リチウムイオン二次電池の診断システム及び診断方法
【課題】リチウムイオン二次電池のモジュール電池の性能劣化要因を使用環境と製造工程とに切り分けて診断することができるようにする。
【解決手段】電池製造工程１で得られるモジュール電池とこれに搭載される単電池との製造管理情報が製造品質情報収集処理部４で収集され、データベース６に格納される。電池診断システム３で使用環境にあるモジュール電池２が充電されると、稼動実績処理部５がこのモジュール２の稼動実績情報を収集し、データベース７に格納する。稼動実績監視処理部８は、この稼動実績情報に異常があるか否かを判定し、その判定結果を製造・使用環境の要因分類処理部９に供給する。製造・使用環境の要因分類処理部９は、異常があるとの判定結果の場合、データベース６の当該モジュール電池の製造管理情報を基に、稼動実績情報の異常が製造要因によるか、使用環境要因によるか診断し、その診断結果が診断結果作成処理部１０で作成されて表示される。
【解決手段】電池製造工程１で得られるモジュール電池とこれに搭載される単電池との製造管理情報が製造品質情報収集処理部４で収集され、データベース６に格納される。電池診断システム３で使用環境にあるモジュール電池２が充電されると、稼動実績処理部５がこのモジュール２の稼動実績情報を収集し、データベース７に格納する。稼動実績監視処理部８は、この稼動実績情報に異常があるか否かを判定し、その判定結果を製造・使用環境の要因分類処理部９に供給する。製造・使用環境の要因分類処理部９は、異常があるとの判定結果の場合、データベース６の当該モジュール電池の製造管理情報を基に、稼動実績情報の異常が製造要因によるか、使用環境要因によるか診断し、その診断結果が診断結果作成処理部１０で作成されて表示される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電が可能なリチウムイオン二次電池を診断する診断システム及びその診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
まず、リチウムイオン二次電池について説明する。
【０００３】
図２はリチウムイオン二次電池の動作原理を模式的に示す図であって、１００はリチウムイオン二次電池、１００ａは電池缶、１０１は正電極（正極）、１０１ａは正極活物質、１０２は負電極（負極）、１０２ａは負極活物質、１０３はセパレータ、１０４は電解液、２００は使用環境である。
【０００４】
同図において、リチウムイオン二次電池１００は、リチウムなど金属酸化物の活物質１０１ａから成る正極１０１、炭素材料の活物質１０２ａから成る負極１０２、有機溶媒とリチウム塩から成る電解液１０４及びセパレータ１０３が電極缶１００ａ内に収納された構成をなしている。正極１０１と負極１０２とはフィルム状をなし、フィルム状のセパレータ１０３を挟んで電極缶１００ａの筒形状に応じた筒状の電極対が形成されており、かかる電極対が電極缶１００ａ内に注入されている電解液１０４内に収納されている。なお、正極１０１と負極１０２とのかかる電極対は、ここでは、電極缶１００ａ内に１個を示しているが、複数個設けられており、これらが直列に接続されている。
【０００５】
かかる構成のリチウムイオン二次電池１００では、正極１０１，負極１０２間をリチウムイオンが移動することにより、充電と放電が行なわれる。使用環境２００が充電時にあるときには、正極１０１のリチウムイオンが負極１０２に移動して充電が行なわれ、使用環境が放電時にあるときには、負極１０２のリチウムイオンが正極１０１に移動する。このように、リチウムイオン二次電池１００は、原理的には化学反応を伴わない動作原理のため、寿命が長く、エネルギー効率が高いといった特徴を有している。
【０００６】
なお、以下では、図２に示す構成の１つのリチウムイオン二次電池を「単電池」といい、かかる単電池を複数組み込んで構成される１つのリチウムイオン二次電池を「モジュール電池」という。
【０００７】
図３はリチウムイオン二次電池の単電池及びモジュール電池の製造工程を模式的に示す図である。
【０００８】
同図において、リチウムイオン二次電池１００の製造工程は、正極材料製造工程１１０と負極材料製造工程１１１と単電池の組立工程１１２とモジュール電池の組立工程１１３とからなる。
【０００９】
正極材料製造工程１１０では、まず、正極材料の原料となる各種材料を混練，調合して、スラリー材料を作成する。そして、フィルム状の金属箔にこのスラリー材料を塗工した後、スラリーが塗工された金属箔に圧縮や切断といった加工が行なわれて、フィルム状の正極材料が製造される。
【００１０】
負極材料製造工程１１１では、正極材料製造工程１１０とは使用される原料となる各種材料は異なるが、手順は同じであって、負極材料の原料となる各種材料を混練，調合して、スラリー材料を作成し（混練，調合）、フィルム状の金属箔にこのスラリー材料を塗工した後（塗工）、スラリーが塗工された金属箔の圧縮や切断といった加工が行なわれて（加工）、フィルム状の負極材料が製造される。
【００１１】
リチウムイオン二次電池の単電池の組立工程１１２では、捲回と呼ばれる工程で、上記のフィルム状の正極材料，負極材料から単電池に必要な大きさの正極，負極を切り出すとともに、これら正極材料と負極材料を分離するためのフィルム状のセパレータ材料から単電池に必要な大きさのセパレータ切り出し、これら正極，負極をセパレータを挟んで重ねて捲き合わせる（捲回）。そして、捲き合わさった正極，負極及びセパレータの電極対の群を組み立てて溶接し、これら電極対の群を電解液が注入（注液）された電池缶内に配置された後、この電池缶を完全に密閉する（封口）。このようにして、単電池が作成される。
【００１２】
次に、この作成されたリチウムイオン二次電池の単電池で充放電が繰り返し行なわれ、このリチウムイオン二次電池の単電池の性能及び信頼性に関する検査を行なう（単電池検査）。これにより、単電池が完成し、単電池組立工程が終了する。
【００１３】
次に、モジュール電池組立工程１１３では、単電池を複数個直列に組み合わせ、さらに、コントローラを接続してモジュール電池を製造する（モジュール組立）。その後、このリチウムイオン二次電池のモジュール電池の性能及び信頼性に関する検査を行なう（モジュール検査）。これにより、リチウムイオン二次電池のモジュール電池が完成して出荷されることになる。
【００１４】
図４はリチウムイオン二次電池の充電方法の手順を示すフローチャートである。この充電方法は、図３における単電池組立工程１１２での「充放電」，「単電池検査」やモジュール電池組立工程１１３での「モジュール検査」で行なわれるものである。
【００１５】
同図において、充電装置にリチウムイオン二次電池が装着されると、接続のチェック（ステップＳ１００）及び温度のチェック（ステップＳ１０１）が行なわれ、これらに異常がなければ、充電前のこのリチウムイオン二次電池の電圧を測定する（ステップＳ１０２）。接続状態，温度及び充電前の二次電池の電圧が所定範囲から外れる場合（ステップＳ１００，Ｓ１０１，Ｓ１０３で“Ｎｏ”）、異常として充電処理を終了する（ステップＳ１０７）。
【００１６】
接続状態，温度及び充電前のリチウムイオン二次電池の電圧が所定範囲内にあって、正常である場合には（ステップＳ１００，Ｓ１０１，Ｓ１０３で“Ｙｅｓ”）、一定の電圧をこのリチウムイオン二次電池に印加して充電を行なう（ステップＳ１０４）。充電処理時は、充電に要する時間をチェックしながら、リチウムイオン二次電池の電流を測定し、電流値が所定より小さくなるまで充電処理を繰り返す（ステップＳ１０５，Ｓ１０６の“Ｎｏ”，ステップＳ１０４の繰り返し）。そして、充電時間が所定値になる前に（ステップＳ１０５の“Ｙｅｓ”）、電流値が所定値より小さくなると（ステップＳ１０６の“Ｙｅｓ”）、このリチウムイオン二次電池は正常に充電されたとして、充電を終了する。しかし、充電時間が所定値になっても、電流値が所定値より小さくならないときには（ステップＳ１０５の“Ｎｏ”）、異常として充電処理を終了する（ステップＳ１０７）。
【００１７】
個のようにして、正常な充電結果が得られたリチウムイオン二次電池のモジュール電池は、充電された状態で出荷され、それが購入された使用者が用いる使用環境の下で使用されることになる。
【００１８】
図５はリチウムイオン二次電池の充電処理時の電圧と電流の推移を模式的に示す図である。
【００１９】
充電時のリチウムイオン二次電池の電圧は、充電処理に伴なって増加する一方、充電電流は一定の状態を保ちながら、充電が完了に近い段階になると、急激に低下する。
【００２０】
二次電池の充電を行なうとき、通常この二次電池には電圧が残留している。図５（ａ）は充電の開始電圧を二次電池の残留電圧とするときの充電処理時の電圧と電流の推移を示すものであり、この場合には、二次電池を充電装置に装着すると、直ちに充電処理が行なわれるものである。
【００２１】
これに対し、図５（ｂ）は二次電池を充電装置に装着すると、まず、この二次電池に残留する電気を放電させて残留電圧を０（Ｖ）にし、しかる後、この０（Ｖ）を充電開始電圧として、充電処理を開始するものである。この場合には、まず、二次電池から放電電流が流れ、しかる後、上記のように、電圧が充電処理に伴なって増加する一方、充電電流が一定の状態を保ちながら、充電が完了に近い段階になると、急激に低下する。
【００２２】
リチウムイオン二次電池は、充電と放電とを繰り返して使用される。リチウムイオン二次電池の安全性、信頼性を確保するため、充電時または放電時の二次電池の電圧及び電流を測定し、その測定結果に基づき二次電池の性能に問題がないかどうかを把握するための診断が行なわれる。
【００２３】
その一従来例として、電池の電圧・電流から内部インピダンスを計算し電池の寿命を診断している技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００２４】
他の従来例としては、充電及び放電時の電圧と電流特性を測定し、所定周波数領域に対する特性インピダンスの測定結果から特性因子を数値化して、電池の状態を診断し、また、製造工程でも、安全性，信頼性を確保するために、電池特性に応じてモジュールで使用する電池を選別するようにした技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００２５】
さらに、他の従来例として、電池のインピダンススペクトルを基に、パターンマッチング手法を用いて、類似したスペクトルを持つ単電池を分類し、モジュール電池内の標準偏差が小さくなるように、単電池を選別することにより、モジュール電池の信頼性を高めているようにした技術も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】特表２００６−５２４３３２公報
【特許文献２】特開２０００−１５６２４８公報
【特許文献３】特開平１０−３１２８２３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
リチウムイオン二次電池には、高い安全性，信頼性が求められる。その製造工程では、材料の均一性劣化や異物混入などによる製品の安全性及び信頼性低下のポテンシャルがあるため、製造工程の最終工程で単電池及びモジュール電池毎の検査を行ない、製造不具合のある電池を選別している。出荷後のモジュール電池は使用状況に応じて性能が劣化する。電池の劣化の度合いは、個別のモジュール電池の使用環境及び製造工程における製造ばらつきによって決まる。使用環境に起因する劣化は避けられない経時変化であるが、製造工程に起因する劣化度合いの違いは、製造工程の改善でもって対処することができる。
【００２８】
また、製造要因となる製造履歴を有するモジュール電池は、性能劣化加速のポテンシャルが高く、他のモジュール電池と比べて、早めの交換を行なうなどの対策が重要である。従来の公知技術では、個別のモジュール電池もしくは単電池の状態のモニタリングにより、個別の劣化度合いを把握することはできるが、製造と使用環境に分類した劣化要因の特定を行なうことはできない。
【００２９】
本発明は、かかる問題を解消し、モジュール電池の性能劣化要因を使用環境要因と製造工程要因（製造要因）とに切り分けて診断することができるようにしたリチウムイオン二次電池の診断システム及び診断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
上記目的を達成するために、本発明によるリチウムイオン二次電池の診断システムは、リチウムイオン二次電池の単電池や単電池を用いたモジュール電池の製造工程から製造品質情報を収集する製造品質情報収集処理部と、製造品質情報収集処理部が収集した製造品質情報を蓄積する製造品質管理データベースと、使用環境で稼働中のモジュール電池から稼動実績情報を収集する稼動実績情報収集処理部と、稼動実績情報収集処理部が収集した稼動実績情報を蓄積する稼動実績データベースと、稼動実績情報を用いてモジュール電池の稼動状況の監視を行なう稼動実績監視処理部と、製造品質管理データベースでの製造品質情報と稼動実績データベースでの稼動実績情報とを用いて、稼動実績監視処理部で検出された稼動実績の異常の要因が使用環境要因か製造要因かの切り分けを行なう製造・使用環境の要因分類処理部と、稼動実績監視処理部の処理結果と製造・使用環境の要因分類処理部の処理結果とに基づいて、診断対象となるモジュール電池の診断結果を作成する診断結果作成処理部とから構成されることを特徴とする。
【００３１】
また、本発明によるリチウムイオン二次電池の診断システムは、稼動実績情報収集処理部は、モジュール電池の充電終了後に当該モジュール電池の稼動実績情報を収集し、製造・使用環境の要因分類処理部は、稼動実績監視処理部が稼動実績情報収集処理部で収集した稼動実績情報を基に稼働実績の異常が有ることを検出したとき、稼動実績の異常の要因が使用環境要因が製造要因かの切り分けを行なうことを特徴とする。
【００３２】
さらに、本発明によるリチウムイオン二次電池の診断システムは、製造品質情報収集処理部と製造品質管理データベースとが、モジュールを製造する製造工程を有する電池製造管理システムに設けられ、稼動実績情報収集処理部は、モジュール電池を充電する充電システムに設けられ、稼動実績データベースと稼動実績監視処理部と製造・使用環境の要因分類処理部と診断結果作成処理部とが電池診断システムを構成し、電池製造管理システムと充電システムと電池診断システムとがネットワークを介して接続された構成をなすことを特徴とする。
【００３３】
上記目的を達成するために、本発明によるリチウムイオン二次電池の診断方法は、稼動実績情報収集手段を用いて、稼動中のリチウムイオン二次電池のモジュール電池の稼動実績情報を収集する第１のステップと、稼動実績監視手段を用いて、取得したモジュール電池の稼動実績情報に異常があるかどうか判定する第２のステップと、製造・使用環境の要因分類手段を用いて、稼動実績に異常がある当該モジュール電池及びその単電池の製造品質情報を取得し、製造品質情報の製品検査情報の比較処理により、製造要因の有意差があるかどうかを判定する第２のステップと、稼動実績監視手段及び製造・使用環境の要因分類手段での処理結果に基づいて、当該モジュール電池の診断結果を作成する第４のステップとからなり、第１〜第４のステップの一連の処理を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によると、リチウムイオン二次電池のモジュール電池の診断において、個々のモジュール電池の使用環境での稼動実績情報及び製造工程の品質管理情報に応じて、モジュール電池の性能劣化要因を使用環境要因及び製造工程要因に切り分ける診断処理を実施する機能を有するため、製造工程における性能劣化対策が可能となり、モジュール電池の信頼性を向上することができる。また、製造要因となる製造履歴を持つモジュール電池及び単電池に対する診断処理の指示により、不具合が発生する前段階での異常の有無を把握することができ、リチウムイオン二次電池の信頼性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明によるリチウムイオン二次電池の診断システム及び診断方法の第１の実施形態を示すブロック構成図である。
【図２】リチウムイオン二次電池の動作原理を模式的に示す図である。
【図３】リチウムイオン二次電池の単電池及びモジュール電池の製造工程を模式的に示す図である。
