JP2020038812A - 二次電池の再利用方法、管理装置、及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、再利用に適さない電池を、取り外し前又は輸送前に、検出（選別）することを可能にする二次電池の再利用方法、管理装置、及びコンピュータプログラムを提供する。【解決手段】二次電池の再利用方法は、互いに電気的に接続された複数の二次電池セル２を含む蓄電装置３を放電して、個々のセル２の電圧の推移を取得し、前記放電の情報と前記電圧の推移とに基づいて前記複数のセル２及び／又は蓄電装置３の再利用可能性を評価する。【選択図】図１

Description

本発明は、複数のセルを有する二次電池の再利用方法、管理装置、及びコンピュータプログラムに関する。本明細書では、複数回数の充放電が可能な蓄電池を「二次電池」と総称し、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池に加え、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（コンデンサ）型の蓄電素子も二次電池に含むものとする。

電気自動車（ＥＶ）やプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）に搭載される電池パックは、例えば８〜２０個の電池セル（以下、セルという）を含む電池モジュール（組電池）を、パックケースの中に複数収容している。

近年、ＥＶやＰＨＥＶで数年間使用された車両駆動用の電池パック、電池モジュール、又はセルを、再利用（リサイクル）するための検討が活発化している（例えば特許文献１参照）。極端な環境（例えば過度の高温環境、度重なる過度のハイレート放電）で使われたものを除けば、車両駆動用に電池パックを１０年使用しても、満充電容量は新品時の７０％程度維持されていると期待される。このような電池パック又は電池モジュールを、再利用のために車両から取り外して、工場に輸送することが考えられる。工場では、例えば電池モジュールにおいてリユースできるセルを選別し、リユースできるセルを用いて、電池モジュールをリビルド（再構成）する。電池パックにおいてリユースできる電池モジュールを選別し、リユースできる電池モジュールを用いて、電池パックをリビルドしてもよい。

特開２０１６−１５２１１０号公報

特許文献１においては、使用履歴のある電池パックを解体して得られる複数のセルの残容量を測定し、残容量が、０よりも大きく電池パックが搭載されていた車両での制御範囲の下限値未満の範囲内に設定された残容量下限値以上である電池モジュールを選別する。選別された電池モジュールを用いて、電池パックを組み立てる。

車両駆動用の電池パックや電池モジュールは、体積及び重量が大きく、かつ注意深く取り扱う必要があり、エンドユーザによってユーザ対応窓口（例えばカーディラー）に持ち込まれた車両から取り外して輸送するには労力及びコストがかかる。車両から取外されて工場に輸送された電池パックや電池モジュールが、極端に劣化していて結局再利用できないという状況を避けることが、コスト抑制のために望まれる。

本発明の目的は、再利用に適さない電池を、取り外し前又は輸送前に、検出（選別）することを可能にする二次電池の再利用方法、管理装置、及びコンピュータプログラムを提供することにある。

本発明に係る二次電池の再利用方法は、互いに電気的に接続された複数の二次電池セルを含む蓄電装置を放電して、個々のセルの電圧の推移を取得し、前記放電の情報と前記電圧の推移とに基づいて前記複数のセル及び／又は蓄電装置の再利用可能性を評価する。

本発明によれば、再利用に適さないセルを、取り外し前又は輸送前に、検出（選別）することができる。

実施形態１に係る車両及び管理装置の構成を示すブロック図である。 ＢＭＵの構成を示すブロック図である。 電池モジュールの斜視図である。 電池モジュール又はセルの再利用の過程を示すフローチャートである。 管理装置の制御部による電池モジュールのセルの再利用可能性の評価処理の手順を示すフローチャートである。 最小容量のセル及び他のセルの満充電容量の求め方を説明するための説明図である。 管理装置の制御部による電池モジュール又はセルの再利用可能性の評価処理の手順を示すフローチャートである。 電池パックの電池モジュールのうち、電池モジュール(a)、(b)、(c)の各セルの満充電容量を示すグラフである。 電池パックの電池モジュールのうち、電池モジュール(a)、(b)、(c)の各セルの内部抵抗を示すグラフである。

（実施形態の概要）
実施形態に係る二次電池の再利用方法は、互いに電気的に接続された複数の二次電池セルを含む蓄電装置を放電して、個々のセルの電圧の推移を取得し、前記放電の情報と前記電圧の推移とに基づいて前記複数のセル及び／又は蓄電装置の再利用可能性を評価する。

