WO2014185163A1 - 電池状態推定装置、電池状態管理システム、電池、電池状態推定方法、及び、プログラム - Google Patents

電池状態推定装置、電池状態管理システム、電池、電池状態推定方法、及び、プログラム Download PDF

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battery
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environment
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本郷　廣生
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日本電気株式会社
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    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery

Definitions

  • the present invention relates to a battery state estimation device, a battery state management system, a battery, a battery state estimation method, and a program.
  • ⁇ Large lithium ion secondary batteries that are expected to be used in units of 10 years need to know the state of the battery for maintenance and management. For example, constant grasping of temperature is important as a material for determining whether there is an abnormality such as heat generation. In addition, grasping the available battery capacity value is necessary as a material for determining whether or not battery maintenance work is necessary.
  • a means for estimating the deterioration amount by analyzing log data of a lithium ion secondary battery that is, a discharge curve or a charge curve can be considered.
  • a discharge curve or a charge curve can be considered.
  • a means for estimating the amount of decrease in battery capacity by measuring impedance or resistance value can be considered.
  • such means needs to be equipped with a measurement mechanism other than current / voltage / power measurement, which increases costs.
  • Patent Document 1 estimates three parameters of active material maintenance rate and positive and negative electrode composition corresponding deviation capacity in each of the positive electrode and the negative electrode, and estimates the full charge capacity of the battery after deterioration using the estimated parameters. Means are disclosed.
  • An object of the present invention is to provide a new means for estimating a state after deterioration of a parameter used for estimating a battery capacity after deterioration.
  • Transition information storage means for storing a plurality of parameter transition information indicating the mode of change for each battery usage environment;
  • Use environment acquisition means for acquiring use environment information indicating the use environment from the start of use of the target battery, which is a state estimation target, to the state estimation;
  • Parameter estimation means for estimating the state of the battery parameter of the target battery at the time of state estimation using the use environment information and the parameter transition information;
  • Have In the parameter estimation means the usage environment from the start of use of the target battery to the state estimation changes in this order from the first usage environment to the Nth usage environment (N is an integer of 2 or more).
  • the parameter transition information corresponding to the Pth usage environment is used. Then, estimating the Pth state, which is the state at the end of the Pth usage environment when the battery parameter is used in the Pth usage environment, and then corresponding to the P + 1th usage environment Processing for estimating the P + 1th state, which is the state at the end of the P + 1 usage environment, when the battery parameter in the Pth state is used in the P + 1 usage environment using parameter transition information Use
  • the Nth state that is the state of the battery parameter at the end of the Nth use environment is estimated, and the estimated Nth state is estimated as the state of the battery parameter of the target battery at the time of the state estimation.
  • a battery state estimation device is provided.
  • the housing different from the said target battery is comprised so that communication with the said target battery is possible,
  • the said usage environment acquisition part acquires the said usage environment information from the said target battery.
  • a battery state management system including the battery state estimation device and the target battery is provided.
  • a battery having the battery state estimation device is provided.
  • Computer Information that indicates how the battery parameters change over time, with the state changing over time, and the change in the state affecting the battery capacity.
  • a plurality of parameter transition information indicating the mode of change for each battery usage environment is stored,
  • the parameter transition information corresponding to the Pth usage environment is used. Then, estimating the Pth state, which is the state at the end of the Pth usage environment when the battery parameter is used in the Pth usage environment, and then corresponding to the P + 1th usage environment Processing for estimating the P + 1th state, which is the state at the end of the P + 1 usage environment, when the battery parameter in the Pth state is used in the P + 1 usage environment using parameter transition information.
  • the Nth state that is the state of the battery parameter at the end of the Nth use environment is estimated, and the state of the battery parameter of the target battery at the time of state estimation is estimated as the Nth state. Is provided.
  • Transition information storage means for storing a plurality of parameter transition information indicating the mode of change for each battery usage environment
  • Usage environment acquisition means for acquiring usage environment information indicating the usage environment from the start of use of the target battery that is the target of state estimation to the time of state estimation
  • Parameter estimation means for estimating the state of the battery parameter of the target battery at the time of state estimation using the use environment information and the parameter transition information
  • the parameter transition information corresponding to the Pth usage environment is used as the parameter estimation means.
  • estimating the Pth state which is the state at the end of the Pth usage environment when the battery parameter is used in the Pth usage environment, and then corresponding to the P + 1th usage environment Processing for estimating the P + 1th state, which is the state at the end of the P + 1 usage environment, when the battery parameter in the Pth state is used in the P + 1 usage environment using parameter transition information
  • the Nth state which is the state of the battery parameter at the end of the Nth use environment, is estimated, and the estimated Nth state is estimated as the state of the battery parameter of the target battery at the time of state estimation.
  • a program is provided.
  • a new means for estimating the state after deterioration of a parameter used for estimating the battery capacity after deterioration is realized.
  • the apparatus of this embodiment and each unit included in the apparatus include a CPU (Central Processing Unit) of an arbitrary computer, a memory, and a program loaded in the memory (a program stored in the memory from the stage of shipping the apparatus in advance).
  • Hardware and software centering on storage media such as CDs (Compact Discs) and programs downloaded from servers on the Internet), storage units such as hard disks that store the programs, and network connection interfaces Realized by any combination of It will be understood by those skilled in the art that there are various modifications to the implementation method and apparatus.
  • each device is described as being realized by one device, but the means for realizing it is not limited to this. That is, it may be a physically separated configuration or a logically separated configuration.
  • FIG. 1 shows an example of a functional block diagram of the battery state estimation device 100 of the present embodiment.
  • the battery state estimation device 100 includes a transition information storage unit 101, a use environment acquisition unit 102, and a parameter estimation unit 103.
  • the battery state estimation device 100 may be provided in a target battery that is a target whose state is to be estimated. As another example, the battery state estimation device 100 may be provided in a casing different from the target battery. When the battery state estimation device 100 is provided in a casing different from the target battery, the battery state estimation device 100 may be configured to be communicable with the target battery in a wired and / or wireless manner. That is, in this embodiment, a target battery having a battery state estimation device is also disclosed. In the present embodiment, a battery state management system including one or a plurality of target batteries and a battery state estimation device that communicates with these target batteries and estimates the state of these target batteries is also disclosed.
  • the transition information storage unit 101 shown in FIG. 1 stores a plurality of parameter transition information.
  • the parameter transition information is information indicating an aspect of a change over time of the battery parameter, in which the state changes with time and the change in state affects the battery capacity.
  • the parameter transition information indicates an aspect of change over time from the initial state to a predetermined state after a predetermined time has elapsed.
  • Each of the plurality of parameter transition information indicates changes in battery parameters over time when the batteries are used in different usage environments. That is, the first parameter transition information indicates an aspect of a change over time until the battery parameter changes from the initial state to a predetermined state after a predetermined time has elapsed when used in the first usage environment.
  • the second parameter transition information indicates how the battery parameter changes with time until the battery parameter changes from the initial state to a predetermined state after a predetermined time has elapsed when used in the second usage environment.
  • Battery parameters include, for example, the amount of active material (amount of active material that contributes to charge / discharge), the amount of mobile lithium ions (the amount of lithium ions that contribute to charge / discharge), and the stoichiometry of lithium ions in the positive and negative electrode active materials At least one of the ratios may be included. It is known that the state changes (deteriorates) over time, the state change affects the battery capacity, and the state change mode varies depending on the use environment.
  • a battery parameter is not limited to what was illustrated here, A state changes with progress of time, and all the battery parameters which a change of a state influences a battery capacity are included. The battery parameter may have a different state of change depending on the use environment.
  • the parameter transition information is created in advance by the user based on experimental results and simulation results. Then, the parameter transition information created by the user is stored in the transition information storage unit 101.
  • the user creates a plurality of parameter transition information corresponding to each of a plurality of use environments in which various use environment factors that may affect the progress of deterioration of the battery parameters are different from each other.
  • usage environment factors for example, usage conditions (charging / discharging state / resting state where charging / discharging (excluding spontaneous discharge) are not performed), temperature, usage environment (current, voltage) in charging / discharging state, and the like can be considered.
  • the use environment factors are not limited to those exemplified here.
  • FIG. 2 schematically shows an example of parameter transition information.
  • the horizontal axis indicates the elapsed time ⁇ t 0-n from the start of use
  • the vertical axis indicates the state of the battery parameter.
  • the state of the battery parameter on the vertical axis indicates the rate of change from the initial state, but may also take a change amount or the like.
  • the first parameter transition information (parameter transition information located at the forefront in the figure) shown in FIG. 2 is when charging / discharging at temperature: T 2 , voltage range: V a ⁇ V b , current: I b
  • the change rate of the battery parameter with the passage of time is shown.
  • the second parameter transition information (parameter transition information located second from the front in the figure) is the time elapsed when charging / discharging at temperature: T 2 , voltage range: V a -V c , current: I a Shows the rate of change of battery parameters.
  • the transition information storage unit 101 stores each of the plurality of parameter transition information in association with information indicating each use environment (including information specifying details of the use environment factor).
  • the transition information storage unit 101 can store parameter transition information for each of a plurality of usage environments in which at least one of current value, voltage value, and temperature is different from each other.
  • the transition information storage unit 101 can store parameter transition information for each of various use states (charge / discharge state / rest state).
  • the usage environment acquisition unit 102 acquires usage environment information indicating the usage environment from the start of use of the target battery, which is the target of state estimation, to the time of state estimation.
  • the target battery is, for example, a lithium ion secondary battery.
  • a stationary storage battery using a lithium ion secondary battery installed in a home, store, office, factory, substation, or the like, a storage battery using a lithium ion secondary battery used in an artificial satellite, or the like may be used.
  • the usage environment information acquired by the usage environment acquisition unit 102 includes information (usage state, temperature, voltage, current) indicating each usage environment factor associated with the parameter transition information stored in the transition information storage unit 101. And information indicating the usage time (start / end time, etc.).
  • the means for the usage environment acquisition unit 102 to acquire usage environment information is not particularly limited.
  • the usage environment acquisition unit 102 acquires the usage environment information from the BMU (Battery Management Unit) in the target battery and accumulates it in the storage device. Also good.
  • the battery state estimation apparatus 100 is provided in a casing different from the target battery, use environment information may be acquired by user input, or used from the target battery by communication with the target battery. Environmental information may be acquired.
  • Fig. 3 schematically shows an example of usage environment information.
  • the use environment information shown in the figure has columns of “data time”, “mode”, “temperature”, “cell voltage”, and “current”.
  • the “mode” column the usage state (charge: charge state, discharge: discharge state, rest: rest state)
  • the “temperature” column is the cell temperature value
  • the “cell voltage” column is the cell voltage.
  • the maximum value, the minimum value, and the “current” column indicate current values.
  • the “data time” column the start time and end time of each state are shown.
  • the target battery starts to be used at 20xx / y / zz, 23:00, and then until 20xx / y / ww, 03:00, temperature: 13 ° C., voltage It can be seen that the battery was charged in the range: 3.0V-4.1V, current: 0.3C.
  • the battery was discharged at a temperature of 20 ° C., a voltage range of 3.95 V to 4.1 V, and a current of 0.2 C. And after that, it turns out that a rest state, a discharge state, and a rest state and a state are changing.
  • the current is indicated by the C rate (current value normalized by the rated capacity value (Ah) of the cell).
  • the usage environment acquisition unit 102 that acquires the usage environment information as shown in FIG. 3 acquires, as the usage environment information, information indicating the transition of the charge / discharge state and the hibernation state from the start of use to the state estimation time.
  • the use environment acquisition unit 102 acquires, as the use environment information, information indicating at least one transition among the current value, the voltage value, and the temperature from the start of use to the state estimation time.
  • the parameter estimation unit 103 uses the usage environment information acquired by the usage environment acquisition unit 102 and the parameter transition information stored in the transition information storage unit 101 to determine the target battery at the time of state estimation.
  • the state of the battery parameter e.g., the amount and / or rate of change of the battery parameter from the start of use of the target battery to the state estimation
  • the state estimation time is, for example, a point in time when use in all use environments specified by use environment information is finished.
  • the usage environment of the target battery specified by the usage environment information is a predetermined usage environment from the start of use until the state is estimated (eg, temperature: 17 ° C., voltage range: 4.1 V-4.1 V in a dormant state) If it remains as it is (when there is no change in the usage environment), the parameter estimation unit 103 estimates the state of the battery parameter at the time of state estimation as follows.
  • the parameter estimation unit 103 uses the parameter transition information corresponding to the P-th usage environment to determine whether the battery parameter is The Pth state, which is the state at the end of the Pth usage environment when used in the Pth usage environment, is estimated, and then the parameter transition information corresponding to the (P + 1) th usage environment is used to The battery parameters in the state of The battery parameter state at the end of the Nth use environment using the process of estimating the P + 1th state, which is the state at the end of the P + 1 use environment when used in the P + 1 use environment.
  • the state of N is estimated, and the estimated Nth state is estimated as the state of the battery parameter of the target battery at the time of state estimation.
  • the parameter estimation unit 103 determines that the usage environment from the start of use of the target battery to the state estimation is from the first usage environment to the Nth usage environment (N is an integer of 2 or more) in this order. If it changes (the Pth use environment and the P + 1 use environment are different from each other, P is an integer between 1 and N-1), first, the parameters corresponding to the first use environment Transition information (first parameter transition information) is acquired from the transition information storage unit 101. Then, using the use environment information, the elapsed time ⁇ t 1 in which the target battery is maintained in the first use environment is specified.
  • the parameter estimation unit 103 uses the parameter transition information corresponding to the Qth usage environment to use the Qth usage when the battery parameter in the Q-1th state is used in the Qth usage environment.
  • p 2 is the state of the battery parameters of the target cell when the state estimation.
  • the parameter estimation unit 103 maintains the target battery in the second state (p 2 ), the third parameter transition information corresponding to the third usage environment, and the third usage environment.
  • using the elapsed time Delta] t 3 has, in the same way, the state of the battery parameters after cell parameters in the second state is used for a time Delta] t 3 at a third environment (third state, p 3 ). Thereafter, the same process is repeated as necessary to identify the Nth state (p 3 ), and then the state is estimated as the state of the battery parameter of the target battery at the time of state estimation.
  • FIG. 4 visually shows the contents of the processing.
  • the k 2 or N-1 an integer
  • the use environment of the k from time t 1 until t 2, while after it has been used, from time t 2 at the k + 1 of the use environment to t 3, using It shall be assumed.
