JP2014063621A - 診断装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電池の残存価値を容易にかつ正確に判断することを可能とする。
【解決手段】実施形態の判断装置は、異なる試験条件ごとに、充放電サイクル数に対する蓄電池の内部状態量の劣化特性を複数の試験サンプルから得た試験データを記憶する記憶手段と、診断対象の蓄電池に充放電を行った際に検出された蓄電池の内部状態量をもとに、試験データを参照して蓄電池で実際に充放電を行った履歴に相当する等価履歴を同定し、試験データに含まれる複数の試験サンプル分のデータから同定された等価履歴の尤度を算出する第１の算出手段と、同定された等価履歴と、算出された尤度とを出力する出力手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、診断装置及び方法に関する。

従来、二次電池（蓄電池）の放電曲線を用いて内部状態量を推定する方法がある。この方法により推定された内部状態量をもとに、蓄電池の劣化状態を推定し、使用限界に対する余裕度を評価して蓄電池の残存価値の判断が行われている。

特許第３６６９６７３号公報

しかしながら、上述した従来技術では、誤差の影響により実際の値と大きく異る内部状態量が推定される場合があり、残存価値を正しく判断できない場合があった。また、誤差の影響を少なくしようとする場合は、蓄電池の使用履歴を逐次収集しておく必要があり、蓄電池の残存価値を容易にかつ正確に判断することは困難であった。

上述した課題を解決するために、実施形態の診断装置は、異なる試験条件ごとに、充放電サイクル数に対する蓄電池の内部状態量の劣化特性を複数の試験サンプルから得た試験データを記憶する記憶手段と、診断対象の蓄電池に充放電を行った際に検出された前記蓄電池の内部状態量をもとに、前記試験データを参照して前記蓄電池で実際に充放電を行った履歴に相当する等価履歴を同定し、前記試験データに含まれる複数の試験サンプル分のデータから前記同定された等価履歴の尤度を算出する第１の算出手段と、前記同定された等価履歴と、前記算出された尤度とを出力する出力手段と、を備える。

また、実施形態の方法は、異なる試験条件ごとに、充放電サイクル数に対する蓄電池の内部状態量の劣化特性を複数の試験サンプルから得た試験データを記憶する記憶手段を備えた診断装置の方法であって、診断対象の蓄電池に充放電を行った際に検出された前記蓄電池の内部状態量をもとに、前記試験データを参照して前記蓄電池で実際に充放電を行った履歴に相当する等価履歴を同定し、前記試験データに含まれる複数の試験サンプル分のデータから前記同定された等価履歴の尤度を算出する工程と、前記同定された等価履歴と、前記算出された尤度とを出力する工程とを含む。

図１は、第１の実施形態にかかる診断装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 図２は、第１の実施形態にかかる診断装置の機能構成を示すブロック図である。 図３は、残存価値診断処理の一例を示すフローチャートである。 図４は、放電曲線の一例を示すグラフである。 図５は、パラメータ及び物理定数の一例を示す図である。 図６は、充電曲線の一例を示すグラフである。 図７は、試験データの一例を示す図である。 図８は、等価履歴の同定を例示する図である。 図９は、等価履歴の同定尤度の算出を例示する図である。 図１０は、等価サイクル数の同定と、同定尤度の算出との一例を示すフローチャートである。 図１１は、蓄電池の容量の存在確率分布の算出と表示を例示する概念図である。 図１２は、蓄電池の抵抗値の存在確率分布の算出と表示を例示する概念図である。 図１３は、残存価値の診断結果の出力を例示する概念図である。 図１４は、残存価値の診断結果の出力を例示する概念図である。 図１５は、残存価値の診断結果の出力を例示する概念図である。 図１６は、残存価値の診断結果の出力を例示する概念図である。 図１７は、蓄電池の容量と抵抗値の存在確率分布の表示を例示する概念図である。 図１８は、第２の実施形態にかかる診断装置の機能構成を示すブロック図である。 図１９は、残存価値診断処理の一例を示すフローチャートである。 図２０は、診断結果の再利用を例示する概念図である。 図２１は、充放電条件（１Ｃ、３Ｃ）の診断結果を例示する図である。

以下、添付図面を参照して実施形態の診断装置及び方法を詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかる診断装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図１に示すように、蓄電池２の残存価値の判断は、蓄電池２の検査を行う検査装置３と、検査装置３の検出結果をもとに実際に蓄電池２の残存価値を診断する診断装置１とを有するコンピュータシステムで実現される。本実施形態において、コンピュータシステムの構成要素の一つである診断装置１は、処理機能に応じて装置をＬＡＮ（Local Area Network）、イントラネット等の通信ネットワーク（図示しない）を介して組み合わせた装置群で構成することができる。

