JP2022011801A - 二次電池の劣化度判定装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】簡素な構成で高精度に二次電池の劣化度の判定が可能な二次電池の劣化度判定装置を提供する。【解決手段】劣化度判定装置１は、電池情報取得部６１、可否判定部６２、電池特性取得部６３及び劣化度判定部６５を有する。電池情報取得部６１は二次電池２１～２６に関する電池情報を取得する。可否判定部６２は、電池情報取得部６１が取得した電池情報と、予め用意された可否判定基準とに基づいて、二次電池２１～２６ごとに劣化度の判定の可否を判定する。電池特性取得部６３は、可否判定部６２により劣化度の判定が可能と判定された二次電池２１～２６について、所定の電圧区間での電池状態の推移に関する電池特性を取得する。劣化度判定部６５は、電池特性取得部６３が取得した電池特性又は電池特性に基づいて算出された電池特性関係値に基づいて、劣化度の判定が可と判定された二次電池２１～２６の劣化度を判定する。【選択図】図１

Description

本発明は、二次電池の劣化度判定装置に関する。
従来、複数の二次電池を組み合わせてなる組電池が広く用いられている。そして、組電池の使用に伴って二次電池は劣化するが、その劣化度には二次電池ごとにバラツキがある。そのため、組電池内の一部の二次電池の劣化度が基準を超えた場合でも組電池全体として使用できなくなる。かかる場合に、当該組電池から劣化度の低い使用可能な二次電池を取り出して再利用することが行われている。特許文献１には、組電池における二次電池の劣化度を検出するための構成が開示されている。具体的には、組電池の充電状態（ＳＯＣ）が通常使用範囲の下限値以下となるまで放電させた後、個々の二次電池モジュールを取り出し、それぞれの残容量を検出する。そして、二次電池モジュール間の容量差を算出して閾値と比較し、容量差が所定値以上である場合に容量の小さい二次電池モジュールの余寿命が所定値以下であるとして二次電池モジュールごとの劣化度を判定する。
再表２０１２／１３７４５６号公報
しかしながら、特許文献１に開示の構成では、組電池に含まれる二次電池モジュールにおいて劣化度のバラツキが小さい場合には、余寿命、すなわち劣化度を高精度に導き出すことができない。例えば、組電池に含まれるすべての二次電池モジュールの劣化度が高い場合や低い場合には、劣化度のバラツキが生じにくいため、劣化度の検出精度が劣ることとなる。一方、組電池から二次電池モジュールを取り出して個々の劣化度を個別に高精度に判定するにはその構成が煩雑になりやすい。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたもので、簡素な構成で高精度に二次電池の劣化度の判定が可能な二次電池の劣化度判定装置を提供しようとするものである。
本発明の一態様は、二次電池（２１～２６）の劣化度を判定する劣化度判定装置（１）であって、
上記二次電池に関する電池情報を取得する電池情報取得部（６１）と、
上記電池情報取得部が取得した電池情報と、予め用意された可否判定基準とに基づいて、上記二次電池ごとに劣化度の判定の可否を判定する可否判定部（６２）と、
上記可否判定部によって劣化度の判定が可と判定された上記二次電池について、所定の電圧区間での電池状態の推移に関する電池特性を取得する電池特性取得部（６３）と、
上記電池特性取得部が取得した電池特性又は該電池特性に基づいて算出された電池特性
関係値に基づいて、上記劣化度の判定が可と判定された上記二次電池の劣化度を判定する劣化度判定部（６５）と、
を備える、二次電池の劣化度判定装置にある。
上記一態様の劣化度判定装置においては、二次電池から取得した所定の電圧区間の電圧推移に関する電池特性又は電池特性関係値に基づいて二次電池の劣化度を判定する。そのため、簡素な工程で劣化度の判定を行うことができる。さらに、二次電池の電池特性を取得するための電圧区間として、二次電池の電圧推移と劣化度とが高い相関関係を示す電圧区間を設定することにより、二次電池の劣化度を高精度に判定することができる。そして、二次電池の劣化度の判定を行う前に、二次電池ごとに劣化度の判定が可能か否かを判定したうえで、劣化度の判定が可と判定された二次電池について劣化度の判定を行う。そのため、判定精度が十分確保できる二次電池について劣化度の判定を行うことにより、全体として判定精度を高くすることができる。
以上のごとく、本発明の一態様によれば、簡素な構成で高精度に劣化度の判定が可能な二次電池の劣化度判定装置を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
実施形態１における、劣化度判定装置の構成を表す概念図。 実施形態１における、組電池の構成を示す概念図、および組電池が搭載された車両の概念図。 実施形態１における、電池特性を表す概念図。 実施形態１における、可否判定基準を表す概念図。 実施形態１における、二次電池の劣化度の判定方法を示すフロー図。 実施形態１における、組電池の製造方法を示すフロー図。 変形形態１における、電池特性を表す概念図。 変形形態２における、電池特性を表す概念図。 変形形態３における、電池特性を表す概念図。 変形形態４における、電池特性を表す概念図。 変形形態５における、電池特性を表す概念図。 実施形態２における、二次電池の劣化度の判定方法を示すフロー図。 変形形態６における、二次電池の劣化度の判定方法を示すフロー図。 実施形態３における、二次電池の劣化度の判定方法を示すフロー図。 実施形態４における、劣化度判定装置の構成を表す概念図。 実施形態４における、二次電池の劣化度の判定方法を示すフロー図。 実施形態５における、劣化度判定装置の構成を表す概念図。 実施形態６における、劣化度判定装置の構成を表す概念図。 実施形態６における、電池特性を表す概念図。 変形形態７における、劣化度判定装置の構成を表す概念図。 実施形態７における、劣化度判定装置の構成を表す概念図。 実施形態７における、電池特性を表す概念図。 変形形態８における、電池特性を表す概念図。 変形形態９における、電池特性を表す概念図。 実施形態８における、二次電池のＳＯＣ－ＯＣＶ曲線を表す概念図。 実施形態８における、二次電池の劣化度の判定方法を示すフロー図。 実施形態８における、（ａ）二次電池の放電カーブ、（ｂ）二次電池の充電カーブを表す概念図。 実施形態９における、二次電池の劣化度の判定方法を示すフロー図。 実施形態１０における、二次電池のＳＯＣ－ＯＣＶ曲線を表す概念図。 実施形態１１における、二次電池の劣化度の判定方法を示すフロー図。 実施形態１１における、（ａ）二次電池の放電カーブ、（ｂ）二次電池の他の放電カーブを表す概念図。 実施形態１２における、推定結果の例を表す概念図。 実施形態１３における、劣化度判定装置の構成を表す概念図。 実施形態１３における、二次電池の劣化度の判定方法を示すフロー図。
（実施形態１）
上記二次電池の劣化度判定装置の実施形態について、図１～図６を用いて説明する。
本実施形態１の劣化度判定装置１は、図１に示すように、二次電池２１～２６の劣化度を判定するものであって、電池情報取得部６１、可否判定部６２、電池特性取得部６３及び劣化度判定部６５を有する。
電池情報取得部６１は、二次電池２１～２６に関する電池情報を取得する。
可否判定部６２は、電池情報取得部６１が取得した電池情報と、予め用意された可否判定基準とに基づいて、二次電池２１～２６ごとに劣化度の判定の可否を判定する。
電池特性取得部６３は、可否判定部６２によって劣化度の判定が可能と判定された二次電池２１～２６について、所定の電圧区間での電池状態の推移に関する電池特性を取得する。
劣化度判定部６５は、電池特性取得部６３が取得した電池特性又は電池特性に基づいて算出された電池特性関係値に基づいて、劣化度の判定が可と判定された二次電池２１～２６の劣化度を判定する。
以下、本実施形態１の二次電池の劣化度判定装置１について、詳述する。
図１に示す劣化度判定装置１において、劣化度を判定する対象となる二次電池２１～２６の種類は限定されず、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などの公知の二次電池を対象とすることができる。当該二次電池は、単一又は複数のセルを有していてよい。本実施形態１では、図２（ａ）に示すように、二次電池２１～２６は、組電池２０において個別に着脱可能なモジュールである二次電池モジュールを構成している。組電池２０における二次電池の数は特に限定されないが、本実施形態１では６個であって、二次電池２１～２６は直列に接続されている。なお、これに替えて二次電池２１～２６は並列に接続されていてもよい。そして、当該組電池２０は、図２（ｂ）に示すように、バッテリとして車両１００に搭載される。
図１に示すように、劣化度判定装置１は、検出部３、格納部４、記憶部５、演算部６、制御部７及び更新部８を備える。
検出部３は、電圧値検出部３１、電流値検出部３２を備える。電圧値検出部３１は所定の電圧計からなり、二次電池２１～２６の電圧値を検出する。電流値検出部３２は所定の電流計からなり、二次電池２１～２６に流れた電流値を検出する。なお、電圧値検出部３１により検出された電圧値に基づいて、二次電池２１～２６の開放電圧が取得されるように構成されている。
図１に示す格納部４は書き換え可能な不揮発性メモリからなり、電圧値格納部４１、電流値格納部４２を備える。電圧値格納部４１には電圧値検出部３１が検出した電圧値が格納され、電流値格納部４２には電流値検出部３２が検出した電流値が格納される。
図１に示す記憶部５は不揮発性メモリからなり、対応関係記憶部５１、基準値記憶部５２を備える。対応関係記憶部５１には、電池特性と全容量との対応関係が記憶されている。当該対応関係の形態は特に限定されず、例えば、算出式、マップ、グラフ、表などの形態とすることができる。当該対応関係は、測定用の二次電池を用いた機械学習により作成したり、測定用の二次電池を用いて加速劣化試験を行って得られた実測値を基に作成したり、二次電池のモデルを用いて所定の電圧区間における電池特性と全容量との対応関係を論理的に導き出す算出式により作成したりすることができる。なお、対応関係記憶部５１に記憶された対応関係は、後述の電池特性取得部６３により取得される電池特性に応じて適宜設定される。
