JP2021128910A - 判定装置および判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電池が寿命であるか否かを適切に判定する。【解決手段】実施形態の一態様に係る判定装置は、取得部と、検出部と、算出部と、判定部とを備える。取得部は、電池の充電率および電池温度が所定の条件下で、電池が所期の電力を出力不可能な状態になるときの内部抵抗値を示す第１内部抵抗値の情報と、第１内部抵抗値を有する電池において、電池の充電率および電池温度が所定の条件以外の条件になったときに変化した内部抵抗値を示す第２内部抵抗値であって、電池の充電率および電池温度毎に対応付けられた第２内部抵抗値の情報とを含む内部抵抗値情報を取得する。検出部は、電池の充電率および電池温度を検出する。算出部は、電池の内部抵抗値を算出する。判定部は、内部抵抗値情報と、検出された充電率および電池温度と、算出された内部抵抗値とに基づいて、所定の条件下でも電池が所期の電力を出力不可能な状態になるか否かを判定する。【選択図】図１Ｃ

Description

本発明は、判定装置および判定方法に関する。

従来、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）やＥＶ（Electric Vehicle）に搭載されるリチウムイオン二次電池（ＬＩＢ：Lithium-Ion rechargeable Battery）から所定の機器に電力を出力する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、ＬＩＢにあっては、劣化の度合いに応じ、出力できる電力が低下する。そのため、従来技術では、ＬＩＢの劣化に伴って大きくなるＬＩＢの内部抵抗値を算出し、内部抵抗値に基づいて、ＬＩＢが所定の機器を動作させる所期の電力を出力可能な状態であるか、出力不可能な状態であるかを判定している。

特開２０１３−１９０２７４号公報

しかしながら、従来技術には、例えばＬＩＢの劣化の度合いが進んだときに、ＬＩＢが寿命であるか否かを適切に判定するという点で改善の余地があった。

具体的には、ＬＩＢにあっては、充電率や電池温度がどのような場合でも、所期の電力を出力不可能な状態になったときに寿命であると判定される。

詳しくは、ＬＩＢは、充電率が多く電池温度が高温の場合、内部抵抗が低下するため、電力を出力し易い状態となる。そのため、ＬＩＢは、充電率が多く電池温度が高温であるなど所定の条件下でも所期の電力を出力不可能な状態になったときに、寿命であると判定することができる。

但し、ＬＩＢの使用状況によっては、充電率や電池温度が所定の条件を満たす状態にならないことがあり、結果としてＬＩＢが寿命であるか否かを適切に判定することができないおそれがあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電池が寿命であるか否かを適切に判定することができる判定装置および判定方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、判定装置において、取得部と、検出部と、算出部と、判定部とを備える。取得部は、電池の充電率および電池温度が所定の条件下で、電池が所期の電力を出力不可能な状態になるときの内部抵抗値を示す第１内部抵抗値の情報と、前記第１内部抵抗値を有する電池において、電池の充電率および電池温度が前記所定の条件以外の条件になったときに変化した内部抵抗値を示す第２内部抵抗値であって、電池の充電率および電池温度毎に対応付けられた前記第２内部抵抗値の情報とを含む内部抵抗値情報を取得する。検出部は、電池の充電率および電池温度を検出する。算出部は、電池の内部抵抗値を算出する。判定部は、前記取得部によって取得された前記内部抵抗値情報と、前記検出部によって検出された前記充電率および前記電池温度と、前記算出部によって算出された前記内部抵抗値とに基づいて、前記所定の条件下でも電池が前記所期の電力を出力不可能な状態になるか否かを判定する。

本発明によれば、電池が寿命であるか否かを適切に判定することができる。

図１Ａは、実施形態に係る判定装置として機能する監視装置を含む電池システムの構成例を示すブロック図である。 図１Ｂは、内部抵抗値情報の一例を示す図である。 図１Ｃは、実施形態に係る監視装置が実行する判定方法の概要を示す図である。 図２は、実施形態に係る監視装置を含む電池システムの構成を示すブロック図である。 図３は、ＯＣＶ−ＳＯＣ特性曲線の一例を示す図である。 図４は、判定閾値の設定を説明する図である。 図５は、監視装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する判定装置および判定方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

