蓄電池の劣化判定方法および劣化判定装置
【課題】
負荷に接続された使用中の蓄電池の劣化状態の判定を短時間かつ正確に行うことができる蓄電池の劣化判定方法及び劣化判定装置を提供する。
【解決手段】
蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける蓄電池の劣化状態を判定するに際し、蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、実測された蓄電池の内部抵抗成分を基準温度における値に変換し、この値を基準温度における蓄電池の放電時端子間電圧に変換し、この基準温度における蓄電池の放電時端子間電圧を劣化判定しきい値と比較して蓄電池の劣化状態を判定する。
負荷に接続された使用中の蓄電池の劣化状態の判定を短時間かつ正確に行うことができる蓄電池の劣化判定方法及び劣化判定装置を提供する。
【解決手段】
蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける蓄電池の劣化状態を判定するに際し、蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、実測された蓄電池の内部抵抗成分を基準温度における値に変換し、この値を基準温度における蓄電池の放電時端子間電圧に変換し、この基準温度における蓄電池の放電時端子間電圧を劣化判定しきい値と比較して蓄電池の劣化状態を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池の劣化判定方法および蓄電池の劣化判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電池の残留容量ならびに劣化状態の検査方法に関しては、種々の方法が知られている。例えば、蓄電池を完全に放電させて容量を測定し、その容量から劣化状態を判定する方法がある。しかしながら、この方法は、完全に放電することが必要なため、負荷に接続されて使用中の蓄電池に用いることは難しく、測定時間も長いことから、実用的な方法ではない。そこで、使用中の蓄電池の劣化状態の判定を短時間で行うことができる方法が開発されてきた。
【０００３】
例えば、特許文献１には、蓄電池の使用温度が変化する状況で、蓄電池の電池電圧および使用温度を検出し、検出された温度における電池電圧を基準温度における電池電圧に補正することにより蓄電池の劣化状態の判定を行う方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、鉛蓄電池の内部インピーダンスの測定結果を、鉛蓄電池のインダクタンス成分Ｌ,電解液抵抗ＲΩ,電荷移動抵抗Ｒct,電気二重層容量Ｃd,ワールブルグインピーダンスＷおよびワールブルグ係数σからなる等価回路に当てはめて最適解を求め、インダクタンス成分Ｌ,電解液抵抗ＲΩ,電荷移動抵抗Ｒct,電気二重層容量Ｃd,ワールブルグインピーダンスＷおよびワールブルグ係数σのうち少なくとも一つを、初期の値と比較することで、電池の寿命を判定する方法が開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献３には、鉛蓄電池の内部インピーダンスの測定値の内、位相が０になる周波数のインピーダンスと、周波数が０．１〜１０Ｈｚの間で、インピーダンスの虚部の周波数に対する変化分をインピーダンスの実部の周波数に対する変化分で除算した値が−１程度になる周波数でのインピーダンスから、鉛蓄電池の劣化状態を判定する方法が開示されている。
【０００６】
さらにまた、特許文献４には、０．００１〜１Ｈｚの間の２〜３点の周波数で、鉛蓄電池の内部インピーダンスを測定し、インピーダンスの虚部を測定周波数の−０．５乗に対してプロットし、そのＹ切片の値から、鉛蓄電池の残留容量を判定し、また、０．０１〜０．０５Ｈｚの周波数で内部インピーダンスを測定し、その実部を虚部に対してプロットし、その勾配の値から、鉛蓄電池の残留容量を判定する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１８５２３３号公報
【特許文献２】特許第２５３６２５７号
【特許文献３】特許第２５４６０５０号
【特許文献４】特許第２７９２７８４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の方法では、いくつかの問題点があるため、各種装置のバックアップ用や各種装置の電源用等の蓄電池、車両に搭載される鉛蓄電池、特に負荷変動の大きいあるいは負荷変動が不規則なものや環境変化が大きい等の場合には、使用することができない、あるいは適用することが難しかった。
具体的には、特許文献１に開示された方法では、充電電圧や充電状態が変化する用途または急速放電を行う用途に用いられる蓄電池、特に負荷変動の大きい各種装置の電源用の蓄電池や、自動車等の車両に搭載される蓄電池に適用すると、検出される電池電圧が変動するため、正確に蓄電池の劣化状態の判定を行うことができないという問題点があった。
【０００９】
また、特許文献２に開示された方法では、鉛蓄電池の内部インピーダンスの測定結果から、インダクタンス成分Ｌ,電解液抵抗ＲΩ,電荷移動抵抗Ｒct,電気二重層容量Ｃd,ワールブルグインピーダンスＷ,ワールブルグ係数σの６つのパラメータを求める必要がある。そのため、６つのパラメータの最適解を求めるための演算が非常に煩雑になるという問題点があり、煩雑な演算は、測定時間が長くなるだけでなく、測定装置の価格が高くなり、実用的でないという問題点があった。
【００１０】
さらに、特許文献３に開示された方法では、内部インピーダンスの位相が０になる周波数を探し出して、測定を行う必要があり、さらに、周波数が０．１〜１０Ｈｚの間で、インピーダンスの虚部の周波数に対する変化分をインピーダンスの実部の周波数に対する変化分で除算した値が−１程度になる周波数を探し出して、測定を行う必要がある。即ち、内部インピーダンスの値が特定の条件を満たすような周波数を探し出す必要がある。そのため、周波数を変えた測定を可能とする装置が必要となり、特定の条件を満たすことの判定を行う装置が必要になる。そのため、測定装置が複雑になり、価格も高くなり、実用的でないという問題点があった。
【００１１】
さらにまた、特許文献４に開示された方法では、０．００１〜１Ｈｚでの内部インピーダンスの値を指標にしている。しかしながら、このような低周波領域の測定は、１Ｈｚ以上の領域での測定と比較して、測定装置、特に発振装置が複雑化し、測定時間が長くなるという問題点がある。また、０．００１〜１Ｈｚでの内部インピーダンスは、温度によって値が大きく変化する傾向にあるため、温度が大きく変化する場所に設置された鉛蓄電池の測定にあっては、温度による補正が不可欠になるという問題点があった。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、負荷に接続された使用中の蓄電池の劣化状態の判定を短時間にかつ正確に行うことができる蓄電池の劣化判定方法及び劣化判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第１の態様の発明は、蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の内部抵抗成分の測定結果に基づいて判定する蓄電池の劣化判定方法であって、前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、前記内部抵抗成分の温度による変化を抵抗温度補正係数としてあらかじめ求め、前記基準温度における内部抵抗成分と、前記基準温度における前記蓄電池からあらかじめ定められた放電電流を流した際の前記蓄電池の放電時端子間電圧との関係を抵抗電圧変換係数としてあらかじめ求め、前記蓄電池の内部抵抗成分および該内部抵抗成分測定時の前記蓄電池の温度を測定し、前記測定された内部抵抗成分の値を、前記抵抗温度補正係数に基づいて前記基準温度における内部抵抗成分の値に変換し、該基準温度における内部抵抗成分の値を、前記抵抗電圧変換係数に基づいて前記基準温度における前記蓄電池の放電時端子間電圧の値に変換し、該基準温度における該蓄電池の放電時端子間電圧を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定することを特徴とする。
【００１４】
第２の態様の発明は、蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の内部抵抗成分の測定結果に基づいて判定する蓄電池の劣化判定方法であって、前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、前記内部抵抗成分の温度による変化を抵抗温度補正係数としてあらかじめ求め、前記基準温度における内部抵抗成分と、前記基準温度における前記蓄電池からあらかじめ定められた放電電流を流した際の前記蓄電池の放電時降下電圧との関係を抵抗電圧変換係数としてあらかじめ求め、前記蓄電池の内部抵抗成分および該内部抵抗成分測定時の前記蓄電池の温度を測定し、前記測定された内部抵抗成分の値を、前記抵抗温度補正係数に基づいて前記基準温度における内部抵抗成分の値に変換し、該基準温度における内部抵抗成分の値を、前記抵抗電圧変換係数に基づいて前記基準温度における前記蓄電池の放電時降下電圧の値に変換し、該基準温度における該蓄電池の放電時降下電圧を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定することを特徴とする。
【００１５】
第３の態様の発明は、蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の内部抵抗成分の測定結果に基づいて判定する蓄電池の劣化判定方法であって、前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、前記内部抵抗成分の温度による変化を抵抗温度補正係数としてあらかじめ求め、前記蓄電池の内部抵抗成分および該内部抵抗成分測定時の前記蓄電池の温度を測定し、前記測定された内部抵抗成分の値を、前記抵抗温度補正係数に基づいて前記基準温度における内部抵抗成分の値に変換し、該基準温度における内部抵抗成分の値を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定することを特徴とする。
【００１６】
第４の態様の発明は、第１〜第３のいずれかの態様の発明において、前記基準温度は、前記蓄電池の使用温度範囲内であって、かつ前記蓄電池からあらかじめ定められた放電電流を流した際の放電時端子間電圧の値が最も低くなる温度に設定されることを特徴とする。
【００１７】
第５の態様の発明は、第１〜第４のいずれかの態様の発明において、前記あらかじめ定められた放電電流の電流波形は、前記負荷の動作時間中に必要とされる消費電流を表す電流波形と実質的に等価とみなせる電流波形であることを特徴とする。
【００１８】
第６の態様の発明は、第１、第４、第５のいずれかの態様の発明において、前記劣化判定しきい値は、前記負荷の動作に必要な最低電圧以上の値とすることを特徴とする。
【００１９】
第７の態様の発明は、第２、第４、第５のいずれかの態様の発明において、前記劣化判定しきい値は、前記負荷の動作に必要な最低電圧となる降下電圧値以下の値とすることを特徴とする
【００２０】
第８の態様の発明は、第３〜第５のいずれかの態様の発明において、前記劣化判定しきい値は、前記負荷の動作に必要な最低電圧となる内部抵抗成分の値以下の値とすることを特徴とする。
【００２１】
第９の態様の発明は、第１、第４、第５、第６のいずれかの態様の発明において、前記基準温度における内部抵抗成分と、前記基準温度における前記蓄電池からあらかじめ定められた放電電流を流した際の前記蓄電池の放電時端子間電圧との関係を抵抗電圧変換係数としてあらかじめ求める工程における前記蓄電池の放電時端子間電圧は、前記蓄電池の放電時の最低電圧であることを特徴とする。
【００２２】
第１０の態様の発明は、第１、第４、第５、第６のいずれかの態様の発明において、前記基準温度における内部抵抗成分と、前記基準温度における前記蓄電池からあらかじめ定められた放電電流を流した際の前記蓄電池の放電時端子間電圧との関係を抵抗電圧変換係数としてあらかじめ求める工程における前記蓄電池の放電時端子間電圧は、前記蓄電池の放電開始から所定時間経過後の電圧であることを特徴とする。
【００２３】
第１１の態様の発明は、第１〜第１０のいずれかの態様の発明において、２つ以上の蓄電池のうち、少なくとも１つの蓄電池について劣化状態を判定し、前記１つの蓄電池が劣化の見込まれる状態又は劣化状態である場合、その状態を認識することを特徴とする。
【００２４】
第１２の態様の発明は、第１〜第１１のいずれかの態様の発明において、少なくとも２つの前記蓄電池の劣化状態を判定し、蓄電池が劣化の見込まれる状態又は劣化状態である場合、充電又は交換を要する要対応蓄電池の情報と、継続して使用可能な継続使用蓄電池の情報とを表示する表示部と、前記蓄電池の履歴を記録する記憶部を有し、少なくとも充電して使用する又は継続して使用可能する蓄電池の履歴を保持、又は／及び、継続して判定するプログラムを有する制御・判定部を備えることを特徴とする。
【００２５】
第１３の態様の発明は、蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の放電性能に基づいて判定する蓄電池の劣化判定方法であって、あらかじめ２以上の温度範囲を定め、該温度範囲ごとに任意の基準温度を設定し、前記蓄電池の劣化状態を判定する際に測定される測定温度を、前記温度範囲に対応する少なくとも１つの基準温度を選択し、前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、前記蓄電池の放電性能に相関関係を有する相関値を所望の温度で測定し、あらかじめ求めた前記相関値の温度補正式、前記相関値の測定時の温度および前記相関値に基づいて、前記相関値を前記基準温度における相関値に変換し、相関値と前記放電性能との所定の関係式及び変換後の前記相関値に基づいて前記蓄電池の放電性能を求め、求めた前記基準温度における放電性能を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定することを特徴とする。
【００２６】
第１４の態様の発明は、蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の放電性能に基づいて判定する蓄電池の劣化判定方法であって、前記蓄電池の劣化状態を判定する際に測定される測定温度と、該測定温度の値から２以上の基準温度を設定し、前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、前記蓄電池の放電性能に相関関係を有する相関値を所望の温度で測定し、あらかじめ求めた前記相関値の温度補正式、前記相関値の測定時の温度および前記相関値に基づいて、前記相関値を前記基準温度における相関値に変換し、相関値と前記放電性能との所定の関係式及び変換後の前記相関値に基づいて前記蓄電池の放電性能を求め、前記蓄電池の放電性能に相関関係を有する相関値を所望の温度で測定し、前記２以上の基準温度における値を比較又は互いの相関関係を判定して前記蓄電池の劣化状態を判定することを特徴とする。
【００２７】
第１５の態様の発明は、蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の放電性能に基づいて判定する蓄電池の劣化判定方法であって、前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、前記蓄電池の放電性能に相関関係を有する相関値を所望の温度で測定し、あらかじめ求めた前記相関値の温度補正式、前記相関値の測定時の温度および前記相関値に基づいて、前記相関値を前記基準温度における相関値に変換し、相関値と前記放電性能との所定の関係式及び変換後の前記相関値に基づいて前記蓄電池の放電性能を求め、求めた前記基準温度における放電性能を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定することを特徴とする。
【００２８】
第１６の態様の発明は、第１３又は第１４のいずれかの態様の発明において、前記相関値は、前記蓄電池の内部抵抗成分の直流抵抗値、交流インピーダンス値あるいは前記交流インピーダンスの逆数である交流コンダクタンス値等の導電値であることを特徴とする。
【００２９】
第１７の態様の発明は、第１３〜第１５のいずれかの態様の発明において、前記所定の関係式は、負荷の消費電流の時間変化パターンに相当する電流を流した際の前記蓄電池の端子間電圧、あるいは、負荷の消費電流の時間変化パターンに準じた電流を流した際の前記蓄電池の端子間電圧であることを特徴とする。
【００３０】
第１８の態様の発明は、第１３〜第１６のいずれかの態様の発明において、前記基準温度は、前記蓄電池の所定の使用可能温度範囲の内、蓄電池の放電性能が最も低下する温度に設定されることを特徴とする。
【００３１】
第１９の態様の発明は、第１３〜第１６のいずれかの態様の発明において、前記基準温度は、前記所望の温度から一定温度を差し引いた温度に設定されることを特徴とする。
【００３２】
第２０の態様の発明は、第１３〜第１６のいずれかの態様の発明において、前記基準温度は、前記所望の温度が属する温度帯域毎に対応する所定の温度に設定されることを特徴とする。
【００３３】
第２１の態様の発明は、蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の内部抵抗成分の測定結果に基づいて判定する蓄電池の劣化判定装置であって、前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、前記内部抵抗成分の温度による変化を抵抗温度補正係数としてあらかじめ求め、前記基準温度における内部抵抗成分と、前記基準温度における前記蓄電池からあらかじめ定められた放電電流を流した際の前記蓄電池の放電時端子間電圧との関係を抵抗電圧変換係数としてあらかじめ求め、前記蓄電池の内部抵抗成分および該内部抵抗成分測定時の前記蓄電池の温度を測定する電池温度測定部と、前記測定された内部抵抗成分の値を、前記抵抗温度補正係数に基づいて前記基準温度における内部抵抗成分の値に変換する内部抵抗成分変換部と、該基準温度における内部抵抗成分の値を、前記抵抗電圧変換係数に基づいて前記基準温度における前記蓄電池の放電時端子間電圧の値に変換する端子間電圧変換部と、該基準温度における該蓄電池の放電時端子間電圧を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定する劣化状態判定部と、を備えたことを特徴とする。
【００３４】
第２２の態様の発明は、蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の内部抵抗成分の測定結果に基づいて判定する蓄電池の劣化判定装置であって、前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、前記内部抵抗成分の温度による変化を抵抗温度補正係数としてあらかじめ求め、前記基準温度における内部抵抗成分と、前記基準温度における前記蓄電池からあらかじめ定められた放電電流を流した際の前記蓄電池の放電時降下電圧との関係を抵抗電圧変換係数としてあらかじめ求め、前記蓄電池の内部抵抗成分および該内部抵抗成分測定時の前記蓄電池の温度を測定する電池温度測定部と、前記測定された内部抵抗成分の値を、前記抵抗温度補正係数に基づいて前記基準温度における内部抵抗成分の値に変換する内部抵抗成分変換部と、該基準温度における内部抵抗成分の値を、前記抵抗電圧変換係数に基づいて前記基準温度における前記蓄電池の放電時降下電圧の値に変換する放電時降下電圧変換部と、該基準温度における該蓄電池の放電時降下電圧を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定する劣化状態判定部と、を備えたことを特徴とする。
【００３５】
