特許 6551778 蓄電素子の劣化判定装置及び劣化判定方法

(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】6551778

(24)【登録日】2019年7月12日

(45)【発行日】2019年7月31日

(54)【発明の名称】蓄電素子の劣化判定装置及び劣化判定方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/392 20190101AFI20190722BHJP

   G01R 31/36 20190101ALI20190722BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20190722BHJP

   H01M 10/42 20060101ALI20190722BHJP

【ＦＩ】

   G01R31/392

   G01R31/36ZHV

   H01M10/48 P

   H01M10/48 301

   H01M10/42 Z

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-73389(P2015-73389)

(22)【出願日】2015年3月31日

(65)【公開番号】特開2016-194415(P2016-194415A)

(43)【公開日】2016年11月17日

【審査請求日】2018年3月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】507151526

【氏名又は名称】株式会社ＧＳユアサ

(74)【代理人】

【識別番号】100074332

【弁理士】

【氏名又は名称】藤本 昇

(74)【代理人】

【識別番号】100114432

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 寛昭

(72)【発明者】

【氏名】柏 雄太

(72)【発明者】

【氏名】古川 和輝

(72)【発明者】

【氏名】落合 誠二郎

(72)【発明者】

【氏名】井口 隆明

【審査官】 永井 皓喜

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−９１２１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１２７８９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１３５５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３０１５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０３２２２８４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−２９８７８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ ３１／３９２

Ｇ０１Ｒ ３１／３８９

Ｇ０１Ｒ ３１／３８２

Ｇ０１Ｒ ３１／３８５

Ｇ０１Ｒ ３１／３６

Ｈ０１Ｍ １０／４２

Ｈ０１Ｍ １０／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の充電状態の蓄電素子から、異なる複数の温度での該蓄電素子の抵抗をそれぞれ検出する検出部と、
前記検出部で検出した抵抗の対数と温度の逆数とのプロットにフィッティングする二次関数を導出する式導出部と、
前記二次関数によって規定される二次曲線の形状の変化に基づいて前記蓄電素子の劣化を判定する判定部と、を備える、蓄電素子の劣化判定装置。

【請求項2】

前記式導出部によって導出される二次関数は、ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ（ａ、ｂ、ｃは、係数）であり、
前記判定部は、前記二次関数の係数であるａ、ｂ、ｃの少なくとも一つに基づいて前記蓄電素子の劣化を判定する、請求項１に記載の蓄電素子の劣化判定装置。

【請求項3】

前記判定部は、前記係数の比であるｂ／ａ又はｂ／ｃが所定の閾値以上のときに、前記蓄電素子が劣化していると判定する、請求項２に記載の蓄電素子の劣化判定装置。

【請求項4】

蓄電素子の劣化の有無の判定に用いられる判定データを格納する記憶部と、
前記記憶部の判定データを用いて前記蓄電素子の劣化の有無を判定する判定部と、を備え、
前記判定データは、前記蓄電素子の劣化状態毎において、該蓄電素子の抵抗と温度との相関関係に近似させた二次関数ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃが導出されたときの該蓄電素子の抵抗及び温度の組と、前記二次関数ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃの係数ａ、ｂ、ｃの少なくとも一つに基づいて判定された劣化状態に基づく該蓄電素子の劣化の有無と、を関係づけたものであり、
前記判定部は、判定対象の蓄電素子から検出された抵抗及び温度が含まれる前記抵抗及び温度の組を前記判定データから見つけることによって、該判定対象の蓄電素子の劣化を判定する、蓄電素子の劣化判定装置。

【請求項5】

所定の充電状態の蓄電素子から、異なる複数の温度での該蓄電素子の抵抗をそれぞれ検出する検出部と、
前記検出部で検出した抵抗と温度との相関関係に近似させた二次関数を導出する式導出部と、
前記二次関数に基づいて前記蓄電素子の劣化を判定する判定部と、を備え、
前記式導出部によって導出される二次関数は、ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ（ａ、ｂ、ｃは、係数）であり、
前記判定部は、前記係数の比であるｂ／ａ又はｂ／ｃが所定の閾値以上のときに、前記蓄電素子が劣化していると判定する、蓄電素子の劣化判定装置。

