WO2008029572A1

WO2008029572A1 - Appareil et procédé d'estimation de l'état interne d'une batterie secondaire

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Description

明細書二次電池の内部状態推定装置および二次電池の内部状態推定方法技術分野

本発明は、二次電池の内部状態推定装置、および二次電池の内部状態推定方法に関する。より特定的には、本発明は、電池モデルに従って二次電池の内部状態を推定する装置および方法に関する。

背景技術

二次電池の状態を推定するための様々な方法がこれまでに提案されている。たとえば特開 2 0 0 3— 3 4 6 9 1 9号公報は、二次電池の充電状態（S O C ： State of Charge) を推定する方法を開示する。この方法によれば、まず、蓄電池に流入する電流値に基づいてリチウムイオン電池を形成する活物質内のイオン濃度分布が算出される。次に、算出されたイオン濃度分布に基づいて蓄電装置の開放電圧が算出される。そして開放電圧に基づいて S O Cが推定される。

上記の方法では二次電池の材料物性値がモデル化されている。具体的に説明すると、上記の方法では活物質の形状は球形と仮定される。また、上記の方法では、イオン濃度分布は球の半径方向に分布し、円周方向にはイオン濃度分布は均一であると仮定される。

上記方法によれば、リチウムイオン電池の劣化度合いによる材料物性値の変化は考慮されていないため、劣化度合レ、によっては S 0 C等を正確に算出できないことが考えられる。しかしながらこのような問題に対する具体的な解決方法は特開 2 0 0 3— 3 4 6 9 1 9号公報には開示されていない。

また、二次電池の劣化状態は二次電池の使用環境に応じて異なる。等価回路に基づいた従来の S O C推定手法によれば、電池の容量と電池の内部抵抗とに関する情報を得ることができる。しかし内部抵抗の値および劣化に伴う変化率は測定方法ごとに異なる。

図 2 0は、測定方法の違いによる二次電池の内部抵抗の違いを説明する図である。図 20を参照して、二次電池は、時刻 t 0から t 2の間に一定のバッテリ電流 I bをパルス状に出力する。ノくッテリ出力電圧 V bは、時刻 t 0から時刻 t 1にかけて減少し、パルス電流の遮断後（すなわち、時刻 t l以降）において徐々に復帰する。

Δν ΐ, Δν2は時刻 t a, t bのそれぞれにおけるバッテリ出力電圧 V bの低下量を示す。図 20に示すように電流は一定であっても Δν 1と Δν 2とでは大きさが異なるため、時刻 t aにおける電池の内部抵抗（=AV2/I b) と、時刻 t bにおける内部抵抗（AV2,I b) とは異なる。

また、容量が低下した場合、同じ SOCでも劣化状態に応じて内部 ¾抗値は異なる。このように、従来の推定方法では二次電池の内部状態を精度よく推定できないという課題がある。

発明の開示

本発明の目的は、二次電池の内部状態を高精度に推定可能な二次電池の内部状態推定装置および内部状態推定方法を提供することである。

本発明は要約すれば、二次電池の内部状態推定装置であって、パラメータ生成部と、内部状態推定部とを備える。パラメータ生成部は、二次電池の使用状態を示す情報に基づいて、二次電池の材料物性値を含むパラメータ値を生成する。内部状態推定部は、パラメータ値に基づいて二次電池の内部反応を推定可能な電池モデルを用い、パラメータ生成部から取得したパラメータ値を電池モデルに与えて二次電池の内部状態を推定する。

好ましくは、二次電池の内部状態推定装置は、二次電池の出力を検出して、検出値を二次電池の使用状態を示す情報として出力するセンサをさらに備える。内部状態推定部は、推定した二次電池の内部状態に基づいて二次電池の出力の予測値を算出する。パラメータ生成部は、検出値と予測値とが等しくなるようにパラメータ値を推定するパラメータ推定部と、パラメータ値を記憶し、パラメータ推定部の推定結果に基づいて記憶するパラメータ値を更新して、更新したパラメ一タ値を内部状態推定部に与えるパラメータ記憶部とを含む。

より好ましくは、二次電池の内部状態推定装置は、劣化特性記憶部と、劣化推定部とをさらに備える。劣化特性記憶部は、二次電池の使用度に対するパラメ一タ値の標準的な劣化特性を予め記憶する。劣化推定部は、劣化特性と、パラメ一タ更新部により更新されたパラメータ値である更新パラメータ値とに基づいて、二次電池の劣化状態を推定する。

さらに好ましくは、劣化推定部は、パラメータ値の更新時における二次電池の使用度と劣化特性とに基づいて得られるパラメータ値を、更新パラメータ値の標準値に設定する。劣化推定部は、標準値と更新パラメータ値とを比較して二次電池が標準使用状態よりも劣化しているか否かを判定する。

さらに好ましくは、二次電池の内部状態推定装置は、劣化推定部の判定結果を表示する表示部をさらに備える。

さらに好ましくは、劣化特性には、パラメータ値の限界値が予め設定される。劣化推定部は、劣化特性に基づいて限界値と更新パラメータ値との使用度の差を求めて、使用度の差を二次電池の余寿命と推定する。

さらに好ましくは、二次電池の内部状態推定装置は、余寿命を表示する表示部をさらに備える。

好ましくは、二次電池は、リチウムイオン電池を含む。材料物性値は、イオン伝導度と、固層中電子伝導度と、活物質の拡散係数と、反応抵抗とを含む。

本発明の他の局面に従うと、二次電池の内部状態推定方法であって、二次電池の使用状態を示す情報に基づいて、二次電池の材料物性値を含むパラメータ値を生成するステップと、パラメータ値に基づいて二次電池の内部反応を推定可能な電池モデルを用い、パラメータ値を生成するステップにおいて生成されるパラメ一タ値を電池モデルに与えて二次電池の内部状態を推定するステップとを備える。好ましくは、二次電池の内部状態推定方法は、二次電池に設けられるセンサを用いて二次電池の出力を検出し、センサの検出値を二次電池の使用状態を示す情報として出力するステップをさらに備え、二次電池の内部状態を推定するステツプにおいて、推定した二次電池の内部状態に基づいて二次電池の出力の予測値を算出する。パラメータ値を生成するステップは、検出値と予測値とが等しくなるようにパラメ一タ値を推定するステップと、パラメータ値の推定結果に基づいて、予め記憶されるパラメータ値を更新するステップとを含む。

より好ましくは、二次電池の内部状態推定方法は、二次電池の使用度に対するパラメーダ値の標準的な劣化特性と、パラメータ値を更新するステツァにおいて更新されたパラメータ値である更新パラメータ値とに基づいて、二次電池の劣化状態を推定するステップをさらに備える。

