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1. WO2021044635 - STORAGE BATTERY EVALUATION DEVICE, STORAGE BATTERY EVALUATION METHOD AND STORAGE BATTERY EVALUATION SYSTEM

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明 細 書

発明の名称 蓄電池評価装置、蓄電池評価方法及び蓄電池評価システム

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004  

課題を解決するための手段

0005  

図面の簡単な説明

0006  

発明を実施するための形態

0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114  

符号の説明

0115  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12  

明 細 書

発明の名称 : 蓄電池評価装置、蓄電池評価方法及び蓄電池評価システム

技術分野

[0001]
 本発明の実施形態は、蓄電池評価装置、蓄電池評価方法及び蓄電池評価システムに関する。

背景技術

[0002]
 近年、分散型蓄電システムで用いる充放電可能な蓄電デバイスとして、蓄電池を用いることが想定されている。電力系統の品質の保持及び安定を図るため、蓄電池の状態の評価を行うことが求められている。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 特許第4061965号公報
特許文献2 : 特開2000-121710号公報
特許文献3 : 特開2017-167073号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
 本発明の実施形態は、蓄電池の状態を評価することが可能な蓄電池評価装置及び蓄電池評価方法を提供する。

課題を解決するための手段

[0005]
本発明の実施形態としての蓄電池評価装置は、第1電流で充電されている蓄電池の充電電流を第2電流に切り替える充電制御部と、前記充電電流を前記第2電流に切り替えたことによる前記蓄電池の電圧及び充電量の少なくとも一方の変化の特徴量に基づき、前記蓄電池の状態を推定する状態推定部とを備える。

図面の簡単な説明

[0006]
[図1] 本発明の実施形態に係る蓄電池評価システムの全体構成のブロック図。
[図2] 本発明の実施形態に係る蓄電池評価システムの全体構成の他の例のブロック図。
[図3] 充電測定DBに格納されたデータ例を示す図。
[図4] 傾きΔV/ΔSoCと、上昇電圧Vspとの算出例を示す図。
[図5] 劣化DBの一例を示す図。
[図6] 第1充電データDBの一例を示す図。
[図7] 第2充電データDBの一例を示す図。
[図8] 特定された充電データをグラフ表示した例を模式的に示す図。
[図9] 複数の劣化状態の蓄電池の充電カーブの例を示す図。
[図10] 本発明の実施形態に係る蓄電池評価装置の全体動作のフローチャート。
[図11] 評価処理のフローチャート。
[図12] 本発明の実施形態に係る蓄電池評価装置のハードウェア構成例を示す図。