【図４】リチウムイオン二次電池の充電方法の手順を示すフローチャートである。
【図５】リチウムイオン二次電池の充電処理時の電圧と電流の推移を模式的に示す図である。
【図６】図１での電池製造工程１における単電池工程１ｃで製造されたリチウムイオン二次電池の単電池の種類を示す図である。
【図７】図１での電池製造工程１におけるモジュール組立工程１ｅで製造されたリチウムイオン二次電池のモジュール電池の構成を模式的に示す斜視図である。
【図８】図１での工程１ａ〜１ｂから取得した情報に基づく単電池の製造履歴情報の一具体例を示す図である。
【図９】図１での単電池検査工程１ｄから取得した情報に基づく製造検査情報の一具体例を示す図である。
【図１０】図１でのモジュール電池組立工程１ｅから得られる情報に基づく製造履歴情報の一具体例を示す図である。
【図１１】図１でのモジュール電池検査工程１ｆから得られる情報に基づく製品検査情報の一具体例を示す図である。
【図１２】使用環境にあるモジュール電池から得られる稼働データに基づく稼動実績情報の一具体例を示す図である。
【図１３】使用環境にあるモジュール電池から得られる稼働データに基づくモジュール電池の単電池単位の稼動実績情報の一具体例を示す図である。
【図１４】図１における電池診断システムによる使用環境にあるリチウムイオン二次電池のモジュール電池の診断処理の流れの一具体例を示すフローチャートである。
【図１５】図１における稼働実績監視処理部８が実行する図１４におけるステップＳ２０１の処理の一具体例を示すフローチャートである。
【図１６】図１５に示す稼動実績監視処理におけるモジュール電池の稼動実績情報の異常判定結果を表わす出力画面を示す図である。
【図１７】図１における製造・使用環境の要因分類処理部による図１４における稼動異常の製造・使用環境の要因分類処理のステップＳ２０３の一具体例を示すフローチャートである。
【図１８】図１７でのステップＳ４０１で作成された以上の有無判定の対象となる当該モジュール電池の製造履歴リストの出力結果の一具体例を示す図である。
【図１９】図１７のステップＳ４０３での製造品質の有意差の比較処理の一具体例を示す図である。
【図２０】図１における診断結果作成処理部１０による図１４における診断結果作成処理のステップＳ２０６の一具体例を示すフローチャートである。
【図２１】図２０でのステッフＳ５０７で得られた製造要因の有意差判定の診断結果の出力画面の一具体例を示す図である。
【図２２】図１での診断結果作成処理部１０で作成された画面表示される診断対象のモジュール電池２の診断結果の一具体例を示す図である。
【図２３】本発明によるリチウムイオン二次電池の診断システム及び診断方法の第２の実績形態を示すブロック図である。
【図２４】本発明によるリチウムイオン二次電池の診断システム及び診断方法の第３の実績形態を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
【００３７】
図１は本発明によるリチウムイオン二次電池の診断システム及び診断方法の第１の実施形態を示すブロック構成図であって、１は製造工程、１ａは材料受入工程、１ｂは電極製造工程、１ｃは単電池組立工程、１ｄは単電池検査工程、１ｅはモジュール組立工程、１ｆはモジュール検査工程、２は稼働中（使用環境）のモジュール電池、３は電池診断システム、４は製造品質情報収集処理部、５は稼動実績情報収集処理部、６は製造品質管理データベース、７は稼動実績データベース、８は稼動実績監視処理部、９は製造・使用環境の要因分類処理部、１０は診断結果作成処理部である。
【００３８】
同図において、電池診断システム３は、製造工程１から単電池やモジュール電池の製造過程で得られる各種のデータを収集して処理し、モジュール電池やその単電池の製造品質情報を作成する製造品質情報収集処理部４と、製造品質情報収集処理部４で作成された製造品質情報を格納保持する製造品質管理データベース６と、使用環境で稼働中のモジュール電池２から、その充電時、その稼動実績情報を収集して処理する稼動実績情報収集処理部５と、稼動実績情報収集処理部５が収集して処理した稼動実績情報を格納保持する稼動実績データベース７と、稼動実績情報収集処理部５が収集して処理した稼動実績情報を用いてモジュール電池２の稼動状況の監視を行なう稼動実績監視処理部８と、稼動実績監視処理部８の監視結果を基に、製造品質管理データベース６の製造品質情報と稼動実績データベース７の稼動実績情報とを用いて稼動実績の異常要因が使用環境要因か製造要因かの切り分けを行なう製造・使用環境の要因分類処理部９と、稼動実績監視処理部８と製造・使用環境の要因分類処理部９の処理結果とに基づいて、診断対象となるモジュール電池２の診断結果を作成する診断結果作成処理部１０とから構成される。
【００３９】
電池製造工程１は、図３に示す電池製造工程に相当するものであって、材料受入工程１ａは、図２での単電池の正極１０１や負極１０２などの材料を受け入れる工程であって、図３での正極材料製造工程１１０及び負極材料製造工程１１１に相当する工程である。電極製造工程１ｂは、受け入れた材料でもって正極１０１や負極１０２を製造する図３での単電池組立工程１１２の捲回，溶接・組立に相当する工程である。単電池組立工程１ｃは、図３の単電池組立工程１１２での注液，封口の工程に相当するものであって、単電池検査工程１ｄは、同じく図３の単電池組立工程１１２での充放電〜単電池検査の工程に相当するものである。モジュール組立工程１ｅは、図３のモジュール電池組立工程１１３でのモジュール組立の工程に相当し、モジュール検査工程１ｆは、同じく図３のモジュール電池組立工程１１３でのモジュール検査の工程に相当する。
【００４０】
図６は図１での電池製造工程１における単電池工程１ｃで製造されたリチウムイオン二次電池の単電池の種類を示す図であって、１１は単電池、１２が管理番号マーク、１３はラミネール、１４は正極、１５は負極である。
【００４１】
図６（ａ）は円筒型の単電池１１を示すものであって、図２に示す構成をなしてその電極缶１００ａが円筒状をなすものである。この単電池１１の表面にこの単電池１１を管理するための、例えば、バーコードからなる読み取り可能な管理マーク１２が付けられている。製造品質情報収集処理部４（図１）は、製造される単電池１１毎に、その管理番号マーク１２から読み取られた単電池１１の管理番号とその単電池１１の製造品質情報とを互いに関連付けて電池製造工程１（図１）から収集する。
【００４２】
図６（ｂ）は角型の単電池１１を示すものであって、図２に示す構成をなしてその電極缶１００ａが角型をなすものである。この単電池１１の表面にこの単電池１１を管理するための、例えば、バーコードからなる読み取り可能な管理番号マーク１２が付けられている。製造品質情報収集処理部４（図１）は、電池製造工程１から収集したデータを基に、製造される単電池１１毎に、製造品質情報を作成し、単電池１１の管理番号マーク１２から読み取られたこの単電池１１の管理番号とその単電池１１の製造品質情報とを互いに関連付ける。
【００４３】
図６（ｃ）はラミネート型の単電池１１を示すものであって、図２に示す構成がラミネール１３内に密閉封入されており、正極１４と負極１５との一部がこのラミネール１３から外部に突出している。このラミネール１３の表面にこの単電池１１を管理するための、例えば、バーコードからなる読み取り可能な管理番号マーク１２が付けられている。製造品質情報収集処理部４（図１）は、電池製造工程１から収集したデータを基に、製造される単電池１１毎に、製造品質情報を作成し、単電池１１の管理番号マーク１２から読み取られたこの単電池１１の管理番号とその単電池１１の製造品質情報とを互いに関連付ける。
【００４４】
図７は図１での電池製造工程１におけるモジュール組立工程１ｅで製造されたリチウムイオン二次電池のモジュール電池２の構成を模式的に示す斜視図であって、１６は電池缶、１７は管理番号マーク、１８はコントローラであり、図６に対応する部分には同一符号を付けている。
【００４５】
同図において、モジュール電池２は、電池缶１６内に複数の単電池１１を配列し、このモジュール電池２の図示しない正極，負極間にこれら単電池を直列に接続したものである。このモジュール電池２の電池缶１６の表面には、このモジュール電池２を管理するための、例えば、バーコードからなる読み取り可能な管理番号マーク１７が付けられており、また、電池缶１６の表面に使用環境にあるこのモジュール電池２の実績を管理するためのコントローラ１８が設けられている。これら管理番号マーク１７やコントローラ１８は、電池缶１６の表面の適宜の場所に取り付けられる。製造品質情報収集処理部４（図１）は、組み立てられたモジュール２毎に、製造品質情報を作成し、モジュール電池２の管理番号マーク１７から読み取られたモジュール電池２の管理番号とそのモジュール電池２の製造品質情報とを互いに関連付ける。
【００４６】
なお、コントローラ１８は、後述する累積充電／放電サイクル回数をカウントするカウンタやモジュール電池２の出荷からの経過時間を計測するタイマ，充放電情報や単電池１１に関する情報などを取得するための手段などを備え、また、このモジュール電池２が正常に稼働するときのデータを表わす正常稼働モデルを保持しており、充電時などでは、かかるデータを、稼働データとして、稼働実績情報収集処理部５を提供する。
【００４７】
図１において、製造品質情報収集処理部４は、リチウムイオン二次電池の製造工程１からその単電池１１やモジュール電池２の製造に関する各種の情報、即ち、材料受入工程１ａでの正極や負極などの材料に関する検収データや電極製造工程１ｂでの正極や負極の電極の製造に関する製造条件などのデータ，単電池組立工程１ｃでの単電池組立の際に得られるＱＣ(Quality Check)検査データ、単電池検査工程１ｄでの製造された単電池の検査で得られた製品検査データ、モジュール組立工程１ｅでのモジュール電池の組立の際に得られるＱＣ検査データ，モジュール検査工程１ｆでの製造されたモジョール電池の検査で得られた製品検査データをモジュール電池やその単電池の管理番号と関連付けて収集し、これらデータから単電池１１やモジュール電池２の製造品質情報を作成して製造品質管理データベース６に格納する。製造品質情報としては、材料受入工程１ａ〜単電池組立工程１ｃにおける製造履歴情報（単電池１１の製造順序やその材料の使用順序などの情報）や単電池検査工程１ｄにおける製品検査情報、モジュール組立工程１ｅにおける製造履歴情報（モジュール電池２の製造順序や単電池１１の使用順序などの情報）やモジュール検査工程１ｆにおける製品検査情報がある。
【００４８】
単電池組立の製造履歴情報は単電池１１の管理番号毎に収集されるものであるが、この単電池組立の製造履歴情報としては、単電池１１の組立に使用した電極材料の材料種類毎の名称（またはコード）や管理番号（例えば、ロット番号）、処理を行なう製品・工程の名称（またはコード）、処理日時、製造装置の名称（またはコード）、レシピ名（当該製品・工程で使用する製造装置の動作プログラム名称）がある。
【００４９】
モジュール電池２の製造履歴情報はモジュール電池２の管理番号に対応して収集されるものであるが、このモジュール電池２の製造履歴情報としては、組立日時、使用される単電池１１の管理番号、コントローラ１８などの部品の管理番号がある。
【００５０】
単電池１１の製品検査情報としては、単電池１１の管理番号、検査日時、容量・電圧といった性能データの他に、この単電池１１の充電／放電（この「放電」とは、図５（ｂ）に示すように、充電装置による単電池１１の残留電圧の放電をいうものである。以下同様）時の電流，電圧のアナログデータなどがある。また、モジュール電池２の製品検査情報としては、モジュール電池２の管理番号、検査日時、容量・電圧といった性能データの他に、このモジュール電池２の充電／放電（この「放電」とは、図５（ｂ）に示すように、充電装置によるモジュール電池２の残留電圧の放電をいうものである。以下同様）時の電流、電圧のアナログデータなどがある。
【００５１】
稼動実績情報処理部５は、使用環境にあるモジュール電池２の稼動時の動作データなどの稼動実績情報を、このモジュール電池２に設けられた管理番号マーク１７から得られる管理番号とともに、そのモジュール電池２に設けられたコントローラ１８（図７）から取得し、稼動実績情報管理データベース７に格納する。モジュール電池２の稼動実績情報としては、このモジュール電池２の出荷してから現在までの充電の累積回数である累積充放電サイクル数，このモジュール電池２を出荷してから現在までの時間である経過時間や、これらに対応した電池の容量，電圧といった性能データの他に、充電／放電時の図５で示したような電流，電圧のアナログデータなどがある。モジュール電池２のかかる稼働実績情報は、このモジュール電池２のコントローラ１８で得られて蓄積されている。なお、コントローラ１８には、このモジュール電池が正常に稼働するときの上記の性能データなど設定値が、正常稼動モデルとして、設定されている。
【００５２】
かかるモジュール電池２をネットワークに接続された充電システムで充電処理が行なわれるとき、稼動実績情報処理部５がネットワークを介してこのモジュール電池２のコントローラ１８からその稼動実績情報を、正常稼働モデルとともに、取得することができるし、通信機能を有する機器システムにこのモジュール電池２が搭載されて使用される場合には、機器システムの通信機能を用いてこのコントローラ１８からこのモジュール電池２の稼動実績情報を、正常稼働モデルとともに、取得することができる。また、モジュール電池２が定期的に点検を行なう機器システムに搭載されて点検が行なわれるとき、専用のデータ収集装置を用いてこのモジュール電池２のコントローラ１８内の稼動実績情報を、正常稼働モデルとともに、取得することもできる。
【００５３】
稼動実績監視処理部８は、稼動実績情報処理部５がモジュール電池２から新規に稼動実績情報を取得し、これを稼動実績管理データベース７に格納すると、この稼動実績管理データベース７より、このモジュール電池２の稼動実績情報と正常稼動モデルを取得し、稼動実績情報と正常稼動モデルとに基づいて、このモジュール電池２の稼動実績の異常の有無を判定する。
【００５４】
製造・使用環境の要因分類処理部９は、稼動実績監視処理部８によってモジュール電池２の稼動実績に異常有りとの判定があると、製造品質管理データベース６より製造品質情報を取得し、この製造品質情報に基づいて製造要因の有無を判定する。診断結果作成処理部１０は、稼動実績監視処理部８及び製造・使用環境の要因分類処理部９の処理結果に基づいて診断対象となるモジュール電池２の診断結果を作成する。
【００５５】
製造品質管理データデータ６は、単電池１１の管理番号に対応した製品名、工程名（またはコード）、処理日時、製造装置の名称（またはコード）、レシピ名（当該製品・工程で使用する製造装置の動作プログラム名称）、材料種類毎の名称（またはコード）・管理番号（例えば、ロット番号）、単電池１１の製品検査情報（容量、電圧といった性能データ等）及び、モジュール電池２の管理番号に対応した単電池１１の管理番号、コントローラなどの部品の管理番号、モジュール電池２の製品検査情報（容量、電圧といった性髄データ等）が登録される。
【００５６】
稼動実績管理データデータ７は、モジュール電池２または単電池１１の管理番号に対応した累積充放電サイクル数、累積経過時間、容量、電圧といった性能データ及び正常稼動モデルが登録される。
【００５７】
図８は図１での工程１ａ〜１ｂから取得した情報に基づく単電池１１の製造履歴情報の一具体例を示す図であって、２０は単電池１１の製造履歴情報である。
【００５８】
単電池１１の製造で正極と負極とセパレータとを重ねて捲き合わせる図３における捲回工程が行なわれるが、この捲回工程が行なわれた単電池１１に、この捲回工程を受けた順に、その順番に対応した整理番号が設定される。図１における製造品質情報収集処理部４は、捲回工程を受けた単電池１１に設定された整理番号２０ａを、この単電池１１の正極や負極，セパレータに関する情報とともに、材料受入工程１ａ，電極製造工程１ｂから取得し、これを処理して図８に示す製造履歴情報２０を作成し、製造品質管理データベース６に格納する。
【００５９】
単電池１１の製造履歴情報２０では、図８に示すように、取得された単電池１１の整理番号２０ａがその取得順に配列され、この整理番号２０ａ毎に（即ち、単電池１１毎に）、捲回を行なった日時２０ｂ，正極材料の管理番号及び正極材料２０ｃの調合に使用された各種材料（調合材料１，２，……）の管理番号などからなる正極情報２０ｃ，負極材料の管理番号及び負極材料の調合に使用された各種材料（調合材料１，２，……）の管理番号，セパレータ２０ｅの管理番号などからなる負極情報２０ｄが含まれる。
