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(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】
(24)【登録日】2023-10-23
(45)【発行日】2023-10-31
(54)【発明の名称】診断装置、診断方法及び診断プログラム
(51)【国際特許分類】
G01R 31/3842 20190101AFI20231024BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20231024BHJP
G01R 31/396 20190101ALI20231024BHJP
H01M 10/48 20060101ALI20231024BHJP
【ＦＩ】
G01R31/3842
H02J7/00 Q
G01R31/396
H01M10/48 P
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2021161866
(22)【出願日】2021-09-30
(65)【公開番号】P2023051291
(43)【公開日】2023-04-11
【審査請求日】2022-10-31
(73)【特許権者】
【識別番号】000006507
【氏名又は名称】横河電機株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】513213966
【氏名又は名称】横河ソリューションサービス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】吉武 哲
(72)【発明者】
【氏名】数見 昌弘
(72)【発明者】
【氏名】赤堀 浩司
【審査官】島▲崎▼ 純一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１０－２７３４１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－５７１３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１２９４９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－８９１４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－６３９８３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｒ ３１／３９２
Ｈ０２Ｊ ７／００
Ｇ０１Ｒ ３１／３９６
Ｈ０１Ｍ １０／４８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
蓄電池システムを構成する複数の電池セルのうちの一部の電池セルのデータだけを取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記一部の電池セルのデータに基づいて、前記蓄電池システムを診断する診断部と、
を備え、
前記データは、電圧及び積算電流量を含み、
前記一部の電池セルは、
低ＳＯＣ（State Of Charge）状態で、最小電圧の電池セルであるＭＩＮセルとしてデータ取得された電池セルと、
低ＳＯＣ状態で、最大電圧の電池セルであるＭＡＸセルとしてデータ取得された電池セルと、
高ＳＯＣ状態で、ＭＩＮセルとしてデータ取得された電池セルと、
高ＳＯＣ状態で、ＭＡＸセルとしてデータ取得された電池セルと、
を含み、
前記診断部は、
前記複数の電池セルがバランス状態及びアンバランス状態のいずれであるかを判断するバランス判断部、
電池セル間の容量のアンバランス量を算出するアンバランス量算出部、
及び、
電池セルの容量に関する値を算出する容量算出部、
の少なくとも１つを含む、
診断装置。
【請求項2】
前記バランス判断部は、低ＳＯＣ状態でＭＩＮセルとしてデータ取得された電池セルと、高ＳＯＣ状態でＭＡＸセルとしてデータ取得された電池セルとの同異に基づいて、前記複数の電池セルがバランス状態及びアンバランス状態のいずれであるかを判断する、請求項１に記載の診断装置。
【請求項3】
前記アンバランス量算出部は、同電圧での電池セルどうしの積算電流量の差を、前記アンバランス量として算出する、請求項１又は２に記載の診断装置。
【請求項4】
前記診断部は、前記一部の電池セルのうち、前記取得部によるデータ取得頻度が所定の閾値以上の電池セルのデータに基づいて、前記蓄電池システムを診断する、請求項１～３のいずれか１項に記載の診断装置。
【請求項5】
前記容量算出部は、前記一部の電池セルのデータから得られる電圧及び積算電流量の関係を示す測定ＱＶ曲線と、参照ＱＶ曲線との比較結果に基づいて、電池セルの容量に関する値を算出し、前記診断装置は、前記測定ＱＶ曲線及び前記参照ＱＶ曲線の少なくとも一方が得られるように、前記取得部によって取得された特定の電池セルの測定データを補完するデータ補完部を備える、
請求項１～４のいずれか１項に記載の診断装置。
【請求項6】
前記データ補完部は、前記特定の電池セルとは異なる他の電池セルのデータを用いて、前記特定の電池セルのデータを補完する、請求項５に記載の診断装置。
【請求項7】
蓄電池システムを構成する複数の電池セルのうちの一部の電池セルのデータだけを取得することと、取得した前記一部の電池セルのデータに基づいて、前記蓄電池システムを診断することと、
を含む診断方法であって、
前記データは、電圧及び積算電流量を含み、
前記一部の電池セルは、
低ＳＯＣ（State Of Charge）状態で、最小電圧の電池セルであるＭＩＮセルとしてデータ取得された電池セルと、
低ＳＯＣ状態で、最大電圧の電池セルであるＭＡＸセルとしてデータ取得された電池セルと、
高ＳＯＣ状態で、ＭＩＮセルとしてデータ取得された電池セルと、
高ＳＯＣ状態で、ＭＡＸセルとしてデータ取得された電池セルと、
を含み、
前記診断することは、
前記複数の電池セルがバランス状態及びアンバランス状態のいずれであるかを判断すること、
電池セル間の容量のアンバランス量を算出すること、
及び、
電池セルの容量に関する値を算出すること、
の少なくとも１つを含む、
診断方法。
【請求項8】
コンピュータに、蓄電池システムを構成する複数の電池セルのうちの一部の電池セルのデータだけを取得し、
取得した前記一部の電池セルのデータに基づいて、前記蓄電池システムを診断する、
処理を実行させる診断プログラムであって、
前記データは、電圧及び積算電流量を含み、
前記一部の電池セルは、
低ＳＯＣ（State Of Charge）状態で、最小電圧の電池セルであるＭＩＮセルとしてデータ取得された電池セルと、
低ＳＯＣ状態で、最大電圧の電池セルであるＭＡＸセルとしてデータ取得された電池セルと、
高ＳＯＣ状態で、ＭＩＮセルとしてデータ取得された電池セルと、
高ＳＯＣ状態で、ＭＡＸセルとしてデータ取得された電池セルと、
を含み、
前記診断する処理は、
前記複数の電池セルがバランス状態及びアンバランス状態のいずれであるかを判断する処理、
電池セル間の容量のアンバランス量を算出する処理、
及び、
電池セルの容量に関する値を算出する処理、
の少なくとも１つを含む、
診断プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、診断装置、診断方法及び診断プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
電池セルの診断に関するさまざまな手法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１６－１４５７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
複数の電池セルを含む蓄電池システムには、一部の電池セルのデータだけを出力するものもある。