「蓄電装置」は、電池パックであってもよいし、電池モジュールであってもよい。蓄電装置は、通常の電池パックまたは電池モジュールが備える、個々のセルの電圧を測定する電圧センサ（例えば電圧測定回路、セル監視ＩＣ）が、取り外されていないことが好ましい。
「放電の情報」は、放電レート（例えばＣレート）、放電時の環境温度等を含んでもよい。「放電の情報」は、少なくともその一部が、一定値に設定されてもよい。
放電は、評価用の負荷に対して行ってもよいし、車両に搭載されている負荷に対して行ってもよい。実質的に一定の条件で放電を行えることから、評価用の負荷に蓄電装置を接続してそれに対して放電を行うことが好ましい。

「複数のセル及び／又は蓄電装置の再利用可能性の評価」とは、電池モジュールの個々のセルの再利用可能性の評価、複数のセルを有する電池モジュールの再利用可能性の評価、又は複数の電池モジュールを有する電池パックの再利用可能性の評価をいう。

車両に搭載されている蓄電装置は、使用履歴（電流履歴、電圧履歴、温度履歴等）が記録されていることが多い。記録された使用履歴に基づいて、セルの健全度（ＳＯＨ：State Of Health）をおおまかに推定することができる。しかし、このような使用履歴に基づく推定の精度は十分には高くないことがある。そこで、使用履歴に基づくＳＯＨ推定によって再利用可能性のプレ評価（一次選別）を行い、更なる評価（二次選別）のために上述の方法を用いてもよい。

上述の方法によれば、蓄電装置に組まれた状態で個々のセルの電圧挙動を測定することで、より高い精度でＳＯＨを推定できる。
従来、セルのＳＯＨを評価する場合、セルを電池パックや電池モジュールから取り外して（蓄電装置を解体して）、個別のセルについて評価を行うことが一般的である。この従来の評価方法は、労力及びコストの負担が大きい。
本発明者らは、低コストでの再利用可能性の評価という目的に照らして、蓄電装置を解体する前に各セルのＳＯＨを放電の情報と電圧の推移とを用いて検出できる上述の方法を考案した。上述の方法により、再利用に適さないセル及び／又は蓄電装置を、コストが高くかかる解体及び工場への輸送の前に、簡便に検出できる。

上述の二次電池の再利用方法において、前記放電の情報と、満充電容量が最も小さいセルの電圧の推移とに基づいて、他のセルの満充電容量を推定し、それらセルの満充電容量に基づいて、再利用可能性を評価してもよい。

二次電池セルは、劣化に伴い、満充電容量が低下する。互いに電気的に接続された複数のセルを含む蓄電装置を放電する場合、満充電容量が最も小さいセル（以下、最小容量セルともいう）が最初に放電下限電圧（更に放電を継続すると過放電に至ることを示す下限電圧）に達する。この最小容量セルについては、この放電プロセスを通じて満充電容量を直接測定できる。他の二次電池セルは未だ放電下限電圧に達していないため満充電容量を直接測定することはできないが、上述の放電プロセスにおける最小容量セルの電圧挙動に基づいて、他の二次電池セルの満充電容量を推定することができる。複数のセル（最小容量セルと、他のセル）の満充電容量に基づいて、再利用可能性を評価することで、セル及び／又は蓄電装置の再利用可能性の評価の精度を高めることができる。

上述の二次電池の再利用方法において、前記電圧の推移に基づいて、個々のセルの直流内部抵抗を取得し、取得した直流内部抵抗に基づいて、再利用可能性を評価してもよい。

放電プロセスにおける蓄電装置に流れる電流値と、個々のセルの電圧とから、個々のセルの直流内部抵抗を求めることができる。直流内部抵抗も考慮して再利用可能性を評価することで、評価の精度を高めることができる。

上述の二次電池の再利用方法において、前記蓄電装置が有するバランサを動作させながら前記蓄電装置を充電した後、前記蓄電装置を放電して個々のセルの電圧の推移を取得してもよい。

再利用可能性の評価対象である蓄電装置は、通常の電池パックまたは電池モジュールが備える、個々のセルに並列接続されたバランサが、取り外されていないことが好ましい。バランサを動作させながら蓄電装置を充電することで、充電終了時の個々のセルの電圧を実質的に揃えることができる。その状態から蓄電装置を放電して、個々のセルの電圧の推移を取得することで、再利用可能性の評価の精度を高めることができる。

