WO2015011872A1 - 蓄電素子の劣化状態検知装置、劣化状態検知方法及び蓄電システム - Google Patents

蓄電素子の劣化状態検知装置、劣化状態検知方法及び蓄電システム Download PDF

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祐一 池田
洋平 田尾
茂樹 山手
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株式会社Ｇｓユアサ
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Definitions

  • the present invention relates to a deterioration state detection device that detects a deterioration state of a power storage element, a deterioration state detection method, and a power storage system including a power storage element and a deterioration state detection device.
  • Energy storage devices such as lithium ion secondary batteries have been used as power sources for mobile devices such as notebook computers and mobile phones, but in recent years they have come to be used in a wide range of fields such as power sources for electric vehicles.
  • it is necessary to grasp the deterioration state of the power storage element and use the power storage element according to the deterioration state.
  • the above-described conventional technique has a problem that it is impossible to detect in advance a sudden performance degradation of the storage element.
  • the present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a degradation state detection device, a degradation state detection method, and a power storage system capable of detecting in advance a sudden performance degradation of a power storage element.
  • a storage element deterioration state detection apparatus is a deterioration state detection apparatus that detects a deterioration state of a storage element, and acquires an capacitance of the storage element. And a determination unit that determines a deterioration state of the power storage element from the acquired change in the capacitance.
  • the present invention can be implemented not only as a storage device deterioration state detection device, but also as a storage system including a storage device and a deterioration state detection device that detects the deterioration state of the storage device. can do.
  • the present invention can also be realized as a degradation state detection method in which a characteristic process performed by the degradation state detection apparatus is a step.
  • the present invention can also be realized as an integrated circuit including a characteristic processing unit included in the deterioration state detection apparatus.
  • the present invention is realized as a program that causes a computer to execute characteristic processing included in the degradation state detection method, or a computer-readable CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory) on which the program is recorded. It can also be realized as a recording medium. Needless to say, such a program can be distributed via a recording medium such as a CD-ROM and a transmission medium such as the Internet.
  • a power storage element such as a lithium ion secondary battery.
  • the present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a degradation state detection device, a degradation state detection method, and a power storage system capable of detecting in advance a sudden performance degradation of a power storage element.
  • a storage element deterioration state detection apparatus is a deterioration state detection apparatus that detects a deterioration state of a storage element, and acquires an capacitance of the storage element. And a determination unit that determines a deterioration state of the power storage element from the acquired change in the capacitance.
  • the deterioration state detection device determines the deterioration state of the storage element from the change in the capacitance of the storage element.
  • the inventors of the present application have found that it is possible to determine in advance whether or not a sudden deterioration in performance of the storage element occurs from the change in capacitance. For this reason, according to the said degradation state detection apparatus, the rapid performance fall of an electrical storage element can be detected in advance.
  • the determination unit determines a deterioration state of the power storage element at the determination time by determining whether a determination capacitance that is a capacitance calculated at a predetermined determination time is smaller than a reference value. It may be.
  • the inventors of the present application have determined whether or not the capacitance calculated at a predetermined determination time is smaller than a reference value as a result of diligent examination and experiment. It has been found that it can be determined in advance whether or not performance degradation occurs. For this reason, according to the said degradation state detection apparatus, the rapid performance fall of an electrical storage element can be detected in advance.
  • the determination unit uses a value obtained by multiplying a capacitance average value, which is an average value of capacitance calculated before the determination time point, by a predetermined constant as the reference value, and the determination capacitance is smaller than the reference value. By determining whether or not, the deterioration state of the power storage element at the determination time may be determined.
  • the inventors of the present application determine whether or not the determination capacitance is smaller than a value obtained by multiplying the average value of capacitance calculated before the determination time by a predetermined constant. Thus, it has been found that at the time of determination, it can be determined in advance whether or not a sudden performance degradation of the power storage element occurs. For this reason, according to the said degradation state detection apparatus, the rapid performance fall of an electrical storage element can be detected in advance.
  • the determination unit sets a value between 0.8 and 0.9 as the constant, and determines whether or not the determination capacitance is smaller than the reference value, thereby determining the storage element at the determination time point.
  • the deterioration state may be determined.
  • the inventors of the present application have found that the state before the sudden deterioration of the performance of the storage element occurs when the determination capacitance is smaller than a value between 80% and 90% of the average capacitance value. It was found that it can be determined that there is. For this reason, according to the said degradation state detection apparatus, the rapid performance fall of an electrical storage element can be detected in advance.
  • the acquisition unit acquires the capacitance of the power storage element at a plurality of time points up to the determination time point, and the determination unit averages the plurality of capacitances acquired before the determination time point to obtain the capacitance. You may decide to determine the deterioration state of the said electrical storage element in the said determination time by calculating an average value.
  • the deterioration state detection device acquires the capacitance at a plurality of time points up to the determination time point and calculates the average capacitance value, thereby determining whether or not the sudden performance deterioration of the storage element occurs at the determination time point. Judge in advance. Thereby, according to the said degradation state detection apparatus, the sudden performance fall of an electrical storage element can be detected easily in advance.
  • the acquisition unit may acquire the capacitance by calculating the capacitance based on measurement using a complex impedance method.
  • the deterioration state detection device calculates the capacitance based on the measurement using the complex impedance method.
  • the deterioration state detection apparatus can acquire the capacitance with high accuracy and detect in advance a sudden performance drop of the storage element.
  • the acquisition unit uses the frequency at the point where the imaginary axis component of the arc that appears when the Nyquist diagram is drawn based on the measurement using the complex impedance method as a maximum value as the peak frequency
  • the peak frequency is You may decide to acquire the said capacitance when it is below a predetermined threshold value.
  • the inventors of the present application have found that when the apex frequency is larger than a predetermined threshold, the capacitance value becomes very small even if the power storage element is not deteriorated. I found it. For this reason, according to the degradation state detection device, it is possible to accurately detect in advance an abrupt performance degradation of the storage element by acquiring the capacitance when the vertex frequency is equal to or lower than the predetermined threshold.
  • the determination unit may limit a charge upper limit voltage of the power storage element or a maximum energization current to the power storage element based on a determination result of the deterioration state of the power storage element.
  • the degradation state detection device restricts the charging upper limit voltage of the power storage element or the maximum energization current to the power storage element, thereby Performance reduction can be suppressed, and life extension measures can be taken.
  • FIG. 1 is an external view of a power storage system 10 including a deterioration state detection device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the power storage system 10 includes a deterioration state detection device 100, a plurality (six in the figure) of power storage elements 200, and a storage case 300 that stores the deterioration state detection device 100 and the plurality of power storage elements 200. And.
  • the deterioration state detection device 100 is a circuit board on which a circuit that is disposed above the plurality of power storage elements 200 and detects the deterioration state of the plurality of power storage elements 200 is mounted. Specifically, the deterioration state detection apparatus 100 is connected to the plurality of power storage elements 200, acquires information from the plurality of power storage elements 200, and performs a rapid decrease in battery performance of the plurality of power storage elements 200 in advance. Detect.
  • the state before (immediately before) the sudden decrease in performance of the storage element 200 detected in advance is referred to as a state before performance decrease. That is, the deterioration state detection apparatus 100 detects the state before the performance of the power storage element 200 is lowered.
  • the deterioration state detection apparatus 100 is arrange
  • the power storage element 200 is a secondary battery that can charge and discharge electricity, and more specifically, a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery.
  • a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery.
  • six rectangular storage elements 200 are arranged in series to constitute an assembled battery. Note that the number of power storage elements 200 is not limited to six, but may be other plural numbers or one. Further, the shape of the power storage element 200 is not particularly limited.
  • the power storage element 200 is not limited to a non-aqueous electrolyte secondary battery, and may be a secondary battery other than the non-aqueous electrolyte secondary battery or a capacitor.
  • the electrical storage element 200 used as the object which the degradation state detection apparatus 100 detects a degradation state it is preferable that it is a lithium ion secondary battery.
  • the power storage device 200 includes a positive electrode in which a positive electrode active material layer is formed on a long positive electrode base material foil made of aluminum or an aluminum alloy, and a long negative electrode made of copper or a copper alloy. And a negative electrode having a negative electrode active material layer formed on a substrate foil.
  • the positive electrode active material used for the positive electrode active material layer or the negative electrode active material used for the negative electrode active material layer may be a known material as long as it is a positive electrode active material or a negative electrode active material capable of occluding and releasing lithium ions. Can be used.
  • the power storage element 200 may be a lithium ion secondary battery including a lithium transition metal oxide having a layered structure as a positive electrode active material.
  • a lithium transition metal oxide having a layered structure as a positive electrode active material.
  • Li 1 + x M 1-y O 2 M is selected from Fe, Ni, Mn, Co, etc.
  • LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 as the positive electrode active material.
  • examples thereof include those using lithium transition metal oxides having a layer structure such as seeds or two or more transition metal elements, 0 ⁇ x ⁇ 1/3, 0 ⁇ y ⁇ 1/3).
  • the positive electrode active material spinel type lithium manganese oxide such as LiMn 2 O 4 and LiMn 1.5 Ni 0.5 O 4 , olivine type positive electrode active material such as LiFePO 4 , and lithium having the above layered structure It may be a mixture of transition metal oxides.
  • the negative electrode active material include lithium metal, lithium alloy (lithium metal such as lithium-silicon, lithium-aluminum, lithium-lead, lithium-tin, lithium-aluminum-tin, lithium-gallium, and wood alloy).
  • Alloys alloys capable of inserting and extracting lithium, carbon materials (eg, graphite, non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, low-temperature calcined carbon, amorphous carbon, etc.), silicon oxide, metal oxide, lithium metal oxides (Li 4 Ti 6 O 12, etc.), and the like polyphosphoric acid compound.
  • carbon materials eg, graphite, non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, low-temperature calcined carbon, amorphous carbon, etc.
  • silicon oxide eg, graphite, non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, low-temperature calcined carbon, amorphous carbon, etc.
  • silicon oxide eg, metal oxide, lithium metal oxides (Li 4 Ti 6 O 12, etc.), and the like polyphosphoric acid compound.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the deterioration state detection apparatus 100 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of determination data 131 in the storage unit 130 according to the embodiment of the present invention.
  • Degradation state detection device 100 is a device that detects a deterioration state of power storage element 200. Specifically, it detects a rapid performance decrease of power storage element 200 in advance, that is, detects a state before the performance decrease of power storage element 200. It is a device to do. As shown in the figure, the deterioration state detection apparatus 100 includes an acquisition unit 110, a determination unit 120, and a storage unit 130.
  • the storage unit 130 is a memory that stores determination data 131 for determining whether or not the power storage element 200 is in a state before performance degradation.
  • the determination data 131 is a collection of information necessary for determining whether or not the power storage element 200 is in a state before the performance degradation. Specifically, as shown in FIG. Further, capacitance values and the like at a plurality of time points up to a predetermined determination time point such as the second time point are stored.
  • the acquisition unit 110 acquires the capacitance of the storage element 200. That is, the acquisition unit 110 acquires capacitance values at a plurality of time points up to predetermined determination time points such as the first time point and the second time point, and writes them in the determination data 131 of the storage unit 130.
  • the determination unit 120 determines the deterioration state of the storage element 200 from the change in capacitance acquired by the acquisition unit 110. Specifically, the determination unit 120 determines whether or not the power storage element 200 is in a state before performance degradation from the change in capacitance.
  • the deterioration state detection apparatus 100 can detect the deterioration state of the electricity storage element 200, that is, the state before the performance deterioration of the electricity storage element 200.
  • the acquisition unit 110 obtains the capacitance of the power storage element 200 by measurement using an LCR meter or the like, or acquires the capacitance of the power storage element 200 based on data acquired by the complex impedance method. Can be used to obtain the capacitance.
  • a method that can acquire the capacitance a method of acquiring the capacitance of the storage element 200 by using a complex impedance method will be described.
  • the processing procedure will be described using a part of the Nyquist diagram, but the Nyquist diagram shows the processing performed inside the device in the process of acquiring the capacitance from the data acquired by the complex impedance method.
  • the above processing is merely for explaining the meaning of the process, and the Nyquist diagram is not visibly drawn inside the apparatus that performs the process in which the acquisition unit 110 acquires the capacitance. Needless to say.
  • the acquisition unit 110 acquires a data string including a combination of the frequency (f), the real axis impedance (Z re ), and the imaginary axis impedance ( ⁇ Z im ) by measurement using the complex impedance method.
  • this data string includes information sufficient to generate a Nyquist diagram by plotting it.