第２３の態様の発明は、蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の内部抵抗成分の測定結果に基づいて判定する蓄電池の劣化判定装置であって、前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、前記内部抵抗成分の温度による変化を抵抗温度補正係数としてあらかじめ求め、前記蓄電池の内部抵抗成分および該内部抵抗成分測定時の前記蓄電池の温度を測定する電池温度測定部と、前記測定された内部抵抗成分の値を、前記抵抗温度補正係数に基づいて前記基準温度における内部抵抗成分の値に変換する内部抵抗成分変換部と、該基準温度における内部抵抗成分の値を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定する劣化状態判定部と、を備えたことを特徴とする。
【００３６】
第２４の態様の発明は、蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の放電性能に基づいて判定する蓄電池の劣化判定装置であって、前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、前記蓄電池の放電性能に相関関係を有する相関値を所望の温度で測定し、あらかじめ求めた前記相関値の温度補正式、前記相関値の測定時の温度および前記相関値に基づいて、前記相関値を前記基準温度における相関値に変換する相関値変換部と、相関値と前記放電性能との所定の関係式及び変換後の前記相関値に基づいて前記蓄電池の放電性能を求める放電性能算出部と、求めた前記基準温度における放電性能を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定する劣化状態判別部と、を備えたことを特徴とする。
【００３７】
第２５の態様の発明は、第２１〜第２４のいずれかの態様の発明において、２つ以上の蓄電池のうち、少なくとも１つの蓄電池について劣化状態を判定し、前記１つの蓄電池が劣化の見込まれる状態又は劣化状態である場合、その状態を認識できる表示部を備えることを特徴とする。
【００３８】
第２６の態様の発明は、第２１〜第２５のいずれかの態様の発明において、少なくとも２つの前記蓄電池の劣化状態を判定し、蓄電池が劣化の見込まれる状態又は劣化状態である場合、充電又は交換を要する要対応蓄電池の情報と、継続して使用可能な継続使用蓄電池の情報とを表示する表示部と、前記蓄電池の履歴を記録する記憶部を有し、少なくとも充電して使用する又は継続して使用可能する蓄電池の履歴を保持、又は／及び、継続して判定するプログラムを有する制御・判定部を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける蓄電池の劣化状態を判定するに際し、蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、実測された蓄電池の内部抵抗成分を基準温度における値に変換し、この値を基準温度における蓄電池の放電時端子間電圧に変換し、この基準温度における蓄電池の放電時端子間電圧を劣化判定しきい値と比較して蓄電池の劣化状態を判定するため、負荷に接続された使用中の蓄電池の劣化状態の判定を短時間かつ正確に行うことができる。
【００４０】
また、基準温度における蓄電池の放電時端子間電圧のかわりに、基準温度における蓄電池の放電時降下電圧を用いて劣化判定しきい値と比較してもほぼ同様の効果が得られ、基準温度における内部抵抗成分の値を劣化判定しきい値と比較してもほぼ同様の効果が得られる。
【００４１】
さらに、蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、蓄電池の放電性能に相関関係を有する相関値を所望の温度で測定し、あらかじめ求めた相関値の温度補正式、相関値の測定時の温度および相関値に基づいて、相関値を基準温度における相関値に変換し、相関値と放電性能との所定の関係式及び変換後の相関値に基づいて蓄電池の放電性能を求める。そして求めた基準温度における放電性能が、劣化判定しきい値より大きい場合は、電池は必要な電力出力が可能と判断される。得られた放電性能が、劣化判定しきい値以下で有れば、電池は必要な電力出力が不可能と判断される。
【００４２】
しかも、放電性能としては、蓄電池（補助電池）の実際の負荷を想定して規定された消費電流の時間変化パターンの電流を流した時、あるいは、規定された消費電流の時間変化パターンに準じた電流を流した時の、最低保証電圧に対する補助電池の端子間電圧としているため、従来方法の様な電池の残存容量（例えば、５時間率容量）の低下として判断するよりも、はるかに精度良く設備に設置された蓄電池や車載された蓄電池（補助電池）の放電性能の低下を判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明が適用されるシステムの第１例を示す説明図である。
【図２】本発明が適用されるシステムの第２例を示す説明図である。
【図３】本発明が適用されるシステムにおいて用いられる電力制御装置の一例を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態である蓄電池の劣化判定方法の第１例の流れを説明する流れ図である。
【図５】本発明の実施形態である蓄電池の劣化判定方法の第２例の流れを説明する流れ図である。
【図６】本発明の実施形態である蓄電池の劣化判定方法の第３例の流れを説明する流れ図である。
【図７】負荷使用時の放電電流の時間変化の第１例を示すグラフである。
【図８】負荷使用時の放電電流の時間変化の第２例を示すグラフであって、（イ）は負荷の動作時間中に必要とされる消費電流を表す電流波形、（ロ）は（イ）の電流波形と実質的に等価とみなせる電流波形を示す。
【図９】第１例の方法による、抵抗電圧変換係数を求める際の蓄電池の放電時端子間電圧を蓄電池の放電時の最低電圧とする場合の、放電時端子間電圧と放電電流の関係を示すグラフである。
【図１０】第１例の方法による、抵抗電圧変換係数を求める際の蓄電池の放電時端子間電圧を蓄電池の放電開始から所定時間経過後の電圧とする場合の、放電時端子間電圧と放電電流の関係を示すグラフである。
【図１１】蓄電池の内部抵抗成分の温度依存性の一例を示すグラフである。
【図１２】抵抗温度補正係数の一例を示すグラフである。
【図１３】第１例の方法において用いられる抵抗電圧変換係数の一例を示すグラフである。
【図１４】第２例の方法において用いられる抵抗電圧変換係数の一例を示すグラフである。
【図１５】第２実施形態の処理フローチャートである。
【図１６】第２実施形態における内部抵抗成分（内部抵抗値）と負荷電流を放電している最中の最低電圧の関係を示す図である。
【図１７】従来方法である電池容量（５時間率容量）と負荷電流を放電している最中の最低電圧の関係を示す図である。
【図１８】従来方法の処理フローチャートである。
【図１９】変形例のシステム構成図（その１）である。
【図２０】変形例のシステム構成図（その２）である。
【図２１】変形例のシステム構成図（その３）である。
【図２２】変形例のシステム構成図（その４）である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
次に本発明の好適な実施形態を、図面を用いて説明する。
［１］第１実施形態
第１実施形態にかかる本発明の蓄電池の劣化判定方法及び蓄電池の劣化判定装置は、蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける蓄電池の劣化状態を、その内部抵抗成分の測定結果に基づいて判定する方法および装置である。
【００４５】
本発明の蓄電池の劣化判定方法および蓄電池の劣化判定装置は、充電電圧や充電状態が変化する用途または急速放電を行う用途に用いられる蓄電池に対しても、ほぼ正確に劣化状態を判定することができる点で従来の方法より優れている。ここで、急速放電とは、実際の放電時における放電電流の値（放電電流値）が、定格放電時の放電電流値（定格電流値：一般には５時間率または１０時間率）より大きい状態を意味する。
【００４６】
また、本発明の第１実施形態である蓄電池の劣化判定方法および蓄電池の劣化判定装置は、下記（１）（２）の事項をあらかじめ定めておくことを特徴としている。
【００４７】
（１）蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度として規定すること。この基準温度は、例えば蓄電池の使用温度範囲内であって、かつ前記蓄電池からあらかじめ定められた放電電流を流した際の放電時端子間電圧の値が最も低くなる温度に設定される。ここで、蓄電池の放電時端子間電圧（放電性能）に与える影響について、通常は蓄電池の内部抵抗成分の温度特性によるものが支配的であるが、他の要因（例えば負荷側の消費電流等の温度特性等）についての影響も考慮することができる。具体的には、蓄電池と負荷との間に逆接続防止用のダイオードが接続されることがあるが、その温度特性等を考慮することもできる。
【００４８】
（２）蓄電池の内部抵抗成分の温度による変化を抵抗温度補正係数としてあらかじめ求めること。この抵抗温度補正係数は、（１）で規定された基準温度における蓄電池の内部抵抗成分を求めるために用いられる。
また、必要に応じて、下記（３）の事項をあらかじめ定めておくことが望ましい。
【００４９】
（３）基準温度における内部抵抗成分と、基準温度における蓄電池から負荷に対して定められた電流を流した際の放電時端子間電圧との関係を抵抗電圧変換係数としてあらかじめ求めること。上記（１）のように、蓄電池の放電性能に与える影響について、通常は蓄電池の内部抵抗成分の温度特性によるものが支配的であるため、この影響を直接的に示す係数として抵抗電圧変換係数が用いられる。また、定められた電流の値として、前述の急速放電時の放電電流値を定めることが可能である。この場合には、定格電流の数倍〜数十倍の電流を短時間（たとえば数秒以下）流す場合などがある。また、基準温度における放電時端子間電圧の代わりに、基準温度における放電時降下電圧を用いて抵抗電圧変換係数を求めることもできる。
【００５０】
また、本発明の実施形態である蓄電池の劣化判定方法は、あらかじめ定められた上記（１）〜（３）の事項に基づいて、下記（４）〜（７）の処理を行うことを特徴としている。
【００５１】
（４）蓄電池の内部抵抗成分およびその測定時の前記蓄電池の温度を測定する。ここで、蓄電池の温度の測定は、蓄電池の内部抵抗成分の測定と同時に行う必要はなく、蓄電池の温度が実質的に変化していないとみなしうる場合においては、両者の測定のタイミングが一致していなくても問題はない。
【００５２】
（５）上記（４）において測定された内部抵抗成分の値を、上記（２）の抵抗温度補正係数に基づいて、基準温度における内部抵抗成分の値に変換する。
【００５３】
（６）上記（５）により求められた基準温度における内部抵抗成分の値を、上記（３）の抵抗電圧変換係数に基づいて基準温度における蓄電池の放電時端子間電圧に変換する。このことにより、負荷の動作電圧との対比が可能となる。
【００５４】
（７）上記（６）により求められた基準温度における蓄電池の放電時端子間電圧を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定する。劣化判定しきい値は、例えば負荷の動作に必要な最低電圧（以下、負荷の最低動作電圧とする）とすることができる。蓄電池の放電時端子間電圧が劣化判定しきい値より大きい場合は、蓄電池は必要な電力出力が可能であると判断され、劣化判定しきい値以下であれば、蓄電池は必要な電力出力が不可能であって蓄電池は劣化状態であると判断される。さらに、劣化判定しきい値より大きい側に幅を持たせた電圧値を設定し、その幅を持たせた電圧値以下となった場合に劣化状態に近づいていると判断してもよい。
【００５５】
なお、上記（６）（７）の処理のかわりに、下記の（８）または（９）の処理を行うこともできる。その効果は、（６）（７）の処理を行った場合と実質的に同等である。
【００５６】
（８）上記（５）により求められた基準温度における内部抵抗成分の値を、抵抗電圧変換係数に基づいて基準温度における蓄電池の放電時降下電圧に変換し、この値をあらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定する。この劣化判定しきい値は、例えば負荷の動作に必要な最低電圧となる降下電圧値以下の値とすることができる。このことにより、蓄電池の降下電圧値との対比が可能となる。
【００５７】
（９）上記（５）により求められた基準温度における内部抵抗成分の値を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定する。この劣化判定しきい値は、例えば負荷の動作に必要な最低電圧となる内部抵抗成分の値以下の値とすることができる。このことにより、蓄電池の内部抵抗成分の値との対比が可能となる。
【００５８】
すなわち、本発明の実施形態である蓄電池の劣化判定方法は、上記（１）〜（９）の特徴を有するため、さらに具体的には、蓄電池の内部抵抗成分の測定結果に基づいて、蓄電池の放電時端子間電圧や放電時降下電圧に変換し、または蓄電池の内部抵抗成分の値のままそれぞれ劣化判定しきい値と比較するため、負荷に接続された使用中の蓄電池の劣化状態の判定を短時間にかつ正確に行うことができる。
【００５９】
ここで、蓄電池の放電性能について説明する。放電性能とは、ある定められた電流を流した時の蓄電池の端子間電圧として考えることができる。つまり、放電性能が低下するということは、同一の電流出力に対して端子間電圧の低下が大きくなることである。従って、放電性能とは、同一の電流出力に対する電圧降下として考えることができる。
【００６０】
本発明においては、蓄電池の電圧降下の値を実際に蓄電池の内部抵抗成分の値の変化から求め、この内部抵抗成分の値の増加に基づいて放電性能の低下を判断する。ここで、蓄電池の内部抵抗成分とは、蓄電池の電圧降下の代替指標となるものであればよい。例えば、内部抵抗成分として、インピーダンス（直流抵抗成分のみまたはリアクタンス成分のみでも可）を用いてもよく、アドミタンス（コンダクタンス成分のみまたはサセプタンス成分のみでも可）を用いてもよい。
【００６１】
また、本発明においては、蓄電池の使用温度範囲内であって、かつ前記蓄電池からあらかじめ定められた放電電流を流した際の放電時端子間電圧の値が最も低くなる温度での放電性能低下を判断することが、劣化状態を確実に判断する点から望まれる。例えば、蓄電池が鉛蓄電池である場合、使用温度範囲を−１０℃〜＋４０℃としたときの放電性能は、低温にいくほど低下し、蓄電池の使用温度範囲の下限温度において最も厳しくなる。そこで、任意の温度の蓄電池で測定した内部抵抗成分の測定値から、電池の放電性能が最も厳しい温度、すなわち蓄電池の使用温度範囲の下限温度における放電性能を求めることが望ましい。
【００６２】
また、本発明では、上述の例のように、蓄電池の使用温度範囲の下限温度における劣化状態を判断すると蓄電池の特性保証が過剰となる場合には、蓄電池の温度に応じて劣化状態を判断する基準温度を変化させてもよい。この基準温度は、必ずしも蓄電池の使用温度範囲の下限温度に設定する必要はなく、蓄電池の使用温度範囲の下限温度より高い温度を基準温度として劣化状態を判断してもよい。
【００６３】
例えば、測定した蓄電池の温度から、一定の温度を差し引いた温度を基準温度として劣化状態を判断してもよい。また、例えば蓄電池の使用温度範囲が−３０℃〜＋５５℃である場合において、蓄電池の温度が＋２５℃〜＋５５℃であれば基準温度を０℃、蓄電池の温度が０℃〜＋２５℃であれば基準温度を−１５℃、蓄電池の温度が−３０℃〜０℃であれば基準温度を−３０℃、というように、測定した蓄電池の温度に応じて基準温度を設定してもよい。また、例えば蓄電池の測定温度の履歴を年間を通して記録し、蓄電池の履歴温度範囲が−３０℃〜＋５５℃である場合には基準温度を−３０℃、蓄電池の履歴温度範囲が０℃〜＋２５℃であれば基準温度を−１５℃、蓄電池の履歴温度範囲が＋２５℃〜＋５５℃であれば基準温度を０℃、蓄電池の履歴温度範囲が−３０℃〜０℃であれば基準温度を−３０℃、というように、蓄電池の履歴温度範囲に応じて基準温度を設定してもよい。
【００６４】
また、例えば、蓄電池の使用温度範囲を−３０℃〜＋５５℃としたとき、その範囲を表１のように、“−３０℃以上、０℃未満”、“０℃以上、＋３０℃以下”、“＋３０℃超、＋５５℃以下”の３つに区分し、測定した蓄電池の温度に応じて基準温度の選定パターンを基準温度選定ＡとＢ又はＣのように複数設定してもよい。例えば、蓄電池の設置場所の温度履歴に応じて基準温度を任意にしてもよい。
【００６５】
また、基準温度選定Ｃは、基準温度選定ＡとＢに比べ、−２０℃を基準温度とするので、低い温度（区分１）での判定が緩いものとなる。この判定により劣化と判定し、蓄電池を充電又は交換をするようにしてよい。また、高温側においても、例えば、蓄電池の上限温度程度になった場合、＋３０℃を基準温度とする判定をしてよい。
【００６６】
また、基準温度は測定温度範囲の異なる区分のものから設定してもよい。例えば、基準温度選定Ｂのとき、測定した蓄電池の温度が＋５℃であっても、基準温度として＋３０℃（表１の基準温度選定Ｂの区分３）等、基準温度を任意に選択してもよい。なお、測定温度範囲の区分は４つ以上あってもよい。また、測定温度範囲を−３０≦区分１＜−２０℃，・・，０≦区分ｍ＜１０℃，・・・，５０≦区分ｎ＜６０℃のように１０℃程度毎のようにほぼ等間隔に温度範囲に区分してよく。当然に、任意の不等間隔に温度範囲を区分してよい。
【００６７】
【表１】
【００６８】
さらに、基準温度は複数、１つの基準温度で測定し（測定結果１）、他の基準温度での測定し（測定結果２，３，４，・・ｎ）、例えば、複数の基準温度での電圧値について比較し、最も厳しい判定となる基準温度を選択してよい。
また、１つの蓄電池において、複数の基準温度での電圧値についての相関等の関係と、負荷状況や環境等の使用状態とを考慮し、劣化判定をするようにしてよい。
また、複数の蓄電池について、１つの蓄電池において１以上の基準温度を設定し、互いの相関等の関係、又は／及び、負荷状況や環境等の使用状態を考慮し、劣化判定をするようにしてよい。さらに、複数の蓄電池を判定することにより、ほぼ同時に交換や充電をした蓄電池について、負荷状況や環境等による劣化状況（寿命）を予測することも可能となり、予測される交換や充電時期をユーザに報せることもできる。
【００６９】
ここで、負荷の最低動作電圧が温度依存性を有する場合には、基準温度の設定の他に負荷の最低動作電圧の温度依存性についても考慮することが望ましい。例えば、蓄電池の劣化状態を確実に判断する点からは、負荷の最低動作電圧を、負荷の使用温度範囲における最高電圧値に設定することが望ましい。また蓄電池の特性保証が過剰となる場合には、負荷の最低動作電圧を、劣化状態判断時の負荷の温度における最低動作電圧としてもよい。
【００７０】
次に、本発明が適用されるシステムの例を説明する。図１は、本発明が適用されるシステムの第１例を示す説明図である。図１において、１は本発明が適用されるシステムである。このシステム１は、システム１を動作させる電力源２と、電力源２からの電力により充電される蓄電池３と、電力源２または蓄電池３からの電力により動作する負荷４と、電力源２または蓄電池３から負荷４への電力の供給を制御する電力制御装置５を備えている。なお、実際のシステム１には、負荷が多数設けられている場合もあるが、図１においては特定の負荷４にのみ着目し、他の負荷については図示および説明を省略する。
【００７１】
また、電力制御装置５は、負荷４に接続された蓄電池３の劣化状態を判定する蓄電池劣化判定装置６を備えている。蓄電池３としては、どのような蓄電池を用いてもよく、例えば鉛蓄電池を用いてもよい。具体的には、種類、電圧、容量等の区別なく用いることができる。
【００７２】
ここで、蓄電池劣化判定装置６は、蓄電池３の劣化状態を、蓄電池３の内部抵抗成分の測定結果に基づいて判定する機能を有する。蓄電池３の劣化状態を判定するために蓄電池３の内部抵抗成分の測定結果を利用すると、例えばシステム１が負荷変動の大きい装置であって電力源２が商用電源や太陽電池、あるいは、自動車等の車両であって電力源２が発電機（オルタネータ）である場合などのように、充電中の蓄電池３の電池電圧が変動する場合にも、従来技術と比較して正確に蓄電池３の劣化状態を判定することができる。
【００７３】
また、本発明が適用されるシステムとしては、通常使用される蓄電池と予備の蓄電池を併用するシステムも考えられる。なお、通常使用される蓄電池と予備の蓄電池の数量についての制限は特になく、それぞれ少なくとも１個以上用いたシステムであれば、どのように蓄電池を組み合わせたシステムであっても、本発明を適用することが可能である。