実施形態に係る管理装置は、互いに電気的に接続された複数の二次電池セルを含む蓄電装置を放電して、個々のセルの電圧の推移を取得する取得部と、前記放電の情報と前記電圧の推移とに基づいて前記複数のセル及び／又は蓄電装置の再利用可能性を評価する評価部とを備える。

上記構成によれば、蓄電装置を解体する前に、各セルのＳＯＨを放電の情報と電圧の推移とを用いて検出でき、再利用に適さないセル及び／又は蓄電装置を、労力及びコストがかかる解体及び工場への輸送の前に、簡便に選別できる。

実施形態に係るコンピュータプログラムは、互いに電気的に接続された複数の二次電池セルの再利用可能性を評価するコンピュータに、前記セルを含む蓄電装置を放電して、個々のセルの電圧の推移を取得し、前記放電の情報と前記電圧の推移とに基づいて前記複数のセル及び／又は蓄電装置の再利用可能性を評価する処理を実行させる。

（実施形態１）
車両に搭載される蓄電装置（リチウムイオン二次電池）を例に、再利用方法を説明する。
図１は、車両１（本実施形態では、自動車等の四輪車両）及び管理装置１３の構成を示すブロック図である。
車両１は、リチウムイオン二次電池セル２と、ＣＭＵ（Cell Monitoring Unit）５と、ＢＭＵ（Battery Management Unit）６と、統括ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７と、通信部８と、負荷９と、電流センサ１０と、温度センサ１１とを備える。電池パック４は、複数のリチウムイオン二次電池セル２が直列及び／又は並列に接続された電池モジュール３を、複数含む。本実施形態では、複数のリチウムイオン二次電池セル２が直列に接続された電池モジュール３が、複数直列に接続されている。

統括ＥＣＵ７は、車両１の電源装置全体を制御する。統括ＥＣＵ７は車両１がＨＥＶ車又はガソリン車である場合、エンジンも制御する。統括ＥＣＵ７とＢＭＵ６とは、例えばＣＡＮ通信によりデータの送受信を行う。

管理装置１３は、制御部１４、記憶部１５、入力部１６、インタフェース部１７を備える。これらのコンポーネントは、バスを介して互いに通信可能に接続されている。
入力部１６は、電流センサ１０、温度センサ１１の検出結果、後述するＳＯＣ−ＯＣＶデータ６３及び使用履歴６４の入力を受け付ける。インタフェース部１７は、例えば、ＬＡＮインタフェース等により構成され、有線又は無線により、例えばＬＡＮ等のネットワーク１２及び通信部８を介し、統合ＥＣＵ７との通信を行う。ネットワーク１２はインターネットでもよい。インタフェース部１７は、ＬＡＮインタフェースに限定はされない。
代替的に、管理装置１３は、通信部８及び統合ＥＣＵ７を介さずに、ＢＭＵ６と通信してもよい。

記憶部１５は、例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等により構成され、各種のプログラム及びデータを記憶する。記憶部１５には、二次電池の再利用可能性を評価するための評価プログラム１５１が格納されている。評価プログラム１５１は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢメモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体１８に格納された状態で提供され、管理装置１３にインストールすることにより記憶部１５に格納される。代替的に、ネットワーク１２に接続されている図示しない外部コンピュータから評価プログラム１５１を取得し、記憶部１５に記憶させてもよい。

制御部１４は、例えばＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等により構成され、記憶部１５から評価プログラム１５１を読み出して実行することにより、二次電池の再利用可能性の評価処理を実行する処理部として機能する。

以下、管理装置１３が二次電池の再利用可能性の評価を行う場合につき説明する。（代替的に、ＢＭＵ６又は統括ＥＣＵ７が、管理装置として機能してもよい。ＢＭＵ６又は統括ＥＣＵ７が管理装置として機能する場合、車両１に管理装置１３を接続する必要はない。）本実施形態では、ＣＭＵ５を含む電池モジュール３が、「蓄電装置」として機能する。
ＢＭＵ６は、電池ＥＣＵであってもよい。

ＣＭＵ５には、電圧ばらつきを解消するためのバランサ（回路）と、各セル２の電圧を検出する電圧センサとが設けられている（不図示）。バランサは、各セル２に対して並列に接続された放電回路であり、スイッチ及び抵抗器を有してもよい。スイッチは、ＣＭＵ５に含まれる制御回路からの制御信号によってオン／オフされる。電圧センサは、検出したセル２の電圧をＢＭＵ６へ伝達する。

