JP2013170862A - 電池選別装置および電池選別方法 - Google Patents

電池選別装置および電池選別方法 Download PDF

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Abstract

【課題】電池の特性を特定するための特定用データの量を大幅に削減する。
【解決手段】電池11のインピーダンスZの周波数特性を測定すると共に、各周波数でのインピーダンスZの実数成分(R)および虚数成分(−X)をプロットしてナイキストプロットを作成する処理、作成したナイキストプロットにおける高周波側の極大点での第1周波数fq1および低周波側の極大点での第2周波数fq2を特定する処理、特定用テーブルTB1に基づいて第1周波数fq1が含まれる第1判定周波数帯域を特定する処理、特定用テーブルTB2に基づいて第2周波数fq2が含まれる第2判定周波数帯域を特定する処理、および特定した第1判定周波数帯域および特定した第2判定周波数帯域に基づいて電池11を選別する処理を実行する処理部4を備えている。
【選択図】図1

Description

本発明は、リチウムイオン電池や鉛蓄電池などの電池(二次電池)を選別する電池選別装置および電池選別方法に関するものである。
下記特許文献1には、被測定対象である電池の特性を評価する電池特性評価方法が開示されている。この電池特性評価方法では、被測定対象である電池のインピーダンスを周波数を変化させつつ測定し、測定した各周波数でのインピーダンスの実数成分と虚数成分とをプロットしてナイキストプロット(コールコールプロットとも呼ばれている)を作成する。次いで、このナイキストプロットに基づいて単位回路が接続された回路モデルを作成すると共に、単位回路に対して周波数範囲を割り当てる。続いて、単位回路に割り当てられた周波数範囲に基づき、回路モデルを構成する単位回路の素子についての電気的特性値を求めるフィッティングを行う。最後に、求めた単位回路を構成する素子の電気的特性値に基づいて、回路モデルのナイキストプロットを作成し、この作成したナイキストプロットと、測定したインピーダンスの実数成分と虚数成分とから作成したナイキストプロット(実測のナイキストプロット)とを比較して、回路モデルの妥当性を判断する。
また、この電池特性評価方法では、回路モデルのナイキストプロットと、実測のナイキストプロットとを比較して、回路モデルの妥当性を判断する際に、図9に示すように、実測のナイキストプロットAに対し、その上限および下限となる点線で示す許容範囲B(斜線を付した領域)を定め、実測のナイキストプロットがこの範囲内にあるか否かで判断している。
本願発明者は、この電池特性評価方法において使用されている上記の技術、すなわち、図9に示すように、実測のナイキストプロット全体に対する許容範囲を定め、実測のナイキストプロットがこの許容範囲内にあるか否かで判断する技術を応用して、電池を選別する電池選別方法を開発している。この電池選別方法では、まず、特性が既知の複数の電池についてのインピーダンスを実測すると共に、この実測したインピーダンスに基づいて、実測のナイキストプロット全体に対する上記の許容範囲を電池の特性毎に予め複数作成する。次いで、特性が未知の電池を選別する際には、この電池についてのインピーダンスを実測してナイキストプロットを作成し、この作成したナイキストプロット全体と予め作成した複数の許容範囲とを比較して、いずれの許容範囲内にあるかに基づいて電池の特性を特定して、特定した特性が近いもの同士をまとめることで選別する。このようにして複数の電池を特性毎に予め選別しておくことにより、特性の近いもの同士を直列に接続してモジュール化することができるため、モジュール化された電池の寿命を延ばすことが可能となる。
特開2011−232075号公報(第6−8頁、第4図)
ところが、本願発明者が開発した上記の電池選別方法には、以下のような改善すべき課題が存在している。すなわち、実測のナイキストプロット全体との比較に使用される許容範囲を規定する上限および下限を示す各線は、それぞれ各周波数におけるインピーダンスの実数成分(R)と虚数成分(−X)とで規定される値で規定される。したがって、1つの許容範囲を規定するためのデータ量がそもそも多いことから、複数の許容範囲を規定する上記の電池選別方法では、複数の許容範囲を規定するためのデータの量、つまり電池の特性を特定するために使用する特定用データの量が極めて多くなるという課題が存在している。
