二次電池の診断装置とそれに有用な情報収集装置
【課題】 二次電池が活性状態なのか不活性状態なのかを診断する技術を提供する。
【解決手段】 二次電池が活性状態なのか不活性状態なのかを判別する装置であり、二次電池の第１劣化指標を測定する装置と、二次電池の第２劣化指標を測定する装置と、第１劣化指標と第２劣化指標の二次元マップに活性範囲と不活性範囲を区分している基準活性マップを記憶している装置と、測定された第１劣化指標と第２劣化指標が、前記基準活性マップの活性範囲と不活性範囲のいずれにあるのかを判別する装置を備えている。
【解決手段】 二次電池が活性状態なのか不活性状態なのかを判別する装置であり、二次電池の第１劣化指標を測定する装置と、二次電池の第２劣化指標を測定する装置と、第１劣化指標と第２劣化指標の二次元マップに活性範囲と不活性範囲を区分している基準活性マップを記憶している装置と、測定された第１劣化指標と第２劣化指標が、前記基準活性マップの活性範囲と不活性範囲のいずれにあるのかを判別する装置を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電と放電のサイクルを繰返すことが可能な二次電池を診断する技術と、二次電池の診断に有用な情報を収集する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やノートパソコンやコードレス電動機器等の多くの電気機器の電源に二次電池が利用されている。これらの電気機器の動作が不調な場合に、電気機器側に問題があるのか二次電池側に問題があるのかを知る必要があり、二次電池を診断する装置が開発されている。
二次電池は、劣化が進行すると内部抵抗が急激に進行する特性をもっており、内部抵抗を測定して基準値と比較することによって、劣化が進んだのか否かを診断する装置が開発されている。二次電池の充放電容量も、劣化が進行すると急激に低下する特性をもっており、充放電容量を測定して劣化が進んだか否かを診断する装置も開発されている。充電装置に充電回数をカウントする機能を付加し、所定の回数だけ充電した電池を充電する際にその旨を報知することによって劣化の進行が進んでいることを知らせる技術も開発されている。充電装置で充電回数をカウントする場合、同一の充電装置で２以上の電池を充電することがあることから、電池にＩＤを付与しておき、電池毎に充電回数をカウントする技術も知られている。
特許文献１〜３に、上記の診断装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２２３１６４
【特許文献２】特開平１１−２３３１６２
【特許文献３】特開平１０−６６２６６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の電池診断装置は、電池が劣化したのか否かの結果を診断できるにすぎない。二次電池は、使用すれば劣化する性質を持っており、劣化していくこと自体は避けられない。しかしながら、電池の使用の仕方によって、使用量に比して急激に劣化することがある。過放電を繰返せば電池は急激に劣化する。あまりに高速に充電すれば電池温度が過熱されて電池は急激に劣化する。従来の技術では、電池が劣化したのか否かの結果を診断できるにすぎず、それが正常に劣化した結果であって避けられないものなのか、使用方法等が不適切であって異常に急速に劣化したものなのかを判断するのに有益な情報が得られない。正常に劣化したものなのか異常に劣化したものなのかを判断するのに有益な情報が得られなければ、使用方法を改善する必要があるのか、使用方法を改善すれば寿命を延ばせるのか、正常に劣化しており電池を交換する他はないのか等を客観的に判断することができない。電池ユーザは電池が劣化すれば電池の品質に問題があったと主張しがちであり、正常に劣化したものなのか異常に劣化したものなのかを判断するのに有益な情報が得られなければ、正常な電池まで品質に問題があったとされかねず、それでは電池産業の健全な成長が阻害されてしまう。
本発明では、二次電池の劣化が正常劣化なのか異常劣化なのかを判別して診断する技術を提供する。また、そのために有益な情報が得られる情報収集装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によって具現化される一つの電池診断装置は、二次電池の劣化が正常劣化なのか異常劣化なのかを判別する装置であり、二次電池の劣化指標を測定する装置と、二次電池の使用量を把握する装置と、測定された劣化指標が劣化基準値を超えた時の使用量を使用基準量と比較する装置を備えている。
ここで劣化指標が劣化基準値を超えるとは、劣化基準値が劣化指標の下限値を定めている場合には、劣化指標が劣化基準値を下回ることを意味する。また、劣化基準値が劣化指標の上限値を定めている場合には、劣化指標が劣化基準値を上回ることを意味する。
【０００６】
二次電池の劣化とともに進行する劣化指標を測定し、それを劣化基準値と比較すれば、二次電池が劣化したか否かを判別することができる。ここまでは従来の診断技術と同一であり、様々な劣化指標を採用することができる。
この装置では、さらに二次電池の使用量を把握し、二次電池が劣化したと判別された時の使用量を使用基準量と比較する。使用基準量とは、正常な二次電池が正常に使用されているときに、劣化指標が劣化基準値を超えることが予定されている使用量である。二次電池が使用基準量よりも少ない使用量で劣化したのであれば、二次電池の使用方法等に問題があったことを知ることができ、使用方法を見直すことによって新たな二次電池を無用に消耗させてしまうことを避けることができる。二次電池が劣化していてもそれが使用基準量を超えてから劣化したものであれば、二次電池の品質に問題がなく、使用方法等にも問題なく、正常に使用されて正常に劣化したことを知ることができる。
この装置によって劣化した二次電池を診断することにより、正常劣化したものなのか異常劣化したものなのかを知ることができ、必要な対策を講じること等が可能となる。
【０００７】
本発明は、劣化した二次電池が正常劣化したものなのか異常劣化したものなのかの判別に利用できるだけでなく、現に使用されている電池が正常に劣化しているのか異常に劣化しているのかを判別するのにも利用できる。すなわち、正常に劣化が進行しているのか異常に劣化が進行しているのかを判別することができる。
これができれば、そのままの使用方法を継続してもよいのか、使用方法等を改善しないと異常に短期に劣化してしまうことになるのかを知ることができる。
このために開発された本発明の電池診断装置は、二次電池の劣化指標を測定する装置と、二次電池の使用量を把握する装置と、劣化指標と使用量の二次元マップに正常劣化時範囲と異常劣化時範囲を区分している基準劣化マップを記憶している装置と、測定された劣化指標と把握された使用量が、前記基準劣化マップの正常劣化時範囲と異常劣化時範囲のいずれにあるのかを判別する装置を備えている。
【０００８】
本発明者の研究により、劣化指標と使用量の二次元マップに、測定された劣化指標と把握された使用量の対の値をプロットすると、正常な二次電池が正常に使用されているときには、所定の範囲内に収まることが確認された。その一方、二次電池が不適切な使用方法で使用されているときには、劣化指標と使用量の対の値が、前記した範囲とは別の範囲にプロットされることが確認された。
この装置では、二次電池の劣化指標と使用量を対にして検出し、その対の値が、正常劣化時範囲と異常劣化時範囲のいずれにあるのかを判別する。それにより、使用中の二次電池が、正常に劣化しているのか異常に劣化しているのかを判別することが可能となる。二次電池が異常に劣化しているのであれば、例えば二次電池の使用の仕方を改善することによって、二次電池を無用に劣化させてしまうことも避けることができる。
この装置によって二次電池を診断することにより、使用中の二次電池の劣化が正常に進行しているのか異常に進行しているのかを知ることができ、必要な処置を講ずることが可能となる。
【０００９】
上記の診断装置では、内部抵抗と充放電容量のいずれかを劣化指標とすることが好ましい。また、累積放電時間、累積充電時間、累積放電電力量、累積充電電力量、累積充電回数のいずれかを使用量とすることが好ましい。
二次電池の内部抵抗は、二次電池の劣化の進行によく追従して増大するために、好適な劣化指標とすることができる。二次電池の充放電容量も、二次電池の劣化の進行によく追従して低下するために、好適な劣化指標とすることができる。
また二次電池は、累積放電時間や累積充電時間や累積放電電力量や累積充電電力量や累積充電回数に追従して劣化が進行する。累積放電時間や累積充電時間や累積放電電力量や累積充電電力量や累積充電回数によって使用量とすることができる。
内部抵抗や充放電容量によって劣化の進行を測定し、累積放電時間や累積充電時間や累積放電電力量や累積充電電力量や累積充電回数によって使用量を測定すると、二次電池を正確に診断することができる。実際に採用する劣化指標や使用量は、上記の中から、二次電池の使用環境等に応じて選択するとよい。
【００１０】
使用量は、累積放電時間、累積充電時間、累積放電電力量、累積充電電力量、累積充電回数のいずれかを、過放電および／または急速充電の発生頻度に基づいて修正したものであることが好ましい。
二次電池は、過放電されたり急速充電されたりするとより劣化が進行する。そのことから、過放電や急速充電の発生頻度が多い二次電池では、実際の使用量よりも多く使用されたと評価することが好ましい。それにより、二次電池をより正確に診断することができるようになる。
【００１１】
二次電池は、僅かに放電してから充電するサイクルを繰返すと、充放電容量が低下する性質を持っている。しかしながら、この充放電容量の低下は、強制的に放電させてから充電すると（いわゆるリフレッシュ処理すると）大きな値に回復することが知られている。従って、電池が劣化して充放電容量が低下するのとは区別することができる。リフレッシュ処理すれば充放電容量が回復する状態で充放電容量が一時的に低下していることを、電池が不活性となっているという。
二次電池を診断する場合、電池が活性状態なのか不活性状態なのかを区分して診断する必要がある。二次電池が不活性状態となっていることを知ることができれば、リフレッシュ処理を行って充放電容量を回復させることもできる。活性状態の電池が劣化していることを知ることができれば、二次電池の使用の仕方が不適切であったこと等を知ることができ、使用方法の改善を図ることができる。本発明はこの要求に対しても有用であり、本発明を利用して下記の電池診断装置を具現化することができる。
【００１２】
この目的のために創作された本発明の電池診断装置は、二次電池が活性状態なのか不活性状態なのかを判別する装置であり、二次電池の第１劣化指標を測定する装置と、二次電池の第２劣化指標を測定する装置と、第１劣化指標と第２劣化指標の二次元マップに活性範囲と不活性範囲を区分している基準活性マップを記憶している装置と、測定された第１劣化指標と第２劣化指標が、前記基準活性マップの活性範囲と不活性範囲のいずれにあるのかを判別する装置を備えている。
【００１３】
本発明者の研究により、第１劣化指標と第２劣化指標の二次元マップに、測定された第１劣化指標と第２劣化指標の対の値をプロットすると、二次電池が活性状態であれば所定の範囲内にプロットされることが判明した。一方、二次電池が不活性状態であれば、それとは別の範囲に第１劣化指標と第２劣化指標の対の値がプロットされることが判明した。
この装置では、二次電池の第１劣化指標と第２劣化指標を対にして検出し、その対の値が活性範囲と不活性範囲のいずれにあるのかを判別する。それにより、二次電池が活性状態であるのか不活性状態になっているのかを判別することが可能となる。二次電池が不活性状態になっているのであれば、リフレッシュ処理を行って充放電容量を回復させることができ、二次電池の使用の仕方を見直すことによって再度不活性状態となることを避けるようにすることもできる。
この装置によって二次電池を診断することにより、二次電池が活性状態なのか不活性状態となっているのかを知ることができる。
【００１４】
上記の診断装置では、第１劣化指標が二次電池の内部抵抗であり、第２劣化指標が二次電池の充放電容量であることが好ましい。
不活性状態となっている二次電池では、充放電容量は低下するが、内部抵抗はあまり増大しない。それに対し、活性状態で劣化している電池では、充放電容量が低下するのに伴って内部抵抗も増大している。このことから、二次電池の内部抵抗と二次電池の充放電容量の二次元マップを利用すると、活性範囲と不活性範囲を正確に区分することができ、二次電池が活性状態なのか不活性状態となっているのかを正確に知ることができる。
【００１５】
本発明の技術は、下記の有用なアダプタに具現化することできる。このアダプタは、充電装置と二次電池の間に挿入して用いるときに充電装置と複合し、二次電池が活性状態なのか不活性状態なのかを判別する電池診断装置を構成する。このアダプタは、充電装置からの充電電流をアダプタを通過させて電池に給電する給電回路と、二次電池からの電流を放電する回路と、給電回路と放電回路のいずれか一方を有効にする切換回路と、判別装置で不活性範囲にあることが判別されたときに放電回路が有効な状態となるように切換回路を切換える手段を備えている。
ここでいう充電装置とは、二次電池の通常の使用において、二次電池を充電するために利用されている充電装置を含む。
【００１６】
このアダプタを充電装置と二次電池の間に挿入すると、二次電池が活性状態なのか不活性状態となっているのかを判別すると共に、二次電池が不活性状態となっているときには、二次電池が強制的に放電される。不活性状態と判別されて強制放電された二次電池は、満充電まで充電されることによって低下していた充放電容量が回復する。
二次電池の充放電容量が低下しているときに、二次電池をこのアダプタを介して充電装置に接続すると、活性状態で劣化しているのか不活性状態となっているのかを判別できると共に、二次電池が不活性状態となっているときには、リフレッシュ処理することによって一時的に低下している充放電容量を回復することができる。
【００１７】
二次電池は様々な環境で用いられる。急速充電を繰返すユーザもいれば、使用頻度が少ないユーザもいる。軽負荷作業を長持間続けるユーザもいれば、重負荷作業を断続的に繰返すユーザもいる。最後の最後まで電池を使用して過放電を繰返すユーザもいる。
それぞれの作業環境に対してふさわしい利用方法が存在するはずであるが、それを知ることは容易でない。多くの事例を収集し、検討してみなければわからないことが多く残されている。多くの診断情報を集約して診断のための知識をさらに蓄積することが必要とされている。
上記の要望に対して本発明では、二次電池の診断情報収集装置を提供する。この診断情報収集装置は、二次電池を診断して取得した診断情報を収集する装置であり、二次電池を診断して診断情報を取得する複数の端末診断装置群と、診断情報を累積して記憶する情報集積装置と、端末診断装置群と情報集積装置をコンピュータネットワークを介して接続する通信手段を備えている。
各端末診断装置は、本発明で創作された電池診断装置またはアダプタで構成することができる。通信手段は、端末診断装置群が取得した診断情報を情報集積装置に送信することを特徴とする。
この診断情報収集装置では、電池診断装置で取得した二次電池の診断情報が、コンピュータネットワークを介して情報集積装置に送信され、二次電池の診断情報が情報集積装置に累積記憶されていく。情報集積装置には多くの診断情報が集積され、様々な環境で使用された二次電池の診断情報が蓄積される。情報集積装置に蓄積された診断情報を解析することにより、二次電池を適切に診断するための知識をさらに発展させることができる。
【００１８】
二次電池の劣化状態を判別するのに必要な使用量や劣化指標の基準は、二次電池の仕様や想定される使用方法等に基づいた計算式や、実際のテスト結果等から算定することができる。しかしながら、劣化に関わる多くの要素を計算式に忠実に反映させることは極めて困難である。また、実際のテスト結果に基づいて基準を定める場合でも、得られるサンプル数には限界があり、限られたサンプル数では推測値が得られるに過ぎない。二次電池の劣化状態をより正確に判別する技術が必要とされている。
上記の課題は、本発明が提供する診断情報収集装置の情報集積装置に累積記憶された診断情報から使用量と劣化指標の関係を抽出し、劣化基準値、使用基準量、正常劣化時範囲、異常劣化時範囲、活性範囲、不活性範囲の少なくとも１つの判別基準を算定する判別基準算定手段を付加することによって解決される。
情報集積装置に蓄積された診断情報は、様々な環境にある二次電池の診断情報から構成される。累積記憶された多数の診断情報から、使用量と劣化指標の関係を抽出することにより、二次電池の劣化状態を判別するための使用量や劣化指標等の基準をより正確に算定することができる。
通信装置は、判別基準算定手段が算定した判別基準を端末診断装置群に送信する。端末診断装置群はより正確な判別基準を得ることができ、端末診断装置群では二次電池の劣化状態をより正確に判別することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、二次電池の劣化が正常劣化なのか異常劣化なのかを判別して診断することが可能となる。また、そのために有益な情報が得られる情報収集装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】バッテリチェックシステムを示す図
【図２】電池パックを示す図
【図３】充電器を示す図
【図４】チェックアダプタを示す図
【図５】電池パックが充電器に装着されたときの電気構成を示す図
【図６】電池パックとチェックアダプタと充電器の電気構成を示す図
【図７】内部抵抗基準劣化マップを示す図
【図８】基準活性マップを示す図
【図９】バッテリチェックシステムの動作の流れを示すフローチャート
【図１０】内部抵抗の推移から劣化進行度を推定する処理を説明する図
【図１１】充放電容量基準劣化マップを示す図
【図１２】ディスプレイに映し出される診断結果の表示例
【図１３】ディスプレイに映し出される診断結果の表示例（使用初期品）
【図１４】ディスプレイに映し出される診断結果の表示例（不活性状態）
【図１５】ディスプレイに映し出される診断結果の表示例（寿命品）
【図１６】ディスプレイに映し出される診断結果の表示例（故障品）
【図１７】バッテリチェックネットワークの構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。最初に、以下に説明する実施例の主要な特徴を列記する。
（形態１） バッテリチェックシステムは、充電器と、充電器に装着されるチェックアダプタと、チェックアダプタと接続しているコンピュータ装置等によって構成されている。
（形態２） バッテリチェックシステムは、チェックアダプタに装着された電池パックに内蔵されている二次電池群の劣化状態を診断する。
（形態３） 電池パックは、充電回数データ、残容量履歴データ、温度履歴データ、充電特性データ、電池パックデータ等を記憶している記憶装置（例えばＥＥＰＲＯＭ）を内蔵している。
（形態４） 充電器は、電池パックの通常の使用において、電池パックを充電するための充電器である。
