JP6252487B2 - 蓄電素子の性能低下検知装置、性能低下検知方法及び蓄電システム - Google Patents

蓄電素子の性能低下検知装置、性能低下検知方法及び蓄電システム Download PDF

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Description

本発明は、蓄電素子の急激な性能低下が生じ始める状態を検知する性能低下検知装置、性能低下検知方法、及び蓄電素子と性能低下検知装置とを備える蓄電システムに関する。
リチウムイオン二次電池などの蓄電素子は、ノートパソコンや携帯電話などのモバイル機器の電源として用いられてきたが、近年、電気自動車の電源など、幅広い分野で使用されるようになってきた。特に、蓄電素子を電気自動車の電源として使用する場合には、長期の寿命性能が要求されている。また、このような蓄電素子は、電気自動車の電源として使用された後に、ロードレベリング（電力負荷平準化）用の電源として二次使用されることが期待されている。
このため、蓄電素子の劣化状態を把握することが必要であり、従来、蓄電素子の状態を精度良く検知することができる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、二次電池の電池容量が当該電池容量の差分値に対して直線的に小さくなる、または二次電池の内部抵抗が電池電圧の差分値に対して直線的に大きくなるという特性を用いて、二次電池の劣化状態を検知している。
特開２００９−２５２３８１号公報
しかしながら、上記従来の技術においては、蓄電素子の急激な性能低下が生じ始める状態を精度良く検知することができないという問題がある。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、蓄電素子の急激な性能低下が生じ始める状態を精度良く検知することができる性能低下検知装置、性能低下検知方法及び蓄電システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電素子の性能低下検知装置は、蓄電素子の急激な性能低下が生じ始める状態を性能低下開始状態として検知する性能低下検知装置であって、第一時点での、前記蓄電素子を充電または放電した場合の前記蓄電素子の電圧の変化に対する通電容量の変化の大きさである容量変化量と前記電圧との関係を示す容量電圧特性において、前記容量変化量の最大値である第一最大変化量を取得する第一取得部と、前記第一時点以降の第二時点での前記容量電圧特性において、前記容量変化量の最大値である第二最大変化量を取得する第二取得部と、前記第一最大変化量に対する前記第二最大変化量の比率である変化量比率が所定の値を超える場合に、前記第二時点において前記蓄電素子が前記性能低下開始状態であると判定する性能低下判定部とを備える。
なお、本発明は、このような蓄電素子の性能低下検知装置として実現することができるだけでなく、蓄電素子と、当該蓄電素子の急激な性能低下が生じ始める状態を検知する性能低下検知装置とを備える蓄電システムとしても実現することができる。また、本発明は、性能低下検知装置が行う特徴的な処理をステップとする性能低下検知方法としても実現することができる。また、本発明は、性能低下検知装置に含まれる特徴的な処理部を備える集積回路としても実現することができる。また、本発明は、性能低下検知方法に含まれる特徴的な処理をコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、当該プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記録媒体として実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
本発明によると、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子において、急激な性能低下が生じ始める状態を精度良く検知することができる。
本発明の実施の形態に係る性能低下検知装置を備える蓄電システムの外観図である。 本発明の実施の形態に係る性能低下検知装置の機能的な構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る第一取得部が取得する第一最大変化量及び第二取得部が取得する第二最大変化量を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る第一取得部が取得する第一最大変化量及び第二取得部が取得する第二最大変化量を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る性能低下検知装置が蓄電素子の性能低下開始状態を検知する処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る第二取得部が第二最大変化量を取得する処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る第二取得部が第二最大変化量を取得する処理を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る第二取得部が第二最大変化量を取得する処理を説明するために電池Ａの容量電圧特性を示す図である。 本発明の実施の形態に係る性能低下判定部が第二時点において蓄電素子が性能低下開始状態であると判定する処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る性能低下判定部が第二時点において蓄電素子が性能低下開始状態であると判定する処理を説明するために電池Ａの性能低下開始状態の判定結果を示す図である。 本発明の実施の形態に係る性能低下判定部が第二時点において蓄電素子が性能低下開始状態であると判定する処理を説明するために電池Ａの容量維持率の推移を示す図である。 本発明の実施の形態に係る性能低下判定部が第二時点において蓄電素子が性能低下開始状態であると判定する処理を説明するために電池Ａの抵抗の推移を示す図である。 本発明の実施の形態に係る性能低下判定部が用いる所定の値が０．７以上０．８以下の範囲内の値であるのが好ましいことについて説明するために電池Ｂの容量電圧特性を示す図である。 本発明の実施の形態に係る性能低下判定部が用いる所定の値が０．７以上０．８以下の範囲内の値であるのが好ましいことについて説明するために電池Ｂの性能低下開始状態の判定結果を示す図である。 本発明の実施の形態に係る性能低下判定部が用いる所定の値が０．７以上０．８以下の範囲内の値であるのが好ましいことについて説明するために電池Ｂの容量維持率の推移を示す図である。 本発明の実施の形態に係る性能低下判定部が用いる所定の値が０．７以上０．８以下の範囲内の値であるのが好ましいことについて説明するために電池Ｂの抵抗の推移を示す図である。 本発明の実施の形態に係る性能低下判定部が用いる所定の値が０．７以上０．８以下の範囲内の値であるのが好ましいことについて説明するために電池Ｃの容量電圧特性を示す図である。 本発明の実施の形態に係る性能低下判定部が用いる所定の値が０．７以上０．８以下の範囲内の値であるのが好ましいことについて説明するために電池Ｃの性能低下開始状態の判定結果を示す図である。 本発明の実施の形態に係る性能低下判定部が用いる所定の値が０．７以上０．８以下の範囲内の値であるのが好ましいことについて説明するために電池Ｃの容量維持率の推移を示す図である。 本発明の実施の形態に係る性能低下判定部が用いる所定の値が０．７以上０．８以下の範囲内の値であるのが好ましいことについて説明するために電池Ｃの抵抗の推移を示す図である。 本発明の実施の形態に係る蓄電素子の充電カーブの微分特性として得られる容量電圧特性を示す図である。 本発明の実施の形態に係る蓄電素子の充電カーブの微分特性として得られる容量電圧特性を取得した場合の性能低下開始状態の判定結果を示す図である。 本発明の実施の形態に係る蓄電素子について０．２Ｃ放電容量確認試験を行った場合に得られる容量電圧特性を示す図である。 本発明の実施の形態に係る蓄電素子について０．２Ｃ放電容量確認試験を行って得られる容量電圧特性を取得した場合の性能低下開始状態の判定結果を示す図である。 本発明の実施の形態に係る蓄電素子について電圧の変化量の間隔を変更した場合に得られる容量電圧特性を示す図である。 本発明の実施の形態に係る蓄電素子について電圧の変化量の間隔を変更して得られる容量電圧特性を取得した場合の性能低下開始状態の判定結果を示す図である。 本発明の実施の形態に係る性能低下検知装置を集積回路で実現する構成を示すブロック図である。
