WO2012118005A1 - 電池の状態検出装置、電源装置、移動体、充電装置、蓄電パック、及び検出装置 - Google Patents

Abstract

　電池に周波数をスイープしながら交流信号を印加する交流信号印加部と、前記交流信号印加部から前記電池に前記交流信号が印加されているときに前記電池に流れる電流と前記電池の両端にかかる電圧との位相差を求める位相差検出部と、前記位相差検出部により求められる前記位相差が０又は０とみなされる範囲になる周波数の前記交流信号が印加されているときの前記電圧から前記電池の起電力を除いたものに対して前記電流で除算を行い、前記除算により得られた値に基づいて前記電池の状態を検出する状態検出部とを備える電池の状態検出装置。

Description

電池の状態検出装置、電源装置、移動体、充電装置、蓄電パック、及び検出装置

　本発明は、電池の状態検出装置並びに電池の状態検出装置を備える電源装置、移動体、及び充電装置に関する。また、本発明は、電源装置、移動体、蓄電パック、及び検出装置に関し、特に、自然エネルギーを利用して発電する自然エネルギー発電部から電力が入力される蓄電装置に対して好適な技術に関する。

　近年、電池は、携帯電話、ノートパソコン、ＰＤＡ等の移動情報端末の電源のみならず、電気自動車、バックアップ電源などに使用されるようになってきている。このように電池の用途が拡大するにつれて、電池を有効かつ安全に長期期間に渡って使用するために、電池の状態に影響することなく、電池の状態を正確に把握することができる技術に対する要望が高まってきている。

　また、従来、太陽光（自然エネルギー）を利用して発電する太陽電池と、太陽電池に接続されて充放電を行う蓄電装置（例えばバッテリ）とによって構成される太陽光発電システム（電源装置）が知られている。このような電源装置に使用される蓄電装置は、劣化が進むと有効且つ安全に使用できなくなる。このために、このような電源装置においては、蓄電装置の劣化状態を把握するための装置を備えることが求められる。

　バッテリの劣化診断を行う方法として、従来、交流インピーダンスを測定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されるバッテリの劣化診断方法では、測定したバッテリの交流インピーダンスの虚数部がゼロとなるときのインピーダンス値に基づいてバッテリの劣化状態を判断している。

特開２００７－３３３４９４号公報

　特許文献１で開示されている蓄電池の劣化診断装置は、測定周波数を変更しつつ各測定周波数でのインピーダンスを測定（演算）し、インピーダンスの周波数特性曲線（ナイキストプロット）を形成し、このインピーダンスの周波数特性曲線に基づいて虚数部が０となるインピーダンスを求めている。この手法では、インピーダンスの周波数特性曲線を得るために測定対象となる周波数全域において、各測定周波数でのインピーダンスを測定（演算）する必要があり、各測定（演算）結果を蓄積し、インピーダンスの周波数特性曲線へ展開し、虚数部が０の点を見つけるという煩雑なステップを必要とする。しかも虚数部が０の点を精度良く見つけるために測定周波数の刻み幅を細かくすると、それだけインピーダンスの測定（演算）回数とその測定（演算）によって得られるデータ量とが増え、煩雑さが増すことになることから、容易に精度を上げることができない。

　また、特許文献１に開示されるバッテリの劣化診断方法では、バッテリの交流インピーダンス測定を行うにあたって、所定の周波数の交流電圧を出力可能なオシロスコープと、このオシロスコープが出力した交流電圧をＶ－Ｉ変換する変換器と、からなる電流供給部を用意する必要がある。

　すなわち、従来の構成では、バッテリの交流インピーダンス測定を行うにあたって、別途、交流信号発生器が必要となる。このために、従来においては、交流インピーダンス法を利用したバッテリの劣化診断装置を電源装置に備えようとすると、電源装置のコストが高くなるといった問題があった。

　本発明は、上記の状況に鑑み、電池の状態を正確に把握することができる簡便かつ低コストな電池の状態検出装置並びに当該電池の状態検出装置を備える電源装置、移動体、及び充電装置を提供することを第１の目的とする。

　また、本発明は、上記の状況に鑑み、自然エネルギー発電を利用した電源装置、及びそれを備えた移動体に、蓄電装置の状態を把握できる機能を回路構成の複雑さを低減させ、低コストで導入可能とする技術を提供することを第２の目的とする。また、本発明は、上記の状況に鑑み、回路構成の複雑さを低減させつつ、交流インピーダンス法を用いて蓄電装置の状態を把握できる、低コストな蓄電パック及び検出装置を提供することを第３の目的とする。

　上記第１の目的を達成するために本発明に係る電池の状態検出装置は、電池に周波数をスイープしながら交流信号を印加する交流信号印加部と、前記交流信号印加部から前記電池に前記交流信号が印加されているときに前記電池に流れる電流と前記電池の両端にかかる電圧との位相差を求める位相差検出部と、前記位相差検出部により求められる前記位相差が０又は０とみなされる範囲になる周波数の前記交流信号が印加されているときの前記電圧から前記電池の起電力を除いたものに対して前記電流で除算を行い、前記除算により得られた値に基づいて前記電池の状態を検出する状態検出部とを備える構成（第１の構成）とする。

　上記第１の目的を達成するために本発明の一側面に係る電源装置は、電池と、前記電池と外部系統電源との間に接続された電力変換部と、前記電池の状態を検出する上記第１の構成の電池の状態検出装置とを備える構成とする。

　上記第１の目的を達成するために本発明の一側面に係る移動体は、電池と、前記電池から出力される電力により駆動されるモータと、前記電池と前記モータとの間に接続された電力変換部と、前記電池の状態を検出する上記第１の構成の電池の状態検出装置とを備える構成とする。

　上記第１の目的を達成するために本発明に係る充電装置は、充電対象である電池の状態を検出する上記第１の構成の電池の状態検出装置を備える構成とする。

　上記第２の目的を達成するために本発明の他の側面に係る電源装置は、自然エネルギーを利用して発電する自然エネルギー発電部と、前記自然エネルギー発電部に接続される、充放電可能な蓄電装置と、前記蓄電装置の電圧及び電流を検出する検出部と、前記検出部で検出された、前記自然エネルギー発電部の出力変動に伴って変動する電圧値及び電流値から前記蓄電装置の交流インピーダンスを求める交流インピーダンス測定部と、前記交流インピーダンス測定部で得られた交流インピーダンスに基づいて前記蓄電装置の状態を推定する状態推定部と、前記状態推定部から得られる情報に基づいて前記蓄電装置に関する制御を実行する制御部と、を備える構成（第２の構成）となっている。

　上記第２の目的を達成するために本発明の他の側面に係る移動体は、上記第２の構成の電源装置と、前記電源装置から出力される電力により駆動される駆動部と、を備える構成となっている。

　上記第３の目的を達成するために本発明の蓄電パックは、自然エネルギーを利用して発電する自然エネルギー発電部に接続される、充放電可能な蓄電装置と、前記蓄電装置の電圧及び電流を検出する検出部と、前記検出部で検出された、前記自然エネルギー発電部の出力変動に伴って変動する電圧値及び電流値から前記蓄電装置の交流インピーダンスを求め、該交流インピーダンスを測定部外に出力する交流インピーダンス測定部と、を備える構成となっている。

　上記第３の目的を達成するために本発明の検出装置は、自然エネルギーを利用して発電する自然エネルギー発電部の出力変動が入力される対象物の状態を検出する検出装置であって、前記対象物の電圧及び電流を検出する検出部と、前記検出部で検出された、前記自然エネルギー発電部の出力変動に伴って変動する電圧値及び電流値から前記対象物の交流インピーダンスを求め、得られた結果を装置外部に出力する交流インピーダンス測定部と、を備える構成となっている。

　本発明によると、電池の状態検出装置並びにそれを備えた電源装置、移動体、及び充電装置について、簡便かつ低コストに電池の状態を正確に把握することができる。

　また、本発明によると、自然エネルギー発電を利用した電源装置、及びそれを備えた移動体について、蓄電装置の状態を把握できる機能を回路構成の複雑さを低減させ、低コストで導入可能となる。また、本発明によると、回路構成の複雑さを低減させつつ、交流インピーダンス法を用いて蓄電装置の状態を把握できる、低コストな蓄電パック及び検出装置を提供できる。

本発明の第１実施形態に係る電池の状態検出装置の概略構成を示すブロック図である。 位相差が０でない場合の電流情報、電圧情報、電流ゼロクロスポイント、電圧ゼロクロスポイント、電流ピーク値、及び電圧ピーク値の関係を示す図である。 位相差が０である場合の電流情報、電圧情報、電流ゼロクロスポイント、電圧ゼロクロスポイント、電流ピーク値、及び電圧ピーク値の関係を示す図である。 電池の溶液抵抗値と容量との関係を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る電池の状態検出装置の動作フローを示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る電池の状態検出装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態に係る電池の状態検出装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明に係る電池の状態検出装置を備える電源装置の概略構成例を示す図である。 本発明に係る電池の状態検出装置を備える電動車両の概略構成例を示す図である。 本発明に係る電池の状態検出装置を備える充電装置の概略構成例を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る電池の状態検出装置の他の動作フローを示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る電池の状態検出装置の更に他の動作フローを示すフローチャートである。 位相差と１ステップ分の周波数との関係を示す図である。 本発明の第４実施形態に係る電源装置の構成を示す図である。 バッテリの交流インピーダンス測定を行うことによって得られるナイキスト線図を模式的に示した図である。 第４実施形態の電源装置の変形例を示す図である。 第４実施形態の電源装置の他の変形例を示す図である。 本発明の第５実施形態に係る電源装置の構成を示す図である。 第５実施形態の電源装置において、交流成分抽出部から出力される交流成分の第１のイメージ図である。 第５実施形態の電源装置において、交流成分抽出部から出力される交流成分の第２のイメージ図である。 本発明の第６実施形態に係る電源装置の構成を示す図である。 風車の構成を模式的に示した図である。 本発明の第７実施形態に係る電源装置の構成を示す図である。