診断装置１は、ＣＰＵ１００（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（ＲＷＭ）１１０（Random Access Memory（Read Write Memory））と、通信Ｉ／Ｆ１２０と、入力Ｉ／Ｆ１３０（Inter Face）と、出力Ｉ／Ｆ１４０と、ＲＯＭ１５０（Read Only Memory）と、記憶部１６０と、タイマ１７０とを含む構成である。その他、ＵＳＢメモリ等の外部記憶装置を装着するＩＦ（インターフェース）を備えてもよい。診断装置１は、プログラムを実行し演算するコンピュータである。

診断装置１は、通信Ｉ／Ｆ１２０を介して検査装置３から電流値、電圧値などの蓄電池２の検査データを収集し、収集した検査データを用いて各種演算処理を行う。

ＣＰＵ１００は、ＲＯＭ１５０に予め書き込んだ各プログラムをＲＡＭ１１０に読み出し、算出処理を行う演算処理部（マイクロプロセッサ）である。ＣＰＵ１００は、機能に合わせて複数のＣＰＵ群（マイクロコンピュータ、マイクロコントローラ）で構成することができる。また、ＣＰＵ１００内にＲＡＭ機能をもった内蔵メモリを備えていてもよい。

ＲＡＭ１１０は、ＣＰＵ１００がプログラムを実行するのに際して使用する記憶エリアであって、ワーキングエリアとして用いられるメモリである。ＲＡＭ１１０は、処理に必要なデータを一次記憶させるのに好適である。

通信Ｉ／Ｆ１２０は、検査装置３とデータ授受を行う通信装置、通信手段である。例えば、ルーターがある。本実施形態では、通信Ｉ／Ｆ１２０と検査装置３との接続は有線通信のごとく記載しているが、各種無線通信網に代替することができる。また、通信Ｉ／Ｆ１２０と検査装置３との接続は一方向または双方向通信可能台数なネットワークを介して行われる形態であってもよい。

入力Ｉ／Ｆ１３０は、入力部１３１と診断装置１とを接続するインターフェースである。入力部１３１から送られてきた入力信号を変換し、ＣＰＵ１００が認識可能な信号に変換する入力制御機能を有していてもよい。入力Ｉ／Ｆ１３０は、端子等として必須の構成要素ではなく、直接診断装置１内の配線と接続されていてもよい。

入力部１３１は、コンピュータ装置が一般に備えている各種キーボードやボタン等の入力制御を行う入力装置、入力手段である。その他、人の発する声を認識することにより、入力信号として認識または検出する機能を備えていてもよい。本実施形態では診断装置１の外部に設置しているが、診断装置１内に組み込まれている形態であってもよい。

出力Ｉ／Ｆ１４０は、表示部１４１と診断装置１とを接続するインターフェースである。ＣＰＵ１００から出力Ｉ／Ｆ１４０を介して表示部１４１の表示制御が行われてもよいし、グラフィックボードなど描画処理を行うＬＳＩ（Lage Scale Integrated Circuit）（ＧＰＵ：Graphics Processing Unit）により表示制御が行われてもよい。表示制御機能として例えば、画像データを復号化するデコード機能がある。診断装置１は、出力Ｉ／Ｆ１４０を使用せず、診断装置１の内部に表示部１４１が直接接続される形態であってもよい。

表示部１４１は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、プラズマディスプレイなどの出力装置、出力手段である。その他、音を発する機能を備えていてもよい。本実施形態では診断装置１の外部に設置しているが、表示部１４１は、診断装置１の内部に組み込まれていてもよい。

ＲＯＭ１５０は、各種プログラムを格納するメモリである。データの書き込みはできない非一次記憶媒体を用いることが好適であるが、データの読み出し、書き込みが随時できる半導体メモリ等の記憶媒体であってもよい。その他、画像データを表示部１４１にて人が認識可能な文字や図柄を表示させる表示プログラムや、蓄電池２の劣化情報等のコンテンツを通信Ｉ／Ｆ１２０を介して外部の端末に配信させるプログラム、取得したデータを記憶部１６０に予め定められた時間毎に記憶させる情報登録プログラムなどが格納されていてもよい。

記憶部１６０は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの不揮発性の記憶装置、記憶手段である。この他、不揮発性の記憶手段に限られることなくフラッシュメモリなどの半導体メモリを利用してもよいし、これらの半導体メモリと、ＨＤＤとを組み合わせた形態の記憶媒体であってもよい。本実施形態では、ＲＯＭ１５０と記憶部１６０とは別の記憶媒体のごとく記載しているが、ＲＯＭ１５０と記憶部１６０とを合わせて一の記憶部、記憶手段としてもよい。記憶部１６０には、ＣＰＵ１００が蓄電池２の診断の際に実行するアプリケーションプログラムや、劣化試験データ４０、劣化特性ＤＢ２２等（図２参照）の、ＣＰＵ１００の算出処理に必要な各種データが記憶されている。

