JP2015114275A - 容量推定装置、容量推定方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】二次電池の運用に影響を与えずに容量を推定する。【解決手段】二次電池の充電率を現状の充電率から第１の充電率にするために必要な時間である第１の時間と、二次電池の充電率を第１の充電率から第２の充電率にするために必要な時間である第２の時間の和が、二次電池の運用を行わない期間の時間である非運用時間以下であるか否かを判定する時間判定部１０２と、第１の時間と第２の時間の和が非運用時間以下である場合に、二次電池を充電または放電させることで、二次電池の充電率を第１の充電率から第２の充電率にする充電率調整部１０３と、充電率調整部１０３が二次電池の充電率を第１の充電率から第２の充電率にする間に、二次電池が充電又は放電する電流の積算値を特定する電流積算部１０４と、電流積算部１０４が特定した第１の充電率と第２の充電率の差及び電流の積算値に基づいて、二次電池の容量を推定する容量推定部１０５とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、二次電池の容量推定装置、容量推定方法及びプログラムに関する。

リチウムイオン電池などの二次電池は、劣化により容量が減少することが知られている。このような二次電池を適切に管理するためには、二次電池の容量を適切に推定する必要がある。特許文献１には、二次電池の容量を推定する技術が開示されている。特許文献１に記載の技術は、一旦、二次電池を完全放電させた後に満充電させ、その充電電力量を積算することにより容量を推定するものである。

特開２００８−２７８６２４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、二次電池を運用しないときに当該二次電池を完全放電から満充電までの充放電を行うことで、容量を推定するものである。本明細書において、二次電池の容量とは、二次電池を満充電したときの電気量をいう。そのため、二次電池を運用しないメンテナンス時などにおいては二次電池の容量を推定することができる。しかしながら、実際に運用している二次電池に対して特許文献１に記載の技術を用いて容量を推定した場合、運用開始時までに充放電を完了できず、運用開始時に二次電池の充電率が適切な値になっていない可能性がある。
本発明の目的は、二次電池の運用に影響を与えずに容量を推定する容量推定装置、容量推定方法及びプログラムを提供することにある。

第１の態様は、前記二次電池の充電率を現状の充電率から第１の充電率にするために必要な時間である第１の時間と、前記二次電池の充電率を第１の充電率から第２の充電率にするために必要な時間である第２の時間の和が、前記二次電池の運用を行わない期間の時間である非運用時間以下であるか否かを判定する時間判定部と、前記第１の時間と前記第２の時間の和が前記非運用時間以下である場合に、前記二次電池を充電または放電させることで、当該二次電池の充電率を前記第１の充電率から前記第２の充電率にする充電率調整部と、前記充電率調整部が前記二次電池の充電率を前記第１の充電率から前記第２の充電率にする間に、前記二次電池が充電又は放電する電流の積算値を特定する電流積算部と、前記電流積算部が特定した前記第１の充電率と前記第２の充電率の差及び電流の積算値に基づいて、前記二次電池の容量を推定する容量推定部とを備える容量推定装置である。

また、第２の態様は、第１の態様において、前記第１の時間と前記第２の時間の和が前記非運用時間以下である場合に、前記第１の充電率を前記二次電池の現状の充電率に近づけるよう修正し、または前記第２の充電率を前記第１の充電率に近づけるよう修正する充電率修正部を備える容量推定装置である。

また、第３の態様は、第２の態様において、前記充電率修正部は、放電より充電のほうが前記二次電池の劣化が進行しやすい場合、前記第１の充電率または前記第２の充電率のうち高い方を修正し、充電より放電のほうが前記二次電池の劣化が進行しやすい場合、前記第１の充電率または前記第２の充電率のうち低い方を修正する容量推定装置である。

また、第４の態様は、第２の態様において、前記充電率修正部は、前記第１の充電率または前記第２の充電率のうち、修正することで、充電率の推定精度が向上するほうを修正する容量推定装置である。

また、第５の態様は、第１から第４の何れかの態様において、前記二次電池の充電または放電が前記非運用時間以内に終了する前記二次電池の充電レートまたは放電レートを特定するレート特定部を備え、前記充電率調整部は、前記レート特定部が特定した充電レートまたは放電レートで前記二次電池を充電または放電させる容量推定装置である。

