070】

ところで、リチウムイオン二次電池の電池劣化には、内部抵抗に変化が見られなくても電池容量が減少（劣化）している場合や、電池容量に変化が見られなくても内部抵抗が増加（劣化）している場合や、内部抵抗も電池容量も劣化している場合がある。図１１に、充放電回数に対するリチウムイオン二次電池の電池容量［ｋＷｈ］（図１１の実線）、抵抗Ｒ_Ｂ１［Ω］（図１１の黒の丸）、劣化指標△Ｑ／△Ｖ［ｋＷｈ／Ｖ］（図１１の黒の四角）の関係を示す。なお、図１１において、一点鎖線は抵抗Ｒ_Ｂ１の近似曲線を示し、破線は劣化指標△Ｑ／△Ｖの近似曲線を示す。また、比較のために、縦軸のスケールを調整している。

【0071】

図１１（Ａ）および（Ｂ）において、リチウムイオン二次電池の電池容量は、リチウムイオン二次電池をフル充電した後にフル放電させて測定したものである。抵抗Ｒ_Ｂ１は、第１実施形態に係るデータ抽出装置１で測定したものである。劣化指標△Ｑ／△Ｖは、第２実施形態に係るデータ抽出装置１’で測定したものであるが（Ａ）の劣化指標△Ｑ／△Ｖは、リチウムイオン二次電池のＳＯＣ全領域での劣化指標△Ｑ／△Ｖの平均値であるのに対して、（Ｂ）の劣化指標△Ｑ／△Ｖは、リチウムイオン二次電池のＳＯＣが４０％未満での劣化指標△Ｑ／△Ｖの平均値である。

【0072】

図１１（Ａ）および（Ｂ）に示されているように、抵抗Ｒ_Ｂ１は、充放電回数が増えるにつれて増加している。一方、劣化指標△Ｑ／△Ｖとリチウムイオン二次電池の電池容量は、充放電回数が増えるにつれてほぼ同じ傾向で減少している。特に、図１１（Ａ）では、劣化指標△Ｑ／△Ｖがリチウムイオン二次電池本来の電池容量の変化をかなり正確に表現できていることが分かる。また、図１１（Ｂ）においても、劣化指標△Ｑ／△Ｖについて不安定性（推定バラツキの増加）が観察されるものの、充放電回数の増加に伴う減少傾向が観察される。以上のことから、劣化指標△Ｑ／△Ｖを測定することで、リチウムイオン二次電池の電池容量の劣化を診断できること、より詳しくは、測定領域が低ＳＯＣ領域（ここでは、ＳＯＣ４０％未満の領域）の場合であっても、電池容量の劣化を診断でき、測定領域がＳＯＣ全領域の場合は、より正確に電池容量の劣化を診断できることが分かる。すなわち、第１実施形態によればリチウムイオン二次電池の内部抵抗の劣化を診断することができ、第２実施形態によればリチウムイオン二次電池の電池容量の劣化を診断することができる。

【0073】

したがって、第１実施形態と第２実施形態とを併用することで、具体的には、第１実施形態の電池劣化診断部４に電池劣化診断部４’の機能を追加するか、または第２実施形態の電池劣化診断部４’に電池劣化診断部４の機能を追加することで、リチウムイオン二次電池の電池劣化を、（１）内部抵抗のみが劣化している場合と、（２）電池容量のみが劣化している場合と、（３）内部抵抗も電池容量も劣化している場合とに大別できる。

【0074】

例えば、自動車用のリチウムイオン二次電池は、内部抵抗が劣化していると自動車用として使用することはできないが、電池容量が劣化していなければ（劣化が比較的少ない場合も含む）、家庭用のリチウムイオン二次電池として再利用することができる。第１実施形態と第２実施形態とを併用することで、このように再利用可能なリチウムイオン二次電池を選別することができる。

【0075】

以上、本発明に係るデータ抽出装置、データ抽出方法およびデータ抽出プログラムの各実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。

【0076】

（第１実施形態に関する変形例）
例えば、上記第１実施形態に係るデータ抽出装置１では、記憶部２および抽出部３と、電池劣化診断部４および入力受付部５とを別々の装置にすることができる。この場合、記憶部２および抽出部３のみが、本発明に係るデータ抽出装置となる。さらに、この場合、第５ステップを除く第１〜第４ステップが本発明に係るデータ抽出方法に含まれることになり、データ抽出プログラムは、第５ステップを含まないデータ抽出方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとなる。

【0077】

第１区間の範囲（データ数）が３以上に設定されている場合、第１処理および第１ステップにおける電流値の変化量は、第１区間の始点の電流値データと第１区間の終点の電流値データとに基づいて演算することができる。例えば、第１区間の範囲（データ数）が３の場合、抽出部３は、電流測定データに含まれるｎ個目の電流値データと（ｎ＋２）個目の電流値データとに基づいて電流値の変化量を演算することができる。なお、前区間の範囲および後区間の範囲は、いずれも第１区間の範囲よりも広く（データ数が多く）なるように設定されることが好ましい。