【請求項6】

所定の充電状態の蓄電素子から、異なる複数の温度での該蓄電素子の抵抗をそれぞれ検出することと、
前記検出された抵抗と温度との相関関係に近似させた二次関数を導出することと、
前記導出された二次関数に基づいて前記蓄電素子の劣化を判定することと、を備え、
導出される前記二次関数は、ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ（ａ、ｂ、ｃは、係数）であり、
前記判定では、前記係数の比であるｂ／ａ又はｂ／ｃが所定の閾値以上のときに、前記蓄電素子が劣化していると判定する、
蓄電素子の劣化判定方法。

【請求項7】

所定の充電状態の蓄電素子から、異なる複数の温度での該蓄電素子の抵抗をそれぞれ検出することと、
前記検出された抵抗の対数と温度の逆数とのプロットにフィッティングする二次関数を導出することと、
前記導出された二次関数によって規定される二次曲線の形状の変化に基づいて前記蓄電素子の劣化を判定することと、を備える、蓄電素子の劣化判定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、抵抗から蓄電素子の容量劣化を判定できる蓄電素子の劣化判定装置及び劣化判定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、二次電池の性能（容量劣化率）を診断する二次電池の性能推定方法が知られている（特許文献１参照）。この性能推定方法は、二次電池のセル筐体をハンマーで打撃し、この打撃による前記セル筐体の振動の大きさを計測し、計測された振動を示す波形を解析して前記セル筐体の共振周波数を算出し、算出された共振周波数に基づいて前記二次電池の性能（容量劣化率）を推定する。

【0003】

しかし、上記の二次電池の性能推定方法は、前記ハンマーで前記セル筐体を打撃する必要があるため、前記二次電池の性能を診断する度に、該二次電池を電源として使用している装置等から取り外す必要があり、煩雑であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−１２２８１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

そこで、本発明は、蓄電素子を電源として使用する装置等から該蓄電素子を取り外すことなく、該蓄電素子の容量劣化を判定できる蓄電素子の劣化判定装置及び劣化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】

【0006】

蓄電素子では、複数の性能劣化モード、即ち、劣化モードＡと、該劣化モードＡと異なる劣化モードＢとが存在する。この蓄電素子において、劣化モードＡから劣化モードＢへ移行した場合、蓄電素子の容量劣化が急激に進行する（図５参照）。このため、早期にこの変化（劣化モードＢの発現）を検知し、蓄電素子が劣化したことを使用者に通知する必要がある。

【0007】

本発明の発明者らは、上記課題を解消すべく鋭意研究を行った結果、所定の充電状態（ＳＯＣ）における蓄電素子の抵抗と温度との相関関係（即ち、抵抗の温度依存性）が二次関数と近似し、且つ、蓄電素子を放置することによって劣化モードＢが該蓄電素子に発現すると、前記相関関係に近似する二次関数を表す二次曲線の形状が大きく変化する（例えば、図５、図７〜図９参照）ことを発見し、これらに基づくことで、蓄電素子の劣化を精度よく判定（即ち、所定量以上の容量劣化が生じているか否かを判定）できることを見出した。

【0008】

そこで、この知見に基づいて、前記発明者らは、所定の充電状態（ＳＯＣ）における蓄電素子の抵抗と温度との相関関係（即ち、抵抗の温度依存性）に二次関数を近似させたときの、該二次関数（即ち、二次関数から得られる二次曲線の形状）に着目し、以下の構成の蓄電素子の劣化判定装置及び劣化判定方法を創作した。

【0009】

本発明に係る蓄電素子の劣化判定装置は、
所定の充電状態の蓄電素子から、異なる複数の温度での該蓄電素子の抵抗をそれぞれ検出する検出部と、
前記検出部で検出した抵抗と温度との相関関係に近似させた二次関数を導出する式導出部と、
前記二次関数に基づいて前記蓄電素子の劣化を判定する判定部と、を備える。

