▶ 日新電機株式会社の特許一覧 ▶ 学校法人同志社の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022069223
(43)【公開日】2022-05-11
(54)【発明の名称】蓄電池システム、劣化判定装置および劣化判定方法
(51)【国際特許分類】
H01M 10/48 20060101AFI20220428BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20220428BHJP
G01R 31/392 20190101ALI20220428BHJP
G01R 31/389 20190101ALI20220428BHJP
【ＦＩ】
H01M10/48 P
H02J7/00 Y
G01R31/392
G01R31/389
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020178293
(22)【出願日】2020-10-23
(71)【出願人】
【識別番号】000003942
【氏名又は名称】日新電機株式会社
(71)【出願人】
【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】110000338
【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】大嶋 涼
(72)【発明者】
【氏名】西川 裕二
(72)【発明者】
【氏名】吉田 翔治
(72)【発明者】
【氏名】沖田 優斗
(72)【発明者】
【氏名】長岡 直人
【テーマコード（参考）】
2G216
5G503
5H030
【Ｆターム（参考）】
2G216BA23
2G216BA29
2G216BA30
2G216BA53
2G216BA54
2G216CB12
2G216CB35
2G216CB52
2G216CB55
5G503AA01
5G503BA01
5G503BB01
5G503CA01
5G503CA11
5G503EA08
5G503GD06
5H030AA10
5H030FF41
5H030FF42
5H030FF43
5H030FF44
5H030FF51
5H030FF52
(57)【要約】
【課題】蓄電池の劣化を高精度で判定することが可能な蓄電池システムを提供する。
【解決手段】近似式導出部（１２）は、内部抵抗値算出部（１１）によって算出された時系列の内部抵抗値に基づいて、蓄電池（２）の内部抵抗値を近似するための近似式を導出する。近似式計算部（１３）は、近似式導出部（１２）によって導出された近似式を用いて、蓄電池（２）の内部抵抗値を計算する。そして、劣化判定部（１７）は、近似式計算部（１３）によって計算された蓄電池（２）の内部抵抗値と、判定値とを比較して蓄電池（２）の劣化を判定する。
【選択図】図１
【解決手段】近似式導出部（１２）は、内部抵抗値算出部（１１）によって算出された時系列の内部抵抗値に基づいて、蓄電池（２）の内部抵抗値を近似するための近似式を導出する。近似式計算部（１３）は、近似式導出部（１２）によって導出された近似式を用いて、蓄電池（２）の内部抵抗値を計算する。そして、劣化判定部（１７）は、近似式計算部（１３）によって計算された蓄電池（２）の内部抵抗値と、判定値とを比較して蓄電池（２）の劣化を判定する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
蓄電池と、
前記蓄電池の電流値を計測する電流計と、
前記蓄電池の電圧値を計測する電圧計と、
前記電流計によって計測された電流値および前記電圧計によって計測された電圧値に基づいて、前記蓄電池の内部抵抗値を算出する内部抵抗値算出部と、
前記内部抵抗値算出部によって算出された時系列の内部抵抗値に基づいて、前記蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出する近似式導出部と、
前記近似式導出部によって導出された近似式を用いて、前記蓄電池の内部抵抗値を計算する近似式計算部と、
前記近似式計算部によって計算された前記蓄電池の内部抵抗値と、判定値とを比較して前記蓄電池の劣化を判定する劣化判定部とを備える、蓄電池システム。
前記蓄電池の電流値を計測する電流計と、
前記蓄電池の電圧値を計測する電圧計と、
前記電流計によって計測された電流値および前記電圧計によって計測された電圧値に基づいて、前記蓄電池の内部抵抗値を算出する内部抵抗値算出部と、
前記内部抵抗値算出部によって算出された時系列の内部抵抗値に基づいて、前記蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出する近似式導出部と、
前記近似式導出部によって導出された近似式を用いて、前記蓄電池の内部抵抗値を計算する近似式計算部と、
前記近似式計算部によって計算された前記蓄電池の内部抵抗値と、判定値とを比較して前記蓄電池の劣化を判定する劣化判定部とを備える、蓄電池システム。
【請求項2】
前記内部抵抗値算出部は、定期的に、前記電流計によって計測された電流値および前記電圧計によって計測された電圧値に基づいて、前記蓄電池の内部抵抗値を算出する、請求項１に記載の蓄電池システム。
【請求項3】
前記蓄電池システムはさらに、前記蓄電池の運用時間を計測する運用時間計測部を備え、
前記近似式導出部は、前記内部抵抗値算出部によって算出された内部抵抗値と、前記運用時間計測部によって計測された運用時間とに基づいて、前記蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出し、
前記近似式計算部は、前記近似式導出部によって導出された近似式に、前記運用時間計測部によって計測された運用時間を代入して前記蓄電池の内部抵抗値を計算する、請求項１または２に記載の蓄電池システム。
前記近似式導出部は、前記内部抵抗値算出部によって算出された内部抵抗値と、前記運用時間計測部によって計測された運用時間とに基づいて、前記蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出し、
前記近似式計算部は、前記近似式導出部によって導出された近似式に、前記運用時間計測部によって計測された運用時間を代入して前記蓄電池の内部抵抗値を計算する、請求項１または２に記載の蓄電池システム。
【請求項4】
前記蓄電池システムはさらに、前記蓄電池の充放電サイクル数を計測する充放電サイクル数計測部を備え、
前記近似式導出部は、前記内部抵抗値算出部によって算出された内部抵抗値と、前記運用時間計測部によって計測された運用時間と、前記充放電サイクル数計測部によって計測された充放電サイクル数とに基づいて、前記蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出し、
前記近似式計算部は、前記近似式導出部によって導出された近似式に、前記運用時間計測部によって計測された運用時間と、前記充放電サイクル数計測部によって計測された充放電サイクル数とを代入して前記蓄電池の内部抵抗値を計算する、請求項３に記載の蓄電池システム。
前記近似式導出部は、前記内部抵抗値算出部によって算出された内部抵抗値と、前記運用時間計測部によって計測された運用時間と、前記充放電サイクル数計測部によって計測された充放電サイクル数とに基づいて、前記蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出し、