発明を実施するための形態

[0007]
 近年、電力系統の品質の保持及び安定を図るため、自然エネルギーを導入するケースが増加しており、分散型蓄電システムの検討も進んでいる。分散型蓄電システムで用いる充放電可能な蓄電デバイスとして、電気自動車等に搭載されている蓄電池を用いることも想定されている。一般的な蓄電システムや、公共交通用途の電気自動車に搭載されている蓄電池は、定常的に状態(劣化状態等)が評価されているが、個人ユーザが所有する電気自動車に搭載されている蓄電池は状態の評価の機会が少ない。このため、個人ユーザが所有する電気自動車を分散電源デバイスとして機能させる際に、充放電可能な電力量の把握が困難である。
[0008]
 電気自動車の蓄電池の状態を評価するためには、蓄電池の稼働データを分析、または蓄電池を充電器で充電した際に得られる測定データを分析することが考えられる。個人ユーザの蓄電池の稼働データは個人情報保護の観点から入手に困難がある。一方、充電器で充電の際に取得された測定データは利用可能である。本実施形態では、充電器で充電の際に取得された測定データを利用して、蓄電池の状態を評価する。
[0009]
 図1は、本発明の実施形態に係る蓄電池評価システムの全体構成のブロック図である。図1の蓄電池評価システムは、蓄電池評価装置100と、電気自動車200とを備える。
[0010]
 電気自動車(EV:Electric Vehicle)200は、蓄電装置201を搭載している。蓄電装置201は蓄電池202、及び蓄電池の電圧、電流、温度等を測定する測定装置203を含む。蓄電池は二次電池とも呼ばれるが、以下では蓄電池に呼び方を統一する。蓄電池202は単一のセルでもよいし、複数のセルを直列又は並列又は直並列に接続した組電池でもよい。
[0011]
 EV200は、蓄電池202に蓄積されている電気エネルギーを動力源として動作する車両である。EV200は車両の一例であり、蓄電池を駆動源とする車両である限り、他の車両、例えば、PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)、電気バス、電動の産業用車両、電車でもよい。EV200の蓄電池202は、充電スタンド、路肩又は駐車場などに配置されている充電器により充電されることができる。蓄電池202に蓄積されている電力を、充電器を介して、電力系統に放電(逆潮流)可能であってもよい。
[0012]
 充電器から蓄電池202に電力を伝送する方式は、接触充電方式及び非接触充電方式のいずれでもよい。接触充電方式では、例えば、充電器とEV間をそれぞれのコネクタを介して充電ケーブルで接続し、充電器から充電ケーブルに電気エネルギーを送電することで、充電を行う。非接触充電方式では、例えば、充電器側に設けられたコイルと、EV側に設けられたコイルを対向させ、コイル間で磁気結合を行うことにより、電気エネルギーの送電を行う。
[0013]
 蓄電池評価装置100は、EV200に搭載されている蓄電池202の状態として、蓄電池202の劣化状態及び内部状態を評価する。蓄電池評価装置100は、充電器に設けられている。充電器が蓄電池202を充電する際に得られる測定データを利用して、蓄電池202の劣化状態及び内部状態を評価する。蓄電池202の評価対象となる状態は、劣化状態及び内部状態以外でもよい。蓄電池評価装置100は、充電器の充電機能と、蓄電池202の評価機能とを備えている。
[0014]
 蓄電池評価装置100は、充電制御部101、充電ドライバ102、データ取得部103、表示部104、劣化状態推定部105、推定結果評価部106、内部状態推定部107、及び充電制御パラメータデータベース(DB)108を備えている。劣化状態推定部105は、本実施形態に係る第1状態推定部の一例である。内部状態推定部107は本実施形態に係る第2状態推定部の一例である。
[0015]
 充電制御部101は、予め定めた充電開始条件が成立したことをトリガーとして、蓄電池202の充電を開始する。充電制御部101は、一例として、一定時間間隔で、電流、電圧又は電力を指定した充電指令を充電ドライバ102に出力することで、充電を制御する。充電開始条件の例として、EV200のユーザ、又は充電器の管理者から充電指示の入力があったことがある。充電指示の入力の具体例として、充電器に設けられた充電ボタンを押下することがある。また、接触充電の場合に、充電ケーブルがEV200に接続された時点で自動的に充電制御部101がこれを検知して充電開始条件が成立したとしてもよい。また、非接触充電方式の場合に、EV200が所定の位置に停車した時点で充電制御部101がEV200の停車を検知し、充電開始条件が成立したとしてもよい。他の方法で、充電開始条件を定義してもよい。
[0016]
 充電ドライバ102は、充電制御部101の制御に基づき、EV200の蓄電池202を充電する。充電は、図示しない外部電源(例えば商用電源、大型蓄電システム)を用いて行う。接触充電方式の場合、EV200及び充電器間を接続する充電ケーブルを介して、EV200に電気エネルギーを供給する。非接触充電方式の場合、充電ドライバ102には無線で電力を伝送する送電装置が設けられる。送電装置のコイルと、EV200に設けられた受電装置のコイルが対向するように位置合わせされる。送電装置のコイルと受電装置のコイル間の磁気結合を介して、送電装置から無線で電気エネルギーを伝送する。
[0017]
 充電ドライバ102は、定電流充電、インパルス充電、及び定電圧充電等の各種の充電方式を用いて充電を行う。一例として、最初は定電流充電を行い、蓄電池202の電圧が閾値以上になったら、定電圧充電に切り替える。定電流充電の代わりに、定電力充電を行ってもよい。定電流充電を行っている途中、インパルス充電に切り替える。インパルス充電は、予め定めた期間行う。インパルス充電は、1回又は複数回行う。充電制御部101は、充電開始後の蓄電池202の電圧、電流及び温度等の少なくとも1つを監視し、充電ドライバ102による充電を制御する。定電流充電又は定電力充電は、一例として第1電流による充電に対応する。インパルス充電は、一例として、第2電流による充電に対応する。
[0018]
 ここで定電流充電又は定電力充電は、一定の電流又は一定の電力で行う充電である。一定の電流の例は、1Cを含む。1Cは、蓄電池202の定格容量を1時間で充電するための電流値である。1Cは、一例であり、0.8C、1.2Cなど、他の電流値でもよい。以下では定電流充電を行う場合を想定するが、代わりに定電力充電を行ってもよい。
[0019]
 インパルス充電は、パルス状の電流を印加することで行う充電である。パルス上の電流は、一例として、矩形波状の電流である。但し、電流の形状は矩形に限定されず、三角関数、三角形状の電流など、他の形状でもよい。インパルス充電の電流を本実施形態ではインパルス電流と呼ぶ場合がある。インパルス電流は、定電流充電の電流に、一定電流のパルスを重畳させることにより生成してもよい。例えば1Cの電流に、0.2C又は0.3C等の電流を重畳する。あるいは、定電流充電の電流をより大きな値に一定期間変化させることにより生成してもよい。例えば電流を1Cから1.2C又は1.3Cに切り替えて、予め定めた期間の終了後、1Cに戻す。インパルス充電は、定電流充電の途中で間欠的に1回又は複数回行う。インパルス充電は、蓄電池202の評価用のデータを取得するために行う。
[0020]
 定電圧充電は、一定の電圧で行う充電である。定電圧充電は、定電流充電(及び間欠的なインパルス充電)によって、蓄電池202の電圧が閾値以上になった場合に行う。つまり、蓄電池202の電圧が閾値β以上になった場合に、定電圧充電に切り替える。定電圧充電により蓄電池202の電圧が一定に保たれつつ、蓄電池202に供給される電流が徐々に減少する。蓄電池202に供給される電流が閾値未満又はゼロになると、充電は終了する。
[0021]
 充電ドライバ102は、EV200と有線又は無線の通信を行う通信回路を備えていてもよい。
[0022]