【００６０】
正極材料や負極材料はフィルム状の金属箔から製造されており、１つの正極材料や負極材料から夫々複数の正極，負極を作成できて複数の単電池の製造に用いることができるから、同じ正極材料や負極材料から作成された正極，負極の単電池１１は、正極材料，負極材料や調合材料の整理番号は同じとなる。図示する製造履歴情報２０によると、整理番号Ｂ０１，Ｂ０２の単電池１１は、正極情報２０ｃと正極情報２０ｄとセパレータ２０ｅが同じであるが、整理番号Ｂ０３の単電池は、整理番号Ｂ０１，Ｂ０２の単電池１１とは異なるセパレータが使用されていることになる。また、整理番号Ｂ０４〜Ｂ０６の単電池１１では、正極情報２０ｃで調合材料１が整理番号Ｂ０１〜Ｂ０３の単電池１１とは正極情報２０ｃで同じ調合材料１が使用されており、それ以外の正極情報２０ｃや正極情報２０ｄは整理番号Ｂ０１〜Ｂ０３の単電池１１とは異なっていることになる。
【００６１】
図９は図１での単電池検査工程１ｄから取得した情報に基づく製造検査情報の一具体例を示す図であって、２１は単電池１１の製造検査情報である。
【００６２】
同図において、単電池１１の製造検査情報２１は、取得された単電池１１の整理番号２０ａがその取得順（即ち、検査順）に配列され、この整理番号２０ａ毎に（即ち、単電池１１毎に）、検査日時２１ａ，検査項目２１ｂなどが含まれる。検査項目２１ｂとしては、単電池１１の検査時に得られた電圧，電流，容量などが含まれる。
【００６３】
図１０はモジュール電池組立工程１ｅから得られる情報に基づく製造履歴情報の一具体例を示す図であって、２２はモジュール電池２の製造履歴情報である。
【００６４】
図１のモジュール組立工程１ｅでは、複数の単電池１１を用いてモジュール電池２が組み立てられるが、この組み立てられたモジュール電池２に、その組立順に、その順番に対応した整理番号（モジュール整理番号）が設定される。図１における製造品質情報収集処理部４は、組み立てられたモジュール電池２に設定されたモジュール整理番号２２ａを、このモジュール電池２に関する情報とともに、モジュール組立工程１ｅから取得し、これを処理して図１０に示すモジュール電池２の製造履歴情報２２を作成し、製造品質管理データベース６に格納する。
【００６５】
このモジュール電池２の製造履歴情報２２では、図８に示すように、取得されたモジュール電池２の整理番号２２ａがその取得順に配列され、この整理番号２２ａ毎に（即ち、モジュール電池２毎に）、モジュール電池２の組立日時２２ｂ，このモジュール電池２に用いられている単電池１１の管理番号２２ｃ，このモジュール電池２に取り付けられたコントローラ１８（図７）の整理番号などが含まれる。
【００６６】
図１１はモジュール電池検査工程１ｆから得られる情報に基づく製品検査情報の一具体例を示す図であって、２３はモジュール電池２の製品検査情報である。
【００６７】
同図において、この製品検査情報２３は、取得されたモジュール電池２の整理番号２２ａがその取得順（即ち、検査順）に配列され、この整理番号２２ａ毎に（即ち、モジュール電池２毎に）、検査日時２３ａ，検査項目２３ｂなどが含まれる。検査項目２３ｂとしては、モジュール電池２の電圧，電流，容量などが含まれる。
【００６８】
図１２は使用環境にあるモジュール電池２から得られる稼働データに基づく稼動実績情報の一具体例を示す図であって、２４は稼動実績情報である。
【００６９】
同図において、出荷後の使用環境にあるモジュール電池２では、そのコントローラ１８（図７）から、例えば、その充電時、稼働実績情報収集処理部５（図１）が稼働データを取り込み、この稼働データを処理して図１２に示す稼動実績情報２４を作成し、稼働実績管理データベース７（図１）に格納するとともに、稼働実績監視処理部８に供給する。
【００７０】
この稼動実績情報２４では、稼働データを取得する順にモジュール電池２の整理番号２２ａがに配列され、この整理番号２２ａ毎に（即ち、モジュール電池２毎に）、充電を行なった日時２４ａと、累積充電サイクル回数２４ｂと、出荷後の経過時間２４ｃと、充電処理時のモジュール電池２の電圧や電流，容量といった性能データなどが含まれる。モジュール電池２の管理番号毎の累積充電サイクル回数は必ず連続するデータではない。
【００７１】
図１３は使用環境にあるモジュール電池２から得られる稼働データに基づくモジュール電池２の単電池単位の稼動実績情報の一具体例を示す図であって、２５は稼動実績情報である。
【００７２】
同図において、この稼動実績情報２５では、各モジュール電池２において、その単電池の管理番号２０ａ毎に充電を行なった日時、累積充電サイクル回数、出荷後の経過時間（これらは、同じモジュール電池２では、同じ）の他、単電池１１の管理番号２０ａ毎の充電処理時の単電池１１の電圧，電流，容量といった性能データなどが含まれる。
【００７３】
図１４は図１における電池診断システム３による使用環境にあるリチウムイオン二次電池のモジュール電池２の診断処理の流れの一具体例を示すフローチャートである。
【００７４】
同図において、モジュール電池２の充電時などで稼働実績情報収集処理部５（図１）が当該モジュール電池２から稼働データと正常稼動モデルとを収集し、この稼働データを処理して図１２に示す稼働実績情報２４を作成し（なお、図１３に示す稼働実績情報２５であってもよいが、以下では、図１２に示す稼働実績情報２４について説明する）、これと正常稼動モデルとを稼働実績管理データベース７（図１）に格納するとともに、稼働実績監視処理部８に供給する。これにより、稼働実績監視処理部８が充電された当該モジュール電池２の稼働実績情報２４と正常稼動モデルとを取得する（ステップＳ２００）。
【００７５】
稼働実績監視処理部８は、取得した稼働実績情報２４と正常稼動モデルとの比較処理を行ない（ステップＳ２０１）、当該モジュール電池２の稼働実績で異常が有るか否かの判定を行なう（ステップＳ２０２）。この異常判定方法については、図１５を用いて後述する。当該モジュール電池２の稼動実績に異常がなければ（ステップＳ２０２の“Ｎｏ”）、その判定結果を製造・使用環境の要因分類処理部９（図１）に出力する。製造・使用環境の要因分類処理部９は、その判定結果を診断結果作成処理部１０（図１）に通知し（ステップＳ２０５）、診断結果作成処理部１０は、この判定結果を基に、診断結果の作成を行なう（ステップＳ２０６）。
【００７６】
当該モジュール電池２の稼働実績で異常が有ると判定した場合でも（ステップＳ２０２の“Ｙｅｓ”）、その判定結果が製造・使用環境の要因分類処理部９に送られる。製造・使用環境の要因分類処理部９は、製造品質管理データベース６から当該モジュール電池２に該当する製造品質情報（即ち、当該モジュール電池２に用いられている単電池１１の製造履歴情報２０（図８）や製造検査情報２１（図９）、当該モジュール電池２の製造履歴情報２２（図１０）や製造検査情報２３（図１１））を取得し、この製造品質情報を基に、当該モジュール電池２が異常となる製造要因を有するか否かを判定するための製造・使用環境の要因分類処理を実行開始し（ステップＳ２０３）、当該モジュール電池２の稼働実績情報に異常が有ることの要因として、製造要因の有意差が有るか否かの判定を行なう（ステップＳ２０４）。製造要因の有意差が有る場合には（ステップＳ２０４の“Ｙｅｓ”）、その旨の判定結果情報を、また、製造要因の有意差がない場合にも（ステップＳ２０４の“Ｎｏ”）、その旨の判定結果情報を診断結果作成処理部１０（図１）に送り（ステップＳ２０５）、診断結果作成処理部１０は、この判定結果を基に、診断結果の作成を行なう（ステップＳ２０６）。
【００７７】
図１５は図１における稼働実績監視処理部８が実行する図１４におけるステップＳ２０１の処理の一具体例を示すフローチャートである。ここでは、モジュール電池２の稼動実績情報が図１２に示す稼動実績情報２４であるものとして説明する。
【００７８】
同図において、稼働実績監視処理部８は、ステップ２０１において、充電していて監視対象となったモジュール電池２の稼動実績情報２４を取得すると、この稼動実績情報から当該モジュール電池２の累積充電サイクル回数２４ｂ，経過時間２４ｃ及びこのモジュール電池２の測定項目２４ｄの性能データを抽出する。このモジュール電池２の性能データは、ここでは、モジュール単位のものであるが、図１３に示す稼動実績情報２５の場合には、モジュール電池２内の単電池単位のものとなる（ステップＳ３００）。
【００７９】
次に、当該モジュール電池２の正常の稼動実績を表わす正常稼動モデルを取得する（ステップＳ３０１）。正常稼動モデルは、累積充電サイクル回数に対する正常となるモジュール電池２の性能データ推移の範囲を示す上・下限のしきい値や、経過時間に対する正常となるモジュール電池２の性能データ推移の範囲を示す上・下限のしきい値を表わすデータなどからなるものであり、性能データの種類毎に正常稼動モデルが設定されている。また、累積充電サイクル回数や経過時間に対する電池性能データのかかる上・下限しきい値は、過去実績データに基づいて、多項次数近似式にて表現することができる。例えば、３次近似式の場合、図１２，図１３に示すような性能データの測定項目ｉに対する上限しきい値，下限しきい値は夫々、４つの係数「ａ_ｕｋ（ｉ）」，「ａ_ｌｋ（ｉ）」（但し、ｋ＝０，１，２，３）でもって、累積充電サイクル回数、または、経過時間を変数ｔとする３次近似式として、次の数１で示すように表現される。
【００８０】
（数１）
上限しきい値＝ａ_ｕ３（ｉ）×ｔ3＋ａ_ｕ２（ｉ）×ｔ2
＋ａ_ｕｌ（ｉ）×ｔ＋ａ_ｕＯ（ｉ）
下限しきい値＝ａ_１３（ｉ）×ｔ3＋ａ_１２（ｉ）×ｔ2
＋ａ_１１（ｉ）×ｔ＋ａ_１０（ｉ）。
【００８１】
そして、当該モジュール電池２の稼動実績情報と正常稼動モデルに基づいて、当該モジュール電池２の性能データの夫々の測定項目ｉの稼動実績がそれに該当する正常稼動モデルから外れているかどうかの判定を行なう（ステップＳ３０３）。正常稼動モデルから外れた稼働実績が１つでもある場合には、稼動実績異常として（ステップＳ３０３の“Ｙｅｓ”）、処理を終了する。正常稼動モデルから外れた稼動実績が存在しない場合には、今回取得したモジュール電池２の夫々の稼動実績を該当する夫々の正常稼動モデルに追加して、夫々の正常稼動モデルを更新する（ステップＳ３０４）。
【００８２】
上記のように多項次数近似式によって表現される正常稼動モデルでは、新規取得したモジュール電池２の稼動実績を追加したデータを用いた最小２乗近似により、多項次数近似式の各係数を更新することができる。
【００８３】
図１６は図１５に示す稼動実績監視処理におけるモジュール電池２の稼動実績情報の異常判定結果を表わす出力画面を示す図である。
【００８４】
過去の稼動実績情報に基づいて算出された正常稼動モデルは、性能データの種類毎に累積充電サイクル回数もくしは経過時間に対応した上・下限しきい値で表現される。診断対象となるモジュール電池２の稼動実績データを、図１６に示すように、プロットし、正常稼動モデルの上下限しきい値の範囲にプロットした点が含まれるかどうかを判定することにより、異常な稼働実績があるか否かを判定する。
【００８５】
図１６において、診断対象のモジュール電池２の■印で示す稼動実績データは下限しきい値を下回るため、この稼動実績は異常と判定される。なお、モジュール電池２の性能データは、モジュール単位もしくはモジュール電池２内の単電池単位のいずれであってもよい。
【００８６】
図１７は図１における製造・使用環境の要因分類処理部９による図１４における稼動異常の製造・使用環境の要因分類処理のステップＳ２０３の一具体例を示すフローチャートである。
【００８７】
同図において、製造・使用環境の要因分類処理部９は、ステップ３０１において、要因分類処理の対象となる当該モジュール電池２に対して、それに該当する製造品質管理情報を製造品質管理データベース６（図１）から取得する（ステップＳ４００）。
【００８８】
モジュール電池２の製造品質管理情報としては、このモジュール電池２の製造履歴情報や製品検査情報だけでなく、このモジュール電池２に搭載されている単電池１１の製造履歴情報や製品検査情報も含まれる。モジュール電池２の製造履歴情報には、図１０に示すように、その組立日時や使用される単電池の管理番号，コントローラなどの部品の管理番号がある。モジュール電池２の製品検査情報には、図１１に示すように、検査日時や容量・電圧といった性能データの他に、充電／放電時の電流、電圧のアナログデータなども含まれる。モジュール電池２の製造履歴情報には、使用した電極材料の材料種類毎の名称（またはコード）、管理番号（例えば、ロット番号）、処理を行なう製品・工程の名称（またはコード）、処理日時、製造装置の名称（またはコード）、レシピ名（当該製品・工程で使用する製造装置の動作プログラム名称）がある。
【００８９】
また、単電池１１の製品検査情報としては、この単電池１１の管理番号や検査日時，容量・電圧といった性能データの他に、充電／放電時の電流や電圧のアナログデータなどがある。
【００９０】
次いで、取得した当該モジュール電池２の製造品質管理情報に基づいて、製造履歴リストを作成する（ステップＳ４０１）。この製造履歴リストには、モジュール電池２の組立工程や当該モジュール電池２に搭載された単電池１１の組立工程に使用された各種部品及び材料の名称とその管理番号が含まれる。
【００９１】
図１８はこのステップＳ４０１で作成された以上の有無判定の対象となる当該モジュール電池２の製造履歴リストの出力結果の一具体例を示す図であって、２６は製造履歴リストである。
【００９２】
同図において、当該モジュール電池２の製造履歴リスト２６は、図１３に示す稼動実績情報２５から取得した当該モジュール電池２の管理番号２２ａと当該モジュール電池２に搭載される単電池１１の整理番号２５ａ、稼働実績監視処理部８（図１）での稼動実績の異常の有無の判定結果２６ａ、製造品質管理データベース６（図１）から取得した単電池１１毎の製造履歴情報２０から取得した正極やその各種調合材料の管理番号（以下、これを正極材料の管理番号という）、同じく負極やその各種調合材料の管理番号（以下、これを負極材料の管理番号という）からなるものである（なお、これら管理番号をまとめて正極／負極材料の管理番号という）。
【００９３】
図１７に戻って、次に、当該モジュール電池２に対して作成されたこの製造履歴リスト２６に基づいて、この製造履歴リスト２６に含まれる正極／負極材料の管理番号に正極／負極材料の管理番号が等しい単電池であって、他のモジュール電池２に搭載されている単電池（以下、同一製造履歴の単電池という）１１の製造品質情報（図８に示す製造履歴情報２０と図９に示す製造検査情報２１）を製造品質管理データベース６（図１）から取得し（ステップＳ４０２）、当該モジュール電池２に搭載されている単電池（以下、当該単電池という）１１の製造品質管理情報、特に、製造検査情報２１と同一製造履歴の単電池１１の製造品質管理情報、特に、製造検査情報２１と比較する（ステップＳ４０３）。
【００９４】
そして、この比較の結果、当該単電池１１の製造品質管理情報と同一製造履歴単電池１１の製造品質管理情報との間に有意差が有るか否かを判定し、有意差が有る場合には（ステップＳ４０４の“Ｙｅｓ”）、その旨を示す判定結果を、また、有意差がない場合でも（ステップＳ４０４の“Ｎｏ”）、その旨を示す判定結果を夫々診断結果作成処理部１０（図１）に通知する（図１４のステップＳ２０５）。
【００９５】
ここで、単電池１１の製品検査情報２１には、図９に示すように、単電池１１の管理番号，検査日時，検査項目である容量・電圧といった性能データがあるが、性能データに有意差があるかどうか判定は、母集団となる同一の管理番号を持つ同一製造履歴の単電池１１の性能データの平均値と標準偏差を計算し、次の数２として示す上・下限しきい値、即ち、
（数２）
有意差判定の上限しきい値＝平均値＋ｋ・標準偏差
有意差判定の下限しきい値＝平均値−ｋ・標準偏差
で設定されてこれら上限しきい値と下限しきい値とで決まる範囲から外れる各単電池１１の性能データを有意差があるものとして判定する（ステップＳ４０４）。なお、係数ｋは任意に設定可能であるが、通常３〜４当りの値を設定する。また、これら上・下限しきい値は、製造履歴リストに含まれる各種部品及び材料の管理番号別、並びに単電池１１の性能データの種類別に作成される。
