特開 2024-118013 二次電池の分析方法、充電装置、二次電池分析装置および二次電池パック

(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】P2024118013

(43)【公開日】2024-08-30

(54)【発明の名称】二次電池の分析方法、充電装置、二次電池分析装置および二次電池パック

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20240823BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20240823BHJP

   H02J 7/02 20160101ALI20240823BHJP

   G01R 31/392 20190101ALI20240823BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 Y

H01M10/48 P

H02J7/02 J

G01R31/392

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023024159

(22)【出願日】2023-02-20

(71)【出願人】

【識別番号】000125370

【氏名又は名称】学校法人東京理科大学

(71)【出願人】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001357

【氏名又は名称】弁理士法人つばさ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】志村 重輔

(72)【発明者】

【氏名】板垣 昌幸

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 元気

(72)【発明者】

【氏名】増田 泰之

【テーマコード（参考）】

2G216

5G503

5H030

【Ｆターム（参考）】

2G216BA26

2G216CA02

2G216CB24

5G503AA01

5G503BA04

5G503BB02

5G503CA03

5G503CA17

5G503DA07

5G503EA05

5G503EA08

5G503EA09

5G503GD03

5G503GD04

5G503GD06

5H030AA10

5H030AS01

5H030AS08

5H030BB02

5H030BB03

5H030FF22

5H030FF42

5H030FF43

5H030FF44

5H030FF52

(57)【要約】

【課題】劣化のメカニズムに即した分析を行うことの可能な二次電池の分析方法、充電装置、二次電池分析装置および二次電池パックを提供する。
【解決手段】本技術の一側面に係る二次電池の分析方法は、以下の２つを含む。
（１）複数の二次電池が並列接続された二次電池モジュールに対するＣＣＣＶ充電におけるＣＣ充電末期の、二次電池モジュールの電圧値の時系列データを取得すること
（２）時系列データにおける単位時間当たりの勾配に基づいて、二次電池モジュールの内部の劣化状態を判定すること
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の二次電池が並列接続された二次電池モジュールに対するＣＣＣＶ（Constant Current, Constant Voltage）充電におけるＣＣ（Constant Current）充電末期の、前記二次電池モジュールの電圧計測値を取得することと、
前記電圧計測値の勾配に基づいて、前記二次電池モジュールの内部の劣化状態を判定することと
を含む
二次電池の分析方法。

【請求項2】

前記勾配と勾配参照値との対比により、前記二次電池モジュールの内部の劣化状態を判定することと
を含む
請求項１に記載の二次電池の分析方法。

【請求項3】

複数の二次電池が並列接続された二次電池モジュールに対するＣＣＣＶ（Constant Current, Constant Voltage）充電を行うことの可能な充電回路と、
前記ＣＣＣＶ充電におけるＣＣ（Constant Current）充電末期の、前記二次電池モジュールの電圧値を計測することの可能な計測回路と、
前記計測回路によって得られた電圧計測値の勾配に基づいて、前記二次電池モジュールの内部の劣化状態を判定することの可能な信号処理部と
を備えた
充電装置。

【請求項4】

前記信号処理部は、前記勾配と勾配参照値との対比により、前記二次電池モジュールの内部の劣化状態を判定することが可能となっている
請求項３に記載の充電装置。

【請求項5】

前記充電回路は、前記信号処理部が、前記二次電池モジュールの内部に部分的な劣化状態が存在すると判定した場合、ＣＣ充電における印加電流を小さくすることが可能となっている
請求項３に記載の充電装置。

【請求項6】

複数の二次電池が並列接続された二次電池モジュールに対するＣＣＣＶ（Constant Current, Constant Voltage）充電におけるＣＣ（Constant Current）充電末期の、前記二次電池モジュールの電圧計測値を取得することの可能な通信部と、
前記電圧計測値の勾配に基づいて、前記二次電池モジュールの内部の劣化状態を判定することの可能な信号処理部と
を備えた
二次電池分析装置。

【請求項7】

前記信号処理部は、前記勾配と勾配参照値との対比により、前記二次電池モジュールの内部の劣化状態を判定することが可能となっている
請求項６に記載の二次電池分析装置。

【請求項8】

前記通信部は、前記信号処理部における判定結果を出力することが可能となっている
請求項６に記載の二次電池分析装置。

【請求項9】

複数の二次電池が並列接続された二次電池モジュールと、
前記二次電池モジュールに対するＣＣＣＶ（Constant Current, Constant Voltage）充電におけるＣＣ（Constant Current）充電末期の、前記二次電池モジュールの電圧計測値を取得することの可能な通信部と、
前記電圧計測値の勾配に基づいて、前記二次電池モジュールの内部の劣化状態を判定することの可能な信号処理部と
を備えた
二次電池パック。