 充電制御部101は、充電制御パラメータDB108を用いて、充電ドライバ102を制御する。充電制御パラメータDB108には、充電制御用のパラメータが格納されている。パラメータの例として、定電流充電の電流値、定電圧充電の電圧値がある。また、インパルス充電の電流値、インパルス充電を行うタイミング、回数、1回あたりのインパルス充電の時間長がある。また、充電ドライバ102へ充電指令を出力する時間間隔がある。インパルス充電を行うタイミングは、蓄電池202の充電開始後からの経過時間又は充電開始から充電された電力量(電力増加量)に基づき定めてもよいし、蓄電池202の電圧(充電電圧)に基づき定めてもよい。
[0023]
 充電制御部101は一定時間間隔で充電ドライバ102に充電指令を出力する際、インパルス充電を行うか否かを識別するフラグ(インパルスフラグ)を、データ取得部103又は劣化状態推定部105に出力する。
[0024]
 データ取得部103は、蓄電池202の充電の開始前に、EV200から蓄電池202の電池情報を取得する。蓄電池202の電池情報は、予め蓄電池202又はEV200内に設けられた記憶装置に保存されている。この記憶装置は、メモリ、又はハードディスク、又はSSDなど任意の装置でよい。データ取得部103は、取得した電池情報を、劣化状態推定部105及び表示部104に送る。なお、電池情報を、充電の開始後に取得してもよい。
[0025]
 蓄電池202の電池情報は、一例として、蓄電池202の初期状態を表す情報、及び蓄電池の種類(例えば型番、電極の種類)を含む。初期状態を表す情報は、蓄電池の充電量、電圧、温度、正極容量、負極容量、内部抵抗等を含む。充電量の例として、SoC(State of Charge)がある。SoCは、蓄電池202に蓄積されている電力量(電荷量)を、定格容量(すなわち劣化前の最大の充電量)で除した割合である。SoCをパーセントで表してもよい。充電量の他の例として、蓄電池202に蓄積されている実際の電力量がある。電力量の単位は、一例として、kWh又はAhである。蓄電池202の電池情報に含まれるSoCは充電開始前の充電量(初期充電量)を表す情報に相当する。当該SoCを、初期SoCと表す。
[0026]
 電池情報の取得は、充電開始前に、充電制御部101がデータ取得部103に指示することで行ってもよい。あるいは、データ取得部103が電池情報の取得が可能になったタイミング、例えばEV200と通信可能になったタイミングで、自動的に電池情報の取得を行ってもよい。
[0027]
 また、データ取得部103は、充電開始後において、充電が行われている間、一定のサンプル時間ごとに、蓄電池202の電圧、電流、及び温度等の測定値を含む測定データを取得する。またデータ取得部103は、インパルスフラグを充電制御部101から受け取る。データ取得部103は時刻を計測するための時計を含む。データ取得部103は、取得した測定データとインパルスフラグを、時刻に関連付けて、劣化状態推定部105及び表示部104に送る。
[0028]
 測定データは、電圧、電流、及び温度等以外の項目、例えば充電電力又は湿度の値を含んでもよい。また、測定データは、電圧、電流、及び温度等の一部を含まなくてもよい。
[0029]
 データ取得部103は、初期SoCと、電流値とに基づき、蓄電池202の現在の充電量(SoC)を計算し、計算したSoCを測定データに追加してもよい。また充電開始から充電した電力量(電力増加量)を計算し、計算した電力増加量を測定データに追加してもよい。SoCは、初期SoCと電力増加量から計算してもよい。SoCを計算する例を以下に示す。
[0030]
 例えば定格容量がX1[Ah]であり、初期SoCがY1[%]であり、充電開始からある時刻に充電された電力量がX2[Ah]であれば、このときのSoCは、[{X1×(Y1/100)+X2}/X1]×100[%]である。
[0031]
 ここでデータ取得部103が、電池情報及び測定データを取得する手段は何でもよい。一例として、接触充電を行う場合、EV200と接続される充電ケーブルを介して、充電ドライバ102がEV200から電池情報又は測定データを受信し、受信した電池情報又は測定データをデータ取得部103に送る。非接触充電を行う場合、充電ドライバ102に無線通信部を設け、無線通信部が、EV200の無線通信部(図示せず)と通信を行って、電池情報又は測定データを取得する。あるいは、データ取得部103に無線通信部を設けて、EV200との無線通信により蓄電池202の電池情報又は測定データを取得してもよい。
[0032]
 EV200から電池情報及び測定データ以外の情報を取得してもよい。例えば、EV200の車種又はスペックの情報を取得してもよい。
[0033]
 蓄電池202の電圧及び電流等の測定を、蓄電池202でなく、充電ドライバ102で行ってもよい。この場合の蓄電池評価システムの構成例を図2に示す。充電ドライバ102に測定装置41が追加されている。測定装置41は、充電されている蓄電池202の電圧及び電流等を測定する。
[0034]
 表示部104は、画面に情報又はデータを表示する表示装置であり、一例として、液晶表示装置又は有機EL表示装置である。表示部104は、一例として、蓄電池202の充電開始後の充電状況をリアルタイムに表す情報を画面に表示する。そのような情報の例として、SoC、及び充電完了までの残り時間などがある。残り時間は、満充電(定格容量)までの残りの充電量に基づき、残りの充電を一定の電流値(例えば1C)で行うと仮定して近似的に算出してもよい。あるいは、残りの充電量と残り時間とを対応づけたテーブルを用いてもよい。あるいは、蓄電池202の劣化状態(SoH(State of Health))の情報が電池情報に含まれる場合には、その情報を利用してもよい。例えば劣化状態が蓄電池202の現在容量/定格容量により定義される場合に、定格容量に劣化状態の値を乗じて得られる値を、蓄電池202の容量とみなす。当該容量までの残りの充電量から残り時間を算出する。なお、後述するように、蓄電池202から取得した電池情報が示すSoC(初期SoC)は精度が低い場合があり、表示するSoC及び残り時間はあくまで目安である。
[0035]
 劣化状態推定部105は、代表温度同定部11、特徴量算出部12、推定部13、充電測定DB14、劣化DB15及び電池情報DB16を備える。
[0036]
 劣化状態推定部105は、データ取得部103から電池情報を受け取り、受け取った電池情報を電池情報DB16に格納する。また、劣化状態推定部105は、データ取得部103から、時刻に関連づけられた測定データ及びインパルスフラグを受け取り、受け取った測定データ及びインパルスフラグを、充電測定DB14に格納する。
[0037]
 図3に、充電測定DB14のデータ例を示す。充電量(SoC)、電圧、電流、温度及びインパルスフラグが、一定時間ごとに格納されている。インパルスフラグに関し、“0”はインパルス充電が行われておらず、“1”はインパルス充電が行われたことを表す。1回のインパルス充電はある期間継続して行われるため、1回のインパルス充電が行われている期間に含まれる時刻では連続してインパルスフラグが1になる。t1が充電開始時刻、tnが充電終了時刻に対応する。例えば時刻t1の行には、時刻t1の充電の結果として、そのときのSoC、電圧、電流及び温度が格納されており、このときインパルス充電は行われていない。
[0038]
 なお、劣化状態推定部105は、インパルスフラグを、充電制御部101から直接受け取ってもよい。この場合、劣化状態推定部105は、データ取得部103から受け取った測定データにインパルスフラグを対応づけて、充電測定DB14に格納すればよい。
[0039]
 また、インパルスフラグを用いずにインパルス充電が行われたかを判断してもよい。例えば、電流値がインパルス充電用の電流値又はそれ以上のときに、インパルス充電が行われたと判断する。
[0040]
 劣化状態推定部105は充電制御部101から充電完了通知を受け取ると、評価処理を開始する。評価処理は、劣化状態推定部105、推定結果評価部106及び内部状態推定部107によって行われる。
[0041]
 代表温度同定部11は、充電測定DB14の温度データに基づき、充電期間中の蓄電池202の代表温度を決定する。代表温度は、平均温度、最小温度、最大温度又は中心温度などがある。代表温度は、充電開始時の温度、又は充電終了時の温度でもよい。ここでは平均温度を想定する。図3の例では、時刻t1~時刻tnまでの温度の平均が代表温度に相当する。
