CN107209228B - 蓄电元件状态估计装置以及方法、蓄电系统、记录介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种蓄电元件状态估计装置以及蓄电元件状态估计方法。蓄电元件状态估计装置(100)对给定时间点下的蓄电元件(200)的状态进行估计，具备：历史记录获取部(110)，获取直到给定时间点为止的蓄电元件(200)的充放电历史记录；劣化值估计部(130)，利用与充放电历史记录相应的随时间劣化信息和通电劣化信息来估计给定时间点下的蓄电元件(200)的随时间劣化值和通电劣化值；和状态估计部(140)，利用随时间劣化值和通电劣化值来估计给定时间点下的蓄电元件(200)的状态。

Description

蓄电元件状态估计装置以及方法、蓄电系统、记录介质
技术领域
本发明涉及对给定时间点下的蓄电元件的状态进行估计的蓄电元件状态估计装置以及蓄电元件状态估计方法。
背景技术
锂离子二次电池等蓄电元件被用作笔记本电脑、便携式电话等移动设备的电源，但近年来在电动汽车的电源等广泛的领域中逐渐被使用。
而且，以往，针对这种蓄电元件，已提出基于充放电历史记录等信息来估计蓄电元件的状态的技术(例如参照专利文献1、2)。在该技术中，利用充放电历史记录等信息来进行蓄电元件的寿命预测等。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-89424号公报
专利文献2：日本特开2014-81238号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在上述现有技术中，由于在未考虑蓄电元件内部的劣化状态的情况下对蓄电元件的状态进行了估计，因此存在估计精度低的问题。
本发明正是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种能够提高蓄电元件的状态的估计精度的蓄电元件状态估计装置以及蓄电元件状态估计方法。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的，本发明的一形态所涉及的蓄电元件状态估计装置是对给定时间点下的蓄电元件的状态进行估计的蓄电元件状态估计装置，具备：历史记录获取部，获取直到所述给定时间点为止的所述蓄电元件的充放电历史记录；劣化值估计部，将表示所述蓄电元件在非通电状态下随时间发生劣化的随时间劣化的劣化程度的信息设为随时间劣化信息，将表示除了该随时间劣化之外的由通电引起的劣化即通电劣化的劣化程度的信息设为通电劣化信息，将表示所述蓄电元件的所述随时间劣化的量的值设为随时间劣化值，将表示所述蓄电元件的所述通电劣化的量的值设为通电劣化值，利用与所述充放电历史记录相应的所述随时间劣化信息和所述通电劣化信息来估计所述给定时间点下的所述随时间劣化值和所述通电劣化值；和状态估计部，利用所述随时间劣化值和所述通电劣化值来估计所述给定时间点下的所述蓄电元件的状态。
另外，本发明不仅能够作为这种蓄电元件状态估计装置来实现，还能够作为具备多个蓄电元件、和对给定时间点下的该多个蓄电元件的状态进行估计的蓄电元件状态估计装置的蓄电系统来实现。
此外，本发明还能够作为以蓄电元件状态估计装置所进行的特征处理为步骤的蓄电元件状态估计方法来实现。此外，本发明还能够作为具备蓄电元件状态估计装置中包含的特征处理部的集成电路来实现。此外，本发明还能够作为使计算机执行蓄电元件状态估计方法中包含的特征处理的程序来实现，或者作为记录有该程序的计算机可读取的CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory：压缩盘只读存储器)等记录介质来实现。而且，这种程序能够经由CD-ROM等记录介质以及因特网等传输介质来流通。
发明效果
根据本发明所涉及的蓄电元件状态估计装置，能够提高蓄电元件的状态的估计精度。
附图说明
图1是具备本发明的实施方式1所涉及的蓄电元件状态估计装置的蓄电系统的外观图。
图2是表示本发明的实施方式1所涉及的蓄电元件状态估计装置的功能性构成的框图。
图3A是表示本发明的实施方式1所涉及的充放电历史记录数据中写入的充放电历史记录的一例的图。
图3B是表示本发明的实施方式1所涉及的历史记录获取部生成的模式数据的一例的图。
图4A是表示本发明的实施方式1所涉及的劣化信息数据中预先写入的劣化信息的一例的图。
图4B是表示本发明的实施方式1所涉及的劣化信息数据中预先写入的劣化信息的一例的图。
图5是表示本发明的实施方式1所涉及的蓄电元件状态估计装置对给定时间点下的蓄电元件的状态进行估计的处理的一例的流程图。
图6是表示本发明的实施方式1所涉及的历史记录获取部获取的模式数据的一例的图。
图7A是说明本发明的实施方式1所涉及的劣化信息获取部获取的与图6的AB间相应的随时间劣化信息的图。
图7B是说明本发明的实施方式1所涉及的劣化信息获取部获取的与图6的AB间相应的通电劣化信息的图。
图7C是说明本发明的实施方式1所涉及的劣化信息获取部获取的与图6的BC间相应的随时间劣化信息的图。
图8是表示本发明的实施方式1所涉及的劣化值估计部对给定时间点下的随时间劣化值以及通电劣化值进行估计的处理的一例的流程图。
图9是说明本发明的实施方式1所涉及的劣化值估计部对给定时间点下的随时间劣化值进行估计的处理的图。
图10是说明本发明的实施方式1所涉及的劣化值估计部对给定时间点下的通电劣化值进行估计的处理的图。
图11A是表示本发明的实施方式1所涉及的蓄电元件状态估计装置和比较例1的经过短期间后的给定时间点下的蓄电元件的状态的估计结果的图。
图11B是表示本发明的实施方式1所涉及的蓄电元件状态估计装置和比较例1的经过短期间后的给定时间点下的蓄电元件的状态的估计结果的图。
图12A是表示本发明的实施方式1所涉及的蓄电元件状态估计装置和比较例1的经过长期间后的给定时间点下的蓄电元件的状态的估计结果的图。
图12B是表示本发明的实施方式1所涉及的蓄电元件状态估计装置和比较例1的经过长期间后的给定时间点下的蓄电元件的状态的估计结果的图。
图13A是表示本发明的实施方式1所涉及的蓄电元件状态估计装置和比较例2的进行给定时间点下的蓄电元件的状态的估计的试验条件的图。
图13B是表示本发明的实施方式1所涉及的蓄电元件状态估计装置和比较例2的进行给定时间点下的蓄电元件的状态的估计的试验条件的图。
图13C是表示本发明的实施方式1所涉及的蓄电元件状态估计装置和比较例2的进行给定时间点下的蓄电元件的状态的估计的试验条件的图。
图14A是表示本发明的实施方式1所涉及的蓄电元件状态估计装置的给定时间点下的蓄电元件的状态的估计结果的图。
图14B是表示作为比较例2的专利文献2记载的装置在给定时间点下的蓄电元件的状态的估计结果的图。
图14C是表示本发明的实施方式1所涉及的蓄电元件状态估计装置和比较例2的给定时间点下的蓄电元件的状态的估计结果的图。
图15A是说明本发明的实施方式1的变形例1所涉及的历史记录获取部获取的充放电历史记录的图。
图15B是说明本发明的实施方式1的变形例1所涉及的历史记录获取部获取的充放电历史记录的图。
图15C是说明本发明的实施方式1的变形例1所涉及的历史记录获取部获取的充放电历史记录的图。
图16是说明本发明的实施方式1的变形例1所涉及的历史记录获取部获取的充放电历史记录的图。
图17A是表示本发明的实施方式1的变形例1所涉及的历史记录获取部在多个给定期间内对充放电历史记录进行了更新的情况下的容量维持率的变化的图。
图17B是表示本发明的实施方式1的变形例1所涉及的历史记录获取部在多个给定期间内对充放电历史记录进行了更新的情况下的容量维持率的变化的图。
图18A是说明本发明的实施方式1的变形例2所涉及的劣化值估计部对随时间劣化信息以及通电劣化信息进行修正的处理的图。
图18B是说明本发明的实施方式1的变形例2所涉及的劣化值估计部对随时间劣化信息以及通电劣化信息进行修正的处理的图。
图19A是表示本发明的实施方式1的变形例2所涉及的劣化值估计部对随时间劣化信息以及通电劣化信息进行修正之前的状态的图。
图19B是表示本发明的实施方式1的变形例2所涉及的劣化值估计部对随时间劣化信息以及通电劣化信息进行修正之前的状态的图。
图19C是表示本发明的实施方式1的变形例2所涉及的劣化值估计部对随时间劣化信息以及通电劣化信息进行修正之前的状态的图。
图20A是表示本发明的实施方式1的变形例2所涉及的劣化值估计部对随时间劣化信息以及通电劣化信息进行修正之后的状态的图。
图20B是表示本发明的实施方式1的变形例2所涉及的劣化值估计部对随时间劣化信息以及通电劣化信息进行修正之后的状态的图。
图20C是表示本发明的实施方式1的变形例2所涉及的劣化值估计部对随时间劣化信息以及通电劣化信息进行修正之后的状态的图。
图21是表示具备本发明的实施方式2所涉及的蓄电元件状态估计装置的蓄电系统的功能性构成的框图。
图22是表示具备本发明的实施方式2的变形例1所涉及的蓄电元件状态估计装置的蓄电系统的功能性构成的框图。
图23是表示具备本发明的实施方式2的变形例2所涉及的蓄电元件状态估计装置的蓄电系统的功能性构成的框图。
图24是表示由集成电路实现本发明的实施方式及其变形例所涉及的蓄电元件状态估计装置的构成的框图。
具体实施方式
在上述现有技术中，由于在未考虑蓄电元件内部的劣化状态的情况下对蓄电元件的状态进行了估计，因此存在估计精度低的问题。
即，如果蓄电元件的使用条件不同，则蓄电元件内部的劣化状态也不同，但在上述现有技术中，由于未考虑蓄电元件内部的劣化状态，无法保证蓄电元件内部的劣化状态的连续性，因此估计精度变低。
本发明正是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种能够提高蓄电元件的状态的估计精度的蓄电元件状态估计装置以及蓄电元件状态估计方法。
为了实现上述目的，本发明的一形态所涉及的蓄电元件状态估计装置是对给定时间点下的蓄电元件的状态进行估计的蓄电元件状态估计装置，具备：历史记录获取部，获取直到所述给定时间点为止的所述蓄电元件的充放电历史记录；劣化值估计部，将表示所述蓄电元件在非通电状态(open-circuit state)下随时间发生劣化的随时间劣化(timedependent deterioration)的劣化程度的信息设为随时间劣化信息(information abouttime dependent deterioration)，将表示除了该随时间劣化之外的由通电引起的劣化即通电劣化(working electricity dependent deterioration)的劣化程度的信息设为通电劣化信息(information about working electricity dependent deterioration)，将表示所述蓄电元件的所述随时间劣化的量的值设为随时间劣化值，将表示所述蓄电元件的所述通电劣化的量的值设为通电劣化值，利用与所述充放电历史记录相应的所述随时间劣化信息和所述通电劣化信息来估计所述给定时间点下的所述随时间劣化值和所述通电劣化值；和状态估计部，利用所述随时间劣化值和所述通电劣化值来估计所述给定时间点下的所述蓄电元件的状态。
根据该构成，蓄电元件状态估计装置利用与充放电历史记录相应的随时间劣化信息和通电劣化信息来估计给定时间点下的蓄电元件的随时间劣化值以及通电劣化值，由此估计该给定时间点下的蓄电元件的状态。在此，蓄电元件的劣化被分为：在非通电状态下也随时间的经过发生劣化的随时间劣化、和即便不引起该随时间劣化也会由于通电发生劣化的通电劣化。即，如果非通电以及通电状态(closed-circuit state)的期间、通电量、使用温度等蓄电元件的使用条件不同，则蓄电元件内部中的随时间劣化以及通电劣化的劣化状态不同，因此需要分为随时间劣化和通电劣化来进行考虑。因而，根据蓄电元件状态估计装置，将蓄电元件内部的劣化分为随时间劣化和通电劣化来估计劣化值，从而能够提高蓄电元件的状态的估计精度。
此外，也可构成为，还具备获取所述随时间劣化信息以及所述通电劣化信息的劣化信息获取部，所述历史记录获取部获取包含按期间历史记录(history bypredetermined term/period)的所述充放电历史记录，所述按期间历史记录是与直到所述给定时间点为止的多个期间分别对应的充放电历史记录，所述劣化信息获取部获取与所述按期间历史记录分别相应的所述随时间劣化信息以及所述通电劣化信息，所述劣化值估计部利用与所述按期间历史记录分别相应的所述随时间劣化信息以及所述通电劣化信息，按照所述按期间历史记录的每个历史记录来计算随时间劣化值以及通电劣化值，将计算出的该随时间劣化值以及该通电劣化值按照所述按期间历史记录的经过顺序进行累计，来计算所述给定时间点下的所述随时间劣化值以及所述通电劣化值。
根据该构成，蓄电元件状态估计装置获取与按期间历史记录分别相应的随时间劣化信息以及通电劣化信息。即，由于蓄电元件内部的劣化状态随时间的经过发生变化，因此通过利用与按期间历史记录分别相应的随时间劣化信息以及通电劣化信息来估计劣化值，能够提高蓄电元件的状态的估计精度。