【0005】
本発明は、一部の電池セルのデータから蓄電池システムを診断することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
一側面に係る診断装置は、蓄電池システムを構成する複数の電池セルのうちの一部の電池セルのデータだけを取得する取得部と、取得部によって取得された一部の電池セルのデータに基づいて、蓄電池システムを診断する診断部と、を備え、データは、電圧及び積算電流量を含み、一部の電池セルは、低ＳＯＣ（State Of Charge）状態で、最小電圧の電池セルであるＭＩＮセルとしてデータ取得された電池セルと、低ＳＯＣ状態で、最大電圧の電池セルであるＭＡＸセルとしてデータ取得された電池セルと、高ＳＯＣ状態で、ＭＩＮセルとしてデータ取得された電池セルと、高ＳＯＣ状態で、ＭＡＸセルとしてデータ取得された電池セルと、を含み、診断部は、複数の電池セルがバランス状態及びアンバランス状態のいずれであるかを判断するバランス判断部、電池セル間の容量のアンバランス量を算出するアンバランス量算出部、及び、電池セルの容量に関する値を算出する容量算出部、の少なくとも１つを含む。
【0007】
一側面に係る診断方法は、蓄電池システムを構成する複数の電池セルのうちの一部の電池セルのデータだけを取得することと、取得した一部の電池セルのデータに基づいて、蓄電池システムを診断することと、を含む診断方法であって、データは、電圧及び積算電流量を含み、一部の電池セルは、低ＳＯＣ（State Of Charge）状態で、最小電圧の電池セルであるＭＩＮセルとしてデータ取得された電池セルと、低ＳＯＣ状態で、最大電圧の電池セルであるＭＡＸセルとしてデータ取得された電池セルと、高ＳＯＣ状態で、ＭＩＮセルとしてデータ取得された電池セルと、高ＳＯＣ状態で、ＭＡＸセルとしてデータ取得された電池セルと、を含み、診断することは、複数の電池セルがバランス状態及びアンバランス状態のいずれであるかを判断すること、電池セル間の容量のアンバランス量を算出すること、及び、電池セルの容量に関する値を算出すること、の少なくとも１つを含む。
【0008】
一側面に係る診断プログラムは、コンピュータに、蓄電池システムを構成する複数の電池セルのうちの一部の電池セルのデータだけを取得し、取得した一部の電池セルのデータに基づいて、蓄電池システムを診断する、処理を実行させる診断プログラムであって、データは、電圧及び積算電流量を含み、一部の電池セルは、低ＳＯＣ（State Of Charge）状態で、最小電圧の電池セルであるＭＩＮセルとしてデータ取得された電池セルと、低ＳＯＣ状態で、最大電圧の電池セルであるＭＡＸセルとしてデータ取得された電池セルと、高ＳＯＣ状態で、ＭＩＮセルとしてデータ取得された電池セルと、高ＳＯＣ状態で、ＭＡＸセルとしてデータ取得された電池セルと、を含み、診断する処理は、複数の電池セルがバランス状態及びアンバランス状態のいずれであるかを判断する処理、電池セル間の容量のアンバランス量を算出する処理、及び、電池セルの容量に関する値を算出する処理、の少なくとも１つを含む。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、一部の電池セルのデータから蓄電池システムを診断することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】電池セルの電圧及び電流を模式的に示す図である。
【図2】ＱＶ曲線の例を示す図である。
【図3】アンバランス状態でのＱＶ曲線の例を示す図である。
【図4】バランス状態でのＱＶ曲線の例を示す図である。
【図5】実施形態に係る診断装置の概略構成の例を示す図である。
【図6】バランス状態での電池セルの分類の例を示す図である。
【図7】アンバランス状態での電池セルの分類の例を示す図である。
【図8】取得データの例を示す図である。
【図9】取得データの例を示す図である。
【図10】頻度データの例を示す図である。
【図11】頻度データの例を示す図である。
【図12】参照データの補完の例を示す図である。
【図13】診断部の概略構成の例を示す図である。
【図14】アンバランス量の例を示す図である。
【図15】容量算出部の概略構成の例を示す図である。
【図16】参照ＱＶ曲線及び測定ＱＶ曲線の例を示す図である。
【図17】微分曲線の例を示す図である。
【図18】別の種類の電池セルの参照ＱＶ曲線及び測定ＱＶ曲線の例を示す図である。
【図19】微分曲線の例を示す図である。
【図20】微分曲線の別の例を示す図である。
【図21】容量算出部の概略構成の別の例を示す図である。
【図22】別の算出手法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照しつつ実施形態について説明する。同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
【0012】
＜序＞
開示される技術は、リチウムイオン電池等の蓄電池、より具体的には電池セルや蓄電池システムの容量劣化の診断に関する。電池セルは、扱うことのできる蓄電池の最小単位を示す。電池セルは、単に蓄電池と呼ぶこともでき、矛盾の無い範囲において適宜読み替えられてよい。蓄電池システムは、複数の電池セルが並列や直列に接続された構成を備える。
開示される技術は、リチウムイオン電池等の蓄電池、より具体的には電池セルや蓄電池システムの容量劣化の診断に関する。電池セルは、扱うことのできる蓄電池の最小単位を示す。電池セルは、単に蓄電池と呼ぶこともでき、矛盾の無い範囲において適宜読み替えられてよい。蓄電池システムは、複数の電池セルが並列や直列に接続された構成を備える。
【0013】
図１は、電池セルの電圧及び電流を模式的に示す図である。電池セルの電圧を、電池電圧Ｖと称し図示する。電池セルの電流を、電池電流Ｉと称し図示する。電池セルの特性は、例えばＱＶ曲線によって表される（ＱＶ特性）。ＱＶ曲線は、電池電圧Ｖ及び積算電流量の関係を示す曲線である。積算電流量は、クーロンカウンティンによる容量（Ｑ）に対応し、単位はＡｈである。
【0014】
図２は、ＱＶ曲線の例を示す図である。グラフの横軸は積算電流量（Ａｈ）を示し、縦軸は電圧（Ｖ）を示す。電池電圧Ｖは、充放電に応じて、すなわち積算電流量に応じて変化する。電池セルは、定められた範囲内の電池電圧Ｖで使用される。その範囲内の最小電圧を、下限電圧ＶＬＬと称し図示する。最大電圧を、上限電圧ＶＵＬと称し図示する。
【0015】
電池電圧Ｖが下限電圧ＶＬＬのとき、電池セルのＳＯＣ（State Of Charge）は０％（完放電状態）である。電池電圧Ｖが上限電圧ＶＵＬのとき、ＳＯＣは１００％（満充電状態）である。電池セルＤＵＴの最大容量は、上限電圧ＶＵＬから下限電圧ＶＬＬにまで電池セルを放電させたとき、又は、下限電圧ＶＬＬから上限電圧ＶＵＬまで電池セルを充電させたときの積算電流量に相当する。なお、初期の最大容量に対する現時点での最大容量の比率（％）は、ＳＯＨ（State Of Health）等とも称される。「容量」は、「ＳＯＨ」に適宜読み替えられてよい。任意の時点での電池電圧Ｖを、電池電圧ＶＣと称し図示する。電池電圧ＶＣでの残存容量は、下限電圧ＶＬＬから電池電圧ＶＣまで電池セルを充電させたとき、又は、電池電圧ＶＣから下限電圧ＶＬＬまで電池セルを放電させたときの積算電流量に相当する。
【0016】
ＳＯＣが比較的低い状態を「低ＳＯＣ状態」と称し。ＳＯＣが比較的高い状態を「高ＳＯＣ状態」と称する。低ＳＯＣ状態の例は、ＳＯＣが約５０％未満、約４０％未満、約３０％未満、約２０％未満、約１０％未満等である。高ＳＯＣ状態の例は、ＳＯＣが約５０％以上、約６０％以上、約７０％以上、約８０％以上、約９０％以上等である。
【0017】
蓄電池システムは、実効容量の確保等の観点から、セルバランスが取れている状態で運用されることが望ましい。セルバランスについて、図３及び図４を参照して説明する。セルバランスが取れていない（崩れている）状態を、「アンバランス状態」と称する。セルバランスが取れている状態を、「バランス状態」と称する。