  • the figure shows k-th parameter transition information corresponding to the k-th usage environment and k + 1-th parameter transition information corresponding to the (k + 1) -th usage environment.
  • the battery state estimation device 100 of the present embodiment described above, a new means for estimating the state after deterioration of a parameter (battery parameter) used for estimating the battery capacity after deterioration is realized.
  • the battery state estimation device 100 of the present embodiment it is possible to estimate the state after deterioration of the battery parameters by a relatively simple calculation process. This makes it possible to estimate a battery state that has deteriorated due to complicated operation by using a minimum amount of data without acquiring a large amount of comprehensive data in advance.
  • the battery state estimation apparatus according to the present embodiment is different from the battery state estimation apparatus according to the first embodiment in that the deterioration degree estimation unit 104 is included.
  • FIG. 5 shows an example of a functional block diagram of the battery state estimation device of the present embodiment.
  • the battery state estimation device 100 according to the present embodiment includes a transition information storage unit 101, a use environment acquisition unit 102, a parameter estimation unit 103, and a deterioration level estimation unit 104. Since the configuration of the transition information storage unit 101 and the usage environment acquisition unit 102 is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted here.
  • the parameter estimation unit 103 and the deterioration level estimation unit 104 will be described.
  • the parameter estimation unit 103 can calculate the rate of change and / or the amount of change of the battery parameter in the same manner as in the first embodiment. Furthermore, the parameter estimation unit 103 can estimate the value of the battery parameter itself based on the estimated change rate and / or amount of change. For example, the parameter estimation unit 103 stores an initial value of the battery parameter in advance. The initial value of the battery parameter can be a value calculated based on the design of each target battery. Then, the parameter estimation unit 103 uses the initial value of the battery parameter stored in advance and the state of the battery parameter at the time of the estimated state estimation (battery parameter change rate and / or amount of change, etc.) The battery parameter value at the time of estimation is calculated.
  • the deterioration degree estimation unit 104 estimates the degree of deterioration of the battery capacity of the target battery based on the estimated state of the battery parameter at the time of state estimation. For example, the deterioration degree estimation unit 104 calculates the battery capacity of the target battery at the time of state estimation using the value of the battery parameter estimated by the parameter estimation unit 103 based on the estimated state of the battery parameter at the time of state estimation. To do. Thereafter, the battery capacity deterioration rate may be calculated by using the battery capacity of the target battery at the time of the calculated state estimation and the battery capacity of the initial state of the target battery stored in advance.
  • the means for calculating the battery capacity of the target battery at the time of state estimation using the value of the battery parameter is not particularly limited, but an example will be described in the following embodiment.
  • the usage environment acquisition unit 102 acquires usage environment information indicating the usage environment from the start of use of the target battery to the state estimation time.
  • the parameter estimation unit 103 estimates the state of the battery parameter of the target battery at the time of state estimation using the use environment information acquired in S10 and the parameter transition information stored in the transition information storage unit 101.
  • the deterioration degree estimation unit 104 estimates the degree of deterioration of the battery capacity of the target battery based on the state of the battery parameter estimated in S20.
  • the effects described in the first embodiment can be realized. Moreover, a new means for estimating the battery capacity after deterioration is realized.
  • FIG. 7 shows an example of a functional block diagram of the battery state management system of the present embodiment.
  • the target battery and the battery state estimation device are provided in separate casings and can communicate with each other.
  • the lithium ion secondary battery includes a casing 1, a battery pack 2, a BMU 3 for controlling the battery, a PCS (Power Control System) 4, and the like.
  • the battery pack 2 is composed of a plurality of modules composed of several to about 20 battery cells. In each module, battery cells are connected in series or in parallel.
  • the lithium ion secondary battery can acquire the voltage value by the voltage monitor for each cell, and can acquire the charge / discharge current value by the current monitor flowing through the cells connected in series. Depending on the actual state of the cell balance circuit, the charge / discharge current value for each cell can also be monitored and monitored.
  • BMU3 monitors the voltage / current monitor, temperature monitor, etc. of each battery cell, and ensures safety during charging / discharging while communicating with PCS4. Moreover, the cell balance of a series cell is taken as needed. For example, it is monitored whether the voltage of each cell is appropriate, or whether the current amount during charging / discharging is within an allowable range. In addition, if a specific cell voltage reaches the specified value early during charging, the cell current is bypassed to a resistor provided separately and charged until the other cell voltage reaches the specified value. Adjust the voltage of all cells.
  • the cell balance circuit has a method other than the resistance type described here, and is not limited to the resistance type.
  • the BMU 3 can be configured to be included in the battery pack 2.
  • PCS4 is connected via an assembled battery and an electric power system, and a distribution board and an inverter to the home.
  • the PCS 4 may be connected to the photovoltaic power generation panel via an inverter or the like.
  • the PCS 4 performs charging / discharging of the battery while communicating with the BMU 3.
  • the PCS 4 communicates with the outside, for example, the remote monitoring system 5.
  • the PCS 4 may be inside the housing 1, may be independent of the housing 1, or may communicate with another host PCS 4 while having the PCS 4 in the housing 1.
  • the PCS 4 has a system power monitoring function. For example, it has a power meter and records the power at each time. It also communicates with the BMU 3 and acquires the cell voltage, current, and temperature monitored by the BMU 3.
  • Cell voltage, current, and temperature may be module units instead of cell units.
  • the PCS 4 has a buffer or memory for storing data, and stores cell voltage, current, and temperature for a certain period. A part or all of the stored cell voltage / current / temperature data during the predetermined period is stored in the remote monitoring system 5.
  • system controller in addition to the PCS 4. This is because the system controller bears some functions of the PCS 4. For example, there are a function of controlling power supply by connecting to system power wiring / home wiring, and a function of charging / discharging while communicating with the BMU 3.
  • the remote monitoring system 5 has a battery state estimation device 100.
  • FIG. 8 shows an example of a functional block diagram of the remote monitoring system 5.
  • the remote monitoring system 5 includes an operation profile storage unit 21, an operation condition modeling unit 22, a battery state estimation unit 26, and a notification unit 28.
  • the battery state estimation unit 26 includes a parameter calculation unit 23, a parameter map storage unit 24, a battery model unit 25, and a deterioration degree determination unit 27.
  • the operation profile storage unit 21 and the operation condition modeling unit 22 correspond to the use environment acquisition unit 102.
  • the parameter calculation unit 23 corresponds to the parameter estimation unit 103.
  • the parameter map storage unit 24 corresponds to the transition information storage unit 101.
  • the battery model unit 25 and the deterioration level determination unit 27 correspond to the deterioration level estimation unit 104.
  • the profile of the cell voltage, current, temperature, etc. acquired from the PCS 4 is stored in the operation profile storage unit 21.
  • the operating condition modeling unit 22 models the cell voltage / current / temperature profile. That is, predetermined data processing such as discretization is performed on the cell voltage / current / temperature profile.
  • predetermined data processing such as discretization is performed on the cell voltage / current / temperature profile.
  • temperature can be made into the average temperature in each mode, for example.
  • the current is discretized into three values by dividing the rated value into two.
  • the voltage value is discretized into seven values by dividing the rated value into six.
  • the modeled operation profile (usage environment information) is passed to the battery state estimation unit 26 while maintaining the time series relationship. Note that the cell voltage / current / temperature profile may not be modeled, and may be directly passed to the battery state estimation unit 26 as usage environment information.
  • FIG. 9 shows an image of data after modeling actual transition of complicated operating conditions.
  • the battery state estimation unit 26 uses the use environment information acquired from the operation condition modeling unit 22 to estimate the state of the target battery.
  • the battery state estimation unit 26 calculates the value of the battery parameter at the time of state estimation by the parameter calculation unit 23 using the operation profile within a certain period.
  • the battery parameters are, for example, the activity of the positive and negative electrode active materials and the amount of movable lithium ions.
  • the parameter calculation unit 23 uses the parameter transition profile (parameter transition information: see FIG. 2) and the operation profile stored in the parameter map storage unit 24 and the state of parameters after the above period (parameter change rate, change amount, etc.). Is calculated. Note that the stoichiometric ratio of lithium ions in the positive electrode / negative electrode active material at the start of discharge may be used instead of the movable lithium ion amount.
  • the parameter map storage unit 24 stores transition profiles of battery parameters under various conditions.
  • the current value C rate current value normalized by the rated capacity value (Ah) of the cell
  • the current value C rate is 0.3C, 0.5C, 1C, 2C in steps of 10 ° C from -5 ° C to 55 ° C. 5C, charge / discharge voltage ranges of 3.0-4.2V, 3.0-4.1V, 3.0-4.0V, 3.0-3.95V, 3.95-4.2V
  • it has a parameter transition profile (parameter transition information).
  • An image of parameter changes stored in the parameter map storage unit 24 is shown in FIG.
  • the transition of the state of the battery parameter under various conditions as shown in FIG. 2 is stored.
  • Each parameter transition profile (parameter transition information) is associated with a test method, that is, a so-called storage test, cycle test, and the like. In addition, you may include the parameter transition by the test which repeats pulse-like charging / discharging.
  • the storage test is a test for examining deterioration caused by charging the battery up to a certain voltage, leaving the current stopped and keeping it in that state. In this case, the voltage measurement terminal may be left connected or removed.
  • the cycle test is a test in which charging / discharging in a certain voltage range is continued and deterioration due to repeated charging / discharging is examined.
  • the transition profile of each parameter is obtained by separately measuring the cell characteristics of the lithium ion secondary battery.
  • it is not a cell characteristic, it may be an assembled battery unit such as a module.
  • the assembled battery has a certain average value of a plurality of battery characteristics, it is desirable to use measurement data of a single cell characteristic.
  • the data may be data from a deterioration test of a cell having the same composition, shape, size, capacity, etc. as the battery cell mounted on the lithium ion secondary battery, but the same type as the cell actually mounted is desirable.
  • the extraction of parameters can be performed by a technique such as that described in Non-Patent Document “Journal of the Electrochemical Society” Vol. 154, No. 3, page A198, Journal of Power Sources, Vol. 196, page 10141.
  • the discharge curve of a lithium ion secondary battery is calculated by solving the diffusion equation in the active material and the charge exchange equation (kinetics, Butler-Volmer equation) at the active material surface-electrolyte interface. .
  • the calculated discharge curve depends on the battery parameters. Therefore, a battery curve state (change rate, change amount, etc.) is estimated by fitting a discharge curve calculated from an actual discharge curve using a non-linear least square method or the like.
  • the discharge curve of each cycle is taken out from the result of the charge / discharge cycle test at 45 ° C., 1 C, and voltage range 3.0-4.2 V, and the battery parameters are extracted by the parameter extraction method described in the above non-patent document. .
  • the number of cycles increases, a decrease in capacity value is observed, and at the same time, changes in each battery parameter are observed. It is desirable that these parameters be extracted separately in a laboratory or the like before shipment of a large lithium ion secondary battery or within 2-3 years immediately after shipment.
  • the actual operation profile is a combination of various short-term operation profiles. That is, even when charging / discharging at the same time, the temperature at the time of charging / discharging may be different from the previous day. Since it is impossible to conduct a comprehensive deterioration test for all combinations of these different operation profiles, it is possible to estimate battery state transitions by connecting operation profiles that have been simplified to some extent. .
  • the battery state is estimated by connecting the operation profile by connecting parameter transition profiles with different conditions.
  • FIG. 13 shows the change in time of the temperatures T 1 and T 2 of the battery parameters.
  • the horizontal axis is the elapsed time from the start of use, and the vertical axis is the battery parameter change rate. Since the state of battery parameters (change amount, change rate, etc.) is not always linear with respect to time, it is generally shown in a non-linear shape. Temperature from a certain time t 1 to t 2 is T 1, p is changed from p (t 1) to p (t 2), the variation is to Delta] p (t 2 ⁇ t 1).
  • the parameter change obtained by the storage test is connected to the parameter connection in the dormant state. Moreover, the parameter change obtained by what is called a charge / discharge cycle test is connected at the time of charge and discharge.
  • a parameter transition profile (parameter transition information: see FIG. 2) in which a temperature that completely matches the temperature (temperature during operation) specified by the operation profile (usage environment information) acquired from the operation condition modeling unit 22 is associated. ) Is the closest to the operating temperature, the two upper and lower temperatures (higher than the operating temperature, closest to the operating temperature, and lower than the operating temperature) , The one closest to the operating temperature.) Is interpolated using the Arrhenius rule from the parameter state (change amount, change rate, etc.).
  • a volatile temperature T a when the upper and lower two temperatures is T b and T c (T b ⁇ T a ⁇ T c), T b, T c, p (T b), and, p ( Using T c ), p (T a ) can be calculated by the following equation (1).
  • ln represents a natural logarithm
  • exp represents an exponential function.
  • the parameter transition profile used for interpolation is not limited to two.
  • the battery parameter state (change rate, change amount, etc.) at several temperatures may be fitted to the Arrhenius law by regression calculation or the like (see equation (2)).
  • p 0 and E a are constants
  • k is a Boltzmann constant (1.381 ⁇ 10 ⁇ 23 m 2 kg / sK)
  • T is the total temperature. Fitting is performed using p 0 and E a as fitting parameters.
  • a parameter transition profile (parameter transition information: diagram) in which a C rate (operation C rate) specified by the operation profile (usage environment information) acquired from the operation condition modeling unit 22 is completely associated with the C rate. 2), it is closest to the operating C rate, and the two upper and lower C rates (C rates higher than the operating C rate, closest to the operating C rate, and lower than the operating C rate)
  • the interpolation is similarly performed from the state (change rate, change amount, etc.) of the battery parameter at the C rate and closest to the operation C rate.
  • the parameter transition profile used for interpolation is not limited to two.
  • an appropriate polynomial expansion may be used for interpolation from several C rate dependencies.
  • the state (change rate, change amount, etc.) of the battery parameters may be interpolated by fitting parameters in the deterioration model by constructing a deterioration mechanism model or the like.
  • a parameter transition profile (parameter transition information :) in which a voltage range that completely matches the voltage range (operation voltage range) specified by the operation profile (usage environment information) acquired from the operation condition modeling unit 22 is associated. If there is no voltage, the operating voltage range is closest to the operating voltage range, and the upper and lower two voltage ranges (eg, the upper limit voltage is higher than the operating voltage range upper limit voltage, and the upper limit voltage is operating). Battery parameter status (the one closest to the upper limit of the operating voltage range and the voltage range where the upper limit voltage is lower than the upper limit voltage of the operating voltage range and the upper limit voltage is closest to the upper limit of the operating voltage range) The rate of change, the amount of change, etc.) are similarly interpolated.
