特許 7505451 検出装置、管理装置及び検出方法

(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】

(24)【登録日】2024-06-17

(45)【発行日】2024-06-25

(54)【発明の名称】検出装置、管理装置及び検出方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/48 20060101AFI20240618BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240618BHJP

   G01R 31/378 20190101ALI20240618BHJP

   G01R 31/392 20190101ALI20240618BHJP

   G01R 31/389 20190101ALI20240618BHJP

   G01R 27/02 20060101ALI20240618BHJP

【ＦＩ】

H01M10/48 P

H02J7/00 Y

G01R31/378

G01R31/392

G01R31/389

G01R27/02 R

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021100855

(22)【出願日】2021-06-17

(65)【公開番号】P2023000182

(43)【公開日】2023-01-04

【審査請求日】2022-11-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】石川 敬祐

(72)【発明者】

【氏名】石垣 将紀

【審査官】麻生 哲朗

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／２３５８４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／１４７５７２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－１６５８５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｇ０１Ｒ ３１／３７８

Ｇ０１Ｒ ３１／３９２

Ｇ０１Ｒ ３１／３８９

Ｇ０１Ｒ ２７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

リチウムイオン二次電池の状態を検出する検出装置であって、
リチウムイオン二次電池に１以上の特定の周波数振動を印加する共振回路を１以上有し、１以上の共振電流の減衰特性を測定し検出信号として出力する検出部と、
前記検出部から取得した減衰特性の前記検出信号を用いて前記リチウムイオン二次電池内部のリチウムの析出及び／又は異物金属の存在を検出する制御部と、
を備えた検出装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記共振電流の減衰特性として複数時刻の電圧値を用いて電池抵抗を推定することによって前記リチウムの析出及び／又は前記異物金属の存在を検出する、請求項１に記載の検出装置。

【請求項3】

前記検出部は、１以上の前記共振回路と、共振回路から出力された信号を整流して前記検出信号として出力する検波器と、前記共振回路を駆動させる駆動回路と、を備える、請求項１又は２に記載の検出装置。

【請求項4】

前記検出部は、前記リチウムイオン二次電池に並列接続されたピックアップコイル付きインダクタと前記インダクタに直列接続された共振コンデンサと前記インダクタに直列接続された半導体スイッチとを含む前記共振回路で構成される閉回路と、前記インダクタに流通する共振電流を検出するピックアップコイルと該ピックアップコイルに接続されたダイオードブリッジで構成された整流回路とコンデンサ及び抵抗を含み整流波形をフィルターし前記検出信号を出力するフィルタとを有する前記検波器と、前記リチウムイオン二次電池に並列接続された駆動用コンデンサと前記駆動用コンデンサから電力供給されたバッファを介して前記半導体スイッチをオンする前記駆動回路と、を備えた、請求項３に記載の検出装置。

【請求項5】

前記制御部は、サンプル及びホールド回路を１以上有し前記検出信号を演算するロジック演算器と、直列キャパシタを有し駆動回路へ駆動信号を出力する絶縁器と、前記絶縁器へ駆動信号を出力し前記ロジック演算器から前記検出信号を入力する主演算器と、を備える、請求項１～４のいずれか１項に記載の検出装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記共振回路が５ＭＨｚ以下の範囲の周波数振動を印加したときのインピーダンスの実部の低下に基づいて前記リチウムイオン二次電池内部でのリチウムの析出及び／又は異物金属の存在を検出する、請求項１～５のいずれか１項に記載の検出装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記共振回路が１０ＭＨｚ以上の範囲の周波数振動を印加したときのインピーダンスの実部の増加に基づいて前記リチウムイオン二次電池の電極上の被膜の形成を検出する、請求項１～６のいずれか１項に記載の検出装置。

【請求項8】

前記リチウムイオン二次電池は、前記検出部が接続された単セルが複数並列又は直列に接続されており、
前記制御部は、複数の前記検出部が接続されており、いずれかの前記単セルの内部のリチウムの析出及び／又は異物金属の存在を検出する、請求項１～７のいずれか１項に記載の検出装置。

【請求項9】

前記検出部は、接続された前記リチウムイオン二次電池を識別する識別情報を有し、前記検出信号と前記識別情報とを対応付けて出力する、請求項１～８のいずれか１項に記載の検出装置。

【請求項10】

前記リチウムイオン二次電池には、不可逆スイッチが直列接続されており、
前記制御部は、前記リチウムイオン二次電池が異常状態であると判定したときには、前記不可逆スイッチをオフにする、請求項１～９のいずれか１項に記載の検出装置。

【請求項11】

請求項１～１０のいずれか１項に記載の検出装置から取得した情報に基づいて前記リチウムイオン二次電池を管理する管理装置であって、
前記制御部から出力された前記リチウムイオン二次電池内部のリチウムの析出の検出結果を用い、活性リチウムの残容量から、該リチウムイオン二次電池の用途を限定して利用する管理部、
を備えた管理装置。

【請求項12】

請求項１～１０のいずれか１項に記載の検出装置から取得した情報に基づいて前記リチウムイオン二次電池を管理する管理装置であって、
前記制御部から出力された前記リチウムイオン二次電池内部のリチウムの析出の検出結果を用い、活性リチウムの残容量から、残利用時間を含む該リチウムイオン二次電池の残存価値を定量化する管理部、を備えた管理装置。

【請求項13】

請求項１～１０のいずれか１項に記載の検出装置から取得した情報に基づいて前記リチウムイオン二次電池を管理する管理装置であって、
前記制御部から出力された前記リチウムイオン二次電池内部のリチウムの析出の検出結果を用いて流通価値を算出し、算出された流通価値を出力する管理部、を備えた管理装置。

【請求項14】

リチウムイオン二次電池の状態を検出する検出方法であって、
リチウムイオン二次電池に１以上の特定の周波数振動を印加し、１以上の共振電流の減衰特性を測定し検出信号として出力する出力ステップと、
前記出力ステップで取得した減衰特性の前記検出信号を用いて前記リチウムイオン二次電池内部のリチウムの析出及び／又は異物金属の存在を検出する検出ステップと、
を含む検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書では検出装置、管理装置及び検出方法を開示する。

【背景技術】

【0002】

従来、蓄電デバイスの劣化判定方法としては、例えば、複数の周波数における電池のインピーダンスを計測し、その実数成分に基づいて、鉛蓄電池の集電部の腐食劣化を検出するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、リチウムイオン二次電池の劣化判定方法としては、電解液の凍結温度と容量とを測定し、これらを用いてリチウム析出による容量低下量の割合を求めるものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この劣化判定方法では、材料劣化による容量低下とリチウム析出による容量劣化とを精度よく算出することができるとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６４３６２７１号