[0042]
 特徴量算出部12は、蓄電池202のインパルス充電時の測定データを用いて、定電流充電からインパルス充電に切り替えたことによる蓄電池202の電圧及び充電量の少なくとも一方の変化の特徴量を算出する。ここでは、2つの特徴量を算出する。1つ目の特徴量は、インパルス充電期間を含む期間におけるSoCの増加量ΔSoCに対する電圧の増加量ΔVの比を表し、これを傾きΔV/ΔSoCと記載する。2つ目の特徴量は、インパルス電流の重畳により上昇した電圧を表し、これを上昇電圧Vspと記載する。ここでは2つの特徴量を算出するが、これらの一方の特徴量のみを算出してもよい。
[0043]
 図4を用いて、傾きΔV/ΔSoCと、上昇電圧Vspとの算出例を示す。
[0044]
 図4は、EV200の蓄電池202を充電している間に取得された測定データ(図3参照)に基づき作成した充電カーブの一部を表している。充電カーブの開始のSoCは、充電開始前のSoCであり、電池情報から特定される初期SoCである。SoC100%は定格容量に対応する。最初に、初期SoCと電圧の組が表す点を充電カーブの開始点としてプロットし、以降、一定時間ごとの各測定データに基づき、SoCと電圧の組が表す点をプロットする。
[0045]
 図4の例においては、充電開始後、まずは定電流充電が行われている。定電流充電の電流値は、一例として、1Cである。その後、間隔を空けてインパルス充電が2回行われている。具体的に、期間T1で1回目のインパルス充電C1を行い、期間T2で2回目のインパルス充電C2を行っている。期間T1と期間T2の長さは同じである。インパルス充電の回数は1回でもよいし、3回以上でもよい。各インパルス充電の長さは同じでも、異なってもよい。インパルス充電の電流値は、定電流値と異なる値であり、一例として、定電流値より大きい1.2C又は1.3Cなどである。但し、定電流値より小さい電流値、例えば0.8Cなどでもよい。期間T1及び期間T2は、第2電流で充電を行う第1の期間に対応する。
[0046]
 インパルス充電C1に対する傾きΔV/ΔSoCは、以下のように算出する。一例として、インパルス充電C1の開始直前点P1のSoC及び電圧を(SoC1、V1)とし、インパルス充電C2の開始直前点P2のSoC及び電圧を(SoC2、V2)とする。このときΔV/ΔSoCは、以下の式(1)で算出する。
 ΔV/ΔSoC=(V2-V1)/(SoC2-SoC1)  ・・・(1)
[0047]
 ΔVは、充電電流を第1電流から第2電流に切り替えたことによる電圧の変化量の一例に対応する。ΔSoCは、一例として、第2電流で充電を行う前(すなわち第2電流の供給前)の蓄電池202の充電量と、第2電流で充電を行った後(すなわち第2電流の供給後)の蓄電池202の充電量との差分である充電量の変化量に対応する。ΔV/ΔSoCは、当該電圧の変化量と、当該充電量の変化量との比に対応する。
[0048]
 このようにインパルス充電C1の期間T1を含む期間で、傾きΔV/ΔSoCを算出する。インパルス充電C1の終了直後からインパルス充電C2の開始直前の間の任意の時点の充電量及び電圧を(SoC2、V2)として用いることも可能である。また、2回目のインパルス充電を行わない場合は、1回目のインパルス充電の終了後の任意の時点の充電量及び電圧を(SoC2、V2)として用いてもよい。
[0049]
 次に、上昇電圧Vspは、以下のように算出する。インパルス充電C1の開始直前点P1の電圧V1と、インパルス充電C1の終了後の点P3の電圧V3との平均値をVave2とする。すなわちVave2=(V1+V3)/2である。点P3は、一例としてインパルス充電C1の終了から2秒後の点である。Vave2は、一例として、期間T1の前後の電圧の平均値に相当する。Vave2は、期間T1、定電流(第1電流)で充電を行ったと仮定した場合の期間T1の第2電圧に対応する。
[0050]
 またインパルス充電C1の開始から一定時間後の点P4の電圧V4と、インパルス充電C1の終了直前の点P5の電圧V5との平均値をVave1とする。すなわち、Vave1=(V4+V5)/2である。点P4の電圧は、インパルスの立ち上がりが完了した後の電圧である。立ち上がり途中の電圧を用いないようにするため、インパルス充電C1の開始から一定時間後(例えば40秒後)の点の電圧を用いている。Vave1は、一例として、インパルス充電C1を行っている期間の第1電圧に対応する。
[0051]
 このとき上昇電圧Vspは、以下の式(2)で算出する。これは第1電圧と第2電圧の差分に相当する。
 上昇電圧Vsp=Vave1-Vave2  ・・・(2)
[0052]
 推定部13は、特徴量算出部12で算出された2つの特徴量(傾きΔV/ΔSoC、上昇電圧Vsp)の少なくとも一方と、劣化DB15とに基づき、蓄電池202の劣化状態を推定する。劣化状態は、使用開始前または任意に定めた時点の状態からどの程度蓄電池202が劣化したかを表す。例えば蓄電池202の容量が定格容量からどの程度減少したかにより劣化状態を表す。一例として、劣化状態は蓄電池202の現在容量/定格容量により定義されることができる。別の例として、蓄電池202の内部抵抗が使用開始前からどの程度上昇したかにより劣化状態を表してもよい。蓄電池の劣化の例としては、電極自体の劣化、組電池の場合のセルバランスの崩れなどがある。例えば蓄電池がリチウムイオン電池の場合、負極材料に含まれる炭素の分子構造が変化し、炭素に含まれるリチウムイオンの量が減少することがある。また、セルバランスの崩れの例として、セル間の充電量又は放電量の違いがある。例えば1つのセルでも満充電と判断されると、他のセルが満充電でなくても、満充電と判断されてしまう。
[0053]
 劣化DB15には、代表温度と初期SoCの組ごとに、ΔV/ΔSoCと、Vspと、劣化状態(SoH)とを対応づけたテーブルを格納している。
[0054]
 図5に、劣化DB15の一例を示す。この例では代表温度が25℃、初期SoCがSoCxの場合のテーブルが示されている。代表温度及び初期SoCの他の組についても同様の形式で、テーブルが格納されている。
[0055]
 推定部13は、劣化DB15において、代表温度同定部11で同定された代表温度と電池情報が示す初期SoCとの組に対応するテーブルを特定する。特定したテーブルにおいて、特徴量算出部12で算出されたΔV/ΔSoC及びVspに基づき、対応するSoHを特定する。推定部13は、特定したSoHを、蓄電池202の劣化状態とする。
[0056]
 同定された代表温度と同じ温度のテーブルが存在しない場合は、補間処理によりSoHを算出すればよい。例えば、同定された代表温度より小さい温度(Temp1とする)のテーブルと、大きい温度(Temp2とする)のテーブルをそれぞれ特定する。各テーブルにおいて、上述した方法と同様にして、それぞれSoHを特定する。特定したSoHをそれぞれSoH1、SoH2とする。SoH2とSoH1との差分ΔSoHと、同定された代表温度とTemp1との差分ΔTempに基づき、補間したSoHを算出する。補間によりSoHを算出する式の例を、以下の式(3)に示す。
 補間したSoH=SoH1+ΔSoH(ΔTemp/Temp2-Temp1) ・・・(3)
[0057]
 電池情報が示す初期SoCと同じ初期SoCのテーブルが存在しない場合も、代表温度の場合と同様にして、補間によりSoHを算出すればよい。同定された代表温度と同じ温度及び電池情報が示す初期SoCと同じ初期SoCの両方が存在しない場合は、2つの補間を組み合わせればよい。
[0058]
 1つの特徴量を算出する場合は、1つの特徴量とSoHとを対応づけたテーブルを、代表温度と初期SoCとの組ごとに用意すればよい。
[0059]
 推定結果評価部106は、充電データ探索部21、SoCずれ評価部22、SoCずれ補正部23、第1充電データDB24、及び第2充電データDB25を備えている。
[0060]