【００９６】
なお、かかる製造有意差の比較処理は、製造履歴リスト２６に含まれる各種部品及び材料の管理番号や単電池の性能データの種類毎に実行される。
【００９７】
以上の有意差判定の結果に基づいて製造要因の有無を判別し、この稼動異常の製造・使用環境の要因分類処理（図１４のステップＳ２０３の処理）が終了する。
【００９８】
図１９は図１７のステップＳ４０３での製造品質の有意差の比較処理の一具体例を示す図である。
【００９９】
同図において、上記のように、当該単電池１１と同一製造履歴の単電池１１との性能データの平均値と標準偏差とから、上記の数２によって有意差判定の上限しきい値と有意差判定の下限しきい値とを算出し、これら有意差判定の上限しきい値と有意差判定の下限しきい値とで設定される有意差の範囲に対するこれら単電池１１が持つ性能データを●印で示すものであって、ここでは、当該単電池１１の性能データＡと１つの同一製造履歴の単電池１１の性能データＢとが有意差の範囲を外れていることを示している。
【０１００】
図１７のステップＳ４０３の比較処理は、このように、得られた有意差の範囲を当該単電池１１の性能データが外れているか否か、また、この当該単電池１１以外の同一製造履歴の単電池１１にその性能データが有意差の範囲を外れたものがあるかどうかを判定するものであり、当該単電池１１の性能データがこの有意差の範囲から外れていれば、稼働実績監視処理部８（図１）で稼働実績情報が異常と判定されたこの当該単電池１１を用いている当該モジュール電池２は、製造要因による異常ということになる。また、性能データが有意差の範囲を外れたと判定された同一製造履歴の単電池１１が有る場合には、この同一製造履歴の単電池１１を用いた他のモジュール電池２も、製造要因による異常となるものと判定されるものである。
【０１０１】
そこで、かかる有意差による比較処理によると、
（１）当該モジュール電池２が製造要因によって異常であるが、当該モジュール電池２と同一製造履歴の単電池１１を用いた他のモジュール電池２のうちには、製造要因による異常のモジュール電池２はないこと
（２）当該モジュール電池２が製造要因によって異常であるとともに、当該モジュール電池２と同一製造履歴の単電池１１を用いた他のモジュール電池２も製造要因によって異常であること
（３）当該モジュール電池２の異常は製造要因によるものではないが、当該モジュール電池２と同一製造履歴の単電池１１を用いた他のモジュール電池２のうちに、製造要因による異常のモジュール電池２があること（この場合には、当該モジュール電池２は使用環境要因によって異常であることになる）
の少なくともいずれかの判定結果が得られることになる。
【０１０２】
このように、稼働実績監視処理部８（図１）でモジュール電池２に稼働実績情報に異常が有ると判定（図１４のステップＳ２０２の“Ｙｅｓ”）された当該モジュール電池２に対しては、製造・使用環境の要因分類処理部９（図１）により、製造品質管理データベース６（図１）からのこの当該モジュール電池２の単電池１１に関する製造品質情報とモジュール電池に関する製造品質情報を基に、その異常が製造要因によるものであるか、使用環境要因によるものであるかを判別することができるし、さらには、当該モジュール電池２と同一製造履歴の単電池１１を用いた他のモジュール電池２に関しても、製造要因による異常となっているものがあるか否かも、検出することができるものである。
【０１０３】
図２０は図１における診断結果作成処理部１０による図１４における診断結果作成処理のステップＳ２０６の一具体例を示すフローチャートである。
【０１０４】
同図において、診断結果作成処理部１０は、製造・使用環境の要因分類処理部９（図１）からの処理結果（稼働実績監視処理部８（図１）の判定結果も含む）に基づいて、診断対象となる当該モジュール電池２に稼動実績異常があるかどうかを識別する（ステップＳ５００）。稼働実績監視処理部８（図１）の処理により、この当該モジュール電池２に稼動実績異常がないとの判定がなされている場合には（ステップＳ５００の“Ｎｏ”）、この当該モジュール電池２は異常がないとして（ステップＳ５０２）、その旨の診断結果を出力して画面表示する（ステップＳ５０７）。
【０１０５】
稼働実績監視処理部８（図１）の処理により、当該モジュール電池２に稼動実績異常があるとの判定がなされている場合には（ステップＳ５００の“Ｙｅｓ”）、製造・使用環境の要因分類処理部９（図１）による図１４のステップ２０４の処理から得られた判定結果、即ち、当該モジュール電池２での単電池１１のうちでその製品検査情報が図１９に示した有意差の範囲を外れたものが有るか否かの判定結果（当該モジュール電池２に製造要因の有意差が有る単位電池１１があるか否かの判定結果）を用いて、有意差がない場合には（ステップＳ５０３の“Ｎｏ”）、この診断対象の当該モジュール電池２の稼働実績異常は使用環境要因によるものとして（ステップＳ５０４）、その旨の診断結果を出力して画面表示する（ステップＳ５０７）。
【０１０６】
これに対し、有意差が有る場合には（ステップＳ５０３の“Ｙｅｓ”）、この診断対象の当該モジュール電池２の稼働実績異常は製造要因（即ち、製造工程）によるものとして（ステップＳ５０５）、さらに、製造・使用環境の要因分類処理部９（図１）による図１７のステップＳ４０４の判定結果を基に、当該モジュール電池２の単電池１１と同一製造履歴の単電池１１のうちで製造要因の有意差が有る（即ち、製造要因で異常となる）同一製造履歴単電池１１が存在する場合には、かかる同一製造履歴単電池１１の管理番号と、かかる同一製造履歴単電池１１を用いた他のモジュール電池２の管理番号とを取得し（ステップＳ５０６）、この当該モジュール電池２の稼働実績情報の異常が製造要因によるものである旨を、上記のような同一製造履歴単電池１１が有れば、その管理番号や他のモジュール電池２の管理番号とともに、診断結果として出力して画面表示する（ステップＳ５０７）。なお、製造要因の中で有意差が発生した部品または材料の名称及び管理番号や製品検査の種類を診断結果に追加する。
【０１０７】
図２１は図２０でのステッフＳ５０７で得られた製造要因の有意差判定の診断結果の出力画面の一具体例を示す図である。
【０１０８】
同図において、ここでは、当該モジュール電池２の管理番号（ここでは、「Ｍ０１」）、このモジュール電池２に搭載されている単電池１１の管理番号（ここでは、「Ｂ０１」，「Ｂ０２」，「Ｂ０３」，「Ｂ１５」，「Ｂ１６」，「Ｂ１７」）、これら単電池１１毎の稼働異常（稼動実績情報での異常の有無）、製造要因有意差の有無、有意差判定対象となる製造要因項目、有意差判定に用いた製品検査の種類、検査データ値を出力する。製造要因項目としては、例えば、正極やその調合材料の管理番号であり、検査データ値としては、当該モジュール電池２の出荷前検査時の容量などである。
【０１０９】
図２２は図１での診断結果作成処理部１０で作成された画面表示される診断対象のモジュール電池２の診断結果の一具体例を示す図であって、２７は診断結果画面である。
【０１１０】
同図において、表示される診断結果画面２７には、診断処理を行なった診断日時２７ａ、診断処理を行なったモジュール電池２の管理番号２７ｂ、このモジュール電池２に搭載される単電池の管理番号２７ｃ、稼動実績情報での異常の有無２７ｄ、製造要因による異常の有無を示す製造要因判定２７ｅが表示される。
【０１１１】
また、製造要因による異常がある場合には、異常が発生している製造要因の項目２７ｆ、及び、当該モジュール電池２以外に製造要因の有意差があるモジュール電池２内に搭載された単電池１１の管理番号２７ｇが出力される。
【０１１２】
図２３は本発明によるリチウムイオン二次電池の診断システム及び診断方法の第２の実績形態を示すブロック図であって、２８は電池製造管理システム、２９は充電システムであり、図１に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【０１１３】
同図において、この第２の実施形態は、電池診断システム３と電池製造管理システム２８と充電システム２９とがネットワークを介して接続された構成をなしている。電池製造管理システム２８は電池製造工程１と製造品質情報収集処理部４と製造品質管理データベース６とからなり、電池診断システム３は稼動実績管理データベース７と稼働実績監視処理部８と製造・使用環境の要因分類処理部９と診断結果作成処理部１０とからなり、充電システム２９は稼働実績情報収集処理部５を備えている。
【０１１４】
電池製造管理システム２８では、製造品質情報収集処理部４によって電池製造工程１から収集される単電池１１やモジュール電池２のデータから作成された製造品質情報が製造品質管理データベース６に格納保存される。このように、製造品質情報収集処理部４及び製造品質管理データベース部６は、リチウムイオン二次電池の製造における各工程での製造実績（ロット・ウェハ番号、製造装置の名称及び着工開始、終了日時など）の蓄積、及び製造フローの管理並びに次工程の製造指示などを行なう電池製造管理システム２８内に組み込まれており、各処理が実施される。
【０１１５】
充電システム２９にモジュール電池２が取り付けられて充電されるとき、稼働実績情報収集処理部５がこのモジュール電池２の稼働実績情報を収集し、ネットワークを介して電池診断システム３に送信する。電池診断システム３では、当該モジュール電池２からこの稼働実績情報を取得すると、これを、稼動実績管理データベース７に格納して保持するとともに、稼働実績監視処理部８でこの稼働実績情報に異常が有るか否かを判定し、異常があるときには、製造・使用環境の要因分類処理部９は電池製造管理システム２８の製造品質管理データベース６から当該モジュール電池２とこれに搭載されている単電池１１の製造品質情報を取得し、当該モジュール電池２の単電池１１にこの稼働実績情報に異常を生じさせる製造要因が有るか否かを判定処理し、有れば、この稼働実績情報に異常が製造要因によるもの、無ければ、この稼働実績情報に異常が使用環境要因によるものとして、その判定結果を診断結果作成処理部１０に提供し、図２１，図２２に示す診断結果の画面を作成させる。また、図１に示す第１の実施形態と同様、製造・使用環境の要因分類処理部９は、当該モジュール電池２に搭載されて製造要因による異常と判定された単電池１１と同一製造履歴の単電池やこれを用いた他のモジュール電池２に関する情報も、取得して診断結果作成処理部１０に提供する。
【０１１６】
このように、この第２の実施形態も、一部の処理部やデータベースが先の第１の実施形態とは異なるシステムに設けられるものではあるが、第１の実施形態と同様の動作を実行して同様の効果が得られるものである。
【０１１７】
図２４は本発明によるリチウムイオン二次電池の診断システム及び診断方法の第３の実績形態を示すブロック図であって、３０は電池稼働実績管理システムであり、図１，図２３に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【０１１８】
同図において、この第３の実績形態では、図２３に示す第２の実施形態において、稼動実績管理データベース７を除いた電池診断システム３も充電システム２９内に組み込まれ、この稼動実績管理データベース７を電池稼動実績管理システム３０内に設けたものである。これら充電システム２９と電池稼動実績管理システム３０と電池製造管理システム２８とはネットワークで接続されており、電池診断システム３が診断処理に必要な情報を電池製造管理システム２８内の製造品質管理データベース６と電池稼動実績管理システム１３内の稼動実績管理データベース７とから取得し、先の実施形態と同様の動作を行なう。
【符号の説明】
【０１１９】
１ 製造工程
１ａ 材料受入工程
１ｂ 電極製造工程
１ｃ 単電池組立工程
１ｄ 単電池検査工程
１ｅ モジュール組立工程
１ｆ モジュール検査工程
２ 稼働中（使用環境）のモジュール電池
３ 電池診断システム
４ 製造品質情報収集処理部
５ 稼動実績情報収集処理部
６ 製造品質管理データベース
７ 稼動実績データベース
８ 稼動実績監視処理部
９ 製造・使用環境の要因分類処理部
１０ 診断結果作成処理部
１１ 単電池
１２が管理番号マーク
１３ ラミネール
１４ 正極
１５ 負極
１６ 電池缶
１７ 管理番号マーク
１８ コントローラ
２０ 単電池１１の製造履歴情報
２１ 単電池１１の製造検査情報
２２ モジュール電池２の製造履歴情報
２３ モジュール電池２の製品検査情報
２４，２５ 稼動実績情報
２６ 製造履歴リスト
２７ 診断結果画面
２８ 電池製造管理システム
２９ 充電システム
３０ 電池稼働実績管理システム
１００ リチウムイオン二次電池
１００ａ 電池缶
１０１ 正電極（正極）
１０１ａ 正極活物質
１０２ 負電極（負極）
１０２ａ 負極活物質
１０３ セパレータ
１０４ 電解液
２００ 使用環境
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電が可能なリチウムイオン二次電池を診断する診断システム及びその診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
まず、リチウムイオン二次電池について説明する。
【０００３】
図２はリチウムイオン二次電池の動作原理を模式的に示す図であって、１００はリチウムイオン二次電池、１００ａは電池缶、１０１は正電極（正極）、１０１ａは正極活物質、１０２は負電極（負極）、１０２ａは負極活物質、１０３はセパレータ、１０４は電解液、２００は使用環境である。
【０００４】
同図において、リチウムイオン二次電池１００は、リチウムなど金属酸化物の活物質１０１ａから成る正極１０１、炭素材料の活物質１０２ａから成る負極１０２、有機溶媒とリチウム塩から成る電解液１０４及びセパレータ１０３が電極缶１００ａ内に収納された構成をなしている。正極１０１と負極１０２とはフィルム状をなし、フィルム状のセパレータ１０３を挟んで電極缶１００ａの筒形状に応じた筒状の電極対が形成されており、かかる電極対が電極缶１００ａ内に注入されている電解液１０４内に収納されている。なお、正極１０１と負極１０２とのかかる電極対は、ここでは、電極缶１００ａ内に１個を示しているが、複数個設けられており、これらが直列に接続されている。
【０００５】
かかる構成のリチウムイオン二次電池１００では、正極１０１，負極１０２間をリチウムイオンが移動することにより、充電と放電が行なわれる。使用環境２００が充電時にあるときには、正極１０１のリチウムイオンが負極１０２に移動して充電が行なわれ、使用環境が放電時にあるときには、負極１０２のリチウムイオンが正極１０１に移動する。このように、リチウムイオン二次電池１００は、原理的には化学反応を伴わない動作原理のため、寿命が長く、エネルギー効率が高いといった特徴を有している。
【０００６】
なお、以下では、図２に示す構成の１つのリチウムイオン二次電池を「単電池」といい、かかる単電池を複数組み込んで構成される１つのリチウムイオン二次電池を「モジュール電池」という。
【０００７】
図３はリチウムイオン二次電池の単電池及びモジュール電池の製造工程を模式的に示す図である。
【０００８】
同図において、リチウムイオン二次電池１００の製造工程は、正極材料製造工程１１０と負極材料製造工程１１１と単電池の組立工程１１２とモジュール電池の組立工程１１３とからなる。
【０００９】
正極材料製造工程１１０では、まず、正極材料の原料となる各種材料を混練，調合して、スラリー材料を作成する。そして、フィルム状の金属箔にこのスラリー材料を塗工した後、スラリーが塗工された金属箔に圧縮や切断といった加工が行なわれて、フィルム状の正極材料が製造される。
【００１０】
負極材料製造工程１１１では、正極材料製造工程１１０とは使用される原料となる各種材料は異なるが、手順は同じであって、負極材料の原料となる各種材料を混練，調合して、スラリー材料を作成し（混練，調合）、フィルム状の金属箔にこのスラリー材料を塗工した後（塗工）、スラリーが塗工された金属箔の圧縮や切断といった加工が行なわれて（加工）、フィルム状の負極材料が製造される。
【００１１】
