JP5367422B2

JP5367422B2 - 二次電池容量推定装置、及び二次電池容量推定方法

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Description

本発明は、二次電池容量推定装置、及び二次電池容量推定方法に関する。

近年では、二次電池は電動機器や移動車両等の電源にも用いられてきており、その利用範囲は益々拡大してきている。二次電池は経年劣化により蓄えられる電気量（保有容量）が変化してしまうため、二次電池の保有容量を精度良く把握することが求められている。例えば下記の特許文献１には、二次電池から定電流で放電させた際の放電途中の電圧値に基づいて二次電池の保有容量を推定する技術が記載されている。

特開２００７−１７８４０１号公報

上記の従来技術は、バックアップ用途の二次電池を対象としていたため、二次電池が常時完全充電状態にあることを前提としており、完全充電状態にない二次電池の保有容量を推定する場合には、一度完全充電状態にする必要があり効率が良くなかった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、本発明の目的の一つは、二次電池の充電状態によらず、二次電池の保有容量を推定することができる二次電池容量推定装置、及び二次電池容量推定方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る二次電池容量推定装置は、二次電池を一定の電流で放電した場合の放電時間と電圧との関係を前記二次電池の保有容量毎に記憶する記憶手段と、対象の二次電池を前記一定の電流で放電させる放電手段と、前記対象の二次電池の電圧を測定する電圧測定手段と、前記対象の二次電池を前記放電手段により放電させた後の測定開始時から所定の時間が経過するまでに前記電圧測定手段により測定された電圧に基づいて、前記対象の二次電池の放電時間と電圧との関係が前記記憶手段に記憶される関係のいずれに対応するかを判断する判断手段と、前記判断手段により判断された放電時間と電圧との関係に基づいて前記対象の二次電池の保有容量を推定する推定手段と、を含む。

また、本発明の一態様では、前記記憶手段に、属性の異なるそれぞれの二次電池について前記一定の電流で放電した場合の放電時間と電圧との関係を当該二次電池の保有容量毎に記憶し、前記判断手段は、前記対象の二次電池の属性と、前記測定開始時から所定の時間が経過するまでに前記電圧測定手段により測定された電圧とに基づいて、前記対象の二次電池の放電時間と電圧との関係が前記記憶手段に記憶される関係のいずれに対応するかを判断することとする。

また、本発明の一態様では、前記判断手段は、前記測定開始時から所定の時間が経過するまでに前記電圧測定手段により測定された電圧の変化率と、前記測定開始時に測定された電圧とに基づいて、前記対象の二次電池の放電時間と電圧との関係が前記記憶手段に記憶される関係のいずれに対応するかを判断することとする。

また、本発明の一態様では、前記二次電池を一定の電流で放電した場合の放電時間と電圧との関係は、当該二次電池を所定の電圧から前記所定の時間が経過するまでの電圧の変化率の情報を含み、前記測定開始時の電圧は、前記所定の電圧とすることとする。

また、本発明に係る二次電池容量推定方法は、記憶手段に、二次電池を一定の電流で放電した場合の放電時間と電圧との関係を前記二次電池の保有容量毎に記憶させるステップと、放電手段が、対象の二次電池を前記一定の電流で放電させるステップと、電圧測定手段が、前記対象の二次電池の電圧を測定するステップと、前記対象の二次電池を前記放電手段により放電させた後の測定開始時から所定の時間が経過するまでに前記電圧測定手段により測定された電圧に基づいて、前記対象の二次電池の放電時間と電圧との関係が前記記憶手段に記憶される関係のいずれに対応するかを判断する判断ステップと、前記判断ステップで判断された放電時間と電圧との関係に基づいて前記対象の二次電池の保有容量を推定する推定ステップと、を含む。