【文献】特開２０１８－２００８００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述の特許文献１では、鉛蓄電池の集電体の腐食に関する劣化については検討されているが、リチウムイオン二次電池のリチウム析出に関する劣化については検討されていなかった。また、上述の特許文献２では、電解液の凍結温度を測定する必要があり、簡便な手法ではなく、新たな手法が望まれていた。

【0005】

本開示は、このような課題に鑑みなされたものであり、構成がより簡略であり、且つより簡便な手法でリチウムイオン二次電池の状態を検出することができる新規な検出装置、管理装置及び検出方法を提供することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した目的を達成するために鋭意研究したところ、本発明者らは、共振回路を用いてリチウムイオン二次電池に特定の周波数振動を印加したあとの共振電流の減衰特性から電池抵抗を推定することができ、更に、この電池抵抗から電池内部のリチウム析出量や被膜生成などの状態を推定することができることを見いだし、本明細書で開示する発明を完成するに至った。

【0007】

即ち、本明細書で開示する検出装置は、
リチウムイオン二次電池の状態を検出する検出装置であって、
リチウムイオン二次電池に１以上の特定の周波数振動を印加する共振回路を１以上有し、１以上の共振電流の減衰特性を測定し検出信号として出力する検出部と、
前記検出部から取得した前記減衰特性の検出信号を用いて前記リチウムイオン二次電池内部のリチウムの析出及び／又は異物金属の存在を検出する制御部と、
を備えたものである。

【0008】

本明細書で開示する管理装置は、
上述した検出装置から取得した情報に基づいて前記リチウムイオン二次電池を管理する管理装置であって、
前記制御部から出力された前記リチウムイオン二次電池内部のリチウムの析出の検出結果を用い、活性リチウムの残容量から、該リチウムイオン二次電池の用途を限定して利用する管理部、
を備えたものである。

【0009】

本明細書で開示する検出方法は、
リチウムイオン二次電池の状態を検出する検出方法であって、
リチウムイオン二次電池に１以上の特定の周波数振動を印加し、１以上の共振電流の減衰特性を測定し検出信号として出力する出力ステップと、
前記出力ステップで取得した前記減衰特性の検出信号を用いて前記リチウムイオン二次電池内部のリチウムの析出及び／又は異物金属の存在を検出する検出ステップと、
を含むものである。

【発明の効果】

【0010】

本開示の検出装置、管理装置及び検出方法では、構成がより簡略であり、且つより簡便な手法でリチウムイオン二次電池の状態を検出することができる。本開示がこのような効果を奏する理由は、以下のように推察される。例えば、共振回路を用いてリチウムイオン二次電池に特定の周波数振動を印加したあとの共振電流の減衰特性から電池抵抗を推定することができる。更に、この電池抵抗から、例えば、電池内部のリチウム析出量や、被膜生成などの内部状態を推定することができる。本開示では、リチウムイオン二次電池の使用中にオンボードでセル状態を検出可能である簡素な共振回路の検出部を用いることができる。したがって、本開示では、構成がより簡略であり、且つより簡便な手法でリチウムイオン二次電池の状態を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】電池管理システム１０の一例を示す説明図。

【図2】検出装置３２の一例を示す説明図。

【図3】検出部３００及び制御部３１０の一例を示す説明図。

【図4】別の検出部３００Ａ及び制御部３１０Ａの一例を示す説明図。

【図5】検出部３００の一例を示す説明図。

【図6】別の検出部３００Ｂの一例を示す説明図。

【図7】別の検出部３００Ｂの一例を示す説明図。

【図8】制御部３１０の一例を示す説明図。

【図9】別の回路構成の一例を示す説明図。

【図10】インダクタＬ１，Ｌ２の一例を示す説明図。

【図11】等価回路モデルの一例を示す説明図。

【図12】劣化における周波数とインピーダンス実部との関係図。

【図13】共振電流の減衰特性の一例を示す説明図。

【図14】セルの状態を検出する演算処理の概要を示すフローチャート。

【図15】検出処理ルーチンの一例を示すフローチャート。

【図16】検出装置３２の様々な形態の説明図。

【図17】セル３０１を直列で接続した検出装置３２Ｆの一例を示す説明図。

【図18】セル３０１を並列で接続した検出装置３２Ｇの一例を示す説明図。

【図19】複数のセル３０１に接続された検出装置３２Ｈの一例を示す説明図。

【図20】セル貸し出し用のデータストレージの一例を示す説明図。

【図21】セル販売用のデータストレージの一例を示す説明図。

【図22】別の検出部３００Ｃの一例を示す説明図。

【図23】別の検出部３００Ｄの別の一例を示す説明図。

【図24】別の検出部３００Ｅの別の一例を示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（電池管理システム１０）
本明細書で開示する検出装置の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、電池管理システム１０の一例を示す概略説明図である。図２は、検出装置３２の一例を示す説明図である。図３は、検出部３００及び制御部３１０の一例を示す説明図である。図４は、別の検出部３００Ａ及び制御部３１０Ａの一例を示す説明図である。図５は、検出部３００の一例を示す説明図である。図６は、別の検出部３００Ｂの一例を示す説明図である。図７は、別の検出部３００Ｂの一例を示す説明図である。図８は、制御部３１０の一例を示す説明図である。図９は、別の回路構成の一例を示す説明図である。図１０は、インダクタＬ１，Ｌ２の一例を示す説明図である。