リチウムイオン二次電池の単電池の組立工程１１２では、捲回と呼ばれる工程で、上記のフィルム状の正極材料，負極材料から単電池に必要な大きさの正極，負極を切り出すとともに、これら正極材料と負極材料を分離するためのフィルム状のセパレータ材料から単電池に必要な大きさのセパレータ切り出し、これら正極，負極をセパレータを挟んで重ねて捲き合わせる（捲回）。そして、捲き合わさった正極，負極及びセパレータの電極対の群を組み立てて溶接し、これら電極対の群を電解液が注入（注液）された電池缶内に配置された後、この電池缶を完全に密閉する（封口）。このようにして、単電池が作成される。
【００１２】
次に、この作成されたリチウムイオン二次電池の単電池で充放電が繰り返し行なわれ、このリチウムイオン二次電池の単電池の性能及び信頼性に関する検査を行なう（単電池検査）。これにより、単電池が完成し、単電池組立工程が終了する。
【００１３】
次に、モジュール電池組立工程１１３では、単電池を複数個直列に組み合わせ、さらに、コントローラを接続してモジュール電池を製造する（モジュール組立）。その後、このリチウムイオン二次電池のモジュール電池の性能及び信頼性に関する検査を行なう（モジュール検査）。これにより、リチウムイオン二次電池のモジュール電池が完成して出荷されることになる。
【００１４】
図４はリチウムイオン二次電池の充電方法の手順を示すフローチャートである。この充電方法は、図３における単電池組立工程１１２での「充放電」，「単電池検査」やモジュール電池組立工程１１３での「モジュール検査」で行なわれるものである。
【００１５】
同図において、充電装置にリチウムイオン二次電池が装着されると、接続のチェック（ステップＳ１００）及び温度のチェック（ステップＳ１０１）が行なわれ、これらに異常がなければ、充電前のこのリチウムイオン二次電池の電圧を測定する（ステップＳ１０２）。接続状態，温度及び充電前の二次電池の電圧が所定範囲から外れる場合（ステップＳ１００，Ｓ１０１，Ｓ１０３で“Ｎｏ”）、異常として充電処理を終了する（ステップＳ１０７）。
【００１６】
接続状態，温度及び充電前のリチウムイオン二次電池の電圧が所定範囲内にあって、正常である場合には（ステップＳ１００，Ｓ１０１，Ｓ１０３で“Ｙｅｓ”）、一定の電圧をこのリチウムイオン二次電池に印加して充電を行なう（ステップＳ１０４）。充電処理時は、充電に要する時間をチェックしながら、リチウムイオン二次電池の電流を測定し、電流値が所定より小さくなるまで充電処理を繰り返す（ステップＳ１０５，Ｓ１０６の“Ｎｏ”，ステップＳ１０４の繰り返し）。そして、充電時間が所定値になる前に（ステップＳ１０５の“Ｙｅｓ”）、電流値が所定値より小さくなると（ステップＳ１０６の“Ｙｅｓ”）、このリチウムイオン二次電池は正常に充電されたとして、充電を終了する。しかし、充電時間が所定値になっても、電流値が所定値より小さくならないときには（ステップＳ１０５の“Ｎｏ”）、異常として充電処理を終了する（ステップＳ１０７）。
【００１７】
個のようにして、正常な充電結果が得られたリチウムイオン二次電池のモジュール電池は、充電された状態で出荷され、それが購入された使用者が用いる使用環境の下で使用されることになる。
【００１８】
図５はリチウムイオン二次電池の充電処理時の電圧と電流の推移を模式的に示す図である。
【００１９】
充電時のリチウムイオン二次電池の電圧は、充電処理に伴なって増加する一方、充電電流は一定の状態を保ちながら、充電が完了に近い段階になると、急激に低下する。
【００２０】
二次電池の充電を行なうとき、通常この二次電池には電圧が残留している。図５（ａ）は充電の開始電圧を二次電池の残留電圧とするときの充電処理時の電圧と電流の推移を示すものであり、この場合には、二次電池を充電装置に装着すると、直ちに充電処理が行なわれるものである。
【００２１】
これに対し、図５（ｂ）は二次電池を充電装置に装着すると、まず、この二次電池に残留する電気を放電させて残留電圧を０（Ｖ）にし、しかる後、この０（Ｖ）を充電開始電圧として、充電処理を開始するものである。この場合には、まず、二次電池から放電電流が流れ、しかる後、上記のように、電圧が充電処理に伴なって増加する一方、充電電流が一定の状態を保ちながら、充電が完了に近い段階になると、急激に低下する。
【００２２】
リチウムイオン二次電池は、充電と放電とを繰り返して使用される。リチウムイオン二次電池の安全性、信頼性を確保するため、充電時または放電時の二次電池の電圧及び電流を測定し、その測定結果に基づき二次電池の性能に問題がないかどうかを把握するための診断が行なわれる。
【００２３】
その一従来例として、電池の電圧・電流から内部インピダンスを計算し電池の寿命を診断している技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００２４】
他の従来例としては、充電及び放電時の電圧と電流特性を測定し、所定周波数領域に対する特性インピダンスの測定結果から特性因子を数値化して、電池の状態を診断し、また、製造工程でも、安全性，信頼性を確保するために、電池特性に応じてモジュールで使用する電池を選別するようにした技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００２５】
さらに、他の従来例として、電池のインピダンススペクトルを基に、パターンマッチング手法を用いて、類似したスペクトルを持つ単電池を分類し、モジュール電池内の標準偏差が小さくなるように、単電池を選別することにより、モジュール電池の信頼性を高めているようにした技術も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】特表２００６−５２４３３２公報
【特許文献２】特開２０００−１５６２４８公報
【特許文献３】特開平１０−３１２８２３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
リチウムイオン二次電池には、高い安全性，信頼性が求められる。その製造工程では、材料の均一性劣化や異物混入などによる製品の安全性及び信頼性低下のポテンシャルがあるため、製造工程の最終工程で単電池及びモジュール電池毎の検査を行ない、製造不具合のある電池を選別している。出荷後のモジュール電池は使用状況に応じて性能が劣化する。電池の劣化の度合いは、個別のモジュール電池の使用環境及び製造工程における製造ばらつきによって決まる。使用環境に起因する劣化は避けられない経時変化であるが、製造工程に起因する劣化度合いの違いは、製造工程の改善でもって対処することができる。
【００２８】
また、製造要因となる製造履歴を有するモジュール電池は、性能劣化加速のポテンシャルが高く、他のモジュール電池と比べて、早めの交換を行なうなどの対策が重要である。従来の公知技術では、個別のモジュール電池もしくは単電池の状態のモニタリングにより、個別の劣化度合いを把握することはできるが、製造と使用環境に分類した劣化要因の特定を行なうことはできない。
【００２９】
本発明は、かかる問題を解消し、モジュール電池の性能劣化要因を使用環境要因と製造工程要因（製造要因）とに切り分けて診断することができるようにしたリチウムイオン二次電池の診断システム及び診断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
上記目的を達成するために、本発明によるリチウムイオン二次電池の診断システムは、リチウムイオン二次電池の単電池や単電池を用いたモジュール電池の製造工程から製造品質情報を収集する製造品質情報収集処理部と、製造品質情報収集処理部が収集した製造品質情報を蓄積する製造品質管理データベースと、使用環境で稼働中のモジュール電池から稼動実績情報を収集する稼動実績情報収集処理部と、稼動実績情報収集処理部が収集した稼動実績情報を蓄積する稼動実績データベースと、稼動実績情報を用いてモジュール電池の稼動状況の監視を行なう稼動実績監視処理部と、製造品質管理データベースでの製造品質情報と稼動実績データベースでの稼動実績情報とを用いて、稼動実績監視処理部で検出された稼動実績の異常の要因が使用環境要因か製造要因かの切り分けを行なう製造・使用環境の要因分類処理部と、稼動実績監視処理部の処理結果と製造・使用環境の要因分類処理部の処理結果とに基づいて、診断対象となるモジュール電池の診断結果を作成する診断結果作成処理部とから構成されることを特徴とする。
【００３１】
また、本発明によるリチウムイオン二次電池の診断システムは、稼動実績情報収集処理部は、モジュール電池の充電終了後に当該モジュール電池の稼動実績情報を収集し、製造・使用環境の要因分類処理部は、稼動実績監視処理部が稼動実績情報収集処理部で収集した稼動実績情報を基に稼働実績の異常が有ることを検出したとき、稼動実績の異常の要因が使用環境要因が製造要因かの切り分けを行なうことを特徴とする。
【００３２】
さらに、本発明によるリチウムイオン二次電池の診断システムは、製造品質情報収集処理部と製造品質管理データベースとが、モジュールを製造する製造工程を有する電池製造管理システムに設けられ、稼動実績情報収集処理部は、モジュール電池を充電する充電システムに設けられ、稼動実績データベースと稼動実績監視処理部と製造・使用環境の要因分類処理部と診断結果作成処理部とが電池診断システムを構成し、電池製造管理システムと充電システムと電池診断システムとがネットワークを介して接続された構成をなすことを特徴とする。
【００３３】
上記目的を達成するために、本発明によるリチウムイオン二次電池の診断方法は、稼動実績情報収集手段を用いて、稼動中のリチウムイオン二次電池のモジュール電池の稼動実績情報を収集する第１のステップと、稼動実績監視手段を用いて、取得したモジュール電池の稼動実績情報に異常があるかどうか判定する第２のステップと、製造・使用環境の要因分類手段を用いて、稼動実績に異常がある当該モジュール電池及びその単電池の製造品質情報を取得し、製造品質情報の製品検査情報の比較処理により、製造要因の有意差があるかどうかを判定する第２のステップと、稼動実績監視手段及び製造・使用環境の要因分類手段での処理結果に基づいて、当該モジュール電池の診断結果を作成する第４のステップとからなり、第１〜第４のステップの一連の処理を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によると、リチウムイオン二次電池のモジュール電池の診断において、個々のモジュール電池の使用環境での稼動実績情報及び製造工程の品質管理情報に応じて、モジュール電池の性能劣化要因を使用環境要因及び製造工程要因に切り分ける診断処理を実施する機能を有するため、製造工程における性能劣化対策が可能となり、モジュール電池の信頼性を向上することができる。また、製造要因となる製造履歴を持つモジュール電池及び単電池に対する診断処理の指示により、不具合が発生する前段階での異常の有無を把握することができ、リチウムイオン二次電池の信頼性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明によるリチウムイオン二次電池の診断システム及び診断方法の第１の実施形態を示すブロック構成図である。
【図２】リチウムイオン二次電池の動作原理を模式的に示す図である。
【図３】リチウムイオン二次電池の単電池及びモジュール電池の製造工程を模式的に示す図である。
【図４】リチウムイオン二次電池の充電方法の手順を示すフローチャートである。
【図５】リチウムイオン二次電池の充電処理時の電圧と電流の推移を模式的に示す図である。
【図６】図１での電池製造工程１における単電池工程１ｃで製造されたリチウムイオン二次電池の単電池の種類を示す図である。
【図７】図１での電池製造工程１におけるモジュール組立工程１ｅで製造されたリチウムイオン二次電池のモジュール電池の構成を模式的に示す斜視図である。
【図８】図１での工程１ａ〜１ｂから取得した情報に基づく単電池の製造履歴情報の一具体例を示す図である。
【図９】図１での単電池検査工程１ｄから取得した情報に基づく製造検査情報の一具体例を示す図である。
【図１０】図１でのモジュール電池組立工程１ｅから得られる情報に基づく製造履歴情報の一具体例を示す図である。
【図１１】図１でのモジュール電池検査工程１ｆから得られる情報に基づく製品検査情報の一具体例を示す図である。
【図１２】使用環境にあるモジュール電池から得られる稼働データに基づく稼動実績情報の一具体例を示す図である。
【図１３】使用環境にあるモジュール電池から得られる稼働データに基づくモジュール電池の単電池単位の稼動実績情報の一具体例を示す図である。
【図１４】図１における電池診断システムによる使用環境にあるリチウムイオン二次電池のモジュール電池の診断処理の流れの一具体例を示すフローチャートである。
【図１５】図１における稼働実績監視処理部８が実行する図１４におけるステップＳ２０１の処理の一具体例を示すフローチャートである。
【図１６】図１５に示す稼動実績監視処理におけるモジュール電池の稼動実績情報の異常判定結果を表わす出力画面を示す図である。
【図１７】図１における製造・使用環境の要因分類処理部による図１４における稼動異常の製造・使用環境の要因分類処理のステップＳ２０３の一具体例を示すフローチャートである。
【図１８】図１７でのステップＳ４０１で作成された以上の有無判定の対象となる当該モジュール電池の製造履歴リストの出力結果の一具体例を示す図である。
【図１９】図１７のステップＳ４０３での製造品質の有意差の比較処理の一具体例を示す図である。
【図２０】図１における診断結果作成処理部１０による図１４における診断結果作成処理のステップＳ２０６の一具体例を示すフローチャートである。
【図２１】図２０でのステッフＳ５０７で得られた製造要因の有意差判定の診断結果の出力画面の一具体例を示す図である。
【図２２】図１での診断結果作成処理部１０で作成された画面表示される診断対象のモジュール電池２の診断結果の一具体例を示す図である。
【図２３】本発明によるリチウムイオン二次電池の診断システム及び診断方法の第２の実績形態を示すブロック図である。
【図２４】本発明によるリチウムイオン二次電池の診断システム及び診断方法の第３の実績形態を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
【００３７】
図１は本発明によるリチウムイオン二次電池の診断システム及び診断方法の第１の実施形態を示すブロック構成図であって、１は製造工程、１ａは材料受入工程、１ｂは電極製造工程、１ｃは単電池組立工程、１ｄは単電池検査工程、１ｅはモジュール組立工程、１ｆはモジュール検査工程、２は稼働中（使用環境）のモジュール電池、３は電池診断システム、４は製造品質情報収集処理部、５は稼動実績情報収集処理部、６は製造品質管理データベース、７は稼動実績データベース、８は稼動実績監視処理部、９は製造・使用環境の要因分類処理部、１０は診断結果作成処理部である。
【００３８】
同図において、電池診断システム３は、製造工程１から単電池やモジュール電池の製造過程で得られる各種のデータを収集して処理し、モジュール電池やその単電池の製造品質情報を作成する製造品質情報収集処理部４と、製造品質情報収集処理部４で作成された製造品質情報を格納保持する製造品質管理データベース６と、使用環境で稼働中のモジュール電池２から、その充電時、その稼動実績情報を収集して処理する稼動実績情報収集処理部５と、稼動実績情報収集処理部５が収集して処理した稼動実績情報を格納保持する稼動実績データベース７と、稼動実績情報収集処理部５が収集して処理した稼動実績情報を用いてモジュール電池２の稼動状況の監視を行なう稼動実績監視処理部８と、稼動実績監視処理部８の監視結果を基に、製造品質管理データベース６の製造品質情報と稼動実績データベース７の稼動実績情報とを用いて稼動実績の異常要因が使用環境要因か製造要因かの切り分けを行なう製造・使用環境の要因分類処理部９と、稼動実績監視処理部８と製造・使用環境の要因分類処理部９の処理結果とに基づいて、診断対象となるモジュール電池２の診断結果を作成する診断結果作成処理部１０とから構成される。
【００３９】
電池製造工程１は、図３に示す電池製造工程に相当するものであって、材料受入工程１ａは、図２での単電池の正極１０１や負極１０２などの材料を受け入れる工程であって、図３での正極材料製造工程１１０及び負極材料製造工程１１１に相当する工程である。電極製造工程１ｂは、受け入れた材料でもって正極１０１や負極１０２を製造する図３での単電池組立工程１１２の捲回，溶接・組立に相当する工程である。単電池組立工程１ｃは、図３の単電池組立工程１１２での注液，封口の工程に相当するものであって、単電池検査工程１ｄは、同じく図３の単電池組立工程１１２での充放電〜単電池検査の工程に相当するものである。モジュール組立工程１ｅは、図３のモジュール電池組立工程１１３でのモジュール組立の工程に相当し、モジュール検査工程１ｆは、同じく図３のモジュール電池組立工程１１３でのモジュール検査の工程に相当する。