　本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。

＜本発明の第１実施形態に係る電池の状態検出装置＞
　本発明の第１実施形態に係る電池の状態検出装置の概略構成を図１に示す。図１に示す本発明の第１実施形態に係る電池の状態検出装置は、電池１の状態を検出する装置であって、交流信号印加部２と、電流検出部３と、電圧検出部４と、ハイパスフィルタ部５と、位相差検出部６と、電流ピーク検出部７と、電圧ピーク検出部８と、除算器９と、インピーダンス測定制御部１０と、状態判定部１１とを備えている。除算器９、インピーダンス測定制御部１０、及び状態判定部１１が請求項に記載されている「状態検出部」の一例に相当する。電池１の形態は特に限定されず、例えば、単一のバッテリセルであってもよく、複数のバッテリセルの集合体である電池パックであってよく、また、当該電池パックを複数接続したものであってもよい。

　交流信号印加部２は、インピーダンス測定制御部１０から送られてくる周波数指令値ｆ_ｎに応じた交流信号を生成して電池１に印加する。交流信号印加部２から電池１に印加される交流信号は、電圧信号にすることも電流信号にすることも可能である。交流信号印加部２から電池１に印加される交流信号を電圧信号にする場合、その電圧信号の直流バイアスを電池１の電圧と同一にする。また、その電圧信号の振幅は、例えば１０ｍＶ以下にし、交流信号の印加によって電池１に悪影響が及ばないようにする。一方、交流信号印加部２から電池１に印加される交流信号を電流信号にする場合、その電流信号の直流バイアスを０にする。また、電池１の端子電圧に重畳される交流信号の振幅が例えば１０ｍＶ以下になるようにし、交流信号の印加によって電池１に悪影響が及ばないようにする。

　電流検出部３は、交流信号印加部２から電池１に交流信号が印加されているときに電池１に流れる電流を検出し、その検出結果である電流情報ｉを位相差検出部６及び電流ピーク検出部７に出力する。

　電圧検出部４は、交流信号印加部２から電池１に交流信号が印加されているときに電池１の両端にかかる電圧を検出し、その検出結果をハイパスフィルタ部５に出力する。ハイパスフィルタ部５は、電圧検出部４によって検出された電圧から直流バイアス（＝電池１の電圧）をカットするフィルタ処理を行い、その処理結果である電圧情報ｖを位相差検出部６及び電圧ピーク検出部８に出力する。

　位相差検出部６は、電流検出部３から受け取った電流情報ｉに基づいて、交流信号印加部２から電池１に交流信号が印加されているときに電池１に流れる電流のゼロクロスポイント（以下、電流ゼロクロスポイントと略す）ＩＺＰ＋を検出する。なお、電流ゼロクロスポイントＩＺＰ＋は電流の極性が負から正へ変化するときのゼロクロスポイントである。また、位相差検出部６は、ハイパスフィルタ部５から受け取った電圧情報ｖに基づいて、交流信号印加部２から電池１に交流信号が印加されているときに電池１の両端にかかる電圧から直流バイアス（＝電池１の電圧）をカットして得られる電圧のゼロクロスポイント（以下、電圧ゼロクロスポイントと略す）ＶＺＰ＋を検出する。なお、電圧ゼロクロスポインＶＺＰ＋は電圧の極性が負から正へ変化するときのゼロクロスポイントである。そして、位相差検出部６は、電流ゼロクロスポイントＩＺＰ＋と電圧ゼロクロスポイントＶＺＰ＋の差（時間差）から、交流信号印加部２から電池１に交流信号が印加されているときに電池１に流れる電流と電池１の両端にかかる電圧との位相差θを求め、その位相差θをインピーダンス測定制御部１０に出力する。位相差θは、電流ゼロクロスポイントＩＺＰ＋と電圧ゼロクロスポイントＶＺＰ＋が一致するときに０になる。

　電流ピーク検出部７は、電流検出部３から受け取った電流情報ｉに基づいて、交流信号印加部２から電池１に交流信号が印加されているときに電池１に流れる電流のピーク値（以下、電流ピーク値と略す）Ｉｐを検出し、その電流ピーク値Ｉｐを除算器９に出力する。

　電圧ピーク検出部８は、ハイパスフィルタ部５から受け取った電圧情報ｖに基づいて、交流信号印加部２から電池１に交流信号が印加されているときに電池１の両端にかかる電圧から直流バイアス（＝電池１の電圧）をカットして得られる電圧のピーク値（以下、電圧ピーク値と略す）Ｖｐを検出し、その電圧ピーク値Ｖｐを除算器９に出力する。

　ここで、位相差θが０でない場合の電流情報ｉ、電圧情報ｖ、電流ゼロクロスポイントＩＺＰ＋及びＩＺＰ－、電圧ゼロクロスポイントＶＺＰ＋及びＶＺＰ－、電流ピーク値Ｉｐ、並びに電圧ピーク値Ｖｐの関係を図２Ａに示す。また、位相差θが０である場合の電流情報ｉ、電圧情報ｖ、電流ゼロクロスポイントＩＺＰ＋及びＩＺＰ－、電圧ゼロクロスポイントＶＺＰ＋及びＶＺＰ－、電流ピーク値Ｉｐ、並びに電圧ピーク値Ｖｐの関係を図２Ｂに示す。なお、電流ゼロクロスポインIＺＰ－は電流の極性が正から負へ変化するときのゼロクロスポイントであり、電圧ゼロクロスポインＶＺＰ－は電圧の極性が正から負へ変化するときのゼロクロスポイントである。

　除算器９は、インピーダンス測定制御部１０の指令に応じて、電圧ピーク値Ｖｐを電流ピーク値Ｉｐで除算して得られる値（Ｖｐ／Ｉｐ）を電池１のインピーダンス値Ｚとしてインピーダンス測定制御部１０に出力する。

　インピーダンス測定制御部１０は、交流信号印加部２に出力する周波数指令値ｆ_ｎを所定の範囲でスイープする。当該所定の範囲は、例えば、電池１の温度が０℃～４０℃の範囲内である場合に位相差θが０になる周波数が周波数指令値ｆ_ｎのスイープ範囲に含まれるように、１０Ｈｚ～２ｋＨｚにする。当該スイープは、高周波側から開始してもよく、逆に低周波側から開始してもよい。

　なお、インピーダンス測定制御部１０は、位相差θの絶対値が０とみなされる所定の微小値δ（例えば、１°）より大きい期間に限り、上記のスイープを継続するとともに、除算器９へは指令を与えず、除算器９の出力停止状態を継続する。そして、インピーダンス測定制御部１０は、位相差θの絶対値が所定の微小値δ以下になると、上記のスイープを途中で停止するとともに、除算器９へ指令を与え、位相差θの絶対値が所定の微小値δ以下になったときのインピーダンス値Ｚを除算器９から受け取り、その除算器９から受け取ったインピーダンス値Ｚを電池１の溶液抵抗値Ｒｓとし、その溶液抵抗値Ｒｓを状態判定部１１に出力する。

　状態判定部１１は、図３に示す特性に関するデータテーブルあるいは特性方程式を予め記憶しており、そのデータテーブルあるいは特性方程式を用いて、電池１の溶液抵抗値Ｒｓから電池１の状態の一つである電池１の容量を求める。

　上述した構成の図１に示す本発明の第１実施形態に係る電池の状態検出装置の動作例について図４を参照して説明する。なお、図４に示す動作フローの動作例では、交流信号印加部２から電池１に印加される交流信号を電圧信号とし、周波数指令値ｆ_ｎのスイープを高周波側から開始する。

　図４に示す動作フローが開始されると、インピーダンス測定制御部１０が、周波数指令値ｆ_ｎを初期値ｆ_０に設定する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０に続くステップＳ２０において、交流信号印加部２が、電池１の電圧を計測し、その計測結果を記憶する。

　ステップＳ２０に続くステップＳ３０において、交流信号印加部２が、交流信号の周波数をインピーダンス測定制御部１０から出力される周波数指令値ｆ_ｎに設定する。そして、ステップＳ３０に続くステップＳ４０において、交流信号印加部２が、周波数ｆ_ｎの交流成分に電池１の電圧と等しい直流バイアスを加えて得られる交流信号を電池１に印加する。

　ステップＳ４０に続くステップＳ５０において、電池１に流れる電流が電流検出部３によって検出され、電池１の両端にかかる電圧から直流バイアス（＝電池１の電圧）をカットして得られる電圧が電圧検出部４及びハイパスフィルタ部５によって検出される。

　ステップＳ５０に続くステップＳ６０において、位相差検出部６が、電池１に流れる電流と、電池１の両端にかかる電圧から直流バイアス（＝電池１の電圧）をカットして得られる電圧との位相差θを検出し、その位相差θをインピーダンス測定制御部１０が取得する。

　ステップＳ６０に続くステップＳ７０において、インピーダンス測定制御部１０は、位相差θが所定の微小値δ以下であるか否かを判定する。位相差θが所定の微小値δ以下でなければ（ステップＳ７０のＮＯ）、インピーダンス測定制御部１０は、現状の周波数指令値ｆ_ｎから１ステップ分の周波数ｆ_ｓｔｅｐを引いた値を新たな周波数指令値ｆ_ｎとして設定し（ステップＳ８０）、その後、ステップＳ３０に戻る。なお、本動作例では、周波数指令値ｆ_ｎのスイープを高周波側から開始しているため、ステップＳ８０において、現状の周波数指令値ｆ_ｎから１ステップ分の周波数ｆ_ｓｔｅｐを引いた値を新たな周波数指令値ｆ_ｎとして設定しているが、周波数指令値ｆ_ｎのスイープを低周波側から開始する場合には、ステップＳ８０において、現状の周波数指令値ｆ_ｎに１ステップ分の周波数ｆ_ｓｔｅｐを加えた値を新たな周波数指令値ｆ_ｎとして設定すればよい。一方、位相差θが所定の微小値δ以下であれば（ステップＳ７０のＹＥＳ）、除算器９が、電圧ピーク値Ｖｐを電流ピーク値Ｉｐで除算してインピーダンス値Ｚを求め、インピーダンス測定制御部１０が、そのインピーダンス値Ｚを取得する（ステップＳ９０）。