  • V a when the upper limit voltage of the operating voltage range is V a and the upper limit voltages of the upper and lower two voltage ranges are V b and V c (V b ⁇ V a ⁇ V c ), V b , V c , p ( Using V b ) and p (V c ), p (V a ) can be calculated by the following equation (4). The same applies to the lower limit voltage.
  • the parameter transition profile used for interpolation is not limited to two.
  • an appropriate polynomial expansion may be interpolated from several voltage dependencies.
  • the parameter p value may be interpolated by fitting a parameter in the degradation model by constructing a degradation mechanism model or the like. Thereafter, the parameter calculation unit 23 calculates the value of the battery parameter at the present time (at the time of state estimation) using the calculated state (change rate, change amount, etc.) of the battery parameter.
  • the battery model unit 25 calculates the battery capacity value using the calculated battery parameter value.
  • the deterioration degree of the current battery capacity is calculated by the deterioration degree determination unit 27 from the ratio with the capacity value before operation. Calculation of the capacity value of the battery can be realized using conventional technology, but an example will be briefly described below.
  • the battery model unit 25 calculates a capacity value using the following Butler-Volmer equation (Equation (5)) and a diffusion equation (Equation (6)) in the active material.
  • U i is an open circuit voltage value of the active material
  • R is a gas constant (8.3145 m 2 ⁇ kg / s 2 ⁇ K ⁇ mol)
  • T is an absolute temperature (K)
  • ⁇ a and ⁇ 0.5
  • D is a diffusion constant of lithium ions of the active material
  • r is a coordinate in the active material particle
  • t is time.
  • the suffix i takes p and n for each of the positive and negative electrodes.
  • X is a stoichiometric ratio of lithium ions in the active material, and is represented by the following formula (7).
  • the voltage value of the battery is calculated by the following formula (8) using the potential of the positive electrode and the negative electrode.
  • the amount of mobile lithium ions is calculated according to the mathematical formula described in Non-Patent Document Journal of Power Sources Vol. 196 10141-10147 using the above stoichiometric ratio x.
  • D i and k i measured values or paper values obtained from a half cell composed of only a positive electrode material or only a negative electrode material and a lithium counter electrode are used.
  • c e , c i. Max and r i use paper values.
  • X i at the start of discharge is determined from the amount of movable lithium ions.
  • the reason why x is obtained via the amount of movable lithium ions is that it is easier to handle as movable lithium ions in modeling the transition of parameters.
  • the stoichiometric ratio of the positive electrode and the negative electrode may be used as they are.
  • the calculation of the capacity value using the above equations (5) to (9) is performed by virtually simulating the discharge process. That is, a voltage range for measuring the capacity value of the battery is defined in advance, the battery at the upper limit voltage is virtually discharged, and the time until reaching the lower limit voltage is calculated.
  • a certain current value I app is set from the current value modeled by the operating condition modeling unit 22.
  • the current density is determined by equation (9). Since I app is a constant current, j i on the left side in equation (5) is constant. Incidentally, the signs of the positive current densities j p and j n are different.
  • the battery parameter value ⁇ i calculated by the parameter calculation unit 23 and the value of the stoichiometric ratio x of the positive electrode / negative electrode are substituted into the equation (5) to obtain ⁇ i on the right side for the positive electrode / negative electrode.
  • the battery output is determined by equation (8).
  • Expression (5) is an expression for calculating the battery voltage at a certain moment. Equation (6) is used to calculate the voltage at each time of the discharge process.
  • the battery voltage V gradually decreases.
  • the time from the start of discharge until the voltage V reaches the lower limit voltage is calculated, and the product of the time and I app is the estimated capacity value.
  • the degree of deterioration is calculated as the ratio of the current estimated capacity value to the initial capacity value.
  • the operation profile is actually modeled most simply and the state is estimated.
  • the module temperature is set to an average value for one day.
  • the battery state was estimated for two cases where the one-year temperature profile was used in the state shown in FIGS. 10 and 11 show the transition of the module temperature over one year at different installation locations.
  • the average temperature in FIG. 11 is higher than that in FIG.
  • FIG. 12 An example of estimating the deterioration amount (rate) with respect to the initial capacity is shown in FIG. The horizontal axis is the operation period, and the vertical axis is the deterioration rate with respect to the initial capacity.
  • # 1 and # 2 are deterioration rates at the time of the temperature profiles of FIGS. 10 and 11, respectively. It was estimated that the deterioration in FIG. 11 with a higher average temperature progressed faster.
  • the deterioration degree determination unit 27 calculates a ratio with respect to the initial capacity.
  • the ratio is output by the notification unit 28.
  • it can be output via any output device such as a display, a speaker, or a printer.
  • an alarm may be issued when the ratio falls below a preset threshold value.
  • the degradation degree determination unit 27 stores the time transition of the ratio of the estimated capacity value to the initial capacity or the time transition of the capacity estimation value, and issues an alarm when the rate of change exceeds a preset threshold. You may report it. By issuing an alarm, it is possible to notify the user or the operator who undertakes maintenance / replacement of the maintenance / replacement work timing.
  • Transition information storage means for storing a plurality of parameter transition information indicating the mode of change for each battery usage environment;
  • Use environment acquisition means for acquiring use environment information indicating the use environment from the start of use of the target battery, which is a state estimation target, to the state estimation;
  • Parameter estimation means for estimating the state of the battery parameter of the target battery at the time of state estimation using the use environment information and the parameter transition information;
  • Have In the parameter estimation means the usage environment from the start of use of the target battery to the state estimation changes in this order from the first usage environment to the Nth usage environment (N is an integer of 2 or more).
  • the parameter transition information corresponding to the Pth usage environment is used. Then, estimating the Pth state, which is the state at the end of the Pth usage environment when the battery parameter is used in the Pth usage environment, and then corresponding to the P + 1th usage environment Processing for estimating the P + 1th state, which is the state at the end of the P + 1 usage environment, when the battery parameter in the Pth state is used in the P + 1 usage environment using parameter transition information Use
  • the Nth state that is the state of the battery parameter at the end of the Nth use environment is estimated, and the estimated Nth state is estimated as the state of the battery parameter of the target battery at the time of the state estimation.
  • the usage environment from the start of use of the target battery to the state estimation changes in this order from the first usage environment to the Nth usage environment (N is an integer of 2 or more).
  • P is an integer of 1 to N ⁇ 1
  • a battery state estimation device comprising a deterioration degree estimation means for estimating a degree of deterioration of the battery capacity of the target battery based on the state of the battery parameter estimated at the time of the state estimation. 4).
  • the transition information storage means stores the parameter transition information corresponding to each charging / discharging state and a resting state where charging / discharging is not performed,
  • the use environment acquisition unit is a battery state estimation device that acquires, as the use environment information, information indicating transition of the charge / discharge state and the rest state from the start of use to the state estimation time. 5.
  • the transition information storage means stores the parameter transition information for each of a plurality of usage environments in which at least one of current value, voltage value, and temperature is different from each other
  • the use environment acquisition unit is a battery state estimation device that acquires, as the use environment information, information indicating at least one transition among a current value, a voltage value, and a temperature from the start of use to the state estimation time. 6).
  • the parameter estimation means is a battery state estimation device that estimates a change amount and / or a change rate of the battery parameter from the start of use to the state estimation as the state of the battery parameter. 7).
  • the target battery is a lithium ion secondary battery
  • the battery state estimation device wherein the battery parameter includes at least one of an active material amount, a movable lithium ion amount, and a positive electrode / negative electrode stoichiometric ratio. 8).
  • the battery state estimation device according to any one of 1 to 7, Provided in a housing different from the target battery, configured to communicate with the target battery,
  • the use environment acquisition unit is a battery state estimation device that acquires the use environment information from the target battery.
  • the battery state estimation device according to any one of 1 to 7 A battery state estimation device provided in the target battery. 10.
  • a battery state management system comprising the battery state estimation device according to claim 8 and the target battery. 11.
  • a battery having the battery state estimation device 9
  • 12 Computer Information that indicates how the battery parameters change over time, with the state changing over time, and the change in the state affecting the battery capacity.
  • a plurality of parameter transition information indicating the mode of change for each battery usage environment is stored,
  • the parameter transition information corresponding to the Pth usage environment is used. Then, estimating the Pth state, which is the state at the end of the Pth usage environment when the battery parameter is used in the Pth usage environment, and then corresponding to the P + 1th usage environment Processing for estimating the P + 1th state, which is the state at the end of the P + 1 usage environment, when the battery parameter in the Pth state is used in the P + 1 usage environment using parameter transition information.
  • the Nth state that is the state of the battery parameter at the end of the Nth use environment is estimated, and the state of the battery parameter of the target battery at the time of state estimation is estimated as the Nth state.
  • the battery state estimation method which estimates that. 12-2. 12.
  • the battery state estimation method according to 12 In the parameter estimation step, the usage environment from the start of use of the target battery to the state estimation changes in this order from the first usage environment to the Nth usage environment (N is an integer of 2 or more).
  • the parameter transition information corresponding to the first usage environment To estimate a first state that is a state at the end of the first use environment when the battery parameter in the initial state is used in the first use environment, and then By using the parameter transition information corresponding to the use environment of the Q, in the state at the end of the Q-th use environment when the battery parameter in the Q-th use state is used in the Q-th use environment A certain Qth state is recommended
  • the Nth state that is the state of the battery parameter at the end of the Nth use environment is estimated, and the estimated Nth state is estimated as the state of the battery parameter of the target battery at the time of state estimation.
  • the computer further includes: A battery state estimation method for executing a deterioration degree estimation step of estimating a degree of deterioration of the battery capacity of the target battery based on an estimated state of the battery parameter at the time of state estimation. 12-4.
  • the computer stores the parameter transition information corresponding to each charging / discharging state and a resting state where charging / discharging is not performed,
  • the computer stores the parameter transition information for each of a plurality of usage environments in which at least one of current value, voltage value, and temperature is different from each other,
  • a battery state estimation method for acquiring, as the use environment information, information indicating at least one transition among a current value, a voltage value, and a temperature from the start of use to the state estimation time.
  • the parameter estimation step a battery state estimation method for estimating a change amount and / or a change rate of the battery parameter from the start of use to the state estimation time as the state of the battery parameter. 12-7.
  • the target battery is a lithium ion secondary battery
  • the battery state estimation method wherein the battery parameter includes at least one of an active material amount, a movable lithium ion amount, and a positive / negative electrode stoichiometric ratio.
  • Computer Information that indicates how the battery parameters change over time, with the state changing over time, and the change in the state affecting the battery capacity.
  • Transition information storage means for storing a plurality of parameter transition information indicating the mode of change for each battery usage environment
  • Usage environment acquisition means for acquiring usage environment information indicating the usage environment from the start of use of the target battery that is the target of state estimation to the time of state estimation
  • Parameter estimation means for estimating the state of the battery parameter of the target battery at the time of state estimation using the use environment information and the parameter transition information; Function as When the usage environment of the target battery from the start of use to the state estimation changes from the first usage environment to the Nth usage environment (N is an integer of 2 or more) in this order ( The Pth usage environment and the P + 1th usage environment are different from each other, where P is an integer between 1 and N ⁇ 1.)
  • the parameter transition information corresponding to the Pth usage environment is used as the parameter estimation means.
  • estimating the Pth state which is the state at the end of the Pth usage environment when the battery parameter is used in the Pth usage environment, and then corresponding to the P + 1th usage environment Processing for estimating the P + 1th state, which is the state at the end of the P + 1 usage environment, when the battery parameter in the Pth state is used in the P + 1 usage environment using parameter transition information
  • the Nth state which is the state of the battery parameter at the end of the Nth use environment, is estimated, and the estimated Nth state is estimated as the state of the battery parameter of the target battery at the time of state estimation. Program to make. 13-2.
  • the parameter estimating means first sets the parameter transition information corresponding to the first usage environment.
  • Said computer further A program that functions as a deterioration degree estimation unit that estimates the degree of deterioration of the battery capacity of the target battery based on the estimated state of the battery parameter at the time of the state estimation. 13-4.
  • the program according to any one of 13 to 13-3 In the transition information storage means, charging / discharging state, and storing the parameter transition information corresponding to each dormant state where charging / discharging is not performed,
  • the program which makes the said usage environment acquisition means acquire the information which shows the transition of the said charge / discharge state and the said dormant state from the said use start time to the said state estimation time as said usage environment information. 13-5.
  • the transition information storage means In the transition information storage means, the parameter transition information for each of a plurality of use environments in which at least one of current value, voltage value and temperature is different from each other is stored, A program for causing the use environment obtaining unit to obtain, as the use environment information, information indicating at least one transition among a current value, a voltage value, and a temperature from the start of use to the state estimation time. 13-6. In the program according to any one of 13 to 13-5, The program which makes the said parameter estimation means estimate the variation
  • the target battery is a lithium ion secondary battery
  • the battery parameter is a program including at least one of an active material amount, a movable lithium ion amount, and a positive / negative electrode stoichiometric ratio.