此外，蓄电元件状态估计装置利用与按期间历史记录分别相应的随时间劣化信息以及通电劣化信息，按照按期间历史记录的每个历史记录来计算随时间劣化值以及通电劣化值，按照按期间历史记录的经过顺序进行累计，来计算给定时间点下的随时间劣化值以及通电劣化值。如此，通过按照时间的经过顺序来累计随时间劣化值以及通电劣化值，能够保证蓄电元件内部的劣化状态的连续性。因而，能够精度良好地计算给定时间点下的随时间劣化值以及通电劣化值，因此能够提高蓄电元件的状态的估计精度。
此外，也可构成为，所述历史记录获取部获取包含第一按期间历史记录和第二按期间历史记录的所述充放电历史记录，所述第一按期间历史记录是第一时间点至第二时间点的按期间历史记录，所述第二按期间历史记录是所述第二时间点至第三时间点的按期间历史记录，所述劣化信息获取部获取第一随时间劣化信息和第二随时间劣化信息，所述第一随时间劣化信息是与所述第一按期间历史记录相应的随时间劣化信息，所述第二随时间劣化信息是与所述第二按期间历史记录相应的随时间劣化信息，所述劣化值估计部利用所述第一随时间劣化信息来计算所述第一时间点至所述第二时间点的随时间劣化值即第一随时间劣化值，将进行了所述第一随时间劣化值的劣化的状态设为开始时间点，利用所述第二随时间劣化信息来计算所述第二时间点至所述第三时间点的随时间劣化值即第二随时间劣化值，将所述第一随时间劣化值和所述第二随时间劣化值相加来计算所述第一时间点至所述第三时间点的随时间劣化值。
根据该构成，蓄电元件状态估计装置计算第一时间点至第二时间点的第一随时间劣化值，将进行了第一随时间劣化值的劣化的状态设为开始时间点，计算第二时间点至第三时间点的第二随时间劣化值，将第一随时间劣化值和第二随时间劣化值相加来计算第一时间点至第三时间点的随时间劣化值。如此，按照时间的经过顺序来累计随时间劣化值，从而能够保证关于随时间劣化的连续性，能够精度良好地计算给定时间点下的随时间劣化值，因此能够提高蓄电元件的状态的估计精度。
此外，也可构成为，所述历史记录获取部获取包含第三按期间历史记录和第四按期间历史记录的所述充放电历史记录，所述第三按期间历史记录是对所述蓄电元件进行了通电的第四时间点至第五时间点的按期间历史记录，所述第四按期间历史记录是所述第五时间点以后对所述蓄电元件进行了通电的第六时间点至第七时间点的按期间历史记录，所述劣化信息获取部获取第一通电劣化信息和第二通电劣化信息，所述第一通电劣化信息是与所述第三按期间历史记录相应的通电劣化信息，所述第二通电劣化信息是与所述第四按期间历史记录相应的通电劣化信息，所述劣化值估计部利用所述第一通电劣化信息来计算所述第四时间点至所述第五时间点的通电劣化值即第一通电劣化值，所述劣化值估计部将进行了所述第一通电劣化值的劣化的状态设为开始时间点，利用所述第二通电劣化信息来计算所述第六时间点至所述第七时间点的通电劣化值即第二通电劣化值，所述劣化值估计部将所述第一通电劣化值和所述第二通电劣化值相加来计算所述第四时间点至所述第七时间点的通电劣化值。
根据该构成，蓄电元件状态估计装置计算对蓄电元件进行了通电的第四时间点至第五时间点的第一通电劣化值，将进行了第一通电劣化值的劣化的状态设为开始时间点，计算第五时间点以后对蓄电元件进行了通电的第六时间点至第七时间点的第二通电劣化值，将第一通电劣化值和第二通电劣化值相加来计算第四时间点至第七时间点的通电劣化值。如此，关于进行了通电的期间，按照时间的经过顺序来累计通电劣化值，从而能够保证关于通电劣化的连续性，能够精度良好地计算给定时间点下的通电劣化值，因此能够提高蓄电元件的状态的估计精度。
此外，也可构成为，所述历史记录获取部获取包含平均SOC、SOC变动量和平均温度的所述充放电历史记录，所述平均SOC是所述蓄电元件的SOC在多个时间点下的平均值，所述SOC变动量是所述蓄电元件的SOC在该多个时间点下的变动量，所述平均温度是所述蓄电元件的温度在该多个时间点下的平均值，所述劣化值估计部利用所述充放电历史记录中包含的所述平均SOC、所述SOC变动量和所述平均温度来估计所述随时间劣化值和所述通电劣化值。
根据该构成，蓄电元件状态估计装置获取蓄电元件的平均SOC、SOC变动量和平均温度，利用该平均SOC、SOC变动量和平均温度来估计随时间劣化值和通电劣化值。在此，在为了估计随时间劣化值和通电劣化值而历经长期间持续计测蓄电元件的数据的情况下，除了如构成为能够始终在线转发该数据的情况之外，需要在存储器中蓄积庞大的数据。对于该课题，本申请发明者们发现：若利用蓄电元件的平均SOC、SOC变动量和平均温度，则既能压缩数据量又能同等地维持随时间劣化值以及通电劣化值的估计精度。因而，蓄电元件状态估计装置不利用庞大的量的SOC以及温度的数据而利用该SOC以及温度的平均值等，从而能够压缩(降低)数据量，并且精度良好地估计随时间劣化值和通电劣化值。
此外，也可构成为，所述历史记录获取部将获取到的所述充放电历史记录更新为每隔给定期间的充放电历史记录。
根据该构成，蓄电元件状态估计装置将获取到的充放电历史记录更新为每隔给定期间的充放电历史记录。在此，本申请发明者们发现：例如即便将每隔1秒获取到的充放电历史记录更新为每隔10分钟等给定期间的充放电历史记录，也能够同等地维持随时间劣化值以及通电劣化值的估计精度。因而，蓄电元件状态估计装置能够压缩(降低)数据量，并且精度良好地估计随时间劣化值和通电劣化值。
此外，也可构成为，所述劣化值估计部利用所述充放电历史记录来修正所述随时间劣化信息以及所述通电劣化信息，并利用修正后的所述随时间劣化信息以及所述通电劣化信息来估计所述随时间劣化值和所述通电劣化值。
根据该构成，蓄电元件状态估计装置利用充放电历史记录来修正随时间劣化信息以及通电劣化信息，以估计随时间劣化值和通电劣化值。在此，例如在蓄电元件的使用中劣化趋势改变的情况、对估计对象的蓄电元件进行了变更的情况、或者将电池组视作一个蓄电元件来进行估计的情况等下，需要重新获取随时间劣化信息以及通电劣化信息。为此，蓄电元件状态估计装置根据过去的充放电历史记录来修正随时间劣化信息以及通电劣化信息，从而能够在不获取新的随时间劣化信息以及通电劣化信息的情况下精度良好地估计随时间劣化值和通电劣化值。
此外，也可构成为，所述给定时间点为将来的时间点，所述历史记录获取部获取过去的充放电历史记录来估计直到该将来的时间点为止的充放电历史记录，由此获取直到该将来的时间点为止的充放电历史记录，所述劣化值估计部利用与直到该将来的时间点为止的充放电历史记录相应的所述随时间劣化信息和所述通电劣化信息，来估计该将来的时间点下的所述随时间劣化值和所述通电劣化值，所述状态估计部利用该将来的时间点下的所述随时间劣化值和所述通电劣化值，来估计该将来的时间点下的所述蓄电元件的状态。
根据该构成，蓄电元件状态估计装置获取过去的充放电历史记录来估计直到将来的时间点为止的充放电历史记录，由此估计该将来的时间点下的蓄电元件的状态。由此，蓄电元件状态估计装置能够精度良好地估计将来的时间点下的蓄电元件的状态。
此外，也可构成为，所述历史记录获取部从具有所述蓄电元件的蓄电装置接收所述充放电历史记录，所述状态估计部将估计出的所述蓄电元件的状态发送给所述蓄电装置。
根据该构成，蓄电元件状态估计装置从具有蓄电元件的蓄电装置接收充放电历史记录，此外，将估计出的蓄电元件的状态发送给该蓄电装置。即，在蓄电装置所具有的控制基板等对蓄电元件的状态进行估计的情况下，该控制基板需要进行庞大的运算，但通过与该控制基板单独地设置蓄电元件状态估计装置，从而能够降低该控制基板所运算的运算量。
以下，参照附图来说明本发明的实施方式所涉及的蓄电元件状态估计装置以及具备该蓄电元件状态估计装置的蓄电系统。另外，以下所说明的实施方式均表示本发明的优选的一具体例。以下的实施方式所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接方式、步骤、步骤的顺序等为一例，并非限定本发明的主旨。此外，关于以下的实施方式中的构成要素之中表示本发明的最上位概念的独立技术方案中未记载的构成要素，作为构成更优选方式的任意的构成要素来说明。
(实施方式1)
首先，说明蓄电系统10的构成。
图1是具备本发明的实施方式1所涉及的蓄电元件状态估计装置100的蓄电系统10的外观图。
如该图所示，蓄电系统10具备：多个(在该图中为5个)蓄电元件状态估计装置100、多个(在该图中为5个)蓄电元件200、和容纳该多个蓄电元件状态估计装置100以及多个蓄电元件200的容纳壳体300。即，对应于一个蓄电元件200而配置有一个蓄电元件状态估计装置100。
蓄电元件状态估计装置100分别配置在蓄电元件200的上方，是搭载了对给定时间点下的蓄电元件200的状态进行估计的电路的平板状的电路基板。具体而言，一个蓄电元件状态估计装置100与一个蓄电元件200连接，从该一个蓄电元件200获取信息，来估计该一个蓄电元件200在给定时间点下的劣化状态等状态。
另外，在此，虽然蓄电元件状态估计装置100配置在各个蓄电元件200的上方，但蓄电元件状态估计装置100可以配置在任何位置。此外，蓄电元件状态估计装置100的形状也并不特别限定。
此外，蓄电元件状态估计装置100的个数并不限于5个，也可以为其他的多个个数或者1个。即，可以对应于多个蓄电元件200而配置有一个蓄电元件状态估计装置100，也可以对应于一个蓄电元件200而配置有多个蓄电元件状态估计装置100。即，也可以是几个蓄电元件200连接几个蓄电元件状态估计装置100的构成。关于该蓄电元件状态估计装置100的详细的功能构成的说明将后述。
蓄电元件200是能够充电电力和放电电力的二次电池，更具体是锂离子二次电池等非水电解质二次电池。此外，在该图中，5个矩形状的蓄电元件200串联配置从而构成了电池组。另外，蓄电元件200的个数并不限定于5个，也可以是其他的多个个数或者1个。此外，蓄电元件200的形状也并不特别限定，可以是圆柱形状、长圆柱形状等。
蓄电元件200具备容器和突出设置于该容器的电极端子(正极端子以及负极端子)，在该容器的内部配置有电极体、和连接该电极体以及电极端子的集电体(正极集电体以及负极集电体)，此外封入有电解液等液体。电极体是卷绕正极、负极以及隔离件而形成的。另外，电极体可以不是卷绕型的电极体而是层叠有平板状极板的层叠型的电极体。
正极是在作为由铝、铝合金等构成的长条带状的金属箔的正极基材层的表面形成有正极活性物质层的电极板。另外，作为对于正极活性物质层而利用的正极活性物质，只要是能够吸留释放锂离子的正极活性物质即可，能够适当使用公知的材料。例如，作为正极活性物质，能够利用LiMPO4、LiMSiO4、LiMBO3(M为从Fe、Ni、Mn、Co等之中选择的1种或者2种以上的过渡金属元素)等的聚阴离子化合物、钛酸锂、LiMn2O4、LiMn1.5Ni0.5O4等的尖晶石型锂锰氧化物、LiMO2(M为从Fe、Ni、Mn、Co等之中选择的1种或者2种以上的过渡金属元素)等的锂过渡金属氧化物等。
负极是在作为由铜、铜合金等构成的长条带状的金属箔的负极基材层的表面形成有负极活性物质层的电极板。另外，作为对于负极活性物质层而利用的负极活性物质，只要是能够吸留释放锂离子的负极活性物质即可，能够适当使用公知的材料。例如，作为负极活性物质，除了锂金属、锂合金(锂-硅、锂-铝、锂-铅、锂-锡、锂-铝-锡、锂-镓、以及伍德合金等含锂金属的合金)之外，还可列举能够吸留释放锂的合金、碳材料(例如，石墨、难石墨化碳、易石墨化碳、低温烧成碳、无定形碳等)、硅氧化物、金属氧化物、锂金属氧化物(Li4Ti5O12等)、聚磷酸化合物、或者一般被称作转换负极的Co3O4、Fe2P等、过渡金属和第14族至第16族元素的化合物等。
隔离件是由树脂构成的微多孔性的片材。另外，对于蓄电元件200而利用的隔离件没有与以往利用的隔离件特别不同之处，只要不有损蓄电元件200的性能，能够适当使用公知的材料。此外，作为封入容器的电解液(非水电解质)，只要不有损蓄电元件200的性能，也能够不对其种类作特别限制地选择各式各样的。
另外，蓄电元件200并不限定于非水电解质二次电池，可以是非水电解质二次电池以外的二次电池，也可以是蓄电器。
接下来，说明蓄电元件状态估计装置100的详细的功能构成。
图2是表示本发明的实施方式1所涉及的蓄电元件状态估计装置100的功能性构成的框图。
蓄电元件状态估计装置100是对给定时间点下的蓄电元件200的状态进行估计的装置。在此，蓄电元件200的状态是指蓄电元件200的电气状态或者机械状态，例如包含表示蓄电元件200的劣化程度的劣化状态等。
如该图所示，蓄电元件状态估计装置100具备历史记录获取部110、劣化信息获取部120、劣化值估计部130、状态估计部140以及存储部150。此外，存储部150是用于存储对给定时间点下的蓄电元件200的状态进行估计的各种数据的存储器，存储有充放电历史记录数据151以及劣化信息数据152。
历史记录获取部110获取直到给定时间点为止的蓄电元件200的充放电历史记录。具体而言，历史记录获取部110与蓄电元件200连接，从蓄电元件200检测并获取充放电历史记录。即，历史记录获取部110通过引线等布线而与载置有蓄电元件状态估计装置100的蓄电元件200的电极端子电连接。而且，历史记录获取部110在直到给定时间点为止的期间内经由该布线而从蓄电元件200获取充放电历史记录。