【００７４】
図２は、本発明が適用されるシステムの第２例を示す説明図である。
図２において、１は本発明が適用されるシステムである。このシステム１は、システム１を動作させる電力源２と、電力源２からの電力により充電される主蓄電池３Ａと、電力源２または主蓄電池３Ａからの電力により動作する負荷４と、電力源２または主蓄電池３Ａから負荷４への電力の供給を制御する電力制御装置５を備えている。また、システム１は、主蓄電池３Ａをバックアップする予備蓄電池３Ｂを備えている。なお、図２においては、図1と同様に特定の負荷４にのみ着目し、他の負荷については図示および説明を省略する。
【００７５】
また、電力制御装置５は、負荷４に接続された主蓄電池３Ａまたは予備蓄電池３Ｂのうち少なくとも一方の劣化状態を判定する蓄電池劣化判定装置６を備えている。主蓄電池３Ａおよび予備蓄電池３Ｂとしては、どのような蓄電池を用いてもよく、例えば鉛蓄電池を用いてもよい。
【００７６】
ここで、蓄電池劣化判定装置６は、主蓄電池３Ａまたは予備蓄電池３Ｂの劣化状態を、主蓄電池３Ａまたは予備蓄電池３Ｂの内部抵抗成分の測定結果に基づいて判定する機能を有する。蓄電池劣化判定装置６がこの機能を有する利点は、前述のとおりである。
【００７７】
また、図２では主蓄電池３Ａと予備蓄電池３Ｂと複数の蓄電池を備えるものであり、少なくとも１つの蓄電池について劣化状態を判定するようにし、その蓄電池が劣化の見込まれる状態又は劣化状態である場合、充電又は交換を要する蓄電池の情報を伝えるものである。また、蓄電池の情報を表示する図１９又は図２０のような表示部１０３を設け、ユーザー他に蓄電池の状態を伝え、充電又は交換することを促すことができる。
【００７８】
さらに、図２では主蓄電池３Ａと予備蓄電池３Ｂと複数の蓄電池を備えるものであり、少なくとも２つの蓄電池について劣化状態を判定するようにし、蓄電池が劣化の見込まれる状態又は劣化状態である場合、充電又は交換を要する要対応蓄電池の情報と、継続して使用可能な継続使用蓄電池の情報とを表示する図１９又は図２０のような表示部１０３と、前記蓄電池の履歴を記録する記憶部（図示しない）を有し、少なくとも充電して使用する又は継続して使用可能する蓄電池の履歴を保持、又は／及び、継続して判定するプログラムを有する制御・判定部（図２の電力制御装置５や蓄電池劣化判定装置６等）を備え、蓄電池の劣化状態を判定することができる。このようにすれば、少なくとも１つは常に使用可能な蓄電池とすることが可能である。従って、例えば、常時電源が活きている必要があるようなシステムや装置に本発明を取り入れると有効である。
【００７９】
次に、本発明が適用されるシステムにおいて用いられる電力制御装置５の例を説明する。
図３は、本発明が適用されるシステムにおいて用いられる電力制御装置の一例を示す説明図である。ここで、図３の電力制御装置は、図１のシステムに用いられるものとして説明する。
【００８０】
図３において、電力制御装置５は、電力源２から蓄電池３への充電電力の有無を検知する充電電力検出手段５１と、蓄電池劣化判定装置６からの劣化検知信号を警報信号に変換して外部に発出する警報発生手段５２を備えている。なお、充電電力検出手段５１は、蓄電池劣化判定装置６による蓄電池３の劣化状態の判定を蓄電池３が充電されていないときに行わせるための手段である。
なお、実際の電力制御装置５には、必要に応じて電力源２から蓄電池３への充電電力を調整する機能などの他の機能が設けられるが、ここでは図示および説明を省略する。
【００８１】
また、蓄電池劣化判定装置６は、蓄電池３の内部インピーダンスを測定するインピーダンス測定手段６１と、インピーダンス測定手段６１からの測定結果を用いて蓄電池３の劣化判断を行う状態検知手段６２を備えている。状態検知手段６２には温度センサ６３が接続されており、蓄電池３の温度または蓄電池３の周辺の温度を測定することができる。また、状態検知手段６２はインピーダンス測定手段６１を制御する機能と、蓄電池３が劣化している場合の劣化検知信号を警報発生手段５２に送出する機能を有する。
【００８２】
次に、本発明の実施形態である蓄電池の劣化判定方法の具体的一例について説明する。
図４は、本発明の実施形態である蓄電池の劣化判定方法の第１例の流れを説明する流れ図である。以下、ステップごとに分けて説明する。
【００８３】
ステップ０：初期値設定
基準温度、抵抗温度補正係数、抵抗電圧変換係数、劣化判定しきい値を、それぞれ初期値として設定する。ここで、抵抗電圧変換係数は、基準温度における内部抵抗成分値を基準温度における蓄電池の放電時端子間電圧に変換する係数である。また、劣化判定しきい値としては、負荷の最低動作電圧以上の電圧値を用いる。
【００８４】
ステップ１：内部抵抗成分の測定
蓄電池の両端に交流電流を流して、内部抵抗成分（具体的には内部インピーダンス）を測定する。この測定は、いわゆる交流４端子法、またはその改良方法により行う。また、交流電流の周波数は適宜選択することができ、必要に応じて複数の周波数を用いて内部抵抗成分を測定することも可能である。
【００８５】
ステップ２：蓄電池温度の測定
前述のステップ１の内部抵抗成分値の測定と並行して、蓄電池温度の測定を行う。蓄電池温度の代わりに、蓄電池の周囲の温度を測定してもよい。なお、蓄電池の温度の測定は、蓄電池の内部抵抗成分の測定と同時に行う必要はない。
【００８６】
ステップ３：基準温度における内部抵抗成分値への変換
ステップ０において設定された抵抗温度補正係数と、ステップ２において実測された蓄電池温度の値を用いて、ステップ１において実測された蓄電池の内部抵抗成分値を、基準温度における内部抵抗成分値に変換する。
【００８７】
ステップ４：放電時端子間電圧への変換
ステップ３において求められた基準温度における内部抵抗成分値を、ステップ０において設定された抵抗電圧変換係数により、基準温度における蓄電池の放電時端子間電圧に変換する。
【００８８】
ステップ５：放電時端子間電圧と劣化判定しきい値との比較
ステップ４において求められた放電時端子間電圧と、ステップ０において設定された劣化判定しきい値とを比較する。前者の値が後者の値より大きい場合はステップ６へ進み、それ以外の場合はステップ７へ進む。
【００８９】
ステップ６：判定結果（１）〜〜〜蓄電池を正常であると判定
ステップ５において、放電時端子間電圧が劣化判定しきい値より大きい場合は、蓄電池は正常であると判定され、劣化判定の流れは終了する。
【００９０】
ステップ７：判定結果（２）〜〜〜蓄電池を劣化していると判定
ステップ５において、放電時端子間電圧が劣化判定しきい値以下である場合は、蓄電池は劣化していると判定され、劣化判定の流れは終了する。
ここで、ステップ６を経由して劣化判定の流れが終了した場合には、時間をおいて次回以降の劣化判定が開始されることがあり、この場合はステップ７を経由して劣化判定の流れが終了するまで、劣化判定が繰り返されることがある。また、図４に例示されたステップ０からステップ７までの一連の劣化判定の流れを、時間をおいて周期的に繰り返し行ってもよい。
【００９１】
次に、本発明の実施形態である蓄電池の劣化判定方法の第２例を説明する。図５は、本発明の実施形態である蓄電池の劣化判定方法の第２例の流れを説明する流れ図である。以下、第１例の説明と同様に、ステップごとに分けて説明する。
【００９２】
ステップ０：初期値設定
基準温度、抵抗温度補正係数、抵抗電圧変換係数、劣化判定しきい値を、それぞれ初期値として設定する。ここで、抵抗電圧変換係数は、基準温度における内部抵抗成分値を基準温度における蓄電池の放電時降下電圧に変換する係数である。また、劣化判定しきい値としては、負荷の動作に必要な最低電圧となる降下電圧の値以下の値を用いる。
【００９３】
ステップ１：内部抵抗成分の測定
内容は第１例と同様であるため、説明を省略する。
【００９４】
ステップ２：蓄電池温度の測定
内容は第１例と同様であるため、説明を省略する。
【００９５】
ステップ３：基準温度における内部抵抗成分値への変換
内容は第１例と同様であるため、説明を省略する。
【００９６】
ステップ４：放電時降下電圧への変換
ステップ３において求められた基準温度における内部抵抗成分値を、ステップ０において設定された抵抗電圧変換係数により、基準温度における蓄電池の放電時降下電圧に変換する。
【００９７】
ステップ５：放電時降下電圧と劣化判定しきい値との比較
ステップ４において求められた放電時降下電圧と、ステップ０において設定された劣化判定しきい値とを比較する。前者の値が後者の値より小さい場合はステップ６へ進み、それ以外の場合はステップ７へ進む。
【００９８】
ステップ６：判定結果（１）〜〜〜蓄電池を正常であると判定
ステップ５において、放電時降下電圧が劣化判定しきい値より小さい場合は、蓄電池は正常であると判定され、劣化判定の流れは終了する。
【００９９】
ステップ７：判定結果（２）〜〜〜蓄電池を劣化していると判定
ステップ５において、放電時降下電圧が劣化判定しきい値以上である場合は、蓄電池は劣化していると判定され、劣化判定の流れは終了する。
【０１００】
なお、図４に例示した第１例と同様、ステップ６を経由して劣化判定の流れが終了した場合には、時間をおいて次回以降の劣化判定が開始されることがあり、この場合はステップ７を経由して劣化判定の流れが終了するまで、劣化判定が繰り返されることがある。また、図５に例示されたステップ０からステップ７までの一連の劣化判定の流れを、時間をおいて周期的に繰り返し行ってもよい。
【０１０１】
次に、本発明の実施形態である蓄電池の劣化判定方法の第３例を説明する。図６は、本発明の実施形態である蓄電池の劣化判定方法の第３例の流れを説明する流れ図である。以下、第１例、第２例の説明と同様に、ステップごとに分けて説明する。
【０１０２】
ステップ０：初期値設定
基準温度、抵抗温度補正係数、抵抗電圧変換係数、劣化判定しきい値を、それぞれ初期値として設定する。ここで、劣化判定しきい値としては、負荷の動作に必要な最低電圧となる内部抵抗成分の値以下の値を用いる。
【０１０３】
ステップ１：内部抵抗成分の測定
内容は第１例と同様であるため、説明を省略する。
【０１０４】
ステップ２：蓄電池温度の測定
内容は第１例と同様であるため、説明を省略する。
【０１０５】
ステップ３：基準温度における内部抵抗成分値への変換
内容は第１例と同様であるため、説明を省略する。
【０１０６】
ステップ４：基準温度における内部抵抗成分値と劣化判定しきい値との比較 ステップ３において求められた基準温度における内部抵抗成分値と、ステップ０において設定された劣化判定しきい値とを比較する。前者の値が後者の値より大きい場合はステップ５へ進み、それ以外の場合はステップ６へ進む。
【０１０７】
ステップ５：判定結果（１）〜〜〜蓄電池を正常であると判定
ステップ４において、基準温度における内部抵抗成分値が劣化判定しきい値より小さい場合は、蓄電池は正常であると判定され、劣化判定の流れは終了する。
【０１０８】
ステップ６：判定結果（２）〜〜〜蓄電池を劣化していると判定
ステップ４において、基準温度における内部抵抗成分値が劣化判定しきい値以上である場合は、蓄電池は劣化していると判定され、劣化判定の流れは終了する。
【０１０９】
なお、図４に例示した第１例と同様、ステップ５を経由して劣化判定の流れが終了した場合には、時間をおいて次回以降の劣化判定が開始されることがあり、この場合はステップ６を経由して劣化判定の流れが終了するまで、劣化判定が繰り返されることがある。また、図６に例示されたステップ０からステップ６までの一連の劣化判定の流れを、時間をおいて周期的に繰り返し行ってもよい。
【０１１０】
以上、本発明の第１実施形態である蓄電池の劣化判定方法の例を説明した。ここで、各例におけるステップ０で設定される値などについて説明する。
【０１１１】
まず、負荷使用時の放電電流値について説明する。負荷使用時の放電電流値は、各蓄電池の容量その他の条件により異なるので、あらかじめ劣化状態の異なる複数の同種の蓄電池を用いてデータを収集しておくことが望ましい。以下、蓄電池として鉛蓄電池を用いて、急速放電する場合、放電電流が時間により変化する場合などの例を説明する。
【０１１２】
図７は、負荷使用時の放電電流の時間変化の第１例を示すグラフである。なお、図７においては、定格電流値をあわせて示している。本発明の実施形態である蓄電池の劣化判定方法は、図７のような比較的短時間に定格電流に対して大きい電流（例えば１ｃＡ以上）が流れる場合であっても、ほぼ正確に蓄電池の劣化状態を判定することができる。
【０１１３】
図８は、負荷使用時の放電電流の時間変化の第２例を示すグラフであって、（イ）は負荷の動作時間中に必要とされる消費電流を表す電流波形、（ロ）は（イ）の電流波形と実質的に等価とみなせる電流波形を示す。本発明の実施形態である蓄電池の劣化判定方法は、図８のような時間変化をする電流が流れる場合であっても、ほぼ正確に蓄電池の劣化状態を判定することができる。もちろん、電流値が定格電流に対して大きい電流値（例えば１ｃＡ以上）である場合にも十分適用することができる。
【０１１４】
また、ステップ０で設定される値のうち、抵抗電圧変換係数を求める場合の負荷使用時の放電電流値については、図７および図８に例示されるものとなるが、この放電電流値から抵抗電圧変換係数を求める場合、各蓄電池の容量その他の条件により変換係数が異なるので、あらかじめ劣化状態の異なる複数の同種の蓄電池を用いてデータを収集しておくことが望ましい。
【０１１５】
例えば、第１例の方法において、基準温度における内部抵抗成分と、基準温度における蓄電池からあらかじめ定められた放電電流を流した際の蓄電池の放電時端子間電圧との関係を抵抗電圧変換係数としてあらかじめ求める工程における蓄電池の放電時端子間電圧は、蓄電池の放電時の最低電圧としておくと、確実に蓄電池の劣化状態を判定することができる。この場合の放電時端子間電圧と放電電流のグラフを図９に示す。
【０１１６】
また、第１例の方法において、基準温度における内部抵抗成分と、基準温度における蓄電池からあらかじめ定められた放電電流を流した際の蓄電池の放電時端子間電圧との関係を抵抗電圧変換係数としてあらかじめ求める工程における蓄電池の放電時端子間電圧は、前記蓄電池の放電開始から所定時間経過後の電圧とすることもできる。この場合の放電時端子間電圧と放電電流のグラフを図１０に示す。
【０１１７】
また、ステップ０で設定される値のうち、内部抵抗成分の温度依存性、抵抗温度補正係数、第１例の方法において用いられる抵抗電圧変換係数、第２例の方法において用いられる抵抗電圧変換係数について、それぞれグラフを図１１〜図１４に示す。なお、図１３および図１４においては劣化判定しきい値をあわせて示す。
【０１１８】
［２］第２実施形態
第２実施形態にかかる本発明の蓄電池の劣化判定方法及び蓄電池の劣化判定装置は、負荷変動の大きい装置に用いられる蓄電池（補助電池）、あるいは、車載された蓄電池（補助電池）の放電性能の低下、すなわち、蓄電池の劣化状態を精度良く判別する方法および装置である。
【０１１９】
しかも、所望の温度における測定結果に基づいて、測定対象の蓄電池の仕様として規定されている使用可能温度範囲の中で蓄電池の放電性能が最も厳しい温度（もっとも蓄電池の性能が低下する最も低温側の温度）における放電性能低下を判別するものであり、実際に蓄電池（補助電池）から電力を供給する負荷の動作に必要な電力仕様に対する補助電池の性能低下として判断するものである。
【０１２０】
一般に負荷の動作に必要な電力仕様としては、電流として消費電流の時間変化を規定し、電圧として最低保証電圧が規定されている。
【０１２１】
従って、規定された消費電流の時間変化パターンの電流、あるいは規定された消費電流の時間変化パターンに準じた電流を流した時に、蓄電池（補助電池）の端子間電圧が最低保証電圧に対してどの程度の余裕度が有るのかによって、蓄電池の放電性能を判断する。
【０１２２】
ところで、実際の測定温度で蓄電池の放電性能を判断する場合、各種装置や所定の場所に設置した蓄電池、あるいは、車両に搭載される鉛蓄電池等が、実際に稼動するまでのある期間放置される前や、出荷までの保管される前や輸送される前（以後、放置前という）、この放置前の温度では負荷の動作に必要な電力が電池から供給できる様な放電性能を有している電池であっても、到着後あるいは稼動前や使用前等である放置後の温度では、必要な電力が供給できない場合がある。従って、蓄電池が電源として必要なシステムや装置、あるいは、車両の装置等が走行上重要な安全部品の場合は重大な問題となる可能性がある。あるいは、放置後の温度で放電性能の低下が判断できたとして、車両を使用してはいけないと警告する事となり、ユーザーに対して不便を強いることとなる。
【０１２３】
そこで、本実施形態では、所定の使用可能温度範囲の中で電池の放電性能が最も厳しい温度での放電性能低下を判断している。この理由は、所定の場所に設置した蓄電池、通信装置等を収納した局舎等に備える蓄電池、あるいは、蓄電池を搭載している車両が一時的に放置される場合を想定すると、蓄電池がおかれた環境の温度により蓄電池の放電性能は変化してしまうからである。従って、放置後における蓄電池の劣化状態が不明であることから、放電性能が最も厳しい温度で放電性能を判断するものである。また、言い替えると、各種装置や車両等の負荷状況に対し、蓄電池が使用可能かどうかを判定するものである。もし、放電性能が低下している場合は、事前にユーザーや保守・メンテナンス拠点等に対して蓄電池（補助電池）の充電あるいは交換することを促すことができる。
【０１２４】
第１実施形態で述べたように、放電性能とは、同一の電流出力に対する電圧降下として考えることができる。
本願発明においては、この放電性能の低下に伴う電圧降下を蓄電池の内部抵抗値（内部抵抗成分）に置き換え、この内部抵抗値を放電性能に相関関係を有する相関値とし、この相関値の温度補正を行い、温度補正後の相関値をあらかじめ求めた関係式に代入することにより放電性能を求め、放電性能の低下（内部抵抗値の増加に相当）を判断する。測定の対象となる内部抵抗値としては、電圧降下の代替指標となるもので有れば、どの様な抵抗値でもかまわない。具体的には、直流抵抗でも良いし、交流インピーダンスでも良い。交流インピーダンスの逆数である交流コンダクタンス等の導電値を示すものでも良い。
【０１２５】
図１５は、第２実施形態の処理フローチャートである。
本発明の蓄電池の劣化判定方法は、蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、蓄電池の放電性能に相関関係を有する相関値、すなわち、内部抵抗成分を所望の温度で測定し（ステップＳ１１）、この内部抵抗成分をあらかじめ求めた温度補正式により測定時の温度で補正し、内部抵抗成分を基準温度における内部抵抗成分に変換し（ステップＳ１２）、変換後の内部抵抗成分と放電性能との所定の関係式に基づいて基準温度における蓄電池の放電性能を求め（ステップＳ１３）、求めた基準温度における放電性能を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して蓄電池の劣化状態を判定する（ステップＳ１４）ことを特徴としている。
【０１２６】
この場合において、所定の関係式は、負荷の消費電流の時間変化パターンに相当する電流を流した際の蓄電池の端子間電圧、あるいは、負荷の消費電流の時間変化パターンに準じた電流を流した際の蓄電池の端子間電圧であるようにしてもよい。
また、基準温度は、蓄電池の所定の使用可能温度範囲の内、蓄電池の放電性能が最も低下する温度に設定してもよい。
【０１２７】
本実施形態においても、使用温度範囲の中で電池の放電性能が最も厳しい温度での放電性能低下を判断している。
【０１２８】
所定の場所に設置した蓄電池、観測装置や通信装置等を収納した局舎等に備える蓄電池、あるいは、車載される蓄電池（補助電池）の使用可能温度範囲としては、例えば、−３０℃〜＋５５℃が挙げられる。この場合には、下限温度である−３０℃での電池の放電性能が最も厳しい。従って、任意の温度の電池で測定した抵抗値から、電池の放電性能が最も厳しい温度−３０℃での放電性能を求める必要がある。この方法の例としては、あらかじめ計測しておいた抵抗値の温度特性から温度補正式を求めておき、この温度補正式に電池の温度と抵抗値を代入して電池の放電性能が最も厳しい温度−３０℃での抵抗値に変換する。変換した抵抗値を、あらかじめ求められた、抵抗値と放電性能の関係を現した所定の関係式に代入することで、電池の放電性能が最も厳しい温度−３０℃での放電性能が得られる。得られた放電性能が、劣化状態を判別するための設定したしきい値より大きい場合は、電池は必要な電力出力が可能と判断される。得られた放電性能が、劣化として設定したしきい値以下で有れば、電池は必要な電力出力が不可能と判断される。