また、第６の態様は、第５の態様において、前記レート特定部は、充電と放電のうち、前記二次電池の劣化が相対的に進行しやすいほうのレートを、劣化が相対的に進行しにくいほうのレートに対して相対的に低くする容量推定装置である。

また、第７の態様は、第１の態様において、前記第１の充電率は、満放電状態の充電率であり、前記第２の充電率は、満充電状態の充電率である容量推定装置である。

また、第８の態様は、前記二次電池の充電率を現状の充電率から第１の充電率にするために必要な時間である第１の時間と、前記二次電池の充電率を第１の充電率から第２の充電率にするために必要な時間である第２の時間の和が、前記二次電池の運用を行わない期間の時間である非運用時間以下であるか否かを判定するステップと、前記第１の時間と前記第２の時間の和が前記非運用時間以下である場合に、前記二次電池を充電または放電させることで、当該二次電池の充電率を前記第１の充電率から前記第２の充電率にするステップと、前記充電率調整部が前記二次電池の充電率を前記第１の充電率から前記第２の充電率にする間に、前記二次電池が充電又は放電する電流の積算値を特定するステップと、前記電流積算部が特定した前記第１の充電率と前記第２の充電率の差及び電流の積算値に基づいて、前記二次電池の容量を推定するステップとを含む容量推定方法である。

また、第９の態様は、コンピュータを、前記二次電池の充電率を現状の充電率から第１の充電率にするために必要な時間である第１の時間と、前記二次電池の充電率を第１の充電率から第２の充電率にするために必要な時間である第２の時間の和が、前記二次電池の運用を行わない期間の時間である非運用時間以下であるか否かを判定する時間判定部、前記第１の時間と前記第２の時間の和が前記非運用時間以下である場合に、前記二次電池を充電または放電させることで、当該二次電池の充電率を前記第１の充電率から前記第２の充電率にする充電率調整部、前記充電率調整部が前記二次電池の充電率を前記第１の充電率から前記第２の充電率にする間に、前記二次電池が充電又は放電する電流の積算値を特定する電流積算部、前記電流積算部が特定した前記第１の充電率と前記第２の充電率の差及び電流の積算値に基づいて、前記二次電池の容量を推定する容量推定部として機能させるためのプログラムである。

上記態様のうち少なくとも１つの態様によれば、容量推定装置は、二次電池の運用を行わない期間の間に第１の充電率から第２の充電率への充放電ができる場合に、二次電池の容量の推定を行う。これにより、容量推定装置は、二次電池の運用に影響を与えずに容量を推定することができる。

少なくとも１つの実施形態に係る容量推定装置の構成を示す概略ブロック図である。 少なくとも１つの実施形態に係る容量推定方法を示すフローチャートである。 少なくとも１つの実施形態に係る容量推定装置の構成を示す概略ブロック図である。 少なくとも１つの実施形態に係る容量推定方法を示すフローチャートである。 少なくとも１つの実施形態に係る容量推定装置の構成を示す概略ブロック図である。 少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。

《第１の実施形態》
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
図１は、少なくとも１つの実施形態に係る容量推定装置１００の構成を示す概略ブロック図である。
本実施形態に係る容量推定装置１００は、運用開始時に満充電状態であり、運用期間が終了した後、次の運用開始までに満充電になるように制御される二次電池の容量を推定する。本実施形態に係る容量推定装置１００による容量推定の対象となる二次電池は、例えば、商用電力の価格が高い日中に放電して負荷を動作させ、商用電力の価格が安い夜間に充電することで、電力コストを低減することなどに用いられる。
容量推定装置１００は、時間算出部１０１、時間判定部１０２、充電率調整部１０３、電流積算部１０４、容量推定部１０５を備える。

時間算出部１０１は、二次電池の運用を行わない期間の時間（以下、非運用時間という）を計算する。
時間算出部１０１は、二次電池を完全放電させるまでに要する時間（以下、準備用放電時間という）を算出する。つまり、時間算出部１０１は、二次電池を、現在の充電率から充電率０％まで放電させるのに要する時間を算出する。なお、本実施形態において充電率０％は、第１の充電率の一例である。
時間算出部１０１は、完全放電された二次電池を満充電させるまでに要する時間（以下、推定用充電時間という）を算出する。つまり、時間算出部１０１は、二次電池を、充電率０％から充電率１００％まで放電させるのに要する時間を算出する。なお、本実施形態において充電率１００％は、第２の充電率の一例である。