 第1充電データDB24は、電池温度と劣化状態(SoH)の組ごとに、蓄電池を所定のSoC範囲で定電流充電した場合に得られる充電データ(SoCずれ評価用充電データ)を格納している。定電流充電の電流値は、蓄電池202の定電流充電の電流値と同じである。SoC範囲は、一例として0~100[%]、10~90[%]など広い範囲である。これは、EV200の蓄電池202を実際に充電する場合に想定されるSoC範囲よりも広い。
[0061]
 第1充電データDB24内の充電データ(SoCずれ評価用充電データ)は、充電量と電圧との関係を表した第1充電データに対応する。したがって、第1充電データDB24は、複数の劣化状態にそれぞれ対応する第1充電データを格納している。または、第1充電データDB24は、劣化状態と電池温度との複数の組にそれぞれ対応する第1充電データを格納している。
[0062]
 図6は、第1充電データDB24の一例を示す。電池温度が25℃、SoHがSoHxの蓄電池を、1Cで定電流充電した場合に得られる充電データの例が示されている。温度とSoHとの他の組についても同様に、1Cで定電流充電した場合の充電データが格納されている。なお、1Cで定電流後に定電圧充電に切り替える定電流-定電圧方式を用いてもよい。
[0063]
 図6の充電データは、電圧VとSoCとの組を充電期間の各サンプル時刻について含むデータ、すなわちSoc(充電量)に応じて電圧の変化を表すデータである。但し、充電データは、他の形式、例えば、電圧とサンプル時刻との組を、各サンプル時刻について含むデータ、すなわち、時間に応じて電圧の変化を表すデータでもよい。この場合も、定電流充電の電流値を時間で積分することで、図6と同様の形式の充電データを得ることができる。
[0064]
 第2充電データDB25は、電池温度と劣化状態の組ごとに、蓄電池を所定のSoC範囲で定電流充電した場合に得られた充電データ(内部状態評価用充電データ)を格納している。この定電流充電の電流値は、後述する内部状態の推定に適した電流値であり、蓄電池202の定電流充電の電流値と異なる。すなわち、充電データ(内部状態評価用充電データ)の取得時の電流値は、第1充電データDB24の充電データの取得時の電流値と異なる。
[0065]
 図7は、第2充電データDB25の一例を示す。電池温度が25℃、SoHがSoHxの蓄電池を、0.2Cで定電流充電した場合に得られる充電データを示す。電池温度とSoHとの他の組についても同様に、0.2Cで定電流充電した場合の充電データが格納されている。なお、0.2Cで定電流後に定電圧充電に切り替える定電流-定電圧方式を用いてもよい。0.2Cは、一例であり、0.1C、0.3Cなど他の値でもよい。
[0066]
 充電データ探索部21は、推定部13で得られた劣化状態(SoH)と代表温度同定部11で同定された代表温度との組に対応する充電データ(SoCずれ評価用充電データ)を、第1充電データDB24において特定する。代表温度と同じ電池温度のデータ、又は推定部13で得られたSoHと同じSoHのデータが存在しない場合は、前述したように補間処理を行えばよい。例えば、代表温度の前後の電池温度の充電データを補間処理により合成することで、補間された充電データを生成すればよい。または、推定されたSoHの前後のSoHの充電データを補間処理により合成することで、補間された充電データを生成すればよい。
[0067]
 SoCずれ評価部22は、充電測定DB14の任意の時刻の電圧を評価対象電圧として特定する。例えばインパルス充電を開始する直前の時刻の電圧、又は最初に充電を開始した時刻t1の電圧などがある。一例として図4の点P1の電圧を評価対象電圧(図4のV1)とする。変形例として、蓄電池202の電池情報が示す充電開始前の電圧を評価対象電圧としてもよい。
[0068]
 また、SoCずれ評価部22は、上記の特定された充電データ(SoCずれ評価用充電データ)において、評価対象電圧に対応するSoCを、基準SoCとして特定する。これについて図8を用いて具体的に説明する。
[0069]
 図8は、上記の特定された充電データ(SoCずれ評価用充電データ)をグラフ表示した例を模式的に示す。横軸がSoC、縦軸が電圧である。グラフにおいて、評価対象電圧(図のV1)に対応する点P13を特定し、点P13に対応するSoCを基準SoC(図のSoCz)として特定する。
[0070]
 また、SoCずれ評価部22は、充電測定DB14における蓄電池202の測定データにおいて当該評価対象電圧に対応するSoCを、評価対象SoCとして特定する。評価対象電圧が図4の点P1の電圧V1であれば、点P1のSoC1を評価対象SoC(図4のSoCy)として特定する。
[0071]
 SoCずれ評価部22は、基準SoCと、評価対象SoCとの差の絶対値がオフセットd(閾値)未満かを判断する。
[0072]
 オフセットd未満の場合は、蓄電池202から取得した初期SoC及び推定部13が推定したSoHは正しい又は精度が高いと判断する。正しいとは、初期SoC及び推定したSoHの値と、蓄電池202の本来のそれぞれの値との差が小さいことを意味する。
[0073]
 一方、差の絶対値がオフセットd以上の場合は、蓄電池202から取得した初期SoC及び推定部13が推定したSoHは、正しくない又は精度が低いと判断する。正しくないとは、初期SoC及び推定したSoHの値と、蓄電池202の本来のそれぞれの値との差が大きいことを意味する。
[0074]
 SoCずれ補正部23は、上記差の絶対値がオフセット値d以上と判断された場合に、充電測定DB14内の測定データの各時刻のSoCと、電池情報が示す初期SoCとを、評価対象SoCが基準SoCに近づく方向に、オフセットdにより補正する。
[0075]
 具体的には、評価対象SoCが基準SoCより大きい場合は、初期SoC及び各時刻のSoCからオフセットdをそれぞれ減算する。図3の例の場合、充電開始時刻t1以降の各時刻のSoCと、初期SoCとからそれぞれ、オフセットdを減算する。
[0076]
 評価対象SoCが基準SoCより小さい場合は、初期SoC及び各時刻のSoCにそれぞれオフセットdを加算する。図3の例の場合、充電開始時刻t1以降の各時刻のSoCと、初期SoCとにそれぞれ、オフセット値dを加算する。
[0077]
 具体例として評価対象SoCが50、基準SoCが60、オフセットが5であるとする。この場合、評価対象SoCと、基準Socとの差の絶対値は10であり、これはオフセット以上である。また評価対象SoCは基準SoCより小さい。よって、この場合、初期SoC及びt1以降の各SoCに、オフセット5を加算する。
[0078]
 劣化状態推定部105は、補正後の初期SoCと、劣化DB15と、算出済みの特徴量とを用いて、蓄電池202の劣化状態(SoH)を再度推定する。
[0079]
 推定結果評価部106の充電データ探索部21及びSoCずれ評価部22は、再推定された劣化状態に基づき、前述と同様の処理を行い、第1充電データDB24における充電データの特定及びSoC(基準そC)の特定を行う。また、充電測定DB14における補正後の測定データ(SoCが補正されている)において評価基準SoCを特定する。基準SoCと評価対象SoCとの差の絶対値がオフセットd未満かを判断する。オフセット値d未満の場合は、SoCずれ補正部23により、充電データの各時刻のSoCを再度補正する。また、初期SoCを補正する。以降、SoCずれ評価部22で基準SoCと評価対象SoCとの差の絶対値が、オフセットd未満と判断されるまで、同様の処理を再帰的に繰り返す。
[0080]
 SoCずれ評価部22で上記差の絶対値がオフセットd未満であると判断された場合、このときのSoH(推定部13で直近に算出されたSoH)が、蓄電池202の精度の高い劣化状態を表すと判断する。
 充電データ探索部21は、このSoHと上記代表温度との組に対応する充電データ(内部状態評価用充電データ)を第2充電データDB25から特定する。代表温度と同じ電池温度のデータ、又は当該SoHと同じSoHのデータが存在しない場合は、前述したように補間処理を行えばよい。例えば、代表温度の前後の電池温度の充電データを補間処理により合成することで、補間された充電データを生成すればよい。または、推定されたSoHの前後のSoHの充電データを補間処理により合成することで、補間された充電データを生成すればよい。
[0081]