【０１２９】
また、常に使用可能温度範囲の中で電池の放電性能が最も厳しい温度での放電性能低下を判断することによる、過剰な放電性能保証を避ける為に、電池温度に従って、放電性能低下を判断する対象温度を替える方法としても良い。すなわち、基準温度は、所望の温度から一定温度を差し引いた温度に設定してもよい。具体的には、電池の性能としては、低温にいくほどに放電性能が低下するため、例えば、測定した電池温度から、２０℃を差し引いた温度を、対象温度として放電性能低下を判断しても良い。
あるいは、基準温度は、所望の温度が属する温度帯域毎に対応する所定の温度に設定してもよい。具体的には、電池温度が＋２５℃〜＋５５℃であれば対象温度を０℃、電池温度が０℃〜＋２５℃であれば対象温度を−１５℃、電池温度が−３０℃〜０℃であれば対象温度を−３０℃、というように、温度帯域毎に対象温度を設定しても良い。
【０１３０】
いずれにしても、所望の温度の蓄電池で抵抗値を測定し、この測定した抵抗値から、あらかじめ設定した基準温度での放電性能を求める。この方法の例としては、あらかじめ計測しておいた抵抗値の温度特性から、対象温度毎に温度補正式を求めておき、この温度補正式に電池の温度と抵抗値を代入することで、対象温度での抵抗値に変換する。変換した抵抗値を、あらかじめ求められた、基準温度における抵抗値と放電性能の関係を現した式に代入することで、対象温度での放電性能が得られる。得られた放電性能が、劣化として設定したしきい値より大きい場合は、電池は必要な電力出力が可能と判断される。得られた放電性能が、劣化として設定したしきい値以下で有れば、電池は必要な電力出力が不可能と判断される。
【０１３１】
これらの場合において、基準温度における相関値としての内部抵抗成分（内部抵抗値）と放電性能の関係を現した関係式については、事前にいろいろな劣化程度の電池を用いて、規定された消費電流の時間変化パターンの電流を流した時に、あるいは規定された消費電流の時間変化パターンに準じた電流を流した時に、蓄電池（補助電池）の端子間電圧を測定し、また、電圧降下の代替指標となる抵抗値を測定することで、容易に導くことが出来る。
【０１３２】
以下に第２実施形態を詳細に説明する。
まず本第２実施形態の従来例に対する優位性を比較する。
図１６は、本第２実施形態における内部抵抗成分（内部抵抗値）と負荷電流を放電している最中の最低電圧の関係を示す図である。図１７は、従来方法である電池容量（５時間率容量）と負荷電流を放電している最中の最低電圧の関係を示す図である。
本比較のために、使用した蓄電池は鉛シール式電池であり、定格電池容量は１２Ａｈである。蓄電池の試料としては、加速寿命試験により得られたいろいろな劣化程度の蓄電池を使用した。また、蓄電池（補助電池）の放電性能としては、実際に使用される負荷の消費電流の時間変化パターンに準じた電流として、１５Ａの放電電流を１０秒間流した時の、最低電池電圧として評価した。また、蓄電池の仕様上の使用可能温度範囲としては、−３０℃〜＋５５℃であり、下限温度である−３０℃での電池の放電性能を求めることとした。
【０１３３】
まず、試料である蓄電池を−３０℃の恒温槽内に設置して、蓄電池の温度が−３０℃になるのに必要な時間放置した。また、試料である蓄電池から放電が可能な様に、蓄電池の端子に、リード線の一方端を取り付け、他方端を恒温槽外に引き出しておき、電子負荷装置を接続しておく。
【０１３４】
また、電池電圧及び放電電流を測定するため、電圧計と電流計を接続した。電子負荷装置には、放電電流１５Ａで１０秒間のみ放電が可能なようにあらかじめ設定した。
【０１３５】
そして、電子負荷装置を動作させることにより、恒温槽内の試料である蓄電池から、１５Ａの放電電流が１０秒間流れる。このときの電池電圧と放電電流をそれぞれ電圧計と電流計で測定した。
【０１３６】
次に、試料である蓄電池を常温の状態として、内部抵抗値の測定を行った。測定は、市販の抵抗測定機を用いて、１ｋＨｚの交流インピーダンスにより行なった。サンプル電池の抵抗の温度特性は、あらかじめ求めてあり、この温度特性に測定した抵抗値と測定時の電池温度を代入することで、基準温度である−３０℃における内部抵抗値を算出した。
【０１３７】
この算出した内部抵抗値と負荷電流を放電している最中の最低電圧の関係は、図１６に示すように、両者の関係は非常に相関性が高く、任意の相関式を当てはめると、相関係数Ｒの２乗値は、０．９６５４となっている。また、このときに得られる任意の相関式は、次式の通りに現される。
最低電池電圧＝任意の係数×内部抵抗値＋定数
従って、相関式に測定した内部抵抗値を代入することで、容易に放電性能に対応する負荷電流の放電最中における最低電圧を算出することができる。さらに、蓄電池の劣化を判断する電圧しきい値（劣化判定しきい値）を設定することにより、電池が必要な電力出力が可能か否かを高精度、かつ、容易に判定することが出来る。
【０１３８】
図１８は従来の処理フローチャートである。
一方、従来の電池容量を測定する方法では、試料である蓄電池を−３０℃の恒温槽内に設置して、電池温度が−３０℃になり平衡状態となるのに必要な時間放置した。
このとき、試料である蓄電池から放電が可能となる様に、蓄電池の端子に、一方端が取り付けられたリード線の他方端を恒温槽外に引き出しておき、電子負荷装置を接続しておく。
【０１３９】
また、電池電圧及び放電電流を測定するため、電圧計と電流計を接続した。電子負荷装置には、放電電流２．４Ａ（１２Ａ×０．２）で電池電圧が１０．５Ｖとなるまで放電が可能なようにあらかじめ設定した。
【０１４０】
そして、電子負荷装置を動作させることにより、恒温槽内のサンプル電池から、２．４Ａの放電電流が連続して流れ、電池電圧が１０．５Ｖとなるまで放電を継続した。放電開始から放電停止までの放電時間に、放電電流２．４Ａを乗算することで、各々の試料である蓄電池の電池容量を求めた（ステップＳ２１〜ステップＳ２３）。電池容量（５時間率容量）と負荷電流を放電している最中の最低電圧の関係を、図１７に示す。両者の関係は相関性が高いものの、図１６の第２実施形態の場合に比較して相関性は低くなった。すなわち、任意の相関式を当てはめると、相関係数Ｒの２乗値は、０．９０１８であった。
【０１４１】
本従来方法によれば、電池容量を代入することで、放電性能を意味する負荷電流を放電している最中の最低電圧を求めることができるものの、実際の使用時、各種装置の駆動時や車載時においては、所定の電圧まで放電を継続することはできず、電池容量を測定することは困難であることから、他の測定方法による測定結果から電池容量を推定する必要がある。
【０１４２】
従って、この点においても、負荷電流を放電している最中の最低電圧を求めるにあたっては誤差が増加し、実用的ではないと考えられる。
【０１４３】
以上の説明のように、本第２実施形態によれば、蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、蓄電池の放電性能に相関関係を有する相関値としての内部抵抗値（内部抵抗成分）を所望の温度で測定し、あらかじめ求めた内部抵抗値の温度補正式、内部抵抗値の測定時の温度および測定した内部抵抗値に基づいて、測定した内部抵抗値を基準温度における内部抵抗値に変換する。
【０１４４】
そして、内部抵抗値と放電性能との所定の関係式及び変換後の内部抵抗値に基づいて蓄電池の放電性能を求める。そして求めた基準温度における放電性能が、劣化判定しきい値より大きい場合は、電池は必要な電力出力が可能と判断される。得られた放電性能が、劣化判定しきい値以下で有れば、電池は必要な電力出力が不可能と判断される。
【０１４５】
この場合において、放電性能としては、蓄電池（補助電池）の実際の負荷を想定して規定された消費電流の時間変化パターンの電流を流した時、あるいは、規定された消費電流の時間変化パターンに準じた電流を流した時の、最低保証電圧に対する補助電池の端子間電圧としているため、従来方法の様な電池の残存容量（例えば、５時間率容量）の低下として判断するよりも、はるかに精度良く使用時、各種装置の駆動時や車載された蓄電池（補助電池）の放電性能の低下を判断することができる。
【０１４６】
以上、本発明の蓄電池の劣化判定方法および蓄電池の劣化判定装置について、具体例を挙げて説明したが、本発明の蓄電池の劣化判定方法は、上述の実施形態に限られることはなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内において、適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【０１４７】
また、例えば、図１９に示すように、蓄電池の劣化判定を行うためのシステム１００は、二次電池である蓄電池Ｂの電流、電圧、抵抗、温度等のデータを取得する検知回路１０１と、検知回路１０１から、データを受取って蓄電池Ｂの劣化判定を行う制御・判定装置１０２と、判定結果を各種態様で表示する表示部１０３と、を備えるようにしてもよい。
【０１４８】
このような構成とすることにより、検知回路１０１は、二次電池である蓄電池Ｂの電流、電圧、抵抗、温度等のデータを取得し、測定したデータを制御・判定装置１０２に出力する。
これにより制御・判定装置１０２は、データを受取って蓄電池Ｂの劣化判定を行い、判定結果を各種態様で表示部１０３に表示する。
この結果、ユーザーは、二次電池である蓄電池Ｂの状態を容易に把握することができる。
【０１４９】
この場合において、表示部１０３は、ランプの数や色、文字、音声等とそれらを２つ以上組合せて、二次電池である蓄電池Ｂの状態、例えば、交換の必要の有無や、推奨される交換時期等を示すように構成することも可能である。
さらに、表示部１０３は、テレビモニタ、コンピュータディスプレイ、ＧＰＳ装置（カーナビゲーション等）の表示部等の画面での表示であってよい。
なお、音声のみで伝える方式であってよい。
【０１５０】
また、図２０に示すように、蓄電池の状態を検知、判別するための検知回路１０１、制御・判定装置１０２を蓄電池の設置側に配置し、表示部１０３を所望の位置に設けるように構成することも可能である。
【０１５１】
例えば、蓄電池の状態を検知、判別するための検知回路１０１、制御・判定装置１０２を蓄電池Ｂの設置側に配置し、制御・判定装置１０２は、検知回路１０１からデータを受取って蓄電池Ｂの劣化判定を行い、判定結果データを無線装置１１０を介して表示部１０３側に送信する。
【０１５２】
この結果、表示部１０３側に設置された無線装置１１１を介して、コンピュータ１１２が判定結果データを受信し、表示部１０３を制御して判定結果を各種態様で表示する。
【０１５３】
なお、図２０の蓄電池設置側に制御・判定装置１０２が無くてもよく、検知回路１０１にて得られる温度、電圧や抵抗等のデータについて無線装置１１０を介し表示側で受け、表示側に制御・判定装置を設ける、あるいは、コンピュータ１１２等にて劣化判定をするようにしてもよい。
【０１５４】
このように構成することにより、例えば、複数の表示部を設ける、又は、複数箇所（蓄電池製造メーカ、保守・メンテナンス拠点等）毎に設けた表示部から蓄電池（二次電池）の状態を監視し、あるいは、１箇所の表示部により、複数の蓄電池（二次電池）の監視や管理を行える。それらの際、蓄電池を区別するシリアル番号やＩＤ番号等を付与しておけば、蓄電池の個体識別を容易に行うことが可能となる。
【０１５５】
また、図１９のような有線式、図２０のような無線式等の伝送路の形態に係らず、例えば、電話回線やインターネット等のネットワークを介して蓄電池の劣化情報を電子データ(文字、画像、音声)として、携帯電話やコンピュータ等の情報端末等から見られるようにしてもよい。
【０１５６】
また、その他の実施例として、図２１のように複数の蓄電池が離れた場所にあって、１箇所の回路を切換える、又は／及び回路制御することが可能な蓄電池劣化判定装置１０４において、蓄電池１０６（Ａ，Ｂ，Ｃ）に回路を切換えて劣化判定をすることができる。その際、電気的情報（電圧、電流、抵抗等）は離れた場所の蓄電池劣化判定装置で判定可能であるが、温度測定は蓄電池の近傍や蓄電池１０６毎に温度センサ１０５を備えることが望ましい。このようにすれば、例えば、観測装置や通信装置毎に設置した複数の蓄電池の劣化判定を行える。また、車両においても座席の下や前後の収納スペース等に複数個設置した場合に、少なくとも１つの蓄電池の劣化判定を行うことができる。さらに、１箇所の蓄電池劣化判定装置やコンピュータで管理することもできる。
【０１５７】
また、その他の実施例として、図２２のように複数の蓄電池１０６のうち、１つは蓄電池劣化判定装置１０７が蓄電池１０６ａの近傍にある。他の１つは蓄電池劣化判定装置１０８が蓄電池１０６ｂに取付けられるものである。なお、図２２では残る蓄電池１０６ｃは劣化判定をしないものである。
【０１５８】
また、図２２では、装置・電源制御装置１０９には、ＧＰＳ（Global Positioning System）装置１１０、照明１１１、稼動部１１２等が接続される。装置・電源制御装置１０９よって電源を供給又は／及び制御をする。例えば、照明１１１の点灯・消灯、稼動部１１２の動作制御やエネルギ消費量の制御等をするものである。なお、ＧＰＳ装置１１０は位置や標高の他に時間も検出できるので、装置・電源制御装置１０９他の時刻合わせに利用することができる。このようにすれば、装置・電源制御装置１０９によって複数の蓄電池１０６を管理し、表示部１０３ａに蓄電池１０６の劣化状態を表示することができる。さらに、装置・電源制御装置１０９、蓄電池劣化判定装置１０７，１０８や図示しないコンピュータ等にはコネクタや無線（赤外線等）を介して外部機器と情報の送受信ができ、劣化判定情報の授受や制御プログラムのインストールや更新ができるようにしてよい。また、表示部１０３は、装置・電源制御装置１０９や蓄電池劣化判定装置１０７，１０８に、液晶画面（ＬＣＤ）やランプ等が付いている、または、内蔵する構成であってよい。
【符号の説明】
【０１５９】
１ システム
２ 電力源
３ 蓄電池
３Ａ 主蓄電池
３Ｂ 予備蓄電池
４ 負荷
５ 電力制御装置
６ 蓄電池劣化判定装置
５１ 充電電力検出装置
５２ 警報発生装置
６１ インピーダンス測定手段
６２ 状態検知手段
６３ 温度センサ
１００ システム
１０１ 検知回路
１０２ 制御・判定装置
１０３ 表示部
Ｂ 蓄電池
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池の劣化判定方法および蓄電池の劣化判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電池の残留容量ならびに劣化状態の検査方法に関しては、種々の方法が知られている。例えば、蓄電池を完全に放電させて容量を測定し、その容量から劣化状態を判定する方法がある。しかしながら、この方法は、完全に放電することが必要なため、負荷に接続されて使用中の蓄電池に用いることは難しく、測定時間も長いことから、実用的な方法ではない。そこで、使用中の蓄電池の劣化状態の判定を短時間で行うことができる方法が開発されてきた。
【０００３】
例えば、特許文献１には、蓄電池の使用温度が変化する状況で、蓄電池の電池電圧および使用温度を検出し、検出された温度における電池電圧を基準温度における電池電圧に補正することにより蓄電池の劣化状態の判定を行う方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、鉛蓄電池の内部インピーダンスの測定結果を、鉛蓄電池のインダクタンス成分Ｌ,電解液抵抗ＲΩ,電荷移動抵抗Ｒct,電気二重層容量Ｃd,ワールブルグインピーダンスＷおよびワールブルグ係数σからなる等価回路に当てはめて最適解を求め、インダクタンス成分Ｌ,電解液抵抗ＲΩ,電荷移動抵抗Ｒct,電気二重層容量Ｃd,ワールブルグインピーダンスＷおよびワールブルグ係数σのうち少なくとも一つを、初期の値と比較することで、電池の寿命を判定する方法が開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献３には、鉛蓄電池の内部インピーダンスの測定値の内、位相が０になる周波数のインピーダンスと、周波数が０．１〜１０Ｈｚの間で、インピーダンスの虚部の周波数に対する変化分をインピーダンスの実部の周波数に対する変化分で除算した値が−１程度になる周波数でのインピーダンスから、鉛蓄電池の劣化状態を判定する方法が開示されている。
【０００６】
さらにまた、特許文献４には、０．００１〜１Ｈｚの間の２〜３点の周波数で、鉛蓄電池の内部インピーダンスを測定し、インピーダンスの虚部を測定周波数の−０．５乗に対してプロットし、そのＹ切片の値から、鉛蓄電池の残留容量を判定し、また、０．０１〜０．０５Ｈｚの周波数で内部インピーダンスを測定し、その実部を虚部に対してプロットし、その勾配の値から、鉛蓄電池の残留容量を判定する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１８５２３３号公報
【特許文献２】特許第２５３６２５７号
【特許文献３】特許第２５４６０５０号
【特許文献４】特許第２７９２７８４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の方法では、いくつかの問題点があるため、各種装置のバックアップ用や各種装置の電源用等の蓄電池、車両に搭載される鉛蓄電池、特に負荷変動の大きいあるいは負荷変動が不規則なものや環境変化が大きい等の場合には、使用することができない、あるいは適用することが難しかった。
具体的には、特許文献１に開示された方法では、充電電圧や充電状態が変化する用途または急速放電を行う用途に用いられる蓄電池、特に負荷変動の大きい各種装置の電源用の蓄電池や、自動車等の車両に搭載される蓄電池に適用すると、検出される電池電圧が変動するため、正確に蓄電池の劣化状態の判定を行うことができないという問題点があった。
【０００９】
また、特許文献２に開示された方法では、鉛蓄電池の内部インピーダンスの測定結果から、インダクタンス成分Ｌ,電解液抵抗ＲΩ,電荷移動抵抗Ｒct,電気二重層容量Ｃd,ワールブルグインピーダンスＷ,ワールブルグ係数σの６つのパラメータを求める必要がある。そのため、６つのパラメータの最適解を求めるための演算が非常に煩雑になるという問題点があり、煩雑な演算は、測定時間が長くなるだけでなく、測定装置の価格が高くなり、実用的でないという問題点があった。
【００１０】
さらに、特許文献３に開示された方法では、内部インピーダンスの位相が０になる周波数を探し出して、測定を行う必要があり、さらに、周波数が０．１〜１０Ｈｚの間で、インピーダンスの虚部の周波数に対する変化分をインピーダンスの実部の周波数に対する変化分で除算した値が−１程度になる周波数を探し出して、測定を行う必要がある。即ち、内部インピーダンスの値が特定の条件を満たすような周波数を探し出す必要がある。そのため、周波数を変えた測定を可能とする装置が必要となり、特定の条件を満たすことの判定を行う装置が必要になる。そのため、測定装置が複雑になり、価格も高くなり、実用的でないという問題点があった。
【００１１】
さらにまた、特許文献４に開示された方法では、０．００１〜１Ｈｚでの内部インピーダンスの値を指標にしている。しかしながら、このような低周波領域の測定は、１Ｈｚ以上の領域での測定と比較して、測定装置、特に発振装置が複雑化し、測定時間が長くなるという問題点がある。また、０．００１〜１Ｈｚでの内部インピーダンスは、温度によって値が大きく変化する傾向にあるため、温度が大きく変化する場所に設置された鉛蓄電池の測定にあっては、温度による補正が不可欠になるという問題点があった。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、負荷に接続された使用中の蓄電池の劣化状態の判定を短時間にかつ正確に行うことができる蓄電池の劣化判定方法及び劣化判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第１の態様の発明は、蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の内部抵抗成分の測定結果に基づいて判定する蓄電池の劣化判定方法であって、前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、前記内部抵抗成分の温度による変化を抵抗温度補正係数としてあらかじめ求め、前記基準温度における内部抵抗成分と、前記基準温度における前記蓄電池からあらかじめ定められた放電電流を流した際の前記蓄電池の放電時端子間電圧との関係を抵抗電圧変換係数としてあらかじめ求め、前記蓄電池の内部抵抗成分および該内部抵抗成分測定時の前記蓄電池の温度を測定し、前記測定された内部抵抗成分の値を、前記抵抗温度補正係数に基づいて前記基準温度における内部抵抗成分の値に変換し、該基準温度における内部抵抗成分の値を、前記抵抗電圧変換係数に基づいて前記基準温度における前記蓄電池の放電時端子間電圧の値に変換し、該基準温度における該蓄電池の放電時端子間電圧を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定することを特徴とする。
