JP6382663B2 - 電池状態判定方法及び電池状態判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、電池における充電状態を判定する電池状態判定方法、及び、電池状態判定装置に関する。

従来、電池の充電状態の１つである残存容量（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を算出する技術として、電池の電圧に基づいて算出する技術（特許文献１）や、電池の充放電電流の積算量に基づいて算出する技術（特許文献２）が知られている。また、電池の交流インピーダンスの周波数変化に基づいて作成されるナイキスト線図に現れる円弧の半径からＳＯＣを算出する技術（特許文献３）や、交流インピーダンスのうち実数成分のみからなるときの周波数に基づいてＳＯＣを算出する技術（特許文献４）も知られている。

特開２００１−２３１１７９号公報 特表平８−５０７３６８号公報 特開平１１−３２４４２号公報 特許第４６４８３２２号公報

しかしながら、ＳＯＣを電池の電圧から算出する技術の場合、電池の状態や充放電状態を反映して電池電圧が大きく変化するため、その算出結果に大きな誤差を生じるおそれがある。また、ＳＯＣを電池の充放電電流の積算量に基づいて算出する技術の場合、電流計測精度の問題や電池の充放電効率を要因として演算誤差が大きくなるおそれがある。

さらに、ナイキスト線図に現れる円弧の半径からＳＯＣを算出する技術の場合、円弧の半径はＳＯＣと線形相関にないことから、測定精度が高くなく、特にＳＯＣの低い領域では測定精度が低くなる。また、交流インピーダンスのうち実数成分のみからなるときの周波数に基づいてＳＯＣを算出する技術の場合、電池に接続される配線等の影響が無視できない。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、電池の交流インピーダンスに基づいて、電池の充電状態をより好適に算出することができる電池状態判定方法及び電池状態判定装置を提供することにある。

上記課題を解決する電池状態判定方法は、電池の充電状態を算出する電池状態判定方法であって、電池の交流インピーダンスの周波数変化に含まれる反応抵抗に起因する交流インピーダンスの虚数成分の絶対値の極大値に対応する特徴値を求め、該特徴値を、予め定められている特徴値と電池の充電状態との相関関係を示す残量情報と照合することに基づいて電池の充電状態を算出することを要旨とする。

上記課題を解決する電池状態判定装置は、電池の充電状態を算出する電池状態判定装置であって、前記電池の交流インピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、前記インピーダンス測定部により測定された交流インピーダンスの周波数変化に含まれる反応抵抗に起因する交流インピーダンスの虚数成分の絶対値の極大値に対応する特徴値を取得する特徴値取得部と、前記取得した特徴値を、予め設定されている特徴値と電池の充電状態との相関関係を示す残量情報と照合することによって電池の充電状態を算出する算出部と、を備えることを要旨とする。

このような方法又は構成によれば、電池の残存容量などの充電状態が、交流インピーダンスの周波数変化に含まれる反応抵抗に起因する交流インピーダンスから得られる特徴値を残量情報と照合することにより算出される。これにより、電池の交流インピーダンスに基づいて、電池の充電状態が好適に算出されるようになる。また、電池の交流インピーダンスに基づくものであることから非破壊で電池の充電状態を算出することができる。

好ましい方法として、前記照合する残量情報を電池の各異なる温度毎の情報として定めておき、前記特徴値をその都度の電池の温度に対応する残量情報と照合することに基づいて電池の充電状態を算出する。

好ましい構成として、電池の温度を測定する温度測定部を更に備え、前記算出部は、前記残量情報として電池の各異なる温度毎の情報を用い、前記特徴値と前記温度測定部により測定された温度に対応する残量情報とを照合することによって電池の充電状態を算出する。

このような方法又は構成によれば、電池の温度を考慮することで電池の充電状態をより高い精度で算出することができるようになる。
好ましい方法として、前記照合する電池の残量情報は、予め定められている特徴値と電池の負極の充電状態との相関関係を示すものであり、前記電池の充電状態を、照合により得られる電池の負極の充電状態に基づいて算出する。

このような方法によれば、負極に放電リザーブを有する電池において電池の充電状態を適切に算出することができるようになる。
好ましい方法として、前記特徴値を交流インピーダンスの実数成分のうち反応抵抗に起因する交流インピーダンスを含むように予め定められた範囲から取得する。

このような方法によれば、特徴値が交流インピーダンスの反応抵抗に起因する交流インピーダンスから得られる実数成分により予め定められた範囲から適切に得られる。
好ましい方法として、前記電池の交流インピーダンスの周波数変化に、回路抵抗と溶液抵抗と反応抵抗と拡散抵抗とにそれぞれ対応する構成を有する等価回路を対応させ、該対応させた等価回路のうち、反応抵抗に対応する等価回路の値から前記特徴値を取得する。

このような方法によれば、電池の交流インピーダンスの周波数変化の反応抵抗に対応する等価回路の部分の値に基づいて特徴値が得られるようになる。よって、反応抵抗に起因する交流インピーダンスに対して他の抵抗（例えば、拡散抵抗）の交流インピーダンスが及ぼす影響が排除される。これにより、反応抵抗に起因する交流インピーダンスが好適に得られるようになるため特徴値をより正確に得ることができ、より正確に電池の充電状態が算出されるようになる。また、等価回路へのフィッティングにより、少ない実測値からであれ、特徴値を正確に得ることができる。

上記課題を解決する電池状態判定方法は、電池の負極の充電状態を算出する電池状態判定方法であって、電池の負極の交流インピーダンスの周波数変化に含まれる反応抵抗に起因する交流インピーダンスの虚数成分の絶対値の極大値に対応する特徴値を求め、該特徴値を、予め定められている特徴値と電池の負極の充電状態との相関関係を示す残量情報と照合することに基づいて電池の負極の充電状態を算出することを要旨とする。