また、以下では、判定装置が、車両に搭載されるリチウムイオン二次電池（以下、ＬＩＢと記載する）が寿命であるか否かを判定する場合を一例に挙げて説明する。なお、判定装置による判定の対象は、車両に搭載されるＬＩＢに限定されず、任意の機器に搭載されるＬＩＢであってもよい。

まず、図１Ａ〜図１Ｃを用いて、実施形態に係る判定装置の判定方法の概要について説明する。なお、以下では、ＬＩＢの状態を監視する監視装置が、判定装置として機能するものとする。図１Ａは、実施形態に係る判定装置として機能する監視装置を含む電池システムの構成例を示すブロック図である。

図１Ａに示すように、電池システム１は、電池パック１０と、発電機１１と、スタータ１２と、鉛バッテリ１３と、上位ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００とを含む。電池パック１０は、ＬＩＢ１４と、第１スイッチ１６と、第２スイッチ１７と、監視装置２０とを備える。

このように、電池システム１は、鉛バッテリ１３およびＬＩＢ１４の２つの電池を備える２電源システムである。なお、電池システム１は、電池を二重化した２電源システムに限定されるものではなく、少なくともリチウムイオン二次電池を備える電源システムであれば、電池の数は１つ、あるいは３つ以上であってもよい。

発電機１１は、エンジンＥの回転を動力源として電力を生成する機器である。また、車両の減速時には回生ブレーキによる回生電力を生成する。なお、発電機１１は、オルタネータやジェネレータとも呼ばれる。

また、発電機１１は、例えば上位ＥＣＵ１００からの指示に応じて電力を生成してもよい。そして、例えば発電した電力を鉛バッテリ１３やＬＩＢ１４へ供給することで、鉛バッテリ１３やＬＩＢ１４を充電する。

スタータ１２は、例えば電気モータを備え、エンジンＥを始動する始動装置である。なお、図１Ａに示す例では、電池システム１がスタータ１２と発電機１１とを備える構成としたが、例えば、スタータ１２および発電機１１の代わりに、ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）を備えてもよい。

なお、上記したエンジンＥは、アイドリングストップ機能を有していてもよい。スタータ１２は、エンジンＥのアイドリングストップ機能により、エンジンＥが自動停止状態となった後、エンジンＥを再始動させることができる。また、スタータ１２は、ＬＩＢ１４から所期の電力が供給されてエンジンＥの再始動を行う。

鉛バッテリ１３は、電極に鉛を用いた二次電池である。なお、鉛バッテリ１３は、例えば車両に搭載される電気機器の主要な電源となる。

電池パック１０のＬＩＢ１４は、充電または放電を行う二次電池であって、例えば鉛バッテリ１３の補助電源となる。なお、ＬＩＢ１４としては、鉄系のＬＩＢを用いることができるが、これに限定されるものではない。また、ＬＩＢ１４は、電池の一例である。

第１スイッチ１６および第２スイッチ１７は、回路の短絡と開放を制御する開閉器（リレー）である。第１スイッチ１６は、鉛バッテリ１３と発電機１１（またはスタータ１２）との間に接続される。第２スイッチ１７は、ＬＩＢ１４と発電機１１（またはスタータ１２）との間に接続される。そして、第１スイッチ１６および第２スイッチ１７の開閉は、上記した上位ＥＣＵ１００によって制御される。

上位ＥＣＵ１００は、電池パック１０の上位ＥＣＵであり、車両状況等を随時取得し、かかる車両状況等に応じて電池パック１０を制御する。例えば、上位ＥＣＵ１００は、車両状況、ＬＩＢ１４の状態に関する情報や鉛バッテリ１３の状態に関する情報などを取得する。なお、ＬＩＢ１４の状態に関する情報は、例えば監視装置２０によって推定されるＬＩＢ１４の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）の情報を含む。上記したＳＯＣは、例えばＬＩＢ１４の充電率（充電量）である。

そして、上位ＥＣＵ１００は、車両状況、ＬＩＢ１４の状態（例えばＳＯＣ）や鉛バッテリ１３の状態などに基づいて第１スイッチ１６や第２スイッチ１７を開閉動作させ、鉛バッテリ１３およびＬＩＢ１４の充電や放電を制御する。また、上位ＥＣＵ１００は、車両状況等に応じ、発電機１１やスタータ１２、図示しない補機など各種の電気機器の動作を制御する。