【００１４】
第２の態様の発明は、蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の内部抵抗成分の測定結果に基づいて判定する蓄電池の劣化判定方法であって、前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、前記内部抵抗成分の温度による変化を抵抗温度補正係数としてあらかじめ求め、前記基準温度における内部抵抗成分と、前記基準温度における前記蓄電池からあらかじめ定められた放電電流を流した際の前記蓄電池の放電時降下電圧との関係を抵抗電圧変換係数としてあらかじめ求め、前記蓄電池の内部抵抗成分および該内部抵抗成分測定時の前記蓄電池の温度を測定し、前記測定された内部抵抗成分の値を、前記抵抗温度補正係数に基づいて前記基準温度における内部抵抗成分の値に変換し、該基準温度における内部抵抗成分の値を、前記抵抗電圧変換係数に基づいて前記基準温度における前記蓄電池の放電時降下電圧の値に変換し、該基準温度における該蓄電池の放電時降下電圧を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定することを特徴とする。
【００１５】
第３の態様の発明は、蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の内部抵抗成分の測定結果に基づいて判定する蓄電池の劣化判定方法であって、前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、前記内部抵抗成分の温度による変化を抵抗温度補正係数としてあらかじめ求め、前記蓄電池の内部抵抗成分および該内部抵抗成分測定時の前記蓄電池の温度を測定し、前記測定された内部抵抗成分の値を、前記抵抗温度補正係数に基づいて前記基準温度における内部抵抗成分の値に変換し、該基準温度における内部抵抗成分の値を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定することを特徴とする。
【００１６】
第４の態様の発明は、第１〜第３のいずれかの態様の発明において、前記基準温度は、前記蓄電池の使用温度範囲内であって、かつ前記蓄電池からあらかじめ定められた放電電流を流した際の放電時端子間電圧の値が最も低くなる温度に設定されることを特徴とする。
【００１７】
第５の態様の発明は、第１〜第４のいずれかの態様の発明において、前記あらかじめ定められた放電電流の電流波形は、前記負荷の動作時間中に必要とされる消費電流を表す電流波形と実質的に等価とみなせる電流波形であることを特徴とする。
【００１８】
第６の態様の発明は、第１、第４、第５のいずれかの態様の発明において、前記劣化判定しきい値は、前記負荷の動作に必要な最低電圧以上の値とすることを特徴とする。
【００１９】
第７の態様の発明は、第２、第４、第５のいずれかの態様の発明において、前記劣化判定しきい値は、前記負荷の動作に必要な最低電圧となる降下電圧値以下の値とすることを特徴とする
【００２０】
第８の態様の発明は、第３〜第５のいずれかの態様の発明において、前記劣化判定しきい値は、前記負荷の動作に必要な最低電圧となる内部抵抗成分の値以下の値とすることを特徴とする。
【００２１】
第９の態様の発明は、第１、第４、第５、第６のいずれかの態様の発明において、前記基準温度における内部抵抗成分と、前記基準温度における前記蓄電池からあらかじめ定められた放電電流を流した際の前記蓄電池の放電時端子間電圧との関係を抵抗電圧変換係数としてあらかじめ求める工程における前記蓄電池の放電時端子間電圧は、前記蓄電池の放電時の最低電圧であることを特徴とする。
【００２２】
第１０の態様の発明は、第１、第４、第５、第６のいずれかの態様の発明において、前記基準温度における内部抵抗成分と、前記基準温度における前記蓄電池からあらかじめ定められた放電電流を流した際の前記蓄電池の放電時端子間電圧との関係を抵抗電圧変換係数としてあらかじめ求める工程における前記蓄電池の放電時端子間電圧は、前記蓄電池の放電開始から所定時間経過後の電圧であることを特徴とする。
【００２３】
第１１の態様の発明は、第１〜第１０のいずれかの態様の発明において、２つ以上の蓄電池のうち、少なくとも１つの蓄電池について劣化状態を判定し、前記１つの蓄電池が劣化の見込まれる状態又は劣化状態である場合、その状態を認識することを特徴とする。
【００２４】
第１２の態様の発明は、第１〜第１１のいずれかの態様の発明において、少なくとも２つの前記蓄電池の劣化状態を判定し、蓄電池が劣化の見込まれる状態又は劣化状態である場合、充電又は交換を要する要対応蓄電池の情報と、継続して使用可能な継続使用蓄電池の情報とを表示する表示部と、前記蓄電池の履歴を記録する記憶部を有し、少なくとも充電して使用する又は継続して使用可能する蓄電池の履歴を保持、又は／及び、継続して判定するプログラムを有する制御・判定部を備えることを特徴とする。
【００２５】
第１３の態様の発明は、蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の放電性能に基づいて判定する蓄電池の劣化判定方法であって、あらかじめ２以上の温度範囲を定め、該温度範囲ごとに任意の基準温度を設定し、前記蓄電池の劣化状態を判定する際に測定される測定温度を、前記温度範囲に対応する少なくとも１つの基準温度を選択し、前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、前記蓄電池の放電性能に相関関係を有する相関値を所望の温度で測定し、あらかじめ求めた前記相関値の温度補正式、前記相関値の測定時の温度および前記相関値に基づいて、前記相関値を前記基準温度における相関値に変換し、相関値と前記放電性能との所定の関係式及び変換後の前記相関値に基づいて前記蓄電池の放電性能を求め、求めた前記基準温度における放電性能を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定することを特徴とする。
【００２６】
第１４の態様の発明は、蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の放電性能に基づいて判定する蓄電池の劣化判定方法であって、前記蓄電池の劣化状態を判定する際に測定される測定温度と、該測定温度の値から２以上の基準温度を設定し、前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、前記蓄電池の放電性能に相関関係を有する相関値を所望の温度で測定し、あらかじめ求めた前記相関値の温度補正式、前記相関値の測定時の温度および前記相関値に基づいて、前記相関値を前記基準温度における相関値に変換し、相関値と前記放電性能との所定の関係式及び変換後の前記相関値に基づいて前記蓄電池の放電性能を求め、前記蓄電池の放電性能に相関関係を有する相関値を所望の温度で測定し、前記２以上の基準温度における値を比較又は互いの相関関係を判定して前記蓄電池の劣化状態を判定することを特徴とする。
【００２７】
第１５の態様の発明は、蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の放電性能に基づいて判定する蓄電池の劣化判定方法であって、前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、前記蓄電池の放電性能に相関関係を有する相関値を所望の温度で測定し、あらかじめ求めた前記相関値の温度補正式、前記相関値の測定時の温度および前記相関値に基づいて、前記相関値を前記基準温度における相関値に変換し、相関値と前記放電性能との所定の関係式及び変換後の前記相関値に基づいて前記蓄電池の放電性能を求め、求めた前記基準温度における放電性能を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定することを特徴とする。
【００２８】
第１６の態様の発明は、第１３又は第１４のいずれかの態様の発明において、前記相関値は、前記蓄電池の内部抵抗成分の直流抵抗値、交流インピーダンス値あるいは前記交流インピーダンスの逆数である交流コンダクタンス値等の導電値であることを特徴とする。
【００２９】
第１７の態様の発明は、第１３〜第１５のいずれかの態様の発明において、前記所定の関係式は、負荷の消費電流の時間変化パターンに相当する電流を流した際の前記蓄電池の端子間電圧、あるいは、負荷の消費電流の時間変化パターンに準じた電流を流した際の前記蓄電池の端子間電圧であることを特徴とする。
【００３０】
第１８の態様の発明は、第１３〜第１６のいずれかの態様の発明において、前記基準温度は、前記蓄電池の所定の使用可能温度範囲の内、蓄電池の放電性能が最も低下する温度に設定されることを特徴とする。
【００３１】
第１９の態様の発明は、第１３〜第１６のいずれかの態様の発明において、前記基準温度は、前記所望の温度から一定温度を差し引いた温度に設定されることを特徴とする。
【００３２】
第２０の態様の発明は、第１３〜第１６のいずれかの態様の発明において、前記基準温度は、前記所望の温度が属する温度帯域毎に対応する所定の温度に設定されることを特徴とする。
【００３３】
第２１の態様の発明は、蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の内部抵抗成分の測定結果に基づいて判定する蓄電池の劣化判定装置であって、前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、前記内部抵抗成分の温度による変化を抵抗温度補正係数としてあらかじめ求め、前記基準温度における内部抵抗成分と、前記基準温度における前記蓄電池からあらかじめ定められた放電電流を流した際の前記蓄電池の放電時端子間電圧との関係を抵抗電圧変換係数としてあらかじめ求め、前記蓄電池の内部抵抗成分および該内部抵抗成分測定時の前記蓄電池の温度を測定する電池温度測定部と、前記測定された内部抵抗成分の値を、前記抵抗温度補正係数に基づいて前記基準温度における内部抵抗成分の値に変換する内部抵抗成分変換部と、該基準温度における内部抵抗成分の値を、前記抵抗電圧変換係数に基づいて前記基準温度における前記蓄電池の放電時端子間電圧の値に変換する端子間電圧変換部と、該基準温度における該蓄電池の放電時端子間電圧を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定する劣化状態判定部と、を備えたことを特徴とする。
【００３４】
第２２の態様の発明は、蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の内部抵抗成分の測定結果に基づいて判定する蓄電池の劣化判定装置であって、前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、前記内部抵抗成分の温度による変化を抵抗温度補正係数としてあらかじめ求め、前記基準温度における内部抵抗成分と、前記基準温度における前記蓄電池からあらかじめ定められた放電電流を流した際の前記蓄電池の放電時降下電圧との関係を抵抗電圧変換係数としてあらかじめ求め、前記蓄電池の内部抵抗成分および該内部抵抗成分測定時の前記蓄電池の温度を測定する電池温度測定部と、前記測定された内部抵抗成分の値を、前記抵抗温度補正係数に基づいて前記基準温度における内部抵抗成分の値に変換する内部抵抗成分変換部と、該基準温度における内部抵抗成分の値を、前記抵抗電圧変換係数に基づいて前記基準温度における前記蓄電池の放電時降下電圧の値に変換する放電時降下電圧変換部と、該基準温度における該蓄電池の放電時降下電圧を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定する劣化状態判定部と、を備えたことを特徴とする。
【００３５】
第２３の態様の発明は、蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の内部抵抗成分の測定結果に基づいて判定する蓄電池の劣化判定装置であって、前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、前記内部抵抗成分の温度による変化を抵抗温度補正係数としてあらかじめ求め、前記蓄電池の内部抵抗成分および該内部抵抗成分測定時の前記蓄電池の温度を測定する電池温度測定部と、前記測定された内部抵抗成分の値を、前記抵抗温度補正係数に基づいて前記基準温度における内部抵抗成分の値に変換する内部抵抗成分変換部と、該基準温度における内部抵抗成分の値を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定する劣化状態判定部と、を備えたことを特徴とする。
【００３６】
第２４の態様の発明は、蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の放電性能に基づいて判定する蓄電池の劣化判定装置であって、前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、前記蓄電池の放電性能に相関関係を有する相関値を所望の温度で測定し、あらかじめ求めた前記相関値の温度補正式、前記相関値の測定時の温度および前記相関値に基づいて、前記相関値を前記基準温度における相関値に変換する相関値変換部と、相関値と前記放電性能との所定の関係式及び変換後の前記相関値に基づいて前記蓄電池の放電性能を求める放電性能算出部と、求めた前記基準温度における放電性能を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定する劣化状態判別部と、を備えたことを特徴とする。
【００３７】
第２５の態様の発明は、第２１〜第２４のいずれかの態様の発明において、２つ以上の蓄電池のうち、少なくとも１つの蓄電池について劣化状態を判定し、前記１つの蓄電池が劣化の見込まれる状態又は劣化状態である場合、その状態を認識できる表示部を備えることを特徴とする。
【００３８】
第２６の態様の発明は、第２１〜第２５のいずれかの態様の発明において、少なくとも２つの前記蓄電池の劣化状態を判定し、蓄電池が劣化の見込まれる状態又は劣化状態である場合、充電又は交換を要する要対応蓄電池の情報と、継続して使用可能な継続使用蓄電池の情報とを表示する表示部と、前記蓄電池の履歴を記録する記憶部を有し、少なくとも充電して使用する又は継続して使用可能する蓄電池の履歴を保持、又は／及び、継続して判定するプログラムを有する制御・判定部を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける蓄電池の劣化状態を判定するに際し、蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、実測された蓄電池の内部抵抗成分を基準温度における値に変換し、この値を基準温度における蓄電池の放電時端子間電圧に変換し、この基準温度における蓄電池の放電時端子間電圧を劣化判定しきい値と比較して蓄電池の劣化状態を判定するため、負荷に接続された使用中の蓄電池の劣化状態の判定を短時間かつ正確に行うことができる。
【００４０】
また、基準温度における蓄電池の放電時端子間電圧のかわりに、基準温度における蓄電池の放電時降下電圧を用いて劣化判定しきい値と比較してもほぼ同様の効果が得られ、基準温度における内部抵抗成分の値を劣化判定しきい値と比較してもほぼ同様の効果が得られる。
【００４１】
さらに、蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、蓄電池の放電性能に相関関係を有する相関値を所望の温度で測定し、あらかじめ求めた相関値の温度補正式、相関値の測定時の温度および相関値に基づいて、相関値を基準温度における相関値に変換し、相関値と放電性能との所定の関係式及び変換後の相関値に基づいて蓄電池の放電性能を求める。そして求めた基準温度における放電性能が、劣化判定しきい値より大きい場合は、電池は必要な電力出力が可能と判断される。得られた放電性能が、劣化判定しきい値以下で有れば、電池は必要な電力出力が不可能と判断される。
【００４２】
しかも、放電性能としては、蓄電池（補助電池）の実際の負荷を想定して規定された消費電流の時間変化パターンの電流を流した時、あるいは、規定された消費電流の時間変化パターンに準じた電流を流した時の、最低保証電圧に対する補助電池の端子間電圧としているため、従来方法の様な電池の残存容量（例えば、５時間率容量）の低下として判断するよりも、はるかに精度良く設備に設置された蓄電池や車載された蓄電池（補助電池）の放電性能の低下を判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明が適用されるシステムの第１例を示す説明図である。
【図２】本発明が適用されるシステムの第２例を示す説明図である。
【図３】本発明が適用されるシステムにおいて用いられる電力制御装置の一例を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態である蓄電池の劣化判定方法の第１例の流れを説明する流れ図である。
【図５】本発明の実施形態である蓄電池の劣化判定方法の第２例の流れを説明する流れ図である。
【図６】本発明の実施形態である蓄電池の劣化判定方法の第３例の流れを説明する流れ図である。
【図７】負荷使用時の放電電流の時間変化の第１例を示すグラフである。
【図８】負荷使用時の放電電流の時間変化の第２例を示すグラフであって、（イ）は負荷の動作時間中に必要とされる消費電流を表す電流波形、（ロ）は（イ）の電流波形と実質的に等価とみなせる電流波形を示す。
【図９】第１例の方法による、抵抗電圧変換係数を求める際の蓄電池の放電時端子間電圧を蓄電池の放電時の最低電圧とする場合の、放電時端子間電圧と放電電流の関係を示すグラフである。
【図１０】第１例の方法による、抵抗電圧変換係数を求める際の蓄電池の放電時端子間電圧を蓄電池の放電開始から所定時間経過後の電圧とする場合の、放電時端子間電圧と放電電流の関係を示すグラフである。
【図１１】蓄電池の内部抵抗成分の温度依存性の一例を示すグラフである。
【図１２】抵抗温度補正係数の一例を示すグラフである。
【図１３】第１例の方法において用いられる抵抗電圧変換係数の一例を示すグラフである。
【図１４】第２例の方法において用いられる抵抗電圧変換係数の一例を示すグラフである。
【図１５】第２実施形態の処理フローチャートである。
【図１６】第２実施形態における内部抵抗成分（内部抵抗値）と負荷電流を放電している最中の最低電圧の関係を示す図である。
【図１７】従来方法である電池容量（５時間率容量）と負荷電流を放電している最中の最低電圧の関係を示す図である。
【図１８】従来方法の処理フローチャートである。
【図１９】変形例のシステム構成図（その１）である。
【図２０】変形例のシステム構成図（その２）である。
【図２１】変形例のシステム構成図（その３）である。
【図２２】変形例のシステム構成図（その４）である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
次に本発明の好適な実施形態を、図面を用いて説明する。
［１］第１実施形態
第１実施形態にかかる本発明の蓄電池の劣化判定方法及び蓄電池の劣化判定装置は、蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける蓄電池の劣化状態を、その内部抵抗成分の測定結果に基づいて判定する方法および装置である。
【００４５】