また、本発明に係る二次電池容量推定装置は、保有容量の異なる二次電池毎に、当該二次電池を一定の電流で放電した場合に第１の電圧から第２の電圧に降下するまでの時間を記憶する記憶手段と、対象の二次電池を前記一定の電流で放電させる放電手段と、前記対象の二次電池の電圧を測定する電圧測定手段と、前記放電手段により放電される前記対象の二次電池が前記第１の電圧から前記第２の電圧に降下するまでの時間を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された時間が前記記憶手段に記憶される保有容量のいずれに対応するかに基づいて、前記対象の二次電池の保有容量を推定する推定手段と、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る二次電池容量推定方法は、記憶手段に、保有容量の異なる二次電池毎に、当該二次電池を一定の電流で放電した場合に第１の電圧から第２の電圧に降下するまでの時間を記憶するステップと、放電手段が、対象の二次電池を前記一定の電流で放電させるステップと、電圧測定手段が、前記対象の二次電池の電圧を測定するステップと、測定手段が、前記放電手段により放電される前記対象の二次電池が前記第１の電圧から前記第２の電圧に降下するまでの時間を測定する測定ステップと、前記測定ステップで測定された時間が前記記憶手段に記憶される保有容量のいずれに対応するかに基づいて、前記対象の二次電池の保有容量を推定する推定ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明の一態様によれば、二次電池の充電状態によらず、二次電池の保有容量を推定できる。

本発明の一態様によれば、様々な属性の二次電池について、二次電池の充電状態によらず二次電池の保有容量を推定できる。

本発明の一態様によれば、測定するデータ量と演算負荷とを低減させることができる。

本発明の一態様によれば、記憶手段に記憶するデータ量を低減させることができる。

本発明の一態様によれば、二次電池の充電状態によらず、二次電池が第１の電圧から第２の電圧に降下するまでに要する放電時間に基づいて、二次電池の保有容量を推定できる。

第１の実施形態に係る二次電池容量推定装置の機能ブロック図である。二次電池の放電特性の一例を示す図である。二次電池の不完全充電状態からの放電曲線の一例を示す図である。放電曲線に電圧変化の傾きを加えて示した図である。放電特性データテーブルの一例を示す図である。測定開始電圧毎の二次電池の保有容量と、電圧変化率との関係を表したグラフを示す図である。二次電池の保有容量の推定処理のフロー図である。二次電池の異なる保有容量毎の放電曲線を示す図である。第２の実施形態に係る二次電池容量推定装置の機能ブロック図である。劣化状態に応じて保有容量がそれぞれ異なる二次電池の放電曲線を示す図である。所要放電時間と保有容量の関係を示す図である。二次電池の保有容量の推定処理のフロー図である。

以下、本発明を実施するための好適な実施の形態（以下、実施形態という）を、図面に従って説明する。

［第１の実施形態］
図１には、第１の実施形態に係る二次電池容量推定装置１０の機能ブロック図を示す。第１の実施形態に係る二次電池容量推定装置１０は、保有容量の推定対象の二次電池５０の正極及び負極の端子と接続し、二次電池５０を放電させた際に測定されるデータに基づいて二次電池５０の保有容量を推定する装置である。第１の実施形態における推定対象の二次電池５０にはリチウムイオン二次電池を用いることとしてよい。なお、保有容量とは、完全充電状態において二次電池５０に蓄えられる電気量である。

図１に示されるように、二次電池容量推定装置１０は、電源部１２、制御部１４、充電部１６、負荷部１８、電池電圧測定部２０、放電電流測定部２２、演算部２４、電池特性データ入力部２６、電池特性データ記憶部２８、測定条件設定部３０、及び表示部３２を含む。以下、各部の詳細について説明する。

電源部１２は、交流電源６０に接続し、交流電源６０から供給される交流電流を直流電流に変換するとともに、二次電池容量推定装置１０を構成する各部に駆動電力を供給する。

制御部１４は、二次電池容量推定装置１０の各部の動作、処理等を制御する。例えば、制御部１４は接続された二次電池５０の放電と充電の切り替えを制御する。制御部１４は、二次電池５０を充電する場合には、充電部１６と二次電池５０とを接続を閉じて、充電部１６から二次電池５０に電流を供給するように制御する。また、制御部１４は、二次電池５０を放電する場合には、充電部１６と二次電池５０との接続を開き、二次電池５０から負荷部１８へと電流を供給させるように制御する。