さらに好ましくは、二次電池の劣化状態を推定するステップにおいて、パラメータ値の更新時における二次電池の使用度と劣化特性とに基づいて得られるパラメータ値を、更新パラメータ値の標準値に設定するとともに、標準値と更新パラメータ値とを比較して二次電池が標準使用状態よりも劣化しているか否かを判定する。

さらに好ましくは、二次電池の内部状態推定方法は、二次電池の劣化状態を推定するステップにおける判定結果を表示するステップをさらに備える。

さちに好ましくは、劣化特性には、パラメータ値の限界値が予め設定される。劣化状態を推定するステップにおいて、劣化特性に基づいて限界値と更新パラメータ値との使用度の差を求めて、使用度の差を二次電池の余寿命と推定する。ざらに好ましくは、二次電池の内部状態推定方法は、余寿命を表示するステツプをさらに備える。

従って、本発明によれば、二次電池の内部状態を精度よく推定することができる。

図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態に従う二次電池の内部状態推定装置および二次電池を含む電源システムの構成例を説明する概略ブロック図である。

図 2は、二次電池 1 0の概略構成を示す概念図である。

図 3は、電池モデル部 6 0における二次電池のモデリングを説明する概念図である。

図 4は、電池モデルに用いられる変数および定数を表形式により示す図である。図 5は、実施の形態 1に従う二次電池の内部状態推定装置の機能ブロック図である。

図 6は、実施の形態 1に従う電池の内部状態推定装置による推定処理を説明するフローチャートである。

図 7は、実施の形態 2に従う二次電池の内部状態推定装置の機能プロック図である。

図 8は、図 7の劣化特性記憶部 8 2および劣化推定部 8 4による二次電池の劣化状態の推定処理を説明する概念図である。

図 9は、実施の形態 2に従う二次電池の内部状態推定装置が行なう劣化状態推定処理を説明するフローチャートである。

図 1 0は、実施の形態 3に従う二次電池の内部状態推定装置を含む電源システムの構成図である。

図 1 1は、実施の形態 3に従う二次電池の内部状態推定装置の機能ブロック図である。

図 1 2は、実施の形態 3に従う二次電池の劣化判定を説明する概念図である。図 1 3は、実施の形態 3に従う二次電池の内部状態推定装置が行なう劣化状態表示処理を説明するフローチャートである。

図 1 4は、実施の形態 4に従う二次電池の余寿命推定を説明する概念図である。図 1 5は、実施の形態 4に従う二次電池の内部状態推定装置が行なう余寿命推定処理を説明するフローチャートである。

図 1 6は、 E C U 5 0のハードウェア構成例を説明する図である。

図 1 7は、本発明の実施の形態に従う二次電池の内部状態推定装置を搭載するハイプリッド自動車の構成を説明するブロック図である。

図 1 8は、二次電池の内部状態の推定結果の表示の一例を説明する図である。図 1 9は、二次電池の内部状態の推定結果の表示の別の例を説明する図である。図 2 0は、測定方法の違いによる二次電池の内部抵抗の違いを説明する図である。

発明を実施するための最良の形態

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として橾返さないものとする。

[実施の形態 1 ]

5 図 1は、本発明の実施の形態に従う二次電池の内部状態推定装置および二次電池を含む電源システムの構成例を説明する概略プロック図である。

図 1を参照して、電源システム 5は、二次電池 1 0と、負荷 2 0と、二次電池の冷却ファン 4 0と、電子制御ュニット（E C U ： Electronic Control Unit) 5 0とを備える。

充放電可能な二次電池 1 0としては、代表的にはリチウムイオン電池が用いられる。リチウムイオン電池は、電池内部でのリチウムイオン濃度の分布状態によつてその出力特性が異なってくることから、本発明の適用に適している。

二次電池 1 0には、バッテリ温度 T bを測定する温度センサ 3 0と、二次電池 1 0の入出力電流 I b (以下、バッテリ電流 I bとも称する）を測定する電流センサ 3 2、ならびに、正極および負極間の端子間電圧 V b (以下、バッテリ出力電圧 V bとも称する）を測定する電圧センサ 3 4が設けられている。

冷却ファン 4 0は、冷媒通路 4 1を介して二次電池 1 0と接続され、冷却風 4 5を冷媒通路 4 1へ供給する。図示しないが、二次電池 1 0には、冷媒通路 4 1 を介して供給された冷却風 4 5によって二次電池 1 0の各セルを冷却可能なように冷媒路が適宜設けられている。冷却ファン 4 0の作動 Z停止および作動時の供給冷媒量は、 E C U 5 0によって制御される。

負荷 2 0は、二次電池 1 0からの出力電力によって駆動される。また、図示しない発電，給電要素が、負荷 2 0に含まれるように設けられ、あるいは、負荷 2 0とは別個に設けられるものとし、二次電池 1 0は、当該発電，給電要素からの充電電流によって充電可能であるものとする。したがって、二次電池 1 0の放電時にはバッテリ電流 I b > 0であり、二次電池 1 0の充電時にはバッテリ電流 I b < 0である。

E C U 5 0は、二次電池 1 0に設けられたセンサ群 3 0 , 3 2， 3 4からの検出値に基づき、二次電池 1 0の内部状態を動的に推定可能な電池モデルに従って、二次電池 1 0の内部状態を推定する電池モデル部 6 0を含んで構成される。さらに、 E C U 5 0は、電池モデル部 6 0の推定結果（たとえば二次電池 1 0の S O C ) に基づいて、二次電池 1 0からの出力可能電力（放電電力上限値） W o u t および入力可能電力（充電電力上限値） W i nを算出する。 E C U 5 0は、放電禁止時には Wo u t = 0に設定し、放電可能時には Wo u t >0に設定する。同様に、 ECU50は、充電禁止時には W i n = 0に設定し、充電可能時には W i n>0に設定する。

ECU 50によって設定された入出力可能電力 W i n, 出力可能電力 Wo u t は負荷 20の制御要素に送出される。これにより、負荷 20の動作は、この入出力可能電力 Wi n, Wo u tの範囲内に制限される。なお、 ECU50は、代表的には予めプログラムされた所定シーケンスおよび所定演算を実行するためのマイク口コンピュータおよびメモリ（RAM, ROM等）で構成される。

図 2は、二次電池 10の概略構成を示す概念図である。

図 2を参照して、二次電池 10は、負極 12と、セパレータ 14と、正極 15 とを含む。セパレ一タ 14は、負極 12および正極.1 5の間に設けられた樹脂に電解液を浸透させることで構成される。