このような構成によれば、負極の充電状態が算出されるようになる。また、電池の分析等の際、負極の充電状態を非破壊で調べることができる。

この電池状態判定方法及び電池状態判定装置によれば、電池の交流インピーダンスに基づいて、電池の充電状態をより好適に算出することができる。

電池状態判定装置を具体化した第１の実施形態について、その概略構成を示すブロック図。 同実施形態において、負極ＳＯＣと正極ＳＯＣとの相関関係を図示する関係図。 同実施形態において、電池の残存容量（ＳＯＣ）を算出する算出手順を示すフローチャート。 同実施形態において、電池の交流インピーダンスから作成されるナイキスト線図の一例をグラフで示す図。 同実施形態において、−３０℃〜１５℃の範囲において電池の各温度毎に予め設定される特徴値（ｆｍａｘ）と負極ＳＯＣとの相関関係を示す相関データの一例をグラフで示す図。 同実施形態において、２５℃〜４５℃の範囲において電池の各温度毎に予め設定される特徴値と負極ＳＯＣとの相関関係を示す相関データの一例をグラフで示す図。 電池状態判定装置を具体化した第２の実施形態について、電池ＳＯＣを算出する算出手順を示すフローチャート。 同実施形態において、電池の交流インピーダンスに対応付けられる等価回路の一例を示す回路図。 電池の交流インピーダンスに基づいて作成されるナイキスト線図の一例と、等価回路との関係性について一般的な説明の参考となるグラフを示す図。 電池状態判定装置を具体化した第３の実施形態について、電池の交流インピーダンスから作成されるナイキスト線図の一例をグラフで示す図。 同実施形態において、電池の交流インピーダンスに対応付けられる等価回路の一例を示す回路図。

（第１の実施形態）
電池状態判定方法及び電池状態判定装置を具体化した第１の実施形態について、図１〜図６に従って説明する。この電池状態判定方法及び電池状態判定装置は、例えば、車両に搭載される二次電池などの電池１０の充電状態としての残存容量（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）の算出に用いられる。本実施形態では、電池１０はニッケル水素二次電池である。電池１０のＳＯＣ（以下、電池ＳＯＣと記す。）は、電池１０に充電可能な電気量に占める実際に充電されている電気量の割合を示す。電池１０に充電可能な電気量とは、電池１０の正極及び負極が同時に充電可能なときの電気量である。また、電池１０の正極ＳＯＣ（以下、正極ＳＯＣと記す。）は、正極に充電可能な電気量に占める実際に充電された電気量の割合であり、電池１０の負極ＳＯＣ（以下、負極ＳＯＣと記す。）は、負極に充電可能な電気量に占める実際に充電された電気量の割合である。

図２に示すように、例えば、ニッケル水素二次電池からなる電池１０は、正極の充電容量Ｃｐ［Ａｈ］に対して負極の充電容量Ｃｎ［Ａｈ］を大きくして、いわゆる正極規制になるように調整されている。そして、容量ずれを生じていなければ、通常、電池１０の充電可能な電気量は、正極の充電容量Ｃｐ［Ａｈ］に等しくなくなる。そのため、図２において、紙面左右方向から見たとき、充電可能な電気量とは正極の充電容量Ｃｐ［Ａｈ］と負極の充電容量Ｃｎ［Ａｈ］とが重なっている部分であり、正極ＳＯＣが電池ＳＯＣに等しくなる。

図１に示すように、この装置は、電池１０の温度を測定する電池温度測定部１１と、電池１０に交流電流を供給する交流供給部２０と、電池１０の電極間の電圧を測定する電圧測定器２１と、交流供給部２０と電池１０との間に流れる電流を測定する電流測定器２２とを備えている。また、この装置は、電池ＳＯＣを算出する電池状態判定装置としての測定装置３０を備えている。

電池温度測定部１１は、電池１０の温度を測定し、測定した電池１０の温度に対応する温度信号を測定装置３０へ出力する。
交流供給部２０は、所定の周波数の交流電流を生成し、この生成した交流電流を電池１０の電極間に出力する。また、交流供給部２０は、交流電流の周波数を変化させることが可能である。交流供給部２０は、電流と周波数範囲とが設定されており、この設定された電流の交流電流を、同設定された周波数の範囲で順次変化させた周波数で出力させることができる。設定される周波数の範囲としては、例えば、１００ｋＨｚ（高周波数）から１ｍＨｚ（低周波数）までが挙げられるが、これに限られるものではなく、高周波数の値や低周波数の値はこれよりも高くなったり低くなったりしてもよい。

交流供給部２０は、出力している交流電流の設定電流及び設定周波数に関する各信号を測定装置３０に出力する。また、交流供給部２０は、測定装置３０から入力される出力の開始及び停止の信号に応じて交流電流を出力させる。

電圧測定器２１は、測定した電池１０の電極間の電圧に対応する電圧信号を測定装置３０に出力する。
電流測定器２２は、測定した交流供給部２０と電池１０との間に流れる電流に対応する電流信号を測定装置３０に出力する。

測定装置３０は、取得された各情報に基づいて、電池ＳＯＣを算出する。測定装置３０は、算出した電池ＳＯＣを表示させたり、外部に出力させたりすることができてもよい。測定装置３０は、電池温度測定部１１から入力される温度信号から電池１０の温度を取得し、電圧測定器２１から入力される電圧信号から電圧を取得し、電流測定器２２から入力される電流信号から電流を取得する。測定装置３０は、交流供給部２０から入力される信号から交流電流の設定電流及び設定周波数を取得してもよい。

また、測定装置３０は、電池ＳＯＣを算出する処理を行う処理部４０と、電池ＳＯＣの算出に用いられるデータを保持する記憶部５０とを備える。処理部４０は、コンピュータを含み構成されており、演算装置、揮発性メモリ、不揮発性メモリなどを備える。また処理部４０は、記憶部５０との間でデータの授受が可能である。記憶部５０は、ハードディスクやフラッシュメモリなどの不揮発性の記憶装置であり、各種データを保持する。

記憶部５０には、電池の反応抵抗に起因する交流インピーダンスから取得される特徴値（ｆｍａｘ）と電池ＳＯＣとの相関関係を示す残量情報としての相関データ５１が予め設定されている。後に述べるように、特徴値は、電池の交流インピーダンスに対応するナイキスト線図において電池の反応抵抗に対応する領域（反応抵抗に起因する交流インピーダンス）に対応するものとして得られる電池の交流インピーダンスの虚数成分の絶対値の極大値に対応する値である。本実施形態では、相関データ５１は、特徴値と電池１０の負極ＳＯＣとの相関関係を示すものであることから、負極ＳＯＣを介して電池ＳＯＣの残存容量が特徴値に相関付けられている。また記憶部５０には、算出用パラメータ５２が記憶されている。