 推定結果評価部106は、充電データ探索部21によって特定された充電データ(内部状態評価用充電データ)を内部状態推定部107に送る。この充電データは、蓄電池202を、例えば0.2Cで実際に定電流充電した場合に得られる充電データとして扱うことができる。また、推定結果評価部106は、推定部13で直前に算出された(最後に算出された)SoH、及び蓄電池202から取得された電池情報を、内部状態推定部107に送る。
[0082]
 内部状態推定部107は、推定結果評価部106から受け取った充電データ(内部状態評価用充電データ)と、蓄電池202の電池情報とに基づき、充電曲線解析により、蓄電池202の内部状態を推定する。内部状態推定部107は、蓄電池202の電池情報から蓄電池202の電極や内部抵抗等の初期状態を特定し、充電曲線解析(CCA:Charging Curve Analysis)により、蓄電池202の内部状態を推定する。蓄電池202の内部状態の例として、蓄電池202の正極容量、負極容量、内部抵抗及び負極電位ずれがある。充電曲線解析は一般的に知られている方法を用いることができる。この方法は、例えば、特開2012-251806号公報、特開2014-190763号公報、及び特開2017-54696号公報に詳細に記載されている。以下では、内部状態を推定する例を簡単に記載する。内部状態の推定方法は一例に過ぎず、他のどのような方法を用いてもよい。
[0083]
 内部状態推定部107は、解析DB31を備えている。解析DB31には、各種の内部状態を推定するための関数又はルックアップテーブルが格納されている。
[0084]
 [正極容量、負極容量、内部抵抗の推定例]
 正極容量、負極容量、内部抵抗等を含む複数の変数を未知変数として、充電データ(内部状態評価用充電データ)の電圧を回帰するための回帰関数が解析DB31に格納されている。回帰関数を、V=f(Z1,Z2,...Zn)と表す。Z1~Znは未知変数であり、正極容量、負極容量、内部抵抗等に対応する。回帰関数から残差平方和の式S=(V-f(Z1,Z2,...Zn)) を導出する。δS/δZ1=0、δS/δZ2=0,...,δS/δZn=0の連立方程式の解を求めることで、Z1,Z2,...Znを算出する。Z1,Z2,...Znの初期値は、電池情報に含まれており、これを用いて、連立方程式を解く。
[0085]
 [負極電位ずれの推定例]
 蓄電池202の現在の電池容量(Qとする)を特定する。これは、例えば、推定部13で直前に推定されたSoHに、蓄電池202の定格容量を乗算することで算出すればよい。特定した電池容量を、蓄電池202の負極の初期電池容量(Q0とする)から減算することによって、電池容量の減少量を計算する。負極の初期電池容量の値は、蓄電池202から取得した電池情報に含まれている。満充電状態の蓄電池202の負極の充電深度Xchargeを(Q0-ΔQ)/Q0により計算する。解析DB31には、負極の開回路電位曲線が、充電深度Xに対応する開回路電位(E)を返す関数f(X)として格納されている。関数f(X)の入力変数としてXchargeを代入し、負極の充電終止電位(Eanode)を算出する。また入力変数として1を代入し、負極の初期電位(Eanod_0)を算出する。負極の初期電位が電池情報に含まれていてもよい。EanodeからEanod_0を減算する。減算後の値を、負極電位ずれとして得る。
[0086]
 図9は、複数の劣化状態の蓄電池について、データ取得部103で取得された測定データ等から生成した充電カーブの例を示す。2つのグラフG1、G2が示されている。グラフG1は図4と同じである。グラフG2は、グラフG1より劣化が進んでいない蓄電池のグラフである。グラフG1のインパルス充電の上昇電圧Vsp_1は、グラフG2のインパルス充電の上昇電圧Vsp_2より大きい。また、グラフG1のインパルス充電の傾きΔV_1/ΔSoC_1は、グラフG2のインパルス充電の傾きΔV_1/ΔSoC_2より大きい。このように劣化状態が進むほど、インパルス充電時の上昇電圧が大きく、傾きも大きくなる。これらの傾向を利用して、蓄電池202の劣化状態及びSoCを高精度に特定できる。
[0087]
 表示部104は、蓄電池202の評価結果を画面に表示する。評価結果の例として、蓄電池202の劣化状態(SoH)、及び蓄電池202の内部状態を表す情報がある。また、蓄電池202の寿命までの残り時間の情報がある。例えば、SoHの値に応じて、「寿命を迎えた」、「寿命を迎えていないがメンテナンスが必要」、「まだ寿命を迎えておらずメンテナンスも不要」の3つのうちの1つを特定する。他の例として、SoHと寿命までの残り時間の値(例えば月数)とを対応づけた関数又はテーブルを用意する。関数又はテーブルと、評価結果として得られたSoHとから残り時間の値を特定してもよい。
[0088]
 図10は、本実施形態に係る蓄電池評価装置の全体動作のフローチャートである。
[0089]
 充電制御部101は、充電開始条件が成立すると充電開始を決定する。充電制御部101は、データ取得部103に蓄電池202の電池情報の取得を指示する信号又はデータを出力する(S11)。また充電制御部101は、充電開始後に測定データの記録(ログ)が行われるよう、データ取得部103に測定データの取得を指示する信号又はデータを出力し、劣化状態推定部105に測定データの格納を指示する信号又はデータを出力する(S11)。データ取得部103は電池情報を取得し、劣化状態推定部105の電池情報DB15に格納する。
[0090]
 充電制御部101は、充電ドライバ102を用いて、EV200の蓄電池202の定電流充電を開始する(S12)。一例として、1Cの定電流充電を行う。データ取得部103は、一定のサンプリング時間ごとに測定データを取得し、またインパルスフラグを充電制御部101から取得する。取得したこれらのデータを時刻と関連づけて、充電測定DB14に格納する。
[0091]
 充電制御部101は、充電開始からの充電量(電力増加量)を算出する。電力増加量は、充電測定DB14を用いて算出してよいし、充電ドライバ102へ指示した電流値と充電開始からの経過時間とから算出してもよい。電力増加量が閾値α (ここではx=1)以上かを判断する(S13)。本ステップが繰り返されるごとにxをインクリメントする。α x+1>α である。閾値α 未満の場合は(NO)、定電流充電を継続する(S12)。閾値α 以上の場合は(YES)、予め定めた期間、インパルス充電を行う(S14)。
[0092]
 充電制御部101は、蓄電池202の測定電圧(充電電圧)が閾値β以上になったかを判断する(S15)。閾値β未満の場合は、引き続き定電流充電を行う(S12)。閾値β以上の場合は、定電圧充電に切り替える(S16)。
[0093]
 定電圧充電の開始後、蓄電池202の測定電流(充電電流)が閾値γ未満になったかを判断する(S17)。閾値γ以上の場合は、継続して定電圧充電を行う(S16)。閾値r未満になった場合は、充電制御部101は、充電を終了する(S18)。充電制御部101は、測定データの取得を終了するようデータ取得部103に指示する信号又はデータを出力する(S19)。充電制御部101は、測定データの格納を終了するよう劣化状態推定部105に指示する信号又はデータを出力する(S19)。
[0094]
 劣化状態推定部105、推定結果評価部106及び内部状態推定部107は、充電測定DB14内の測定データと、蓄電池202の電池情報とに基づき、蓄電池202の評価処理(劣化状態の推定、推定結果の評価、内部状態の推定)を行う(S20)。表示部104は、劣化状態の最終の推定結果、内部状態の推定結果等を表示する(S21)。表示部104は、ステップS12~S18の処理が行われている間、充電の進み状況を示す情報を表示してもよい。
[0095]
 図11は、図10のステップS20で行う評価処理の詳細フローチャートである。代表温度同定部11は、充電測定DB14に記憶された温度データに基づき、代表温度を特定する。例えば充電開始から終了までの温度の平均値を代表温度とする(S31)。
[0096]