前記近似式計算部は、前記近似式導出部によって導出された近似式に、前記運用時間計測部によって計測された運用時間と、前記充放電サイクル数計測部によって計測された充放電サイクル数とを代入して前記蓄電池の内部抵抗値を計算する、請求項３に記載の蓄電池システム。
【請求項5】
前記蓄電池システムはさらに、前記蓄電池の停止時間を計測する停止時間計測部を備え、
前記近似式導出部は、前記内部抵抗値算出部によって算出された内部抵抗値と、前記運用時間計測部によって計測された運用時間と、前記充放電サイクル数計測部によって計測された充放電サイクル数と、前記停止時間計測部によって計測された停止時間とに基づいて、前記蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出し、
前記近似式計算部は、前記近似式導出部によって導出された近似式に、前記運用時間計測部によって計測された運用時間と、前記充放電サイクル数計測部によって計測された充放電サイクル数と、前記停止時間計測部によって計測された停止時間とを代入して前記蓄電池の内部抵抗値を計算する、請求項４に記載の蓄電池システム。
前記近似式導出部は、前記内部抵抗値算出部によって算出された内部抵抗値と、前記運用時間計測部によって計測された運用時間と、前記充放電サイクル数計測部によって計測された充放電サイクル数と、前記停止時間計測部によって計測された停止時間とに基づいて、前記蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出し、
前記近似式計算部は、前記近似式導出部によって導出された近似式に、前記運用時間計測部によって計測された運用時間と、前記充放電サイクル数計測部によって計測された充放電サイクル数と、前記停止時間計測部によって計測された停止時間とを代入して前記蓄電池の内部抵抗値を計算する、請求項４に記載の蓄電池システム。
【請求項6】
前記近似式導出部は、前記内部抵抗値算出部によって算出された直近の複数の内部抵抗値に最小二乗法を適用して近似式を導出する、請求項１～５のいずれか１項に記載の蓄電池システム。
【請求項7】
前記近似式導出部は、次式（式３）を用いて前記近似式を導出する、請求項１～６のいずれか１項に記載の蓄電池システム。
Ｒ１＝Ｒ０＋ａ×ｔ１ α＋ｂ×ｔ２ β＋ｃ×ｎγ＋ｄ ・・・（式３）
Ｒ１：蓄電池の内部抵抗値
Ｒ０：蓄電池の内部抵抗値の初期値
ａ：運用中の蓄電池に対して、経時的に複数回算出された内部抵抗値を近似することにより求められる係数
ｂ：停止中の蓄電池に対して、経時的に複数回算出された内部抵抗値を近似することにより求められる係数
ｃ：運用中の蓄電池に対して、充放電サイクル数に応じて複数回算出された内部抵抗値を近似することにより求められる係数
ｄ：運用中であるか停止中であるかにかかわらず、複数回算出された内部抵抗値を近似することにより求められる定数
ｔ１：蓄電池の運用中の経過時間
ｔ２：蓄電池の停止中の経過時間
ｎ：蓄電池の運用中の充放電サイクル数
α：蓄電池の内部抵抗値変化に対して最も誤差が少なくなるようなｔ１のべき定数
β：蓄電池の内部抵抗値変化に対して最も誤差が少なくなるようなｔ２のべき定数
γ：蓄電池の内部抵抗値変化に対して最も誤差が少なくなるようなｎのべき定数
Ｒ１＝Ｒ０＋ａ×ｔ１ α＋ｂ×ｔ２ β＋ｃ×ｎγ＋ｄ ・・・（式３）
Ｒ１：蓄電池の内部抵抗値
Ｒ０：蓄電池の内部抵抗値の初期値
ａ：運用中の蓄電池に対して、経時的に複数回算出された内部抵抗値を近似することにより求められる係数
ｂ：停止中の蓄電池に対して、経時的に複数回算出された内部抵抗値を近似することにより求められる係数
ｃ：運用中の蓄電池に対して、充放電サイクル数に応じて複数回算出された内部抵抗値を近似することにより求められる係数
ｄ：運用中であるか停止中であるかにかかわらず、複数回算出された内部抵抗値を近似することにより求められる定数
ｔ１：蓄電池の運用中の経過時間
ｔ２：蓄電池の停止中の経過時間
ｎ：蓄電池の運用中の充放電サイクル数
α：蓄電池の内部抵抗値変化に対して最も誤差が少なくなるようなｔ１のべき定数
β：蓄電池の内部抵抗値変化に対して最も誤差が少なくなるようなｔ２のべき定数
γ：蓄電池の内部抵抗値変化に対して最も誤差が少なくなるようなｎのべき定数
【請求項8】
電流計によって計測された電流値および電圧計によって計測された電圧値に基づいて、蓄電池の内部抵抗値を算出する内部抵抗値算出部と、
前記内部抵抗値算出部によって算出された時系列の内部抵抗値に基づいて、前記蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出する近似式導出部と、
前記近似式導出部によって導出された近似式を用いて、前記蓄電池の内部抵抗値を計算する近似式計算部と、
前記近似式計算部によって計算された前記蓄電池の内部抵抗値と、判定値とを比較して前記蓄電池の劣化を判定する劣化判定部とを備える、劣化判定装置。
前記内部抵抗値算出部によって算出された時系列の内部抵抗値に基づいて、前記蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出する近似式導出部と、
前記近似式導出部によって導出された近似式を用いて、前記蓄電池の内部抵抗値を計算する近似式計算部と、
前記近似式計算部によって計算された前記蓄電池の内部抵抗値と、判定値とを比較して前記蓄電池の劣化を判定する劣化判定部とを備える、劣化判定装置。
【請求項9】
蓄電池の電流値を計測するステップと、
前記蓄電池の電圧値を計測するステップと、
前記計測された電流値および前記計測された電圧値に基づいて、前記蓄電池の内部抵抗値を算出するステップと、
前記算出された時系列の内部抵抗値に基づいて、前記蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出するステップと、
前記導出された近似式を用いて、前記蓄電池の内部抵抗値を計算するステップと、
前記近似式を用いて計算された前記蓄電池の内部抵抗値と、判定値とを比較して前記蓄電池の劣化を判定するステップとを含む、劣化判定方法。
前記蓄電池の電圧値を計測するステップと、
前記計測された電流値および前記計測された電圧値に基づいて、前記蓄電池の内部抵抗値を算出するステップと、
前記算出された時系列の内部抵抗値に基づいて、前記蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出するステップと、
前記導出された近似式を用いて、前記蓄電池の内部抵抗値を計算するステップと、
前記近似式を用いて計算された前記蓄電池の内部抵抗値と、判定値とを比較して前記蓄電池の劣化を判定するステップとを含む、劣化判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、蓄電池の劣化を判定する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
蓄電池の劣化を判定する技術として、下記の特許文献１および特許文献２に開示された発明がある。特許文献１は、蓄電池の初期内部抵抗値を推測することにより鉛蓄電池の寿命を推定する技術に関し、鉛蓄電池の内部抵抗値を経時的に複数回測定し、複数の内部抵抗値とその測定時の設置経過年数との関係からＮ次の近似式を求め、近似式から鉛蓄電池の初期の内部抵抗値を算出し、算出した初期の内部抵抗値から、鉛蓄電池の寿命を推定するものである。
【0003】