本発明は、かかる課題を改善するためになされたものであり、電池の特性を特定するための特定用データの量を大幅に削減し得る電池選別方法および電池選別装置を提供することを主目的とする。
上記目的を達成すべく請求項1記載の電池選別装置は、電池のインピーダンスについての周波数特性を測定する測定部と、前記測定された各周波数でのインピーダンスの実数成分および虚数成分を、当該実数成分を横軸にし、かつ当該虚数成分にマイナス符号を付した値を縦軸にした座標平面にプロットしてナイキストプロットを作成する処理、前記作成したナイキストプロットにおける高周波側の極大点での第1周波数および低周波側の極大点での第2周波数を特定する処理、前記第1周波数について予め規定された複数の第1判定周波数帯域と前記特定された第1周波数とを比較して当該第1周波数が含まれる前記第1判定周波数帯域を特定する処理、前記第2周波数について予め規定された複数の第2判定周波数帯域と前記特定された第2周波数とを比較して当該第2周波数が含まれる前記第2判定周波数帯域を特定する処理、および前記特定した第1判定周波数帯域および前記特定した第2判定周波数帯域に基づいて前記電池を選別する処理を実行する処理部とを備えている。
請求項2記載の電池選別装置は、電池のインピーダンスについての周波数特性を測定する測定部と、前記測定された各周波数でのインピーダンスの虚数成分を、当該周波数を横軸にし、かつ当該虚数成分にマイナス符号を付した値を縦軸にした座標平面にプロットしてプロット曲線を作成する処理、当該作成したプロット曲線における高周波側の極大点での第1周波数および低周波側の極大点での第2周波数を特定する処理、前記第1周波数について予め規定された複数の第1判定周波数帯域と前記特定された第1周波数とを比較して当該第1周波数が含まれる前記第1判定周波数帯域を特定する処理、前記第2周波数について予め規定された複数の第2判定周波数帯域と前記特定された第2周波数とを比較して当該第2周波数が含まれる前記第2判定周波数帯域を特定する処理、および前記特定した第1判定周波数帯域および前記特定した第2判定周波数帯域に基づいて前記電池を選別する処理を実行する処理部とを備えている。
請求項3記載の電池選別装置は、請求項1または2記載の電池選別装置において、前記測定部は、前記複数の第1判定周波数帯域および前記複数の第2判定周波数帯域での前記周波数特性のみを測定する。
請求項4記載の電池選別方法は、電池のインピーダンスについての周波数特性を測定する処理と、前記測定した各周波数でのインピーダンスの実数成分および虚数成分を、当該実数成分を横軸にし、かつ当該虚数成分にマイナス符号を付した値を縦軸にした座標平面にプロットしてナイキストプロットを作成する処理と、前記作成したナイキストプロットにおける高周波側の極大点での第1周波数および低周波側の極大点での第2周波数を特定する処理と、前記第1周波数について予め規定された複数の第1判定周波数帯域と前記特定された第1周波数とを比較して当該第1周波数が含まれる前記第1判定周波数帯域を特定する処理と、前記第2周波数について予め規定された複数の第2判定周波数帯域と前記特定された第2周波数とを比較して当該第2周波数が含まれる前記第2判定周波数帯域を特定する処理と、前記特定した第1判定周波数帯域および前記特定した第2判定周波数帯域に基づいて前記電池を選別する処理とを実行する。
請求項5記載の電池選別方法は、電池のインピーダンスについての周波数特性を測定する処理と、前記測定した各周波数でのインピーダンスの虚数成分を、当該周波数を横軸にし、かつ当該虚数成分にマイナス符号を付した値を縦軸にした座標平面にプロットしてプロット曲線を作成する処理と、前記作成したプロット曲線における高周波側の極大点での第1周波数および低周波側の極大点での第2周波数を特定する処理と、前記第1周波数について予め規定された複数の第1判定周波数帯域と前記特定された第1周波数とを比較して当該第1周波数が含まれる前記第1判定周波数帯域を特定する処理と、前記第2周波数について予め規定された複数の第2判定周波数帯域と前記特定された第2周波数とを比較して当該第2周波数が含まれる前記第2判定周波数帯域を特定する処理と、前記特定した第1判定周波数帯域および前記特定した第2判定周波数帯域に基づいて前記電池を選別する処理とを実行する。