【0010】

かかる構成によれば、異なる複数の温度での蓄電素子の抵抗をそれぞれ検出することで、蓄電素子の抵抗と温度との相関関係に近似させた二次関数が得られ、これにより、該蓄電素子において劣化モードＢが発現しているか否かを精度よく判断することができる。このため、蓄電素子を電源として使用する装置等から該蓄電素子を取り外すことなく、該蓄電素子の劣化を精度よく判定することができる。

【0011】

具体的に、
前記式導出部によって導出される二次関数は、ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ（ａ、ｂ、ｃは、係数）であり、
前記判定部は、前記二次関数の係数であるａ、ｂ、ｃの少なくとも一つに基づいて前記蓄電素子の劣化を判定してもよい。

【0012】

かかる構成によれば、判定部は、式導出部において導出された二次関数の係数に基づいて判定するため、蓄電素子の劣化を容易に且つ精度よく判定できる。

【0013】

この場合、
前記判定部は、前記係数の比であるｂ／ａ又はｂ／ｃが所定の閾値以上のときに、前記蓄電素子が劣化していると判定することが好ましい。

【0014】

このように二次関数の係数の比を求めることで、二次曲線の形状の変化がより大きく現れるため、蓄電素子の劣化をより容易に且つより精度よく判断することができる。

【0015】

また、本発明に係る蓄電素子の劣化判定装置は、
蓄電素子の劣化の有無の判定に用いられる判定データを格納する記憶部と、
前記記憶部の判定データを用いて前記蓄電素子の劣化の有無を判定する判定部と、を備え、
前記判定データは、前記蓄電素子の劣化状態毎において、該蓄電素子の抵抗と温度との相関関係に近似させた二次関数ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃが導出されたときの該蓄電素子の抵抗及び温度の組と、前記二次関数ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃの係数ａ、ｂ、ｃの少なくとも一つに基づいて判定された劣化状態に基づく該蓄電素子の劣化の有無と、を関係づけたものであり、
前記判定部は、判定対象の蓄電素子から検出された抵抗及び温度が含まれる前記抵抗及び温度の組を前記判定データから見つけることによって、該判定対象の蓄電素子の劣化を判定する。

【0016】

かかる構成によれば、予め判定データ（蓄電素子の劣化状態毎において、該蓄電素子の抵抗と温度との相関関係に近似させた二次関数ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃが導出されたときの該蓄電素子の抵抗及び温度の組と、二次関数ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃの係数ａ、ｂ、ｃの少なくとも一つに基づいて判定された劣化状態に基づく該蓄電素子の劣化の有無（即ち、使用に適さない程度まで劣化しているか否か）と、を関係づけたデータ）が記憶部に格納されているため、判定対象の蓄電素子から抵抗（抵抗値）と温度とを検出するだけで、該判定対象の蓄電素子の劣化状態（即ち、使用に適した状態か否か）を容易且つ確実に判定することができる。

【0017】

また、本発明に係る蓄電素子の劣化判定方法は、
所定の充電状態の蓄電素子から、異なる複数の温度での該蓄電素子の抵抗をそれぞれ検出することと、
前記検出された抵抗と温度との相関関係に近似させた二次関数を導出することと、
前記導出された二次関数に基づいて前記蓄電素子の劣化を判定することと、を備える。

【0018】

かかる構成によれば、異なる複数の温度での蓄電素子の抵抗をそれぞれ検出することで、蓄電素子の抵抗と温度との相関関係に近似させた二次関数が得られ、これにより、該蓄電素子において劣化モードＢが発現しているか否かを精度よく判断することができる。このため、蓄電素子を電源として使用する装置等から該蓄電素子を取り外すことなく、該蓄電素子の劣化を精度よく判定することができる。

【発明の効果】

【0019】

以上より、本発明によれば、蓄電素子を電源として使用する装置等から該蓄電素子を取り外すことなく、該蓄電素子の容量劣化を判定できる蓄電素子の劣化判定装置及び劣化判定方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、本実施形態に係る劣化判定装置による判定対象の蓄電素子の斜視図である。

【図2】図２は、前記蓄電素子の分解斜視図である。

【図3】図３は、前記蓄電素子の電極体を説明するための図である。

【図4】図４は、前記劣化判定装置の概略構成図である。

【図5】図５は、蓄電素子の容量劣化と放置期間との関係を示す図である。

【図6】図６は、所定のＳＯＣの蓄電素子から検出された抵抗と温度との相関関係、及びこの相関関係に近似させた二次曲線を示す図である。

【図7】図７は、前記二次曲線を規定する二次関数（ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ）の係数ａと、蓄電素子の放置期間と、の関係を示す図である。