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Abstract

　電池パラメタの経時変化の態様を示す情報であって、初期状態から所定の時間経過後の所定の状態になるまでの経時変化の態様を電池の使用環境毎に示した複数のパラメタ変遷情報（ｋ、ｋ＋１）と、電池の使用開始時から状態推定時までの使用環境を示す使用環境情報とを利用して、状態推定時における電池パラメタの状態を推定する。電池の使用環境が、第ｋの使用環境から第ｋ＋１の使用環境に遷移した場合、第ｋの使用環境に対応するパラメタ変遷情報ｋを用いて第ｋの使用環境で使用された後の電池パラメタｐｋを算出した後、第ｋ＋１の使用環境に対応するパラメタ変遷情報ｋ＋１を用いて、電池パラメタｐｋの状態の電池が第ｋ＋１の使用環境で使用された後の電池パラメタｐｋ＋１を算出する。

Description

電池状態推定装置、電池状態管理システム、電池、電池状態推定方法、及び、プログラム
　本発明は、電池状態推定装置、電池状態管理システム、電池、電池状態推定方法、及び、プログラムに関する。
　近年の技術の発展に伴い、電気自動車用途以外にも、電力貯蔵を目的とした大型のリチウムイオン二次電池が実用化されている。これらの電力貯蔵用の大型リチウムイオン二次電池は、住宅・オフィスや電力会社敷地などに設置され、１０年単位での運用が想定される。
　１０年単位での使用が見込まれる大型リチウムイオン二次電池は、保守・管理として電池の状態把握が必要である。例えば温度の常時把握は、発熱などの異常有無の判断材料として重要である。そのほか、利用可能な電池容量値の把握は、電池の保守作業要否の判断材料として必要である。
　リチウムイオン二次電池は、使用とともに劣化が進行し、利用可能な電池容量が減少していくことが知られている。何らかの異常で想定よりも電池容量が速く減少する場合や、保証期間内に保証容量より低下した場合などに保守・交換する必要がある。
　最も簡単な電池容量把握手段としては、完全に満充電した後に完全に放電する手段が考えられる。なお、電池容量を把握するためだけに電池を満充電し、完全に放電するのは電力のムダとなるほか、その間、ユーザは電池を使用できなくなるなどの問題がある。そこで、当該手段を採用する場合、ユーザによる日常での使用（充電及び放電）を利用して、電池容量を把握するのが好ましい。しかし、ユーザによっては完全に放電するまで使用することがほとんど無い場合があるという問題がある。例えば、常時ＳＯＣ＝３０％以上の電力を確保するように使用するユーザも存在する。ここでＳＯＣはＳｔａｔｅ　ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅの略で充電率を意味する。また、ユーザによっては、日中の使用電力が少ないために、完全放電に至らないまま、新たな充電がなされるというケースもある。
　その他の電池容量把握手段として、リチウムイオン二次電池のログデータ、すなわち放電曲線あるいは充電曲線を解析して劣化量を推定する手段も考えられる。しかし、充電や放電曲線をある程度高精度で取得する必要があり、こちらも満充電後に完全に放電すること、あるいは完全に放電した後に充電することが望ましい。このため、上記手段と同様の課題が存在する。
　その他の電池容量把握手段として、インピーダンスや抵抗値の計測により、電池容量の低下量を推定する手段も考えられる。しかし、このような手段は電流・電圧・電力の計測以外の計測機構を搭載する必要があり、コスト増を招く。
　特許文献１には、正極及び負極各々における活物質の維持率、及び、正負極組成対応ずれ容量の３つのパラメタを推定し、推定したパラメタを用いて劣化後における電池の満充電容量を推定する手段が開示されている。
特許第４６４９６８２号公報
　本発明は、劣化後の電池容量を推定するために用いるパラメタの劣化後の状態を推定する新たな手段を提供することを課題とする。
　本発明によれば、
　時間の経過とともに状態が変化し、状態の変化が電池容量に影響を及ぼす電池パラメタの経時変化の態様を示す情報であって、初期状態から所定の時間経過後の所定の状態になるまでの経時変化の態様を電池の使用環境毎に示した複数のパラメタ変遷情報を記憶する変遷情報記憶手段と、
　状態推定対象である対象電池の使用開始時から状態推定時までの使用環境を示す使用環境情報を取得する使用環境取得手段と、
　前記使用環境情報と、前記パラメタ変遷情報とを利用して、前記状態推定時における前記対象電池の前記電池パラメタの状態を推定するパラメタ推定手段と、
を有し、
　前記パラメタ推定手段は、前記対象電池の前記使用開始時から前記状態推定時までの使用環境が、第１の使用環境から第Ｎの使用環境（Ｎは２以上の整数）までこの順に変化していくものである場合（第Ｐの使用環境と第Ｐ＋１の使用環境は互いに異なる使用環境。Ｐは１以上Ｎ－１以下の整数。）、第Ｐの使用環境に対応する前記パラメタ変遷情報を利用して、前記電池パラメタが前記第Ｐの使用環境で使用された場合における前記第Ｐの使用環境終了時の状態である第Ｐの状態を推定し、その後、第Ｐ＋１の使用環境に対応する前記パラメタ変遷情報を利用して、第Ｐの状態にある前記電池パラメタが前記第Ｐ＋１の使用環境で使用された場合における前記第Ｐ＋１の使用環境終了時の状態である第Ｐ＋１の状態を推定する処理を利用して、前記第Ｎの使用環境終了時における前記電池パラメタの状態である第Ｎの状態を推定し、推定した前記第Ｎの状態を前記状態推定時における前記対象電池の前記電池パラメタの状態と推定する電池状態推定装置が提供される。
　また、本発明によれば、前記対象電池とは異なる筺体内に備えられ、前記対象電池と通信可能に構成されており、前記使用環境取得部は、前記対象電池から前記使用環境情報を取得する前記電池状態推定装置と、前記対象電池とを有する電池状態管理システムが提供される。
　また、本発明によれば、前記電池状態推定装置を有する電池が提供される。
　また、本発明によれば、
　コンピュータが、
　時間の経過とともに状態が変化し、状態の変化が電池容量に影響を及ぼす電池パラメタの経時変化の態様を示す情報であって、初期状態から所定の時間経過後の所定の状態になるまでの経時変化の態様を電池の使用環境毎に示した複数のパラメタ変遷情報を記憶しておき、
　状態推定対象である対象電池の使用開始時から状態推定時までの使用環境を示す使用環境情報を取得する使用環境取得ステップと、
　前記使用環境情報と、前記パラメタ変遷情報とを利用して、前記状態推定時における前記対象電池の前記電池パラメタの状態を推定するパラメタ推定ステップと、
を実行し、
　前記パラメタ推定ステップでは、前記対象電池の前記使用開始時から前記状態推定時までの使用環境が、第１の使用環境から第Ｎの使用環境（Ｎは２以上の整数）までこの順に変化していくものである場合（第Ｐの使用環境と第Ｐ＋１の使用環境は互いに異なる使用環境。Ｐは１以上Ｎ－１以下の整数。）、第Ｐの使用環境に対応する前記パラメタ変遷情報を利用して、前記電池パラメタが前記第Ｐの使用環境で使用された場合における前記第Ｐの使用環境終了時の状態である第Ｐの状態を推定し、その後、第Ｐ＋１の使用環境に対応する前記パラメタ変遷情報を利用して、第Ｐの状態にある前記電池パラメタが前記第Ｐ＋１の使用環境で使用された場合における前記第Ｐ＋１の使用環境終了時の状態である第Ｐ＋１の状態を推定する処理を利用して、前記第Ｎの使用環境終了時における前記電池パラメタの状態である第Ｎの状態を推定し、推定した前記第Ｎの状態を前記状態推定時における前記対象電池の前記電池パラメタの状態と推定する電池状態推定方法が提供される。
　また、本発明によれば、
　コンピュータを、
　時間の経過とともに状態が変化し、状態の変化が電池容量に影響を及ぼす電池パラメタの経時変化の態様を示す情報であって、初期状態から所定の時間経過後の所定の状態になるまでの経時変化の態様を電池の使用環境毎に示した複数のパラメタ変遷情報を記憶する変遷情報記憶手段、
　状態推定対象である対象電池の使用開始時から状態推定時までの使用環境を示す使用環境情報を取得する使用環境取得手段、
　前記使用環境情報と、前記パラメタ変遷情報とを利用して、前記状態推定時における前記対象電池の前記電池パラメタの状態を推定するパラメタ推定手段、
として機能させ、
　前記対象電池の前記使用開始時から前記状態推定時までの使用環境が、第１の使用環境から第Ｎの使用環境（Ｎは２以上の整数）までこの順に変化していくものである場合（第Ｐの使用環境と第Ｐ＋１の使用環境は互いに異なる使用環境。Ｐは１以上Ｎ－１以下の整数。）、前記パラメタ推定手段に、第Ｐの使用環境に対応する前記パラメタ変遷情報を利用して、前記電池パラメタが前記第Ｐの使用環境で使用された場合における前記第Ｐの使用環境終了時の状態である第Ｐの状態を推定し、その後、第Ｐ＋１の使用環境に対応する前記パラメタ変遷情報を利用して、第Ｐの状態にある前記電池パラメタが前記第Ｐ＋１の使用環境で使用された場合における前記第Ｐ＋１の使用環境終了時の状態である第Ｐ＋１の状態を推定する処理を利用して、前記第Ｎの使用環境終了時における前記電池パラメタの状態である第Ｎの状態を推定させ、推定させた前記第Ｎの状態を前記状態推定時における前記対象電池の前記電池パラメタの状態と推定させるプログラムが提供される。
　本発明によれば、劣化後の電池容量を推定するために用いるパラメタの劣化後の状態を推定する新たな手段が実現される。この手段により、複雑な運用によって劣化した電池状態を、予め網羅的なデータを大量に取得することなく、必要最低限な量のデータ用いることで推定することが可能となる。
　上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。
本実施形態の電池状態推定装置の機能ブロック図の一例である。 パラメタ変遷情報（パラメタ推移プロファイル）の一例を模式的に示す図である。 使用環境情報の一例を模式的に示す図である。 パラメタ推定部の処理を説明するための図である。 本実施形態の電池状態推定装置の機能ブロック図の一例である。 本実施形態の電池状態推定装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本実施形態の電池状態管理システムの機能ブロック図の一例である。 本実施形態の遠隔監視システムの機能ブロック図の一例である。 運用条件モデリング部の処理を説明するための図である。 本実施形態の作用効果を説明するための図である。 本実施形態の作用効果を説明するための図である。 本実施形態の作用効果を説明するための図である。 パラメタ算出部の処理を説明するための図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、本実施形態の装置及び当該装置が備える各部は、任意のコンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、メモリにロードされたプログラム（あらかじめ装置を出荷する段階からメモリ内に格納されているプログラムのほか、ＣＤ（Compact Disc）等の記憶媒体やインターネット上のサーバ等からダウンロードされたプログラムも含む）、そのプログラムを格納するハードディスク等の記憶ユニット、ネットワーク接続用インタフェイスを中心にハードウェアとソフトウェアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置にはいろいろな変形例があることは、当業者には理解されるところである。
　また、本実施形態の説明において利用する機能ブロック図は、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。これらの図においては、各装置は１つの機器により実現されるよう記載されているが、その実現手段はこれに限定されない。すなわち、物理的に分かれた構成であっても、論理的に分かれた構成であっても構わない。
＜第１の実施形態＞
　図１に本実施形態の電池状態推定装置１００の機能ブロック図の一例を示す。図示するように、電池状態推定装置１００は、変遷情報記憶部１０１と、使用環境取得部１０２と、パラメタ推定部１０３とを有する。
　なお、電池状態推定装置１００は、状態を推定する対象である対象電池内に備えられていてもよい。その他の例として、電池状態推定装置１００は、対象電池とは異なる筺体内に備えられてもよい。対象電池とは異なる筺体内に電池状態推定装置１００を備える場合、電池状態推定装置１００は、有線及び／又は無線で対象電池と通信可能に構成されてもよい。すなわち、本実施形態では、電池状態推定装置を有する対象電池も開示される。また、本実施形態では、１つ又は複数の対象電池と、これらの対象電池と通信し、これらの対象電池の状態を推定する電池状態推定装置とを有する電池状態管理システムも開示される。
　図１に示す変遷情報記憶部１０１は、複数のパラメタ変遷情報を記憶する。パラメタ変遷情報は、時間の経過とともに状態が変化し、状態の変化が電池容量に影響を及ぼす電池パラメタの経時変化の態様を示す情報である。パラメタ変遷情報は、初期状態から所定の時間経過後の所定の状態になるまでの経時変化の態様を示す。複数のパラメタ変遷情報は、各々、異なる使用環境で電池が使用された場合各々における電池パラメタの経時変化の態様を示す。すなわち、第１のパラメタ変遷情報は、第１の使用環境で使用された場合に、電池パラメタが初期状態から所定の時間経過後の所定の状態になるまでの経時変化の態様を示す。第２のパラメタ変遷情報は、第２の使用環境で使用された場合に、電池パラメタが初期状態から所定の時間経過後の所定の状態になるまでの経時変化の態様を示す。
　電池パラメタとして、例えば、活物質量（充放電に寄与する活物質の量）、可動リチウムイオン量（充放電に寄与するリチウムイオン量）、及び、正極・負極活物質におけるリチウムイオンの化学量論比の中の少なくとも１つが含まれてもよい。これらは、時間の経過とともに状態が変化（劣化）し、状態の変化が電池容量に影響を及ぼすこと、また、使用環境に応じて状態変化の態様が異なることが知られている。なお、電池パラメタはここで例示されたものに限定されず、時間の経過とともに状態が変化し、状態の変化が電池容量に影響を及ぼすあらゆる電池パラメタを含む。なお、電池パラメタは、使用環境に応じて状態変化の態様が異なるものであってもよい。