【請求項10】

前記信号処理部は、前記勾配と勾配参照値との対比により、前記二次電池モジュールの内部の劣化状態を判定することが可能となっている
請求項９に記載の二次電池パック。

【請求項11】

前記通信部は、前記信号処理部における判定結果を出力することが可能となっている
請求項９に記載の二次電池パック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術は、二次電池の分析方法、充電装置、二次電池分析装置および二次電池パックに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電気自動車やハイブリッド自動車の普及に伴い、また、太陽光発電や風力発電のような発電電力が安定せず、平準化が必要とされる発電デバイスの普及に伴い、リチウムイオン二次電池を始めとする各種二次電池に対する需要が急速に増えてきている。

【0003】

二次電池の長寿命化や二次利用のため、二次電池の劣化状態を適切に把握することが重要となる。二次電池の劣化状態を推定するための手法は、例えば、特許文献１，２に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７－２４５４１号公報

【特許文献2】特開２０１３－５９２３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献１，２に記載の発明では、劣化の推定方法と実際の劣化状態との関係が不明瞭であった。劣化のメカニズムに即した分析を行うことの可能な二次電池の分析方法、充電装置、二次電池分析装置および二次電池パックを提供することが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本技術の第１の側面に係る二次電池の分析方法は、以下の２つを含む。
（Ａ）複数の二次電池が並列接続された二次電池モジュールに対するＣＣＣＶ（Constant Current, Constant Voltage）充電におけるＣＣ（Constant Current）充電末期の、二次電池モジュールの電圧計測値を取得すること
（Ｂ）電圧計測値の勾配に基づいて、前記二次電池モジュールの内部の劣化状態を判定すること

【0007】

本技術の第２の側面に係る充電装置は、充電回路と、計測回路と、信号処理部とを備えている。充電回路は、複数の二次電池が並列接続された二次電池モジュールに対するＣＣＣＶ充電を行うことが可能となっている。計測回路は、ＣＣＣＶ充電におけるＣＣ充電末期の、二次電池モジュールの電圧値を計測することが可能となっている。信号処理部は、計測回路によって得られた電圧計測値の勾配に基づいて、二次電池モジュールの内部の劣化状態を判定することが可能となっている。

【0008】

本技術の第３の側面に係る二次電池分析装置は、通信部と、信号処理部とを備えている。通信部は、複数の二次電池が並列接続された二次電池モジュールに対するＣＣＣＶ充電におけるＣＣ充電末期の、二次電池モジュールの電圧計測値を取得することが可能となっている。信号処理部は、電圧計測値の勾配に基づいて、二次電池モジュールの内部の劣化状態を判定することが可能となっている。

【0009】

本技術の第４の側面に係る二次電池パックは、複数の二次電池が並列接続された二次電池モジュールを備えている。この二次電池パックは、さらに、通信部と、信号処理部とを備えている。通信部は、二次電池モジュールに対するＣＣＣＶ充電におけるＣＣ充電末期の、二次電池モジュールの電圧計測値を取得することが可能となっている。信号処理部は、電圧計測値の勾配に基づいて、二次電池モジュールの内部の劣化状態を判定することが可能となっている。

【発明の効果】

【0010】

本技術の第１の側面に係る二次電池の分析方法、本技術の第２の側面に係る充電装置、本技術の第３の側面に係る二次電池分析装置および本技術の第４の側面に係る二次電池パックでは、ＣＣＣＶ充電におけるＣＣ充電末期の、二次電池モジュールの電圧計測値の勾配に基づいて、二次電池モジュールの内部の劣化状態が判定される。ここで、上記勾配は、二次電池モジュール内に劣化電池が存在するときと、二次電池モジュール内に劣化電池が存在しないときとで、異なることが実験によって明らかになっている。これにより、例えば、上記勾配が所定の条件を満たしたときには、二次電池モジュール内に劣化電池が存在すると言うことができる。従って、劣化のメカニズムに即した分析を行うことが可能である。

【0011】

なお、本技術の効果は、必ずしもここで説明された効果に限定されるわけではなく、後述する本技術に関連する一連の効果のうちのいずれの効果でもよい。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本技術の第１の実施形態に係る充放電装置および二次電池パックの概略構成例を表す図である。