【図8】図８は、前記二次関数の係数ｂと、蓄電素子の放置期間と、の関係を示す図である。

【図9】図９は、前記二次関数の係数ｃと、蓄電素子の放置期間と、の関係を示す図である。

【図10】図１０は、前記二次関数の係数の比ｂ／ａと、蓄電素子の放置期間と、の関係を示す図である。

【図11】図１１は、前記二次関数の係数の比ｂ／ｃと、蓄電素子の放置期間と、の関係を示す図である。

【図12】図１２は、前記劣化判定装置による蓄電素子の劣化判定のフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の一実施形態について、図１〜図１２を参照しつつ説明する。尚、本実施形態の各構成部材（各構成要素）の名称は、本実施形態におけるものであり、背景技術における各構成部材（各構成要素）の名称と異なる場合がある。

【0022】

本実施形態の蓄電素子の劣化判定装置（以下、単に「判定装置」と称する。）は、例えば、エンジンとモータとによって駆動されるハイブリッド車両に搭載され、該ハイブリッド車両に搭載された蓄電素子の容量劣化を判定する。以下では、先ず、判定装置による容量劣化の判定対象である蓄電素子について説明する。

【0023】

蓄電素子は、図１〜図３に示すように、正極１２３及び負極１２４を含む電極体１０２と、電極体１０２を収容するケース１０３と、ケース１０３の外側に配置される外部端子１０４と、を備える。また、蓄電素子１００は、電極体１０２と外部端子１０４とを導通させる集電体１０５等も有する。

【0024】

電極体１０２は、巻芯１２１と、互いに絶縁された状態で巻芯１２１の周囲に巻回された正極１２３と負極１２４と、を備える。電極体１０２においてリチウムイオンが正極１２３と負極１２４との間を移動することにより、蓄電素子１００が充放電する。

【0025】

正極１２３は、金属箔と、金属箔の上に形成された正極活物質層と、を有する。金属箔は帯状である。本実施形態の金属箔は、例えば、アルミニウム箔である。

【0026】

負極１２４は、金属箔と、金属箔の上に形成された負極活物質層と、を有する。金属箔は帯状である。本実施形態の金属箔は、例えば、銅箔である。

【0027】

本実施形態の電極体１０２では、以上のように構成される正極１２３と負極１２４とがセパレータ１２５によって絶縁された状態で巻回される。即ち、本実施形態の電極体１０２では、正極１２３、負極１２４、及びセパレータ１２５が積層された状態で巻回される。セパレータ１２５は、絶縁性を有する部材である。セパレータ１２５は、正極１２３と負極１２４との間に配置される。これにより、電極体１０２において、正極１２３と負極１２４とが互いに絶縁される。また、セパレータ１２５は、ケース１０３内において、電解液を保持する。これにより、蓄電素子１００の充放電時において、リチウムイオンが、セパレータ１２５を挟んで交互に積層される正極１２３と負極１２４との間を移動する。

【0028】

ケース１０３は、開口を有するケース本体１３１と、ケース本体１３１の開口を塞ぐ（閉じる）蓋板１３２と、を有する。このケース１０３は、ケース本体１３１の開口周縁部１３６と、蓋板１３２の周縁部とを重ね合わせた状態で接合することによって形成される。このケース１０３は、ケース本体１３１と蓋板１３２とによって画定される内部空間を有する。そして、ケース１０３は、電極体１０２及び集電体１０５等と共に、電解液を内部空間に収容する。

【0029】

ケース本体１３１は、矩形板状の閉塞部１３４と、閉塞部１３４の周縁に接続される角筒形状の胴部１３５とを備える。即ち、ケース本体１３１は、開口方向（Ｚ軸方向）における一方の端部が塞がれた角筒形状（即ち、有底角筒形状）を有している。