  • the acquisition unit 110 has an impedance R corresponding to the width of the real axis component of the impedance in the arc shown in the Nyquist diagram based on the data string, and a point at which the imaginary axis component of the impedance becomes the maximum value in the arc.
  • the vertex frequency f corresponding to the frequency is acquired. That is, the acquisition unit 110 extracts the arc-shaped portion that appears in the Nyquist diagram, sets the width of the real axis component of the impedance corresponding to the diameter of the arc shape as the impedance R, and the imaginary axis component of the impedance in the arc shape. It can be said that the work corresponding to the process of acquiring the frequency at the point where becomes the maximum value as the apex frequency f is performed.
  • the acquisition unit 110 acquires the capacitance calculated from the impedance and the apex frequency corresponding to each time point at a plurality of time points up to a predetermined determination time point.
  • the determination time point is a time point when a determination unit 120 described later determines whether or not the power storage element 200 is in a state before performance deterioration, and details will be described later.
  • the acquisition unit 110 performs the measurement using the complex impedance method at a plurality of time points up to a predetermined determination time point, and the impedance R corresponding to the diameter of the arc that appears when the Nyquist diagram is drawn based on the result. And the capacitance at each time is acquired by calculating the capacitance C from the apex frequency f that is the frequency at the point where the imaginary axis component of the arc becomes a maximum value.
  • the acquiring unit 110 acquires the capacitance when the vertex frequency is equal to or lower than a predetermined threshold. That is, the acquisition unit 110 determines whether or not the vertex frequency is equal to or lower than a predetermined threshold, and acquires the capacitance corresponding to the vertex frequency when determining that the vertex frequency is equal to or lower than the predetermined threshold. This is because when the apex frequency is higher than the predetermined threshold value, the capacitance value becomes very small even if the power storage element 200 is not deteriorated.
  • the predetermined threshold is, for example, 10 Hz.
  • the acquisition unit 110 writes the impedance and the vertex frequency in the determination data 131 of the storage unit 130 at each time point until the determination time point, and uses the capacitance calculated from the impedance and the vertex frequency for the determination. Write to data 131.
  • the acquisition unit 110 may write only the capacitance value at each time point up to the determination time point into the determination data 131.
  • the determination data 131 stores only capacitances at a plurality of time points up to a predetermined determination time point.
  • the determination time is the time when a predetermined period has elapsed since the use of the storage element 200 with charging / discharging was started.
  • the predetermined period may be any period and is not particularly limited.
  • the unit of the predetermined period is not particularly limited, and is a period such as a second order, a minute order, a time order, a day order, or a month order.
  • the determination time point may be expressed in any unit such as second, minute, hour, day, and month.
  • the plurality of time points up to the determination time point are a plurality of time points from the reference time point for detecting the pre-performance degradation state to the determination time point, for example, from the time point when the power storage element 200 is in the initial state to the determination time point. At multiple points in time. Note that the time point when the power storage element 200 is in the initial state is the time point when the power storage element 200 is manufactured, when shipped from the factory, or when it is mounted on an application device such as an electric vehicle.
  • the plurality of time points is not limited to a plurality of time points from the time point when the power storage element 200 is in the initial state to the determination time point.
  • the power storage element 200 starts use with charging and discharging.
  • a plurality of time points from the time point when the predetermined period has elapsed to the time point of determination may be used.
  • the interval between the plurality of time points may be any period interval such as second order, minute order, time order, day order, month order, and the plurality of time points include minutes, hours, days, It may be expressed in any unit such as month.
  • the determination unit 120 may not be able to make an accurate determination when there are very few points in time or when the points in time are unevenly distributed immediately before the performance degradation state. Therefore, since the approximate period from the start of use of the electricity storage element 200 to the performance deterioration can be predicted, the plurality of time points include the use start time of the electricity storage element 200 and several or more points until the performance deterioration occurs. It is preferable to set so as to be included.
  • the determination unit 120 determines the deterioration state of the storage element 200 from the change in capacitance acquired by the acquisition unit 110. Specifically, the determination unit 120 determines whether or not the power storage element 200 is in a state before performance degradation from the change in capacitance. That is, the determination unit 120 determines in advance whether or not the capacitance that can be charged or discharged of the power storage element 200 is drastically decreased from the change in capacitance, or the input / output performance indicated by the input / output characteristics of the power storage element 200. It is determined in advance whether or not a rapid performance deterioration of the power storage element 200 occurs by determining whether or not a rapid decrease in the power storage element 200 occurs.
  • the determination unit 120 averages a plurality of capacitances calculated and acquired by the acquisition unit 110 before the determination time, and is a capacitance average that is an average value of capacitances calculated before the determination time. Calculate the value. That is, the determination unit 120 reads a plurality of capacitances acquired by the acquisition unit 110 before the determination time from the determination data 131 of the storage unit 130, and calculates an average value of the plurality of capacitances.
  • the determination part 120 determines whether the electrical storage element 200 is a state before a performance fall at a determination time by comparing the determination capacitance which is the capacitance calculated in the predetermined determination time with a capacitance average value. . That is, the determination unit 120 reads the capacitance calculated and acquired by the acquisition unit 110 at the determination time from the determination data 131 and compares it with the calculated capacitance average value.
  • the determination unit 120 determines the deterioration state of the power storage element 200 at the determination time point by determining whether the determination capacitance is smaller than 85% of the average capacitance value. That is, the determination unit 120 calculates a value of 85% of the average capacitance value, and compares the calculated capacitance average value of 85% with the determination capacitance, so that the storage element 200 is in a state before performance degradation at the determination time. It is determined whether or not.
  • the determination unit 120 determines that the determination capacitance is smaller than 85% of the average capacitance value, the determination unit 120 determines that the power storage element 200 is in a state before performance degradation at the time of determination.
  • the determination unit 120 determines the deterioration state of the storage element 200 at the determination time by determining whether or not the determination capacitance is smaller than the reference value. That is, the determination unit 120 uses the value obtained by multiplying the capacitance average value by a predetermined constant as the reference value, and determines whether the determination capacitance is smaller than the reference value, thereby degrading the storage element 200 at the determination time. Determine the state. More specifically, the determination unit 120 sets the constant to 0.8 to 0.9 and determines whether the determination capacitance is smaller than the reference value, thereby determining the deterioration state of the power storage element 200 at the determination time. Determine. In the present embodiment, the constant is 0.85 (85%). Although the constant is not limited to 0.85, the following description will be made assuming that the constant is 0.85 (85%).
  • the determination unit 120 writes the calculated capacitance average value or a value of 85% of the capacitance average value in the determination data 131 of the storage unit 130 to determine whether or not the power storage element 200 is in a state before performance degradation. It may be used for determination. Further, the deterioration state detection apparatus 100 does not include the storage unit 130, the acquisition unit 110 stores the capacitance value or the like in another device, and the determination unit 120 acquires the capacitance value or the like from the other device. By doing so, it may be determined whether or not the power storage element 200 is in a state before performance degradation.
  • the determination part 120 restrict
  • determining unit 120 when determining unit 120 determines that power storage element 200 is in a state before performance degradation, it issues a signal that limits the upper limit voltage for charging power storage element 200 before power storage element 200 is fully charged. The charging of the storage element 200 is stopped.
  • the determination unit 120 determines that the power storage element 200 is in a state before performance degradation, the determination unit 120 issues a signal that limits the maximum energization current to the power storage element 200, and the value of the current flowing through the power storage element 200 becomes excessive. To suppress.
  • the determination unit 120 may issue a warning before or instead of limiting the upper limit charging voltage and the maximum energization current, or determines that the power storage element 200 is in a state before performance degradation. In such a case, charging of the power storage element 200 may be stopped.
  • FIG. 4 shows a case where the battery element 200 according to the embodiment of the present invention is actually repeatedly charged and discharged, and the complex impedance is obtained at the 0th cycle, 50th cycle, 150th cycle, 300th cycle, 500th cycle, 700th cycle and 900th cycle.
  • the measurement results are plotted in the form of a Nyquist diagram.
  • an arc-shaped portion appears in the Nyquist diagram.
  • the arc-shaped portion shifts to the right (in the direction in which the value of the real axis component of impedance increases) as the use of the electricity storage element 200 continues (the number of cycles increases), and the diameter increases. It has become.
  • the impedance that is the width of the real axis component of the impedance corresponding to the diameter of the arc shape increases, and the imaginary axis component of the impedance becomes the maximum value in the arc shape.
  • the vertex frequency which is the frequency at the point, becomes smaller.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of processing in which the deterioration state detection apparatus 100 according to the embodiment of the present invention detects the deterioration state of the power storage element 200.
  • the acquisition unit 110 acquires capacitances at a plurality of time points up to a predetermined determination time point (S102). A detailed description of the process in which the acquisition unit 110 acquires the capacitance will be described later.
  • the determination unit 120 determines the deterioration state of the power storage element 200 (S104). Specifically, the determination unit 120 determines whether or not the power storage element 200 is in a state before performance degradation from the change in capacitance acquired by the acquisition unit 110. A detailed description of the process in which the determination unit 120 determines the deterioration state of the power storage element 200 will be described later.
  • the process in which the degradation state detection device 100 detects the degradation state (the state before the performance degradation) of the storage element 200 ends.
  • the acquisition unit 110 can acquire the capacitance of the power storage element 200 using various methods.
  • the complex impedance method A method for acquiring the capacitance of the electricity storage element 200 based on the data acquired in (1) will be described.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of processing in which the acquisition unit 110 according to the embodiment of the present invention acquires capacitance.
  • 7A and 7B are diagrams for explaining processing in which the acquisition unit 110 according to the embodiment of the present invention acquires capacitance.
  • FIG. 7A is a graph in which the data acquired by the acquisition unit 110 at the beginning of the life is plotted in the form of a Nyquist diagram
  • FIG. 7B illustrates the data acquired by the acquisition unit 110 after the middle of the life. It is the graph plotted in the form of a figure.
  • the acquisition unit 110 acquires data by measurement using the complex impedance method at a predetermined time (S202).
  • the acquisition unit 110 applies an AC signal to the power storage element 200, measures the complex impedance, and determines the frequency (f), the real axis impedance (Z re ), and the imaginary axis impedance ( ⁇ Z im ). Get a data string consisting of combinations of. If this data string is plotted, an arc as shown in FIG. 7A is represented as one Nyquist diagram at the beginning of the life, and an arc as shown in FIG. 7B is represented as two Nyquist diagrams after the middle of the life. expressed.
  • the acquisition unit 110 acquires the impedance corresponding to the diameter of the arc on the Nyquist diagram and the frequency corresponding to the apex of the arc (S204). That is, the acquisition unit 110 extracts the arc-shaped portion that appears in the Nyquist diagram, sets the width of the real axis component of the impedance corresponding to the diameter of the arc shape as the impedance R, and the imaginary axis component of the impedance in the arc shape. It can be said that the processing corresponding to the processing of acquiring the frequency at the point where becomes the maximum value as the apex frequency f is performed.
  • the maximum frequency in the frequency range where ⁇ Z im ⁇ 0 is f1, and Z re when the frequency is f1 is impedance R1. Further, in the arc portion on the lower frequency side than the frequency f1, the minimum frequency among the frequencies when ⁇ Z im becomes the maximum value is set as the apex frequency f. Then, in the frequency range lower than the apex frequency f, Z re when ⁇ Z im takes a minimum value is defined as impedance R2.
  • the acquisition unit 110 acquires the apex frequency f and the impedance R at the beginning of the lifetime.
  • the maximum frequency in the frequency range where ⁇ Z im ⁇ 0 is f1, and Z re when the frequency is f1 is impedance R1. Further, in the arc portion on the lower frequency side than the frequency f1, the minimum frequency among the frequencies when ⁇ Z im becomes the maximum value is set as the apex frequency f. Then, Z re when ⁇ Z im takes a minimum value at a frequency in a range larger than the apex frequency f and lower than the frequency f 1 is defined as impedance R 1 ′ (provided that there is no Z re taking the minimum value, R 1 'Is not defined).
  • the acquisition unit 110 acquires the apex frequency f and the impedance R after the middle of the lifetime. Note that there may be a Nyquist diagram as shown in FIG. 7A even after the middle of the life, and in this case, the acquisition unit 110 also obtains the apex frequency from the Nyquist diagram as shown in FIG. 7A even after the middle of the life. f and impedance R are obtained.
  • R R2-R1 'on the low frequency side.