電池ＳＯＣを算出する処理の作用について説明する。
図３に示すように、処理部４０では、電池１０の交流インピーダンスＺと温度とを測定する処理（図３のステップＳ１０）と、交流インピーダンスＺからナイキスト線図を作成する処理（図３のステップＳ２０）と、ナイキスト線図から特徴値を取得する処理（図３のステップＳ３０）とが行われる。続いて、処理部４０では、取得した特徴値を、予め記憶部５０に記憶しておいた相関データ５１と照合して負極ＳＯＣを算出する処理（図３のステップＳ４０）と、算出した負極ＳＯＣに基づいて電池ＳＯＣを算出する処理（図３のステップＳ５０）とが行われる。

処理部４０は、交流インピーダンスＺを測定するインピーダンス測定部４１と、電池の温度を取得する温度取得部４２と、ナイキスト線図を作成するナイキスト線図作成部４３と、特徴値を取得する特徴値取得部４４とを備える。また処理部４０は、負極ＳＯＣを算出する負極ＳＯＣ算出部４５と、電池ＳＯＣを算出する電池ＳＯＣ算出部４６とを備える。

インピーダンス測定部４１では、電池ＳＯＣを算出する処理のうち交流インピーダンスＺを測定する処理（図３のステップＳ１０）が行われる。インピーダンス測定部４１は、取得した電圧及び電流に基づいて電池１０の交流インピーダンスＺを測定する。交流インピーダンスＺの単位は［Ω］（オーム）であり、ベクトル成分である実数成分Ｚｒ［Ω］及び虚数成分Ｚｉ［Ω］によって下記式（１）のように表される。なお、「ｊ」は虚数単位である。以下、単位［Ω］は省略する。

温度取得部４２では、電池ＳＯＣを算出する処理のうち温度を測定する処理（図３のステップＳ１０）が行われる。
ナイキスト線図作成部４３は、複数の周波数において測定された交流インピーダンスＺに含まれるベクトル成分である実数成分Ｚｒの値と虚数成分Ｚｉの値とに基づいて、ナイキスト線図を作成する。よって、ナイキスト線図として複素平面にインピーダンス曲線Ｎ１が作成される。

図４に示すように、インピーダンス曲線Ｎ１は、交流インピーダンスＺの実数成分Ｚｒ及び虚数成分Ｚｉの大きさを複素平面にプロットしたものを模式化して示している。このインピーダンス曲線Ｎ１は、交流供給部２０から電池１０に供給される交流電流の周波数を変化させて測定されている。横軸は実数成分Ｚｒ、縦軸は虚数成分Ｚｉである。インピーダンス曲線Ｎ１は、電池ＳＯＣの値、電池温度によって変化する。また、ニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池といった電池種別によって変化する。さらに同じ電池種別でもセル数や容量等が異なる場合には変化する。

電池１０のインピーダンス曲線Ｎ１は、複数の領域に区分することができ、高周波数側から回路抵抗に対応する領域ａ、溶液抵抗に対応する領域ｂ、反応抵抗に起因する交流インピーダンスに対応するものとしての反応抵抗に対応する領域ｃ、及び略直線状の拡散抵抗に対応する領域ｄに分けられる。回路抵抗は、活物質や集電体内の接触抵抗などからなる配線等のインピーダンス等である。溶液抵抗は、セパレータ内の電解液内のイオンが移動する際の抵抗等の電子の移動抵抗である。反応抵抗は、電極反応における電荷移動の抵抗等である。拡散抵抗は、物質拡散が関与したインピーダンスである。

なお、各抵抗は相互に影響を及ぼし合うため、各領域ａ，ｂ，ｃ，ｄを各抵抗のみの影響を受ける部分のみに区分することは困難であるが、少なくともインピーダンス曲線Ｎ１の各領域ａ，ｂ，ｃ，ｄは、それぞれが最も大きな影響を受ける抵抗によってその曲線の挙動が対応付けられる。

特徴値取得部４４は、インピーダンス曲線Ｎ１から特徴値を取得する。特徴値取得部４４は、インピーダンス曲線Ｎ１において反応抵抗に対応する領域ｃを特定する。反応抵抗に対応する領域ｃは、インピーダンス曲線Ｎ１において上に凸の円弧が描かれる範囲に対応する。換言すると、インピーダンス曲線Ｎ１において上に凸の円弧が描かれる範囲は、反応抵抗に対応する領域ｃに対応する。インピーダンス曲線Ｎ１において特徴値は、反応抵抗に対応する領域ｃの交流インピーダンスＺのうちの虚数成分Ｚｉの絶対値｜Ｚｉ｜が極大値になるときの交流電流の周波数ｆｍａｘ１［Ｈｚ］として取得される。ここでは、インピーダンス曲線Ｎ１の反応抵抗に対応する領域ｃには円弧が１つであることから、虚数成分Ｚｉの絶対値｜Ｚｉ｜の極大値は、反応抵抗に対応する領域ｃにおける絶対値｜Ｚｉ｜の最大値に等しい。

特徴値である周波数ｆｍａｘ１［Ｈｚ］は、数百［Ｈｚ］よりも小さい値として得られるため、電池１０に接続される電圧測定器２１や電流測定器２２などの配線等の影響が抑制される。なお以下、単位［Ｈｚ］は省略する。

負極ＳＯＣ算出部４５は、特徴値取得部４４にて取得した特徴値の周波数ｆｍａｘ１を、記憶部５０に予め記憶されている特徴値と負極ＳＯＣとの相関関係を示す相関データ５１と照合して負極ＳＯＣを取得する。

図５及び図６に示すように、相関データ５１は、負極ＳＯＣが特定されている電池について、その特徴値を上述のようにして取得されたデータであり、特徴値と負極ＳＯＣとの相関関係を示す。また、相関データ５１は、電池の温度毎に取得されている。本実施形態では、相関データ５１には、負極ＳＯＣが４０％〜８０％の間であって、電池の温度が−３０℃（摂氏零下３０度）から４５℃（摂氏４５度）の間にあるデータが含まれている。なお、相関データ５１は、実験で得られるが、経験や理論などに基づいてそのデータの全部や一部が補正、補完及び補充されてもよい。

図５に示すように、相関データ５１は、電池温度が−３０℃のとき、特徴値と負極ＳＯＣとの相関関係を示すデータとしてグラフＬ１が得られる。同様に、電池温度が−１０℃のとき、同相関関係を示すデータに基づきグラフＬ２が得られ、電池温度が０℃のとき、同相関関係を示すデータに基づきグラフＬ３が得られ、電池温度が１５℃のとき、同相関関係を示すデータに基づきグラフＬ４が得られる。