【0078】

また、上記第１実施形態において、回生機能を持たない電動バイクを例に挙げたが、もちろん回生機能を有するハイブリッドカーにも本発明を適用することができる。この場合、第１区間における放電から電流遮断への電流変化を検出するのみならず、充電から電流遮断への変化を検出するものであってもよい。

【0079】

さらに、前区間と後区間の電流変化量がそれぞれの閾値以内であれば、第１区間における電流変化が多少オーバーシュートもしくはアンダーシュートしても、若干の補正を加えるだけで本発明が適用できる。例えば、電流が放電から（電流遮断を通りこして）充電に変化したとしても、その後の（後区間における）電流変化が小さければ充電時の電圧は単調増加（逆に、充電から放電に変化した場合には単調減少）することが予測されるので、その分を補正すれば、電流遮断時の電圧変化を推定することができる。つまり、これらはモデルＡやモデルＢに相当する推定手法である。

【0080】

（第２実施形態に関する変形例）
第１実施形態の電池劣化診断における抵抗Ｒ_Ｂ１の算出にはモデルＣを利用したデータ抽出プログラムによる手段（データ抽出方法またはデータ抽出装置）を用いることが有効であるが、第２実施形態の電池劣化診断における劣化指標△Ｑ／△Ｖの算出は、モデルＣを利用したデータ抽出プログラム（データ抽出方法またはデータ抽出装置）に依存せずに任意の２点間での電力積分値を使用することも可能である。ただし、モデルＣを利用したデータ抽出プログラム等に依存しないためには、抵抗Ｒ_Ｂ１の推定やＳＯＣの推定を実行できるモデルＡやモデルＢ等の他の手法の適用が必要である。なお、モデルＡとかモデルＢでは、モデルＣのように電流遮断後を前提としていないため、電流が零ではない、過渡応答時の電流の任意波形を対象とすることになる。

【0081】

電流が零ではない過渡応答時の電流波形を対象とする場合、下記のとおり、過渡応答時における等価回路（モデルＣ’）の回路パラメータを利用して劣化指標△Ｑ／△Ｖを算出することで、上記第２実施形態とほぼ同様に、リチウムイオン二次電池の電池容量の劣化を診断することができる。

【0082】

図１２に、過渡応答時における等価回路（モデルＣ’）を示す。この等価回路は、図３に示す等価回路（モデルＣ）に、内部電圧Ｖ_０の電圧偏差△Ｖ_０を出力する電圧源△Ｅ_０を追加したものである。電圧偏差△Ｖ_０は図２（Ａ）の等価回路にも存在するが、図２（Ａ）の電圧偏差△Ｖ_０が任意の関数であるのに対して、モデルＣ’における電圧偏差△Ｖ_０は、線形関数である。この等価回路（モデルＣ’）から、リチウムイオン二次電池の過渡応答時の端子電圧Ｖ_Ｂは、下記の（３）式で与えられる。

【数3】

（３）式の△Ｖ_０は、上記のとおり、リチウムイオン二次電池の充電や放電による内部電圧Ｖ_０の変化を表現する項であり、電流が一定の場合には、単調に時間変化する線形関数である。△Ｖ_０は、放電の場合は単調減少し、充電の場合は単調増加する。

【0083】

また、図１３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、電流が零ではない過渡応答時（モデルＣ’）の電圧変化Ｉ（図１３（Ａ）参照）は、電流が零になる過渡応答時（モデルＣ）の電圧変化ＩＩ（図１３（Ｂ）参照）に、内部電圧Ｖ_０の電圧偏差△Ｖ_０により表現される電圧変化ＩＩＩを加えたもの（または、電圧変化ＩＩＩを差し引いたもの）であることからも（図１３（Ｃ）参照）、電流が零ではない過渡応答時のリチウムイオン二次電池の端子電圧Ｖ_Ｂは、上記の（３）式で与えられることが分かる。

【0084】

したがって、等価回路（モデルＣ’）の回路パラメータを利用する場合、電池劣化診断部４’は、
（１）選択処理において、抽出部３が抽出した複数の過渡応答データから、電流が零ではない過渡応答時の第１過渡応答データおよび第２過渡応答データを選択し、
（２）第１算出処理において、第１過渡応答データ内の第１電流値Ａ１から第２過渡応答データ内の第２電流値Ａ２までの各電流値（Ａ１、・・・、Ａ２）と、第１電流値Ａ１の測定時における第１電圧値Ｖ１から第２電流値Ａ２の測定時における第２電圧値Ｖ２までの各電圧値（Ｖ１、・・・、Ｖ２）とを乗算して各乗算結果を加算するとともに、その加算結果にサンプリング間隔△Ｔを乗算した電力積分値△Ｑ（＝（Ｖ１×Ａ１＋・・・＋Ｖ２×Ａ２）×△Ｔ）を算出し、
（３）第２算出処理において、第１電流値Ａ１の測定時におけるリチウムイオン二次電池のＳＯＣに対応する電圧ＶＥ１（＝（３）式の内部電圧Ｖ_０（Ｖ１）＋電圧偏差△Ｖ_０（Ｖ１））と第２電流値Ａ２の測定時におけるリチウムイオン二次電池のＳＯＣに対応する電圧ＶＥ２（＝（３）式の内部電圧Ｖ_０（Ｖ２）＋電圧偏差△Ｖ_０（Ｖ２））との差分△Ｖ（＞０）を算出し、
（４）診断処理において、電力積分値△Ｑを差分△Ｖで除算した値を劣化指標△Ｑ／△Ｖとし、劣化指標△Ｑ／△Ｖに基づいてリチウムイオン二次電池の電池劣化を診断する。