時間判定部１０２は、非運用時間が準備用放電時間と推定用充電時間とを加算した時間以上であるか否かを判定する。つまり、時間判定部１０２は、非運用時間の間に、二次電池を完全放電させてから満充電させることができるか否かを判定する。

充電率調整部１０３は、準備用放電時間と推定用充電時間とを加算した時間が非運用時間未満である場合に、二次電池を完全放電させてから満充電させる。
電流積算部１０４は、充電率調整部１０３が二次電池を完全放電させた時刻から二次電池を満充電させ終えるまでの充電電流を積算し、積算電流値を算出する。
容量推定部１０５は、電流積算部１０４が積算した電流値に基づいて、二次電池の容量を推定する。

次に、本実施形態に係る容量推定装置１００による容量推定方法について説明する。
図２は、少なくとも１つの実施形態に係る容量推定方法を示すフローチャートである。
まず、二次電池の運用期間が終了すると、時間算出部１０１は、非運用時間を算出する（ステップＳ１０１）。二次電池の運用開始時刻と運用終了時刻が定められている場合は、時間算出部１０１は、運用終了時刻から次の運用開始時刻までの時間を計算する。他方、二次電池の運用開始時刻のみが定められている場合は、時間算出部１０１は、運用の終了の入力を受け付けた時刻から次の運用開始時刻までの時間を計算する。

次に、時間算出部１０１は、二次電池の残存電気量と放電電流または放電レートとに基づいて準備用放電時間を算出する（ステップＳ１０２）。残存電気量とは、二次電池の容量に現在の充電率を乗じて得られる電気量である。なお、放電電流を積分することで放電レートを得ることができることから、放電レートと放電電流は、等価である。例えば、二次電池の容量が５０Ａｈ、現在の充電率が２０％、放電電流が１０Ａである場合、時間算出部１０１は、５０Ａｈ×２０％／１０Ａを算出することで、準備用放電時間１ｈを算出する。

次に、時間算出部１０１は、二次電池の容量と充電器の特性とに基づいて推定用充電時間を算出する（ステップＳ１０３）。充電器の特性とは、ＣＣ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ：定電流）充電からＣＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｖｏｌｔａｇｅ：定電圧）充電に切り替わる充電率や、ＣＣ充電における充電レートまたは充電電流、ＣＶ充電における充電継続時間が挙げられる。例えば、二次電池の容量が５０Ａｈ、ＣＣ充電からＣＶ充電に切り替わる充電率が９０％、ＣＣ充電における充電電流が１０Ａ、ＣＶ充電の充電継続時間が１ｈである場合、時間算出部１０１は、５０Ａｈ×９０％／１０Ａ＋１ｈを算出することで、推定用充電時間５．５ｈを算出する。

次に、時間判定部１０２は、時間算出部１０１が算出した非運用時間が、準備用放電時間と推定用充電時間とを加算した時間以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。時間判定部１０２が、非運用時間が準備用放電時間と推定用充電時間とを加算した時間未満であると判定した場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、充電率調整部１０３は、充電器に二次電池を充電させる充電指令を出力して二次電池を満充電させ（ステップＳ１０５）、処理を終了する。つまり、非運用時間の間に二次電池を完全放電させてから満充電させることができない場合、容量推定装置１００は、二次電池の容量の推定を行わない。

他方、時間判定部１０２が、非運用時間が準備用放電時間と推定用充電時間とを加算した時間以上であると判定した場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、充電率調整部１０３は、放電用負荷に二次電池を放電させる放電指令を出力する（ステップＳ１０６）。次に、充電率調整部１０３は、二次電池の電圧が充電率０％に相当する所定の電圧に達したか否かを判定する（ステップＳ１０７）。充電率調整部１０３は、二次電池の電圧が充電率０％に相当する電圧に達していないと判定した場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、ステップＳ１０６に戻り放電指令の出力を継続する。
他方、充電率調整部１０３は、二次電池の電圧が充電率０％に相当する電圧に達したと判定した場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、放電指令の出力を停止する。これにより、二次電池は完全放電される。