　ステップＳ９０に続くステップＳ１００において、インピーダンス測定制御部１０は、ステップＳ９０において取得したインピーダンス値Ｚを電池１の溶液抵抗値Ｒｓとし、その溶液抵抗値Ｒｓを状態判定部１１に出力する。そして、状態判定部１１が、予め記憶している図３に示す特性に関するデータテーブルあるいは特性方程式を用いて、電池１の溶液抵抗値Ｒｓから電池１の状態の一つである電池１の容量を求め、図４の動作フローを終了する。

　以上の動作により、位相差θが所定の微小値δ以下になったとき、すなわち位相差θが０になったとき又は０とみなすことができるようになったときに、インピーダンス値Ｚを計算することになるので、インピーダンス値Ｚの計算は単純に電圧と電流の比で求まり、かつ１回の計算で済ませることが可能である。また、インピーダンス値Ｚの精度を上げるために、周波数指令値ｆ_ｎの刻み幅（＝１ステップ分の周波数ｆ_ｓｔｅｐ）を小さくしても、インピーダンス値Ｚを計算する計算時間等には影響しないので、インピーダンス値Ｚの精度を上げることも容易である。したがって、簡便かつ低コストに電池の状態を正確に把握することができる。

　そして、電池１の溶液抵抗Ｒｓの長期的な変化から、電池１の劣化を推定することができる。また、電池１の温度が一定であれば電池１の溶液抵抗Ｒｓは短期的には変化しないことを利用して、電池１の溶液抵抗Ｒｓの短期的な変化から、電池１の温度を推定することができる。

＜本発明の第２実施形態に係る電池の状態検出装置＞
　本発明の第２実施形態に係る電池の状態検出装置の概略構成を図５に示す。なお、図５において図１と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。図５に示す本発明の第２実施形態に係る電池の状態検出装置は、電池１の状態を検出する装置であって、交流信号印加部２と、電流検出部３と、電圧検出部４と、ハイパスフィルタ部５と、位相差検出部６と、電流ピーク検出部７と、電圧ピーク検出部８と、制御・判定部１２とを備えている。

　制御・判定部１２は、図１に示す本発明の第１実施形態に係る電池の状態検出装置の除算器９、インピーダンス測定制御部１０、及び状態判定部１１と同等の機能を有している。すなわち、制御・判定部１２は、交流信号印加部２に出力する周波数指令値ｆ_ｎを所定の範囲でスイープし、周波数指令値ｆ_ｎを交流信号印加部２に出力する。当該所定の範囲は、例えば、電池１の温度が０℃～４０℃の範囲内である場合に位相差θが０になる周波数が周波数指令値ｆ_ｎのスイープ範囲に含まれるように、１０Ｈｚ～２ｋＨｚにする。当該スイープは、高周波側から開始してもよく、逆に低周波側から開始してもよい。

　なお、制御・判定部１２は、位相差θの絶対値が所定の微小値δより大きい期間に限り、上記のスイープを継続する。そして、制御・判定部１２は、位相差θの絶対値が所定の微小値δ以下になると、上記のスイープを途中で停止するとともに、電圧ピーク値Ｖｐを電流ピーク値Ｉｐで除算してインピーダンス値Ｚを求め、そのインピーダンス値Ｚを電池１の溶液抵抗値Ｒｓとし、予め記憶している図３に示す特性に関するデータテーブルあるいは特性方程式を用いて、電池１の溶液抵抗値Ｒｓから電池１の状態の一つである電池１の容量を求める。

　図５に示す本発明の第２実施形態に係る電池の状態検出装置は、図１に示す本発明の第１実施形態に係る電池の状態検出装置の動作フロー（図４参照）と同様に動作し、同様の効果を奏する。

＜本発明の第３実施形態に係る電池の状態検出装置＞
　本発明の第３実施形態に係る電池の状態検出装置の概略構成を図６に示す。なお、図６において図１と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。図６に示す本発明の第３実施形態に係る電池の状態検出装置は、電池１の状態を検出する装置であって、交流信号印加部２と、電流検出部３と、電圧検出部４と、制御・判定部１３とを備えている。

　制御・判定部１３は、図１に示す本発明の第１実施形態に係る電池の状態検出装置の位相差検出部６、電流ピーク検出部７と、電圧ピーク検出部８、除算器９、インピーダンス測定制御部１０、及び状態判定部１１と同等の機能を有している。すなわち、制御・判定部１３は、交流信号印加部２に出力する周波数指令値ｆ_ｎを所定の範囲でスイープし、周波数指令値ｆ_ｎを交流信号印加部２に出力する。当該所定の範囲は、例えば、電池１の温度が０℃～４０℃の範囲内である場合に位相差θが０になる周波数が周波数指令値ｆ_ｎのスイープ範囲に含まれるように、１０Ｈｚ～２ｋＨｚにする。当該スイープは、高周波側から開始してもよく、逆に低周波側から開始してもよい。

　また、制御・判定部１３は、電流検出部３から受け取った電流情報ｉに基づいて電流ゼロクロスポイントＩＺＰ＋を検出し、電圧検出部４から受け取った電圧情報ｖに基づいて電圧ゼロクロスポイントＶＺＰ＋を検出する。そして、制御・判定部１３は、電流ゼロクロスポイントＩＺＰ＋と電圧ゼロクロスポイントＶＺＰ＋の差（時間差）から、交流信号印加部２から電池１に交流信号が印加されているときに電池１に流れる電流と電池１の両端にかかる電圧との位相差θを求める。

　さらに、制御・判定部１３は、電流検出部３から受け取った電流情報ｉに基づいて電流ピーク値Ｉｐを検出し、電圧検出部４から受け取った電圧情報ｖに基づいて電圧ピーク値Ｖｐを検出する。

　制御・判定部１３は、位相差θの絶対値が所定の微小値δより大きい期間に限り、上記のスイープを継続する。そして、制御・判定部１３は、位相差θの絶対値が所定の微小値δ以下になると、上記のスイープを途中で停止するとともに、電圧ピーク値Ｖｐを電流ピーク値Ｉｐで除算してインピーダンス値Ｚを求め、そのインピーダンス値Ｚを電池１の溶液抵抗値Ｒｓとし、予め記憶している図３に示す特性に関するデータテーブルあるいは特性方程式を用いて、電池１の溶液抵抗値Ｒｓから電池１の状態の一つである電池１の容量を求める。

　図６に示す本発明の第３実施形態に係る電池の状態検出装置は、図１に示す本発明の第１実施形態に係る電池の状態検出装置及び図５に示す本発明の第２実施形態に係る電池の状態検出装置の動作フロー（図４参照）と同様に動作し、同様の効果を奏する。

＜電源装置＞
　本発明に係る電池の状態検出装置は、例えば電源装置に搭載される。本発明に係る電池の状態検出装置を備える電源装置の概略構成例を図７に示す。

　図７に示す電源装置１００は、電力貯蔵装置１０１と、電力変換部１０２とを備えている。電力貯蔵装置１０１は、複数のバッテリセルの集合体であるバッテリシステムを複数有するバッテリシステム群１０３と、コントローラ１０４とを備えている。電力変換部１０２は、双方向ＤＣ／ＤＣ変換部１０５と、双方向ＤＣ／ＡＣ変換部１０６とを備えている。コントローラ１０４は、電力変換部１０２と、バッテリシステム群１０３とを制御する。また、コントローラ１０４は、本発明に係る電池の状態検出装置の一例である本発明の第１実施形態に係る電池の状態検出装置を備えている。すなわち、コントローラ１０４は、交流信号印加部２、電流検出部３、電圧検出部４、ハイパスフィルタ部５、位相差検出部６、電流ピーク検出部７、電圧ピーク検出部８、除算器９、インピーダンス測定制御部１０、及び状態判定部１１（図７において不図示。図１参照）を備えている。

　電源装置１００の放電動作モードにおいて、双方向ＤＣ／ＤＣ変換部１０５は、バッテリシステム群１０３の放電によりバッテリシステム群１０３から出力されるＤＣ電力を、異なる電圧値のＤＣ電力に変換して、双方向ＤＣ／ＡＣ変換部１０６に出力する。双方向ＤＣ／ＤＣ変換部１０５から出力されるＤＣ電力はＤＣ電子機器（不図示）へのＤＣ給電にも用いられる。双方向ＤＣ／ＡＣ変換部１０６は、双方向ＤＣ／ＤＣ変換部１０５から出力されるＤＣ電力を、ＡＣ電力に変換して、外部系統電源である電力系統１０７に出力する。双方向ＤＣ／ＡＣ変換部１０６から出力されるＡＣ電力はＡＣ電子機器（不図示）へのＡＣ給電にも用いられる。

　電源装置１００の充電動作モードにおいて、双方向ＤＣ／ＡＣ変換部１０６は、外部の電力系統１０７から供給されるＡＣ電力を、ＤＣ電力に変換して、双方向ＤＣ／ＤＣ変換部１０５に出力する。双方向ＤＣ／ＤＣ変換部１０５は、双方向ＤＣ／ＡＣ変換部１０６から供給されるＤＣ電力を、異なる電圧値のＤＣ電力に変換して、バッテリシステム群１０３に出力し、バッテリシステム群１０３を充電する。

＜移動体＞
　また、本発明に係る電池の状態検出装置は、移動体（例えば、電動車両など）に搭載されてもよい。本発明に係る電池の状態検出装置を備える電動車両の概略構成例を図８に示す。なお、電力貯蔵装置２０１は、図７中の電力貯蔵装置１０１と同一である。

　図８に示す電動車両２００は、電力貯蔵装置２０１と、電力変換部２０２と、モータ２０３と、駆動輪２０４と、制御部２０５と、アクセル２０６と、ブレーキ２０７と、回転センサ２０８と、電流センサ２０９とを備えている。

　電力変換部２０２は、モータ２０３の駆動に応じて、電力貯蔵装置２０１からの電力をモータ２０３が必要とする電力に変換する。また、モータ２０３が回生を行う場合に、電力変換部２０２は、モータ２０３の駆動に応じて、モータ２０３からの電力を電力貯蔵装置２０１に蓄電する電力に変換する。