上記全容量は充電時における完全放電状態から満充電状態までの容量とすることができる。若しくは、全容量は充電時における満充電状態から完全放電状態までの容量とすることもできる。ここで完全放電状態とは、二次電池２が搭載される車両等のシステムで規定される実効的な完全放電状態でも良く、劣化度判定装置１を使用する使用者が定める下限電圧に到達した状態でも良い。また、満充電状態とは、上記車両等のシステムで規定される実効的な満充電状態でも良く、上記使用者が定める上限電圧に到達した状態でも良い。
また、図１に示す基準値記憶部５２には、後述の可否判定部６２において使用される劣化度の判定の可否を判断するための可否基準値と、後述の劣化度判定部６５において使用される劣化度を判定するための劣化度基準値が予め記憶されている。当該両基準値は、可否判定部６２及び劣化度判定部６５における判定の態様に応じてそれぞれ適宜設定される。本実施形態１では、劣化度基準値は、劣化度を５段階に分けて判定できるように複数の基準値が設定されている。
図１に示す制御部７は、充放電制御部７１を備える。充放電制御部７１は、二次電池２の充放電を行うように充放電を制御する。充放電制御部７１は、所定のプログラムを実行可能な演算装置からなる。
図１に示す演算部６は所定の演算装置からなり、電池情報取得部６１、可否判定部６２、電池特性取得部６３、推定部としての容量推定部６４、劣化度判定部６５を有する。電池情報取得部６１は、二次電池２１～２６に関する情報である電池情報を取得する。当該電池情報は、二次電池２１～２６の履歴情報としてもよいし、これに替えて又はこれとともに、後述の電池特性とすることもできる。本実施形態１では、電池情報取得部６１は、後述の電池特性取得部６３により取得された電池特性を電池情報として取得する。
図１に示す可否判定部６２は、電池情報取得部６１が取得した電池情報又は当該電池情報から算出した電池情報関係値と、基準値記憶部５２に記憶された可否判定基準とに基づいて、二次電池２１～２６ごとに劣化度の判定の可否を判定する。本実施形態１では、可否判定部６２は、電池情報取得部６１が取得した電池情報から算出した電池情報関係値と可否判定基準とに基づいて二次電池２１～２６ごとに劣化度の判定の可否を判定する。劣化度の判定が不可と判断された二次電池は、後述の劣化度判定部６５における劣化度の判定基準を規定する際に用いられた訓練データの領域外のものであって、未学習領域のものである。そのため、当該二次電池については、今回の劣化度判定ではその判定精度を十分には確保できない可能性があるため、後述の劣化度判定をしないこととする。これにより、判定精度が十分確保できる二次電池について劣化度の判定を行うことにより、全体として判定精度を高くすることができる。なお、今回の劣化度判定で劣化度を判定しなかった二次電池については、後述の更新部８により、別途全容量を測定して、次回以降の劣化度判定に用いる判定基準を規定するための訓練データとして利用することができる。これにより、二次電池の経時的な変化に合わせて判定基準を更新できるため、高い判定精度を維持することができる。
可否判定部６２において用いる可否判定基準は、測定用の二次電池を用いた機械学習により作成したり、測定用の二次電池を用いて加速劣化試験を行って得られた試験測定値や使用された二次電池から取得した実測値を基に作成したり、二次電池のモデルを用いて可否判定基準を論理的に導き出す関係式により作成したりすることができる。そして、当該可否判定基準は上下限値としたり、上限値のみ又は下限値のみとしたり、マップの形式としたりして表すことができる。例えば、図４に示すように、測定用の二次電池から取得した電池情報Ａと電池情報Ｂとの対応関係を訓練データとして機械学習することにより算出した所定範囲を可否判定基準とすることができる。すなわち、当該訓練データに対するデータ間の距離を可否判定基準とすることができる。当該データ間の距離は、マハラノビス距離、ユークリッド距離、マンハッタン距離、チェビシェフ距離などに基づいて規定することができる。
本実施形態１では、可否判定部６２は、予め設定された複数の電池情報に関する関係式を用いて、電池情報取得部が取得した上記電池情報から算出した電池情報関係値と、上記可否判定基準との比較結果として算出されたマハラノビス距離に基づいて、可否の判定を行うように構成されている。なお、可否判定基準は複数設定されていてもよい。すなわち、第１の可否判定基準に基づいて第１の劣化度判定の可否を判定した後、第１の劣化度判定が不可と判定された二次電池に対して第２の可否判定基準に基づいて第２の劣化度判定の可否を判定することとしてもよい。
電池特性取得部６３は、二次電池２１～２６の所定の電圧区間における電池特性を取得する。二次電池２１～２６の電池特性は、例えば、所定の電圧区間Ｖｓにおける二次電池２の電圧推移や温度推移に基づく特性とすることができる。そして、当該電圧推移は、例えば、所定の電圧区間における二次電池２１～２６の区間容量、所定の電圧区間における二次電池２の容量変化に対する二次電池２１～２６の電圧変化の割合、所定の電圧区間における経過時間に対する二次電池２１～２６の電圧変化の割合の少なくとも一つに基づいて算出することができる。所定の電圧区間は、二次電池２１～２６の劣化度と電池状態の推移とが相関関係を示す電圧区間とすることができる。かかる電圧区間は、二次電池２１～２６の種類や構成に基づいて設定したり、二次電池を用いた機械学習により導き出したりすることができる。なお、電池特性取得部６３は、取得した値の絶対値を電池特性として取得することとしてもよい。二次電池２１～２６の電池特性を取得する所定の電圧区間Ｖｓは、二次電池２１～２６ごとに設定したり、適宜変更したりすることができる。
本実施形態１では、電池特性として放電電圧特性を用いる。放電電圧特性は、図３に示すように、二次電池２が放電目標電圧ＶＰまで放電される際の電圧推移に基づいて算出される。放電目標電圧ＶＰは特に限定されないが、二次電池２の電圧値についての通常使用範囲Ｖｎにおける下限値以下の電圧とすることができる。
上記電圧推移は、例えば、所定の電圧区間Ｖｓにおける二次電池２の区間容量、所定の電圧区間Ｖｓにおける二次電池２の容量変化に対する二次電池２の電圧変化の割合、所定の電圧区間Ｖｓにおける経過時間に対する二次電池２の電圧変化の割合の少なくとも一つに基づいて算出することができる。
所定の電圧区間Ｖｓは、二次電池２の劣化度と電池状態の推移とが相関関係を示す電圧区間とすることができる。かかる電圧区間Ｖｓは、二次電池２の種類や構成に基づいて設定したり、二次電池２を用いた機械学習により導き出したりすることができる。例えば、本実施形態１では、図２に示すように、所定の電圧区間Ｖｓを、電圧値Ｖ１からＶ２の区間としている。かかる電圧区間Ｖｓは、二次電池２の劣化度に応じて、放電電圧特性の差異が顕著となっている区間である。
そして、本実施形態１では、図１に示す容量推定部６４は、可否判定部６２によって劣化度判定が可と判定された二次電池２について、電池特性取得部６３が取得した電池特性に基づいて、全容量を推定する。全容量の推定は、予め取得した訓練データに基づいて作成した回帰式などの予測モデルを利用することができ、例えば、線形回帰、ＬＡＳＳＯ回帰、Ｒｉｄｇｅ回帰、決定木、サポートベクター回帰などを利用することができる。
図１に示す劣化度判定部６５は、電池特性又は電池特性関係値に基づいて、二次電池２の劣化度を判定する。電池特性関係値は電池特性に基づいて算出される値であって、本実施形態１では、電池特性関係値として容量推定部６４の推定結果を採用している。従って、本実施形態１では、劣化度判定部６５は容量推定部６４の推定結果に基づいて、二次電池２の劣化度を判定する。判定方法は、容量推定部６４の推定結果と、基準値記憶部５２に予め記憶された基準値とを比較して行うことができる。
図１に示す更新部８は所定の演算装置からなり、基準値更新部８１を備える。基準値更新部８１は、基準値記憶部５２に記憶された可否判定基準及び劣化度判定基準を更新する。当該更新は、上述の可否判定部６２において劣化度の判定が不可と判断された二次電池について、充放電制御部７１により、当該二次電池を充放電することで全容量の実測値を取得し、これを追加の訓練データとして基準値記憶部５２に記憶された可否判定基準及び劣化度判定基準を更新することにより行うことができる。
本実施形態１の劣化度判定装置１による劣化度の判定方法のフローについて、以下に説明する。
まず、図５に示すステップＳ１において、準備工程として、図２（ａ）に示す使用済みの組電池２０からモジュールの形態の二次電池２１～２６を取り出す。そして、ステップＳ２において、充放電制御部７１により、二次電池２１～２６について、個別に残容量の放電を行う。当該放電は、図３に示すように、開放電圧が予め定められた放電目標電圧ＶＰに到達するまで継続する。二次電池２１～２６がニッケル水素電池である場合には、当該二次電池２１～２６にメモリ効果が生じている場合があるが、二次電池２１～２６のうち放電目標電圧ＶＰやこれに近い電圧まで放電されたものにおいてはメモリ効果の解除も同時に行われる。
そして、図５に示すステップＳ２における残容量の放電とともに、図５に示すステップＳ３において、電池特性取得部６３により各二次電池２１～２６の電池特性を取得する。本実施形態１では、電池特性として上述の放電電圧特性を取得する。放電電圧特性は、上述の通り、図３に示す各二次電池２１～２６の所定の電圧区間Ｖｓにおける電圧推移に基づく。
本実施形態１では、図３に示すように、電池特性取得部６３は、第１の二次電池２１に対して、電圧推移として放電開始Ｔ０から放電終了ＴＰ１までの時間経過に対する電圧変化の関係を示す電圧時間変化を取得する。そして、所定の電圧区間Ｖｓ内の電圧ＶＡにおける微分値、すなわち図３に示す電圧時間変化のグラフにおける符号２１Ａで示す電圧ＶＡでの接線の傾きを算出し、これを第１の二次電池２１の放電電圧特性とする。また、図３に示すように、第２の二次電池２２についても同様に電圧推移として電圧時間変化を取得し、符号２２Ａで示す所定の電圧区間Ｖｓ内の電圧ＶＡでの微分値を算出し、これを第２の二次電池２２の放電電圧特性とする。同様に、第３～第６の二次電池２３～２６についても、電圧推移として電圧時間変化を取得して電圧ＶＡでの微分値を算出してそれぞれの放電電圧特性とする。