負極 1 2および正極 1 5の各々は、球状の活物質 18の集合体で構成される。負極 12の活物質 18の界面上では、リチウムイオン L i +および電子 e-を放出する化学反応が行なわれる。一方、正極 1 5の活物質 18の界面上では、リチウムイオン L i +および電子 e-を吸収する化学反応が行なわれる。

負極 1 2には電子 e-を吸収する電流コレクタ 1 3が設けられ、正極 15には電子 e-を放出する電流コレクタ 1 6が設けられる。負極の電流コレクタ 1 3は、代表的には銅で構成され、正極の電流コレクタ 16は、代表的にはアルミで構成される。電流コレクタ 1 3には負極端子 1 1 nが設けられ、電流コレクタ 16には正極端子 1 1 pが設けられる。セパレータ 14を介したリチウムイオン L i + の授受によって、二次電池（電池セル） 10では充放電が行なわれ、充電電流 (I b>0) または放電電流（I bく 0) が生じる。

したがって、二次電池内部の充放電状態は電極（正極および負極）におけるリチウムイオンの濃度分布によって異なってくる。

図 3は、電池モデル部 60における二次電池のモデリングを説明する概念図である。

図 3を参照して、電池モデル式では、二次電池 10の負極 12および正極 1 5 のそれぞれにおいて、各活物質 1 8でのリチウムイオン L i+の挙動が共通であるものと仮定して、負極 1 2および正極 1 5のそれぞれについて、代表的に 1個ずつの活物質 1 8 nおよび 1 8 pを想定する。

放電時には、負極活物質 1 8 n表面での電極反応により、活物質 1 8 η内のリチウム原子 L i力電子 e—の放出によりリチウムイオン L i +となってセパレータ 1 4中の電解液に放出される。一方、正極活物質 1 8 p表面の電極反応では、電解液中のリチウムイオンが L i +が取込まれて電子 e—を吸収する。これにより、正極活物質 1 8 pの内部にリチウム原子 L iが取込まれる。負極活物質 1 8 nからのリチウムイオン L i ⁺の放出および正極活物質 1 8 pでのリチウムイオン L i +の取込によって、正極の電流コレクタ 1 6から負極の電流コレクタ 1 3に向けて電流が流れる。

反対に、二次電池の放電時には、負極活物質 1 8 n表面での電極反応により電界液中のリチウムイオン L i +が取込まれ、正極活物質 1 8 p表面での電極反応では、電界液へ、リチウムイオン L i +が放出される。

電池モデル式では、充放電時における活物質 1 8 p， 1 8 nの表面での電極反応、活物質 1 8 p， 1 8 n内部でのリチウムイオンの拡散（径方向）および電解液中のリチウムイオンの拡散や、各部位での電位分布をモデリングする。

以下に、電池モデル部 6 0で用いられる二次電池の内部状態を動的に推定可能な電池モデルの一例について説明する。この電池モデルは、電池モデル式（M 1 ) 〜（M l 5 ) により構成される。，図 4は、電池モデルに用いられる変数および定数を表形式により示す図である。図 4には、下記の電池モデル式（M l ) 〜（M l 5 ) 内で用いられる変数および定数の一覧表が示される。なお図 4に示す各種の材料物性値のうち、活物質のイオン濃度、固層中電子伝導度、活物質の拡散係数、および反応抵抗（または交換電流密度）が電池モデルに入力されるパラメータ値に含まれる。なお、反応抵杭と交換電流密度とは逆数の関係にある。 z„ =し exp (Ml)

η = φ₃ -φ_Β -υ- /ί„ _/ (M2) U = U₀+(T-T₀) … ) 式（Ml) 〜（M3) は、バトラーボルマーの式と呼ばれる、電極反応を示す式である。式（Ml) において交換電流密度 i。は、活物質 18の界面におけるリチウムイオン濃度の関数で与えられる。なお以下の説明に関する詳細は、たとえばグおよびワン（W.B.Guand C.Y.Wang) 著「リチウムイオン電池の熱一電気化学結合モデリング（THERMAL- ELECTROCHEMICAL COUPLED MODELING OF A LITHIUM- ION CELL) J (ECS Proceedings Vol.99- 25 (1)， 2000、発行国：米国、発行所：電気化学学会（_ECS)、発行年： 2000年、該当頁： pp 743-762) に説明される。式（M2) には式（Ml) 中の ηの詳細が示され、式（Μ3) には式（Μ2) 中の Uの詳細が示される。

… ) 式（M4) 〜（M6) には、電界液中でのリチウムイオン保存則が示される。式（M5) においては電界液中での実効拡散係数の定義が示され、式（M6) では、反応電流 j "が電極の単位体積あたりの活物質表面積 a _sと式（Ml) に示された輸送電流密度/ jとの積で与えられることが示されている。なお、反応電流 j "の電極全体での体積積分は、バッテリ電流 I bに対応する。

s= 〜(M8) 式（M7) および（M8) には、固相中でのリチウムイオン保存則が示される _c 式（M7) では球体である活物質 18中での拡散方程式が示され、式（M8) では、電極単位体積あたりの活物質表面積 a_sが示される。 ( 9)

(M10)

て

(Mil)

式（M9) 〜（Ml 1) には電界液中での電荷保存則より、電界液中での電位を示す式が導かれる。

式（M10) には実効イオン伝導率 ^ff、式（M l 1) には電界液中での拡散導電係数 K _D ^effが示されている。

a^eff = £_sa ー（113) 式（Ml 2) および（Ml 3) では、活物質での電荷保存則より固相中での電位を求める式が示される。

δ{ρο_ρΤ)

^ T + q ·'·(Μ14) St

+ {K^ejT φ_ε φ_β + A: V 1η ο_ενφ_ε ) Μ15) 式（Ml 4) および（Ml 5) では熱エネルギ保存則が表現される。これにより、充放電現象による二次電池内部への局所的な温度変化を解析することが可能となる。

なお、これらの電池モデル式（Ml) 〜（Ml 5) は上記文献に基づくものであり、各モデル式の詳細な説明については、上記文献に記載されている。

式（Ml) ~. (Ml 5) の電池モデル式を、活物質 18 p， 18 ηおよび電界液中の各点において、境界条件を適宜設定した差分方程式を逐次解くことにより、図 4に示した各変数を逐次的に算出して、二次電池の内部反応を反映した電池状態の時間推移を推定できる。なお、各活物質 18 ρ, 18 η内でのリチウムィォン濃度は、活物質内の半径 Γの関数とされ、その周方向ではリテヮムイオン濃度は一様なものとして扱われる。