本発明の蓄電池の劣化判定方法および蓄電池の劣化判定装置は、充電電圧や充電状態が変化する用途または急速放電を行う用途に用いられる蓄電池に対しても、ほぼ正確に劣化状態を判定することができる点で従来の方法より優れている。ここで、急速放電とは、実際の放電時における放電電流の値（放電電流値）が、定格放電時の放電電流値（定格電流値：一般には５時間率または１０時間率）より大きい状態を意味する。
【００４６】
また、本発明の第１実施形態である蓄電池の劣化判定方法および蓄電池の劣化判定装置は、下記（１）（２）の事項をあらかじめ定めておくことを特徴としている。
【００４７】
（１）蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度として規定すること。この基準温度は、例えば蓄電池の使用温度範囲内であって、かつ前記蓄電池からあらかじめ定められた放電電流を流した際の放電時端子間電圧の値が最も低くなる温度に設定される。ここで、蓄電池の放電時端子間電圧（放電性能）に与える影響について、通常は蓄電池の内部抵抗成分の温度特性によるものが支配的であるが、他の要因（例えば負荷側の消費電流等の温度特性等）についての影響も考慮することができる。具体的には、蓄電池と負荷との間に逆接続防止用のダイオードが接続されることがあるが、その温度特性等を考慮することもできる。
【００４８】
（２）蓄電池の内部抵抗成分の温度による変化を抵抗温度補正係数としてあらかじめ求めること。この抵抗温度補正係数は、（１）で規定された基準温度における蓄電池の内部抵抗成分を求めるために用いられる。
また、必要に応じて、下記（３）の事項をあらかじめ定めておくことが望ましい。
【００４９】
（３）基準温度における内部抵抗成分と、基準温度における蓄電池から負荷に対して定められた電流を流した際の放電時端子間電圧との関係を抵抗電圧変換係数としてあらかじめ求めること。上記（１）のように、蓄電池の放電性能に与える影響について、通常は蓄電池の内部抵抗成分の温度特性によるものが支配的であるため、この影響を直接的に示す係数として抵抗電圧変換係数が用いられる。また、定められた電流の値として、前述の急速放電時の放電電流値を定めることが可能である。この場合には、定格電流の数倍〜数十倍の電流を短時間（たとえば数秒以下）流す場合などがある。また、基準温度における放電時端子間電圧の代わりに、基準温度における放電時降下電圧を用いて抵抗電圧変換係数を求めることもできる。
【００５０】
また、本発明の実施形態である蓄電池の劣化判定方法は、あらかじめ定められた上記（１）〜（３）の事項に基づいて、下記（４）〜（７）の処理を行うことを特徴としている。
【００５１】
（４）蓄電池の内部抵抗成分およびその測定時の前記蓄電池の温度を測定する。ここで、蓄電池の温度の測定は、蓄電池の内部抵抗成分の測定と同時に行う必要はなく、蓄電池の温度が実質的に変化していないとみなしうる場合においては、両者の測定のタイミングが一致していなくても問題はない。
【００５２】
（５）上記（４）において測定された内部抵抗成分の値を、上記（２）の抵抗温度補正係数に基づいて、基準温度における内部抵抗成分の値に変換する。
【００５３】
（６）上記（５）により求められた基準温度における内部抵抗成分の値を、上記（３）の抵抗電圧変換係数に基づいて基準温度における蓄電池の放電時端子間電圧に変換する。このことにより、負荷の動作電圧との対比が可能となる。
【００５４】
（７）上記（６）により求められた基準温度における蓄電池の放電時端子間電圧を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定する。劣化判定しきい値は、例えば負荷の動作に必要な最低電圧（以下、負荷の最低動作電圧とする）とすることができる。蓄電池の放電時端子間電圧が劣化判定しきい値より大きい場合は、蓄電池は必要な電力出力が可能であると判断され、劣化判定しきい値以下であれば、蓄電池は必要な電力出力が不可能であって蓄電池は劣化状態であると判断される。さらに、劣化判定しきい値より大きい側に幅を持たせた電圧値を設定し、その幅を持たせた電圧値以下となった場合に劣化状態に近づいていると判断してもよい。
【００５５】
なお、上記（６）（７）の処理のかわりに、下記の（８）または（９）の処理を行うこともできる。その効果は、（６）（７）の処理を行った場合と実質的に同等である。
【００５６】
（８）上記（５）により求められた基準温度における内部抵抗成分の値を、抵抗電圧変換係数に基づいて基準温度における蓄電池の放電時降下電圧に変換し、この値をあらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定する。この劣化判定しきい値は、例えば負荷の動作に必要な最低電圧となる降下電圧値以下の値とすることができる。このことにより、蓄電池の降下電圧値との対比が可能となる。
【００５７】
（９）上記（５）により求められた基準温度における内部抵抗成分の値を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定する。この劣化判定しきい値は、例えば負荷の動作に必要な最低電圧となる内部抵抗成分の値以下の値とすることができる。このことにより、蓄電池の内部抵抗成分の値との対比が可能となる。
【００５８】
すなわち、本発明の実施形態である蓄電池の劣化判定方法は、上記（１）〜（９）の特徴を有するため、さらに具体的には、蓄電池の内部抵抗成分の測定結果に基づいて、蓄電池の放電時端子間電圧や放電時降下電圧に変換し、または蓄電池の内部抵抗成分の値のままそれぞれ劣化判定しきい値と比較するため、負荷に接続された使用中の蓄電池の劣化状態の判定を短時間にかつ正確に行うことができる。
【００５９】
ここで、蓄電池の放電性能について説明する。放電性能とは、ある定められた電流を流した時の蓄電池の端子間電圧として考えることができる。つまり、放電性能が低下するということは、同一の電流出力に対して端子間電圧の低下が大きくなることである。従って、放電性能とは、同一の電流出力に対する電圧降下として考えることができる。
【００６０】
本発明においては、蓄電池の電圧降下の値を実際に蓄電池の内部抵抗成分の値の変化から求め、この内部抵抗成分の値の増加に基づいて放電性能の低下を判断する。ここで、蓄電池の内部抵抗成分とは、蓄電池の電圧降下の代替指標となるものであればよい。例えば、内部抵抗成分として、インピーダンス（直流抵抗成分のみまたはリアクタンス成分のみでも可）を用いてもよく、アドミタンス（コンダクタンス成分のみまたはサセプタンス成分のみでも可）を用いてもよい。
【００６１】
また、本発明においては、蓄電池の使用温度範囲内であって、かつ前記蓄電池からあらかじめ定められた放電電流を流した際の放電時端子間電圧の値が最も低くなる温度での放電性能低下を判断することが、劣化状態を確実に判断する点から望まれる。例えば、蓄電池が鉛蓄電池である場合、使用温度範囲を−１０℃〜＋４０℃としたときの放電性能は、低温にいくほど低下し、蓄電池の使用温度範囲の下限温度において最も厳しくなる。そこで、任意の温度の蓄電池で測定した内部抵抗成分の測定値から、電池の放電性能が最も厳しい温度、すなわち蓄電池の使用温度範囲の下限温度における放電性能を求めることが望ましい。
【００６２】
また、本発明では、上述の例のように、蓄電池の使用温度範囲の下限温度における劣化状態を判断すると蓄電池の特性保証が過剰となる場合には、蓄電池の温度に応じて劣化状態を判断する基準温度を変化させてもよい。この基準温度は、必ずしも蓄電池の使用温度範囲の下限温度に設定する必要はなく、蓄電池の使用温度範囲の下限温度より高い温度を基準温度として劣化状態を判断してもよい。
【００６３】
例えば、測定した蓄電池の温度から、一定の温度を差し引いた温度を基準温度として劣化状態を判断してもよい。また、例えば蓄電池の使用温度範囲が−３０℃〜＋５５℃である場合において、蓄電池の温度が＋２５℃〜＋５５℃であれば基準温度を０℃、蓄電池の温度が０℃〜＋２５℃であれば基準温度を−１５℃、蓄電池の温度が−３０℃〜０℃であれば基準温度を−３０℃、というように、測定した蓄電池の温度に応じて基準温度を設定してもよい。また、例えば蓄電池の測定温度の履歴を年間を通して記録し、蓄電池の履歴温度範囲が−３０℃〜＋５５℃である場合には基準温度を−３０℃、蓄電池の履歴温度範囲が０℃〜＋２５℃であれば基準温度を−１５℃、蓄電池の履歴温度範囲が＋２５℃〜＋５５℃であれば基準温度を０℃、蓄電池の履歴温度範囲が−３０℃〜０℃であれば基準温度を−３０℃、というように、蓄電池の履歴温度範囲に応じて基準温度を設定してもよい。
【００６４】
また、例えば、蓄電池の使用温度範囲を−３０℃〜＋５５℃としたとき、その範囲を表１のように、“−３０℃以上、０℃未満”、“０℃以上、＋３０℃以下”、“＋３０℃超、＋５５℃以下”の３つに区分し、測定した蓄電池の温度に応じて基準温度の選定パターンを基準温度選定ＡとＢ又はＣのように複数設定してもよい。例えば、蓄電池の設置場所の温度履歴に応じて基準温度を任意にしてもよい。
【００６５】
また、基準温度選定Ｃは、基準温度選定ＡとＢに比べ、−２０℃を基準温度とするので、低い温度（区分１）での判定が緩いものとなる。この判定により劣化と判定し、蓄電池を充電又は交換をするようにしてよい。また、高温側においても、例えば、蓄電池の上限温度程度になった場合、＋３０℃を基準温度とする判定をしてよい。
【００６６】
また、基準温度は測定温度範囲の異なる区分のものから設定してもよい。例えば、基準温度選定Ｂのとき、測定した蓄電池の温度が＋５℃であっても、基準温度として＋３０℃（表１の基準温度選定Ｂの区分３）等、基準温度を任意に選択してもよい。なお、測定温度範囲の区分は４つ以上あってもよい。また、測定温度範囲を−３０≦区分１＜−２０℃，・・，０≦区分ｍ＜１０℃，・・・，５０≦区分ｎ＜６０℃のように１０℃程度毎のようにほぼ等間隔に温度範囲に区分してよく。当然に、任意の不等間隔に温度範囲を区分してよい。
【００６７】
【表１】
【００６８】
さらに、基準温度は複数、１つの基準温度で測定し（測定結果１）、他の基準温度での測定し（測定結果２，３，４，・・ｎ）、例えば、複数の基準温度での電圧値について比較し、最も厳しい判定となる基準温度を選択してよい。
また、１つの蓄電池において、複数の基準温度での電圧値についての相関等の関係と、負荷状況や環境等の使用状態とを考慮し、劣化判定をするようにしてよい。
また、複数の蓄電池について、１つの蓄電池において１以上の基準温度を設定し、互いの相関等の関係、又は／及び、負荷状況や環境等の使用状態を考慮し、劣化判定をするようにしてよい。さらに、複数の蓄電池を判定することにより、ほぼ同時に交換や充電をした蓄電池について、負荷状況や環境等による劣化状況（寿命）を予測することも可能となり、予測される交換や充電時期をユーザに報せることもできる。
【００６９】
ここで、負荷の最低動作電圧が温度依存性を有する場合には、基準温度の設定の他に負荷の最低動作電圧の温度依存性についても考慮することが望ましい。例えば、蓄電池の劣化状態を確実に判断する点からは、負荷の最低動作電圧を、負荷の使用温度範囲における最高電圧値に設定することが望ましい。また蓄電池の特性保証が過剰となる場合には、負荷の最低動作電圧を、劣化状態判断時の負荷の温度における最低動作電圧としてもよい。
【００７０】
次に、本発明が適用されるシステムの例を説明する。図１は、本発明が適用されるシステムの第１例を示す説明図である。図１において、１は本発明が適用されるシステムである。このシステム１は、システム１を動作させる電力源２と、電力源２からの電力により充電される蓄電池３と、電力源２または蓄電池３からの電力により動作する負荷４と、電力源２または蓄電池３から負荷４への電力の供給を制御する電力制御装置５を備えている。なお、実際のシステム１には、負荷が多数設けられている場合もあるが、図１においては特定の負荷４にのみ着目し、他の負荷については図示および説明を省略する。
【００７１】
また、電力制御装置５は、負荷４に接続された蓄電池３の劣化状態を判定する蓄電池劣化判定装置６を備えている。蓄電池３としては、どのような蓄電池を用いてもよく、例えば鉛蓄電池を用いてもよい。具体的には、種類、電圧、容量等の区別なく用いることができる。
【００７２】
ここで、蓄電池劣化判定装置６は、蓄電池３の劣化状態を、蓄電池３の内部抵抗成分の測定結果に基づいて判定する機能を有する。蓄電池３の劣化状態を判定するために蓄電池３の内部抵抗成分の測定結果を利用すると、例えばシステム１が負荷変動の大きい装置であって電力源２が商用電源や太陽電池、あるいは、自動車等の車両であって電力源２が発電機（オルタネータ）である場合などのように、充電中の蓄電池３の電池電圧が変動する場合にも、従来技術と比較して正確に蓄電池３の劣化状態を判定することができる。
【００７３】
また、本発明が適用されるシステムとしては、通常使用される蓄電池と予備の蓄電池を併用するシステムも考えられる。なお、通常使用される蓄電池と予備の蓄電池の数量についての制限は特になく、それぞれ少なくとも１個以上用いたシステムであれば、どのように蓄電池を組み合わせたシステムであっても、本発明を適用することが可能である。
【００７４】
図２は、本発明が適用されるシステムの第２例を示す説明図である。
図２において、１は本発明が適用されるシステムである。このシステム１は、システム１を動作させる電力源２と、電力源２からの電力により充電される主蓄電池３Ａと、電力源２または主蓄電池３Ａからの電力により動作する負荷４と、電力源２または主蓄電池３Ａから負荷４への電力の供給を制御する電力制御装置５を備えている。また、システム１は、主蓄電池３Ａをバックアップする予備蓄電池３Ｂを備えている。なお、図２においては、図1と同様に特定の負荷４にのみ着目し、他の負荷については図示および説明を省略する。
【００７５】
また、電力制御装置５は、負荷４に接続された主蓄電池３Ａまたは予備蓄電池３Ｂのうち少なくとも一方の劣化状態を判定する蓄電池劣化判定装置６を備えている。主蓄電池３Ａおよび予備蓄電池３Ｂとしては、どのような蓄電池を用いてもよく、例えば鉛蓄電池を用いてもよい。
【００７６】
ここで、蓄電池劣化判定装置６は、主蓄電池３Ａまたは予備蓄電池３Ｂの劣化状態を、主蓄電池３Ａまたは予備蓄電池３Ｂの内部抵抗成分の測定結果に基づいて判定する機能を有する。蓄電池劣化判定装置６がこの機能を有する利点は、前述のとおりである。
【００７７】
また、図２では主蓄電池３Ａと予備蓄電池３Ｂと複数の蓄電池を備えるものであり、少なくとも１つの蓄電池について劣化状態を判定するようにし、その蓄電池が劣化の見込まれる状態又は劣化状態である場合、充電又は交換を要する蓄電池の情報を伝えるものである。また、蓄電池の情報を表示する図１９又は図２０のような表示部１０３を設け、ユーザー他に蓄電池の状態を伝え、充電又は交換することを促すことができる。
【００７８】
さらに、図２では主蓄電池３Ａと予備蓄電池３Ｂと複数の蓄電池を備えるものであり、少なくとも２つの蓄電池について劣化状態を判定するようにし、蓄電池が劣化の見込まれる状態又は劣化状態である場合、充電又は交換を要する要対応蓄電池の情報と、継続して使用可能な継続使用蓄電池の情報とを表示する図１９又は図２０のような表示部１０３と、前記蓄電池の履歴を記録する記憶部（図示しない）を有し、少なくとも充電して使用する又は継続して使用可能する蓄電池の履歴を保持、又は／及び、継続して判定するプログラムを有する制御・判定部（図２の電力制御装置５や蓄電池劣化判定装置６等）を備え、蓄電池の劣化状態を判定することができる。このようにすれば、少なくとも１つは常に使用可能な蓄電池とすることが可能である。従って、例えば、常時電源が活きている必要があるようなシステムや装置に本発明を取り入れると有効である。
【００７９】
次に、本発明が適用されるシステムにおいて用いられる電力制御装置５の例を説明する。
図３は、本発明が適用されるシステムにおいて用いられる電力制御装置の一例を示す説明図である。ここで、図３の電力制御装置は、図１のシステムに用いられるものとして説明する。
【００８０】
図３において、電力制御装置５は、電力源２から蓄電池３への充電電力の有無を検知する充電電力検出手段５１と、蓄電池劣化判定装置６からの劣化検知信号を警報信号に変換して外部に発出する警報発生手段５２を備えている。なお、充電電力検出手段５１は、蓄電池劣化判定装置６による蓄電池３の劣化状態の判定を蓄電池３が充電されていないときに行わせるための手段である。
なお、実際の電力制御装置５には、必要に応じて電力源２から蓄電池３への充電電力を調整する機能などの他の機能が設けられるが、ここでは図示および説明を省略する。
【００８１】
また、蓄電池劣化判定装置６は、蓄電池３の内部インピーダンスを測定するインピーダンス測定手段６１と、インピーダンス測定手段６１からの測定結果を用いて蓄電池３の劣化判断を行う状態検知手段６２を備えている。状態検知手段６２には温度センサ６３が接続されており、蓄電池３の温度または蓄電池３の周辺の温度を測定することができる。また、状態検知手段６２はインピーダンス測定手段６１を制御する機能と、蓄電池３が劣化している場合の劣化検知信号を警報発生手段５２に送出する機能を有する。
【００８２】
次に、本発明の実施形態である蓄電池の劣化判定方法の具体的一例について説明する。
図４は、本発明の実施形態である蓄電池の劣化判定方法の第１例の流れを説明する流れ図である。以下、ステップごとに分けて説明する。
【００８３】
ステップ０：初期値設定
基準温度、抵抗温度補正係数、抵抗電圧変換係数、劣化判定しきい値を、それぞれ初期値として設定する。ここで、抵抗電圧変換係数は、基準温度における内部抵抗成分値を基準温度における蓄電池の放電時端子間電圧に変換する係数である。また、劣化判定しきい値としては、負荷の最低動作電圧以上の電圧値を用いる。
【００８４】
ステップ１：内部抵抗成分の測定
蓄電池の両端に交流電流を流して、内部抵抗成分（具体的には内部インピーダンス）を測定する。この測定は、いわゆる交流４端子法、またはその改良方法により行う。また、交流電流の周波数は適宜選択することができ、必要に応じて複数の周波数を用いて内部抵抗成分を測定することも可能である。
【００８５】
ステップ２：蓄電池温度の測定
前述のステップ１の内部抵抗成分値の測定と並行して、蓄電池温度の測定を行う。蓄電池温度の代わりに、蓄電池の周囲の温度を測定してもよい。なお、蓄電池の温度の測定は、蓄電池の内部抵抗成分の測定と同時に行う必要はない。
【００８６】
ステップ３：基準温度における内部抵抗成分値への変換
ステップ０において設定された抵抗温度補正係数と、ステップ２において実測された蓄電池温度の値を用いて、ステップ１において実測された蓄電池の内部抵抗成分値を、基準温度における内部抵抗成分値に変換する。
【００８７】
ステップ４：放電時端子間電圧への変換
ステップ３において求められた基準温度における内部抵抗成分値を、ステップ０において設定された抵抗電圧変換係数により、基準温度における蓄電池の放電時端子間電圧に変換する。
【００８８】
ステップ５：放電時端子間電圧と劣化判定しきい値との比較
ステップ４において求められた放電時端子間電圧と、ステップ０において設定された劣化判定しきい値とを比較する。前者の値が後者の値より大きい場合はステップ６へ進み、それ以外の場合はステップ７へ進む。
【００８９】
ステップ６：判定結果（１）〜〜〜蓄電池を正常であると判定
ステップ５において、放電時端子間電圧が劣化判定しきい値より大きい場合は、蓄電池は正常であると判定され、劣化判定の流れは終了する。
【００９０】
ステップ７：判定結果（２）〜〜〜蓄電池を劣化していると判定
ステップ５において、放電時端子間電圧が劣化判定しきい値以下である場合は、蓄電池は劣化していると判定され、劣化判定の流れは終了する。
ここで、ステップ６を経由して劣化判定の流れが終了した場合には、時間をおいて次回以降の劣化判定が開始されることがあり、この場合はステップ７を経由して劣化判定の流れが終了するまで、劣化判定が繰り返されることがある。また、図４に例示されたステップ０からステップ７までの一連の劣化判定の流れを、時間をおいて周期的に繰り返し行ってもよい。
【００９１】
次に、本発明の実施形態である蓄電池の劣化判定方法の第２例を説明する。図５は、本発明の実施形態である蓄電池の劣化判定方法の第２例の流れを説明する流れ図である。以下、第１例の説明と同様に、ステップごとに分けて説明する。
【００９２】
ステップ０：初期値設定
基準温度、抵抗温度補正係数、抵抗電圧変換係数、劣化判定しきい値を、それぞれ初期値として設定する。ここで、抵抗電圧変換係数は、基準温度における内部抵抗成分値を基準温度における蓄電池の放電時降下電圧に変換する係数である。また、劣化判定しきい値としては、負荷の動作に必要な最低電圧となる降下電圧の値以下の値を用いる。