充電部１６は、制御部１４を介して電源部１２から供給される電力を二次電池５０に供給して二次電池５０を充電する。充電部１６は、制御部１４により設定された充電電圧に従って二次電池５０を充電することとしてよい。なお、二次電池５０の充電電圧は、二次電池の種類、メーカー、機種等の属性に応じて設定することとしてよい。

負荷部１８は、二次電池５０の正極及び負極の端子と接続し、二次電池５０の放電モードにおいて二次電池５０から放電される電流が供給される。負荷部１８の抵抗値は可変としてよく、負荷部１８の抵抗値を調整することにより二次電池５０から放電される放電電流値を制御するようにしてよい。

電池電圧測定部２０は、二次電池５０の電圧を測定し、測定された電圧の値を演算部２４に出力する。

放電電流測定部２２は、二次電池５０から負荷部１８に流入する電流を測定し、測定された電流の値を演算部２４に出力する。

演算部２４は、入力されたデータに基づいて演算処理を行う。例えば、演算部２４は、放電電流測定部２２から入力された電流値と、予め定められた電流の目標値との差分に基づいて、負荷部１８に設定する抵抗値を演算して、演算した抵抗値を負荷部１８に設定する。こうして、負荷部１８では、演算部２４から入力された抵抗値に基づいて抵抗を変化させて、二次電池５０から放電される電流が一定に制御される。また、演算部２４は、後述するように、電池電圧測定部２０から入力される電圧の値等に基づいて二次電池５０の保有容量の推定処理を行う。以下、二次電池５０の保有容量の推定処理に係る機能について説明する。

電池特性データ入力部２６は、二次電池５０の放電特性データを含む電池特性データの入力を受け付ける。電池特性データ入力部２６に入力された電池特性データは、後述する電池特性データ記憶部に記憶される。電池特性データ入力部２６へのデータ入力は、利用者が入力デバイスに基づいて行ってもよいし、電池特性データを格納したメモリ等からデータを転送することで行ってもよい。

電池特性データ記憶部２８は、半導体メモリやハードディスク等の記憶装置を含み、電池特性データ入力部２６により入力された電池特性データを記憶する。二次電池の電池特性データには、二次電池の放電特性データが含まれる。図２には、記憶される放電特性データにより表される二次電池の放電特性の一例を示す。

図２には、完全充電状態にした二次電池を一定の放電電流により放電した際の、放電時間と電池電圧との関係を表した放電曲線を示した。図２に示した例は、正極にコバルト系Ｌｉ酸化物を用いたリチウムイオン二次電池を劣化させた後、４．１Ｖの電圧で完全に充電させ、この後、充電電圧から放電させた際の放電曲線である。図２は、電池の劣化によって保有容量がそれぞれ異なる二次電池毎の放電曲線を示しており、それぞれの保有容量は、１００％，７０％，４０％，２０％となっている。劣化が進むと、完全充電状態としても保有容量は低下し、図２に示されるように、同一の仕様で作製された二次電池においても保有容量に応じて異なる放電特性を有するようになる。

また、図３には、図２に示した完全充電状態のリチウムイオン二次電池の放電曲線と共に、正極にコバルト系Ｌｉ酸化物を用いたリチウムイオン二次電池（保有容量７０％）を不完全充電状態（充電途中の状態、又は完全充電状態から放電して電圧降下した状態）から放電させた場合の放電曲線の一例を示した。図３において、太線（Ａ点からＢ点までの曲線）で示されている曲線が不完全充電状態からの放電曲線である。図３に示されるように、不完全充電状態から放電されたリチウムイオン二次電池の放電特性は、同じ保有容量の完全充電状態のリチウムイオン二次電池からの放電曲線と部分的に一致（重ね合わせた曲線で表示される）している。そして本実施形態では、このようにリチウムイオン二次電池の放電特性が放電開始電圧に依らない性質を利用している。