また、図６に示すように、電池温度が２５℃のとき、特徴値と負極ＳＯＣとの相関関係を示すデータに基づきグラフＬ５が得られる。同様に、電池温度が３５℃のとき、同相関関係を示すデータに基づきグラフＬ６が得られ、電池温度が４５℃のとき、同相関関係を示すデータに基づきグラフＬ７が得られる。

つまり、発明者らは、電池の交流インピーダンスと電池ＳＯＣとに相関を見出した。詳述すると、図５及び図６に示すように、相関データ５１における各グラフＬ１〜Ｌ７は、一次関数で近似できることを見出すとともに、この一次関数によれば、所定の温度の下、特徴値として得られる任意の周波数ｆｍａｘ１に基づき負極ＳＯＣを算出できることを見出した。この例では電池１０の交流インピーダンスＺから得られる特徴値の周波数ｆｍａｘ１が負極ＳＯＣに相関関係を有しており、一次関数のような低次の関数で近似できることを見出した。

よって、負極ＳＯＣ算出部４５は、相関データ５１から電池１０の温度に対応するグラフを選択し、選択したグラフと取得した特徴値の周波数ｆｍａｘ１とを照合することにより負極ＳＯＣを算出する。各グラフは一次関数で近似される場合を示しているが、その他の関数で近似されてもよく、その場合、関数を介して、取得された特徴値の周波数ｆｍａｘ１から負極ＳＯＣが算出されるようにすることができる。

電池ＳＯＣ算出部４６は、負極ＳＯＣから電池ＳＯＣを算出する。
図２に示したように、この電池１０において負極の充電容量Ｃｎ［Ａｈ］は、その充電容量の一部が正極の充電容量Ｃｐ［Ａｈ］を超える。よって負極は、正極の充電容量Ｃｐ［Ａｈ］の範囲を放電側に超える部分に、放電可能な放電リザーブＣｒｄｉｓ［Ａｈ］を有し、同充電側に超える部分に、充電可能な充電リザーブを有する。なお、放電リザーブＣｒｄｉｓ［Ａｈ］や充電リザーブは、負極の充電容量Ｃｎ［Ａｈ］と正極の充電容量Ｃｐ［Ａｈ］との間で相対応する各充電量の関係により変化する。

このとき、負極ＳＯＣから正極ＳＯＣが下記式（２）により得られる。また、算出用パラメータ５２には、負極の充電容量Ｃｎ［Ａｈ］、正極の充電容量Ｃｐ［Ａｈ］、及び放電リザーブＣｒｄｉｓ［Ａｈ］が含まれ、記憶部５０に保持されている。

そして、この電池１０は、正極ＳＯＣと電池ＳＯＣとが等しくなることから、こうして正極ＳＯＣが算出されることで、すなわち電池ＳＯＣが算出される。
本実施形態では、反応抵抗に起因する交流インピーダンスに対応するとした反応抵抗に対応する領域ｃにおける絶対値｜Ｚｉ｜の最大値を特徴値とした。但し、反応抵抗に対応する領域ｃの曲線の挙動は、その他の領域の影響を受けているため、その他の領域の影響が除かれた反応抵抗に起因する交流インピーダンスから得られる絶対値｜Ｚｉ｜の最大値とは異なることがある。しかし、それら最大値は、互いに近似する値であるとともに、負極ＳＯＣに同様に相関関係を有する。よって、本実施形態における特徴値であれ、請求項における「反応抵抗に起因する交流インピーダンスの虚数成分の絶対値の最大値」に相当する。

以上説明したように、本実施形態の電池状態判定方法及び電池状態判定装置によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
（１）電池ＳＯＣが、交流インピーダンスの周波数変化（ナイキスト線図のインピーダンス曲線Ｎ１）に含まれる反応抵抗に起因する交流インピーダンスから得られる特徴値としての周波数ｆｍａｘ１を相関データ５１と照合することにより得られる負極ＳＯＣを介して算出される。これにより、電池１０の交流インピーダンスＺに基づいて、電池ＳＯＣをより好適に算出することができるようになる。また、電池１０の交流インピーダンスＺに基づくものであることから非破壊で電池ＳＯＣを算出することができる。

（２）電池１０の温度を考慮することで電池ＳＯＣをより高い精度で算出することができるようになる。
（３）負極に放電リザーブを有する電池１０において電池ＳＯＣを適切に算出することができるようになる。

（第２の実施形態）
図７〜図９に従って、電池状態判定方法及び電池状態判定装置を具体化した第２の実施形態について説明する。本実施形態では、電池の交流インピーダンスの周波数変化を等価回路にフィッティングさせて特徴値の周波数を取得する構成であることが第１の実施形態の構成と相違するものの、それ以外の点については同様である。そこで、以下では、第１の実施形態と相違する構成について詳細に説明することとし、同様の構成については同じ符号を付し詳細な説明を割愛する。

なお、第１の実施形態では、特徴値は、反応抵抗に対応する領域ｃにおいて円弧の虚数成分Ｚｉの絶対値｜Ｚｉ｜が極大値になるときの周波数である場合について説明している。また、本実施形態でも、説明の便宜上、特徴値の周波数が反応抵抗に対応する領域ｃにおいて円弧の虚数成分Ｚｉの絶対値｜Ｚｉ｜が極大値になると説明しているが、フィッティングにより得られる特徴値の周波数は、インピーダンス曲線Ｎ１の円弧の極大値からずれる場合もある。これは、インピーダンス曲線Ｎ１における反応抵抗に対応する領域ｃは、その他の抵抗に対応する領域の影響を受けているためである。しかし、フィッティングにより得られた特徴値は、上記その他の抵抗に対応する領域の影響が除かれた反応抵抗に起因する交流インピーダンスにおける円弧の極大値となることから、請求項における「反応抵抗に起因する交流インピーダンスの虚数成分の絶対値の極大値」に相当する。そして、フィッティングにより得られた特徴値は、電池１０の温度と負極ＳＯＣとに相関関係を有する。

図７に示すように、処理部４０は、ナイキスト線図から特徴値を取得する処理（図３のステップＳ３０）において、電池の交流インピーダンスの周波数変化を示すインピーダンス曲線Ｎ１（図４参照）を等価回路にフィッティングさせた結果に基づいて特徴値を取得する。詳述すると、処理部４０は、特徴値の取得処理が開始されると、等価回路を設定する処理（図７のステップＳ３１）、等価回路に初期値を設定する処理（図７のステップＳ３２）、及び等価回路の交流インピーダンスＺｍの理論値を算出する処理（図７のステップＳ３３）を行う。続いて、処理部４０は、測定された交流インピーダンスＺと理論値の交流インピーダンスＺｍとの誤差を算出する処理（図７のステップＳ３４）、等価回路のパラメータの最適化分析を行い等価回路をフィッティングさせる処理（図７のステップＳ３５）、及び特徴値を算出する処理（図７のステップＳ３６）を行う。