監視装置２０は、ＬＩＢ１４の状態を監視する。例えば、監視装置２０は、ＬＩＢ１４のＳＯＣを推定する処理を実行し、推定されたＳＯＣの情報を上位ＥＣＵ１００へ通知する。

また、監視装置２０は、ＬＩＢ１４が寿命であるか否かを判定する寿命判定処理を実行する。ＬＩＢ１４は、劣化の度合いが進むと内部抵抗が大きくなり、内部抵抗値が所定の内部抵抗値以上になると、所期の電力を出力できなくなって寿命と判定される。

なお、本実施形態では、例えば、ＬＩＢ１４のＳＯＣや電池温度がどのような場合でも、ＬＩＢ１４が所期の電力を出力不可能な状態になることを、ＬＩＢ１４の寿命と定義する。上記した所期の電力は、例えばスタータ１２がエンジンＥを再始動可能な電力であるが、これに限定されるものではない。

ここで、ＬＩＢ１４の電力出力の特性について説明すると、ＬＩＢ１４は、例えばＳＯＣが多く電池温度が高温の場合、内部抵抗が低下するため、電力を出力し易い状態となる。従って、監視装置２０は、ＳＯＣが多く電池温度が高温であるなどの所定の条件下で、電力を出力し易い状態にもかかわらず、ＬＩＢ１４が所期の電力を出力不可能な状態になったとき、寿命であると判定する。

しかしながら、ＬＩＢ１４の使用状況や環境によっては、ＳＯＣや電池温度が上記した所定の条件を満たす状態になりにくいことがあり、結果としてＬＩＢ１４が寿命であるか否かを適切に判定することができないおそれがあった。

そこで、本実施形態に係る監視装置２０にあっては、ＬＩＢ１４が寿命であるか否かを適切に判定することができるようにした。

具体的に説明すると、本実施形態に係る監視装置２０においては、内部抵抗値情報４２が記憶部４０（図２参照）に記憶される。ここで、内部抵抗値情報４２について図１Ｂを参照して説明する。

図１Ｂは、内部抵抗値情報４２の一例を示す図である。図１Ｂに示すように、内部抵抗値情報４２では、ＬＩＢ１４が所期の電力を出力不可能な状態であると判定するときの判定閾値となる内部抵抗値を示す情報（マップ情報）が、ＳＯＣおよび電池温度毎に対応付けられている。

例えば、監視装置２０は、後述するようにＬＩＢ１４の内部抵抗値を算出し、算出された内部抵抗値と内部抵抗値情報４２の内部抵抗値とを比較する。例えばＳＯＣが２０％、電池温度が６０℃である場合、監視装置２０は、内部抵抗値情報４２から、ＳＯＣおよび電池温度に対応する「抵抗値Ｙ０１」を読み出し、算出された内部抵抗値と「抵抗値Ｙ０１」とを比較する。そして、監視装置２０は、算出された内部抵抗値が「抵抗値Ｙ０１」以上の場合、ＬＩＢ１４が所期の電力を出力不可能な状態であると判定する。

なお、図１Ｂに示す例では、便宜上、内部抵抗値の情報を「抵抗値Ｙ０１」といったように抽象的な記載とするが、「抵抗値Ｙ０１」には具体的な内部抵抗値が記憶されるものとする。

また、本実施形態では、内部抵抗値情報４２に含まれる各内部抵抗値が、上記した所定の条件に基づいて設定される。詳説すると、内部抵抗値情報４２には、第１内部抵抗値Ａ１の情報と、第２内部抵抗値Ａ２の情報とが含まれる。なお、図１Ｂでは、第１内部抵抗値Ａ１の情報を破線で囲み、第２内部抵抗値Ａ２の情報を一点鎖線で囲んで示している。

かかる第１内部抵抗値Ａ１および第２内部抵抗値Ａ２の情報はともに、所定の条件に基づいて設定される。すなわち、所定の条件は、上記したように、ＳＯＣが多く電池温度が高温の条件である。例えば、所定の条件は、ＳＯＣが所定充電率（ここでは８０％）以上の条件、および、電池温度が所定温度（ここでは６０℃）以上の条件を含む。