タイマ１７０は、時間を計測するための時計である。タイマ１７０により計測した時刻を利用してＣＰＵ１００は、蓄電池２の電流値、電圧値の計測、格納を行う。診断装置１は、タイマ１７０に代えて、通信ネットワークを介して時間を取得する形態であってもよいし、タイマ１７０による計測と通信ネットワークから得られる時刻とから現在時刻を算出する形態であってもよい。

検査装置３は、診断装置１からの命令を受け、診断対象の蓄電池２の現在の複数の内部状態量を検出するための特性検査、すなわち診断対象の蓄電池２の充放電や抵抗測定、容量測定、温度測定などを行い、その検査データを診断装置１に送る。

図２は、第１の実施形態にかかる診断装置１の機能構成を示すブロック図である。診断装置１は、ＣＰＵ１００が記憶部１６０に記憶されたアプリケーションプログラムをＲＡＭ１１０に展開して順次実行することで、残存価値診断部１０と、劣化特性算出・管理部２０と、状態量検出部３０としての機能を実現する。

状態量検出部３０は、検査装置３から受け取った蓄電池２の検査データを用いて、蓄電池２の内部状態量を検出し（詳細は後述する）、その検出結果を劣化特性算出・管理部２０と残存価値診断部１０に入力する。

劣化特性算出・管理部２０は診断制御部１１からの指令を劣化特性管理部２３が受けて、劣化特性算出部２１は、劣化試験データ４０から異なる試験条件ごとに測定した試験データを入手する。この試験データは、異なる試験条件（例えば１Ｃ、２Ｃ、３Ｃなどの充放電条件、２５℃、３５℃、４５℃などの温度条件等）ごとに、充放電サイクル数に対する蓄電池の内部状態量の劣化特性を複数の試験サンプル（複数の蓄電池）から得たデータである。劣化試験データ４０は、異なる試験条件ごとに、複数の試験サンプルから得た劣化特性を記憶する記憶手段である。

劣化特性算出部２１は、入手した試験データを状態量検出部３０に与えて複数の内部状態量を検出させる。状態量検出部３０における複数の内部状態量の算出結果は、劣化特性算出部２１に入力される。劣化特性算出部２１は、入力された算出結果を、劣化試験データ４０から入手した充放電サイクル数と対応付けて試験条件ごとに整理して、劣化特性ＤＢ２２に格納する。

診断制御部１１は、診断対象の蓄電池２の複数の内部状態量を検査装置３により検出すると、劣化特性管理部２３に問い合わせを行う。劣化特性管理部２３は、診断制御部１１の問い合わせに応じて、劣化特性ＤＢ２２から、複数の試験サンプルで行われた試験条件ごとに、格納された複数の内部状態量を充放電サイクル数に対応させて入手し、等価履歴・尤度算出部１２に送付する。

残存価値診断部１０は、診断制御部１１と、等価履歴・尤度算出部１２と、存在確率分布算出部１３と、残存価値算出部１４と、診断結果表示部１５とを備える。診断制御部１１は、蓄電池２の残存価値の診断処理を統合的に進行させる。等価履歴・尤度算出部１２は、蓄電池２に充放電を行った際に検出された内部状態量をもとに、試験データを参照して蓄電池で実際に充放電を行った履歴に相当する等価履歴を同定し、試験データに含まれる複数の試験サンプル分のデータから同定された等価履歴の尤度（同定尤度）を算出する。存在確率分布算出部１３は、等価履歴・尤度算出部１２で算出された同定尤度をもとに、同定された等価履歴の存在確率分布を算出する。残存価値算出部１４は、存在確率分布算出部１３で算出された存在確率分布と、蓄電池２の使用限界として記憶部１６０の各種データなどに予め設定された限界値（使用限界水準）との比較結果をもとに、蓄電池２の残存価値を算出する。診断結果表示部１５は、等価履歴・尤度算出部１２、存在確率分布算出部１３、残存価値算出部１４による算出結果（診断結果）を表示部１４１の表示画面に表示させる。

具体的には、診断制御部１１は、蓄電池２が検査装置３に装着された後、蓄電池２の残存価値の診断を開始する。診断制御部１１は、検査装置３に命令を送って、蓄電池２の特性検査を行わせる。次いで、診断制御部１１は、状態量検出部３０での内部状態量の検出が終了すると、その内部状態量を等価履歴・尤度算出部１２に通知させる。また、劣化特性算出・管理部２０の劣化特性管理部２３に命じて、劣化特性ＤＢ２２から、充放電サイクル数と対応付けられた各試験条件の内部状態量のデータを等価履歴・尤度算出部１２に送付させる。