また、特許文献２は、判定対象の二次電池を交流インピーダンス法により測定し、二次電池の劣化の程度を判定する技術に関する。本従来技術では二次電池の回路特性を、高周波数側反応抵抗と、低周波数側反応抵抗と、高周波数側キャパシタと、低周波数側キャパシタとを有する等価回路モデルにフィッティングする。そうして、その際の低周波数側反応抵抗の抵抗値と低周波数側キャパシタのキャパシタンスとの積の逆数が小さいほど劣化の程度が大きいと判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００７－２７１４３８号公報（２００７年１０月１８日公開）
【特許文献2】特開２０１２－２２０１９９号公報（２０１２年１１月１２日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１は、鉛蓄電池に適用することができるが、リチウムイオン電池等の蓄電池には適用することができない。すなわち、鉛蓄電池の内部抵抗値は、設置初期にはほぼ一定であり、その後、内部抵抗値が直線状に緩やかに増加し、寿命末期に近づくと内部抵抗値が急速に増加するという一般的な経験則からＮ次式を用いることで劣化判定を行っている。しかしながら、この手法は鉛蓄電池に限定して使用できる手法であり、リチウムイオン電池等には適用できず、汎用性は低い。
【0006】
また、二次電池の内部抵抗は評価方法によって値が異なり、Ｖ－Ｉ特性から算出される直流内部抵抗や一定周波数の交流電圧（電流）を重畳することで評価される交流内部抵抗値、等価回路によって電流・電圧波形をフィッティング解析する等価回路定数としての内部抵抗値等、それぞれの内部抵抗値毎に劣化に対する傾向が異なるが、特許文献１には、その評価方法に関する記載はない。
【0007】
また、特許文献２は、交流インピーダンス法により、二次電池の回路特性を等価回路モデルにフィッティングして二次電池の劣化を判定するものであるが、測定ごとの測定値のばらつきが大きいため、求められた抵抗値にもばらつきが発生し、誤判定が生じる。
【0008】
本発明の一態様は、蓄電池の劣化を高精度で判定することが可能な蓄電池システム、劣化判定装置およ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】
【0009】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る蓄電池システムは、蓄電池と、蓄電池の電流値を計測する電流計と、蓄電池の電圧値を計測する電圧計と、電流計によって計測された電流値および電圧計によって計測された電圧値に基づいて、蓄電池の内部抵抗値を算出する内部抵抗値算出部と、内部抵抗値算出部によって算出された時系列の内部抵抗値に基づいて、蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出する近似式導出部と、近似式導出部によって導出された近似式を用いて、蓄電池の内部抵抗値を計算する近似式計算部と、近似式計算部によって計算された蓄電池の内部抵抗値と、判定値とを比較して蓄電池の劣化を判定する劣化判定部とを備える。
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る劣化判定装置は、電流計によって計測された電流値および電圧計によって計測された電圧値に基づいて、蓄電池の内部抵抗値を算出する内部抵抗値算出部と、内部抵抗値算出部によって算出された時系列の内部抵抗値に基づいて、蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出する近似式導出部と、近似式導出部によって導出された近似式を用いて、蓄電池の内部抵抗値を計算する近似式計算部と、近似式計算部によって計算された蓄電池の内部抵抗値と、判定値とを比較して蓄電池の劣化を判定する劣化判定部とを備える。
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る劣化判定方法は、蓄電池の電流値を計測するステップと、蓄電池の電圧値を計測するステップと、計測された電流値および計測された電圧値に基づいて、蓄電池の内部抵抗値を算出するステップと、算出された時系列の内部抵抗値に基づいて、蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出するステップと、導出された近似式を用いて、蓄電池の内部抵抗値を計算するステップと、近似式を用いて計算された蓄電池の内部抵抗値と、判定値とを比較して蓄電池の劣化を判定するステップとを含む。
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る劣化判定装置は、電流計によって計測された電流値および電圧計によって計測された電圧値に基づいて、蓄電池の内部抵抗値を算出する内部抵抗値算出部と、内部抵抗値算出部によって算出された時系列の内部抵抗値に基づいて、蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出する近似式導出部と、近似式導出部によって導出された近似式を用いて、蓄電池の内部抵抗値を計算する近似式計算部と、近似式計算部によって計算された蓄電池の内部抵抗値と、判定値とを比較して蓄電池の劣化を判定する劣化判定部とを備える。
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る劣化判定方法は、蓄電池の電流値を計測するステップと、蓄電池の電圧値を計測するステップと、計測された電流値および計測された電圧値に基づいて、蓄電池の内部抵抗値を算出するステップと、算出された時系列の内部抵抗値に基づいて、蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出するステップと、導出された近似式を用いて、蓄電池の内部抵抗値を計算するステップと、近似式を用いて計算された蓄電池の内部抵抗値と、判定値とを比較して蓄電池の劣化を判定するステップとを含む。
【発明の効果】
【0010】
本発明の一態様によれば、蓄電池の劣化を高精度で判定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の一実施形態に係る蓄電池システムの機能的構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る蓄電池システムの処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図3】蓄電池の等価回路の一例を示す図である。
【図4】経過時間と内部抵抗値との関係の一例を示すグラフである。
【図5】経過時間＋充放電サイクル数と内部抵抗値との関係の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
（実施形態１）
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。なお、説明の便宜上、同一の部材には同一の符号を付し、それらの名称および機能も同一である。したがって、それらの詳細な説明は繰り返さない。
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。なお、説明の便宜上、同一の部材には同一の符号を付し、それらの名称および機能も同一である。したがって、それらの詳細な説明は繰り返さない。
【0013】