【0018】
図３は、アンバランス状態でのＱＶ曲線の例を示す図である。グラフ線Ｃ１～グラフ線Ｃ４それぞれは、異なる電池セルのＱＶ曲線を示す。なお、グラフ線Ｃ１～グラフ線Ｃ４に示される電池セルの順に、容量は大きくなる。
【0019】
低ＳＯＣ状態では、グラフ線Ｃ２に示される電池セルの電池電圧Ｖが最も小さい（低い）。複数の電池セルそれぞれの電池電圧Ｖのうち、最も小さい電圧を、最小電圧ＶＭＩＮと称する。最小電圧ＶＭＩＮが下限電圧ＶＬＬに到達すると、残りのグラフ線Ｃ１、グラフ線Ｃ３及びグラフ線Ｃ４に示される電池セルは、電池電圧Ｖが下限電圧ＶＬＬに到達していないにもかかわらず、それ以上は放電できなくなる。
【0020】
高ＳＯＣ状態では、グラフ線Ｃ１に示される電池セルの電池電圧Ｖが最も大きい（高い）。複数の電池セルそれぞれ電池電圧Ｖのうち、最も大きい電圧を、最大電圧ＶＭＡＸと称する。最大電圧ＶＭＡＸが上限電圧ＶＵＬに到達すると、残りのグラフ線Ｃ２～グラフ線Ｃ４に示される電池セルは、電池電圧Ｖが上限電圧ＶＵＬに到達していないにもかかわらず、それ以上は充電できなくなる。
【0021】
アンバランス状態では、低ＳＯＣ状態で最小電圧ＶＭＩＮの電池セルと、高ＳＯＣ状態で最大電圧ＶＭＡＸの電池セルとが異なっている。高ＳＯＣ状態で最大電圧ＶＭＡＸの電池セル（グラフ線Ｃ１）は、下限電圧ＶＬＬまでは放電できない。この放電できない部分（使用不可部分）の存在が、実効容量低下の要因となる。
【0022】
図４は、バランス状態でのＱＶ曲線の例を示す図である。低ＳＯＣ状態では、グラフ線Ｃ１に示される電池セルの電池電圧Ｖが、最小電圧ＶＭＩＮとなる。高ＳＯＣ状態では、グラフ線Ｃ１に示される電池セルの電池電圧Ｖが、最大電圧ＶＭＡＸとなる。
【0023】
バランス状態では、低ＳＯＣ状態で最小電圧ＶＭＩＮの電池セルと、高ＳＯＣ状態で最大電圧ＶＭＡＸの電池セルとが同じである。この場合、同じ電池セルを、下限電圧ＶＬＬから上限電圧ＶＵＬまで充電させ、また、上限電圧ＶＵＬから下限電圧ＶＬＬまで放電させることができる。その分、実効容量が確保しやすくなる。
【0024】
一般的な蓄電池システムにおいて最大容量を実測することは、さまざまな理由から困難である。例えば、実際の蓄電池システムは、余裕を持たせたり寿命を長くしたりするために、ＳＯＣが０％～１００％の範囲で使用してはいない。系統安定化など常時使用する蓄電池システムでは、フル充放電する期間を設けることが困難である。フル充放電するには１Ｃの充放電レートであれば２時間、０．２Ｃの充放電レートであれば１０時間と時間がかかる。複数の電池セルが直列に接続された蓄電池システムでは、アンバランス状態だと各電池セルをフル充放電することができないため、個々の電池セルの最大容量を実測することができない。
【0025】
以上のようなことから、実際の蓄電池システムでは、最大容量は以下の手法により表示されているが、それぞれ課題がある。例えば、稼働時間や充放電サイクル数などの条件に応じて統計処理的に減衰させる手法があるが、想定外の電池セルがあった場合に実際と一致しない。あらかじめマージンをもって最大容量を設定しておく手法があるが、電池セルが有効に使用されない。定期的にフル充放電を行い最大容量を実測して反映する手法が用いられることがあるが、蓄電池システムが利用できない場合がある。個々の電池セルのばらつきによる実行容量減少の要因は加味できない。
【0026】
加えて、蓄電池システムには、複数の電池セルのうちの一部の電池セルのデータだけを出力するものも少なくない。開示される技術によれば、一部の電池セルのデータから蓄電池システムを診断することができる。
【0027】
＜実施形態＞
図５は、実施形態に係る診断装置の概略構成の例を示す図である。先に、診断装置１の診断対象となる蓄電池システム９について説明し、その後、診断装置１について説明する。
図５は、実施形態に係る診断装置の概略構成の例を示す図である。先に、診断装置１の診断対象となる蓄電池システム９について説明し、その後、診断装置１について説明する。
【0028】
蓄電池システム９は、複数の電池セルＤＵＴと、電圧検出部９１と、電流検出部９２と、出力部９３とを含む。この例では、複数の電池セルＤＵＴは、直列に接続されている。蓄電池システム９は、組電池やＥＳＳ（エネルギーストレージシステム）等とも称される。
【0029】
電圧検出部９１は、複数の電池セルＤＵＴそれぞれの電池電圧Ｖを検出する。電圧検出部９１は、例えば図示しない電圧計等を含んで構成される。電流検出部９２は、電池セルＤＵＴの電池電流Ｉを検出する。各電池セルＤＵＴが直列に接続されているので、電池電流Ｉは各電池セルＤＵＴに共通の電流である。電流検出部９２は、例えば図示しない電流計等を含んで構成される。電圧検出部９１及び電流検出部９２の検出結果は、出力部９３に送られる。
【0030】
出力部９３は、複数の電池セルＤＵＴのうちの一部の電池セルＤＵＴのデータを出力する。例えば、出力部９３は、複数の電池セルＤＵＴのうち、最大電圧ＶＭＡＸの電池セルＤＵＴのデータ及び最小電圧ＶＭＩＮの電池セルＤＵＴのデータだけを出力する。他にも、予め指定された電池セルＤＵＴがある場合には、出力部９３は、その電池セルＤＵＴのデータも出力してよい。
【0031】
データは、例えば所定の周期で出力される。周期の例は、数秒、数十秒、数分等である。データの例は、電池セルＤＵＴの電池電圧Ｖ（最大電圧ＶＭＡＸ及び最小電圧ＶＭＩＮ等）、積算電流量、ＳＯＣ、セルＩＤ等である。積算電流量は、電流検出部９２によって検出された電池電流Ｉを積算することによって求められる。ＳＯＣは、種々の公知の手法を用いて求められる。セルＩＤは、電池セルＤＵＴを特定するための識別子（Identifier）である。
【0032】
診断装置１について説明する。診断装置１は、取得部２と、記憶部３と、データ補完部４と、診断部５と、出力部６とを含む。
【0033】
取得部２は、蓄電池システム９の出力部９３によって出力された電池セルＤＵＴのデータを取得する。出力部９３が一部の電池セルＤＵＴのデータだけを出力するので、取得部２は、一部の電池セルＤＵＴのデータだけを取得する。ここで、電池セルＤＵＴの特徴とデータ取得パターンとの間に関係性が存在し、従って、電池セルＤＵＴをデータ取得パターンごとに分類することができる。これについて、図６及び図７を参照して説明する。
【0034】
図６は、バランス状態での電池セルの分類の例を示す図である。電池セルＤＵＴは、分類１～分類７のいずれかに分類される。最小電圧ＶＭＩＮの電池セルＤＵＴとしてデータ取得される電池セルＤＵＴを、ＭＡＸセルと称する。最大電圧ＶＭＡＸの電池セルＤＵＴとしてデータ取得される電池セルＤＵＴを、ＭＩＮセルと称する。
【0035】
分類１の電池セルＤＵＴは、低ＳＯＣ状態でＭＩＮセルとしてデータ取得され、高ＳＯＣ状態でＭＡＸセルとしてデータ取得されることが多い。この電池セルＤＵＴは、最小容量の電池セルＤＵＴであり、容量劣化が最も進んでいる。ＱＶ曲線の広範囲に対応するデータが取得される。
【0036】
分類２の電池セルＤＵＴは、低ＳＯＣ状態でＭＡＸセルとしてデータ取得され、高ＳＯＣ状態でＭＩＮセルとしてデータ取得されることが多い。この電池セルＤＵＴは、最大容量の電池セルＤＵＴであり、容量劣化が最も進んでいない。ＱＶ曲線の広範囲に対応するデータが取得される。
【0037】
分類３の電池セルＤＵＴは、低ＳＯＣ状態でＭＡＸセルとしてデータ取得されることがある。分類４の電池セルＤＵＴは、高ＳＯＣ状態でＭＡＸセルとしてデータ取得されることがある。分類５の電池セルＤＵＴは、低ＳＯＣ状態でＭＩＮセルとしてデータ取得されることがある。分類６の電池セルＤＵＴは、高ＳＯＣ状態でＭＩＮセルとしてデータ取得されることがある。分類３～分類６の電池セルＤＵＴは、平均的な容量の電池セルＤＵＴではあるが、ＳＯＣが平均的なＳＯＣからシフトしている。分類３及び分類４の電池セルＤＵＴは、ＳＯＣが高くなる方向に（ＱＶ曲線が左側に）シフトしている。分類５及び分類６の電池セルＤＵＴは、ＳＯＣが低くなる方向に（ＱＶ曲線が右側に）シフトしている。