ＣＭＵ５は、各セル２の状態を監視する電子制御装置（監視基板）である。
ＣＭＵ５は、セル２間に電圧ばらつきがある場合に、電圧の高いセル２と、他のセル２とが同等の電圧になるように、電圧の高いセル２を放電させるバランシングを実施する。即ち、放電させるセル２のバランサのスイッチをオンして、該セルの電圧を下げ、他のセルの電圧に一致させる。

図２は、ＢＭＵ６の構成を示すブロック図である。ＢＭＵ６は、制御部６１と、記憶部６２と、入力部６６と、インタフェース部６７とを備える。これらのコンポーネントは、バスを介して互いに通信可能に接続されている。

入力部６６は、電流センサ１０、温度センサ１１、ＣＭＵ５の電圧センサの検出結果の入力を受け付ける。インタフェース部６７は、例えば、ＣＡＮインタフェース等により構成され、有線又は無線により統合ＥＣＵ７等の他の装置との通信を行う。インタフェース部６７は、ＬＡＮインタフェース及び／又はＵＳＢインタフェースであってもよい。

記憶部６２は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等により構成され、各種のプログラム及びデータを記憶する。

記憶部６２には、予め実験により複数の条件別に求めた、ＳＯＣ（State Of Charge）とＯＣＶ（Open Circuit Voltage）との関係を示すＳＯＣ−ＯＣＶデータ６３が記憶されている。記憶部６２には、使用履歴（電流履歴、電圧履歴、温度履歴等）６４も記憶されている。

制御部６１は、例えばＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等により構成され、記憶部６２から読み出したコンピュータプログラムを実行することにより、ＢＭＵ６の動作を制御する。

図３は、電池モジュール３の斜視図である。
電池モジュール３は、複数のセル２を保持する保持部材３１（例えば、直方体状のモジュールケース、セル２を圧迫した状態で拘束する拘束部材）と、複数のセル２と、ＣＭＵ５とを備える。

セル２は、直方体状のケース本体２１と、蓋板２２と、蓋板２２に設けられた、極性が異なる一対の端子２３，２３と、ケース本体２１に収容された電極体２４とを備える。電極体２４は正極板、セパレータ、及び負極板を積層してなる。
電極体２４は、長尺帯状の正極板と負極板とをセパレータを介して積層し扁平状に巻回して得られる巻回タイプであってもよいし、長方形板状の正極板と負極板とをセパレータを介して積層したスタックタイプであってもよい。
セル２は、角形セル（prismatic cell）に限らず、円筒形セルやパウチセルであってもよい。再利用の観点からは、堅牢な金属製のケース本外を有して長期寿命を期待できる、角形セルや円筒形セルが好ましい。特に、エネルギー密度を下げることなく（セル間にデッドスペースを生じることなく）個々のセルの容量を大きくできる角形セルが好ましい。角形セルのケース本体の材質としては、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等を採用できる。再利用の観点からは、電池膨れを生じにくい、ステンレス製のケース本体２１及び蓋板２２を有する角形セルが好ましい。

正極板は、アルミニウムやアルミニウム合金等からなる板状（シート状）又は長尺帯状の金属箔である正極基材上に活物質層が形成されたものである。負極板は、銅及び銅合金等からなる板状（シート状）又は長尺帯状の金属箔である負極基材上に活物質層が形成されたものである。セパレータは、合成樹脂からなる微多孔性のシートである。セパレータは、正極板及び負極板とは別個の部材であってもよいし、正極板又は負極板に一体化されていてもよい。

正極板に含まれる正極活物質、又は負極板に用いられる負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質又は負極活物質であれば、適宜の公知の材料を使用できる。
正極活物質としては、例えば、ＬｉＭＰＯ₄ 、ＬｉＭＳｉＯ₄ 、ＬｉＭＢＯ₃ （ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種以上の遷移金属元素）等のポリアニオン化合物、チタン酸リチウム、マンガン酸リチウム等のスピネル化合物、ＬｉＭＯ₂ （ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種以上の遷移金属元素）等のリチウム遷移金属酸化物等を用いることができる。

負極活物質としては、ハードカーボン、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｇｅ、Ａｇ等の金属若しくは合金、又はこれらを含むカルコゲン化物等が挙げられる。カルコゲン化物の一例として、ＳｉＯが挙げられる。