【図2】図２は、図１の二次電池モジュールの回路構成例を表す図である。

【図3】図３は、図１の二次電池パックに対してＣＣＣＶ充電を行ったときの、二次電池パック内の各二次電池の電流の時系列データの一例を表す図である。

【図4】図４は、図１の二次電池パックに対してＣＣＣＶ充電を行ったときの、二次電池パックの電流および電圧の時系列データの一例を表す図である。

【図5】図５は、劣化状態の互いに異なる３つの二次電池のＣＣＣＶ充電におけるＣＣ充電のときの電圧値の一例を表す図である。

【図6】図６は、劣化状態の互いに異なる３つの二次電池のＣＣＣＶ充電におけるＣＣ充電のときのｄＱ／ｄＶの一例を表す図である。

【図7】図７は、図１の充放電装置の動作の一例を表す図である。

【図8】図８は、図１の充放電装置および二次電池パックの概略構成の一変形例を表す図である。

【図9】図９は、図８の勾配参照値の一例を表す図である。

【図10】図１０は、新品の二次電池のＣＣＣＶ充電におけるＣＣ充電末期のときのｄＱ／ｄＶの温度依存性の一例を表す図である。

【図11】図１１は、本技術の第２の実施形態に係る充放電装置、サーバ装置および二次電池パックの概略構成例を表す図である。

【図12】図１２は、本技術の第３の実施形態に係る充放電装置および二次電池パックの概略構成例を表す図である。

【図13】図１３は、図１、図８、図１１、図１２の勾配計算部および劣化分布判定部の機能を制御部で実行する例を表す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本技術を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。
１．第１の実施形態
充放電装置において二次電池モジュールの劣化状態を
分析する例（図１～図７）
２．第１の実施形態の変形例
二次電池モジュールの温度依存性を考慮した例（図８～図１０）
３．第２の実施形態
サーバ装置において二次電池モジュールの劣化状態を
分析する例（図１１）
４．第３の実施形態
二次電池パック内において二次電池モジュールの劣化状態を
分析する例（図１２）
５．各実施形態に共通の変形例
勾配計算部および劣化分布判定部の機能を
制御部で実行する例（図１３）

【0014】

＜１．第１の実施形態＞
[構成]
本技術の第１の実施形態に係る充放電装置２００の構成について説明する。充放電装置２００は、二次電池パック１００を充放電する装置であり、外部の装置と通信する機能を有しないスタンドアロン型の装置である。充放電装置２００は、本技術の一実施の形態に係る「充電装置」の一具体例に対応する。

【0015】

充放電装置２００は、二次電池パック１００を充放電する機能だけでなく、二次電池パック１００内の劣化電池の存否を分析する機能も備えている。二次電池パック１００は、例えば、図１に示したように、二次電池モジュール１１０を備えている。

【0016】

二次電池モジュール１１０は、リチウムイオン二次電池である。二次電池モジュール１１０に含まれるリチウムイオン二次電池は、単位セルであってもよく、単位セルが複数個接続された電池ブロック、もしくは、電池ブロックおよび付属品が一体的にパッキングされた組電池であってもよい。組電池では、複数のリチウムイオン二次電池が直列に接続されている。組電池内において、電気的に並列に接続された複数のリチウムイオン二次電池が含まれていてもよい。

【0017】

二次電池モジュール１１０は、例えば、図２に示したように、電気的に並列に接続された複数の二次電池ＢＡ（＝ＢＡ１，ＢＡ２，ＢＡ３）を含んで構成されている。二次電池ＢＡは、単位セルのリチウムイオン二次電池である。二次電池モジュール１１０を充電したとき、他の二次電池ＢＡの劣化状態とは異なる劣化状態の二次電池ＢＡが含まれているとする。二次電池モジュール１１０には、例えば、図２に示したように、劣化していない（正常な）二次電池ＢＡ１，ＢＡ２と、二次電池ＢＡ１，ＢＡ２と比べて劣化した状態の二次電池ＢＡ３が含まれているとする。このとき、ＣＣ充電末期における劣化した二次電池ＢＡ３のｄＱ／ｄＶは、正常な二次電池ＢＡ１，ＢＡ２のｄＱ／ｄＶよりも大きくなっているので、ｄＱ／ｄＶの大きい、劣化した二次電池ＢＡ３に電流が集中する。例えば、図２に示したように、正常な二次電池ＢＡ１，ＢＡ２に電流Ｉ１が流れ、劣化した二次電池ＢＡ３に、電流Ｉ１よりも大きな電流Ｉ２が流れる。その結果、劣化した二次電池ＢＡ３に対して急速充電をすることになり、劣化した二次電池ＢＡ３の劣化を早めてしまう。

【0018】

放電においても、同様のことが言える。二次電池モジュール１１０を放電したとき、他の二次電池ＢＡの劣化状態とは異なる劣化状態の二次電池ＢＡが含まれているとする。このとき、放電初期における劣化した二次電池ＢＡ３のｄＱ／ｄＶは、正常な二次電池ＢＡ１，ＢＡ２のｄＱ／ｄＶよりも大きくなっているので、内部抵抗の低い、ｄＱ／ｄＶの大きい、劣化した二次電池ＢＡ３に電流が集中する。その結果、劣化した二次電池ＢＡ３に対して急速放電をすることになり、劣化した二次電池ＢＡ３の劣化を早めてしまう。