（本発明の基礎となった知見）
上記従来の技術においては、蓄電素子の急激な性能低下が生じ始める状態を精度良く検知することができないという問題がある。
すなわち、特にハイブリッド自動車や電気自動車用途で使用されるリチウムイオン二次電池では、寿命末期に電池性能が急激に低下するため、電池性能の急激な低下が生じ始める状態を精度良く検知することが極めて重要である。しかし、従来の技術では、電池性能を示す電池容量や内部抵抗の変化が直線的なものであるため、当該電池性能の急激な低下を事前に精度良く検知することは困難である。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、蓄電素子の急激な性能低下が生じ始める状態を精度良く検知することができる性能低下検知装置、性能低下検知方法及び蓄電システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電素子の性能低下検知装置は、蓄電素子の急激な性能低下が生じ始める状態を性能低下開始状態として検知する性能低下検知装置であって、第一時点での、前記蓄電素子を充電または放電した場合の前記蓄電素子の電圧の変化に対する通電容量の変化の大きさである容量変化量と前記電圧との関係を示す容量電圧特性において、前記容量変化量の最大値である第一最大変化量を取得する第一取得部と、前記第一時点以降の第二時点での前記容量電圧特性において、前記容量変化量の最大値である第二最大変化量を取得する第二取得部と、前記第一最大変化量に対する前記第二最大変化量の比率である変化量比率が所定の値を超える場合に、前記第二時点において前記蓄電素子が前記性能低下開始状態であると判定する性能低下判定部とを備える。
これによれば、性能低下検知装置は、蓄電素子の電圧（Ｖ）の変化に対する通電容量（Ｑ）の変化の大きさである容量変化量（ｄＱ／ｄＶ）と当該電圧（Ｖ）との関係を示す容量電圧特性において、第一時点での容量変化量の最大値に対する第二時点での容量変化量の最大値の比率である変化量比率が所定の値を超える場合に、第二時点において蓄電素子が性能低下開始状態であると判定する。ここで、本願発明者らは、鋭意検討と実験の結果、当該変化量比率が所定の値を超える場合に、第二時点において、蓄電素子の性能が急激に低下し始めることを見出した。このため、当該性能低下検知装置によれば、蓄電素子の急激な性能低下が生じ始める状態を精度良く検知することができる。
また、前記性能低下判定部は、前記変化量比率が前記所定の値を超える場合に、前記第二時点において、前記蓄電素子の充電または放電可能な容量の急激な低下が生じ始める状態、または前記蓄電素子の入出力特性で示される入出力性能の急激な低下が生じ始める状態であると判定することで、前記蓄電素子が前記性能低下開始状態であると判定することにしてもよい。
ここで、本願発明者らは、鋭意検討と実験の結果、当該変化量比率が所定の値を超える場合に、第二時点において、蓄電素子の当該容量または入出力性能が急激に低下し始めることを見出した。そして、蓄電素子の当該容量または入出力性能が急激に低下し始めるということは、蓄電素子の急激な性能低下が生じ始めるということを示している。このため、当該性能低下検知装置によれば、蓄電素子の当該容量または入出力性能が急激に低下し始めることを検出することで、蓄電素子の急激な性能低下が生じ始める状態を精度良く検知することができる。
また、前記性能低下判定部は、前記変化量比率が０．７以上０．８以下の範囲内で設定された前記所定の値を超える場合に、前記第二時点において前記蓄電素子が前記性能低下開始状態であると判定することにしてもよい。
ここで、本願発明者らは、鋭意検討と実験の結果、変化量比率が０．７以上０．８以下の範囲内で設定された所定の値を超える場合に、第二時点において、蓄電素子の性能が急激に低下し始めることを見出した。このため、当該性能低下検知装置によれば、蓄電素子の急激な性能低下が生じ始める状態を精度良く検知することができる。
また、前記第一取得部は、前記蓄電素子の初期状態での前記容量電圧特性における前記第一最大変化量を取得することにしてもよい。
これによれば、性能低下検知装置は、第一最大変化量として、蓄電素子の初期状態での容量電圧特性における容量変化量の最大値を取得する。このため、性能低下検知装置は、蓄電素子の製造時点、工場出荷時点または充放電開始時点などの初期状態での容量変化量の最大値を事前にメモリに記憶しておくなどにより、第一最大変化量を容易に取得することができる。
また、前記第二取得部は、前記第二時点において前記蓄電素子を充電または放電させることにより、前記蓄電素子の電圧と通電容量との関係を取得し、取得した当該関係から前記通電容量を前記電圧で微分して前記容量変化量を算出し、算出した前記容量変化量と前記電圧との関係を示す容量電圧特性を取得することで前記第二最大変化量を取得することにしてもよい。
これによれば、性能低下検知装置は、第二時点において蓄電素子を充電または放電させることにより、容量電圧特性を取得することで第二最大変化量を容易に取得することができる。
また、前記性能低下判定部は、前記第二時点において前記蓄電素子が前記性能低下開始状態であると判定した場合に、前記蓄電素子の充電上限電圧を制限することにしてもよい。
これによれば、性能低下検知装置は、第二時点において蓄電素子が性能低下開始状態であると判定した場合に、蓄電素子の充電上限電圧を制限することで、蓄電素子の急激な性能低下を抑制することができ、寿命延命措置をとることができる。
また、前記性能低下判定部は、前記第二時点において前記蓄電素子が前記性能低下開始状態であると判定した場合に、前記蓄電素子への通電最大電流を制限することにしてもよい。
これによれば、性能低下検知装置は、第二時点において蓄電素子が性能低下開始状態であると判定した場合に、蓄電素子への通電最大電流を制限することで、蓄電素子の急激な性能低下を抑制することができ、寿命延命措置をとることができる。
また、前記蓄電素子は、正極活物質として層状構造のリチウム遷移金属酸化物を含むリチウムイオン二次電池であり、前記第一取得部は、前記リチウムイオン二次電池についての前記第一最大変化量を取得し、前記第二取得部は、前記リチウムイオン二次電池についての前記第二最大変化量を取得することにしてもよい。
これによれば、蓄電素子は、正極活物質として層状構造のリチウム遷移金属酸化物を含むリチウムイオン二次電池である。ここで、本願発明者らは、鋭意検討と実験の結果、蓄電素子が当該リチウムイオン二次電池の場合に、上記の方法によって急激な性能低下を事前に精度良く検知できることを見出した。このため、性能低下検知装置は、当該リチウムイオン二次電池の急激な性能低下が生じ始める状態を精度良く検知することができる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る性能低下検知装置、及び当該性能低下検知装置を備える蓄電システムについて説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
まず、蓄電システム１０の構成について、説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る性能低下検知装置１００を備える蓄電システム１０の外観図である。