进一步具体而言，历史记录获取部110始终监视蓄电元件200的运行状态，每当发现蓄电元件200的运行状态有给定的变化时，获取充放电历史记录。例如，历史记录获取部110监视蓄电元件200的电压的变化，在电压之差超过了当前的电压的0.1％的情况下，视作蓄电元件200进行了充放电，获取充放电历史记录。在该情况下，例如，历史记录获取部110每当蓄电元件200的电压的变化超过了0.1％时获取充放电历史记录。即，历史记录获取部110以蓄电元件200的电压的变化为0.1％的采样周期来获取充放电历史记录。
另外，充放电历史记录的获取的定时并不限定于上述定时，此外，历史记录获取部110也可以以蓄电元件200的使用期间为1秒的采样周期来获取充放电历史记录等，利用任何采样周期。
此外，充放电历史记录是指蓄电元件200的运行历史记录，是包含表示蓄电元件200进行了充电或者放电的期间(使用期间)的信息、与在该使用期间内蓄电元件200已进行的充电或者放电有关的信息等的信息。
具体而言，表示蓄电元件200的使用期间的信息是包含表示蓄电元件200进行了充电或者放电的时间点的信息即日期(年月日)以及时刻、或者、蓄电元件200已被使用的累积使用期间等的信息。
在此，累积使用期间是指蓄电元件200的使用期间的累积值，具体而言表示蓄电元件200的使用开始时间点至给定时间点之间的期间。另外，作为累积使用期间的单位，只要是时间(时、分、秒)、日、月、或者循环(充放电次数)等表示期间的单位即可，可以是任意单位。
此外，与蓄电元件200已进行的充电或者放电有关的信息是表示蓄电元件200已进行的充电或者放电时的电压、电流、使用温度以及电池状态等的信息，在视作蓄电元件200进行了充电或者放电的情况下，由历史记录获取部110获取。
在此，使用温度是指蓄电元件200的使用温度，历史记录获取部110可以在蓄电元件200的容器、电极端子设置温度计来计测蓄电元件200的温度作为该使用温度，也可以通过温度计来计测蓄电元件200的周围的温度作为该使用温度。此外，历史记录获取部110也可以获取蓄电元件200被使用的地域的温度(外部气温)作为该使用温度。
此外，电池状态是充电状态、放电状态、放置状态(既不充电又不放电的状态)等表示蓄电元件200处于何种运行状态的信息。另外，在根据表示蓄电元件200的电压或者电流的信息来推断该电池状态的情况下，无需表示该电池状态的信息。
而且，历史记录获取部110将获取到的充放电历史记录写入存储部150中存储的充放电历史记录数据151。
图3A是表示本发明的实施方式1所涉及的充放电历史记录数据151中写入的充放电历史记录的一例的图。
如该图所示，在充放电历史记录数据151中，作为充放电历史记录而写入表示直到给定时间点为止的蓄电元件200的运行历史记录即充放电历史记录的数据。即，在充放电历史记录数据151中，写入“日期”、“时刻”、“使用期间”、“电压”、“电流”、“SOC”、“温度”和“电池状态”建立了对应的数据表。
在此，在“日期”以及“时刻”中，存储表示蓄电元件200进行了充电或者放电的时间点的信息即日期(年月日)以及时刻，在“使用期间”中，存储表示蓄电元件200已被使用的累积使用期间的值。即，历史记录获取部110由计时器等计测时间，获取该日期(年月日)、时刻以及累积使用期间，写入“日期”、“时刻”以及“使用期间”。另外，历史记录获取部110可以利用“日期”以及“时刻”中存储的信息来计算该累积使用期间，并写入“使用期间”。
此外，在“电压”、“电流”、“温度”以及“电池状态”中，作为与蓄电元件200已进行的充电或者放电有关的信息，存储表示蓄电元件200已进行的充电或者放电时的电压、电流、使用温度以及电池状态的信息。即，历史记录获取部110获取蓄电元件200的电压、电流、使用温度以及电池状态，写入“电压”、“电流”、“温度”以及“电池状态”。
此外，在“SOC”中，存储表示蓄电元件200已进行的充电或者放电时的蓄电元件200的SOC(State Of Charge：充电状态)的信息。该SOC由历史记录获取部110计算，并写入“SOC”。
即，历史记录获取部110例如利用表示SOC与OCV(Open Circuit Voltage：开路电压)的关系的SOC-OCV特性，根据蓄电元件200的电压值来估计SOC，由此来计算SOC。此外，历史记录获取部110也可以利用累计充放电电流来估计SOC的电流累计法，根据蓄电元件200的电流值来计算SOC。
而且，历史记录获取部110利用蓄电元件200的SOC、使用温度和使用期间的关系来生成模式数据，将所生成的模式数据作为蓄电元件200的充放电历史记录而写入充放电历史记录数据151。
图3B是表示本发明的实施方式1所涉及的历史记录获取部110生成的模式数据的一例的图。
模式数据是表示蓄电元件200的运行模式的数据。具体而言，模式数据是表示蓄电元件200的SOC、使用温度和使用期间的关系的数据的集合。例如在进行图表化的情况下，模式数据如该图所示由表示蓄电元件200的SOC和使用期间的关系的图表等来表示。
在此，模式数据是通过将表示直到给定时间点为止的期间内的蓄电元件200的状态量(在该图中为SOC)的变化的数据之中表示反复进行的变化的数据模式化而获得的数据。即，在直到给定时间点为止的期间内，如该图的图表的变化反复进行的情况下，表示如该图表的变化的数据作为模式数据来生成。
例如，如果平日每天以如该图表的变化反复充放电，则由该图表表示的数据作为平日的模式数据来生成。此外，同样，关于休息日，也生成模式数据。另外，模式数据的生成无需反复完全相同的充放电(成为完全相同的图表的形式)，容许一定的偏差。该偏差量通过用户的设定等来适当规定。
如此，历史记录获取部110在直到该给定时间点为止的期间内生成多个模式数据。另外，在只有一个充放电模式的情况下，历史记录获取部110可以只生成一个模式数据。
而且，历史记录获取部110将所生成的模式数据写入存储部150中存储的充放电历史记录数据151。另外，历史记录获取部110可以将模式数据以如该图的图表的形式写入充放电历史记录数据151，也可以是以用于生成该图表的数据的集合(数据表)的形式写入充放电历史记录数据151。
进而，历史记录获取部110可以将为了生成模式数据而利用的充放电历史记录从充放电历史记录数据151之中删除。即，由于该充放电历史记录是根据模式数据而被模式化的，因此无需继续保存在充放电历史记录数据151中，能够从充放电历史记录数据151之中删除。
如此一来，历史记录获取部110获取模式数据来作为充放电历史记录，所述模式数据是通过将表示直到给定时间点为止的蓄电元件200的状态量的变化的数据之中表示反复进行的变化的数据模式化而获得的。即，历史记录获取部110利用充放电历史记录数据151中存储的充放电历史记录，来生成并获取通过将表示直到给定时间点为止的蓄电元件200的状态量的变化的数据之中表示反复进行的变化的数据模式化而获得的模式数据。
另外，蓄电元件200的状态量是表示蓄电元件200的状态的数值，例如是蓄电元件200的电压、电流、或者表示蓄电元件200的充放电状态的充放电电量、SOC等。另外，在本实施方式中，蓄电元件200的状态量是蓄电元件200的SOC。
如以上，蓄电元件状态估计装置100为了估计给定时间点下的蓄电元件200的状态，利用历史记录获取部110作为充放电历史记录获取到的该模式数据。另外，蓄电元件状态估计装置100也可以不利用模式数据而利用历史记录获取部110获取到的如图3A所示的充放电历史记录，来估计给定时间点下的蓄电元件200的状态。
返回图2，劣化信息获取部120获取与历史记录获取部110获取到的充放电历史记录相应的随时间劣化信息以及通电劣化信息。具体而言，劣化信息获取部120参照存储部150中存储的劣化信息数据152，从劣化信息数据152中预先写入的劣化信息之中提取并获取与该充放电历史记录相应的随时间劣化信息以及通电劣化信息。
在此，随时间劣化信息是表示蓄电元件200在非通电状态下随时间发生劣化的随时间劣化的劣化程度的信息，通电劣化信息是表示除了该随时间劣化之外的由通电引起的劣化即通电劣化的劣化程度的信息。在本实施方式中，随时间劣化信息是表示蓄电元件200的随时间劣化的量的数学式的系数，通电劣化信息是表示蓄电元件200的通电劣化的量的数学式的系数。
即，随时间劣化信息是表示夜间等以不对蓄电元件200进行充放电的状态放置的期间内的劣化程度的系数。此外，通电劣化信息是从表示对蓄电元件200进行了充放电的期间内的劣化程度的系数之中减去进行了该充放电的期间内的随时间劣化系数而得的值。即，随时间劣化信息和通电劣化信息的合计成为表示对蓄电元件200进行了充放电的期间内的劣化程度的系数。
另外，“非通电状态”是指蓄电元件200未被通电的状态，即，蓄电元件200中流动的电流值为零的状态。不过，存在蓄电元件200中始终流动微小电流的情况，在该情况下，不仅是电流值为零的情形，还将电流值为一定值以下或者SOC变化量为一定值以下的情形视作“非通电状态”。
在此，由于历史记录获取部110获取包含蓄电元件200的SOC以及使用温度的至少一者的充放电历史记录，因此劣化信息获取部120获取与该充放电历史记录中的蓄电元件200的SOC以及使用温度的至少一者相应的随时间劣化信息以及通电劣化信息。在本实施方式中，由于历史记录获取部110获取包含蓄电元件200的SOC以及使用温度的充放电历史记录，因此劣化信息获取部120获取与该充放电历史记录中的蓄电元件200的SOC以及使用温度相应的随时间劣化信息以及通电劣化信息。
此外，由于历史记录获取部110获取包含按期间历史记录的充放电历史记录，所述按期间历史记录是与直到给定时间点为止的多个期间分别对应的充放电历史记录，因此劣化信息获取部120获取与按期间历史记录分别相应的随时间劣化信息以及通电劣化信息。
在此，关于劣化信息数据152中预先写入的劣化信息(即，劣化信息获取部120获取的随时间劣化信息以及通电劣化信息)，以下进行说明。
图4A以及图4B是表示本发明的实施方式1所涉及的劣化信息数据152中预先写入的劣化信息的一例的图。
在利用适当的数学式使蓄电元件200的容量减少率的推移模型化的情况下，由于蓄电元件200的劣化模型式对于变量至少取使用期间t，因此能够模型化为f(t)。而且，蓄电元件200的劣化速度k(t)能够关于变量t对蓄电元件200的劣化模型式f(t)进行微分而求出。
例如，在劣化模型式
Figure GDA0002207016910000181
的情况下，劣化速度k(t)＝a/2·t-0.5，在劣化模型式f(t)＝bt3+ct2+dt的情况下，劣化速度k(t)＝3bt2+2ct+d。该计算出的劣化速度中的比例常数以及常数项(a、b、c或者d)为劣化信息，以下称作劣化系数。
若关于该劣化系数创建阿伦尼乌斯曲线，则如图4A那样关于各SOC获得线性关系，因此通过计算ln(a)＝-α(103/T)+β中的常数α(斜率)以及β(截距)，从而能够计算使用温度T下的劣化系数a。另外，在无法获得如该图那样简单的比例关系的情况下，要计算的SOC中的劣化系数能够通过最近2点间的内插值来计算。表示使这种蓄电元件200的SOC和使用温度发生变化的情况下的劣化系数的变化的图表，也能够表现为如图4B所示的劣化系数(在该图中为劣化系数a)的与使用条件依赖性有关的映射。基于这些内容，能够构建计算劣化速度的模型式。
而且，如此一来，事前求出作为随时间劣化信息的随时间劣化系数以及作为通电劣化信息的通电劣化系数，并事前写入劣化信息数据152。另外，用于计算随时间劣化系数以及通电劣化系数的数据例如能够通过以下的容量确认试验、循环试验以及放置试验来获取。
在容量确认试验中，关于充电，将1CA恒流恒压充电进行到充电终止条件0.02CA、充电上限电压4.15V为止，关于放电，将恒流放电进行到放电下限电压2.75V为止。另外，温度在充电、放电时均设为25℃。此外，在循环试验中，关于充电，将1CA恒流充电进行到充电终止条件0.02CA、充电上限电压4.15V为止，关于放电，将恒流放电进行到放电下限电压2.75V为止。在循环试验中，优选反复进行SOC90％至SOC70％的充放电、反复进行SOC30％至SOC10％的充放电等，由此用作在各种SOC范围内的用于计算通电劣化系数的数据。另外，关于温度，在充电、放电时均在-10℃、0℃、10℃、25℃、45℃以及55℃下实施。此外，在放置试验中，SOC关于10～100％以10％为刻度，温度在-10℃、0℃、10℃、25℃、45℃以及55℃下实施。
即，通过放置试验以及容量确认试验能够获取用于计算随时间劣化系数的数据，通过循环试验以及容量确认试验能够获取用于计算通电劣化系数的数据。另外，在通电劣化系数的计算中，从循环试验获取到的劣化系数之中减去每SOC的随时间劣化系数的平均值，从而能够计算除去恒流通电时的随时间劣化的影响的劣化系数即通电劣化系数。
在此，如上述，为了计算通电劣化系数，优选循环试验的充电条件为恒流充电，但在循环试验的充电条件为恒流恒压充电的情况下，通过以下的方法来计算通电劣化系数。
在该情况下，将恒压充电期间的充电电流衰减的期间假定为放置试验期间，视作循环试验和放置试验的复合耐久试验。而且，在充电后的该放置试验期间内应用SOC100％的随时间劣化系数，在放电结束的该放置试验期间内应用SOC0％的随时间劣化系数，将上述放置试验期间以外的通电时的劣化系数置为未知数x。接下来，将上述条件设为充放电模式，将该模式适用于试验结果，使通电时的劣化系数x最佳化，由此来计算只是恒流通电时的表观上的劣化系数。然后，从获得的只是恒流通电时的劣化系数之中减去各SOC的随时间劣化系数的平均值，从而能够计算除去恒流通电时的随时间劣化的影响的劣化系数即通电劣化系数。