　モータ２０３は、電力変換部２０２によって変換された電力によって駆動する。モータ２０３の駆動によって生じる回転は、駆動輪２０４に伝達される。

　駆動輪２０４は、電動車両２００に設けられた車輪のうち、モータ２０３に接続された車輪である。

　アクセル２０６は、モータ２０３の回転数を上昇させるための機構である。ブレーキ２０７は、モータ２０３の回転数を減少させるための機構である。

　回転センサ２０８は、モータ２０３の回転数を検出する。電流センサ２０９は、モータ２０３に供給される電流の値を検出する。

　制御部２０５は、アクセル２０６や回転センサ２０８から得られる情報などに基づいて、指令トルクを算出する。制御部２０５は、指令トルクに基づいて、電流指令値を算出する。制御部２０５は、電流指令値と電流センサ２０９によって検出される電流値との差分に基づいて、電力変換部２０２を制御する。これによって、制御部２０５は、モータ２０３の回転数を制御する。また、制御部２０５は、ブレーキ２０７から得られる情報などに基づいて、モータ２０３の回生を制御する。

＜充電装置＞
　また、本発明に係る電池の状態検出装置は、充電装置に搭載されてもよい。本発明に係る電池の状態検出装置を備える充電装置の概略構成例を図９に示す。

　図９に示す充電装置３００は、表示部３０１と、コントローラ３０２と、電力変換部３０３と、スイッチ３０４と、交流電圧印加部２とを備えている。電力変換部３０３は、電源３０５が電力系統等の交流電源である場合にはＡＣ／ＤＣ変換部（不図示）を備える構成にし、電源３０５が太陽電池等の直流電源である場合にはＤＣ／ＤＣ変換部（不図示）を備える構成にする。なお、直流電源及び交流電源の両方に対応できるように、ＡＣ／ＤＣ変換部（不図示）及びＤＣ／ＤＣ変換部（不図示）の両方を備える構成にしても構わない。

　コントローラ３０２は、本発明に係る電池の状態検出装置の一例である本発明の第１実施形態に係る電池の状態検出装置の交流信号印加部２を除く部分を備えている。すなわち、コントローラ３０２は、電流検出部３、電圧検出部４、ハイパスフィルタ部５、位相差検出部６、電流ピーク検出部７、電圧ピーク検出部８、除算器９、インピーダンス測定制御部１０、及び状態判定部１１（図９において不図示。図１参照）を備えている。

　コントローラ３０２中の電流検出部３は電池パック３０６の入力電流Ｉｉｎを検出し、コントローラ３０２中の電圧検出部４は電池パック３０６の入力電圧Ｖｉｎを検出する。

　コントローラ３０２は、スイッチ３０４を制御し、電力変換部３０３および交流電圧印加部２と電池パック３０６との導通／非導通を切り替える。また、コントローラ３０２は、電力変換部３０３および交流電圧印加部２を２モード制御する。充電モードでは、コントローラ３０２は、交流信号印加部２の動作を停止させ、電力変換部３０３の出力をスイッチ３０４に供給させ、表示部３０１に充電結果を表示させる。一方、状態検出モードでは、コントローラ３０２は、交流信号印加部２を動作させ、電力変換部３０３の出力をスイッチ３０４に供給させず、表示部３０１に電池パック３０６の状態を表示させる。

　なお、電池パック３０６としては、例えば、電動補助自転車や電動工具に用いられるカートリッジ式の電池ユニットや、従来の電源装置や従来の電動車両に設けられる電力貯蔵装置、すなわち本発明に係る電池の状態検出装置を備えていない電力貯蔵装置が挙げられる。

＜変形例等＞
　以上、本発明に係る電池の状態検出装置並びにそれを備えた電源装置、移動体、及び充電装置の実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実行することができる。

　例えば、本発明の第１実施形態に係る電池の状態検出装置について、インピーダンス測定制御部１０、状態判定部１１などの一部または全部の動作を、マイクロコンピュータなどの制御装置が行うこととしても構わない。また、本発明の第２実施形態に係る電池の状態検出装置について、制御・判定部１２などの一部または全部の動作を、マイクロコンピュータなどの制御装置が行うこととしても構わない。また、本発明の第３実施形態に係る電池の状態検出装置について、制御・判定部１３などの一部または全部の動作を、マイクロコンピュータなどの制御装置が行うこととしても構わない。さらに、このような制御装置によって実現される機能の全部または一部をプログラムとして記述し、当該プログラムをプログラム実行装置（例えばコンピュータ）上で実行することによって、その機能の全部または一部を実現するようにしても構わない。

　また、上述した場合に限らず、本発明に係る電池の状態検出装置は、ハードウェア、あるいは、ハードウェアとソフトウェアの組合せによって実現可能である。

　本発明の第１～３実施形態に係る電池の状態検出装置では、位相差検出部６あるいは制御・判定部１３が、電流ゼロクロスポイントＩＺＰ＋と電圧ゼロクロスポイントＶＺＰ＋の差（時間差）から、交流信号印加部２から電池１に交流信号が印加されているときに電池１に流れる電流と電池１の両端にかかる電圧との位相差θを求めたが、これに代えて、位相差検出部６あるいは制御・判定部１３が、電流ゼロクロスポイントＩＺＰ－と電圧ゼロクロスポイントＶＺＰ－を検出し、電流ゼロクロスポイントＩＺＰ－と電圧ゼロクロスポイントＶＺＰ－の差（時間差）から、交流信号印加部２から電池１に交流信号が印加されているときに電池１に流れる電流と電池１の両端にかかる電圧との位相差θを求めるようにしてもよい。また、位相差検出部６あるいは制御・判定部１３が、電流ピーク値Ｉｐ及び電圧ピーク値Ｖｐを検出し、電流ピーク値Ｉｐ（電流の極性が正であるときの電流ピーク値）と電圧ピーク値Ｖｐ（電圧の極性が正であるときの電圧ピーク値）の差（時間差）から、交流信号印加部２から電池１に交流信号が印加されているときに電池１に流れる電流と電池１の両端にかかる電圧との位相差θを求めるようにしてもよい。この場合、位相差検出部６の電流ピーク検出部及び電圧ピーク検出部と電流ピーク検出部７及び電圧ピーク検出部８との共通化を図ることができる。なお、位相差検出部６あるいは制御・判定部１３が、電流の極性が負であるときの電流ピーク値及び電圧の極性が負であるときの電流ピーク値を検出し、電流の極性が負であるときの電流ピーク値と電圧の極性が負であるときの電圧ピーク値の差（時間差）から、交流信号印加部２から電池１に交流信号が印加されているときに電池１に流れる電流と電池１の両端にかかる電圧との位相差θを求めてもよい。

　また、例えば、交流信号印加部２から電池１に印加される交流信号が電圧信号である場合、交流信号と実際に電池１の両端にかかる電圧とのずれが非常に小さければ、電圧検出部４及びハイパスフィルタ部５を取り除き、ハイパスフィルタ部５から出力されていた電圧情報ｖと等価な情報を交流信号印加部２から得るようにしてもよい。

　また、例えば、交流信号印加部２から電池１に印加される交流信号が電流信号である場合、交流信号と実際に電池１に流れる電流とのずれが非常に小さければ、電流検出部３を取り除き、電流検出部３から出力されていた電流情報ｉと等価な情報を交流信号印加部２から得るようにしてもよい。

　本発明の第１～３実施形態に係る電池の状態検出装置では、インピーダンス値Ｚの精度を上げるために、周波数指令値ｆ_ｎの刻み幅（＝１ステップ分の周波数ｆ_ｓｔｅｐ）を小さくした場合、電池１の状態を検出するのに時間がかかってしまう。そこで、例えば、図４に示す動作フローを図１０に示す動作フローや図１１に示す動作フローに変更して、電池１の状態を検出するのにかかる時間を短縮してもよい。なお、図１０及び図１１において図４と同一のステップには同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

　図１０に示す動作フローでは、位相差θが所定の微小値δ以下でなければ（ステップＳ７０のＮＯ）、インピーダンス測定制御部１０は、前回取得した位相差θと今回取得した位相差θとで符号が一致しているか否かを判定する（ステップＳ７１）。前回取得した位相差θと今回取得した位相差θとで符号が一致していれば（ステップＳ７１のＹＥＳ）、ステップＳ８０に移行する。一方、前回取得した位相差θと今回取得した位相差θとで符号が一致していなければ（ステップＳ７１のＮＯ）、位相差θがゼロとなる点を通り越してしまっているので、インピーダンス測定制御部１０は、周波数指令値ｆ_ｎを前回の値に戻し、周波数指令値ｆ_ｎの刻み幅（＝１ステップ分の周波数ｆ_ｓｔｅｐ）を現在の設定よりも小さく（例えば、刻み幅を１／４にする）して（ステップＳ７２）、ステップＳ３０に戻る。なお、本動作例では、周波数指令値ｆ_ｎのスイープを高周波側から開始しているため、ステップＳ８０において、現状の周波数指令値ｆ_ｎから１ステップ分の周波数ｆ_ｓｔｅｐを引いた値を新たな周波数指令値ｆ_ｎとして設定しているが、周波数指令値ｆ_ｎのスイープを低周波側から開始する場合には、ステップＳ８０において、現状の周波数指令値ｆ_ｎに１ステップ分の周波数ｆ_ｓｔｅｐを加えた値を新たな周波数指令値ｆ_ｎとして設定すればよい。