等価履歴・尤度算出部１２は、状態量検出部３０から内部状態量の情報を得ると同時に、劣化特性ＤＢ２２から、充放電サイクル数と対応付けられた各試験条件の内部状態量のデータを入手する。等価履歴・尤度算出部１２は、蓄電池２の内部状態量を、各試験条件の内部状態量の試験データと照会することで、蓄電池２の等価履歴として、蓄電池２の温度条件（等価温度条件）、実際に充放電を行った充放電条件（等価充放電条件）における、実際に充放電を行ったサイクル数に相当する等価サイクル数などを同定する。次いで、等価履歴・尤度算出部１２は、試験データに含まれる複数の試験サンプル分のデータから同定された等価履歴の同定尤度を確率分布として算出する。

存在確率分布算出部１３は、等価履歴・尤度算出部１２において同定された等価履歴である、等価温度条件、等価充放電条件における等価サイクル数に応じた複数の内部状態量の劣化特性を劣化特性管理部２３に問い合わせる。劣化特性管理部２３は、劣化特性ＤＢ２２から、等価履歴・尤度算出部１２において同定された等価履歴である、等価温度条件、等価充放電条件における等価サイクル数に応じた複数の内部状態量の劣化特性を劣化特性ＤＢ２２より入手し、存在確率分布算出部１３に送付する。

存在確率分布算出部１３は、等価履歴・尤度算出部１２において同定された等価履歴である、等価温度条件、等価充放電条件における等価サイクル数と対応付けられた複数の内部状態量を、蓄電池２の容量、内部抵抗値などの代表的な指標値に換算し、等価履歴・尤度算出部１２において同定された等価サイクル数における指標値を算出する。また、等価履歴・尤度算出部１２において算出された同定尤度をもとに、算出された指標値における存在確率分布を求める。

残存価値算出部１４は、診断制御部１１から蓄電池２の使用用途に即した使用限界水準を入手し、存在確率分布算出部１３で算出された等価サイクル数における指標値と、存在確率分布を用いて、使用限界水準と比較することで、蓄電池２の現在の残存価値を算出する。より具体的には、存在確率分布が使用限界水準を超えた割合、等価サイクル数における指標値と使用限界水準との距離が、残存価値を決める変数となる。

診断結果表示部１５は、残存価値算出部１４で算出された蓄電池２の現在の残存価値を、存在確率分布と使用限界水準との関係や、使用限界水準を超えた存在確率分布の割合などの数値として、表示部１４１の表示画面に表示する。上述した動作シーケンス（残存価値診断処理）は、残存価値診断部１０の診断制御部１１によって進行が制御される。

図３は、残存価値診断処理の一例を示すフローチャートである。図３に示すように、診断制御部１１は、診断対象の蓄電池２が検査装置３に装着されたことを確認して、残存価値診断処理を開始する（Ｓ１０１）。

次いで、診断制御部１１は、検査装置３を制御して所定の充電条件における蓄電池２の充放電曲線を取得し、検査装置３は、取得した充放電曲線をもとに、蓄電池２の複数の内部状態量を検出する（Ｓ１０２）。この内部状態量は、例えば特許第３６６９６７３号公報に記載されるような公知技術を用いて検出できる。より具体的には、図４に例示した放電曲線を用いて、各種データとして予め準備された図５に例示したパラメータ及び物理定数で放電曲線を表現するモデルにより、そのパラメータを推定して行うことができる。また、図６に示すように、充電曲線から同様のモデルによって内部状態量として、電極の活物質Ａの容量、活物質Ｂの容量、抵抗値などの複数の内部状態量を推定することができる。

一方、予め状態量検出部３０を用いて劣化試験データ４０の試験データが処理され、劣化特性算出・管理部２０において、温度条件、充放電条件ごとに充放電サイクルに対する複数の内部状態量の劣化特性が劣化特性ＤＢ２２に格納されている。Ｓ１０２に次いで、等価履歴・尤度算出部１２は、この劣化特性ＤＢ２２を用いて、検出された蓄電池２の複数の内部状態量と比較し、最も尤度の高い等価履歴を同定し、その同定した等価履歴の同定尤度を算出する（Ｓ１０３）。

図７は、試験データの一例を示す図である。劣化特性ＤＢ２２に格納される、温度条件、充放電条件ごとに充放電サイクルに対する複数の内部状態量の劣化特性は、図７のような形で管理される。より具体的には、複数の試験サンプル（蓄電池）の試験データ（図中の丸印）をもとに、算出された複数の内部状態量が、離散的な充放電サイクル数間隔で測定されている。図７では、温度条件３５℃、充放電条件１Ｃ（１時間で充放電サイクル１回）での試験データを示している。複数の試験サンプルの試験データにおいて、測定が行われた離散的な充放電サイクル数での測定結果には、ばらつきがある。なお、図中の実線は、中央値を結んだ近似曲線であり、点線は、標準偏差±σの点を線形補間した曲線である。