（形態５） チェックアダプタは、充電器と電池パックの二次電池を接続する回路と、二次電池を放電させる放電負荷と、接続回路と放電負荷のいずれか一方を有効にするリレーを有している。
（形態６） コンピュータ装置は、内部抵抗と累積充電回数の二次元マップに正常劣化時範囲と異常劣化時範囲と正常劣化済範囲と異常劣化済範囲を区分している内部抵抗基準劣化マップを記憶している。また、コンピュータ装置は、内部抵抗と充放電容量の二次元マップに活性範囲と不活性範囲を区分している基準活性マップを記憶している。
（形態７） コンピュータ装置は、電池パックの診断結果等を表示するディスプレイを有している。
（形態８） バッテリチェックシステムは、電池パックに内蔵されている記憶装置から情報を読み込むことや、電池パックに内蔵されている記憶装置に情報を書き込むことができる。バッテリチェックシステムは、診断結果を電池パックに内蔵されている記憶装置に書き込む。
（形態９） バッテリチェックシステムは、充電器に内蔵されている充電回路と、チェックアダプタに内蔵されている放電負荷によって、電池パックを完全放電したり満充電することができる。
（形態１０） バッテリチェックシステムは、過去に診断した電池パックの診断情報を記憶している。診断情報は、電池パックの識別情報と共に記憶されている。
（形態１１） バッテリチェックシステムは、インターネットに接続して用いられる。診断情報をインターネットを介して送信したり、内部抵抗基準劣化マップや基準活性マップ等をインターネットを介して受信することができる。
【実施例】
【００２２】
（実施例１） 以下、本発明を具現化したバッテリチェックシステム２について図面を参照して説明する。図１は、本実施例のバッテリチェックシステム２の構成を示す。バッテリチェックシステム２は、電池パック１０を充電する充電器３０やチェックアダプタ５０やコンピュータ装置７０等から構成される。
図１は、充電器３０にチェックアダプタ５０が装着され、チェックアダプタ５０とコンピュータ７０が通信ケーブル１００で接続された状態を示している。この状態において、電池パック１０がチェックアダプタ５０に装着されると、電池パック１０の劣化状態が診断されて診断結果がコンピュータ７０に表示される。
図２は電池パック１０の外観を示す。図３は充電器３０の外観を示す。図４はチェックアダプタ５０の外観を示す。図５は充電器３０に電池パック１０が直接装着されたときの回路構成を示しており、充電器３０が電池パック１０を充電するときの状態を示している。図６は、充電器３０にチェックアダプタ５０を介して電池パック１０が装着されたときの回路構成を示しており、バッテリチェックシステム２が電池パック１０を診断するときの状態を示している。
【００２３】
まず、図２と図５を用いて電池パック１０を説明する。電池パック１０は、電動工具（例えば、インパクトドライバ）用の電池パックであり、電動工具に装着されて、その電動工具の駆動源（例えば、モータ）に電力を供給する。
図２に示すように、電池パック１０は略角柱状に形成された樹脂製のケーシング１１を備える。ケーシング１１の上端側は、電動工具（例えば、インパクトドライバ等）や充電器３０やチェックアダプタ５０に装着する際に相手側に嵌合可能な形状に形成されている。
また、ケーシング１１の上端側には、プラス端子溝１７、マイナス端子溝１９およびコネクタ２０が設けられている。プラス端子溝１７の中には、図５に示すプラス端子１８ａが設けられており、マイナス端子溝１９の中には図５に示すマイナス端子１８ｂが設けられている。コネクタ２０の内部には、図５に示すメモリ端子２１ａや温度センサ端子２３ａが設けられている。電池パック１０が電動工具や充電器３０やアダプタ５０に装着されたときに、これらの端子が相手側の受電端子や出力端子と接触し得るように構成されている。
【００２４】
図５に示すように、電池パック１０のケーシング１１内には、二次電池１８群、ＥＥＰＲＯＭ２１、温度センサ２３、電流検出部２５、処理回路２７が内蔵されている。
二次電池１８群は、複数の二次電池１８が直列に接続されている。本実施例の二次電池１８群では、１０個のニッケル水素電池が直列に接続されている。
二次電池１８群の正極側は、電流検出部２５を介してプラス端子１８ａと接続されている。二次電池１８群の負極側はマイナス端子１８ｂと接続されている。プラス端子１８ａとマイナス端子１８ｂの端子間電圧は略１２Ｖとなっている。
電流検出部２５は、二次電池１８群の充電電流の値や放電電流の値を検出し、処理回路２７に教示する。処理回路２７は、教示された二次電池１８群の充放電電流値から、二次電池１８群の残容量を経時的に演算し、ＥＥＰＲＯＭ２１に記述していく。
二次電池１８群の近傍には、二次電池１８群の温度を検出するための温度センサ２３が配設されている。温度センサ２３は、温度によって電気抵抗値が変化するサーミスタからなる。温度センサ２３は温度センサ端子２３ａと接続されている。
ケーシング１１内には、電子情報を記憶するＥＥＰＲＯＭ２１が備えられている。ＥＥＰＲＯＭ２１はメモリ端子２１ａと接続されている。
【００２５】
ＥＥＰＲＯＭ２１には、充電回数データや残容量履歴データや温度履歴データや充電特性データや電池パックデータや過去診断データ等が記憶されている。
充電回数データには、充電回数や満充電回数等が記述されている。充電回数とは、電池パック１０がそれまでに充電された累積回数である。満充電回数とは、電池パック１０が満充電の状態となるまで充電された累積回数である。充電回数と満充電回数の差は、電池パック１０の充電を開始したものの、満充電の状態となる前に充電を中止した回数を示す。
残容量履歴データには、二次電池１８群の残容量の履歴が記述されている。残容量履歴データは、処理回路２７が二次電池１８群の残容量を演算し、処理回路２７がＥＥＰＲＯＭ２１に記述したものである。二次電池１８群が放電しているときの電流値や、二次電池１８群が充電されているときの電流値は、電流検出部２５によって検出される。処理回路２７は、電流検出部２５が検出した充放電電流値に基づいて、残容量履歴データに記述されている残容量を加減算しながら残容量の履歴を記述していく。残容量履歴データに記述されている残容量は、リフレッシュ処理等によって電池パック１０を完全放電したときに、残容量値をゼロにリセットするようにしてもよい。それにより、累積された誤差を取り除くことができる。
温度履歴データには、二次電池１８群の充電中の温度の履歴が記述されている。温度履歴データは、充電器３０が電池パック１０を充電するときに、充電器３０によって更新される。二次電池１８群は急速充電が行われると大きく発熱するので、充電中の二次電池の温度が高ければ、二次電池１８群が急速充電されたと推定することができる。温度履歴データには、充電中における二次電池１８群の温度値をすべて記述してもよいし、充電中の最高温度値や最低温度値等を抽出して記述してもよい。本実施例では、充電中における二次電池１８群の温度値がすべて記述されている。
【００２６】
充電特性データには、電池パック１０の充電に関する特性が記述されている。例えば、電池パック１０の二次電池１８群にふさわしい充電電流や、二次電池１８群にふさわしいリフレッシュ処理の頻度等が記述されている。
電池パックデータには、例えば電池パック１０の形式が記述されている。例えば、電池パック１０の形式とは、例えば電池パック１０が内蔵する二次電池１８群の種別や公称電圧や公称充放電容量等である。また、電池パック１０を他の電池パックと識別する識別子等が記述されている。
過去診断データには、バッテリチェックシステム２が電池パック１０を過去に診断したときの診断に関わる情報が記述されている。過去診断データには、過去の診断時の日時や、そのときの二次電池１８群の内部抵抗値や充放電容量や充電回数や、その診断時におけるバッテリチェックシステム２の診断結果等が記述されている。
【００２７】
次に、図３と図５を用いて充電器３０を説明する。図１に示したように、充電器３０にはアダプタ５０を装着することができると共に、図３に示すように電池パック１０を直接装着することもできる。充電器３０は、バッテリチェックシステム２のみに使用されるものではなく、電池パック１０の通常の使用において、電池パック１０を充電する充電器でもある。
図３に示すように、充電器３０は樹脂製の筐体３１を有する。筐体３１の上端面には、電池パック１０やチェックアダプタ５０を装着可能な嵌合部３２が一体に成形されている。また、筐体３１には、充電器３０の動作状況を示す状態表示ランプ等の種々のインジケータ３６が設けられている。
嵌合部３２には、電池パック１０やアダプタ５０を案内可能なガイド３３、３４が設けられている。嵌合部３２のガイド３３とガイド３４の間には、図５に示すプラス出力端子４２ａとマイナス出力端子４２ｂが設けられている。また、電池パック１０のコネクタ２０に接続可能なコネクタ（図示せず）が設けられており、そのコネクタには図５に示す端子４６ａ、４８ａが臨んでいる。
【００２８】
図５に示すように、充電器３０の制御回路は、主に、電源回路４２、充電電流制御部４４、制御部４６、電圧検出部４７、温度検出部４８、記憶部４９等から構成される。
電源回路４２は、電池パック１０の二次電池１８群を充電可能な出力を有している。温度検出部４８は、電池パック１０の温度センサ２３の出力から、二次電池１８群の温度を検出することができる。電圧検出部４７は、二次電池１８群の電圧を検出することができる。記憶部４９は所定のマップ等の電流値制御情報を記憶するものである。
【００２９】
なお、上述した電源回路４２、充電電流制御部４４、制御部４６、電圧検出部４７、温度検出部４８、記憶部４９等は、本願出願人による先の特許出願（特開２０００−２７８８７５号）に開示する充電器の構成と実質的に同様であり、二次電池１８群の温度とその変化率の対の値から充電電流を決定して充電を行う構成である。記憶部４９には、二次電池の温度とその変化率の対の値に対応付けて充電電流が記述されているマップが記憶されている。記憶部４９には、複数の充電電流マップが記憶されており、使用されるマップは充電する二次電池の特性等に基づいて決定される。
【００３０】
図５に示すように、充電器３０の嵌合部３２に電池パック１０が装着されると、電池パック１０が備える端子１８ａ、１８ｂ、２１ａ、２３ａと、充電器３０が備える端子４２ａ、４２ｂ、４６ａ、４８ａがそれぞれ電気的に接続される。
制御部４６は、電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１から充電特性データを読み込み、電源回路４２、充電電流制御部４４、電圧検出部４７、温度検出部４８等を所定のアルゴリズムによって制御し、電池パック１０内の二次電池１８群を充電する。
充電を開始すると、制御部４６は電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１に記憶されている充電回数データの充電回数を１加算するように書換える。
充電中では、制御部４６は二次電池１８群の温度を監視し、電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１に記憶されている温度履歴データを記述していく。
充電が完了すると、充電を停止しその旨をランプ等により告知する。制御部４６は、電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１に記憶されている充電回数データの満充電回数を１加算するよう書換える。
なお、充電器３０にチェックアダプタ５０が装着されたときは、後述するようにチェックアダプタ５０からの制御により、充電等の各種動作を行い得るように構成されている。
【００３１】
次に、図４および図６を用いてチェックアダプタ５０の構成を説明する。図４に示すように、チェックアダプタ５０は樹脂製のケーシング５１を有する。ケーシング５１の下面には、充電器３０の嵌合部３２に嵌合可能な嵌合部５２が形成されている。ケーシング５１の上面には、電池パック１０の上端面が嵌合可能な嵌合部５４が形成されている。
また、ケーシング５１の上面には、種々のランプから構成される表示部６４が設けられている。表示部６４には、充電器３０の動作状態やチェックアダプタ５０の動作状態等が表示される。
【００３２】
ケーシング５１の下面の嵌合部５２には、図６に示すプラス受電端子５２ａ、マイナス受電端子５２ｂが設けられている。また、充電器３０のコネクタ２０と接続するためのコネクタ（図示せず）が設けられており、そのコネクタには図６に示す端子６１ａが臨んでいる。
ケーシング５１の上面の嵌合部５４には、図６に示すプラス出力端子５８ａ、マイナス出力端子５８ｂが設けられている。また、電池パックのコネクタ２０と接続するためのコネクタ（図示せず）が設けられており、そのコネクタには図６に示す端子６１ｂ、６７ａが臨んでいる。
ケーシング５１の後背面には、図６に示す通信端子６６が設けられている。図６に示すように、通信端子６６には通信ケーブル１００が接続されており、チェックアダプタ５０とコンピュータ７０が通信ケーブル１００を介して接続されている。
【００３３】
図６に示すように、チェックアダプタ５０の制御回路は、主に、制御部６１と、放電負荷６２と、電圧検出部６３と、表示部６４と、温度検出部６７と、リレー６８と、そのリレー６８を制御する充放電切換部６５等から構成される。この制御回路は、充電器３０側から電力の供給を受けて動作するように構成されている。
【００３４】
放電負荷６２は、二次電池１８群を放電するときの負荷となる抵抗等から構成されている。放電負荷６２は負荷抵抗値を調節することにより、制御部６１の指令に基づいて放電電流を調節する。
電圧検出部６３は、二次電池１８群の電圧を検出できるように構成されている。電圧検出部６３は、二次電池１８群の電圧を検出して制御部６１に教示する。
充放電切換部６５は、制御部６１の指令に基づいてリレー６８を切換える。それにより、電池パック１０の二次電池１８群には、充電器３０の電源回路４２又はチェックアダプタ５０の放電負荷６２が切換えられて接続される。
温度検出部６７は、電池パック１０の温度センサ２３の出力から、二次電池１８群の温度を検出することができる。温度検出部６７は、二次電池１８群の温度を検出して制御部６１に教示する。
チェックアダプタ５０の制御部６１は通信機能を有し、充電器３０の制御部４６やコンピュータ７０との間で情報通信を行う。また、制御部６１は電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１から情報を読み込んだり、ＥＥＰＲＯＭ２１へ情報を書き込んだりすることができる。
【００３５】
図６に示すように、充電器３０にチェックアダプタ５０を装着すると、充電器３０が備える端子４２ａ、４２ｂ、４６ａと、チェックアダプタ５０が備える端子５２ａ、５２ｂ、６１ａがそれぞれ電気的に接続される。また、電池パック１０をチェックアダプタ５０に装着すると、電池パック１０が備える端子１８ａ、１８ｂ、２１ａ、２３ａと、チェックアダプタ５０が備える端子５８ａ、５８ｂ、６１ｂ、６７ａがそれぞれ電気的に接続される。
充電器３０とチェックアダプタ５０と電池パック１０が順に接続されると、チェックアダプタ５０の制御部６１は、電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１に記憶されている情報を読み込み、また、充電器３０の制御部４６や放電負荷６２や充放電切換部６５等に指令を与え、二次電池１８群を充電したり放電させたりすることができる。例えば、二次電池１８群を完全に放電させた後に満充電となるまで充電することもでき、いわゆる二次電池のリフレッシュ処理を行うことができる。
【００３６】
次に、図６を用いてコンピュータ装置７０の構成を説明する。コンピュータ装置７０は、コンピュータ本体７２、ディスプレイ７４、入力装置７６等から構成されている。
図６に示すように、コンピュータ本体７２には、各種の処理に使用するデータ等を記憶している記憶部８０と、電池パック１０の診断に係る処理を行う診断処理部９０と、二次電池１８群の充放電容量を検出する容量検出部９２と、二次電池１８群の内部抵抗を算出する内部抵抗検出部９４と、インターネット接続部９６等が構成されている。記憶部８０、診断処理部９０、容量検出部９２、内部抵抗検出部９４、インターネット接続部９６等は、コンピュータ本体７２のハードウェアやソフトウェア等によって構成されている。
【００３７】
記憶部８０には判別基準データ８２が記憶されている。判別基準データ８２には、図７に示す内部抵抗基準劣化マップ１２０、図８に示す基準活性マップ１４０等が記述されている。
図７に示すように、内部抵抗基準劣化マップ１２０は、横軸が充電回数であり、縦軸が内部抵抗である二次元マップである。内部抵抗基準劣化マップ１２０では、充電回数と内部抵抗の関係から、正常劣化時範囲１２２と異常劣化時範囲１２４と正常劣化済範囲１２６と異常劣化済範囲１２８が定められている。正常劣化時範囲１２２と異常劣化時範囲１２４を区分している曲線１３０は、電池パック１０が正常に製造されて正常に使用されている場合に、劣化していく二次電池１８群の充電回数と内部抵抗の標準的関係を示している。図中の内部抵抗値Ｒｚは、二次電池１８群の内部抵抗がこの内部抵抗値Ｒｚよりも増大したときに、二次電池１８群が劣化したと判断される劣化基準抵抗値Ｒｚである。また、充電回数Ｎｚは、二次電池１８群が正常に使用されたときに、内部抵抗がこの劣化基準抵抗値Ｒｚよりも増大することが予定されている基準充電回数Ｎｚである。
正常劣化時範囲１２２は、充電回数に対する内部抵抗が標準値以下の範囲であり、二次電池１８群が充電回数に追従して正常に劣化していることを示す。異常劣化時範囲１２４は、充電回数に対する内部抵抗が標準値よりも高い範囲であり、二次電池１８群が異常に劣化していることを示す。正常劣化済範囲１２６は、充電回数が基準充電回数Ｎｚ回以上であって内部抵抗が劣化基準抵抗値Ｒｚ以上の範囲であり、二次電池１８群が正常に劣化しながら使用不能となるまで劣化したことを示す。異常劣化済範囲１２８は、充電回数が基準充電回数Ｎｚ回未満であって内部抵抗が劣化基準抵抗値Ｒｚ以上の範囲であり、二次電池１８群が異常に劣化しながら使用不能となるまで劣化したことを示す。
【００３８】
図８に示すように、基準活性マップ１４０は、横軸が充放電容量であり、縦軸が内部抵抗である二次元マップである。基準活性マップ１４０では、二次電池１８群の充放電容量と内部抵抗の関係から、活性範囲１４２と不活性範囲１４４が定められている。不活性範囲１４４は、充放電容量が少なくて内部抵抗が低い範囲に定められている。
劣化の進んでいない二次電池は、充放電容量が多く内部抵抗も低い。一方、劣化の進行した二次電池は、充放電容量が低下しており、内部抵抗も増大している。それらに対し、不活性状態となっている二次電池１８群では、充放電容量が低下しているが、内部抵抗はあまり増大していない。このことから、充放電容量が低下しているが、内部抵抗はあまり増大していない二次電池は、不活性状態となっていると判別することができる。このことから、図８に示すように、横軸が充放電容量であり縦軸が内部抵抗である二次元マップでは、充放電容量が少なくて内部抵抗が低い範囲を、不活性範囲と定めることができる。図中の充放電容量値Ｑｚは、二次電池１８群の充放電容量がこの充放電容量値Ｑｚよりも減少したときに、二次電池１８群が劣化したと判断される劣化基準容量値Ｑｚである。図７を用いて説明したように、劣化した二次電池１８群では、内部抵抗が劣化基準抵抗値Ｒｚまで増大している。即ち、二次電池１８群の充放電容量が劣化基準容量値Ｑｚまで減少した時には、二次電池１８群の内部抵抗は劣化基準値Ｒｚまで増大すると予定されている。またその時の充電回数は、基準充電回数Ｎｚ回となることが予定されている。