  • the acquisition unit 110 does not have to acquire the impedance R when the vertex frequency described later is larger than a predetermined threshold in a uniform manner on the same frequency side.
  • the acquisition unit 110 writes the acquired vertex frequency f and impedance R in the determination data 131 of the storage unit 130.
  • the acquisition unit 110 acquires the capacitance when the vertex frequency is equal to or lower than a predetermined threshold. For example, the acquisition unit 110 acquires the capacitance when the vertex frequency f is 10 Hz or less.
  • the inventors of the present application have found that the vertex frequency calculated according to the definition becomes larger than a predetermined threshold when the storage element 200 is not deteriorated. That is, at the initial stage of deterioration, the peak frequency is a frequency including information on both the positive electrode and the negative electrode, and may be larger than a predetermined threshold value.
  • the present invention can detect a sudden drop in battery performance in advance by using the capacitance calculated from the peak frequency including the information on the positive electrode as described above, the information on the negative electrode is also included. It is necessary to exclude the frequency. For this reason, the acquisition unit 110 acquires the capacitance when the vertex frequency is equal to or lower than a predetermined threshold.
  • the acquisition unit 110 writes the acquired capacitance in the determination data 131 of the storage unit 130 (S208).
  • the acquisition unit 110 acquires the capacitance as described above at a plurality of time points up to a predetermined determination time point, and stores each capacitance in the determination data 131.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of processing in which the determination unit 120 according to the embodiment of the present invention determines the deterioration state of the storage element 200.
  • 9A, 9B, 10A, and 10B are diagrams for describing processing in which the determination unit 120 according to the embodiment of the present invention determines the deterioration state of the storage element 200.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of processing in which the determination unit 120 according to the embodiment of the present invention determines the deterioration state of the storage element 200.
  • FIG. 9A is a result of a case where complex impedance measurement is performed at any time during the period from the start of use of the electricity storage element 200 to the performance deterioration state (when the impedance R is R2-R1 ′). It is a table
  • FIG. 10A is a table showing an example of a result (when impedance R is set to R2-R1) when a complex impedance measurement is performed at any time during the period from when the power storage element 200 starts to use until it reaches a degraded performance state.
  • FIG. 10B is a graph plotting changes in capacitance based on the results.
  • the determination unit 120 calculates a capacitance average value by averaging the plurality of capacitances acquired and acquired by the acquisition unit 110 before the determination time (S302).
  • FIG. 9A to FIG. 10B in order to show an example of a plurality of capacitances acquired by the acquisition unit 110 at a plurality of time points and a capacitance average value calculated by the determination unit 120, as a specific example, the following 45 ° C. The result of having performed a 1 CmA charging / discharging cycle test is shown.
  • the positive electrode mixture includes a positive electrode active material, polyvinylidene fluoride as a binder, and acetylene black as a conductive material.
  • the positive electrode active material is LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3. It is a lithium transition metal oxide having a layered structure represented by O 2 .
  • the negative electrode mixture includes a graphitic carbon material which is a negative electrode active material, and styrene butadiene rubber and carboxymethyl cellulose as a binder.
  • the charge is 45 ° C.
  • the voltage is 4.2 V
  • the charge time is 3 hours.
  • the discharge is 45 ° C.
  • a 10-minute rest period was provided between charging and discharging and between discharging and charging. During the downtime, the battery was in an open circuit state.
  • a constant current discharge with a final voltage of 2.85V was used.
  • a 10-minute rest period was provided between charging and discharging and between discharging and charging.
  • the battery was in an open circuit state. That is, four steps of charging, resting, discharging, and resting are defined as one cycle.
  • this discharge capacity confirmation test was implemented after 0 cycle, 50 cycles, 150 cycles, 300 cycles, 500 cycles, 700 cycles, and 900 cycles, respectively.
  • the battery is charged and adjusted until the SOC reaches 50%, and measured at 25 ° C, measurement frequency range 0.02 to 10 6 Hz, and open circuit potential with an applied AC voltage of 5 mV. Went.
  • the complex impedance measurement was performed after 0 cycle, 50 cycles, 150 cycles, 300 cycles, 500 cycles, 700 cycles and 900 cycles, respectively.
  • the “number of cycles” shown in FIG. 9A indicates that the degree of use of the power storage element 200 is the time corresponding to the number of cycles in the charge / discharge cycle test.
  • f indicates apex frequency f
  • C indicates capacitance C
  • Cav represents a capacitance average value Cav
  • Cav ⁇ 0.85 represents a value of 85% of the capacitance average value Cav.
  • the “number of cycles” shown in FIG. 10A indicates that the degree of use of the power storage element 200 is the time corresponding to the number of cycles in the charge / discharge cycle test.
  • f indicates apex frequency f
  • C indicates capacitance C
  • Cav represents the capacitance average value Cav
  • Cav ⁇ 0.85 represents 85% of the capacitance average value Cav.
  • the acquisition unit 110 performs the cycle.
  • the appropriate capacitance average value Cav cannot be calculated for the determination unit 120 to perform the determination. For example, when the acquisition frequency of the capacitance C is very low, or when the acquisition of the capacitance C is started for the first time immediately before the state before the performance degradation. In this case, the determination unit 120 determines whether or not the calculated capacitance average value Cav is an appropriate value for the determination, and if it is determined that the calculated capacitance average value Cav is not an appropriate value, an error is output. You may have the function to notify a user.
  • the determination unit 120 determines whether the determination capacitance calculated at a predetermined determination time is smaller than 85% of the capacitance average value (S304).
  • the determination unit 120 determines that the determination capacitance is smaller than 85% of the average capacitance value (Yes in S304), the determination unit 120 determines that the power storage element 200 is in a state before performance degradation at the determination time. (S306).
  • the determination unit 120 determines that the determination capacitance is greater than the capacitance average value when the degree of use of the power storage element 200 corresponds to 700 cycles in the charge / discharge cycle test. Therefore, the determination unit 120 determines that the power storage element 200 is in the state before the performance deterioration at the time point. Note that, as shown in FIGS. 9B and 10B, it can be seen that the capacitance value sharply decreases after 700 cycles.
  • the determination part 120 determines with the electrical storage element 200 being a state before a performance fall, the charge upper limit voltage of the electrical storage element 200 or the energization maximum current to the electrical storage element 200 is restrict
  • control unit 120 performs control to suppress a rapid performance degradation of power storage element 200.
  • the deterioration state detection apparatus 100 can detect the deterioration state (state before performance deterioration) of the electricity storage element 200.
  • FIG. 11A and 11B are diagrams for explaining that the deterioration state detection apparatus 100 according to the embodiment of the present invention can detect the deterioration state of the electricity storage element 200.
  • FIG. 11A is a graph showing the relationship between the number of cycles in the charge / discharge cycle test in FIGS. 9A to 10B and the discharge capacity (reversible capacity) of the storage element 200
  • FIG. It is a graph which shows the relationship between the cycle number in a cycle test, and the resistance value (internal resistance) of the electrical storage element 200.
  • FIG. 11A is a graph showing the relationship between the number of cycles in the charge / discharge cycle test in FIGS. 9A to 10B and the discharge capacity (reversible capacity) of the storage element 200
  • FIG. It is a graph which shows the relationship between the cycle number in a cycle test, and the resistance value (internal resistance) of the electrical storage element 200.
  • the discharge capacity (reversible capacity) of the electric storage element 200 is rapidly decreased after the number of cycles is 700 or more.
  • the 700 cycles is the number of cycles that the determination unit 120 determines that the determination capacitance is smaller than the capacitance average value. That is, the determination unit 120 determines in advance whether or not the determination capacitance is smaller than the capacitance average value, thereby determining in advance whether or not the sudden decrease in the reversible capacity of the electricity storage element 200 starts to occur. Is done.
  • the state in which the sudden decrease in the reversible capacity of the power storage element 200 begins to occur is the state in which the rapid performance deterioration of the power storage element 200 begins to occur. For this reason, the determination unit 120 determines in advance whether or not the sudden decrease in the reversible capacity of the power storage element 200 starts from the change in the capacitance, so that the power storage element 200 is in a state before the performance decrease. It can be determined whether or not there is.
  • the resistance value (internal resistance) of the electric storage element 200 is rapidly increased after the number of cycles is 700 cycles or more. That is, the input / output performance of the electricity storage element 200 is rapidly reduced.
  • the 700 cycles is the number of cycles that the determination unit 120 determines that the determination capacitance is smaller than the capacitance average value. That is, the determination unit 120 determines in advance whether or not the input / output performance of the power storage element 200 starts to suddenly decrease by determining whether or not the determination capacitance is smaller than the capacitance average value. Is able to.
  • the state in which the sudden decrease in the input / output performance of the electricity storage element 200 begins to occur is the state in which the rapid performance deterioration of the electricity storage element 200 starts to occur. For this reason, the determination unit 120 determines in advance whether or not the input / output performance of the power storage element 200 starts to suddenly decrease from the change in capacitance, so that the power storage element 200 is in a state before the performance decrease. It can be determined whether or not.
  • FIG. 12A and FIG. 12B are diagrams for explaining the effects exerted by the deterioration state detection apparatus 100 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 12A is a graph showing the relationship between the cycle number and the impedance in the charge / discharge cycle test in FIGS. 9A to 10B
  • FIG. 12B shows the cycle number and the apex frequency in the charge / discharge cycle test. It is a graph which shows the relationship.
  • the deterioration state detection apparatus 100 it is possible to detect in advance a sudden performance decrease of the storage element 200 from the change in capacitance.
  • the deterioration state of power storage element 200 is determined from the change in capacitance of power storage element 200.
  • the inventors of the present application have found that it is possible to determine in advance whether or not a rapid performance degradation of the power storage element 200 occurs from the change in capacitance. For this reason, according to the degradation state detection apparatus 100, the rapid performance fall of the electrical storage element 200 can be detected in advance.
  • the inventors of the present application can determine in advance whether or not the reversible capacity or input / output performance of the power storage element 200 starts to suddenly decrease from the change in capacitance as a result of intensive studies and experiments. I found out that I can do it. Then, the fact that the reversible capacity or the input / output performance of the electricity storage element 200 starts to decrease rapidly indicates that the performance deterioration of the energy storage element 200 starts to occur. For this reason, according to the deterioration state detection apparatus 100, it is determined whether or not the reversible capacity or the input / output performance of the power storage element 200 starts to suddenly decrease, so that the rapid performance deterioration of the power storage element 200 occurs. It can be determined in advance whether or not it will occur.
  • the inventors of the present application have determined whether the capacitance calculated at a predetermined determination time point is smaller than a reference value as a result of diligent examination and experiment, so that the storage element 200 can be rapidly changed at the determination time point. It has been found that it can be determined in advance whether or not performance degradation occurs. For this reason, according to the degradation state detection apparatus 100, the rapid performance fall of the electrical storage element 200 can be detected in advance.
  • the inventors of the present application determine whether the determination capacitance is smaller than a value obtained by multiplying the average value of the capacitance calculated before the determination time by a predetermined constant as a result of intensive studies and experiments. Thus, it has been found that at the time of determination, it can be determined in advance whether or not the rapid performance degradation of the power storage element 200 occurs. For this reason, according to the degradation state detection apparatus 100, the rapid performance fall of the electrical storage element 200 can be detected in advance.
  • the inventors of the present application show that when the determination capacitance is smaller than a value between 80% and 90% of the average capacitance value (85% in the present embodiment), the storage element 200 rapidly The present inventors have found that it is possible to determine that the state is before the performance degradation occurs. For this reason, according to the degradation state detection apparatus 100, the rapid performance fall of the electrical storage element 200 can be detected in advance.
  • the deterioration state detection apparatus 100 obtains capacitance at a plurality of time points up to the determination time point and calculates a capacitance average value, thereby determining in advance whether or not the sudden performance degradation of the power storage element 200 occurs at the determination time point. Judgment. Thereby, according to the degradation state detection apparatus 100, the rapid performance fall of the electrical storage element 200 can be detected easily in advance.
  • the inventors of the present application have found that, as a result of intensive studies and experiments, when the peak frequency is larger than a predetermined threshold value, the capacitance value becomes very small even if the power storage element 200 is not deteriorated. I found it. For this reason, according to the degradation state detection apparatus 100, the rapid performance degradation of the electrical storage element 200 can be accurately detected in advance by acquiring the capacitance when the vertex frequency is equal to or lower than the predetermined threshold.
  • the degradation state detection apparatus 100 calculates the capacitance based on the measurement using the complex impedance method. Thereby, the degradation state detection apparatus 100 can acquire a capacitance with high accuracy and can detect a rapid performance degradation of the power storage element 200 in advance.