従って、第１内部抵抗値Ａ１の情報（図１Ｂで「抵抗値Ｘ０１」）は、ＳＯＣおよび電池温度が所定の条件下で、ＬＩＢ１４が所期の電力を出力不可能な状態になるときの内部抵抗値に設定される。なお、第１内部抵抗値Ａ１や第２内部抵抗値Ａ２は、予め実験などを通じて設定されるが、これに限定されるものではない。

第２内部抵抗値Ａ２は、第１内部抵抗値Ａ１を有するＬＩＢ１４において、仮に、ＳＯＣおよび電池温度が所定の条件以外の条件になったときに変化した内部抵抗値に設定される。

一例を出して説明すると、仮に、第１内部抵抗値（抵抗値Ｘ０１）を有するＬＩＢ１４において、ＳＯＣが所定条件の「８０％」から所定の条件以外の「５０％」になり、電池温度が所定条件の「６０℃」から所定の条件以外の「２０℃」になったときに変化した内部抵抗値である「抵抗値Ｙ３３」が第２内部抵抗値Ａ２として設定される。

内部抵抗値情報４２では、上記のようにして設定された第２内部抵抗値Ａ２がＳＯＣおよび電池温度毎に対応付けられて設定される。

従って、例えば、監視装置２０は、実際のＬＩＢ１４のＳＯＣが所定の条件以外の「５０％」になり、電池温度が所定の条件以外の「２０℃」である場合、内部抵抗値情報４２から、ＳＯＣおよび電池温度に対応する「抵抗値Ｙ３３」を読み出す。また、監視装置２０は、実際のＬＩＢ１４の内部抵抗値を算出する。

そして、監視装置２０は、算出された内部抵抗値が「抵抗値Ｙ３３」以上の場合、所定の条件下でも、実際のＬＩＢ１４は所期の電力を出力不可能な状態になると判定する、すなわち、かかるＬＩＢ１４は寿命であると判定する。

このように、本実施形態にあっては、内部抵抗値情報４２を用いることで、ＳＯＣや電池温度が所定の条件を満たす状態にならない場合であっても、ＳＯＣや電池温度が所定の条件以外の条件のときに算出される内部抵抗値等から、ＬＩＢ１４が寿命であるか否かを適切に判定することが可能になる。

次いで、監視装置２０が実行する寿命の判定方法について図１Ｃを参照して詳しく説明する。図１Ｃは、実施形態に係る監視装置２０が実行する判定方法の概要を示す図である。

図１Ｃに示すように、監視装置２０は、内部抵抗値情報４２を取得する（ステップＳ１）。監視装置２０は、ＬＩＢ１４の電流および電圧を検出する（ステップＳ２）。また、監視装置２０は、ＬＩＢ１４の充電率（ＳＯＣ）および電池温度を検出する（ステップＳ３）。なお、監視装置２０は、ＳＯＣをＬＩＢ１４の電圧などに基づく推定により検出してもよい。

次いで、監視装置２０は、検出されたＬＩＢ１４の電流および電圧に基づいて、ＬＩＢ１４の内部抵抗値を算出する（ステップＳ４）。そして、監視装置２０は、内部抵抗値情報と、検出されたＳＯＣおよび電池温度と、算出された内部抵抗値とに基づいて、所定の条件下でもＬＩＢ１４が所期の電力を出力不可能な状態になるか否かを判定する、すなわち、ＬＩＢ１４が寿命であるか否かを判定する（ステップＳ５）。

次に、図２を参照して、実施形態に係る監視装置２０を含む電池システム１の構成について詳しく説明する。図２は、実施形態に係る監視装置２０を含む電池システム１の構成を示すブロック図である。なお、図２では、本実施形態の特徴を説明するために必要な構成要素のみを機能ブロックで表しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。

換言すれば、図２に図示される各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。例えば、各機能ブロックの分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。

図２に示すように、電池システム１は、上記したＬＩＢ１４と、監視装置２０と、上位ＥＣＵ１００と、電流センサ６１と、電圧センサ６２と、温度センサ６３と、各種電気機器７０と、第１、第２スイッチ１６，１７とを備える。

なお、図２では、図示の簡略化のため、上記した発電機１１やスタータ１２、例えばナビゲーション装置やオーディオ、エアーコンディショナなど車両に搭載される補機（負荷）を各種電気機器７０として１つのブロックで示した。また、図２では、第１スイッチ１６および第２スイッチ１７を１つのブロックで示している。