另外，随时间劣化系数以及通电劣化系数可以如图4A、图4B那样以的图表的形式写入劣化信息数据152，也可以是以数据表的形式写入劣化信息数据152。
返回图2，劣化值估计部130估计根据与充放电历史记录相应的随时间劣化信息以及通电劣化信息获得的、表示给定时间点下的蓄电元件200的随时间劣化的量的随时间劣化值和表示通电劣化的量的通电劣化值。即，劣化值估计部130利用劣化信息获取部120获取到的随时间劣化信息以及通电劣化信息来估计随时间劣化值和通电劣化值。具体而言，劣化值估计部130利用与按期间历史记录分别相应的随时间劣化信息以及通电劣化信息，按照按期间历史记录的每个历史记录来计算随时间劣化值以及通电劣化值，将计算出的该随时间劣化值以及该通电劣化值按照按期间历史记录的经过顺序进行累计，来计算给定时间点下的随时间劣化值以及通电劣化值。
例如，假想如下情况，即，历史记录获取部110获取包含第一按期间历史记录和第二按期间历史记录的所述充放电历史记录，所述第一按期间历史记录是第一时间点至第二时间点的按期间历史记录，所述第二按期间历史记录是该第二时间点至第三时间点的按期间历史记录。在该情况下，劣化信息获取部120获取与第一按期间历史记录相应的随时间劣化信息即第一随时间劣化信息、和与第二按期间历史记录相应的随时间劣化信息即第二随时间劣化信息。
然后，劣化值估计部130利用第一随时间劣化信息来计算第一时间点至第二时间点的随时间劣化值即第一随时间劣化值。此外，劣化值估计部130将进行了第一随时间劣化值的劣化的状态设为开始时间点，利用第二随时间劣化信息来计算第二时间点至第三时间点的随时间劣化值即第二随时间劣化值。然后，劣化值估计部130将第一随时间劣化值和第二随时间劣化值相加来计算第一时间点至第三时间点的随时间劣化值。
此外，假想如下情况，即，历史记录获取部110获取包含第三按期间历史记录和第四按期间历史记录的充放电历史记录，所述第三按期间历史记录是对蓄电元件200进行了通电的第四时间点至第五时间点的按期间历史记录，所述第四按期间历史记录是该第五时间点以后对蓄电元件200进行了通电的第六时间点至第七时间点的按期间历史记录。在该情况下，劣化信息获取部120获取与第三按期间历史记录相应的通电劣化信息即第一通电劣化信息、和与第四按期间历史记录相应的通电劣化信息即第二通电劣化信息。
然后，劣化值估计部130利用第一通电劣化信息来计算第四时间点至第五时间点的通电劣化值即第一通电劣化值。此外，劣化值估计部130将进行了第一通电劣化值的劣化的状态设为开始时间点，利用第二通电劣化信息来计算第六时间点至第七时间点的通电劣化值即第二通电劣化值。然后，劣化值估计部130将第一通电劣化值和第二通电劣化值相加来计算第四时间点至第七时间点的通电劣化值。
关于该劣化值估计部130对给定时间点下的随时间劣化值以及通电劣化值进行估计的处理的详细将后述。另外，在本实施方式中，随时间劣化值是蓄电元件200的随时间劣化中的劣化量(随时间劣化量)，通电劣化值是蓄电元件200的通电劣化中的劣化量(通电劣化量)。
状态估计部140利用劣化值估计部130估计出的随时间劣化值和通电劣化值来估计给定时间点下的蓄电元件200的状态。具体而言，状态估计部140将给定时间点下的该随时间劣化值和该通电劣化值相加，由此来估计该给定时间点下的蓄电元件200的劣化状态。
另外，上述的给定时间点是不仅包含当前或者过去的时间点还包含将来的时间点的概念。
即，为了估计将来的时间点下的蓄电元件200的状态，历史记录获取部110将给定时间点设为将来的时间点，获取过去的充放电历史记录，估计直到该将来的时间点为止的充放电历史记录，由此获取直到该将来的时间点为止的蓄电元件200的充放电历史记录的预测值，来作为充放电历史记录。另外，历史记录获取部110可以不是通过根据过去的充放电历史记录的实绩值进行计算来获取直到将来的时间点为止的充放电历史记录的预测值，而是通过用户的输入等来获取直到将来的时间点为止的充放电历史记录的预测值。
然后，劣化信息获取部120获取与该充放电历史记录相应的直到该将来的时间点为止的随时间劣化信息以及通电劣化信息。之后，劣化值估计部130利用直到该将来的时间点为止的随时间劣化信息以及通电劣化信息来估计该将来的时间点下的随时间劣化值以及通电劣化值。然后，状态估计部140利用该将来的时间点下的随时间劣化值和通电劣化值来估计该将来的时间点下的蓄电元件200的状态。由此，状态估计部140例如能够估计蓄电元件200的剩余寿命。
接下来，详细说明蓄电元件状态估计装置100对给定时间点下的蓄电元件200的状态进行估计的处理。
图5是表示本发明的实施方式1所涉及的蓄电元件状态估计装置100对给定时间点下的蓄电元件200的状态进行估计的处理的一例的流程图。
首先，如该图所示，历史记录获取部110获取直到给定时间点为止的蓄电元件200的充放电历史记录(S102：历史记录获取步骤)。
具体而言，历史记录获取部110获取模式数据来作为充放电历史记录，所述模式数据是通过将表示直到给定时间点为止的蓄电元件200的状态量的变化的数据之中表示反复进行的变化的数据模式化而获得的。
即，历史记录获取部110获取如图6所示的模式数据作为该充放电历史记录。另外，该模式数据被写入充放电历史记录数据151，历史记录获取部110从充放电历史记录数据151之中获取该模式数据。在此，图6是表示本发明的实施方式1所涉及的历史记录获取部110获取的模式数据的一例的图。
另外，图6中的A点～F点表示模式数据中的状态量(在该图中为SOC)的变化点。
然后，劣化信息获取部120获取与历史记录获取部110获取到的充放电历史记录相应的随时间劣化信息以及通电劣化信息(S104：劣化信息获取步骤)。关于该劣化信息获取部120获取的随时间劣化信息以及通电劣化信息，以下详细说明。
图7A是说明本发明的实施方式1所涉及的劣化信息获取部120获取的与图6的AB间相应的随时间劣化信息的图，图7B是说明本发明的实施方式1所涉及的劣化信息获取部120获取的与图6的AB间相应的通电劣化信息的图。
具体而言，这些图是示出进行了与图6所示的模式数据中的A点至B点同样的蓄电元件200的使用的情况下的、使用期间和容量维持率的关系的图表，图7A表示随时间劣化的推移，图7B表示通电劣化的推移。即，在将反复进行了SOC45％～100％的充放电时的蓄电元件200的劣化分为随时间劣化和通电劣化的情况下，图7A表示随时间劣化，图7B表示通电劣化。
劣化信息获取部120关于图6所示的模式数据中的AB间，获取与图7A中的图表对应的作为随时间劣化信息的随时间劣化系数。在该AB间，根据SOC的变化而随时间劣化系数也变化，因此劣化信息获取部120通过加权平均等来获取该AB间的(SOC45％～100％中的)随时间劣化系数的平均值。另外，劣化信息获取部120也可以获取该AB间的SOC的平均值(SOC72.5％)下的随时间劣化系数。
此外，劣化信息获取部120作为该AB间的通电劣化信息，获取与图7B中的图表对应的通电劣化系数。即，劣化信息获取部120获取将蓄电元件200从SOC45％充电为100％的情况下的通电劣化系数。
例如，劣化信息获取部120关于随时间劣化信息以及通电劣化信息的各个信息，获取计算如在图4A以及图4B中说明过的劣化系数的数学式、用于确定劣化系数的常数(在图4A的说明中为α、β)等。具体而言，劣化信息获取部120从劣化信息数据152中预先写入的数据之中提取并获取与充放电历史记录相应的(与图7A或者图7B的图表对应的)该数学式、常数等。
此外，图7C是说明本发明的实施方式1所涉及的劣化信息获取部120获取的与图6的BC间相应的随时间劣化信息的图。具体而言，该图表示将蓄电元件200以SOC100％进行了放置的情况下的随时间劣化。
劣化信息获取部120关于图6所示的模式数据中的BC间，作为随时间劣化信息而获取与图7C中的图表对应的随时间劣化系数。即，劣化信息获取部120获取该BC间的SOC的值(SOC100％)下的随时间劣化系数。另外，在该BC间，由于未进行充放电，因此劣化信息获取部120仅获取随时间劣化信息，不获取通电劣化信息，或者将通电劣化信息(通电劣化系数)作为“0”来获取。
如以上，劣化信息获取部120在模式数据中的各区间内，依次获取与该各区间的充放电历史记录相应的随时间劣化信息以及通电劣化信息。另外，图7A～图7C中的图表的纵轴(容量维持率)的比例尺为一例，可根据估计状态的蓄电元件200的劣化程度来适当规定。在以下的图9、10等中也同样。
返回图5，劣化值估计部130估计根据劣化信息获取部120获取到的随时间劣化信息以及通电劣化信息而获得的、表示给定时间点下的蓄电元件200的随时间劣化的量的随时间劣化值和表示通电劣化的量的通电劣化值(S106：劣化值估计步骤)。
具体而言，劣化值估计部130利用与按期间历史记录(在本实施方式中为上述的模式数据中的各区间的充放电历史记录)分别相应的随时间劣化信息以及通电劣化信息，按照按期间历史记录的每个历史记录来计算随时间劣化值以及通电劣化值。然后，劣化值估计部130将计算出的该随时间劣化值以及该通电劣化值按照按期间历史记录的经过顺序进行累计，来计算给定时间点下的随时间劣化值以及通电劣化值。
关于该劣化值估计部130对给定时间点下的随时间劣化值以及通电劣化值进行估计的处理的详细将后述。
然后，状态估计部140利用劣化值估计部130估计出的随时间劣化值和通电劣化值来估计给定时间点下的蓄电元件200的状态(S108：状态估计步骤)。
具体而言，状态估计部140例如将给定时间点下的该随时间劣化值和该通电劣化值相加，由此来估计该给定时间点下的蓄电元件200的劣化状态。
如此一来，蓄电元件状态估计装置100能够估计当前、过去或者将来的时间点下的蓄电元件200的状态。如以上，蓄电元件状态估计装置100对给定时间点下的蓄电元件200的状态进行估计的处理结束。
接下来，详细说明劣化值估计部130对给定时间点下的随时间劣化值以及通电劣化值进行估计的处理(图5的S106)。
图8是表示本发明的实施方式1所涉及的劣化值估计部130对给定时间点下的随时间劣化值以及通电劣化值进行估计的处理的一例的流程图。
首先，如该图所示，劣化值估计部130计算初始的按期间历史记录的随时间劣化值以及通电劣化值(S202)。即，劣化值估计部130利用与初始的按期间历史记录相应的随时间劣化系数以及通电劣化系数，来计算该AB间的按期间历史记录的随时间劣化值以及通电劣化值。
在本实施方式中，劣化值估计部130利用与图6所示的模式数据中的AB间的按期间历史记录相应的随时间劣化系数以及通电劣化系数，来计算作为该初始的按期间历史记录中的劣化量的随时间劣化量以及通电劣化量。
然后，劣化值估计部130直到所有的按期间历史记录结束为止，反复进行以下的处理(S206～S208)(循环1：S204～S210)。
首先，劣化值估计部130计算下一按期间历史记录的随时间劣化量以及通电劣化量(S206)。即，劣化值估计部130利用与下一按期间历史记录相应的随时间劣化系数以及通电劣化系数，来计算该下一按期间历史记录的随时间劣化量以及通电劣化量。
例如，劣化值估计部130利用与图6所示的模式数据中的BC间的按期间历史记录相应的随时间劣化系数以及通电劣化系数，来计算该BC间的按期间历史记录的随时间劣化量以及通电劣化量。
然后，劣化值估计部130分别将随时间劣化量以及通电劣化量相加(S208)。即，劣化值估计部130将初始的按期间历史记录的随时间劣化量和下一按期间历史记录的随时间劣化量相加，此外，将初始的按期间历史记录的通电劣化量和下一按期间历史记录的通电劣化量相加。
如以上，劣化值估计部130按照按期间历史记录的每个历史记录来计算随时间劣化量以及通电劣化量，将计算出的该随时间劣化量以及该通电劣化量按照按期间历史记录的经过顺序进行累计，来计算给定时间点下的随时间劣化量以及通电劣化量。
在此，关于劣化值估计部130对给定时间点下的随时间劣化量以及通电劣化量进行估计的处理，更具体地说明。
图9是说明本发明的实施方式1所涉及的劣化值估计部130对给定时间点下的随时间劣化量进行估计的处理的图。此外，图10是说明本发明的实施方式1所涉及的劣化值估计部130对给定时间点下的通电劣化量进行估计的处理的图。
首先，在劣化值估计部130对随时间劣化量进行估计的处理中，将图6所示的模式数据中的A点设为第一时间点，将B点设为第二时间点，将C点设为第三时间点。在该情况下，历史记录获取部110获取包含第一时间点至第二时间点的按期间历史记录即第一按期间历史记录(AB间的充放电历史记录)、和该第二时间点至第三时间点的按期间历史记录即第二按期间历史记录(BC间的充放电历史记录)的充放电历史记录。
然后，劣化信息获取部120获取与第一按期间历史记录相应的随时间劣化信息即第一随时间劣化信息、和与第二按期间历史记录相应的随时间劣化信息即第二随时间劣化信息。