  • the storage state element 200 limits the charging upper limit voltage of the power storage element 200 or the maximum energization current to the power storage element 200. Thus, it is possible to suppress the rapid performance degradation and to take a life extension measure.
  • the determination unit 120 determines whether or not the power storage element 200 is in a state before performance degradation by comparing the determination capacitance with the capacitance average value. However, the determination unit 120 may compare the determination capacitance with the past capacitance value, such as comparing the determination capacitance with the previous capacitance value.
  • the acquisition unit 110 calculates and acquires the capacitance based on the measurement using the complex impedance method as an example.
  • the acquisition unit 110 may acquire capacitance from an external device without using the complex impedance method.
  • the acquisition unit 110 acquires the capacitance when the vertex frequency is equal to or lower than the predetermined threshold.
  • the acquisition unit 110 may also acquire a capacitance when the vertex frequency is higher than a predetermined threshold.
  • the determination unit 120 may perform the determination without including the capacitance acquired by the acquisition unit 110.
  • the determination unit 120 changes the numerical value (85%) for determination. This can be done by doing so.
  • the acquisition unit 110 acquires the capacitance of the power storage element 200 by measurement using an LCR meter, or acquires the capacitance of the power storage element 200 using a complex impedance method.
  • the acquisition unit 110 may acquire the capacitance of the storage element 200 by any method.
  • the present invention can be realized not only as the power storage system 10 or the deterioration state detection device 100 but also as a deterioration state detection method using a characteristic processing unit included in the deterioration state detection device 100 as a step. Can be realized.
  • each processing unit included in the degradation state detection apparatus 100 according to the present invention may be realized as an LSI (Large Scale Integration) that is an integrated circuit.
  • the present invention can be realized as an integrated circuit 140 including an acquisition unit 110 and a determination unit 120.
  • FIG. 13 is a block diagram showing a configuration for realizing the deterioration state detection apparatus 100 according to the embodiment of the present invention with an integrated circuit.
  • each processing unit included in the integrated circuit 140 may be individually made into one chip, or may be made into one chip so as to include some or all of them.
  • the name used here is LSI, but it may also be called IC, system LSI, super LSI, or ultra LSI depending on the degree of integration.
  • the method of circuit integration is not limited to LSI, and implementation with a dedicated circuit or a general-purpose processor is also possible.
  • An FPGA Field Programmable Gate Array
  • a reconfigurable processor that can reconfigure the connection and setting of circuit cells inside the LSI may be used.
  • the present invention can be realized as a program that causes a computer to execute characteristic processing included in the degradation state detection method, or a computer-readable non-transitory recording medium in which the program is recorded, such as a flexible disk, It can also be realized as a hard disk, CD-ROM, MO, DVD, DVD-ROM, DVD-RAM, BD (Blu-ray (registered trademark) Disc), or semiconductor memory. Needless to say, such a program can be distributed via a recording medium such as a CD-ROM and a transmission medium such as the Internet.
  • the present invention can be applied to a deterioration state detection device or the like that can detect a rapid performance drop in advance in a storage element such as a lithium ion secondary battery.

Abstract

　蓄電素子（２００）の劣化状態を検知する劣化状態検知装置（１００）であって、蓄電素子（２００）のキャパシタンスを取得する取得部（１１０）と、取得されたキャパシタンスの変化から、蓄電素子（２００）の劣化状態を判定する判定部（１２０）とを備える。

Description

蓄電素子の劣化状態検知装置、劣化状態検知方法及び蓄電システム
　本発明は、蓄電素子の劣化状態を検知する劣化状態検知装置、劣化状態検知方法、及び蓄電素子と劣化状態検知装置とを備える蓄電システムに関する。
　リチウムイオン二次電池などの蓄電素子は、ノートパソコンや携帯電話などのモバイル機器の電源として用いられてきたが、近年、電気自動車の電源など、幅広い分野で使用されるようになってきた。ここで、蓄電素子の長期寿命化を図るためには、蓄電素子の劣化状態を把握し、劣化状態に応じた蓄電素子の使用を行う必要がある。
　このため、蓄電素子の劣化状態を把握することが重要であり、従来、蓄電素子の劣化状態を判定することができる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、二次電池の劣化状態を判定し、二次電池が劣化している場合には、劣化した二次電池を再生する。
特開２０００－２９９１３７号公報
　しかしながら、上記従来の技術においては、蓄電素子の急激な性能低下を事前に検知することができないという問題がある。
　本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、蓄電素子の急激な性能低下を事前に検知することができる劣化状態検知装置、劣化状態検知方法及び蓄電システムを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電素子の劣化状態検知装置は、蓄電素子の劣化状態を検知する劣化状態検知装置であって、前記蓄電素子のキャパシタンスを取得する取得部と、取得された前記キャパシタンスの変化から、前記蓄電素子の劣化状態を判定する判定部とを備える。
　なお、本発明は、このような蓄電素子の劣化状態検知装置として実現することができるだけでなく、蓄電素子と、当該蓄電素子の劣化状態を検知する劣化状態検知装置とを備える蓄電システムとしても実現することができる。また、本発明は、劣化状態検知装置が行う特徴的な処理をステップとする劣化状態検知方法としても実現することができる。また、本発明は、劣化状態検知装置に含まれる特徴的な処理部を備える集積回路としても実現することができる。また、本発明は、劣化状態検知方法に含まれる特徴的な処理をコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、当該プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ－Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）などの記録媒体として実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
　本発明によると、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子において、急激な性能低下を事前に検知することができる。
本発明の実施の形態に係る劣化状態検知装置を備える蓄電システムの外観図である。 本発明の実施の形態に係る劣化状態検知装置の機能的な構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る記憶部の判定用データの一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る取得部が取得するデータの一例をナイキスト線図として示す図である。 本発明の実施の形態に係る劣化状態検知装置が蓄電素子の劣化状態を検知する処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る取得部がキャパシタンスを取得する処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る取得部がキャパシタンスを取得する処理を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る取得部がキャパシタンスを取得する処理を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る判定部が蓄電素子の劣化状態を判定する処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る判定部が蓄電素子の劣化状態を判定する処理を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る判定部が蓄電素子の劣化状態を判定する処理を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る判定部が蓄電素子の劣化状態を判定する処理を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る判定部が蓄電素子の劣化状態を判定する処理を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る劣化状態検知装置が蓄電素子の劣化状態を検知できていることを説明する図である。 本発明の実施の形態に係る劣化状態検知装置が蓄電素子の劣化状態を検知できていることを説明する図である。 本発明の実施の形態に係る劣化状態検知装置が奏する効果を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る劣化状態検知装置が奏する効果を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る劣化状態検知装置を集積回路で実現する構成を示すブロック図である。