図８に示すように、等価回路は、インピーダンス曲線Ｎ１の回路抵抗に対応する領域ａ、溶液抵抗に対応する領域ｂ、反応抵抗に対応する領域ｃ、及び拡散抵抗に対応する領域ｄのそれぞれ対応する回路を有する。すなわち、等価回路は、回路抵抗に対応する領域ａに対応する回路としての抵抗Ｒ０とインダクタンスＬ０の並列回路と、溶液抵抗に対応する領域ｂに対応する回路としての抵抗Ｒｓの回路と、反応抵抗に対応する領域ｃに対応する回路としての抵抗Ｒ１と容量ＣＰＥ１との並列回路とを有するとともに、各回路を直列接続させてなる。また、等価回路は、拡散抵抗に対応する領域ｄに対応する回路としての拡散抵抗Ｗｏ１を前記抵抗Ｒ１に直列接続させるとともに、前記容量ＣＰＥ１に並列接続させてなる。なお、容量ＣＰＥ１は、Ｔ成分とｐ成分とを含み、拡散抵抗Ｗｏ１は、Ｔ成分とｐ成分とＲ成分とを含む。

つまり、処理部４０は、等価回路を設定する処理（図７のステップＳ３１）では、図８に示す等価回路を設定する。
また、処理部４０は、等価回路に初期値を設定する処理（図７のステップＳ３２）では、設定された等価回路に初期値を設定する。初期値は、記憶部５０の算出用パラメータ５２及び測定されたインピーダンス曲線Ｎ１から取得されたものが設定される。なお、こうして設定される初期値は、この後の等価回路のフィッティングにて最適な値に変更される可能性を有する値である。

記憶部５０は、算出用パラメータ５２に等価回路に設定される初期値を含んでいる。この初期値は、実験や経験、理論などにより取得された値が設定されている。算出用パラメータ５２には、抵抗Ｒ０の初期値、インダクタンスＬ０の初期値、容量ＣＰＥ１のｐ成分の初期値、拡散抵抗Ｗｏ１のＴ成分とｐ成分とＲ成分のそれぞれの初期値が含まれている。一方、抵抗Ｒｓ、抵抗Ｒ１及び容量ＣＰＥ１のＴ成分の初期値はインピーダンス曲線Ｎ１から求められる。

ここで、図９の参考用のグラフを参照して、一般に、インピーダンス曲線Ｎ２から抵抗Ｒｓ，Ｒ１，Ｒ２の初期値を得る方法について説明する。図９に示すインピーダンス曲線Ｎ２は、虚数成分Ｚｉの値が「０」の位置が実軸の位置ではなく、実軸に平行かつ「Ｒｓ」と示される点の位置を通る直線（図９において直線状の破線）上にあるものとする。

図９において、抵抗Ｒｓは、インピーダンス曲線Ｎ２の虚数成分Ｚｉが「０」のときの実数成分Ｚｒの値として求められる。抵抗Ｒ１は、反応抵抗に対応する領域においてインピーダンス曲線Ｎ２が形成する第１の円弧の直径の値として求められる。抵抗Ｒ２は、反応抵抗に対応する領域においてインピーダンス曲線Ｎ２が形成する第２の円弧の直径の値として求められる。そして第１の円弧の虚数成分Ｚｉの絶対値｜Ｚｉ｜の極大値に対応する周波数ｆｍａｘ２１と、第２の円弧の虚数成分Ｚｉの絶対値｜Ｚｉ｜の極大値に対応する周波数ｆｍａｘ２２とが求められる。

上述と同様の方法により、インピーダンス曲線Ｎ１から抵抗Ｒｓ，抵抗Ｒ１の各初期値、及び特徴値の周波数ｆｍａｘ１が得られる。詳述すると、抵抗Ｒｓは、インピーダンス曲線Ｎ１の虚数成分Ｚｉが「０」のときの実数成分Ｚｒの値として求められる。抵抗Ｒ１は、反応抵抗に対応する領域ｃにおいてインピーダンス曲線Ｎ１が形成する円弧の直径として求められる。また、特徴値は、インピーダンス曲線Ｎ１において反応抵抗に対応する領域ｃに形成される円弧の虚数成分Ｚｉの絶対値｜Ｚｉ｜の極大値に対応する周波数ｆｍａｘ１として求められる。なお、インピーダンス曲線Ｎ１の反応抵抗に対応する領域ｃには円弧は１つであることから、円弧の虚数成分Ｚｉの絶対値｜Ｚｉ｜の極大値は領域ｃにおける絶対値｜Ｚｉ｜の最大値に等しい。

容量ＣＰＥ１のＴ成分ＣＰＥ１＿Ｔは、電気二重層に起因する容量成分である。そして、容量ＣＰＥ１のＴ成分ＣＰＥ１＿Ｔは、インピーダンス曲線Ｎ１より求められた抵抗Ｒ１と特徴値の周波数ｆｍａｘ１とから下記式（３）に基づいて求められる。

処理部４０は、等価回路の交流インピーダンスＺｍの理論値を算出する処理（図７のステップＳ３３）では、等価回路に交流電流を印可したときの交流インピーダンスＺｍを理論値として算出する。理論値の交流インピーダンスＺｍは、交流電流の周波数が変化されて取得される。例えば、交流インピーダンスＺｍは、等価回路の周波数応答のシミュレーションにより算出される。算出される交流インピーダンスＺｍは、ベクトル成分として実数成分Ｚｍｒと虚数成分Ｚｍｉとを含んでいる。

処理部４０は、測定された交流インピーダンスＺと理論値の交流インピーダンスＺｍとの誤差を算出する処理（図７のステップＳ３４）では、誤差Δ｜Ｚ｜を各異なる周波数ｆ毎に求める。各周波数ｆにおける誤差Δ｜Ｚ｜（ｆ）は、下記式（４）により算出される。なお、「（ｆ）」は各周波数を示す。