　パラメタ変遷情報は、予めユーザが実験結果やシミュレーション結果等に基づいて作成する。そして、ユーザにより作成されたパラメタ変遷情報が、変遷情報記憶部１０１に記憶される。なお、ユーザは、電池パラメタの劣化の進行具合に影響を及ぼし得る様々な使用環境要因を互いに異ならせた複数の使用環境各々に対応する複数のパラメタ変遷情報を作成する。使用環境要因としては、例えば、使用状態（充放電状態・充放電（自然放電を除く）が行われていない休止状態）、温度、充放電状態時の使用環境（電流、電圧）等が考えられる。なお、使用環境要因はここで例示したものに限定されない。
　図２に、パラメタ変遷情報の一例を模式的に示す。図示するパラメタ変遷情報は、横軸に使用開始時からの経過時間Δｔ０－ｎをとり、縦軸に電池パラメタの状態を取っている。図示する例の場合、縦軸の電池パラメタの状態は、初期状態からの変化率を示しているが、その他、変化量等をとってもよい。図２に示す第１のパラメタ変遷情報（図中、一番手前に位置するパラメタ変遷情報）は、温度：Ｔ２、電圧範囲：Ｖａ－Ｖｂ、電流：Ｉｂで充放電された時の時間経過に伴う電池パラメタの変化率を示す。第２のパラメタ変遷情報（図中、手前から二番目に位置するパラメタ変遷情報）は、温度：Ｔ２、電圧範囲：Ｖａ－Ｖｃ、電流：Ｉａで充放電された時の時間経過に伴う電池パラメタの変化率を示す。変遷情報記憶部１０１は、複数のパラメタ変遷情報各々を、各々の使用環境を示す情報（使用環境要因の詳細を特定する情報を含む）に対応付けて記憶する。このように、変遷情報記憶部１０１は、電流値、電圧値及び温度の中の少なくとも１つが互いに異なる複数の使用環境毎のパラメタ変遷情報を記憶することができる。また、変遷情報記憶部１０１は、様々な使用状態（充放電状態・休止状態）毎のパラメタ変遷情報を記憶することができる。
　図１に戻り、使用環境取得部１０２は、状態推定対象である対象電池の使用開始時から状態推定時までの使用環境を示す使用環境情報を取得する。対象電池は、例えばリチウムイオン二次電池である。家庭や店舗、オフィス、工場、変電所内などに設置されるリチウムイオン二次電池を用いた定置用蓄電池や、人工衛星に使用されるリチウムイオン二次電池を用いた蓄電池等であってもよい。なお、使用環境取得部１０２が取得する使用環境情報には、変遷情報記憶部１０１が記憶するパラメタ変遷情報に対応付けられている使用環境要因各々を示す情報（使用状態、温度、電圧、電流）及び使用時間を示す情報（開始・終了時刻等）が含まれる。
　使用環境取得部１０２が、使用環境情報を取得する手段は特段制限されない。電池状態推定装置１００が対象電池内に備えられている場合は、使用環境取得部１０２は、対象電池内のＢＭＵ（Battery Management Unit）から使用環境情報を取得し、記憶装置に蓄積していってもよい。また、電池状態推定装置１００が対象電池とは異なる筺体内に備えられている場合は、ユーザ入力により使用環境情報を取得してもよいし、又は、対象電池との通信により、対象電池から使用環境情報を取得してもよい。
　図３に、使用環境情報の一例を模式的に示す。図示する使用環境情報は、「data time」、「mode」、「temperature」、「cell voltage」、「current」の欄を有する。「mode」の欄には、使用状態（charge：充電状態、discharge：放電状態、rest：休止状態）、「temperature」の欄にはセル温度の値、「cell voltage」の欄にはセル電圧の最大値及び最小値、「current」の欄には電流値が示されている。そして、「data time」の欄には、各状態の開始時刻及び終了時刻が示されている。
　図３に示す使用環境情報によれば、対象電池は、２０ｘｘ／ｙ／ｚｚ、２３：００に使用が開始され、それから２０ｘｘ／ｙ／ｗｗ、０３：００までの間、温度：１３℃、電圧範囲：３．０Ｖ－４．１Ｖ、電流：０．３Ｃで充電されたことが分かる。そして、その後、２０ｘｘ／ｙ／ｗｗ、０７：００までの間、温度：１７℃、電圧範囲：４．１Ｖ－４．１Ｖで休止状態となり、その後、２０ｘｘ／ｙ／ｗｗ、０９：３０までの間、温度：２０℃、電圧範囲：３．９５Ｖ－４．１Ｖ、電流：０．２Ｃで放電されたことが分かる。そして、その後、休止状態、放電状態、休止状態と状態が変化していることが分かる。なお、電流はＣレート（セルの定格容量値（Ａｈ）で規格化した電流値）で示されている。
　図３に示すような使用環境情報を取得する使用環境取得部１０２は、使用環境情報として、使用開始時から状態推定時までにおける充放電状態及び休止状態の変遷を示す情報を取得している。また、使用環境取得部１０２は、使用環境情報として、使用開始時から状態推定時までにおける電流値、電圧値及び温度の中の少なくとも１つの変遷を示す情報を取得している。
　図１に戻り、パラメタ推定部１０３は、使用環境取得部１０２が取得した使用環境情報と、変遷情報記憶部１０１が記憶しているパラメタ変遷情報とを利用して、状態推定時における対象電池の電池パラメタの状態（例：対象電池の使用開始時から状態推定時までの電池パラメタの変化量及び／又は変化率）を推定する。状態推定時は、例えば、使用環境情報で特定されるすべての使用環境での使用が終了した時点である。
　例えば、使用環境情報で特定される対象電池の使用環境が、使用開始時から状態推定時まで所定の使用環境（例：温度：１７℃、電圧範囲：４．１Ｖ－４．１Ｖで休止状態）のままである場合（使用環境の変化が無い場合）、パラメタ推定部１０３は以下のようにして状態推定時の電池パラメタの状態を推定する。
　まず、パラメタ推定部１０３は、当該使用環境に対応するパラメタ変遷情報（図２参照）を変遷情報記憶部１０１から取得する。そして、使用環境情報を利用して、当該所定の使用環境で対象電池が維持された経過時間Δｔａを特定する。その後、取得したパラメタ変遷情報を利用して、初期状態にある電池パラメタが当該使用環境で時間Δｔａの間使用された後の電池パラメタの状態（Δｔ０－ｎ＝Δｔａの時のｐの値）を特定する。
　一方、使用環境情報で特定される対象電池の使用環境が、図３に示すように、使用開始時から状態推定時まで所定の複数の使用環境を変遷するものである場合、すなわち、対象電池の使用開始時から状態推定時までの使用環境が、第１の使用環境から第Ｎの使用環境（Ｎは２以上の整数）までこの順に変化していくものである場合（第Ｐの使用環境と第Ｐ＋１の使用環境は互いに異なる使用環境。Ｐは１以上Ｎ－１以下の整数。）、パラメタ推定部１０３は、「第Ｐの使用環境に対応するパラメタ変遷情報を利用して、電池パラメタが第Ｐの使用環境で使用された場合における第Ｐの使用環境終了時の状態である第Ｐの状態を推定し、その後、第Ｐ＋１の使用環境に対応するパラメタ変遷情報を利用して、第Ｐの状態にある電池パラメタが第Ｐ＋１の使用環境で使用された場合における第Ｐ＋１の使用環境終了時の状態である第Ｐ＋１の状態を推定する処理」を利用して、第Ｎの使用環境終了時における電池パラメタの状態である第Ｎの状態を推定し、推定した第Ｎの状態を状態推定時における対象電池の電池パラメタの状態と推定する。
　より具体的には、パラメタ推定部１０３は、対象電池の使用開始時から状態推定時までの使用環境が、第１の使用環境から第Ｎの使用環境（Ｎは２以上の整数）までこの順に変化していくものである場合（第Ｐの使用環境と第Ｐ＋１の使用環境は互いに異なる使用環境。Ｐは１以上Ｎ－１以下の整数。）、まず、第１の使用環境に対応するパラメタ変遷情報（第１のパラメタ変遷情報）を変遷情報記憶部１０１から取得する。そして、使用環境情報を利用して、第１の使用環境で対象電池が維持された経過時間Δｔ１を特定する。その後、取得した第１のパラメタ変遷情報を利用して、初期状態にある電池パラメタが第１の使用環境で時間Δｔ１の間使用された後の電池パラメタの状態（Δｔ０－ｎ＝Δｔ１の時のｐの値）を特定する。以下、ここで特定した電池パラメタの状態を第１の状態といい、特定したｐの値をｐ１とする。
　その後、パラメタ推定部１０３は、第Ｑの使用環境に対応するパラメタ変遷情報を利用して、第Ｑ－１の状態にある電池パラメタが第Ｑの使用環境で使用された場合における第Ｑの使用環境終了時の状態である第Ｑの状態を推定する処理を、Ｑ＝２として１回行う（Ｎ＝２の場合）、又は、Ｑ＝２からＱ＝ＮになるまでＱの値を１ずつ大きくしながら繰り返す（Ｎ≧３の場合）ことで、第Ｎの使用環境終了時における電池パラメタの状態である第Ｎの状態を推定する。そして、推定した第Ｎの状態を、状態推定時における対象電池の電池パラメタの状態と推定する。
　すなわち、第１の状態（ｐ１）を特定した後、パラメタ推定部１０３は、第２の使用環境（第１の使用環境の直後の使用環境）に対応するパラメタ変遷情報（第２のパラメタ変遷情報）を変遷情報記憶部１０１から取得する。そして、使用環境情報を利用して、第２の使用環境で対象電池が維持された経過時間Δｔ２を特定する。その後、取得した第２のパラメタ変遷情報を利用して、第１の状態にある電池パラメタが第２の使用環境で時間Δｔ２の間使用された後の電池パラメタの状態（第２の状態、ｐ２）を特定する。例えば、まず、第２のパラメタ変遷情報を利用して、ｐ＝ｐ１となるΔｔ０－ｎ（＝Δｔ１´）特定する。その後、第２のパラメタ変遷情報を利用して、Δｔ０－ｎ＝Δｔ１´＋Δｔ２の時のｐの値をｐ２として算出する。
　Ｎ＝２の場合、ｐ２が状態推定時における対象電池の電池パラメタの状態となる。一方、Ｎが３以上の場合、パラメタ推定部１０３は、第２の状態（ｐ２）、第３の使用環境に対応する第３のパラメタ変遷情報、第３の使用環境で対象電池が維持された経過時間Δｔ３を利用し、同様にして、第２の状態にある電池パラメタが第３の使用環境で時間Δｔ３の間使用された後の電池パラメタの状態（第３の状態、ｐ３）を特定する。以降、必要に応じて同様の処理を繰り返して第Ｎの状態（ｐ３）を特定した後、その状態を、状態推定時における対象電池の電池パラメタの状態と推定する。
　ここで、図４に当該処理の内容を視覚的に示す。第ｋの使用環境（ｋは２以上Ｎ－１以下の整数）で時刻ｔ１からｔ２までの間、使用された後、第ｋ＋１の使用環境で時刻ｔ２からｔ３までの間、使用されたものとする。図には、第ｋの使用環境に対応する第ｋのパラメタ変遷情報と、第ｋ＋１の使用環境に対応する第ｋ＋１のパラメタ変遷情報が示されている。
　まず、パラメタ推定部１０３は、第ｋ－１の使用環境で使用された後の電池パラメタの状態である第ｋ－１の状態（ｐ＝ｐｋ－１）と第ｋのパラメタ変遷情報を用いて、第ｋ－１の状態にある電池パラメタが第ｋの使用環境で時間Δｔ（＝ｔ２－ｔ１）の間使用された後の電池パラメタの状態（第ｋの状態、ｐｋ）を特定する。その後、パラメタ推定部１０３は、第ｋの使用環境で使用された後の電池パラメタの状態である第ｋの状態（ｐ＝ｐｋ）と第ｋ＋１のパラメタ変遷情報を用いて、第ｋの状態にある電池パラメタが第ｋ＋１の使用環境で時間Δｔ（＝ｔ３－ｔ２）の間使用された後の電池パラメタの状態（第ｋ＋１の状態、ｐｋ＋１）を特定する。
　以上説明した本実施形態の電池状態推定装置１００によれば、劣化後の電池容量を推定するために用いるパラメタ（電池パラメタ）の劣化後の状態を推定する新たな手段が実現される。本実施形態の電池状態推定装置１００によれば、比較的簡易な演算処理により、電池パラメタの劣化後の状態を推定することが可能となる。これにより、複雑な運用によって劣化した電池状態を、予め網羅的なデータを大量に取得することなく、必要最低限の量のデータを用いることで推定することが可能となる。
＜第２の実施形態＞
　本実施形態の電池状態推定装置は、劣化度推定部１０４を有する点で第１の実施形態の電池状態推定装置と異なる。図５に本実施形態の電池状態推定装置の機能ブロック図の一例を示す。図示するように、本実施形態の電池状態推定装置１００は、変遷情報記憶部１０１と、使用環境取得部１０２と、パラメタ推定部１０３と、劣化度推定部１０４とを有する。変遷情報記憶部１０１及び使用環境取得部１０２の構成は、第１の実施形態と同様であるのでここでの説明は省略する。以下、パラメタ推定部１０３と劣化度推定部１０４について説明する。
　パラメタ推定部１０３は、第１の実施形態と同様にして、電池パラメタの変化率及び／又は変化量を算出することができる。さらに、パラメタ推定部１０３は、推定した変化率及び／又は変化量に基づいて、電池パラメタそのものの値を推定することができる。例えば、パラメタ推定部１０３は、電池パラメタの初期値を予め記憶しておく。電池パラメタの初期値は、対象電池各々の設計等に基づいて算出された値とすることができる。そして、パラメタ推定部１０３は、予め記憶している電池パラメタの初期値と、推定した状態推定時における電池パラメタの状態（電池パラメタの変化率及び／又は変化量等）とを利用して、状態推定時における電池パラメタの値を算出する。
　劣化度推定部１０４は、状態推定時における電池パラメタの推定された状態に基づいて、対象電池の電池容量の劣化の程度を推定する。例えば、劣化度推定部１０４は、状態推定時における電池パラメタの推定された状態に基づいてパラメタ推定部１０３が推定した電池パラメタの値を利用して、状態推定時における対象電池の電池容量を算出する。その後、算出した状態推定時における対象電池の電池容量と、予め記憶していた対象電池の初期状態の電池容量とを利用して、電池容量の劣化率を算出してもよい。電池パラメタの値を利用して状態推定時における対象電池の電池容量を算出する手段は特段制限されないが、以下の実施形態で一例を説明する。
　次に、図６のフローチャートを用いて、本実施形態の電池状態推定装置が実行する電池状態推定方法の処理の流れの一例を説明する。
　Ｓ１０では、使用環境取得部１０２が、対象電池の使用開始時から状態推定時までの使用環境を示す使用環境情報を取得する。Ｓ２０では、パラメタ推定部１０３が、Ｓ１０で取得した使用環境情報と、変遷情報記憶部１０１が記憶するパラメタ変遷情報とを利用して、状態推定時における対象電池の電池パラメタの状態を推定する。Ｓ３０では、劣化度推定部１０４が、Ｓ２０で推定された電池パラメタの状態に基づいて、対象電池の電池容量の劣化の程度を推定する。
　以上説明した本実施形態の電池状態推定装置１００によれば、第１の実施形態で説明した効果を実現することができる。また、劣化後の電池容量を推定するための新たな手段が実現される。
＜第３の実施形態＞