（本発明の基礎となった知見）
　上記従来の技術においては、蓄電素子の急激な性能低下を事前に検知することができないという問題がある。すなわち、特にハイブリッド自動車や電気自動車用途で使用されるリチウムイオン二次電池では、寿命末期に電池性能が急激に低下するため、電池性能の急激な低下を事前に精度良く検知することが極めて重要である。しかし、従来の技術では、二次電池の劣化状態を判定しているだけであり、二次電池の急激な性能低下を事前に検知することはできない。
　本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、蓄電素子の急激な性能低下を事前に検知することができる劣化状態検知装置、劣化状態検知方法及び蓄電システムを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電素子の劣化状態検知装置は、蓄電素子の劣化状態を検知する劣化状態検知装置であって、前記蓄電素子のキャパシタンスを取得する取得部と、取得された前記キャパシタンスの変化から、前記蓄電素子の劣化状態を判定する判定部とを備える。
　これによれば、劣化状態検知装置は、蓄電素子のキャパシタンスの変化から、蓄電素子の劣化状態を判定する。ここで、本願発明者らは、鋭意検討と実験の結果、当該キャパシタンスの変化から、蓄電素子の急激な性能低下が生じるか否かを事前に判定することができることを見出した。このため、当該劣化状態検知装置によれば、蓄電素子の急激な性能低下を事前に検知することができる。
　また、前記判定部は、所定の判定時点において算出されたキャパシタンスである判定キャパシタンスが、基準値よりも小さいか否かを判断することにより、前記判定時点における前記蓄電素子の劣化状態を判定することにしてもよい。
　ここで、本願発明者らは、鋭意検討と実験の結果、所定の判定時点において算出されたキャパシタンスが、基準値よりも小さいか否かを判断することにより、判定時点において、蓄電素子の急激な性能低下が生じるか否かを事前に判定することができることを見出した。このため、当該劣化状態検知装置によれば、蓄電素子の急激な性能低下を事前に検知することができる。
　また、前記判定部は、前記判定時点よりも前に算出されたキャパシタンスの平均値であるキャパシタンス平均値に所定の定数を乗じた値を前記基準値として、前記判定キャパシタンスが前記基準値よりも小さいか否かを判断することにより、前記判定時点における前記蓄電素子の劣化状態を判定することにしてもよい。
　ここで、本願発明者らは、鋭意検討と実験の結果、判定キャパシタンスが、判定時点よりも前に算出されたキャパシタンスの平均値に所定の定数を乗じた値よりも小さいか否かを判断することにより、判定時点において、蓄電素子の急激な性能低下が生じるか否かを事前に判定することができることを見出した。このため、当該劣化状態検知装置によれば、蓄電素子の急激な性能低下を事前に検知することができる。
　また、前記判定部は、０．８～０．９の間の値を前記定数として、前記判定キャパシタンスが前記基準値よりも小さいか否かを判断することにより、前記判定時点における前記蓄電素子の劣化状態を判定することにしてもよい。
　ここで、本願発明者らは、鋭意検討と実験の結果、判定キャパシタンスがキャパシタンス平均値の８０～９０％の間の値よりも小さい場合に、蓄電素子の急激な性能低下が生じる前の状態であると判定することができることを見出した。このため、当該劣化状態検知装置によれば、蓄電素子の急激な性能低下を事前に検知することができる。
　また、前記取得部は、前記判定時点までの複数の時点において、前記蓄電素子のキャパシタンスを取得し、前記判定部は、前記判定時点よりも前に取得された複数のキャパシタンスを平均して前記キャパシタンス平均値を算出することで、前記判定時点における前記蓄電素子の劣化状態を判定することにしてもよい。
　これによれば、劣化状態検知装置は、判定時点までの複数の時点においてキャパシタンスを取得し、キャパシタンス平均値を算出することで、判定時点において、蓄電素子の急激な性能低下が生じるか否かを事前に判定する。これにより、当該劣化状態検知装置によれば、容易に、蓄電素子の急激な性能低下を事前に検知することができる。
　また、前記取得部は、複素インピーダンス法を用いた測定に基づいて前記キャパシタンスを算出することにより、前記キャパシタンスを取得することにしてもよい。
　これによれば、劣化状態検知装置は、複素インピーダンス法を用いた測定に基づいてキャパシタンスを算出する。これにより、劣化状態検知装置は、高精度に、キャパシタンスを取得して、蓄電素子の急激な性能低下を事前に検知することができる。
　また、前記取得部は、複素インピーダンス法を用いた測定に基づいてナイキスト線図を描画したときに現れる円弧の虚軸成分が極大値となる点における周波数を頂点周波数としたとき、前記頂点周波数が所定の閾値以下である場合の前記キャパシタンスを取得することにしてもよい。
　ここで、本願発明者らは、鋭意検討と実験の結果、頂点周波数が所定の閾値よりも大きい場合には、蓄電素子が劣化していなくとも、キャパシタンスの値が非常に小さくなってしまうことを見出した。このため、当該劣化状態検知装置によれば、頂点周波数が所定の閾値以下である場合のキャパシタンスを取得することで、蓄電素子の急激な性能低下を事前に精度良く検知することができる。
　また、前記判定部は、前記蓄電素子の劣化状態の判定結果に基づいて、前記蓄電素子の充電上限電圧または前記蓄電素子への通電最大電流を制限することにしてもよい。
　これによれば、劣化状態検知装置は、蓄電素子の急激な性能低下を事前に判定した場合に、蓄電素子の充電上限電圧または蓄電素子への通電最大電流を制限することで、蓄電素子の急激な性能低下を抑制することができ、寿命延命措置をとることができる。
　以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る劣化状態検知装置、及び当該劣化状態検知装置を備える蓄電システムについて説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
　まず、蓄電システム１０の構成について、説明する。
　図１は、本発明の実施の形態に係る劣化状態検知装置１００を備える蓄電システム１０の外観図である。
　同図に示すように、蓄電システム１０は、劣化状態検知装置１００と、複数（同図では６個）の蓄電素子２００と、劣化状態検知装置１００及び複数の蓄電素子２００を収容する収容ケース３００とを備えている。
　劣化状態検知装置１００は、複数の蓄電素子２００の上方に配置され、複数の蓄電素子２００の劣化状態を検知する回路を搭載した回路基板である。具体的には、劣化状態検知装置１００は、複数の蓄電素子２００に接続されており、複数の蓄電素子２００から情報を取得して、複数の蓄電素子２００の電池性能の急激な低下を事前に検知する。
　なお、この事前に検知される蓄電素子２００の急激な性能低下が生じる前（直前）の状態を性能低下前状態ということとする。つまり、劣化状態検知装置１００は、蓄電素子２００の性能低下前状態を検知する。
　なお、ここでは、劣化状態検知装置１００は複数の蓄電素子２００の上方に配置されているが、劣化状態検知装置１００はどこに配置されていてもよい。この劣化状態検知装置１００の詳細な機能構成の説明については、後述する。
　蓄電素子２００は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池である。本実施の形態では、６個の矩形状の蓄電素子２００が直列に配置されて組電池を構成している。なお、蓄電素子２００の個数は６個に限定されず、他の複数個数または１個であってもよい。また、蓄電素子２００の形状も特に限定されない。
　また、蓄電素子２００は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。なお、劣化状態検知装置１００が劣化状態を検知する対象となる蓄電素子２００としては、リチウムイオン二次電池であるのが好ましい。
　具体的には、蓄電素子２００は、アルミニウムやアルミニウム合金などからなる長尺帯状の正極基材箔上に正極活物質層が形成された正極と、銅や銅合金などからなる長尺帯状の負極基材箔上に負極活物質層が形成された負極とを有している。ここで、正極活物質層に用いられる正極活物質、または負極活物質層に用いられる負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質または負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。
　ここで、蓄電素子２００は、正極活物質として層状構造のリチウム遷移金属酸化物を含むリチウムイオン二次電池であってもよい。具体的には、正極活物質として、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２など、Ｌｉ１＋ｘＭ１－ｙＯ２（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種または２種以上の遷移金属元素、０≦ｘ＜１／３、０≦ｙ＜１／３）等の層状構造のリチウム遷移金属酸化物等を用いたものが挙げられる。なお、当該正極活物質として、ＬｉＭｎ２Ｏ４やＬｉＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４等のスピネル型リチウムマンガン酸化物や、ＬｉＦｅＰＯ４等のオリビン型正極活物質等と、上記層状構造のリチウム遷移金属酸化物とを混合して用いたものであってもよい。また、負極活物質としては、例えば、リチウム金属、リチウム合金（リチウム－ケイ素、リチウム－アルミニウム、リチウム－鉛、リチウム－錫、リチウム－アルミニウム－錫、リチウム－ガリウム、及びウッド合金等のリチウム金属含有合金）の他、リチウムを吸蔵・放出可能な合金、炭素材料（例えば黒鉛、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温焼成炭素、非晶質カーボン等）、ケイ素酸化物、金属酸化物、リチウム金属酸化物（Ｌｉ４Ｔｉ６Ｏ１２等）、ポリリン酸化合物などが挙げられる。
　次に、劣化状態検知装置１００の詳細な機能構成について、説明する。
　図２は、本発明の実施の形態に係る劣化状態検知装置１００の機能的な構成を示すブロック図である。また、図３は、本発明の実施の形態に係る記憶部１３０の判定用データ１３１の一例を示す図である。
　劣化状態検知装置１００は、蓄電素子２００の劣化状態を検知する装置であり、具体的には、蓄電素子２００の急激な性能低下を事前に検知する、つまり蓄電素子２００の性能低下前状態を検知する装置である。同図に示すように、劣化状態検知装置１００は、取得部１１０、判定部１２０及び記憶部１３０を備えている。
　記憶部１３０は、蓄電素子２００が性能低下前状態であるか否かを判定するための判定用データ１３１を記憶しているメモリである。ここで、判定用データ１３１は、蓄電素子２００が性能低下前状態であるか否かを判定するために必要な情報の集まりであり、具体的には、図３に示すように、第一時点、第二時点などの所定の判定時点までの複数の時点におけるキャパシタンスの値等が記憶されている。
　取得部１１０は、蓄電素子２００のキャパシタンスを取得する。つまり、取得部１１０は、第一時点、第二時点などの所定の判定時点までの複数の時点におけるキャパシタンスの値を取得し、記憶部１３０の判定用データ１３１に書き込む。
　また、判定部１２０は、取得部１１０が取得したキャパシタンスの変化から、蓄電素子２００の劣化状態を判定する。具体的には、判定部１２０は、当該キャパシタンスの変化から、蓄電素子２００が性能低下前状態であるか否かを判定する。
　これらによって、劣化状態検知装置１００は、蓄電素子２００の劣化状態、つまり蓄電素子２００の性能低下前状態を検知することができる。
　ここで、取得部１１０は、ＬＣＲメータによる測定などにより蓄電素子２００のキャパシタンスを取得したり、複素インピーダンス法で取得されるデータに基づいて蓄電素子２００のキャパシタンスを取得したりするなど、様々な手法を用いて当該キャパシタンスを取得することができる。以下では、当該キャパシタンスを取得することができる手法の一例として、複素インピーダンス法を用いることで蓄電素子２００のキャパシタンスを取得する手法について説明する。
　なお、以下では、一部ナイキスト線図を用いて処理手順を説明するが、ナイキスト線図は、複素インピーダンス法で取得されるデータからキャパシタンスを取得する過程において装置の内部で行われている処理について、前記処理が実質的に意味するところを説明するためのものにすぎず、取得部１１０がキャパシタンスを取得する処理を行う装置の内部でナイキスト線図が可視的に作図されるわけではない事についてはいうまでもない。
　取得部１１０は、まず、複素インピーダンス法を用いた測定によって、周波数（ｆ）、実軸インピーダンス（Ｚｒｅ）及び虚軸インピーダンス（－Ｚｉｍ）の組み合わせからなるデータ列を取得する。つまり、このデータ列は、これをプロットすればナイキスト線図を生成し得るに足る情報を備えている。
　そして、取得部１１０は、前記データ列に基づいて、ナイキスト線図に表れる円弧におけるインピーダンスの実軸成分の幅に相当するインピーダンスＲと、当該円弧においてインピーダンスの虚軸成分が極大値となる点における周波数に相当する頂点周波数ｆとを取得する。つまり、取得部１１０は、当該ナイキスト線図に表れる円弧形状の部分を抽出し、当該円弧形状の直径に対応するインピーダンスの実軸成分の幅をインピーダンスＲとし、当該円弧形状においてインピーダンスの虚軸成分が極大値となる点における周波数を頂点周波数ｆとして取得する過程に相応する作業を行っているといえる。