上記電池モデルにおいて、 S O Cは、負極活物質 1 8 n内のリチウム原子数により求められる。また、活物質 1 8 p , 1 8 n内部のリチウムイオン濃度分布を推定することにより、過去の充放電履歴を反映した電池状態の予測が可能となる。たとえば、現在の S O Cが同一であっても、充電により現 S O Cとなった後に放電する場合には、放電により現 S O Cとなった後さらに放電する場合と比較して、出力電圧が相対的に低下し難くなるが、このような現象の予測を行なうことが可能となる。具体的には、充電直後には負極活物質 1 8 n内のリチウムイオン濃度が表面側で相対的に高くなる一方で、放電時^は、負極活物質 1 8 n内リチウムィォン濃度が表面側で相対的に低下しているため、活物質内でのリチウムイオンの濃度分布を反映して、上記のような予測が可能となる。

なお、 S〇Cについての演算精度を高めるために活物質 1 8 p , 1 8 ηと電解液との間に電気二重層が存在すると仮定して S O Cを求めてもよい。

図 5は、実施の形態 1に従う二次電池の内部状態推定装置の機能プロック図である。

図 5を参照して、実施の形態 1に従う二次電池の内部状態推定装置は電圧センサ 3 4と E C U 5 0とを含む。 E C U 5 0は、電池モデル部 6 0と、パラメータ生成部 6 2と、比較部 7 5とを含む。パラメータ生成部 6 2は、パラメータ同定部 6 5と、パラメータ管理部 8 0とを含む。

電池モデル部 6 0は、パラメータ値に基づいて二次電池 1 0の内部反応を推定可能な電池モデルを用い、パラメータ生成部 6 2から取得したパラメータ値を電池モデルに与えて二次電池 1 0の内部状態を推定する。より詳細に説明すると、電池モデル部 6 0は二次電池の材料物性値を含むパラメ一タ値をパラメータ管理部 8 0から取得する。このパラメータ値により内部状態が規定された電池モデルには電圧センサ 3 4の検出値が入力される。電池モデル部 6 0は電池モデルを用いて S O Cを推定するとともに、電池モデルに基づいて二次電池 1 0から出力される電流を予測する。電池モデル部 6 0からは二次電池 1 0から出力される電流の予測結果が予測電流 I b #として出力される。比較部 7 5は、電流センサ 3 2によって検出された実際のバッテリ出力電流 I bと、予測電流 I b #とを比較し、両者の差が大きい場合には、パラメータ生成部 6 2に通知する。

なお、電池モデル部 6 0に電流センサ 3 2の検出値が入力された場合、電池モデル部 6 0は二次電池 1 0から出力される電圧を予測することができる。よって比較部 7 5は、電池モデル部 6 0から出力される予測結果（予測電圧）と、電圧センサ 3 4によって検出された実際のバッテリ出力電圧 V bとを比較して、両者の差が大きい場合にパラメータ生成部 6 2に通知してもよレ、。

パラメータ生成部 6 2は、二次電池 1 0の使用状態を示す情報に基づいて、二次電池 1 0の材料物性値を含むパラメータ値を生成する。より詳細に説明するとパラメ一タ生成部 6 2は、電圧センサ 3 4が検出した実際のバッテリ出力電圧 V bに基づいて、パラメータ値を生成する。すなわち電圧センサ 3 4が検出したバッテリ出力電圧 V bの値は「二次電池 1 0の使用状態に基づく情報」に相当する。なお電池モデル部 6 0に電流センサ 3 2の検出値が入力される場合は、電流センサ 3 2によつて検出された実際のバッテリ出力電流 I bが「二次電池 1 0の使用状態に基づく情報」に相当する。

仮に二次電池 1 0の使用状態を考慮せずにパラメータ値を固定した場合には、電池モデルはある時点（たとえば二次電池が新品のとき）における二次電池の内部状態しか反映できない。よって二次電池の使用が進むにつれて、 S O C等の推定精度が低下する。本実施の形態では、二次電池 1 0の使用状態に基づいてパラメータを更新することによって電池モデルが更新される。これにより実際の二次電池の内部状態と、電池モデルにより推定される二次電池の内部状態との違いを小さくできるので、 S O C等を精度よく推定することができる。

パラメータ生成部 6 2は、パラメータ同定部 6 5と、パラメータ管理部 8 0とを含む。なおパラメータ同定部 6 5と、パラメータ管理部 8 0とは、本発明における「パラメータ推定部」と「パラメータ更新部」とにそれぞれ対応する。

パラメータ同定部 6 5は、バッテリ出力電流 I bと予測電流 I b #とが一致する（もしくは両者の差が最小になる）ようにパラメータ値を最適化（同定) する。パラメ一タ同定部 6 5は、たとえばカルマンフィルタ理論を用いて最も確からしいパラメ一タ値を推定することによりパラメ一タ値を最適化する。なおパラメ一タ同定部 6 5は、他の最適化方法（たとえば最小二乗法等）を用いて最適なパラメータ値を推定してもよい。

パラメータ管理部 8 0は、電池モデルで使用するパラメータ値を管理（記憶）する。パラメータ管理部 8 0は、パラメータ同定部 6 5により同定されたパラメータ値（パラメータ同定値）を受けて、記憶するパラメータ値を更新する。パラメータ管理部 8 0は、記憶するパラメータ値を電池モデル部 6 0に与える。これにより電池モデル部 6 0に入力されるパラメータ値は適宜更新される。

図 6および図 5を参照して、処理が開始されると、ステップ S 1において電圧センサ 3 4は二次電池 1 0の電圧を検出する。電池モデル部 6 0は、電圧センサ 3 4の検出値を取得する。

次にステップ S 2において、電池モデル部 6 0はパラメータ管理部 8 0からパラメータ値を取得する。

続いてステップ S 3において、電池モデル部 6 0はセンサの検出値とパラメ一タ値とを電池モデルに入力して二次電池 1 0の内部状態の推定値（二次電池 1 0 の S O Cおよび予測電流 I b # ) を求める。

続いてステップ S 4において、パラメータ同定部 6 5は、予測電流 I b #とバッテリ出力電流 I bとのずれに基づいてパラメータ値を最適化する。これにより二次電池の劣化状態を電池モデルに反映させるためのパラメータ値が生成される。続いてステップ S 5において、ノ、。ラメータ同定部 6 5は、最適化したパラメ一タ値をパラメータ管理部 8 0に入力する。これによりパラメータ管理部 8 0が記憶するパラメータ値は更新される。よって、ステップ S 2において電池モデル部 6 0が取得するパラメータ値は二次電池 1 0の使用状態に基づいて生成されたパラメータとなる。