具体而言，劣化信息获取部120获取与图9(a)的图表相应的随时间劣化系数作为第一随时间劣化信息，获取与图9(b)的图表相应的随时间劣化系数作为第二随时间劣化信息。另外，图9(a)是表示与图6所示的模式数据的AB间相应的随时间劣化系数的图表，对应于图7A。此外，图9(b)是表示与图6所示的模式数据的BC间相应的随时间劣化系数的图表，对应于图7C。
然后，劣化值估计部130利用第一随时间劣化信息来计算第一时间点至第二时间点的随时间劣化值即第一随时间劣化值。即，劣化值估计部130将图9(a)中的AB间的随时间劣化量计算为第一随时间劣化值。另外，在该图中，由蓄电元件200的容量维持率来表示该随时间劣化量。
然后，劣化值估计部130将进行了第一随时间劣化值的劣化的状态设为开始时间点，利用第二随时间劣化信息来计算第二时间点至第三时间点的随时间劣化值即第二随时间劣化值。即，劣化值估计部130在图9(b)中，将图9(a)中的B点下的容量维持率的值设为开始时间点，将BC间的随时间劣化量计算为第二随时间劣化值。另外，在该图中，也由蓄电元件200的容量维持率来表示该随时间劣化量。
然后，劣化值估计部130将第一随时间劣化值和第二随时间劣化值相加来计算第一时间点至第三时间点(A点至C点)的随时间劣化值(随时间劣化量)。
然后，如图9(c)所示，接下来劣化值估计部130将图6所示的模式数据中的C点重新定义为第二时间点，并且将D点重新定义为第三时间点，通过反复执行与以上同样的处理，由此来计算A点至D点的随时间劣化量。另外，图9(c)是表示与图6所示的模式数据的CD间相应的随时间劣化系数的图表。
如此一来，劣化值估计部130按照按期间历史记录的每个历史记录来计算随时间劣化量，将计算出的该随时间劣化量按照按期间历史记录的经过顺序进行累计，来计算给定时间点下的随时间劣化量。
此外，在劣化值估计部130对通电劣化值进行估计的处理中，将图6所示的模式数据中的A点设为第四时间点，将B点设为第五时间点，将C点设为第六时间点，将D点设为第七时间点。在该情况下，历史记录获取部110获取包含对蓄电元件200进行了通电的第四时间点至第五时间点的按期间历史记录即第三按期间历史记录(AB间的充放电历史记录)、和该第五时间点以后对蓄电元件200进行了通电的第六时间点至第七时间点的按期间历史记录即第四按期间历史记录(CD间的充放电历史记录)的充放电历史记录。
然后，劣化信息获取部120获取与第三按期间历史记录相应的通电劣化信息即第一通电劣化信息、和与第四按期间历史记录相应的通电劣化信息即第二通电劣化信息。
具体而言，劣化信息获取部120获取与图10(a)的图表相应的通电劣化系数作为第一通电劣化信息，获取与图10(b)的图表相应的通电劣化系数作为第二通电劣化信息。另外，图10(a)是表示与图6所示的模式数据的AB间相应的通电劣化系数的图表，对应于图7B。此外，图10(b)是表示与图6所示的模式数据的CD间相应的通电劣化系数的图表。
然后，劣化值估计部130利用第一通电劣化信息来计算第四时间点至第五时间点的通电劣化值即第一通电劣化值。即，劣化值估计部130将图10(a)中的AB间的通电劣化量计算为第一通电劣化值。另外，在该图中，由蓄电元件200的容量维持率来表示该通电劣化量。
然后，劣化值估计部130将进行了第一通电劣化值的劣化的状态设为开始时间点，利用第二通电劣化信息来计算第六时间点至第七时间点的通电劣化值即第二通电劣化值。即，劣化值估计部130在图10(b)中，将图10(a)中的B点下的容量维持率的值计算为开始时间点即C点下的容量维持率，将CD间的通电劣化量计算为第二通电劣化值。另外，在该图中，也由蓄电元件200的容量维持率来表示该通电劣化量。
然后，劣化值估计部130将第一通电劣化值和第二通电劣化值相加，来计算第四时间点至第七时间点(A点至D点)的通电劣化值(通电劣化量)。
然后，如图10(c)所示，接下来劣化值估计部130将图6所示的模式数据中的D点重新定义为第五时间点，将E点重新定义为第六时间点，并且将F点重新定义为第七时间点，通过反复执行与以上同样的处理，由此来计算A点至F点的通电劣化量。另外，图10(c)是表示与图6所示的模式数据的EF间相应的通电劣化系数的图表。
如此一来，劣化值估计部130按照按期间历史记录的每个历史记录来计算通电劣化量，将计算出的该通电劣化量按照按期间历史记录的经过顺序进行累计，来计算给定时间点下的通电劣化量。
例如，劣化值估计部130能够通过以下所示的式子来计算随时间劣化量y以及通电劣化量z。在此，将随时间劣化系数设为asto时的使用期间t内的蓄电元件200的随时间劣化的模型式设为
Figure GDA0002207016910000281
将通电劣化系数设为acyc时的使用期间t内的蓄电元件200的通电劣化的模型式设为
Figure GDA0002207016910000282
此外，将给定时间点i下的SOC设为Si，将通电速率设为Ci，将使用温度设为Ti，将使用期间设为ti，将通电时的ΔDOD(放电深度的变化量)设为Di。
[数学式1]
Figure GDA0002207016910000291
Figure GDA0002207016910000292
通过以上，劣化值估计部130对给定时间点下的随时间劣化值以及通电劣化值进行估计的处理(图5的S106)结束。
接下来，说明蓄电元件状态估计装置100发挥的效果。
图11A以及图11B是表示本发明的实施方式1所涉及的蓄电元件状态估计装置100和比较例1的经过短期间后的给定时间点下的蓄电元件200的状态的估计结果的图。具体而言，这些图是表示作为实施例1(实施例1-1)的蓄电元件状态估计装置100、和作为比较例1(比较例1-1)的上述专利文献1记载的装置在第47天的估计结果的图。
此外，图12A以及图12B是表示本发明的实施方式1所涉及的蓄电元件状态估计装置100和比较例1的经过长期间后的给定时间点下的蓄电元件200的状态的估计结果的图。具体而言，这些图是表示作为实施例1(实施例1-2)的蓄电元件状态估计装置100、和作为比较例1(比较例1-2)的上述专利文献1记载的装置在第466天的估计结果的图。
在此，作为状态估计的对象的电池的规格以及试验条件在所有的实施例以及比较例中是相同的。
即，作为电池的规格，对于正极合剂(正极活性物质层)，作为正极活性物质而使用了尖晶石型锂锰氧化物，作为导电助剂而使用了乙炔黑，并且作为粘结剂而使用了聚偏氟乙烯。此外，对于负极合剂(负极活性物质层)，作为负极活性物质而使用了难石墨化碳，并且作为粘结剂而使用了聚偏氟乙烯。此外，对于电解液，以25∶55∶20的比率来混合EC(碳酸乙烯酯)、EMC(碳酸甲乙酯)和DMC(碳酸二甲酯)，在混合溶液中添加了1mol/L的LiPF6。
关于电池试验，在进行了用于掌握电池的基本性能的容量确认试验之后，进行了充放电循环试验。关于容量确认试验，充电设为了充电电流1CA、充电上限电压4.15V、充电终止条件0.02CA的恒流恒压充电，放电设为了放电电流1CA、下限电压2.75V的恒流放电。温度设为了25℃。关于放电循环试验，充电设为充电电流1CA、充电上限电压4.15V、充电终止条件0.02CA的恒流恒压充电，放电进行了放电电流1CA、放电下限电压2.75V的恒流放电。而且，在充放电循环试验的期间中，反复执行使温度按照40℃、45℃、40℃、35℃的次序每隔6小时变化的温度循环。
在比较例1中，模拟了专利文献1(日本特开2013-89424号公报)记载的构成。即，关于随时间劣化，如专利文献1的图5那样，创建SOC每10％、温度每5℃的使用条件分类表，将使用历史记录(期间)分类为表中的对应的电池来进行了累计。此外，关于通电劣化，以各通电速率、温度5℃刻度创建与上述的表同样的表，将使用历史记录(期间)分类为表中的对应的电池来进行了累计。此外，关于上述的随时间劣化以及通电劣化，计算了各电池的劣化系数，乘以对于各电池而累计的期间的平方根来计算出劣化量(劣化率)。然后，接着将电池的所有的劣化量(劣化率)加在一起，估计出试验后的劣化量。
即，比较例1并未如蓄电元件状态估计装置100那样将蓄电元件200内部的劣化分为随时间劣化和通电劣化来保证劣化状态的连续性。
如图11A～图12B所示可知，在经过短期间后以及经过长期间后，作为实施例1(实施例1-1以及1-2)的蓄电元件状态估计装置100中的容量维持率的实测值的误差均小于比较例1(比较例1-1以及1-2)，本发明的估计精度高。
此外，图13A～图13C是表示本发明的实施方式1所涉及的蓄电元件状态估计装置100和比较例2的进行给定时间点下的蓄电元件200的状态的估计的试验条件的图。具体而言，这些图是表示作为实施例2的蓄电元件状态估计装置100、和作为比较例2的上述专利文献2(日本特开2014-81238号公报)记载的装置的估计试验中的试验条件的图。
即，比较例2并未如蓄电元件状态估计装置100那样将蓄电元件200内部的劣化分为随时间劣化和通电劣化来取得劣化状态的连续性，而通过给定的数学式来计算劣化状态。
在此，将图13A所示的试验条件设为使用条件P，将图13B所示的试验条件设为使用条件Q，将图13C所示的试验条件设为使用条件R。例如，在使用条件P中，在使用温度30℃的环境下，以SOC100％放置了16.4小时之后，以0.8小时放电到SOC20％，进而，在放置了6小时之后，以0.8小时充电到SOC100％。关于使用条件Q、R，记载的主旨也相同。
而且，实施例2以及比较例2均估计在从使用条件P变更为使用条件R的情况、和从使用条件Q变更为使用条件R的情况下的蓄电元件200的状态。关于该估计结果，以下进行说明。
图14A是表示本发明的实施方式1所涉及的蓄电元件状态估计装置100在给定时间点下的蓄电元件200的状态的估计结果的图，图14B是表示作为比较例2的上述专利文献2记载的装置在给定时间点下的蓄电元件200的状态的估计结果的图。此外，图14C是表示本发明的实施方式1所涉及的蓄电元件状态估计装置100和比较例2的给定时间点下的蓄电元件200的状态的估计结果的图。
首先，如图14A以及图14B所示，实施例2以及比较例2均在应用了上述的使用条件P和使用条件Q的情况下引起同样的劣化。此外，如图14B所示，在比较例2中，变更为使用条件R之后，在从使用条件P进行了变更的情况和从使用条件Q进行了变更的情况下，也示出同样的劣化的变化。
相对于此，如图14A所示，在实施例2中，变更为使用条件R之后，在从使用条件P进行了变更的情况和从使用条件Q进行了变更的情况下，示出不同的劣化的变化，接近实测值。此外，如图14C所示，结果实施例2中的容量维持率的实测值的误差小于比较例2，本发明的估计精度高。
如这些内容，作为实施例1、2的蓄电元件状态估计装置100将蓄电元件200内部的劣化分为随时间劣化和通电劣化，保证了蓄电元件200内部的劣化状态的连续性，因此能够精度良好地估计蓄电元件200的劣化状态。
如以上，根据本发明的实施方式1所涉及的蓄电元件状态估计装置100，利用与充放电历史记录相应的随时间劣化信息以及通电劣化信息来估计给定时间点下的蓄电元件200的随时间劣化值以及通电劣化值，由此来估计该给定时间点下的蓄电元件200的状态。在此，蓄电元件200的劣化被分为：在非通电状态下也随时间的经过发生劣化的随时间劣化、和即便不引起该随时间劣化也会由于通电发生劣化的通电劣化。即，如果非通电以及通电状态的期间、通电量、使用温度等蓄电元件200的使用条件不同，则蓄电元件200内部中的随时间劣化以及通电劣化的劣化状态不同，因此需要分为随时间劣化和通电劣化来进行考虑。因而，根据蓄电元件状态估计装置100，将蓄电元件200内部的劣化分为随时间劣化和通电劣化来估计劣化值，从而能够提高蓄电元件200的状态的估计精度。
此外，蓄电元件状态估计装置100获取与蓄电元件200的SOC以及使用温度的至少一者相应的随时间劣化信息以及通电劣化信息。即，由于蓄电元件200内部的劣化状态较大程度依赖于蓄电元件200的SOC或者使用温度，因此通过利用与该SOC或者使用温度相应的随时间劣化信息以及通电劣化信息来估计劣化值，能够提高蓄电元件200的状态的估计精度。
此外，蓄电元件状态估计装置100获取与按期间历史记录分别相应的随时间劣化信息以及通电劣化信息。即，由于蓄电元件200内部的劣化状态随时间的经过而变化，因此利用与按期间历史记录分别相应的随时间劣化信息以及通电劣化信息来估计劣化值，从而能够提高蓄电元件200的状态的估计精度。
此外，蓄电元件状态估计装置100利用与按期间历史记录分别相应的随时间劣化信息以及通电劣化信息，按照按期间历史记录的每个历史记录来计算随时间劣化值以及通电劣化值，按照按期间历史记录的经过顺序进行累计，计算给定时间点下的随时间劣化值以及通电劣化值。如此，按照时间的经过顺序累计随时间劣化值以及通电劣化值，从而能够保证蓄电元件200内部的劣化状态的连续性。因而，能够精度良好地计算给定时间点下的随时间劣化值以及通电劣化值，因此能够提高蓄电元件200的状态的估计精度。
此外，蓄电元件状态估计装置100计算第一时间点至第二时间点的第一随时间劣化值，将进行了第一随时间劣化值的劣化的状态设为开始时间点，计算第二时间点至第三时间点的第二随时间劣化值，将第一随时间劣化值和第二随时间劣化值相加来计算第一时间点至第三时间点的随时间劣化值。如此，按照时间的经过顺序累计随时间劣化值，从而能够保证关于随时间劣化的连续性，能够精度良好地计算给定时间点下的随时间劣化值，因此能够提高蓄电元件200的状态的估计精度。