【0030】

蓋板１３２は、ケース本体１３１の開口を塞ぐ板状の部材である。具体的に、蓋板１３２は、ケース本体１３１の開口周縁部１３６に対応した輪郭形状を有する。即ち、蓋板１３２は、矩形状の板材である。この蓋板１３２は、ケース本体１３１の開口を塞ぐように、蓋板１３２の周縁部がケース本体１３１の開口周縁部１３６に重ねられる。以下では、図１に示すように、蓋板１３２の長辺方向を直交座標におけるＸ軸方向とし、蓋板１３２の短辺方向を直交座標におけるＹ軸方向とし、蓋板１３２の法線方向を直交座標におけるＺ軸方向とする。

【0031】

外部端子１０４は、他の蓄電素子の外部端子又は外部機器等と電気的に接続される部位である。外部端子１０４は、導電性を有する部材によって形成される。例えば、外部端子１０４は、アルミニウム又はアルミニウム合金等のアルミニウム系金属材料、銅又は銅合金等の銅系金属材料等の溶接性の高い金属材料によって形成される。

【0032】

集電体１０５は、ケース１０３内に配置され、電極体１０２と通電可能に直接又は間接に接続される。この集電体１０５は、導電性を有する部材によって形成され、ケース１０３の内面に沿って配置される。

【0033】

蓄電素子１００は、電極体１０２とケース１０３とを絶縁する絶縁部材１０６等を備える。本実施形態の絶縁部材１０６は、袋状である。この絶縁部材１０６は、ケース１０３（詳しくはケース本体１３１）と電極体１０２との間に配置される。本実施形態の絶縁部材１０６は、例えば、ポリプロピレン、ポリフェニレンスルフィド等の樹脂によって形成される。

【0034】

次に、蓄電素子１００の容量劣化を判定する判定装置について、図４〜図１２も参照しつつ説明する。

【0035】

判定装置は、図４に示すように、所定のＳＯＣ（充電状態）の蓄電素子１００から、異なる複数の温度での該蓄電素子１００の抵抗をそれぞれ検出する検出部２と、検出部２で検出した抵抗と温度との相関関係に近似させた二次関数を導出する式導出部３と、式導出部３で導出された二次関数に基づいて蓄電素子１００の劣化を判定する判定部４と、を備える。また、判定装置１は、判定部４での判定結果を外部に出力する出力部５等も備える。本実施形態の判定装置１は、ハイブリッド車両に搭載された複数の蓄電素子１００のそれぞれの容量劣化の判定を行う。尚、判定装置１は、検出部２を備えず、他の目的で設置されている計測器等から、前記抵抗及び前記温度を取得する構成であってもよい。

【0036】

検出部２は、所定のＳＯＣの蓄電素子１００に対して該蓄電素子１００の抵抗を検出する抵抗検出部２１と、前記蓄電素子１００の温度を検出する温度検出部２２と、を有する。抵抗検出部２１と温度検出部２２とは、蓄電素子１００の抵抗と温度とを同じタイミングで検出する。温度検出部２２は、蓄電素子１００のケース１０３の一部（例えば、蓋板１３２、閉塞部１３４、胴部１３５の長側面又は短側面等）の温度を検出する。本実施形態の抵抗検出部２１及び温度検出部２２は、複数の蓄電素子１００のそれぞれに対して設けられている。尚、温度検出部２２は、複数の蓄電素子１００のうちの一部の蓄電素子１００の温度を測定する構成でもよい。

【0037】

具体的に、抵抗検出部２１は、所定のＳＯＣの蓄電素子１００に対し、時間間隔をあけて複数回、抵抗を検出する。本実施形態の抵抗検出部２１は、蓄電素子１００に生じる電流値及び各蓄電素子１００の電圧値から、オームの法則に基づいて抵抗（抵抗値）を算出する。つまり、本実施形態の抵抗検出部２１は、一つの電流計２１１と、蓄電素子１００の数に対応した電圧計２１２と、を有する。また、温度検出部２２は、抵抗検出部２１と同じタイミングで、蓄電素子１００の温度を検出する。このとき、異なる複数の温度での抵抗を検出するために、蓄電素子１００の温度を変化させる。この蓄電素子１００の温度の変化は、判定装置１に蓄電素子１００の温度を変化させる構成を設けてもよく、他の装置等を用いてもよい。尚、検出部２は、温度検出部２２が蓄電素子１００の温度を検出し続け、蓄電素子１００が異なる複数の温度のときに抵抗検出部２１が抵抗をそれぞれ検出する構成であってもよい。