 特徴量算出部12は、電池情報に含まれる初期SoCと、測定データの各時刻の電流値に基づき、各時刻のSoCを算出する(S32)。具体的に、初期SoCから各時刻までの充電により増加した電力量を算出し、増加した電力量に応じたSoC増加値を、初期SoCに加算することにより、各時刻のSoCを算出する。算出したSoCを測定DB14に格納する。測定DB14内の測定データにSoCが含まれている場合は、本ステップの処理は不要である。
[0097]
 特徴量算出部12は、測定DB14に基づき、2つの特徴量として、傾きΔV/ΔSoCと、上昇電圧Vspを算出する。2つの特徴量のうちいずれか一方のみを算出してもよい。
[0098]
 推定部13は、算出した2つの特徴量又はいずれか一方の特徴量と、代表温度と、初期SoCと、劣化DB15に基づき、蓄電池202の劣化状態(SoH)を推定する(S34)。SoHは、一例として、定格容量に対する容量の比率を表す。
[0099]
 充電データ探索部21は、推定されたSoHと代表温度とに基づき、対応する充電データ(SoCずれ評価用充電データ)を、第1充電データDB24において特定する。特定した充電データにおいて、評価対象電圧に対応するSoC(基準SoC)を特定する。また、充電測定DB14において評価対象電圧に対応するSoC(評価対象SoC)を特定する。基準SoCと、評価対象SoCとの差(SoCずれ)を計算する(S36)。
[0100]
 差の絶対値がオフセットd未満かを判断する(S37)。オフセットd以上の場合は(NO)、差の絶対値が小さくなる方向に、初期SoC及び各時刻のSoCを補正する(S38)。具体的には、評価対象SoCが基準SoCより大きい場合は、初期SoC及び各時刻のSoCからオフセットdをそれぞれ減算する。評価対象SoCが基準SoCより小さい場合は、初期SoC及び各時刻のSoCにそれぞれオフセットdを加算する。ステップS34に戻り、補正後の初期SoCに基づき、劣化状態を再度推定する。ステップS37で差の絶対値がd未満と判断されるまで、以降、同様の処理を繰り返す。
[0101]
 差の絶対値がオフセットd未満になったら、このときの劣化状態(SoH)と代表温度との組に対応する充電データ(内部状態推定用充電データ)を第2充電データDB25において特定する。特定した充電データ、蓄電池202の電池情報、劣化状態、代表温度等のデータを内部状態推定部107に送る。
[0102]
 内部状態推定部107は、推定結果評価部106から受け取ったデータと、解析DB31に基づき、CCA解析により、蓄電池202の内部状態を推定する(S40)。推定した内部状態、上記劣化状態、代表温度等の評価結果を表示部104に出力する(S41)。劣化状態に基づき余寿命を算出し、余寿命を表すデータを評価結果の一部として表示部104に出力してもよい。補正後の充電測定DB14のデータを表示部104に出力してもよい。
[0103]
 以上、本実施形態によれば、路肩にある充電器の充電データを用いてEVの蓄電池の劣化状態の評価及び内部状態評価を簡易に行うことができる。EVに記憶されている充電量(SoC)は、EVの制御機能が演算により算出しており、精度が低い又は信頼性が低い場合がある。本実施形態では、電圧の測定精度が高いこと、及び電力増加量の測定精度が高いことを用いて、本実施形態に係るインパルス充電の特徴量を算出し、SoCを高精度に推定する。これにより、蓄電池202の劣化状態及び内部状態を高精度に推定できる。路肩にある充電器で蓄電池を充電する際は、高域のSoC範囲での充電となることが多く、従って高域での測定データしか得られない場合が考えられる。しかしながら、第2充電データDB25に、CCA解析に十分な広いSoC範囲の充電データをSoH等に関連づけて格納しておき、本実施形態で推定したSoHに応じた充電データを利用してCCA分析を行うことで、内部状態を高精度に推定できる。
[0104]
 (変形例1)
 上述した実施形態ではインパルス充電C1について特徴量を算出したが、インパルス充電C1、C2を含む複数のインパルス充電について特徴量を算出してもよい。この場合、各インパルス充電について特徴量を算出し、算出した特徴量の統計値を、前述した実施形態の特徴量として用いることができる。統計値の例として、平均値、中央値、最小値、及び最大値等がある。
[0105]
 また、インパルス充電ごとに、特徴量の算出と劣化状態の算出を行い、算出した劣化状態の統計値を算出してもよい。統計値の例として、平均値、中央値、最小値、及び最大値等がある。
[0106]
 また、劣化状態推定部105と推定結果評価部106の処理を繰り返す場合に、繰り返すごとに、異なるインパルス充電を用いてもよい。例えば、最初はインパルス充電C1を用いて特徴量の算出及び劣化状態を推定する。推定結果評価部106で、劣化状態推定を再度行うことが決定された場合は、初期SoC及び測定データの各時刻のSoCの補正後、次はインパルス充電C2を用いて、特徴量の算出及び劣化状態の推定を行う。以降同様の処理を繰り返す。
[0107]
 (変形例2)
 上述した実施形態では、特徴量として、ΔV/ΔSoCとVspとを算出したが、特徴量は、これらに限定されない。例えば、ΔV及びΔSoCの一方又は両方を特徴量として算出してもよい。
[0108]
 (変形例3)
 上述した実施形態では、蓄電池202の充電が終了すると、自動的に評価処理を開始するようにしたが、EV200のユーザ又は充電器の管理者から指示を示す信号又はデータが入力された場合に、評価処理を開始するようにしてもよい。例えば、充電器に設けられた評価ボタンが押下された場合に、評価処理が開始するようにしてもよい。
[0109]
 (変形例4)上述した実施形態では車両に搭載される蓄電池202を対象としたが、ロボット、ドローン、産業用機械、ユーザモバイル端末など、車両以外のものに搭載される蓄電池にも本技術は適用可能である。
[0110]
(ハードウェア構成)
 図12は、本発明の実施形態に係る蓄電池評価装置のハードウェア構成例を示す。このハードウェア構成は、前述した実施形態に係る蓄電池評価装置に用いることができる。図12のハードウェア構成はコンピュータ150として構成される。コンピュータ150は、CPU151、入力インタフェース152、表示装置153、通信装置154、主記憶装置155、外部記憶装置156を備え、これらはバス157により相互に通信可能に接続される。
[0111]
 入力インタフェース152は、蓄電池の測定データを、配線等を介して取得する。入力インタフェース152は、ユーザが本装置に指示を与える操作手段でもよい。操作手段の例は、キーボード、マウス、タッチパネルを含む。通信装置154は、無線または有線の通信手段を含み、EV200と有線または無線の通信を行う。通信装置154を介して、測定データを取得してもよい。入力インタフェース152及び通信装置154は、それぞれ別個の集積回路等の回路で構成されていてもよいし、単一の集積回路等の回路で構成されてもよい。表示装置153は、例えば液晶表示装置、有機EL表示装置、CRT表示装置等である。表示装置153は、図1の表示部104に対応する。
[0112]
 外部記憶装置156は、例えば、HDD、SSD、メモリ装置、CD-R、CD-RW、DVD-RAM、DVD-R等の記憶媒体等を含む。外部記憶装置156は、蓄電池評価装置の各処理部の機能を、プロセッサであるCPU151に実行させるためのプログラムを記憶している。また、蓄電池評価装置が備える各DBも、外部記憶装置156に含まれる。ここでは、外部記憶装置156を1つのみ示しているが、複数存在しても構わない。
[0113]
 主記憶装置155は、CPU151による制御の下で、外部記憶装置156に記憶された制御プログラムを展開し、当該プログラムの実行時に必要なデータ、当該プログラムの実行により生じたデータ等を記憶する。主記憶装置155は、例えば揮発性メモリ(DRAM、SRAM等)または不揮発性メモリ(NANDフラッシュメモリ、MRAM等)など、任意のメモリまたは記憶部を含む。主記憶装置155に展開された制御プログラムがCPU151により実行されることで、蓄電池評価装置100の各処理部の機能が実行される。
[0114]
 本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