【0019】

充放電装置２００は、このように二次電池パック１００内に劣化電池が存在する場合に、それを検出する機能を備えている。充放電装置２００は、例えば、図１に示したように、充放電回路２１０、充放電制御部２２０、ＩＶ計測回路２３０、一次記憶部２４０、勾配計算部２５０、記憶部２６０、劣化判定部２７０および表示部２８０を備えている。

【0020】

充放電回路２１０は、二次電池モジュール１１０を充電する充電回路や、二次電池モジュール１１０を放電させる放電回路を有している。充電回路は、充電として、例えば、ＣＣＣＶ充電を行うことが可能となっている。充電回路は、例えば発電機およびコンバータ等を含む。充放電制御部２２０は、二次電池１１０モジュールを充電するための電流および電圧を制御したり、二次電池モジュール１１０を放電させるための電流および電圧を制御したりすることが可能となっている。充放電制御部２２０は、例えば、充放電制御を行うＭＰＵ（Micro-Processing Unit）、または、充放電制御プログラムがロードされたＣＰＵ（Central Processing Unit）によって構成されている。

【0021】

ＩＶ計測回路２３０は、二次電池モジュール１１０の電流および電圧を計測することの可能な計測回路を含む。ＩＶ計測回路２３０は、例えば、ＣＣＣＶ充電における、少なくともＣＣ充電末期の電流値および電圧値を計測することが可能となっている。ＩＶ計測回路２３０は、ＣＣＣＶ充電における、少なくともＣＣ充電末期の電流計測値および電圧計測値を一時記憶部２４０に格納することが可能となっている。これにより、一時記憶部２４０には、ＣＣＣＶ充電における、少なくともＣＣ充電末期の電流計測値および電圧計測値が格納される。一時記憶部２４０は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリ、または、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）やフラッシュメモリなどの不揮発性メモリで構成されている。

【0022】

ＩＶ計測回路２３０は、ＣＣＣＶ充電における、少なくともＣＣ充電末期の電圧計測値の時系列データ、または、ＣＣＣＶ充電における、少なくともＣＣ充電末期の電圧計測値の、Ｑ値に応じたデータを一時記憶部２４０に格納することが可能となっていてもよい。なお、Ｑ値は、例えば、計測により得られた電流値Ｉに経過時間ｔを掛けることにより求められる（Ｉ×ｔ＝Ｑ）。

【0023】

勾配計算部２５０は、一時記憶部２４０に格納されたデータのうちＣＣ充電末期における勾配を算出することが可能となっている。一時記憶部２４０に格納されたデータが電圧値の時系列データである場合、勾配計算部２５０は、電圧値の時系列データのうちＣＣ充電末期における勾配（ｄＶ／ｄｔ）を算出することが可能となっている。以下では、このようにして算出した勾配を勾配Ａ１と称する。一時記憶部２４０に格納されたデータが電圧値の、Ｑ値に応じたデータである場合、勾配計算部２５０は、電圧値の、Ｑ値に応じたデータのうちＣＣ充電末期における勾配の逆数（ｄＱ／ｄＶ）を算出することが可能となっている。以下では、このようにして算出した勾配の逆数を勾配Ｂ１と称する。

【0024】

記憶部２６０は、例えば、ＤＲＡＭなどの揮発性メモリ、または、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリで構成されている。記憶部２６０には、例えば、勾配参照値２６１が格納される。

【0025】

勾配参照値２６１は、参照二次電池の勾配についてのデータである。参照二次電池の勾配についてのデータは、例えば、参照二次電池に対するＣＣＣＶ充電におけるＣＣ充電末期の電圧計測値の勾配（ｄＶ／ｄｔ）となっていてもよい。以下では、このときの勾配を勾配Ａ２と称する。参照二次電池の勾配についてのデータは、例えば、参照二次電池に対するＣＣＣＶ充電におけるＣＣ充電末期の電圧計測値の、Ｑ値に応じたデータの勾配の逆数（ｄＱ／ｄＶ）となっていてもよい。以下では、このときの勾配の逆数を勾配Ｂ２と称する。

【0026】

劣化判定部２７０は、勾配計算部２５０で得られた勾配に基づいて、二次電池モジュール１１０の内部の劣化状態を判定することが可能となっている。劣化判定部２７０は、勾配計算部２５０で得られた勾配と、記憶部２６０から読み出した勾配参照値２６１（勾配）との対比により、二次電池モジュール１１０の内部の劣化状態を判定することが可能となっている。劣化判定部２７０は、判定結果を含む映像信号を表示部２８０に出力することが可能となっている。