　そして、取得部１１０は、取得したインピーダンスＲと頂点周波数ｆとから、キャパシタンスＣ＝１／（２πｆＲ）の関係式を用いて、キャパシタンスを算出する。つまり、取得部１１０は、キャパシタンスＣ＝１／（２πｆＲ）の関係式に、インピーダンスＲと頂点周波数ｆとを代入して、キャパシタンスＣを算出する。これにより、取得部１１０は、キャパシタンスを取得する。
　ここで、取得部１１０は、所定の判定時点までの複数の時点において、それぞれの時点に対応したインピーダンスと頂点周波数とから算出されたキャパシタンスを取得する。なお、判定時点とは、後述の判定部１２０が蓄電素子２００が性能低下前状態であるか否かを判定する時点であるが、詳細については、後述する。
　つまり、取得部１１０は、所定の判定時点までの複数の時点において、複素インピーダンス法を用いた測定を行い、この結果に基づいてナイキスト線図を描画したときに現れる円弧の直径に相当するインピーダンスＲと、前記円弧の虚軸成分が極大値となる点における周波数である頂点周波数ｆとからキャパシタンスＣを算出することで、それぞれの時点におけるキャパシタンスを取得する。
　このそれぞれの時点におけるキャパシタンスを取得する際には、取得部１１０は、頂点周波数が所定の閾値以下である場合のキャパシタンスを取得する。つまり、取得部１１０は、頂点周波数が所定の閾値以下であるか否かを判断し、頂点周波数が所定の閾値以下であると判断した場合に、当該頂点周波数に対応するキャパシタンスを取得する。これは、頂点周波数が所定の閾値よりも大きい場合には、蓄電素子２００が劣化していなくとも、キャパシタンスの値が非常に小さくなってしまうからである。なお、所定の閾値とは、例えば１０Ｈｚである。
　ここで、取得部１１０は、判定時点までのそれぞれの時点において、インピーダンスと頂点周波数とを、記憶部１３０の判定用データ１３１に書き込むとともに、インピーダンスと頂点周波数とから算出されたキャパシタンスを当該判定用データ１３１に書き込む。
　なお、取得部１１０は、判定時点までのそれぞれの時点におけるキャパシタンスの値のみを判定用データ１３１に書き込むことにしてもよい。この場合は、判定用データ１３１には、所定の判定時点までの複数の時点におけるキャパシタンスのみが記憶されていることとなる。
　ここで、判定時点、及び判定時点までの複数の時点について、説明する。
　判定時点とは、蓄電素子２００の充放電を伴う使用を開始して所定の期間が経過した時点である。なお、当該所定の期間はどのような期間であってもよく、特に限定されない。また、当該所定の期間の単位も特に限定されず、例えば、秒オーダー、分オーダー、時間オーダー、日オーダー、月オーダーなどの期間である。つまり、判定時点は、秒、分、時、日、月など、どのような単位で表現されてもかまわない。
　また、判定時点までの複数の時点とは、性能低下前状態を検知する基準となる時点から判定時点までの複数の時点であり、例えば、蓄電素子２００が初期状態のときの時点から判定時点までの複数の時点である。なお、蓄電素子２００が初期状態のときの時点とは、蓄電素子２００の製造時点、工場出荷時点または電気自動車等の応用機器への搭載時点などの時点である。
　なお、当該複数の時点は、蓄電素子２００が初期状態のときの時点から判定時点までの複数の時点であることには限定されず、例えば、蓄電素子２００が充放電を伴う使用を開始して所定の期間が経過した時点から判定時点までの複数の時点でもかまわない。また、当該複数の時点間の間隔は、秒オーダー、分オーダー、時間オーダー、日オーダー、月オーダーなど、どのような期間間隔であってもよく、当該複数の時点は、分、時、日、月など、どのような単位で表現されてもかまわない。
　但し、複数の時点が非常に少ない場合や、複数の時点が性能低下前状態の直前に偏在する場合などには、判定部１２０が正確な判定を行えない虞がある。そこで、蓄電素子２００の使用開始から性能低下に至るまでのおおよその期間は予測できるから、前記複数の時点は、蓄電素子２００の使用開始時点を含めると共に、性能低下に至るまでに数点以上が含まれるように設定することが好ましい。
　次に、判定部１２０が行う処理について、詳細に説明する。
　判定部１２０は、取得部１１０が取得したキャパシタンスの変化から、蓄電素子２００の劣化状態を判定する。具体的には、判定部１２０は、当該キャパシタンスの変化から、蓄電素子２００が性能低下前状態であるか否かを判定する。つまり、判定部１２０は、当該キャパシタンスの変化から、蓄電素子２００の充電または放電可能な容量の急激な低下が生じるか否かを事前に、または蓄電素子２００の入出力特性で示される入出力性能の急激な低下が生じるか否かを事前に判定することで、蓄電素子２００の急激な性能低下が生じるか否かを事前に判定する。
　具体的には、判定部１２０は、取得部１１０が判定時点よりも前に算出して取得した複数のキャパシタンスを平均して、判定時点よりも前に算出されたキャパシタンスの平均値であるキャパシタンス平均値を算出する。つまり、判定部１２０は、記憶部１３０の判定用データ１３１から、取得部１１０が判定時点よりも前に取得した複数のキャパシタンスを読み出して、当該複数のキャパシタンスの平均値を算出する。
　そして、判定部１２０は、所定の判定時点において算出されたキャパシタンスである判定キャパシタンスを、キャパシタンス平均値と比較することにより、判定時点において蓄電素子２００が性能低下前状態であるか否かを判定する。つまり、判定部１２０は、取得部１１０が判定時点において算出して取得したキャパシタンスを判定用データ１３１から読み出し、算出したキャパシタンス平均値と比較する。
　具体的には、判定部１２０は、判定キャパシタンスがキャパシタンス平均値の８５％よりも小さいか否かを判断することで、判定時点における蓄電素子２００の劣化状態を判定する。つまり、判定部１２０は、キャパシタンス平均値の８５％の値を算出し、算出したキャパシタンス平均値の８５％の値と判定キャパシタンスとを比較することで、判定時点において蓄電素子２００が性能低下前状態であるか否かを判定する。
　そして、判定部１２０は、判定キャパシタンスがキャパシタンス平均値の８５％よりも小さいと判断した場合に、判定時点において蓄電素子２００が性能低下前状態であると判定する。
　このように、判定部１２０は、判定キャパシタンスが基準値よりも小さいか否かを判断することにより、判定時点における蓄電素子２００の劣化状態を判定する。つまり、判定部１２０は、キャパシタンス平均値に所定の定数を乗じた値を当該基準値として、判定キャパシタンスが当該基準値よりも小さいか否かを判断することにより、判定時点における蓄電素子２００の劣化状態を判定する。さらに具体的には、判定部１２０は、当該定数を０．８～０．９として、判定キャパシタンスが当該基準値よりも小さいか否かを判断することにより、判定時点における蓄電素子２００の劣化状態を判定する。そして、本実施の形態においては、当該定数は０．８５（８５％）である。なお、当該定数は０．８５には限定されないが、以下では、当該定数は０．８５（８５％）であるとして説明する。
　なお、判定部１２０は、算出したキャパシタンス平均値またはキャパシタンス平均値の８５％の値を、記憶部１３０の判定用データ１３１に書き込んでおき、蓄電素子２００が性能低下前状態であるか否かの判定に使用することにしてもよい。また、劣化状態検知装置１００は記憶部１３０を備えておらず、取得部１１０は、他の機器にキャパシタンスの値などを記憶させ、判定部１２０は、当該他の機器からキャパシタンスの値などを取得することで、蓄電素子２００が性能低下前状態であるか否かを判定することにしてもよい。
　そして、判定部１２０は、蓄電素子２００の劣化状態の判定結果に基づいて、蓄電素子２００の充電上限電圧または蓄電素子２００への通電最大電流を制限する。
　具体的には、判定部１２０は、蓄電素子２００が性能低下前状態であると判定した場合に、蓄電素子２００の充電上限電圧を制限する信号を発して、蓄電素子２００が満充電になる前に蓄電素子２００の充電を停止させる。または、判定部１２０は、蓄電素子２００が性能低下前状態であると判定した場合に、蓄電素子２００への通電最大電流を制限する信号を発して、蓄電素子２００に流れる電流値が過剰になるのを抑える。
　なお、判定部１２０は、充電上限電圧や通電最大電流を制限する前に、または制限するのに代えて、警告を行ったりしてもよいし、蓄電素子２００が性能低下前状態であると判定した場合に、蓄電素子２００への充電を停止させることにしてもよい。
　次に、取得部１１０が蓄電素子２００のキャパシタンスを取得する処理の一例について、ナイキスト線図を用いて説明する。
　図４は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子２００を用いて実際に繰り返し充放電を行い、０サイクル、５０サイクル、１５０サイクル、３００サイクル、５００サイクル、７００サイクル及び９００サイクル目において複素インピーダンス測定を行った結果をナイキスト線図の形でプロットしたものである。
　ここで、同図に示すように、各サイクルにおいて、ナイキスト線図には円弧形状の部分が表れる。そして、当該円弧形状の部分は、蓄電素子２００の使用を継続していくほど（サイクル数が大きくなるほど）、右方向（インピーダンスの実軸成分の値が大きくなる方向）にずれるとともに、直径が大きくなっている。
　つまり、蓄電素子２００の使用を継続していくほど、当該円弧形状の直径に対応するインピーダンスの実軸成分の幅であるインピーダンスが大きくなり、当該円弧形状においてインピーダンスの虚軸成分が極大値となる点における周波数である頂点周波数が小さくなる。
　次に、劣化状態検知装置１００が蓄電素子２００の劣化状態（性能低下前状態）を検知する処理について、説明する。
　図５は、本発明の実施の形態に係る劣化状態検知装置１００が蓄電素子２００の劣化状態を検知する処理の一例を示すフローチャートである。
　同図に示すように、まず、取得部１１０は、所定の判定時点までの複数の時点におけるキャパシタンスを取得する（Ｓ１０２）。この取得部１１０がキャパシタンスを取得する処理の詳細な説明については、後述する。
　次に、判定部１２０は、蓄電素子２００の劣化状態を判定する（Ｓ１０４）。具体的には、判定部１２０は、取得部１１０が取得したキャパシタンスの変化から、蓄電素子２００が性能低下前状態であるか否かを判定する。この判定部１２０が、蓄電素子２００の劣化状態を判定する処理の詳細な説明については、後述する。
　以上により、劣化状態検知装置１００が蓄電素子２００の劣化状態（性能低下前状態）を検知する処理は、終了する。
　次に、取得部１１０がキャパシタンスを取得する処理（図５のＳ１０２）について、詳細に説明する。
　なお、上述のように、取得部１１０は、様々な手法を用いて蓄電素子２００のキャパシタンスを取得することができるが、以下では、当該キャパシタンスを取得することができる手法の一例として、複素インピーダンス法で取得されるデータに基づいて蓄電素子２００のキャパシタンスを取得する手法について説明する。
　図６は、本発明の実施の形態に係る取得部１１０がキャパシタンスを取得する処理の一例を示すフローチャートである。また、図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の実施の形態に係る取得部１１０がキャパシタンスを取得する処理を説明するための図である。具体的には、図７Ａは、寿命初期において取得部１１０が取得したデータをナイキスト線図の形でプロットしたグラフであり、図７Ｂは、寿命中期以降において取得部１１０が取得したデータをナイキスト線図の形でプロットしたグラフである。
　まず、図６に示すように、取得部１１０は、所定の時点において、複素インピーダンス法を用いた測定によって、データを取得する（Ｓ２０２）。
　具体的には、取得部１１０は、蓄電素子２００に対して交流信号を印加して、複素インピーダンスを測定し、周波数（ｆ）、実軸インピーダンス（Ｚｒｅ）及び虚軸インピーダンス（－Ｚｉｍ）の組み合わせからなるデータ列を取得する。このデータ列をプロットすれば、寿命初期においては、図７Ａに示すような円弧が１つのナイキスト線図として表され、寿命中期以降においては、図７Ｂに示すような円弧が２つのナイキスト線図として表される。
　そして、取得部１１０は、ナイキスト線図上の円弧の直径に相当するインピーダンスと円弧頂点に対応する周波数とを取得する（Ｓ２０４）。つまり、取得部１１０は、当該ナイキスト線図に表れる円弧形状の部分を抽出し、当該円弧形状の直径に対応するインピーダンスの実軸成分の幅をインピーダンスＲとし、当該円弧形状においてインピーダンスの虚軸成分が極大値となる点における周波数を頂点周波数ｆとして取得する処理に相応する処理を行っているといえる。
　ここで、図７Ａに示すナイキスト線図においては、－Ｚｉｍ≧０となる周波数範囲における最大の周波数をｆ１とし、周波数がｆ１のときのＺｒｅをインピーダンスＲ１とする。また、周波数ｆ１よりも低周波数側の円弧部分において、－Ｚｉｍが極大値となるときの周波数のうち最小の周波数を、頂点周波数ｆとする。そして、頂点周波数ｆよりも低周波数の範囲において、－Ｚｉｍが極小値をとるときのＺｒｅをインピーダンスＲ２とする。そして、インピーダンスＲが、Ｒ＝Ｒ２－Ｒ１により算出される。
　以上のように、寿命初期においては、取得部１１０は、頂点周波数ｆとインピーダンスＲとを取得する。
　また、図７Ｂに示すナイキスト線図においては、－Ｚｉｍ≧０となる周波数範囲における最大の周波数をｆ１とし、周波数がｆ１のときのＺｒｅをインピーダンスＲ１とする。また、周波数ｆ１よりも低周波数側の円弧部分において、－Ｚｉｍが極大値となるときの周波数のうち最小の周波数を、頂点周波数ｆとする。そして、頂点周波数ｆより大きく周波数ｆ１よりも小さい範囲の周波数において、－Ｚｉｍが極小値をとるときのＺｒｅをインピーダンスＲ１’とする（ただし、極小値をとるＺｒｅがない場合は、Ｒ１’を定義しない）。そして、頂点周波数ｆよりも低周波数の範囲において、－Ｚｉｍが極小値をとるときのＺｒｅをインピーダンスＲ２とする。そして、インピーダンスＲを、Ｒ＝Ｒ２－Ｒ１’またはＲ＝Ｒ２－Ｒ１により算出する。
　以上のように、寿命中期以降においては、取得部１１０は、頂点周波数ｆとインピーダンスＲとを取得する。なお、寿命中期以降においても図７Ａに示すようなナイキスト線図になる場合もあり、この場合には、取得部１１０は、寿命中期以降においても、図７Ａに示すようなナイキスト線図から頂点周波数ｆとインピーダンスＲとを取得する。