図４には、図２における各保有容量の二次電池の放電曲線について、所定の電圧（図４では３．９Ｖと３．７Ｖ）における所定の放電時間後（図４では１０分後）の電圧変化の傾きを示した。図４において、Ｌ２０−３．９と示される線分は、保有容量２０％の二次電池について、測定開始電圧：３．９Ｖと、そこから１０分間放電した後に測定される電圧とを結んだ線分である。同様に、Ｌ○○―□とは、保有容量○○％の二次電池について測定開始電圧：□Ｖと、そこから１０分間放電した後に測定される電圧とを結んだ線分を示している。なお、保有容量が２０％の３．７Ｖからの電圧変化の傾きは、３．７Ｖからの１０分後の放電電圧の値が取得できないため図示していない。

図５には、図４に示された所定電圧からの電圧変化の傾きを算出して生成した放電特性データテーブルを示す。図５に示されたテーブルには、３．９Ｖと３．７Ｖのそれぞれにおける所定の放電時間（１０分）に対する電圧の変化率を保有容量毎に格納している。電圧の変化率は、電圧の変化量をΔＶ、放電時間をΔＴとした場合に、ΔＶ／ΔＴとして算出される。電圧の変化量ΔＶは、測定開始電圧をＶ１、測定開始から所定の放電時間ΔＴが経過した際の電圧をＶ２とした場合に、ΔＶ＝Ｖ１−Ｖ２である。

図５に示したように、保有容量が大きい二次電池ほど電圧変化率が小さくなっており、この傾向から任意の保有容量の二次電池について、測定開始電圧と、その後の電圧変化率とに基づいてその二次電池の保有容量が推定される。

また、図６には、測定開始電圧毎の二次電池の保有容量と、電圧変化率との関係を表したグラフを示す。図６には、３．９Ｖと３．７Ｖに対応するグラフが示されている。例えば、測定開始電圧を３．９Ｖとした場合の電圧変化率が演算部２４により算出されれば、図６に示されたグラフに基づいて二次電池の保有容量が推定される。

二次電池の放電特性のデータは、二次電池の属性（機種、メーカー、スペック等）、放電電流、測定開始電圧の組み合わせに応じてそれぞれ生成して記憶しておくこととしてよい。一例としては、放電電流について０．２ＣＡ，０．５ＣＡ，１ＣＡ等、放電時間について３分，５分，１０分等、測定開始電圧について、３．７Ｖ，３．９Ｖ等とした各組み合わせについてデータを記憶しておくこととしてよい。なお、ＣＡとは電池の定格容量（製造メーカが規定する、新品の電池を完全充電状態とした場合における保有容量）を用いて表した電流値であって、例えば、０．２ＣＡとは、定格容量値に０．２を乗じて求まる数値の電流量である。

測定条件設定部３０は、測定対象の二次電池５０の情報（例えば機種名、メーカー名、スペック等）、放電電流、放電時間、測定開始電圧等を設定する。測定条件設定部３０は、上記各値のデフォルト値を保有しておくこととしてよく、デフォルト値からの変更がある場合には利用者の入力に基づいて上記各値を設定することとしてよい。

以下、測定条件設定部３０により設定された条件に応じて行われる処理を説明する。まず、演算部２４は、放電電流測定部２２により測定される放電電流が、測定条件設定部３０により設定された放電電流となるように負荷部１８の抵抗値を制御する。そして、演算部２４は、電池電圧測定部２０により測定される電圧が、測定条件設定部３０により設定された測定開始電圧となるまで待機して、測定開始電圧となった時点から放電時間を測定する。演算部２４は、測定された放電時間が測定条件設定部３０により設定された放電時間に達した際の二次電池５０の電圧を電池電圧測定部２０により測定して取得する。