同図に示すように、蓄電システム１０は、性能低下検知装置１００と、複数（同図では６個）の蓄電素子２００と、性能低下検知装置１００及び複数の蓄電素子２００を収容する収容ケース３００とを備えている。
性能低下検知装置１００は、複数の蓄電素子２００の上方に配置され、複数の蓄電素子２００の電池性能の急激な低下が生じ始める状態を性能低下開始状態として検知する回路を搭載した回路基板である。具体的には、性能低下検知装置１００は、複数の蓄電素子２００に接続されており、複数の蓄電素子２００から情報を取得して、複数の蓄電素子２００の性能低下開始状態を検知する。
なお、ここでは、性能低下検知装置１００は複数の蓄電素子２００の上方に配置されているが、性能低下検知装置１００はどこに配置されていてもよい。この性能低下検知装置１００の詳細な機能構成の説明については、後述する。
蓄電素子２００は、正極と負極とを有する非水電解質二次電池などの二次電池である。また、同図では６個の矩形状の蓄電素子２００が直列に配置されて組電池を構成している。なお、蓄電素子２００の個数は６個に限定されず、他の複数個数または１個であってもよい。また蓄電素子２００の形状も特に限定されない。
蓄電素子２００は、アルミニウムやアルミニウム合金などからなる長尺帯状の正極基材箔上に正極活物質層が形成された正極と、銅や銅合金などからなる長尺帯状の負極基材箔上に負極活物質層が形成された負極とを有している。ここで、正極活物質層に用いられる正極活物質、または負極活物質層に用いられる負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質または負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。
ここで、蓄電素子２００は、正極活物質として層状構造のリチウム遷移金属酸化物を含むリチウムイオン二次電池であるのが好ましい。具体的には、正極活物質として、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２など、Ｌｉ１＋ｘＭ１−ｙＯ２（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種または２種以上の遷移金属元素、０≦ｘ＜１／３、０≦ｙ＜１／３）等の層状構造のリチウム遷移金属酸化物等を用いるのが好ましい。なお、当該正極活物質として、ＬｉＭｎ２Ｏ４やＬｉＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４等のスピネル型リチウムマンガン酸化物や、ＬｉＦｅＰＯ４等のオリビン型正極活物質等と、上記層状構造のリチウム遷移金属酸化物とを混合して用いてもよい。
また、負極活物質としては、例えば、リチウム金属、リチウム合金（リチウム−ケイ素、リチウム−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム−錫、リチウム−アルミニウム−錫、リチウム−ガリウム、及びウッド合金等のリチウム金属含有合金）の他、リチウムを吸蔵・放出可能な合金、炭素材料（例えば黒鉛、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温焼成炭素、非晶質カーボン等）、ケイ素酸化物、金属酸化物、リチウム金属酸化物（Ｌｉ４Ｔｉ６Ｏ１２等）、ポリリン酸化合物などが挙げられる。なお、黒鉛質炭素（Ｇｒａｐｈｉｔｅ）、ソフトカーボンやハードカーボンなどの炭素材料、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、ＬｉＭｎ２Ｏ４など、電極電位特性が平坦な電位平坦部を有する負極活物質が用いられることが好ましい。
次に、性能低下検知装置１００の詳細な機能構成について、説明する。
図２は、本発明の実施の形態に係る性能低下検知装置１００の機能的な構成を示すブロック図である。
性能低下検知装置１００は、蓄電素子２００の急激な性能低下が生じ始める状態を性能低下開始状態として検知する装置である。同図に示すように、性能低下検知装置１００は、第一取得部１１０、第二取得部１２０、性能低下判定部１３０及び記憶部１５０を備えている。また、記憶部１５０は、蓄電素子２００が性能低下開始状態であるか否かを判定するための判定用データ１５１を記憶している。
第一取得部１１０は、第一時点での、蓄電素子２００を充電または放電した場合の蓄電素子２００の電圧の変化に対する通電容量の変化の大きさである容量変化量と電圧との関係を示す容量電圧特性において、容量変化量の最大値である第一最大変化量を取得する。つまり、蓄電素子の電圧をＶ、通電容量をＱとすると、容量変化量は、電圧Ｖの変化（ｄＶ）に対する通電容量Ｑの変化（ｄＱ）の大きさとして、ｄＱ／ｄＶで表される。この第一最大変化量の詳細な説明については、後述する。
ここで、第一時点とは、性能低下開始状態を検知する基準となる時点であり、本実施の形態では、第一時点は、蓄電素子２００が初期状態のときの時点である。つまり、第一取得部１１０は、蓄電素子２００の初期状態での容量電圧特性における容量変化量の最大値を第一最大変化量として取得する。
具体的には、蓄電素子２００の製造時点、工場出荷時点または充放電開始時点などの初期状態での容量変化量の最大値が、第一最大変化量として事前に記憶部１５０の判定用データ１５１に書き込まれている。そして、第一取得部１１０は、当該第一最大変化量を当該判定用データ１５１から読み出すことで取得する。
なお、記憶部１５０には上記の容量電圧特性などの蓄電素子２００の第一時点でのデータが記憶されており、第一取得部１１０は、当該データを参照して、第一最大変化量を算出することにより取得することにしてもよい。また、性能低下検知装置１００は記憶部１５０を備えておらず、第一取得部１１０は、他の機器から第一最大変化量を取得することにしてもよいし、第一最大変化量がプログラムや回路構成などによって第一取得部１１０に組み込まれていたりしていてもかまわない。
なお、第一時点は、上記の初期状態のときの時点には限定されず、どのような時点でもよく、例えば、蓄電素子２００が充放電を伴う使用を開始してから所定の期間が経過した時点でもかまわない。この場合、第一取得部１１０は、後述する第二取得部１２０が第二最大変化量を取得するのと同様の方法で、第一最大変化量を取得することができる。また、第一時点は、分、時、日、月など、どのような単位で表現されてもかまわない。
第二取得部１２０は、第一時点以降の第二時点での容量電圧特性において、容量変化量の最大値である第二最大変化量を取得する。この第二最大変化量の詳細な説明については、後述する。
なお、第二時点とは、第一時点より後の、蓄電素子２００の充放電を伴う使用を開始して所定の期間が経過した時点であるが、当該所定の期間はどのような期間であってもよく、特に限定されない。また、当該所定の期間の単位も特に限定されず、例えば、分オーダー、時間オーダー、日オーダー、月オーダーなどの期間である。つまり、第二時点は、第一時点と同様に、分、時、日、月など、どのような単位で表現されてもかまわない。
具体的には、第二取得部１２０は、第二時点において蓄電素子２００を充電または放電させることにより、蓄電素子２００の電圧と通電容量との関係を取得する。つまり、第二取得部１２０は、蓄電素子２００から電圧及び通電容量を取得し、記憶部１５０の判定用データ１５１に書き込むことで、当該関係を取得する。
そして、第二取得部１２０は、取得した当該関係から通電容量を電圧で微分して容量変化量を算出し、算出した容量変化量と電圧との関係を示す容量電圧特性を取得する。つまり、第二取得部１２０は、判定用データ１５１から電圧及び通電容量を読み出して、通電容量を電圧で微分して容量変化量を算出し、算出した容量変化量を判定用データ１５１に書き込むことで、容量電圧特性を取得する。
そして、第二取得部１２０は、取得した容量電圧特性を参照することで、第二最大変化量を取得する。つまり、第二取得部１２０は、判定用データ１５１から最大の容量変化量を読み出すことで、第二最大変化量を取得する。