【0013】

まず、測定対象であるセル３０１について説明する。セル３０１は、リチウムイオン二次電池として構成されている。セル３０１は、例えば、正極と、負極と、正極及び負極の間に介在しキャリアイオンを伝導するイオン伝導媒体と、を備えるものとしてもよい。正極は、正極活物質として、遷移金属元素を含む硫化物や、リチウムと遷移金属元素とを含む酸化物などを含むものとしてもよい。正極活物質は、例えば、基本組成式をＬｉ_(1-x)ＭｎＯ₂（０＜ｘ＜１など、以下同じ）やＬｉ_(1-x)Ｍｎ₂Ｏ₄などとするリチウムマンガン複合酸化物、基本組成式をＬｉ_(1-x)ＣｏＯ₂などとするリチウムコバルト複合酸化物、基本組成式をＬｉ_(1-x)ＮｉＯ₂などとするリチウムニッケル複合酸化物、基本組成式をＬｉ_(1-x)Ｎｉ_aＣｏ_bＭｎ_cＯ₂（ａ＋ｂ＋ｃ＝１）などとするリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物などを用いることができる。なお、「基本組成式」とは、他の元素を含んでもよい趣旨である。負極は、負極活物質として炭素材料やリチウムを含む複合酸化物などを含むものとしてもよい。負極活物質は、例えば、リチウム、リチウム合金、スズ化合物などの無機化合物、リチウムイオンを吸蔵放出可能な炭素材料、複数の元素を含む複合酸化物、導電性ポリマーなどが挙げられる。炭素材料としては、例えば、コークス類、ガラス状炭素類、グラファイト類、難黒鉛化性炭素類、熱分解炭素類、炭素繊維などが挙げられる。このうち、人造黒鉛、天然黒鉛などのグラファイト類が好ましい。複合酸化物としては、例えば、リチウムチタン複合酸化物やリチウムバナジウム複合酸化物などが挙げられる。イオン伝導媒体は、例えば、支持塩を溶解した電解液とすることができる。支持塩としては、例えば、ＬｉＰＦ₆やＬｉＢＦ₄、などのリチウム塩が挙がられる。電解液の溶媒は、例えば、カーボネート類、エステル類、エーテル類、ニトリル類、フラン類、スルホラン類及びジオキソラン類などが挙げられ、これらを単独又は混合して用いることができる。具体的には、カーボネート類としてエチレンカーボネートやプロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ブチレンカーボネート、クロロエチレンカーボネートなどの環状カーボネート類や、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチル－ｎ－ブチルカーボネート、メチル－ｔ－ブチルカーボネート、ジ－ｉ－プロピルカーボネート、ｔ－ブチル－ｉ－プロピルカーボネートなどの鎖状カーボネート類等が挙げられる。また、イオン伝導媒体は、固体のイオン伝導性ポリマーや、無機固体電解質あるいは有機ポリマー電解質と無機固体電解質の混合材料、若しくは有機バインダーによって結着された無機固体粉末などを利用することができる。このセル３０１は、正極と負極との間にセパレータを配置してもよい。

【0014】

電池管理システム１０は、例えば、製造したリチウムイオン二次電池（セル３０１）の販売や使用管理を実行するシステムである。この電池管理システム１０は、生産者サーバ２０と、管理サーバ２５と、電池システム３０とを備えている。生産者サーバ２０は、セル３０１の製造を行う生産者が有するものであり、検出装置３２から取得した情報に基づいてリチウムイオン二次電池を管理する管理装置である。この生産者サーバ２０は、電池システム３０から取得したセル３０１に含まれる異物金属の存在などに関する情報を管理部２１が求め、品質管理を行うものとしてもよい。

【0015】

管理サーバ２５は、セル３０１の使用時の管理を行う管理者が有するものであり、検出装置３２から取得した情報に基づいてリチウムイオン二次電池を管理する管理装置である。管理サーバ２５は、電池システム３０から取得したセル３０１の状態に関する情報などをストレージ２７，２８に記憶し、管理部２６により、使用したセル３０１の回収や、交換、保守の内容を設定する処理を実行する。例えば、管理サーバ２５は、検出装置３２から出力されたリチウムイオン二次電池内部のリチウムの析出の検出結果を用い、活性リチウムの残容量から、このリチウムイオン二次電池の用途を限定して利用するものとしてもよい。また、管理サーバ２５は、検出装置３２から出力されたリチウムイオン二次電池内部のリチウムの析出の検出結果を用い、活性リチウムの残容量から、残利用時間を含むこのリチウムイオン二次電池の残存価値を定量化する処理を行うものとしてもよい。あるいは、管理サーバ２５は、検出装置３２から出力されたリチウムイオン二次電池内部のリチウムの析出の検出結果を用いて流通価値を算出し、算出された流通価値を出力するものとしてもよい。

【0016】

電池システム３０は、セル３０１を用いて負荷３１を駆動するシステムである。この電池システム３０は、例えば、車両の駆動システムや、家庭のエネルギー供給システムなどに利用される。電池システム３０は、セル３０１の状態を検出する検出装置３２を備えている。また、電池システム３０は、セル３０１の温度を測定する温度センサ３１１など、セル３０１の管理制御に必要なセンサなどを有している。検出装置３２は、セル３０１の状態として、例えば、リチウムの析出状態や、被膜の形成状態などを含む劣化状態を検出することができる。また、検出装置３２は、電池内部おける異物金属の混入状態を検出することができる。

【0017】

検出装置３２は、図１、２に示すように、検出部３００と、制御部３１０とを備えている。検出部３００は、測定対象のセル３０１にオンボードで接続されたセンサとして構成されている。検出部３００は、リチウムイオン二次電池に１以上の特定の周波数振動を印加する共振回路３０２を１以上有し、１以上の共振電流の減衰特性を測定し検出信号として制御部３１０へ出力する。この検出部３００は、図２に示すように、１以上の共振回路３０２と、共振回路３０２から出力された信号を検出信号として出力する検波器３０３と、共振回路３０２を駆動させる駆動回路３０４とを備えるものとしてもよい。制御部３１０は、電池監視ユニット（ＢＭＵ）として構成されており、検出部３００からの検出信号を入力し、セル３０１の状態に関する情報を取得し、管理する。この制御部３１０には、複数の検出部３００が接続されているものとしてもよい。制御部３１０は、検出部３００が接続されたセル３０１が複数並列又は直列に接続されたリチウムイオン二次電池のいずれかのセル３０１の内部のリチウムの析出及び異物金属の存在のうち少なくとも一方を検出するものとしてもよい。この制御部３１０は、検出部３００から取得した減衰特性の検出信号を用いてリチウムイオン二次電池内部のリチウムの析出及び／又は異物金属の存在を検出する。この制御部３１０は、図２に示すように、検出部３００の駆動回路３０４へ駆動信号を出力する絶縁器３０５と、検出部３００から出力された検出信号を演算するロジック演算器３０６と、絶縁器３０５へ駆動信号を出力しロジック演算器３０６から検出信号を入力する主演算器３０７とを備えるものとしてもよい。