電流センサ６１は、ＬＩＢ１４の充放電電流を計測するセンサである。電圧センサ６２は、ＬＩＢ１４の電池電圧を計測するセンサである。温度センサ６３は、ＬＩＢ１４の電池温度を測定するセンサである。電流センサ６１、電圧センサ６２および温度センサ６３は、それぞれ計測結果を示す信号を監視装置２０へ出力する。

監視装置２０は、制御部３０と、記憶部４０とを備える。制御部３０は、取得部３１と、検出部３２と、算出部３３と、判定部３４とを備える。

制御部３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。

コンピュータのＣＰＵは、例えば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部３０の取得部３１、検出部３２、算出部３３および判定部３４として機能する。

また、制御部３０の取得部３１、検出部３２、算出部３３および判定部３４の少なくともいずれか一部または全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成することもできる。

また、記憶部４０は、例えば、データフラッシュや不揮発性メモリ、レジスタといった記憶デバイスである。記憶部４０は、ＯＣＶ−ＳＯＣマップ情報４１と、内部抵抗値情報４２とを記憶する。

ＯＣＶ−ＳＯＣマップ情報４１は、ＬＩＢ１４の開回路電圧（ＯＣＶ）とＳＯＣとの関係を示す充電特性に関する情報を含み、具体的には、ＯＣＶ−ＳＯＣ特性曲線に関する情報を含む。また、監視装置２０は、かかるＯＣＶ−ＳＯＣ特性曲線により、ＬＩＢ１４のＯＣＶからＳＯＣを推定することも可能である。

図３は、ＯＣＶ−ＳＯＣ特性曲線の一例を示す図である。図３に示すように、ＯＣＶ−ＳＯＣ特性曲線は、ＬＩＢ１４を充放電させたときのＳＯＣとＯＣＶの観測値に対して例えば、最小二乗法等によって導出された関数である。

図２の説明に戻ると、内部抵抗値情報４２は、上記したように、ＬＩＢ１４が所期の電力を出力不可能な状態であると判定するときの判定閾値となる内部抵抗値を示す情報である（図１Ｂ参照）。

内部抵抗値情報４２では、第１内部抵抗値Ａ１や第２内部抵抗値Ａ２を含む判定閾値が設定される。本実施形態に係る内部抵抗値情報４２は、かかる判定閾値が設定される際、ＳＯＣおよび電池温度の検出誤差、および、内部抵抗値の算出誤差に基づいて設定される、言い換えると、各種の誤差を考慮に入れて設定される。

ここで、判定閾値の設定について図４を参照して説明する。図４は、判定閾値の設定を説明する図である。なお、図４は、横軸がＬＩＢ１４のＳＯＣ、縦軸がＬＩＢ１４の内部抵抗のグラフである。また、図４では、実際のＬＩＢ１４の電池寿命を示す内部抵抗値を一点鎖線で示している。

図４に示すように、本実施形態における判定閾値は、電池寿命を示す内部抵抗値に対して、ＳＯＣおよび電池温度の検出誤差、および、内部抵抗値の算出誤差を考慮して、比較的大きいマージンＣ１を取るように設定される。

これにより、監視装置２０は、ＬＩＢ１４が寿命であるか否かの判定精度を向上させることができる。

すなわち、例えば仮に、検出誤差や算出誤差を考慮せずに、電池寿命を示す内部抵抗値が判定閾値として設定されると、算出誤差により、実際の内部抵抗値Ｄ1より低い内部抵抗値Ｄ１ａが算出された場合、監視装置２０は、ＬＩＢ１４が寿命であると判定できず、判定精度が低下するおそれがある。

本実施形態にあっては、判定閾値が、内部抵抗値の算出誤差等を考慮して設定されるため、算出誤差を含む内部抵抗値Ｄ１ａが算出された場合であっても、監視装置２０は、ＬＩＢ１４が寿命であると判定することができ、判定精度を向上させることができる。

なお、例えば車両の１回の走行で寿命判定が行われる場合、ＳＯＣおよび電池温度の検出誤差や内部抵抗値の算出誤差が生じ易いが、監視装置２０は、判定閾値が上記のように設定されることで、ＬＩＢ１４が寿命であるか否かを精度良く判定することが可能となる。