なお、性能低下検知装置１００は記憶部１５０を備えておらず、第二取得部１２０は、他の機器にデータを書き込み、他の機器からデータを読み出すことで、第二最大変化量を取得することにしてもよい。
性能低下判定部１３０は、第一最大変化量に対する第二最大変化量の比率である変化量比率が所定の値を超える場合に、第二時点において蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定する。つまり、性能低下判定部１３０は、第二最大変化量を第一最大変化量で除することで変化量比率を算出し、算出した変化量比率が所定の値を超えるか否かを判断する。そして、性能低下判定部１３０は、算出した変化量比率が所定の値を超えると判断した場合に、第二時点において蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定する。
具体的には、性能低下判定部１３０は、当該変化量比率が当該所定の値を超える場合に、第二時点において、蓄電素子２００の充電または放電可能な容量である可逆容量の急激な低下が生じ始める状態、または蓄電素子２００の入出力特性で示される入出力性能の急激な低下が生じ始める状態であると判定することで、蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定する。
ここで、所定の値は、０．７以上０．８以下の範囲内の値であるのが好ましい。つまり、性能低下判定部１３０は、変化量比率が０．７以上０．８以下の範囲内で設定された所定の値を超える場合に、第二時点において蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定する。具体的には、性能低下判定部１３０は、変化量比率が０．７以上０．８以下の範囲内で設定された所定の値を超える場合に、第二時点において、蓄電素子２００の可逆容量または入出力性能の急激な低下が生じ始める状態であると判定することで、蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定する。なお、この所定の値を０．７以上０．８以下の範囲内の値に設定するのが好ましいことについては、後述する。
具体的には、当該所定の値（０．７以上０．８以下の範囲内の値）は、事前に記憶部１５０の判定用データ１５１に書き込まれており、性能低下判定部１３０は、判定用データ１５１から当該所定の値を読み出して、上記の判定を行う。なお、性能低下判定部１３０は、当該所定の値を他の機器から取得したり、計算によって取得したりしてもよいし、当該所定の値がプログラムや回路構成などによって性能低下判定部１３０に組み込まれていたりしてもかまわない。
また、性能低下判定部１３０は、第二時点において蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定した場合に、蓄電素子２００の充電上限電圧を制限する。つまり、性能低下判定部１３０は、この場合には、蓄電素子２００の充電上限電圧を制限する信号を発して、蓄電素子２００が満充電になる前に蓄電素子２００の充電を停止させる。
また、性能低下判定部１３０は、第二時点において蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定した場合に、蓄電素子２００への通電最大電流を制限することにしてもよい。つまり、性能低下判定部１３０は、この場合には、蓄電素子２００への通電最大電流を制限する信号を発して、蓄電素子２００に流れる電流値が過剰になるのを抑える。
なお、性能低下判定部１３０は、充電上限電圧や通電最大電流を制限する前に、または制限するのに代えて、警告を行ったりしてもよいし、蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定した場合に、蓄電素子２００への充電を停止させることにしてもよい。
次に、第一最大変化量及び第二最大変化量について、以下に詳細に説明する。
図３及び図４は、本発明の実施の形態に係る第一取得部１１０が取得する第一最大変化量及び第二取得部１２０が取得する第二最大変化量を説明するための図である。具体的には、図３は、蓄電素子２００を放電した場合の電圧と通電容量との関係を示すグラフであり、図４は、蓄電素子２００の容量電圧特性を示すグラフである。
図３に示すように、蓄電素子２００を放電した場合の電圧Ｖと容量Ｑとの関係において、初期状態（第一時点）から充放電を伴う使用を継続していくと、所定の期間経過後の第二時点では第一時点よりも容量Ｑが低下する。そして、さらに期間が経過すると、さらに容量Ｑが低下して劣化状態になっていく。そして、この図３における容量Ｑを電圧Ｖで微分して算出される容量変化量ｄＱ／ｄＶと電圧Ｖとの関係をグラフに表すと、図４に示す容量電圧特性が得られる。
そして、図４に示す容量電圧特性において、初期状態（第一時点）における容量変化量ｄＱ／ｄＶの大きさの最大値である第一最大変化量Ｐ０が得られる。また、当該容量電圧特性において、第一時点から所定の期間経過後の第二時点における容量変化量ｄＱ／ｄＶの大きさの最大値である第二最大変化量ＰＸが得られる。
つまり、第一取得部１１０は第一最大変化量Ｐ０を取得し、第二取得部１２０は第二最大変化量ＰＸを取得する。なお、図３及び図４では蓄電素子２００を放電した場合についてのグラフを示したが、蓄電素子２００を充電した場合についても同様のグラフが得られる。このため、蓄電素子２００を充電した場合についても放電した場合と同様に、第一取得部１１０は第一最大変化量Ｐ０を取得し、第二取得部１２０は第二最大変化量ＰＸを取得することができる。以下についても、同様である。
次に、性能低下検知装置１００が蓄電素子２００の性能低下開始状態を検知する処理について、説明する。
図５は、本発明の実施の形態に係る性能低下検知装置１００が蓄電素子２００の性能低下開始状態を検知する処理の一例を示すフローチャートである。
同図に示すように、まず、第一取得部１１０は、第一時点での容量電圧特性において、容量変化量の最大値である第一最大変化量を取得する（Ｓ１０２）。具体的には、第一取得部１１０は、蓄電素子２００の初期状態での容量電圧特性における容量変化量の最大値である第一最大変化量を、判定用データ１５１から読み出すことで取得する。
次に、第二取得部１２０は、第一時点以降の第二時点での容量電圧特性において、容量変化量の最大値である第二最大変化量を取得する（Ｓ１０４）。具体的には、第二取得部１２０は、第二時点において蓄電素子２００を充電または放電させることにより、蓄電素子２００の電圧と通電容量との関係を取得し、取得した当該関係から通電容量を電圧で微分して容量変化量を算出し、算出した容量変化量と電圧との関係を示す容量電圧特性を取得することで第二最大変化量を取得する。この第二取得部１２０が第二最大変化量を取得する処理の詳細な説明については、後述する。
次に、性能低下判定部１３０は、第一最大変化量に対する第二最大変化量の比率である変化量比率が所定の値を超える場合に、第二時点において蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定する（Ｓ１０６）。具体的には、性能低下判定部１３０は、当該変化量比率が当該所定の値を超える場合に、第二時点において、蓄電素子２００の可逆容量または入出力性能の急激な低下が生じ始める状態であると判定することで、蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定する。なお、この性能低下判定部１３０が第二時点において蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定する処理の詳細な説明については、後述する。
以上により、性能低下検知装置１００が蓄電素子２００の性能低下開始状態を検知する処理は、終了する。
次に、第二取得部１２０が第二最大変化量を取得する処理（図５のＳ１０４）について、詳細に説明する。