【0038】

抵抗検出部２１は、検出した抵抗（抵抗値）を抵抗信号として式導出部３に出力する。また、温度検出部２２は、検出した蓄電素子１００の温度、詳しくは、抵抗検出部２１によって電流が検出されたときの蓄電素子１００の温度を温度信号として式導出部３に出力する。

【0039】

式導出部３は、所定のＳＯＣの蓄電素子１００から検出される抵抗と温度との相関関係に近似させた二次関数：ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ（ａ、ｂ、ｃは係数）を導出する。この式導出部３は、抵抗検出部２１及び温度検出部２２からの抵抗信号と温度信号とに基づいて二次関数（ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ）を導出する。本実施形態の式導出部３は、例えば、蓄電素子１００から検出された複数の抵抗と各抵抗に対応する温度との関係をプロットしたグラフに近似する二次曲線を定め（図６参照）、この二次曲線を規定する二次関数（ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ）を導出する。そして、式導出部３は、導出した二次関数（ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ）を関数信号として判定部４に出力する。

【0040】

判定部４は、二次関数（ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ）の係数ａ、ｂ、ｃの少なくとも一つに基づいて蓄電素子１００の劣化を判定する。本実施形態の判定部４は、蓄電素子１００の容量劣化を判定する。この判定部４は、式導出部３からの関数信号に基づき蓄電素子１００の劣化を判定する。具体的に、判定部４は、二次関数の係数の比ｂ／ａ又はｂ／ｃに基づいて蓄電素子１００の劣化を判定する。本実施形態の判定部４は、例えば、二次関数の係数の比ｂ／ａが所定の閾値（本実施形態の例では、−５．７）以上のときに、蓄電素子１００が劣化していると判定する。一方、判定部４は、二次関数の係数の比ｂ／ａが閾値より小さいときに、蓄電素子１００が劣化していないと判定する。この判定の具体的な原理（理由）は、以下の通りである。

【0041】

蓄電素子１００には、複数の劣化モード、即ち、劣化モードＡと、該劣化モードＡと異なる劣化モードＢとがある。この蓄電素子１００において、該蓄電素子１００の劣化が大きくなると、通常の使用時における劣化モード（劣化モードＡ）とは異なる劣化モードＢが発現するため、該蓄電素子１００の劣化が急速に進む（図５参照）。

【0042】

この蓄電素子１００を長期間放置している場合において、該蓄電素子１００劣化モードＡとは異なる劣化モードＢが発現すると、所定のＳＯＣの蓄電素子１００から得られた抵抗と温度との相関関係に基づき導出した二次関数（前記抵抗と温度との相関関係に近似させた二次関数（ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ）：図６参照）の係数ａ、ｂ、ｃも、それぞれ急激に変化する（図７〜図９参照）、換言すると、二次関数（ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ）によって規定される二次曲線の形状が大きく変化する。このため、図７〜図９における係数ａ、ｂ、ｃの変化率（図７〜図９におけるグラフの傾き）や、係数ａ、ｂ、ｃが所定の閾値を超えたか否かによって、蓄電素子１００において劣化モードＢが発現しているか否かを容易に判断することができる。

【0043】

また、図７〜図９に示すように、二次関数（ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ）の係数ａ、ｂ、ｃのそれぞれが、蓄電素子１００において劣化モードＢが発現した後、急激に変化するため、これらの比（係数の比）ｂ／ａ又はｂ／ｃでは、図１０及び図１１に示すように、劣化モードＢが発現した後の変化がより大きくなる。従って、この二次関数（ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ）の係数の比ｂ／ａ又はｂ／ｃを用いることで、蓄電素子１００における劣化モードＢの発現の有無を、より精度よく且つ確実に判断することができる。