図８は、等価履歴の同定を例示する図である。図７のような内部状態量の劣化特性に対し、等価履歴の同定は図８に示すように行われる。具体的には、それぞれの内部状態量（活物質Ａの容量、活物質Ｂの容量、抵抗値など）ごとに、検出された値に対応する充放電サイクル数が求められる。

ここで、検出される内部状態量がｓ１、ｓ２、ｓ３の３つである場合を例示する。この図７のような内部状態量の劣化特性に対して、等価履歴は図８のように同定される。具体的には、それぞれ内部状態量ごとに、検出された値に対応する放充電サイクル数が求められる。例えば、活物質Ａの容量（ｓ１）、活物質Ｂの容量（ｓ２）、抵抗値（ｓ３）として検出された値に対応する充放電サイクル数をそれぞれＮ１、Ｎ２、Ｎ３とすると、温度条件Ｔｐ、充放電条件Ｃｃｒｇとした時の同定誤差Ｅｅｑは次の式（１）で求められる。

なお、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３はそれぞれの内部状態量が図７の劣化特性の中心線に対応した等価サイクル数のして次の式で求められる。
Ｎ１＝Ｎｃｙｃ（Ｔｐ、ｓ１）
Ｎ２＝Ｎｃｙｃ（Ｔｐ、ｓ２）
Ｎ３＝Ｎｃｙｃ（Ｔｐ、ｓ３）

また、それぞれの内部状態量ｓ１、ｓ２、ｓ３におうじた同定尤度が図８のように中央値を結んだ近似曲線に対する標準偏差±σの点を線形補間した曲線との関係で、その間隔が２σとなるように、σ１、σ２、σ３が求められる。

また、等価サイクル数Ｎｅｑは、この同定誤差Ｅｅｑを最小化する値として次の式（２）により決定される。

上述した式（１）、（２）を満たすように、等価サイクル数Ｎｅｑは、温度条件（Ｔｐ）、充放電条件（Ｃｃｒｇ）ごとに求められる。劣化特性ＤＢ２２に格納される温度条件が２５℃、３５℃、４５℃の３種類、充放電条件が１Ｃ、３Ｃの２種類の場合、それぞれ計６つの等価サイクル数Ｎｅｑと同定誤差Ｅｅｑとが求められ、このうち最も同定誤差Ｅｅｑが小さい場合の等価サイクル数Ｎｅｑが同定結果として採用される。そして、その同定された等価サイクル数Ｎｅｑの温度条件及び充放電条件が、等価温度条件及び等価充放電条件として決定（同定）される。図８では、等価温度条件として３５℃、等価充放電条件として１Ｃ充放電が同定されたことを示している。

図９は、等価履歴の同定尤度の算出を例示する図である。図９に示すように、同定尤度の算出は、同定された等価履歴（等価サイクル数、等価温度条件及び等価充放電条件）における同定尤度を正規分布として等価サイクル上に存在させた場合の、全ての分布を包括する正規分布を同定尤度分布として求める。ここで、σＡは活物質Ａについての標準偏差、σＢは活物質Ｂについての標準偏差、σＲは抵抗値についての標準偏差としている。

同定尤度は、図９のように、求めた等価温度条件、等価充放電条件における、各内部状態量の同定尤度としてσ１、σ２、σ３を標準偏差として持つ正規分布として等価サイクル数上のＮ１、Ｎ２、Ｎ３を中心に存在させた場合の、すなわちＮ１、Ｎ２、Ｎ３を中心に分散をσ１＾２、σ２＾２、σ３＾２とした正規分布として存在させた場合の、全ての分布を包含する正規分布を同定尤度分布として求める。この同定尤度分布の標準偏差をσｅｑとする。

図１０は、等価サイクル数の同定と、同定尤度の算出との一例を示すフローチャートである。図１０に示すように、Ｓ２０１において、等価サイクル数の同定と、その同定尤度の算出が開始されると、診断制御部１１は、劣化特性ＤＢ２２の充電レートＣｃｒｇを１つ選択する（Ｓ２０２）。次いで、診断制御部１１は、検出した内部状態量の数をｍとし（Ｓ２０３）、劣化特性ＤＢ２２に登録されたｐ種類の温度条件のうち１つの温度条件を選択する（Ｓ２０４）。

次いで、等価履歴・尤度算出部１２は、選択した温度条件Ｔｐにおいてｍ個の内部状態量の等価サイクル数（Ｎｃｙｃ（Ｔｐ，ｓｍ））を求めて、その相対誤差Ｅｅｑ（Ｔｐ，Ｃｃｒｇ）を求める（Ｓ２０５）。