【0027】

劣化判定部２７０は、例えば、勾配計算部２５０で得られた勾配Ａ１と、記憶部２６０から読み出した勾配参照値２６１（勾配Ａ２）との差分が所定の閾値を超えたとき、二次電池モジュール１１０の内部に劣化電池が存在すると判断することが可能となっている。劣化判定部２７０は、例えば、勾配計算部２５０で得られた勾配Ｂ１と、記憶部２６０から読み出した勾配参照値２６１（勾配Ｂ２）との差分が所定の閾値を超えたとき、二次電池モジュール１１０の内部に劣化電池が存在すると判断することが可能となっている。

【0028】

劣化判定部２７０は、例えば、勾配計算部２５０で得られた勾配Ａ１と、記憶部２６０から読み出した勾配参照値２６１（勾配Ａ２）との差分が所定の閾値以下のとき、二次電池モジュール１１０の内部に劣化電池が存在しないと判断することが可能となっている。劣化判定部２７０は、例えば、勾配計算部２５０で得られた勾配Ｂ１と、記憶部２６０から読み出した勾配参照値２６１（勾配Ｂ２）との差分が所定の閾値以下のとき、二次電池モジュール１１０の内部に劣化電池が存在しないと判断することが可能となっている。

【0029】

表示部２８０は、劣化判定部２７０から得られた映像信号に基づく映像を表示することが可能となっている。表示部２８０は、例えば、二次電池モジュール１１０の内部に劣化電池が存在するか否かについての情報と、勾配計算部２５０で得られた勾配と、勾配計算部２５０で得られた勾配と記憶部２６０から読み出した勾配参照値２６１（勾配）との差分とを表示することが可能となっている。

【0030】

図５は、劣化状態の互いに異なる３つの二次電池のＣＣＣＶ充電におけるＣＣ充電のときの電圧値の一例を表したものである。なお、劣化状態の互いに異なる３つの二次電池とは、新品の二次電池、満充電状態でＴ１時間高温保存をした二次電池、満充電状態でＴ２時間（Ｔ２＞Ｔ１）高温保存をした二次電池、の３つである。図６は、劣化状態の互いに異なる３つの二次電池のＣＣＣＶ充電におけるＣＣ充電のときのｄＱ／ｄＶの一例を表したものである。図５から、ｄＱ／ｄＶは、劣化状態に依存していることがわかる。また、図６から、ＣＣ充電末期において、劣化電池のｄＱ／ｄＶが大きくなり、その一方で、劣化していない正常電池のｄＱ／ｄＶが小さくなることがわかる。これは、電池内部の劣化反応は必ずしも均一には起こらないことと関係している。正常電池の場合はすべての活物質がほぼ同じタイミングで充電端に到達するため電圧が一気に上昇する（すなわちｄＱ／ｄＶが小さくなる）。一方、劣化電池の場合は充電端にいち早く到達する活物質と遅れて到達する活物質とが混在する形になり、電圧の上昇が緩やかになる（すなわちｄＱ／ｄＶが大きくなる）。従って、ＣＣ充電末期におけるｄＱ／ｄＶ（またはこれに関連する電圧勾配）を対比することにより、二次電池モジュール１１０の内部に劣化電池が存在するか否かを判断することができる。

【0031】

次に、充放電装置２００における二次電池モジュール１１０の内部状態の分析について説明する。

【0032】

図７は、充放電装置２００における二次電池モジュール１１０の内部状態の分析手順の一例を表したものである。まず、信号発生回路２１０は、二次電池モジュール１１０に対してＣＣＣＶ充電を開始する（ステップＳ１０１）。ＩＶ計測回路２３０は、ＣＣＣＶ充電における、少なくともＣＣ充電末期の電流値および電圧値を計測する（ステップＳ１０２）。ＩＶ計測回路２３０は、ＣＣＣＶ充電における、少なくともＣＣ充電末期の電流計測値および電圧計測値を一時記憶部２４０に格納する（ステップＳ１０３）。

【0033】

勾配計算部２５０は、一時記憶部２４０に格納されたデータのうちＣＣ充電末期における勾配を算出する（ステップＳ１０４）。劣化判定部２７０は、勾配計算部２５０で得られた勾配と、記憶部２６０から読み出した勾配参照値２６１（勾配参照値）とを対比する。その結果、勾配計算部２５０で得られた勾配が、記憶部２６０から読み出した勾配参照値２６１（勾配参照値）よりも大きい場合（ステップＳ１０５；Ｙ）、二次電池モジュール１１０の内部に劣化電池が存在すると判定する（ステップＳ１０６）。一方、勾配計算部２５０で得られた勾配が、記憶部２６０から読み出した勾配参照値２６１（勾配参照値）以下となっている場合（ステップＳ１０５；Ｎ）、二次電池モジュール１１０の内部に劣化電池が存在しないと判定する（ステップＳ１０７）。