演算部２４は、測定開始時と測定終了時に測定された電圧の差を放電時間で除して電圧変化率を算出する。演算部２４は、設定された二次電池５０の属性情報と、測定開始電圧とに基づいて、記憶部に記憶された放電特性データの中から対応する放電特性データを判断する。放電特性データは、図６に示されたグラフに対応するデータとしてよい。演算部２４は、上記判断された放電特性データについて算出された電圧変化率に基づいて二次電池５０の保有容量を得る。演算部２４は、上記処理により得られた保有容量を表示する表示データを生成して、生成した表示データを表示部３２に出力する。なお、保有容量の表示は、パーセント表示でもよいし、電池容量（Ａｈ）の単位の表示でもよい。

表示部３２は、演算部２４から入力された表示データに基づいて、二次電池５０の保有容量を表示する。

図７には、二次電池容量推定装置１０による二次電池５０の保有容量の推定処理のフロー図を示す。図７に示されるように、二次電池容量推定装置１０は、まず、放電電流、放電時間、測定開始電圧、二次電池５０の属性等の測定条件を設定し（Ｓ１０１）、二次電池５０からの放電を開始する（Ｓ１０２）。二次電池容量推定装置１０は、二次電池５０の電圧が設定した測定開始電圧に達したか否かを判断し（Ｓ１０３）、測定開始電圧に達していないと判断する場合には（Ｓ１０３：Ｎ）、測定開始電圧に達するまで放電を継続しつつ待機する。次に、二次電池容量推定装置１０は、二次電池５０の電圧が測定開始電圧に達したと判断する場合には（Ｓ１０３：Ｙ）、放電時間の測定を開始する（Ｓ１０４）。二次電池容量推定装置１０は、設定した放電時間が経過したか否かを判断し（Ｓ１０５）、経過していないと判断される場合には（Ｓ１０５：Ｎ）待機し、経過したと判断される場合には（Ｓ１０５：Ｙ）、その経過時点での二次電池５０の電圧を測定する（Ｓ１０６）。

二次電池容量推定装置１０は、測定開始時の電圧と測定終了時の電圧との差を放電時間で除して電圧変化率を算出する（Ｓ１０７）。二次電池容量推定装置１０は、設定された測定条件に基づいて二次電池５０の放電曲線を特定するとともに、当該特定した放電曲線における算出した電圧変化率に対応する保有容量を特定して二次電池５０の保有容量を推定する（Ｓ１０８）。二次電池容量推定装置１０は、上記推定した保有容量の情報を表示部３２に表示する（Ｓ１０９）。

以上説明した第１の実施形態に係る二次電池容量推定装置１０によれば、任意の電圧から放電した場合に得られる情報に基づいて二次電池５０の保有容量を推定することで、二次電池５０の充電状態によらずに二次電池５０の保有容量を推定できる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、例えば、二次電池容量推定装置１０は、放電している二次電池５０の複数の時点で放電電圧を測定し、測定された放電電圧に基づいて描かれる放電曲線と相関の高い放電曲線を特定して保有容量の推定処理を行うこととしてもよい。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。まず、図８に示された二次電池の異なる保有容量毎の放電曲線を参照しながら、第２の実施形態に係る技術的思想の要点について説明する。