【0018】

検出部３００は、例えば、図３～７に示したいずれかの構成を具体例として有するものとしてもよい。共振回路３０２は、図３に示すように、セル３０１に並列接続されたピックアップコイル付きインダクタＬ１と、インダクタＬ１に直列接続された共振コンデンサＣ１と、共振コンデンサＣ１に並列接続された抵抗Ｒ１と、インダクタＬ１に直列接続された半導体スイッチＳ１とを含む閉回路で構成される。共振回路３０２は、周波数領域Ａ１として、５ＭＨｚ以下の範囲の周波数振動をセル３０１に印加するものとしてもよい。この周波数領域Ａ１は、例えば、０．５ＭＨｚ以上としてもよく、０．８ＭＨｚ以上２ＭＨｚ以下の範囲としてもよい。この範囲では、リチウムの析出状態を把握しやすい。あるいは、共振回路３０２は、周波数領域Ａ２として、１０ＭＨｚ以上の範囲の周波数振動をセル３０１に印加するものとしてもよい。この周波数領域Ａ２は、例えば、１００ＭＨｚ以下としてもよく、２０ＭＨｚ以上４０ＭＨｚ以下の範囲としてもよい。この範囲では、被膜の析出状態を把握しやすい。検波器３０３は、共振回路３０２から出力された信号を整流して検出信号として出力するものとしてもよい。検波器３０３は、例えば、図３、５に示すように、ピックアップコイルＬ２と、整流回路３０８と、フィルタ３０９とを有するものとしてもよい。ピックアップコイルＬ２は、インダクタＬ１に対向して設けられ、インダクタＬ１に流通する共振電流を検出する。整流回路３０８は、ピックアップコイルＬ２に接続されたダイオードＤｒ１～Ｄｒ４を有するダイオードブリッジで構成されているものとしてもよい。フィルタ３０９は、図５に示すように、コンデンサＣｆ及び抵抗Ｒｆを含み整流波形をフィルタし検出信号をＢＭＵとしての制御部３１０へ出力するものとしてもよい。あるいは、検波器３０３は、共振回路３０２から出力された信号を検出信号として出力できればよく、図４に示すように、整流回路３０８やフィルタ３０９を省略してもよい。駆動回路３０４は、半導体スイッチＳ１をオンする回路であり、例えば、図５に示すように、セル３０１にダイオードＤｘ１を介して並列接続された駆動用コンデンサＣｘ１と駆動用コンデンサＣｘ１から電力供給されたバッファＢＵＦ１を介して半導体スイッチＳ１を駆動するものとしてもよい。

【0019】

制御部３１０は、例えば、図３、４、８に示したいずれかの構成を有するものとしてもよい。制御部３１０は、例えば、共振電流の減衰特性として複数時刻の電圧値Ｖｅｎｖ１，Ｖｅｎｖ２を用いて電池抵抗Ｒｂａｔを推定することによってリチウムの析出及び／又は異物金属の存在を検出するものとしてもよい。ロジック演算器３０６は、図３、８に示すように、サンプル及びホールド回路を１以上有するものとしてもよい。絶縁器３０５は、直列キャパシタを有し駆動回路３０４へ駆動信号を出力するものとしてもよい。絶縁器３０５は、簡易的な直列キャパシタとしロジック演算器３０６にはサンプル＆ホールド回路を２～３器使用するものとしてもよい。検出装置３２では、制御部３１０からの発信信号は絶縁器３０５で絶縁し、かつ、検出部３００からの信号はピックアップコイルの効果により絶縁されている。このため、検出装置３２は、測定対象のセル３０１を直列に接続した複数のセルで構成される大容量のモジュールの測定に対して問題が生じない特徴を有する。この制御部３１０は、共振回路３０２が５ＭＨｚ以下の範囲の周波数振動を印加したときのインピーダンスの実部の低下に基づいてリチウムイオン二次電池内部でのリチウムの析出及び／又は異物金属の存在を検出するものとしてもよい。また、制御部３１０は、共振回路３０２が１０ＭＨｚ以上の範囲の周波数振動を印加したときのインピーダンスの実部の増加に基づいてセル３０１の電極上の被膜の形成を検出するものとしてもよい。

【0020】

この検出装置３２は、図４に示すように、駆動回路３０４にピックアップコイルを設け、絶縁器３０５に共振コイルを設け、駆動回路３０４と絶縁器３０５とを物理的に分離すると共に、共振回路３０２と検波器３０３との間を物理的に分離する検出部３００Ａと制御部３１０とを備えるものとしてもよい。この図４では、入力信号はＲＦＩＤを用い、駆動回路３０４側では電源レスで動作可能なＲＦＩＤ－ＴＡＧを用いることにより、完全な無線でセンサの動作及び信号の受信を可能にすることができる。ない、ワイヤレス化の際に、結合係数が問題となることがあるが、入力信号は１，０のデジタル信号であるため、問題とならず、減衰率から抵抗を計算することから、受信側の共振振動信号は結合係数に依存せずに演算が可能である。

【0021】

また、図６、７に示すように、共振回路３０２Ａとこれを駆動する駆動回路３０４Ａ、共振回路３０２Ａと異なる周波数で共振する共振回路３０２Ｂとこれを駆動する駆動回路３０４Ｂのように、複数の共振回路を有する検出部３００Ｂとしてもよい。この検出部３００Ｂでは、比較的簡素な回路構成で、セル３０１に対して並列接続された複数の共振回路により、複数の異なる周波数帯、例えば、５ＭＨｚ以下の範囲の周波数や１０ＭＨｚ以上の範囲の周波数で共振電流の減衰特性を得ることができる。この検出部３００Ｂでは、共振回路３０２Ｂは、インダクタＬ１に直列接続された共振コンデンサＣ２と、共振コンデンサＣ２に並列接続された抵抗Ｒ２１と、インダクタＬ１に直列接続された半導体スイッチＳ２とを含む。また、共振回路３０２Ｂは、セル３０１にダイオードＤｘ２を介して並列接続された駆動用コンデンサＣｘ２と駆動用コンデンサＣｘ２から電力供給されたバッファＢＵＦ２を介して半導体スイッチＳ２をオンする駆動回路３０４Ｂにより駆動される。

【0022】

また、図９に示すように、共振器による減衰波形から減衰率を計算する検波器３０３やロジック演算器３０６の構成例は他にも挙げられる。例えば、ダイオードにより包絡線整流を行わなくても、減衰振動波形に対してピークホールド回路を用いることで、減衰率の計算に必要な電圧差を取得することができる。共振周波数はＬとＣとによって固定されており、減衰振動のピークタイミングはあらかじめ予測できるため、例えば２個目の極大点と５個目の極大点のピークをホールドできるようにピークホールド回路を動かすことで、二つの極大点の電圧を取得できる。あるいは、高速なＡＤＣを用いるものとして、減衰振動波形すべてを取得して、減衰率の計算に用いてもよい。

【0023】

インダクタＬ１，Ｌ２は、図１０Ａに示すように、磁性体ＭでインダクタＬ１，Ｌ２を覆う閉磁路トランスとしてもよいし、図１０Ｂに示すように、側面を開放した開磁路トランスとしてもよいし、図１０Ｃに示すように、インダクタＬ１，Ｌ２を分離したワイヤレストランスとしてもよい。検出部３００及び制御部３１０が有する構成に応じて適宜適したものを選択するものとすればよい。