＜蓄電池システム１００の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る蓄電池システム１００の概略構成を示す機能ブロック図である。蓄電池システム１００は、劣化判定装置１と、蓄電池２と、電流計３と、電圧計４と、ＲＴＣ（Real Time Clock）５とを含む。
図１は、本発明の一実施形態に係る蓄電池システム１００の概略構成を示す機能ブロック図である。蓄電池システム１００は、劣化判定装置１と、蓄電池２と、電流計３と、電圧計４と、ＲＴＣ（Real Time Clock）５とを含む。
【0014】
本実施形態において、蓄電池２の一例としてリチウムイオン電池の場合について説明するが、これに限定されるものではない。電流計３は、蓄電池２の電流を計測し、その電流値を劣化判定装置１に出力する。電圧計４は、蓄電池２の電圧を計測し、その電圧値を劣化判定装置１に出力する。ＲＴＣ５は、劣化判定装置１からの要求に応じて、現在の時刻情報を劣化判定装置１に出力する。
【0015】
劣化判定装置１は、内部抵抗値算出部１１と、近似式導出部１２と、近似式計算部１３と、運用時間計測部１４と、停止時間計測部１５と、充放電サイクル数計測部１６と、劣化判定部１７と、記憶部１８とを含む。
【0016】
＜内部抵抗値算出部＞
内部抵抗値算出部１１は、定期的に、電流計３から出力される電流値および電圧計４から出力される電圧値から、蓄電池２の内部抵抗値を算出し、内部抵抗値を記憶部１８に格納する。このとき、内部抵抗値算出部１１は、算出した内部抵抗値以外に、そのときの運用時間、停止時間および充放電サイクル数を記憶部１８から取得し、セットにして記憶部１８に格納する。また、内部抵抗値算出部１１は、ＲＴＣ５からその時の時刻を取得し、これらの情報に付加するようにしてもよい。この処理は定期的に行われるため、記憶部１８には、これらのデータセットが多数格納されることになる。
内部抵抗値算出部１１は、定期的に、電流計３から出力される電流値および電圧計４から出力される電圧値から、蓄電池２の内部抵抗値を算出し、内部抵抗値を記憶部１８に格納する。このとき、内部抵抗値算出部１１は、算出した内部抵抗値以外に、そのときの運用時間、停止時間および充放電サイクル数を記憶部１８から取得し、セットにして記憶部１８に格納する。また、内部抵抗値算出部１１は、ＲＴＣ５からその時の時刻を取得し、これらの情報に付加するようにしてもよい。この処理は定期的に行われるため、記憶部１８には、これらのデータセットが多数格納されることになる。
【0017】
内部抵抗値算出部１１は、例えば、蓄電池２の等価回路を用いたフィッティング解析を行うことにより、蓄電池２の内部抵抗値を算出する。この等価回路を用いたフィッティング解析は公知であるので、ここでの詳細な説明は行わない。
【0018】
また、内部抵抗値算出部１１は、電流計３から出力される電流値および電圧計４から出力される電圧値から、充電内部抵抗値Ｒ２１および放電内部抵抗値Ｒ２２を算出し、これらいずれかの値を蓄電池２の内部抵抗値としてもよい。充電内部抵抗値Ｒ２１は、蓄電池２の充電時における内部抵抗値であり、放電内部抵抗値Ｒ２２は蓄電池２の放電時における内部抵抗値である。
【0019】
内部抵抗値算出部１１は、記憶部１８から、電流値Ｉ１、電流値Ｉ２、電圧値Ｕ１、および電圧値Ｕ２を取得し、以下の（式１）に基づいて、充電内部抵抗値Ｒ２１を算出する。
【0020】
Ｒ２１＝（Ｕ２－Ｕ１）／（Ｉ２－Ｉ１）・・・（式１）
ここで、電圧値Ｕ１は、蓄電池２に対して、充放電が行われていない待機状態から、一定の電流値Ｉ１により第１所定時間の充電を行い、充電が終了する直前に電流値Ｉ１が通電されている状態で計測された蓄電池２の電圧値である。電圧値Ｕ２は、蓄電池２に対して、充放電が行われていない待機状態から、電流値Ｉ１よりも大きな一定の電流値Ｉ２により第１所定時間の充電を行い、充電が終了する直前に電流値Ｉ２が通電されている状態で計測された蓄電池の電圧値である。
ここで、電圧値Ｕ１は、蓄電池２に対して、充放電が行われていない待機状態から、一定の電流値Ｉ１により第１所定時間の充電を行い、充電が終了する直前に電流値Ｉ１が通電されている状態で計測された蓄電池２の電圧値である。電圧値Ｕ２は、蓄電池２に対して、充放電が行われていない待機状態から、電流値Ｉ１よりも大きな一定の電流値Ｉ２により第１所定時間の充電を行い、充電が終了する直前に電流値Ｉ２が通電されている状態で計測された蓄電池の電圧値である。
【0021】
内部抵抗値算出部１１は、蓄電池２を運用しながら、定期的に充電内部抵抗値Ｒ２１を算出する。内部抵抗値算出部１１は、蓄電池２を運用しながら、定期的に所定のＳＯＣ（State Of Charge）の範囲にあることを確認し、電流値Ｉ１および電流値Ｉ２を蓄電池２に充電することにより、電圧値Ｕ１および電圧値Ｕ２を取得し、電流値Ｉ１、電流値Ｉ２、電圧値Ｕ１および電圧値Ｕ２を記憶部１８に記憶する。ＳＯＣは、例えば、４５～５５％の範囲にある時とする。内部抵抗値算出部１１は、記憶部１８に記憶された電流値Ｉ１、電流値Ｉ２、電圧値Ｕ１および電圧値Ｕ２に基づき、充電内部抵抗値Ｒ２１を算出する。
【0022】
また、内部抵抗値算出部１１は、記憶部１８から、電流値Ｉ３、電流値Ｉ４、電圧値Ｕ３、および電圧値Ｕ４を取得し、以下の（式２）に基づいて、放電内部抵抗値Ｒ２２を算出する。
【0023】
Ｒ２２＝（Ｕ３－Ｕ４）／（Ｉ４－Ｉ３）・・・（式２）
ここで、電圧値Ｕ３は、蓄電池２に対して、充放電が行われていない待機状態から、一定の電流値Ｉ３により第２所定時間の放電を行い、当該放電が終了する直前に電流値Ｉ３が通電されている状態で計測された蓄電池の電圧値である。電圧値Ｕ４は、蓄電池２に対して、充放電が行われていない待機状態から、電流値Ｉ３よりも大きな一定の電流値Ｉ４により第２所定時間の放電を行い、放電が終了する直前に電流値Ｉ４が通電されている状態で計測された蓄電池２の電圧値である。
ここで、電圧値Ｕ３は、蓄電池２に対して、充放電が行われていない待機状態から、一定の電流値Ｉ３により第２所定時間の放電を行い、当該放電が終了する直前に電流値Ｉ３が通電されている状態で計測された蓄電池の電圧値である。電圧値Ｕ４は、蓄電池２に対して、充放電が行われていない待機状態から、電流値Ｉ３よりも大きな一定の電流値Ｉ４により第２所定時間の放電を行い、放電が終了する直前に電流値Ｉ４が通電されている状態で計測された蓄電池２の電圧値である。
【0024】
内部抵抗値算出部１１は、蓄電池２を運用しながら、定期的に放電内部抵抗値Ｒ２２を算出する。内部抵抗値算出部１１は、蓄電池２を運用しながら、定期的に所定のＳＯＣの範囲にあることを確認し、電流値Ｉ３および電流値Ｉ４を蓄電池２から放電することにより電圧値Ｕ３および電圧値Ｕ４を取得し、電流値Ｉ３、電流値Ｉ４、電圧値Ｕ３および電圧値Ｕ４を記憶部１８に記憶する。ＳＯＣは、例えば４５～５５％の範囲にある時とする。内部抵抗値算出部１１は、記憶部１８に記憶された電流値Ｉ３、電流値Ｉ４、電圧値Ｕ３および電圧値Ｕ４に基づき、放電内部抵抗値Ｒ２２を算出する。
【0025】
運用時間計測部１４は、蓄電池システム１００の運用状態を監視しており、ＲＴＣ５を参照して、運用時間の合計を算出して記憶部１８に格納する。ここで、運用時間とは、蓄電池２が充電中の時間と、蓄電池２が放電中の時間との合計時間である。運用時間計測部１４は、逐次運用時間を更新し、記憶部１８に格納する。
【0026】
停止時間計測部１５は、蓄電池システム１００の停止状態を監視しており、ＲＴＣ５を参照して、停止時間の合計を算出して記憶部１８に格納する。ここで、停止時間とは、蓄電池システム１００が充電中でも放電中でもない状態であり、総時間から運用時間を差し引いて停止時間を算出するようにしてもよい。停止時間計測部１５は、逐次停止時間を更新し、記憶部１８に格納する。