図８に示されるように、二次電池は保有容量に応じて異なる放電特性を有し、二次電池の放電開始後から所定の電圧まで達する時間は保有容量毎に異なっている。図示した例において、完全充電状態の保有容量Ｘ％の二次電池を一定の電流（例えば１ＣＡ）で放電させた場合に、完全充電状態の電圧（例えば４．１Ｖ）から、所定の電圧Ｙ（例えば３．８Ｖ）に達するまでに要する時間Ｔ_Ｙ（Ｘ）とすると、Ｔ_３．８（１００）＞Ｔ_３．８（７０）＞Ｔ_３．８（４０）＞Ｔ_３．８（２０）となる。そこで、第２の実施形態に係る二次電池容量推定装置は、予め二次電池の保有容量毎に、当該二次電池を一定の電流で放電させた場合に予め定められた第１の電圧から第２の電圧（第１電圧＞第２電圧とする）に電圧降下するまでの時間を記憶しておく。そして、二次電池容量推定装置は、保有容量の推定対象の二次電池を放電させてから当該推定対象の二次電池が第１の電圧から第２の電圧まで電圧降下するまでの時間を測定すると共に、当該測定された時間に基づいて二次電池の保有容量を推定する処理を行う。なお本実施形態では、第１の電圧を検知した場合に時間の測定を開始し、第２の電圧を検知した場合に時間の測定を終了することから、以下、第１の電圧を測定開始電圧、第２の電圧を測定終了電圧とする。

図９には第２の実施形態に係る二次電池容量推定装置１１の機能ブロック図を示す。図９に示されるように、二次電池容量推定装置１１は、電源部１２、制御部１４、充電部１６、負荷部１８、電池電圧測定部２０、放電電流測定部２２、演算部２４、電池特性データ入力部２６、測定条件設定部３０、表示部３２、電池特性データ記憶部３４、及び所要放電時間測定部３６を含む。第２の実施形態に係る二次電池容量推定装置１１において、図１に示された第１の実施形態に係る二次電池容量推定装置１０と同一の符号が付された機能部については同じ機能を有するため説明を省略する。

電池特性データ記憶部３４には、二次電池の保有容量毎の測定開始電圧（第１の電圧）から測定終了電圧（第２の電圧）に降下するまでの時間を含む放電特性データが記憶されている。放電特性データは二次電池を実際に放電させた際に得られたデータに基づいて予め生成することとしてよく、以下、図１０Ａを参照しながら放電特性データの生成方法の一例を説明する。

図１０Ａには、劣化状態に応じて保有容量がそれぞれ異なる二次電池（定格４０Ａｈ）を完全充電した後に一定の電流（０．２ＣＡ＝８Ａ）で放電した場合に得られた放電曲線を示す。図１０Ａのグラフの横軸は放電時間（ｈ）、縦軸は二次電池の電圧（Ｖ）である。ここで、各二次電池の放電曲線において所定の電圧値（例えば４．０Ｖ，３．９５Ｖ，３．９Ｖ等）に達するまでの所要放電時間（測定開始電圧から測定終了電圧に達するまでの放電時間）を所要放電時間測定部３６によりそれぞれ測定し、当該測定した所要放電時間に基づいて、図１０Ｂに示されるように電圧毎に所要放電時間と保有容量とをそれぞれ対応付けた放電特性データを生成し電池特性データ記憶部３４に記憶する。なお、所要放電時間測定部３６は、電池電圧測定部２０から逐次入力される電圧が、予め設定された測定開始電圧と一致した場合に計時を開始し、測定終了電圧に一致した場合に計時を終了する。

図１０Ｂには、測定開始電圧を完全充電状態の４．１Ｖ、測定終了電圧を４Ｖ，３．９５Ｖ，３．９Ｖとした場合の所要放電時間と保有容量との関係を示した。なお、図示した例では、測定開始電圧に完全充電状態の４．１Ｖを、測定終了電圧に４．０Ｖ，３．９５Ｖ，３．９Ｖの３つを用いて３組の放電特性データを生成しているが、これに限られるものではなく、１又は複数の測定開始電圧と、１又は複数の測定終了電圧との組毎に放電特性データを生成することとしてよい。