【0024】

ここで、検出装置３２の動作原理について説明する。図１１は、リチウムイオン二次電池の等価回路モデルの一例を示す説明図であり、図１１Ａが機械構造モデル、図１１Ｂが等価回路のフルモデル、図１１Ｃが簡略した等価回路モデル、図１１Ｄが高周波機能での等価回路モデルである。図１２は、劣化における周波数とインピーダンス実部との関係図である。図１３は、共振電流の減衰特性の一例を示す説明図である。特に図１１Ｄは、その構成要素のうち、高周波で支配的となるパラメータを抽出した等価回路である。表１に各要素に関する注記をまとめた。図１２は、図１１の等価回路モデルと、式（１）を用いて計算したインピーダンス特性結果を示す。リチウムイオン二次電池の劣化パターンの１つに電池内部でのリチウム金属の析出があり、金属析出が多いほど電池が不安全になることが懸念される。ここでは、リチウムイオン二次電池の状態として、初期電池、リチウム析出劣化電池、ＳＥＩ（被膜）析出劣化電池の３つを検討した。図１２の領域Ａ１で示すように、５ＭＨｚ以下の範囲、特に１ＭＨｚ前後でリチウム析出量に応じて実部インピーダンスの減少を確認できる。一方、この周波数領域では、ＳＥＩ析出劣化電池では、初期電池に比して実部インピーダンスの増加を確認できる。即ち、実部インピーダンスの減少、増加に基づいて、電池劣化がリチウム析出と被膜析出とのいずれであるかを明確に区別することができる。また、１０ＭＨｚ以上の範囲、特に２０ＭＨｚ前後の領域Ａ２において、ＳＥＩ析出量に応じたインピーダンスの増加が確認できる。即ち、この周波数領域では、リチウム析出劣化よりもＳＥＩ析出劣化の影響が大きく現れるものと推察される。なお、図１２は、式（１）による計算結果を示しているが、１８６５０型リチウムイオン二次電池を用いて計測した結果も図１２に示す波形と同じ傾向を示したことから、この計算結果が正しいことが確認されている。

【0025】

検出部３００の特長は、簡素、短時間、正確に高周波インピーダンスの実部成分をオンボード測定可能とする点である。図１３は、図１２の構成を持ったリチウムイオン二次電池の代表的な動作例である。ある時刻に、ＢＭＵとしての制御部３１０から絶縁器３０５を介してステップ的なオン信号が入力される。この信号を受けて、駆動回路３０４は、セル３０１から充電された駆動コンデンサＣｘ１に蓄電された電力を用いて、半導体スイッチＳ１の駆動を行い、共振回路３０２にある半導体スイッチＳ１をオンする。半導体スイッチＳ１がオンされると、セル３０１は、インダクタＬ１、共振コンデンサＣ１で設計された共振周波数で振動しながら、共振コンデンサＣ１をセル３０１の電圧まで充電する。この共振動作の振動は、共振経路に含まれる抵抗成分、すなわちセル３０１に含まれる特定周波数に対する電池抵抗Ｒｂａｔによって減衰する。すなわち、セル３０１の内部インピーダンスの大小によってその減衰率が変わるので、その減衰率から電池抵抗Ｒｂａｔを算出することができる。この算出を行うために、ピックアップコイルＬ２で検出される信号波形を整流回路３０８のダイオードブリッジで整流し、振動の包絡線を得る。その包絡線の複数時刻（ｔ１，ｔ２）の電圧値Ｖｅｎｖ１，Ｖｅｎｖ２から、電池抵抗Ｒｂａｔを算出することができる。

【0026】

以下の式（２）、（３）は、インダクタＬ１に流れる共振電流の式、およびピックアップコイルＬ２から得られる包絡線出力波形から電池抵抗Ｒｂａｔを算出するための基本式となる。式（２）は、時刻ｔ＝０に半導体スイッチＳ１を閉じたとき、検出部３００の回路に流れる電流の式である。また、式（３）は、時刻ｔ１，ｔ２において、その時の包絡線電圧Ｖｅｎｖ１，Ｖｅｎｖ２の値から、電池抵抗Ｒｂａｔを求める式である。式（２）から、包絡線の減衰はｅｘｐの肩の値にある抵抗Ｒｂａｔで変化することが解り、その値は式（３）のように、２点の包絡線の値の比から測定することができる事が解る。本方式は、電池の自己電力（電圧Ｖ）で検出部３００を駆動可能で構成がシンプルであり、かつ、電池の電圧Ｖは充電状態で変化するがその電圧変化に依存することが無い点が利点である。これは、式（３）に電池の電圧Ｖが含まれていないことからわかる。また、本方式は、インダクタＬ１，共振コンデンサＣ１で設計する特定の共振周波数に対しての抵抗をピンポイントで得られる点や、シングルショットで動作し、極めて低消費電力な点、２つの電圧値Ｖｅｎｖ１，Ｖｅｎｖ２が汎用のサンプル＆ホールド回路で取得することができるといった特徴があり、実際の実装に関しての課題が少ないことが利点である。

【0027】

検出部３００では、共振回路３０２の設計に推定精度が依存する。まず、共振動作が減衰振動を発生することが必要であり、かつその系の抵抗成分において電池の抵抗Ｒｂａｔが支配的である必要がある。共振周波数の帯域を１ＭＨｚとした場合、共振の鋭さＱを５０～１００程度にとれば、数１０～数１００ｍΩのレンジでの電池抵抗変化を検知することができる。これらは、ピックアップコイル付きリアクトルの抵抗を小さく設計することで実現することができる範囲である。また、拡散、反応などが追従できないほど高い周波数かつ、測定可能で、配向分極の影響が生じる周波数以下である１ＭＨｚ前後の周波数帯において、リチウム析出による抵抗減少を捕捉可能である。また、検出装置３２では、特定の周波数に絞り、減衰特性を計測するため、より簡素でかつより簡易な極小サイズのセンサ回路をセル３０１にオンボードで実装可能である。

【0028】

【数1】

【0029】

【数2】

【0030】

【表1】

【0031】

（検出方法）
次に、こうして構成された本実施形態の検出装置３２の動作、特に、検出装置３２が実行する、リチウムイオン二次電池の状態を検出する検出方法について説明する。この検出方法は、例えば、リチウムイオン二次電池に１以上の特定の周波数振動を印加し、この共振電流の減衰特性を測定し検出信号として出力する出力ステップと、出力ステップで取得した減衰特性の検出信号を用いてリチウムイオン二次電池内部のリチウムの析出及び／又は異物金属の存在を検出する検出ステップと、を含むものとしてもよい。ここでは、検出ステップでは、説明の便宜のため、リチウムの析出を検出し、電池の劣化を検出する場合について主として説明する。