【００４０】
図６は図１での電池製造工程１における単電池工程１ｃで製造されたリチウムイオン二次電池の単電池の種類を示す図であって、１１は単電池、１２が管理番号マーク、１３はラミネール、１４は正極、１５は負極である。
【００４１】
図６（ａ）は円筒型の単電池１１を示すものであって、図２に示す構成をなしてその電極缶１００ａが円筒状をなすものである。この単電池１１の表面にこの単電池１１を管理するための、例えば、バーコードからなる読み取り可能な管理マーク１２が付けられている。製造品質情報収集処理部４（図１）は、製造される単電池１１毎に、その管理番号マーク１２から読み取られた単電池１１の管理番号とその単電池１１の製造品質情報とを互いに関連付けて電池製造工程１（図１）から収集する。
【００４２】
図６（ｂ）は角型の単電池１１を示すものであって、図２に示す構成をなしてその電極缶１００ａが角型をなすものである。この単電池１１の表面にこの単電池１１を管理するための、例えば、バーコードからなる読み取り可能な管理番号マーク１２が付けられている。製造品質情報収集処理部４（図１）は、電池製造工程１から収集したデータを基に、製造される単電池１１毎に、製造品質情報を作成し、単電池１１の管理番号マーク１２から読み取られたこの単電池１１の管理番号とその単電池１１の製造品質情報とを互いに関連付ける。
【００４３】
図６（ｃ）はラミネート型の単電池１１を示すものであって、図２に示す構成がラミネール１３内に密閉封入されており、正極１４と負極１５との一部がこのラミネール１３から外部に突出している。このラミネール１３の表面にこの単電池１１を管理するための、例えば、バーコードからなる読み取り可能な管理番号マーク１２が付けられている。製造品質情報収集処理部４（図１）は、電池製造工程１から収集したデータを基に、製造される単電池１１毎に、製造品質情報を作成し、単電池１１の管理番号マーク１２から読み取られたこの単電池１１の管理番号とその単電池１１の製造品質情報とを互いに関連付ける。
【００４４】
図７は図１での電池製造工程１におけるモジュール組立工程１ｅで製造されたリチウムイオン二次電池のモジュール電池２の構成を模式的に示す斜視図であって、１６は電池缶、１７は管理番号マーク、１８はコントローラであり、図６に対応する部分には同一符号を付けている。
【００４５】
同図において、モジュール電池２は、電池缶１６内に複数の単電池１１を配列し、このモジュール電池２の図示しない正極，負極間にこれら単電池を直列に接続したものである。このモジュール電池２の電池缶１６の表面には、このモジュール電池２を管理するための、例えば、バーコードからなる読み取り可能な管理番号マーク１７が付けられており、また、電池缶１６の表面に使用環境にあるこのモジュール電池２の実績を管理するためのコントローラ１８が設けられている。これら管理番号マーク１７やコントローラ１８は、電池缶１６の表面の適宜の場所に取り付けられる。製造品質情報収集処理部４（図１）は、組み立てられたモジュール２毎に、製造品質情報を作成し、モジュール電池２の管理番号マーク１７から読み取られたモジュール電池２の管理番号とそのモジュール電池２の製造品質情報とを互いに関連付ける。
【００４６】
なお、コントローラ１８は、後述する累積充電／放電サイクル回数をカウントするカウンタやモジュール電池２の出荷からの経過時間を計測するタイマ，充放電情報や単電池１１に関する情報などを取得するための手段などを備え、また、このモジュール電池２が正常に稼働するときのデータを表わす正常稼働モデルを保持しており、充電時などでは、かかるデータを、稼働データとして、稼働実績情報収集処理部５を提供する。
【００４７】
図１において、製造品質情報収集処理部４は、リチウムイオン二次電池の製造工程１からその単電池１１やモジュール電池２の製造に関する各種の情報、即ち、材料受入工程１ａでの正極や負極などの材料に関する検収データや電極製造工程１ｂでの正極や負極の電極の製造に関する製造条件などのデータ，単電池組立工程１ｃでの単電池組立の際に得られるＱＣ(Quality Check)検査データ、単電池検査工程１ｄでの製造された単電池の検査で得られた製品検査データ、モジュール組立工程１ｅでのモジュール電池の組立の際に得られるＱＣ検査データ，モジュール検査工程１ｆでの製造されたモジョール電池の検査で得られた製品検査データをモジュール電池やその単電池の管理番号と関連付けて収集し、これらデータから単電池１１やモジュール電池２の製造品質情報を作成して製造品質管理データベース６に格納する。製造品質情報としては、材料受入工程１ａ〜単電池組立工程１ｃにおける製造履歴情報（単電池１１の製造順序やその材料の使用順序などの情報）や単電池検査工程１ｄにおける製品検査情報、モジュール組立工程１ｅにおける製造履歴情報（モジュール電池２の製造順序や単電池１１の使用順序などの情報）やモジュール検査工程１ｆにおける製品検査情報がある。
【００４８】
単電池組立の製造履歴情報は単電池１１の管理番号毎に収集されるものであるが、この単電池組立の製造履歴情報としては、単電池１１の組立に使用した電極材料の材料種類毎の名称（またはコード）や管理番号（例えば、ロット番号）、処理を行なう製品・工程の名称（またはコード）、処理日時、製造装置の名称（またはコード）、レシピ名（当該製品・工程で使用する製造装置の動作プログラム名称）がある。
【００４９】
モジュール電池２の製造履歴情報はモジュール電池２の管理番号に対応して収集されるものであるが、このモジュール電池２の製造履歴情報としては、組立日時、使用される単電池１１の管理番号、コントローラ１８などの部品の管理番号がある。
【００５０】
単電池１１の製品検査情報としては、単電池１１の管理番号、検査日時、容量・電圧といった性能データの他に、この単電池１１の充電／放電（この「放電」とは、図５（ｂ）に示すように、充電装置による単電池１１の残留電圧の放電をいうものである。以下同様）時の電流，電圧のアナログデータなどがある。また、モジュール電池２の製品検査情報としては、モジュール電池２の管理番号、検査日時、容量・電圧といった性能データの他に、このモジュール電池２の充電／放電（この「放電」とは、図５（ｂ）に示すように、充電装置によるモジュール電池２の残留電圧の放電をいうものである。以下同様）時の電流、電圧のアナログデータなどがある。
【００５１】
稼動実績情報処理部５は、使用環境にあるモジュール電池２の稼動時の動作データなどの稼動実績情報を、このモジュール電池２に設けられた管理番号マーク１７から得られる管理番号とともに、そのモジュール電池２に設けられたコントローラ１８（図７）から取得し、稼動実績情報管理データベース７に格納する。モジュール電池２の稼動実績情報としては、このモジュール電池２の出荷してから現在までの充電の累積回数である累積充放電サイクル数，このモジュール電池２を出荷してから現在までの時間である経過時間や、これらに対応した電池の容量，電圧といった性能データの他に、充電／放電時の図５で示したような電流，電圧のアナログデータなどがある。モジュール電池２のかかる稼働実績情報は、このモジュール電池２のコントローラ１８で得られて蓄積されている。なお、コントローラ１８には、このモジュール電池が正常に稼働するときの上記の性能データなど設定値が、正常稼動モデルとして、設定されている。
【００５２】
かかるモジュール電池２をネットワークに接続された充電システムで充電処理が行なわれるとき、稼動実績情報処理部５がネットワークを介してこのモジュール電池２のコントローラ１８からその稼動実績情報を、正常稼働モデルとともに、取得することができるし、通信機能を有する機器システムにこのモジュール電池２が搭載されて使用される場合には、機器システムの通信機能を用いてこのコントローラ１８からこのモジュール電池２の稼動実績情報を、正常稼働モデルとともに、取得することができる。また、モジュール電池２が定期的に点検を行なう機器システムに搭載されて点検が行なわれるとき、専用のデータ収集装置を用いてこのモジュール電池２のコントローラ１８内の稼動実績情報を、正常稼働モデルとともに、取得することもできる。
【００５３】
稼動実績監視処理部８は、稼動実績情報処理部５がモジュール電池２から新規に稼動実績情報を取得し、これを稼動実績管理データベース７に格納すると、この稼動実績管理データベース７より、このモジュール電池２の稼動実績情報と正常稼動モデルを取得し、稼動実績情報と正常稼動モデルとに基づいて、このモジュール電池２の稼動実績の異常の有無を判定する。
【００５４】
製造・使用環境の要因分類処理部９は、稼動実績監視処理部８によってモジュール電池２の稼動実績に異常有りとの判定があると、製造品質管理データベース６より製造品質情報を取得し、この製造品質情報に基づいて製造要因の有無を判定する。診断結果作成処理部１０は、稼動実績監視処理部８及び製造・使用環境の要因分類処理部９の処理結果に基づいて診断対象となるモジュール電池２の診断結果を作成する。
【００５５】
製造品質管理データデータ６は、単電池１１の管理番号に対応した製品名、工程名（またはコード）、処理日時、製造装置の名称（またはコード）、レシピ名（当該製品・工程で使用する製造装置の動作プログラム名称）、材料種類毎の名称（またはコード）・管理番号（例えば、ロット番号）、単電池１１の製品検査情報（容量、電圧といった性能データ等）及び、モジュール電池２の管理番号に対応した単電池１１の管理番号、コントローラなどの部品の管理番号、モジュール電池２の製品検査情報（容量、電圧といった性髄データ等）が登録される。
【００５６】
稼動実績管理データデータ７は、モジュール電池２または単電池１１の管理番号に対応した累積充放電サイクル数、累積経過時間、容量、電圧といった性能データ及び正常稼動モデルが登録される。
【００５７】
図８は図１での工程１ａ〜１ｂから取得した情報に基づく単電池１１の製造履歴情報の一具体例を示す図であって、２０は単電池１１の製造履歴情報である。
【００５８】
単電池１１の製造で正極と負極とセパレータとを重ねて捲き合わせる図３における捲回工程が行なわれるが、この捲回工程が行なわれた単電池１１に、この捲回工程を受けた順に、その順番に対応した整理番号が設定される。図１における製造品質情報収集処理部４は、捲回工程を受けた単電池１１に設定された整理番号２０ａを、この単電池１１の正極や負極，セパレータに関する情報とともに、材料受入工程１ａ，電極製造工程１ｂから取得し、これを処理して図８に示す製造履歴情報２０を作成し、製造品質管理データベース６に格納する。
【００５９】
単電池１１の製造履歴情報２０では、図８に示すように、取得された単電池１１の整理番号２０ａがその取得順に配列され、この整理番号２０ａ毎に（即ち、単電池１１毎に）、捲回を行なった日時２０ｂ，正極材料の管理番号及び正極材料２０ｃの調合に使用された各種材料（調合材料１，２，……）の管理番号などからなる正極情報２０ｃ，負極材料の管理番号及び負極材料の調合に使用された各種材料（調合材料１，２，……）の管理番号，セパレータ２０ｅの管理番号などからなる負極情報２０ｄが含まれる。
【００６０】
正極材料や負極材料はフィルム状の金属箔から製造されており、１つの正極材料や負極材料から夫々複数の正極，負極を作成できて複数の単電池の製造に用いることができるから、同じ正極材料や負極材料から作成された正極，負極の単電池１１は、正極材料，負極材料や調合材料の整理番号は同じとなる。図示する製造履歴情報２０によると、整理番号Ｂ０１，Ｂ０２の単電池１１は、正極情報２０ｃと正極情報２０ｄとセパレータ２０ｅが同じであるが、整理番号Ｂ０３の単電池は、整理番号Ｂ０１，Ｂ０２の単電池１１とは異なるセパレータが使用されていることになる。また、整理番号Ｂ０４〜Ｂ０６の単電池１１では、正極情報２０ｃで調合材料１が整理番号Ｂ０１〜Ｂ０３の単電池１１とは正極情報２０ｃで同じ調合材料１が使用されており、それ以外の正極情報２０ｃや正極情報２０ｄは整理番号Ｂ０１〜Ｂ０３の単電池１１とは異なっていることになる。
【００６１】
図９は図１での単電池検査工程１ｄから取得した情報に基づく製造検査情報の一具体例を示す図であって、２１は単電池１１の製造検査情報である。
【００６２】
同図において、単電池１１の製造検査情報２１は、取得された単電池１１の整理番号２０ａがその取得順（即ち、検査順）に配列され、この整理番号２０ａ毎に（即ち、単電池１１毎に）、検査日時２１ａ，検査項目２１ｂなどが含まれる。検査項目２１ｂとしては、単電池１１の検査時に得られた電圧，電流，容量などが含まれる。
【００６３】
図１０はモジュール電池組立工程１ｅから得られる情報に基づく製造履歴情報の一具体例を示す図であって、２２はモジュール電池２の製造履歴情報である。
【００６４】
図１のモジュール組立工程１ｅでは、複数の単電池１１を用いてモジュール電池２が組み立てられるが、この組み立てられたモジュール電池２に、その組立順に、その順番に対応した整理番号（モジュール整理番号）が設定される。図１における製造品質情報収集処理部４は、組み立てられたモジュール電池２に設定されたモジュール整理番号２２ａを、このモジュール電池２に関する情報とともに、モジュール組立工程１ｅから取得し、これを処理して図１０に示すモジュール電池２の製造履歴情報２２を作成し、製造品質管理データベース６に格納する。
【００６５】
このモジュール電池２の製造履歴情報２２では、図８に示すように、取得されたモジュール電池２の整理番号２２ａがその取得順に配列され、この整理番号２２ａ毎に（即ち、モジュール電池２毎に）、モジュール電池２の組立日時２２ｂ，このモジュール電池２に用いられている単電池１１の管理番号２２ｃ，このモジュール電池２に取り付けられたコントローラ１８（図７）の整理番号などが含まれる。
【００６６】
図１１はモジュール電池検査工程１ｆから得られる情報に基づく製品検査情報の一具体例を示す図であって、２３はモジュール電池２の製品検査情報である。
【００６７】
同図において、この製品検査情報２３は、取得されたモジュール電池２の整理番号２２ａがその取得順（即ち、検査順）に配列され、この整理番号２２ａ毎に（即ち、モジュール電池２毎に）、検査日時２３ａ，検査項目２３ｂなどが含まれる。検査項目２３ｂとしては、モジュール電池２の電圧，電流，容量などが含まれる。
【００６８】
図１２は使用環境にあるモジュール電池２から得られる稼働データに基づく稼動実績情報の一具体例を示す図であって、２４は稼動実績情報である。
【００６９】
同図において、出荷後の使用環境にあるモジュール電池２では、そのコントローラ１８（図７）から、例えば、その充電時、稼働実績情報収集処理部５（図１）が稼働データを取り込み、この稼働データを処理して図１２に示す稼動実績情報２４を作成し、稼働実績管理データベース７（図１）に格納するとともに、稼働実績監視処理部８に供給する。
【００７０】
この稼動実績情報２４では、稼働データを取得する順にモジュール電池２の整理番号２２ａがに配列され、この整理番号２２ａ毎に（即ち、モジュール電池２毎に）、充電を行なった日時２４ａと、累積充電サイクル回数２４ｂと、出荷後の経過時間２４ｃと、充電処理時のモジュール電池２の電圧や電流，容量といった性能データなどが含まれる。モジュール電池２の管理番号毎の累積充電サイクル回数は必ず連続するデータではない。
【００７１】
図１３は使用環境にあるモジュール電池２から得られる稼働データに基づくモジュール電池２の単電池単位の稼動実績情報の一具体例を示す図であって、２５は稼動実績情報である。
【００７２】
同図において、この稼動実績情報２５では、各モジュール電池２において、その単電池の管理番号２０ａ毎に充電を行なった日時、累積充電サイクル回数、出荷後の経過時間（これらは、同じモジュール電池２では、同じ）の他、単電池１１の管理番号２０ａ毎の充電処理時の単電池１１の電圧，電流，容量といった性能データなどが含まれる。
【００７３】
図１４は図１における電池診断システム３による使用環境にあるリチウムイオン二次電池のモジュール電池２の診断処理の流れの一具体例を示すフローチャートである。
【００７４】