【0038】
分類７の電池セルＤＵＴは、データ取得されることがほとんどない。この電池セルＤＵＴは、平均的な容量の電池セルＤＵＴであり、ＳＯＣも分類３～分類６の電池セルＤＵＴほどはシフトしていない。
【0039】
図７は、アンバランス状態での電池セルの分類の例を示す図である。電池セルＤＵＴは、分類１１～分類１７のいずれかに分類される。
【0040】
分類１１の電池セルＤＵＴは、低ＳＯＣ状態及び高ＳＯＣ状態のいずれでもＭＡＸセルとしてデータ取得されることが多い。この電池セルＤＵＴは、ＳＯＣが大きくなる方向にシフトしている。
【0041】
分類１２の電池セルＤＵＴは、低ＳＯＣ状態及び高ＳＯＣ状態のいずれでもＭＩＮセルとしてデータ取得されることが多い。この電池セルＤＵＴは、ＳＯＣが小さくなる方向にシフトしている。
【0042】
分類１３の電池セルＤＵＴは、低ＳＯＣ状態でＭＡＸセルとしてデータ取得されることが多い。分類１４の電池セルＤＵＴは、高ＳＯＣ状態でＭＡＸセルとしてデータ取得されることが多い。分類１５の電池セルＤＵＴは、低ＳＯＣ状態でＭＩＮセルとしてデータ取得されることが多い。分類１６の電池セルＤＵＴは、高ＳＯＣ状態でＭＩＮセルとしてデータ取得されることが多い。分類１３の電池セルＤＵＴは、分類１１の電池セルＤＵＴよりも容量が大きい電池セルＤＵＴであり、ＳＯＣが高くなる方向にシフトしている。分類１４の電池セルＤＵＴは、分類１１の電池セルＤＵＴよりも容量が小さい電池セルＤＵＴであり、ＳＯＣが高くなる方向にシフトしている。分類１５の電池セルＤＵＴは、分類１２の電池セルＤＵＴよりも容量が小さい電池セルＤＵＴであり、ＳＯＣが低くなる方向にシフトしている。分類１６の電池セルＤＵＴは、分類１２の電池セルＤＵＴよりも容量が大きい電池セルＤＵＴであり、ＳＯＣが低くなる方向にシフトしている。
【0043】
分類１７の電池セルＤＵＴは、データ取得されることがほとんどない。この電池セルＤＵＴは、平均的な容量の電池セルＤＵＴであり、ＳＯＣも分類１３～分類１６の電池セルＤＵＴほどはシフトしていない。
【0044】
以上で説明したように、容量及びＳＯＣシフトに関して平均的な電池セルＤＵＴとは異なる特徴を有する電池セルＤＵＴは、低ＳＯＣ状態及び高ＳＯＣ状態の少なくとも一方で、ＭＡＸセル又はＭＩＮセルとしてデータ取得されることが多い。蓄電池システム９の診断においては、それらの電池セルＤＵＴの監視（データ取得）や診断が重要になる。逆に、平均的な電池セルＤＵＴ（分類７や分類１７）の監視や診断の必要性は低い。すなわち、取得部２（図５）によって取得された一部の電池セルＤＵＴのデータがあれば、蓄電池システム９の診断が可能である。
【0045】
図５に戻り、記憶部３は、診断装置１において実行される処理に必要な種々の情報を記憶する。記憶される情報として、取得データ３１、頻度データ３２、参照データ３３及び診断プログラム３４が例示される。
【0046】
取得データ３１は、取得部２によって取得されたデータである。取得データ３１は、蓄電池システム９の運用開始後、すなわちオペレーション中に取得されたデータであり、一部の電池セルＤＵＴのＱＶ曲線の少なくとも一部に対応するデータである。
【0047】
図８及び図９は、取得データの例を示す図である。図８には、分類１３の電池セルＤＵＴ（セルＩＤ＝ｘｘｘとして模式的に図示）のデータが示される。低ＳＯＣ状態で多くのデータが取得される。図９には、分類１４の電池セルＤＵＴ（セルＩＤ＝ｙｙｙとして模式的に図示）のデータが示される。高ＳＯＣ状態で多くのデータが取得される。他の分類についても、先に図６及び図７を参照して説明したようにデータ取得される。
【0048】
図５に戻り、頻度データ３２は、電池セルＤＵＴごとのデータ取得頻度を示す。例えば、取得部２によって電池セルＤＵＴごとのデータ取得回数がカウントされる。カウント結果が、頻度データ３２として記憶部３に記憶される。
【0049】
図１０及び図１１は、頻度データの例を示す図である。電池セルＤＵＴの数は数百に及ぶ（数百種類のデータＩＤが存在する）。図１０には、１回の充電動作におけるＭＡＸセルのデータ取得頻度（取得回数）が例示される。図１１には、１回の充電動作におけるＭＩＮセルのデータ取得頻度が例示される。
【0050】
理解されるように、大半の電池セルＤＵＴは、１度もデータ取得されない。それらの電池セルＤＵＴは、主に分類７や分類１７に分類される平均的な電池セルＤＵＴであり、管理の必要性は低い。１度以上データ取得された電池セルＤＵＴであっても、そのデータ取得頻度が低ければ、依然として管理の必要性は低い。一方で、データ取得頻度がある程度高い電池セルＤＵＴは、分類１～６や分類１１～１６の電池セルＤＵＴであり、管理対象となり得る。これらの管理対象となり得るデータだけが選択され、蓄電池システム９の診断に用いられてもよい。データ選択には、閾値判断が用いられてよい。データ取得頻度が閾値以上の電池セルＤＵＴのデータが選択される。図１０及び図１１のグラフには、閾値の例として、閾値＝５００の線が示される。
【0051】
図５に戻り、参照データ３３は、電池セルＤＵＴの容量劣化の基準となる（比較対象となる）データであり、例えばＱＶ曲線に対応するデータを含む。参照データ３３は、容量劣化が進む前の電池セルＤＵＴの実測値に基づくデータであってよい。例えば、蓄電池システム９の運用開始時に、所定の充放電レートで蓄電池システム９をフル充放電（ＳＯＣ＝０％～１００％で充放電）させる。その間に取得部２によって取得されたデータのうちの特定の電池セルＤＵＴ、例えば分類１や分離２の電池セルＤＵＴのデータが、参照データ３３として記憶部３に記憶される。なお、データの一部が欠損しており、補完が必要になる場合には、後述のデータ補完部４によって補完される。
【0052】
診断プログラム３４は、診断装置１の処理、例えば取得部２、後述の診断部５や出力部６による処理（取得処理、診断処理、出力処理等）をコンピュータに実行させるプログラムである。診断装置１の少なくとも一部の機能は、例えば、汎用のコンピュータを診断プログラム３４に従って動作させることによって実現される。コンピュータは、例えば、バス等で相互に接続される通信装置、表示装置、記憶装置、メモリ及びプロセッサ等を含んで構成される。プロセッサが、診断プログラム３４を記憶装置等から読み出してメモリに展開することで、コンピュータを、診断装置１として機能させる。なお、診断プログラム３４は、インターネットなどのネットワークを介して配布されてもよい。診断プログラム３４は、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ（Magneto－Optical disk）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。なお、当然ながら、汎用のコンピュータではなく、診断プログラム３４に従って動作する専用のハードウェアが用いられてもよい。
【0053】
取得部２によって取得された測定データ（取得データ３１及び参照データ３３）は、データ補完部４による補完や診断部５による診断に用いられる。一実施形態において、取得部２によって測定データが取得された測定データのうち、特定の電池セルＤＵＴの測定データだけが選択され用いられてよい。データ選択には、先に説明した閾値判断が用いられてよい。例えば、データ補完部４は、データ取得頻度が閾値以上の電池セルＤＵＴのデータを補完する。診断部５は、データ取得頻度が閾値以上の電池セルＤＵＴのデータに基づいて、蓄電池システム９を診断する。
【0054】