次に、二次電池容量推定装置１１は、保有容量の推定対象の二次電池（定格４０Ａｈ）を上記一定の電流（８Ａ）で放電させると共に、当該二次電池の電圧を逐次測定する。そして、二次電池容量推定装置１１は、推定対象の二次電池が４．１Ｖでの完全充電状態であるので、電圧が例えば３．９５Ｖまで低下するまでに要した所要放電時間が１．５ｈと測定されたら、図１０Ｂに示されるように、電池特性データ記憶部３４に記憶される放電特性データの中から上記測定した所要放電時間に該当する保有容量を読み出して、この二次電池の保有容量をおよそ３２Ａｈと推定する。

以上説明した第２の実施形態では、測定開始電圧を完全充電状態時の電圧４．１Ｖを例に説明したが、測定開始電圧はこれに限られるものではなく任意の電圧を用いてよい。また、二次電池の電池特性データは、二次電池の属性（機種、メーカー、スペック等）、測定開始電圧、測定終了電圧の組み合わせに応じてそれぞれ生成して記憶しておくこととしてよい。

図１１には、第２の実施形態に係る二次電池容量推定装置１１による二次電池の保有容量の推定処理のフロー図を示した。図１１に示されるように、二次電池容量推定装置１１は、まず、放電電流、測定開始電圧、測定終了電圧、二次電池５０の属性等の測定条件を設定し（Ｓ２０１）、二次電池５０からの放電を開始する（Ｓ２０２）。

二次電池容量推定装置１１は、二次電池５０の電圧が設定した測定開始電圧に達したか否かを判断し（Ｓ２０３）、測定開始電圧に達していないと判断する場合には（Ｓ２０３：Ｎ）、測定開始電圧に達するまで放電を継続しつつ待機し、二次電池５０の電圧が測定開始電圧に達したと判断する場合には（Ｓ２０３：Ｙ）、放電時間の測定を開始する（Ｓ２０４）。

二次電池容量推定装置１１は、二次電池５０の電圧が設定した測定終了電圧に達したか否かを判断し（Ｓ２０５）、達していないと判断する場合には（Ｓ２０５：Ｎ）放電を継続しつつ待機し、達したと判断する場合には（Ｓ２０５：Ｙ）、放電時間の測定を終了する（Ｓ２０６）。

二次電池容量推定装置１１は、測定された放電時間（所要放電時間）と、測定開始電圧及び測定終了電圧とに基づいて電池特性データ記憶部３４に記憶された電池特性データの中から該当するデータを読み出し（Ｓ２０７）、読み出したデータに基づいて保有容量を推定する（Ｓ２０８）。なお、測定された放電時間（所要放電時間）に該当する保有容量が記憶されている場合にはその値を保有容量とし、測定された放電時間（所要放電時間）に該当する保有容量が記憶されていない場合には、記憶されているデータに基づいて放電時間（所要放電時間）と保有容量との関係曲線を演算して、当該演算した関係曲線に基づいて保有容量の推定値を得ることとしてもよい。そして、二次電池容量推定装置１１は、保有容量の推定値を表示部に表示して（Ｓ２０９）、処理を終了する。

以上説明した第２の実施形態に係る二次電池容量推定装置１１によれば、二次電池を一定の電流で放電した際に、二次電池が所定の測定開始電圧から測定終了電圧に降下するまでの所要放電時間に基づいて二次電池５０の保有容量を推定することができる。これにより、二次電池５０が完全充電状態でなくとも二次電池５０の保有容量を推定できる。

また、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、例えば二次電池容量推定装置１０，１１は、保有容量の推定値を表示した後に、二次電池５０の充電を開始することとしてもよい。その他にも、本発明をリチウムイオン二次電池以外の他の形態の二次電池に適用してもよいのはもちろんである。

１０，１１二次電池容量推定装置、１２電源部、１４制御部、１６充電部、１８負荷部、２０電池電圧測定部、２２放電電流測定部、２４演算部、２６電池特性データ入力部、２８，３４電池特性データ記憶部、３０測定条件設定部、３２表示部、３６所要放電時間測定部、５０二次電池、６０交流電源。