図６は、本発明の実施の形態に係る第二取得部１２０が第二最大変化量を取得する処理の一例を示すフローチャートである。また、図７及び図８は、本発明の実施の形態に係る第二取得部１２０が第二最大変化量を取得する処理を説明するための図である。具体的には、図７は、蓄電素子２００を放電した場合の電圧と通電容量との関係を示すグラフであり、図８は、蓄電素子２００の容量電圧特性を示すグラフである。
なお、以下の説明では、蓄電素子２００の使用の程度を連続的に進行させるために、一定の条件下での充放電を繰り返す充放電サイクル試験を行い、これにより取得されたデータに基づき、また、使用の程度を表す指標として当該充放電サイクル試験におけるサイクル数を用いて示しているが、実際の実施態様においては充放電、特に放電の条件は一定ではないから、サイクル数に相当するパラメータは通常取得し得ないことはいうまでもない。
図６に示すように、まず、第二取得部１２０は、第二時点において蓄電素子２００を充電または放電させる（Ｓ２０２）。なお、以下では、蓄電素子２００を放電した場合について説明するが、上述の通り、蓄電素子２００を充電した場合についても同様であるため、説明を省略する。
そして、第二取得部１２０は、蓄電素子２００の電圧と通電容量との関係を取得する（Ｓ２０４）。具体的には、第二取得部１２０は、図７に示すような蓄電素子２００の電圧Ｖと容量Ｑとの関係を取得する。
つまり、第二取得部１２０は、例えば第二時点が、蓄電素子２００の使用の程度が充放電サイクル試験における５０サイクルに相当する時点であれば、図７に示す「５０サイクル」のグラフに相当するデータが取得される。同様に、第二取得部１２０は、第二時点が、蓄電素子２００の使用の程度が充放電サイクル試験における３００サイクルに相当する時点であれば、同図に示す「３００サイクル」のグラフに相当するデータが取得される。
ここで、図７においては、具体例として、以下の４５℃、１Ｃサイクル試験を行った結果を示している。なお、以下の試験では、アルミニウム箔上に正極合剤が形成された正極と、銅箔上に負極合剤が形成された負極とを有するリチウムイオン二次電池（以下、電池Ａとする）を用いた。ここで、電池Ａの正極合剤は、正極活物質と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデンと、導電材としてのアセチレンブラックとを含み、正極活物質は、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２で表される層状構造のリチウム遷移金属酸化物とＬｉＭｎ２Ｏ４で表されるスピネル型リチウムマンガン酸化物との混合物（質量比７：３）である。また、電池Ａの負極合剤は、負極活物質である黒鉛質炭素材料と、結着剤としてのスチレンブタジエンゴム及びカルボキシメチルセルロースとを含む。また、電池Ａの電解液には、エチレンカーボネート（ＥＣ）：ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）：エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）＝２５：２０：５５（体積比）の混合溶媒に、ＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／Ｌ添加することにより調製した。
そして、４５℃、１Ｃサイクル試験においては、充電は、４５℃、電流１ＣｍＡ（＝６５０ｍＡ）、電圧４．２Ｖ、充電時間３時間の定電流定電圧充電とし、放電は、４５℃、電流１ＣｍＡ（＝６５０ｍＡ）、終止電圧２．８５Ｖの定電流放電とした。また、放電容量確認試験時には、充電は、２５℃、電流１ＣｍＡ（＝６５０ｍＡ）、電圧４．２Ｖ、充電時間３時間の定電流定電圧充電とし、放電は、２５℃、電流１ＣｍＡ（＝６５０ｍＡ）、終止電圧２．８５Ｖの定電流放電とした。なお、充電と放電の間、及び、放電と充電の間にはそれぞれ１０分間の休止時間を設けた。休止時間は電池を開回路状態とした。即ち、充電、休止、放電、休止の４工程を１サイクルとする。
次に、図６に戻り、第二取得部１２０は、取得した当該関係から通電容量を電圧で微分して容量変化量を算出し、算出した容量変化量と電圧との関係を示す容量電圧特性を取得する（Ｓ２０６）。具体的には、第二取得部１２０は、図７に示したグラフにおいて、容量Ｑを電圧Ｖで微分して容量変化量ｄＱ／ｄＶを算出する。そして、第二取得部１２０は、図８に示すように、算出した容量変化量ｄＱ／ｄＶと電圧Ｖとの関係を示す容量電圧特性を取得する。
さらに具体的には、電圧ＶがＶ１からＶ２に変化した場合に、容量ＱがＱ１からＱ２に変化したとすれば、第二取得部１２０は、容量変化量ｄＱ／ｄＶ＝（Ｑ２−Ｑ１）／（Ｖ２−Ｖ１）を算出する。そして、第二取得部１２０は、算出した容量変化量ｄＱ／ｄＶ＝（Ｑ２−Ｑ１）／（Ｖ２−Ｖ１）と電圧Ｖ＝（Ｖ１＋Ｖ２）／２との関係を示す容量電圧特性を取得する。
つまり、第二取得部１２０は、例えば第二時点が、蓄電素子２００の使用の程度が充放電サイクル試験における５０サイクルに相当する時点であれば、図８に示す「５０サイクル」のグラフに相当するデータが取得される。同様に、第二取得部１２０は、第二時点が、蓄電素子２００の使用の程度が充放電サイクル試験における３００サイクルに相当する時点であれば、同図に示す「３００サイクル」のグラフに相当するデータが取得される。
そして、図６に戻り、第二取得部１２０は、取得した容量電圧特性を参照することで、第二最大変化量を取得する（Ｓ２０８）。具体的には、第二取得部１２０は、図８に示したグラフを参照して、第二最大変化量を取得する。
つまり、第二取得部１２０は、例えば第二時点が、蓄電素子２００の使用の程度が充放電サイクル試験における５０サイクルに相当する時点であれば、第二最大変化量として図８に示すＰ５０の値が取得される。同様に、第二取得部１２０は、第二時点が、蓄電素子２００の使用の程度が充放電サイクル試験における３００サイクルに相当する時点であれば、第二最大変化量として同図に示すＰ３００の値が取得される。
以上により、第二取得部１２０が第二最大変化量を取得する処理（図５のＳ１０４）は、終了する。
次に、性能低下判定部１３０が第二時点において蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定する処理（図５のＳ１０６）について、詳細に説明する。
図９は、本発明の実施の形態に係る性能低下判定部１３０が第二時点において蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定する処理の一例を示すフローチャートである。また、図１０Ａ〜図１０Ｃは、本発明の実施の形態に係る性能低下判定部１３０が第二時点において蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定する処理を説明するための図である。
具体的には、図１０Ａは、使用の程度（サイクル数）を変化させた場合の変化量比率の値と、当該変化量比率の値を上記の所定の値として採用した場合の性能低下開始状態の判定結果を示す表であり、図１０Ｂは、使用の程度（サイクル数）を変化させた場合の蓄電素子２００の容量維持率の推移を示すグラフである。
また、図１０Ｃは、使用の程度（サイクル数）を変化させた場合の蓄電素子２００の出力直流抵抗、入力直流抵抗及び交流抵抗の推移を示すグラフである。詳細には、図１０Ｃの（ａ）は、使用の程度（サイクル数）を変化させた場合の蓄電素子２００の出力直流抵抗の初期状態に対する比率（図１０Ａの出力直流抵抗増加率）の推移を示すグラフである。また、図１０Ｃの（ｂ）は、使用の程度（サイクル数）を変化させた場合の蓄電素子２００の入力直流抵抗の初期状態に対する比率（図１０Ａの入力直流抵抗増加率）の推移を示すグラフである。また、図１０Ｃの（ｃ）は、使用の程度（サイクル数）を変化させた場合の蓄電素子２００の交流抵抗の初期状態に対する比率（図１０Ａの交流抵抗増加率）の推移を示すグラフである。