【0034】

劣化判定部２７０は、二次電池モジュール１１０の内部に劣化電池が存在するとの判定した場合、ＣＣ充電における電流値を下げるフラグを生成し、充放電制御部２２０に出力する。充放電制御部２２０は、劣化判定部２７０から上記フラグを取得すると、ＣＣ充電における電流値を下げる制御信号を充放電回路２１０に出力する。充放電回路２１０は、充放電制御部２２０からＣＣ充電における電流値を下げる制御信号を取得すると、ＣＣ充電における電流値を下げる（ステップＳ１０８）。このようにして、充放電装置２００における二次電池モジュール１１０の内部状態の分析が行われる。

【0035】

[効果]
次に、充放電装置２００の効果について説明する。

【0036】

本実施の形態では、ＣＣＣＶ充電におけるＣＣ充電末期の、二次電池モジュール１１０の電圧計測値の勾配に基づいて、二次電池モジュール１１０の内部の劣化状態が判定される。ここで、上記勾配は、二次電池モジュール１１０内に劣化電池が存在するときと、二次電池モジュール１１０内に劣化電池が存在しないときとで、異なることが実験によって明らかになっている。これにより、例えば、上記勾配が所定の条件を満たしたときには、二次電池モジュール１１０内に劣化電池が存在すると言うことができる。従って、劣化のメカニズムに即した分析を行うことが可能である。

【0037】

本実施の形態では、上記勾配と勾配参照値２６１との対比により、二次電池モジュール１１０の内部の劣化状態が判定される。これにより、劣化のメカニズムに即した分析を行うことが可能である。

【0038】

本実施の形態では、二次電池モジュール１１０の内部に劣化電池が存在するとの判定がなされた場合、ＣＣ充電における印加電流が小さくなる。これにより、二次電池モジュール１１０内の劣化電池に大きな電流が流れるのを防止することができる。その結果、二次電池モジュール１１０内の劣化電池の更なる劣化を防止することができる。

【0039】

＜２．第１の実施の形態の変形例＞
次に、上記実施の形態に係る充放電装置２００の変形例について説明する。

【0040】

上記実施の形態において、二次電池パック１００は、二次電池モジュール１１０の温度を計測する温度計１２０を備えていてもよい。このとき、記憶部２６０には、例えば、図９に示したように、二次電池モジュール１１０の温度ごとに勾配参照値が設定された勾配参照値２６１が記憶されていてもよい。

【0041】

図１０は、新品の二次電池のＣＣＣＶ充電におけるＣＣ充電末期のときのｄＱ／ｄＶの温度依存性の一例を表したものである。図１０には、実験結果が示されている。図１０から、新品の二次電池では、二次電池の温度によってｄＱ／ｄＶが変化することがわかる。例えば、二次電池の温度がｔ１のとき、ｄＱ／ｄＶがａ１となっており、二次電池の温度がｔ２のとき、ｄＱ／ｄＶがａ２となっており、二次電池の温度がｔ３のとき、ｄＱ／ｄＶがａ３となっている。この実験結果に基づいて、図９に示したような勾配参照値２６１が導出される。

【0042】

本変形例では、劣化判定部２７０は、勾配参照値２６１に含まれる、温度ごとに設定された複数の勾配参照値の中から、温度計１２０により得られた温度データに対応する勾配参照値を記憶部２６０から読み出すことが可能となっている。劣化判定部２７０は、勾配計算部２５０で得られた勾配と、記憶部２６０から読み出した勾配参照値２６１（勾配）との対比により、二次電池モジュール１１０の内部の劣化状態を判定することが可能となっている。これにより、二次電池モジュール１１０の温度によらず、劣化のメカニズムに即した分析を精度よく行うことが可能である。

【0043】

＜３．第２の実施形態＞
次に、本技術の第２の実施形態に係る二次電池診断装置としてのサーバ装置４００を備えた電源システムについて説明する。図１１は、本実施の形態に係る電源システムの概略構成例を表したものである。

【0044】

電源システムは、二次電池パック１００、充放電装置３００およびサーバ装置４００を備えている。二次電池パック１００は、二次電池モジュール１１０を備えている。充放電装置３００およびサーバ装置４００は、通信ネットワーク５００を介して接続されている。充放電装置３００およびサーバ装置４００は、通信ネットワーク５００を介して互いに通信可能となっている。通信ネットワーク５００は、例えば、インターネット、クラウドネットワーク、または、事業者固有のネットワークなどを含んで構成されている。