このように実施の形態 1によれば二次電池の内部状態を精度よく推定できるので、二次電池の使用時において電池性能を最大限発揮させることができる。また、実施の形態 1によれば二次電池からできるだけ多くの電力を取り出すことができるので、電池の小型化が可能になる。

[実施の形態 2 ]

実施の形態 2では、二次電池の使用状態に基づいてパラメータ値を更新するだけでなく、更新後のパラメータ値に基づいて二次電池の劣化状態を推定する。図 7は、実施の形態 2に従う二次電池の内部状態推定装置の機能ブロック図である。

図 7を参照して、実施の形態 2に従う二次電池の内部状態推定装置は電圧センサ 3 4と E C U 5 0とを含む。

E C U 5 0は、電池モデル部 6 0と、パラメータ生成部 6 2と、比較部 7 5とを含む。パラメータ生成部 6 2は、パラメータ同定部 6 5と、パラメータ管理部 8 0とを含む。

E C U 5 0は、さらに、劣化特性記憶部 8 2と、劣化推定部 8 4とを含む。劣化特性記憶部 8 2は、二次電池 1 0の使用度に対するパラメータ値の標準的な劣化特性を予め記憶する。劣化推定部 8 4は、劣化特性記憶部 8 2が記憶するパラメ一タ値の劣化特性と、パラメータ管理部 8 0により更新されたパラメータ値（更新パラメータ値）とに基づいて、二次電池 1 0の劣化状態を推定する。図 8は、図 7の劣化特性記憶部 8 2および劣化推定部 8 4による二次電池の劣化状態の推定処理を説明する概念図である。

図 8を参照して、更新対象パラメータについては、予め、二次電池の使用度に応じたパラメータ値の変化、すなわち劣化特性が求められている。更新対象パラメータは、具体的には活物質のリチウムイオン濃度、固層中電子伝導度、活物質の拡散係数、および反応抵抗（または交換電流密度）であるが図 8では、例示的に X , Yと記載する。

二次電池の使用度としては、たとえば使用時間あるいは充放電電流積算値が用いられる。また本発明に従って充放電制御される二次電池がハイブリッド車両等の車両に搭載される場合には、バッテリの使用度として走行距離を用いることができる。

図 8に示されるように、更新対象となるパラメータ Xに関して劣化特性線 2 0 0が予め求められており、パラメータ Yについては劣化特性線 2 1 0が予め求められている。劣化特性線 2 0 0 , 2 1 0については、当該パラメータについての限界値が予め求められており、限界値を超えてパラメータ値が変化（低下あるいは上昇）した場合には、寿命領域であると判定される。

パラメータ更新の際には、更新時点におけるパラメータ値と劣化特性線とに基づいて二次電池の使用度、すなわち二次電池の劣化状態を推定することができる。図 9は、実施の形態 2に従う二次電池の内部状態推定装置が行なう劣化状態推定処理を説明するフローチャートである。

図 9に示すフローチヤ一トは、図 6に示すフローチヤ一トのステップ S 5の後にステップ S 6が追加されたものである。図 8に示すステップ S 1〜S 5の処理は図 6に示すステップ S 1 ~ S 5の処理とそれぞれ同様の処理である。よって以下ではステップ S 1〜S 5の処理は繰返さず、ステップ S 6における処理のみ説明する。

ステップ S 6において、劣化推定部 8 4は、パラメータ管理部 8 0から取得した更新パラメータ値と、劣化特性記憶部 8 2に記憶された劣化特性（図 8の劣化特性線 2 0 0 , 2 1 0 ) とを用いて、図 8に示す二次電池の劣化状態を推定する。以上のように実施の形態 2によれば、二次電池の使用状態に基づいて、電池モデルに入力されるパラメータ値を更新し、更新後のパラメータとパラメータの劣化特性とを参照して劣化状態を求める。これにより二次電池の劣化状態を精度よく推定することができる。また二次電池の使用時において電池性能を最大限発揮させることができる。

[実施の形態 3 ]

実施の形態 3では、パラメータ値を更新するだけでなく、更新後のパラメータ値と、劣化曲線上のパラメータ値とを比較する。さらに実施の形態 3では、比較結果を表示する。これにより、二次電池の使用者は二次電池の劣化が通常よりも進んでいるか否かを把握することができる。

図 1 0を参照して、電源システム 5は、二次電池 1 0と、負荷 2 0と、二次電池の冷却ファン 4 0と、 E C U 5 0と、表示部 9 0とを備える。表示部 9 0は、 E C U 5 0から二次電池の内部状態に関する情報を受け、その情報を表示する。図 1 1は、実施の形態 3に従う二次電池の内部状態推定装置の機能ブロック図である。

図 1 1を参照して、実施の形態 3に従う二次電池の内部状態推定装置は電圧センサ 3 4と E C U 5 0と表示部 9 0とを含む。

E C U 5 0は、さらに、劣化特性記憶部 8 2と、劣化推定部 8 4とを含む。表示部 9 0は劣化推定部 8 4から受ける情報を表示する。

図 1 2は、実施の形態 3に従う二次電池の劣化判定を説明する概念図である。図 1 2を参照して、実施の形態 2と同様に、更新対象パラメータについては、予め劣化特性が求められている。

劣化推定部 8 4は、パラメータ値の更新時における二次電池の锋用度と劣化特性とに基づいて更新パラメータ値の標準値（劣化特性線上のパラメータ値）を求める。劣化推定部 8 4は、標準値と更新パラメータ値とを比較して、二次電池が標準使用状態よりも劣化しているか否かを判定する。表示部 9 0は、劣化推定部 8 4から受ける判定結果を表示する。

二次電池の使用状態に応じて電池モデルに入力されるパラメータを更新することで、更新パラメータ値と劣化特性線上のパラメータ値との比較結果を正しいものにすることができる。よって、二次電池の劣化状況を精度よく推定できる。図 1 3は、実施の形態 3に従う二次電池の内部状態推定装置が行なう劣化状態表示処理を説明するフローチャートである。

図 1 3に示すフローチャートは、図 6に示すフローチヤ一トのステップ S 5の処理の後にステップ S 7〜S 1 0の処理が追加されたものである。図 1 3に示すフローチャートのステップ S 1〜S 5の処理は、図 6に示すフローチャートのステツプ S 1〜S 5の処理とそれぞれ同一である。よって、以下ではステップ S 7 〜S 1 0の処理についてのみ説明するものとする。

ステップ S 7において、劣化推定部 8 4は、劣化特性記憶部 8 2に記憶される劣化特性を参照する。ステップ S 8において、劣化推定部 8 4は、更新パラメ一タの値と、そのパラメータに対応する劣化特性線上のパラメータ値とを比較して、二次電池の劣化が標準使用状態よりも進行しているか否かを判定する。