【００３９】
記憶部８０には、診断情報累積データ８６が記憶されている。診断情報累積データ８６には、これまでにバッテリチェックシステム２が診断した電池パック１０の診断情報が累積して記述されている。診断情報累積データ８６には、例えば電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１から読み込んだデータや、診断時に算出したデータや、利用者によって入力されたデータ等が記述されている。
容量検出部９２は、二次電池１８群の充放電容量を検出することができるように構成されている。詳しくは、容量検出部９２は、電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１に記憶されている残容量履歴データから最新の極大値を抽出することによって、二次電池１８群の充放電容量を検出する。
内部抵抗検出部９４は、二次電池１８群が充放電されたときの二次電池１８群の電圧値から、二次電池１８群の内部抵抗の値を算出することができる。例えば内部抵抗検出部９４は、二次電池１８群の非通電時の電圧値と、所定電流で放電させたときの電圧値から、内部抵抗を算出することができる。
インターネット接続部９６は、コンピュータ装置７０がインターネットに接続することを可能にする。コンピュータ装置１０は、インターネット接続部９６によってインターネットに接続し、外部のコンピュータ装置等と電子情報を授受することができる。
【００４０】
以上、本実施例のバッテリチェックシステム２の構成について説明した。次に、バッテリチェックシステム２の動作の流れについて、図９に示すフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ２では、電池パック１０がチェックアダプタ５０に装着されるまで待機状態となる。電池パック１０が装着されたことは、例えば電圧検出部６３が二次電池１８群の電圧を検出することによって認識することができる。
ステップＳ４では、チェックアダプタ５０の制御部６１が、電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１の情報を読み込む。制御部６１は、読み込んだＥＥＰＲＯＭ２１の情報を、コンピュータ装置７０の診断処理部９０に教示する。チェックアダプタ５０の制御部６１やコンピュータ装置７０の診断処理部９０は、電池パック１０の充電回数データや残容量履歴データや温度履歴データや充電特性データや電池パックデータから、例えば二次電池１８群の充電回数等を検出する。
ステップＳ６では、二次電池１８群の充放電容量が検出される。電池パック１０の残容量履歴データが、診断処理部９０から容量検出部９２に教示され、容量検出部９２は残容量履歴データから最新の極大値を抽出して、二次電池１８群の充放電容量を検出する。なお、二次電池の充放電容量を検出する方法は、上記に限定されるものではく、他の方法を用いてもよい。例えば、二次電池１８群を完全に放電した後に満充電となるまで充電して、そのときの充電電力量を測定してもよい。
ステップＳ８では、二次電池１８群の内部抵抗が検出される。診断処理部９０は、チェックアダプタ５０の制御部６１に指令して、二次電池１８群に診断用充放電を行わせる。その診断用充放電において、二次電池１８群の電圧値はチェックアダプタ５０の電圧検出部６３によって検出され、制御部６１と診断処理部９０を経由して内部抵抗検出部９４に教示される。内部抵抗検出部９４は、診断用充放電に対する二次電池１８群の電圧値から、二次電池１８群の内部抵抗を算出する。
以上のステップＳ４、Ｓ６、Ｓ８によって、二次電池１８群の充電回数、充放電容量、内部抵抗等が検出される。
【００４１】
図９のステップＳ１０では、二次電池１８群が活性状態であるのか不活性状態となっているのかの判別処理が行われる。診断処理部９０は、ステップＳ６で検出された充放電容量とステップＳ８で測定された内部抵抗の対の値を、基準活性マップ１４０上にプロットし、二次電池１８群が活性状態であるのか不活性状態となっているのかの判別をする。
図８に示すように、例えば検出された充放電容量がＱ１であり、検出された内部抵抗がＲ１のときは、二次電池１８群は活性状態であると判別する。一方、例えば検出された充放電容量が劣化基準容量値Ｑｚであり、検出された内部抵抗が内部抵抗値Ｒ１のときは、二次電池１８群は不活性状態となっていると判別する。充放電容量のみから判別すれば、充放電容量が劣化基準容量値Ｑｚとなっている二次電池１８群は劣化したと判別されてしまう。それに対し、バッテリチェックシステム２では、充放電容量と内部抵抗を組み合わせて判別することにより、二次電池１８群が不活性状態となっていることを判別することができる。
【００４２】
ステップＳ１２では、ステップＳ１０の判別において、二次電池１８群が活性状態であればステップＳ１４に進み、不活性状態となっていればステップＳ３２に進む。
ステップＳ３２に進んだ場合、ステップＳ３２では二次電池１８群のリフレッシュ処理が行われる。診断処理部９０は、二次電池１８群が不活性状態となっていることを判別すると、チェックアダプタ５０の制御部６１に、二次電池１８群のリフレッシュ処理をするように指令する。その指令を受け、チェックアダプタ５０の制御部６１は、充電器３０の制御部４６や放電負荷６２や充放電切換部６５等に指令を与え、二次電池１８群のリフレッシュ処理を行う。リフレッシュ処理を行った後、ステップＳ４に戻る。ステップＳ４では、電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１からリフレッシュ後の残容量履歴データが読み込まれ、ステップＳ６で二次電池１８群のリフレッシュ後の充放電容量が検出される。このように、バッテリチェックシステム２では、二次電池１８群が不活性状態となっている場合、一時的に低下している充放電容量を回復させた後に、以降の二次電池１８群の診断処理を行う。
【００４３】
図９のステップＳ１４では、電池パック１０の使用履歴に基づいて、ステップＳ４で検出した電池パック１０の充電回数が修正される。本実施例では、電池パック１０の使用履歴を、ステップＳ４で読み込んだ残容量履歴データと温度履歴データから推定する。診断処理部９０は、残容量履歴データから、二次電池１８群の残容量が所定値を下回った回数を計数する。その計数した回数を、二次電池１８群が過放電された回数とする。また、診断処理部９０は、温度履歴データから、二次電池１８群の温度が所定値を上回った回数を計数する。その計数した回数を、二次電池１８群が急速充電された回数とする。診断処理部は９０、二次電池１８群の過放電回数と急速充電回数と充電回数から、過放電や急速充電の発生頻度を計算し、その発生頻度が高いほど検出した充電回数を多くなるように修正する。このように充電回数を修正することにより、劣化が進みやすい使用方法が繰返された二次電池１８群では、実際の充電回数よりも多くの充電がなされたと評価されることとなる。
【００４４】
ステップＳ１６では、二次電池１８群の劣化状態の判別処理が行われる。詳しくは、二次電池１８群が使用不能となるまで劣化しているのか否かの判別が行われる。二次電池１８群が使用不能となるまで劣化しているのであれば、二次電池１８群は正常劣化であったのか、異常劣化であったのか判別する。一方、二次電池１８群がまだ使用可能な状態であるときには、正常に劣化しているのか異常に劣化しているのかの判別が行われる。
診断処理部９０は、ステップＳ１４で修正された二次電池１８群の充電回数と、ステップＳ８で検出した二次電池１８群の内部抵抗との対の値を、図７に示した内部抵抗基準劣化マップ１２０上にプロットし、二次電池１８群の劣化状態を判別する。図７に示すように、例えば点Ｕのように異常劣化済範囲１２８にプロットされれば、二次電池１８群は使用不能の状態まで劣化しており、その劣化は異常であったと判別する。点Ｖのように正常劣化済範囲１２６にプロットされれば、二次電池１８群は使用不能の状態まで劣化しており、その劣化は正常であったと判別する。点Ｗのように異常劣化時範囲１２４にプロットされれば、二次電池１８群はまだ使用可能の状態であり、その劣化は異常に進行していると判別する。点Ｘのように正常劣化時範囲１２２にプロットされれば、二次電池１８群は使用可能の状態であり、その劣化は正常に進行していると判別する。
【００４５】
ステップＳ１８では、二次電池１８群の劣化の進行度が推定される。二次電池１８群の劣化の進行度とは、二次電池１８群のそのときの劣化状態が、使用不能な状態となる劣化状態に対して、どの程度進行しているのかを示す度合である。例えば、劣化進行度が５０パーセントであれば、二次電池１８群をそれまでの使用量だけさらに使用すると、二次電池１８群が使用不能となるまで劣化することを意味する。
図１０を参照して、診断処理部９０による劣化の進行度の推定処理を説明する。図１０に示すように、診断処理部９０は、ステップＳ４で検出した二次電池１８群の充電回数と、ステップＳ８で検出した二次電池１８群の内部抵抗との対の値を、図７に示した内部抵抗基準劣化マップ１２０上にプロットする。ここでは、点Ｘにプロットされたものとする。なお、この処理で利用する充電回数は、ステップＳ１４で修正した充電回数ではないことに留意されたい。診断処理部９０は、プロットされた点Ｘと、内部抵抗基準劣化マップ１２０に記述されている標準的関係曲線１３０を用いて、内部抵抗基準劣化マップ１２０上に充電回数と内部抵抗の今後の推移曲線１３２を作成する。この推移曲線１３２において、内部抵抗が劣化基準抵抗値Ｒｚとなるときの充電回数Ｎ３を求める。即ち、二次電池１８群は、充電回数がＮ３回となったときに、内部抵抗が劣化基準抵抗値Ｒｚまで増大し、使用不能となるまで劣化すると推定される。診断処理部９０は、そのときの充電回数Ｎ１回と、推定した劣化充電回数Ｎ３回の比から、劣化の進行度を求める。
【００４６】
ステップＳ２０では、上記の処理による判別結果等が、ディスプレイ７４に表示される。図１２に、ディスプレイ７４に表示される表示画面１５０を例示する。図１２に示すように、表示画面１５０は、主に入力表示部１６０と結果表示部１７０から構成されている。入力表示部１６０は、利用者がバッテリチェックシステム２に情報を入力したり指示を与えたりするための情報が表示される。例えば利用者は、電池パック１０に関して、所有者（図中１６１）、使用される機器（電動工具等）の形式（図中１６２）、生産ロットナンバ（図中１６３）、購入年月日（図中１６４）、所有者の評価コメント（図中１６５）や、今回の診断目的等のコメント（図中１６６）を入力することができる。
入力表示部１６０には、診断指示ボタン１６８と履歴表示ボタン１６９が表示されており、それらのボタンによって利用者はバッテリチェックシステム２に指示を与えることができる。診断指示ボタン１６８により、バッテリチェックシステム２に電池パック１０の診断処理の実行を指令することができる。なお、電池パック１０の診断処理は、先に説明したように電池パック１０がチェックアダプタ２に接続されることによっても開始される（ステップＳ２）。診断指示ボタン１６８は、例えば同じ電池パック１０を続けて診断する場合のように、電池パック１０が既に接続されている場合等に使用する。履歴表示ボタン１６９により、記憶部８０の診断情報累積データ８６が記述している電池パック１０の過去の診断情報を、結果表示部１７０に表示させることもできる。
【００４７】
結果表示部１７０には、診断結果コメント表示部１７２、寿命進行度表示部１７４、検出値表示部１７６が構成されており、電池パック１０の診断結果が表示される。診断結果コメント表示部１７２には、ステップＳ１０の活性／不活性の判別結果や、ステップＳ１６の劣化状態の判別結果に基づいてコメントが表示される。ステップＳ１６における判別が「正常劣化時」であれば、例えば図１２に示すように「正常です。」等と表示される。
寿命進行度表示部１７４には、ステップＳ１８で推定された劣化の進行度が表示される。検出値表示部１７６には、診断処理で検出された各種検出値が表示される。例えば、二次電池１８群の公称電圧値や、検出された二次電池１８群の実際の電圧値や、温度センサ２３で検出された二次電池１８群の温度等が表示される。また、ＥＥＰＲＯＭ２１から読み込んだ充電回数や、検出した二次電池１８群の内部抵抗値等が表示される。
【００４８】
図１３、１４、１５、１６は、結果表示部１７０の表示例を示している。図１３は、二次電池１８群の劣化状態が「正常劣化時」と判別され、さらに充電回数が少ない新品の電池パック１０を診断したときの表示例を示す。使用を開始して間もない電池パック１０を診断することは、製造等に起因する初期故障の有無を確認することができるので有効である。
図１４は、二次電池１８群の劣化状態がステップＳ１０の活性／不活性の判別で「不活性」と判別され、リフレッシュ処理の後の診断で「正常劣化時」と判別された場合の表示例を示している。図１４に示すように、二次電池１８群が不活性状態となっている判別された場合には、完全充放電等のリフレッシュ処理を推奨するコメントを併せて表示するとよい。
図１５は、二次電池１８群の劣化状態が「正常劣化済」と判別された場合の表示例を示している。電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１に記憶されている残容量履歴データから、高い頻度で過放電されていることが確認される場合には、図１５に示すように「過放電はバッテリの劣化を早めます。工具の力が落ちてきたと感じたら充電して下さい。」と表示して、電池パック１０の使用者に助言を与えるコメントを表示するのもよい。
図１６は、二次電池１８群の劣化状態が「異常劣化済」と判別された場合の表示例を示している。二次電池１８群の劣化が異常劣化であって、充電回数も少ない場合には、電池パック１０が故障していることが推測される。図１６に示すように、二次電池１８群が故障していることが推測される場合には、その旨を告知することにより、故障した電池パック１０が使用し続けられることを防止することができる。
図９のステップＳ２２では、今回の診断結果が記憶部８０の診断情報累積データ８６に追加して記憶される。ここでいう診断結果とは、電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１から読み込んだデータや、検出した二次電池１８群の電圧変化パターンや温度や、算出した二次電池１８群の充放電容量や内部抵抗値や、劣化状態の判別結果や、利用者が入力表示部１６０に入力した情報を含む。バッテリチェックシステム２は、診断情報累積データ８６に記憶している診断情報を読み出して、図１２〜１６に示すような診断結果の表示画面１５０を、いつでもディスプレイ７４に表示することができる。また、バッテリチェックシステム２は、電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１に記憶されている過去診断データを読み込んで、ディスプレイ７４に表示することもできる。
また、このステップＳ２２では、今回の診断結果が電池パック１０のＥＥＰＯＲＭ２１にも書き込まれる。電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１に今回の診断結果が記憶されることで、電池パック１０が他のバッテリチェックシステム２で診断されたときでも、今回の診断情報を表示させることができる。
【００４９】
以上で説明した流れによって、バッテリチェックシステム２は、電池パック１０の二次電池１８群を診断する。バッテリチェックシステム２は、二次電池１８群が充電回数に伴って正常に劣化しているのか、異常に劣化しているのかを判別することができる。それにより、故障している電池パック１０を使用し続けて、電動工具を損傷してしまうような二次災害を予防することができる。
また、バッテリチェックシステム２は、二次電池１８群の劣化が、寿命に対してどの程度まで進行しているかを推定することができる。二次電池１８群の寿命が尽きる時期を推測することもでき、二次電池１８群の使用者は電池パック１０の今後の使用計画等に反映することができる。
また、バッテリチェックシステム２は、電池パック１０が二次電池１８群の劣化を進めるような形態で使用されているか否かを推定することもできる。それにより、電池パック１０の使用者は、自身の使用形態が二次電池１８群の劣化を助長していることを知り、電池パック１０の今後の使用方法を改善することができる。
【００５０】
上記では、ステップＳ１６において、充電回数と内部抵抗の対の値から、二次電池１８群の劣化状態を判別する処理について説明したが、内部抵抗に替えて充放電容量を用いることもできる。この場合、図７に示した内部抵抗基準劣化マップ１２０に替えて、図１１に示す充放電容量基準劣化マップ１８０を用いればよい。
図１１に示すように、充放電容量基準劣化マップ１８０は、横軸が充電回数であり、縦軸が充放電容量である二次元マップである。充放電容量基準劣化マップ１８０では、充電回数と充放電容量の関係から、正常劣化時範囲１８２と異常劣化時範囲１８４と正常劣化済範囲１８６と異常劣化済範囲１８８が定められている。正常劣化時範囲１８２と異常劣化時範囲１８４を区分している曲線１９０は、電池パック１０が正常に製造されて正常に使用されている場合に、劣化していく二次電池１８群の充電回数と充放電容量の標準的関係を示している。図中の充放電容量値Ｑｚは、劣化基準容量値Ｑｚである。また、充電回数Ｎｚは、二次電池１８群が正常に使用されたときに、充放電容量がこの劣化基準容量値Ｑｚよりも増大することが予定されている基準充電回数Ｎｚである。
充放電容量基準劣化マップ１８０において、正常劣化時範囲１８２は、充電回数に対する充放電容量が標準値以上の範囲であり、二次電池１８群が充電回数に追従して正常に劣化していることを示す。異常劣化時範囲１８４は、充電回数に対する充放電容量が標準値よりも少ない範囲であり、二次電池１８群が異常に劣化していることを示す。正常劣化済範囲１８６は、充電回数が基準充電回数Ｎｚ回以上であって充放電容量が劣化基準容量Ｑｚ以下の範囲であり、二次電池１８群が正常に劣化しながら使用不能となるまで劣化したことを示す。異常劣化済範囲１８８は、充電回数が基準充電回数Ｎｚ回未満であって充放電容量が劣化基準充放電容量Ｑｚ以下の範囲であり、二次電池１８群が異常に劣化しながら使用不能となるまで劣化したことを示す。
充放電容量基準劣化マップ１８０は、判別基準データ８２に追加して記述しておくとよい。
【００５１】
診断処理部９０は、ステップＳ１４で修正された二次電池１８群の充電回数と、ステップＳ６で検出した二次電池１８群の充放電容量との対の値を、図１１に示した充放電容量基準劣化マップ１８０上にプロットし、二次電池１８群の劣化状態を判別することができる。図１１に示すように、例えば点Ｋのように正常劣化時範囲１８２にプロットされれば、二次電池１８群は使用可能の状態であり、その劣化は正常に進行していると判別する。