【００９３】
ステップ１：内部抵抗成分の測定
内容は第１例と同様であるため、説明を省略する。
【００９４】
ステップ２：蓄電池温度の測定
内容は第１例と同様であるため、説明を省略する。
【００９５】
ステップ３：基準温度における内部抵抗成分値への変換
内容は第１例と同様であるため、説明を省略する。
【００９６】
ステップ４：放電時降下電圧への変換
ステップ３において求められた基準温度における内部抵抗成分値を、ステップ０において設定された抵抗電圧変換係数により、基準温度における蓄電池の放電時降下電圧に変換する。
【００９７】
ステップ５：放電時降下電圧と劣化判定しきい値との比較
ステップ４において求められた放電時降下電圧と、ステップ０において設定された劣化判定しきい値とを比較する。前者の値が後者の値より小さい場合はステップ６へ進み、それ以外の場合はステップ７へ進む。
【００９８】
ステップ６：判定結果（１）〜〜〜蓄電池を正常であると判定
ステップ５において、放電時降下電圧が劣化判定しきい値より小さい場合は、蓄電池は正常であると判定され、劣化判定の流れは終了する。
【００９９】
ステップ７：判定結果（２）〜〜〜蓄電池を劣化していると判定
ステップ５において、放電時降下電圧が劣化判定しきい値以上である場合は、蓄電池は劣化していると判定され、劣化判定の流れは終了する。
【０１００】
なお、図４に例示した第１例と同様、ステップ６を経由して劣化判定の流れが終了した場合には、時間をおいて次回以降の劣化判定が開始されることがあり、この場合はステップ７を経由して劣化判定の流れが終了するまで、劣化判定が繰り返されることがある。また、図５に例示されたステップ０からステップ７までの一連の劣化判定の流れを、時間をおいて周期的に繰り返し行ってもよい。
【０１０１】
次に、本発明の実施形態である蓄電池の劣化判定方法の第３例を説明する。図６は、本発明の実施形態である蓄電池の劣化判定方法の第３例の流れを説明する流れ図である。以下、第１例、第２例の説明と同様に、ステップごとに分けて説明する。
【０１０２】
ステップ０：初期値設定
基準温度、抵抗温度補正係数、抵抗電圧変換係数、劣化判定しきい値を、それぞれ初期値として設定する。ここで、劣化判定しきい値としては、負荷の動作に必要な最低電圧となる内部抵抗成分の値以下の値を用いる。
【０１０３】
ステップ１：内部抵抗成分の測定
内容は第１例と同様であるため、説明を省略する。
【０１０４】
ステップ２：蓄電池温度の測定
内容は第１例と同様であるため、説明を省略する。
【０１０５】
ステップ３：基準温度における内部抵抗成分値への変換
内容は第１例と同様であるため、説明を省略する。
【０１０６】
ステップ４：基準温度における内部抵抗成分値と劣化判定しきい値との比較 ステップ３において求められた基準温度における内部抵抗成分値と、ステップ０において設定された劣化判定しきい値とを比較する。前者の値が後者の値より大きい場合はステップ５へ進み、それ以外の場合はステップ６へ進む。
【０１０７】
ステップ５：判定結果（１）〜〜〜蓄電池を正常であると判定
ステップ４において、基準温度における内部抵抗成分値が劣化判定しきい値より小さい場合は、蓄電池は正常であると判定され、劣化判定の流れは終了する。
【０１０８】
ステップ６：判定結果（２）〜〜〜蓄電池を劣化していると判定
ステップ４において、基準温度における内部抵抗成分値が劣化判定しきい値以上である場合は、蓄電池は劣化していると判定され、劣化判定の流れは終了する。
【０１０９】
なお、図４に例示した第１例と同様、ステップ５を経由して劣化判定の流れが終了した場合には、時間をおいて次回以降の劣化判定が開始されることがあり、この場合はステップ６を経由して劣化判定の流れが終了するまで、劣化判定が繰り返されることがある。また、図６に例示されたステップ０からステップ６までの一連の劣化判定の流れを、時間をおいて周期的に繰り返し行ってもよい。
【０１１０】
以上、本発明の第１実施形態である蓄電池の劣化判定方法の例を説明した。ここで、各例におけるステップ０で設定される値などについて説明する。
【０１１１】
まず、負荷使用時の放電電流値について説明する。負荷使用時の放電電流値は、各蓄電池の容量その他の条件により異なるので、あらかじめ劣化状態の異なる複数の同種の蓄電池を用いてデータを収集しておくことが望ましい。以下、蓄電池として鉛蓄電池を用いて、急速放電する場合、放電電流が時間により変化する場合などの例を説明する。
【０１１２】
図７は、負荷使用時の放電電流の時間変化の第１例を示すグラフである。なお、図７においては、定格電流値をあわせて示している。本発明の実施形態である蓄電池の劣化判定方法は、図７のような比較的短時間に定格電流に対して大きい電流（例えば１ｃＡ以上）が流れる場合であっても、ほぼ正確に蓄電池の劣化状態を判定することができる。
【０１１３】
図８は、負荷使用時の放電電流の時間変化の第２例を示すグラフであって、（イ）は負荷の動作時間中に必要とされる消費電流を表す電流波形、（ロ）は（イ）の電流波形と実質的に等価とみなせる電流波形を示す。本発明の実施形態である蓄電池の劣化判定方法は、図８のような時間変化をする電流が流れる場合であっても、ほぼ正確に蓄電池の劣化状態を判定することができる。もちろん、電流値が定格電流に対して大きい電流値（例えば１ｃＡ以上）である場合にも十分適用することができる。
【０１１４】
また、ステップ０で設定される値のうち、抵抗電圧変換係数を求める場合の負荷使用時の放電電流値については、図７および図８に例示されるものとなるが、この放電電流値から抵抗電圧変換係数を求める場合、各蓄電池の容量その他の条件により変換係数が異なるので、あらかじめ劣化状態の異なる複数の同種の蓄電池を用いてデータを収集しておくことが望ましい。
【０１１５】
例えば、第１例の方法において、基準温度における内部抵抗成分と、基準温度における蓄電池からあらかじめ定められた放電電流を流した際の蓄電池の放電時端子間電圧との関係を抵抗電圧変換係数としてあらかじめ求める工程における蓄電池の放電時端子間電圧は、蓄電池の放電時の最低電圧としておくと、確実に蓄電池の劣化状態を判定することができる。この場合の放電時端子間電圧と放電電流のグラフを図９に示す。
【０１１６】
また、第１例の方法において、基準温度における内部抵抗成分と、基準温度における蓄電池からあらかじめ定められた放電電流を流した際の蓄電池の放電時端子間電圧との関係を抵抗電圧変換係数としてあらかじめ求める工程における蓄電池の放電時端子間電圧は、前記蓄電池の放電開始から所定時間経過後の電圧とすることもできる。この場合の放電時端子間電圧と放電電流のグラフを図１０に示す。
【０１１７】
また、ステップ０で設定される値のうち、内部抵抗成分の温度依存性、抵抗温度補正係数、第１例の方法において用いられる抵抗電圧変換係数、第２例の方法において用いられる抵抗電圧変換係数について、それぞれグラフを図１１〜図１４に示す。なお、図１３および図１４においては劣化判定しきい値をあわせて示す。
【０１１８】
［２］第２実施形態
第２実施形態にかかる本発明の蓄電池の劣化判定方法及び蓄電池の劣化判定装置は、負荷変動の大きい装置に用いられる蓄電池（補助電池）、あるいは、車載された蓄電池（補助電池）の放電性能の低下、すなわち、蓄電池の劣化状態を精度良く判別する方法および装置である。
【０１１９】
しかも、所望の温度における測定結果に基づいて、測定対象の蓄電池の仕様として規定されている使用可能温度範囲の中で蓄電池の放電性能が最も厳しい温度（もっとも蓄電池の性能が低下する最も低温側の温度）における放電性能低下を判別するものであり、実際に蓄電池（補助電池）から電力を供給する負荷の動作に必要な電力仕様に対する補助電池の性能低下として判断するものである。
【０１２０】
一般に負荷の動作に必要な電力仕様としては、電流として消費電流の時間変化を規定し、電圧として最低保証電圧が規定されている。
【０１２１】
従って、規定された消費電流の時間変化パターンの電流、あるいは規定された消費電流の時間変化パターンに準じた電流を流した時に、蓄電池（補助電池）の端子間電圧が最低保証電圧に対してどの程度の余裕度が有るのかによって、蓄電池の放電性能を判断する。
【０１２２】
ところで、実際の測定温度で蓄電池の放電性能を判断する場合、各種装置や所定の場所に設置した蓄電池、あるいは、車両に搭載される鉛蓄電池等が、実際に稼動するまでのある期間放置される前や、出荷までの保管される前や輸送される前（以後、放置前という）、この放置前の温度では負荷の動作に必要な電力が電池から供給できる様な放電性能を有している電池であっても、到着後あるいは稼動前や使用前等である放置後の温度では、必要な電力が供給できない場合がある。従って、蓄電池が電源として必要なシステムや装置、あるいは、車両の装置等が走行上重要な安全部品の場合は重大な問題となる可能性がある。あるいは、放置後の温度で放電性能の低下が判断できたとして、車両を使用してはいけないと警告する事となり、ユーザーに対して不便を強いることとなる。
【０１２３】
そこで、本実施形態では、所定の使用可能温度範囲の中で電池の放電性能が最も厳しい温度での放電性能低下を判断している。この理由は、所定の場所に設置した蓄電池、通信装置等を収納した局舎等に備える蓄電池、あるいは、蓄電池を搭載している車両が一時的に放置される場合を想定すると、蓄電池がおかれた環境の温度により蓄電池の放電性能は変化してしまうからである。従って、放置後における蓄電池の劣化状態が不明であることから、放電性能が最も厳しい温度で放電性能を判断するものである。また、言い替えると、各種装置や車両等の負荷状況に対し、蓄電池が使用可能かどうかを判定するものである。もし、放電性能が低下している場合は、事前にユーザーや保守・メンテナンス拠点等に対して蓄電池（補助電池）の充電あるいは交換することを促すことができる。
【０１２４】
第１実施形態で述べたように、放電性能とは、同一の電流出力に対する電圧降下として考えることができる。
本願発明においては、この放電性能の低下に伴う電圧降下を蓄電池の内部抵抗値（内部抵抗成分）に置き換え、この内部抵抗値を放電性能に相関関係を有する相関値とし、この相関値の温度補正を行い、温度補正後の相関値をあらかじめ求めた関係式に代入することにより放電性能を求め、放電性能の低下（内部抵抗値の増加に相当）を判断する。測定の対象となる内部抵抗値としては、電圧降下の代替指標となるもので有れば、どの様な抵抗値でもかまわない。具体的には、直流抵抗でも良いし、交流インピーダンスでも良い。交流インピーダンスの逆数である交流コンダクタンス等の導電値を示すものでも良い。
【０１２５】
図１５は、第２実施形態の処理フローチャートである。
本発明の蓄電池の劣化判定方法は、蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、蓄電池の放電性能に相関関係を有する相関値、すなわち、内部抵抗成分を所望の温度で測定し（ステップＳ１１）、この内部抵抗成分をあらかじめ求めた温度補正式により測定時の温度で補正し、内部抵抗成分を基準温度における内部抵抗成分に変換し（ステップＳ１２）、変換後の内部抵抗成分と放電性能との所定の関係式に基づいて基準温度における蓄電池の放電性能を求め（ステップＳ１３）、求めた基準温度における放電性能を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して蓄電池の劣化状態を判定する（ステップＳ１４）ことを特徴としている。
【０１２６】
この場合において、所定の関係式は、負荷の消費電流の時間変化パターンに相当する電流を流した際の蓄電池の端子間電圧、あるいは、負荷の消費電流の時間変化パターンに準じた電流を流した際の蓄電池の端子間電圧であるようにしてもよい。
また、基準温度は、蓄電池の所定の使用可能温度範囲の内、蓄電池の放電性能が最も低下する温度に設定してもよい。
【０１２７】
本実施形態においても、使用温度範囲の中で電池の放電性能が最も厳しい温度での放電性能低下を判断している。
【０１２８】
所定の場所に設置した蓄電池、観測装置や通信装置等を収納した局舎等に備える蓄電池、あるいは、車載される蓄電池（補助電池）の使用可能温度範囲としては、例えば、−３０℃〜＋５５℃が挙げられる。この場合には、下限温度である−３０℃での電池の放電性能が最も厳しい。従って、任意の温度の電池で測定した抵抗値から、電池の放電性能が最も厳しい温度−３０℃での放電性能を求める必要がある。この方法の例としては、あらかじめ計測しておいた抵抗値の温度特性から温度補正式を求めておき、この温度補正式に電池の温度と抵抗値を代入して電池の放電性能が最も厳しい温度−３０℃での抵抗値に変換する。変換した抵抗値を、あらかじめ求められた、抵抗値と放電性能の関係を現した所定の関係式に代入することで、電池の放電性能が最も厳しい温度−３０℃での放電性能が得られる。得られた放電性能が、劣化状態を判別するための設定したしきい値より大きい場合は、電池は必要な電力出力が可能と判断される。得られた放電性能が、劣化として設定したしきい値以下で有れば、電池は必要な電力出力が不可能と判断される。
【０１２９】
また、常に使用可能温度範囲の中で電池の放電性能が最も厳しい温度での放電性能低下を判断することによる、過剰な放電性能保証を避ける為に、電池温度に従って、放電性能低下を判断する対象温度を替える方法としても良い。すなわち、基準温度は、所望の温度から一定温度を差し引いた温度に設定してもよい。具体的には、電池の性能としては、低温にいくほどに放電性能が低下するため、例えば、測定した電池温度から、２０℃を差し引いた温度を、対象温度として放電性能低下を判断しても良い。
あるいは、基準温度は、所望の温度が属する温度帯域毎に対応する所定の温度に設定してもよい。具体的には、電池温度が＋２５℃〜＋５５℃であれば対象温度を０℃、電池温度が０℃〜＋２５℃であれば対象温度を−１５℃、電池温度が−３０℃〜０℃であれば対象温度を−３０℃、というように、温度帯域毎に対象温度を設定しても良い。
【０１３０】
いずれにしても、所望の温度の蓄電池で抵抗値を測定し、この測定した抵抗値から、あらかじめ設定した基準温度での放電性能を求める。この方法の例としては、あらかじめ計測しておいた抵抗値の温度特性から、対象温度毎に温度補正式を求めておき、この温度補正式に電池の温度と抵抗値を代入することで、対象温度での抵抗値に変換する。変換した抵抗値を、あらかじめ求められた、基準温度における抵抗値と放電性能の関係を現した式に代入することで、対象温度での放電性能が得られる。得られた放電性能が、劣化として設定したしきい値より大きい場合は、電池は必要な電力出力が可能と判断される。得られた放電性能が、劣化として設定したしきい値以下で有れば、電池は必要な電力出力が不可能と判断される。
【０１３１】
これらの場合において、基準温度における相関値としての内部抵抗成分（内部抵抗値）と放電性能の関係を現した関係式については、事前にいろいろな劣化程度の電池を用いて、規定された消費電流の時間変化パターンの電流を流した時に、あるいは規定された消費電流の時間変化パターンに準じた電流を流した時に、蓄電池（補助電池）の端子間電圧を測定し、また、電圧降下の代替指標となる抵抗値を測定することで、容易に導くことが出来る。
【０１３２】
以下に第２実施形態を詳細に説明する。
まず本第２実施形態の従来例に対する優位性を比較する。
図１６は、本第２実施形態における内部抵抗成分（内部抵抗値）と負荷電流を放電している最中の最低電圧の関係を示す図である。図１７は、従来方法である電池容量（５時間率容量）と負荷電流を放電している最中の最低電圧の関係を示す図である。
本比較のために、使用した蓄電池は鉛シール式電池であり、定格電池容量は１２Ａｈである。蓄電池の試料としては、加速寿命試験により得られたいろいろな劣化程度の蓄電池を使用した。また、蓄電池（補助電池）の放電性能としては、実際に使用される負荷の消費電流の時間変化パターンに準じた電流として、１５Ａの放電電流を１０秒間流した時の、最低電池電圧として評価した。また、蓄電池の仕様上の使用可能温度範囲としては、−３０℃〜＋５５℃であり、下限温度である−３０℃での電池の放電性能を求めることとした。
【０１３３】
まず、試料である蓄電池を−３０℃の恒温槽内に設置して、蓄電池の温度が−３０℃になるのに必要な時間放置した。また、試料である蓄電池から放電が可能な様に、蓄電池の端子に、リード線の一方端を取り付け、他方端を恒温槽外に引き出しておき、電子負荷装置を接続しておく。
【０１３４】
また、電池電圧及び放電電流を測定するため、電圧計と電流計を接続した。電子負荷装置には、放電電流１５Ａで１０秒間のみ放電が可能なようにあらかじめ設定した。
【０１３５】
そして、電子負荷装置を動作させることにより、恒温槽内の試料である蓄電池から、１５Ａの放電電流が１０秒間流れる。このときの電池電圧と放電電流をそれぞれ電圧計と電流計で測定した。
【０１３６】
次に、試料である蓄電池を常温の状態として、内部抵抗値の測定を行った。測定は、市販の抵抗測定機を用いて、１ｋＨｚの交流インピーダンスにより行なった。サンプル電池の抵抗の温度特性は、あらかじめ求めてあり、この温度特性に測定した抵抗値と測定時の電池温度を代入することで、基準温度である−３０℃における内部抵抗値を算出した。
【０１３７】
この算出した内部抵抗値と負荷電流を放電している最中の最低電圧の関係は、図１６に示すように、両者の関係は非常に相関性が高く、任意の相関式を当てはめると、相関係数Ｒの２乗値は、０．９６５４となっている。また、このときに得られる任意の相関式は、次式の通りに現される。
最低電池電圧＝任意の係数×内部抵抗値＋定数
従って、相関式に測定した内部抵抗値を代入することで、容易に放電性能に対応する負荷電流の放電最中における最低電圧を算出することができる。さらに、蓄電池の劣化を判断する電圧しきい値（劣化判定しきい値）を設定することにより、電池が必要な電力出力が可能か否かを高精度、かつ、容易に判定することが出来る。
【０１３８】
図１８は従来の処理フローチャートである。
一方、従来の電池容量を測定する方法では、試料である蓄電池を−３０℃の恒温槽内に設置して、電池温度が−３０℃になり平衡状態となるのに必要な時間放置した。
このとき、試料である蓄電池から放電が可能となる様に、蓄電池の端子に、一方端が取り付けられたリード線の他方端を恒温槽外に引き出しておき、電子負荷装置を接続しておく。
【０１３９】
また、電池電圧及び放電電流を測定するため、電圧計と電流計を接続した。電子負荷装置には、放電電流２．４Ａ（１２Ａ×０．２）で電池電圧が１０．５Ｖとなるまで放電が可能なようにあらかじめ設定した。
【０１４０】
そして、電子負荷装置を動作させることにより、恒温槽内のサンプル電池から、２．４Ａの放電電流が連続して流れ、電池電圧が１０．５Ｖとなるまで放電を継続した。放電開始から放電停止までの放電時間に、放電電流２．４Ａを乗算することで、各々の試料である蓄電池の電池容量を求めた（ステップＳ２１〜ステップＳ２３）。電池容量（５時間率容量）と負荷電流を放電している最中の最低電圧の関係を、図１７に示す。両者の関係は相関性が高いものの、図１６の第２実施形態の場合に比較して相関性は低くなった。すなわち、任意の相関式を当てはめると、相関係数Ｒの２乗値は、０．９０１８であった。
【０１４１】
本従来方法によれば、電池容量を代入することで、放電性能を意味する負荷電流を放電している最中の最低電圧を求めることができるものの、実際の使用時、各種装置の駆動時や車載時においては、所定の電圧まで放電を継続することはできず、電池容量を測定することは困難であることから、他の測定方法による測定結果から電池容量を推定する必要がある。
【０１４２】
従って、この点においても、負荷電流を放電している最中の最低電圧を求めるにあたっては誤差が増加し、実用的ではないと考えられる。
【０１４３】
以上の説明のように、本第２実施形態によれば、蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、蓄電池の放電性能に相関関係を有する相関値としての内部抵抗値（内部抵抗成分）を所望の温度で測定し、あらかじめ求めた内部抵抗値の温度補正式、内部抵抗値の測定時の温度および測定した内部抵抗値に基づいて、測定した内部抵抗値を基準温度における内部抵抗値に変換する。
【０１４４】
そして、内部抵抗値と放電性能との所定の関係式及び変換後の内部抵抗値に基づいて蓄電池の放電性能を求める。そして求めた基準温度における放電性能が、劣化判定しきい値より大きい場合は、電池は必要な電力出力が可能と判断される。得られた放電性能が、劣化判定しきい値以下で有れば、電池は必要な電力出力が不可能と判断される。