【0032】

図１４は、制御部３１０のロジック演算器３０６に実装されたセルの状態を検出する演算処理の概要を示すフローチャートであり、図１４Ａが周波数領域Ａ１での演算処理であり、図１４Ｂが周波数領域Ａ２での演算処理である。ロジック演算器３０６は、例えば整流に用いるダイオードの温度特性を補償するための補正演算や、必要に応じて二つの周波数測定が可能なロジックを実装し、劣化量、析出量の演算を行う。さらに、その結果をトレーサブルな形でデータベースに記録することで、劣化・析出の推移や要因の断定などに役立てることができる。また、同様の原理を用いると、電池内部に金属異物が混入した際に生じる抵抗変化を検知することが可能であり、生産者サーバ２０において、この情報を用いて生産工程における品質を向上することが可能となる。ロジック演算器３０６は、図１４Ａに示すように、周波数領域Ａ１において共振電流の減衰特性を測定し電池抵抗Ｒｂａｔを取得し、事前に取得したＭＡＰを用いて抵抗変化量からリチウム金属析出量を得る処理を実行する（Ｓ１０）。ＭＡＰは、例えば、抵抗変化量とリチウム金属析出量との関係を予め実験などで経験的に得たものに基づいて設定することができる。そして、制御部３１０は、例えば、得られたリチウム金属析出量から該当するセル３０１の安全率などを提示する。あるいは、ロジック演算器３０６は、図１４Ｂに示すように、Ｓ１０の演算のあと、周波数領域Ａ２において共振電流の減衰特性を測定し電池抵抗Ｒｂａｔを取得し、事前に取得したＭＡＰを用いて抵抗変化量から残容量ＳＯＣを得る処理を実行する（Ｓ２０）。ＭＡＰは、例えば、抵抗変化量と残容量ＳＯＣとの関係を予め実験などで経験的に得たものに基づいて設定することができる。そして、制御部３１０は、例えば、該当するセル３０１の安全率や残容量ＳＯＣなどを提示する。

【0033】

次に、より具体的な検出装置３２の処理について説明する。図１５は、検出装置３２の主演算器３０７が実行する検出処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、例えば所定時間経過後（例えば、１分や１時間）に繰り返し実行される。主演算器３０７は、検出部３００や制御部３１０が有する回路構成を利用してこのルーチンを実行する。ここでは、具体例として、図７に示す共振回路３０２Ａ，３０２Ｂを備えた検出部３００Ｂを用い、周波数領域Ａ１，Ａ２で電池抵抗Ｒｂａｔを測定する例について説明する。このルーチンを開始すると、主演算器３０７は、温度センサ３１１からセル３０１の温度Ｔを取得し（Ｓ１００）、全ての周波数に対して処理を実行したかを判定する（Ｓ１１０）。全ての周波数に対して処理を実行していないときには、共振回路ｎにｎ＋１をセットする（Ｓ１２０）。ｎは初期値が値０に設定されている。主演算器３０７は、例えば、Ｓ１２０で共振回路３０２Ａの使用をセットする。

【0034】

次に、主演算器３０７は、駆動信号Ｖｓｎを絶縁器３０５を介して検出部３００の半導体スイッチＳ１へ出力する（Ｓ１３０）。共振回路３０２Ａは、周波数領域Ａ１で共振した共振電流の減衰特性を測定する。次に、主演算器３０７は、電圧値Ｖｅｎｖ１，Ｖｅｎｖ２を測定する時間Ｓ／Ｈ１、Ｓ／Ｈ２を出力し（Ｓ１４０）、検波器３０３から出力された検出信号からサンプル及びホールドされた電圧値Ｖｅｎｖ１，Ｖｅｎｖ２をロジック演算器３０６から取得する（Ｓ１５０）。続いて、主演算器３０７は、電圧値を所定の平均回数取得したか否かを判定し（Ｓ１６０）、電圧値を所定の平均回数取得していないときには、Ｓ１１０以降の処理を実行する。即ち、Ｓ１２０で次の共振回路３０２Ｂをセットし、周波数領域Ａ２で共振した共振電流の減衰特性を測定し、電圧値Ｖｅｎｖ１，Ｖｅｎｖ２をロジック演算器３０６から取得する。

【0035】

一方、Ｓ１６０で電圧値を所定の平均回数取得したときには、主演算器３０７は、ロジック演算器３０６から得られた電圧値Ｖｅｎｖ１，Ｖｅｎｖ２の値に温度Ｔでの温度補正を実行し（Ｓ１７０）、補正後の電圧値Ｖｅｎｖ１，Ｖｅｎｖ２から電池抵抗Ｒｂａｔを求め、更にそれぞれの平均抵抗Ｒｎを計算によって取得し（Ｓ１８０）、Ｓ１１０以降の処理を実行する。Ｓ１１０で全ての周波数での処理を完了したときには、主演算器３０７は、平均抵抗Ｒｎをストレージに保存し（Ｓ１９０）、リチウム析出量Ｘと、被膜量Ｙとを算出し、出力する（Ｓ２００）。リチウム析出量Ｘや被膜量Ｙの算出は、Ｓ１０，Ｓ２０の処理で行うことができる。

【0036】

続いて、主演算器３０７は、析出量Ｘが所定の許容範囲を超えているか否かによって過剰な析出が検出されたか否かを判定する（Ｓ２１０）。この許容範囲は、セル３０１の充放電に影響が生じるようなリチウム金属析出量を経験的に求め、その値に設定することができる。過剰な析出が検出されないときには、主演算器３０７は、被膜量Ｙが所定の許容範囲を超えているか否かに基づいて、許容範囲を超えた被膜析出の状態が検出されたか否かを判定する（Ｓ２２０）。この許容範囲は、セル３０１の充放電に影響が生じるような被膜析出量を経験的に求め、その値に設定することができる。被膜析出の劣化が検出されないときには、劣化度合いに応じたセル３０１の出力制限を実行し（Ｓ２４０）、このルーチンを終了する。

【0037】

一方、Ｓ２１０で過剰析出が検出されたとき、または、Ｓ２２０で被膜析出の劣化が検出されたときには、主演算器３０７は、該当するセル３０１の非常停止処理を実行し（Ｓ２３０）、このルーチンを終了する。このように、電池システム３０では、短絡のおそれがあるリチウムの析出では、セル３０１の使用を停止し、容量劣化には、それに応じた出力制限を与えることによって、セル３０１の適切な使用を持続させるのである。