請求項6記載の電池選別方法は、請求項4または5記載の電池選別方法において、前記周波数を測定する処理において、前記複数の第1判定周波数帯域および前記複数の第2判定周波数帯域での前記周波数特性のみを測定する。
請求項1記載の電池選別装置および請求項4記載の電池選別方法では、第1周波数が含まれる第1判定周波数帯域を特定する処理と、第2周波数が含まれる第2判定周波数帯域を特定する処理と、特定した第1判定周波数帯域および特定した第2判定周波数帯域に基づいて電池を選別する処理とを実行する。
したがって、この電池選別装置および電池選別方法によれば、電池の選別に際して、ナイキストプロット全体と比較して電池の特性を特定する必要がなく、ナイキストプロットにおける2つの極大点での各周波数との比較に使用するいくつかの第1判定周波数帯域および第2判定周波数帯域を規定しておくだけで電池の特性を特定して選別することができるため、電池の特性を特定するための特定用データの量を大幅に削減することができる。
請求項2記載の電池選別装置および請求項5記載の電池選別方法では、作成した各周波数でのインピーダンスの虚数成分を示すプロット曲線における高周波側の極大点での第1周波数および低周波側の極大点での第2周波数を特定する処理と、第1周波数が含まれる第1判定周波数帯域を特定する処理と、第2周波数が含まれる第2判定周波数帯域を特定する処理と、特定した第1判定周波数帯域および特定した第2判定周波数帯域に基づいて電池を選別する処理とを実行する。
したがって、この電池選別装置および電池選別方法によれば、電池の選別に際して、ナイキストプロット全体と比較して電池の特性を特定する必要がなく、作成したプロット曲線における2つの極大点での各周波数との比較に使用するいくつかの第1判定周波数帯域および第2判定周波数帯域を規定しておくだけで電池の特性を特定して選別することができるため、電池の特性を特定するための特定用データの量を大幅に削減することができる。
また、請求項3記載の電池選別装置および請求項6記載の電池選別方法によれば、複数の第1判定周波数帯域および複数の第2判定周波数帯域での周波数特性のみを測定するだけで良いため、周波数特性測定処理に要する時間を十分に短縮することができる。
電池選別装置1の構成を示す構成図である。 電池11の等価回路(回路モデル)である。 図2の等価回路の電池についての理論上のナイキストプロットAtである。 実測した電池11のインピーダンスZから作成されたナイキストプロットAmである。 選別の際に使用する特定用テーブルTB1である。 選別の際に使用する特定用テーブルTB2である。 電池選別装置1の動作(電池選別方法)を説明するためのフローチャートである。 実測した電池11のインピーダンスZから求めたインピーダンスZの虚数成分(−X)と周波数fとの関係を示すプロット曲線Am1(虚数成分(−X)の周波数特性図)である。 従来の電池の評価方法を説明するためのナイキストプロットAである。
以下、電池選別装置および電池選別方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
最初に、電池選別装置1の構成について、図面を参照して説明する。
電池選別装置1は、図1に示すように、交流電流供給部2、電圧検出部3、処理部4、記憶部5および出力部6を備え、図2に示される等価回路(回路モデル)で表される同種の電池(リチウムイオン電池や鉛蓄電池などの二次電池)11をその特性に基づいて複数のグループに選別する。
この等価回路、すなわち、抵抗21(抵抗値R1)およびコンデンサ22(静電容量値C1)の並列回路と、抵抗23(抵抗値R2)と、抵抗24(抵抗値R3)およびワールブルグインピーダンス26の直列回路にコンデンサ25(静電容量値C3)が並列接続されて構成された回路との直列回路で表される等価回路の電池11についての理論上のナイキストプロットAtは、図3に示すようになることが知られている。
また、この図3のナイキストプロットAt上の点P0(虚数成分(−X)がゼロになる最も高周波数側の点)での実数成分(R)は、抵抗23の抵抗値R2を示すことが知られている。また、このナイキストプロットAtには2つの半円が現れて、この2つの半円のうちの高周波側の半円の半径は抵抗21の抵抗値R1を示し、この半円の頂点(ナイキストプロットAtの高周波側の極大点)P1の周波数f1は、1/(2×π×R1×C1)で表されることが知られている。また、2つの半円のうちの低周波側の半円の半径は抵抗24の抵抗値R3を示し、この半円の頂点(ナイキストプロットAtの低周波側の極大点)P2の周波数f2は、1/(2×π×R3×C3)で表されることが知られている。また、図3のナイキストプロットAtにおける低周波側の45度の直線は、ワールブルグインピーダンス26に起因するものであることも知られている。