【０１４５】
この場合において、放電性能としては、蓄電池（補助電池）の実際の負荷を想定して規定された消費電流の時間変化パターンの電流を流した時、あるいは、規定された消費電流の時間変化パターンに準じた電流を流した時の、最低保証電圧に対する補助電池の端子間電圧としているため、従来方法の様な電池の残存容量（例えば、５時間率容量）の低下として判断するよりも、はるかに精度良く使用時、各種装置の駆動時や車載された蓄電池（補助電池）の放電性能の低下を判断することができる。
【０１４６】
以上、本発明の蓄電池の劣化判定方法および蓄電池の劣化判定装置について、具体例を挙げて説明したが、本発明の蓄電池の劣化判定方法は、上述の実施形態に限られることはなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内において、適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【０１４７】
また、例えば、図１９に示すように、蓄電池の劣化判定を行うためのシステム１００は、二次電池である蓄電池Ｂの電流、電圧、抵抗、温度等のデータを取得する検知回路１０１と、検知回路１０１から、データを受取って蓄電池Ｂの劣化判定を行う制御・判定装置１０２と、判定結果を各種態様で表示する表示部１０３と、を備えるようにしてもよい。
【０１４８】
このような構成とすることにより、検知回路１０１は、二次電池である蓄電池Ｂの電流、電圧、抵抗、温度等のデータを取得し、測定したデータを制御・判定装置１０２に出力する。
これにより制御・判定装置１０２は、データを受取って蓄電池Ｂの劣化判定を行い、判定結果を各種態様で表示部１０３に表示する。
この結果、ユーザーは、二次電池である蓄電池Ｂの状態を容易に把握することができる。
【０１４９】
この場合において、表示部１０３は、ランプの数や色、文字、音声等とそれらを２つ以上組合せて、二次電池である蓄電池Ｂの状態、例えば、交換の必要の有無や、推奨される交換時期等を示すように構成することも可能である。
さらに、表示部１０３は、テレビモニタ、コンピュータディスプレイ、ＧＰＳ装置（カーナビゲーション等）の表示部等の画面での表示であってよい。
なお、音声のみで伝える方式であってよい。
【０１５０】
また、図２０に示すように、蓄電池の状態を検知、判別するための検知回路１０１、制御・判定装置１０２を蓄電池の設置側に配置し、表示部１０３を所望の位置に設けるように構成することも可能である。
【０１５１】
例えば、蓄電池の状態を検知、判別するための検知回路１０１、制御・判定装置１０２を蓄電池Ｂの設置側に配置し、制御・判定装置１０２は、検知回路１０１からデータを受取って蓄電池Ｂの劣化判定を行い、判定結果データを無線装置１１０を介して表示部１０３側に送信する。
【０１５２】
この結果、表示部１０３側に設置された無線装置１１１を介して、コンピュータ１１２が判定結果データを受信し、表示部１０３を制御して判定結果を各種態様で表示する。
【０１５３】
なお、図２０の蓄電池設置側に制御・判定装置１０２が無くてもよく、検知回路１０１にて得られる温度、電圧や抵抗等のデータについて無線装置１１０を介し表示側で受け、表示側に制御・判定装置を設ける、あるいは、コンピュータ１１２等にて劣化判定をするようにしてもよい。
【０１５４】
このように構成することにより、例えば、複数の表示部を設ける、又は、複数箇所（蓄電池製造メーカ、保守・メンテナンス拠点等）毎に設けた表示部から蓄電池（二次電池）の状態を監視し、あるいは、１箇所の表示部により、複数の蓄電池（二次電池）の監視や管理を行える。それらの際、蓄電池を区別するシリアル番号やＩＤ番号等を付与しておけば、蓄電池の個体識別を容易に行うことが可能となる。
【０１５５】
また、図１９のような有線式、図２０のような無線式等の伝送路の形態に係らず、例えば、電話回線やインターネット等のネットワークを介して蓄電池の劣化情報を電子データ(文字、画像、音声)として、携帯電話やコンピュータ等の情報端末等から見られるようにしてもよい。
【０１５６】
また、その他の実施例として、図２１のように複数の蓄電池が離れた場所にあって、１箇所の回路を切換える、又は／及び回路制御することが可能な蓄電池劣化判定装置１０４において、蓄電池１０６（Ａ，Ｂ，Ｃ）に回路を切換えて劣化判定をすることができる。その際、電気的情報（電圧、電流、抵抗等）は離れた場所の蓄電池劣化判定装置で判定可能であるが、温度測定は蓄電池の近傍や蓄電池１０６毎に温度センサ１０５を備えることが望ましい。このようにすれば、例えば、観測装置や通信装置毎に設置した複数の蓄電池の劣化判定を行える。また、車両においても座席の下や前後の収納スペース等に複数個設置した場合に、少なくとも１つの蓄電池の劣化判定を行うことができる。さらに、１箇所の蓄電池劣化判定装置やコンピュータで管理することもできる。
【０１５７】
また、その他の実施例として、図２２のように複数の蓄電池１０６のうち、１つは蓄電池劣化判定装置１０７が蓄電池１０６ａの近傍にある。他の１つは蓄電池劣化判定装置１０８が蓄電池１０６ｂに取付けられるものである。なお、図２２では残る蓄電池１０６ｃは劣化判定をしないものである。
【０１５８】
また、図２２では、装置・電源制御装置１０９には、ＧＰＳ（Global Positioning System）装置１１０、照明１１１、稼動部１１２等が接続される。装置・電源制御装置１０９よって電源を供給又は／及び制御をする。例えば、照明１１１の点灯・消灯、稼動部１１２の動作制御やエネルギ消費量の制御等をするものである。なお、ＧＰＳ装置１１０は位置や標高の他に時間も検出できるので、装置・電源制御装置１０９他の時刻合わせに利用することができる。このようにすれば、装置・電源制御装置１０９によって複数の蓄電池１０６を管理し、表示部１０３ａに蓄電池１０６の劣化状態を表示することができる。さらに、装置・電源制御装置１０９、蓄電池劣化判定装置１０７，１０８や図示しないコンピュータ等にはコネクタや無線（赤外線等）を介して外部機器と情報の送受信ができ、劣化判定情報の授受や制御プログラムのインストールや更新ができるようにしてよい。また、表示部１０３は、装置・電源制御装置１０９や蓄電池劣化判定装置１０７，１０８に、液晶画面（ＬＣＤ）やランプ等が付いている、または、内蔵する構成であってよい。
【符号の説明】
【０１５９】
１ システム
２ 電力源
３ 蓄電池
３Ａ 主蓄電池
３Ｂ 予備蓄電池
４ 負荷
５ 電力制御装置
６ 蓄電池劣化判定装置
５１ 充電電力検出装置
５２ 警報発生装置
６１ インピーダンス測定手段
６２ 状態検知手段
６３ 温度センサ
１００ システム
１０１ 検知回路
１０２ 制御・判定装置
１０３ 表示部
Ｂ 蓄電池
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の内部抵抗成分の測定結果に基づいて判定する蓄電池の劣化判定方法であって、
前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、
前記内部抵抗成分の温度による変化を抵抗温度補正係数としてあらかじめ求め、
前記蓄電池の内部抵抗成分および該内部抵抗成分測定時の前記蓄電池の温度を測定し、
前記測定された内部抵抗成分の値を、前記抵抗温度補正係数に基づいて前記基準温度における内部抵抗成分の値に変換し、
該基準温度における内部抵抗成分の値を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定し、
前記劣化判定しきい値は、前記負荷の動作に必要な最低電圧となる内部抵抗成分の値以下の値とする
ことを特徴とする蓄電池の劣化判定方法。
【請求項２】
蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の放電性能に基づいて判定する蓄電池の劣化判定方法であって、
あらかじめ２以上の温度範囲を定め、該温度範囲ごとに任意の基準温度を設定し、
前記蓄電池の劣化状態を判定する際に測定される測定温度を、前記温度範囲に対応する少なくとも１つの基準温度を選択し、
前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、
前記蓄電池の放電性能に相関関係を有する相関値を所望の温度で測定し、
あらかじめ求めた前記相関値の温度補正式、前記相関値の測定時の温度および前記相関値に基づいて、前記相関値を前記基準温度における相関値に変換し、
相関値と前記放電性能との所定の関係式及び変換後の前記相関値に基づいて前記蓄電池の放電性能を求め、
求めた前記基準温度における放電性能を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定し、
前記相関値は、前記蓄電池の内部抵抗成分の直流抵抗値、交流インピーダンス値あるいは前記交流インピーダンスの逆数である交流コンダクタンス値の導電値であり、
前記放電性能は、負荷の消費電流の時間変化パターンに相当する電流を流した際の前記蓄電池の端子間電圧、あるいは、負荷の消費電流の時間変化パターンに準じた電流を流した際の前記蓄電池の端子間電圧である
ことを特徴とする蓄電池の劣化判定方法。
【請求項３】
蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の放電性能に基づいて判定する蓄電池の劣化判定方法であって、
前記蓄電池の劣化状態を判定する際に測定される測定温度と、該測定温度の値から２以上の基準温度を設定し、
前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、
前記蓄電池の放電性能に相関関係を有する相関値を所望の温度で測定し、
あらかじめ求めた前記相関値の温度補正式、前記相関値の測定時の温度および前記相関値に基づいて、前記相関値を前記基準温度における相関値に変換し、
相関値と前記放電性能との所定の関係式及び変換後の前記相関値に基づいて前記蓄電池の放電性能を求め、
前記蓄電池の放電性能に相関関係を有する相関値を所望の温度で測定し、
前記２以上の基準温度における値を比較又は互いの相関関係を判定して前記蓄電池の劣化状態を判定し、
前記相関値は、前記蓄電池の内部抵抗成分の直流抵抗値、交流インピーダンス値あるいは前記交流インピーダンスの逆数である交流コンダクタンス値の導電値であり、
前記放電性能は、負荷の消費電流の時間変化パターンに相当する電流を流した際の前記蓄電池の端子間電圧、あるいは、負荷の消費電流の時間変化パターンに準じた電流を流した際の前記蓄電池の端子間電圧である
ことを特徴とする蓄電池の劣化判定方法。
【請求項４】
蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の放電性能に基づいて判定する蓄電池の劣化判定方法であって、
前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、
前記蓄電池の放電性能に相関関係を有する相関値を所望の温度で測定し、
あらかじめ求めた前記相関値の温度補正式、前記相関値の測定時の温度および前記相関値に基づいて、前記相関値を前記基準温度における相関値に変換し、
相関値と前記放電性能との所定の関係式及び変換後の前記相関値に基づいて前記蓄電池の放電性能を求め、
求めた前記基準温度における放電性能を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定し、
前記相関値は、前記蓄電池の内部抵抗成分の直流抵抗値、交流インピーダンス値あるいは前記交流インピーダンスの逆数である交流コンダクタンス値の導電値であり、
前記放電性能は、負荷の消費電流の時間変化パターンに相当する電流を流した際の前記蓄電池の端子間電圧、あるいは、負荷の消費電流の時間変化パターンに準じた電流を流した際の前記蓄電池の端子間電圧である
ことを特徴とする蓄電池の劣化判定方法。
【請求項５】
２つ以上の蓄電池のうち、少なくとも１つの蓄電池について劣化状態を判定し、前記１つの蓄電池が劣化の見込まれる状態又は劣化状態であることを表示することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の蓄電池の劣化判定方法。
【請求項６】
少なくとも２つの前記蓄電池の劣化状態を判定し、蓄電池が劣化の見込まれる状態又は劣化状態である場合、充電又は交換を要する要対応蓄電池の情報と、継続して使用可能な継続使用蓄電池の情報とを表示する表示部と、前記蓄電池の履歴を記録する記憶部を有し、少なくとも充電して使用する又は継続して使用可能する蓄電池の履歴を保持、又は／及び、継続して判定するプログラムを有する制御・判定部を備える
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の蓄電池の劣化判定方法。
【請求項１】
蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の内部抵抗成分の測定結果に基づいて判定する蓄電池の劣化判定方法であって、
前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、
前記内部抵抗成分の温度による変化を抵抗温度補正係数としてあらかじめ求め、
前記蓄電池の内部抵抗成分および該内部抵抗成分測定時の前記蓄電池の温度を測定し、
前記測定された内部抵抗成分の値を、前記抵抗温度補正係数に基づいて前記基準温度における内部抵抗成分の値に変換し、
該基準温度における内部抵抗成分の値を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定し、
前記劣化判定しきい値は、前記負荷の動作に必要な最低電圧となる内部抵抗成分の値以下の値とする
ことを特徴とする蓄電池の劣化判定方法。
【請求項２】
蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の放電性能に基づいて判定する蓄電池の劣化判定方法であって、
あらかじめ２以上の温度範囲を定め、該温度範囲ごとに任意の基準温度を設定し、
前記蓄電池の劣化状態を判定する際に測定される測定温度を、前記温度範囲に対応する少なくとも１つの基準温度を選択し、
前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、
前記蓄電池の放電性能に相関関係を有する相関値を所望の温度で測定し、
あらかじめ求めた前記相関値の温度補正式、前記相関値の測定時の温度および前記相関値に基づいて、前記相関値を前記基準温度における相関値に変換し、
相関値と前記放電性能との所定の関係式及び変換後の前記相関値に基づいて前記蓄電池の放電性能を求め、
求めた前記基準温度における放電性能を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定し、
前記相関値は、前記蓄電池の内部抵抗成分の直流抵抗値、交流インピーダンス値あるいは前記交流インピーダンスの逆数である交流コンダクタンス値の導電値であり、
前記放電性能は、負荷の消費電流の時間変化パターンに相当する電流を流した際の前記蓄電池の端子間電圧、あるいは、負荷の消費電流の時間変化パターンに準じた電流を流した際の前記蓄電池の端子間電圧である
ことを特徴とする蓄電池の劣化判定方法。
【請求項３】
蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の放電性能に基づいて判定する蓄電池の劣化判定方法であって、
前記蓄電池の劣化状態を判定する際に測定される測定温度と、該測定温度の値から２以上の基準温度を設定し、
前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、
前記蓄電池の放電性能に相関関係を有する相関値を所望の温度で測定し、
あらかじめ求めた前記相関値の温度補正式、前記相関値の測定時の温度および前記相関値に基づいて、前記相関値を前記基準温度における相関値に変換し、
相関値と前記放電性能との所定の関係式及び変換後の前記相関値に基づいて前記蓄電池の放電性能を求め、
前記蓄電池の放電性能に相関関係を有する相関値を所望の温度で測定し、
前記２以上の基準温度における値を比較又は互いの相関関係を判定して前記蓄電池の劣化状態を判定し、
前記相関値は、前記蓄電池の内部抵抗成分の直流抵抗値、交流インピーダンス値あるいは前記交流インピーダンスの逆数である交流コンダクタンス値の導電値であり、
前記放電性能は、負荷の消費電流の時間変化パターンに相当する電流を流した際の前記蓄電池の端子間電圧、あるいは、負荷の消費電流の時間変化パターンに準じた電流を流した際の前記蓄電池の端子間電圧である
ことを特徴とする蓄電池の劣化判定方法。
【請求項４】
蓄電池が負荷に接続された構成を含むシステムにおける前記蓄電池の劣化状態を、該蓄電池の放電性能に基づいて判定する蓄電池の劣化判定方法であって、
前記蓄電池の劣化状態を判定する温度を基準温度としてあらかじめ設定し、
前記蓄電池の放電性能に相関関係を有する相関値を所望の温度で測定し、
あらかじめ求めた前記相関値の温度補正式、前記相関値の測定時の温度および前記相関値に基づいて、前記相関値を前記基準温度における相関値に変換し、
相関値と前記放電性能との所定の関係式及び変換後の前記相関値に基づいて前記蓄電池の放電性能を求め、
求めた前記基準温度における放電性能を、あらかじめ設定した劣化判定しきい値と比較して前記蓄電池の劣化状態を判定し、
前記相関値は、前記蓄電池の内部抵抗成分の直流抵抗値、交流インピーダンス値あるいは前記交流インピーダンスの逆数である交流コンダクタンス値の導電値であり、
前記放電性能は、負荷の消費電流の時間変化パターンに相当する電流を流した際の前記蓄電池の端子間電圧、あるいは、負荷の消費電流の時間変化パターンに準じた電流を流した際の前記蓄電池の端子間電圧である
ことを特徴とする蓄電池の劣化判定方法。
【請求項５】
２つ以上の蓄電池のうち、少なくとも１つの蓄電池について劣化状態を判定し、前記１つの蓄電池が劣化の見込まれる状態又は劣化状態であることを表示することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の蓄電池の劣化判定方法。
【請求項６】
少なくとも２つの前記蓄電池の劣化状態を判定し、蓄電池が劣化の見込まれる状態又は劣化状態である場合、充電又は交換を要する要対応蓄電池の情報と、継続して使用可能な継続使用蓄電池の情報とを表示する表示部と、前記蓄電池の履歴を記録する記憶部を有し、少なくとも充電して使用する又は継続して使用可能する蓄電池の履歴を保持、又は／及び、継続して判定するプログラムを有する制御・判定部を備える
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の蓄電池の劣化判定方法。
【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】
【公開番号】特開２０１０−２２３９６８（Ｐ２０１０−２２３９６８Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０６６４０（Ｐ２０１０−１０６６４０）
【出願日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【分割の表示】特願２００４−１８８１４８（Ｐ２００４−１８８１４８）の分割
【原出願日】平成１６年６月２５日（２００４．６．２５）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【出願人】（０００００５３８２）古河電池株式会社 (314)
【復代理人】
【識別番号】１００１３０２４７
【弁理士】
【氏名又は名称】江村 美彦
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【分割の表示】特願２００４−１８８１４８（Ｐ２００４−１８８１４８）の分割
【原出願日】平成１６年６月２５日（２００４．６．２５）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【出願人】（０００００５３８２）古河電池株式会社 (314)
【復代理人】
【識別番号】１００１３０２４７
【弁理士】
【氏名又は名称】江村 美彦
【Ｆターム（参考）】
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