なお、本実施形態１では放電電圧特性として、電圧推移として電圧時間変化を取得して所定の電圧区間Ｖｓ内の電圧ＶＡにおける微分値を用いたが、これに替えて、電圧推移として導き出した電圧時間変化における２点間の電圧変化の割合、すなわち電圧時間変化のグラフにおける当該２点を通る直線の傾きを算出して、これを放電電圧特性として用いてもよい。例えば、図３に示す第１の二次電池２１の電圧時間変化における２点として、電圧区間Ｖｓの開始時間ＴＡ１と終了時間ＴＡ２の２点を採用するとともに、他の二次電池２２～２６においても同様の２点を採用することができる。
そして、図５のステップＳ４に示すように、電池情報取得部６１は、電池特性取得部６３が取得した電池特性を、電池情報として取得する。その後、ステップＳ５において、可否判定部６２により、劣化度の判定の可否を判定する。具体的には、可否判定部６２は、基準値記憶部５２に記憶された可否判定基準と取得した電池情報から算出した電池情報関係値とのデータ間距離が所定範囲内であるか否か、すなわち、当該電池情報関係値が図４に示す可否判定基準内にあるか否かに基づき、劣化度の判定の可否を判定する。
取得した電池情報が可否判定基準内にない場合は、可否判定部６２は劣化度の判定が可能でないと判定し、図５に示すステップＳ５のＮｏに進む。そして、ステップＳ６において、二次電池２１～２６のうち劣化度の判定が不可のものについて、劣化度の判定をせずに後述のステップＳ９に進む。
一方、図５に示すステップＳ５において、取得した電池情報が可否判定基準内にある場合は、可否判定部６２は劣化度の判定が可能であると判定し、ステップＳ５のＹｅｓに進む。そして、ステップＳ７において、容量推定部６４により、電池特性取得部６３が取得した電池特性に基づいて、二次電池２１～２６の全容量すなわち満充電容量又は満放電容量を推定する。本実施形態１では、容量推定部６４は対応関係記憶部５１に記憶された予測モデルに基づく放電電圧特性と全容量との対応関係に基づいて、電池特性取得部６３が取得した電池特性としての放電電圧特性から二次電池２１～２６の全容量を推定する。
そして、図５に示すステップＳ８において、劣化度判定部６５により、容量推定部６４が推定した全容量に基づいて、二次電池２１～２６の劣化度を判定する。これにより、ステップＳ９に進み、今回の劣化度の判定を終了する。その後、記号Ａに進み、ステップＳ１０において、更新部８により、スッテプＳ５で可否判定部６２が劣化度の判定が不可と判断された二次電池があったか否かを判定する。劣化度を判定しない二次電池がないと判定された場合は、ステップＳ１０のＮｏに進み、この制御フローを終了する。一方、スッテプＳ５で劣化度を判定しない二次電池があると判定された場合は、ステップＳ１０のＹｅｓに進む。
そして、図５に示すステップＳ１１において、劣化度を判定しない二次電池について、充放電制御部７１により充放電を行って全容量の実測値を測定する。そして、ステップＳ１２において、基準値更新部８１により、当該実測値を追加の訓練データとして基準値記憶部５２に記憶された可否判定基準及び劣化度判定基準を更新する。当該両基準値は次回以降の劣化度判定に用いられることとなる。
次に、使用済みの組電池２０から取り出されたモジュールを構成する二次電池２を用いて、新たに組電池２０に組み上げてリビルト品を製造する方法について以下に説明する。
まず、図６に示すステップＳ１３において、組電池２０から取り出された複数の二次電池２を用意する。そして、ステップＳ１４において、各二次電池２の電池特性を取得する。当該電池特性の取得は、本実施形態１の劣化度判定装置１において電池特性を取得する場合と同様にすることができる。その後、ステップＳ１５において、当該電池特性又は当該電池特性に基づいて算出した電池特性関係値に基づいて二次電池２のランク付けを行う。本実施形態１では、電池特性関係値として当該電池特性に基づいて二次電池２の全容量を推定し、当該全容量から算出された二次電池２の劣化度の絶対値が所定範囲内であるか否かに基づいて二次電池２のランク付けを行うものとする。そして、本実施形態１では、劣化度の絶対値を５段階の所定範囲に分けて、劣化度の絶対値の小さいものから順にＡランク、Ｂランク、Ｃランク、Ｄランク、Ｅランクとする。なお、ランク付けの基準は適宜設定することができる。
次に、図６に示すステップＳ１６において、ランクに基づいて二次電池２１～２６を選別する。本実施形態１では、ランクごとに分別する。これにより、同一ランクに含まれる二次電池２は劣化度が同程度となる。そして、ステップＳ１７において、同一ランクの二次電池２を組み合わせて、組電池２０を組み上げてリビルト品を作成する。これにより、当該リビルト品の組電池２０に含まれる二次電池２は劣化度の絶対値が同程度であって、劣化度の差分を所定の基準値以下とすることができる。なお、劣化度の差分の基準値はランク付けの基準に応じて適宜設定することができる。なお、本実施形態１では、同一ランクの二次電池２で組電池２０を作成したが、これに限らず、所定範囲のランク内で組電池２０を作成してもよく、例えば、Ａランク及びＢランクに含まれる二次電池２から組電池２０を作成するなどしてもよい。なお、最低ランクのＥランクにランク付けされた二次電池２は、使用不可として破棄したり、分解して部材のリサイクルに供したりしてもよい。
その後、本実施形態１では、図６に示すステップＳ１８において、組電池２０単位で補充電を行う。これにより、二次電池２１～２６が組電池２０として使用可能な状態となる。
次に、本実施形態１の劣化度判定装置１における作用効果について、詳述する。
本実施形態１の劣化度判定装置１では、二次電池２から取得した所定の電圧区間の電圧推移に関する電池特性又は電池特性関係値に基づいて二次電池の劣化度を判定する。そのため、簡素な工程で劣化度の判定を行うことができる。さらに、二次電池２の電池特性を取得するための電圧区間として、二次電池２の電圧推移と劣化度とが高い相関関係を示す電圧区間を設定することにより、二次電池２の劣化度を高精度に判定することができる。そして、二次電池２の劣化度の判定を行う前に、二次電池２ごとに劣化度の判定が可能か否かを判定したうえで、劣化度の判定が可と判定された二次電池２について劣化度の判定を行う。そのため、判定精度が十分確保できる二次電池２について劣化度の判定を行うことにより、全体として判定精度を高くすることができる。
また、本実施形態１では、可否判定部６２は、予め設定された複数の電池情報に関する関係式を用いて、電池情報取得部６１が取得した電池情報から算出した電池情報関係値と、可否判定基準との比較結果に基づいて、上記可否の判定を行う。これにより、関係式を適宜調整することにより、判定精度の向上を図ることができる。
そして、本実施形態１の劣化度判定装置１によれば、使用履歴を有する複数の二次電池２を含む組電池２０であって、二次電池２における所定の電圧区間Ｖｓの電池状態の推移に関する電池特性又は電池特性に基づいて算出された電池特性関係値が所定範囲内となる組電池を提供することができる。かかるリビルト品としての組電池では、電池特性のバラツキが小さい組電池２０が提供できる。そして、二次電池２の電池特性を取得する電圧区間Ｖｓとして、二次電池２の電圧推移と劣化度とが高い相関関係を示す電圧区間Ｖｓを設定することにより、組電池２０に含まれる二次電池２の劣化度のバラツキが小さくなるため、組電池２０の長寿命化や品質向上を図ることができる。
なお、本実施形態１では、電池特性取得部６３が取得した電池特性から容量推定部６４が二次電池２１～２６の全容量を推定して、劣化度判定部６５が当該推定結果に基づいて二次電池２１～２６の劣化度を判定することとしたが、これに替えて、電池特性取得部６３が取得した電池特性に基づいて、全容量を推定せずに、劣化度判定部６５が二次電池２１～２６の劣化度を判定することとしてもよい。また、電池特性取得部６３は取得した値の絶対値を電池特性として取得し、劣化度判定部６５は当該絶対値に基づいて劣化度を判定することとしてもよい。また、劣化度判定部６５は、電池特性取得部６３が取得した電池特性の差分に基づいて、二次電池２１～２６の劣化度を判定することとしてもよい。
そして、本実施形態１では、二次電池２１～２６の劣化度が所定範囲内となるように二次電池２１～２６をクラス分けして組電池２０を組み上げることとしたが、二次電池２１～２６の劣化度と劣化度の差分とが所定範囲内となるように二次電池２１～２６をクラス分けして組電池２０を組み上げてもよい。
また、本実施形態１では、電池特性は、二次電池２１～２６における所定の電圧区間Ｖｓ１、Ｖｓ２での電圧推移に基づく放電電圧特性としている。二次電池２１～２６がニッケル水素電池である場合には、使用済みの二次電池２１～２６を再利用する際に、メモリ効果の解除などを目的として放電させることがあるが、当該放電の際に上記放電電圧特性を取得することにより、二次電池２１～２６の再利用のための作業工程を簡略化できる。
なお、本実施形態１では、二次電池２の放電中の電圧推移に基づいて放電電圧特性を算出したが、これに替えて又はこれとともに、放電目標電圧ＶＰまで放電されて放電が停止された後に開放電圧まで戻る電圧緩和時の電圧推移に基づいて、放電電圧特性を算出することとしてもよい。例えば、図７に示す変形形態１のように、第１の二次電池２１において、放電目標電圧ＶＰまで放電されて放電が停止された時間ＴＰ１以後の電圧緩和における所定の電圧区間Ｖｓでの電圧推移に基づいて、符号２１Ａで示す所定電圧ＶＡでの微分値を算出して放電電圧特性とすることができる。同様に第２の二次電池２２において放電停止された時間ＴＰ２以後の電圧緩和における所定の電圧区間Ｖｓでの電圧推移に基づいて、符号２２Ａで示す所定電圧ＶＡでの微分値を算出して放電電圧特性とすることができ、図示しない他の二次電池２３～２６についても同様に電圧緩和における所定の電圧区間Ｖｓでの電圧推移に基づいた放電電圧特性を取得することができる。この場合も、本実施形態１と同様の作用効果を奏する。
また、本実施形態１では、電池特性関係値として、電池特性取得部６３が取得した電池特性を用いて二次電池の全容量を推定する容量推定部６４を備え、劣化度判定部６５は、容量推定部６４の推定結果に基づいて、二次電池２１～２６の劣化度を判定する。これにより、二次電池２１～２６の劣化度を高精度に検出することができる。
本実施形態１では、電圧推移として、所定の電圧区間Ｖｓにおける経過時間に対する二次電池２の電圧変化の割合、すなわち電圧時間変化における微分値を算出し、これを放電電圧特性としている。これにより、二次電池２の劣化度を高精度かつ簡便に判定することができる。