交流電流供給部2は、一例として、交流定電流源およびA/D変換回路(いずれも図示せず)を備えている。交流電流供給部2では、交流定電流源が、一定の振幅の交流電流(交流定電流)I1を、処理部4によって指定された周波数fで生成して、電池11に供給する。また、A/D変換回路は、交流電流I1の波形を予め規定されたサンプリング周期でサンプリングすることにより、電流波形データDiに変換して処理部4に出力する。
電圧検出部3は、交流電流I1の供給に起因して電池11の両端間に発生する交流電圧V1を検出すると共に、その波形を予め規定されたサンプリング周期(交流電流供給部2のサンプリング周期と同一で、かつ同期した周期)でサンプリングすることにより、電圧波形データDvに変換して処理部4に出力する。
処理部4は、CPUを備えて構成されて、測定部として機能して電池11のインピーダンスZについての周波数特性を測定する周波数特性測定処理、測定したインピーダンスZの周波数特性に基づいて図4に示すようなナイキストプロットAmを作成するプロット作成処理、作成したナイキストプロットAmにおける虚数成分(−X)がゼロとなる点Q0での実数成分(R)の値(実数成分Rq0)を検出する実数成分検出処理、作成したナイキストプロットAmにおける高周波側の極大点Q1での第1周波数fq1および低周波側の極大点Q2での第2周波数fq2を検出する周波数検出処理、検出した実数成分Rq0が含まれる判定抵抗範囲を図5に示す特定用テーブルTB1に基づいて特定すると共にこの特定した判定抵抗範囲に基づいて電池11を選別する1次選別処理、検出した第1周波数fq1が含まれる後述の第1判定周波数帯域を特定する第1特定処理、検出した第2周波数fq2が含まれる後述の第2判定周波数帯域を特定する第2特定処理、および特定した第1,第2判定周波数帯域に基づいて(図6に示す特定用テーブルTB2に基づいて)電池11を選別する2次選別処理を実行する。
この場合、上記のように、点P0での実数成分(R)が抵抗値R2を示し、極大点P1の周波数f1は抵抗値R1および静電容量値C1で表され、極大点P2の周波数f2は抵抗値R3および静電容量値C3で表される。これにより、電池11の特性のばらつき(つまり、等価回路の各パラメータの値(抵抗値R1,R2,R3および静電容量値C1,C3)のばらつき)に起因して、図3における点P0での実数成分(R)、および各極大点P1.P2での周波数f1,f2がそれぞればらつくことになる。
したがって、周波数を変えながら電池11のインピーダンスZを実測し、この実測したインピーダンスZに基づいて図4に示すようにナイキストプロットAmを作成した場合、図3における点P0に対応する図4のナイキストプロットAm上の点Q0(虚数成分(−X)がゼロとなる点)での実数成分Rq0、および図3における各極大点P1,P2に対応する図4のナイキストプロットAm上の各極大点Q1,Q2での周波数fq1,fq2もまた、電池11の特性のばらつきに起因して、それぞればらつくことになる。本例の電池選別方法および電池選別装置1では、このようにして電池11の特性に応じて、点Q0での実数成分(R)がばらつき、各極大点Q1.Q2での周波数fq1,fq2もばらつくことを利用して、電池11を選別する。
このため、特定用テーブルTB1の作成に際しては、例えば、まず、特性が既知である複数の電池11についてのインピーダンスZを実測すると共に、この実測したインピーダンスZに基づいてナイキストプロットAmを作成する。次いで、各電池11について作成したナイキストプロットAm上に現れる点Q0での実数成分Rq0を検出する。続いて、すべての電池11についての実数成分Rq0が含まれる抵抗値の範囲を、例えば図4,5に示すように3等分(3つの判定抵抗範囲Wr1,Wr2,Wr3(Wr1<Wr2<Wr3)に等分割)することにより、特定用テーブルTB1を作成する。