【0045】

充放電装置３００は、二次電池パック１００を充放電する装置であり、外部の装置と通信する機能を有するネットワーク通信型の装置である。充放電装置３００は、例えば、図１１に示したように、充放電回路３１０、充放電制御部３２０、ＩＶ計測回路３３０、通信部３４０および表示部３５０を備えている。充放電回路３１０は、上記実施の形態に係る充放電回路２１０に対応する。充放電制御部３２０は、上記実施の形態に係る充放電制御部２２０に対応する。ＩＶ計測回路３３０は、上記実施の形態に係るＩＶ計測回路２３０に対応する。通信部３４０は、通信ネットワーク５００を介してサーバ装置４００と通信を行うことの可能な通信インターフェースである。通信部３４０は、サーバ装置４００から送信されてきた判定結果を含む映像信号を表示部３５０に出力することが可能となっている。表示部３５０は、上記実施の形態に係る表示部２８０に対応する。

【0046】

サーバ装置４００は、例えば、図１１に示したように、一時記憶部２４０、勾配計算部２５０、記憶部２６０、劣化判定部２７０および通信部４１０を備えている。一時記憶部２４０は、上記実施の形態に係る一時記憶部２４０に対応する。勾配計算部２５０は、上記実施の形態に係る勾配計算部２５０に対応する。記憶部２６０は、上記実施の形態に係る記憶部２６０に対応する。劣化判定部２７０は、上記実施の形態に係る劣化判定部２７０に対応する。通信部４１０は、通信ネットワーク５００を介して充放電装置３００と通信を行うことの可能な通信インターフェースである。通信部４１０は、劣化判定部２７０で得られた判定結果を充放電装置３００に送信することが可能となっている。

【0047】

本実施の形態では、一時記憶部２４０、勾配計算部２５０、記憶部２６０および劣化判定部２７０の機能がサーバ装置４００に設けられている。このようにした場合であっても、上記実施の形態およびその変形例と同様、劣化のメカニズムに即した分析を行うことが可能である。

【0048】

本実施の形態では、劣化判定部２７０で得られた判定結果が放電装置３００に送信される。これにより、充放電装置３００は、判定結果に応じた動作を行うことが可能である。

【0049】

＜４．第３の実施形態＞
本技術の第３の実施形態に係る、分析機能付きの二次電池パック１００ａを備えた電源システムについて説明する。図１２は、本実施の形態に係る電源システムの概略構成例を表したものである。電源システムは、二次電池パック１００ａおよび充放電装置３００ａを備えている。

【0050】

二次電池パック１００ａは、例えば、図１２に示したように、二次電池モジュール１１０、一時記憶部２４０、勾配計算部２５０、記憶部２６０、劣化判定部２７０、充放電制御部２２０および通信部１３０を備えている。二次電池モジュール１１０は、上記実施の形態に係る二次電池モジュール１１０に対応する。一時記憶部２４０は、上記実施の形態に係る一時記憶部２４０に対応する。勾配計算部２５０は、上記実施の形態に係る勾配計算部２５０に対応する。記憶部２６０は、上記実施の形態に係る記憶部２６０に対応する。劣化判定部２７０は、上記実施の形態に係る劣化判定部２７０に対応する。充放電制御部２２０は、上記実施の形態に係る充放電制御部２２０に対応しており、通信部１３０，３４０を介して、充放電装置３００ａ内の充放電制御部３２０ａを制御することが可能となっている。通信部１３０は、充放電装置３００ａとデータのやりとりを行うことの可能なインターフェースである。

【0051】

充放電装置３００ａは、例えば、図１２に示したように、充放電回路３１０、充放電制御部３２０ａ、ＩＶ計測回路３３０、通信部３４０および表示部３５０を備えている。充放電回路３１０は、上記実施の形態に係る充放電回路３１０に対応している。充放電制御部３２０ａは、二次電池パック１００ａ内の充放電制御部２２０の制御に従って、上記実施の形態に係る充放電制御部３２０の機能を実行することが可能となっている。ＩＶ計測回路３３０は、上記実施の形態に係るＩＶ計測回路３３０に対応している。通信部３４０は、二次電池パック１００ａとデータのやりとりを行うことの可能なインターフェースである。表示部３５０は、上記実施の形態に係る表示部３５０に対応している。

【0052】

本実施の形態では、一時記憶部２４０、勾配計算部２５０、記憶部２６０、劣化判定部２７０および充放電制御部２２０の機能が二次電池パック１００ａに設けられている。このようにした場合であっても、上記実施の形態およびその変形例と同様、劣化のメカニズムに即した分析を行うことが可能である。