なお、電池特性取得部６３は、電圧推移として、所定の電圧区間Ｖｓにおける経過時間に対する二次電池２の電圧変化の割合を算出することに替えて又はこれとともに、図８に示す変形形態２のように、所定の電圧区間Ｖｓにおける各二次電池２１～２６の容量変化量を区間容量Ｑｐとして算出し、これを放電電圧特性としてもよい。区間容量Ｑｐは、電流値検出部３２により検出した電圧区間Ｖｓにおける二次電池２１～２６１～２６に流れた電流値と電流が流れた時間とから算出できる。この場合も当該放電電圧特性に基づき、二次電池２の劣化度を高精度かつ簡便に判定することができる。
また、各二次電池２１～２６における放電時の全区間Ｔ０～ＴＰ１、Ｔ０～ＴＰ２の容量として図８に示す総充放電容量Ｑｔを算出し、当該総充放電容量Ｑｔに対する区間容量Ｑｐの比である容量比を算出し、これを放電電圧特性としてもよい。また、総充放電容量Ｑｔに替えて、電池特性を算出するための電圧区間を含む特定の電圧区間の容量である特定区間容量Ｑｔ’を算出し、当該特定区間容量Ｑｔ’に対する区間容量Ｑｐの比である容量比を算出し、これを放電電圧特性としてもよい。この場合も当該放電電圧特性に基づき、二次電池２の劣化度を高精度かつ簡便に判定することができる。
また、本実施形態１では放電電圧特性として、電圧推移として電圧時間変化を取得して所定の電圧区間Ｖｓ内の電圧ＶＡにおける微分値を用いたが、これに替えて、図９に示す変形形態３のように、電圧推移として放電開始時の容量Ｑ０から放電終了時の容量Ｑｐ１までの容量に対する電圧変化の関係を示す電圧－容量変化を取得してもよい。そして、所定の電圧区間Ｖｓ内の電圧ＶＡにおける微分値、すなわち電圧-容量変化のグラフにおける電圧ＶＡでの接線の傾きを算出し、これを第１の二次電池２１の放電電圧特性としてもよい。この場合も、本実施形態１と同様の作用効果を奏する。
なお、本実施形態１では、劣化度判定装置１に備えられた電池特性取得部６３において電池特性を算出して電池特性を取得することとしたが、これに替えて、劣化度判定装置１が外部入力部を有するとともに、外部に設けられた演算装置を用いて電池特性を算出して、外部入力部を介して当該電池特性が電池特性取得部６３に入力されることにより、電池特性取得部６３が電池特性を取得することとしてもよい。
なお、本実施形態１では、電池特性として放電電圧特性を採用したが、これとともに、図１０に示す変形形態４のように、電池特性が、二次電池２１～２６が所定の充電目標電圧ＶＱまで充電される際の電圧推移に基づく充電電圧特性を含むこととしてもよい。充電目標電圧ＶＱは特に限定されないが、本実施形態１では通常使用範囲Ｖｎの下限値よりも大きく、上限値よりも小さい値としている。その他の構成要素は実施形態１の場合と同様である。
本変形形態４において、充電における電圧推移の算出は、実施形態１及び各変形形態における放電電圧特性における電圧推移の算出と同様に行うことができ、算出した結果を充電電圧特性とする。すなわち、図１０に示すように、電圧推移として、放電終了ＴＰ１、ＴＰ２である充電開始から充電終了ＴＱ１、ＴＱ２までの時間経過に対する電圧変化の関係を示す電圧時間変化を取得する。そして、所定の電圧区間ＶｓＢ内の電圧ＶＢにおける微分値、すなわち図１０に示す電圧時間変化のグラフにおける符号２１Ｂで示す電圧ＶＢでの接線の傾きを算出し、これを第１の二次電池２１の充電電圧特性とする。また、図１０に示すように、第２の二次電池２２についても同様に電圧推移として電圧時間変化を取得し、符号２２Ｂで示す所定の電圧区間Ｖｓ内の電圧ＶＢでの微分値を算出し、これを第２の二次電池２２の放電電圧特性とする。同様に、第３～第６の二次電池２３～２６についても同様に、電圧推移として電圧時間変化を取得して電圧ＶＢでの微分値を算出してそれぞれの充電電圧特性とする。なお、所定の電圧区間ＶｓＢは、電圧値Ｖ３からＶ４の区間としており、二次電池２の劣化度に応じて充電電圧特性の差異が顕著となっている区間である。
なお、充電電圧特性は、上述の実施形態１において放電電圧特性を算出する場合と同様に、所定の電圧区間ＶｓＢの開始時間ＴＢ１１、ＴＢ２１と終了時間ＴＢ１２、ＴＢ２２の２点間の電圧変化の割合としたり、電圧区間ＶｓＢにおける区間容量Ｑｐとしたり、充電時の全区間ＴＰ１～ＴＱ１、ＴＰ２～ＴＱ２の容量、すなわち充電目標電圧ＶＱまで充電したときの総充放電容量ＱＴを算出して総充放電容量ＱＴに対する区間容量Ｑｐの容量比としたりしてもよい。
そして、本変形形態４では、電池特性取得部６３は、放電電圧特性と充電電圧特性の両方を取得し、容量推定部６４はこれらに基づいて二次電池２の全容量を推定する。これにより、一層精度よく、二次電池２の劣化度を判定することができる。
なお、本変形形態４の劣化度判定装置１を用いて、リビルト品の組電池２０を製造する場合は、組電池２０を組み上げる前に各二次電池２の充電がなされることとなるため、図６におけるステップＳ１５の組電池２０の補充電は不要となる。
また、本変形形態４では、電池特性取得部６３は、二次電池２の放電後に充電を行うことにより、放電電圧特性を取得した後に充電電圧特性を取得することとしたがこれに限らず、二次電池の充電後に放電を行うことにより、充電電圧特性を取得した後に放電電圧特性を取得することとしてもよい。
また、本変形形態４では、電池特性取得部６３は、放電電圧特性と充電電圧特性の両方を取得することとしたが、これに替えて、充電電圧特性のみを取得することとしてもよい。この場合は、放電電圧特性と充電電圧特性の両方を取得する場合に比べて判定精度が劣るおそれがある。その一方で、二次電池２１～２６がニッケル水素電池である場合にはメモリ効果が生じている場合があり、放電電圧特性のみを取得する際に、放電電圧特性はメモリ効果の影響により電圧推移にバラツキが生じて判定精度の向上が抑制されるおそれがある。しかしながら、残容量の放電後に取得する充電電圧特性のみを取得する場合には、充電電圧特性はメモリ効果の解除が図られた後となるため、メモリ効果の影響が少ないため、判定精度の向上が期待できる。
また、本変形形態４における充電電圧特性は、実施形態１の放電電圧特性の場合と同様に、所定の充電目標電圧ＶＱまで充電されて充電が停止された後に開放電圧まで戻る電圧緩和時の電圧推移に基づいて算出することとしてもよい。例えば、図１１に示す変形形態５のように、第１の二次電池２１において充電が停止された時間ＴＱ１以後の電圧緩和における所定の電圧区間ＶｓＢでの電圧推移に基づいて、符号２１Ｂで示す所定電圧ＶＢでの微分値を算出して充電電圧特性としてもよい。同様に第２の二次電池２２において充電が停止された時間ＴＱ２以後の電圧緩和における所定の電圧区間ＶｓＢでの電圧推移に基づいて、符号２２Ｂで示す所定電圧ＶＢでの微分値を算出して充電電圧特性としてもよい。この場合も、本実施形態１と同様の作用効果を奏する。
以上のごとく、上記態様によれば、組電池２０を構成する二次電池２１～２６の劣化度を判定する際の作業性を向上することができる二次電池の劣化度判定装置１を提供することができる。
なお、本変形形態４でも、実施形態１の場合の変形形態と同様に、電池特性取得部６３が取得した電池特性に基づいて、全容量を推定せずに劣化度判定部６５が二次電池２の劣化度を判定することとしてもよい。また、電池特性取得部６３は取得した値の絶対値を電池特性として取得し、劣化度判定部６５は当該絶対値に基づいて劣化度を判定することとしてもよい。また、劣化度判定部６５は、電池特性取得部６３が取得した電池特性の差分に基づいて、二次電池２の劣化度を判定することとしてもよい。また、二次電池２の劣化度と劣化度の差分とが所定範囲内となるように二次電池２をクラス分けして組電池２０を組み上げてもよい。
（実施形態２）
上述の実施形態１の劣化度判定装置１では電池情報取得部６１は電池情報として電池特性取得部６３により取得される二次電池２の電池特性を取得することとしたが、実施形態２では、電池情報として二次電池２の履歴情報を取得する。二次電池２１～２６の履歴情報とは、各二次電池２１～２６における充電電気量、放電電気量、電池温度、充電状態（ＳＯＣ）、均等化回数、外気温度、当該二次電池が搭載された装置の使用期間、温度などの所定期間における最大値、最小値、平均値、累積値、などとすることができる。当該所定期間は、現在までの任意の期間とすることができ、現在までの全期間としてもよい。その他の構成は実施形態１の場合と同様であって、実施形態１の場合と同一の符号を付してその説明を省略する。
そして、本実施形態２における劣化度判定のフローでは、図１２に示すように、まず、実施形態１の場合と同様に、ステップＳ１を行う。その後、ステップＳ４０に進み、電池情報取得部６１により、二次電池２１～２６の電池情報の取得を試みる。本実施形態２では、電池情報取得部６１は、例えば、電池情報Ａとして、二次電池２１～２６におけるそれぞれの充電電気量の履歴情報の取得を試み、電池情報Ｂとして二次電池２１～２６におけるそれぞれの温度履歴の取得を試みる。なお、ここで取得を試みる履歴情報の種類はこれらに限定されない。
次に、図１２に示すステップＳ４１において、電池情報取得部６１により電池情報Ａ、Ｂを取得できたか否かを判定する。ステップＳ４１において当該電池情報Ａ、Ｂを取得できなかった場合は、ステップＳ４１のＮｏに進み、ステップＳ４２において測定不良であるとして二次電池２の劣化度の判定をせずに当該フローを終了する。
一方、図１２に示すステップＳ４１において電池情報を取得できた場合は、ステップＳ４１のＹｅｓに進む。そして、ステップＳ５において、実施形態１の場合と同様に、可否判定部６２により、劣化度の判定の可否を判定する。二次電池２１～２６のうち、取得した電池情報が可否判定基準内にないものについては、劣化度の判定が可能でないと判定して、実施形態１の場合と同様に、ステップＳ６及びＳ９を行って図５の記号Ａに進み、ステップＳ１０～Ｓ１２を行って当該フローを終了する。
一方、図１２に示すステップＳ５において、二次電池２１～２６のうち、取得した電池情報が可否判定基準内にあるものについては、可否判定部６２は劣化度の判定が可能であると判定し、ステップＳ５のＹｅｓに進む。そして、ステップＳ２０において、二次電池２１～２６のうち、劣化度判定が可能と判定されたものについて、図５に示す実施形態１のステップＳ５と同様に、個別に残容量の放電を行う。また、二次電池２１～２６がニッケル水素電池である場合には、メモリ効果の解除も同時に行われる。