処理部４０は、等価回路のパラメータを最適化分析する処理（図７のステップＳ３５）では、各周波数の誤差Δ｜Ｚ｜（ｆ）の和ΣΔ｜Ｚ｜（ｆ）が最小になるように等価回路の各素子の値を変化させる。例えば、最小二乗法などの公知の最適化分析の手法を用いて、誤差の和が小さくなるような値を得る。こうして求められた値の設定される等価回路は、測定されたインピーダンス曲線Ｎ１を近似する等価回路として得られる。こうしてフィッティングされた等価回路において、反応抵抗に対応する領域ｃに対応する回路の交流インピーダンスが、電池１０の交流インピーダンスＺの周波数変化に含まれる反応抵抗に起因する交流インピーダンスに相当する。

処理部４０は、特徴値を算出する処理（図７のステップＳ３６）では、近似された等価回路のうちの反応抵抗に対応する領域ｃに対応する回路としての抵抗Ｒ１と容量ＣＰＥ１との値から特徴値の周波数を算出する。等価回路に設定された、抵抗Ｒ１と容量ＣＰＥ１のＴ成分とｐ成分とに基づいて下記式（５）により特徴値の周波数ｆｍａｘ１が算出される。

そして、処理部４０により取得された特徴値に基づいて、負極ＳＯＣが算出されるとともに、電池ＳＯＣが算出される。
以上説明したように、本実施形態に係る電池状態判定方法及び電池状態判定装置は、上記第１の実施形態にて記載した（１）〜（３）の効果に加えて、以下に記す効果を有する。

（４）電池の交流インピーダンスの周波数変化（インピーダンス曲線Ｎ１）の反応抵抗に対応する等価回路の部分の値に基づいて特徴値が得られるようになる。よって、反応抵抗に対応する領域ｃの交流インピーダンスＺに対する他の抵抗（例えば、拡散抵抗）の交流インピーダンスＺが及ぼす影響が排除される。これにより、反応抵抗に起因する交流インピーダンスが好適に得られるようになるため特徴値をより正確に得ることができ、より正確に電池ＳＯＣが算出されるようになる。また、等価回路へのフィッティングにより、少ない実測値からであれ、特徴値を正確に得ることができる。

（第３の実施形態）
図１０及び図１１に従って、電池状態判定方法及び電池状態判定装置を具体化した第３の実施形態について説明する。本実施形態では、電池の交流インピーダンスの周波数変化の反応抵抗に対応する領域に２つの円弧が生じる点が第２の実施形態の構成と相違するものの、それ以外の点については同様である。そこで、以下では、第２の実施形態と相違する構成について詳細に説明することとし、同様の構成については同じ符号を付し詳細な説明を割愛する。なお、２つの円弧を有する電池の交流インピーダンスの周波数変化を示すインピーダンス曲線Ｎ３が測定される特性を有する電池としては、リチウムイオン二次電池が挙げられる。そして、２つの円弧を有するインピーダンス曲線Ｎ３について等価回路へのフィッティングが行われる。

図１０に示すように、本実施形態では、処理部４０は、上記電池について周波数を変化させた交流電流を印可して交流インピーダンスＺを測定し、この測定結果からインピーダンス曲線Ｎ３を作成する。横軸は実数成分Ｚｒ、縦軸は虚数成分Ｚｉである。

電池のインピーダンス曲線Ｎ３は、高周波数側から回路抵抗に対応する領域ａ、溶液抵抗に対応する領域ｂ、反応抵抗に対応する２つの領域ｃ，ｄ及び略直線状の拡散抵抗に対応する領域ｅに分けられる。電池のインピーダンス曲線Ｎ３は、反応抵抗に対応する領域ｃ、ｄにそれぞれ円弧を有し、各円弧はそれぞれ直径と特徴値とを有する。高周波数側の領域ｃにある第１の円弧の特徴値は周波数ｆｍａｘ３１として求められ、低周波数側の領域ｄにある第２の円弧の特徴値は周波数ｆｍａｘ３２として求められる。よって、第１の円弧の特徴値である周波数ｆｍａｘ３１よりも第２の円弧の特徴値である周波数ｆｍａｘ３２の方が低い周波数として得られる。

処理部４０は、ナイキスト線図から特徴値を取得する処理（図３のステップＳ３０）に際し、この電池の交流インピーダンスの周波数変化を示すインピーダンス曲線Ｎ３を等価回路にフィッティングさせて適切なパラメータの設定された等価回路を取得する。そして等価回路のうち反応抵抗に対応する領域の各領域ｃ、ｄに対応する回路から２つの円弧についてそれぞれ特徴値を取得する。

図１１に示すように、等価回路は、インピーダンス曲線Ｎ３の回路抵抗に対応する領域ａに対応する回路としての抵抗Ｒ０と誘導性のインダクタンスＬ０の並列回路と、同溶液抵抗に対応する領域ｂに対応する回路としての抵抗Ｒｓとが直列接続された回路を備える。また、等価回路は、前記回路にインピーダンス曲線Ｎ３の反応抵抗に対応する領域ｃに対応する回路としての抵抗Ｒ１と容量ＣＰＥ１との並列回路と、インピーダンス曲線Ｎ３の反応抵抗に対応する領域ｄに対応する回路としての抵抗Ｒ２と容量ＣＰＥ２との並列回路とが直列接続されてなる。また、等価回路は、インピーダンス曲線Ｎ３の拡散抵抗に対応する領域ｅに対応する回路としての拡散抵抗Ｗｏ１が前記抵抗Ｒ２に直列かつ前記容量ＣＰＥ２に並行に接続される。なお、容量ＣＰＥ２は、容量ＣＰＥ１と同様に、Ｔ成分とｐ成分とを含む。

つまり、処理部４０は、図１１に示す等価回路を設定し、この等価回路に初期値を設定する。初期値は、記憶部５０の算出用パラメータ５２及び測定されたインピーダンス曲線Ｎ３から取得されて設定される。なお、こうして設定される初期値は、この後の等価回路のフィッティングにて最適な値に変更される可能性を有する値である。算出用パラメータ５２には、抵抗Ｒ０の初期値、インダクタンスＬ０の初期値、容量ＣＰＥ１，ＣＰＥ２の各ｐ成分の初期値、拡散抵抗Ｗｏ１のＴ成分、ｐ成分及びＲ成分のそれぞれの初期値が含まれている。