【0027】
充放電サイクル数計測部１６は、蓄電池２の充放電サイクル数を計測し、充放電サイクル数を記憶部１８に格納する。充放電サイクル数計測部１６は、例えば、蓄電池２のＳＯＣが１０％以下の状態から充電を開始し、ＳＯＣが９０％以上の状態になったときに１サイクルとしてカウントする。なお、充放電サイクル数の計測方法は、これに限られるものではない。
【0028】
ここで、蓄電池２のＳＯＣは、蓄電池２が満充電状態（ＳＯＣ １００％）、または、完全放電状態（ＳＯＣ ０％）となってから蓄電池２に充放電される電流容量（Ａｈ）から算出される。さらに、蓄電池２を充放電が行われていない停止状態にして、停止状態から蓄電池２に充放電された電流容量により、蓄電池２のＳＯＣを算出してもよい。
【0029】
近似式導出部１２は、記憶部１８に記憶される内部抵抗値算出部１１によって算出された内部抵抗値、運用時間計測部１４によって計測された運用時間、停止時間計測部１５によって計測された停止時間、充放電サイクル数計測部１６によって計測された充放電サイクル数を以下の（式３）に代入し、最小二乗法によって係数ａ，ｂ，ｃおよびｄを算出し、近似式を導出する。このとき、記憶部１８に記憶される直近の複数のデータセット（内部抵抗値、運用時間、停止時間、充放電サイクル数）が用いられる。
【0030】
Ｒ１＝Ｒ０＋ａ×ｔ１
α＋ｂ×ｔ２
β＋ｃ×ｎγ＋ｄ ・・・（式３）
ここで、Ｒ１は、近似式（式３）を用いて算出した蓄電池２の内部抵抗値であり、劣化判定を行うときに用いられる値である。近似式を導出する際には、Ｒ１に、内部抵抗値算出部１１によって算出された内部抵抗値が代入される。
ここで、Ｒ１は、近似式（式３）を用いて算出した蓄電池２の内部抵抗値であり、劣化判定を行うときに用いられる値である。近似式を導出する際には、Ｒ１に、内部抵抗値算出部１１によって算出された内部抵抗値が代入される。
【0031】
Ｒ０は、運用開始前または運用開始直後における蓄電池２の内部抵抗値の初期値である。この初期値Ｒ０は、運用直後に内部抵抗値算出部１１が算出するのが好ましい。また、運用前に算出するようにしてもよい。
【0032】
ａは、運用中の蓄電池２に対して、経時的に複数回算出された内部抵抗値を近似することにより求められる係数である。ｂは、停止中の蓄電池２に対して、経時的に複数回算出された内部抵抗値を近似することにより求められる係数である。ｃは、運用中の蓄電池２に対して、充放電サイクル数に応じて複数回算出された内部抵抗値を近似することにより求められる係数である。また、ｄは、運用中であるか停止中であるかにかかわらず、複数回算出された内部抵抗値を近似することにより求められる定数である。
【0033】
ｔ１は、蓄電池２の運用中の経過時間である。ここでは、記憶部１８に記憶される、運用時間計測部１４によって計測された運用時間が用いられる。
【0034】
ｔ２は、蓄電池２の停止中の経過時間である。ここでは、記憶部１８に記憶される、停止時間計測部１５によって計測された停止時間が用いられる。
【0035】
ｎは、蓄電池２の運用中の充放電サイクル数である。ここでは、記憶部１８に記憶される、充放電サイクル数計測部１６によって計測された充放電サイクル数が用いられる。
【0036】
α、βおよびγは、蓄電池２の内部抵抗値変化に対して最も誤差が少なくなるようなべき定数とすることが望ましいが、リチウムイオン電池の放電容量低下は、運用時間の１／２乗に比例するという、いわゆるルート則が知られている。そのため、これらのべき定数を１／２としてもよい。また、リチウムイオン電池の直流内部抵抗は、運用時間に比例するとも言われているため、これらのべき定数を１としてもよい。
【0037】
蓄電池２は、電流が印加されていない停止状態でも劣化する。したがって、運用中の経過時間、停止中の経過時間、および充放電サイクル数を管理し、（式３）を用いて蓄電池２の内部抵抗値を算出することにより、より高精度な近似を行うことができる。なお、停止中の経過時間や充放電サイクル数を計測できない場合には、係数ｂおよびｃを０とし、運用中の経過時間のみで蓄電池２の内部抵抗値を近似するようにしてもよい。
【0038】
近似式計算部１３は、近似式導出部１２によって導出された近似式に、最新の運用時間ｔ１、停止時間ｔ２および充放電サイクル数ｎを代入し、蓄電池２の内部抵抗値Ｒ１を計算する。
【0039】
劣化判定部１７は、近似式計算部１３によって計算された蓄電池２の内部抵抗値と、判定値とを比較することにより、蓄電池２の劣化を判定する。蓄電池２の特性や使用用途によっても劣化を判定するための判定値が異なるため、一概に判定値を決めることは難しいが、例えば、判定値を１００ｍΩとし、劣化判定部１７は、近似式計算部１３によって計算された内部抵抗値が１００ｍΩを超えたときに、蓄電池２が劣化であると判定する。
【0040】
＜処理手順＞
図２は、本発明の一実施形態に係る蓄電池システム１００の処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、内部抵抗値算出部１１は、上述のように蓄電池２の内部抵抗値を算出し、運用時間、停止時間および充放電サイクル数と共に記憶部１８に格納する（Ｓ１）。
図２は、本発明の一実施形態に係る蓄電池システム１００の処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、内部抵抗値算出部１１は、上述のように蓄電池２の内部抵抗値を算出し、運用時間、停止時間および充放電サイクル数と共に記憶部１８に格納する（Ｓ１）。
【0041】
次に、近似式導出部１２は、記憶部１８に記憶される直近の複数の内部抵抗値を、運用時間、停止時間および充放電サイクル数と共に記憶部１８から取得し、最小二乗法を用いて近似式（式３）の係数ａ，ｂ，ｃおよびｄを抽出することにより、近似式（式３）を導出する（Ｓ２）。
【0042】
次に、近似式計算部１３は、近似式導出部１２によって導出された近似式に、現在の運用時間ｔ１、停止時間ｔ２および充放電サイクル数ｎを代入して計算することにより、現在の蓄電池２の内部抵抗値Ｒ１を近似する（Ｓ３）。
【0043】
次に、劣化判定部１７は、近似式計算部１３によって計算された内部抵抗値Ｒ１と、判定値とを比較し、内部抵抗値Ｒ１が判定値を超えているか否かを判定する（Ｓ４）。内部抵抗値Ｒ１が判定値を超えていれば（Ｓ４，Ｙｅｓ）、劣化判定部１７は、蓄電池２が劣化していると判定し（Ｓ６）、処理を終了する。
【0044】
また、内部抵抗値Ｒ１が判定値を超えていなければ（Ｓ４，Ｎｏ）、劣化判定部１７は、蓄電池２が劣化していないと判定し、次の内部抵抗値の算出を待ち（Ｓ５）、ステップＳ２に戻って以降の処理が繰り返される。ここで、次の内部抵抗値の算出は定期的に、例えば、１週間ごとに内部抵抗値算出部１１が内部抵抗値を算出するようにしてもよい。
【0045】
また、上述のように、蓄電池２を運用しながら、定期的に内部抵抗値を算出する場合には、そのときに図２に示す処理を行うようにしてもよい。
【0046】