データ補完部４は、後述の診断部５（の算出部５２の容量算出部５２２）での算出に用いることのできるＱＶ曲線が得られるように、取得データ３１に含まれる１つの電池セルＤＵＴの測定データを補完する。補完の手法はとくに限定されないが、直線補間、多次式による補完等が用いられてよい。取得データ３１に含まれる１つの電池セルの測定データが、取得データ３１に含まれる他の電池セルのデータを用いて補完されてもよい。測定データの欠損部分ごとに異なる補完手法が用いられてもよい。
【0055】
図１２は、取得データの補完の例を示す図である。或る電池セルＤＵＴ（セルＩＤ＝ｚｚｚとして模式的に図示）のデータが示される。ＱＶ曲線に対応するデータの一部、この例では、積算電流量＝Ｘ１Ａｈ付近、積算電流量＝Ｘ２Ａｈ付近、及び積算電流量＝Ｘ３Ａ付近のデータが欠損している。ノイズ等の影響によって、ほぼ同電圧の他の電池セルＤＵＴが、ＭＡＸセルやＭＩＮセルとしてデータ取得されたことが理由と考えられる。欠損している部分を他の電池セルＤＵＴに置き換えることで補完可能である。積算電流量＝Ｘ４Ａｈ付近にも欠損があるが、その前後の測定データが得られているので、直線補間や、その周辺の測定データで生成した多項式等による補間が用いられてもよい。
【0056】
他の電池セルＤＵＴに置き換える補完についてさらに述べる。例えば、先に図６を参照して説明した分類３及び分類６の一方の分類の電池セルＤＵＴのデータが、他方の分類の電池セルＤＵＴのデータで補完されてよい。これらの電池セルＤＵＴは互いに同程度の容量を有すると考えられるため、適切な補完が可能である。分類４及び分類５の一方の分類の電池セルＤＵＴが、他方の電池セルＤＵＴのデータで補完されてもよい。これらの電池セルＤＵＴも互いに同程度の容量を有すると考えられるため、適切な補完が可能である。
【0057】
図５に戻り、また、データ補完部４は、参照データ３３の一部（ＱＶ曲線の一部）が欠損している場合には、参照データ３３も補完する。補完手法は上述と同様であってよい。なお、データ補完部４によって補完された参照データ３３も、単に参照データ３３と称する。
【0058】
診断部５は、取得部２によって取得されたデータ、すなわち取得データ３１や参照データ３３に基づいて、蓄電池システム９を診断する。
【0059】
図１３は、診断部の概略構成の例を示す図である。診断部５は、バランス判断部５１と、算出部５２とを含む。
【0060】
バランス判断部５１は、取得データ３１に基づいて、蓄電池システム９のセルバランスが、バランス状態及びアンバランス状態のいずれであるのかを判断する。例えば、低ＳＯＣ状態でＭＩＮセルとしてデータ取得された電池セルＤＵＴと、高ＳＯＣ状態でＭＡＸセルとしてデータ取得された電池セルＤＵＴとの同異に基づく判断が行われる。その場合、バランス判断部５１は、低ＳＯＣ状態でＭＩＮセルとしてデータ取得されることが多く、且つ、高ＳＯＣ状態でＭＩＮセルとしてデータ取得されることが多い電池セルＤＵＴ（分類１の電池セルＤＵＴ）が存在する場合に、バランス状態であると判断してよい。そのような電池セルＤＵＴが存在しない場合、バランス判断部５１は、アンバランス状態であると判断してよい。
【0061】
算出部５２は、蓄電池システム９のセルバランスや容量に関する値を算出する。算出部５２は、アンバランス量算出部５２１と、容量算出部５２２とを含む。
【0062】
アンバランス量算出部５２１は、その名のとおり、アンバランス量を算出する。アンバランス量は、アンバランス状態における複数の電池セルＤＵＴ間の積算電流量のずれを示す指標である。
【0063】
図１４は、アンバランス量の例を示す図である。アンバランス量を、アンバランス量ＵＢと称し図示する。同電圧でみたときに、グラフ線Ｃ５に示される電池セルＤＵＴの積算電流量と、グラフ線Ｃ６に示される電池セルＤＵＴの積算電流量とが異なっている。アンバランス量ＵＢは、同電圧の電池セルＤＵＴどうしの積算電流量の差として算出される。この例では、２つの電池セルＤＵＴからアンバランス量ＵＢが算出されるが、３つ以上の電池セルＤＵＴ間の任意のアンバランス量ＵＢが算出されてよい。また、異なる複数の電圧それぞれでのアンバランス量ＵＢが算出されてもよい。アンバランス量ＵＢの大きさから、複数の電池セルＤＵＴ間の容量ずれの相対的な大きさが把握される。アンバランス量ＵＢの符号（正負）から、複数の電池セルＤＵＴ間の容量ずれの方向が把握される。
【0064】
図１３に戻り、容量算出部５２２は、電池セルＤＵＴの容量に関する値を算出する。一実施形態において、容量算出部５２２は、取得データ３１から得られるＱＶ曲線と、参照データ３３から得られるＱＶ曲線との比較結果に基づいて、電池セルＤＵＴの容量に関する値を算出する。取得データ３１から得られるＱＶ曲線を、「測定ＱＶ曲線」とも称する。測定ＱＶ曲線は、容量劣化後のＱＶ曲線ともいえる。参照データ３３から得られるＱＶ曲線を、「参照ＱＶ曲線」とも称する。参照ＱＶ曲線は、容量劣化前のＱＶ曲線ともいえる。
【0065】
図１５は、容量算出部の概略構成の例を示す図である。容量算出部５２２は、機能ブロックとして、第１算出部５２２ａと、第２算出部５２２ｂと、最大容量算出部５２２ｃとを含む。具体的な算出手法について、図１６及び図１７を参照して説明する。
【0066】
図１６は、参照ＱＶ曲線及び測定ＱＶ曲線の例を示す図である。グラフ線Ｃｒｅｆは、参照ＱＶ曲線を示す。グラフ線ＣＤＵＴは、測定ＱＶ曲線を示す。下限電圧ＶＬＬは例えば約２．８Ｖであり、上限電圧ＶＵＬは例えば約４．２Ｖである。グラフ線Ｃｒｅｆとグラフ線ＣＤＵＴとを比較すると、電池セルＤＵＴの容量劣化の要因は、２つに分けて説明することができる。
【0067】
第１の要因は、電池電圧Ｖの大きさの変化（縦軸方向における電池電圧Ｖのシフト）である。電池電圧Ｖが大きくなることで、上限電圧ＶＵＬへの到達が早まり、最大容量が減少する。例えばリチウムイオン電池であれば、電池セルの充放電動作及び充電状態での放置によるＬｉの負極内での固定化等に由来する劣化によって発生する正極電位と負極電位の初期設計値からのズレが、電池電圧Ｖのシフトとして現れる。
【0068】
第２の要因は、電池電圧Ｖの傾きの変化である。傾きが大きくなることで、上限電圧ＶＵＬへの到達が早まり、最大容量が減少する。活物質固定化等による失活要因の容量減少が、電池電圧Ｖの傾き変化として現れる。図１６にも表れるように、三元系等複数の容量保持電位をもった材料を複合的に使った電池セルの場合は、積算電流量の増加に伴い電池電圧Ｖは比較的単調に増加する。このような特性の電池セルが失活や電極構造の部分的破壊による容量劣化した際、積算電流量に対する電池電圧Ｖの増加の程度すなわち傾きが大きくなる。少しの積算電流量でも電池電圧Ｖが大きく変化するようになる
【0069】
第１算出部５２２ａは、上述の第１の要因（正負極電位ズレ）、すなわち測定ＱＶ曲線（グラフ線ＣＤＵＴ）及び参照ＱＶ曲線（グラフ線Ｃｒｅｆ）の電圧差に起因する容量の劣化量を算出する。この容量の劣化量を、「容量劣化量ΔＱ」と称する。電圧差を、「電圧差ΔＶ」と称する。例えば、第１算出部５２２ａは、測定ＱＶ曲線及び参照ＱＶ曲線それぞれの微分曲線の特徴点の電圧どうしの差を、電圧差ΔＶとして算出する。
【0070】
図１７は、微分曲線の例を示す図である。グラフ線Ｃｒｅｆ及びグラフ線ＣＤＵＴは、図１６のグラフ線Ｃｒｅｆ及びグラフ線ＣＤＵＴの微分曲線に対応する。この例では、２つの微分曲線において最初に出現する極大値の電圧どうしの差が、電圧差ΔＶとして算出される。なお、極大値は、最大値を含む意味に解されてよい。
【0071】
第１算出部５２２ａは、ＱＶ曲線の傾き、より具体的には電池電圧Ｖに対する積算電流量の傾き（ｄＱ／ｄＶ）に、電圧差ΔＶを乗算することによって、電圧差ΔＶに起因する容量劣化量ΔＱを算出する。例えば下記の式（１）が用いられる。ここでの乗算に用いられる傾き（ｄＱ／ｄＶ）は、電池電圧Ｖが特徴点の電圧以上の電圧での傾きであってよい。上限電圧ＶＵＬ付近の領域での傾きが用いられてよく、例えば上限電圧ＶＵＬが４．２Ｖ、電圧差ΔＶが０．０５Ｖであれば、４．１５Ｖ～４．２Ｖの間の平均の傾きが用いられてよい。