次いで、診断制御部１１は、ｐ個全ての温度条件に対して、Ｅｅｑを求めたか否かを判定し（Ｓ２０６）、求めていない場合（Ｓ２０６：ＮＯ）はＳ２０４へ処理を戻す。例えば、２５℃、３５℃、４５℃の温度条件が劣化特性ＤＢ２２に登録されている場合、その３種類の温度条件に対して相対誤差Ｅｅｑ（Ｔｐ，Ｃｃｒｇ）を求める。ｐ個全ての温度条件に対してＥｅｑを求めた場合（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、等価履歴・尤度算出部１２は、相対誤差Ｅｅｑ（Ｔｐ，Ｃｃｒｇ）が最小となる温度条件を等価温度条件とし、等価サイクル数Ｎｅｑを選択（同定）する（Ｓ２０７）。

次いで、等価履歴・尤度算出部１２は、等価サイクル数Ｎｅｑと、Ｎｃｙｃ（Ｔｐ，ｓｍ）の相対誤差から同定尤度を確率密度として算出し（Ｓ２０８）、等価サイクル数、等価温度と、同定尤度の標準偏差σｅｑを特定する（Ｓ２０９）。この等価サイクル数、等価温度と、同定尤度の標準偏差σｅｑの特定により、診断制御部１１は、等価サイクル数の同定と、同定尤度の算出を終了する（Ｓ２１０）。

図３に戻り、Ｓ１０３に次いで、存在確率分布算出部１３は、劣化特性ＤＢ２２を用いて等価履歴と同定尤度から存在確率分布を算出する（Ｓ１０４）。具体的には、同定された等価履歴のうち、等価温度条件、等価充放電条件における複数の内部状態量のデータが、劣化特性ＤＢ２２より読み出され、蓄電池２の代表的な指標値に関数変換されて、等価サイクル数における指標値が算出される。また、同定尤度に応じて、指標値における存在確率分布が求められる。

図１１は、蓄電池２の容量の存在確率分布の算出と表示を例示する概念図である。図１２は、蓄電池２の抵抗値の存在確率分布の算出と表示を例示する概念図である。図１１、図１２に示すように、等価サイクル数の同定尤度をもとに、関数変換された蓄電池２の容量についての存在確率分布Ｇ１、蓄電池２の抵抗値の存在確率分布Ｇ２を求める。なお、蓄電池２の容量は、活物質Ａと活物質Ｂが蓄電池２の電極の主要な３つの活物質の容量の場合、活物質Ａ、Ｂの容量の和で表現できる。

例えば、等価サイクル数が、等価温度条件３５℃における値として求められた場合、３５℃における指標値の劣化特性が、劣化特性ＤＢ２２より引き出され、等価サイクル数Ｎｅｑにおける代表的な指標値、すなわち容量と内部抵抗値を中心に、それぞれＮｅｑ±σｅｑのサイクル数における容量と内部抵抗値を１σとする正規分布が存在確率分布として求められる。

次いで、残存価値算出部１４は、存在確率分布算出部１３により算出された指標値、及びこの指標値における存在確率分布を使用限界水準と比較し、存在確率分布が使用限界水準を超える割合（存在確率分布Ｇ１、Ｇ２の総面積に対する使用限界水準を跨いだ面積の割合）、あるいは使用限界水準と中央値との距離によって、蓄電池２の残存価値を算出する（Ｓ１０５）。次いで、診断結果表示部１５は、残存価値算出部１４により算出された残存価値を表示部１４１の表示画面Ｇに表示させ（Ｓ１０６）、診断制御部１１は残存価値判断を終了する（Ｓ１０７）。

具体的には、図１１、１２に示すように、蓄電池２の容量、抵抗値の存在確率分布Ｇ１、Ｇ２と使用限界水準とのグラフを表示画面Ｇに表示して比較可能とする。ユーザは、上述した表示画面Ｇを確認することで、蓄電池２の残存価値を容易に把握できる。

図１３、１４、１５、１６は、残存価値の診断結果の出力を例示する概念図である。図１１、１２では、蓄電池２の容量、抵抗値の存在確率分布Ｇ１、Ｇ２と使用限界水準とのグラフを表示画面Ｇに表示して視覚的に比較する構成としたが、図１３、１４に示すように、実際に算出した定量的な値を表示画面Ｇに表示してもよい。

また、診断対象の蓄電池２が複数の（ｑ個）の蓄電セルから構成される場合は、代表等価充放電条件、代表等価温度での不適合率を図１５のように表示画面Ｇに表示してもよい。

また、図１６に示すように、存在確率分布を求めずに、等価サイクル数Ｎｅｑ＋σｅｑにおける指標値Ｇ４を最悪条件での現在の蓄電池２の残存価値として表示画面Ｇに表示し、使用限界水準との距離で残存価値を評価してもよい。

図１７は、蓄電池２の容量と抵抗値の存在確率分布の表示を例示する概念図である。存在確率分布算出部１３により算出された指標値として２つの指標値があり、この指標値における存在確率分布が算出されている場合は、図１７に示すように、算出された２つの指標値の存在確率分布を、その２つの指標値を２軸とする平面上に表示出力してもよい。具体的には、蓄電池２の容量、抵抗値の存在確率分布Ｇ１、Ｇ２をもとに、同値の存在確率密度Ｇ３を線で結んだ形（図示例では楕円形）の平面図を表示画面Ｇに表示してもよい。この場合は、蓄電池２の容量、抵抗値における存在確率密度Ｇ３より、蓄電池２の残存価値を容易に把握できる。