また、図４に示すように、本実施形態における判定閾値は、ＬＩＢ１４が所定の環境で使用された場合に想定されるＬＩＢ１４の内部抵抗値（以下「想定内部抵抗値」と記載する場合がある）より所定のマージンＣ２分、大きい値に設定される。

上記した想定内部抵抗値は、例えば、ＥＯＬ（End Of Life）に対応する内部抵抗値であり、車両が所定距離（例えば十万キロ）走行するような環境で使用されたときのＬＩＢ１４において保障（確保）される電力出力性能に応じた内部抵抗値である。

従って、例えば仮に、判定閾値が想定内部抵抗値より小さい値に設定されると、内部抵抗値Ｄ２が算出されるような場合、監視装置２０は、ＬＩＢ１４が上記のような環境で使用される前に、言い換えると、保障される電力出力性能になる前に、ＬＩＢ１４が寿命であると判定してしまう。

本実施形態にあっては、判定閾値が、想定内部抵抗値より大きい値に設定されるため、監視装置２０は、ＬＩＢ１４が所定の環境で使用される前に、ＬＩＢ１４が寿命であると判定してしまうことを抑制することができる。

このように、本実施形態にあっては、判定閾値が、想定内部抵抗値より大きい値であって、かつ、電池寿命を示す内部抵抗値より小さい値に設定される。

図２の説明に戻ると、制御部３０の取得部３１は、内部抵抗値情報を取得する。例えば、取得部３１は、記憶部４０の内部抵抗値情報４２にアクセスし、内部抵抗値情報を取得する。そして、取得部３１は、取得された内部抵抗値情報を判定部３４へ出力する。

検出部３２は、電流センサ６１から入力される信号に基づいてＬＩＢ１４の電流（電流値）を検出する。また、検出部３２は、電圧センサ６２から入力される信号に基づいてＬＩＢ１４の電圧（電圧値）を検出する。なお、検出部３２は、ＬＩＢ１４の電圧として、上記したＯＣＶを検出することができる。検出部３２は、温度センサ６３から入力される信号に基づいてＬＩＢ１４の電池温度を検出する。

また、検出部３２は、ＬＩＢ１４のＳＯＣを推定により検出することができる。例えば、検出部３２は、ＬＩＢ１４の電流値に基づいてＳＯＣを推定する。例えば、検出部３２は、電流積算方式によりＳＯＣを推定する。詳しくは、検出部３２は、起動時のＬＩＢ１５のＯＣＶと、ＯＣＶ−ＳＯＣマップ情報４１のＯＣＶ−ＳＯＣ特性曲線（図３参照）とに基づいて、初期ＳＯＣを算出する。

そして、検出部３２は、算出された初期ＳＯＣを初期値として、ＳＯＣを推定する。なお、電流積算方式の演算式としては、例えば「ＳＯＣ（ｋ＋１）＝ＳＯＣ（ｋ）＋電流積分／ＦＣＣ」を用いることができる。ここで、ｋは、離散化した時間のインデックスであり、換言すれば、ステップ数である。また、ＦＣＣは、満充電容量と呼ばれる定数である。

検出部３２は、検出された電流や電圧、ＳＯＣを示す信号を算出部３３や判定部３４などへ出力する。

算出部３３は、ＬＩＢ１４の内部抵抗値を算出する。例えば、算出部３３は、検出部３２で検出されたＬＩＢ１４の電流および電圧に基づいて、ＬＩＢ１４の内部抵抗値を算出する。

判定部３４ｈは、内部抵抗値情報と、検出されたＳＯＣおよび電池温度と、算出された内部抵抗値とに基づいて、所定の条件下でもＬＩＢ１４が所期の電力を出力不可能な状態になるか否かを判定する。

詳しくは、判定部３４は、内部抵抗値情報において、検出されたＳＯＣおよび電池温度に対応する第１内部抵抗値Ａ１または第２内部抵抗値Ａ２と、算出された内部抵抗値とを比較する。そして、判定部３４は、当該内部抵抗値が第１内部抵抗値Ａ１または第２内部抵抗値Ａ２以上になった場合、所定の条件下でもＬＩＢ１４が所期の電力を出力不可能な状態になると判定する。言い換えると、判定部３４は、当該内部抵抗値が第１内部抵抗値Ａ１以上になった場合、あるいは、当該内部抵抗値が第２内部抵抗値Ａ２以上になった場合、所定の条件下でもＬＩＢ１４が所期の電力を出力不可能な状態になると判定する。