図 1 2および図 1 1を参照しながらステップ S 8の処理を説明すると、たとえば更新されたパラメータ Xの値が劣化特性線 2 0 0の値よりも高ければ、劣化推定部 8 4は二次電池 1 0の劣化が標準使用状態よりも進んでいると判定する。一方、更新されたパラメータ Xの値が劣化特性線 2 0 0の値よりも低ければ劣化推定部 8 4は二次電池 1 0の劣化が標準使用状態よりも進んでいないと判定する。再び図 1 3に戻り、二次電池の劣化が標準使用状態よりも進行していると劣化推定部 8 4が判定した場合（ステップ S 8において Y E S ) 、劣化推定部 8 4は表示部 9 0に対して第 1の判定結果を送る。ステップ S 9において表示部 9 0は第 1の判定結果に基づき、二次電池の劣化が通常の使用状態（標準使用状態）よりも進んでいることを表示する。

一方、二次電池の劣化が標準使用状態よりも進行しないと劣化推定部 8 4が判定した場合（ステップ S 8において N O) 、劣化推定部 8 4は表示部 9 0に対して第 2の判定結果を送る。ステップ S 1 0において表示部 9 0は第 2の判定結果に基づき、二次電池の劣化が通常の使用状態よりも進んでいないことを表示する。このように実施の形態 3によれば、電池の劣化状態を表示することによりユーザの利便性を図ることができる。

たとえば二次電池の内部状態推定装置がハイプリッド自動車等の車両に搭載されている場合、運転者は二次電池の劣化状況を把握できる。また、二次電池の内部状態推定装置を搭載したハイブリツド自動車が中古車として販売される場合、二次電池の劣化状況に基づいて、その自動車の販売価格を設定することができる。また購入希望者がその中古車を購入する際に電池の劣化状況を示すことができるので、その購入希望者が電池の劣化状況に対して不安を抱くことを防ぐことができる。

[実施の形態 4 ]

実施の形態 4では、更新後のパラメータ値に基づいて二次電池の余寿命を推定する。さらに実施の形態 4では推定した余寿命を表示する。なお、実施の形態 4に従う二次電池の内部状態推定装置を含む電源システムの構成は図 1 0に示す電源システムの構成と同様である。また、実施の形態 4に従う二次電池の内部状態推定装置の機能プロックの構成は図 1 1に示す機能プロックの構成と同様である。

図 1 4は、実施の形態 4に従う二次電池の余寿命推定を説明する概念図である。図 1 4を参照して、実施の形態 2， 3と同様に、更新対象パラメータについては、予め劣化特性が求められている。

劣化特性線 2 0 0， 2 1 0については、当該パラメータについての限界値が予め求められており、限界値を超えてパラメータ値が変化（低下あるいは上昇）した場合には、寿命領域であると判定される。このように劣化特性記憶部 8 2が記憶する劣化特性にはパラメータ値の限界値が予め設定される。

劣化推定部 8 4は、更新されたパラメータの値に対応する使用度を劣化特性線に従って求める。そして、劣化推定部 8 4は、その使用度と寿命領域に達したときの使用度との差を求め、その差を二次電池の余寿命と推定する。更新パラメ一タ値を用いて二次電池の使用度を推定することで、パラメータ値の更新時点における二次電池の使用度を精度よく推定できる。この結果、余寿命も精度よく推定することができる。

図 1 5は、実施の形態 4に従う二次電池の内部状態推定装置が行なう余寿命推定処理を説明するフローチヤ一小である。

図 1 5に示すフローチャートは、図 6に示すフローチャートのステップ S 5の処理の後にステップ S 1 1 , S 1 2の処理が追加されたものである。図 1 5に示すフローチヤ一トのステップ S 1〜S 5の処理は、図 6に示すフローチヤ一トのステップ S 1〜S 5の処理とそれぞれ同一である。よって、以下ではステップ S 1 1， S 1 2の処理についてのみ説明するものとする。

図 1 5および図 1 1を参照して、ステップ S 1 1において、劣化推定部 8 4は劣化特性線 2 0 0， 2 1 0を参照する。そして劣化推定部 8 4は更新パラメータ値に対応する使用度と、寿命領域に達したときの使用度との差に基づき二次電池の余寿命を推定する。

次にステップ S 1 2において、パラメータ管理部 8 0は、表示部 9 0にその余寿命に関する情報を表示させる。

このように、実施の形態 4によれば、二次電池の余寿命を表示することにより、実施の形態 3と同様にユーザの利便性を図ることができる。

[ECUの構成例]

図 16は、 ECU 50のハードウェア構成例を説明する図である。

図 16を参照して、 ECU 50は、 CPU501と、 ROM502と、 RAM 503と、バス 504とを含む。 CPU 501は予めプログラムされた所定シーケンスおよび所定演算を実行することで、図 5，図 7等に示す機能ブロックを備える二次電池の内部状態推定装置として動作する。

ROM 502は、 CPU50 1に推定処理を実行させるためのプログラムを不揮発的に記憶する。 RAM503は、 CPU501の処理の際に必要なデータを一時的に記憶する。 C PU 50 1と ROM502 (あるレヽは R AM503) とのデータの交換はバス 504を介して実行される。このように ROM502は、図 6、図 9、図 13および図 15のいずれかに示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムを記録したコンピュータ（CPU501) 読取り可能な記録媒体に相当する。

[二次電池の搭載例]

以上説明してきた二次電池および二次電池の内部状態推定装置は、図 1 7に示すように、ハイプリッド駆動車両 500に搭載することが可能である。

図 1 7は、本発明の実施の形態に従う二次電池の内部状態推定装置を搭載するハイブリッド自動車の構成を説明するブロック図である。

図 1 7を参照して、ハイブリッド駆動車両 500は、エンジン 5 10と、バッテリ ECU 525によって制御されるバッテリ 520と、インバータ 530と、車輪 540 aと、トランスアクスノレ 550と、ハイブリッド駆動車両 5.00の全体動作を制御する電子制御ュニット（HV— ECU) 590とを備える。 HV— ECU590とバッテリ ECU525とは図 1等に示す ECU 50に相当する。エンジン 510は、ガソリン等の燃料の燃焼エネルギを源として駆動力を発生する。バッテリ 520は、電力ライン 551へ直流電力を供給する。ノくッテリ 5 20は、代表的にリチウムイオン二次電池で構成され、バッテリ ECU 525により制御される。すなわち、バッテリ E C U 5 2 5は、バッテリ 5 2 0の内部状態を推定する電池モデルの推定結果に基づき、入出力可能電力 W i n , W o u t を設定する。