【数1】
【0072】
第２算出部５２２ｂは、上述の第２の要因（失活）、すなわち参照ＱＶ曲線の傾きに対する測定ＱＶ曲線の傾きの変化に起因する容量劣化後の最大容量を算出する。ここでの最大容量は、第２の要因のみを考慮した仮の最大容量であるので、「仮最大容量ＱＤＵＴ」と称する。
【0073】
具体的に、再び図１６を参照すると、第２算出部５２２ｂは、参照ＱＶ曲線（グラフ線Ｃｒｅｆ）及び測定ＱＶ曲線（グラフ線ＣＤＵＴ）それぞれについて、積算電流量に対する電池電圧Ｖの傾き（ｄＶ／ｄＱ）を算出する。ここで算出される傾きは、電池電圧Ｖが特徴点の電圧以上の電圧での傾きであってよい。ＳＯＣが比較的高い電圧範囲（例えば約３．８Ｖ～約４．０Ｖ）での傾き（ｄＶ／ｄＱ）が算出されてよい。これは、例えば負極がグラファイトの場合、高ＳＯＣ状態側に負極の容量保持能力に優れた領域（ステージ１、ステージ２等とも呼ばれる領域）が寄与し、高ＳＯＣ状態側の劣化では正極活物質の失活が見えやすくなると考えられるからである。
【0074】
図１６において、算出された参照ＱＶ曲線（グラフ線Ｃｒｅｆ）の傾きを有する直線が、（ｄＶ／ｄＱ）ｒｅｆとして破線で示される。算出された測定ＱＶ曲線（グラフ線ＣＤＵＴ）の傾きを有する直線が、（ｄＶ／ｄＱ）ＤＵＴとして破線で示される。
【0075】
第２算出部５２２ｂは、算出した測定ＱＶ曲線の傾きと参照ＱＶ曲線の傾きとの比率に、参照最大容量Ｑｒｅｆを乗算することによって、仮最大容量ＱＤＵＴを算出する。例えば下記の式（２）が用いられる。参照最大容量Ｑｒｅｆは、参照ＱＶ曲線から得られる最大容量であり、劣化前の電池セルＤＵＴの最大容量に相当する。
【数2】
【0076】
最大容量算出部５２２ｃは、第２算出部５２２ｂによって算出された仮最大容量ＱＤＵＴから、第１算出部５２２ａによって算出された容量劣化量ΔＱを減算することによって、電池セルＤＵＴの最大容量ＱＤＵＴＭＡＸを算出する。例えば下記の式（３）が用いられる。こうして算出された最大容量ＱＤＵＴＭＡＸは、上述の第１の要因（正負極電位ズレ）及び第２の要因（失活）の両方の要因が考慮された最大容量である。
【数3】
【0077】
第１算出部５２２ａ、第２算出部５２２ｂ及び最大容量算出部５２２ｃによる算出に必要な取得データ３１は、電池セルＤＵＴのＱＶ曲線の一部のデータで足りる。上記の例では、特徴点付近の電圧範囲（例えば３．４Ｖ～３．６Ｖ等）、及び、上限電圧ＶＵＬ付近の電圧範囲（例えば４．１５Ｖ～４．２Ｖ等）の測定データがあれば、容量劣化量ΔＱ、仮最大容量ＱＤＵＴ及び最大容量ＱＤＵＴＭＡＸが算出可能である。それらの範囲以外の測定を行わないことで、診断時間を短くすることができる。
【0078】
【0079】
図１８は、別の種類の電池セルの参照ＱＶ曲線及び測定ＱＶ曲線の例を示す図である。図１９は、微分曲線の例を示す図である。上限電圧ＶＵＬ付近すなわち充電末期で電池電圧Ｖが大きく上昇する。この場合でも、これまで説明した手法と同様に、電池電圧Ｖに対する積算電流量の傾き（ｄＱ／ｄＶ）に電圧差ΔＶを乗算することによって容量劣化量ΔＱを算出することができる。測定ＱＶ曲線の傾き（ｄＶ／ｄＱ）ＤＵＴと参照ＱＶ曲線の傾き（ｄＶ／ｄＱ）ｒｅｆとの比率に、参照最大容量Ｑｒｅｆを乗算することによって、仮最大容量ＱＤＵＴを算出することができる。最大容量ＱＤＵＴＭＡＸを算出することもできる。
【0080】
なお、上記では、微分曲線が、積算電流量を電池電圧Ｖで微分した曲線（ｄＱ／ｄＶ）である例について説明した。ただし、先にも述べたように、微分曲線は、電池電圧Ｖを積算電流量で微分した曲線（ｄＶ／ｄＱ）であってもよい。
【0081】
図２０は、微分曲線の別の例を示す図である。例示される微分曲線は、電池電圧Ｖを積算電流量で微分した曲線（ｄＶ／ｄＱ）である。容量劣化の進行状態の異なる５通りの微分曲線が、グラフ線Ｃ１１～グラフ線Ｃ１５として例示される。グラフ線Ｃ１１～グラフ線Ｃ１５の順に、電池セルの容量劣化が進んでいる。このような微分曲線にも特徴点（例えば最初に出現する極大値）が存在する。従って、電圧差ΔＶを算出することができる。
【0082】
上記の容量算出部５２２による算出手法とは別の算出手法について、図２１及び図２２を参照して説明する。図２１は、容量算出部の概略構成の別の例を示す図である。例示される容量算出部５２２Ａは、電池セルＤＵＴのＱＶ曲線を近似する関数モデルを用いて、電池セルＤＵＴの容量に関する値を算出する。そのための機能ブロックとして、容量算出部５２２Ａは、関数モデル生成部５２２ｄと、フィッティング部５２２ｅと、最大容量算出部５２２ｆとを含む。
【0083】
図２２は、別の算出手法を説明するための図である。図２２の（Ａ）に示されるように、関数モデル生成部５２２ｄは、参照ＱＶ曲線にフィッティングされた関数モデルＶｒｅｆを生成する。関数モデルＶｒｅｆは、参照ＱＶ曲線の一部を近似する関数モデルあってよい。この例では、関数モデルＶｒｅｆは、参照ＱＶ曲線のうち、矢印ＡＲ１で示される線形領域及び矢印ＡＲ２で示される非線形領域に対応する部分を近似する。なお、近似範囲外の領域のグラフ線は一点鎖線で示される。線形領域は、電池電圧Ｖが積算電流量に対して概ね線形に変化する領域であり、特徴点の電圧以上の電圧の領域であってよい。非線形領域は、電池電圧Ｖが積算電流量に対して非線形に変化する領域であり、線形領域よりも高電圧側（高ＳＯＣ状態側）の領域である。線形領域と非線形領域の境界の電池電圧Ｖを、閾値電圧Ｖｒｅｆ＿ｔｈと称し図示する。関数モデルＶｒｅｆは、特徴点の電圧（閾値電圧Ｖｒｅｆ＿ｔｈ）以上の電圧での関数モデルともいえる。
【0084】
例示される関数モデルＶｒｅｆは、線形領域ではＶｒｅｆ＝ｆｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）となり、非線形領域ではＶｒｅｆ＝ｆｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）＋ｇｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）となるように定められる。Ｉｒｅｆは、図２２の（Ａ）のグラフにおける積算電流量である。関数ｆｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）は、例えば、積算電流量Ｉｒｅｆを変数とする１次関数である。関数ｇｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）は、例えば、積算電流量Ｉｒｅｆを変数とする指数関数や多次関数である。関数ｆｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）及び関数ｇｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）のパラメータ（係数等）は、参照ＱＶ曲線（グラフ線Ｃｒｅｆ）の対応する部分を近似するように調整される。近似調整には、最小二乗法等の一般的な手法が用いられてよい。
【0085】
フィッティング部５２２ｅは、関数モデル生成部５２２ｄによって生成された関数モデルＶｒｅｆを、取得データ３１にフィットさせる。関数モデルＶｒｅｆのパラメータが、取得データ３１を近似するように調整される。図２２の（Ｂ）及び（Ｃ）において、フィッティング後の関数モデルＶｒｅｆが、関数モデルＶＤＵＴとして示される。関数モデルＶＤＵＴは、電池セルＤＵＴのＱＶ曲線を近似する関数モデルである。なお、近似範囲外の領域のグラフ線は一点鎖線で示される。図２２の（Ｂ）のグラフは、図２２の（Ａ）のグラフとの横軸の関係を把握しやすい位置に描かれている。図２２の（Ｃ）のグラフは、図２２の（Ａ）のグラフとの縦軸の関係を把握し易い位置に描かれている。関数モデルＶＤＵＴにおける線形領域と非線形領域の境界の電池電圧Ｖを、閾値電圧ＶＤＵＴ＿ｔｈと称し図示する。関数モデルＶＤＵＴは、閾値電圧ＶＤＵＴ＿ｔｈ以上の電圧での関数モデルともいえる。