以上説明したように、本実施形態に係る蓄電池システムによれば、内部抵抗値算出部１１は、定期的に、蓄電池２の電流値および電圧値に基づいて蓄電池２の内部抵抗値を算出する。近似式導出部１２は、内部抵抗値算出部１１によって算出された内部抵抗値、運用時間計測部１４によって計測された運用時間等に基づいて、蓄電池２の内部抵抗値を近似するための近似式を導出する。そして、近似式計算部１３は、近似式導出部１２によって導出された近似式に、運用時間等を代入することにより蓄電池２の内部抵抗値を計算する。したがって、直近の内部抵抗値、運用時間等に基づく近似式を導出することができ、精度の高い劣化判定を行うことが可能となった。
【0047】
また、近似式導出部１２は、複数の内部抵抗値と、それらに対応する運用時間等に基づいて近似式を導出するので、誤差が大きい内部抵抗値が含まれていたとしても、誤って劣化と判定されるのを防止することが可能となった。
【0048】
また、運用時間ｔ１、停止時間ｔ２および充放電サイクル数ｎを用いて近似式を導出するようにしたので、さらに精度の高い劣化判定を行うことが可能となった。
【0049】
（実施形態２）
本実施形態においては、市販の円筒形リチウムイオン電池を同一種類で複数セル準備し、室温でＳＯＣ５０％に調整して、交流インピーダンス法を用いて内部抵抗値の初期値を算出した後、設定温度を３０℃とした恒温槽に設置して、リチウムイオン電池に充放電装置を接続し、以下の４条件の任意のパターンで加速劣化試験を行った：
条件１：ＳＯＣ５０％を保存
条件２：ＳＯＣ９０％を保存
条件３：ＳＯＣ７０％のフロート課電
条件４：ＳＯＣ１０％～９０％の充放電サイクル
以上。
本実施形態においては、市販の円筒形リチウムイオン電池を同一種類で複数セル準備し、室温でＳＯＣ５０％に調整して、交流インピーダンス法を用いて内部抵抗値の初期値を算出した後、設定温度を３０℃とした恒温槽に設置して、リチウムイオン電池に充放電装置を接続し、以下の４条件の任意のパターンで加速劣化試験を行った：
条件１：ＳＯＣ５０％を保存
条件２：ＳＯＣ９０％を保存
条件３：ＳＯＣ７０％のフロート課電
条件４：ＳＯＣ１０％～９０％の充放電サイクル
以上。
【0050】
加速劣化試験を行ったセルを定期的に恒温槽から取り出し、室温でＳＯＣ５０％に調整し、交流インピーダンス法を用いて内部抵抗値を評価した。交流インピーダンス法は、電圧幅５ｍＶを１０ｋＨｚ～１０ｍＨｚの周波数で電池セルの直流電圧に重畳させ、等価回路によるフィッティング解析を行い、等価回路定数としての内部抵抗値を算出した。
【0051】
図３は、蓄電池の等価回路の一例を示す図である。ここで、Ｒ１１はオーミック抵抗、Ｒ１２およびＲ１３は反応抵抗、ＣＰＥ（Constant Phase Element）１およびＣＰＥ２はコンデンサ代用の容量成分、ＷＺは拡散抵抗である。また、Ｌは電極端子およびケーブルのリアクタンス成分、Ｒ１４は電極端子およびケーブルの抵抗成分である。Ｒ１１＋Ｒ１２＋Ｒ１３を蓄電池２の内部抵抗値としている。
【0052】
図４は、経過時間と内部抵抗値との関係の一例を示すグラフである。横軸を加速劣化試験の経過時間の１／２乗とし、縦軸を内部抵抗値（図３に示す等価回路のＲ１１＋Ｒ１２＋Ｒ１３）としている。図４に示すように、経過時間が増加すると共に内部抵抗値が上昇する。
【0053】
２５９４時間経過後、すなわち１／２乗した図４の横軸における５０．９の内部抵抗値は、最大で１０７．８ｍΩとなっている。例えば、判定値を１００ｍΩとした場合、この電池セルは劣化と判定される。しかしながら、その後の内部抵抗値は継続的な増加を示さず、むしろ低下傾向を示している。これは、１つには定期的な内部抵抗値の算出において、室温で交流インピーダンス法による測定が行われているため、気温の低下、例えば、冬季の測定時に内部抵抗値が一時的に上昇したものと推測できる。本試験においては、１００００時間以上を経過しても、内部抵抗値の急激な上昇は観察されておらず、蓄電池が継続して使用可能であることを示している。
【0054】
加速劣化試験を行う前において、４つの電池セルの内部抵抗値を測定しており、平均でＲ０＝７４．２ｍΩとする。近似式（式３）に基づいて、２５９４時間経過後までの内部抵抗値で導出される近似式は以下の通りである：
Ｒ１＝７４．２＋０．３４３１×ｔ１ １／２－２．０ ・・・（式４）
なお、この内部抵抗値の近似式は、ｂ＝０、ｃ＝０、α＝１／２としている。
Ｒ１＝７４．２＋０．３４３１×ｔ１ １／２－２．０ ・・・（式４）
なお、この内部抵抗値の近似式は、ｂ＝０、ｃ＝０、α＝１／２としている。
【0055】
近似式（式４）を用いて、２５９４時間経過後の内部抵抗値Ｒ１を計算すると、８９．７ｍΩとなり、仮に劣化判定値を１００ｍΩとした場合でも、４つの電池セルは劣化と判定されない。このように、一時的に、または特異的な内部抵抗値の上昇があったとしても、近似式を用いて劣化を判定することにより、誤って蓄電池が劣化であると判定されるのを防止でき、蓄電池の不要な交換を防止できると共に蓄電池をより有効に活用することができる。
【0056】
また、近似式（式３）を用いて、１８６３８時間経過後、すなわち１／２乗した図４の横軸における１３６．５までの内部抵抗値で導出される近似式は以下の通りである：
Ｒ１＝７４．２＋０．０８７１×ｔ１ １／２＋４．８６ ・・・（式５）
なお、この内部抵抗値の近似式も、ｂ＝０、ｃ＝０、α＝１／２としている。
Ｒ１＝７４．２＋０．０８７１×ｔ１ １／２＋４．８６ ・・・（式５）
なお、この内部抵抗値の近似式も、ｂ＝０、ｃ＝０、α＝１／２としている。
【0057】
近似式（式５）を用いて、１８６３８時間経過後の内部抵抗値Ｒ１を計算すると、９１．０ｍΩとなり、仮に劣化判定値を１００ｍΩとした場合でも、４つの電池セルは劣化と判定されない。近似式（式５）を用いて、劣化判定値の１００ｍΩに到達するまでの時間を計算すると、ｔ１＝５７７９９時間となり、蓄電池の寿命を推定することができる。
【0058】
現在の時刻から寿命に到達するまでの時間を算出し、推定寿命として図示しない表示装置に表示するようにしてもよい。また、寿命に到達するまでの時間が一定期間、例えば、１年間を下回った場合には、蓄電池の交換を促すようなメッセージを図示しない表示装置に表示するようにしてもよいし、注意信号を生成して出力するようにしてもよい。
【0059】
以上の説明においては、蓄電池の初期状態から２５９４時間経過後までの内部抵抗値で近似式（式４）を導出し、１８６３８時間経過後までの内部抵抗値で近似式（式５）を導出しているが、実施形態１において説明したように、内部抵抗値算出部１１が、定期的に内部抵抗値を算出することにより、リアルタイムで近似式を導出して蓄電池の劣化を判定するようにしてもよい。
【0060】
以上説明したように、本実施形態における蓄電池システム１００によれば、蓄電池２の運用時間のみで近似式を導出するようにしたので、近似式の導出が容易に行えるようになった。
【0061】
（実施形態３）
本実施形態においては、市販の円筒形リチウムイオン電池を同一種類で複数セル準備し、室温でＳＯＣ５０％に調整して、交流インピーダンス法により計測されたインピーダンスの実部を横軸に、虚部を縦軸にとったナイキスト線図において、電子移動抵抗と電荷移動抵抗との合計値を内部抵抗値として初期値を算出した後、設定温度を２５℃、４０℃、６０℃とした恒温槽に設置して、リチウムイオン電池に充放電装置を接続し、ＤＯＤ（Depth Of Discharge）１００％でサイクル試験による加速劣化試験を行った。
本実施形態においては、市販の円筒形リチウムイオン電池を同一種類で複数セル準備し、室温でＳＯＣ５０％に調整して、交流インピーダンス法により計測されたインピーダンスの実部を横軸に、虚部を縦軸にとったナイキスト線図において、電子移動抵抗と電荷移動抵抗との合計値を内部抵抗値として初期値を算出した後、設定温度を２５℃、４０℃、６０℃とした恒温槽に設置して、リチウムイオン電池に充放電装置を接続し、ＤＯＤ（Depth Of Discharge）１００％でサイクル試験による加速劣化試験を行った。