次に、電流積算部１０４は、積算電流値を０にリセットし、二次電池に充電される電流の積算を開始する（ステップＳ１０８）。次に、充電率調整部１０３は、充電器に二次電池をＣＣ充電させる充電指令を出力する（ステップＳ１０９）。電流積算部１０４は、前回の積算電流値に充電電流の充電レートを演算サイクルで除算して得られる電気量を加算することで、電流積算値を更新する（ステップＳ１１０）。次に、充電率調整部１０３は、二次電池の電圧が充電率１００％に相当する電圧に達したか否かを判定する（ステップＳ１１１）。充電率調整部１０３は、二次電池の電圧が充電率１００％に相当する電圧に達していないと判定した場合（ステップＳ１１１：ＮＯ）、ステップＳ１０９に戻りＣＣ充電の充電指令の出力を継続する。

他方、充電率調整部１０３は、二次電池の充電率が電圧が充電率１００％に相当する電圧に達したと判定した場合（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、充電器に二次電池をＣＶ充電させる充電指令を出力する（ステップＳ１１２）。これにより、二次電池の内部抵抗による電圧降下をキャンセルする。電流積算部１０４は、前回の積算電流値に充電電流値を演算サイクルで積分して得られる電気量を加算することで、電流積算値を更新する（ステップＳ１１３）。次に、充電率調整部１０３は、充電電流の計測値が所定の充電停止電流値以下になったか否か、及びＣＶ充電を開始した時刻からの経過時間が所定の充電継続時間に達したか否かを判定する（ステップＳ１１４）。

充電率調整部１０３は、充電電流の計測値が充電停止電流値より大きく、かつＣＶ充電を開始した時刻からの経過時間が所定の充電継続時間に達していないと判定した場合（ステップＳ１１４：ＮＯ）、ステップＳ１１２に戻りＣＶ充電の充電指令の出力を継続する。他方、充電率調整部１０３が、充電電流の計測値がＣＶ充電を終了する値になったか、またはＣＶ充電を開始した時刻からの経過時間が所定の充電継続時間に達したと判定した場合（ステップＳ１１４：ＹＥＳ）、容量推定部１０５は、電流積算部１０４が算出した電流積算値が示す電気量を、二次電池の容量と推定する（ステップＳ１１５）。

このように、本実施形態によれば、容量推定装置１００は、二次電池の運用を行わない期間の間に充電率０％から充電率１００％への充放電ができる場合に、二次電池の容量の推定を行う。これにより、容量推定装置１００は、二次電池の運用に影響を与えずに容量を推定することができる。また、本実施形態によれば、充電率０％から充電率１００％の充電により二次電池の容量を推定するため、推定される容量の誤差を小さくすることができる。

なお、本実施形態では、充電率０％から充電率１００％の充放電を行う場合について説明したが、二次電池の劣化を考慮し、許容最大充電率や許容最小充電率が定められている場合、これらの値を上下限としても良い。つまり、本実施形態では、充電率０％を満放電状態の充電率とし、充電率１００％を満充電状態の充電率とする場合について説明したが、許容最大充電率や許容最小充電率など他の充電率を満放電状態の充電率、満充電状態の充電率としても良い。

《第２の実施形態》
図３は、少なくとも１つの実施形態に係る容量推定装置２００の構成を示す概略ブロック図である。
第２の実施形態に係る容量推定装置２００は、第１の実施形態の構成に加え、容量推定装置２００が充電率修正部２０６をさらに備え、時間算出部２０１、時間判定部２０２、充電率調整部２０３、容量推定部２０５の動作が異なるものである。なお、第２の実施形態の構成のうち、第１の実施形態と同じ構成であるものについては、第１の実施形態と同じ符号を用いて説明する。
本実施形態に係る容量推定装置２００は、二次電池の運用を行わない期間の間に充放電できる範囲で二次電池の容量の推定を行う。

充電率修正部２０６は、時間判定部２０２が、非運用時間が準備用放電時間と推定用充電時間とを加算した時間未満であると判定した場合に、第１の充電率または第２の充電率の少なくとも何れか一方を修正する。具体的には、充電率修正部２０６は、第１の充電率を二次電池の現状の充電率に近づけるよう修正するか、または第２の充電率を第１の充電率に近づけるよう修正する。