点Ｌのように異常劣化時範囲１８４にプロットされれば、二次電池１８群はまだ使用可能の状態であり、その劣化は異常に進行していると判別する。点Ｊのように正常劣化済範囲１８６にプロットされれば、二次電池１８群は使用不能の状態まで劣化しており、その劣化は正常であったと判別する。点Ｈのように異常劣化済範囲１８８にプロットされれば、二次電池１８群は使用不能の状態まで劣化しており、その劣化は異常であったと判別する。
【００５２】
バッテリチェックシステム２は、インターネット接続部９６によってインターネットに接続し、インターネットを経由して外部のコンピュータ装置等と情報を授受することができる。例えばバッテリチェックシステム２は、外部のコンピュータ装置から新たな判別基準データ８２等を受信することができる。
バッテリチェックシステム２は、記憶部８０に記憶している診断情報累積データ８６を、外部のコンピュータ装置に送信することができる。それにより、バッテリチェックシステム２の利用者は、電池パック１０についてより詳しい知識を有する者（例えば電池パック１０の供給者）に、電池パック１０の診断情報を送信して助言を仰ぐことができる。
【００５３】
（実施例２） 本発明を具現化したバッテリチェックネットワーク２００について図面を参照して説明する。図１７は、本実施例のバッテリチェックネットワーク２００の構成を示す。図１７に示すように、バッテリチェックネットワーク２００は、ホストコンピュータ２１２と複数の実施例１のバッテリチェックシステム２群で構成される。ホストコンピュータ２１２とバッテリチェックシステム２群は、インターネット２０４を介して接続されている。
ホストコンピュータ２１２は、ホストコンピュータ２１２の処理動作を行う処理部２１４と、電池パック１０の診断情報を累積して記憶する診断情報集積部２１６と、処理部２１４から入力された情報を表示するディスプレイ２１８等で構成されている。
処理部２１４には、ディスプレイ２１８に表示する表示情報を生成して出力する表示処理部２２２や、診断情報集積部２１６に累積記憶された診断情報から二次電池１８群の判別基準を算定する判別基準算定部２２４や、ホストコンピュータ２１２がインターネットに接続して、バッテリチェックシステム２等と電子情報を授受するインターネット接続部２２６を備えている。
【００５４】
バッテリチェックネットワーク２００の各端末診断装置群であるバッテリチェックシステム２は、実施例１で説明したバッテリチェックシステム２であり、実施例１で説明したように動作して電池パック１０を診断する。ただし、本実施例のバッテリチェックシステム２群では、インターネット接続部９６によってインターネット２０４に接続すると、インターネット２０４内でホストコンピュータ２１２を探索して接続するように設定されている。
バッテリチェックシステム２群は、電池パック１０を診断して得た診断情報を、インターネット２０４を介してホストコンピュータ２１２に送信する。バッテリチェックシステム２群は、電池パック１０を診断する毎に診断情報を送信してもよいし、診断情報累積データ８６に記述しておいた診断情報をまとめて送信してもよい。
【００５５】
ホストコンピュータ２１２は、バッテリチェックシステム２群から送信された診断情報を、診断情報集積部２１６に累積して記憶する。診断情報集積部２１６には、多数のバッテリチェックシステム２群から送信された多数の診断情報が累積して記憶されていく。診断情報集積部２１６には、様々な使用環境にある電池パック１０の診断情報が蓄積されていく。
診断情報集積部２１６に集積された診断情報を検討することにより、二次電池１８群の劣化の態様を検討することができ、診断のための知識をさらに蓄積することができる。累積記憶された診断情報は、表示処理部２２２によってディスプレイ２１８に表示させて評価することもできる。
【００５６】
判別基準算定部２２４は、診断情報集積部２１６に累積記憶された診断情報から二次電池１８群の判別基準を算定することができる。例えば判別基準算定部２２４は、累積記憶された多数の診断情報から、多数の充電回数と内部抵抗の対の値を抽出し、充電回数と内部抵抗の二次元マップにプロットする。そのプロット点の分布から、図７に示した内部抵抗基準劣化マップ１２０の正常劣化時範囲１２２、異常劣化時範囲１２４、正常劣化済範囲１２６、異常劣化済範囲１２８等を画定して、新たな内部抵抗基準劣化マップ１２０を生成することもできる。同様にして、新たな基準活性マップ１４０や新たな容量基準劣化マップ１８０を生成することもできる。このようにして作成される判別基準データは、様々な使用環境にある二次電池１８群の多数の事例が反映されており、これらの判別基準データを用いることにより、二次電池１８群の劣化をより正確に判別することが可能となる。
判別基準算定部２２４によって生成された内部抵抗基準劣化マップ１２０や、基準活性マップ１４０や充放電容量基準劣化マップ１８０等の判別基準データは、インターネット２０４を介してバッテリチェックシステム２群に配信される。バッテリチェックシステム２群は、記憶部８０に記憶している判別基準データ８６を、配信された新たな判別基準データへと更新する。
【００５７】
電池パック１０の使用方法の一つとして、電動工具を連続的に駆動するために複数の電池パック１０を用意し、一つの電池パック１０の充電電力を使い切ると、充電済みの他の電池パック１０に取替えて作業を続けるという使用方法がある。充電電力を使い切った電池パック１０は、直ちに充電を開始して次の使用に備える。この使用方法は、例えば工場の生産ライン等で多く採用されている。この使用方法において、用意すべき電池パック１０の数を決定するためには、作業量や、電動工具の数や、一つの電池パック１０で作業する時間や、電池パック１０の充電に必要な時間等のパラメータを併せて計算する必要がある。用意した電池パック１０の数が少ないと、各電池パック１０は使用される時間が長くなり、電池パック１０の二次電池１８群は過放電されやすく、電動工具の出力も安定しなくなる。用意した電池パック１０の数が多い場合では、各電池パック１０は使用される時間が短くなり、二次電池１８群が充分に放電しない状態で充電が開始されて、二次電池１８群が不活性状態になり易くなる。用意すべき電池パック１０の数を正しく求めることは困難であり、また用意した電池パック１０の数が正しいのか否かを判断することも困難である。用意すべき電池パック１０の数を正しく求めることができなければ、電池パック１０の使用者は電池パック１０を有効に利用することができない。その結果、電池パック１０の利用者は電池パック１０の能力を過小に評価してしまい、電池パック１０の使用者と供給者との間の信頼関係に影響を与え、電池産業の健全な成長が阻害されてしまう。
【００５８】
バッテリチェックネットワーク２００は、上記の問題にも有用である。この問題を解決するためには、電池パック１０に詳しい者（供給者等）がアクセス可能なホストコンピュータ２１２と、電池パック１０が使用されている現場に配備されたバッテリチェックシステム２群によって、バッテリチェックネットワーク２００を構築するとよい。
同一の使用環境で多数の電池パック１０群を使用する使用者が、電池パック１０の劣化の進行速度が早いと感じ、バッテリチェックシステム２によって電池パック１０群を診断したところ、電池パック１０群が共通して劣化の進行が異常であると診断されたとする。同一の条件下で使用される多数の電池パックが同様に診断される場合、電池パック１０自体の異常に起因するものではなく、電池パック１０群の使用方法に起因するものと疑われる。しかしながら、電池パック１０に対して使用者が持っている知識では、その使用方法の問題点を抽出して、使用方法を改善することは困難である。
バッテリチェックネットワーク２００では、バッテリチェックシステム２で診断した電池パック１０の診断情報が、ホストコンピュータ２１２に送信される。このとき、図１２に示したように、電池パック１０群について、使用者（図中１６１）や、電動工具等の形式（図中１６２）や、生産ロットナンバ（図中１６３）や、購入年月日（図中１６４）等の情報も入力しておくとよい。また、図中の１６５、１６６のコメントを入力する欄には、電動工具の台数と電池パック１０の台数の関係や、作業内容や作業時間等を入力しておくとよい。診断情報はインターネットを介してリアルタイムに送信することもでき、電池パック１０群自体を送付する必要はない。
【００５９】
電池パック１０の供給者等は、送信された電池パック１０群の診断情報から、電池パック１０群の使用方法を推定することができる。例えば、電池パック１０群の残容量履歴データから電池パック１０がよく過放電されていることが確認されれば、用意された電池パック１０群の数が、用意すべき数に対して少ない状態で使用されていると推定することができる。あるいは、電池パック１０群に総じて不活性状態の傾向が見られる場合には、用意された電池パック１０群の数が、用意すべき数に対して多い状態で使用されていると推定することができる。これらの推定は、送信された他の診断情報、例えば電池パック１０の形式と電動工具の形式との対応や、作業内容や作業時間等によって裏付けることができる。電池パック１０の供給者等は、電池パックの使用者に対して、電池パック１０の使用形態の改善案として、電池パック１０群の増減や電動工具の変更等を提案することができる。このように、バッテリチェックネットワーク２００を用いることにより、電池パック１０群の使用者は電池パック１０の供給者等から電池パック１０群の使用方法の診断を受けることができる。また、電池パック１０の供給者等は電池パック１０群の使用者に電池パック１０の使用方法の改善案を提案することができる。電池パック１０群の使用者は、電池パック１０の供給者等の診断に基づいて電池パック１０群の使用形態を改善した後に、バッテリチェックシステムによって再び電池パック１０群の診断を行い、その診断情報を電池パック１０の供給者に送信する。電池パック１０の供給者は、受信した診断情報から、提案した改善案の効果を確認することができる。それにより、電池パック１０の使用者と供給者との間の信頼関係が築きあげられて、電池産業の健全な成長が促進されることとなる。
【００６０】
上記で説明したバッテリチェックネットワーク２００は、以下に説明する事例についても有用である。
電池パック１０の充電処理の態様は、ＥＥＰＲＯＭ２１に記憶されている充電特性データに基づいて行われる。この充電特性データは、多数回の充放電サイクルに亘って二次電池１８群の能力が維持されるように、二次電池１８群の特性等に基づいて充電電流やリフレッシュ処理の必要頻度が定められている。
しかしながら、電池パック１０が使用される形態は各個体ごとに様々であり、ＥＥＰＲＯＭ２１が記述している充電特性データが、各電池パック１０の二次電池１８群に最適であるとは限らない。例えば、充分に放電された後に満充電の状態まで充電するという充放電サイクルで使用されている電池パック１０は、不活性状態になりにくいので、リフレッシュ処理をあまり必要としない。このような電池パック１０では、リフレッシュ処理の頻度を少なくした方が、二次電池１８群の劣化を抑制することができる。特に、リフレッシュ処理には時間を要するので、リフレッシュ処理の頻度を減らしたいと要望する使用者も多い。あるいは、二次電池１８群の劣化の進行速度が多少速くなっても短時間で充電を完了したいと要望する使用者もいる。このように、電池パック１０に要求される充電処理に関する特性は、二次電池１８群の特性のみならず、使用形態に応じて各個体毎に異なることも多い。しかしながら従来は、多様な使用形態に対して最大公約数となるような充電特性データが、すべての電池パック１０に画一的に規定されていた。
【００６１】
電池パック１０の使用者は、電池パック１０の充電処理の規定を修正したい場合、その電池パック１０をバッテリチェックシステム２によって診断する。このとき、図１２に示したように、電池パック１０について、所有者（図中１６１）や、電動工具等の形式（図中１６２）や、生産ロットナンバ（図中１６３）や、購入年月日（図中１６４）等の情報を入力する。また、図中の１６５、１６６のコメントを入力する欄には、電池パック１０の使用形態や電池パック１０に要望する特性等を入力する。例えば「リフレッシュ処理の頻度を減らしたい」等と入力する。これらの電池パック１０の診断情報は、ホストコンピュータ２１２に送信される。診断情報はインターネットを介して送信されるので、遠隔地にあるホストコンピュータ２１２にもリアルタイムに送信される。電池パック１０自体を送付する必要はない。
【００６２】
電池パック１０の供給者等は、ホストコンピュータ２１２に送信された電池パック１０の診断情報から、電池パック１０の充電特性データを知ることができる。また、電池パック１０の劣化状態や使用形態等を知ることができる。また、使用者が電池パック１０に対して要望している特性を知ることができる。
電池パック１０の供給者等は、電池パック１０の充電特性データを、電池パック１０の実際の劣化状態や使用方法と併せて診断し、その電池パック１０にふさわしいのか否かを判別する。例えば、二次電池１８群に不活性状態の兆候が見られず、また過放電の発生頻度が高いような場合では、リフレッシュ処理の頻度を減少させてもよいと診断することができる。使用者の要望である「リフレッシュ処理の頻度を減らしたい」に対し、そのように処置することが、その電池パック１０にとって適切であるか否かを確認することができる。電池パック１０の供給者等は、リフレッシュ処理の頻度をより少なく規定する充電処理データを、ホストコンピュータ２１２からバッテリチェックシステム２へ送信する。バッテリチェックシステム２が受信した新たな充電特性データは、チェックアダプタ５０の制御部６１に教示され、制御部６１は電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１の充電特性データを新たな充電特性データへと更新する。充電特性データが更新された電池パック１０では、リフレッシュ処理を要求する頻度が減少する。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本実施例では、二次電池１８群の使用量を示す指標として累積の充電回数を採用しているが、例えば累積放電時間、累積充電時間、累積放電電力量、累積充電電力量等を採用することもできる。実施する形態に併せて自由に採用することができ、それに応じて本実施例から設計変更すればよい。
本実施例では、二次電池１８群の劣化の進行を示す指標として内部抵抗や充放電容量を採用しているが、これに限定されるものではない。二次電池の劣化の進行に追従して変化する指標を自由に採用することができ、それに応じて本実施例から設計変更すればよい。
本実施例で採用している充電回数、内部抵抗、充放電容量等の検出方法は例示に過ぎず、それらの指標を他の方法で検出するようにしてもよい。
本実施例のバッテリチェックネットワークでは、インターネットを利用しているが、他のコンピュータネットワークを採用することもできる。電子情報の通信技術は今後の発展が期待されている分野であり、新たに開発される通信技術を採用することもできる。
本実施例のバッテリチェックシステムでは、充電器と電池パック１０の間に挿入できるアダプタを有する形態を採用しているが、これに限定されるものではない。充電器等に接続することなく、同様のバッテリチェックシステムを構成することもできる。
【００６４】
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００６５】
２・・バッテリチェックシステム
１０・・電池パック
１８・・二次電池
２１・・ＥＥＰＲＯＭ
３０・・充電器
５０・・チェックアダプタ
７０・・コンピュータ装置
７４・・ディスプレイ
１２０・・内部抵抗基準劣化マップ
１４０・・基準活性マップ
１８０・・充放電容量基準劣化データ
２００・・バッテリチェックネットワーク
２０４・・インターネット
２１２・・ホストコンピュータ
２１６・・診断情報集積部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電と放電のサイクルを繰返すことが可能な二次電池を診断する技術と、二次電池の診断に有用な情報を収集する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やノートパソコンやコードレス電動機器等の多くの電気機器の電源に二次電池が利用されている。これらの電気機器の動作が不調な場合に、電気機器側に問題があるのか二次電池側に問題があるのかを知る必要があり、二次電池を診断する装置が開発されている。
二次電池は、劣化が進行すると内部抵抗が急激に進行する特性をもっており、内部抵抗を測定して基準値と比較することによって、劣化が進んだのか否かを診断する装置が開発されている。二次電池の充放電容量も、劣化が進行すると急激に低下する特性をもっており、充放電容量を測定して劣化が進んだか否かを診断する装置も開発されている。充電装置に充電回数をカウントする機能を付加し、所定の回数だけ充電した電池を充電する際にその旨を報知することによって劣化の進行が進んでいることを知らせる技術も開発されている。充電装置で充電回数をカウントする場合、同一の充電装置で２以上の電池を充電することがあることから、電池にＩＤを付与しておき、電池毎に充電回数をカウントする技術も知られている。
特許文献１〜３に、上記の診断装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２２３１６４
【特許文献２】特開平１１−２３３１６２
【特許文献３】特開平１０−６６２６６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の電池診断装置は、電池が劣化したのか否かの結果を診断できるにすぎない。二次電池は、使用すれば劣化する性質を持っており、劣化していくこと自体は避けられない。しかしながら、電池の使用の仕方によって、使用量に比して急激に劣化することがある。過放電を繰返せば電池は急激に劣化する。あまりに高速に充電すれば電池温度が過熱されて電池は急激に劣化する。従来の技術では、電池が劣化したのか否かの結果を診断できるにすぎず、それが正常に劣化した結果であって避けられないものなのか、使用方法等が不適切であって異常に急速に劣化したものなのかを判断するのに有益な情報が得られない。正常に劣化したものなのか異常に劣化したものなのかを判断するのに有益な情報が得られなければ、使用方法を改善する必要があるのか、使用方法を改善すれば寿命を延ばせるのか、正常に劣化しており電池を交換する他はないのか等を客観的に判断することができない。電池ユーザは電池が劣化すれば電池の品質に問題があったと主張しがちであり、正常に劣化したものなのか異常に劣化したものなのかを判断するのに有益な情報が得られなければ、正常な電池まで品質に問題があったとされかねず、それでは電池産業の健全な成長が阻害されてしまう。
本発明では、二次電池の劣化が正常劣化なのか異常劣化なのかを判別して診断する技術を提供する。また、そのために有益な情報が得られる情報収集装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によって具現化される一つの電池診断装置は、二次電池の劣化が正常劣化なのか異常劣化なのかを判別する装置であり、二次電池の劣化指標を測定する装置と、二次電池の使用量を把握する装置と、測定された劣化指標が劣化基準値を超えた時の使用量を使用基準量と比較する装置を備えている。