一方、抵抗Ｒｓ，Ｒ１，Ｒ２、及び、特徴値の各周波数ｆｍａｘ３１，ｆｍａｘ３２はインピーダンス曲線Ｎ３から求められる。インピーダンス曲線Ｎ３は、図９のインピーダンス曲線Ｎ２と同様に２つの円弧を有している。つまり、インピーダンス曲線Ｎ３からは、図９のインピーダンス曲線Ｎ２から初期値を得ることと同様にして、抵抗Ｒｓ、抵抗Ｒ１，Ｒ２、及び、特徴値の各周波数ｆｍａｘ３１，ｆｍａｘ３２が得られる。詳述すると、インピーダンス曲線Ｎ３の溶液抵抗に対応する領域ｂから抵抗Ｒｓの初期値が得られる。また、インピーダンス曲線Ｎ３の領域ｃに対応する円弧の直径から抵抗Ｒ１が得られ、領域ｄに対応する円弧の直径から抵抗Ｒ２が得られる。ここでは、領域ｃに対応する円弧よりも領域ｄに対応する円弧の方が大きいことから、抵抗Ｒ１よりも抵抗Ｒ２の方が大きい値として得られる。そして領域ｃの円弧から虚数成分Ｚｉの絶対値｜Ｚｉ｜の極大値に対応する周波数ｆｍａｘ３１が求められ、領域ｄの円弧から虚数成分Ｚｉの絶対値｜Ｚｉ｜の極大値に対応する周波数ｆｍａｘ３２が求められる。

そして、電気二重層に起因する容量成分である容量ＣＰＥ１のＴ成分、及び、容量ＣＰＥ２のＴ成分は、第２の実施形態に記載の式（３）を適用して算出される。
以上により、この等価回路の初期値が設定される。

そして、第２の実施形態に示すように、処理部４０は、等価回路の交流インピーダンスの理論値を算出する処理（図７のステップＳ３３）と、測定された交流インピーダンスＺと理論値の交流インピーダンスＺｍとの誤差を算出する処理（図７のステップＳ３４）とを行う。また、処理部４０は、等価回路のパラメータの最適化分析を行い等価回路をフィッティングさせる処理（図７のステップＳ３５）と、２つの特徴値を算出する処理（図７のステップＳ３６）とを行う。

そして、本実施形態では、処理部４０は、２つの特徴値の周波数ｆｍａｘ３１，ｆｍａｘ３２のうち、低周波数側の領域ｄに対応する特徴値である周波数ｆｍａｘ３２に基づいて、負極ＳＯＣを算出する。低周波数側の特徴値は、高周波数側の特徴値よりも配線インピーダンスの影響が低減されている。そして算出した負極ＳＯＣに基づいて電池ＳＯＣが算出される。また、リチウムイオン二次電池は、正極と負極の容量が同じであるとともに、容量ずれもない場合がある。その場合、負極ＳＯＣを電池ＳＯＣとして得ることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る電池状態判定方法及び電池状態判定装置は、上記第１及び第２の実施形態にて記載した（１），（２），（４）の効果に加えて、以下に記す効果を有する。

（５）電池の交流インピーダンスの周波数変化（インピーダンス曲線Ｎ３）の反応抵抗に対応する領域に複数の特徴値が含まれる場合であれ、低周波数側の特徴値の周波数ｆｍａｘ３２に基づいて電池ＳＯＣを算出することができる。

（その他の実施形態）
なお上記各実施形態は、以下の態様で実施することもできる。
・上記各構成において、電池１０は組電池であっても、単電池であってもよい。

・上記各構成において、測定する電池ＳＯＣは、組電池のＳＯＣでも、単電池のＳＯＣでもよい。電圧測定器２１及び電流測定器２２の接続を変更することで測定対象を１又は複数の単電池に変更することができる。

・上記第３の実施形態では、低周波数側の円弧に対応する周波数ｆｍａｘ３２に基づいて、電池ＳＯＣを算出する場合について例示した。しかしこれに限らず、高周波数側の円弧に対応する周波数ｆｍａｘ３１に基づいて、電池ＳＯＣを算出してもよい。また、特徴値が３つ以上取得されるとき、もっとも低周波数側の円弧の特徴値に基づいて電池ＳＯＣを算出することが好ましいが、それ以外の円弧の特徴値に基づいて電池ＳＯＣを算出してもよい。

・上記各実施形態では、インピーダンス曲線から反応抵抗に対応する領域を定める例などを例示した。しかしこれらの例に限らず、反応抵抗に対応する領域となる範囲を、ナイキスト線図における交流インピーダンスＺの実数成分Ｚｒの範囲で定めてもよい。例えば、実数成分Ｚｒの範囲を事前実験などにより反応抵抗に対応する交流インピーダンスを含むように定めればよい。これにより、予め定められた実数成分Ｚｒの範囲から反応抵抗に対応する領域が定められ、この反応抵抗に対応する領域として実数成分により予め定められたナイキスト線図の領域から適切に特徴値が得られるようになる。このように、実数成分Ｚｒの範囲から反応抵抗に対応する領域を定めるとしても、その範囲に円弧の極大値が含まれることで特徴値の周波数を取得することができる。

・上記各実施形態では、交流供給部２０は所定の交流電流を所定の周波数範囲で変化させる場合について例示した。しかしこれに限らず、交流供給部は、測定装置から入力される電流値や周波数範囲に応じた交流電流を出力してもよい。

・上記各実施形態では、交流供給部２０が交流電流を出力する場合について例示した。しかしこれに限らず、交流供給部は交流電圧を出力してもよい。この場合、交流供給部は測定装置との間で電圧に関する信号を授受すればよい。

・上記各実施形態では、電池１０は電池状態判定装置に接続されている場合について例示した。しかしこれに限らず、電池は、電池状態判定装置に加えて、モータなどの負荷、又は、電源や回生装置などの充電器に接続されていてもよい。例えば、車載された電池に電池状態判定装置を設けるような構成とすることもできる。負荷は電池ＳＯＣを減少させるときに用いることができ、充電器は電池ＳＯＣを増加させるときに用いることができる。また、電池からの回路の途中に開閉器を設けることで、必要に応じて電池と電池状態判定装置、負荷や充電器等との接続を開閉することもできる。これにより、電池ＳＯＣの測定を適切に行えるようにすることができるようにもなる。

・上記各実施形態では、特徴値と負極ＳＯＣとの相関関係が各異なる温度毎に相関データ５１に設定されている場合について例示した。しかしこれに限らず、電池の温度変化が少ない環境、例えば特定の温度に維持される環境であれば、特定の温度に対応する特徴値と負極ＳＯＣとの相関関係が相関データとして設定されていれば、同特定の温度の下で取得された特徴値から負極ＳＯＣを介して電池ＳＯＣを算出することができる。