次に、本実施形態に係る容量推定装置２００による容量推定方法について説明する。
図４は、少なくとも１つの実施形態に係る容量推定方法を示すフローチャートである。
まず、二次電池の運用期間が終了すると、時間算出部２０１は、非運用時間を算出する（ステップＳ２０１）。次に、時間算出部２０１は、二次電池の残存電気量と放電電流または放電レートと二次電池の容量と第１の充電率とに基づいて準備用放電時間を算出する（ステップＳ２０２）。第１の充電率の初期値は０％である。次に、時間算出部２０１は、二次電池の容量と充電器の特性と第１の充電率と第２の充電率とに基づいて推定用充電時間を算出する（ステップＳ２０３）。第２の充電率の初期値は１００％である。

次に、時間判定部２０２は、時間算出部２０１が算出した非運用時間が、準備用放電時間と推定用充電時間とを加算した時間以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。時間判定部２０２が、非運用時間が準備用放電時間と推定用充電時間とを加算した時間未満であると判定した場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）、充電率修正部２０６は、第１の充電率または第２の充電率の少なくとも何れか一方を修正して（ステップＳ２０５）、ステップＳ２０２に戻る。

充電率修正部２０６は、第１の充電率を二次電池の現状の充電率に近づけるよう修正し、または第２の充電率を第１の充電率に近づけるよう修正する。本実施形態では、二次電池の運用開始時に満充電状態にしておく必要があるため、第２の充電率は１００％のままとし、第１の充電率を二次電池の現状の充電率に近づける修正を行う。

他方、時間判定部２０２が、非運用時間が準備用放電時間と推定用充電時間とを加算した時間以上であると判定した場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、充電率調整部２０３は、放電用負荷に二次電池を放電させる放電指令を出力する（ステップＳ２０６）。次に、充電率調整部２０３は、二次電池の電圧が第１の充電率に相当する電圧に達したか否かを判定する（ステップＳ２０７）。充電率調整部２０３は、二次電池の電圧が第１の充電率に相当する電圧に達していないと判定した場合（ステップＳ２０７：ＮＯ）、ステップＳ２０６に戻り放電指令の出力を継続する。
他方、充電率調整部２０３は、二次電池の電圧が第１の充電率に相当する電圧に達したと判定した場合（ステップＳ２０７：ＹＥＳ）、放電指令の出力を停止する。

次に、電流積算部１０４は、積算電流値を０にリセットし、二次電池に充電される電流の積算を開始する（ステップＳ２０８）。次に、充電率調整部２０３は、充電器に二次電池をＣＣ充電させる充電指令を出力する（ステップＳ２０９）。電流積算部１０４は、前回の積算電流値に充電電流の充電レートを演算サイクルで除算して得られる電気量を加算することで、電流積算値を更新する（ステップＳ２１０）。次に、充電率調整部２０３は、二次電池の電圧が第２の充電率に相当する電圧に達したか否かを判定する（ステップＳ２１１）。充電率調整部２０３は、二次電池の電圧が第２の充電率に相当する電圧に達していないと判定した場合（ステップＳ２１１：ＮＯ）、ステップＳ２０９に戻りＣＣ充電の充電指令の出力を継続する。

他方、充電率調整部２０３は、二次電池の電圧が第２の充電率に相当する電圧に達したと判定した場合（ステップＳ２１１：ＹＥＳ）、充電器に二次電池をＣＶ充電させる充電指令を出力する（ステップＳ２１２）。電流積算部１０４は、前回の積算電流値に充電電流値を演算サイクルで積分して得られる電気量を加算することで、電流積算値を更新する（ステップＳ２１３）。次に、充電率調整部２０３は、充電電流の計測値が所定の充電停止電流値以下になったか否か、及びＣＶ充電を開始した時刻からの経過時間が所定の充電継続時間に達したか否かを判定する（ステップＳ２１４）。