ここで劣化指標が劣化基準値を超えるとは、劣化基準値が劣化指標の下限値を定めている場合には、劣化指標が劣化基準値を下回ることを意味する。また、劣化基準値が劣化指標の上限値を定めている場合には、劣化指標が劣化基準値を上回ることを意味する。
【０００６】
二次電池の劣化とともに進行する劣化指標を測定し、それを劣化基準値と比較すれば、二次電池が劣化したか否かを判別することができる。ここまでは従来の診断技術と同一であり、様々な劣化指標を採用することができる。
この装置では、さらに二次電池の使用量を把握し、二次電池が劣化したと判別された時の使用量を使用基準量と比較する。使用基準量とは、正常な二次電池が正常に使用されているときに、劣化指標が劣化基準値を超えることが予定されている使用量である。二次電池が使用基準量よりも少ない使用量で劣化したのであれば、二次電池の使用方法等に問題があったことを知ることができ、使用方法を見直すことによって新たな二次電池を無用に消耗させてしまうことを避けることができる。二次電池が劣化していてもそれが使用基準量を超えてから劣化したものであれば、二次電池の品質に問題がなく、使用方法等にも問題なく、正常に使用されて正常に劣化したことを知ることができる。
この装置によって劣化した二次電池を診断することにより、正常劣化したものなのか異常劣化したものなのかを知ることができ、必要な対策を講じること等が可能となる。
【０００７】
本発明は、劣化した二次電池が正常劣化したものなのか異常劣化したものなのかの判別に利用できるだけでなく、現に使用されている電池が正常に劣化しているのか異常に劣化しているのかを判別するのにも利用できる。すなわち、正常に劣化が進行しているのか異常に劣化が進行しているのかを判別することができる。
これができれば、そのままの使用方法を継続してもよいのか、使用方法等を改善しないと異常に短期に劣化してしまうことになるのかを知ることができる。
このために開発された本発明の電池診断装置は、二次電池の劣化指標を測定する装置と、二次電池の使用量を把握する装置と、劣化指標と使用量の二次元マップに正常劣化時範囲と異常劣化時範囲を区分している基準劣化マップを記憶している装置と、測定された劣化指標と把握された使用量が、前記基準劣化マップの正常劣化時範囲と異常劣化時範囲のいずれにあるのかを判別する装置を備えている。
【０００８】
本発明者の研究により、劣化指標と使用量の二次元マップに、測定された劣化指標と把握された使用量の対の値をプロットすると、正常な二次電池が正常に使用されているときには、所定の範囲内に収まることが確認された。その一方、二次電池が不適切な使用方法で使用されているときには、劣化指標と使用量の対の値が、前記した範囲とは別の範囲にプロットされることが確認された。
この装置では、二次電池の劣化指標と使用量を対にして検出し、その対の値が、正常劣化時範囲と異常劣化時範囲のいずれにあるのかを判別する。それにより、使用中の二次電池が、正常に劣化しているのか異常に劣化しているのかを判別することが可能となる。二次電池が異常に劣化しているのであれば、例えば二次電池の使用の仕方を改善することによって、二次電池を無用に劣化させてしまうことも避けることができる。
この装置によって二次電池を診断することにより、使用中の二次電池の劣化が正常に進行しているのか異常に進行しているのかを知ることができ、必要な処置を講ずることが可能となる。
【０００９】
上記の診断装置では、内部抵抗と充放電容量のいずれかを劣化指標とすることが好ましい。また、累積放電時間、累積充電時間、累積放電電力量、累積充電電力量、累積充電回数のいずれかを使用量とすることが好ましい。
二次電池の内部抵抗は、二次電池の劣化の進行によく追従して増大するために、好適な劣化指標とすることができる。二次電池の充放電容量も、二次電池の劣化の進行によく追従して低下するために、好適な劣化指標とすることができる。
また二次電池は、累積放電時間や累積充電時間や累積放電電力量や累積充電電力量や累積充電回数に追従して劣化が進行する。累積放電時間や累積充電時間や累積放電電力量や累積充電電力量や累積充電回数によって使用量とすることができる。
内部抵抗や充放電容量によって劣化の進行を測定し、累積放電時間や累積充電時間や累積放電電力量や累積充電電力量や累積充電回数によって使用量を測定すると、二次電池を正確に診断することができる。実際に採用する劣化指標や使用量は、上記の中から、二次電池の使用環境等に応じて選択するとよい。
【００１０】
使用量は、累積放電時間、累積充電時間、累積放電電力量、累積充電電力量、累積充電回数のいずれかを、過放電および／または急速充電の発生頻度に基づいて修正したものであることが好ましい。
二次電池は、過放電されたり急速充電されたりするとより劣化が進行する。そのことから、過放電や急速充電の発生頻度が多い二次電池では、実際の使用量よりも多く使用されたと評価することが好ましい。それにより、二次電池をより正確に診断することができるようになる。
【００１１】
二次電池は、僅かに放電してから充電するサイクルを繰返すと、充放電容量が低下する性質を持っている。しかしながら、この充放電容量の低下は、強制的に放電させてから充電すると（いわゆるリフレッシュ処理すると）大きな値に回復することが知られている。従って、電池が劣化して充放電容量が低下するのとは区別することができる。リフレッシュ処理すれば充放電容量が回復する状態で充放電容量が一時的に低下していることを、電池が不活性となっているという。
二次電池を診断する場合、電池が活性状態なのか不活性状態なのかを区分して診断する必要がある。二次電池が不活性状態となっていることを知ることができれば、リフレッシュ処理を行って充放電容量を回復させることもできる。活性状態の電池が劣化していることを知ることができれば、二次電池の使用の仕方が不適切であったこと等を知ることができ、使用方法の改善を図ることができる。本発明はこの要求に対しても有用であり、本発明を利用して下記の電池診断装置を具現化することができる。
【００１２】
この目的のために創作された本発明の電池診断装置は、二次電池が活性状態なのか不活性状態なのかを判別する装置であり、二次電池の第１劣化指標を測定する装置と、二次電池の第２劣化指標を測定する装置と、第１劣化指標と第２劣化指標の二次元マップに活性範囲と不活性範囲を区分している基準活性マップを記憶している装置と、測定された第１劣化指標と第２劣化指標が、前記基準活性マップの活性範囲と不活性範囲のいずれにあるのかを判別する装置を備えている。
【００１３】
本発明者の研究により、第１劣化指標と第２劣化指標の二次元マップに、測定された第１劣化指標と第２劣化指標の対の値をプロットすると、二次電池が活性状態であれば所定の範囲内にプロットされることが判明した。一方、二次電池が不活性状態であれば、それとは別の範囲に第１劣化指標と第２劣化指標の対の値がプロットされることが判明した。
この装置では、二次電池の第１劣化指標と第２劣化指標を対にして検出し、その対の値が活性範囲と不活性範囲のいずれにあるのかを判別する。それにより、二次電池が活性状態であるのか不活性状態になっているのかを判別することが可能となる。二次電池が不活性状態になっているのであれば、リフレッシュ処理を行って充放電容量を回復させることができ、二次電池の使用の仕方を見直すことによって再度不活性状態となることを避けるようにすることもできる。
この装置によって二次電池を診断することにより、二次電池が活性状態なのか不活性状態となっているのかを知ることができる。
【００１４】
上記の診断装置では、第１劣化指標が二次電池の内部抵抗であり、第２劣化指標が二次電池の充放電容量であることが好ましい。
不活性状態となっている二次電池では、充放電容量は低下するが、内部抵抗はあまり増大しない。それに対し、活性状態で劣化している電池では、充放電容量が低下するのに伴って内部抵抗も増大している。このことから、二次電池の内部抵抗と二次電池の充放電容量の二次元マップを利用すると、活性範囲と不活性範囲を正確に区分することができ、二次電池が活性状態なのか不活性状態となっているのかを正確に知ることができる。
【００１５】
本発明の技術は、下記の有用なアダプタに具現化することできる。このアダプタは、充電装置と二次電池の間に挿入して用いるときに充電装置と複合し、二次電池が活性状態なのか不活性状態なのかを判別する電池診断装置を構成する。このアダプタは、充電装置からの充電電流をアダプタを通過させて電池に給電する給電回路と、二次電池からの電流を放電する回路と、給電回路と放電回路のいずれか一方を有効にする切換回路と、判別装置で不活性範囲にあることが判別されたときに放電回路が有効な状態となるように切換回路を切換える手段を備えている。
ここでいう充電装置とは、二次電池の通常の使用において、二次電池を充電するために利用されている充電装置を含む。
【００１６】
このアダプタを充電装置と二次電池の間に挿入すると、二次電池が活性状態なのか不活性状態となっているのかを判別すると共に、二次電池が不活性状態となっているときには、二次電池が強制的に放電される。不活性状態と判別されて強制放電された二次電池は、満充電まで充電されることによって低下していた充放電容量が回復する。
二次電池の充放電容量が低下しているときに、二次電池をこのアダプタを介して充電装置に接続すると、活性状態で劣化しているのか不活性状態となっているのかを判別できると共に、二次電池が不活性状態となっているときには、リフレッシュ処理することによって一時的に低下している充放電容量を回復することができる。
【００１７】
二次電池は様々な環境で用いられる。急速充電を繰返すユーザもいれば、使用頻度が少ないユーザもいる。軽負荷作業を長持間続けるユーザもいれば、重負荷作業を断続的に繰返すユーザもいる。最後の最後まで電池を使用して過放電を繰返すユーザもいる。
それぞれの作業環境に対してふさわしい利用方法が存在するはずであるが、それを知ることは容易でない。多くの事例を収集し、検討してみなければわからないことが多く残されている。多くの診断情報を集約して診断のための知識をさらに蓄積することが必要とされている。
上記の要望に対して本発明では、二次電池の診断情報収集装置を提供する。この診断情報収集装置は、二次電池を診断して取得した診断情報を収集する装置であり、二次電池を診断して診断情報を取得する複数の端末診断装置群と、診断情報を累積して記憶する情報集積装置と、端末診断装置群と情報集積装置をコンピュータネットワークを介して接続する通信手段を備えている。
各端末診断装置は、本発明で創作された電池診断装置またはアダプタで構成することができる。通信手段は、端末診断装置群が取得した診断情報を情報集積装置に送信することを特徴とする。
この診断情報収集装置では、電池診断装置で取得した二次電池の診断情報が、コンピュータネットワークを介して情報集積装置に送信され、二次電池の診断情報が情報集積装置に累積記憶されていく。情報集積装置には多くの診断情報が集積され、様々な環境で使用された二次電池の診断情報が蓄積される。情報集積装置に蓄積された診断情報を解析することにより、二次電池を適切に診断するための知識をさらに発展させることができる。
【００１８】
二次電池の劣化状態を判別するのに必要な使用量や劣化指標の基準は、二次電池の仕様や想定される使用方法等に基づいた計算式や、実際のテスト結果等から算定することができる。しかしながら、劣化に関わる多くの要素を計算式に忠実に反映させることは極めて困難である。また、実際のテスト結果に基づいて基準を定める場合でも、得られるサンプル数には限界があり、限られたサンプル数では推測値が得られるに過ぎない。二次電池の劣化状態をより正確に判別する技術が必要とされている。
上記の課題は、本発明が提供する診断情報収集装置の情報集積装置に累積記憶された診断情報から使用量と劣化指標の関係を抽出し、劣化基準値、使用基準量、正常劣化時範囲、異常劣化時範囲、活性範囲、不活性範囲の少なくとも１つの判別基準を算定する判別基準算定手段を付加することによって解決される。
情報集積装置に蓄積された診断情報は、様々な環境にある二次電池の診断情報から構成される。累積記憶された多数の診断情報から、使用量と劣化指標の関係を抽出することにより、二次電池の劣化状態を判別するための使用量や劣化指標等の基準をより正確に算定することができる。
通信装置は、判別基準算定手段が算定した判別基準を端末診断装置群に送信する。端末診断装置群はより正確な判別基準を得ることができ、端末診断装置群では二次電池の劣化状態をより正確に判別することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、二次電池の劣化が正常劣化なのか異常劣化なのかを判別して診断することが可能となる。また、そのために有益な情報が得られる情報収集装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】バッテリチェックシステムを示す図
【図２】電池パックを示す図
【図３】充電器を示す図
【図４】チェックアダプタを示す図
【図５】電池パックが充電器に装着されたときの電気構成を示す図
【図６】電池パックとチェックアダプタと充電器の電気構成を示す図
【図７】内部抵抗基準劣化マップを示す図
【図８】基準活性マップを示す図
【図９】バッテリチェックシステムの動作の流れを示すフローチャート
【図１０】内部抵抗の推移から劣化進行度を推定する処理を説明する図
【図１１】充放電容量基準劣化マップを示す図
【図１２】ディスプレイに映し出される診断結果の表示例
【図１３】ディスプレイに映し出される診断結果の表示例（使用初期品）
【図１４】ディスプレイに映し出される診断結果の表示例（不活性状態）
【図１５】ディスプレイに映し出される診断結果の表示例（寿命品）
【図１６】ディスプレイに映し出される診断結果の表示例（故障品）
【図１７】バッテリチェックネットワークの構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。最初に、以下に説明する実施例の主要な特徴を列記する。
（形態１） バッテリチェックシステムは、充電器と、充電器に装着されるチェックアダプタと、チェックアダプタと接続しているコンピュータ装置等によって構成されている。
（形態２） バッテリチェックシステムは、チェックアダプタに装着された電池パックに内蔵されている二次電池群の劣化状態を診断する。
（形態３） 電池パックは、充電回数データ、残容量履歴データ、温度履歴データ、充電特性データ、電池パックデータ等を記憶している記憶装置（例えばＥＥＰＲＯＭ）を内蔵している。
（形態４） 充電器は、電池パックの通常の使用において、電池パックを充電するための充電器である。
（形態５） チェックアダプタは、充電器と電池パックの二次電池を接続する回路と、二次電池を放電させる放電負荷と、接続回路と放電負荷のいずれか一方を有効にするリレーを有している。
（形態６） コンピュータ装置は、内部抵抗と累積充電回数の二次元マップに正常劣化時範囲と異常劣化時範囲と正常劣化済範囲と異常劣化済範囲を区分している内部抵抗基準劣化マップを記憶している。また、コンピュータ装置は、内部抵抗と充放電容量の二次元マップに活性範囲と不活性範囲を区分している基準活性マップを記憶している。
（形態７） コンピュータ装置は、電池パックの診断結果等を表示するディスプレイを有している。
（形態８） バッテリチェックシステムは、電池パックに内蔵されている記憶装置から情報を読み込むことや、電池パックに内蔵されている記憶装置に情報を書き込むことができる。バッテリチェックシステムは、診断結果を電池パックに内蔵されている記憶装置に書き込む。
（形態９） バッテリチェックシステムは、充電器に内蔵されている充電回路と、チェックアダプタに内蔵されている放電負荷によって、電池パックを完全放電したり満充電することができる。
（形態１０） バッテリチェックシステムは、過去に診断した電池パックの診断情報を記憶している。診断情報は、電池パックの識別情報と共に記憶されている。
（形態１１） バッテリチェックシステムは、インターネットに接続して用いられる。診断情報をインターネットを介して送信したり、内部抵抗基準劣化マップや基準活性マップ等をインターネットを介して受信することができる。
【実施例】
【００２２】
（実施例１） 以下、本発明を具現化したバッテリチェックシステム２について図面を参照して説明する。図１は、本実施例のバッテリチェックシステム２の構成を示す。バッテリチェックシステム２は、電池パック１０を充電する充電器３０やチェックアダプタ５０やコンピュータ装置７０等から構成される。
図１は、充電器３０にチェックアダプタ５０が装着され、チェックアダプタ５０とコンピュータ７０が通信ケーブル１００で接続された状態を示している。この状態において、電池パック１０がチェックアダプタ５０に装着されると、電池パック１０の劣化状態が診断されて診断結果がコンピュータ７０に表示される。
図２は電池パック１０の外観を示す。図３は充電器３０の外観を示す。図４はチェックアダプタ５０の外観を示す。図５は充電器３０に電池パック１０が直接装着されたときの回路構成を示しており、充電器３０が電池パック１０を充電するときの状態を示している。図６は、充電器３０にチェックアダプタ５０を介して電池パック１０が装着されたときの回路構成を示しており、バッテリチェックシステム２が電池パック１０を診断するときの状態を示している。
【００２３】
まず、図２と図５を用いて電池パック１０を説明する。電池パック１０は、電動工具（例えば、インパクトドライバ）用の電池パックであり、電動工具に装着されて、その電動工具の駆動源（例えば、モータ）に電力を供給する。
図２に示すように、電池パック１０は略角柱状に形成された樹脂製のケーシング１１を備える。ケーシング１１の上端側は、電動工具（例えば、インパクトドライバ等）や充電器３０やチェックアダプタ５０に装着する際に相手側に嵌合可能な形状に形成されている。
また、ケーシング１１の上端側には、プラス端子溝１７、マイナス端子溝１９およびコネクタ２０が設けられている。プラス端子溝１７の中には、図５に示すプラス端子１８ａが設けられており、マイナス端子溝１９の中には図５に示すマイナス端子１８ｂが設けられている。コネクタ２０の内部には、図５に示すメモリ端子２１ａや温度センサ端子２３ａが設けられている。電池パック１０が電動工具や充電器３０やアダプタ５０に装着されたときに、これらの端子が相手側の受電端子や出力端子と接触し得るように構成されている。
【００２４】
図５に示すように、電池パック１０のケーシング１１内には、二次電池１８群、ＥＥＰＲＯＭ２１、温度センサ２３、電流検出部２５、処理回路２７が内蔵されている。
二次電池１８群は、複数の二次電池１８が直列に接続されている。本実施例の二次電池１８群では、１０個のニッケル水素電池が直列に接続されている。
二次電池１８群の正極側は、電流検出部２５を介してプラス端子１８ａと接続されている。二次電池１８群の負極側はマイナス端子１８ｂと接続されている。プラス端子１８ａとマイナス端子１８ｂの端子間電圧は略１２Ｖとなっている。
電流検出部２５は、二次電池１８群の充電電流の値や放電電流の値を検出し、処理回路２７に教示する。処理回路２７は、教示された二次電池１８群の充放電電流値から、二次電池１８群の残容量を経時的に演算し、ＥＥＰＲＯＭ２１に記述していく。