此外，蓄电元件状态估计装置100计算对蓄电元件200进行了通电的第四时间点至第五时间点的第一通电劣化值，将进行了第一通电劣化值的劣化的状态设为开始时间点，计算第五时间点以后对蓄电元件200进行了通电的第六时间点至第七时间点的第二通电劣化值，将第一通电劣化值和第二通电劣化值相加来计算第四时间点至第七时间点的通电劣化值。如此，关于进行了通电的期间，按照时间的经过顺序累计通电劣化值，从而能够保证关于通电劣化的连续性，能够精度良好地计算给定时间点下的通电劣化值，因此能够提高蓄电元件200的状态的估计精度。
此外，蓄电元件状态估计装置100将给定时间点设为将来的时间点，通过估计该将来的时间点下的蓄电元件200的状态，从而能够提高该将来的时间点下的蓄电元件200的状态的估计精度。
此外，蓄电元件状态估计装置100获取蓄电元件200的状态量的变化被模式化而得的模式数据作为充放电历史记录。由此，蓄电元件状态估计装置100能够降低充放电历史记录的信息量，能够简化对蓄电元件200的状态进行估计的处理。
此外，蓄电元件状态估计装置100能够提高给定时间点下的蓄电元件200的劣化状态的估计精度。
(实施方式1的变形例1)
接下来，说明上述实施方式1的变形例1。在上述实施方式1中，设为历史记录获取部110例如以1秒的采样周期来获取蓄电元件200的充放电历史记录，并将获取到的该充放电历史记录写入充放电历史记录数据151。在该情况下，若历经长期间持续获取蓄电元件200的充放电历史记录，则在充放电历史记录数据151中会写入庞大的量的充放电历史记录。
相对于此，在本变形例中，历史记录获取部110将获取到的充放电历史记录更新为每隔给定期间(例如10分钟)的充放电历史记录，由此来获取更新后的充放电历史记录。然后，历史记录获取部110将获取到的更新后的充放电历史记录写入存储部150中存储的充放电历史记录数据151。以下，详细说明本变形例。
图15A～图15C以及图16是说明本发明的实施方式1的变形例1所涉及的历史记录获取部110获取的充放电历史记录的图。另外，本变形例除了以下说明的部分以外具有与上述实施方式1同样的功能，本变形例中的整体构成具有与上述实施方式1中的图2同样的构成，因此省略与图2对应的框图以及各部分的详细说明。
首先，如图15A所示，历史记录获取部110例如以1秒的采样周期来获取给定期间(例如10分钟)内的蓄电元件200的电流以及电压等充放电历史记录，并根据获取到的该充放电历史记录来计算每隔1秒的蓄电元件200的SOC。然后，历史记录获取部110将计算出的给定期间内的蓄电元件200的SOC写入充放电历史记录数据151。
然后，如图15B所示，历史记录获取部110从该SOC的历史记录(时间序列数据)之中除去高频分量的噪声。即，历史记录获取部110从充放电历史记录数据151之中读出蓄电元件200的SOC，除去该高频分量的噪声。
然后，如图15C所示，历史记录获取部110根据高频分量的噪声已被除去的SOC的历史记录的最大值、最小值、给定期间开始时间点下的SOC、以及给定期间结束时间点下的SOC的值来构建简易波形。在该图中，在给定期间(10分钟)内的该SOC的历史记录(时间序列数据)中，将开始时间点下的值、最大值、最小值、以及结束时间点下的值依次相连而构建了该简易波形。
历史记录获取部110根据该简易波形来计算平均SOC以及SOC变动量。在此，平均SOC是指蓄电元件200的SOC的给定期间内在多个时间点下的平均值，SOC变动量是指该SOC在该多个时间点下的变动量。例如，历史记录获取部110将该图所示的SOC的最大值53％和最小值47％的平均值50％计算为平均SOC，或者将对该图的图表进行积分而求出的平均值计算为平均SOC。此外，历史记录获取部110将开始时间点下的值50％至最大值53％的变动量3％、最大值53％至最小值47％的变动量6％、和最小值47％至结束时间点下的值48％的变动量1％的合计值10％计算为SOC变动量。
此外，历史记录获取部110关于蓄电元件200的使用温度，同样也计算给定期间内在该多个时间点下的平均值即平均温度。即，历史记录获取部110从充放电历史记录数据151之中读出给定期间内的蓄电元件200的使用温度，计算平均温度。
然后，历史记录获取部110将计算出的平均SOC、SOC变动量以及平均温度与给定的数字建立关联。例如，历史记录获取部110如下那样设定分辨率，由此来谋求数据量的降低。
即，平均SOC将0～100％之间以4％刻度分解为26种，由5比特的数据来表现。此外，SOC变动量将0～50％之间以0.5％刻度且将50～100％值间以10％刻度分解为106种，由7比特的数据来表现。此外，平均温度将-10℃～70℃之间以1.25℃刻度分解为64种，由6比特的数据来表现。由此，成为合计18比特的数据量。
即，如图16所示，历史记录获取部110由合计18比特的数据量来表现平均SOC、SOC变动量以及平均温度。因此，历史记录获取部110能够由18比特的数据量来表现10分钟的数据，因此能够由约1.2MB的数据量来表现10年的数据。另外，在数据转发目的地中，通过解读接收到的数据的各自的存储区域中记录的数字具有何种意思，能够恢复平均SOC、SOC变动量以及平均温度的值。
如此一来，历史记录获取部110获取由18比特表现的平均SOC、SOC变动量以及平均温度的数据，并将获取到的数据写入充放电历史记录数据151。此外，历史记录获取部110删除例如以1秒的采样周期获取到的蓄电元件200的充放电历史记录。
由此，历史记录获取部110能够将每隔1秒的数据更新为每隔600秒的数据，因此数据量成为1/600。此外，历史记录获取部110将电流以及电压等信息变换为平均SOC以及SOC变动量等信息，因此认为较之于直接以电压以及电流等蓄积数据的情况即便是粗略的分辨率也能够确保精度。其原因在于，SOC取0～100％的窄的值，因此认为较之于取非常宽的值的电压以及电流等可确保精度地被变换。因此，认为数据量能够比1/600更大幅地压缩。
如以上，历史记录获取部110获取包含平均SOC、SOC变动量和平均温度的充放电历史记录，所述平均SOC是蓄电元件200的SOC在多个时间点下的平均值，所述SOC变动量是蓄电元件200的SOC在该多个时间点下的变动量，所述平均温度是蓄电元件200的温度在该多个时间点下的平均值。然后，劣化信息获取部120获取与历史记录获取部110获取到的充放电历史记录中包含的平均SOC、SOC变动量和平均温度相应的随时间劣化信息以及通电劣化信息。
即，如上述实施方式1所示，作为随时间劣化信息的随时间劣化系数asto是依赖于蓄电元件200的SOC以及使用温度的系数。因而，能够根据蓄电元件200的平均SOC以及平均温度来确定随时间劣化系数asto。此外，作为通电劣化信息的通电劣化系数acyc是依赖于蓄电元件200的通电速率以及使用温度的系数。因而，将SOC变动量变换为通电速率，从而能够根据蓄电元件200的SOC变动量以及平均温度来确定通电劣化系数acyc。例如，在SOC变动量中给定期间10分钟内变动10％的情况下，计算为1小时变动60％，因此通电速率为0.6。
然后，劣化值估计部130利用劣化信息获取部120获取到的随时间劣化信息以及通电劣化信息来估计随时间劣化值和通电劣化值。即，劣化值估计部130利用该充放电历史记录中包含的平均SOC、SOC变动量和平均温度来估计随时间劣化值和通电劣化值。
下面，说明即便历史记录获取部110每隔给定期间压缩充放电历史记录也能够将蓄电元件状态估计装置100的估计精度维持得较高。
图17A以及图17B是表示本发明的实施方式1的变形例1所涉及的历史记录获取部110在多个给定期间内更新了充放电历史记录的情况下的容量维持率的变化的图。具体而言，图17A是表示历史记录获取部110将给定期间设为10分钟、1小时、1天、1个月来更新了充放电历史记录的情况下的容量维持率的变化的图表。此外，图17B是表示图17A的图表中的值的表。另外，表中的括号内的数值表示各给定期间内的估计结果和实测值的差异。
在此，这些图中的试验条件如下所述。即，作为充放电模式，使用了将车的燃料效率测定用的车辆速度与时间模式的关系变换为电池的输入输出模式并进一步进行了简化而成的模式。此外，作为温度模式，每隔月应用了根据配置有该车的地域中的各月的平均气温、平均最高气温以及平均最低气温而创建的温度模式。
如这些图所示，在每隔1天压缩并更新充放电历史记录的情况下，结果估计精度低，但在每隔10分钟或者1小时压缩并更新充放电历史记录的情况下，结果估计精度高。因而可知，在本试验中，优选将压缩充放电历史记录的给定期间设定为1天以内，更优选设定为1小时以内。另外，认为如果试验条件不同则优选的给定期间也变化，因此关于估计对象的蓄电元件200，适当决定该给定期间即可。
如以上，根据本发明的实施方式1的变形例1所涉及的蓄电元件状态估计装置100，获取蓄电元件200的平均SOC、SOC变动量和平均温度，利用该平均SOC、SOC变动量和平均温度来估计随时间劣化值和通电劣化值。在此，在为了估计随时间劣化值和通电劣化值而历经长期间持续计测蓄电元件200的数据的情况下，除了如构成为能够始终在线转发该数据的构成之外，需要在存储器中蓄积庞大的数据。对于该课题，本申请发明者们发现：若利用蓄电元件200的平均SOC、SOC变动量和平均温度，则既能压缩数据量又能同样维持随时间劣化值以及通电劣化值的估计精度。因而，蓄电元件状态估计装置100不利用庞大的量的SOC以及温度的数据而利用该SOC以及温度的平均值等，从而能够压缩(降低)数据量，并且精度良好地估计随时间劣化值和通电劣化值。
此外，蓄电元件状态估计装置100将获取到的充放电历史记录更新为每隔给定期间的充放电历史记录。在此，本申请发明者们发现：例如即便将每隔1秒获取到的充放电历史记录更新为每隔10分钟等给定期间的充放电历史记录，也能够同等地维持随时间劣化值以及通电劣化值的估计精度。因而，蓄电元件状态估计装置100能够压缩(降低)数据量，并且精度良好地估计随时间劣化值和通电劣化值。
另外，在上述变形例1中，设为历史记录获取部110计算每隔10分钟等给定期间的平均SOC、SOC变动量以及平均温度，来更新充放电历史记录。但是，用于更新充放电历史记录的压缩期间可以不是一定的期间，历史记录获取部110也可以使压缩期间变化地更新充放电历史记录。例如，考虑历史记录获取部110在蓄电元件200的使用开始至初始的阶段将压缩期间设定得较短，然后，将压缩期间设定得较长，进而，从将要引起劣化的时期起再次将压缩期间设定得较短等。
此外，在上述变形例1中，设为历史记录获取部110计算给定期间内的平均SOC、SOC变动量以及平均温度，来更新充放电历史记录。但是，历史记录获取部110可以计算该给定期间(例如10分钟或者1小时)内的电流以及电压等的平均值，来更新充放电历史记录。由此，也能够压缩数据量。
(实施方式1的变形例2)
接下来，说明上述实施方式1的变形例2。在上述实施方式1中，设为随时间劣化信息以及通电劣化信息被预先写入劣化信息数据152，并利用该随时间劣化信息以及通电劣化信息来估计蓄电元件的状态。相对于此，在本变形例中，对写入劣化信息数据152的随时间劣化信息以及通电劣化信息进行修正，并利用修正后的随时间劣化信息以及通电劣化信息来估计蓄电元件的状态。以下，详细说明本变形例。
图18A以及图18B是说明本发明的实施方式1的变形例2所涉及的劣化值估计部130对随时间劣化信息以及通电劣化信息进行修正的处理的图。另外，本变形例除了以下说明的部分以外具有与上述实施方式1同样的功能，本变形例中的整体构成具有与上述实施方式1中的图2同样的构成，因此省略与图2对应的框图以及各部分的详细说明。
在上述实施方式1的图4A中的说明之中，设为使用温度T下的劣化系数a能够利用阿伦尼乌斯曲线的斜率α以及截距β而通过ln(a)＝-α(103/T)+β来表示。而且，该斜率α以及截距β依赖于蓄电元件200的SOC，因此如图18A所示，例如，能够利用三次函数(y＝px3+qx2+rx+s)来近似斜率α以及截距β的SOC依赖性。将该三次函数的各项的4个系数(p、q、r、s)设为说明变量。
即，关于斜率α以及截距β，分别需要各4个说明变量，因此关于作为随时间劣化信息的随时间劣化系数，说明变量的个数变为8个。此外，作为通电劣化信息的通电劣化系数不依赖于SOC，因此关于通电劣化系数，能够将阿伦尼乌斯曲线的斜率以及截距直接用作说明变量。因而，关于通电劣化系数，说明变量的个数变为2个。由此，为了表现随时间劣化系数以及通电劣化系数而需要的说明变量变为10个。因而，劣化值估计部130将该10变量最佳化，由此来修正随时间劣化系数以及通电劣化系数。
例如，劣化值估计部130求出10变量(v[10])以使得通过以下所示的式子计算出的值最小，从而使10变量(v[10])最佳化。在此，以下的式子中的Q25℃_cycle以及Q45℃_cycle是25℃以及45℃下的容量的估计值(计算值)，Pattern是各个情况下的实测值(充放电历史记录)。即，劣化值估计部130使v[10]最佳化，以使得要计算劣化系数(随时间劣化系数以及通电劣化系数)的蓄电元件200的25℃以及45℃下的估计值与实测值之差最小。另外，使用温度并不限定于25℃以及45℃。
[数学式2]