このように、判定部３４は、内部抵抗値情報４２を用いることで、ＳＯＣや電池温度が所定の条件を満たす状態にならない場合であっても、ＳＯＣや電池温度が所定の条件以外の条件のときに算出される内部抵抗値等から、ＬＩＢ１４が寿命であるか否かを適切に判定することが可能になる。

また、所期の電力は、上記したように、スタータ１２がエンジンＥを再始動可能な電力であることから、判定部３４は、ＬＩＢ１４がエンジンＥの再始動不可の状態であるか否かを判定する、ともいえる。

なお、上記では、算出部３３における内部抵抗値の算出は、車両の１回の走行において行われるが、これに限定されるものではない。

すなわち、例えば、算出部３３は、車両の複数回の走行のそれぞれにおいて内部抵抗値を算出することができる。

そして、判定部３４は、算出された複数の内部抵抗値に基づいて、所定の条件下でもＬＩＢ１４が所期の電力を出力不可能な状態になるか否かを判定することができる。例えば、判定部３４は、算出された複数の内部抵抗値の平均値を求め、かかる内部抵抗値の平均値に基づいて判定処理を行うことができる。

このように、判定部３４は、算出された複数の内部抵抗値を用いることで、ＬＩＢ１４が寿命であるか否かの判定精度を向上させることができる。

次に、図５を用いて実施形態に係る監視装置２０が実行する処理手順について説明する。図５は、監視装置２０が実行する処理手順を示すフローチャートである。

図５に示すように、監視装置２０の制御部３０は先ず、記憶部４０から内部抵抗値情報４２を取得する（ステップＳ１０）。続いて、制御部３０は、電流センサ６１や電圧センサ６２からの信号に基づいて、ＬＩＢ１４の電流および電圧を検出する（ステップＳ１１）。

次いで、制御部３０は、ＬＩＢ１４のＳＯＣを検出する（ステップＳ１２）。また、制御部３０は、温度センサ６３からの信号に基づいて、電池温度を検出する（ステップＳ１３）。

次いで、制御部３０は、検出されたＬＩＢ１４の電流および電圧に基づいて、ＬＩＢ１４の内部抵抗値を算出する（ステップＳ１４）。そして、制御部３０は、ＬＩＢ１４の寿命判定処理を実行する（ステップＳ１５）。例えば、制御部３０は、内部抵抗値情報と、検出されたＳＯＣおよび電池温度と、算出された内部抵抗値とに基づいて、所定の条件下でもＬＩＢ１４が所期の電力を出力不可能な状態になるか否かを判定する、すなわち、ＬＩＢ１４が寿命であるか否かを判定する。

次いで、制御部３０は、判定結果をユーザに対して出力する（ステップＳ１６）。例えば、制御部３０は、ＬＩＢ１４が寿命であると判定された場合に、かかる判定結果をユーザに対して出力することで、ＬＩＢ１４の交換を促すことができる。

さらに、制御部３０は、算出された内部抵抗が、内部抵抗値情報４２の内部抵抗値以上になる前に、ユーザへの通知を行ってもよい。これにより、制御部３０は、ＬＩＢ１４が寿命であると判定される前に、言い換えると、ＬＩＢ１４がエンジンＥの再始動不可の状態になる前に、ＬＩＢ１４の交換を促すことができる。

上述してきたように、実施形態に係る監視装置２０（推定装置の一例）は、取得部３１と、検出部３２と、算出部３３と、判定部３４とを備える。取得部３１は、ＬＩＢ１４（電池の一例）の充電率および電池温度が所定の条件下で、ＬＩＢ１４が所期の電力を出力不可能な状態になるときの内部抵抗値を示す第１内部抵抗値Ａ１の情報と、第１内部抵抗値Ａ１を有するＬＩＢ１４において、ＬＩＢ１４の充電率および電池温度が所定の条件以外の条件になったときに変化した内部抵抗値を示す第２内部抵抗値Ａ２であって、ＬＩＢ１４の充電率および電池温度毎に対応付けられた第２内部抵抗値Ａ２の情報とを含む内部抵抗値情報４２を取得する。