二次電池１８群の近傍には、二次電池１８群の温度を検出するための温度センサ２３が配設されている。温度センサ２３は、温度によって電気抵抗値が変化するサーミスタからなる。温度センサ２３は温度センサ端子２３ａと接続されている。
ケーシング１１内には、電子情報を記憶するＥＥＰＲＯＭ２１が備えられている。ＥＥＰＲＯＭ２１はメモリ端子２１ａと接続されている。
【００２５】
ＥＥＰＲＯＭ２１には、充電回数データや残容量履歴データや温度履歴データや充電特性データや電池パックデータや過去診断データ等が記憶されている。
充電回数データには、充電回数や満充電回数等が記述されている。充電回数とは、電池パック１０がそれまでに充電された累積回数である。満充電回数とは、電池パック１０が満充電の状態となるまで充電された累積回数である。充電回数と満充電回数の差は、電池パック１０の充電を開始したものの、満充電の状態となる前に充電を中止した回数を示す。
残容量履歴データには、二次電池１８群の残容量の履歴が記述されている。残容量履歴データは、処理回路２７が二次電池１８群の残容量を演算し、処理回路２７がＥＥＰＲＯＭ２１に記述したものである。二次電池１８群が放電しているときの電流値や、二次電池１８群が充電されているときの電流値は、電流検出部２５によって検出される。処理回路２７は、電流検出部２５が検出した充放電電流値に基づいて、残容量履歴データに記述されている残容量を加減算しながら残容量の履歴を記述していく。残容量履歴データに記述されている残容量は、リフレッシュ処理等によって電池パック１０を完全放電したときに、残容量値をゼロにリセットするようにしてもよい。それにより、累積された誤差を取り除くことができる。
温度履歴データには、二次電池１８群の充電中の温度の履歴が記述されている。温度履歴データは、充電器３０が電池パック１０を充電するときに、充電器３０によって更新される。二次電池１８群は急速充電が行われると大きく発熱するので、充電中の二次電池の温度が高ければ、二次電池１８群が急速充電されたと推定することができる。温度履歴データには、充電中における二次電池１８群の温度値をすべて記述してもよいし、充電中の最高温度値や最低温度値等を抽出して記述してもよい。本実施例では、充電中における二次電池１８群の温度値がすべて記述されている。
【００２６】
充電特性データには、電池パック１０の充電に関する特性が記述されている。例えば、電池パック１０の二次電池１８群にふさわしい充電電流や、二次電池１８群にふさわしいリフレッシュ処理の頻度等が記述されている。
電池パックデータには、例えば電池パック１０の形式が記述されている。例えば、電池パック１０の形式とは、例えば電池パック１０が内蔵する二次電池１８群の種別や公称電圧や公称充放電容量等である。また、電池パック１０を他の電池パックと識別する識別子等が記述されている。
過去診断データには、バッテリチェックシステム２が電池パック１０を過去に診断したときの診断に関わる情報が記述されている。過去診断データには、過去の診断時の日時や、そのときの二次電池１８群の内部抵抗値や充放電容量や充電回数や、その診断時におけるバッテリチェックシステム２の診断結果等が記述されている。
【００２７】
次に、図３と図５を用いて充電器３０を説明する。図１に示したように、充電器３０にはアダプタ５０を装着することができると共に、図３に示すように電池パック１０を直接装着することもできる。充電器３０は、バッテリチェックシステム２のみに使用されるものではなく、電池パック１０の通常の使用において、電池パック１０を充電する充電器でもある。
図３に示すように、充電器３０は樹脂製の筐体３１を有する。筐体３１の上端面には、電池パック１０やチェックアダプタ５０を装着可能な嵌合部３２が一体に成形されている。また、筐体３１には、充電器３０の動作状況を示す状態表示ランプ等の種々のインジケータ３６が設けられている。
嵌合部３２には、電池パック１０やアダプタ５０を案内可能なガイド３３、３４が設けられている。嵌合部３２のガイド３３とガイド３４の間には、図５に示すプラス出力端子４２ａとマイナス出力端子４２ｂが設けられている。また、電池パック１０のコネクタ２０に接続可能なコネクタ（図示せず）が設けられており、そのコネクタには図５に示す端子４６ａ、４８ａが臨んでいる。
【００２８】
図５に示すように、充電器３０の制御回路は、主に、電源回路４２、充電電流制御部４４、制御部４６、電圧検出部４７、温度検出部４８、記憶部４９等から構成される。
電源回路４２は、電池パック１０の二次電池１８群を充電可能な出力を有している。温度検出部４８は、電池パック１０の温度センサ２３の出力から、二次電池１８群の温度を検出することができる。電圧検出部４７は、二次電池１８群の電圧を検出することができる。記憶部４９は所定のマップ等の電流値制御情報を記憶するものである。
【００２９】
なお、上述した電源回路４２、充電電流制御部４４、制御部４６、電圧検出部４７、温度検出部４８、記憶部４９等は、本願出願人による先の特許出願（特開２０００−２７８８７５号）に開示する充電器の構成と実質的に同様であり、二次電池１８群の温度とその変化率の対の値から充電電流を決定して充電を行う構成である。記憶部４９には、二次電池の温度とその変化率の対の値に対応付けて充電電流が記述されているマップが記憶されている。記憶部４９には、複数の充電電流マップが記憶されており、使用されるマップは充電する二次電池の特性等に基づいて決定される。
【００３０】
図５に示すように、充電器３０の嵌合部３２に電池パック１０が装着されると、電池パック１０が備える端子１８ａ、１８ｂ、２１ａ、２３ａと、充電器３０が備える端子４２ａ、４２ｂ、４６ａ、４８ａがそれぞれ電気的に接続される。
制御部４６は、電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１から充電特性データを読み込み、電源回路４２、充電電流制御部４４、電圧検出部４７、温度検出部４８等を所定のアルゴリズムによって制御し、電池パック１０内の二次電池１８群を充電する。
充電を開始すると、制御部４６は電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１に記憶されている充電回数データの充電回数を１加算するように書換える。
充電中では、制御部４６は二次電池１８群の温度を監視し、電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１に記憶されている温度履歴データを記述していく。
充電が完了すると、充電を停止しその旨をランプ等により告知する。制御部４６は、電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１に記憶されている充電回数データの満充電回数を１加算するよう書換える。
なお、充電器３０にチェックアダプタ５０が装着されたときは、後述するようにチェックアダプタ５０からの制御により、充電等の各種動作を行い得るように構成されている。
【００３１】
次に、図４および図６を用いてチェックアダプタ５０の構成を説明する。図４に示すように、チェックアダプタ５０は樹脂製のケーシング５１を有する。ケーシング５１の下面には、充電器３０の嵌合部３２に嵌合可能な嵌合部５２が形成されている。ケーシング５１の上面には、電池パック１０の上端面が嵌合可能な嵌合部５４が形成されている。
また、ケーシング５１の上面には、種々のランプから構成される表示部６４が設けられている。表示部６４には、充電器３０の動作状態やチェックアダプタ５０の動作状態等が表示される。
【００３２】
ケーシング５１の下面の嵌合部５２には、図６に示すプラス受電端子５２ａ、マイナス受電端子５２ｂが設けられている。また、充電器３０のコネクタ２０と接続するためのコネクタ（図示せず）が設けられており、そのコネクタには図６に示す端子６１ａが臨んでいる。
ケーシング５１の上面の嵌合部５４には、図６に示すプラス出力端子５８ａ、マイナス出力端子５８ｂが設けられている。また、電池パックのコネクタ２０と接続するためのコネクタ（図示せず）が設けられており、そのコネクタには図６に示す端子６１ｂ、６７ａが臨んでいる。
ケーシング５１の後背面には、図６に示す通信端子６６が設けられている。図６に示すように、通信端子６６には通信ケーブル１００が接続されており、チェックアダプタ５０とコンピュータ７０が通信ケーブル１００を介して接続されている。
【００３３】
図６に示すように、チェックアダプタ５０の制御回路は、主に、制御部６１と、放電負荷６２と、電圧検出部６３と、表示部６４と、温度検出部６７と、リレー６８と、そのリレー６８を制御する充放電切換部６５等から構成される。この制御回路は、充電器３０側から電力の供給を受けて動作するように構成されている。
【００３４】
放電負荷６２は、二次電池１８群を放電するときの負荷となる抵抗等から構成されている。放電負荷６２は負荷抵抗値を調節することにより、制御部６１の指令に基づいて放電電流を調節する。
電圧検出部６３は、二次電池１８群の電圧を検出できるように構成されている。電圧検出部６３は、二次電池１８群の電圧を検出して制御部６１に教示する。
充放電切換部６５は、制御部６１の指令に基づいてリレー６８を切換える。それにより、電池パック１０の二次電池１８群には、充電器３０の電源回路４２又はチェックアダプタ５０の放電負荷６２が切換えられて接続される。
温度検出部６７は、電池パック１０の温度センサ２３の出力から、二次電池１８群の温度を検出することができる。温度検出部６７は、二次電池１８群の温度を検出して制御部６１に教示する。
チェックアダプタ５０の制御部６１は通信機能を有し、充電器３０の制御部４６やコンピュータ７０との間で情報通信を行う。また、制御部６１は電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１から情報を読み込んだり、ＥＥＰＲＯＭ２１へ情報を書き込んだりすることができる。
【００３５】
図６に示すように、充電器３０にチェックアダプタ５０を装着すると、充電器３０が備える端子４２ａ、４２ｂ、４６ａと、チェックアダプタ５０が備える端子５２ａ、５２ｂ、６１ａがそれぞれ電気的に接続される。また、電池パック１０をチェックアダプタ５０に装着すると、電池パック１０が備える端子１８ａ、１８ｂ、２１ａ、２３ａと、チェックアダプタ５０が備える端子５８ａ、５８ｂ、６１ｂ、６７ａがそれぞれ電気的に接続される。
充電器３０とチェックアダプタ５０と電池パック１０が順に接続されると、チェックアダプタ５０の制御部６１は、電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１に記憶されている情報を読み込み、また、充電器３０の制御部４６や放電負荷６２や充放電切換部６５等に指令を与え、二次電池１８群を充電したり放電させたりすることができる。例えば、二次電池１８群を完全に放電させた後に満充電となるまで充電することもでき、いわゆる二次電池のリフレッシュ処理を行うことができる。
【００３６】
次に、図６を用いてコンピュータ装置７０の構成を説明する。コンピュータ装置７０は、コンピュータ本体７２、ディスプレイ７４、入力装置７６等から構成されている。
図６に示すように、コンピュータ本体７２には、各種の処理に使用するデータ等を記憶している記憶部８０と、電池パック１０の診断に係る処理を行う診断処理部９０と、二次電池１８群の充放電容量を検出する容量検出部９２と、二次電池１８群の内部抵抗を算出する内部抵抗検出部９４と、インターネット接続部９６等が構成されている。記憶部８０、診断処理部９０、容量検出部９２、内部抵抗検出部９４、インターネット接続部９６等は、コンピュータ本体７２のハードウェアやソフトウェア等によって構成されている。
【００３７】
記憶部８０には判別基準データ８２が記憶されている。判別基準データ８２には、図７に示す内部抵抗基準劣化マップ１２０、図８に示す基準活性マップ１４０等が記述されている。
図７に示すように、内部抵抗基準劣化マップ１２０は、横軸が充電回数であり、縦軸が内部抵抗である二次元マップである。内部抵抗基準劣化マップ１２０では、充電回数と内部抵抗の関係から、正常劣化時範囲１２２と異常劣化時範囲１２４と正常劣化済範囲１２６と異常劣化済範囲１２８が定められている。正常劣化時範囲１２２と異常劣化時範囲１２４を区分している曲線１３０は、電池パック１０が正常に製造されて正常に使用されている場合に、劣化していく二次電池１８群の充電回数と内部抵抗の標準的関係を示している。図中の内部抵抗値Ｒｚは、二次電池１８群の内部抵抗がこの内部抵抗値Ｒｚよりも増大したときに、二次電池１８群が劣化したと判断される劣化基準抵抗値Ｒｚである。また、充電回数Ｎｚは、二次電池１８群が正常に使用されたときに、内部抵抗がこの劣化基準抵抗値Ｒｚよりも増大することが予定されている基準充電回数Ｎｚである。
正常劣化時範囲１２２は、充電回数に対する内部抵抗が標準値以下の範囲であり、二次電池１８群が充電回数に追従して正常に劣化していることを示す。異常劣化時範囲１２４は、充電回数に対する内部抵抗が標準値よりも高い範囲であり、二次電池１８群が異常に劣化していることを示す。正常劣化済範囲１２６は、充電回数が基準充電回数Ｎｚ回以上であって内部抵抗が劣化基準抵抗値Ｒｚ以上の範囲であり、二次電池１８群が正常に劣化しながら使用不能となるまで劣化したことを示す。異常劣化済範囲１２８は、充電回数が基準充電回数Ｎｚ回未満であって内部抵抗が劣化基準抵抗値Ｒｚ以上の範囲であり、二次電池１８群が異常に劣化しながら使用不能となるまで劣化したことを示す。
【００３８】
図８に示すように、基準活性マップ１４０は、横軸が充放電容量であり、縦軸が内部抵抗である二次元マップである。基準活性マップ１４０では、二次電池１８群の充放電容量と内部抵抗の関係から、活性範囲１４２と不活性範囲１４４が定められている。不活性範囲１４４は、充放電容量が少なくて内部抵抗が低い範囲に定められている。
劣化の進んでいない二次電池は、充放電容量が多く内部抵抗も低い。一方、劣化の進行した二次電池は、充放電容量が低下しており、内部抵抗も増大している。それらに対し、不活性状態となっている二次電池１８群では、充放電容量が低下しているが、内部抵抗はあまり増大していない。このことから、充放電容量が低下しているが、内部抵抗はあまり増大していない二次電池は、不活性状態となっていると判別することができる。このことから、図８に示すように、横軸が充放電容量であり縦軸が内部抵抗である二次元マップでは、充放電容量が少なくて内部抵抗が低い範囲を、不活性範囲と定めることができる。図中の充放電容量値Ｑｚは、二次電池１８群の充放電容量がこの充放電容量値Ｑｚよりも減少したときに、二次電池１８群が劣化したと判断される劣化基準容量値Ｑｚである。図７を用いて説明したように、劣化した二次電池１８群では、内部抵抗が劣化基準抵抗値Ｒｚまで増大している。即ち、二次電池１８群の充放電容量が劣化基準容量値Ｑｚまで減少した時には、二次電池１８群の内部抵抗は劣化基準値Ｒｚまで増大すると予定されている。またその時の充電回数は、基準充電回数Ｎｚ回となることが予定されている。
【００３９】
記憶部８０には、診断情報累積データ８６が記憶されている。診断情報累積データ８６には、これまでにバッテリチェックシステム２が診断した電池パック１０の診断情報が累積して記述されている。診断情報累積データ８６には、例えば電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１から読み込んだデータや、診断時に算出したデータや、利用者によって入力されたデータ等が記述されている。
容量検出部９２は、二次電池１８群の充放電容量を検出することができるように構成されている。詳しくは、容量検出部９２は、電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１に記憶されている残容量履歴データから最新の極大値を抽出することによって、二次電池１８群の充放電容量を検出する。
内部抵抗検出部９４は、二次電池１８群が充放電されたときの二次電池１８群の電圧値から、二次電池１８群の内部抵抗の値を算出することができる。例えば内部抵抗検出部９４は、二次電池１８群の非通電時の電圧値と、所定電流で放電させたときの電圧値から、内部抵抗を算出することができる。
インターネット接続部９６は、コンピュータ装置７０がインターネットに接続することを可能にする。コンピュータ装置１０は、インターネット接続部９６によってインターネットに接続し、外部のコンピュータ装置等と電子情報を授受することができる。
【００４０】
以上、本実施例のバッテリチェックシステム２の構成について説明した。次に、バッテリチェックシステム２の動作の流れについて、図９に示すフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ２では、電池パック１０がチェックアダプタ５０に装着されるまで待機状態となる。電池パック１０が装着されたことは、例えば電圧検出部６３が二次電池１８群の電圧を検出することによって認識することができる。
ステップＳ４では、チェックアダプタ５０の制御部６１が、電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１の情報を読み込む。制御部６１は、読み込んだＥＥＰＲＯＭ２１の情報を、コンピュータ装置７０の診断処理部９０に教示する。チェックアダプタ５０の制御部６１やコンピュータ装置７０の診断処理部９０は、電池パック１０の充電回数データや残容量履歴データや温度履歴データや充電特性データや電池パックデータから、例えば二次電池１８群の充電回数等を検出する。
ステップＳ６では、二次電池１８群の充放電容量が検出される。電池パック１０の残容量履歴データが、診断処理部９０から容量検出部９２に教示され、容量検出部９２は残容量履歴データから最新の極大値を抽出して、二次電池１８群の充放電容量を検出する。なお、二次電池の充放電容量を検出する方法は、上記に限定されるものではく、他の方法を用いてもよい。例えば、二次電池１８群を完全に放電した後に満充電となるまで充電して、そのときの充電電力量を測定してもよい。
ステップＳ８では、二次電池１８群の内部抵抗が検出される。診断処理部９０は、チェックアダプタ５０の制御部６１に指令して、二次電池１８群に診断用充放電を行わせる。その診断用充放電において、二次電池１８群の電圧値はチェックアダプタ５０の電圧検出部６３によって検出され、制御部６１と診断処理部９０を経由して内部抵抗検出部９４に教示される。内部抵抗検出部９４は、診断用充放電に対する二次電池１８群の電圧値から、二次電池１８群の内部抵抗を算出する。
以上のステップＳ４、Ｓ６、Ｓ８によって、二次電池１８群の充電回数、充放電容量、内部抵抗等が検出される。
【００４１】
図９のステップＳ１０では、二次電池１８群が活性状態であるのか不活性状態となっているのかの判別処理が行われる。診断処理部９０は、ステップＳ６で検出された充放電容量とステップＳ８で測定された内部抵抗の対の値を、基準活性マップ１４０上にプロットし、二次電池１８群が活性状態であるのか不活性状態となっているのかの判別をする。