Claims

二次電池を一定の電流で放電した場合の放電時間と電圧との関係を前記二次電池の保有容量毎に記憶する記憶手段と、
対象の二次電池を前記一定の電流で放電させる放電手段と、
前記対象の二次電池の電圧を測定する電圧測定手段と、
前記対象の二次電池を前記放電手段により放電させた後の測定開始時から所定の時間が経過するまでに前記電圧測定手段により測定された電圧の変化率と、前記測定開始時に測定された電圧とに基づいて、前記対象の二次電池の放電時間と電圧との関係が前記記憶手段に記憶される関係のいずれに対応するかを判断する判断手段と、
前記判断手段により判断された放電時間と電圧との関係に基づいて前記対象の二次電池の保有容量を推定する推定手段と、
を含むことを特徴とする二次電池容量推定装置。
前記記憶手段に、属性の異なるそれぞれの二次電池について前記一定の電流で放電した場合の放電時間と電圧との関係を当該二次電池の保有容量毎に記憶し、
前記判断手段は、前記対象の二次電池の属性と、前記測定開始時から所定の時間が経過するまでに前記電圧測定手段により測定された電圧の変化率と、前記測定開始時に測定された電圧とに基づいて、前記対象の二次電池の放電時間と電圧との関係が前記記憶手段に記憶される関係のいずれに対応するかを判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池容量推定装置。
前記二次電池を一定の電流で放電した場合の放電時間と電圧との関係は、当該二次電池を所定の電圧から前記所定の時間が経過するまでの電圧の変化率の情報を含み、
前記測定開始時の電圧は、前記所定の電圧とする
ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池容量推定装置。
記憶手段に、二次電池を一定の電流で放電した場合の放電時間と電圧との関係を前記二次電池の保有容量毎に記憶させるステップと、
放電手段が、対象の二次電池を前記一定の電流で放電させるステップと、
電圧測定手段が、前記対象の二次電池の電圧を測定するステップと、
前記対象の二次電池を前記放電手段により放電させた後の測定開始時から所定の時間が経過するまでに前記電圧測定手段により測定された電圧の変化率と、前記測定開始時に測定された電圧とに基づいて、前記対象の二次電池の放電時間と電圧との関係が前記記憶手段に記憶される関係のいずれに対応するかを判断する判断ステップと、
前記判断ステップで判断された放電時間と電圧との関係に基づいて前記対象の二次電池の保有容量を推定する推定ステップと、
を含むことを特徴とする二次電池容量推定方法。
保有容量の異なる二次電池毎に、当該二次電池を一定の電流で放電した場合に当該二次電池の完全充電状態における電圧より低い第１の電圧から第２の電圧に降下するまでの時間を記憶する記憶手段と、
対象の二次電池を前記一定の電流で放電させる放電手段と、
前記対象の二次電池の電圧を測定する電圧測定手段と、
前記放電手段により放電される前記対象の二次電池が前記第１の電圧から前記第２の電圧に降下するまでの時間を測定する測定手段と、
前記測定手段により測定された時間が前記記憶手段に記憶される保有容量のいずれに対応するかに基づいて、前記対象の二次電池の保有容量を推定する推定手段と、を含む
ことを特徴とする二次電池容量推定装置。
記憶手段に、保有容量の異なる二次電池毎に、当該二次電池を一定の電流で放電した場合に当該二次電池の完全充電状態における電圧より低い第１の電圧から第２の電圧に降下するまでの時間を記憶するステップと、
放電手段が、対象の二次電池を前記一定の電流で放電させるステップと、
電圧測定手段が、前記対象の二次電池の電圧を測定するステップと、
測定手段が、前記放電手段により放電される前記対象の二次電池が前記第１の電圧から前記第２の電圧に降下するまでの時間を測定する測定ステップと、
前記測定ステップで測定された時間が前記記憶手段に記憶される保有容量のいずれに対応するかに基づいて、前記対象の二次電池の保有容量を推定する推定ステップと、を含む
ことを特徴とする二次電池容量推定方法。