また、特定用テーブルTB2の作成に際しては、例えば、上記のようにして作成した複数の電池11についてのナイキストプロットAm上に現れる2つの極大点Q1,Q2を検出すると共に、各極大点Q1,Q2での周波数(第1周波数fq1および第2周波数fq2(<fq1))を特定する。次いで、すべての電池11についての第1周波数fq1が含まれる周波数帯域を、例えば図4に示すように3等分(3つの第1判定周波数帯域fa,fb,fc(fa>fb>fc)に等分割)し、かつすべての電池11についての第2周波数fq2が含まれる周波数帯域についても、例えば図4に示すように3等分(3つの第2判定周波数帯域fd,fe,fg(fd>fe>fg)に等分割)する。続いて、図6に示すように、第1判定周波数帯域fa,fb,fcおよび第2判定周波数帯域fd,fe,fgの組み合わせを規定することにより、特定用テーブルTB2を作成する。
記憶部5は、一例として、RAMやROMなどの半導体メモリで構成されて、処理部4用の動作プログラムおよび特定用テーブルTB1,TB2が予め記憶されている。また、記憶部5は、処理部4のワークメモリとしても機能する。
出力部6は、一例として、液晶ディスプレイなどの表示装置で構成されて、処理部4によって実行された選別処理の結果を示す後述の選別結果データDse1,Dse2を画面上に表示する。なお、表示装置に代えて、外部装置とデータ通信を行うインターフェース装置で構成して、この外部装置に選別結果データDse1,Dse2を出力する構成を採用することもできる。
次に、電池選別装置1の電池選別動作および電池選別方法について図面を参照して説明する。
電池選別装置1では、処理部4は、図7に示す選別処理50を実行する。この選別処理50では、処理部4は、まず、周波数特性測定処理を実行する(ステップ51)。この周波数特性測定処理では、処理部4は、まず、交流電流供給部2に対して周波数fを指定して、この指定した周波数fの交流電流I1を選別対象の電池11に供給させる。この交流電流I1が電池11に供給されている状態において、交流電流供給部2は、交流電流I1の波形を示す電流波形データDiを処理部4に出力し、電圧検出部3は、交流電流I1の供給に起因して電池11の両端間に発生する交流電圧V1を検出すると共に電圧波形データDvに変換して処理部4に出力する。
次いで、処理部4は、電流波形データDiおよび電圧波形データDvを例えば1周期分ずつ取得して、記憶部5に記憶させる。続いて、処理部4は、記憶部5に記憶されている電流波形データDiおよび電圧波形データDvに基づいて、指定した周波数fでの電池11についてのインピーダンスZ(インピーダンスZの実数成分(R)と虚数成分(−X))を算出して、指定した周波数fに対応させて記憶部5に記憶させる。処理部4は、交流電流供給部2に対して指定する周波数fを変化させつつ(例えば、高周波側から低周波側に順次変化させつつ)、指定した周波数fでのインピーダンスZを算出すると共にこの周波数fに対応させて記憶部5に記憶させることにより、予め規定された周波数範囲(例えば、0.1Hz〜10kHzの範囲)内でのインピーダンスZについての周波数特性を測定する。これにより、周波数特性測定処理が完了する。
次いで、処理部4は、プロット作成処理を実行する(ステップ52)。このプロット作成処理では、処理部4は、算出した各周波数でのインピーダンスZ(インピーダンスZの実数成分(R)と虚数成分(−X))に基づいて、図4に示すナイキストプロットAmを作成する。
続いて、処理部4は、実数成分検出処理(ステップ53)を実行する。この実数成分検出処理では、処理部4は、作成したナイキストプロットAmにおける虚数成分(−X)がゼロとなる点Q0での実数成分(R)の値(実数成分Rq0)を検出して、記憶部5に記憶させる。次いで、処理部4は、周波数検出処理を実行する(ステップ54)。この周波数検出処理では、処理部4は、まず、作成したナイキストプロットAmにおける2つの極大点Q1,Q2を検出し、次いで、各極大点Q1,Q2での周波数(第1周波数fq1および第2周波数fq2)を検出して、記憶部5に記憶させる。