・上記各実施形態では、正極ＳＯＣが電池ＳＯＣに等しい場合について例示したが、これに限らず、負極ＳＯＣが電池ＳＯＣに等しくてもよい。例えば、正極ＳＯＣと負極ＳＯＣとが等しく、かつ、容量ずれがないような電池の場合、負極ＳＯＣが算出されることで電池ＳＯＣも算出される。

・上記各実施形態では、放電リザーブが負極にある場合について例示したが、これに限らず、放電リザーブが正極にあったとしてもよい。この場合、正極ＳＯＣと特徴値との間に相関関係があることから、特徴値に基づいて正極ＳＯＣを取得し、取得した正極ＳＯＣに基づいて電池ＳＯＣを算出するようにしてもよい。

・上記各実施形態では、電池ＳＯＣを算出する場合について例示した。しかしこれに限らず、負極ＳＯＣを算出してもよい。これにより、電池の分析等の際、負極ＳＯＣを非破壊で調べることができる。

・上記各実施形態では、電池の充電状態をＳＯＣとする場合について例示した。しかしこれに限らず、電池の充電状態を、電池の充電量としてもよい。特徴値と充電量（負極充電量、正極充電量、又は電池充電量）との間にも、特徴値とＳＯＣとの間と同様に、相関関係があるからである。

・上記各実施形態では、電池１０はニッケル水素二次電池又はリチウムイオン二次電池である場合について例示した。しかしこれに限らず、電池は、ニッケルカドミウム二次電池などの二次電池（蓄電池）であってもよいし、マンガン電池などの一次電池であってもよい。

・上記各実施形態では、電池１０が車両に搭載される場合について例示した。この車両としては、電気自動車やハイブリッド自動車の他、バッテリーを搭載するガソリン自動車やディーゼル自動車なども含まれる。また、電池は、電源として必要とされるのであれば、自動車以外の移動体や、固定設置される電源として用いられてもよいし、モータ以外の電源として用いられてもよい。例えば、自動車以外の電源としては、鉄道、船舶、航空機やロボットなどの移動体や、情報処理装置などの電気製品の電源などが挙げられる。

Ｌ０…インダクタンス、Ｌ１〜Ｌ７…グラフ、Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３…インピーダンス曲線、Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２，Ｒｓ…抵抗、Ｗｏ１…拡散抵抗、ＣＰＥ１，ＣＰＥ２…容量、１０…電池、１１…電池温度測定部、２０…交流供給部、２１…電圧測定器、２２…電流測定器、３０…測定装置、４０…処理部、４１…インピーダンス測定部、４２…温度取得部、４４…特徴値取得部、４５…負極ＳＯＣ算出部、４６…電池ＳＯＣ算出部、５０…記憶部、５１…相関データ、５２…算出用パラメータ。

Claims (8)

1. 負極の容量に正極の容量を放電側に超える容量である放電リザーブを有するニッケル水素二次電池で構成される電池の充電状態を算出する電池状態判定方法であって、
   電池の交流インピーダンスの周波数変化に含まれる反応抵抗に起因する交流インピーダンスの虚数成分の絶対値の極大値に対応する特徴値を求め、該特徴値を、予め定められている特徴値と電池の充電状態との相関関係を示す残量情報と照合することに基づいて電池の充電状態を算出し、
   前記照合する残量情報は、予め定められている特徴値と電池の負極の充電状態との相関関係を示すものであり、前記電池の充電状態を、照合により得られる電池の負極の充電状態と前記放電リザーブとに基づいて算出する
   ことを特徴とする電池状態判定方法。
2. 前記反応抵抗に起因する交流インピーダンスは、ナイキスト線図において前記反応抵抗に起因する領域に１つの円弧として示される
   請求項１に記載の電池状態判定方法。
3. 前記照合する残量情報を電池の各異なる温度毎の情報として定めておき、前記特徴値をその都度の電池の温度に対応する残量情報と照合することに基づいて電池の充電状態を算出する
   請求項１又は２に記載の電池状態判定方法。
4. 前記特徴値を交流インピーダンスの実数成分のうち反応抵抗に起因する交流インピーダンスを含むように予め定められた範囲から取得する
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の電池状態判定方法。
5. 前記電池の交流インピーダンスの周波数変化に、回路抵抗と溶液抵抗と反応抵抗と拡散抵抗とにそれぞれ対応する構成を有する等価回路を対応させ、該対応させた等価回路のうち、反応抵抗に対応する等価回路の値から前記特徴値を取得する
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の電池状態判定方法。
6. 負極の容量に正極の容量を放電側に超える容量である放電リザーブを有するニッケル水素二次電池で構成される電池の負極の充電状態を算出する電池状態判定方法であって、
   電池の負極の交流インピーダンスの周波数変化に含まれる反応抵抗に起因する交流インピーダンスの虚数成分の絶対値の極大値に対応する特徴値を求め、該特徴値を、予め定められている特徴値と電池の負極の充電状態との相関関係を示す残量情報と照合することに基づいて電池の負極の充電状態であって、前記放電リザーブを含んだ充電状態を算出する
   ことを特徴とする電池状態判定方法。
7. 負極の容量に正極の容量を放電側に超える容量である放電リザーブを有するニッケル水素二次電池で構成される電池の充電状態を算出する電池状態判定装置であって、
   前記電池の交流インピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、
   前記インピーダンス測定部により測定された交流インピーダンスの周波数変化に含まれる反応抵抗に起因する交流インピーダンスの虚数成分の絶対値の極大値に対応する特徴値を取得する特徴値取得部と、
   前記取得した特徴値を、予め設定されている特徴値と電池の充電状態との相関関係を示す残量情報と照合することによって電池の充電状態を算出する算出部と、を備え、
   前記照合する残量情報は、予め定められている特徴値と電池の負極の充電状態との相関関係を示すものであり、
   前記算出部は、前記電池の充電状態を、照合により得られる電池の負極の充電状態と前記放電リザーブとに基づいて算出する
   ことを特徴とする電池状態判定装置。
8. 電池の温度を測定する温度測定部を更に備え、
   前記算出部は、前記残量情報として電池の各異なる温度毎の情報を用い、前記特徴値と前記温度測定部により測定された温度に対応する残量情報とを照合することによって電池の充電状態を算出する
   請求項７に記載の電池状態判定装置。

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