充電率調整部２０３は、充電電流の計測値が所定の充電停止電流値以下になっておらず、かつＣＶ充電を開始した時刻からの経過時間が所定の充電継続時間に達していないと判定した場合（ステップＳ２１４：ＮＯ）、ステップＳ２１２に戻りＣＶ充電の充電指令の出力を継続する。他方、充電率調整部２０３が、充電電流の計測値が所定の充電停止電流値以下になったか、またはＣＶ充電を開始した時刻からの経過時間が所定の充電継続時間に達したと判定した場合（ステップＳ２１４：ＹＥＳ）、容量推定部２０５は、電流積算部１０４が算出した電流積算値が示す電気量に基づいて、二次電池の容量を推定する（ステップＳ２１５）。具体的には、電流積算値に、第１の充電率と第２の充電率の差の逆数を乗算することで、二次電池の容量を推定する。

このように、本実施形態によれば、容量推定装置２００は、二次電池の運用を行わない期間の間に二次電池の容量の推定ができるように第１の充電率または第２の充電率を修正する。これにより、容量推定装置２００は、二次電池の運用に影響を与えずに容量を推定することができる。

《第３の実施形態》
第３の実施形態に係る容量推定装置２００は、第２の実施形態と、充電率修正部２０６による充電率の修正方法が異なる。容量推定装置２００の構成は、第２の実施形態と同様である。

充電率修正部２０６は、二次電池を放電したときと二次電池を充電したときとで、充電のほうが二次電池の劣化が進行しやすい場合、充電を停止する閾値である第２の充電率を第１の充電率に近づけるよう修正する。他方、放電のほうが二次電池の劣化が進行しやすい場合、放電を停止する閾値である第１の充電率を現状の充電率に近づけるよう修正する。

つまり、充電率修正部２０６は、放電より充電のほうが二次電池の劣化が進行しやすい場合、第１の充電率または第２の充電率のうち高い方を修正し、充電より放電のほうが二次電池の劣化が進行しやすい場合、第１の充電率または第２の充電率のうち低い方を修正する。
これにより、容量推定装置２００は、二次電池の容量を正確に推定しつつ、できる限り容量の推定による二次電池の劣化を抑えることができる。

《第４の実施形態》
第４の実施形態に係る容量推定装置２００は、第２、第３の実施形態と、充電率修正部２０６による充電率の修正方法が異なる。容量推定装置２００の構成は、第２、第３の実施形態と同様である。

充電率修正部２０６は、第１の充電率または第２の充電率のうち、修正することで、充電率の推定精度が向上するほうを修正する。二次電池の充電率の推定は、二次電池の開放電圧と充電率の関係を示すテーブルや関数に基づいて、開放電圧に対応する充電率を読み出すことで行われる。開放電圧と充電率とは単調増加の関係にあるが、必ずしも比例関係にあるわけではない。つまり、閾値電圧の変化に対する充電率の変化率（接線の傾き、微分係数）は必ずしも一定ではない。そのため、当該変化率が小さいほど、開放電圧の誤差による充電率の推定誤差は小さくなる。したがって、本実施形態では、充電率修正部２０６は、第１の充電率と第２の充電率のうち、修正による変化率の減少が大きい方を、修正する。

これにより、容量推定装置２００は、二次電池の運用を行わない期間の間に充電率０％から充電率１００％への充放電ができないときに容量の推定を行う場合にも、容量の推定誤差を抑えることができる。

《第５の実施形態》
図５は、少なくとも１つの実施形態に係る容量推定装置３００の構成を示す概略ブロック図である。
第５の実施形態に係る容量推定装置３００は、第２の実施形態の構成に加え、容量推定装置３００がレート特定部３０７をさらに備え、充電率調整部３０３の動作が異なるものである。なお、第５の実施形態の構成のうち、第２の実施形態と同じ構成であるものについては、第２の実施形態と同じ符号を用いて説明する。

レート特定部３０７は、二次電池の充電または放電が非運用時間以内に終了する充電レートまたは放電レートを特定する。具体的には、レート特定部３０７は、非運用時間の間に第１の充電率から第２の充電率への充電を行うことができる場合に、充放電に要する時間が非運用時間と等しくなるように、充電レート及び放電レートを特定する。