　図１１に示す動作フローでは、位相差θが所定の微小値δ以下でなければ（ステップＳ７０のＮＯ）、インピーダンス測定制御部１０は、図１２に示す関係を満たすデータテーブルあるいは関係方程式を用いて、位相差θに応じた周波数指令値ｆ_ｎの刻み幅（＝１ステップ分の周波数ｆ_ｓｔｅｐ）を設定することによって、位相差θの絶対値が小さくなるにつれて周波数指令値ｆ_ｎの刻み幅（＝１ステップ分の周波数ｆ_ｓｔｅｐ）を小さくして（ステップＳ７３）、その後ステップＳ８０に移行する。したがって、図１１に示す動作フローを行う場合、インピーダンス測定制御部１０は、図１２に示す関係を満たすデータテーブルあるいは関係方程式を予め記憶している。なお、本動作例では、周波数指令値ｆ_ｎのスイープを高周波側から開始しているため、ステップＳ８０において、現状の周波数指令値ｆ_ｎから１ステップ分の周波数ｆ_ｓｔｅｐを引いた値を新たな周波数指令値ｆ_ｎとして設定しているが、周波数指令値ｆ_ｎのスイープを低周波側から開始する場合には、ステップＳ８０において、現状の周波数指令値ｆ_ｎに１ステップ分の周波数ｆ_ｓｔｅｐを加えた値を新たな周波数指令値ｆ_ｎとして設定すればよい。

＜本発明の第４実施形態に係る電源装置＞
　図１３は、本発明の第４実施形態に係る電源装置Ｐの構成を示す図である。図１３に示すように、電源装置Ｐは、自然エネルギー発電部４０１と、バッテリパック４０２と、メイン制御部４０３と、を備える構成となっている。ここで、バッテリパック４０２は本発明の蓄電パックの一例である。そして、本実施形態では、本発明の蓄電装置の一例としてバッテリ４２０を使用しているために、蓄電パック４０２のことをバッテリパック４０２と呼称している。なお、本発明における蓄電装置の他の例としては、コンデンサや燃料電池等が挙げられる。また、図１３において負荷４０４は電源装置Ｐには含まれない。

　自然エネルギー発電部４０１は、自然エネルギーによって発電する発電部である。第４実施形態の電源装置Ｐにおいて、自然エネルギー発電部４０１は例えば太陽光によって発電する発電部とできる。自然エネルギー発電部４０１で発電した電力は、負荷４０４に供給されたり、バッテリパック４０２のバッテリ４２０に蓄電されたりする。

　バッテリパック４０２は、バッテリ４２０と、電圧・電流検出部４２１と、交流インピーダンス測定部４２２と、サブ制御部４２３と、を備える。なお、電圧・電流検出部４２１と、交流インピーダンス測定部４２２とを含む検出装置Ｄは、本発明の検出装置の一例に相当する。そして、バッテリ４２０は、本発明の検出装置によって状態の検出が行われる対象物の一例に該当する。なお、本発明の検出装置における対象物としては、バッテリ（２次電池）の他に、例えば、燃料電池、コンデンサ、モータ、パワー素子、電子回路等、交流インピーダンス特性を測定する対象が広く含まる。また、検出装置Ｄには、電圧・電流検出部４２１及び交流インピーダンス測定部４２２に加えて、例えばサブ制御部（電池状態推定部）４２３が含まれるようにしても構わない。

　バッテリ４２０は、自然エネルギー発電部４０１及び負荷４０４に接続され、充放電可能に設けられる。自然エネルギー発電部４０１は、天候の変化に応じて出力が変動する。なお、ここで言う出力変動は、出力電圧もしくは出力電流の変動のことを指している。この出力変動によって負荷４０４に供給される電力が不安定とならないように、電源装置Ｐにはバッテリ４２０が設けられている。なお、バッテリ４２０と負荷４０４の間に電力変換部（ＤＣ－ＤＣコンバータ或いはＤＣ－ＡＣコンバータ）が設けられてもよい。

　このバッテリ４２０は、単一のバッテリセルのみで構成されてもよいし、複数のバッテリセルからなる組電池とされてもよい。バッテリ４２０が組電池とされる場合において、バッテリセルは単に直列接続や並列接続とされる構成でもよいし、直並列に接続されてもよい。

　電圧・電流検出部４２１は、バッテリ４２０の正極と負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、バッテリ４２０に流れる電流を検出する電流検出部とを有する。自然エネルギー発電部４０１は天候の変動によって出力変動する。そして、この出力変動によってバッテリ４２０の電圧及び電流（バッテリ４２０の両端にかかる電圧及びバッテリ４２０を流れる電流）は変動する。すなわち、この電圧・電流検出部４２１によって、自然エネルギー発電部４０１の出力変動に伴って変動するバッテリ４２０の電圧及び電流の検出が可能になる。

　交流インピーダンス測定部４２２は、電圧・電流検出部４２１に接続されて当該検出部４２１で検出された検出値を取得可能になっている。自然エネルギー発電部４０１が出力変動すると、バッテリ４２０は、あたかも、複数の周波数成分を含む交流信号がバッテリ４２０に印加されたように振舞う。この点を考慮して、交流インピーダンス測定部４２２は、自然エネルギー発電部４０１の出力変動を、バッテリ４２０に印加される交流信号と見立てて交流インピーダンスを求める。交流インピーダンス測定部４２２は、得られた結果を検出装置Ｄ外部へと出力するようになっている。検出装置Ｄ外部は、検出装置Ｄの外部にある機器が該当し、本実施形態では、この検出装置Ｄ外部はサブ制御部（電池状態推定部）４２３が該当する。なお、上述のように検出装置Ｄには、例えば交流インピーダンス測定部４２２に接続されるサブ制御部４２３が含まれてもよく、この場合には、検出装置Ｄ外部は、サブ制御部４２３と接続されて、サブ制御部４２３での処理結果が出力されるメイン制御部４０３が該当することになる。

　具体的には、交流インピーダンス測定部４２２は例えば次のような処理を行う。すなわち、交流インピーダンス測定部４２２は、電圧・電流検出部４２１で検出される電圧値及び電流値を、それぞれ時間領域のデータとして得る。交流インピーダンス測定部４２２は、取得した各時間領域データを高速フーリエ変換（ＦＦＴ；Fast　Fourier　Transform）により周波数領域データに変換する。そして、交流インピーダンス測定部４２２は、自然エネルギー発電部４０１の出力変動に含まれる周波数成分毎に、交流インピーダンスの算出を行う。

　なお、交流インピーダンス測定部４２２は、例えばサブ制御部４２３からの指示に基づいて交流インピーダンスの測定（算出）を行う。このサブ制御部４２３からの指示のタイミングは、例えば自然エネルギー発電部１の出力変動が大きくなりやすい朝方や夕方等、一日のうちの所定の時間帯に定める構成としてもよい。

　また、サブ制御部４２３が電圧・電流検出部４２１から検出データを得られるように構成し、サブ制御部４２３が、取得した検出データから自然エネルギー発電部４０１が所望の出力変動を生じていると判断するタイミングで、交流インピーダンスを求める処理が行われるようにしてもよい。この場合には、交流インピーダンス測定部４２２或いはサブ制御部４２３に、電圧及び電流の検出値を記憶しておくメモリが備えられる必要がある。

　また、場合によっては、サブ制御部４２３による交流インピーダンス測定部４２２への指示タイミングが適宜更新されていく構成としてもよい。この構成では、まず、サブ制御部４２３が交流インピーダンス測定部４２２に指示するタイミングのデフォルト値として、朝方や夕方等の所定の時間を設定しておく。サブ制御部４２３は、この所定の時間に従って交流インピーダンス測定を実行させる。サブ制御部４２３は、この交流インピーダンス測定の結果から所望の測定が行われていないと判断した場合には、電圧・電流検出部４２１から取得しておいたデータに基づいて、適切な交流インピーダンス測定が行われると予想されるタイミングを決定する。その後、サブ制御部４２３は、交流インピーダンス測定部４２２への指示タイミングを、この決定したタイミングへと変更する。このように、サブ制御部４２３からの指示のタイミングについて、交流インピーダンス測定が適切に行われないと判断される度に、上述の処理を繰り返し、より好ましいタイミングへと更新していく学習機能を備える構成としてもよい。

　サブ制御部４２３は、上述した機能に加えて、バッテリ４２０の状態を推定する電池状態推定部としての機能も有する。すなわち、サブ制御部４２３は本発明の状態推定部の一例に相当する。このようなサブ制御部４２３はマイコンによって構成することができる。

　サブ制御部４２３は、交流インピーダンス測定部４２２における交流インピーダンスの測定結果に基づいてバッテリ４２０の状態推定を行う。バッテリ４２０の状態推定としては、例えばバッテリの容量や劣化度の推定が挙げられる。なお、交流インピーダンスの測定結果だけからバッテリ４２０の状態推定を行ってもよいが、交流インピーダンスの測定結果と他のデータとを併せて、バッテリ４２０の状態推定を行うようにしてもよい。他のデータとして、例えばＳＯＣ（State　Of　Charge）等が挙げられる。

　なお、ＳＯＣとは、満充電容量に対する放電可能容量（残存容量）の比を百分率で表したパラメータである。ＳＯＣは、バッテリ４２０に流れる充放電電流の積算値から求められる他、予め決定されたバッテリ４２０の開路電圧（Open　Circuit　Voltage（ＯＣＶ））とＳＯＣとの関係を示す計算式或いはテーブルを参照することにより求めることができる。

　ここで、交流インピーダンス測定部４２２で得られた交流インピーダンスを利用して行われるバッテリ４２０の状態推定方法について例示しておく。

　交流インピーダンス測定部４２２によって測定された、各周波数のインピーダンスの実数部をＸ軸、虚数部をＹ軸にプロットすることにより、いわゆるナイキスト線図が得られる。図１４は、バッテリ４２０の交流インピーダンス測定を行うことによって得られるナイキスト線図を模式的に示した図である。図１４に示すナイキスト線図では、周波数が低くなるにつれて交流インピーダンスの実数成分が増大する方向に向かう。なお、交流インピーダンス測定の結果は離散データとして得られるものであり、図１４で示すような特性曲線は、離散的に得られたデータ間を補間して得られるものである。また、図１４において、破線で示す曲線（３つある）は、実線で示す特性を有していたバッテリが劣化した場合の特性を示すもので、図１４の右側にある曲線ほどバッテリ４２０の劣化が進行した状態を示す。図１４からわかるように、交流インピーダンス測定部４２２によって測定された結果からナイキスト線図を描き、例えば、バッテリ４２０の初期状態におけるナイキスト線図と比較することで、バッテリ４２０の内部状態の変化を推定することが可能である。なお、図１４において、ｆ＝１ｋＨｚは、特性曲線が実軸と交わる（即ち、虚数成分がゼロとなる）部分を指し、ｆ＝０．５ｚは、特性曲線のｆ＝１ｋＨｚよりも実数成分が大きい範囲における１つ目の極小値となる部分を指している。