【0038】

ここで、本実施形態の構成要素と本開示の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のセル３０１が本開示のリチウムイオン二次電池に相当し、検出装置３２が検出装置に相当し、生産者サーバ２０や管理サーバ２５が管理装置に相当し、検出部３００が検出部に相当し、制御部３１０が制御部に相当する。また、共振回路３０２が共振回路に相当し、検波器３０３が検波器に相当し、駆動回路３０４が駆動回路に相当し、絶縁器３０５が絶縁器に相当し、ロジック演算器３０６がロジック演算器に相当し、主演算器３０７が主演算器に相当する。なお、本実施形態では、検出装置３２の動作を説明することにより本開示の検出方法の一例も明らかにしている。

【0039】

以上説明した本実施形態の検出装置３２では、構成がより簡略であり、且つより簡便な手法でリチウムイオン二次電池の劣化を検出することができる。検出装置３２がこのような効果を奏する理由は、以下のように推察される。例えば、共振回路３０２を用いてリチウムイオン二次電池に特定の周波数振動を印加したあとの共振電流の減衰特性から電池抵抗Ｒｂａｔを推定することができる。更に、この電池抵抗Ｒｂａｔから、例えば、電池内部のリチウム析出量や、被膜生成などの内部状態を推定することができる。この検出装置３２では、リチウムイオン二次電池の使用中にオンボードでセル状態を検出可能である簡素な共振回路３０２の検出部３００を用いることができるから、構成がより簡略であり、且つより簡便な手法でリチウムイオン二次電池の劣化を検出することができる。また、検出装置３２は、２つの周波数領域Ａ１，Ａ２で求めた電池抵抗Ｒｂａｔを用いて、劣化状態に対する金属析出の割合を推定することができる。特に、周波数領域Ａ１での実部インピーダンス変化から、電池内部でのリチウム金属析出量を推定することができる。また、周波数領域Ａ２で求めた電池抵抗Ｒｂａｔを用いて被膜析出量を推定することができ、リチウム金属析出量と組み合わせることによって、損失リチウムの量、即ちリチウムイオン二次電池の劣化をより正しく見積もることができる。

【0040】

また、検出装置３２は、拡散、反応などが追従できないほど高い周波数かつ、測定可能で配向分極の影響がでる周波数以下である１ＭＨｚ前後の周波数帯において、リチウム析出による抵抗減少を捕捉可能である。また、特定周波数に絞り、共振回路３０２、検波器３０３、駆動回路３０４、絶縁器３０５及びロジック演算器３０６などの比較的構成の簡素な回路を用いることによって、簡易かつ、極小サイズのセンサ回路を電池システム３０実装することができる。そして、検出装置３２は、非破壊でリチウムイオン二次電池内に生成したリチウム析出量を推定でき、許容範囲を基準にそのセル３０１を使用中に停止することができる。また、被膜量を推定することができ、この被膜量に応じた出力制限を実行することによって、セル３０１のより安全な使用を確保することができる。

【0041】

なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

【0042】

例えば、図１６は、検出装置３２の様々な形態の説明図であり、図１６Ａがアナログインタフェースの検出装置３２Ａ、図１６Ｂがアナログインタフェース且つＩＤ管理する検出装置３２Ｂ、図１６Ｃがデジタルインタフェースの検出装置３２Ｃ、図１６Ｄがワイヤレスインタフェースの検出装置３２Ｄ、図１６Ｅが電池単独での検出装置３２Ｅの説明図である。図１６は、検出部３００および制御部３１０の実装構成例である。検出装置３２Ｂでは、識別が容易となるようにセル３０１の識別情報ＩＤを付与するＲＦＩＤ３１２を検出部３００に設け、制御部３１０には、ＲＦＩＤ３１３を設け、セル３０１の検出結果と識別情報ＩＤとを対応付けて出力可能になっている。したがって、出力先の生産者サーバ２０や管理サーバ２５、検出装置３２の表示部などにおいて、セル３０１を特定しやすい。また、検出装置３２Ｃでは、検出部３００にＩＤタグ３１４と、デジタルインタフェース（Ｉ／Ｆ）３１５とを設け、デジタルＩ／Ｆ３１５を介して主演算器３０７との情報のやりとりを行う構成である。この検出装置３２Ｃは、制御部側を簡易化し、検出部，電池側を高機能にした例である。また、検出装置３２Ｄは、検出部３００にワイヤレスＩ／Ｆ３１６を設け、無線で主演算器３０７との情報のやりとりを行う構成である。また、検出装置３２Ｅは、制御部３１０の機能を検出部３００内に設けた構成であり、検出部３００は、シーケンサ３１８と停止回路３１９とを備えている。また、セル３０１には、不可逆スイッチ３２０が直列接続されている。シーケンサ３１８は、定期的に駆動回路３０４へ駆動信号を出力し、停止回路３１９は、ロジック演算器３０６から取得した情報に基づいて、セル３０１が異常状態であると判定したときには、不可逆スイッチ３２０をオフにし、セル３０１の使用を停止する。この検出装置３２Ｅにおいても、構成がより簡略であり、且つより簡便な手法でリチウムイオン二次電池の劣化を検出することができる。

【0043】

上述した実施形態では、セル３０１を１つ備えた電池システム３０について説明したが、特にこれに限定されず、検出装置３２は、セル３０１を直接に接続した電池システム３０に用いるものとしてもよいし、セル３０１を並列に接続した電池システム３０に用いるものとしてもよい。図１７は、セル３０１を直列で接続した検出装置３２Ｆの一例を示す説明図である。図１８は、セル３０１を並列で接続した検出装置３２Ｇの一例を示す説明図である。検出装置３２Ｆでは、制御部３１０側に多重器４０１を設け、多重器４０１によりマルチプレクス処理を実行することによって、各々の検出部３００の駆動及び検出信号の取得を行うことができる。