続いて、処理部4は、1次選別処理を実行する(ステップ55)。この1次選別処理では、処理部4は、実数成分検出処理において検出した実数成分Rq0と、記憶部5に記憶されている特定用テーブルTB1(特定用データの一部)とを比較して、この実数成分Rq0がどの判定抵抗範囲Wr1,Wr2,Wr3に含まれているかを検出し、この検出した結果に基づいて、電池11に対する第1次選別(判定抵抗範囲Wr1,Wr2,Wr3のいずれに含まれるかの選別)を実行する。つまり、電池11が判定抵抗範囲Wr1〜Wr3のいずれにその実数成分Rq0が含まれるグループに属する電池であるかの選別を実行する。また、処理部4は、1次選別処理の結果(判定抵抗範囲Wr1,Wr2,Wr3のうちのいずれに実数成分Rq0が含まれているグループに属する電池11であるか)を示す選別結果データDse1を記憶部5に記憶させる。例えば、図4に示すように、実数成分Rq0が判定抵抗範囲Wr2に含まれているときには、処理部4は、選別対象の電池11がその実数成分Rq0が判定抵抗範囲Wr2に含まれているグループに属する電池であることを選別結果データDse1として記憶部5に記憶させる。
次いで、処理部4は、第1特定処理を実行する(ステップ56)。この第1特定処理では、処理部4は、周波数検出処理において検出した第1周波数fq1と第1判定周波数帯域fa,fb,fc(特定用データの一部)とを比較して、第1周波数fq1が第1判定周波数帯域fa,fb,fcのうちのいずれに含まれるかを特定する。例えば、図4に示すように、第1周波数fq1が第1判定周波数帯域fbに含まれているときには、処理部4は、第1判定周波数帯域fa,fb,fcと第1周波数fq1とを比較して、第1判定周波数帯域fbを第1周波数fq1が含まれる第1判定周波数帯域であると特定する。
続いて、処理部4は、第2特定処理を実行する(ステップ57)。この第2特定処理では、処理部4は、周波数検出処理において検出した第2周波数fq2と第2判定周波数帯域fd,fe,fg(特定用データの一部)とを比較して、第2周波数fq2が第2判定周波数帯域fd,fe,fgのうちのいずれに含まれるかを特定する。例えば、図4に示すように、第2周波数fq2が第2判定周波数帯域fdに含まれているときには、処理部4は、第2判定周波数帯域fd,fe,fgと第2周波数fq2とを比較して、第2判定周波数帯域fdを第2周波数fq2が含まれる第2判定周波数帯域であると特定する。
次いで、処理部4は、2次選別処理を実行する(ステップ58)。この2次選別処理では、処理部4は、第1特定処理およb第2特定処理において特定した第1判定周波数帯域および第2判定周波数帯域に基づいて電池11に対する第2次選別を実行する。具体的には、第1特定処理および第2特定処理において特定した第1判定周波数帯域および第2判定周波数帯域と、図6に示す特定用テーブルTB2(特定用データの一部)とに基づいて、電池11に対する選別(9個の判定周波数範囲Wf1〜Wf9のうちのいずれに含まれるかの選別)を実行する。つまり、電池11が判定周波数範囲Wf1〜Wf9のいずれにその第1周波数fq1および第2周波数fq2が含まれるグループに属する電池であるかの選別を実行する。例えば、図4に示すナイキストプロットAmが作成された電池11では、上記のように第1判定周波数帯域fbおよび第2判定周波数帯域fdが特定されているため、特定用テーブルTB2に基づいて、処理部4は、選別対象の電池11がその第1周波数fq1および第2周波数fq2が判定周波数範囲Wf4に含まれているグループに属する電池であることを選別結果データDse2として記憶部5に記憶させる。
この2次選別処理の完了により、電池11は、選別結果データDse1で示されるように、実数成分Rq0が判定抵抗範囲Wr2に含まれ、かつ選別結果データDse2で示されるように第1周波数fq1および第2周波数fq2に関して、判定周波数範囲Wf4に含まれる電池として選別される。最後に、処理部4は、選別結果データDse1および選別結果データDse2の内容を出力部6に出力(表示)させる。これにより、電池選別装置1による電池11に対する電池選別動作が完了する。
このように、この電池選別方法および電池選別装置1では、電池11についてのナイキストプロットAmにおける高周波側の極大点Q1での第1周波数fq1および低周波側の極大点Q2での第2周波数fq2を特定する周波数検出処理(ステップ54)と、第1周波数fq1が含まれる第1判定周波数帯域を第1判定周波数帯域fa,fb,fcのうちから特定する第1特定処理(ステップ56)と、第2周波数fq2が含まれる第2判定周波数帯域を第2判定周波数帯域fd,fe,fgのうちから特定する第2特定処理(ステップ57)と、特定した第1判定周波数帯域および第2判定周波数帯域と特定用テーブルTB2とに基づいて電池11を選別する2次選別処理(ステップ58)とを実行する。