　また、交流インピーダンス測定部４２２によって得られる結果から、交流インピーダンスの虚数部がゼロとなるときの実数部の値を求める。この求めた値と、バッテリ４２０の初期状態における値との比較から、バッテリ４２０の電解液抵抗の変化等、バッテリ４２０の内部抵抗の変化に関する推定を行える。すなわち、前述の比較により、例えば電池の劣化の推定を行える。なお、バッテリ４２０の劣化が進むと、図１４に破線で示される特性曲線のように、特性曲線が右方向へと移動して行く。例えば特性曲線の実軸との交点が、実数成分が増大する右方向へと移動して行く。また、図１４に示すナイキスト線図の円弧部分ＡＰの変化からバッテリ４２０内の電極表面の変化を推定することができる。

　メイン制御部４０３は、サブ制御部４２３に接続されて、推定されたバッテリ４２０の状態情報を取得する。そして、メイン制御部４０３は、この取得したバッテリ４２０の状態情報に基づいて、バッテリ４２０の安全を確保すべく、バッテリ４２０に関する制御を行う。このバッテリ４２０に関する制御には、例えば自然エネルギー発電部４０１とバッテリ４２０との関係の制御が含まれる。すなわち、例えば、メイン制御部４０３は、バッテリ４２０の劣化状態が閾値を超えていると判断した場合には、自然エネルギー発電部４０１とバッテリ４２０との間に設けられる図示しないスイッチを開放して、両者の接続を遮断する。

　また、自然エネルギー発電部４０１とバッテリ４２０との間に電力変換部が設けられる構成（このような構成については、本発明に係る電源装置の他の実施形態として後述する）である場合には、メイン制御部４０３は、上述のバッテリ４２０に関する制御として、バッテリ４２０の推定状態に基づいて電力変換部を制御する。具体的には、メイン制御部４０３による電力変換部の制御により、自然エネルギー発電部４０１からバッテリ４２０に入る電力を調整する。

　また、例えば、自然エネルギー発電部４０１にバッテリパック４０２が複数並列接続される場合には、メイン制御部４０３は、上述のバッテリ４２０に関する制御として、バッテリ４２０の推定状態に基づいて劣化したバッテリ４２０を含むと判断されるバッテリパック４０２について切り離す。また、電源装置Ｐにバッテリパック４０２が複数含まれる場合には、メイン制御部４０３は、バッテリ４２０の推定状態に基づいて、各バッテリパック４０２の容量が均一となるように充電量の調整等を行う。

　以上のように構成される第４実施形態の電源装置Ｐは、交流信号発生装置を用いることなく、自然エネルギー発電部４０１の出力変動を利用することで、バッテリ４２０の交流インピーダンス測定を行える。このために、第４実施形態の電源装置Ｐによれば、交流信号発生装置を別途準備することなく交流インピーダンス法を用いたバッテリ４２０の状態推定が行え、自然エネルギー発電を利用した電源装置の低コスト化が図れる。

　なお、以上に示した第４実施形態の電源装置Ｐでは、交流インピーダンス測定部４２２及び電池状態推定部（サブ制御部）４２３がバッテリパック４０２内に含まれる構成とした。しかし、交流インピーダンス測定部４２２及び電池状態推定部４２３の配置は、この構成に限定されるものではない。すなわち、例えば図１５に示すように、バッテリパック４０２内にはバッテリ４２０及び電圧・電流検出部４２１のみを配置し、メイン制御部４０３に交流インピーダンス測定部４２２及び電池状態推定部４２３を配置する構成等としても構わない。また、他の例として、図１６に示すように、バッテリパック４０２内に、バッテリ４２０、電圧・電流検出部４２１、及び交流インピーダンス測定部４２２を配置し、メイン制御部４０３に電池状態推定部４２３を配置する構成等としても構わない。

＜本発明の第５実施形態に係る電源装置＞
　図１７は、本発明の第５実施形態に係る電源装置Ｐの構成を示す図である。図１７に示すように、第５実施形態の電源装置Ｐも、自然エネルギー発電部４０１と、バッテリパック４０２と、メイン制御部４０３と、を備える構成となっている。ただし、自然エネルギー発電部４０１とバッテリ４２０との間に電力変換部４０５が配置されている点で、第４実施形態の構成とは異なる。

　第５実施形態の電源装置Ｐにおいて、自然エネルギー発電部４０１は、例えば太陽光によって発電する発電部や、風力によって発電する発電部とできる。電力変換部４０５は、自然エネルギー発電部４０１が例えば太陽光によって発電する構成である場合には、ＤＣ－ＤＣコンバータとできる。また、電力変換部４０５は、自然エネルギー発電部４０１が例えば風力によって発電する構成である場合には、ＡＣ－ＤＣコンバータとできる。この電力変換部４０５によって、自然エネルギー発電部４０１の出力を、定電圧（ＣＶ：Constant　Voltage）でバッテリ４２０に入力することができる。

　バッテリパック４０２は、第４実施形態の構成と同様に、バッテリ４２０と、電圧・電流検出部４２１と、交流インピーダンス測定部４２２と、サブ制御部４２３と、を備える。これらは、基本的に第４実施形態の場合と同様の構成及び機能を有するために、特に説明が必要である場合を除いて、その詳細な説明は省略する。

　第５実施形態の電源装置Ｐのバッテリパック４０２は、上述した電力変換部４０５を備える点に加えて、交流成分抽出部４２４を備える点でも第４実施形態の構成とは異なる。交流成分抽出部４２４は、電力変換部４０５を介することなく自然エネルギー発電部４０１に接続されている。すなわち、交流成分抽出部４２４には、自然エネルギー発電部４０１の出力変動が電力変換部４０５を介することなく入力されることになる。

　交流成分抽出部４２４は、自然エネルギー発電部４０１の出力変動（出力電圧もしくは出力電流の変動）から交流成分を抽出する。そして、交流成分抽出部４２４は、バッテリ４２０への入力の手前で、抽出した交流成分を電力変換部４０５の出力に重畳させる。このように構成することで、バッテリ４２０には、自然エネルギー発電部４０１の出力変動に伴って交流信号が印加されることになり、電圧・電流検出部４２１で検出される電圧値及び電流値を用いて、交流インピーダンス測定が行える。

　なお、このような機能を発揮する交流成分抽出部４２４は、例えばＤＣ成分をカットするハイパスフィルタを用いることで得られる。また、交流成分抽出部４２４は、アンプ及び／又はアテネータを備えるように構成し、抽出した交流成分を所望の大きさに加工して出力できるように構成するのが好ましい。

　バッテリ４２０に大きな出力変動が加わるとバッテリ４２０に負荷がかかる。また、バッテリ４２０に印加する交流信号の振幅が変動すると、交流インピーダンスの測定結果にずれが生じることがある。この点、図１８Ａに示すように、抽出した交流成分を加工して交流成分抽出部４２４から出力される交流信号の振幅が一定になるようにすると、バッテリ４２０への負荷を小さくできるとともに、交流インピーダンスの測定精度を向上できる。なお、図１８Ａは、第５実施形態の電源装置Ｐにおいて、交流成分抽出部から出力される交流成分の第１のイメージ図である。また、交流成分抽出部４２４から出力される交流信号の振幅は、電圧ベースで例えば１０ｍＶ程度とすることができる。

　また、交流成分抽出部４２４は、ハイパスフィルタの代わりにバンドパスフィルタを備える構成としてもよい。これにより、図１８Ｂに示すように、交流成分抽出部４２４から出力される交流信号について、急激な変動を低減可能である。図１８Ｂは、第５実施形態の電源装置Ｐにおいて、交流成分抽出部から出力される交流成分の第２のイメージ図で、図１８Ｂにおいても振幅が一定となるように加工が行われている。

　交流成分抽出部４２４がバンドパスフィルタを備える構成の場合、バンドパスフィルタを通過する周波数は、目的に応じて適宜設定されればよい。電池状態推定部（サブ制御部）４２３がナイキスト線図の円弧部分ＡＰ（図１４参照）を用いて電池状態の推定を行う場合には、この円弧部分ＡＰが得られるように、バンドバスフィルタの通過周波数が設定されればよい。具体的には、バンドバスフィルタの通過周波数は、例えば０．５Ｈｚ～１ｋＨｚとすることができる。

　なお、ナイキスト線図の円弧部分ＡＰのうち、高周波数（約１ｋＨｚ）側の端部は溶液抵抗Ｒｓを表すと考えることができる。また、低周波数（約０．５Ｈｚ）側の端部は、溶液抵抗Ｒｓと、電極（正極と負極との両方を含む）の電荷移動抵抗Ｒｃｔとの和を表すと考えることができる。そして、前述の和から溶液抵抗Ｒｓ（電解液の抵抗分）を差し引くことによって電荷移動抵抗Ｒｃｔ（電極抵抗）が得られる。このために、上述の「円弧部分ＡＰが得られるように」との表現は、「溶液抵抗Ｒｓと電荷移動抵抗Ｒｃｔが得られるように」と言い換えることができる。

　第５実施形態の電源装置Ｐが備えるメイン制御部４０３は、第４実施形態と同様の構成であるため、ここでは詳細な説明は省略する。なお、第５実施形態においては、自然エネルギー発電部４０１とバッテリ４２０との間に電力変換部４０５が設けられる構成である。この場合、メイン制御部４０３がバッテリ４２０の推定状態に基づいて電力変換部４０５を制御し、自然エネルギー発電部４０１からバッテリ４２０に入る電力を調整する構成を採用することができる。