　次に、第１及び第２の実施形態の電池状態推定装置１００を具体化した本実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
　図７に、本実施形態の電池状態管理システムの機能ブロック図の一例を示す。当該例においては、対象電池と電池状態推定装置とは別の筺体に設けられ、互いに通信可能になっている。
　リチウムイオン二次電池（対象電池）は、筐体１、電池パック２、電池を制御するＢＭＵ３、ＰＣＳ(Power Control System)４などを含んで構成される。
　電池パック２は、数個から２０個程度の電池セルから構成される複数のモジュールからなる。各モジュール内には電池セルが直列または並列に接続されている。リチウムイオン二次電池はセル毎に電圧モニタによる電圧値を取得でき、また直列接続のセルを流れる電流モニタにより、充放電電流値を取得できる。セルバランス回路の実態によっては、セル毎の充放電電流値もモニタ・監視できる。
　ＢＭＵ３は各電池セルの電圧・電流モニタ、温度モニタなどを監視し、ＰＣＳ４と通信しながら充電・放電時の安全を確保する。また、必要に応じて直列セルのセルバランスをとる。例えば各セルの電圧が適正か、あるいは充電・放電時の電流量が許容範囲内かを監視する。また、充電時に特定のセル電圧が規定値に早く達した場合は、そのセルの電流は別途設けておいた抵抗にバイパスして逃し、そのほかのセル電圧が規定値になるまで充電するなどして、全部のセルの電圧を調整する。ただし、セルバランス回路はここで述べた抵抗式以外の方式もあり、抵抗式に限定されるものではない。また、ＢＭＵ３を電池パック２に含めて構成することもできる。
　ＰＣＳ４は組電池と電力系統、および家庭内への配電盤とインバーター等を経由して接続する。ＰＣＳ４は太陽光発電パネルとインバーター等を経由して接続する場合もある。ＰＣＳ４は電池の充電・放電をＢＭＵ３と通信しながら行う。ここではＰＣＳ４は外部、例えば遠隔監視システム５と通信する場合を想定する。ＰＣＳ４は、筐体１の内部にある場合もあるし、筐体１とは独立している場合もあるし、また筺体１内にＰＣＳ４を持ちながら別の上位ＰＣＳ４と通信する形態もある。ＰＣＳ４は系統電力の監視機能を持つ。例えば電力計を持ち、各時刻の電力を記録する。またＢＭＵ３と通信し、ＢＭＵ３で監視しているセル電圧や電流、温度も取得する。セル電圧や電流、温度はセル単位ではなく、モジュール単位の場合もある。ＰＣＳ４はデータを蓄積するバッファまたはメモリを持ち、一定期間のセル電圧・電流・温度を記憶する。記憶したこれら一定期間中のセル電圧・電流・温度データの一部または全部を、遠隔監視システム５内に格納する。
　リチウムイオン二次電池の構成によっては、ＰＣＳ４の他にシステムコントローラと呼ばれる部分を有する場合がある。これは、ＰＣＳ４の一部の機能をシステムコントローラが担うものである。例えば系統電力の配線・家庭内の配線と接続し電力の供給を制御する機能や、ＢＭＵ３と通信しながら、充放電を行う機能などである。
　遠隔監視システム５は、電池状態推定装置１００を有する。図８に、遠隔監視システム５の機能ブロック図の一例を示す。図示するように、遠隔監視システム５は、運用プロファイル記憶部２１と、運用条件モデリング部２２と、電池状態推定部２６と、告知部２８とを有する。電池状態推定部２６は、パラメタ算出部２３と、パラメタマップ記憶部２４と、電池モデル部２５と、劣化度判定部２７とを有する。
　運用プロファイル記憶部２１及び運用条件モデリング部２２は、使用環境取得部１０２に対応する。パラメタ算出部２３は、パラメタ推定部１０３に対応する。パラメタマップ記憶部２４は、変遷情報記憶部１０１に対応する。電池モデル部２５及び劣化度判定部２７は、劣化度推定部１０４に対応する。
　遠隔監視システム５では、ＰＣＳ４から取得したセル電圧・電流・温度等のプロファイルが運用プロファイル記憶部２１に記憶される。そして、運用条件モデリング部２２においてセル電圧・電流・温度のプロファイルをモデル化する。すなわち、セル電圧・電流・温度のプロファイルに対して、離散化等の所定のデータ処理を行う。以下、モデル化の一例を説明するが、これに限定されない。
　まず、モデル化は運用を、例えば充電・放電・休止の３つのモードに分類する。また温度は、例えば各モードにおける平均温度とすることができる。また、例えば、電流は定格値を２分割した量で３値に離散化する。また、例えば、電圧値は、定格値を６分割した量で７値に離散化する。こうして、運用時のセル電圧・電流・温度プロファイルを複数の離散値を持つ矩形的なプロファイルなどに単純モデル化する。このモデル化した運用プロファイル（使用環境情報）は、時系列関係を維持したまま、電池状態推定部２６に渡される。なお、セル電圧・電流・温度のプロファイルをモデル化せず、そのまま使用環境情報として、電池状態推定部２６に渡してもよい。図９に、実際の複雑な運用条件の推移をモデル化した後のデータのイメージを示す。
　電池状態推定部２６では、運用条件モデリング部２２から取得した使用環境情報を利用して、対象電池の状態を推定する。
　まず、電池状態推定部２６は、一定期間内の運用プロファイルを用いてパラメタ算出部２３で状態推定時における電池パラメタの値を算出する。電池パラメタは、例えば、正極・負極の活物質の活性度および可動リチウムイオン量である。パラメタ算出部２３は、パラメタマップ記憶部２４に記憶されているパラメタ推移プロファイル（パラメタ変遷情報：図２参照）と運用プロファイルから上記期間経過後のパラメタの状態（パラメタの変化率、変化量等）を算出する。なお、可動リチウムイオン量ではなく、放電開始時の正極・負極活物質におけるリチウムイオンの化学量論比を用いてもよい。
　パラメタマップ記憶部２４には、種々の条件下における各電池パラメタの推移プロファイルが格納されている。一例をあげると、温度が－５℃から５５℃まで１０℃刻み、電流値Ｃレート（セルの定格容量値（Ａｈ）で規格化した電流値）が０．３Ｃ、０．５Ｃ、１Ｃ、２Ｃ、５Ｃ、充放電電圧範囲が３．０－４．２Ｖ、３．０－４．１Ｖ、３．０－４．０Ｖ、３．０－３．９５Ｖ、３．９５－４．２Ｖの各条件対してパラメタ推移プロファイル（パラメタ変遷情報）を持つ。パラメタマップ記憶部２４で記憶されているパラメタ変化のイメージを図２に示す。図２のような、種々の条件での電池パラメタの状態の推移が記憶されている。各パラメタ推移プロファイル（パラメタ変遷情報）は、試験方法すなわち、いわゆる保存試験、サイクル試験などが対応付けられている。なお、パルス的な充放電を繰り返す試験によるパラメタ推移を含んでもよい。
　ここで保存試験とは、ある電圧まで充電後、電流を停止した状態のまま放置し、その状態に保持しておくことによる劣化を調べる試験である。この場合、電圧の測定端子を接続した状態のままでも、また外した状態でも良い。また、ここでサイクル試験とは、ある電圧範囲での充放電を継続し、その充放電の繰り返しによる劣化を調べる試験である。
　各パラメタの推移プロファイルは、上記のリチウムイオン二次電池のセル特性を別途測定して得る。セル特性でなくても、モジュールなど組電池単位でもよいが、組電池は複数の電池特性のある種の平均値になることから、単体のセル特性の測定データを元にすることが望ましい。また、リチウムイオン二次電池に搭載される電池セルと同組成で形状・サイズ・容量値などが異なるセルの劣化試験によるデータでもよいが、実際に搭載されるセルと同型が望ましい。
　パラメタの抽出は非特許文献 Journal of The Electrochemical Society 第154巻第3号A198頁や、Journal of Power Sources 第196巻10141頁記載などの手法で行うことができる。一例を紹介すると、活物質内の拡散方程式、および活物質表面－電解液界面での電荷交換式(速度論、Butler-Volmer式)などを解いて、リチウムイオン二次電池の放電曲線を算出する。算出した放電曲線は電池パラメタに依存する。そこで、非線形最小二乗法などを用いて実際の放電曲線から算出した放電曲線をフィッティングし、電池パラメタの状態（変化率、変化量等）を推定する。
　例えば、４５℃、１Ｃ、電圧範囲３．０－４．２Ｖの充放電サイクル試験の結果から、各サイクルの放電曲線を取り出し、上記の非特許文献に記載のパラメタ抽出手法によって電池パラメタを抽出する。サイクル回数が増えるにつれて、容量値の低下が観察され、同時に各電池パラメタの変化する様子が観察される。これらのパラメタ抽出は、大型リチウムイオン二次電池が出荷される前、または出荷直後２－３年以内に実験室などで別途行なっておくことが望ましい。
　実際の運用プロファイルは、様々な短期間の運用プロファイルの組み合わせである。すなわち、同じ時間に充電・放電する場合でも、充電時・放電時の温度が前日と異なる場合が想定される。これらの異なる運用プロファイルの様々な組み合わせについて、網羅的にすべての状況を想定した劣化試験をすることは不可能であることから、ある程度単純化した運用プロファイルを接続して電池状態の推移を推定する。運用プロファイルの接続による電池状態の推定には、条件が異なるパラメタ推移プロファイルを接続することで行う。
　パラメタ推移の接続手法の一例を図に示しながら説明する。図１３は、電池パラメタの温度Ｔ１およびＴ２の時の推移を示している。横軸は使用開始時からの経過時間、縦軸は電池パラメタの変化率である。電池パラメタの状態（変化量、変化率等）は時間に対して線形と限らないため、一般的に非線形な形状で図示した。ある時刻ｔ１からｔ２まで温度がＴ１であり、ｐがｐ（ｔ１）からｐ（ｔ２）に変化し、その変化分がΔｐ（ｔ２←ｔ１）とする。その後、時刻ｔ２からｔ３までの間は温度がＴ２になり、パラメタがｐ（ｔ３）に変化し、その変化分がΔｐ（ｔ３←ｔ２）とする。ｔ１からｔ２の間やｔ２からｔ３の間は、例えば、３．０－４．２Ｖ、０．３Ｃで充放電を繰り返しているとする。この時電池パラメタは、ｔ１からｔ２へはＴ１での推移曲線上を推移し、ｔ２からｔ３はＴ２における推移曲線上を推移する。またＴ１からＴ２に推移するときは、Ｔ１上のｐ（ｔ２）からＴ２上のｐ（ｔ２）に推移する。
　上記は、同じ充放電条件（電圧範囲・Ｃレート）で、温度が変化する場合について述べているが、温度が同じだけでなく、充放電条件が変化した場合（電圧範囲またはＣレートＺ）が変化した場合も同様にパラメタを接続する。
　休止状態のパラメタ接続には、保存試験により得られたパラメタ変化を接続する。また、充電および放電時には、いわゆる充放電サイクル試験より得られたパラメタ変化を接続する。
　また、運用条件モデリング部２２から取得した運用プロファイル（使用環境情報）で特定される温度（運用時温度）と完全に一致する温度が対応付けられているパラメタ推移プロファイル（パラメタ変遷情報：図２参照）が無い場合は、その運用時温度に最も近く、その上下２つの温度（運用時温度よりも高い温度であって、最も運用時温度に近いものと、運用時温度よりも低い温度であって、最も運用時温度に近いもの。）におけるパラメタの状態（変化量、変化率等）からアレニウス則を用いて補間する。例えば運用時温度がＴａであり、上下２つの温度がＴｂ及びＴｃ（Ｔｂ＜Ｔａ＜Ｔｃ）である場合、Ｔｂ、Ｔｃ、ｐ（Ｔｂ）、及び、ｐ（Ｔｃ）を用いて、以下の式（１）により、ｐ（Ｔａ）を算出することができる。なお、式中のｌｎは自然対数、ｅｘｐは指数関数を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　なお、補間する場合に用いるパラメタ推移プロファイルは２つに限定されない。例えば、数個の温度における電池パラメタの状態（変化率、変化量等）から回帰計算などでアレニウス則の形にフィッティングするなどしても良い（式（２）参照）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ここで、ｐ０、Ｅａは定数、ｋはボルツマン定数（１．３８１×１０－２３ｍ２ｋｇ／ｓＫ）、Ｔは全体温度である。フィッティングはｐ０、Ｅａをフィッティングパラメタにして行う。
　また、運用条件モデリング部２２から取得した運用プロファイル（使用環境情報）で特定されるＣレート（運用Ｃレート）と完全に一致するＣレートが対応付けられているパラメタ推移プロファイル（パラメタ変遷情報：図２参照）が無い場合は、その運用Ｃレートに最も近く、その上下２つのＣレート（運用Ｃレートよりも高いＣレートであって、最も運用Ｃレートに近いものと、運用Ｃレートよりも低いＣレートであって、最も運用Ｃレートに近いもの。）における電池パラメタの状態（変化率、変化量等）から同様に補間する。例えば運用時ＣレートがＣａであり、上下２つの温度がｃｂ及びＣｃ（Ｃｂ＜Ｃａ＜Ｃｃ）である場合、Ｃｂ、Ｃｃ、ｐ（Ｃｂ）、及び、ｐ（Ｃｃ）を用いて、以下の式（３）により、ｐ（Ｃａ）を算出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　なお、補間する場合に用いるパラメタ推移プロファイルは２つに限定されない。例えば、数個のＣレート依存性から適切に多項式展開して補間するなどしても良い。また、活物質の種類によっては劣化機構モデル構築などにより、その劣化モデル内のパラメタをフィッティングすることで、上記の電池パラメタの状態（変化率、変化量等）を補間してもよい。
　また、運用条件モデリング部２２から取得した運用プロファイル（使用環境情報）で特定される電圧範囲（運用時電圧範囲）と完全に一致する電圧範囲が対応付けられているパラメタ推移プロファイル（パラメタ変遷情報：図２参照）が無い場合は、その運用時電圧範囲に最も近く、その上下２つの電圧範囲（例：上限電圧が運用時電圧範囲の上限電圧よりも高い電圧範囲であって、上限電圧が運用時電圧範囲の上限に最も近いものと、上限電圧が運用時電圧範囲の上限電圧よりも低い電圧範囲であって、上限電圧が運用時電圧範囲の上限に最も近いもの）における電池パラメタの状態（変化率、変化量等）から同様に補間する。例えば運用時電圧範囲の上限電圧がＶａであり、上下２つの電圧範囲の上限電圧がＶｂ及びＶｃ（Ｖｂ＜Ｖａ＜Ｖｃ）である場合、Ｖｂ、Ｖｃ、ｐ（Ｖｂ）、及び、ｐ（Ｖｃ）を用いて、以下の式（４）により、ｐ（Ｖａ）を算出することができる。下限電圧についても同様である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　なお、補間する場合に用いるパラメタ推移プロファイルは２つに限定されない。例えば、数個の電圧依存性から適切に多項式展開して補間するなどしても良い。また、活物質の種類によっては劣化機構モデル構築などにより、その劣化モデル内のパラメタをフィッティングすることで、上記のパラメタｐ値を補間してもよい。その後、パラメタ算出部２３は、算出した電池パラメタの状態（変化率、変化量等）を用いて、現時点（状態推定時）における電池パラメタの値を算出する。