Figure GDA0002207016910000391
另外，上述的式子严格意义上例如能够定义为以下的式子。在此，以下的式子中的Q是剩余容量的实测值，f函数是计算随时间劣化的函数，g函数是计算通电劣化的函数。此外，N是剩余容量的测定数，Mi是对于第i个测定值的使用历史记录信息数。此外，Sj是第j个使用历史记录信息(SOC)，Tj是第j个使用历史记录信息(温度)，tj是第j个使用历史记录信息(时间)。此外，Dj是第j个使用历史记录信息(DOD)，Cj是第j个使用历史记录信息(通电速率)。此外，v是使劣化系数以近似的方式参数化的值。即，劣化值估计部130求出10变量v1～v10(上述的v[10])以使得通过以下的式子计算出的值最小，从而使该10变量v1～v10最佳化。另外，劣化值估计部130利用的式子并不限定于以下的式子，能够利用各种式子。
[数学式3]
Figure GDA0002207016910000401
在此，劣化值估计部130在修正前后的劣化系数有关联性的情况下，能够也将修正前的数据考虑在内使该10变量最佳化。修正前后的劣化系数有关联性的情况是根据使用的电池的正负极材料以及电池设计等假想修正前后成为同样的劣化特性的情况等。例如，劣化值估计部130设定制约条件以使得计算结果取得与如图18B所示的修正前的劣化系数的SOC依赖性的曲线同样的形状，从而使该10变量最佳化。或者，劣化值估计部130当修正前后的电池在充放电的初始阶段具有同样的充放电历史记录的情况下，也可以将该初始阶段中的充放电历史记录考虑在内。
如此，劣化值估计部130根据充放电历史记录、蓄电元件200的劣化特性等来计算最佳的说明变量，并利用该最佳的说明变量来修正劣化系数。即，劣化值估计部130利用充放电历史记录来修正随时间劣化信息以及通电劣化信息。然后，劣化值估计部130利用修正后的随时间劣化信息以及通电劣化信息来估计随时间劣化值和通电劣化值。关于该劣化值估计部130修正随时间劣化信息以及通电劣化信息来估计随时间劣化值和通电劣化值的处理，进一步具体地说明。
图19A～图19C是表示本发明的实施方式1的变形例2所涉及的劣化值估计部130对随时间劣化信息以及通电劣化信息进行修正之前的状态的图。此外，图20A～图20C是表示本发明的实施方式1的变形例2所涉及的劣化值估计部130对随时间劣化信息以及通电劣化信息进行修正之后的状态的图。
首先，如图19A所示，在实测值与估计值(计算值)产生差的情况下，需要进行劣化系数(随时间劣化信息以及通电劣化信息)的修正。另外，在修正前的状态下，设劣化系数a取如图19B所示的值，劣化系数a中的阿伦尼乌斯曲线的斜率α以及截距β取如图19C所示的值。
相对于此，劣化值估计部130利用三次函数来近似斜率α以及截距β，并且取与图19B所示的图表同样的形状，从而进行说明变量的最佳化。由此，劣化值估计部130计算如图20C所示的修正后的斜率α以及截距β，计算如图20B所示的修正后的劣化系数a。其结果，如图20A所示可知，利用了修正后的劣化系数a的估计值(计算值)与实测值非常良好地一致，精度良好地进行了估计。如此，劣化值估计部130对劣化系数(随时间劣化信息以及通电劣化信息)进行修正，从而能够在不利用全部的放置试验数据的情况下识别蓄电元件200的劣化特性。
另外，劣化值估计部130对该劣化系数进行修正的频度并不特别限定，但例如考虑3年1次等与蓄电元件200的检修周期相匹配地进行修正。
如以上，根据本发明的实施方式1的变形例2所涉及的蓄电元件状态估计装置100，利用充放电历史记录来修正随时间劣化信息以及通电劣化信息，以估计随时间劣化值和通电劣化值。在此，例如在蓄电元件的使用中劣化趋势改变的情况、对估计对象的蓄电元件进行了变更的情况、或者将由多个蓄电元件构成的电池组视作一个蓄电元件来进行估计的情况等下，需要重新获取随时间劣化信息以及通电劣化信息。为此，蓄电元件状态估计装置100根据过去的充放电历史记录来修正随时间劣化信息以及通电劣化信息，从而能够在不获取新的随时间劣化信息以及通电劣化信息的情况下精度良好地估计随时间劣化值和通电劣化值。
(实施方式2)
接下来，说明实施方式2。在上述实施方式1中，设为相对于一个蓄电元件200(或者电池组中包含的多个蓄电元件200)而配置有一个蓄电元件状态估计装置100。相对于此，在本实施方式中，相对于多个电池组而配置有一个蓄电元件状态估计装置100。以下，详细说明本实施方式。
图21是表示具备本发明的实施方式2所涉及的蓄电元件状态估计装置100的蓄电系统11的功能性构成的框图。另外，本实施方式具有的蓄电元件状态估计装置100具备与上述实施方式1具有的蓄电元件状态估计装置100同样的功能，因此省略详细说明。
如该图所示，蓄电系统11具备：多个蓄电模块400、和对该多个蓄电模块400进行管理的管理基板500。
蓄电模块400是具有多个蓄电元件200和计测基板410的所谓的电池组。蓄电元件200具备与上述实施方式1具有的蓄电元件200同样的功能，因此省略详细说明。
计测基板410计测蓄电模块400内的多个蓄电元件200的各自的电压，或者计测该多个蓄电元件200之中的至少一个蓄电元件200的温度。此外，计测基板410与其他计测基板410、管理基板500进行通信来交换信息。
管理基板500计测主电路的电流，或者使数据存储至存储器或从存储器读出数据，或者与计测基板410、外部设备(未图示)进行通信来交换信息。在此，管理基板500具有蓄电元件状态估计装置100。即，管理基板500能够通过蓄电元件状态估计装置100来估计蓄电元件200的SOH(State Of Health：健康状态，在上述实施方式1中为蓄电元件200的容量)，将估计出的容量的推移存储至存储器。此外，管理基板500还具有利用该容量等来进行蓄电元件200的SOC的运算(基于电流累计法以及SOC-OCV换算法的切换)的功能。
另外，蓄电元件状态估计装置100可以估计蓄电系统11内的所有的蓄电元件200的SOH，也可以估计代表性的蓄电元件200的SOH，还可以估计多个蓄电元件200的平均SOH。此外，蓄电元件状态估计装置100可以实时地估计SOH，也可以是以给定的定时来估计SOH。
如以上，根据本发明的实施方式2所涉及的蓄电系统11，由于对应于多个蓄电元件200而设置有一个蓄电元件状态估计装置100，因此能够谋求蓄电系统11的简化以及成本的降低。
(实施方式2的变形例1)
接下来，说明实施方式2的变形例1。在上述实施方式2中，设为管理基板500具有蓄电元件状态估计装置100。相对于此，在本变形例中，蓄电元件状态估计装置100与管理基板分别单独地设置。以下，详细说明本变形例。
图22是表示具备本发明的实施方式2的变形例1所涉及的蓄电元件状态估计装置100的蓄电系统12的功能性构成的框图。另外，本变形例具有的蓄电元件状态估计装置100具备与上述实施方式1具有的蓄电元件状态估计装置100同样的功能，因此省略详细说明。
如该图所示，蓄电系统12具备：多个蓄电模块400、管理基板501和蓄电元件状态估计装置100。换言之，本变形例中的蓄电系统12取代上述实施方式2的管理基板500而分体地具备管理基板501和蓄电元件状态估计装置100。即，蓄电元件状态估计装置100配置在由多个蓄电模块400和管理基板501构成的蓄电装置的外部，通过布线而与该蓄电装置连接。
在这种构成中，管理基板501计测主电路的电流，或者使数据存储至存储器，或者与计测基板410、外部设备(未图示)进行通信来交换信息。此外，蓄电元件状态估计装置100估计蓄电元件200的SOH(容量)，将估计出的容量的推移存储至存储器。此外，管理基板501还具有获取蓄电元件状态估计装置100估计出的蓄电元件200的容量等来运算蓄电元件200的SOC的功能。
如以上，根据本发明的实施方式2的变形例1所涉及的蓄电系统12，在由多个蓄电模块400和管理基板501构成的蓄电装置具有的管理基板501的外部，设置有蓄电元件状态估计装置100。在此，如上述实施方式2那样管理基板500对蓄电元件200的状态进行估计的情况下，管理基板500需要进行庞大的运算，但本变形例中与管理基板501单独地设置了蓄电元件状态估计装置100，因此能够降低管理基板501运算的运算量。
(实施方式2的变形例2)
接下来，说明实施方式2的变形例2。在上述实施方式2的变形例1中，设为管理基板501和蓄电元件状态估计装置100通过布线而以有线的方式连接。相对于此，在本变形例中，管理基板501和蓄电元件状态估计装置100通过无线来进行双向通信。以下，详细说明本变形例。
图23是表示具备本发明的实施方式2的变形例2所涉及的蓄电元件状态估计装置100的蓄电系统13的功能性构成的框图。另外，本变形例具有的蓄电元件状态估计装置100具备与上述实施方式1具有的蓄电元件状态估计装置100同样的功能，因此省略详细说明。
如该图所示，蓄电系统13与上述实施方式2的变形例1同样，具备：由多个蓄电模块400以及管理基板501构成的蓄电装置、和蓄电元件状态估计装置100，但该蓄电装置和蓄电元件状态估计装置100未通过布线来连接。即，该蓄电装置和蓄电元件状态估计装置100通过无线来进行双向通信，交换信息。关于其他的构成，由于与上述实施方式2或者其变形例1同样，因此省略详细说明。
具体而言，蓄电元件状态估计装置100的历史记录获取部110从具有蓄电元件200的蓄电装置之中接收蓄电元件200的充放电历史记录。此外，蓄电元件状态估计装置100的状态估计部140对蓄电元件200的状态进行估计，并将估计出的蓄电元件200的状态发送给该蓄电装置。即，蓄电元件状态估计装置100从管理基板501接收蓄电元件200的充放电历史记录，并将估计出的蓄电元件200的容量发送给管理基板501。
如以上，根据本发明的实施方式2的变形例2所涉及的蓄电系统13，蓄电元件状态估计装置100从具有蓄电元件200的蓄电装置之中接收充放电历史记录，此外将估计出的蓄电元件200的状态发送给该蓄电装置。由此，与上述实施方式2的变形例1同样，能够降低管理基板501运算的运算量。
另外，在本变形例中，设为蓄电装置和蓄电元件状态估计装置100通过无线来进行双向通信，但蓄电装置和蓄电元件状态估计装置100也可以是不通信的构成。即，也可以是蓄电元件状态估计装置100与蓄电装置独立地配置而由用户来进行数据的输入输出的构成。
以上，说明了本发明的实施方式及其变形例所涉及的蓄电元件状态估计装置100以及蓄电系统10，但本发明并不限定于该实施方式及其变形例。即，应认为本次公开的实施方式及其变形例在所有的方面均为例示，并非限制性的。本发明的范围并非通过上述的说明来表示而是通过权利要求书来表示，意图包含与权利要求书均等的意思以及范围内的所有变更。
例如，在上述实施方式及其变形例中，设为历史记录获取部110获取包含蓄电元件200的SOC的充放电历史记录，劣化信息获取部120获取与该充放电历史记录中的SOC相应的随时间劣化信息以及通电劣化信息。但是，历史记录获取部110也可以取代SOC或者与SOC一起获取包含DOD(Depth Of Discharge：放电深度)的充放电历史记录，劣化信息获取部120获取与该充放电历史记录中的DOD相应的随时间劣化信息以及通电劣化信息。即，历史记录获取部110可以获取包含蓄电元件200的SOC、DOD以及使用温度的至少一者的充放电历史记录，劣化信息获取部120获取与该充放电历史记录中的蓄电元件200的SOC、DOD以及使用温度的至少一者相应的随时间劣化信息以及通电劣化信息。
此外，在上述实施方式及其变形例中，设为历史记录获取部110获取包含蓄电元件200的使用期间的充放电历史记录。但是，历史记录获取部110在蓄电元件200是搭载于车的电池的情况下，也可以取代蓄电元件200的使用期间而利用该车的行驶距离。即，可以在充放电历史记录数据151中写入该车的行驶距离，从而利用该行驶距离来估计给定时间点下的蓄电元件200的状态。
此外，在上述实施方式及其变形例中，设为历史记录获取部110从蓄电元件200之中检测并获取充放电历史记录，并使该充放电历史记录存储至存储部150，从而蓄电元件状态估计装置100利用该充放电历史记录来估计蓄电元件的状态。但是，例如在外部的装置检测该充放电历史记录并使之存储至存储器的情况下，历史记录获取部110也可以从该存储器读出并获取充放电历史记录，蓄电元件状态估计装置100利用该充放电历史记录来估计蓄电元件的状态。如此，在能够从外部的存储器获取充放电历史记录的情况下，历史记录获取部110无需从蓄电元件200检测充放电历史记录。此外，能够在外部的存储器中蓄积数据的情况下，蓄电元件状态估计装置100可以不具备存储部150，取代存储部150而使用该外部的存储器。
此外，在上述实施方式及其变形例中，设为劣化信息(随时间劣化信息以及通电劣化信息)被事前写入劣化信息数据152，劣化信息获取部120从劣化信息数据152之中获取该劣化信息。但是，劣化信息获取部120也可以根据给定的数学式来计算该劣化信息，由此获取该劣化信息。
此外，在上述实施方式及其变形例中，设为劣化信息获取部120作为劣化信息(随时间劣化信息以及通电劣化信息)而获取劣化系数(随时间劣化系数以及通电劣化系数)。但是，可以不是劣化系数，只要是表示劣化的程度的信息即可，劣化信息获取部120例如可以获取表现如图7A～图7C所示的表示劣化的程度的图表的数学式、或者该图表本身，作为该劣化信息。