【0062】
加速劣化試験を行ったセルを定期的に恒温槽から取り出し、室温でＳＯＣ５０％に調整し、交流インピーダンス法を用いて内部抵抗値を評価した。交流インピーダンス法は、電圧幅５ｍＶを１０ｋＨｚ～１０ｍＨｚの周波数で電池セルの直流電圧に重畳させ、交流インピーダンス法により計測されたインピーダンスの実部を横軸に、虚部を縦軸にとったナイキスト線図において、電子移動抵抗と電荷移動抵抗との合計値を内部抵抗値として算出した。
【0063】
図５は、経過時間＋充放電サイクル数と内部抵抗値との関係の一例を示すグラフである。横軸を加速劣化試験の経過時間の１／２乗＋充放電サイクル数の１／２乗とし、縦軸を内部抵抗値としている。Ｇ１は、２５℃の恒温槽に設置されたリチウムイオン電池のサンプルの内部抵抗値のグラフを示している。Ｇ２は、２５℃の恒温槽に設置されたリチウムイオン電池の別のサンプルの内部抵抗値のグラフを示している。Ｇ３およびＧ４は、それぞれ４０℃および６０℃の恒温槽に設置されたリチウムイオン電池のサンプルの内部抵抗値のグラフを示している。
【0064】
図５に示すように、温度やサンプルによって多少のばらつきがあるが、加速劣化試験の経過時間の１／２乗＋充放電サイクル数の１／２乗の増加に伴って、内部抵抗値が増加している。近似式（式３）の運用時間ｔ１の係数ａおよび充放電サイクル数ｔ２の係数ｂを求めることにより、内部抵抗値を運用時間ｔ１および充放電サイクル数ｔ２で近似することができる。
【0065】
以上説明したように、本実施形態における蓄電池システム１００によれば、蓄電池２の運用時間および充放電サイクル数で近似式を導出するようにしたので、さらに精度の高い内部抵抗値を計算できる近似式を導出することが可能になった。
【0066】
〔ソフトウェアによる実現例〕
劣化判定装置１の制御ブロック（特に内部抵抗値算出部１１、近似式導出部１２、近似式計算部１３、運用時間計測部１４、停止時間計測部１５、充放電サイクル数計測部１６および劣化判定部１７）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
劣化判定装置１の制御ブロック（特に内部抵抗値算出部１１、近似式導出部１２、近似式計算部１３、運用時間計測部１４、停止時間計測部１５、充放電サイクル数計測部１６および劣化判定部１７）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
【0067】
後者の場合、劣化判定装置１は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【0068】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る蓄電池システムは、蓄電池と、蓄電池の電流値を計測する電流計と、蓄電池の電圧値を計測する電圧計と、電流計によって計測された電流値および電圧計によって計測された電圧値に基づいて、蓄電池の内部抵抗値を算出する内部抵抗値算出部と、内部抵抗値算出部によって算出された時系列の内部抵抗値に基づいて、蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出する近似式導出部と、近似式導出部によって導出された近似式を用いて、蓄電池の内部抵抗値を計算する近似式計算部と、近似式計算部によって計算された蓄電池の内部抵抗値と、判定値とを比較して蓄電池の劣化を判定する劣化判定部とを備える。
本発明の態様２に係る蓄電池システムは、上記態様１において、内部抵抗値算出部は、定期的に、電流計によって計測された電流値および電圧計によって計測された電圧値に基づいて、蓄電池の内部抵抗値を算出する。
本発明の態様３に係る蓄電池システムは、上記態様１または２において、蓄電池システムはさらに、蓄電池の運用時間を計測する運用時間計測部を備え、近似式導出部は、内部抵抗値算出部によって算出された内部抵抗値と、運用時間計測部によって計測された運用時間とに基づいて、蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出し、近似式計算部は、近似式導出部によって導出された近似式に、運用時間計測部によって計測された運用時間を代入して蓄電池の内部抵抗値を計算する。
本発明の態様４に係る蓄電池システムは、上記態様３において、蓄電池システムはさらに、蓄電池の充放電サイクル数を計測する充放電サイクル数計測部を備え、近似式導出部は、内部抵抗値算出部によって算出された内部抵抗値と、運用時間計測部によって計測された運用時間と、充放電サイクル数計測部によって計測された充放電サイクル数とに基づいて、蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出し、近似式計算部は、近似式導出部によって導出された近似式に、運用時間計測部によって計測された運用時間と、充放電サイクル数計測部によって計測された充放電サイクル数とを代入して蓄電池の内部抵抗値を計算する。
本発明の態様５に係る蓄電池システムは、上記態様４において、蓄電池システムはさらに、蓄電池の停止時間を計測する停止時間計測部を備え、近似式導出部は、内部抵抗値算出部によって算出された内部抵抗値と、運用時間計測部によって計測された運用時間と、充放電サイクル数計測部によって計測された充放電サイクル数と、停止時間計測部によって計測された停止時間とに基づいて、蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出し、近似式計算部は、近似式導出部によって導出された近似式に、運用時間計測部によって計測された運用時間と、充放電サイクル数計測部によって計測された充放電サイクル数と、停止時間計測部によって計測された停止時間とを代入して蓄電池の内部抵抗値を計算する。
本発明の態様６に係る蓄電池システムは、上記態様１～５のいずれかにおいて、近似式導出部は、内部抵抗値算出部によって算出された直近の複数の内部抵抗値に最小二乗法を適用して近似式を導出する。
本発明の態様７に係る蓄電池システムは、上記態様１～６のいずれかにおいて、近似式導出部は、次式（式３）を用いて近似式を導出する。
本発明の態様１に係る蓄電池システムは、蓄電池と、蓄電池の電流値を計測する電流計と、蓄電池の電圧値を計測する電圧計と、電流計によって計測された電流値および電圧計によって計測された電圧値に基づいて、蓄電池の内部抵抗値を算出する内部抵抗値算出部と、内部抵抗値算出部によって算出された時系列の内部抵抗値に基づいて、蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出する近似式導出部と、近似式導出部によって導出された近似式を用いて、蓄電池の内部抵抗値を計算する近似式計算部と、近似式計算部によって計算された蓄電池の内部抵抗値と、判定値とを比較して蓄電池の劣化を判定する劣化判定部とを備える。
本発明の態様２に係る蓄電池システムは、上記態様１において、内部抵抗値算出部は、定期的に、電流計によって計測された電流値および電圧計によって計測された電圧値に基づいて、蓄電池の内部抵抗値を算出する。