インバータ 5 3 0は、バッテリ 5 2 0から供給された直流電力を交流電力に変換して電力ライン 5 5 3へ出力する。あるいは、インバータ 5 3 0は、電力ライン 5 5 2， 5 5 3に供給された交流電力を直流電力に変換して電力ライン 5 5 1 へ出力する。

トランスアクスル 5 5 0は、トランスミッションとアクスル（車軸）とを一体構造として備えており、動力分割機構 5 6 0と、減速機 5 7 0と、モータジエネレータ MG 1と、モータジェネレータ MG 2とを有する。

動力分割機構 5 6 0は、エンジン 5 1 0によって生じた駆動力を、減速機 5 7 0を介して車輪 5 4 0 a駆動用の駆動軸 5 4 5へ伝達する経路と、モータジエネレータ MG 1へ伝達経路とに分割可能である。

モータジェネレータ MG 1は、動力分割機構 5 6 0を介して伝達されたェンジン 5 1 0からの駆動力によって回転されて発電する。モータジェネレータ MG 1 による発電電力は、電力ライン 5 5 2を介してインバータ 5 3 0に供給され、バッテリ 5 2 0の充電電力として、あるいはモータジェネレータ MG 2の駆動電力として用いられる。 .

モータジェネレータ MG 2は、インバータ 5 3 0から電力ライン 5 5 3に供給された交流電力によって回転駆動される。モータジェネレータ MG 2によって生じた駆動力は、減速機 5 7 0を介して駆動軸 5 4 5へ伝達される。また、回生制動動作時にモータジェネレータ M G 2が車輪 5 4 0 aの減速に伴って回転される場合には、モータジェネレータ M G 2に生じた起電力（交流電力）が電力ライン 5 5 3へ供給される。この場合は、インバータ 5 3 0が電力ライン 5 5 3へ供給された交流電力を直流電力に変換して電力ライン 5 5 1へ出力することによりバッテリ 5 2 0が充電される。

モータジェネレータ MG 1 , MG 2の各々は、発電機としても電動機としても機能し得るが、モータジェネレータ MG 1は概ね発電機として動作することが多く、モータジェネレータ MG 2は主として電動機として動作することが多い。 H V— E C U 5 9 0は、ハイブリツド駆動車両 5 0 0を運転君の措示に応じて運転させるために、自動車に搭載された機器 ·回路群の全体動作を制御する。 H V— E C U 5 9 0は、代表的には予めプログラムされた所定シーケンスおよび所定演算を実行するためのマイクロコンピュータおよびメモリ（R AM, R O M 等）で構成される。

上記のように、ハイブリッド駆動車両 5 0 0では、エンジン 5 1 0によって発生された駆動力と、バッテリ 5 2 0からの電気工ネルギを源としてモータジエネレータ MG 2によって駆動された駆動力との組合せによって、燃費を向上させた車両運転を行なう。

たとえば、発進時ならびに低速走行時あるいは緩やかな坂を下るとき等の軽負荷時には、ハイブリッド駆動車両 5 0 0は、エンジン効率の悪い領域を避けるために、基本的にはエンジンを作動させることなくモータジエネレータ MG 2による駆動力のみで走行する。

通常走行時には、エンジン 5 1 0から出力された駆動力は、動力分割機構 5 6 0によって、車輪 5 4 0 aの駆動力とモータジェネレータ MG 1での発電用駆動力とに分化される。モータジェネレータ MG 1による発電電力は、モータジエネレータ MG 2の駆動に用いられる。したがって、通常走行時には、エンジン 5 1 0による駆動力をモータジェネレータ MG 2による駆動力でアシストして、車輪 5 4 0 aが駆動される。 E C U 5 9 0は、エンジン 5 1 0およびモータジエネレータ MG 2間での駆動力分担割合を制御する。

全開加速時には、バッテリ 5 2 0からの供給電力が第 2のモータジェネレータ MG 2の駆動にさらに用いることにより、車輪 5 4 0 aを駆動力がさらに増加させることができる。

減速および制動時には、モータジェネレータ MG 2は、車輪 5 4 0 aの回転とは反対方向のトルクを発生することにより、回生発電を行なう発電機として作用する。モータジェネレータ MG 2の回生発電によって回収された電力は、電カライン 5 5 3、インバ一タ 5 3 0および電力ライン 5 5 1を介してバッテリ 5 2 0 の充電に用いられる。さらに、車両停止時にはエンジン 5 1 0は自動的に停止される。このように、運転状況に応じて車両全体での出力要求パワーに対するエンジン

5 1 0およびモータジェネレータ MG 2の間での配分が決定される。具体的には、 HV— E C U 5 9 0は、燃費の面からエンジン 5 1 0の効率を考慮して、運転状況に応じて上記配分を決定する。

この際に、バッテリ E C U 5 2 5により設定された入出力可能電力 W i n， W o u tの範囲内でバッテリ 5 2 0の充放電が行なわれるように、エンジン 5 1 0 およびモータジェネレータ MG 2の出力指令（あるいはトルク指令）を生成することにより、バッテリ 5 2 0内部での局所的な電池劣化につながる現象を回避して、バッテリ 5 2 0を長寿命化することができる。また、バッテリ 5 2 0について、電池モデル式のパラメータ更新に伴う余寿命判定が可能となる。

また、バッテリ 5 2 0の内部状態の推定については、たとえばハイブリッド駆動車両 5 0 0の始動時あるいは使用終了時に行なわれる。

表示部 9 0は H V— E C Uから二次電池の内部状態の推定結果を受けて、それを表示する。以下に表示部 9 0による表示例を具体的に説明する。

図 1 8は、二次電池の内部状態の推定結果の表示の一例を説明する図である。図 1 8を参照して、表示部 9 0はタコメータである。このタコメータに二次電池の内部状態を示すための針 9 1が設けられる。針 9 1が目盛り「 1」から「ひ」に移動するにしたがって、二次電池の寿命が近づいていることを示す。つまり針 9 1は二次電池の余寿命を表示する。なお、針 9 1が中央の位置から左右のいずれに動くかに応じて通常よりも劣化が進行しているか否かを表示してもよい。

図 1 9は、二次電池の内部状態の推定結果の表示の別の例を説明する図である。図 1 9を参照して表示部 9 0は、車速や警告内容を表示するメータである。このメーダにおいては電池の余寿命あるいは劣化状態を表示するためランプ 9 5が点灯する。たとえばランプ 9 5の色が「青」、「黄」、「赤」の順に変化するに従って、二次電池の余寿命が少なくなつていることを示す。なお、ランプ 9 5の色を変えることにより二次電池が通常よりも劣化しているか否かを示してもよレ、。図 1 8、図 1 9に示す表示例以外にも、様々な方法により二次電池の内部状態を示すことは可能である。たとえば、メータの照明色を電池の劣化状態等に応じて変化させてもよい。また、ランプを備えたボタンスィッチ（たとえはィグニッシヨンスィッチ）をオンにしたときのランプの点灯色により二次電池の劣化状態等を表示してもよい。また、タツチパネルを備える車両であれば、運転者がタツチパネルを操作して、タツチパネル上にメッセージを表示させてもよい。