つまり、レート特定部３０７は、充電レート及び放電レートを、準備用放電時間の算出に用いた放電レート及び推定用充電時間の算出に用いた充電レートより低くする（減少させる）。これにより、準備用放電時間の算出に用いた放電レート及び推定用充電時間の算出に用いた充電レートを用いて充放電を行う場合と比較して二次電池の発熱を低下させることができるため、二次電池の劣化を抑制することができる。また、二次電池の内部抵抗や分極抵抗による影響を小さくすることができることにより電圧の計測精度が向上するため、容量の推定精度を向上させることができる。

なお、本実施形態では、レート特定部３０７は、充電と放電のうち、二次電池の劣化が相対的に進行しやすいほうのレートの減少量を、劣化が相対的に進行しにくいほうのレートの減少量に対して相対的に大きくする。例えば、二次電池がリチウムイオン電池のように放電時より充電時の方が劣化しやすい特性を有する場合、レート特定部３０７は、放電レートの減少量より充電レートの減少量を大きくする。これにより、容量の予測による二次電池の発熱を効率的に抑えることができる。

以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、上述した実施形態では、容量推定装置３００が時間の算出、電流の積算、充放電の指令の出力を行う場合について説明したが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、容量推定装置３００が充電器や放電用負荷とで分担してこれらの処理を行っても良い。各機器間で用いるデータは、各々のメモリに記憶させておいても良いし、通信により機器間を接続して受け渡しても良い。電流値など計測可能なものは計測器を用いて計測しても良い。

また、上述した実施形態では、二次電池を放電させてから充電させることで容量を推定する場合について説明したが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、容量推定装置３００は、二次電池を充電させてから放電させ、放電電流の積算値に基づいて容量を推定しても良い。つまり、第１の充電率は、第２の充電率より高い値であっても良い。

また、上述した実施形態では、充電率調整部１０３、２０３が、終了条件成立まで放電操作を一定電流（ＣＣ放電）で行う場合について説明したが、これに限られない。例えば、充電率調整部１０３、２０３は、二次電池の電圧が第１の充電率に相当する電圧に達した後、放電をＣＶ放電に切り替えても良い。この場合の放電終了条件は、放電電流が所定の放電停止電流値に達したか、ＣＶ放電経過時間がＣＶ放電継続時間に達したかを判定することにより行われる。この場合、準備放電時間は、現状から第１の充電率までＣＣ放電する時間とＣＶ放電継続時間とを加算することで求められる。これにより、内部抵抗による放電時の電圧降下の影響がキャンセルされて、第１の充電率と停止充電率との誤差が小さくなるので、容量推定精度を向上させることができる。

また、例えば、充電率調整部２０３は、二次電池の電圧が第１の充電率に相当する電圧に到達した後と、二次電池の電圧が第２の充電率に相当する電圧に到達した後に、充放電を停止させ、電圧を計測して充電率を補正し、その差から容量を推定しても良い。この場合、開放電圧から充電率を求めることができるので、充放電中の電圧降下による充電率の誤差がキャンセルされるため、容量推定精度を向上させることができる。

図６は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータ９００の構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、インタフェース９０４を備える。
上述の容量推定装置３００は、コンピュータ９００に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置９０３に記憶されている。ＣＰＵ９０１は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。

なお、少なくとも１つの実施形態において、補助記憶装置９０３は、一時的でない有形の媒体の一例である。一時的でない有形の媒体の他の例としては、インタフェース９０４を介して接続される磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等が挙げられる。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムを主記憶装置９０２に展開し、上記処理を実行しても良い。

また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置９０３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

１００…容量推定装置 １０１…時間算出部 １０２…時間判定部 １０３…充電率調整部 １０４…電流積算部 １０５…容量推定部 ２００…容量推定装置 ２０１…時間算出部 ２０２…時間判定部 ２０３…充電率調整部 ２０５…容量推定部 ２０６…充電率修正部 ３００…容量推定装置 ３０７…レート特定部 ３０３…充電率調整部 ９００…コンピュータ ９０１…ＣＰＵ ９０２…主記憶装置 ９０３…補助記憶装置 ９０４…インタフェース

Claims (9)