本発明の態様３に係る蓄電池システムは、上記態様１または２において、蓄電池システムはさらに、蓄電池の運用時間を計測する運用時間計測部を備え、近似式導出部は、内部抵抗値算出部によって算出された内部抵抗値と、運用時間計測部によって計測された運用時間とに基づいて、蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出し、近似式計算部は、近似式導出部によって導出された近似式に、運用時間計測部によって計測された運用時間を代入して蓄電池の内部抵抗値を計算する。
本発明の態様４に係る蓄電池システムは、上記態様３において、蓄電池システムはさらに、蓄電池の充放電サイクル数を計測する充放電サイクル数計測部を備え、近似式導出部は、内部抵抗値算出部によって算出された内部抵抗値と、運用時間計測部によって計測された運用時間と、充放電サイクル数計測部によって計測された充放電サイクル数とに基づいて、蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出し、近似式計算部は、近似式導出部によって導出された近似式に、運用時間計測部によって計測された運用時間と、充放電サイクル数計測部によって計測された充放電サイクル数とを代入して蓄電池の内部抵抗値を計算する。
本発明の態様５に係る蓄電池システムは、上記態様４において、蓄電池システムはさらに、蓄電池の停止時間を計測する停止時間計測部を備え、近似式導出部は、内部抵抗値算出部によって算出された内部抵抗値と、運用時間計測部によって計測された運用時間と、充放電サイクル数計測部によって計測された充放電サイクル数と、停止時間計測部によって計測された停止時間とに基づいて、蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出し、近似式計算部は、近似式導出部によって導出された近似式に、運用時間計測部によって計測された運用時間と、充放電サイクル数計測部によって計測された充放電サイクル数と、停止時間計測部によって計測された停止時間とを代入して蓄電池の内部抵抗値を計算する。
本発明の態様６に係る蓄電池システムは、上記態様１～５のいずれかにおいて、近似式導出部は、内部抵抗値算出部によって算出された直近の複数の内部抵抗値に最小二乗法を適用して近似式を導出する。
本発明の態様７に係る蓄電池システムは、上記態様１～６のいずれかにおいて、近似式導出部は、次式（式３）を用いて近似式を導出する。
【0069】
Ｒ１＝Ｒ０＋ａ×ｔ１
α＋ｂ×ｔ２
β＋ｃ×ｎγ＋ｄ ・・・（式３）
Ｒ１：蓄電池の内部抵抗値
Ｒ０：蓄電池の内部抵抗値の初期値
ａ：運用中の蓄電池に対して、経時的に複数回算出された内部抵抗値を近似することにより求められる係数
ｂ：停止中の蓄電池に対して、経時的に複数回算出された内部抵抗値を近似することにより求められる係数
ｃ：運用中の蓄電池に対して、充放電サイクル数に応じて複数回算出された内部抵抗値を近似することにより求められる係数
ｄ：運用中であるか停止中であるかにかかわらず、複数回算出された内部抵抗値を近似することにより求められる定数
ｔ１：蓄電池の運用中の経過時間
ｔ２：蓄電池の停止中の経過時間
ｎ：蓄電池の運用中の充放電サイクル数
α：蓄電池の内部抵抗値変化に対して最も誤差が少なくなるようなｔ１のべき定数
β：蓄電池の内部抵抗値変化に対して最も誤差が少なくなるようなｔ２のべき定数
γ：蓄電池の内部抵抗値変化に対して最も誤差が少なくなるようなｎのべき定数
本発明の態様８に係る劣化判定装置は、電流計によって計測された電流値および電圧計によって計測された電圧値に基づいて、蓄電池の内部抵抗値を算出する内部抵抗値算出部と、内部抵抗値算出部によって算出された時系列の内部抵抗値に基づいて、蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出する近似式導出部と、近似式導出部によって導出された近似式を用いて、蓄電池の内部抵抗値を計算する近似式計算部と、近似式計算部によって計算された蓄電池の内部抵抗値と、判定値とを比較して蓄電池の劣化を判定する劣化判定部とを備える。
本発明の態様９に係る劣化判定方法は、蓄電池の電流値を計測するステップと、蓄電池の電圧値を計測するステップと、計測された電流値および計測された電圧値に基づいて、蓄電池の内部抵抗値を算出するステップと、算出された時系列の内部抵抗値に基づいて、蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出するステップと、導出された近似式を用いて、蓄電池の内部抵抗値を計算するステップと、近似式を用いて計算された蓄電池の内部抵抗値と、判定値とを比較して蓄電池の劣化を判定するステップとを含む。
Ｒ１：蓄電池の内部抵抗値
Ｒ０：蓄電池の内部抵抗値の初期値
ａ：運用中の蓄電池に対して、経時的に複数回算出された内部抵抗値を近似することにより求められる係数
ｂ：停止中の蓄電池に対して、経時的に複数回算出された内部抵抗値を近似することにより求められる係数
ｃ：運用中の蓄電池に対して、充放電サイクル数に応じて複数回算出された内部抵抗値を近似することにより求められる係数
ｄ：運用中であるか停止中であるかにかかわらず、複数回算出された内部抵抗値を近似することにより求められる定数
ｔ１：蓄電池の運用中の経過時間
ｔ２：蓄電池の停止中の経過時間
ｎ：蓄電池の運用中の充放電サイクル数
α：蓄電池の内部抵抗値変化に対して最も誤差が少なくなるようなｔ１のべき定数
β：蓄電池の内部抵抗値変化に対して最も誤差が少なくなるようなｔ２のべき定数
γ：蓄電池の内部抵抗値変化に対して最も誤差が少なくなるようなｎのべき定数
本発明の態様８に係る劣化判定装置は、電流計によって計測された電流値および電圧計によって計測された電圧値に基づいて、蓄電池の内部抵抗値を算出する内部抵抗値算出部と、内部抵抗値算出部によって算出された時系列の内部抵抗値に基づいて、蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出する近似式導出部と、近似式導出部によって導出された近似式を用いて、蓄電池の内部抵抗値を計算する近似式計算部と、近似式計算部によって計算された蓄電池の内部抵抗値と、判定値とを比較して蓄電池の劣化を判定する劣化判定部とを備える。
本発明の態様９に係る劣化判定方法は、蓄電池の電流値を計測するステップと、蓄電池の電圧値を計測するステップと、計測された電流値および計測された電圧値に基づいて、蓄電池の内部抵抗値を算出するステップと、算出された時系列の内部抵抗値に基づいて、蓄電池の内部抵抗値を近似するための近似式を導出するステップと、導出された近似式を用いて、蓄電池の内部抵抗値を計算するステップと、近似式を用いて計算された蓄電池の内部抵抗値と、判定値とを比較して蓄電池の劣化を判定するステップとを含む。
【0070】
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0071】
１ 劣化判定装置
２ 蓄電池
３ 電流計
４ 電圧計
５ ＲＴＣ
１１ 内部抵抗値算出部
１２ 近似式導出部
１３ 近似式計算部
１４ 運用時間計測部
１５ 停止時間計測部
１６ 充放電サイクル数計測部
１７ 劣化判定部
１８ 記憶部
１００ 蓄電池システム
２ 蓄電池
３ 電流計
４ 電圧計
５ ＲＴＣ
１１ 内部抵抗値算出部
１２ 近似式導出部
１３ 近似式計算部
１４ 運用時間計測部
１５ 停止時間計測部
１６ 充放電サイクル数計測部
１７ 劣化判定部
１８ 記憶部
１００ 蓄電池システム
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】