（第２の実施形態）
図１８は、第２の実施形態にかかる診断装置１の機能構成を示すブロック図である。図１８に示すように、第２の実施形態では、記憶部１６０などに記憶される診断結果ＤＢ５を備えることが、第１の実施形態と相違する。診断結果ＤＢ５は、状態量検出部３０で検出された蓄電池２の内部状態量を、等価履歴・尤度算出部１２で同定された等価履歴に対応付けて記録する記録手段である。

図１９は、残存価値診断処理の一例を示すフローチャートである。より具体的には、図１９は、図３に例示した残存価値診断処理（Ｓ１１０）の他に、状態量検出部３０で検出された蓄電池２の内部状態量を、等価履歴・尤度算出部１２で同定された等価履歴に対応付けて記録する工程を含むフローチャートである。図１９に示すように、図３に例示した残存価値診断処理（Ｓ１１０）を行った後、診断制御部１１の命令により劣化特性算出・管理部２０は、状態量検出部３０で検出（推定）された蓄電池２の内部状態量を、等価履歴・尤度算出部１２で同定された等価履歴（例えば等価サイクル数）と対応付けて診断結果ＤＢ５に記録する（Ｓ１１１）。

等価履歴・尤度算出部１２は、状態量検出部３０から内部状態量の情報を得ると同時に、劣化特性ＤＢ２２から、充放電サイクル数と対応付けられた各試験条件の内部状態量のデータと、診断結果ＤＢ５に記録されたデータと照会することで、蓄電池２の等価履歴として、蓄電池２の温度条件（等価温度条件）、実際に充放電を行った充放電条件（等価充放電条件）における、実際に充放電を行ったサイクル数に相当する等価サイクル数などを同定する。次いで、等価履歴・尤度算出部１２は、試験データに含まれる複数の試験サンプル分のデータに診断結果ＤＢ５に記録されたデータを加え、同定された等価履歴の同定尤度を確率分布として算出する。すなわち、第２の実施形態では、Ｓ１１０で得た診断結果を、新たな試験データの一つとして再利用する構成である。

図２０は、診断結果の再利用を例示する概念図である。図２０に示すように、第２の実施形態では、劣化試験データ４０に含まれる試験サンプル分のデータ（等価サイクル数Ｎｅｑ以外の丸印）以外に、Ｓ１１１で同定された等価サイクル数Ｎｅｑに対応したデータ（検査結果における丸印）を新たな試験データの一つとして再利用できる。このため、蓄電池２の残存価値の診断を行う度に、試験サンプルとしてのデータを充実させることができる。

（変形例）
上述した第１、第２の実施形態では、１つの充放電条件に応じて等価履歴を求めている。変形例では、複数の充放電条件に対してそれぞれ等価履歴を求め、その結果を総合して蓄電池２の残存価値を求める。具体的には、１Ｃの充放電条件における等価サイクル数と、３Ｃの充放電条件における等価サイクル数とを求め、それぞれの同定尤度を算出する。次いで、それぞれの同定尤度を比較して、同定尤度の標準偏差が小さい方の診断結果を採用する。

具体的には、図２１に示すように、１Ｃの充放電条件における等価サイクル数と、３Ｃの充放電条件における等価サイクル数とについて診断を行う。図２１の例では、３Ｃの充放電条件の方が容量の不適合度（％）が高い値である。ここで、１Ｃの充放電条件の方が同定尤度の標準偏差が小さい場合は、１Ｃの不適合度（％）がより確度の高い残存価値として採用される。このため、より正確に残存価値の判断を行うことができる。

また、算出した残存価値を蓄電池２の充放電を制御するマイクロコントローラなどに通知してもよい。この場合は、例えば、マイクロコントローラなどで複数の蓄電池２の充放電を制御する際に、その通知を参照して残存価値の高い（劣化の少ない）蓄電池２を充放電に使用するように、充放電を行う蓄電池２を決定することで、複数の蓄電池２の残存価値を一様なものとすることができる。

なお、上述した蓄電池２の内部状態量は、代表的な指標値である容量、内部抵抗値そのものであってもよい。また、内部状態量ごとの同定尤度が大きすぎて信頼できる内部状態量が複数なく、１つである場合、その１つの内部状態量を用いて蓄電池２の残存価値を診断してもよい。なお、このとき等価サイクル数の同定尤度は、確率分布を持たず、一意に指標値から求められるので、残存価値は、求めた指標値と使用限界水準との距離によって決定される。