したがって、この電池選別方法および電池選別装置1によれば、電池11の選別に際して、ナイキストプロットAm全体と比較して電池11の特性を特定する必要がなく、ナイキストプロットAmにおける2つの極大点Q1,Q2での各周波数fq1,fq2との比較に使用するいくつかの第1判定周波数帯域(本例では第1判定周波数帯域fa,fb,fcの3つ)および第2判定周波数帯域(本例では第2判定周波数帯域fd,fe,fg)を規定しておくだけで電池11の特性を特定して選別することができるため、電池11の特性を特定するための特定用データの量を大幅に削減することができる。
なお、上記の構成に限定されない。例えば、上記のインピーダンスZから算出した各周波数での虚数成分(−X)と、それに対応する周波数とを、虚数成分(−X)を縦軸とし、周波数を横軸とした座標平面にプロットすると、図8に示すようなプロット曲線Am1が作成され、このプロット曲線A1においても、上記のナイキストプロットAmと同様にして、ナイキストプロットAm1の各極大点Q1,Q2にそれぞれ対応する2つの極大点Q11,Q12が、対応する各極大点Q1,Q2の第1周波数fq1,fq2と同じ周波数において現れる。このため、上記した選別処理50におけるプロット作成処理(ステップ52)において、図8に示すプロット曲線A1を作成し、このプロット曲線A1を使用して、上記した周波数検出処理(ステップ54)、第1特定処理(ステップ56)、および第2特定処理(ステップ57)を実行して、電池11を選別することもできる。なお、同図における第1判定周波数帯域fa,fb,fcおよび第2判定周波数帯域fd,fe,fgは、図4に示す第1判定周波数帯域fa,fb,fcおよび第2判定周波数帯域fd,fe,fgと同じ周波数帯域を示している。
また、上記の例では、一例として、点Q0での実数成分Rq0に対して3つの判定抵抗範囲Wr1,Wr2,Wr3を規定し、かつ極大点Q1での第1周波数fq1に対して3つの第1判定周波数帯域fa,fb,fcを規定すると共に極大点Q2での第2周波数fq2に対して3つの第2判定周波数帯域fd,fe,fgを規定する構成を採用しているが、判定抵抗範囲、第1判定周波数帯域および第2判定周波数帯域の数はそれぞれ任意の個数に規定することができる。この場合、これらの個数を増やすのに従い、電池11の特性を特定するための特定用データの量も増加するが、判定抵抗範囲、第1判定周波数帯域および第2判定周波数帯域の各数を十数個程度に増やしたとしても、ナイキストプロット全体と比較する特定用データを用意する構成と比較して、特定用データのデータ量を十分に少ない状態に確実に維持することができる。
また、上記の例では、予め規定された周波数範囲(例えば、0.1Hz〜10kHzの範囲)内でのインピーダンスZについての周波数特性を周波数特性測定処理において測定する構成を採用しているが、ナイキストプロットAmにおいて各極大点Q1,Q2が現れる周波数帯域(すなわち、極大点Q1についての各第1判定周波数帯域fa,fb,fc全体(第1判定周波数帯域faの上限周波数から第1判定周波数帯域fcの下限周波数までの周波数帯域)、および極大点Q2についての各第2判定周波数帯域fd,fe,fg全体(第2判定周波数帯域fdの上限周波数から第2判定周波数帯域fgの下限周波数までの周波数帯域))と、点Q0が現れる周波数帯域とにおけるインピーダンスZについての周波数特性のみを周波数特性測定処理において測定する構成を採用することもできる。この構成を採用することにより、周波数特性測定処理に要する時間を十分に短縮することができる。
また、上記の例では、電池11についてのナイキストプロットAmにおける各極大点Q1,Q2での周波数fq1,fq2と、点Q0での実数成分Rq0とに基づいて、電池11を選別する構成を採用しているが、電池11についてのナイキストプロットAmにおける各極大点Q1,Q2での周波数fq1,fq2に基づく選別だけでよい場合には、点Q0での実数成分Rq0に基づく選別(1次選別処理)を省く構成を採用することもできる。
1 電池選別装置
4 処理部
11 電池
fa,fb,fc 第1判定周波数帯域
fd,fe,fg 第2判定周波数帯域
fq1 第1周波数
fq2 第2周波数
Q1 極大点(高周波側)
Q2 極大点(低周波側)
R 実数成分
−X 虚数成分

Claims (6)

  1. 電池のインピーダンスについての周波数特性を測定する測定部と、