電池モジュール３の隣り合うセル２の隣り合う端子２３は極性が異なり、これら端子２３同士がバスバー３２により電気的に接続されることで、複数のセル２が直列に接続されている。
電池モジュール３の両端のセル２の、互いに極性が異なる端子２３，２３には、隣接する電池モジュール３に電気的に接続するためのリード（外部接続部材）３３，３３が設けられている。

以下、電池パック４、電池モジュール３又はセル２の再利用について詳述する。
図４は、電池モジュール３又はセル２の再利用の過程を示すフローチャートである。
管理装置１３により、統合ＥＣＵ７から取得した車両の走行距離、ＢＭＵ６から取得した各電池モジュール３の使用履歴６４等に基づいて、一次選別を行う（Ｓ１）。管理装置１３は例えば電池モジュール３の使用履歴６４に基づいて、セル２のＳＯＨを推定し、ＳＯＨが閾値以上である電池モジュール３を再利用可能性の評価を行う電池モジュール３として選別する。

管理装置１３により、再利用可能性の評価を行う（Ｓ２）。管理装置１３は、電池モジュール３がリユース可能であるか否か、又は、電池モジュール３に含まれるセル２がリユース可能であるか否かを評価する。

管理装置１３が、再利用可能性を満足すると評価した場合、電池パック４又は電池モジュール３が工場へ輸送される（Ｓ３）。ここで、電池モジュール３がリユース可能であるセル２を含むと評価された場合、電池モジュール３を輸送してもよいし、リユース可能であるセル２のみを輸送してもよい。電池パック４がリユース可能である電池モジュール３を含むと評価された場合、電池パック４を輸送してもよいし、リユース可能である電池モジュール３のみを輸送してもよい。

工場では、リビルド可能性が評価される（Ｓ４）。リユース可能であると評価されたセル２を、リビルト電池モジュールに用いることが可能であるか否かが判定される。セル２に対し回復操作が実施され、容量チェック及び短絡検査等の所定の試験が行われる。
又は、リユース可能であると評価された電池モジュール３を、リビルト電池パックに用いることが可能であるか否かが判定される。電池モジュール３に対し回復操作が実施され、所定の試験が行われる。

こうして、リユース可能であると評価されたセル２を用いて、例えば初期の用途とは異なる用途の電池モジュールがリビルドされる。又はリユース可能であると評価された電池モジュール３を用いて、例えば初期の用途とは異なる用途の電池パックがリビルドされる（Ｓ５）。

電池パック４は、多数（例えば８個〜２０個）のセル２を含む電池モジュール３を、複数個（例えば１０個）有しており、新品の電池パック４の価格は比較的高い。車両に搭載された電池パック４において、空冷の影響等により、個々の電池モジュールの劣化の度合いが異なる。例えば、車両１の前側の電池モジュール３は、後ろ側の電池モジュール３より加温され易く、劣化し易い場合がある。電池パック４全体として満充電容量の維持率が、新品時の７０％である場合に、車両前側の電池モジュールの容量維持率は６０％で、後ろ側の電池モジュールの容量維持率は７５〜８０％であることもある。
使用済みの電池パック４全体を材料のリサイクルのために回収し、又は廃棄するのは、経済的に合理的でなく、資源保護の観点からも改善の余地がある。電池モジュール３がリユース可能であるか否かを評価することで、電池パック４全体をリユースしたり、リユースできる電池モジュール３を用いて電池パック４をリビルドできる。電池モジュール３をリユースできない場合、リユース可能と評価されたセル２を用いて電池モジュール３をリビルドできる。リビルト品は新品と比較して低価格にすることができる。

図５は、管理装置１３の制御部１４による、電池モジュール３のセル２の再利用可能性の評価処理の手順を示すフローチャートである。
制御部１４は、各ＣＭＵ５によりバランシング制御を行いながら各電池モジュール３の各セル２の充電を行う（Ｓ１１）。ＣＭＵ５（バランサ）を用いながら評価のための充電を行うことで、充電終了時の各セル２の電圧が実質的に揃えられる。
制御部１４は、各電池モジュール３を放電して、各セル２の放電電圧の推移をＣＭＵ５（電圧センサ）を用いて取得するとともに、放電の条件を取得する（Ｓ１２）。放電の条件は、入力部１６により入力されてもよい。放電の条件としては、放電レート（Ｃレート）、及び温度センサ１１から取得した温度等が挙げられる。放電時の負荷９は、上述したように、評価用の負荷であることが好ましい。