【0044】

図１９は、複数のセル３０１で構成される電池モジュールを備えた電池システムに用いられる検出装置３２Ｈの一例を示す説明図である。検出装置３２Ｈでは、複数のセル３０１で構成される電池モジュールに対して検出部３００Ｈを各々のセル３０１に実装し、ＢＭＵとしての制御部３１０側でマルチプレクス処理をすることで、すべてのセル３０１の状態を簡便に測定することができる。この検出装置３２Ｈは、例えば、複数の電池モジュールが搭載された電気自動車などの電池を用いたシステムに用いられるものとしてもよい。この検出装置３２Ｈは、それぞれのセル３０１に検出部３００Ｈを接続し、複数の検出部３００Ｈに対してＢＭＵとしての制御部３１０Ｈを接続し、さらにその制御部３１０Ｈの信号を上位のＥＣＵ４１０で取りまとめ、外部との通信手段を用いてトレーシングが可能な大容量のデータストレージ結果を保存する。ＥＣＵ４１０は、記憶装置４１１と外部通信装置４１２とを備えており、検出装置３２Ｈの検出結果を保存すると共に、外部のデータベース４１３などにその検出結果を提供することができる。また、システム内で検出値に対する閾値を設けておけば、ＥＣＵ４１０内部でシステムの出力抑制などを含む、電池の保護動作（制御）が可能となる。図１に示すように、例えば電気自動車などの電池利用システムから発信された本測定データは、その他の利用記録（例えば走行データ等）と共にストレージＢ，Ｄに保存される。ストレージ２７，２８を管理する管理サーバ２５は演算システムを有する管理部２６により管理され、利用記録などを用いて、例えば回収、交換、保守などの情報を電池システム３０側に提供することができる。また、生産者サーバ２０を利用するアセンブリメーカは、検出装置３２の検出結果を取得し、演算システムを有する管理部２１により、その品質向上などに用いることができる。

【0045】

図２０は、セル貸し出し用のデータストレージの一例を示す説明図である。図２０、２１は、管理者が提供可能なサービスの一例で、例えば、演算システムをリース電池管理の管理アルゴリズムとすれば、安全利用を管理可能な貸出サービスが提供できる。図２０に示すように、電池リースシステム５００は、顧客から、顧客ＩＤ、利用目的、使用期日、サービスポイント、使用場所などの情報を取得する。また、電池リースシステム５００は、使用された電池モジュールの電池ＩＤ、残容量ＳＯＣ、蓄電量、リチウム析出状態、劣化状態、使用場所などの情報を取得する。そして、電池リースシステム５００は、貸し出す電池モジュールの価格、顧客との適合、メンテナンスや利用安全管理などを実行し、顧客への適切な電池モジュールの貸し出しを行うことができる。

【0046】

図２１は、セル販売用のデータストレージの一例を示す説明図である。例えば、演算システムを劣化安全率管理のアルゴリズムとすれば、リユースに対する再販サービスを構築することができる。図２１に示すように、電池リユースシステム５１０は、顧客から、顧客ＩＤ、利用目的、使用期日、サービスポイント、使用場所などの情報を取得する。また、電池リユースシステム５１０は、使用された電池モジュールの電池ＩＤ、残容量ＳＯＣ、蓄電量、リチウム析出状態、劣化状態、使用場所などの情報を取得する。そして、電池リユースシステム５１０は、リユース販売する電池モジュールの価格、顧客との適合、メンテナンスや利用安全管理などを実行し、顧客への適切な電池モジュールのリユース販売を行うことができる。

【0047】

上述した実施形態では、検出装置３２は、インピーダンスの実部のみを考慮した回路設計であるものとしたが、特にこれに限定されず、インピーダンスの虚部まで考慮した回路設計などを行うものとしてもよい。図２２は、別の検出部３００Ｃの一例を示す説明図である。図２３は、別の検出部３００Ｄの別の一例を示す説明図である。図２４は、別の検出部３００Ｅの別の一例を示す説明図である。図２２～２４に示すように、検出部３００Ｃ～Ｅでは、検波器１のほかに、セル３０１に対して並列に検波器２を接続し、この検波器２からバッファＢＵＦ２を介して、制御部３１０へ検出信号を出力する構成になっている。また、図２３の検出部３００Ｄでは、ピックアップコイルＬ２に直列に接続されたハイパスフィルタＨＰＦ１と、セル３０１に直列に接続されたハイパスフィルタＨＰＦ２と、バッファＢＵＦ４を介してハイパスフィルタＨＰＦ１に接続されると共にバッファＢＵＦ５を介してハイパスフィルタＨＰＦ２に接続されたＸＯＲゲートＸＯＲ１とを備えている。ＸＯＲゲートＸＯＲ１は、ローパスフィルタＬＰＦ１を介して制御部３１０に接続され、電圧Ｖｆ３を制御部３１０へ出力する。図２４の検出部３００Ｅでは、検出部３００Ｄの構成に加えてハイパスフィルタＨＰＦ１の先を分岐させ位相差を設けてローパスフィルタＬＰＦ１，２を介して電圧Ｖｓｉｎｆ３，Ｖｃｏｓｆ３を制御部３１０へ出力するよう構成されている。図２２～２４に示したような構成を採用すれば、更なる検出精度を得ることができる。

【産業上の利用可能性】

【0048】

本明細書で開示した検出装置、管理装置及び検出方法は、リチウムイオン二次電池の状態を検出する技術分野に利用可能である。

【符号の説明】

【0049】

１０ 電池管理システム、２０ 生産者サーバ、２１ 管理部、２５ 管理サーバ、２６ 管理部、２７ ストレージ、２８ ストレージ、３０ 電池システム、３１ 負荷、３２，３２Ａ～３２Ｈ 検出装置、３００，３００Ａ～３００Ｈ 検出部、３０１ セル、３０２Ａ，３０２Ｂ 共振回路、３０３，３０３Ａ，３０３Ｂ 検波器、３０４、３０４Ａ，３０４Ｂ 駆動回路、３０５ 絶縁器、３０６ ロジック演算器、３０７ 主演算器、３０８ 整流回路、３０９ フィルタ、３１０，３１０Ｈ 制御部、３１１ 温度センサ、３１２ ＲＦＩＤ、３１３ ＲＦＩＤ、３１４ ＩＤタグ、３１５ デジタルＩ／Ｆ、３１６ ワイヤレスＩ／Ｆ、３１８ シーケンサ、３１９ 停止回路、３２０ 不可逆スイッチ、４０１ 多重器、４１０ ＥＣＵ、４１１ 記憶装置、４１２ 外部通信装置、４１３ データベース、５００ 電池リースシステム、５１０ 電池リユースシステム、Ａ１，Ａ２ 周波数領域、ＢＵＦ１～５ バッファ、ＨＰＦ１，２ ハイパスフィルタ、ＬＰＦ１，２ ローパスフィルタ、Ｃ１ 共振コンデンサ、Ｃｆ フィルタコンデンサ、Ｃｘ１ 駆動コンデンサ、Ｄｘ１ 駆動ダイオード、Ｄｒ１～４ 整流ダイオード、Ｌ１ インダクタ、Ｌ２ ピックアップコイル、Ｍ 磁性体、Ｒ１ 抵抗、Ｒｆ フィルタ抵抗、Ｒｂａｔ 電池抵抗、Ｓ１，Ｓ２ 半導体スイッチ。

【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】

【図23】

【図24】