【0044】

このようにして蓄電素子１００の劣化（容量劣化）を判定した判定部４は、判定結果を結果信号として出力部５に出力する。

【0045】

出力部５は、判定部４からの結果信号に基づいて判定部４での判定結果を外部に出力する。本実施形態の出力部５は、モニター等の表示装置であり、蓄電素子１００が劣化しているか否かを表示する。尚、出力部５は、画像によって判定結果を外部に出力する構成に限定されず、蓄電素子１００が劣化していると判定されたときにブザー等の警告音を出力するスピーカー等の音出力装置でもよく、文字等をプリントアウトするプリンター等の文字出力装置等でもよい。また、出力部５は、例えば、画像及び音によって判定部４の判定結果を出力する等、複数の出力方法を有する構成でもよい。

【0046】

次に、判定装置１による蓄電素子１００の劣化の判定について、図１２も参照しつつ説明する。

【0047】

蓄電素子１００が所定のＳＯＣのときに、検出部２によって複数の温度での蓄電素子１００の抵抗を検出し（ステップＳ１）、検出結果を式導出部３に出力する。本実施形態の判定装置１は、例えば、ＳＯＣ５０％未満の所定のＳＯＣ（低ＳＯＣ）のときに、蓄電素子１００の抵抗と温度とを検出する。

【0048】

検出部２によって複数の温度での蓄電素子１００の抵抗が検出されると、式導出部３が、検出された抵抗と温度との相関関係に近似させた二次関数（ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ：ａ、ｂ、ｃは係数）を導出し（ステップＳ２）、導出結果を判定部４に出力する。

【0049】

続いて、判定部４が、式導出部３によって導出された二次関数（ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ）の係数ａ、ｂ、ｃに基づいて蓄電素子１００が劣化しているか否かを判定する。本実施形態の判定部４は、係数の比ｂ／ａが閾値（本実施形態の例では、−５．７）以上か否かによって、蓄電素子１００の容量劣化を判定し（ステップＳ３）、判定結果を出力部５に出力する。具体的に、判定部４は、係数の比ｂ／ａが閾値以上のときに、蓄電素子１００の容量劣化が該蓄電素子１００の使用に適しない状態まで進行していると判断して、蓄電素子１００が劣化しているとの判定結果を出力部５に出力する。一方、判定部４は、係数の比ｂ／ａが閾値より小さいときに、蓄電素子１００の容量劣化が該蓄電素子１００の使用に適しない状態まで進行していないと判断し、蓄電素子１００が劣化していないとの判定結果を出力部５に出力する。

【0050】

出力部５は、判定部４による判定結果を画像として表示（外部に出力）する（ステップＳ４）。この表示に基づいて、運転手等は、蓄電素子１００の使用を続けるか、蓄電素子を交換するかを判断する。

【0051】

以上の蓄電素子の劣化判定装置１及び劣化判定方法によれば、異なる複数の温度での蓄電素子１００の抵抗をそれぞれ検出することで、蓄電素子１００の抵抗と温度との相関関係に近似させた二次関数（ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ：ａ、ｂ、ｃは係数）が得られ、これにより、該蓄電素子１００において劣化モードＢが発現しているか否かを精度よく判断することができる。このため、蓄電素子１００を電源として使用するハイブリッド車両等の装置から該蓄電素子１００を取り外すことなく、該蓄電素子１００の劣化を精度よく判定することができる。

【0052】

また、上記実施形態の判定装置１では、判定部４は、式導出部３において導出された二次関数（ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ）の係数ａ、ｂ、ｃに基づいて判定するため、蓄電素子１００の劣化を容易に且つ精度よく判定できる。

【0053】

しかも、判定部４は、二次曲線の形状の変化がより大きく現れる係数の比ｂ／ａを用いることで（具体的には、係数の比ｂ／ａと閾値（−５．７）とを比較することで）蓄電素子１００の劣化を判定しているため、蓄電素子１００の劣化をより容易に且つより精度よく判断することができる。

【0054】

尚、本発明の蓄電素子の劣化判定装置及び劣化判定方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。

【0055】

上記実施形態の劣化判定装置１では、判定部４は、二次関数（ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ）の係数の比ｂ／ａと閾値（上記実施形態の例では−５．７）との比較によって蓄電素子１００の劣化を判定しているが、この構成に限定されない。劣化モードＢが蓄電素子１００に現れると、二次関数（ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ）の係数ａ、ｂ、ｃが大きく変化する（即ち、二次関数（ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ）によって規定される二次曲線の形状が大きく変化する：図７〜図９参照）ため、判定部４は、二次関数（ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ）の係数ａ、ｂ、ｃのうちの少なくとも一つに基づいて判定すればよい。