図 1 8、図 1 9では運転者が見ることができる表示例を示したが、たとえばメンテナンスを行なう作業員（あるいはディーラー）が専用のツールを用いることにより二次電池の劣化状態あるいは余寿命を表示できるようにしてもよい。また、本実施の形態に係る表示方法は音声による表示方法でもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Claims

請求の範囲

1 . 二次電池の使用状態を示す情報に基づいて、前記二次電池の材料物性値を含むパラメータ値を生成するパラメータ生成部と、

前記パラメータ値に基づいて前記二次電池の内部反応を推定可能な電池モデルを用い、前記パラメータ生成部から取得した前記パラメータ値を前記電池モデルに与えることにより前記二次電池の内部状態を推定する内部状態推定部とを備える、二次電池の内部状態推定装置。

2 . 前記二次電池の内部状態推定装置は、

前記二次電池の出力を検出して、検出値を前記二次電池の使用状態を示す情報として出力するセンサをさらに備え、

前記内部状態推定部は、推定した前記二次電池の内部状態に基づいて前記二次電池の出力の予測値を算出し、

前記パラメータ生成部は、

前記検出値と前記予測値とが等しくなるように前記パラメータ値を推定するパラメータ推定部と、

前記パラメータ値を記憶し、前記パラメータ推定部の推定結果に基づいて記憶する前記パラメータ値を更新して、更新した前記パラメータ値を前記内部状態推定部に与えるパラメータ記憶部とを含む、請求の範囲第 1項に記載の二次電池の内部状態推定装置。

3 . 前記二次電池の使用度に対する前記パラメータ値の標準的な劣化特性を予め記憶する劣化特性記憶部と、

前記劣化特性と、前記パラメータ,更新部により更新された前記パラメータ値である更新パラメータ値とに基づいて、前記二次電池の劣化状態を推定する劣化推定部とをさらに備える、請求の範囲第 2項に記載の二次電池の内部状態推定装置。

4 . 前記劣化推定部は、前記パラメータ値の更新時における前記二次電池の使用度と前記劣化特性とに基づいて得られる前記パラメータ値を、前記更新パラメータ値の標準値に設定するとともに、前記標準値と前記更新パラメータ値とを比較して前記二次電池が標準使用状態よりも劣化しているか否かを判定する、請求の範囲第 3項に記載の二次電池の内部状態推定装置。

5 . 前記劣化推定部の判定結果を表示する表示部をさらに備える、請求の範囲第 4項に記載の二次電池の内部状態推定装置。

6 . 前記劣化特性には、前記パラメータ値の限界値が予め設定され、

前記劣化推定部は、前記劣化特性に基づいて前記限界値と前記更新パラメータ値との使用度の差を求めて、前記使用度の差を前記二次電池の余寿命と推定する、請求の範囲第 3項に記載の二次電池の内部状態推定装置。

7 . 前記余寿命を表示する表示部をさらに備える、請求の範囲第 6項に記載の二次電池の内部状態推定装置。

8 . 前記二次電池は、リチウムイオン電池を含み、

前記材料物性値は、

イオン伝導度と、

固層中電子伝導度と、

活物質の拡散係数と、

反応抵抗とを含む、請求の範囲第 1項に記載の二次電池の内部状態推定装置。

9 . 二次電池の使用状態を示す情報に基づいて、前記二次電池の材料物性値を含むパラメータ値を生成するステップと、

前記パラメータ値に基づいて前記二次電池の内部反応を推定可能な電池モデルを用い、前記パラメータ値を生成するステップにおいて生成される前記パラメ一タ値を前記電池モデルに与えることにより前記二次電池の内部状態を推定するステツプとを備える、二次電池の内部状態推定方法。

1 0 . 前記二次電池の内部状態推定方法は、

前記二次電池に設けられるセンサを用いて前記二次電池の出力を検出し、前記センサの検出値を前記二次電池の使用状態を示す情報として出力するステップをさらに備え、

前記二次電池の内部状態を推定するステップにおいて、推定した前記二次電池の内部状態に基づいて前記二次電池の出力の予測値を算出し、

前記パラメータ値を生成するステップは、

前記検出値と前記予測値とが等しくなるように前記パラメータ値を推定するステツプと、

前記前記パラメータ値の推定結果に基づレ、て、予め記憶される前記パラメータ値を更新するステップとを含む、請求の範囲第 9項に記載の二次電池の内部状態推定方法。

1 1 . 前記二次電池の使用度に対する前記パラメータ値の標準的な劣化特性と、前記パラメータ値を更新するステップにおいて更新された前記パラメータ値であ: る更新パラメータ値とに基づいて、前記二次電池の劣化状態を推定するステップをさらに備える、請求の範囲第 1 0項に記載の二次電池の内部状態推定方法。

1 2 . 前記二次電池の劣化状態を推定するステップにおいて、前記パラメータ値の更新時における前記二次電池の使用度と前記劣化特性とに基づいて得られる前記パラメータ値を、前記更新パラメータ値の標準値に設定するとともに、前記標準値と前記更新パラメータ値とを比較して前記二次電池が標準使用状態よりも劣化しているか否かを判定する、請求の範囲第 1 1項に記載の二次電池の内部状態推定方法。

: 1 3 . 前記二次電池の劣化状態を推定するステップにおける判定結果を表示するステップをさらに備える、請求の範囲第 1 2項に記載の二次電池の内部状態推定方法。

1 4 . 前記劣化特性には、前記パラメータ値の限界値が予め設定され、

前記劣化状態を推定するステップにおいて、前記劣化特性に基づいて前記限界値と前記更新パラメータ値との使用度の差を求めて、前記使用度の差を前記二次電池の余寿命と推定する、請求の範囲第 1 1項に記載の二次電池の内部状態推定方法。

1 5 . 前記余寿命を表示するステップをさらに備える、請求の範囲第 1 4項に記載の二次電池の内部状態推定方法。

1 6 . 前記二次電池は、リチウムイオン電池を含み、

前記材料物性値は、

イオン伝導度と、

固層中電子伝導度と、

活物質の拡散係数と

反応抵抗とを含む、請求の範囲第 9項に記載の二次電池の内部状態推定方法。