1. 前記二次電池の充電率を現状の充電率から第１の充電率にするために必要な時間である第１の時間と、前記二次電池の充電率を第１の充電率から第２の充電率にするために必要な時間である第２の時間の和が、前記二次電池の運用を行わない期間の時間である非運用時間以下であるか否かを判定する時間判定部と、
   前記第１の時間と前記第２の時間の和が前記非運用時間以下である場合に、前記二次電池を充電または放電させることで、当該二次電池の充電率を前記第１の充電率から前記第２の充電率にする充電率調整部と、
   前記充電率調整部が前記二次電池の充電率を前記第１の充電率から前記第２の充電率にする間に、前記二次電池が充電又は放電する電流の積算値を特定する電流積算部と、
   前記電流積算部が特定した前記第１の充電率と前記第２の充電率の差及び電流の積算値に基づいて、前記二次電池の容量を推定する容量推定部と
   を備える容量推定装置。
2. 前記第１の時間と前記第２の時間の和が前記非運用時間以下である場合に、前記第１の充電率を前記二次電池の現状の充電率に近づけるよう修正し、または前記第２の充電率を前記第１の充電率に近づけるよう修正する充電率修正部
   を備える請求項１に記載の容量推定装置。
3. 前記充電率修正部は、放電より充電のほうが前記二次電池の劣化が進行しやすい場合、前記第１の充電率または前記第２の充電率のうち高い方を修正し、充電より放電のほうが前記二次電池の劣化が進行しやすい場合、前記第１の充電率または前記第２の充電率のうち低い方を修正する
   請求項２に記載の容量推定装置。
4. 前記充電率修正部は、前記第１の充電率または前記第２の充電率のうち、修正することで、充電率の推定精度が向上するほうを修正する
   請求項２に記載の容量推定装置。
5. 前記二次電池の充電または放電が前記非運用時間以内に終了する前記二次電池の充電レートまたは放電レートを特定するレート特定部を備え、
   前記充電率調整部は、前記レート特定部が特定した充電レートまたは放電レートで前記二次電池を充電または放電させる
   請求項１から請求項４の何れか１項に記載の容量推定装置。
6. 前記レート特定部は、充電と放電のうち、前記二次電池の劣化が相対的に進行しやすいほうのレートの減少量を、劣化が相対的に進行しにくいほうのレートの減少量に対して相対的に大きくする
   請求項５に記載の容量推定装置。
7. 前記第１の充電率は、満放電状態の充電率であり、
   前記第２の充電率は、満充電状態の充電率である
   請求項１に記載の容量推定装置。
8. 前記二次電池の充電率を現状の充電率から第１の充電率にするために必要な時間である第１の時間と、前記二次電池の充電率を第１の充電率から第２の充電率にするために必要な時間である第２の時間の和が、前記二次電池の運用を行わない期間の時間である非運用時間以下であるか否かを判定するステップと、
   前記第１の時間と前記第２の時間の和が前記非運用時間以下である場合に、前記二次電池を充電または放電させることで、当該二次電池の充電率を前記第１の充電率から前記第２の充電率にするステップと、
   前記充電率調整部が前記二次電池の充電率を前記第１の充電率から前記第２の充電率にする間に、前記二次電池が充電又は放電する電流の積算値を特定するステップと、
   前記電流積算部が特定した前記第１の充電率と前記第２の充電率の差及び電流の積算値に基づいて、前記二次電池の容量を推定するステップと
   を含む容量推定方法。
9. コンピュータを、
   前記二次電池の充電率を現状の充電率から第１の充電率にするために必要な時間である第１の時間と、前記二次電池の充電率を第１の充電率から第２の充電率にするために必要な時間である第２の時間の和が、前記二次電池の運用を行わない期間の時間である非運用時間以下であるか否かを判定する時間判定部、
   前記第１の時間と前記第２の時間の和が前記非運用時間以下である場合に、前記二次電池を充電または放電させることで、当該二次電池の充電率を前記第１の充電率から前記第２の充電率にする充電率調整部、
   前記充電率調整部が前記二次電池の充電率を前記第１の充電率から前記第２の充電率にする間に、前記二次電池が充電又は放電する電流の積算値を特定する電流積算部、
   前記電流積算部が特定した前記第１の充電率と前記第２の充電率の差及び電流の積算値に基づいて、前記二次電池の容量を推定する容量推定部
   として機能させるためのプログラム。

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