図９に示すように、まず、性能低下判定部１３０は、第一最大変化量に対する第二最大変化量の比率である変化量比率が所定の値を超えるか否かを判断する（Ｓ３０２）。具体的には、性能低下判定部１３０は、第二最大変化量ＰＸを第一最大変化量Ｐ０で除することで変化量比率ＰＸ／Ｐ０を算出する。そして、性能低下判定部１３０は、算出した変化量比率ＰＸ／Ｐ０が、０．７以上０．８以下の範囲内で定めた所定の値を超えるか否かを判断する。
つまり、図１０Ａに示すように、性能低下判定部１３０は、例えば第二時点が、蓄電素子２００の使用の程度が充放電サイクル試験における５０サイクルに相当する時点であれば、変化量比率ＰＸ／Ｐ０＝Ｐ５０／Ｐ０＝０．９４を算出する。同様に、性能低下判定部１３０は、第二時点が、蓄電素子２００の使用の程度が充放電サイクル試験における３００サイクルに相当する時点であれば、変化量比率ＰＸ／Ｐ０＝Ｐ３００／Ｐ０＝０．７４を算出する。
そして、図９に戻り、性能低下判定部１３０は、変化量比率が所定の値を超えると判断した場合（Ｓ３０２でＹｅｓ）には、第二時点において蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定する（Ｓ３０４）。具体的には、性能低下判定部１３０は、変化量比率が０．７以上０．８以下の範囲内で定めた所定の値を超えると判断した場合に、第二時点において蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定する。さらに具体的には、性能低下判定部１３０は、変化量比率が０．７以上０．８以下の範囲内で定めた所定の値を超えると判断した場合に、第二時点において、蓄電素子２００の可逆容量または入出力性能の急激な低下が生じ始める状態であると判定することで、蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定する。
つまり、図１０Ａに示すように、第二時点が、蓄電素子２００の使用の程度が充放電サイクル試験における３００サイクルに相当する時点の場合（実施例１）の変化量比率が、ＰＸ／Ｐ０＝Ｐ３００／Ｐ０＝０．７４と、０．７以上０．８以下の値である。従って、上記の所定の値として０．７以上０．８以下の範囲内の値を設定すれば、性能低下判定部１３０は、当該第二時点において蓄電素子２００が性能低下開始状態であることを適切な時点で判定できる。
なお、上記の所定の値として０．８より大きい値を設定した場合には、蓄電素子２００が性能低下開始状態になっていない（急激な性能低下を検知するタイミングがはやい）ため、性能低下判定部１３０は性能低下開始状態を適切に判定できない。同様に、上記の所定の値として０．７より小さい値を設定した場合には、蓄電素子２００が性能低下開始状態を過ぎている（急激な性能低下を検知するタイミングがおそい）ため、性能低下判定部１３０は性能低下開始状態を適切に判定できない。
ここで、図１０Ｂに示すように、充放電サイクル試験（１Ｃサイクル試験）において５００サイクルの蓄電素子２００の充放電を行った場合（（サイクル数）１／２＝２２．４の場合）に、容量維持率が急激に低下し、劣化状態となっている。このため、３００サイクルの蓄電素子２００の充放電を行った場合（（サイクル数）１／２＝１７．３の場合）が、蓄電素子２００の可逆容量の急激な低下が生じ始める状態であり、本発明によれば、性能低下判定部１３０は、蓄電素子２００が性能低下開始状態になる時期を正確に判定することができている。つまり、性能低下判定部１３０は、第二時点において蓄電素子２００の可逆容量の急激な低下が生じ始める状態であると判定することで、第二時点において蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定する。
これに対して、図１０Ａの「（サイクル数）１／２」の欄の値とこれをプロットした図１０Ｂの点線のグラフとからわかるように、サイクル数のルートに比例して性能低下が生じるとする従来技術によれば、蓄電素子が性能低下開始状態になる時期を判定できないことがわかる。
また、同様に、図１０Ｃに示すように、充放電サイクル試験（１Ｃサイクル試験）において５００サイクルの蓄電素子２００の充放電を行った場合（（サイクル数）１／２＝２２．４の場合）に、蓄電素子２００の出力直流抵抗、入力直流抵抗及び交流抵抗ともに急激に上昇している。このため、３００サイクルの蓄電素子２００の充放電を行った場合（（サイクル数）１／２＝１７．３の場合）が、蓄電素子２００の出力直流抵抗、入力直流抵抗及び交流抵抗ともに急激な上昇が生じ始める状態である。
ここで、出力直流抵抗、入力直流抵抗または交流抵抗が上昇すると入出力性能が低下する。つまり、当該５００サイクルの蓄電素子２００の充放電を行った場合（（サイクル数）１／２＝２２．４の場合）に、蓄電素子２００の入出力性能が急激に低下し、劣化状態となっている。このため、３００サイクルの蓄電素子２００の充放電を行った場合（（サイクル数）１／２＝１７．３の場合）が、蓄電素子２００の入出力性能の急激な低下が生じ始める状態であり、本発明によれば、性能低下判定部１３０は、蓄電素子２００が性能低下開始状態になる時期を正確に判定することができている。つまり、性能低下判定部１３０は、第二時点において蓄電素子２００の入出力性能の急激な低下が生じ始める状態であると判定することで、第二時点において蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定する。
これに対して、図１０Ａの「（サイクル数）１／２」の欄の値とこれをプロットした図１０Ｃの点線のグラフとからわかるように、サイクル数のルートに比例して性能低下が生じるとする従来技術によれば、蓄電素子が性能低下開始状態になる時期を判定できないことがわかる。
ここで、蓄電素子（電池）の出力直流抵抗、入力直流抵抗または交流抵抗が上昇すると、蓄電素子の入出力特性で示される入出力性能が低下することについて、以下に詳細に説明する。
まず、当該入出力性能を求めるために、電池をある規定のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）（例えば５０％）になるまで充放電により調整する。そして、ある規定の電流レート（例えば０．２、０．５、１Ｃなど異なる電流レートで少なくとも３回以上）で、ある規定の通電時間（例えば１０秒間や６０秒間）の放電パルス（出力特性の場合）及び充電パルス（入力出力特性の場合）の通電を実施する。このとき、放電パルス後は補充電を、充電パルス後は補放電をそれぞれ実施する。
そして、縦軸には放電パルス後の降下した電圧値（あるいは充電パルス後の上昇した電圧値）［Ｖ］を、横軸には電流値［Ｉ］をプロットして、Ｖ＝Ｉ×Ｒ＋Ｖ０の直線性が成立するかを確認する。ここでＲ及びＶ０は、それぞれ抵抗（放電パルスの場合は負の値、充電パルスの場合は正の値）及びＯＣＶ（開回路電圧）である。
次に、上記の確認後に、放電及び充電パルス時の抵抗（Ｒ）とＯＣＶ（Ｖ０）とを算出する。そして、算出したい入出力特性の電圧をＶｘとして、入出力性能（Ｗ）を（Ｖｘ−Ｖ０）／Ｒ×Ｖｘにより算出する。
この式から分かるように、出力直流抵抗、入力直流抵抗または交流抵抗などの抵抗（Ｒ）が上昇すると、入出力性能（Ｗ）が低下する。なお、当該入出力性能が低下すると、以下の問題が生じる。
例えば、ＨＥＶ（ハイブリッド電気自動車）やＰＨＥＶ（プラグインハイブリッド電気自動車）などに使用されているリチウムイオン二次電池は、蓄積電力が電動機の駆動用電力（始動・加速時のアシスト）として用いられる。また、この電動機が回生発電したときの発電電力やエンジンの回転に伴って発電する発電機の発電電力等によって、この二次電池が充電される。
そして、当該二次電池の入出力性能が低下する（抵抗が大きくなる）と、当該電動機の駆動用電力が低下して、アシストとしての出力特性が低下したり、当該電動機が回生発電したときの回生エネルギーとして蓄電することができる入力特性（充電受入性）が低下するといった問題が生じてしまう。