制御部１４は、各セル２の内部抵抗を算出する（Ｓ１３）。
制御部１４は、電流積算法によりセル２のＳＯＣを算出する。制御部１４は、ＢＭＵ６の記憶部６２からＳＯＣ−ＯＣＶデータ６３を読み出し、ＳＯＣに対応するＯＣＶを取得する。制御部１４は、電流センサ１０により検出した電流Ｉ、及び電圧センサにより検出したセルの電圧Ｖに基づき、下記の式（１）により内部抵抗Ｒを算出する。
Ｒ＝（Ｖ−ＯＣＶ）／Ｉ…（１）
内部抵抗の算出方法は、これに限定はされず、他の公知の手法を採用してもよい。

制御部１４は、最小容量セルの満充電容量を取得する（Ｓ１４）。
制御部１４は、他のセルの満充電容量を算出する（Ｓ１５）。

図６は、最小容量のセル２及び他のセル２の満充電容量の求め方を説明するための説明図である。
ここでは、電池モジュール３が(a)、(b) 、(c)の３つのセル２を含む場合を説明する。

セル２が直列に接続された電池モジュール３においては、最小容量のセル(a)が放電下限電圧（ここでは２．８Ｖ）に達した場合、他のセル(b)、(c)が下限電圧に達していなくても、それ以上放電を行うことはできない。セル(a)が過放電となってしまうためである。
電池モジュール３で、実際に測定できるのは、個々のセル２の放電電圧の推移と、電池モジュール３全体の放電電気量（Ａｈ）である。３つのセル２を有する電池モジュール３について、セル(a)が放電下限電圧に達するまでに電池モジュール３が８７Ａｈの電気量を放電した場合、一つのセル２は２９Ａｈ放電したことになる。

本発明者らは、セル(b)、(c)の放電曲線は、最小容量セルの放電曲線とほぼ相似な形状（数学的に厳密な相似を意味するものではなく、放電末期の曲線の傾きが各セルでほぼ等しく、最小容量セルの放電曲線をＸ軸方向に延長した形状）を持つと仮定し、次の算出法を用いることを着想した。
セル(c)のカット電圧（最小容量セル(a）が放電下限電圧に達した時点の電圧)は３．５２Ｖである。最小容量セル(a)において、電圧が３．５２ＶのときのＳＯＣは、９１％であったとする。セル(c)の放電曲線はセル(a)の放電曲線と相似な形状を持つと仮定すると、セル(C)においては、２９ＡｈがＳＯＣ９１％に相当するので、ＳＯＣ１００％のときの満充電容量は、２９（Ａｈ）／９１（％）＝３１．９（Ａｈ）と算出される。セル(c)の満充電容量を求めるとは、図６のグラフにおいて、セル(c)の放電曲線を放電下限電圧（２．８Ｖ）にまで仮想的に延長することを意味する。セル(b)の満充電容量も同様にして求められる。
複数セルの満充電容量の算出方法は、これに限定されない。カット電圧に基づいて、より簡易的に算出してもよい。

制御部１４は、電池モジュール３内に、上述のようにして求めた満充電容量がａ1 （Ａｈ）以上であるセル（以下、高容量セルという）２が存在するか否かを判定する（Ｓ１６）。
制御部１４は、高容量セルが存在しないと判定した場合（Ｓ１６：ＮＯ）、セル２の材料をリサイクルすると判定し（Ｓ１７）、処理を終了する。Ｓ１７において、制御部１４は、セル２を廃棄すると判定してもよい。

制御部１４は高容量セルが存在すると判定した場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、該高容量セルの内部抵抗がｃ1 （Ω）以下であるか否かを判定する（Ｓ１８）。制御部１４は高容量セルの内部抵抗がｃ1 以下でないと判定した場合（Ｓ１８：ＮＯ）、処理をＳ１７へ進める。
制御部１４は該高容量セルの内部抵抗がｃ1 以下であると判定した場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、高容量セルはリユース可と評価し（Ｓ１９）、処理を終了する。

本実施形態によれば、電池モジュール３を解体しなくても、個々のセル２を放電させてその電圧の推移を測定することで、高い精度でＳＯＨを推定できる。セル２を電池パック４や電池モジュール３から取り外し、個別のセル２について評価を行う場合、労力及びコストの負担が大きい。本実施形態によれば、再利用に適さないセル２を含む電池モジュール３を、コストが高くかかる解体及び工場への輸送の前に、簡便に選別できる。