　なお、インピーダンスＲとして、低周波数側（右側の円弧部分）のＲ＝Ｒ２－Ｒ１’を用いてもよいし、高周波数側（左側の円弧部分）も含めたＲ＝Ｒ２－Ｒ１を用いてもよいが、低周波数側のＲ＝Ｒ２－Ｒ１’を用いるのが好ましい。
　これは、低周波数側のＲ＝Ｒ２－Ｒ１’から算出されるキャパシタンスは正極に起因するものであり、当該キャパシタンスの変化によって電池性能の急激な低下を事前に検知することができるものと考えられるからである。
　しかし、低周波数側及び高周波数側の２つの円弧部分を分離困難な場合には、低周波数側のＲ＝Ｒ２－Ｒ１’を用いることは困難である。このため、本願発明者らは、鋭意検討と実験の結果、高周波数側の円弧部分は比較的小さいため、低周波数側のＲ＝Ｒ２－Ｒ１’の代わりに、高周波数側も含めたＲ＝Ｒ２－Ｒ１を用いることができることを見出した。
　このため、取得部１１０は、インピーダンスＲとして、低周波数側のＲ＝Ｒ２－Ｒ１’を取得するように動作するのが好ましいが、高周波数側も含めたＲ＝Ｒ２－Ｒ１を取得するように動作することにしてもよい。
　なお、取得部１１０は、同じ周波数側でのインピーダンスＲを統一して取得するのが好ましい。つまり、取得部１１０は、低周波数側のＲ＝Ｒ２－Ｒ１’を取得する場合には、常にＲ＝Ｒ２－Ｒ１’を取得することとし、高周波数側も含めたＲ＝Ｒ２－Ｒ１を取得する場合には、常にＲ＝Ｒ２－Ｒ１を取得するのが好ましい。これにより、取得部１１０が取得するインピーダンスＲが急変して劣化状態の誤判定を導くことを避けることができる。
　ただし、取得部１１０は、後述の頂点周波数が所定の閾値よりも大きい場合のインピーダンスＲについては、同じ周波数側で統一して取得していなくともかまわない。つまり、取得部１１０は、最初にＲ＝Ｒ２－Ｒ１にて取得したインピーダンスＲにおいて頂点周波数が所定の閾値よりも大きかった場合には、次からのインピーダンスＲをＲ＝Ｒ２－Ｒ１’を用いて取得してもかまわない。
　そして、取得部１１０は、取得した頂点周波数ｆとインピーダンスＲとを、記憶部１３０の判定用データ１３１に書き込む。
　次に、図６に戻り、取得部１１０は、取得したインピーダンスと頂点周波数とから、キャパシタンスを算出することで取得する（Ｓ２０６）。つまり、取得部１１０は、判定用データ１３１から頂点周波数ｆとインピーダンスＲとを読み出し、キャパシタンスＣ＝１／（２πｆＲ）の関係式に、インピーダンスＲと頂点周波数ｆとを代入して、キャパシタンスＣを算出する。
　なお、取得部１１０は、頂点周波数が所定の閾値以下である場合のキャパシタンスを取得する。例えば、取得部１１０は、頂点周波数ｆが１０Ｈｚ以下である場合のキャパシタンスを取得する。
　つまり、本願発明者らは、蓄電素子２００が劣化していない場合には、定義に従って算出した頂点周波数が所定の閾値よりも大きくなってしまうことを見出した。すなわち、劣化初期では、頂点周波数は、正極と負極の両方の情報を含んだ周波数となっており、所定の閾値よりも大きくなってしまう場合があると考えられる。しかしながら、本願発明は、上述のように正極の情報を含んだ頂点周波数から算出したキャパシタンスを用いることで電池性能の急激な低下を事前に検知することができるものであるため、負極の情報も含んだ周波数は除外する必要がある。このため、取得部１１０は、頂点周波数が所定の閾値以下である場合のキャパシタンスを取得する。
　そして、取得部１１０は、取得したキャパシタンスを、記憶部１３０の判定用データ１３１に書き込む（Ｓ２０８）。
　以上により、取得部１１０がキャパシタンスを取得する処理（図５のＳ１０２）は、終了する。なお、取得部１１０は、所定の判定時点までの複数の時点において、以上のようにキャパシタンスを取得し、それぞれのキャパシタンスを判定用データ１３１に記憶させる。
　次に、判定部１２０が蓄電素子２００の劣化状態を判定する処理（図５のＳ１０４）について、詳細に説明する。
　図８は、本発明の実施の形態に係る判定部１２０が蓄電素子２００の劣化状態を判定する処理の一例を示すフローチャートである。また、図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明の実施の形態に係る判定部１２０が蓄電素子２００の劣化状態を判定する処理を説明するための図である。
　なお、以下では、蓄電素子２００の劣化状態を判定するためにキャパシタンスの変化を用いることを特徴とする本発明の効果について、他の方法と比較するために、複素インピーダンス法を用いて得たデータを示している。
　具体的には、図９Ａは、蓄電素子２００が使用を開始して性能低下状態に至るまでの間に随時複素インピーダンス測定を行った場合の結果（インピーダンスＲをＲ２－Ｒ１’とした場合）の一例を示す表であり、図９Ｂは、当該結果に基づいてキャパシタンスの変化をプロットしたグラフである。また、図１０Ａは、蓄電素子２００が使用を開始して性能低下状態に至るまでの間に随時複素インピーダンス測定を行った場合の結果（インピーダンスＲをＲ２－Ｒ１とした場合）の一例を示す表であり、図１０Ｂは、当該結果に基づいてキャパシタンスの変化をプロットしたグラフである。
　まず、図８に示すように、判定部１２０は、取得部１１０が判定時点よりも前に算出して取得した複数のキャパシタンスを平均して、キャパシタンス平均値を算出する（Ｓ３０２）。
　ここで、図９Ａ～図１０Ｂにおいては、取得部１１０が複数の時点において取得する複数のキャパシタンス、及び判定部１２０が算出するキャパシタンス平均値の一例を示すために、具体例として、以下の４５℃、１ＣｍＡ充放電サイクル試験を行った結果を示している。
　つまり、当該１ＣｍＡ充放電サイクル試験では、アルミニウム箔上に正極合剤が形成された正極と、銅箔上に負極合剤が形成された負極とを有するリチウムイオン二次電池を用いた。ここで、正極合剤は、正極活物質と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデンと、導電材としてのアセチレンブラックとを含み、正極活物質は、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２で表される層状構造のリチウム遷移金属酸化物である。また、負極合剤は、負極活物質である黒鉛質炭素材料と、結着剤としてのスチレンブタジエンゴム及びカルボキシメチルセルロースとを含む。また、電解液には、エチレンカーボネート（ＥＣ）：ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）：エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）＝２５：２０：５５（体積比）の混合溶媒に、ＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／Ｌ添加することにより調製した。
　そして、４５℃、１ＣｍＡ充放電サイクル試験においては、充電は、４５℃、電流１ＣｍＡ（＝７００ｍＡ）、電圧４．２Ｖ、充電時間３時間の定電流定電圧充電とし、放電は、４５℃、電流１ＣｍＡ（＝７００ｍＡ）、終止電圧２．８５Ｖの定電流放電とした。なお、充電と放電の間、及び、放電と充電の間にはそれぞれ１０分間の休止時間を設けた。休止時間は電池を開回路状態とした。
　また、放電容量確認試験時には、充電は、２５℃、電流１ＣｍＡ（＝７００ｍＡ）、電圧４．２Ｖ、充電時間３時間の定電流定電圧充電とし、放電は、２５℃、電流１ＣｍＡ（＝７００ｍＡ）、終止電圧２．８５Ｖの定電流放電とした。なお、充電と放電の間、及び、放電と充電の間にはそれぞれ１０分間の休止時間を設けた。休止時間は電池を開回路状態とした。即ち、充電、休止、放電、休止の４工程を１サイクルとする。なお、この放電容量確認試験は、０サイクル、５０サイクル、１５０サイクル、３００サイクル、５００サイクル、７００サイクル及び９００サイクルの後にそれぞれ実施した。
　また、複素インピーダンス測定としては、電池をＳＯＣが５０％になるまで充電して調整し、２５℃、測定周波数範囲０．０２～１０６Ｈｚ、開回路電位に対して、印加交流電圧５ｍＶとして測定を行った。なお、この複素インピーダンス測定は、０サイクル、５０サイクル、１５０サイクル、３００サイクル、５００サイクル、７００サイクル及び９００サイクルの後にそれぞれ実施した。
　なお、図９Ａに示す「サイクル数」は、蓄電素子２００の使用の程度が充放電サイクル試験における当該サイクル数に相当する時点であることを示している。また、当該サイクル数のそれぞれにおいて、「Ｒ」はインピーダンスＲ（＝Ｒ２－Ｒ１’）を示しており、「ｆ」は頂点周波数ｆを示しており、「Ｃ」はキャパシタンスＣを示しており、「Ｃａｖ」はキャパシタンス平均値Ｃａｖを示しており、「Ｃａｖ×０．８５」はキャパシタンス平均値Ｃａｖの８５％の値を示している。
　つまり、例えば、蓄電素子２００の使用の程度が充放電サイクル試験における５００サイクルに相当する時点であれば、取得部１１０は、図９Ａに示す「５００サイクル」の欄に相当するデータを取得する。そして、判定部１２０は、サイクル数が５０、１５０、３００及び５００サイクルのときのキャパシタンスＣの平均値（＝（１．７＋１．７＋１．７＋１．８）／４＝１．７３）に０．８５を乗じて、キャパシタンス平均値Ｃａｖの８５％の値である１．４７を算出する。
　また同様に、図１０Ａに示す「サイクル数」は、蓄電素子２００の使用の程度が充放電サイクル試験における当該サイクル数に相当する時点であることを示している。また、当該サイクル数のそれぞれにおいて、「Ｒ」はインピーダンスＲ（＝Ｒ２－Ｒ１）を示しており、「ｆ」は頂点周波数ｆを示しており、「Ｃ」はキャパシタンスＣを示しており、「Ｃａｖ」はキャパシタンス平均値Ｃａｖを示しており、「Ｃａｖ×０．８５」はキャパシタンス平均値Ｃａｖの８５％の値を示している。
　つまり、例えば、蓄電素子２００の使用の程度が充放電サイクル試験における５００サイクルに相当する時点であれば、取得部１１０は、図１０Ａに示す「５００サイクル」の欄に相当するデータを取得する。そして、判定部１２０は、サイクル数が５０、１５０、３００及び５００サイクルのときのキャパシタンスＣの平均値（＝（１．２＋１．２＋１．２＋１．２）／４＝１．２）に０．８５を乗じて、キャパシタンス平均値Ｃａｖの８５％の値である１．０２を算出する。
　なお、図９Ａ及び図１０Ａともに、サイクル数が０サイクル（初期状態）の場合は、頂点周波数ｆ（＝６３．１Ｈｚ）が所定の閾値（例えば１０Ｈｚ）よりも大きいので、取得部１１０は、サイクル数が０サイクルの場合のキャパシタンスＣ（＝０．１Ｆ）を取得していない。このため、判定部１２０は、サイクル数が０サイクルの場合のキャパシタンスＣを含めることなく、キャパシタンス平均値Ｃａｖの算出を行う。
　ここで、キャパシタンスＣの取得数や取得時期によっては、判定部１２０が判定を行うために適切なキャパシタンス平均値Ｃａｖを算出できない場合がある。例えば、キャパシタンスＣの取得頻度が非常に少ない場合や、性能低下前状態の直前に初めてキャパシタンスＣの取得を開始した場合などである。この場合には、判定部１２０は、算出したキャパシタンス平均値Ｃａｖが判定を行うのに適切な値か否かを判断し、適切な値ではないと判断した場合には、エラーを出力するなどによってユーザに通知する機能を有していてもよい。
　そして、図８に戻り、判定部１２０は、所定の判定時点において算出された判定キャパシタンスが、キャパシタンス平均値の８５％よりも小さいか否かを判断する（Ｓ３０４）。
　具体的には、図９Ａに示すように、判定部１２０は、蓄電素子２００の使用の程度が充放電サイクル試験における５００サイクルに相当する時点であれば、判定キャパシタンスＣ＝１．８が、サイクル数が３００サイクルまでのキャパシタンス平均値Ｃａｖの８５％の値である１．４５よりも小さくないと判断する（Ｓ３０４でＮｏ）。また、判定部１２０は、蓄電素子２００の使用の程度が充放電サイクル試験における７００サイクルに相当する時点であれば、判定キャパシタンスＣ＝１．４が、サイクル数が５００サイクルまでのキャパシタンス平均値Ｃａｖの８５％の値である１．４７よりも小さいと判断する（Ｓ３０４でＹｅｓ）。
　また同様に、図１０Ａに示すように、判定部１２０は、蓄電素子２００の使用の程度が充放電サイクル試験における５００サイクルに相当する時点であれば、判定キャパシタンスＣ＝１．２が、サイクル数が３００サイクルまでのキャパシタンス平均値Ｃａｖの８５％の値である１．０２よりも小さくないと判断する（Ｓ３０４でＮｏ）。また、判定部１２０は、蓄電素子２００の使用の程度が充放電サイクル試験における７００サイクルに相当する時点であれば、判定キャパシタンスＣ＝１．０が、サイクル数が５００サイクルまでのキャパシタンス平均値Ｃａｖの８５％の値である１．０２よりも小さいと判断する（Ｓ３０４でＹｅｓ）。
　そして、図８に戻り、判定部１２０は、判定キャパシタンスがキャパシタンス平均値の８５％よりも小さいと判断した場合に（Ｓ３０４でＹｅｓ）、判定時点において蓄電素子２００が性能低下前状態であると判定する（Ｓ３０６）。
　具体的には、図９Ａ及び図１０Ａに示すように、判定部１２０は、蓄電素子２００の使用の程度が充放電サイクル試験における７００サイクルに相当する時点であれば、判定キャパシタンスがキャパシタンス平均値よりも小さいと判断するため、判定部１２０は、当該時点において、蓄電素子２００が性能低下前状態であると判定する。なお、図９Ｂ及び図１０Ｂに示すように、サイクル数が７００サイクル以降において、キャパシタンスの値が急激に低下しているのが分かる。
　また、図８に戻り、判定部１２０は、判定キャパシタンスがキャパシタンス平均値の８５％よりも小さくないと判断した場合には（Ｓ３０４でＮｏ）、処理を終了する。
　そして、判定部１２０は、蓄電素子２００が性能低下前状態であると判定した場合に、蓄電素子２００の充電上限電圧または蓄電素子２００への通電最大電流を制限する（Ｓ３０８）。つまり、判定部１２０は、判定時点において蓄電素子２００が性能低下前状態であると判定した場合に、蓄電素子２００の急激な性能低下を抑制するように制御を行う。
　以上により、判定部１２０が蓄電素子２００の劣化状態を判定する処理（図５のＳ１０４）は、終了する。
　次に、劣化状態検知装置１００が蓄電素子２００の劣化状態（性能低下前状態）を検知できていることについて、説明する。