なお、図１０Ｃの（ａ）〜（ｃ）に示された出力直流抵抗、入力直流抵抗及び交流抵抗は、以下のように測定して得られたものである。つまり、出力直流抵抗については、まず、電池をＳＯＣが５０％になるように充電または放電により調整し、０．２、０．５、１Ｃの放電レートで、通電時間が６０秒間の通電を実施する（温度は２５℃）ことで、上記の抵抗（Ｒ）として出力直流抵抗を算出する。また、同様に、入力直流抵抗については、まず、電池をＳＯＣが５０％になるように充電または放電により調整し、０．２、０．５、１Ｃの充電レートで、通電時間が６０秒間の通電を実施する（温度は２５℃）ことで、上記の抵抗（Ｒ）として入力直流抵抗を算出する。また、交流抵抗については、電池をＳＯＣが０％になるまで放電し、１ｋＨｚの周波数（温度は２５℃）での交流抵抗を測定し、上記の抵抗（Ｒ）として算出する。
以上のように、図１０Ａ〜図１０Ｃに示したように、急激な可逆容量低下の時期と急激な抵抗増加の時期とは概ね一致する。これは、以下の理由による。つまり、規定条件（例えば１Ｃ放電）で放電させたときの電池容量推移において、二次電池の寿命末期には、レート性能が低下するため通電電流によって得られる容量が大きく低下して、急激な容量低下が生じてしまう。この二次電池のレート性能が低下する理由は、主に寿命試験の経過に応じて電池の直流及び交流抵抗が増加することに起因する。従って、二次電池の出力直流抵抗、入力直流抵抗または交流抵抗などの抵抗の推移は、二次電池の可逆容量の推移に対応する挙動を示す。
そして、図９に戻り、性能低下判定部１３０は、蓄電素子２００の充電上限電圧を制限する、または蓄電素子２００への通電最大電流を制限する（Ｓ３０６）。つまり、性能低下判定部１３０は、第二時点において蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定した場合に、蓄電素子の急激な性能低下を抑制するように制御を行う。
以上により、性能低下判定部１３０が第二時点において蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定する処理（図５のＳ１０６）は、終了する。
次に、性能低下判定部１３０が性能低下開始状態の判定を行う際に用いる所定の値が０．７以上０．８以下の範囲内の値であるのが好ましいことについて、説明する。
図１１〜図１４Ｃは、本発明の実施の形態に係る性能低下判定部１３０が用いる所定の値が０．７以上０．８以下の範囲内の値であるのが好ましいことについて説明するための図である。
具体的には、図１１及び図１３は、蓄電素子２００の容量電圧特性を示すグラフであり、図１２Ａ及び図１４Ａは、使用の程度（サイクル数）を変化させた場合の変化量比率の値と、当該変化量比率の値を上記の所定の値として採用した場合の性能低下開始状態の判定結果を示す表であり、図１２Ｂ及び図１４Ｂは、使用の程度（サイクル数）を変化させた場合の蓄電素子２００の容量維持率の推移を示すグラフである。
また、図１２Ｃ及び図１４Ｃは、使用の程度（サイクル数）を変化させた場合の蓄電素子２００の出力直流抵抗、入力直流抵抗及び交流抵抗の推移を示すグラフである。詳細には、図１２Ｃの（ａ）及び図１４Ｃの（ａ）は、使用の程度（サイクル数）を変化させた場合の蓄電素子２００の出力直流抵抗の初期状態に対する比率（図１２Ａ及び図１４Ａの出力直流抵抗増加率）の推移を示すグラフである。また、図１２Ｃの（ｂ）及び図１４Ｃの（ｂ）は、使用の程度（サイクル数）を変化させた場合の蓄電素子２００の入力直流抵抗の初期状態に対する比率（図１２Ａ及び図１４Ａの入力直流抵抗増加率）の推移を示すグラフである。また、図１２Ｃの（ｃ）及び図１４Ｃの（ｃ）は、使用の程度（サイクル数）を変化させた場合の蓄電素子２００の交流抵抗の初期状態に対する比率（図１２Ａ及び図１４Ａの交流抵抗増加率）の推移を示すグラフである。
なお、図１２Ｃの（ａ）〜（ｃ）及び図１４Ｃの（ａ）〜（ｃ）に示された出力直流抵抗、入力直流抵抗及び交流抵抗の測定方法は、図１０Ｃの（ａ）〜（ｃ）に示された出力直流抵抗、入力直流抵抗及び交流抵抗の測定方法と同様であるため、説明は省略する。
ここで、図１１及び図１３においては、図７及び図８での説明と同様の４５℃、１Ｃサイクル試験を行った結果を示している。なお、図１１では、正極活物質がＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２で表される層状構造のリチウム遷移金属酸化物とＬｉＭｎ２Ｏ４で表されるスピネル型リチウムマンガン酸化物との混合物（質量比３：７）であるリチウムイオン二次電池（以下、電池Ｂとする）を用いた。また、図１３では、正極活物質がＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２で表される層状構造のリチウム遷移金属酸化物であるリチウムイオン二次電池（以下、電池Ｃとする）を用いた。なお、電池Ｂ及び電池Ｃのその他の構成は、電池Ａと同様である。
つまり、図１１では、１Ｃサイクル試験及び放電容量確認試験においては、充電は、電流１ＣｍＡ（＝６００ｍＡ）の定電流定電圧充電とし、放電は、電流１ＣｍＡ（＝６００ｍＡ）の定電流放電とした。また、図１３では、１Ｃサイクル試験及び放電容量確認試験において、充電は、電流１ＣｍＡ（＝７００ｍＡ）の定電流定電圧充電とし、放電は、電流１ＣｍＡ（＝７００ｍＡ）の定電流放電とした。なお、１Ｃサイクル試験及び放電容量確認試験についてのその他の条件は図７及び図８での説明と同様であるため、詳細な説明は省略する。
そして、性能低下判定部１３０は、図１１に示した容量電圧特性を用いて、図１２Ａに示すように、変化量比率ＰＸ／Ｐ０を算出する。例えば第二時点が、蓄電素子２００の使用の程度が充放電サイクル試験における５０サイクルに相当する時点であれば、変化量比率ＰＸ／Ｐ０＝Ｐ５０／Ｐ０＝０．９４を算出する。同様に、性能低下判定部１３０は、第二時点が、蓄電素子２００の使用の程度が充放電サイクル試験における３００サイクルに相当する時点であれば、変化量比率ＰＸ／Ｐ０＝Ｐ３００／Ｐ０＝０．８０を算出する。
ここで、図１２Ｂに示すように、充放電サイクル試験（１Ｃサイクル試験）において５００サイクルの充放電を行った場合（（サイクル数）１／２＝２２．４の場合）に、容量維持率が急激に低下し、劣化状態となっている。このため、３００サイクルの充放電を行った場合（（サイクル数）１／２＝１７．３の場合）が、蓄電素子２００の可逆容量の急激な低下が生じ始める状態である。
また、図１２Ｃに示すように、充放電サイクル試験（１Ｃサイクル試験）において５００サイクルの蓄電素子２００の充放電を行った場合（（サイクル数）１／２＝２２．４の場合）に、蓄電素子２００の出力直流抵抗、入力直流抵抗及び交流抵抗ともに急激に上昇している。このため、３００サイクルの蓄電素子２００の充放電を行った場合（（サイクル数）１／２＝１７．３の場合）が、蓄電素子２００の出力直流抵抗、入力直流抵抗及び交流抵抗ともに急激な上昇が生じ始める状態である。
このように、図１２Ａに示す変化量比率ＰＸ／Ｐ０＝Ｐ３００／Ｐ０＝０．８０の場合に、蓄電素子２００が性能低下開始状態になっている。つまり、性能低下判定部１３０は、変化量比率が０．８０の場合に、蓄電素子２００の可逆容量の急激な低下が生じ始める状態、または入出力性能の急激な低下が生じ始める状態であると判定することで、蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定する。
また、性能低下判定部１３０は、図１３に示した容量電圧特性を用いて、図１４Ａに示すように、変化量比率ＰＸ／Ｐ０を算出する。例えば第二時点が、蓄電素子２００の使用の程度が５０サイクルに相当する時点であれば、変化量比率ＰＸ／Ｐ０＝Ｐ５０／Ｐ０＝０．９７を算出する。同様に、性能低下判定部１３０は、第二時点が、蓄電素子２００の使用の程度が３００サイクルに相当する時点であれば、変化量比率ＰＸ／Ｐ０＝Ｐ３００／Ｐ０＝０．７１を算出する。