【0086】
この例では、関数モデルＶＤＵＴは、関数ｆＤＵＴ（ＩＤＵＴ）及び関数ｇＤＵＴ（ＩＤＵＴ）を用いて表される。ＩＤＵＴは、図２２の（Ｂ）及び（Ｃ）のグラフにおける積算電流量である。関数ｆＤＵＴ（ＩＤＵＴ）は、上述の関数ｆｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）のパラメータを調整した関数である。関数ｇＤＵＴ（ＩＤＵＴ）は、上述の関数ｇｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）のパラメータを調整した関数である。
【0087】
フィッティング部５２２ｅによるフィッティングに必要な測定データ４２は、電池セルＤＵＴのＱＶ曲線の一部のデータで足りる。図２２の（Ｂ）には、必要な取得データ３１の範囲として、範囲Ｒ１及び範囲Ｒ２が例示される。範囲Ｒ１は、特徴点及びその周辺を含む範囲である。範囲Ｒ２は、線形領域と非線形領域との境界及びその周辺を含む範囲である。これら範囲Ｒ１及び範囲Ｒ２の測定データがあれば、線形領域及び非線形領域に対応する関数ｆＤＵＴ（ＩＣ）及び関数ｇＤＵＴ（ＩＣ）をフィッティングさせることが可能である。
【0088】
最大容量算出部５２２ｆは、フィッティング部５２２ｅによるフィッティング後の関数モデルＶｒｅｆすなわち関数モデルＶＤＵＴを用いて、電池セルＤＵＴの最大容量ＱＤＵＴＭＡＸを算出する。関数モデルＶＤＵＴに示される電池電圧Ｖが上限電圧ＶＵＬとなる積算電流量ＩＣが、求めたい最大容量となり得る。ただし、図２２の（Ａ）及び（Ｃ）から理解されるように、関数モデルＶｒｅｆの横軸と、関数モデルＶＤＵＴの横軸とが一致していない。この横軸のずれを補正することで（横軸を揃えることで）、最大容量ＱＤＵＴＭＡＸを算出することができる。
【0089】
ここで、低ＳＯＣ状態の領域の特徴点での残存容量（Ａｈ）は、充電時は電池エネルギー吸収に伴う最初に起こる反応であるため、容量劣化が進む前の電池セルと進んだ後の電池セルとで同量であると近似（仮定）する。この場合、関数モデルＶＤＵＴの微分曲線の特徴点の位置を、関数モデルＶｒｅｆの微分曲線の特徴点の位置に揃えればよい。
【0090】
関数モデルＶｒｅｆの特徴点での積算電流量を、積算電流量Ｉ１と称し図示する。積算電流量Ｉ１は、例えば参照データ４１のうちの範囲Ｒ１の測定データから算出された微分曲線（ｄＱ／ｄＶ）の特徴点の電圧に対応する積算電流量として算出される。関数モデルＶＤＵＴの特徴点での積算電流量を、積算電流量Ｉ２と称し図示する。積算電流量Ｉ２は、例えば取得データ３１のうちの範囲Ｒ１の測定データから算出された微分曲線（ｄＱ／ｄＶ）の特徴点の電圧に対応する積算電流量として算出される。関数モデルＶｒｅｆの横軸と関数モデルＶＤＵＴの横軸の差をΔＩとすると、ΔＩ＝Ｉ２－Ｉ１となる。関数モデルＶＤＵＴにおける積算電流量ＩＤＵＴからΔＩを減算することにより、横軸を補正することができる。
【0091】
最大容量算出部５２２ｆによる算出は、関数モデルＶｒｅｆ及び関数モデルＶＤＵＴそれぞれの微分曲線の特徴点の位置が揃うように補正することを含む。具体的に、最大容量算出部５２２ｆは、非線形領域での関数モデルＶＤＵＴすなわちｆＤＵＴ（ＩＤＵＴ）＋ｇＤＵＴ（ＩＤＵＴ）が上限電圧ＶＵＬと等しくなる積算電流量ＩＤＵＴを算出し、さらに、ΔＩで補正した値（ＩＤＵＴ－ΔＩ）を、最大容量ＱＤＵＴＭＡＸとして算出する。これにより、横軸のずれを考慮した適切な最大容量が算出される。
【0092】
最大容量算出部５２２ｆは、最大容量ＱＤＵＴＭＡＸ限らず、関数モデルＶＤＵＴやこれの微分曲線を用いて、容量に関するさまざまな値を算出してよい。例えば、図２２の（Ｃ）に示されるように電圧差ΔＶを算出できるので、第１の要因（正負極の電位ズレ）に起因する容量劣化量ΔＱが算出できる。第２の要因（失活）に起因する容量劣化後の仮最大容量ＱＤＵＴも算出できる。
【0093】
図５に戻り、診断部５は、蓄電池システム９の実効容量を算出したり、電池セルＤＵＴの交換等のメンテナンスの要否を判断したりする機能を有してもよい。実効容量は、例えば、低ＳＯＣ状態でＭＩＮセルとしてデータ取得された電池セルＤＵＴの下限電圧ＶＬＬでの積算電流量と、高ＳＯＣ状態でＭＡＸセルとしてデータ取得された電池セルの上限電圧ＶＵＬでの積算電流量との差として算出される。メンテナンスの要否は、これまで説明した診断結果に基づいて判断されてよい。例えば、アンバランス状態の場合、アンバランス量ＵＢが所定のアンバランス量よりも大きい場合、最大容量ＱＤＵＴＭＡＸが所定の容量未満の場合等に、メンテナンスが必要であると判断されてよい。
【0094】
出力部６は、診断部５の診断結果を、蓄電池システム９の診断結果として出力する。出力の例は、ユーザへの提示（表示等）、図示しない外部サーバ装置へのデータ送信等である。例えば、出力部６は、バランス判断部５１の判断結果、すなわち蓄電池システム９のセルバランスがバランス状態及びアンバランス状態のいずれであるのかを示す状態を出力する。出力部６は、算出部５２のアンバランス量算出部５２１によって算出されたアンバランス量ＵＢを出力する。出力部６は、容量算出部５２２の算出結果、例えば最大容量算出部５２２ｃや最大容量算出部５２２ｆによって算出された電池セルＤＵＴの最大容量ＱＤＵＴＭＡＸを出力する。その電池セルＤＵＴの分類に関する情報が一緒に出力されてもよい。例えば、分類１の電池セルＤＵＴであれば、最小容量の電池セルＤＵＴであり容量劣化が最も進んでいる旨とともに、その最大容量ＱＤＵＴが出力される。分類２の電池セルＤＵＴであれば、最大容量の電池セルＤＵＴであり容量劣化が最も進んでいない旨とともに、その最大容量ＱＤＵＴが出力される。他の分類に関する情報についても、先に説明したとおりである。参照最大容量Ｑｒｅｆからの減少量（Ｑｒｅｆ－ＱＤＵＴＭＡＸ）が出力されてもよい。診断終了時の電池セルＤＵＴの電池電圧Ｖから算出される残存容量が出力されてもよい。
【0095】
出力部６は、第１算出部５２２ａによって算出された容量劣化量ΔＱや、第２算出部５２２ｂによって算出された仮最大容量ＱＤＵＴを出力してもよい。容量劣化量ΔＱは、第１の要因（正負極電位ずれ）に起因する容量劣化量である旨とともに表示等されてよい。仮最大容量ＱＤＵＴは、第２の要因（失活）に起因する容量劣化だけを考慮した仮の容量劣化量である旨とともに表示されてよい。劣化要因の把握に資することができる。出力部６は、診断部５によって算出された蓄電池システム９の実効容量や、電池セルＤＵＴの交換等のメンテナンスの要否等を出力してもよい。
【0096】
例えば以上のようにして、蓄電池システム９を診断することができる。
【0097】
以上、開示される技術のいくつかの実施形態について説明した。開示される技術は、上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、診断部５（図５及び図１３）が、バランス判断部５１、アンバランス量算出部５２１及び容量算出部５２２の３つの機能ブロックを含む例について説明した。ただし、これらの機能ブロックのすべてが診断部５に含まれる必要はない。例えば、診断部５は、バランス判断部５１、アンバランス量算出部５２１及び容量算出部５２２の少なくとも１つを含むだけでもよい。バランス判断部５１によってバランス状態及びアンバランス状態を判断するだけでも、蓄電池システム９の診断につながる。アンバランス量算出部５２１によってアンバランス量ＵＢを算出するだけでも、蓄電池システム９の診断につながる。容量算出部５２２によって電池セルＤＵＴの容量に関する値を算出するだけでも、蓄電池システム９の診断につながる。
【0098】