符号の説明

[0115]
11:代表温度同定部
12:特徴量算出部
13:推定部
14:充電測定DB
15:劣化DB
21:充電データ探索部
22:SoCずれ評価部
23:SoCずれ補正部
24:第1充電データDB
25:第2充電データDB
31:解析DB
41:測定装置
100:蓄電池評価装置
200:電気自動車
201:蓄電装置
202:蓄電池
203:測定装置
101:充電制御部
102:充電ドライバ
103:データ取得部
104:表示部
105:劣化状態推定部
106:推定結果評価部
107:内部状態推定部
108:充電制御パラメータDB
151:CPU
152:入力インタフェース
153:表示装置
154:通信装置
155:主記憶装置
156:外部記憶装置
157:バス

請求の範囲

[請求項1]
 第1電流で充電されている蓄電池の充電電流を第2電流に切り替える充電制御部と、
 前記充電電流を前記第2電流に切り替えたことによる前記蓄電池の電圧及び充電量の少なくとも一方の変化の特徴量に基づき、前記蓄電池の状態を推定する第1状態推定部と、
 を備えた蓄電池評価装置。
[請求項2]
 前記充電制御部は、第1の期間、前記第2電流の充電を行い、
 前記第1状態推定部は、
 前記第1の期間の第1電圧を算出し、
 前記第1の期間、前記第1電流で充電を行ったと仮定した場合の前記第1の期間の第2電圧を算出し、
 前記特徴量は、前記第1電圧と、前記第2電圧との差分を含む
 請求項1に記載の蓄電池評価装置。
[請求項3]
 前記第2電圧は、前記第1の期間の開始前の電圧と、前記第1の期間の終了後の電圧の平均値である
 請求項2に記載の蓄電池評価装置。
[請求項4]
 前記第1状態推定部は、
 前記第2電流の充電前の前記蓄電池の充電量と、前記第2電流による充電後の前記蓄電池の充電量との差分である充電量の変化量を算出し、
 前記第2電流による充電を行う前の前記蓄電池の電圧と、前記第2電流による充電を行った後の前記蓄電池の電圧との差分である電圧の変化量を算出し、
 前記特徴量は、前記電圧の変化量と、前記充電量の変化量との少なくとも一方に基づく
 請求項1~3のいずれか一項に記載の蓄電池評価装置。
[請求項5]
 前記特徴量は、前記電圧の変化量と、前記充電量の変化量との比を含む
 請求項4に記載の蓄電池評価装置。
[請求項6]
 複数の状態について充電量と電圧とを関係づけた複数の第1充電データに基づき、前記第1状態推定部により推定された前記状態に対応する第1充電データを特定し、
 特定した前記第1充電データにおいて評価対象電圧に対応する充電量である基準充電量を特定する
 推定結果評価部を備え、
 前記第1状態推定部は、前記評価対象電圧に対応する前記蓄電池の充電量である評価対象充電量を特定し、前記基準充電量と前記評価対象充電量との差に基づいて、前記蓄電池の状態を推定する
 請求項1~5のいずれか一項に記載の蓄電池評価装置。
[請求項7]
 前記第1状態推定部は、前記蓄電池の温度の測定値に基づき第1温度を算出し、
 前記複数の第1充電データは、複数の電池温度に関連づけられており、
 前記推定結果評価部は、前記第1温度と前記状態に基づき、前記第1充電データを特定する
  請求項6に記載の蓄電池評価装置。
[請求項8]
 前記蓄電池から前記蓄電池の充電前の充電量である初期充電量を含む情報を取得するデータ取得部を備え、
 前記情報が示す前記初期充電量に基づいて前記蓄電池の状態を推定し、
 前記基準充電量と前記評価対象充電量との差に基づいて、前記情報が示す前記初期充電量を補正し、
 補正後の前記初期充電量に基づいて、前記蓄電池の状態を推定する
 請求項6又は7に記載の蓄電池評価装置。
[請求項9]
 複数の状態について充電量と電圧とを関係づけた複数の第2充電データに基づき、推定した前記状態に対応する第2充電データを特定する推定結果評価部と、
 前記蓄電池の初期状態を表す情報を取得するデータ取得部と、
 前記情報と前記第2充電データに基づき、前記蓄電池の内部状態を推定する第2状態推定部
 を備えた請求項1~8のいずれか一項に記載の蓄電池評価装置。
[請求項10]
 前記第1状態推定部は、前記蓄電池の温度の測定値に基づき第1温度を算出し、
 前記複数の第2充電データは、複数の電池温度に関連づけられており、
 前記推定結果評価部は、前記第1温度と前記状態に基づき、前記第2充電データを特定する
  請求項9に記載の蓄電池評価装置。
[請求項11]
 前記充電制御部は、前記第1電流に、第3電流を重畳させることにより前記第2電流を生成する
 請求項1~10のいずれか一項に記載の蓄電池評価装置。
[請求項12]
 前記蓄電池を充電する充電ドライバ
 を備えた請求項1~11のいずれか一項に記載の蓄電池評価装置。
[請求項13]
 前記第2電流は、矩形波状の電流である
 請求項1~12のいずれか一項に記載の蓄電池評価装置。
[請求項14]
 前記第1状態推定部は、前記蓄電池の測定データに基づき、前記蓄電池の状態を推定する
 請求項1~13のいずれか一項に記載の蓄電池評価装置。
[請求項15]
 前記蓄電池の状態は、前記蓄電池の劣化状態である、
 請求項1~14のいずれか一項に記載の蓄電池評価装置。
[請求項16]
 第1電流で充電されている蓄電池の充電電流を第2電流に切り替え、
 前記充電電流を前記第2電流に切り替えたことによる前記蓄電池の電圧又は充電量の変化の特徴量に基づき、前記蓄電池の状態を推定する、
 蓄電池評価方法。
[請求項17]
 第1の期間、前記第2電流の充電を行い、
 前記第1の期間の第1電圧を算出し、
 前記第1の期間、前記第1電流で充電を行ったと仮定した場合の前記第1の期間の第2電圧を算出し、
 前記特徴量は、前記第1電圧と、前記第2電圧との差分を含む
 請求項16に記載の蓄電池評価方法。
[請求項18]
 前記第2電圧は、前記第1の期間の開始前の電圧と、前記第1の期間の終了後の電圧の平均値である
 請求項17に記載の蓄電池評価方法。
[請求項19]
 前記第2電流の充電前の前記蓄電池の充電量と、前記第2電流による充電後の前記蓄電池の充電量との差分である充電量の変化量を算出し、
 前記第2電流による充電を行う前の前記蓄電池の電圧と、前記第2電流による充電を行った後の前記蓄電池の電圧との差分である電圧の変化量を算出し、
 前記特徴量は、前記電圧の変化量と、前記充電量の変化量との少なくとも一方に基づく
 請求項16~18のいずれか一項に記載の蓄電池評価方法。
[請求項20]
 前記特徴量は、前記電圧の変化量と、前記充電量の変化量との比を含む
 請求項18に記載の蓄電池評価方法。
[請求項21]
 複数の状態について充電量と電圧とを関係づけた複数の第1充電データに基づき、推定された前記状態に対応する第1充電データを特定し、
 特定した前記第1充電データにおいて評価対象電圧に対応する充電量である基準充電量を特定し、
 前記評価対象電圧に対応する前記蓄電池の充電量である評価対象充電量を特定し、前記基準充電量と前記評価対象充電量との差に基づいて、前記蓄電池の状態を推定する
 請求項16~20のいずれか一項に記載の蓄電池評価方法。
[請求項22]
 前記蓄電池の温度の測定値に基づき第1温度を算出し、
 前記複数の第1充電データは、複数の電池温度に関連づけられており、
 前記第1温度と前記状態に基づき、前記第1充電データを特定する
  請求項21に記載の蓄電池評価方法。
[請求項23]
 前記蓄電池から前記蓄電池の充電前の充電量である初期充電量を含む情報を取得し、
 前記情報が示す前記初期充電量に基づいて前記蓄電池の状態を推定し、
 前記基準充電量と前記評価対象充電量との差に基づいて、前記情報が示す前記初期充電量を補正し、
 補正後の前記初期充電量に基づいて、前記蓄電池の状態を推定する
 請求項21又は22に記載の蓄電池評価方法。
[請求項24]
 複数の状態について充電量と電圧とを関係づけた複数の第2充電データに基づき、推定した前記状態に対応する第2充電データを特定しと、
 前記蓄電池の初期状態を表す情報を取得し、
 前記情報と前記第2充電データに基づき、前記蓄電池の内部状態を推定する
 請求項16~23のいずれか一項に記載の蓄電池評価方法。
[請求項25]
 前記蓄電池の温度の測定値に基づき第1温度を算出し、
 前記複数の第2充電データは、複数の電池温度に関連づけられており、
 前記第1温度と前記状態に基づき、前記第2充電データを特定する
  請求項24に記載の蓄電池評価方法。
[請求項26]
 前記第1電流に、第3電流を重畳させることにより前記第2電流を生成する
 請求項16~25のいずれか一項に記載の蓄電池評価方法。
[請求項27]
 前記第2電流は、矩形波状の電流である
 請求項16~26のいずれか一項に記載の蓄電池評価方法。
[請求項28]
 前記蓄電池の測定データに基づき、前記蓄電池の状態を推定する
 請求項16~27のいずれか一項に記載の蓄電池評価方法。
[請求項29]
 前記蓄電池の状態は、前記蓄電池の劣化状態である、
 請求項16~28のいずれか一項に記載の蓄電池評価方法。
[請求項30]
 蓄電池を含む電気自動車と、
 前記蓄電池の状態を評価する、請求項1~15のいずれか一項に記載の蓄電池評価装置と
 を備えた蓄電池評価システム。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]