【0056】

また、図１０及び図１１に示すように、係数の比ｂ／ｃも、係数の比ｂ／ａと同様に蓄電素子１００において劣化モードＢが発現して以降に急激に変化するため、判定部４は、係数の比ｂ／ｃを劣化の判定に用いる構成でもよい。

【0057】

また、劣化判定装置１が搭載（配置）される装置等は、ハイブリッド車両に限定されない。劣化判定装置１が搭載（配置）される装置等は、蓄電素子１００を充放電可能に搭載（配置）しているものであればよい。また、劣化判定装置１は、前記装置等に搭載されずに、単独で使用される構成であってもよい。

【0058】

また、上記実施形態の劣化判定装置１では、二次関数（ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ）を導出し、その係数ａ、ｂ、ｃの少なくとも一つに基づいて蓄電素子１００の劣化を判定しているが、この構成に限定されない。例えば、劣化判定装置１は、マップ、テーブル等の判定データを記憶部（ハードディスク、メモリ等）に格納しておき、この判定データに基づいて蓄電素子１００の劣化（使用に適するか否か）を判定する構成であってもよい。

【0059】

例えば具体的に、劣化判定装置は、蓄電素子の劣化の有無の判定に用いられる判定データを格納する記憶部と、前記記憶部の判定データを用いて前記蓄電素子の劣化の有無を判定する判定部と、を備える。この劣化判定装置において、記憶部に格納されている判定データは、蓄電素子の劣化状態毎において、該蓄電素子の抵抗と温度との相関関係に近似させた二次関数（ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ）が導出されたときの該蓄電素子の抵抗及び温度の組と、二次関数（ｙ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ）の係数ａ、ｂ、ｃの少なくとも一つに基づいて判定された劣化状態に基づく該蓄電素子の使用の可否と、を関係づけたものである。そして、判定部は、判定対象の蓄電素子１００から検出された抵抗及び温度が含まれる前記抵抗及び温度の組を記憶部に格納されている判定データから見つけ、この抵抗及び温度の組に対応する蓄電素子の劣化の有無から、判定対象の蓄電素子１００の劣化の有無を判定する。

【0060】

かかる構成によれば、予め判定データが記憶部に格納されているため、判定対象の蓄電素子から抵抗（抵抗値）と温度とを検出するだけで、該判定対象の蓄電素子の劣化状態（即ち、使用に適した状態か否か）を容易且つ確実に判定することができる。

【0061】

また、劣化判定装置は、例えば、蓄電素子１００（又は蓄電素子１００を備えた蓄電装置）と共に車両等に搭載される場合に蓄電素子（判定対象の蓄電素子）１００が劣化していると判定すると、蓄電素子１００がそれ以上劣化しないように、蓄電素子１００の動作条件を変更（限定）等する構成であってもよい。詳しくは、劣化判定装置は、蓄電素子１００が劣化していく方向に進みつつある（蓄電素子１００内において（起こって欲しくない）化学反応が進行する）と判断したときに、それを回避するように蓄電素子１００の動作条件を変更（限定）する。また、劣化判定装置は、前記劣化していく方向に進みつつあると判断したときに、ユーザー、ディーラー等に連絡する（或いは、車両メーカーのデータセンター等にデータ送信する）構成であってもよい。

【符号の説明】

【0062】

１…劣化判定装置、２…検出部、２１…抵抗検出部、２１１…電流計、２１２…電圧計、２２…温度検出部、３…式導出部、４…判定部、５…出力部、１００…蓄電素子、１０２…電極体、１０３…ケース、１０４…外部端子、１０５…集電体、１０６…絶縁部材、１２１…巻芯、１２３…正極、１２４…負極、１２５…セパレータ、１３１…ケース本体、１３２…蓋板、１３４…閉塞部、１３５…胴部、１３６…開口周縁部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】