　以上のように構成される第５実施形態の電源装置Ｐも、交流信号発生装置を用いることなく、自然エネルギー発電部４０１の出力変動を利用することで、バッテリ４２０の交流インピーダンス測定を行える。また、第５実施形態の電源装置Ｐでは、自然エネルギー発電部４０１の出力変動によってバッテリ４２０に印加される交流信号を所望の大きさに加工して印加することができるために、自然エネルギー発電部４０１からバッテリ４２０への入力について適切な電力変換が可能になるとともに、インピーダンス測定の精度向上が期待できる。

　なお、第５実施形態の電源装置Ｐにおいても、第４実施形態の変形例（図１５及び図１６参照）と同様に、交流インピーダンス測定部４２２及び電池状態推定部（サブ制御部）４２３、或いは、電池状態推定部（サブ制御部）４２３は、バッテリパック４０２ではなく、メイン制御部４０３に配置されてもよい。また、交流成分抽出部４２４も場合によっては、バッテリパック４０２外に配置してもよい。

＜本発明の第６実施形態に係る電源装置＞
　図１９は、本発明の第６実施形態に係る電源装置Ｐの構成を示す図である。図１９に示す第６実施形態の電源装置Ｐは、第５実施形態の構成とほぼ同様である。このために、重複する部分については同一の符号を付し、特に説明の必要がない場合には、その説明を省略する。

　第６実施形態の電源装置Ｐは、電池状態推定部として機能するサブ制御部４２３からの指令に基づいて、自然エネルギー発電部４０１の動作が制御されるようになっている。この点が、第５実施形態の構成と異なっている。なお、サブ制御部４２３は、本発明の出力変動制御部の一例に相当する。また、サブ制御部４２３の代わりにメイン制御部４０３からの指令によって自然エネルギー発電部４０１の動作が制御されるようにしてもよく、この場合には、メイン制御部４０３が、本発明の出力変動制御部の一例に相当することになる。

　サブ制御部４２３による自然エネルギー発電部４０１の制御は、自然エネルギー発電部４０１の出力変動を意図的に制御することを狙ったものである。そして、これにより、自然エネルギー発電部４０１の出力変動中に、交流インピーダンス法を利用してバッテリ４２０の状態を推定するために必要となる周波数成分が含まれるようにできる。ここで言う「必要な周波数成分」は、サブ制御部４２３によるバッテリ４２０の状態推定（交流インピーダンスの測定結果を用いた推定）がどのように行われるかによって、適宜変更されるものである。なお、「バッテリ４２０の状態を推定するために必要となる周波数成分」は、本発明の「所定の周波数成分」の一例である。

　例えば、サブ制御部４２３がナイキスト線図の円弧部分ＡＰ（図１４参照）を用いてバッテリ４２０の状態推定を行う場合には、「必要な周波数成分」は、この円弧部分ＡＰを得るために必要となる周波数成分であり、例えば０．５Ｈｚ～１ｋＨｚとなる。なお、「円弧部分ＡＰを得るために必要となる」との表現は、「溶液抵抗Ｒｓと電荷移動抵抗Ｒｃｔを得るために必要となる」と言い換えることができる。

　自然エネルギー発電部４０１が風力を利用した発電部である場合には、例えば次のようにして自然エネルギー発電部４０１の出力変動が制御できる。すなわち、サブ制御部４２３からの指令によって、風力発電部４０１を構成する風車４１１の翼５１１（図２０参照）の角度を意図的に変動させるピッチ制御を行うことにより、風力発電部４０１の出力変動が制御できる。また、サブ制御部４２３からの指令によって、風車４１１の首５１２（図２０参照）を振って風車回転面を変動させるヨー制御を行うことにより、風力発電部４０１の出力変動が制御できる。風力発電部４０１の出力変動を制御するにあたって、ピッチ制御とヨー制御の両方の制御が行われるようにしてもよいし、いずれか一方のみが行われるようにしてもよい。

　なお、風力発電部４０１は、通常、風速に応じて風車４１１の翼５１１の角度を変えて出力制御できるように構成されている。また、風力発電部４０１は、通常、風車回転面を風向きに追尾できるように首５１２を振る制御が行えるように構成されている。このために、サブ制御部４２３による、自然エネルギー発電部４０１の動作制御として、上述のピッチ制御やヨー制御を行うことは実現し易い。

　また、自然エネルギー発電部４０１が風力を利用した発電部である場合に、ピッチ制御及び／又はヨー制御に加えて、或いは、それとは別に、翼５１１の回転速度を変化させるブレーキ制御を行うことによっても、自然エネルギー発電部４０１の出力変動が制御できる。以上のように、風力発電部４０１の出力変動を意図的に制御することで、風力発電部４０１の出力変動中に、交流インピーダンス法を利用してバッテリ４２０の状態を推定するために必要となる周波数成分が含まれるようにできる。

　自然エネルギー発電部４０１が太陽光を利用した発電部である場合には、例えば次のようにして自然エネルギー発電部４０１の出力変動が制御できる。すなわち、例えば、太陽光発電部４０１を構成する太陽電池パネル上で、プロペラ等を回転させることで意図的に影を作ることにより、太陽光発電部４０１の出力変動が制御できる。また、太陽光発電においては、通常、最大電力が出力されるように制御が行われる。この最大電力を出力する制御を行う代わりに、意図的に出力割合を変動させる制御を行うことによっても、太陽光発電部４０１の出力変動が制御できる。そして、このように太陽光発電部４０１の出力変動を意図的に制御することで、太陽光発電部４０１の出力変動中に、交流インピーダンス法を利用してバッテリ４２０の状態を推定するために必要となる周波数成分が含まれるようにできる。

　以上のように構成される第６実施形態の電源装置Ｐは、第５実施形態における効果に加えて次のような効果が得られる。すなわち、第６実施形態の電源装置Ｐでは、自然エネルギー発電部４０１の出力変動を意図的に制御することで、自然エネルギー発電部４０１の出力変動中に、交流インピーダンス法を用いてバッテリ４２０の状態を推定するのに必要な周波数成分が含まれるようにできる。このために、バッテリ４２０の状態について的確な推定が行われることが期待できる。

　なお、第６実施形態の電源装置Ｐにおいても、第４実施形態の変形例（図１５及び図１６参照）と同様に、交流インピーダンス測定部４２２及び電池状態推定部（サブ制御部）４２３、或いは、電池状態推定部（サブ制御部）４２３は、バッテリパック４０２ではなく、メイン制御部４０３に配置されてもよい。また、交流成分抽出部４２４も場合によっては、バッテリパック４０２外に配置してもよい。

＜本発明の第７実施形態に係る電源装置＞
　図２１は、本発明の第７実施形態に係る電源装置Ｐの構成を示す図である。図２１に示すように、第７実施形態の電源装置Ｐも、自然エネルギー発電部４０１と、バッテリパック４０２と、メイン制御部４０３と、を備える構成となっている。ただし、自然エネルギー発電部４０１とバッテリ４２０との間に電力変換部４０５が配置されている点で、第４実施形態の構成とは異なる。なお、バッテリパック４０２の構成は第４実施形態の構成と同様であり、第７実施形態の電源装置Ｐは、電力変換部４０５を備える第５及び第６実施形態の構成とも異なっている。

　第４実施形態の構成と重複する部分については同一の符号を付し、特に説明の必要がない場合には、その説明を省略する。以下、第４実施形態と異なる構成に重点を置いて説明する。

　第７実施形態の電源装置Ｐにおいて、自然エネルギー発電部４０１は、例えば太陽光によって発電する発電部や、風力によって発電する発電部とできる。電力変換部４０５は、自然エネルギー発電部４０１が例えば太陽光によって発電する構成である場合には、ＤＣ－ＤＣコンバータとできる。また、電力変換部４０５は、自然エネルギー発電部４０１が例えば風力によって発電する構成である場合には、ＡＣ－ＤＣコンバータとできる。この電力変換部４０５によって、自然エネルギー発電部４０１の出力を、定電圧（ＣＶ：Constant　Voltage）でバッテリ４２０に入力することができる。

　ところで、電力変換部４０５からの出力は理想的には定電圧であるが、自然エネルギー発電部４０１の出力が変動すると、これに伴って小さいながらも出力変動する。なお、この出力変動は自然エネルギー発電部４０１の出力変動を反映したものであるが、場合によっては、電力変換部４０５で発生する出力変動が重畳する場合もある。

　このために、第７実施形態の電源装置Ｐにおいても、自然エネルギー発電部４０１の出力変動に伴ってバッテリ４２０の電圧及び電流が変動する。このために、電圧・電流検出部４２１、交流インピーダンス測定部４２２及びサブ制御部（電池状態推定部）４２３で構成される検出装置Ｄによって、バッテリ４２０の状態を検出できる。すなわち、第５実施形態の電源装置Ｐによれば、交流信号発生装置を別途準備することなく交流インピーダンス法を用いたバッテリ４２０の状態推定が行え、自然エネルギー発電を利用した電源装置の低コスト化が図れる。

　なお、第７実施形態の電源装置Ｐにおいても、第４実施形態の変形例（図１５及び図１６参照）と同様に、交流インピーダンス測定部４２２及び電池状態推定部（サブ制御部）４２３、或いは、電池状態推定部（サブ制御部）４２３は、バッテリパック４０２ではなく、メイン制御部４０３に配置されてもよい。

＜本発明の移動体の実施形態＞
　本発明の自然エネルギーを利用して発電する自然エネルギー発電部を備える電源装置は、定置型電源装置としても使用できるが、例えば車両、船、飛行機、ロボット、エレベータ、電動アシスト自転車等の移動体に対しても適用可能である。なお、ここで言う車両には、例えばハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ；Hybrid　Electric　Vehicle）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ；Plug-in　Hybrid　Electric　Vehicle）、電気自動車（ＥＶ；Electric　Vehicle）、電動バイク等の電動車両が含まれる。以下、本発明の自然エネルギーを利用して発電する自然エネルギー発電部を備える電源装置が適用される移動体が電動車両である場合を例に、本発明が適用された移動体の実施形態について説明する。

　本発明の自然エネルギーを利用して発電する自然エネルギー発電部を備える電源装置が適用される電動車両の構成例は、上述した図８に示す構成と同一である。電力貯蔵装置２０１としては、例えば第４実施形態から第７実施形態の示したいずれかの電源装置Ｐが適用される。