上記実施形態では、容量算出部５２２（図１３及び図１５）が、第１算出部５２２ａ、第２算出部５２２ｂ及び最大容量算出部５２２ｃの３つの機能ブロックを含む例について説明した。ただし、これらの機能ブロックのすべてが容量算出部５２２に含まれる必要はない。例えば、容量算出部５２２は、第１算出部５２２ａ及び第２算出部５２２ｂの少なくとも一方を含むだけでもよい。第１算出部５２２ａによって容量劣化量ΔＱを算出するだけでも、蓄電池システム９の診断につながる。第２算出部５２２ｂによって仮最大容量ＱＤＵＴを算出するだけでも、蓄電池システム９の診断につながる。
【0099】
上記では、主に、診断装置１等の装置の形態、また、診断プログラム４３等のプログラムの側面から実施形態を説明した。ただし、装置やプログラムによって実現される各種の処理すなわち診断方法も、実施形態の１つである。
【0100】
以上で説明した技術は、例えば次のように特定される。開示される技術の１つは、診断装置である。図５～図１３等を参照して説明したように、診断装置１は、取得部２と、診断部５と、を備える。取得部２は、蓄電池システム９を構成する複数の電池セルＤＵＴのうちの一部の電池セルＤＵＴのデータ（電圧及び積算電流量を含むデータ）だけを取得する。診断部５は、取得部２によって取得された一部の電池セルＤＵＴのデータに基づいて、蓄電池システム９を診断する。一部の電池セルＤＵＴは、低ＳＯＣ状態でＭＩＮセル（最小電圧の電池セルＤＵＴ）としてデータ取得された電池セルＤＵＴと、低ＳＯＣ状態でＭＡＸセル（最大電圧の電池セルＤＵＴ）としてデータ取得された電池セルＤＵＴと、高ＳＯＣ状態でＭＩＮセルとしてデータ取得された電池セルＤＵＴと、高ＳＯＣ状態でＭＡＸセルとしてデータ取得された電池セルＤＵＴと、を含む。診断部５は、バランス判断部５１、アンバランス量算出部５２１、及び、容量算出部５２２の少なくとも１つを含む。バランス判断部５１は、複数の電池セルＤＵＴがバランス状態及びアンバランス状態のいずれであるかを判断する。アンバランス量算出部５２１は、電池セルＤＵＴ間の容量のアンバランス量ＵＢを算出する。容量算出部５２２は、電池セルＤＵＴの容量に関する値を算出する。
【0101】
上記の診断装置１によれば、一部の電池セルＤＵＴのデータ、より具体的には、低ＳＯＣ状態でＭＩＮセルとしてデータ取得された電池セルＤＵＴのデータ、低ＳＯＣ状態でＭＡＸセルとしてデータ取得された電池セルＤＵＴのデータ、高ＳＯＣ状態でＭＩＮセルとしてデータ取得された電池セルＤＵＴ、及び高ＳＯＣ状態でＭＡＸセルとしてデータ取得された電池セルＤＵＴのデータが取得される。先に図６及び図７等を参照して説明したように、このような一部の電池セルＤＵＴは、蓄電池システム９の診断の観点から管理（データ取得）の必要性が高い。診断装置１では、管理の必要性の高いそれらの電池セルＤＵＴのデータに基づいて、バランス判断、アンバランス量ＵＢの算出、容量に関する値の算出等が行われる。このようにして、一部の電池セルＤＵＴのデータから蓄電池システム９を診断することができる。
【0102】
図６、図７及び図１３等を参照して説明したように、バランス判断部５１は、低ＳＯＣ状態でＭＩＮセルとしてデータ取得された電池セルＤＵＴと、高ＳＯＣ状態でＭＡＸセルとしてデータ取得された電池セルＤＵＴとの同異に基づいて、複数の電池セルＤＵＴがバランス状態及びアンバランス状態のいずれであるかを判断してよい。例えばこのようにして、一部の電池セルＤＵＴのデータからセルバランスを判断することができる。
【0103】
図１３及び図１４等を参照して説明したように、アンバランス量算出部５２１は、同電圧での電池セルＤＵＴどうしの積算電流量の差を、アンバランス量ＵＢとして算出してよい。例えばこのようにして、一部の電池セルＤＵＴのデータからアンバランス量ＵＢを算出することができる。
【0104】
図５、図１０及び図１１等を参照して説明したように、診断部５は、一部の電池セルＤＵＴのうち、取得部２によるデータ取得頻度が所定の閾値以上の電池セルＤＵＴのデータに基づいて、蓄電池システム９を診断してよい。管理の必要性の高い電池セルＤＵＴのデータだけを用いたより的確な診断が可能になる。
【0105】
図５、図１２及び図１５～図２２等を参照して説明したように、容量算出部５２２（又は容量算出部５２２Ａ）は、一部の電池セルＤＵＴのデータから得られる電圧及び積算電流量の関係を示す測定ＱＶ曲線と、参照ＱＶ曲線との比較結果に基づいて、電池セルＤＵＴの容量に関する値を算出し、診断装置１は、測定ＱＶ曲線及び参照ＱＶ曲線の少なくとも一方が得られるように、取得部２によって取得された特定の電池セルＤＵＴの測定データを補完するデータ補完部４を備えてよい。その場合、データ補完部４は、特定の電池セルＤＵＴとは異なる他の電池セルＤＵＴのデータを用いて、特定の電池セルＤＵＴのデータを補完してよい。例えばこのようにして容量に関する値を算出することができる。算出に必要なデータ（例えば取得データ３１）は、電池セルＤＵＴのＱＶ曲線の一部のデータで足りるので、診断時間を短くすることができる。例えば、電気自動車やハイブリッド車等で使用された後の電池セルや蓄電池システムに対して性能評価を行いリユースに使うか、材料取り出しのリサイクルに回すか等の判断のもととなる診断時間の短縮が可能である。
【0106】
診断装置１による電池セルＤＵＴや蓄電池システム９の診断方法も、開示される技術の１つである。診断方法は、蓄電池システム９を構成する複数の電池セルＤＵＴのうちの一部の電池セルのＤＵＴデータ（電圧及び積算電流量を含むデータ）だけを取得することと、取得した一部の電池セルＤＵＴのデータに基づいて、蓄電池システム９を診断することと、を含む。一部の電池セルＤＵＴについては、先に説明したとおりである。診断することは、複数の電池セルＤＵＴがバランス状態及びアンバランス状態のいずれであるかを判断すること、電池セルＤＵＴ間の容量のアンバランス量ＵＢを算出すること、及び、電池セルＤＵＴの容量に関する値を算出すること、の少なくとも１つを含む。上述の診断装置１による効果と同様の効果が奏される。
【0107】
図５等を参照して説明した診断プログラム４３も、開示される技術の１つである。診断プログラム４３は、コンピュータに、蓄電池システム９を構成する複数の電池セルＤＵＴのうちの一部の電池セルＤＵＴのデータ（電圧及び積算電流量を含むデータ）だけを取得し、取得した一部の電池セルＤＵＴのデータに基づいて、蓄電池システム９を診断する、処理を実行させる。一部の電池セルＤＵＴについては、先に説明したとおりである。診断する処理は、複数の電池セルＤＵＴがバランス状態及びアンバランス状態のいずれであるかを判断する処理、電池セルＤＵＴ間の容量のアンバランス量を算出する処理、及び、電池セルＤＵＴの容量に関する値を算出する処理、の少なくとも１つを含む。上述の診断装置１による効果と同様の効果が奏される。
【符号の説明】
【0108】
１ 診断装置
２ 取得部
３ 記憶部
３１ 取得データ
３２ 頻度データ
３３ 参照データ
３４ 診断プログラム
４ データ補完部
５ 診断部
６ 出力部
９ 蓄電池システム
５１ バランス判断部
５２ 算出部
５２１ アンバランス量算出部
５２２ 容量算出部
５２２ａ 第１算出部
５２２ｂ 第２算出部
５２２ｃ 最大容量算出部
５２２ｄ 関数モデル生成部
５２２ｅ フィッティング部
５２２ｆ 最大容量算出部
ＤＵＴ 電池セル
２ 取得部
３ 記憶部
３１ 取得データ
３２ 頻度データ
３３ 参照データ
３４ 診断プログラム
４ データ補完部
５ 診断部
６ 出力部
９ 蓄電池システム
５１ バランス判断部
５２ 算出部
５２１ アンバランス量算出部
５２２ 容量算出部
５２２ａ 第１算出部
５２２ｂ 第２算出部
５２２ｃ 最大容量算出部
５２２ｄ 関数モデル生成部
５２２ｅ フィッティング部
５２２ｆ 最大容量算出部
ＤＵＴ 電池セル
【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】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】