その後、ステップＳ２１において、劣化度の判定が可能と判定されたものについて、図５に示す実施形態１のステップＳ３と同様に、電池特性として放電電圧特性を取得する。そして、実施形態１の場合と同様に、ステップＳ７～Ｓ１２を行って当該フローを終了する。
本実施形態２では、電池情報取得部６１は電池情報として、二次電池２１～２６における履歴情報を取得する。これにより、二次電池２１～２６の履歴情報に基づいて劣化度の判定の可否が判断されるため、判定精度を高めることができる。
上述の実施形態１の劣化度判定装置１では電池情報取得部６１は電池情報として電池特性取得部６３により取得される二次電池２の電池特性を取得し、実施形態２の劣化度判定装置１では電池情報取得部６１は電池情報として二次電池２の履歴情報を取得することとした。これに替えて、変形形態６の劣化度判定装置１では、電池情報として電池特性取得部６３が取得する電池特性と二次電池２の履歴情報との両方を取得するように構成されている。その他の構成は実施形態１及び実施形態２の場合と同様であって、実施形態１及び実施形態２の場合と同一の符号を付してその説明を省略する。
そして、変形形態６における劣化度判定のフローでは、図１３に示すように、まず、実施形態２の場合と同様に、ステップＳ１、ステップＳ４０及びステップＳ４１を行う。ステップＳ４１において電池情報を取得できなかった場合は、実施形態２の場合と同様に、
ステップＳ４１のＮｏに進み、ステップＳ４２において測定不良であるとして二次電池２の劣化度の判定をせずに当該フローを終了する。
一方、図１３に示すステップＳ４１において、電池情報を取得できた場合は、実施形態２の場合と同様に、ステップＳ２０において、電池情報を取得できた二次電池の残容量の放電と二次電池がニッケル水素電池である場合にはメモリ効果の解除も同時に行う。そして、ステップＳ２１において、実施形態２の場合と同様に電池特性を取得し、ステップＳ５０に進む。
図１３に示すステップＳ５０では、可否判定部６２により、電池情報としての二次電池２１～２６の電池特性及び履歴情報と、可否判定基準とに基づいて、劣化度の判定の可否を判定する。二次電池２１～２６のうち、取得した電池情報が可否判定基準内にないものについては、劣化度の判定が可能でないと判定して、実施形態１の場合と同様に、ステップＳ６及びＳ９を行って図５の記号Ａに進み、ステップＳ１０～Ｓ１２を行って当該フローを終了する。一方、二次電池２１～２６のうち、劣化度の判定が可能であると判定されたものについては、実施形態１の場合と同様に、ステップＳ７～Ｓ９を行って図５の記号Ａに進み、ステップＳ１０～Ｓ１２を行って当該フローを終了する。
当該変形形態６によれば、上述のごとく劣化度の判定の可否判定に用いられる電池情報は、二次電池２１～２６における電池特性及び履歴情報の両方を含むため、一層高精度に劣化度の判定の可否を判定することができる。なお、当該変形形態６においても、実施形態１、２の場合と同様の作用効果を奏する。
（実施形態３）
本実施形態３の劣化度判定装置１は、図１２に示す実施形態２の場合と同様の構成を有する。そして、本実施形態３においては、基準値記憶部５２には、第１の可否判定基準Ｄ１と第２の可否判定基準Ｄ２とが記憶されている。本実施形態３では、第１の可否判定基準Ｄ１はデータ間距離Ｄ１としてマハラノビス距離Ｄ１が記憶されており、第２の可否判定基準Ｄ２はデータ間距離としてマハラノビス距離が記憶されており、両者の関係はＤ１＜Ｄ２としている。
また、本実施形態３においては、対応関係記憶部５１には、第１の対応関係と第２の対応関係とが記憶されている。第１の対応関係は、第１の可否判定基準Ｄ１により劣化度の判定が可能であると判定された二次電池の劣化度を判定するのに適合した対応関係である。また、第２の対応関係は、第２の可否判定基準Ｄ２により劣化度の判定が可能であると判定された二次電池の劣化度を判定するのに適した対応関係である。当該対応関係は、実施形態１の場合と同様に作成することができる。
次に、本実施形態３の劣化度判定装置１による劣化度の判定方法のフローについて、図１４を用いて以下に説明する。なお、本実施形態３において、図１２に示す実施形態２の場合と同等のものは、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態３におけるフローでは、図１２に示す実施形態２の場合に替えて、図１４に示すように、ステップＳ４１において二次電池２１～２６のうち電池情報が取得できたものについてはステップＳ４１Ｙｅｓに進み、ステップＳ５１において、可否判定部６２により、第１の可否判定基準Ｄ１に基づいて電池情報が取得できた二次電池の劣化度の判定が可能か否かを判定する。そして、ステップＳ５１において、当該二次電池のうち劣化度の判定が可能であると判定されたものについては、ステップＳ５１のＹｅｓに進み、実施形態２の場合のステップＳ２０及びステップＳ２１と同様のステップＳ２２及びステップＳ２３を行う。
その後、図１４に示すステップＳ７１において、容量推定部６４により、対応関係記憶部５１に記憶された予測モデルに基づく電池特性と全容量との第１の対応関係に基づいて、電池特性取得部６３が取得した電池特性から、二次電池２１～２６のうち、ステップＳ５１で劣化度の判定が可能であると判定されたものについて全容量すなわち満充電容量又は満放電容量を推定する。そして、実施形態２の場合と同様にステップＳ８において劣化度を判定し、ステップＳ９を行って図５の記号Ａに進み、ステップＳ１０～Ｓ１２を行って当該フローを終了する。
一方、図１４に示すステップＳ５１において、二次電池２１～２６のうち第１の可否判定基準Ｄ１に基づいて劣化度の判定が可能でないとものについては、ステップＳ５１のＮｏに進む。そして、ステップＳ５２において、二次電池２１～２６のうち、ステップＳ５１で劣化度の判定が可能でないと判定されたものについて、可否判定部６２により第２の可否判定基準Ｄ２に基づいて劣化度の判定が可能か否かを判定する。そして、ステップＳ５２において、劣化度の判定が可能であると判断された場合は、ステップＳ５２のＹｅｓに進み、実施形態２の場合のステップＳ２０及びステップＳ２１と同様のステップＳ２４及びステップＳ２５を行う。
その後、図１４に示すステップＳ７２において、容量推定部６４により、対応関係記憶部５１に記憶された予測モデルに基づく電池特性と全容量との第２の対応関係に基づいて、電池特性取得部６３が取得した電池特性から、二次電池２１～２６のうち、ステップＳ５２で劣化度の判定が可能であると判定されたものについて、全容量すなわち満充電容量又は満放電容量を推定する。そして、実施形態２の場合と同様にステップＳ８において劣化度を判定し、ステップＳ９に進んで今回の劣化度の判定を終了する。一方、二次電池２１～２６のうち、ステップＳ５２において劣化度の判定が可能でないと判断されたものについては、ステップＳ５２のＮｏに進み、実施形態１の場合と同様にステップＳ６及びＳ９に進んで今回の劣化度の判定を終了する。ステップＳ９の後は、図５の記号Ａに進み、ステップＳ１０～Ｓ１２を行って当該フローを終了する。
本実施形態３の劣化度判定装置１では、複数の可否判定基準として、第１の可否判定基準Ｄ１と第２の可否判定基準とを有し、複数の対応関係として、それぞれの可否判定基準により劣化度の判定が可能と判定されたものに適した第１の対応関係及び第２の対応関係とを有する。これにより、劣化度の判定可否の基準と劣化度の判定の基準との整合性が高く、より高精度に劣化度の判定を行うことができる。なお、本実施形態においても実施形態１の場合と同等の作用効果を奏する。
（実施形態４）
実施形態４の劣化度判定装置では、図１５に示すように、演算部６は、車両情報取得部６６をさらに備える。車両情報としては、車両１００の車種、組電池や二次電池のモジュール等の品番、組電池におけるモジュールの位置、車両１００の製造年や使用期間や走行距離、車両１００の販売店の所在地などを例示することができる。そして、基準値記憶部５２には、劣化度の判定の可否を判断するための車両情報の判定基準として、車両情報基準が記憶されている。本実施形態４では、車両情報として、特定の車種が複数記憶されている。また、対応関係記憶部５１には、当該特定の車種に応じた対応関係がそれぞれ記憶されている。その他の構成は図１に示す実施形態１及び図示しない実施形態２の場合と同様であって、同一の符号を付してその説明を省略する。
次に、本実施形態４の劣化度判定装置１による劣化度の判定方法のフローについて、以下に説明する。本実施形態４において、図１２に示す実施形態２の場合と同等のものは、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態４におけるフローでは、図１２に示す実施形態２のステップＳ４０に替えて、図１６に示すように、ステップＳ１の後、ステップＳ４３に進み、車両情報取得部６６により、組電池２０が搭載された車両１００の車両情報を取得する。当該車両情報は限定されないが、本実施形態４では車両１００の車種を取得する。
その後、図１６に示すステップＳ４４において、可否判定部６２により、車両情報取得部６６が取得した車両情報が車両情報基準に該当するか否かを判定する。本実施形態４では、車両情報取得部６６により取得された車種が基準値記憶部５２に記憶された特定の車種に該当するか否かを判定する。ステップＳ４４において、当該車種が特定の車種に該当しないと判定された場合は、ステップＳ４４のＮｏに進み、実施形態２の場合と同様にステップＳ４２において劣化度の判定を行わず当該フローを終了する。
一方、図１６に示すステップＳ４４において、取得された車両情報が車両情報基準に該当すると判定された場合には、ステップＳ４４のＹｅｓに進む。そして、実施形態２の場合と同様にステップＳ４０～Ｓ４２、ステップＳ５～Ｓ６、ステップＳ２０～Ｓ２１を行う。ステップＳ２１の後は、劣化度の判定が可能と判定された二次電池について、ステップＳ７３において、容量推定部６４に車両情報に応じて全容量を推定する。すなわち、容量推定部６４において当該全容量の推定に用いる推定式を車両情報に応じて変更する。そして、ステップＳ８において、劣化度判定部６５により、全容量の推定結果に基づいて二次電池２１～２６の劣化度を判定する。ステップＳ８の後及びステップＳ６の後は、実施形態２と同様にステップＳ９に進んで今回の劣化度の判定を終了する。その後、図５の記号Ａに進み、ステップＳ１０～Ｓ１２を行って当該フローを終了する。