　その後、電池モデル部２５において、上記算された電池パラメタの値を利用して、電池の容量値を算出する。次いで、運用前の容量値との比率から、劣化度判定部２７で現在の電池容量の劣化度を算出する。電池の容量値の算出は従来技術を利用して実現できるが、以下、一例を簡単に説明する。
　電池モデル部２５では、以下のButler‐Volmer式（式（５））、及び、活物質内での拡散方程式（式（６））を用いて容量値を計算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　ここで、Ｕｉは活物質の開放電圧値、Ｒは気体定数（８．３１４５ｍ２・ｋｇ／ｓ２・Ｋ・ｍｏｌ）、Ｔは絶対温度（Ｋ）、αａおよびα＝０．５、Ｄは活物質のリチウムイオンの拡散定数、ｒは活物質粒子内での座標、ｔは時間である。添字ｉは正極・負極各々に対してｐ、ｎをとる。またｘは活物質内のリチウムイオンの化学量論比であり、以下の式（７）で示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　さらに、電池の電圧値は、正極・負極のポテンシャルを用いて、以下の式（８）で算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　電池パラメタである活物質の有効活性率εｉおよび式（５）中のｊｉは、以下の式（９）で示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　可動リチウムイオン量は上記の化学量論比xを用いて、非特許文献 Journal of Power Sources 第１９６巻 １０１４１－１０１４７頁記載の数式に従って計算する。なお、Ｄｉ、ｋｉは、正極材だけあるいは負極材だけとリチウム対極から構成される半電池から得られる実測値、あるいは論文値を使用する。ｃｅ、ｃｉ．ｍａｘ、及びｒｉは、論文値を使用する。放電開始時のｘｉは可動リチウムイオン量から求める。ここで、可動リチウムイオン量を経由してxを求めているのは、パラメタの変遷のモデル化上、可動リチウムイオンとして扱う方が容易と考えているからである。化学量論比の変遷のモデル化が容易な場合は、正極および負極の化学量論比をそのまま用いても良い。
　ここで、計算方法をより詳細に説明する。上記の式（５）から式（９）までを用いる容量値の計算は、仮想的に放電過程をシミュレートして行う。すなわち、予め電池の容量値を計測する電圧範囲を定義しておき、上限電圧にある電池を仮想的に放電し、下限電圧に到達するまでの時間を計算する。
　まず、運用条件モデリング部２２でモデル化した電流値から、ある電流値Ｉappを設定する。Ｉappが決まると、式（９）によって電流密度が決まる。Ｉappは定電流であるから、式（５）中の左辺のｊｉは一定となる。ちなみに、正極の電流密度ｊｐおよびｊｎは符合が異なる。その後、パラメタ算出部２３で算出した電池パラメタの値εｉおよび正極・負極の化学量論比ｘの値を式（５）に代入して右辺のΦｉを正極・負極について求める。電池の出力は式（８）によって求める。ただし、式（５）はある瞬間の電池電圧を計算する式である。放電過程の各時刻での電圧を計算するために、式（６）を用いる。
　ここで、ある時刻ｔでの電圧を式（５）によって計算したと仮定する。ある微小時間Δｔ後、すなわち時刻ｔ＋Δｔにおける活物質内のリチウムイオン濃度ｃｉ，ｓを、式（６）によって求める。このリチウムイオン濃度ｃｉ，ｓを用いて、式（５）でΦｉを計算する。
　式（５）と（６）による計算を繰り返すと、徐々に電池の電圧Vが低下していく。放電開始から、電圧Vが下限電圧に到達するまでの時間を計算し、その時間とＩappとの積が推定された容量値となる。劣化度は、初期の容量値に対する、現在の推定された容量値の比率として計算する。
　ここで、実際に運用プロファイルを最も単純にモデル化し、状態推定した例を示す。まず、モジュール温度を１日の平均値とする。１年間の温度プロファイルが図１０及び１１に示す状態で使用した２つの場合について電池の状態を推定した。図１０及び１１は、それぞれ異なる設置場所におけるモジュール温度の１年間の推移を示したものである。図１１の方が図１０よりも平均温度が高い。
　充放電は１日に１回とし、充放電の電圧範囲は２．８－４．２Ｖとした。初期容量に対する劣化量(率)を推定した例を図１２に示す。横軸は運用期間、縦軸は初期容量に対する劣化率である。図１２中♯１および♯２はそれぞれ図１０及び１１の温度プロファイルの時の劣化率である。平均温度が高い図１１の方が、速く劣化が進行すると推定された。
　劣化度判定部２７では、初期容量に対する比率を計算する。比率は告知部２８で出力する。例えば、ディスプレイ、スピーカ、プリンタ等のあらゆる出力装置を介して出力することができる。
　なお、比率が予め設定した閾値以下になった場合には警報を発報してもよい。あるいは、劣化度判定部２７では初期容量に対する推定容量値の比率の時間推移、または容量推定値の時間推移を記憶しておき、その変化率が予め設定した閾値を超えた場合には警報を発報してもよい。警報発報により、保守・交換作業時期をユーザあるいは保守・交換を請け負う事業者へ告知することができる。
　以下、参考形態の例を付記する。
１．　時間の経過とともに状態が変化し、状態の変化が電池容量に影響を及ぼす電池パラメタの経時変化の態様を示す情報であって、初期状態から所定の時間経過後の所定の状態になるまでの経時変化の態様を電池の使用環境毎に示した複数のパラメタ変遷情報を記憶する変遷情報記憶手段と、
　状態推定対象である対象電池の使用開始時から状態推定時までの使用環境を示す使用環境情報を取得する使用環境取得手段と、
　前記使用環境情報と、前記パラメタ変遷情報とを利用して、前記状態推定時における前記対象電池の前記電池パラメタの状態を推定するパラメタ推定手段と、
を有し、
　前記パラメタ推定手段は、前記対象電池の前記使用開始時から前記状態推定時までの使用環境が、第１の使用環境から第Ｎの使用環境（Ｎは２以上の整数）までこの順に変化していくものである場合（第Ｐの使用環境と第Ｐ＋１の使用環境は互いに異なる使用環境。Ｐは１以上Ｎ－１以下の整数。）、第Ｐの使用環境に対応する前記パラメタ変遷情報を利用して、前記電池パラメタが前記第Ｐの使用環境で使用された場合における前記第Ｐの使用環境終了時の状態である第Ｐの状態を推定し、その後、第Ｐ＋１の使用環境に対応する前記パラメタ変遷情報を利用して、第Ｐの状態にある前記電池パラメタが前記第Ｐ＋１の使用環境で使用された場合における前記第Ｐ＋１の使用環境終了時の状態である第Ｐ＋１の状態を推定する処理を利用して、前記第Ｎの使用環境終了時における前記電池パラメタの状態である第Ｎの状態を推定し、推定した前記第Ｎの状態を前記状態推定時における前記対象電池の前記電池パラメタの状態と推定する電池状態推定装置。
２．　１に記載の電池状態推定装置において、
　前記パラメタ推定手段は、前記対象電池の前記使用開始時から前記状態推定時までの使用環境が、第１の使用環境から第Ｎの使用環境（Ｎは２以上の整数）までこの順に変化していくものである場合（第Ｐの使用環境と第Ｐ＋１の使用環境は互いに異なる使用環境。Ｐは１以上Ｎ－１以下の整数。）、まず、第１の使用環境に対応する前記パラメタ変遷情報を利用して、前記初期状態にある前記電池パラメタが前記第１の使用環境で使用された場合における前記第１の使用環境終了時の状態である第１の状態を推定し、その後、第Ｑの使用環境に対応する前記パラメタ変遷情報を利用して、第Ｑ－１の状態にある前記電池パラメタが前記第Ｑの使用環境で使用された場合における前記第Ｑの使用環境終了時の状態である第Ｑの状態を推定する処理を、Ｑ＝２として１回行う（Ｎ＝２の場合）、又は、Ｑ＝２からＱ＝ＮになるまでＱの値を１ずつ大きくしながら繰り返す（Ｎ≧３の場合）ことで、前記第Ｎの使用環境終了時における前記電池パラメタの状態である第Ｎの状態を推定し、推定した前記第Ｎの状態を、前記状態推定時における前記対象電池の前記電池パラメタの状態と推定する電池状態推定装置。
３．　１又は２に記載の電池状態推定装置において、さらに、
　前記状態推定時における前記電池パラメタの推定された状態に基づいて、前記対象電池の電池容量の劣化の程度を推定する劣化度推定手段を有する電池状態推定装置。
４．　１から３のいずれかに記載の電池状態推定装置において、
　前記変遷情報記憶手段は、充放電状態、及び、充放電が行われていない休止状態各々に対応する前記パラメタ変遷情報を記憶し、
　前記使用環境取得手段は、前記使用環境情報として、前記使用開始時から前記状態推定時までにおける前記充放電状態及び前記休止状態の変遷を示す情報を取得する電池状態推定装置。
５．　１から４のいずれかに記載の電池状態推定装置において、
　前記変遷情報記憶手段は、電流値、電圧値及び温度の中の少なくとも１つが互いに異なる複数の使用環境毎の前記パラメタ変遷情報を記憶し、
　前記使用環境取得手段は、前記使用環境情報として、前記使用開始時から前記状態推定時までにおける電流値、電圧値及び温度の中の少なくとも１つの変遷を示す情報を取得する電池状態推定装置。
６．　１から５のいずれかに記載の電池状態推定装置において、
　前記パラメタ推定手段は、前記使用開始時から前記状態推定時までの前記電池パラメタの変化量及び／又は変化率を前記電池パラメタの状態として推定する電池状態推定装置。
７．　１から６のいずれかに記載の電池状態推定装置において、
　前記対象電池は、リチウムイオン二次電池であり、
　前記電池パラメタは、活物質量、可動リチウムイオン量、及び、正極・負極の化学量論比の中の少なくとも１つを含む電池状態推定装置。
８．　１から７のいずれかに記載の電池状態推定装置であって、
　前記対象電池とは異なる筺体内に備えられ、前記対象電池と通信可能に構成されており、
　前記使用環境取得部は、前記対象電池から前記使用環境情報を取得する電池状態推定装置。
９．　１から７のいずれかに記載の電池状態推定装置であって、
　前記対象電池内に備えられている電池状態推定装置。
１０．　８に記載の電池状態推定装置と、前記対象電池とを有する電池状態管理システム。
１１．　９に記載の電池状態推定装置を有する電池。
１２．　コンピュータが、
　時間の経過とともに状態が変化し、状態の変化が電池容量に影響を及ぼす電池パラメタの経時変化の態様を示す情報であって、初期状態から所定の時間経過後の所定の状態になるまでの経時変化の態様を電池の使用環境毎に示した複数のパラメタ変遷情報を記憶しておき、
　状態推定対象である対象電池の使用開始時から状態推定時までの使用環境を示す使用環境情報を取得する使用環境取得ステップと、
　前記使用環境情報と、前記パラメタ変遷情報とを利用して、前記状態推定時における前記対象電池の前記電池パラメタの状態を推定するパラメタ推定ステップと、
を実行し、
　前記パラメタ推定ステップでは、前記対象電池の前記使用開始時から前記状態推定時までの使用環境が、第１の使用環境から第Ｎの使用環境（Ｎは２以上の整数）までこの順に変化していくものである場合（第Ｐの使用環境と第Ｐ＋１の使用環境は互いに異なる使用環境。Ｐは１以上Ｎ－１以下の整数。）、第Ｐの使用環境に対応する前記パラメタ変遷情報を利用して、前記電池パラメタが前記第Ｐの使用環境で使用された場合における前記第Ｐの使用環境終了時の状態である第Ｐの状態を推定し、その後、第Ｐ＋１の使用環境に対応する前記パラメタ変遷情報を利用して、第Ｐの状態にある前記電池パラメタが前記第Ｐ＋１の使用環境で使用された場合における前記第Ｐ＋１の使用環境終了時の状態である第Ｐ＋１の状態を推定する処理を利用して、前記第Ｎの使用環境終了時における前記電池パラメタの状態である第Ｎの状態を推定し、推定した前記第Ｎの状態を前記状態推定時における前記対象電池の前記電池パラメタの状態と推定する電池状態推定方法。
１２－２．　１２に記載の電池状態推定方法において、
　前記パラメタ推定ステップでは、前記対象電池の前記使用開始時から前記状態推定時までの使用環境が、第１の使用環境から第Ｎの使用環境（Ｎは２以上の整数）までこの順に変化していくものである場合（第Ｐの使用環境と第Ｐ＋１の使用環境は互いに異なる使用環境。Ｐは１以上Ｎ－１以下の整数。）、まず、第１の使用環境に対応する前記パラメタ変遷情報を利用して、前記初期状態にある前記電池パラメタが前記第１の使用環境で使用された場合における前記第１の使用環境終了時の状態である第１の状態を推定し、その後、第Ｑの使用環境に対応する前記パラメタ変遷情報を利用して、第Ｑ－１の状態にある前記電池パラメタが前記第Ｑの使用環境で使用された場合における前記第Ｑの使用環境終了時の状態である第Ｑの状態を推定する処理を、Ｑ＝２として１回行う（Ｎ＝２の場合）、又は、Ｑ＝２からＱ＝ＮになるまでＱの値を１ずつ大きくしながら繰り返す（Ｎ≧３の場合）ことで、前記第Ｎの使用環境終了時における前記電池パラメタの状態である第Ｎの状態を推定し、推定した前記第Ｎの状態を、前記状態推定時における前記対象電池の前記電池パラメタの状態と推定する電池状態推定方法。
１２－３．　１２又は１２－２に記載の電池状態推定方法において、
　前記コンピュータは、さらに、
　前記状態推定時における前記電池パラメタの推定された状態に基づいて、前記対象電池の電池容量の劣化の程度を推定する劣化度推定ステップを実行する電池状態推定方法。
１２－４．　１２から１２－３のいずれかに記載の電池状態推定方法において、
　前記コンピュータは、充放電状態、及び、充放電が行われていない休止状態各々に対応する前記パラメタ変遷情報を記憶し、
　前記使用環境取得ステップでは、前記使用環境情報として、前記使用開始時から前記状態推定時までにおける前記充放電状態及び前記休止状態の変遷を示す情報を取得する電池状態推定方法。
１２－５．　１２から１２－４のいずれかに記載の電池状態推定方法において、