【0085】

さらに、上記第２実施形態では、モデルＣで求めた時点と、他のモデルＡやモデルＢで推定した時点の２点間での電力積分値△Ｑを算出していくような、組み合わせも可能である。例えば、第１過渡応答データに含まれる第１電流値Ａ１から別の方法（モデルＡやモデルＢを利用した方法）で抽出した第３過渡応答データに含まれる第３電流値Ａ３までの各電流値（Ａ１、・・・、Ａ３）と、第１電圧値Ｖ１から第３電流値Ａ３の測定時における第３電圧値Ｖ３までの各電圧値（Ｖ１、・・・、Ｖ３）とを乗算して各乗算結果を加算するとともに、その加算結果にサンプリング間隔△Ｔを乗算した電力積分値△Ｑ（＝（Ｖ１×Ａ１＋・・・＋Ｖ３×Ａ３）×△Ｔ）を算出してもよい。

【0086】

また、上記第２実施形態では、２つの過渡応答データ（第１過渡応答データと第２過渡応答データ）から算出した劣化指標△Ｑ／△Ｖを用いて、リチウムイオン二次電池の電池劣化を診断しているが、１つの過渡応答データのみから算出した劣化指標△Ｑ／△Ｖを用いて、リチウムイオン二次電池の電池劣化を診断してもよい。

【0087】

例えば、第１過渡応答データのみを用いる場合、電池劣化診断部４’は、
（１）複数の過渡応答データから第１過渡応答データを選択する選択処理と、
（２）第１過渡応答データにおいて電流値が第１閾値Ｘ１以上変化した後の第１電流値Ａ１から当該第１過渡応答データの後区間内の電流値Ａ_Ｘまでの各電流値（Ａ１、・・・、Ａ_Ｘ）と、第１電流値Ａ１の測定時における第１電圧値Ｖ１から電流値Ａ_Ｘの測定時における電圧値Ｖ_Ｘまでの各電圧値（Ｖ１、・・・、Ｖ_Ｘ）とを乗算して各乗算結果を加算するとともに、その加算結果にサンプリング間隔△Ｔを乗算した電力積分値△Ｑ（＝（Ｖ１×Ａ１＋・・・＋Ｖ_Ｘ×Ａ_Ｘ）×△Ｔ）を算出する第１算出処理と、
（３）第１電流値Ａ１の測定時におけるリチウムイオン二次電池のＳＯＣに対応する電圧ＶＥ１と電流値Ａ_Ｘの測定時におけるリチウムイオン二次電池のＳＯＣに対応する電圧ＶＥ_Ｘとの差分△Ｖ（＞０）を算出する第２算出処理と、
（４）電力積分値△Ｑを差分△Ｖで除算した値を劣化指標△Ｑ／△Ｖとし、劣化指標△Ｑ／△Ｖに基づいてリチウムイオン二次電池の電池劣化を診断する診断処理と、
を実行する。

【0088】

この変形例の方法（１つの過渡応答データのみから劣化指標△Ｑ／△Ｖを算出する方法）と、上記第２実施形態の方法（２つの過渡応答データから劣化指標△Ｑ／△Ｖを算出する方法）は、下記の点を踏まえて使い分けることが好ましい。
（１）上記第２実施形態の方法は、電流変化（過渡応答）の頻度が高く、抽出される過渡応答データの出現頻度が高い場合に、有効である。
（２）この変形例の方法は、電流変化（過渡応答）の頻度が低く、抽出される過渡応答データの出現頻度が低いものの、電流変化後（過渡応答後）の電流値が一定となる時間が継続する場合（放電状態または充電状態が継続する場合）に、有効である。

【0089】

なお、この変形例における第１過渡応答データの範囲は、上記第２実施形態における第１過渡応答データの範囲よりも広い方が好ましい。

【0090】

（その他の変形例）
上記各実施形態では、二次電池としてリチウムイオン二次電池を例に挙げて説明したが、本発明に係るデータ抽出装置およびデータ抽出方法は、過渡応答特性を有する二次電池であれば、リチウムイオン二次電池以外にも適用することができる。

【0091】

また、本発明は車やバイクなどの輸送手段以外にも、例えば住宅への電力供給用の太陽光発電システムにおける蓄電池にも適用できる。この種のシステムにおいても天候の急激な変化等により充放電電流が遮断もしくはそれに近い状態に変化する場合があるからである。ただし、車やバイクと比べて全般的に変化が緩いので、それに合わせてサンプリング間隔を長くする（例えば２秒以上）など、若干の最適化は必要である。

【符号の説明】

【0092】

１、１’ データ抽出装置
２ 記憶部
３ 抽出部
４、４’ 電池劣化診断部
５ 入力受付部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】