本実施形態においては、Ｓ１１においてバランシングを行っているが、バランシングを行わずに充電してもよい。但し、バランシングを行い、充電終了時の各セル２の電圧を揃えた方が、再利用可能性の評価の精度が高くなる。Ｓ１２で放電条件を取得しているが、放電レートが一定であり、温度が略一定である場合等は、放電条件を取得しなくてもよい。
満充電容量が高いと判定された場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、内部抵抗はチェックせずにセルのリユース可能と判定してもよい。但し、高容量セルの内部抵抗がｃ1 以下であるか否かを判定することにより、セル２の評価の精度が向上する。

（変形例）
変形例においては、電池モジュール３及びセル２の再利用可能性の評価を行う。
図７は、管理装置１３の制御部１４による電池モジュール３及びセル２の再利用可能性の評価処理の手順を示すフローチャートである。
制御部１４は、各ＣＭＵ５によりバランシング制御を行いながら各電池モジュール３のセル２の充電を行う（Ｓ２１）。
制御部１４は、電池モジュール３を放電して、セル２の放電電圧の推移、及び放電条件を取得する（Ｓ２２）。
制御部１４は、内部抵抗を算出する（Ｓ２３）。
制御部１４は、最小容量セルの満充電容量を取得する（Ｓ２４）。
制御部１４は、他のセルの満充電容量を算出する（Ｓ２５）。

制御部１４は、最小容量のセル２及び他のセル２の容量に基づいて、電池モジュール３のセル２の容量のばらつき（σ）を算出する（Ｓ２６）。

制御部１４は、最小容量セルの満充電容量がａ1 （Ａｈ）以上であるか否かを判定する（Ｓ２７）。
制御部１４は、最小容量セルの満充電容量がａ1 以上であると判定した場合（Ｓ２７：ＹＥＳ）、電池モジュール３のセル２の容量のばらつきがｂ1 以下であるか否かを判定する（Ｓ２８）。制御部１４は、電池モジュール３のセルの容量のばらつきがｂ1 以下でないと判定した場合（Ｓ２８：ＮＯ）、処理をＳ３３へ進める。

制御部１４は、電池モジュール３のセルの容量のばらつきがｂ1 以下であると判定した場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、内部抵抗＞ｃ1 のセルがあるか否かを判定する（Ｓ２９）。制御部１４は、内部抵抗＞ｃ1 のセルがあると判定した場合（Ｓ２９：ＹＥＳ）、処理をＳ３３へ進める。
制御部１４は、内部抵抗＞ｃ1 のセルがないと判定した場合（Ｓ２９：ＮＯ）、電池モジュール３のリユースが可能と評価し（Ｓ３０）、処理を終了する。

最小容量セルの満充電容量がａ1 以上でないと判定した場合（Ｓ２７：ＮＯ）、電池モジュール３内に、容量がａ1 以上であるセル（高容量セル）が存在するか否かを判定する（Ｓ３１）。制御部１４は高容量セルが存在しないと判定した場合（Ｓ３１：ＮＯ）、セル２の材料をリサイクルすると判定し（Ｓ３２）、処理を終了する。制御部１４はセル２を廃棄すると判定してもよい。

制御部１４は高容量セルが存在すると判定した場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、該高容量セルの内部抵抗がｃ1 以下であるか否かを判定する（Ｓ３３）。
制御部１４は高容量セルの内部抵抗がｃ1 以下でないと判定した場合（Ｓ３３：ＮＯ）、処理をＳ３２へ進める。
制御部１４は該高容量セルの内部抵抗がｃ1 以下であると判定した場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）、高容量セルはリユース可と評価し（Ｓ３４）、処理を終了する。

図８は、電池パック４における各電池モジュール３の各セル２の満充電容量を示すグラフである。各電池モジュール３が８個のセル２を有する場合を示す。図８においては、電池モジュール(a)、(b)、(c)の各セル２の満充電容量のみを示している。
図８に示すように、電池モジュール３内で、８つのセル２の容量にばらつきがあり、電池パック４内においても、電池モジュール３間で容量のばらつきがあることが分かる。

図９は、電池パック４における各電池モジュール３の各セル２の内部抵抗（直流内部抵抗）を示すグラフである。図９においては、電池モジュール(a)、(b)、(c)の内部抵抗のみを示している。
図９に示すように、電池モジュール３内で、８つのセル２の内部抵抗にばらつきがあり、電池パック４内においても、電池モジュール３間で内部抵抗のばらつきがあることが分かる。