　図１１Ａ及び図１１Ｂは、本発明の実施の形態に係る劣化状態検知装置１００が蓄電素子２００の劣化状態を検知できていることを説明する図である。具体的には、図１１Ａは、図９Ａ～図１０Ｂでの充放電サイクル試験におけるサイクル数と蓄電素子２００の放電容量（可逆容量）との関係を示すグラフであり、図１１Ｂは、当該充放電サイクル試験におけるサイクル数と蓄電素子２００の抵抗値（内部抵抗）との関係を示すグラフである。
　まず、図１１Ａに示すように、サイクル数が７００サイクル以降において、蓄電素子２００の放電容量（可逆容量）が急激に低下している。ここで、当該７００サイクルは、判定部１２０が、判定キャパシタンスがキャパシタンス平均値よりも小さいと判断したサイクル数である。つまり、判定部１２０は、判定キャパシタンスがキャパシタンス平均値よりも小さいか否かを判断することで、蓄電素子２００の可逆容量の急激な低下が生じ始める状態であるか否かを事前に判定することができている。
　そして、蓄電素子２００の可逆容量の急激な低下が生じ始める状態とは、蓄電素子２００の急激な性能低下が生じ始める状態である。このため、判定部１２０は、当該キャパシタンスの変化から、蓄電素子２００の可逆容量の急激な低下が生じ始める状態であるか否かを事前に判定することで、蓄電素子２００が性能低下前状態であるか否かを判定することができる。
　また、図１１Ｂに示すように、サイクル数が７００サイクル以降において、蓄電素子２００の抵抗値（内部抵抗）が急激に上昇している。つまり、蓄電素子２００の入出力性能が急激に低下している。ここで、当該７００サイクルは、判定部１２０が、判定キャパシタンスがキャパシタンス平均値よりも小さいと判断したサイクル数である。つまり、判定部１２０は、判定キャパシタンスがキャパシタンス平均値よりも小さいか否かを判断することで、蓄電素子２００の入出力性能の急激な低下が生じ始める状態であるか否かを事前に判定することができている。
　そして、蓄電素子２００の入出力性能の急激な低下が生じ始める状態とは、蓄電素子２００の急激な性能低下が生じ始める状態である。このため、判定部１２０は、当該キャパシタンスの変化から、蓄電素子２００の入出力性能の急激な低下が生じ始める状態であるか否かを事前に判定することで、蓄電素子２００が性能低下前状態であるか否かを判定することができる。
　また、図１２Ａ及び図１２Ｂは、本発明の実施の形態に係る劣化状態検知装置１００が奏する効果を説明するための図である。具体的には、図１２Ａは、図９Ａ～図１０Ｂでの充放電サイクル試験におけるサイクル数とインピーダンスとの関係を示すグラフであり、図１２Ｂは、当該充放電サイクル試験におけるサイクル数と頂点周波数との関係を示すグラフである。
　まず、図１２Ａに示すように、サイクル数とインピーダンスとの関係からは、サイクル数が７００サイクルの場合に蓄電素子２００が性能低下前状態であることを検知することができていない。つまり、インピーダンスの変化からは、蓄電素子２００の急激な性能低下を事前に検知することができない。
　また、同様に、図１２Ｂに示すように、サイクル数と頂点周波数との関係からは、サイクル数が７００サイクルの場合に蓄電素子２００が性能低下前状態であることを検知することができていない。つまり、頂点周波数の変化からは、蓄電素子２００の急激な性能低下を事前に検知することができない。
　これに対し、本発明の実施の形態に係る劣化状態検知装置１００によれば、キャパシタンスの変化から、蓄電素子２００の急激な性能低下を事前に検知することができている。
　以上のように、本発明の実施の形態に係る劣化状態検知装置１００によれば、蓄電素子２００のキャパシタンスの変化から、蓄電素子２００の劣化状態を判定する。ここで、本願発明者らは、鋭意検討と実験の結果、当該キャパシタンスの変化から、蓄電素子２００の急激な性能低下が生じるか否かを事前に判定することができることを見出した。このため、劣化状態検知装置１００によれば、蓄電素子２００の急激な性能低下を事前に検知することができる。
　また、本願発明者らは、鋭意検討と実験の結果、キャパシタンスの変化から、蓄電素子２００の可逆容量または入出力性能の急激な低下が生じ始める状態であるか否かを事前に判定することができることを見出した。そして、蓄電素子２００の可逆容量または入出力性能が急激に低下し始めるということは、蓄電素子２００の急激な性能低下が生じ始めるということを示している。このため、劣化状態検知装置１００によれば、蓄電素子２００の可逆容量または入出力性能の急激な低下が生じ始める状態であるか否かを判定することで、蓄電素子２００の急激な性能低下が生じるか否かを事前に判定することができる。
　また、本願発明者らは、鋭意検討と実験の結果、所定の判定時点において算出されたキャパシタンスが、基準値よりも小さいか否かを判断することにより、判定時点において、蓄電素子２００の急激な性能低下が生じるか否かを事前に判定することができることを見出した。このため、劣化状態検知装置１００によれば、蓄電素子２００の急激な性能低下を事前に検知することができる。
　また、本願発明者らは、鋭意検討と実験の結果、判定キャパシタンスが、判定時点よりも前に算出されたキャパシタンスの平均値に所定の定数を乗じた値よりも小さいか否かを判断することにより、判定時点において、蓄電素子２００の急激な性能低下が生じるか否かを事前に判定することができることを見出した。このため、劣化状態検知装置１００によれば、蓄電素子２００の急激な性能低下を事前に検知することができる。
　また、本願発明者らは、鋭意検討と実験の結果、判定キャパシタンスがキャパシタンス平均値の８０～９０％の間の値（本実施の形態では８５％）よりも小さい場合に、蓄電素子２００の急激な性能低下が生じる前の状態であると判定することができることを見出した。このため、劣化状態検知装置１００によれば、蓄電素子２００の急激な性能低下を事前に検知することができる。
　また、劣化状態検知装置１００は、判定時点までの複数の時点においてキャパシタンスを取得し、キャパシタンス平均値を算出することで、判定時点において、蓄電素子２００の急激な性能低下が生じるか否かを事前に判定する。これにより、劣化状態検知装置１００によれば、容易に、蓄電素子２００の急激な性能低下を事前に検知することができる。
　また、本願発明者らは、鋭意検討と実験の結果、頂点周波数が所定の閾値よりも大きい場合には、蓄電素子２００が劣化していなくとも、キャパシタンスの値が非常に小さくなってしまうことを見出した。このため、劣化状態検知装置１００によれば、頂点周波数が所定の閾値以下である場合のキャパシタンスを取得することで、蓄電素子２００の急激な性能低下を事前に精度良く検知することができる。
　また、劣化状態検知装置１００は、複素インピーダンス法を用いた測定に基づいてキャパシタンスを算出する。これにより、劣化状態検知装置１００は、高精度に、キャパシタンスを取得して、蓄電素子２００の急激な性能低下を事前に検知することができる。
　また、劣化状態検知装置１００は、蓄電素子２００の急激な性能低下を事前に判定した場合に、蓄電素子２００の充電上限電圧または蓄電素子２００への通電最大電流を制限することで、蓄電素子２００の急激な性能低下を抑制することができ、寿命延命措置をとることができる。
　以上、本発明の実施の形態に係る蓄電システム１０及び劣化状態検知装置１００について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
　例えば、上記実施の形態では、判定部１２０は、判定キャパシタンスをキャパシタンス平均値と比較することにより、蓄電素子２００が性能低下前状態であるか否かを判定することとした。しかし、判定部１２０は、判定キャパシタンスを前回の時点でのキャパシタンスの値と比較するなど、過去のキャパシタンスの値と比較することにしてもよい。
　また、上記実施の形態では、取得部１１０は、一例として複素インピーダンス法を用いた測定に基づいてキャパシタンスを算出して取得することとした。しかし、取得部１１０は、複素インピーダンス法を用いることなく、外部の装置からキャパシタンスを取得することにしてもよい。
　また、上記実施の形態では、取得部１１０は、頂点周波数が所定の閾値以下である場合のキャパシタンスを取得することとした。しかし、取得部１１０は、頂点周波数が所定の閾値よりも大きい場合のキャパシタンスも取得することにしてもよい。この場合、判定部１２０は、取得部１１０が取得した当該キャパシタンスを含めずに判定を行ってもよいし、当該キャパシタンスを含めて判定する場合には、判定のための数値（８５％）を変更するなどにより、対応できる。
　また、上記実施の形態では、取得部１１０は、ＬＣＲメータによる測定により蓄電素子２００のキャパシタンスを取得したり、複素インピーダンス法を用いて蓄電素子２００のキャパシタンスを取得したりすることとした。しかし、取得部１１０は、どのような手法で蓄電素子２００のキャパシタンスを取得することにしてもよい。
　また、本発明は、このような蓄電システム１０または劣化状態検知装置１００として実現することができるだけでなく、劣化状態検知装置１００に含まれる特徴的な処理部をステップとする劣化状態検知方法としても実現することができる。
　また、本発明に係る劣化状態検知装置１００が備える各処理部は、集積回路であるＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）として実現されてもよい。例えば、図１３に示すように、本発明は、取得部１１０及び判定部１２０を備える集積回路１４０として実現することができる。図１３は、本発明の実施の形態に係る劣化状態検知装置１００を集積回路で実現する構成を示すブロック図である。
　なお、集積回路１４０が備える各処理部は、個別に１チップ化されても良いし、一部または全てを含むように１チップ化されても良い。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
　また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。
　さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。
　また、本発明は、劣化状態検知方法に含まれる特徴的な処理をコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、当該プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標）　Ｄｉｓｃ）、半導体メモリとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
　本発明は、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子において、急激な性能低下を事前に検知することができる劣化状態検知装置等に適用できる。
　　　１０　蓄電システム
　　１００　劣化状態検知装置
　　１１０　取得部
　　１２０　判定部
　　１３０　記憶部
　　１３１　判定用データ
　　１４０　集積回路
　　２００　蓄電素子
　　３００　収容ケース
 

Claims (11)

  1. 　蓄電素子の劣化状態を検知する劣化状態検知装置であって、
    　前記蓄電素子のキャパシタンスを取得する取得部と、
    　取得された前記キャパシタンスの変化から、前記蓄電素子の劣化状態を判定する判定部と
    　を備える劣化状態検知装置。
  2. 　前記判定部は、所定の判定時点において算出されたキャパシタンスである判定キャパシタンスが、基準値よりも小さいか否かを判断することにより、前記判定時点における前記蓄電素子の劣化状態を判定する
    　請求項１に記載の劣化状態検知装置。
  3. 　前記判定部は、前記判定時点よりも前に算出されたキャパシタンスの平均値であるキャパシタンス平均値に所定の定数を乗じた値を前記基準値として、前記判定キャパシタンスが前記基準値よりも小さいか否かを判断することにより、前記判定時点における前記蓄電素子の劣化状態を判定する
    　請求項２に記載の劣化状態検知装置。
  4. 　前記判定部は、０．８～０．９の間の値を前記定数として、前記判定キャパシタンスが前記基準値よりも小さいか否かを判断することにより、前記判定時点における前記蓄電素子の劣化状態を判定する
    　請求項３に記載の劣化状態検知装置。
  5. 　前記取得部は、前記判定時点までの複数の時点において、前記蓄電素子のキャパシタンスを取得し、
    　前記判定部は、前記判定時点よりも前に取得された複数のキャパシタンスを平均して前記キャパシタンス平均値を算出することで、前記判定時点における前記蓄電素子の劣化状態を判定する
    　請求項３または４に記載の劣化状態検知装置。
  6. 　前記取得部は、複素インピーダンス法を用いた測定に基づいて前記キャパシタンスを算出することにより、前記キャパシタンスを取得する
    　請求項１～５のいずれか１項に記載の劣化状態検知装置。
  7. 　前記取得部は、複素インピーダンス法を用いた測定に基づいてナイキスト線図を描画したときに現れる円弧の虚軸成分が極大値となる点における周波数を頂点周波数としたとき、前記頂点周波数が所定の閾値以下である場合の前記キャパシタンスを取得する
    　請求項６に記載の劣化状態検知装置。
  8. 　前記判定部は、前記蓄電素子の劣化状態の判定結果に基づいて、前記蓄電素子の充電上限電圧または前記蓄電素子への通電最大電流を制限する
    　請求項１～７のいずれか１項に記載の劣化状態検知装置。
  9. 　蓄電素子と、
    　前記蓄電素子の劣化状態を検知する請求項１～７のいずれか１項に記載の劣化状態検知装置と
    　を備える蓄電システム。
  10. 　コンピュータが、蓄電素子の劣化状態を検知する劣化状態検知方法であって、
    　前記蓄電素子のキャパシタンスを取得する取得ステップと、
    　取得された前記キャパシタンスの変化から、前記蓄電素子の劣化状態を判定する判定ステップと
    　を含む劣化状態検知方法。
  11. 　蓄電素子の劣化状態を検知する集積回路であって、
    　前記蓄電素子のキャパシタンスを取得する取得部と、
    　取得された前記キャパシタンスの変化から、前記蓄電素子の劣化状態を判定する判定部と
    　を備える集積回路。
     
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