　電源装置Ｐが適用される電動車両２００では、電力貯蔵装置２０１に備えられるバッテリ４２０の状態を、交流信号印加装置を設けることなく交流インピーダンス法を用いて推定可能である。このために、電源装置Ｐが適用される電動車両２００では、バッテリ４２０を有効且つ安全に使用することが可能になる。

　なお、移動体が車両でない場合には、図８に示す各部は次のような構成となる。まず、船の場合には、駆動輪２０４がスクリュに置き換わり、モータ２０３は、このスクリュを回転させる。アクセル２０６は、スクリュ回転の動作指令及び加速指示を出す指示部に置き換わる。船においては、車両のブレーキ２０７に相当するものはなく、前述の指示部からスクリュの回転数を減少させる指示を出して、モータ２０３の回転を減速、或いは、停止させることになる。

　飛行機の場合には、駆動輪２０４がプロペラに置き換わり、モータ２０３は、このプロペラを回転させる。アクセル２０６は、プロペラ回転の動作指令及び加速指示を出す指示部に置き換わる。飛行機においては、車両のブレーキ２０７に相当するものはなく、前述の指示部からプロペラ回転数を減少させる指示を出して、モータ２０３の回転を減速、或いは、停止させることになる。

　ロボットの場合には、駆動輪２０４が歩行足を動かすカム等に置き換わり、モータ２０３は、カム等を駆動させて歩行足を動作させる。アクセル２０６は、歩行動作を指示する歩行動作指示部に置き換わる。ブレーキ２０７は、歩行動作の停止を指示する歩行停止指示部に置き換わる。

　エレベータの場合には、駆動輪２０４がエレベータの籠につながるロープの巻き上げ用のプーリに置き換わり、モータ２０３は、この巻き上げ用のプーリを駆動させてエレベータの籠につながるロープを昇降させる昇降用モータとなる。アクセル２０６は、エレベータの籠の昇降動作を指示する昇降動作指示部に置き換わる。ブレーキ２０７は、エレベータの昇降動作を停止させる昇降停止部に置き換わる。

　電動アシスト自転車の場合には、駆動輪２０４が自転車駆動輪であり、モータ２０３は、自転車に搭乗する搭乗者の踏力をアシストするモータとなる。アクセル２０６は、アシスト動作を指示するアシスト動作指示部に置き換わる。ブレーキ２０７は、アシスト動作を停止させるアシスト停止指示部に置き換わる。

＜その他＞
　以上に示した本発明の第４～第７実施形態に係る電源装置及びそれを備えた移動体は本発明の例示であり、本発明の範囲は以上に示した実施形態に限定されるものではない。

　例えば、以上においては、本発明の第４～第７実施形態に係る電源装置が負荷に接続される構成を示したが、場合によっては電力系統に接続しても構わない。

　また、以上に示した第４～第７実施形態では、自然エネルギー発電部に接続されるバッテリパックが１つである構成を示したが、バッテリパックの数は複数であっても構わない。

　また、以上に示した第４～第７実施形態では、交流インピーダンス測定が行われる対象がバッテリ全体とした。しかし、これに限らず、例えば、バッテリが複数のバッテリセルで構成される場合には、バッテリ全体ではなく、各バッテリセルに対して交流インピーダンス測定が行われる構成としてもよい。

　また、第６実施形態の電源装置で示した、自然エネルギー発電部の出力変動を意図的に制御する構成は、第４実施形態、第５実施形態、及び第７実施形態の電源装置に適用してもよい。

　　　１　電池
　　　２　交流信号印加部
　　　３　電流検出部
　　　４　電圧検出部
　　　５　ハイパスフィルタ部
　　　６　位相差検出部
　　　７　電流ピーク検出部
　　　８　電圧ピーク検出部
　　　９　除算部
　　　１０　インピーダンス測定制御部
　　　１１　状態判定部
　　　１２、１３　制御・判定部
　　　１００　電源装置
　　　１０１　電力貯蔵装置
　　　１０２　電力変換部
　　　１０３　バッテリシステム群
　　　１０４　コントローラ
　　　１０５　双方向ＤＣ／ＤＣ変換部
　　　１０６　双方向ＤＣ／ＡＣ変換部
　　　１０７　電力系統
　　　２００　電動車両（移動体の一例）
　　　２０１　電力貯蔵装置
　　　２０２　電力変換部
　　　２０３　モータ
　　　２０４　駆動輪
　　　２０５　制御部
　　　２０６　アクセル
　　　２０７　ブレーキ
　　　２０８　回転センサ
　　　２０９　電流センサ
　　　３００　充電装置
　　　３０１　表示部
　　　３０２　コントローラ
　　　３０３　電力変換部
　　　３０４　スイッチ
　　　３０５　電源
　　　３０６　電池パック
　　　４０１　自然エネルギー発電部
　　　４０２　バッテリパック（蓄電パック）
　　　４０３　メイン制御部
　　　４０５　電力変換部
　　　４２０　バッテリ（蓄電装置）
　　　４２１　電圧・電流検出部
　　　４２２　交流インピーダンス測定部
　　　４２３　サブ制御部（状態推定部、出力変動制御部）
　　　４２４　交流成分抽出部
　　　Ｄ　検出装置
　　　Ｐ　電源装置

Claims (15)

1. 　電池に周波数をスイープしながら交流信号を印加する交流信号印加部と、
   　前記交流信号印加部から前記電池に前記交流信号が印加されているときに前記電池に流れる電流と前記電池の両端にかかる電圧との位相差を求める位相差検出部と、
   　前記位相差検出部により求められる前記位相差が０又は０とみなされる範囲になる周波数の前記交流信号が印加されているときの前記電圧から前記電池の起電力を除いたものに対して前記電流で除算を行い、前記除算により得られた値に基づいて前記電池の状態を検出する状態検出部とを備える電池の状態検出装置。
2. 　前記交流信号の周波数のスイープ範囲が１０Ｈｚ～２ｋＨｚである請求項１に記載の電池の状態検出装置。
3. 　前記交流信号は、第１の刻み幅で離散的にスイープされ、
   　前記交流信号が第１の周波数のときに第１の前記位相差を求めた後、前記交流信号が前記第１の周波数から前記第１の刻み幅だけ変更した第２の周波数のときに第２の前記位相差を求め、
   　前記第１の位相差と前記第２の位相差との符号が互いに異なっている場合に、前記第１の刻み幅に代えて、前記第１の刻み幅より小さい第２の刻み幅を設定するとともに、前記交流信号のスイープを前記第１の周波数から再開する請求項１または請求項２に記載の電池の状態検出装置。
4. 　前記交流信号は、離散的にスイープされるとともに、前記位相差の絶対値が小さくなるに従って前記交流信号の周波数の刻み幅が小さくなるようにスイープされる請求項１または請求項２に記載の電池の状態検出装置。
5. 　電池と、
   　前記電池と外部系統電源との間に接続された電力変換部と、
   　前記電池の状態を検出する請求項１～４のいずれか１項に記載の電池の状態検出装置とを備える電源装置。
6. 　電池と、
   　前記電池から出力される電力により駆動されるモータと、
   　前記電池と前記モータとの間に接続された電力変換部と、
   　前記電池の状態を検出する請求項１～４のいずれか１項に記載の電池の状態検出装置とを備える移動体。
7. 　電池を充電する充電装置であって、
   　前記電池の状態を検出する請求項１～４のいずれか１項に記載の電池の状態検出装置を備える充電装置。
8. 　自然エネルギーを利用して発電する自然エネルギー発電部と、
   　前記自然エネルギー発電部に接続される、充放電可能な蓄電装置と、
   　前記蓄電装置の電圧及び電流を検出する検出部と、
   　前記検出部で検出された、前記自然エネルギー発電部の出力変動に伴って変動する電圧値及び電流値から前記蓄電装置の交流インピーダンスを求める交流インピーダンス測定部と、
   　前記交流インピーダンス測定部で得られた交流インピーダンスに基づいて前記蓄電装置の状態を推定する状態推定部と、
   　前記状態推定部から得られる情報に基づいて前記蓄電装置に関する制御を実行する制御部と、
   　を備える、電源装置。
9. 　前記自然エネルギー発電部と前記蓄電装置との間に配置される電力変換部を更に備える、請求項８に記載の電源装置。
10. 　前記自然エネルギー発電部の出力変動から交流成分を抽出するとともに、抽出した交流成分を前記電力変換部の出力に重畳させて前記蓄電装置に入力させる交流成分抽出部を更に備える、請求項９に記載の電源装置。
11. 　所定の周波数成分が含まれるように、前記自然エネルギー発電部の出力変動を制御する出力変動制御部を更に備える、請求項８から１０のいずれか１項に記載の電源装置。
12. 　請求項８から１１のいずれか１項に記載の電源装置と、
    　前記電源装置から出力される電力により駆動される駆動部と、
    　を備える、移動体。
13. 　前記電源装置と前記駆動部との間に配置されて、前記電源装置からの電力及び前記駆動部からの電力の変換を可能に設けられる移動体用電力変換部と、
    　前記駆動部によって駆動される駆動輪と、
    　を更に備える、請求項１２に記載の移動体。
14. 　自然エネルギーを利用して発電する自然エネルギー発電部に接続される、充放電可能な蓄電装置と、
    　前記蓄電装置の電圧及び電流を検出する検出部と、
    　前記検出部で検出された、前記自然エネルギー発電部の出力変動に伴って変動する電圧値及び電流値から前記蓄電装置の交流インピーダンスを求め、該交流インピーダンスを測定部外に出力する交流インピーダンス測定部と、
    　を備える、蓄電パック。
15. 　自然エネルギーを利用して発電する自然エネルギー発電部の出力変動が入力される対象物の状態を検出する検出装置であって、
    　前記対象物の電圧及び電流を検出する検出部と、
    　前記検出部で検出された、前記自然エネルギー発電部の出力変動に伴って変動する電圧値及び電流値から前記対象物の交流インピーダンスを求め、得られた結果を外部に出力する交流インピーダンス測定部と、
    　を備える、検出装置。

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