また、蓄電池２の内部状態量や、指標値の劣化特性が対応付けられる充放電サイクル数は、蓄電池２が試験的に経験した温度条件を時間積分した累積熱時間であっても構わないし、単なる時間であっても構わない。

なお、本実施形態の診断装置１で実行されるプログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。本実施形態の診断装置１で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。

さらに、本実施形態の診断装置１で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の診断装置１で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

本実施形態の診断装置１で実行されるプログラムは、上述した機能構成を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記ＲＯＭからプログラムを読み出して実行することにより上述した機能構成が主記憶装置上にロードされ、主記憶装置上に生成されるようになっている。

なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。

１…診断装置、２…蓄電池、３…検査装置、５…診断結果ＤＢ、１０…残存価値診断部、１１…診断制御部、１２…等価履歴・尤度算出部、１３…存在確率分布算出部、１４…残存価値算出部、１５…診断結果表示部、２０…劣化特性算出・管理部、２１…劣化特性算出部、２２…劣化特性ＤＢ、２３…劣化特性管理部、３０…状態量検出部、４０…劣化試験データ、１００…ＣＰＵ、１１０…ＲＡＭ、１２０…通信Ｉ／Ｆ、１３０…入力Ｉ／Ｆ、１３１…入力部、１４０…出力Ｉ／Ｆ、１４１…表示部、１５０…ＲＯＭ、１６０…記憶部、１７０…タイマ、Ｇ…表示画面、Ｇ１、Ｇ２…存在確率分布、Ｇ３…存在確率密度、Ｎｅｑ…等価サイクル数

Claims (9)

1. 異なる試験条件ごとに、充放電サイクル数に対する蓄電池の内部状態量の劣化特性を複数の試験サンプルから得た試験データを記憶する記憶手段と、
   診断対象の蓄電池に充放電を行った際に検出された前記蓄電池の内部状態量をもとに、前記試験データを参照して前記蓄電池で実際に充放電を行った履歴に相当する等価履歴を同定し、前記試験データに含まれる複数の試験サンプル分のデータから前記同定された等価履歴の尤度を算出する第１の算出手段と、
   前記同定された等価履歴と、前記算出された尤度とを出力する出力手段と、
   を備える診断装置。
2. 前記等価履歴は、実際に充放電を行ったサイクル数に相当する等価サイクル数、前記蓄電池の温度条件、及び実際に充放電を行った充放電条件に相当する充放電条件の少なくとも一つである、
   請求項１に記載の診断装置。
3. 前記第１の算出手段は、前記検出された複数の内部状態量をもとにした等価履歴の各々と、前記試験データに含まれる複数の試験サンプル分の中心値との誤差を最小とする等価履歴に同定する、
   請求項１又は２に記載の診断装置。
4. 前記算出された尤度をもとに、前記同定された等価履歴の存在確率分布を算出する第２の算出手段を更に備え、
   前記出力手段は、前記算出された存在確率分布を出力する、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の診断装置。
5. 前記第２の算出手段は、前記算出された存在確率分布に基づいて前記蓄電池の内部状態量の存在確率分布を算出し、
   前記出力手段は、前記算出された内部状態量の存在確率分布を出力する、
   請求項４に記載の診断装置。
6. 前記第２の算出手段は、前記算出された存在確率分布に基づいて前記蓄電池の２つの内部状態量の存在確率分布を算出し、
   前記出力手段は、前記算出された２つの内部状態量の存在確率分布を、当該２つの内部状態量を２軸とする平面上に表示出力する、
   請求項５に記載の診断装置。
7. 前記算出された存在確率分布と、前記蓄電池の使用限界として予め設定された限界値との比較結果をもとに、前記蓄電池の残存価値を算出する第３の算出手段を更に備え、
   前記出力手段は、前記算出された残存価値を出力する、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の診断装置。
8. 前記検出された内部状態量を前記同定された等価履歴に対応付けた診断結果データを記録する記録手段を更に備え、
   前記第１の算出手段は、前記試験データとともに前記記録された診断結果データを参照して前記等価履歴を同定し、前記試験データに含まれる複数の試験サンプル分のデータと、前記記録された診断結果データとをもとに、前記同定された等価履歴の尤度を算出する、
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載の診断装置。
9. 異なる試験条件ごとに、充放電サイクル数に対する蓄電池の内部状態量の劣化特性を複数の試験サンプルから得た試験データを記憶する記憶手段を備えた診断装置の方法であって、
   診断対象の蓄電池に充放電を行った際に検出された前記蓄電池の内部状態量をもとに、前記試験データを参照して前記蓄電池で実際に充放電を行った履歴に相当する等価履歴を同定し、前記試験データに含まれる複数の試験サンプル分のデータから前記同定された等価履歴の尤度を算出する工程と、
   前記同定された等価履歴と、前記算出された尤度とを出力する工程と、
   を含む方法。

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