本実施形態４の劣化度判定装置１によれば、容量推定部６４は車両情報として車種に対応して全容量を推定する推定式を利用することにより、車種に応じて劣化度を判定することができ、より一層推定精度が向上される。なお、本実施形態４の劣化度判定装置１によっても、本実施形態１と同様の作用効果を奏することができる。
（実施形態５）
本実施形態５の劣化度判定装置１では、図１に示す実施形態１の構成に加えて、図１７に示すように演算部６がインピーダンス特性取得部６７を備える。インピーダンス特性取得部６７は、複素インピーダンス測定を行う構成を有しており、二次電池２１～２６のインピーダンスを測定可能に構成されている。その他の構成は実施形態１と同様であって、実施形態１の同様の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態５では、電池特性取得部６３は実施形態１の場合と同様に、図３に示す所定の電圧区間Ｖｓにおける放電電圧特性を取得する。そして、インピーダンス特性取得部６７は、図３に示す放電終了時ＴＰ１、ＴＰ２において複素インピーダンス測定を行い、所定の周波数におけるインピーダンスを取得し、複素平面上にて実軸と虚軸の値を算出する。
ここで、インピーダンス特性は、所定の周波数f1におけるインピーダンスの実軸と虚軸の値、実軸の値と虚軸の値から算出される絶対値を用いることができる。またそれに加えて、所定の周波数f1における実軸の値と虚軸の値から算出される偏角を用いることもできる。また、所定の周波数f１と所定の周波数f2における実軸の値の差分、虚軸の値の差分、実軸の値の差分と虚軸の値の差分から算出される絶対値の差分、偏角を用いることもできる。
なお、対応関係記憶部５１には、インピーダンス特性と全容量との対応関係が予め記憶されている。当該対応関係は、測定用の二次電池２を用いた機械学習により作成したり、測定用の二次電池を用いて加速劣化試験を行って得られた実測値を基に作成したり、二次電池のモデルを用いて所定の電圧におけるインピーダンス特性と全容量との対応関係を論理的に導き出す算出式により作成したりすることができる。
本実施形態５では、実施形態１と同様に、可否判定部６２によって劣化度判定の可否を判定した後、図１７に示す容量推定部６４は、電池特性取得部６３が取得した放電電圧特性とインピーダンス特性取得部６７が取得したインピーダンス特性とに基づき、二次電池２の全容量を推定する。劣化度判定部６５は実施形態１の場合と同様に容量推定部６４の推定結果に基づいて、二次電池２の劣化度を判定する。本実施形態５によれば、放電電圧特性とインピーダンス特性とに基づいて全容量を推定されるため、判定精度を一層向上することができる。
なお、本実施形態５では、インピーダンス特性取得部６７が複素インピーダンス測定を行うタイミングを放電終了時ＴＰ１、ＴＰ２としたが、これに限らず、他のタイミングで行うこととしてもよい。例えば、実施形態３のように電池特性取得部６３が充電電圧特性を取得する場合には、図１２に示す充電終了時ＴＱ１、ＴＱ２でインピーダンス特性取得部６７が複素インピーダンス測定を行うこととしてもよい。また、容量推定部６４はインピーダンス特性の代わりに、インピーダンス特性に基づいて算出されたインピーダンス特性関係値を用いてもよい。インピーダンス特性関係値として、例えば、インピーダンス特性取得部６７により取得されたインピーダンス特性の差分を採用することができる。
そして、本実施形態５の劣化度判定装置１によれば、使用履歴を有する複数の二次電池を含む組電池であって、複数の二次電池が、電池特性と、二次電池が放電又は充電されたときのインピーダンスに関するインピーダンス特性とを用いて推定した全容量に基づいて判定されたそれぞれの劣化度の差分が所定範囲内である組電池を提供することができる。かかる組電池では、組電池に含まれる二次電池の劣化度のバラツキがより小さくなるため、リビルト品としての組電池の長寿命化や品質向上を図ることができる。
なお、本実施形態５でも、電池特性取得部６３が取得した電池特性とインピーダンス特性とに基づいて、全容量を推定せずに、劣化度判定部６５が二次電池２１～２６の劣化度を判定することとしてもよい。また、電池特性取得部６３は取得した値の絶対値を電池特性として取得し、劣化度判定部６５は当該絶対値に基づいて劣化度を判定することとしてもよい。また、劣化度判定部６５は電池特性取得部６３が取得した電池特性の差分に基づいて、二次電池２１～２６の劣化度を判定することとしてもよい。また、二次電池２１～２６の劣化度と劣化度の差分とが所定範囲内となるように二次電池２１～２６をクラス分けして組電池２０を組み上げてもよい。
（実施形態６）
本実施形態６では、図１に示す実施形態１の構成に加えて、図１８に示すように初期電圧取得部６８を備える。初期電圧取得部６８は、図１９に示すように、放電開始時Ｔ０における二次電池２の開放電圧である初期電圧ＶＩ１、ＶＩ２を取得する。そして、対応関係記憶部５１には、初期電圧の値と電池特性と全容量との対応関係が予め記憶されている。当該対応関係は実施形態１の場合と同様に作成することができる。その他の構成は実施形態１と同様であって、実施形態１の同様の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態６の劣化度判定装置１によれば、電池特性に加えて初期電圧も考慮されて二次電池２の劣化度が判定されるため、簡易な構成で判定精度を一層向上することができる。なお、初期電圧に替えて、初期電圧に基づいて算出された初期電圧関係値を用いてもよい。初期電圧関係値として例えば、初期電圧の絶対値としたり、初期電圧取得部６８により取得された初期電圧の差分としたりすることができる。
そして、本実施形態６の劣化度判定装置１によれば、再利用品を含んだ複数の二次電池２１～２６を含む組電池２０であって、複数の二次電池２１～２６が、電池特性の取得を開始するときの二次電池２１～２６の開放電圧である初期電圧と電池特性とを用いて推定した全容量に基づいて判定されたそれぞれの劣化度の差分が所定範囲内である組電池２０を提供することができる。かかる組電池２０では、組電池２０に含まれる二次電池２１～２６劣化度のバラツキがより小さくなるため、リビルト品としての組電池２０の長寿命化や品質向上を図ることができる。
なお、本実施形態６でも、実施形態１の場合の変形形態と同様に、電池特性取得部６３が取得した電池特性と初期電圧とに基づいて、全容量を推定せずに、劣化度判定部６５が二次電池２１～２６の劣化度を判定することとしてもよい。また、電池特性取得部６３は取得した値の絶対値を電池特性として取得し、劣化度判定部６５は当該絶対値に基づいて劣化度を判定することとしてもよい。また、劣化度判定部６５は電池特性取得部６３が取得した電池特性の差分に基づいて、二次電池２１～２６の劣化度を判定することとしてもよい。また、二次電池２１～２６の劣化度と劣化度の差分とが所定範囲内となるように二次電池２１～２６をクラス分けして組電池２０を組み上げてもよい。
また、他の変形形態７として、図２０に示すように、演算部６が二次電池２１～２６の内部抵抗を取得する内部抵抗取得部６９を有しており、対応関係記憶部５１に内部抵抗と電池特性と全容量との対応関係が予め記憶されていることとしてもよい。内部抵抗取得部６９において、内部抵抗は、電圧値検出部３１により検出された電圧値そのものである測定電圧と、二次電池２１～２６の開放電圧と、二次電池２１～２６に流れる電流とから算出して取得することができる。なお、二次電池２の開放電圧は、二次電池２１～２６の残放電量と初期電圧との対応関係を示すマップを用いて時間ごとに推定して取得することができる。本変形形態７の劣化度判定装置１によれば、電池特性に加えて内部抵抗も考慮されて二次電池２１～２６の劣化度が判定されるため、簡易な構成で判定精度を一層向上することができる。
（実施形態７）
本実施形態７の劣化度判定装置１は、図１に示す実施形態１の構成に加え、図２１に示すように温度検出部３３を備える。そして、上述の実施形態１では電池特性取得部６３は、電池特性として所定の電圧区間Ｖｓにおける二次電池２の電圧推移に基づく放電電圧特性を取得するように構成したが、本実施形態７では、これに替えて、電池特性取得部６３は、電池特性として所定の電圧区間ＶｓＡ、ＶｓＢにおける二次電池２の温度推移に基づく温度特性を取得する。その他の構成は実施形態１と同様であって、実施形態１の同様の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。なお、電圧区間ＶｓＡは二次電池２の劣化度に応じて、放電電圧特性の差異が顕著となっている区間であり、電圧区間ＶｓＢは二次電池２の劣化度に応じて、充電電圧特性の差異が顕著となっている区間である。
本実施形態７では、図２２（ａ）、図２２（ｂ）に示すように、温度検出部３３により、充放電中の二次電池２の温度を取得する。本実施形態７では劣化度の判定が可能と判定された二次電池２として、組電池２０から取り出した第１の二次電池２１と、別の組電池から取り出した第７の二次電池２７とを採用している。
充放電における二次電池２の温度推移は、組み込まれていた組電池が異なる場合には、二次電池２の測定環境やソーク状態により異なった挙動を示すことがある。本実施形態７では、図２２（ｂ）に示すように、第１の二次電池２１と第７の二次電池２７における温度推移は、測定した室温設定範囲Ｔｎ内に収まっているが、互いに若干異なる挙動を示している。そして、本実施形態７では、可否判定部６２により劣化度の判定が可能と判定された後、放電における所定の電圧区間ＶｓＡと、放電後の充電における所定の電圧区間ＶｓＢとの両方において温度検出部３３により検出した電池温度に基づいて、電池特性取得部６３が放電における温度特性と充電における温度特性を取得する。そして、容量推定部６４が両温度特性に基づいて各二次電池２１、２７の全容量を推定して、劣化度判定部６５が劣化度を判定する。
電池特性取得部６３が取得する温度特性は、実施形態１の場合の放電電圧特性を算出する場合及び実施形態３の場合の充電電圧特性を算出する場合と同様に、所定の電圧区間ＶｓＡ、ＶｓＢにおける所定電圧ＶＡ、ＶＢでの温度変化の微分値としたり、所定の電圧区間ＶｓＡ、ＶｓＢにおける２点間の温度変化の割合としたり、電圧区間ＶｓＡ、ＶｓＢにおける二次電池２の容量変化に対する二次電池２の温度変化の割合としたりすることができる。