    前記測定された各周波数でのインピーダンスの実数成分および虚数成分を、当該実数成分を横軸にし、かつ当該虚数成分にマイナス符号を付した値を縦軸にした座標平面にプロットしてナイキストプロットを作成する処理、前記作成したナイキストプロットにおける高周波側の極大点での第1周波数および低周波側の極大点での第2周波数を特定する処理、前記第1周波数について予め規定された複数の第1判定周波数帯域と前記特定された第1周波数とを比較して当該第1周波数が含まれる前記第1判定周波数帯域を特定する処理、前記第2周波数について予め規定された複数の第2判定周波数帯域と前記特定された第2周波数とを比較して当該第2周波数が含まれる前記第2判定周波数帯域を特定する処理、および前記特定した第1判定周波数帯域および前記特定した第2判定周波数帯域に基づいて前記電池を選別する処理を実行する処理部とを備えている電池選別装置。
  2. 電池のインピーダンスについての周波数特性を測定する測定部と、
    前記測定された各周波数でのインピーダンスの虚数成分を、当該周波数を横軸にし、かつ当該虚数成分にマイナス符号を付した値を縦軸にした座標平面にプロットしてプロット曲線を作成する処理、当該作成したプロット曲線における高周波側の極大点での第1周波数および低周波側の極大点での第2周波数を特定する処理、前記第1周波数について予め規定された複数の第1判定周波数帯域と前記特定された第1周波数とを比較して当該第1周波数が含まれる前記第1判定周波数帯域を特定する処理、前記第2周波数について予め規定された複数の第2判定周波数帯域と前記特定された第2周波数とを比較して当該第2周波数が含まれる前記第2判定周波数帯域を特定する処理、および前記特定した第1判定周波数帯域および前記特定した第2判定周波数帯域に基づいて前記電池を選別する処理を実行する処理部とを備えている電池選別装置。
  3. 前記測定部は、前記複数の第1判定周波数帯域および前記複数の第2判定周波数帯域での前記周波数特性のみを測定する請求項1または2記載の電池選別装置。
  4. 電池のインピーダンスについての周波数特性を測定する処理と、
    前記測定した各周波数でのインピーダンスの実数成分および虚数成分を、当該実数成分を横軸にし、かつ当該虚数成分にマイナス符号を付した値を縦軸にした座標平面にプロットしてナイキストプロットを作成する処理と、
    前記作成したナイキストプロットにおける高周波側の極大点での第1周波数および低周波側の極大点での第2周波数を特定する処理と、
    前記第1周波数について予め規定された複数の第1判定周波数帯域と前記特定された第1周波数とを比較して当該第1周波数が含まれる前記第1判定周波数帯域を特定する処理と、
    前記第2周波数について予め規定された複数の第2判定周波数帯域と前記特定された第2周波数とを比較して当該第2周波数が含まれる前記第2判定周波数帯域を特定する処理と、
    前記特定した第1判定周波数帯域および前記特定した第2判定周波数帯域に基づいて前記電池を選別する処理とを実行する電池選別方法。
  5. 電池のインピーダンスについての周波数特性を測定する処理と、
    前記測定した各周波数でのインピーダンスの虚数成分を、当該周波数を横軸にし、かつ当該虚数成分にマイナス符号を付した値を縦軸にした座標平面にプロットしてプロット曲線を作成する処理と、
    前記作成したプロット曲線における高周波側の極大点での第1周波数および低周波側の極大点での第2周波数を特定する処理と、
    前記第1周波数について予め規定された複数の第1判定周波数帯域と前記特定された第1周波数とを比較して当該第1周波数が含まれる前記第1判定周波数帯域を特定する処理と、
    前記第2周波数について予め規定された複数の第2判定周波数帯域と前記特定された第2周波数とを比較して当該第2周波数が含まれる前記第2判定周波数帯域を特定する処理と、
    前記特定した第1判定周波数帯域および前記特定した第2判定周波数帯域に基づいて前記電池を選別する処理とを実行する電池選別方法。
  6. 前記周波数を測定する処理において、前記複数の第1判定周波数帯域および前記複数の第2判定周波数帯域での前記周波数特性のみを測定する請求項4または5記載の電池選別方法。
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