同図において、モジュール電池２の充電時などで稼働実績情報収集処理部５（図１）が当該モジュール電池２から稼働データと正常稼動モデルとを収集し、この稼働データを処理して図１２に示す稼働実績情報２４を作成し（なお、図１３に示す稼働実績情報２５であってもよいが、以下では、図１２に示す稼働実績情報２４について説明する）、これと正常稼動モデルとを稼働実績管理データベース７（図１）に格納するとともに、稼働実績監視処理部８に供給する。これにより、稼働実績監視処理部８が充電された当該モジュール電池２の稼働実績情報２４と正常稼動モデルとを取得する（ステップＳ２００）。
【００７５】
稼働実績監視処理部８は、取得した稼働実績情報２４と正常稼動モデルとの比較処理を行ない（ステップＳ２０１）、当該モジュール電池２の稼働実績で異常が有るか否かの判定を行なう（ステップＳ２０２）。この異常判定方法については、図１５を用いて後述する。当該モジュール電池２の稼動実績に異常がなければ（ステップＳ２０２の“Ｎｏ”）、その判定結果を製造・使用環境の要因分類処理部９（図１）に出力する。製造・使用環境の要因分類処理部９は、その判定結果を診断結果作成処理部１０（図１）に通知し（ステップＳ２０５）、診断結果作成処理部１０は、この判定結果を基に、診断結果の作成を行なう（ステップＳ２０６）。
【００７６】
当該モジュール電池２の稼働実績で異常が有ると判定した場合でも（ステップＳ２０２の“Ｙｅｓ”）、その判定結果が製造・使用環境の要因分類処理部９に送られる。製造・使用環境の要因分類処理部９は、製造品質管理データベース６から当該モジュール電池２に該当する製造品質情報（即ち、当該モジュール電池２に用いられている単電池１１の製造履歴情報２０（図８）や製造検査情報２１（図９）、当該モジュール電池２の製造履歴情報２２（図１０）や製造検査情報２３（図１１））を取得し、この製造品質情報を基に、当該モジュール電池２が異常となる製造要因を有するか否かを判定するための製造・使用環境の要因分類処理を実行開始し（ステップＳ２０３）、当該モジュール電池２の稼働実績情報に異常が有ることの要因として、製造要因の有意差が有るか否かの判定を行なう（ステップＳ２０４）。製造要因の有意差が有る場合には（ステップＳ２０４の“Ｙｅｓ”）、その旨の判定結果情報を、また、製造要因の有意差がない場合にも（ステップＳ２０４の“Ｎｏ”）、その旨の判定結果情報を診断結果作成処理部１０（図１）に送り（ステップＳ２０５）、診断結果作成処理部１０は、この判定結果を基に、診断結果の作成を行なう（ステップＳ２０６）。
【００７７】
図１５は図１における稼働実績監視処理部８が実行する図１４におけるステップＳ２０１の処理の一具体例を示すフローチャートである。ここでは、モジュール電池２の稼動実績情報が図１２に示す稼動実績情報２４であるものとして説明する。
【００７８】
同図において、稼働実績監視処理部８は、ステップ２０１において、充電していて監視対象となったモジュール電池２の稼動実績情報２４を取得すると、この稼動実績情報から当該モジュール電池２の累積充電サイクル回数２４ｂ，経過時間２４ｃ及びこのモジュール電池２の測定項目２４ｄの性能データを抽出する。このモジュール電池２の性能データは、ここでは、モジュール単位のものであるが、図１３に示す稼動実績情報２５の場合には、モジュール電池２内の単電池単位のものとなる（ステップＳ３００）。
【００７９】
次に、当該モジュール電池２の正常の稼動実績を表わす正常稼動モデルを取得する（ステップＳ３０１）。正常稼動モデルは、累積充電サイクル回数に対する正常となるモジュール電池２の性能データ推移の範囲を示す上・下限のしきい値や、経過時間に対する正常となるモジュール電池２の性能データ推移の範囲を示す上・下限のしきい値を表わすデータなどからなるものであり、性能データの種類毎に正常稼動モデルが設定されている。また、累積充電サイクル回数や経過時間に対する電池性能データのかかる上・下限しきい値は、過去実績データに基づいて、多項次数近似式にて表現することができる。例えば、３次近似式の場合、図１２，図１３に示すような性能データの測定項目ｉに対する上限しきい値，下限しきい値は夫々、４つの係数「ａ_ｕｋ（ｉ）」，「ａ_ｌｋ（ｉ）」（但し、ｋ＝０，１，２，３）でもって、累積充電サイクル回数、または、経過時間を変数ｔとする３次近似式として、次の数１で示すように表現される。
【００８０】
（数１）
上限しきい値＝ａ_ｕ３（ｉ）×ｔ3＋ａ_ｕ２（ｉ）×ｔ2
＋ａ_ｕｌ（ｉ）×ｔ＋ａ_ｕＯ（ｉ）
下限しきい値＝ａ_１３（ｉ）×ｔ3＋ａ_１２（ｉ）×ｔ2
＋ａ_１１（ｉ）×ｔ＋ａ_１０（ｉ）。
【００８１】
そして、当該モジュール電池２の稼動実績情報と正常稼動モデルに基づいて、当該モジュール電池２の性能データの夫々の測定項目ｉの稼動実績がそれに該当する正常稼動モデルから外れているかどうかの判定を行なう（ステップＳ３０３）。正常稼動モデルから外れた稼働実績が１つでもある場合には、稼動実績異常として（ステップＳ３０３の“Ｙｅｓ”）、処理を終了する。正常稼動モデルから外れた稼動実績が存在しない場合には、今回取得したモジュール電池２の夫々の稼動実績を該当する夫々の正常稼動モデルに追加して、夫々の正常稼動モデルを更新する（ステップＳ３０４）。
【００８２】
上記のように多項次数近似式によって表現される正常稼動モデルでは、新規取得したモジュール電池２の稼動実績を追加したデータを用いた最小２乗近似により、多項次数近似式の各係数を更新することができる。
【００８３】
図１６は図１５に示す稼動実績監視処理におけるモジュール電池２の稼動実績情報の異常判定結果を表わす出力画面を示す図である。
【００８４】
過去の稼動実績情報に基づいて算出された正常稼動モデルは、性能データの種類毎に累積充電サイクル回数もくしは経過時間に対応した上・下限しきい値で表現される。診断対象となるモジュール電池２の稼動実績データを、図１６に示すように、プロットし、正常稼動モデルの上下限しきい値の範囲にプロットした点が含まれるかどうかを判定することにより、異常な稼働実績があるか否かを判定する。
【００８５】
図１６において、診断対象のモジュール電池２の■印で示す稼動実績データは下限しきい値を下回るため、この稼動実績は異常と判定される。なお、モジュール電池２の性能データは、モジュール単位もしくはモジュール電池２内の単電池単位のいずれであってもよい。
【００８６】
図１７は図１における製造・使用環境の要因分類処理部９による図１４における稼動異常の製造・使用環境の要因分類処理のステップＳ２０３の一具体例を示すフローチャートである。
【００８７】
同図において、製造・使用環境の要因分類処理部９は、ステップ３０１において、要因分類処理の対象となる当該モジュール電池２に対して、それに該当する製造品質管理情報を製造品質管理データベース６（図１）から取得する（ステップＳ４００）。
【００８８】
モジュール電池２の製造品質管理情報としては、このモジュール電池２の製造履歴情報や製品検査情報だけでなく、このモジュール電池２に搭載されている単電池１１の製造履歴情報や製品検査情報も含まれる。モジュール電池２の製造履歴情報には、図１０に示すように、その組立日時や使用される単電池の管理番号，コントローラなどの部品の管理番号がある。モジュール電池２の製品検査情報には、図１１に示すように、検査日時や容量・電圧といった性能データの他に、充電／放電時の電流、電圧のアナログデータなども含まれる。モジュール電池２の製造履歴情報には、使用した電極材料の材料種類毎の名称（またはコード）、管理番号（例えば、ロット番号）、処理を行なう製品・工程の名称（またはコード）、処理日時、製造装置の名称（またはコード）、レシピ名（当該製品・工程で使用する製造装置の動作プログラム名称）がある。
【００８９】
また、単電池１１の製品検査情報としては、この単電池１１の管理番号や検査日時，容量・電圧といった性能データの他に、充電／放電時の電流や電圧のアナログデータなどがある。
【００９０】
次いで、取得した当該モジュール電池２の製造品質管理情報に基づいて、製造履歴リストを作成する（ステップＳ４０１）。この製造履歴リストには、モジュール電池２の組立工程や当該モジュール電池２に搭載された単電池１１の組立工程に使用された各種部品及び材料の名称とその管理番号が含まれる。
【００９１】
図１８はこのステップＳ４０１で作成された以上の有無判定の対象となる当該モジュール電池２の製造履歴リストの出力結果の一具体例を示す図であって、２６は製造履歴リストである。
【００９２】
同図において、当該モジュール電池２の製造履歴リスト２６は、図１３に示す稼動実績情報２５から取得した当該モジュール電池２の管理番号２２ａと当該モジュール電池２に搭載される単電池１１の整理番号２５ａ、稼働実績監視処理部８（図１）での稼動実績の異常の有無の判定結果２６ａ、製造品質管理データベース６（図１）から取得した単電池１１毎の製造履歴情報２０から取得した正極やその各種調合材料の管理番号（以下、これを正極材料の管理番号という）、同じく負極やその各種調合材料の管理番号（以下、これを負極材料の管理番号という）からなるものである（なお、これら管理番号をまとめて正極／負極材料の管理番号という）。
【００９３】
図１７に戻って、次に、当該モジュール電池２に対して作成されたこの製造履歴リスト２６に基づいて、この製造履歴リスト２６に含まれる正極／負極材料の管理番号に正極／負極材料の管理番号が等しい単電池であって、他のモジュール電池２に搭載されている単電池（以下、同一製造履歴の単電池という）１１の製造品質情報（図８に示す製造履歴情報２０と図９に示す製造検査情報２１）を製造品質管理データベース６（図１）から取得し（ステップＳ４０２）、当該モジュール電池２に搭載されている単電池（以下、当該単電池という）１１の製造品質管理情報、特に、製造検査情報２１と同一製造履歴の単電池１１の製造品質管理情報、特に、製造検査情報２１と比較する（ステップＳ４０３）。
【００９４】
そして、この比較の結果、当該単電池１１の製造品質管理情報と同一製造履歴単電池１１の製造品質管理情報との間に有意差が有るか否かを判定し、有意差が有る場合には（ステップＳ４０４の“Ｙｅｓ”）、その旨を示す判定結果を、また、有意差がない場合でも（ステップＳ４０４の“Ｎｏ”）、その旨を示す判定結果を夫々診断結果作成処理部１０（図１）に通知する（図１４のステップＳ２０５）。
【００９５】
ここで、単電池１１の製品検査情報２１には、図９に示すように、単電池１１の管理番号，検査日時，検査項目である容量・電圧といった性能データがあるが、性能データに有意差があるかどうか判定は、母集団となる同一の管理番号を持つ同一製造履歴の単電池１１の性能データの平均値と標準偏差を計算し、次の数２として示す上・下限しきい値、即ち、
（数２）
有意差判定の上限しきい値＝平均値＋ｋ・標準偏差
有意差判定の下限しきい値＝平均値−ｋ・標準偏差
で設定されてこれら上限しきい値と下限しきい値とで決まる範囲から外れる各単電池１１の性能データを有意差があるものとして判定する（ステップＳ４０４）。なお、係数ｋは任意に設定可能であるが、通常３〜４当りの値を設定する。また、これら上・下限しきい値は、製造履歴リストに含まれる各種部品及び材料の管理番号別、並びに単電池１１の性能データの種類別に作成される。
【００９６】
なお、かかる製造有意差の比較処理は、製造履歴リスト２６に含まれる各種部品及び材料の管理番号や単電池の性能データの種類毎に実行される。
【００９７】
以上の有意差判定の結果に基づいて製造要因の有無を判別し、この稼動異常の製造・使用環境の要因分類処理（図１４のステップＳ２０３の処理）が終了する。
【００９８】
図１９は図１７のステップＳ４０３での製造品質の有意差の比較処理の一具体例を示す図である。
【００９９】
同図において、上記のように、当該単電池１１と同一製造履歴の単電池１１との性能データの平均値と標準偏差とから、上記の数２によって有意差判定の上限しきい値と有意差判定の下限しきい値とを算出し、これら有意差判定の上限しきい値と有意差判定の下限しきい値とで設定される有意差の範囲に対するこれら単電池１１が持つ性能データを●印で示すものであって、ここでは、当該単電池１１の性能データＡと１つの同一製造履歴の単電池１１の性能データＢとが有意差の範囲を外れていることを示している。
【０１００】
図１７のステップＳ４０３の比較処理は、このように、得られた有意差の範囲を当該単電池１１の性能データが外れているか否か、また、この当該単電池１１以外の同一製造履歴の単電池１１にその性能データが有意差の範囲を外れたものがあるかどうかを判定するものであり、当該単電池１１の性能データがこの有意差の範囲から外れていれば、稼働実績監視処理部８（図１）で稼働実績情報が異常と判定されたこの当該単電池１１を用いている当該モジュール電池２は、製造要因による異常ということになる。また、性能データが有意差の範囲を外れたと判定された同一製造履歴の単電池１１が有る場合には、この同一製造履歴の単電池１１を用いた他のモジュール電池２も、製造要因による異常となるものと判定されるものである。
【０１０１】
そこで、かかる有意差による比較処理によると、
（１）当該モジュール電池２が製造要因によって異常であるが、当該モジュール電池２と同一製造履歴の単電池１１を用いた他のモジュール電池２のうちには、製造要因による異常のモジュール電池２はないこと
（２）当該モジュール電池２が製造要因によって異常であるとともに、当該モジュール電池２と同一製造履歴の単電池１１を用いた他のモジュール電池２も製造要因によって異常であること
（３）当該モジュール電池２の異常は製造要因によるものではないが、当該モジュール電池２と同一製造履歴の単電池１１を用いた他のモジュール電池２のうちに、製造要因による異常のモジュール電池２があること（この場合には、当該モジュール電池２は使用環境要因によって異常であることになる）
の少なくともいずれかの判定結果が得られることになる。
【０１０２】
このように、稼働実績監視処理部８（図１）でモジュール電池２に稼働実績情報に異常が有ると判定（図１４のステップＳ２０２の“Ｙｅｓ”）された当該モジュール電池２に対しては、製造・使用環境の要因分類処理部９（図１）により、製造品質管理データベース６（図１）からのこの当該モジュール電池２の単電池１１に関する製造品質情報とモジュール電池に関する製造品質情報を基に、その異常が製造要因によるものであるか、使用環境要因によるものであるかを判別することができるし、さらには、当該モジュール電池２と同一製造履歴の単電池１１を用いた他のモジュール電池２に関しても、製造要因による異常となっているものがあるか否かも、検出することができるものである。
【０１０３】
図２０は図１における診断結果作成処理部１０による図１４における診断結果作成処理のステップＳ２０６の一具体例を示すフローチャートである。
【０１０４】
同図において、診断結果作成処理部１０は、製造・使用環境の要因分類処理部９（図１）からの処理結果（稼働実績監視処理部８（図１）の判定結果も含む）に基づいて、診断対象となる当該モジュール電池２に稼動実績異常があるかどうかを識別する（ステップＳ５００）。稼働実績監視処理部８（図１）の処理により、この当該モジュール電池２に稼動実績異常がないとの判定がなされている場合には（ステップＳ５００の“Ｎｏ”）、この当該モジュール電池２は異常がないとして（ステップＳ５０２）、その旨の診断結果を出力して画面表示する（ステップＳ５０７）。
【０１０５】
稼働実績監視処理部８（図１）の処理により、当該モジュール電池２に稼動実績異常があるとの判定がなされている場合には（ステップＳ５００の“Ｙｅｓ”）、製造・使用環境の要因分類処理部９（図１）による図１４のステップ２０４の処理から得られた判定結果、即ち、当該モジュール電池２での単電池１１のうちでその製品検査情報が図１９に示した有意差の範囲を外れたものが有るか否かの判定結果（当該モジュール電池２に製造要因の有意差が有る単位電池１１があるか否かの判定結果）を用いて、有意差がない場合には（ステップＳ５０３の“Ｎｏ”）、この診断対象の当該モジュール電池２の稼働実績異常は使用環境要因によるものとして（ステップＳ５０４）、その旨の診断結果を出力して画面表示する（ステップＳ５０７）。
【０１０６】