図８に示すように、例えば検出された充放電容量がＱ１であり、検出された内部抵抗がＲ１のときは、二次電池１８群は活性状態であると判別する。一方、例えば検出された充放電容量が劣化基準容量値Ｑｚであり、検出された内部抵抗が内部抵抗値Ｒ１のときは、二次電池１８群は不活性状態となっていると判別する。充放電容量のみから判別すれば、充放電容量が劣化基準容量値Ｑｚとなっている二次電池１８群は劣化したと判別されてしまう。それに対し、バッテリチェックシステム２では、充放電容量と内部抵抗を組み合わせて判別することにより、二次電池１８群が不活性状態となっていることを判別することができる。
【００４２】
ステップＳ１２では、ステップＳ１０の判別において、二次電池１８群が活性状態であればステップＳ１４に進み、不活性状態となっていればステップＳ３２に進む。
ステップＳ３２に進んだ場合、ステップＳ３２では二次電池１８群のリフレッシュ処理が行われる。診断処理部９０は、二次電池１８群が不活性状態となっていることを判別すると、チェックアダプタ５０の制御部６１に、二次電池１８群のリフレッシュ処理をするように指令する。その指令を受け、チェックアダプタ５０の制御部６１は、充電器３０の制御部４６や放電負荷６２や充放電切換部６５等に指令を与え、二次電池１８群のリフレッシュ処理を行う。リフレッシュ処理を行った後、ステップＳ４に戻る。ステップＳ４では、電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１からリフレッシュ後の残容量履歴データが読み込まれ、ステップＳ６で二次電池１８群のリフレッシュ後の充放電容量が検出される。このように、バッテリチェックシステム２では、二次電池１８群が不活性状態となっている場合、一時的に低下している充放電容量を回復させた後に、以降の二次電池１８群の診断処理を行う。
【００４３】
図９のステップＳ１４では、電池パック１０の使用履歴に基づいて、ステップＳ４で検出した電池パック１０の充電回数が修正される。本実施例では、電池パック１０の使用履歴を、ステップＳ４で読み込んだ残容量履歴データと温度履歴データから推定する。診断処理部９０は、残容量履歴データから、二次電池１８群の残容量が所定値を下回った回数を計数する。その計数した回数を、二次電池１８群が過放電された回数とする。また、診断処理部９０は、温度履歴データから、二次電池１８群の温度が所定値を上回った回数を計数する。その計数した回数を、二次電池１８群が急速充電された回数とする。診断処理部は９０、二次電池１８群の過放電回数と急速充電回数と充電回数から、過放電や急速充電の発生頻度を計算し、その発生頻度が高いほど検出した充電回数を多くなるように修正する。このように充電回数を修正することにより、劣化が進みやすい使用方法が繰返された二次電池１８群では、実際の充電回数よりも多くの充電がなされたと評価されることとなる。
【００４４】
ステップＳ１６では、二次電池１８群の劣化状態の判別処理が行われる。詳しくは、二次電池１８群が使用不能となるまで劣化しているのか否かの判別が行われる。二次電池１８群が使用不能となるまで劣化しているのであれば、二次電池１８群は正常劣化であったのか、異常劣化であったのか判別する。一方、二次電池１８群がまだ使用可能な状態であるときには、正常に劣化しているのか異常に劣化しているのかの判別が行われる。
診断処理部９０は、ステップＳ１４で修正された二次電池１８群の充電回数と、ステップＳ８で検出した二次電池１８群の内部抵抗との対の値を、図７に示した内部抵抗基準劣化マップ１２０上にプロットし、二次電池１８群の劣化状態を判別する。図７に示すように、例えば点Ｕのように異常劣化済範囲１２８にプロットされれば、二次電池１８群は使用不能の状態まで劣化しており、その劣化は異常であったと判別する。点Ｖのように正常劣化済範囲１２６にプロットされれば、二次電池１８群は使用不能の状態まで劣化しており、その劣化は正常であったと判別する。点Ｗのように異常劣化時範囲１２４にプロットされれば、二次電池１８群はまだ使用可能の状態であり、その劣化は異常に進行していると判別する。点Ｘのように正常劣化時範囲１２２にプロットされれば、二次電池１８群は使用可能の状態であり、その劣化は正常に進行していると判別する。
【００４５】
ステップＳ１８では、二次電池１８群の劣化の進行度が推定される。二次電池１８群の劣化の進行度とは、二次電池１８群のそのときの劣化状態が、使用不能な状態となる劣化状態に対して、どの程度進行しているのかを示す度合である。例えば、劣化進行度が５０パーセントであれば、二次電池１８群をそれまでの使用量だけさらに使用すると、二次電池１８群が使用不能となるまで劣化することを意味する。
図１０を参照して、診断処理部９０による劣化の進行度の推定処理を説明する。図１０に示すように、診断処理部９０は、ステップＳ４で検出した二次電池１８群の充電回数と、ステップＳ８で検出した二次電池１８群の内部抵抗との対の値を、図７に示した内部抵抗基準劣化マップ１２０上にプロットする。ここでは、点Ｘにプロットされたものとする。なお、この処理で利用する充電回数は、ステップＳ１４で修正した充電回数ではないことに留意されたい。診断処理部９０は、プロットされた点Ｘと、内部抵抗基準劣化マップ１２０に記述されている標準的関係曲線１３０を用いて、内部抵抗基準劣化マップ１２０上に充電回数と内部抵抗の今後の推移曲線１３２を作成する。この推移曲線１３２において、内部抵抗が劣化基準抵抗値Ｒｚとなるときの充電回数Ｎ３を求める。即ち、二次電池１８群は、充電回数がＮ３回となったときに、内部抵抗が劣化基準抵抗値Ｒｚまで増大し、使用不能となるまで劣化すると推定される。診断処理部９０は、そのときの充電回数Ｎ１回と、推定した劣化充電回数Ｎ３回の比から、劣化の進行度を求める。
【００４６】
ステップＳ２０では、上記の処理による判別結果等が、ディスプレイ７４に表示される。図１２に、ディスプレイ７４に表示される表示画面１５０を例示する。図１２に示すように、表示画面１５０は、主に入力表示部１６０と結果表示部１７０から構成されている。入力表示部１６０は、利用者がバッテリチェックシステム２に情報を入力したり指示を与えたりするための情報が表示される。例えば利用者は、電池パック１０に関して、所有者（図中１６１）、使用される機器（電動工具等）の形式（図中１６２）、生産ロットナンバ（図中１６３）、購入年月日（図中１６４）、所有者の評価コメント（図中１６５）や、今回の診断目的等のコメント（図中１６６）を入力することができる。
入力表示部１６０には、診断指示ボタン１６８と履歴表示ボタン１６９が表示されており、それらのボタンによって利用者はバッテリチェックシステム２に指示を与えることができる。診断指示ボタン１６８により、バッテリチェックシステム２に電池パック１０の診断処理の実行を指令することができる。なお、電池パック１０の診断処理は、先に説明したように電池パック１０がチェックアダプタ２に接続されることによっても開始される（ステップＳ２）。診断指示ボタン１６８は、例えば同じ電池パック１０を続けて診断する場合のように、電池パック１０が既に接続されている場合等に使用する。履歴表示ボタン１６９により、記憶部８０の診断情報累積データ８６が記述している電池パック１０の過去の診断情報を、結果表示部１７０に表示させることもできる。
【００４７】
結果表示部１７０には、診断結果コメント表示部１７２、寿命進行度表示部１７４、検出値表示部１７６が構成されており、電池パック１０の診断結果が表示される。診断結果コメント表示部１７２には、ステップＳ１０の活性／不活性の判別結果や、ステップＳ１６の劣化状態の判別結果に基づいてコメントが表示される。ステップＳ１６における判別が「正常劣化時」であれば、例えば図１２に示すように「正常です。」等と表示される。
寿命進行度表示部１７４には、ステップＳ１８で推定された劣化の進行度が表示される。検出値表示部１７６には、診断処理で検出された各種検出値が表示される。例えば、二次電池１８群の公称電圧値や、検出された二次電池１８群の実際の電圧値や、温度センサ２３で検出された二次電池１８群の温度等が表示される。また、ＥＥＰＲＯＭ２１から読み込んだ充電回数や、検出した二次電池１８群の内部抵抗値等が表示される。
【００４８】
図１３、１４、１５、１６は、結果表示部１７０の表示例を示している。図１３は、二次電池１８群の劣化状態が「正常劣化時」と判別され、さらに充電回数が少ない新品の電池パック１０を診断したときの表示例を示す。使用を開始して間もない電池パック１０を診断することは、製造等に起因する初期故障の有無を確認することができるので有効である。
図１４は、二次電池１８群の劣化状態がステップＳ１０の活性／不活性の判別で「不活性」と判別され、リフレッシュ処理の後の診断で「正常劣化時」と判別された場合の表示例を示している。図１４に示すように、二次電池１８群が不活性状態となっている判別された場合には、完全充放電等のリフレッシュ処理を推奨するコメントを併せて表示するとよい。
図１５は、二次電池１８群の劣化状態が「正常劣化済」と判別された場合の表示例を示している。電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１に記憶されている残容量履歴データから、高い頻度で過放電されていることが確認される場合には、図１５に示すように「過放電はバッテリの劣化を早めます。工具の力が落ちてきたと感じたら充電して下さい。」と表示して、電池パック１０の使用者に助言を与えるコメントを表示するのもよい。
図１６は、二次電池１８群の劣化状態が「異常劣化済」と判別された場合の表示例を示している。二次電池１８群の劣化が異常劣化であって、充電回数も少ない場合には、電池パック１０が故障していることが推測される。図１６に示すように、二次電池１８群が故障していることが推測される場合には、その旨を告知することにより、故障した電池パック１０が使用し続けられることを防止することができる。
図９のステップＳ２２では、今回の診断結果が記憶部８０の診断情報累積データ８６に追加して記憶される。ここでいう診断結果とは、電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１から読み込んだデータや、検出した二次電池１８群の電圧変化パターンや温度や、算出した二次電池１８群の充放電容量や内部抵抗値や、劣化状態の判別結果や、利用者が入力表示部１６０に入力した情報を含む。バッテリチェックシステム２は、診断情報累積データ８６に記憶している診断情報を読み出して、図１２〜１６に示すような診断結果の表示画面１５０を、いつでもディスプレイ７４に表示することができる。また、バッテリチェックシステム２は、電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１に記憶されている過去診断データを読み込んで、ディスプレイ７４に表示することもできる。
また、このステップＳ２２では、今回の診断結果が電池パック１０のＥＥＰＯＲＭ２１にも書き込まれる。電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１に今回の診断結果が記憶されることで、電池パック１０が他のバッテリチェックシステム２で診断されたときでも、今回の診断情報を表示させることができる。
【００４９】
以上で説明した流れによって、バッテリチェックシステム２は、電池パック１０の二次電池１８群を診断する。バッテリチェックシステム２は、二次電池１８群が充電回数に伴って正常に劣化しているのか、異常に劣化しているのかを判別することができる。それにより、故障している電池パック１０を使用し続けて、電動工具を損傷してしまうような二次災害を予防することができる。
また、バッテリチェックシステム２は、二次電池１８群の劣化が、寿命に対してどの程度まで進行しているかを推定することができる。二次電池１８群の寿命が尽きる時期を推測することもでき、二次電池１８群の使用者は電池パック１０の今後の使用計画等に反映することができる。
また、バッテリチェックシステム２は、電池パック１０が二次電池１８群の劣化を進めるような形態で使用されているか否かを推定することもできる。それにより、電池パック１０の使用者は、自身の使用形態が二次電池１８群の劣化を助長していることを知り、電池パック１０の今後の使用方法を改善することができる。
【００５０】
上記では、ステップＳ１６において、充電回数と内部抵抗の対の値から、二次電池１８群の劣化状態を判別する処理について説明したが、内部抵抗に替えて充放電容量を用いることもできる。この場合、図７に示した内部抵抗基準劣化マップ１２０に替えて、図１１に示す充放電容量基準劣化マップ１８０を用いればよい。
図１１に示すように、充放電容量基準劣化マップ１８０は、横軸が充電回数であり、縦軸が充放電容量である二次元マップである。充放電容量基準劣化マップ１８０では、充電回数と充放電容量の関係から、正常劣化時範囲１８２と異常劣化時範囲１８４と正常劣化済範囲１８６と異常劣化済範囲１８８が定められている。正常劣化時範囲１８２と異常劣化時範囲１８４を区分している曲線１９０は、電池パック１０が正常に製造されて正常に使用されている場合に、劣化していく二次電池１８群の充電回数と充放電容量の標準的関係を示している。図中の充放電容量値Ｑｚは、劣化基準容量値Ｑｚである。また、充電回数Ｎｚは、二次電池１８群が正常に使用されたときに、充放電容量がこの劣化基準容量値Ｑｚよりも増大することが予定されている基準充電回数Ｎｚである。
充放電容量基準劣化マップ１８０において、正常劣化時範囲１８２は、充電回数に対する充放電容量が標準値以上の範囲であり、二次電池１８群が充電回数に追従して正常に劣化していることを示す。異常劣化時範囲１８４は、充電回数に対する充放電容量が標準値よりも少ない範囲であり、二次電池１８群が異常に劣化していることを示す。正常劣化済範囲１８６は、充電回数が基準充電回数Ｎｚ回以上であって充放電容量が劣化基準容量Ｑｚ以下の範囲であり、二次電池１８群が正常に劣化しながら使用不能となるまで劣化したことを示す。異常劣化済範囲１８８は、充電回数が基準充電回数Ｎｚ回未満であって充放電容量が劣化基準充放電容量Ｑｚ以下の範囲であり、二次電池１８群が異常に劣化しながら使用不能となるまで劣化したことを示す。
充放電容量基準劣化マップ１８０は、判別基準データ８２に追加して記述しておくとよい。
【００５１】
診断処理部９０は、ステップＳ１４で修正された二次電池１８群の充電回数と、ステップＳ６で検出した二次電池１８群の充放電容量との対の値を、図１１に示した充放電容量基準劣化マップ１８０上にプロットし、二次電池１８群の劣化状態を判別することができる。図１１に示すように、例えば点Ｋのように正常劣化時範囲１８２にプロットされれば、二次電池１８群は使用可能の状態であり、その劣化は正常に進行していると判別する。
点Ｌのように異常劣化時範囲１８４にプロットされれば、二次電池１８群はまだ使用可能の状態であり、その劣化は異常に進行していると判別する。点Ｊのように正常劣化済範囲１８６にプロットされれば、二次電池１８群は使用不能の状態まで劣化しており、その劣化は正常であったと判別する。点Ｈのように異常劣化済範囲１８８にプロットされれば、二次電池１８群は使用不能の状態まで劣化しており、その劣化は異常であったと判別する。
【００５２】
バッテリチェックシステム２は、インターネット接続部９６によってインターネットに接続し、インターネットを経由して外部のコンピュータ装置等と情報を授受することができる。例えばバッテリチェックシステム２は、外部のコンピュータ装置から新たな判別基準データ８２等を受信することができる。
バッテリチェックシステム２は、記憶部８０に記憶している診断情報累積データ８６を、外部のコンピュータ装置に送信することができる。それにより、バッテリチェックシステム２の利用者は、電池パック１０についてより詳しい知識を有する者（例えば電池パック１０の供給者）に、電池パック１０の診断情報を送信して助言を仰ぐことができる。
【００５３】
（実施例２） 本発明を具現化したバッテリチェックネットワーク２００について図面を参照して説明する。図１７は、本実施例のバッテリチェックネットワーク２００の構成を示す。図１７に示すように、バッテリチェックネットワーク２００は、ホストコンピュータ２１２と複数の実施例１のバッテリチェックシステム２群で構成される。ホストコンピュータ２１２とバッテリチェックシステム２群は、インターネット２０４を介して接続されている。
ホストコンピュータ２１２は、ホストコンピュータ２１２の処理動作を行う処理部２１４と、電池パック１０の診断情報を累積して記憶する診断情報集積部２１６と、処理部２１４から入力された情報を表示するディスプレイ２１８等で構成されている。
処理部２１４には、ディスプレイ２１８に表示する表示情報を生成して出力する表示処理部２２２や、診断情報集積部２１６に累積記憶された診断情報から二次電池１８群の判別基準を算定する判別基準算定部２２４や、ホストコンピュータ２１２がインターネットに接続して、バッテリチェックシステム２等と電子情報を授受するインターネット接続部２２６を備えている。
【００５４】
バッテリチェックネットワーク２００の各端末診断装置群であるバッテリチェックシステム２は、実施例１で説明したバッテリチェックシステム２であり、実施例１で説明したように動作して電池パック１０を診断する。ただし、本実施例のバッテリチェックシステム２群では、インターネット接続部９６によってインターネット２０４に接続すると、インターネット２０４内でホストコンピュータ２１２を探索して接続するように設定されている。
バッテリチェックシステム２群は、電池パック１０を診断して得た診断情報を、インターネット２０４を介してホストコンピュータ２１２に送信する。バッテリチェックシステム２群は、電池パック１０を診断する毎に診断情報を送信してもよいし、診断情報累積データ８６に記述しておいた診断情報をまとめて送信してもよい。
【００５５】
ホストコンピュータ２１２は、バッテリチェックシステム２群から送信された診断情報を、診断情報集積部２１６に累積して記憶する。診断情報集積部２１６には、多数のバッテリチェックシステム２群から送信された多数の診断情報が累積して記憶されていく。診断情報集積部２１６には、様々な使用環境にある電池パック１０の診断情報が蓄積されていく。
診断情報集積部２１６に集積された診断情報を検討することにより、二次電池１８群の劣化の態様を検討することができ、診断のための知識をさらに蓄積することができる。累積記憶された診断情報は、表示処理部２２２によってディスプレイ２１８に表示させて評価することもできる。
【００５６】
判別基準算定部２２４は、診断情報集積部２１６に累積記憶された診断情報から二次電池１８群の判別基準を算定することができる。例えば判別基準算定部２２４は、累積記憶された多数の診断情報から、多数の充電回数と内部抵抗の対の値を抽出し、充電回数と内部抵抗の二次元マップにプロットする。そのプロット点の分布から、図７に示した内部抵抗基準劣化マップ１２０の正常劣化時範囲１２２、異常劣化時範囲１２４、正常劣化済範囲１２６、異常劣化済範囲１２８等を画定して、新たな内部抵抗基準劣化マップ１２０を生成することもできる。同様にして、新たな基準活性マップ１４０や新たな容量基準劣化マップ１８０を生成することもできる。このようにして作成される判別基準データは、様々な使用環境にある二次電池１８群の多数の事例が反映されており、これらの判別基準データを用いることにより、二次電池１８群の劣化をより正確に判別することが可能となる。