本実施形態７においても、実施形態１の場合と同様の作用効果を奏することができる。なお、本実施形態７では、温度特性として、放電と充電の両方において取得することとしたが、これに限らず、放電と充電の一方のみとしてもよい。
そして、本実施形態７の劣化度判定装置１によれば、使用履歴を有する二次電池を含む組電池であって、複数の二次電池が、所定の電圧区間ＶｓＡ、ＶｓＢにおける二次電池の温度推移に基づく温度特性を含む電池特性を用いて推定した全容量に基づいて判定されたそれぞれの劣化度の差分が所定範囲内である組電池を提供することができる。かかる組電池では、組電池に含まれる二次電池の劣化度のバラツキがより小さくなるため、リビルト品としての組電池の品質向上を図ることができる。
なお、本実施形態７でも、電池特性取得部６３が取得した温度特性に基づいて、全容量を推定せずに、劣化度判定部６５が二次電池２１～２６の劣化度を判定することとしてもよい。また、電池特性取得部６３は取得した値の絶対値を温度特性として取得し、劣化度判定部６５は当該絶対値に基づいて劣化度を判定することとしてもよい。また、劣化度判定部６５は電池特性取得部６３が取得した温度特性の差分に基づいて、二次電池２１～２６の劣化度を判定することとしてもよい。また、二次電池２１～２６の劣化度と劣化度の差分とが所定範囲内となるように二次電池２１～２６をクラス分けして組電池２０を組み上げてもよい。
本実施形態７では、図２２（ａ）に示すように、充電時の温度特性として充電目標電圧ＶＱが通常使用範囲Ｖｎ内であって通常使用範囲Ｖｎ内に所定の電圧区間ＶｓＡがあるときの温度特性を取得することとしたが、これ替えて、図２３（ａ）に示す変形形態８のように、充電時の温度特性として、充電目標電圧ＶＱが通常使用範囲Ｖｎを超えており通常使用範囲Ｖｎを超えた領域に所定の電圧区間ＶｓＢがあるときの温度特性を取得することとしてもよい。この場合、図２３（ｂ）に示すように二次電池２１、２７の温度は上昇しやすいため、温度推移に劣化度が反映されやすくなる。その結果、判定精度の向上を図ることができる。なお、本変形形態８では、二次電池２１、２７を充電目標電圧ＶＱまで充電した後に放電を行って二次電池２１、２７の電圧を通常使用範囲Ｖｎ内に戻している。
また、変形形態８では二次電池２の放電を行った後、充電を行ってその後再度放電を行うこととしたが、これに替えて、図２４（ａ）、図２４（ｂ）に示す変形形態９のように、最初に放電を行わずに、先に充電を行ってから放電を行うこととしてもよい。この場合、電池特性取得部６３は、充電時に充電時の温度特性を取得した後、放電時に放電時の温度特性を取得することとしてもよい。この場合も実施形態１と同様の作用効果を奏する。
（実施形態８）
上述の実施形態１では、推定部としての容量推定部６４は、電池特性取得部６３が取得した電池特性に基づいて、二次電池２の全容量を推定することとしたが、これに限らず、容量推定部６４は、正極容量、負極容量、負極ＳＯＣと正極ＳＯＣとの相対関係のズレ量、二次電池２１～２６を構成する複数のセル間の全容量バラツキ、上記二次電池２１～２６の電池抵抗、正極抵抗、負極抵抗のうちの少なくともいずれか一つを推定することとしてもよい。そして、実施形態８では、容量推定部６４は二次電池２１～２６のそれぞれの正極容量Ｑｃを推定することとする。さらに、対応関係記憶部５１には、電池特性と正極容量Ｑｃとの対応関係が記憶されている。当該対応関係の形態及び作成方法は特に限定されず、実施形態１の場合と同様に、例えば、算出式、マップ、グラフ、表などの形態とすることができる。当該対応関係は、測定用の二次電池２を用いた機械学習により作成したり、測定用の二次電池２を用いて加速劣化試験を行って得られた実測定値を基に作成したり、二次電池２のモデルを用いて所定の電圧区間における電池特性と全容量との対応関係を論理的に導き出す算出式により作成したりすることができる。本実施形態では、対応関係記憶部５１には、例えば、図２５（ａ）～（ｃ）に示す予測モデルに基づき、電池特性と正極容量Ｑｃとの対応関係が記憶されている。その他の構成は、実施形態１の場合と同等であって、実施形態１の場合と同一の符号を付してその説明を省略する。
次に、本実施形態８の劣化度判定装置１による劣化度の判定方法について、以下に説明する。なお、図５に示す実施形態１の場合と同様のステップについては、同一の符号を用いてその説明を省略する場合がある。
まず、本実施形態８では、図５に示す実施形態１の場合と同様に、図２６に示すステップＳ１～Ｓ５行う。これにより、図２７（ａ）に示すように、電池特性取得部６３により各二次電池２１～２６の電池特性として放電カーブを、所定の電圧区間Ｖｓにおいて取得する。なお、所定の電圧区間は、特定のＳＯＣ範囲に対応する区間とすることができる。
次いで、図２６に示すステップＳ７４において、容量推定部６４により、対応関係記憶部５１に記憶された予測モデルに基づき、電池特性と正極容量Ｑｃとの対応関係に基づいて、電池特性取得部６３が取得した放電カーブから、二次電池２１～２６の正極容量Ｑｃを推定する。その後、図２６に示すステップＳ８において、劣化度判定部６５により、容量推定部６４が推定した正極容量Ｑｃに基づいて、二次電池２１～２６の劣化度を判定する。また、図５に示す実施形態１の場合と同様に、図２６に示すステップＳ９、Ｓ１０を行った後、ステップＳ１１０において、劣化度を判定しない二次電池について、充放電制御部７１により充放電を行って正極容量の実測値を測定する。そして、実施形態１の場合と同様にステップＳ１２において、可否判定基準及び劣化度判定基準を更新する。
本実施形態８においても実施形態１と同等の作用効果を奏する。なお、本実施形態８では、電池特性取得部６３により図２７（ａ）に示す放電カーブを取得したが、これに替えて、図２７（ｂ）に示す充電カーブを取得してもよい。この場合も実施形態１と同等の作用効果を奏する。
（実施形態９）
上記実施形態８では、容量推定部６４は、正極容量Ｑｃを推定することとしたが、これに替えて、実施形態９では、容量推定部６４は負極容量ＱＡを推定する。すなわち、実施形態９では、図２８に示すように、ステップＳ７５及びステップＳ１１１において、図２５（ａ）～（ｃ）に示す予測モデルに基づき、電池特性と負極容量ＱＡとの対応関係に基づいて二次電池２１～２６の負極容量ＱＡを推定する。当該実施形態９においても実施形態１と同等の作用効果を奏する。
（実施形態１０）
本実施形態１０では、容量推定部６４は二次電池２１～２６のそれぞれの負極ＳＯＣと正極ＳＯＣとの相対関係のズレ量を推定する。さらに、対応関係記憶部５１には、電池特性と負極ＳＯＣと正極ＳＯＣとの相対関係のズレ量との対応関係が記憶されている。当該対応関係の形態及び作成方法は特に限定されず、実施形態１の場合と同様とすることができる。
例えば、二次電池２１～２６がニッケル水素電池からなる場合は、図２９に示すように、電槽容器中から水素が反応系から抜け出ると、負極ＳＯＣと正極ＳＯＣとの相対関係がずれるため、負極のＯＣＶ曲線は図の右側にずれることとなる。例えば、二次電池２１～２６がリチウムイオン電池からなる場合は、図２９に示すように、電解液中のリチウムがＳＥＩ（Solid Electrolyte Interface）被膜の形成で消費されることにより、負極ＳＯＣと正極ＳＯＣとの相対関係がずれるため、負極のＯＣＶ曲線は図の右側にずれることとなる。
本実施形態１０では、図２９に示す予測モデルに基づき、負極ＳＯＣと正極ＳＯＣとの相対関係のズレ量Ｑｘと、電池特性との対応関係が対応関係記憶部５１に記憶されている。その他の構成は、実施形態１の場合と同等であって、実施形態１の場合と同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態１０の劣化度判定装置１による劣化度の判定方法では、上述の実施形態８の場合と同様に行うが、図３０に示すようにステップＳ３において、電池特性取得部６３は電池特性として電池としての低ＳＯＣ範囲に対応する所定の電圧区間Ｖｓの放電カーブを取得する。その後、図５に示す実施形態１の場合と同様に、図３０に示すステップＳ４～ステップＳ５を行う。そして、ステップＳ７６に進み、当該放電カーブから算出される電池特性との対応関係記憶部５１に記憶された負極ＳＯＣと正極ＳＯＣとの相対関係のズレ量Ｑｘとの対応関係に基づいて、二次電池２１～２６のズレ量Ｑｘを推定する。その後、図３０に示すステップＳ５において、劣化度判定部６５により、容量推定部６４が推定したズレ量Ｑｘに基づいて、二次電池２１～２６の劣化度を判定する。本実施形態１０においても実施形態１と同等の作用効果を奏する。なお、本実施形態１０では電池特性を電池としての低ＳＯＣ範囲から取得したが、これに替えて高ＳＯＣ範囲から取得してもよい。また、本実施形態１０では電池特性として放電カーブを取得したが充電カーブを取得してもよい。
（実施形態１１）
本実施形態１１では、対応関係記憶部５１には、二次電池２１～２６ごとに電池特性と充放電カーブにおける放電容量の変化量との対応関係が記憶されており、容量推定部６４は、所定の電圧区間Ｖｓにおける充放電カーブにおける放電容量の変化量を推定し、劣化度判定部６５は、劣化度として推定結果に基づいてセルの自己放電量が大きくなっているかを検知する。本実施形態１１では、その他の構成は、実施形態１の場合と同等であって、実施形態１の場合と同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態１１では、二次電池２１～２６はそれぞれ６つのセルを有している。そして、例えば、図３１（ａ）に示す放電カーブは初期状態を示す放電カーブとして対応関係記憶部５１に記憶されており、図３１（ｂ）に示す放電カーブはセルの一つが自己放電量が大きくなっていることを示す放電カーブとして対応関係記憶部５１に記憶されている。容量推定部６４により所定の電圧区間Ｖｓの電池特性に基づいて、図３１（ａ）に示す放電カーブに推定された場合は、劣化度判定部６５において自己放電量が大きくなっているセルがないと判定される。一方、容量推定部６４により所定の電圧区間Ｖｓの電池特性に基づいて、図３１（ｂ）に示す放電カーブに推定された場合は、劣化度判定部６５において自己放電量が大きくなっているセルが一つあると判定される。なお、図３１（ｂ）に示す放電カーブに推定された場合は、使用下限を二次電池において自己放電量が大きくなっているセルがない場合の第１使用下限Ｖmin1よりも高い値である第２使用下限Ｖmin2に設定することができる。これにより、各セルが過剰に放電することを防止できる。