検出部３２は、ＬＩＢ１４の充電率および電池温度を検出する。算出部３３は、ＬＩＢ１４の内部抵抗値を算出する。判定部３４は、取得部３１によって取得された内部抵抗値情報４２と、検出部３２によって検出された充電率および電池温度と、算出部３３によって算出された内部抵抗値とに基づいて、所定の条件下でもＬＩＢ１４が所期の電力を出力不可能な状態になるか否かを判定する。これにより、ＬＩＢ１４が寿命であるか否かを適切に判定することができる。

なお、上記では、所定の条件は、ＳＯＣが所定充電率以上の条件、および、電池温度が所定温度以上の条件の両方を含むようにしたが、これに限定されるものではなく、例えばいずれか一方の条件を含むようにしてもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 電池システム
１４ ＬＩＢ
２０ 監視装置
３１ 取得部
３２ 検出部
３３ 算出部
３４ 判定部

Claims (7)

1. 電池の充電率および電池温度が所定の条件下で、前記電池が所期の電力を出力不可能な状態になるときの内部抵抗値を示す第１内部抵抗値の情報と、前記第１内部抵抗値を有する前記電池において、前記電池の充電率および電池温度が前記所定の条件以外の条件になったときに変化した内部抵抗値を示す第２内部抵抗値であって、前記電池の充電率および電池温度毎に対応付けられた前記第２内部抵抗値の情報とを含む内部抵抗値情報を取得する取得部と、
   前記電池の充電率および電池温度を検出する検出部と、
   前記電池の内部抵抗値を算出する算出部と、
   前記取得部によって取得された前記内部抵抗値情報と、前記検出部によって検出された前記充電率および前記電池温度と、前記算出部によって算出された前記内部抵抗値とに基づいて、前記所定の条件下でも前記電池が前記所期の電力を出力不可能な状態になるか否かを判定する判定部と
   を備えることを特徴とする判定装置。
2. 前記判定部は、
   前記内部抵抗値情報において、検出された前記充電率および前記電池温度に対応する前記第１内部抵抗値または前記第２内部抵抗値と、算出された前記内部抵抗値とを比較し、当該内部抵抗値が前記第１内部抵抗値または前記第２内部抵抗値以上になった場合、前記所定の条件下でも前記電池が前記所期の電力を出力不可能な状態になると判定すること
   を特徴とする請求項１に記載の判定装置。
3. 前記第１内部抵抗値および前記第２内部抵抗値は、
   前記検出部における充電率および電池温度の検出誤差、および、前記算出部における内部抵抗値の算出誤差の少なくともいずれかに基づいて設定されること
   を特徴とする請求項１または２に記載の判定装置。
4. 前記第１内部抵抗値および前記第２内部抵抗値は、
   前記電池が所定の環境で使用された場合に想定される当該電池の内部抵抗値より大きい値に設定されること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の判定装置。
5. 前記電池は、車両に搭載される機器に電力を供給し、
   前記算出部は、
   前記車両の複数回の走行のそれぞれにおいて前記内部抵抗値を算出し、
   前記判定部は、
   前記算出部によって算出された複数の前記内部抵抗値に基づいて、前記所定の条件下でも前記電池が前記所期の電力を出力不可能な状態になるか否かを判定すること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の判定装置。
6. 前記所定の条件は、
   前記電池の充電率が所定充電率以上の条件、および、電池温度が所定温度以上の条件のうち少なくともいずれかを含むこと
   を特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の判定装置。
7. 電池の充電率および電池温度が所定の条件下で、前記電池が所期の電力を出力不可能な状態になるときの内部抵抗値を示す第１内部抵抗値の情報と、前記第１内部抵抗値を有する前記電池において、前記電池の充電率および電池温度が前記所定の条件以外の条件になったときに変化した内部抵抗値を示す第２内部抵抗値であって、前記電池の充電率および電池温度毎に対応付けられた前記第２内部抵抗値の情報とを含む内部抵抗値情報を取得する取得工程と、
   前記電池の充電率および電池温度を検出する検出工程と、
   前記電池の内部抵抗値を算出する算出工程と、
   前記取得工程によって取得された前記内部抵抗値情報と、前記検出工程によって検出された前記充電率および前記電池温度と、前記算出工程によって算出された前記内部抵抗値とに基づいて、前記所定の条件下でも前記電池が前記所期の電力を出力不可能な状態になるか否かを判定する判定工程と
   を含むことを特徴とする判定方法。

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