　前記コンピュータは、電流値、電圧値及び温度の中の少なくとも１つが互いに異なる複数の使用環境毎の前記パラメタ変遷情報を記憶し、
　前記使用環境取得ステップでは、前記使用環境情報として、前記使用開始時から前記状態推定時までにおける電流値、電圧値及び温度の中の少なくとも１つの変遷を示す情報を取得する電池状態推定方法。
１２－６．　１２から１２－５のいずれかに記載の電池状態推定方法において、
　前記パラメタ推定ステップでは、前記使用開始時から前記状態推定時までの前記電池パラメタの変化量及び／又は変化率を前記電池パラメタの状態として推定する電池状態推定方法。
１２－７．　１２から１２－６のいずれかに記載の電池状態推定方法において、
　前記対象電池は、リチウムイオン二次電池であり、
　前記電池パラメタは、活物質量、可動リチウムイオン量、及び、正極・負極の化学量論比の中の少なくとも１つを含む電池状態推定方法。
１３．　コンピュータを、
　時間の経過とともに状態が変化し、状態の変化が電池容量に影響を及ぼす電池パラメタの経時変化の態様を示す情報であって、初期状態から所定の時間経過後の所定の状態になるまでの経時変化の態様を電池の使用環境毎に示した複数のパラメタ変遷情報を記憶する変遷情報記憶手段、
　状態推定対象である対象電池の使用開始時から状態推定時までの使用環境を示す使用環境情報を取得する使用環境取得手段、
　前記使用環境情報と、前記パラメタ変遷情報とを利用して、前記状態推定時における前記対象電池の前記電池パラメタの状態を推定するパラメタ推定手段、
として機能させ、
　前記対象電池の前記使用開始時から前記状態推定時までの使用環境が、第１の使用環境から第Ｎの使用環境（Ｎは２以上の整数）までこの順に変化していくものである場合（第Ｐの使用環境と第Ｐ＋１の使用環境は互いに異なる使用環境。Ｐは１以上Ｎ－１以下の整数。）、前記パラメタ推定手段に、第Ｐの使用環境に対応する前記パラメタ変遷情報を利用して、前記電池パラメタが前記第Ｐの使用環境で使用された場合における前記第Ｐの使用環境終了時の状態である第Ｐの状態を推定し、その後、第Ｐ＋１の使用環境に対応する前記パラメタ変遷情報を利用して、第Ｐの状態にある前記電池パラメタが前記第Ｐ＋１の使用環境で使用された場合における前記第Ｐ＋１の使用環境終了時の状態である第Ｐ＋１の状態を推定する処理を利用して、前記第Ｎの使用環境終了時における前記電池パラメタの状態である第Ｎの状態を推定させ、推定させた前記第Ｎの状態を前記状態推定時における前記対象電池の前記電池パラメタの状態と推定させるプログラム。
１３－２．　１３に記載のプログラムにおいて、
　前記対象電池の前記使用開始時から前記状態推定時までの使用環境が、第１の使用環境から第Ｎの使用環境（Ｎは２以上の整数）までこの順に変化していくものである場合（第Ｐの使用環境と第Ｐ＋１の使用環境は互いに異なる使用環境。Ｐは１以上Ｎ－１以下の整数。）、前記パラメタ推定手段に、まず、第１の使用環境に対応する前記パラメタ変遷情報を利用して、前記初期状態にある前記電池パラメタが前記第１の使用環境で使用された場合における前記第１の使用環境終了時の状態である第１の状態を推定させ、その後、第Ｑの使用環境に対応する前記パラメタ変遷情報を利用して、第Ｑ－１の状態にある前記電池パラメタが前記第Ｑの使用環境で使用された場合における前記第Ｑの使用環境終了時の状態である第Ｑの状態を推定する処理を、Ｑ＝２として１回行う（Ｎ＝２の場合）、又は、Ｑ＝２からＱ＝ＮになるまでＱの値を１ずつ大きくしながら繰り返す（Ｎ≧３の場合）ことで、前記第Ｎの使用環境終了時における前記電池パラメタの状態である第Ｎの状態を推定させ、推定させた前記第Ｎの状態を、前記状態推定時における前記対象電池の前記電池パラメタの状態と推定させるプログラム。
１３－３．　１３又は１３－２に記載のプログラムにおいて、
　前記コンピュータを、さらに、
　前記状態推定時における前記電池パラメタの推定された状態に基づいて、前記対象電池の電池容量の劣化の程度を推定する劣化度推定手段として機能させるプログラム。
１３－４．　１３から１３－３のいずれかに記載のプログラムにおいて、
　前記変遷情報記憶手段に、充放電状態、及び、充放電が行われていない休止状態各々に対応する前記パラメタ変遷情報を記憶させ、
　前記使用環境取得手段に、前記使用環境情報として、前記使用開始時から前記状態推定時までにおける前記充放電状態及び前記休止状態の変遷を示す情報を取得させるプログラム。
１３－５．　１３から１３－４のいずれかに記載のプログラムにおいて、
　前記変遷情報記憶手段に、電流値、電圧値及び温度の中の少なくとも１つが互いに異なる複数の使用環境毎の前記パラメタ変遷情報を記憶させ、
　前記使用環境取得手段に、前記使用環境情報として、前記使用開始時から前記状態推定時までにおける電流値、電圧値及び温度の中の少なくとも１つの変遷を示す情報を取得させるプログラム。
１３－６．　１３から１３－５のいずれかに記載のプログラムにおいて、
　前記パラメタ推定手段に、前記使用開始時から前記状態推定時までの前記電池パラメタの変化量及び／又は変化率を前記電池パラメタの状態として推定させるプログラム。
１３－７．　１３から１３－６のいずれかに記載のプログラムにおいて、
　前記対象電池は、リチウムイオン二次電池であり、
　前記電池パラメタは、活物質量、可動リチウムイオン量、及び、正極・負極の化学量論比の中の少なくとも１つを含むプログラム。
　この出願は、２０１３年５月１６日に出願された日本出願特願２０１３－１０４２２４号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (13)

  1. 　時間の経過とともに状態が変化し、状態の変化が電池容量に影響を及ぼす電池パラメタの経時変化の態様を示す情報であって、初期状態から所定の時間経過後の所定の状態になるまでの経時変化の態様を電池の使用環境毎に示した複数のパラメタ変遷情報を記憶する変遷情報記憶手段と、
    　状態推定対象である対象電池の使用開始時から状態推定時までの使用環境を示す使用環境情報を取得する使用環境取得手段と、
    　前記使用環境情報と、前記パラメタ変遷情報とを利用して、前記状態推定時における前記対象電池の前記電池パラメタの状態を推定するパラメタ推定手段と、
    を有し、
    　前記パラメタ推定手段は、前記対象電池の前記使用開始時から前記状態推定時までの使用環境が、第１の使用環境から第Ｎの使用環境（Ｎは２以上の整数）までこの順に変化していくものである場合（第Ｐの使用環境と第Ｐ＋１の使用環境は互いに異なる使用環境。Ｐは１以上Ｎ－１以下の整数。）、第Ｐの使用環境に対応する前記パラメタ変遷情報を利用して、前記電池パラメタが前記第Ｐの使用環境で使用された場合における前記第Ｐの使用環境終了時の状態である第Ｐの状態を推定し、その後、第Ｐ＋１の使用環境に対応する前記パラメタ変遷情報を利用して、第Ｐの状態にある前記電池パラメタが前記第Ｐ＋１の使用環境で使用された場合における前記第Ｐ＋１の使用環境終了時の状態である第Ｐ＋１の状態を推定する処理を利用して、前記第Ｎの使用環境終了時における前記電池パラメタの状態である第Ｎの状態を推定し、推定した前記第Ｎの状態を前記状態推定時における前記対象電池の前記電池パラメタの状態と推定する電池状態推定装置。
  2. 　請求項１に記載の電池状態推定装置において、
    　前記パラメタ推定手段は、前記対象電池の前記使用開始時から前記状態推定時までの使用環境が、第１の使用環境から第Ｎの使用環境（Ｎは２以上の整数）までこの順に変化していくものである場合（第Ｐの使用環境と第Ｐ＋１の使用環境は互いに異なる使用環境。Ｐは１以上Ｎ－１以下の整数。）、まず、第１の使用環境に対応する前記パラメタ変遷情報を利用して、前記初期状態にある前記電池パラメタが前記第１の使用環境で使用された場合における前記第１の使用環境終了時の状態である第１の状態を推定し、その後、第Ｑの使用環境に対応する前記パラメタ変遷情報を利用して、第Ｑ－１の状態にある前記電池パラメタが前記第Ｑの使用環境で使用された場合における前記第Ｑの使用環境終了時の状態である第Ｑの状態を推定する処理を、Ｑ＝２として１回行う（Ｎ＝２の場合）、又は、Ｑ＝２からＱ＝ＮになるまでＱの値を１ずつ大きくしながら繰り返す（Ｎ≧３の場合）ことで、前記第Ｎの使用環境終了時における前記電池パラメタの状態である第Ｎの状態を推定し、推定した前記第Ｎの状態を、前記状態推定時における前記対象電池の前記電池パラメタの状態と推定する電池状態推定装置。
  3. 　請求項１又は２に記載の電池状態推定装置において、さらに、
    　前記状態推定時における前記電池パラメタの推定された状態に基づいて、前記対象電池の電池容量の劣化の程度を推定する劣化度推定手段を有する電池状態推定装置。
  4. 　請求項１から３のいずれか１項に記載の電池状態推定装置において、
    　前記変遷情報記憶手段は、充放電状態、及び、充放電が行われていない休止状態各々に対応する前記パラメタ変遷情報を記憶し、
    　前記使用環境取得手段は、前記使用環境情報として、前記使用開始時から前記状態推定時までにおける前記充放電状態及び前記休止状態の変遷を示す情報を取得する電池状態推定装置。
  5. 　請求項１から４のいずれか１項に記載の電池状態推定装置において、
    　前記変遷情報記憶手段は、電流値、電圧値及び温度の中の少なくとも１つが互いに異なる複数の使用環境毎の前記パラメタ変遷情報を記憶し、
    　前記使用環境取得手段は、前記使用環境情報として、前記使用開始時から前記状態推定時までにおける電流値、電圧値及び温度の中の少なくとも１つの変遷を示す情報を取得する電池状態推定装置。
  6. 　請求項１から５のいずれか１項に記載の電池状態推定装置において、
    　前記パラメタ推定手段は、前記使用開始時から前記状態推定時までの前記電池パラメタの変化量及び／又は変化率を前記電池パラメタの状態として推定する電池状態推定装置。
  7. 　請求項１から６のいずれか１項に記載の電池状態推定装置において、
    　前記対象電池は、リチウムイオン二次電池であり、
    　前記電池パラメタは、活物質量、可動リチウムイオン量、及び、正極・負極の化学量論比の中の少なくとも１つを含む電池状態推定装置。
  8. 　請求項１から７のいずれか１項に記載の電池状態推定装置であって、
    　前記対象電池とは異なる筺体内に備えられ、前記対象電池と通信可能に構成されており、
    　前記使用環境取得部は、前記対象電池から前記使用環境情報を取得する電池状態推定装置。
  9. 　請求項１から７のいずれか１項に記載の電池状態推定装置であって、
    　前記対象電池内に備えられている電池状態推定装置。
  10. 　請求項８に記載の電池状態推定装置と、前記対象電池とを有する電池状態管理システム。
  11. 　請求項９に記載の電池状態推定装置を有する電池。
  12. 　コンピュータが、
    　時間の経過とともに状態が変化し、状態の変化が電池容量に影響を及ぼす電池パラメタの経時変化の態様を示す情報であって、初期状態から所定の時間経過後の所定の状態になるまでの経時変化の態様を電池の使用環境毎に示した複数のパラメタ変遷情報を記憶しておき、
    　状態推定対象である対象電池の使用開始時から状態推定時までの使用環境を示す使用環境情報を取得する使用環境取得ステップと、
    　前記使用環境情報と、前記パラメタ変遷情報とを利用して、前記状態推定時における前記対象電池の前記電池パラメタの状態を推定するパラメタ推定ステップと、
    を実行し、
    　前記パラメタ推定ステップでは、前記対象電池の前記使用開始時から前記状態推定時までの使用環境が、第１の使用環境から第Ｎの使用環境（Ｎは２以上の整数）までこの順に変化していくものである場合（第Ｐの使用環境と第Ｐ＋１の使用環境は互いに異なる使用環境。Ｐは１以上Ｎ－１以下の整数。）、第Ｐの使用環境に対応する前記パラメタ変遷情報を利用して、前記電池パラメタが前記第Ｐの使用環境で使用された場合における前記第Ｐの使用環境終了時の状態である第Ｐの状態を推定し、その後、第Ｐ＋１の使用環境に対応する前記パラメタ変遷情報を利用して、第Ｐの状態にある前記電池パラメタが前記第Ｐ＋１の使用環境で使用された場合における前記第Ｐ＋１の使用環境終了時の状態である第Ｐ＋１の状態を推定する処理を利用して、前記第Ｎの使用環境終了時における前記電池パラメタの状態である第Ｎの状態を推定し、推定した前記第Ｎの状態を前記状態推定時における前記対象電池の前記電池パラメタの状態と推定する電池状態推定方法。
  13. 　コンピュータを、
    　時間の経過とともに状態が変化し、状態の変化が電池容量に影響を及ぼす電池パラメタの経時変化の態様を示す情報であって、初期状態から所定の時間経過後の所定の状態になるまでの経時変化の態様を電池の使用環境毎に示した複数のパラメタ変遷情報を記憶する変遷情報記憶手段、
    　状態推定対象である対象電池の使用開始時から状態推定時までの使用環境を示す使用環境情報を取得する使用環境取得手段、
    　前記使用環境情報と、前記パラメタ変遷情報とを利用して、前記状態推定時における前記対象電池の前記電池パラメタの状態を推定するパラメタ推定手段、
    として機能させ、
    　前記対象電池の前記使用開始時から前記状態推定時までの使用環境が、第１の使用環境から第Ｎの使用環境（Ｎは２以上の整数）までこの順に変化していくものである場合（第Ｐの使用環境と第Ｐ＋１の使用環境は互いに異なる使用環境。Ｐは１以上Ｎ－１以下の整数。）、前記パラメタ推定手段に、第Ｐの使用環境に対応する前記パラメタ変遷情報を利用して、前記電池パラメタが前記第Ｐの使用環境で使用された場合における前記第Ｐの使用環境終了時の状態である第Ｐの状態を推定し、その後、第Ｐ＋１の使用環境に対応する前記パラメタ変遷情報を利用して、第Ｐの状態にある前記電池パラメタが前記第Ｐ＋１の使用環境で使用された場合における前記第Ｐ＋１の使用環境終了時の状態である第Ｐ＋１の状態を推定する処理を利用して、前記第Ｎの使用環境終了時における前記電池パラメタの状態である第Ｎの状態を推定させ、推定させた前記第Ｎの状態を前記状態推定時における前記対象電池の前記電池パラメタの状態と推定させるプログラム。
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