（実施形態１２）
本実施形態１２では、二次電池２１～２６はそれぞれ、６個のセルを含む。そして、対応関係記憶部５１には、一つの二次電池２１～２６内におけるセル間の全容量バラツキと電池特性との対応関係が記憶されている。セル間の全容量バラツキとは、一つの二次電池２１～２６に含まれた複数のセルにおいて、各セルの全容量のバラツキの程度を示す。本実施形態１２では、セル間の全容量バラツキとして、図３２に示すように、複数のセルの全容量における最大Ｑmaxから最小Ｑminを差し引いた差分Ｑmax-minを採用する。その他の構成は、実施形態１の場合と同等であって、実施形態１の場合と同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態１２では、容量推定部６４は、電池特性取得部６３が取得した電池特性に基づいて、対応関係記憶部５１に記憶された対応関係から差分Ｑmax-minを推定する。そして、劣化度判定部６５は、推定した差分Ｑmax-minに基づいてセルの特異的な容量劣化の有無を検知する。例えば、推定した差分Ｑmax-minが所定値以上であると判定した場合は、当該二次電池２１～２６のセルのいずれかに特異的な容量劣化が生じていると判定する。
（実施形態１３）
図３３に示すように、実施形態１３では、推定部として抵抗推定部６４１を有する。抵抗推定部６４１は、二次電池２１～２６の電池特性に基づいて、二次電池２１～２６の内部抵抗を推定する。対応関係記憶部５１には、一つの二次電池２１～２６の内部抵抗と電池特性との対応関係が記憶されている。電池特性取得部６３は、二次電池２１～２６が互いに接続されたスタックの状態で、パルス充放電を行って電池特性を取得することができる。電池特性を取得する電圧区間は、特定のＳＯＣ範囲に対応する所定の電圧区間とすることができる。
また、二次電池２１～２６間で、温度やＳＯＣが異なっている場合は、温度と充放電中の電圧変化又は充放電終了後の電圧緩和中の電圧変化とを電池特性として取得して、温度及びＳＯＣが同条件となる場合の抵抗値を推定することができる。この場合は、対応関係記憶部５１には、一つの二次電池２１～２６の内部抵抗と温度と電池特性との対応関係が記憶されているものとする。なお、二次電池２１～２６を個別に充放電して電池特性を取得することとしてもよい。この場合は、温度及びＳＯＣを同条件に合わせる必要がなく、判定時間の短縮を図れる。
次に、本実施形態１３の劣化度判定装置１による劣化度の判定方法について、以下に説明する。まず、本実施形態１３では、図５に示す実施形態１の場合と同様に、図３４に示すステップＳ１～Ｓ５を行う。次いで、図３４に示すステップＳ７７において、抵抗推定部６４１により、電池特性取得部６３が取得した電池特性から、対応関係記憶部５１に記憶された二次電池２１～２６の内部抵抗と電池特性との対応関係に基づいて、二次電池２１～２６の内部抵抗を取得する。その後、図３４に示すステップＳ８において、劣化度判定部６５により、抵抗推定部６４１が推定した内部抵抗に基づいて、二次電池２１～２６の劣化度を判定する。また、図５に示す実施形態１の場合と同様に、図３４に示すステップＳ９、Ｓ１０を行った後、ステップＳ１１３において、劣化度を判定しない二次電池について、充放電制御部７１により充放電を行って内部抵抗の実測値を測定する。そして、実施形態１の場合と同様にステップＳ１２において、可否判定基準及び劣化度判定基準を更新する。本実施形態１３においても実施形態１と同等の作用効果を奏する。
（実施形態１４）
実施形態１４の劣化度判定装置１では、抵抗推定部６４１により、二次電池２１～２６の負極抵抗を推定し、劣化度判定部６５により二次電池２１～２６の劣化度を判定する。
二次電池２１～２６の電圧カーブにおける周波数特性から、二次電池２１～２６における正極や負極やその他の電池要素の抵抗値を算出することができる。そして、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池では、電圧カーブにおいて高周波領域に負極抵抗が顕著に反映され、低周波領域に正極抵抗が顕著に反映される。本実施形態１４では、二次電池２１～２６としてニッケル水素電池を用いることとし、電池特性取得部６３は、電池特性として、高周波領域における所定電圧区間の電圧カーブを取得する。対応関係記憶部５１には、電池特性としての高周波領域における電圧カーブと負極抵抗との対応関係が予め記憶されている。その他の構成要素は実施形態１３の場合と同様であって、同一の符号を付してその説明を省略する。
そして、二次電池２１～２６の劣化度と相関関係を有する内部抵抗において、劣化モードによって支配的となる抵抗要素が異なる。まず、二次電池モジュールの内部抵抗は、電子抵抗、反応抵抗、内部物質移動の抵抗の３つの抵抗成分の関係性から決まり、二次電池モジュールはこれらの３つの抵抗成分の直列等価回路と考えることができる。一般的に、電子抵抗は電池に定電流を付加した直後の時間領域で主に生じる抵抗成分である。また、反応抵抗は電子抵抗が生じる時間領域後の時間領域で主に生じる抵抗成分である。また、内部物質移動の抵抗は定電流を長時間付加した際に生じ、反応抵抗の時間領域後の時間領域に主に生じる抵抗成分である。そして、負極反応抵抗支配領域とは、上記３つの抵抗成分において、放電期間における負極の反応抵抗の占める割合が最も大きい時間的領域である。当該負極反応抵抗支配領域では、負極の反応抵抗が二次電池２の内部抵抗を支配的に決定する。本実施形態１４では、劣化度判定部６５は、当該負極反応抵抗支配領域において、抵抗推定部６４１により推定された負極抵抗に基づいて、二次電池２１～２６の劣化度を判定する。
本実施形態１４の劣化度判定装置１による劣化度の判定方法では、実施形態１３の場合と同様に、図３４に示すステップＳ１～Ｓ５を行う。そして、ステップＳ７７において、抵抗推定部６４１により、電池特性取得部６３が取得した電圧カーブと、対応関係記憶部５１に記憶された対応関係とに基づいて、二次電池２１～２６の負極抵抗を推定する。そして、劣化度判定部６５は、推定された負極抵抗から二次電池２１～２６の劣化度を判定する。また、図５に示す実施形態１の場合と同様に、図３４に示すステップＳ９、Ｓ１０を行った後、ステップＳ１１３において、劣化度を判定しない二次電池について、充放電制御部７１により充放電を行って負極抵抗の実測値を測定する。そして、実施形態１の場合と同様にステップＳ１２において、可否判定基準及び劣化度判定基準を更新する。本実施形態１４においても実施形態１と同等の作用効果を奏する。
（実施形態１５）
実施形態１５の劣化度判定装置１では、抵抗推定部６４１により、二次電池２１～２６の正極抵抗を推定し、劣化度判定部６５により二次電池２１～２６の劣化度を判定する。本実施形態１５では、二次電池２１～２６としてニッケル水素電池を用いることとし、電池特性取得部６３は、電池特性として、低周波領域における所定電圧区間の電圧カーブを取得する。対応関係記憶部５１には、電池特性としての電圧カーブと正極抵抗との対応関係が予め記憶されている。そして、劣化度判定部６５は、正極反応抵抗支配領域において、抵抗推定部６４１により推定された正極抵抗に基づいて、二次電池２１～２６の劣化度を判定する。その他の構成要素は実施形態１４の場合と同様であって、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態１５の劣化度判定装置１による劣化度の判定方法では、実施形態１４の場合と同様に、図３４に示すステップＳ１～Ｓ５を行う。そして、ステップＳ７７において、抵抗推定部６４１により、電池特性取得部６３が取得した電圧カーブと、対応関係記憶部５１に記憶された対応関係とに基づいて、二次電池２１～２６の正極抵抗を推定する。そして、劣化度判定部６５は、推定された正極抵抗から二次電池２１～２６の劣化度を判定する。また、図５に示す実施形態１の場合と同様に、図３４に示すステップＳ９、Ｓ１０を行った後、ステップＳ１１３において、劣化度を判定しない二次電池について、充放電制御部７１により充放電を行って正極抵抗の実測値を測定する。そして、実施形態１の場合と同様にステップＳ１２において、可否判定基準及び劣化度判定基準を更新する。本実施形態１５においても実施形態１と同等の作用効果を奏する。
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。
１ 劣化度判定装置
２、２１～２７ 二次電池
２０ 組電池
３３ 温度検出部
６１ 電池情報取得部
６２ 可否判定部
６３ 電池特性取得部
６４ 容量推定部
６５ 劣化度判定部
６６ 車両情報取得部
６７ インピーダンス特性取得部
６８ 初期電圧取得部
６９ 内部抵抗取得部

Claims (4)

  1. 二次電池（２１～２６）の劣化度を判定する劣化度判定装置（１）であって、
    上記二次電池に関する電池情報を取得する電池情報取得部（６１）と、
    上記電池情報取得部が取得した電池情報と、予め用意された可否判定基準とに基づいて、上記二次電池ごとに劣化度の判定の可否を判定する可否判定部（６２）と、
    上記可否判定部によって劣化度の判定が可と判定された上記二次電池について、所定の電圧区間での電池状態の推移に関する電池特性を取得する電池特性取得部（６３）と、
    上記電池特性取得部が取得した電池特性又は該電池特性に基づいて算出された電池特性関係値に基づいて、上記劣化度の判定が可能と判定された上記二次電池の劣化度を判定する劣化度判定部（６５）と、
    を備える、二次電池の劣化度判定装置。
  2. 上記電池情報は、上記電池特性及び上記二次電池における履歴情報の少なくとも一方を含む、請求項１に記載の二次電池の劣化度判定装置。
  3. 上記電池情報は、上記電池特性及び上記二次電池における履歴情報の両方を含む、請求項１に記載の二次電池の劣化度判定装置。
  4. 上記可否判定部は、予め設定された複数の電池情報に関する関係式を用いて、上記電池情報取得部が取得した上記電池情報から算出した電池情報関係値と、上記可否判定基準との比較結果に基づいて、上記可否の判定を行う、請求項１～３のいずれか一項に記載の二次電池の劣化度判定装置。
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