【0053】

＜５．各実施形態に共通の変形例＞
上記各実施の形態およびその変形例において、例えば、図１３に示したように、勾配計算部２５０および劣化判定部２７０の機能が、制御部２９０によって実現されていてもよい。このとき、制御部２９０は、例えば、勾配計算部２５０および劣化判定部２７０の機能を実行することの可能なＭＰＵ、または、勾配計算部２５０および劣化判定部２７０の一連の動作を記述したプログラム２６２がロードされたＣＰＵによって構成されている。プログラム２６２は、例えば、記憶部２６０に記憶される。

【0054】

なお、本技術は、以下のような構成を取ることもできる。
＜１＞
複数の二次電池が並列接続された二次電池モジュールに対するＣＣＣＶ（Constant Current, Constant Voltage）充電におけるＣＣ（Constant Current）充電末期の、前記二次電池モジュールの電圧計測値を取得することと、
前記電圧計測値の勾配に基づいて、前記二次電池モジュールの内部の劣化状態を判定することと
を含む
二次電池の分析方法。
＜２＞
前記勾配と勾配参照値との対比により、前記二次電池モジュールの内部の劣化状態を判定することと
を含む
＜１＞に記載の二次電池の分析方法。
＜３＞
複数の二次電池が並列接続された二次電池モジュールに対するＣＣＣＶ（Constant Current, Constant Voltage）充電を行うことの可能な充電回路と、
前記ＣＣＣＶ充電におけるＣＣ（Constant Current）充電末期の、前記二次電池モジュールの電圧値を計測することの可能な計測回路と、
前記計測回路によって得られた電圧計測値の勾配に基づいて、前記二次電池モジュールの内部の劣化状態を判定することの可能な信号処理部と
を備えた
充電装置。
＜４＞
前記信号処理部は、前記勾配と勾配参照値との対比により、前記二次電池モジュールの内部の劣化状態を判定することが可能となっている
＜３＞に記載の充電装置。
＜５＞
前記充電回路は、前記信号処理部が、前記二次電池モジュールの内部に部分的な劣化状態が存在すると判定した場合、ＣＣ充電における印加電流を小さくすることが可能となっている
＜３＞または＜４＞に記載の充電装置。
＜６＞
複数の二次電池が並列接続された二次電池モジュールに対するＣＣＣＶ（Constant Current, Constant Voltage）充電におけるＣＣ（Constant Current）充電末期の、前記二次電池モジュールの電圧計測値を取得することの可能な通信部と、
前記電圧計測値の勾配に基づいて、前記二次電池モジュールの内部の劣化状態を判定することの可能な信号処理部と
を備えた
二次電池分析装置。
＜７＞
前記信号処理部は、前記勾配と勾配参照値との対比により、前記二次電池モジュールの内部の劣化状態を判定することが可能となっている
＜６＞に記載の二次電池分析装置。
＜８＞
前記通信部は、前記信号処理部における判定結果を出力することが可能となっている
＜６＞または＜７＞に記載の二次電池分析装置。
＜９＞
複数の二次電池が並列接続された二次電池モジュールと、
前記二次電池モジュールに対するＣＣＣＶ（Constant Current, Constant Voltage）充電におけるＣＣ（Constant Current）充電末期の、前記二次電池モジュールの電圧計測値を取得することの可能な通信部と、
前記電圧計測値の勾配に基づいて、前記二次電池モジュールの内部の劣化状態を判定することの可能な信号処理部と
を備えた
二次電池パック。
＜１０＞
前記信号処理部は、前記勾配と勾配参照値との対比により、前記二次電池モジュールの内部の劣化状態を判定することが可能となっている
＜９＞に記載の二次電池パック。
＜１１＞
前記通信部は、前記信号処理部における判定結果を出力することが可能となっている
＜９＞または＜１０＞に記載の二次電池パック。

【符号の説明】

【0055】

１００，１００ａ…二次電池パック、１１０…二次電池モジュール、１２０…温度計、１３０…通信部、２００，２００ａ…充放電装置、２１０…充放電回路、２２０…充放電制御部、２３０…ＩＶ計測回路、２４０…一時記憶部、２５０…勾配計算部、２６０…記憶部、２６１…ｄＱ／ｄＶ参照値、２６２…プログラム、２７０…劣化判定部、２８０…表示部、２９０…制御部、３００，３００ａ…充放電装置、３１０…充放電回路、３２０，３２０ａ…充放電制御部、３３０…ＩＶ計測回路、３４０…通信部、３５０…表示部、４００…サーバ装置、４１０…通信部、５００…通信ネットワーク、ＢＡ，ＢＡ１，ＢＡ２，ＢＡ３…二次電池。

【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】