判別基準算定部２２４によって生成された内部抵抗基準劣化マップ１２０や、基準活性マップ１４０や充放電容量基準劣化マップ１８０等の判別基準データは、インターネット２０４を介してバッテリチェックシステム２群に配信される。バッテリチェックシステム２群は、記憶部８０に記憶している判別基準データ８６を、配信された新たな判別基準データへと更新する。
【００５７】
電池パック１０の使用方法の一つとして、電動工具を連続的に駆動するために複数の電池パック１０を用意し、一つの電池パック１０の充電電力を使い切ると、充電済みの他の電池パック１０に取替えて作業を続けるという使用方法がある。充電電力を使い切った電池パック１０は、直ちに充電を開始して次の使用に備える。この使用方法は、例えば工場の生産ライン等で多く採用されている。この使用方法において、用意すべき電池パック１０の数を決定するためには、作業量や、電動工具の数や、一つの電池パック１０で作業する時間や、電池パック１０の充電に必要な時間等のパラメータを併せて計算する必要がある。用意した電池パック１０の数が少ないと、各電池パック１０は使用される時間が長くなり、電池パック１０の二次電池１８群は過放電されやすく、電動工具の出力も安定しなくなる。用意した電池パック１０の数が多い場合では、各電池パック１０は使用される時間が短くなり、二次電池１８群が充分に放電しない状態で充電が開始されて、二次電池１８群が不活性状態になり易くなる。用意すべき電池パック１０の数を正しく求めることは困難であり、また用意した電池パック１０の数が正しいのか否かを判断することも困難である。用意すべき電池パック１０の数を正しく求めることができなければ、電池パック１０の使用者は電池パック１０を有効に利用することができない。その結果、電池パック１０の利用者は電池パック１０の能力を過小に評価してしまい、電池パック１０の使用者と供給者との間の信頼関係に影響を与え、電池産業の健全な成長が阻害されてしまう。
【００５８】
バッテリチェックネットワーク２００は、上記の問題にも有用である。この問題を解決するためには、電池パック１０に詳しい者（供給者等）がアクセス可能なホストコンピュータ２１２と、電池パック１０が使用されている現場に配備されたバッテリチェックシステム２群によって、バッテリチェックネットワーク２００を構築するとよい。
同一の使用環境で多数の電池パック１０群を使用する使用者が、電池パック１０の劣化の進行速度が早いと感じ、バッテリチェックシステム２によって電池パック１０群を診断したところ、電池パック１０群が共通して劣化の進行が異常であると診断されたとする。同一の条件下で使用される多数の電池パックが同様に診断される場合、電池パック１０自体の異常に起因するものではなく、電池パック１０群の使用方法に起因するものと疑われる。しかしながら、電池パック１０に対して使用者が持っている知識では、その使用方法の問題点を抽出して、使用方法を改善することは困難である。
バッテリチェックネットワーク２００では、バッテリチェックシステム２で診断した電池パック１０の診断情報が、ホストコンピュータ２１２に送信される。このとき、図１２に示したように、電池パック１０群について、使用者（図中１６１）や、電動工具等の形式（図中１６２）や、生産ロットナンバ（図中１６３）や、購入年月日（図中１６４）等の情報も入力しておくとよい。また、図中の１６５、１６６のコメントを入力する欄には、電動工具の台数と電池パック１０の台数の関係や、作業内容や作業時間等を入力しておくとよい。診断情報はインターネットを介してリアルタイムに送信することもでき、電池パック１０群自体を送付する必要はない。
【００５９】
電池パック１０の供給者等は、送信された電池パック１０群の診断情報から、電池パック１０群の使用方法を推定することができる。例えば、電池パック１０群の残容量履歴データから電池パック１０がよく過放電されていることが確認されれば、用意された電池パック１０群の数が、用意すべき数に対して少ない状態で使用されていると推定することができる。あるいは、電池パック１０群に総じて不活性状態の傾向が見られる場合には、用意された電池パック１０群の数が、用意すべき数に対して多い状態で使用されていると推定することができる。これらの推定は、送信された他の診断情報、例えば電池パック１０の形式と電動工具の形式との対応や、作業内容や作業時間等によって裏付けることができる。電池パック１０の供給者等は、電池パックの使用者に対して、電池パック１０の使用形態の改善案として、電池パック１０群の増減や電動工具の変更等を提案することができる。このように、バッテリチェックネットワーク２００を用いることにより、電池パック１０群の使用者は電池パック１０の供給者等から電池パック１０群の使用方法の診断を受けることができる。また、電池パック１０の供給者等は電池パック１０群の使用者に電池パック１０の使用方法の改善案を提案することができる。電池パック１０群の使用者は、電池パック１０の供給者等の診断に基づいて電池パック１０群の使用形態を改善した後に、バッテリチェックシステムによって再び電池パック１０群の診断を行い、その診断情報を電池パック１０の供給者に送信する。電池パック１０の供給者は、受信した診断情報から、提案した改善案の効果を確認することができる。それにより、電池パック１０の使用者と供給者との間の信頼関係が築きあげられて、電池産業の健全な成長が促進されることとなる。
【００６０】
上記で説明したバッテリチェックネットワーク２００は、以下に説明する事例についても有用である。
電池パック１０の充電処理の態様は、ＥＥＰＲＯＭ２１に記憶されている充電特性データに基づいて行われる。この充電特性データは、多数回の充放電サイクルに亘って二次電池１８群の能力が維持されるように、二次電池１８群の特性等に基づいて充電電流やリフレッシュ処理の必要頻度が定められている。
しかしながら、電池パック１０が使用される形態は各個体ごとに様々であり、ＥＥＰＲＯＭ２１が記述している充電特性データが、各電池パック１０の二次電池１８群に最適であるとは限らない。例えば、充分に放電された後に満充電の状態まで充電するという充放電サイクルで使用されている電池パック１０は、不活性状態になりにくいので、リフレッシュ処理をあまり必要としない。このような電池パック１０では、リフレッシュ処理の頻度を少なくした方が、二次電池１８群の劣化を抑制することができる。特に、リフレッシュ処理には時間を要するので、リフレッシュ処理の頻度を減らしたいと要望する使用者も多い。あるいは、二次電池１８群の劣化の進行速度が多少速くなっても短時間で充電を完了したいと要望する使用者もいる。このように、電池パック１０に要求される充電処理に関する特性は、二次電池１８群の特性のみならず、使用形態に応じて各個体毎に異なることも多い。しかしながら従来は、多様な使用形態に対して最大公約数となるような充電特性データが、すべての電池パック１０に画一的に規定されていた。
【００６１】
電池パック１０の使用者は、電池パック１０の充電処理の規定を修正したい場合、その電池パック１０をバッテリチェックシステム２によって診断する。このとき、図１２に示したように、電池パック１０について、所有者（図中１６１）や、電動工具等の形式（図中１６２）や、生産ロットナンバ（図中１６３）や、購入年月日（図中１６４）等の情報を入力する。また、図中の１６５、１６６のコメントを入力する欄には、電池パック１０の使用形態や電池パック１０に要望する特性等を入力する。例えば「リフレッシュ処理の頻度を減らしたい」等と入力する。これらの電池パック１０の診断情報は、ホストコンピュータ２１２に送信される。診断情報はインターネットを介して送信されるので、遠隔地にあるホストコンピュータ２１２にもリアルタイムに送信される。電池パック１０自体を送付する必要はない。
【００６２】
電池パック１０の供給者等は、ホストコンピュータ２１２に送信された電池パック１０の診断情報から、電池パック１０の充電特性データを知ることができる。また、電池パック１０の劣化状態や使用形態等を知ることができる。また、使用者が電池パック１０に対して要望している特性を知ることができる。
電池パック１０の供給者等は、電池パック１０の充電特性データを、電池パック１０の実際の劣化状態や使用方法と併せて診断し、その電池パック１０にふさわしいのか否かを判別する。例えば、二次電池１８群に不活性状態の兆候が見られず、また過放電の発生頻度が高いような場合では、リフレッシュ処理の頻度を減少させてもよいと診断することができる。使用者の要望である「リフレッシュ処理の頻度を減らしたい」に対し、そのように処置することが、その電池パック１０にとって適切であるか否かを確認することができる。電池パック１０の供給者等は、リフレッシュ処理の頻度をより少なく規定する充電処理データを、ホストコンピュータ２１２からバッテリチェックシステム２へ送信する。バッテリチェックシステム２が受信した新たな充電特性データは、チェックアダプタ５０の制御部６１に教示され、制御部６１は電池パック１０のＥＥＰＲＯＭ２１の充電特性データを新たな充電特性データへと更新する。充電特性データが更新された電池パック１０では、リフレッシュ処理を要求する頻度が減少する。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本実施例では、二次電池１８群の使用量を示す指標として累積の充電回数を採用しているが、例えば累積放電時間、累積充電時間、累積放電電力量、累積充電電力量等を採用することもできる。実施する形態に併せて自由に採用することができ、それに応じて本実施例から設計変更すればよい。
本実施例では、二次電池１８群の劣化の進行を示す指標として内部抵抗や充放電容量を採用しているが、これに限定されるものではない。二次電池の劣化の進行に追従して変化する指標を自由に採用することができ、それに応じて本実施例から設計変更すればよい。
本実施例で採用している充電回数、内部抵抗、充放電容量等の検出方法は例示に過ぎず、それらの指標を他の方法で検出するようにしてもよい。
本実施例のバッテリチェックネットワークでは、インターネットを利用しているが、他のコンピュータネットワークを採用することもできる。電子情報の通信技術は今後の発展が期待されている分野であり、新たに開発される通信技術を採用することもできる。
本実施例のバッテリチェックシステムでは、充電器と電池パック１０の間に挿入できるアダプタを有する形態を採用しているが、これに限定されるものではない。充電器等に接続することなく、同様のバッテリチェックシステムを構成することもできる。
【００６４】
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００６５】
２・・バッテリチェックシステム
１０・・電池パック
１８・・二次電池
２１・・ＥＥＰＲＯＭ
３０・・充電器
５０・・チェックアダプタ
７０・・コンピュータ装置
７４・・ディスプレイ
１２０・・内部抵抗基準劣化マップ
１４０・・基準活性マップ
１８０・・充放電容量基準劣化データ
２００・・バッテリチェックネットワーク
２０４・・インターネット
２１２・・ホストコンピュータ
２１６・・診断情報集積部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の劣化が正常劣化なのか異常劣化なのかを判別する装置であり、
二次電池の劣化指標を測定する装置と、
二次電池の使用量を把握する装置と、
測定された劣化指標が劣化基準値を超えた時の使用量を使用基準量と比較する装置と、
を備えている電池診断装置。
【請求項２】
二次電池が正常に劣化しているのか異常に劣化しているのかを判別する装置であり、
二次電池の劣化指標を測定する装置と、
二次電池の使用量を把握する装置と、
劣化指標と使用量の二次元マップに正常劣化時範囲と異常劣化時範囲を区分している基準劣化マップを記憶している装置と、
測定された劣化指標と把握された使用量が、前記基準劣化マップの正常劣化時範囲と異常劣化時範囲のいずれにあるのかを判別する装置と、
を備えている電池診断装置。
【請求項３】
前記劣化指標は、内部抵抗または充放電容量であり、
前記使用量は、累積放電時間、累積充電時間、累積放電電力量、累積充電電力量、累積充電回数のいずれかであることを特徴とする請求項１または２の電池診断装置。
【請求項４】
前記劣化指標は、内部抵抗または充放電容量であり、
前記使用量は、累積放電時間、累積充電時間、累積放電電力量、累積充電電力量、累積充電回数のいずれかを、過放電および／または急速充電の発生頻度に基づいて修正したものであることを特徴とする請求項１または２の電池診断装置。
【請求項５】
二次電池が活性状態なのか不活性状態なのかを判別する装置であり、
二次電池の第１劣化指標を測定する装置と、
二次電池の第２劣化指標を測定する装置と、
第１劣化指標と第２劣化指標の二次元マップに活性範囲と不活性範囲を区分している基準活性マップを記憶している装置と、
測定された第１劣化指標と第２劣化指標が、前記基準活性マップの活性範囲と不活性範囲のいずれにあるのかを判別する装置と、
を備えている電池診断装置。
【請求項６】
第１劣化指標が内部抵抗であり、第２劣化指標が充放電容量であることを特徴とする請求項５に記載の電池診断装置。
【請求項７】
充電装置と二次電池の間に挿入して用いる際に充電装置と複合して請求項５または６の電池診断装置を構成するアダプタであり、
充電装置からの充電電流をアダプタを通過させて電池に給電する給電回路と、
二次電池からの電流を放電する回路と、
給電回路と放電回路のいずれか一方を有効にする切換回路と、
前記判別装置で不活性範囲にあることが判別されたときに放電回路が有効な状態となるように切換回路を切換える手段と、
を備えているアダプタ。
【請求項８】
二次電池を診断して取得した診断情報を収集する診断情報収集装置であり、
二次電池を診断して診断情報を取得する複数の端末診断装置群と、
診断情報を累積して記憶する情報集積装置と、
端末診断装置群と情報集積装置をコンピュータネットワークを介して接続する通信手段を備えており、
各端末診断装置は、請求項１から７のいずれかの電池診断装置またはアダプタであり、
通信手段は、端末診断装置群が取得した診断情報を情報集積装置に送信することを特徴とする診断情報収集装置。
【請求項９】
前記情報集積装置に累積記憶された診断情報から使用量と劣化指標の関係を抽出し、前記劣化基準値、使用基準量、正常劣化時範囲、異常劣化時範囲、活性範囲、不活性範囲の少なくとも１つの判別基準を算定する判別基準算定手段が付加されており、
前記通信手段は、判別基準算定手段が算定した判別基準を端末診断装置群に送信することを特徴とする請求項８の診断情報収集装置。
【請求項１】
二次電池の劣化が正常劣化なのか異常劣化なのかを判別する装置であり、
二次電池の劣化指標を測定する装置と、
二次電池の使用量を把握する装置と、
測定された劣化指標が劣化基準値を超えた時の使用量を使用基準量と比較する装置と、
を備えている電池診断装置。
【請求項２】
二次電池が正常に劣化しているのか異常に劣化しているのかを判別する装置であり、
二次電池の劣化指標を測定する装置と、
二次電池の使用量を把握する装置と、
劣化指標と使用量の二次元マップに正常劣化時範囲と異常劣化時範囲を区分している基準劣化マップを記憶している装置と、
測定された劣化指標と把握された使用量が、前記基準劣化マップの正常劣化時範囲と異常劣化時範囲のいずれにあるのかを判別する装置と、
を備えている電池診断装置。
【請求項３】
前記劣化指標は、内部抵抗または充放電容量であり、
前記使用量は、累積放電時間、累積充電時間、累積放電電力量、累積充電電力量、累積充電回数のいずれかであることを特徴とする請求項１または２の電池診断装置。
【請求項４】
前記劣化指標は、内部抵抗または充放電容量であり、
前記使用量は、累積放電時間、累積充電時間、累積放電電力量、累積充電電力量、累積充電回数のいずれかを、過放電および／または急速充電の発生頻度に基づいて修正したものであることを特徴とする請求項１または２の電池診断装置。
【請求項５】
二次電池が活性状態なのか不活性状態なのかを判別する装置であり、
二次電池の第１劣化指標を測定する装置と、
二次電池の第２劣化指標を測定する装置と、
第１劣化指標と第２劣化指標の二次元マップに活性範囲と不活性範囲を区分している基準活性マップを記憶している装置と、
測定された第１劣化指標と第２劣化指標が、前記基準活性マップの活性範囲と不活性範囲のいずれにあるのかを判別する装置と、
を備えている電池診断装置。
【請求項６】
第１劣化指標が内部抵抗であり、第２劣化指標が充放電容量であることを特徴とする請求項５に記載の電池診断装置。
【請求項７】
充電装置と二次電池の間に挿入して用いる際に充電装置と複合して請求項５または６の電池診断装置を構成するアダプタであり、
充電装置からの充電電流をアダプタを通過させて電池に給電する給電回路と、
二次電池からの電流を放電する回路と、
給電回路と放電回路のいずれか一方を有効にする切換回路と、
前記判別装置で不活性範囲にあることが判別されたときに放電回路が有効な状態となるように切換回路を切換える手段と、
を備えているアダプタ。
【請求項８】
二次電池を診断して取得した診断情報を収集する診断情報収集装置であり、
二次電池を診断して診断情報を取得する複数の端末診断装置群と、
診断情報を累積して記憶する情報集積装置と、
端末診断装置群と情報集積装置をコンピュータネットワークを介して接続する通信手段を備えており、
各端末診断装置は、請求項１から７のいずれかの電池診断装置またはアダプタであり、
通信手段は、端末診断装置群が取得した診断情報を情報集積装置に送信することを特徴とする診断情報収集装置。
【請求項９】
前記情報集積装置に累積記憶された診断情報から使用量と劣化指標の関係を抽出し、前記劣化基準値、使用基準量、正常劣化時範囲、異常劣化時範囲、活性範囲、不活性範囲の少なくとも１つの判別基準を算定する判別基準算定手段が付加されており、
前記通信手段は、判別基準算定手段が算定した判別基準を端末診断装置群に送信することを特徴とする請求項８の診断情報収集装置。
【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】
【公開番号】特開２００９−２５９８３７（Ｐ２００９−２５９８３７Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２８５０１（Ｐ２００９−１２８５０１）
【出願日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【分割の表示】特願２００４−４０８４９（Ｐ２００４−４０８４９）の分割
【原出願日】平成１６年２月１８日（２００４．２．１８）
【出願人】（０００１３７２９２）株式会社マキタ (1,210)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【分割の表示】特願２００４−４０８４９（Ｐ２００４−４０８４９）の分割
【原出願日】平成１６年２月１８日（２００４．２．１８）
【出願人】（０００１３７２９２）株式会社マキタ (1,210)
【Ｆターム（参考）】
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