本実施形態においては、Ｓ２７で、最小容量のセル２の容量がａ1 以上と判定された場合に、セル２の容量のばらつきがｂ1 より大きいときに、電池モジュール３をリユースせず、高容量のセル２のみをリユースする。電池モジュール３が、容量が平均値より大きく離れたセル２を含む場合、工場へ輸送した後、セル２の容量を揃えて電池モジュール３をリユースすることができず、電池パック４にリビルドできないためである。

Ｓ２８で、容量のばらつきがｂ1 以下であると判定された場合に、内部抵抗がｃ1 より大きいセル２を含むときに、電池モジュール３をリユースせず、高容量のセル２のみをリユースする。電池モジュール３が、内部抵抗が大きいセル２を含む場合、該セル２の劣化度が高く、リビルドした電池パック４の寿命が短くなるためである。

上述したように、車両１の後ろ側の電池モジュール３は、前側の電池モジュール３より劣化し難いので、容量が高い。このような電池モジュール３を選び出し、リユースできる電池モジュール３を用いて電池パック４をリビルドしてもよい。

本発明は上述した実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。即ち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明に係る二次電池の再利用方法は、車載用に限定されず、鉄道用回生電力貯蔵装置、太陽光発電システム等の分散電源装置に用いられる二次電池にも適用できる。
管理装置も、車載用に限定はされない。管理装置は、ユーザ対応窓口（エンドユーザが蓄電装置を持ち込むサイト）に設置されるか持ち込まれて、そこで二次電池の再利用可能性の評価を行うことが好ましい。管理装置は、ユーザ対応窓口に設置された情報端末であってもよい。
管理装置は、可搬型の情報端末であってもよい。管理装置は、車両に接続するためのプローブ又はケーブルを有してもよい。管理装置は、可搬型の情報端末であって、車両と無線通信（例えば近距離無線通信）を行い、二次電池の再利用可能性を評価することが好ましい。
二次電池はリチウムイオン二次電池に限定はされず、ニッケル水素電池、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（コンデンサ）型の蓄電素子等の他の二次電池であってもよい。

本発明は、リチウムイオン二次電池等の二次電池セル及び／又はそのようなセルが複数組まれた蓄電装置の再利用可能性の評価に適用できる。

１ 車両
２ セル
３ 電池モジュール（蓄電装置）
４ 電池パック（蓄電装置）
５ ＣＭＵ
６ ＢＭＵ
１４ 制御部（取得部、評価部）
６１ 制御部
１５、６２ 記憶部
１５１ 評価プログラム
６３ ＳＯＣ−ＯＣＶデータ
６４ 使用履歴
１６、６６ 入力部
１７、６７ インタフェース部
７ 統合ＥＣＵ
８ 通信部
１０ 電流センサ
１１ 温度センサ
１３ 管理装置

Claims (6)

1. 互いに電気的に接続された複数の二次電池セルを含む蓄電装置を放電して、個々のセルの電圧の推移を取得し、
   前記放電の情報と前記電圧の推移とに基づいて前記複数のセル及び／又は蓄電装置の再利用可能性を評価する、二次電池の再利用方法。
2. 前記放電の情報と、満充電容量が最も小さいセルの電圧の推移とに基づいて、他のセルの満充電容量を推定し、
   それらセルの満充電容量に基づいて、再利用可能性を評価する、請求項１に記載の二次電池の再利用方法。
3. 前記電圧の推移に基づいて、個々のセルの直流内部抵抗を取得し、
   取得した直流内部抵抗に基づいて、再利用可能性を評価する、請求項１又は２に記載の二次電池の再利用方法。
4. 前記蓄電装置が有するバランサを動作させながら前記蓄電装置を充電した後、前記蓄電装置を放電して個々のセルの電圧の推移を取得する、請求項１から３までのいずれか１項に記載の二次電池の再利用方法。
5. 互いに電気的に接続された複数の二次電池セルを含む蓄電装置を放電して、個々のセルの電圧の推移を取得する取得部と、
   前記放電の情報と前記電圧の推移とに基づいて前記複数のセル及び／又は蓄電装置の再利用可能性を評価する評価部と
   を備える管理装置。
6. 互いに電気的に接続された複数の二次電池セルの再利用可能性を評価するコンピュータに、
   前記セルを含む蓄電装置を放電して、個々のセルの電圧の推移を取得し、
   前記放電の情報と前記電圧の推移とに基づいて前記複数のセル及び／又は蓄電装置の再利用可能性を評価する
   処理を実行させる、コンピュータプログラム。
   

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