これに対し、有意差が有る場合には（ステップＳ５０３の“Ｙｅｓ”）、この診断対象の当該モジュール電池２の稼働実績異常は製造要因（即ち、製造工程）によるものとして（ステップＳ５０５）、さらに、製造・使用環境の要因分類処理部９（図１）による図１７のステップＳ４０４の判定結果を基に、当該モジュール電池２の単電池１１と同一製造履歴の単電池１１のうちで製造要因の有意差が有る（即ち、製造要因で異常となる）同一製造履歴単電池１１が存在する場合には、かかる同一製造履歴単電池１１の管理番号と、かかる同一製造履歴単電池１１を用いた他のモジュール電池２の管理番号とを取得し（ステップＳ５０６）、この当該モジュール電池２の稼働実績情報の異常が製造要因によるものである旨を、上記のような同一製造履歴単電池１１が有れば、その管理番号や他のモジュール電池２の管理番号とともに、診断結果として出力して画面表示する（ステップＳ５０７）。なお、製造要因の中で有意差が発生した部品または材料の名称及び管理番号や製品検査の種類を診断結果に追加する。
【０１０７】
図２１は図２０でのステッフＳ５０７で得られた製造要因の有意差判定の診断結果の出力画面の一具体例を示す図である。
【０１０８】
同図において、ここでは、当該モジュール電池２の管理番号（ここでは、「Ｍ０１」）、このモジュール電池２に搭載されている単電池１１の管理番号（ここでは、「Ｂ０１」，「Ｂ０２」，「Ｂ０３」，「Ｂ１５」，「Ｂ１６」，「Ｂ１７」）、これら単電池１１毎の稼働異常（稼動実績情報での異常の有無）、製造要因有意差の有無、有意差判定対象となる製造要因項目、有意差判定に用いた製品検査の種類、検査データ値を出力する。製造要因項目としては、例えば、正極やその調合材料の管理番号であり、検査データ値としては、当該モジュール電池２の出荷前検査時の容量などである。
【０１０９】
図２２は図１での診断結果作成処理部１０で作成された画面表示される診断対象のモジュール電池２の診断結果の一具体例を示す図であって、２７は診断結果画面である。
【０１１０】
同図において、表示される診断結果画面２７には、診断処理を行なった診断日時２７ａ、診断処理を行なったモジュール電池２の管理番号２７ｂ、このモジュール電池２に搭載される単電池の管理番号２７ｃ、稼動実績情報での異常の有無２７ｄ、製造要因による異常の有無を示す製造要因判定２７ｅが表示される。
【０１１１】
また、製造要因による異常がある場合には、異常が発生している製造要因の項目２７ｆ、及び、当該モジュール電池２以外に製造要因の有意差があるモジュール電池２内に搭載された単電池１１の管理番号２７ｇが出力される。
【０１１２】
図２３は本発明によるリチウムイオン二次電池の診断システム及び診断方法の第２の実績形態を示すブロック図であって、２８は電池製造管理システム、２９は充電システムであり、図１に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【０１１３】
同図において、この第２の実施形態は、電池診断システム３と電池製造管理システム２８と充電システム２９とがネットワークを介して接続された構成をなしている。電池製造管理システム２８は電池製造工程１と製造品質情報収集処理部４と製造品質管理データベース６とからなり、電池診断システム３は稼動実績管理データベース７と稼働実績監視処理部８と製造・使用環境の要因分類処理部９と診断結果作成処理部１０とからなり、充電システム２９は稼働実績情報収集処理部５を備えている。
【０１１４】
電池製造管理システム２８では、製造品質情報収集処理部４によって電池製造工程１から収集される単電池１１やモジュール電池２のデータから作成された製造品質情報が製造品質管理データベース６に格納保存される。このように、製造品質情報収集処理部４及び製造品質管理データベース部６は、リチウムイオン二次電池の製造における各工程での製造実績（ロット・ウェハ番号、製造装置の名称及び着工開始、終了日時など）の蓄積、及び製造フローの管理並びに次工程の製造指示などを行なう電池製造管理システム２８内に組み込まれており、各処理が実施される。
【０１１５】
充電システム２９にモジュール電池２が取り付けられて充電されるとき、稼働実績情報収集処理部５がこのモジュール電池２の稼働実績情報を収集し、ネットワークを介して電池診断システム３に送信する。電池診断システム３では、当該モジュール電池２からこの稼働実績情報を取得すると、これを、稼動実績管理データベース７に格納して保持するとともに、稼働実績監視処理部８でこの稼働実績情報に異常が有るか否かを判定し、異常があるときには、製造・使用環境の要因分類処理部９は電池製造管理システム２８の製造品質管理データベース６から当該モジュール電池２とこれに搭載されている単電池１１の製造品質情報を取得し、当該モジュール電池２の単電池１１にこの稼働実績情報に異常を生じさせる製造要因が有るか否かを判定処理し、有れば、この稼働実績情報に異常が製造要因によるもの、無ければ、この稼働実績情報に異常が使用環境要因によるものとして、その判定結果を診断結果作成処理部１０に提供し、図２１，図２２に示す診断結果の画面を作成させる。また、図１に示す第１の実施形態と同様、製造・使用環境の要因分類処理部９は、当該モジュール電池２に搭載されて製造要因による異常と判定された単電池１１と同一製造履歴の単電池やこれを用いた他のモジュール電池２に関する情報も、取得して診断結果作成処理部１０に提供する。
【０１１６】
このように、この第２の実施形態も、一部の処理部やデータベースが先の第１の実施形態とは異なるシステムに設けられるものではあるが、第１の実施形態と同様の動作を実行して同様の効果が得られるものである。
【０１１７】
図２４は本発明によるリチウムイオン二次電池の診断システム及び診断方法の第３の実績形態を示すブロック図であって、３０は電池稼働実績管理システムであり、図１，図２３に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【０１１８】
同図において、この第３の実績形態では、図２３に示す第２の実施形態において、稼動実績管理データベース７を除いた電池診断システム３も充電システム２９内に組み込まれ、この稼動実績管理データベース７を電池稼動実績管理システム３０内に設けたものである。これら充電システム２９と電池稼動実績管理システム３０と電池製造管理システム２８とはネットワークで接続されており、電池診断システム３が診断処理に必要な情報を電池製造管理システム２８内の製造品質管理データベース６と電池稼動実績管理システム１３内の稼動実績管理データベース７とから取得し、先の実施形態と同様の動作を行なう。
【符号の説明】
【０１１９】
１ 製造工程
１ａ 材料受入工程
１ｂ 電極製造工程
１ｃ 単電池組立工程
１ｄ 単電池検査工程
１ｅ モジュール組立工程
１ｆ モジュール検査工程
２ 稼働中（使用環境）のモジュール電池
３ 電池診断システム
４ 製造品質情報収集処理部
５ 稼動実績情報収集処理部
６ 製造品質管理データベース
７ 稼動実績データベース
８ 稼動実績監視処理部
９ 製造・使用環境の要因分類処理部
１０ 診断結果作成処理部
１１ 単電池
１２が管理番号マーク
１３ ラミネール
１４ 正極
１５ 負極
１６ 電池缶
１７ 管理番号マーク
１８ コントローラ
２０ 単電池１１の製造履歴情報
２１ 単電池１１の製造検査情報
２２ モジュール電池２の製造履歴情報
２３ モジュール電池２の製品検査情報
２４，２５ 稼動実績情報
２６ 製造履歴リスト
２７ 診断結果画面
２８ 電池製造管理システム
２９ 充電システム
３０ 電池稼働実績管理システム
１００ リチウムイオン二次電池
１００ａ 電池缶
１０１ 正電極（正極）
１０１ａ 正極活物質
１０２ 負電極（負極）
１０２ａ 負極活物質
１０３ セパレータ
１０４ 電解液
２００ 使用環境
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムイオン二次電池の単電池や該単電池を用いたモジュール電池の製造工程から製造品質情報を収集する製造品質情報収集処理部と、
該製造品質情報収集処理部が収集した該製造品質情報を蓄積する製造品質管理データベースと、
使用環境で稼働中の該モジュール電池から稼動実績情報を収集する稼動実績情報収集処理部と、
該稼動実績情報収集処理部が収集した該稼動実績情報を蓄積する稼動実績データベースと、
該稼動実績情報を用いて該モジュール電池の稼動状況の監視を行なう稼動実績監視処理部と、
該製造品質管理データベースでの該製造品質情報と該稼動実績データベースでの該稼動実績情報とを用いて、該稼動実績監視処理部で検出された稼動実績の異常の要因が使用環境要因か製造要因かの切り分けを行なう製造・使用環境の要因分類処理部と、
該稼動実績監視処理部の処理結果と該製造・使用環境の要因分類処理部の処理結果とに基づいて、診断対象となる該モジュール電池の診断結果を作成する診断結果作成処理部と
から構成されることを特徴とするリチウムイオン二次電池の診断システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記稼動実績情報収集処理部は、前記モジュール電池の充電終了後に当該モジュール電池の前記稼動実績情報を収集し、
前記製造・使用環境の要因分類処理部は、前記稼動実績監視処理部が前記稼動実績情報収集処理部で収集した前記稼動実績情報を基に稼働実績の異常が有ることを検出したとき、該稼動実績の異常の要因が前記使用環境要因が前記製造要因かの切り分けを行なう
ことを特徴とするリチウムイオン二次電池の診断システム。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記製造品質情報収集処理部と前記製造品質管理データベースとが、前記モジュールを製造する製造工程を有する電池製造管理システムに設けられ、
稼動実績情報収集処理部は、前記モジュール電池を充電する充電システムに設けられ、
前記稼動実績データベースと前記稼動実績監視処理部と前記製造・使用環境の要因分類処理部と前記診断結果作成処理部とが電池診断システムを構成し、
該電池製造管理システムと該充電システムと該電池診断システムとがネットワークを介して接続された構成をなすことを特徴とするリチウムイオン二次電池の診断システム。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記製造品質情報収集処理部と前記製造品質管理データベースとが、前記モジュールを製造する製造工程を有する電池製造管理システムに設けられ、
前記稼動実績データベースが電池稼働実績管理システムに設けられ、
前記稼動実績情報収集処理部と前記稼動実績監視処理部と前記製造・使用環境の要因分類処理部と前記診断結果作成処理部とが前記モジュール電池を充電する充電システムに設けられ、
該電池製造管理システムと該電池稼働実績管理システムと該充電システムとがネットワークを介して接続された構成をなすことを特徴とするリチウムイオン二次電池の診断システム。
【請求項５】
稼動実績情報収集手段を用いて、稼動中のリチウムイオン二次電池のモジュール電池の稼動実績情報を収集する第１のステップと、
稼動実績監視手段を用いて、取得した該モジュール電池の該稼動実績情報に異常があるかどうか判定する第２のステップと、
製造・使用環境の要因分類手段を用いて、該稼動実績に異常がある当該モジュール電池及びその単電池の製造品質情報を取得し、該製造品質情報の製品検査情報の比較処理により、製造要因の有意差があるかどうかを判定する第２のステップと、
該稼動実績監視手段及び該製造・使用環境の要因分類手段での処理結果に基づいて、当該モジュール電池の診断結果を作成する第４のステップと
からなり、該第１〜第４のステップの一連の処理を実行することを特徴とするリチウムイオン二次電池の診断方法。
【請求項１】
リチウムイオン二次電池の単電池や該単電池を用いたモジュール電池の製造工程から製造品質情報を収集する製造品質情報収集処理部と、
該製造品質情報収集処理部が収集した該製造品質情報を蓄積する製造品質管理データベースと、
使用環境で稼働中の該モジュール電池から稼動実績情報を収集する稼動実績情報収集処理部と、
該稼動実績情報収集処理部が収集した該稼動実績情報を蓄積する稼動実績データベースと、
該稼動実績情報を用いて該モジュール電池の稼動状況の監視を行なう稼動実績監視処理部と、
該製造品質管理データベースでの該製造品質情報と該稼動実績データベースでの該稼動実績情報とを用いて、該稼動実績監視処理部で検出された稼動実績の異常の要因が使用環境要因か製造要因かの切り分けを行なう製造・使用環境の要因分類処理部と、
該稼動実績監視処理部の処理結果と該製造・使用環境の要因分類処理部の処理結果とに基づいて、診断対象となる該モジュール電池の診断結果を作成する診断結果作成処理部と
から構成されることを特徴とするリチウムイオン二次電池の診断システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記稼動実績情報収集処理部は、前記モジュール電池の充電終了後に当該モジュール電池の前記稼動実績情報を収集し、
前記製造・使用環境の要因分類処理部は、前記稼動実績監視処理部が前記稼動実績情報収集処理部で収集した前記稼動実績情報を基に稼働実績の異常が有ることを検出したとき、該稼動実績の異常の要因が前記使用環境要因が前記製造要因かの切り分けを行なう
ことを特徴とするリチウムイオン二次電池の診断システム。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記製造品質情報収集処理部と前記製造品質管理データベースとが、前記モジュールを製造する製造工程を有する電池製造管理システムに設けられ、
稼動実績情報収集処理部は、前記モジュール電池を充電する充電システムに設けられ、
前記稼動実績データベースと前記稼動実績監視処理部と前記製造・使用環境の要因分類処理部と前記診断結果作成処理部とが電池診断システムを構成し、
該電池製造管理システムと該充電システムと該電池診断システムとがネットワークを介して接続された構成をなすことを特徴とするリチウムイオン二次電池の診断システム。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記製造品質情報収集処理部と前記製造品質管理データベースとが、前記モジュールを製造する製造工程を有する電池製造管理システムに設けられ、
前記稼動実績データベースが電池稼働実績管理システムに設けられ、
前記稼動実績情報収集処理部と前記稼動実績監視処理部と前記製造・使用環境の要因分類処理部と前記診断結果作成処理部とが前記モジュール電池を充電する充電システムに設けられ、
該電池製造管理システムと該電池稼働実績管理システムと該充電システムとがネットワークを介して接続された構成をなすことを特徴とするリチウムイオン二次電池の診断システム。
【請求項５】
稼動実績情報収集手段を用いて、稼動中のリチウムイオン二次電池のモジュール電池の稼動実績情報を収集する第１のステップと、
稼動実績監視手段を用いて、取得した該モジュール電池の該稼動実績情報に異常があるかどうか判定する第２のステップと、
製造・使用環境の要因分類手段を用いて、該稼動実績に異常がある当該モジュール電池及びその単電池の製造品質情報を取得し、該製造品質情報の製品検査情報の比較処理により、製造要因の有意差があるかどうかを判定する第２のステップと、
該稼動実績監視手段及び該製造・使用環境の要因分類手段での処理結果に基づいて、当該モジュール電池の診断結果を作成する第４のステップと
からなり、該第１〜第４のステップの一連の処理を実行することを特徴とするリチウムイオン二次電池の診断方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
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【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１１−１００６９１（Ｐ２０１１−１００６９１Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５６２２９（Ｐ２００９−２５６２２９）
【出願日】平成２１年１１月９日（２００９．１１．９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月９日（２００９．１１．９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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