此外，设为劣化值估计部130作为劣化值(随时间劣化值以及通电劣化值)而估计(计算)蓄电元件200的劣化量(随时间劣化量以及通电劣化量)。但是，可以不是劣化量，只要是表示劣化的量的值即可，劣化值估计部130可以估计(计算)关于随时间劣化以及通电劣化的容量减少率、容量维持率等。
此外，设为劣化信息获取部120获取表示除了随时间劣化之外的由通电引起的劣化的程度的通电劣化信息，劣化值估计部130利用该通电劣化信息来估计通电劣化值。但是，劣化信息获取部120也可以取代该通电劣化信息而获取表示包含随时间劣化的由通电引起的劣化的程度的信息(即，包含随时间劣化信息的通电劣化信息)，劣化值估计部130利用该信息来估计通电劣化值。在该情况下，根据获得该信息(包含随时间劣化信息的通电劣化信息)时的温度以及SOC来唯一决定要减去的随时间劣化信息，因此劣化值估计部130从该信息之中减去随时间劣化信息来计算通电劣化信息，从而能够估计通电劣化值。
此外，状态估计部140电可以具有如下功能，即，参照历史记录获取部110获取到的数据，探测电压的异常变化、流动异常的大电流等，来估计如产生安全上的警报的安全状态。
此外，在上述实施方式及其变形例中，设为蓄电元件状态估计装置100作为蓄电元件200的随时间劣化值以及通电劣化值而估计蓄电元件200的容量维持率(随时间劣化量以及通电劣化量)。但是，蓄电元件状态估计装置100作为蓄电元件200的随时间劣化值和通电劣化值，也可以估计蓄电元件200的电阻值。在该情况下，例如上述实施方式及其变形例中的“随时间劣化量”以及“通电劣化量”设为蓄电元件200的随时间劣化以及通电劣化中的电阻值的增加量，“容量维持率”又称作“电阻增加率”，从而能够通过同样的方法来估计蓄电元件200的电阻值。
此外，本发明所涉及的蓄电元件状态估计装置100具备的处理部，典型地以作为集成电路的LSI(Large Scale Integration：大规模集成电路)来实现。即，例如，如图24所示，本发明作为具备历史记录获取部110、劣化信息获取部120、劣化值估计部130以及状态估计部140的集成电路101来实现。图24是表示由集成电路实现本发明的实施方式及其变形例所涉及的蓄电元件状态估计装置100的构成的框图。
另外，集成电路101具备的各处理部可以单独被单芯片化，也可以被单芯片化为包含一部分或者全部。在此，虽然设为LSI，但也有时根据集成度的差异而被称作IC、系统LSI、超LSI、超级LSI。
此外，集成电路化的方法并不限于LSI，可以通过专用电路或者通用处理器来实现。可以利用在LSI制造后能够编程的FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)、能够重构LSI内部的电路单元的连接、设定的可重构处理器。
进而，如果通过半导体技术的进步或者派生的其他技术而出现了置换LSI的集成电路化的技术，当然也可以利用该技术来进行功能块的集成化。也可能实现生物技术的应用等。
此外，本发明不仅能够作为这种蓄电元件状态估计装置100来实现，还能够作为以蓄电元件状态估计装置100进行的特征处理为步骤的蓄电元件状态估计方法来实现。
此外，本发明还能够作为使计算机(处理器)执行蓄电元件状态估计方法中包含的特征处理的程序来实现，或者作为记录有该程序的计算机(处理器)可读取的非临时记录介质，例如软盘、硬盘、CD-ROM、MO、DVD、DVD-ROM、DVD-RAM、BD(Blu-ray(注册商标)Disc)、半导体存储器、闪存、磁存储装置、光盘、纸带等所有的介质来实现。而且，这种程序能够经由CD-ROM等记录介质以及因特网等传输介质来流通。
此外，将上述实施方式及其变形例中包含的构成要素任意组合而构建的方式也包含在本发明的范围内。例如，可以在实施方式1的变形例1中应用实施方式1的变形例2，也可以在实施方式2或者其变形例1、2中应用实施方式1的变形例1或者2等。
产业上的可利用性
本发明能应用于能够提高蓄电元件的状态的估计精度的蓄电元件状态估计装置等。
符号说明
10、11、12、13 蓄电系统
100 蓄电元件状态估计装置
101 集成电路
110 历史记录获取部
120 劣化信息获取部
130 劣化值估计部
140 状态估计部
150 存储部
151 充放电历史记录数据
152 劣化信息数据
200 蓄电元件
300 容纳壳体
400 蓄电模块
410 计测基板
500、501 管理基板

Claims (17)

1.一种蓄电元件状态估计装置，对给定时间点下的蓄电元件的状态进行估计，其中，
所述蓄电元件状态估计装置具备：
历史记录获取部，获取直到所述给定时间点为止的所述蓄电元件的伴随时间的经过的充放电历史记录；
劣化值估计部，将表示所述蓄电元件在非通电状态下随时间发生劣化的随时间劣化的劣化程度的信息设为随时间劣化信息，将表示除了该随时间劣化之外的由通电引起的劣化即通电劣化的劣化程度的信息设为通电劣化信息，将表示所述蓄电元件的所述随时间劣化的量的值设为随时间劣化值，将表示所述蓄电元件的所述通电劣化的量的值设为通电劣化值，利用与所述充放电历史记录相应的所述随时间劣化信息和所述通电劣化信息，使伴随时间的经过的所述蓄电元件内部的劣化状态按随时间劣化而连续变化并且按通电劣化而连续变化，由此来估计所述给定时间点下的所述随时间劣化值和所述通电劣化值；和
状态估计部，利用所述随时间劣化值和所述通电劣化值来估计所述给定时间点下的所述蓄电元件的状态。
2.根据权利要求1所述的蓄电元件状态估计装置，其中，
所述历史记录获取部获取模式数据来作为所述充放电历史记录，所述模式数据是通过将表示直到所述给定时间点为止的所述蓄电元件的状态量的变化的数据之中表示反复进行的变化的数据模式化而获得的。
3.根据权利要求2所述的蓄电元件状态估计装置，其中，
所述历史记录获取部获取直到所述给定时间点为止的所述蓄电元件的充放电历史记录，利用获取到的所述充放电历史记录来生成所述模式数据，将所生成的所述模式数据作为所述充放电历史记录来更新所述充放电历史记录。
4.根据权利要求1或2所述的蓄电元件状态估计装置，其中，
所述历史记录获取部在更新了所述充放电历史记录的情况下，从存储有所述充放电历史记录的存储部之中删除更新前的所述充放电历史记录。
5.根据权利要求1或2所述的蓄电元件状态估计装置，其中，
所述蓄电元件状态估计装置还具备：劣化信息获取部，获取所述随时间劣化信息以及所述通电劣化信息，
所述历史记录获取部获取包含按期间历史记录的所述充放电历史记录，所述按期间历史记录是与直到所述给定时间点为止的多个期间分别对应的充放电历史记录，
所述劣化信息获取部获取与所述按期间历史记录分别相应的所述随时间劣化信息以及所述通电劣化信息，
所述劣化值估计部利用与所述按期间历史记录分别相应的所述随时间劣化信息以及所述通电劣化信息，按照所述按期间历史记录的每个历史记录来计算随时间劣化值以及通电劣化值，将计算出的该随时间劣化值按照所述按期间历史记录的经过顺序进行累计来计算所述给定时间点下的所述随时间劣化值，并且将计算出的该通电劣化值按照所述按期间历史记录的经过顺序进行累计来计算所述给定时间点下的所述通电劣化值。
6.根据权利要求5所述的蓄电元件状态估计装置，其中，
所述蓄电元件状态估计装置还具备：存储部，存储有所述随时间劣化信息以及所述通电劣化信息，
所述劣化信息获取部从所述存储部提取来获取与所述按期间历史记录分别相应的所述随时间劣化信息以及所述通电劣化信息。
7.根据权利要求5所述的蓄电元件状态估计装置，其中，
所述历史记录获取部获取包含第一按期间历史记录和第二按期间历史记录的所述充放电历史记录，所述第一按期间历史记录是第一时间点至第二时间点的按期间历史记录，所述第二按期间历史记录是所述第二时间点至第三时间点的按期间历史记录，
所述劣化信息获取部获取第一随时间劣化信息和第二随时间劣化信息，所述第一随时间劣化信息是与所述第一按期间历史记录相应的随时间劣化信息，所述第二随时间劣化信息是与所述第二按期间历史记录相应的随时间劣化信息，
所述劣化值估计部利用所述第一随时间劣化信息来计算所述第一时间点至所述第二时间点的随时间劣化值即第一随时间劣化值，
所述劣化值估计部将进行了所述第一随时间劣化值的劣化的状态设为开始时间点，利用所述第二随时间劣化信息来计算所述第二时间点至所述第三时间点的随时间劣化值即第二随时间劣化值，
所述劣化值估计部将所述第一随时间劣化值和所述第二随时间劣化值相加来计算所述第一时间点至所述第三时间点的随时间劣化值。
8.根据权利要求5所述的蓄电元件状态估计装置，其中，
所述历史记录获取部获取包含第三按期间历史记录和第四按期间历史记录的所述充放电历史记录，所述第三按期间历史记录是对所述蓄电元件进行了通电的第四时间点至第五时间点的按期间历史记录，所述第四按期间历史记录是所述第五时间点以后对所述蓄电元件进行了通电的第六时间点至第七时间点的按期间历史记录，
所述劣化信息获取部获取第一通电劣化信息和第二通电劣化信息，所述第一通电劣化信息是与所述第三按期间历史记录相应的通电劣化信息，所述第二通电劣化信息是与所述第四按期间历史记录相应的通电劣化信息，
所述劣化值估计部利用所述第一通电劣化信息来计算所述第四时间点至所述第五时间点的通电劣化值即第一通电劣化值，
所述劣化值估计部将进行了所述第一通电劣化值的劣化的状态设为开始时间点，利用所述第二通电劣化信息来计算所述第六时间点至所述第七时间点的通电劣化值即第二通电劣化值，
所述劣化值估计部将所述第一通电劣化值和所述第二通电劣化值相加来计算所述第四时间点至所述第七时间点的通电劣化值。
9.根据权利要求1或2所述的蓄电元件状态估计装置，其中，
所述历史记录获取部获取包含平均SOC、SOC变动量和平均温度的所述充放电历史记录，所述平均SOC是所述蓄电元件的SOC在多个时间点下的平均值，所述SOC变动量是所述蓄电元件的SOC在该多个时间点下的变动量，所述平均温度是所述蓄电元件的温度在该多个时间点下的平均值，
所述劣化值估计部利用所述充放电历史记录中包含的所述平均SOC、所述SOC变动量和所述平均温度来估计所述随时间劣化值和所述通电劣化值。
10.根据权利要求1或2所述的蓄电元件状态估计装置，其中，
所述历史记录获取部将获取到的所述充放电历史记录更新为每隔给定期间的充放电历史记录。
11.根据权利要求10所述的蓄电元件状态估计装置，其中，
所述历史记录获取部在获取到的所述充放电历史记录中，将所述给定期间内的SOC的开始时间点下的值、最大值、最小值以及结束时间点下的值依次相连来形成简易波形，并根据该简易波形来计算平均SOC以及SOC变动量，由此将获取到的所述充放电历史记录更新为每隔所述给定期间的充放电历史记录。
12.根据权利要求1或2所述的蓄电元件状态估计装置，其中，
所述劣化值估计部利用所述充放电历史记录来修正存储部中预先存储的所述随时间劣化信息以及所述通电劣化信息，并利用修正后的所述随时间劣化信息以及所述通电劣化信息来估计所述随时间劣化值和所述通电劣化值。
13.根据权利要求1或2所述的蓄电元件状态估计装置，其中，
所述给定时间点为将来的时间点，
所述历史记录获取部获取过去的充放电历史记录来估计直到该将来的时间点为止的充放电历史记录，由此获取直到该将来的时间点为止的充放电历史记录，
所述劣化值估计部利用与直到该将来的时间点为止的充放电历史记录相应的所述随时间劣化信息和所述通电劣化信息，来估计该将来的时间点下的所述随时间劣化值和所述通电劣化值，
所述状态估计部利用该将来的时间点下的所述随时间劣化值和所述通电劣化值，来估计该将来的时间点下的所述蓄电元件的状态。
14.根据权利要求1或2所述的蓄电元件状态估计装置，其中，
所述历史记录获取部从具有所述蓄电元件的蓄电装置接收所述充放电历史记录，
所述状态估计部将估计出的所述蓄电元件的状态发送给所述蓄电装置。
15.一种蓄电系统，具备：
多个蓄电元件；和
权利要求1～14中任一项所述的蓄电元件状态估计装置，对所述多个蓄电元件在给定时间点下的状态进行估计。
16.一种蓄电元件状态估计方法，对给定时间点下的蓄电元件的状态进行估计，其中，
所述蓄电元件状态估计方法包括：
历史记录获取步骤，获取直到所述给定时间点为止的所述蓄电元件的伴随时间的经过的充放电历史记录；
劣化值估计步骤，将表示所述蓄电元件在非通电状态下随时间发生劣化的随时间劣化的劣化程度的信息设为随时间劣化信息，将表示除了该随时间劣化之外的由通电引起的劣化即通电劣化的劣化程度的信息设为通电劣化信息，将表示所述蓄电元件的所述随时间劣化的量的值设为随时间劣化值，将表示所述蓄电元件的所述通电劣化的量的值设为通电劣化值，利用与所述充放电历史记录相应的所述随时间劣化信息和所述通电劣化信息，使伴随时间的经过的所述蓄电元件内部的劣化状态按随时间劣化而连续变化并且按通电劣化而连续变化，由此来估计所述给定时间点下的所述随时间劣化值和所述通电劣化值；和
状态估计步骤，利用所述随时间劣化值和所述通电劣化值来估计所述给定时间点下的所述蓄电元件的状态。
17.一种计算机可读取的记录介质，记录有用于使处理器执行权利要求16所述的蓄电元件状态估计方法中包含的步骤的程序。
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