ここで、図１４Ｂに示すように、充放電サイクル試験において５００サイクルの充放電を行った場合（（サイクル数）１／２＝２２．４の場合）に、容量維持率が急激に低下し、劣化状態となっている。このため、３００サイクルの充放電を行った場合（（サイクル数）１／２＝１７．３の場合）が、蓄電素子２００の可逆容量の急激な低下が生じ始める状態である。
また、図１４Ｃに示すように、充放電サイクル試験（１Ｃサイクル試験）において５００サイクルの蓄電素子２００の充放電を行った場合（（サイクル数）１／２＝２２．４の場合）に、蓄電素子２００の出力直流抵抗、入力直流抵抗及び交流抵抗ともに急激に上昇している。このため、３００サイクルの蓄電素子２００の充放電を行った場合（（サイクル数）１／２＝１７．３の場合）が、蓄電素子２００の出力直流抵抗、入力直流抵抗及び交流抵抗ともに急激な上昇が生じ始める状態である。
このように、図１４Ａに示す変化量比率ＰＸ／Ｐ０＝Ｐ３００／Ｐ０＝０．７１の場合に、蓄電素子２００が性能低下開始状態になっている。つまり、性能低下判定部１３０は、変化量比率が０．７１の場合に、蓄電素子２００の可逆容量の急激な低下が生じ始める状態、または入出力性能の急激な低下が生じ始める状態であると判定することで、蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定する。
以上のことから、性能低下判定部１３０は、上記の所定の値として０．７以上０．８以下の範囲内の値を設定した場合に、蓄電素子２００が性能低下開始状態になる時期を正確に判定することができる。つまり、性能低下判定部１３０が用いる所定の値が０．７以上０．８以下の範囲内の値であるのが好ましい。
次に、蓄電素子２００を充電して得られる容量電圧特性を用いた場合について、説明する。つまり、上記では、性能低下検知装置１００は、蓄電素子２００を放電した場合の放電カーブの微分特性として図１１に示されたような容量電圧特性を取得することにした。しかし、以下では、性能低下検知装置１００は、蓄電素子２００を充電した場合の充電カーブの微分特性としての容量電圧特性を取得する。
図１５は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子２００の充電カーブの微分特性として得られる容量電圧特性を示す図である。また、図１６は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子２００の充電カーブの微分特性として得られる容量電圧特性を取得した場合の性能低下開始状態の判定結果を示す図である。なお、これらの図では、上記の電池Ｂを用いて行った結果を示している。
これらの図に示すように、蓄電素子２００を充電して得られる容量電圧特性を用いた場合であっても、蓄電素子２００を放電して得られる容量電圧特性を用いた場合と同様に、性能低下判定部１３０は、変化量比率が０．７以上０．８以下の範囲内の所定の値を超える場合に、蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定することができている。このため、蓄電素子２００を充電して得られる容量電圧特性を用いた場合であっても、性能低下検知装置１００は、蓄電素子２００の急激な性能低下が生じ始める状態を精度良く検知することができる。
次に、蓄電素子２００について０．２Ｃ放電容量確認試験を行って得られる容量電圧特性を用いた場合について、説明する。つまり、上記では、性能低下検知装置１００は、蓄電素子２００について１Ｃ放電容量確認試験を行った場合の放電カーブの微分特性として図１１に示されたような容量電圧特性を取得することにした。しかし、以下では、性能低下検知装置１００は、蓄電素子２００について０．２Ｃ放電容量確認試験を行った場合の放電カーブの微分特性としての容量電圧特性を取得する。
図１７は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子２００について０．２Ｃ放電容量確認試験を行った場合に得られる容量電圧特性を示す図である。また、図１８は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子２００について０．２Ｃ放電容量確認試験を行って得られる容量電圧特性を取得した場合の性能低下開始状態の判定結果を示す図である。なお、これらの図では、上記の電池Ｂを用いて行った結果を示している。
これらの図に示すように、蓄電素子２００について０．２Ｃ放電容量確認試験を行った場合に得られる容量電圧特性を用いた場合であっても、１Ｃ放電容量確認試験を行った場合に得られる容量電圧特性を用いた場合と同様に、性能低下判定部１３０は、変化量比率が０．７以上０．８以下の範囲内の所定の値を超える場合に、蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定することができている。このため、蓄電素子２００について０．２Ｃ放電容量確認試験を行った場合に得られる容量電圧特性を用いた場合であっても、性能低下検知装置１００は、蓄電素子２００の急激な性能低下が生じ始める状態を精度良く検知することができる。
以上のように、性能低下検知装置１００は、放電容量確認試験時の電流レートが１Ｃである場合には限定されず、１Ｃ以外の電流レートであっても、蓄電素子２００の急激な性能低下が生じ始める状態を精度良く検知することができる。なお、当該電流レートは、１Ｃ以上であっても１Ｃ以下であってもかまわないが、より精度良く検知するためには、当該電流レートは平均として１Ｃ以下であるのが好ましい。
次に、容量電圧特性を得るための電圧の変化量を変更した場合について、説明する。例えば図１１では、容量電圧特性における縦軸の容量変化量（ｄＱ／ｄＶ）においての電圧の変化量（ｄＶ）の間隔を０．０２Ｖとして容量電圧特性を図示している。つまり、性能低下検知装置１００は、ｄＶの間引き間隔を０．０２Ｖとして容量変化量（ｄＱ／ｄＶ）と電圧（Ｖ）との関係をプロットすることで、容量電圧特性を取得している。これに対し、以下では、性能低下検知装置１００は、当該ｄＶの間引き間隔を０．０４Ｖとして容量変化量（ｄＱ／ｄＶ）と電圧（Ｖ）との関係をプロットすることで、容量電圧特性を取得する。
図１９は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子２００について電圧の変化量の間隔を変更した場合に得られる容量電圧特性を示す図である。また、図２０は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子２００について電圧の変化量の間隔を変更して得られる容量電圧特性を取得した場合の性能低下開始状態の判定結果を示す図である。なお、これらの図では、上記の電池Ｂを用いて行った結果を示している。
これらの図に示すように、蓄電素子２００について電圧の変化量の間隔を０．０４Ｖに変更した場合に得られる容量電圧特性を用いた場合であっても、当該電圧の変化量の間隔が０．０２Ｖの場合に得られる容量電圧特性を用いた場合と同様に、性能低下判定部１３０は、変化量比率が０．７以上０．８以下の範囲内の所定の値を超える場合に、蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定することができている。このため、蓄電素子２００について電圧の変化量の間隔を０．０４Ｖに変更した場合に得られる容量電圧特性を用いた場合であっても、性能低下検知装置１００は、蓄電素子２００の急激な性能低下が生じ始める状態を精度良く検知することができる。
以上のように、性能低下検知装置１００は、電圧の変化量の間隔が一定であれば、０．０２Ｖである場合には限定されず、０．０２Ｖ以外の間隔であっても、蓄電素子２００の急激な性能低下が生じ始める状態を精度良く検知することができる。なお、当該電圧の変化量の間隔は、どのような値であってもかまわないが、より精度良く検知するためには、当該電圧の変化量の間隔は０．０１Ｖ〜０．０５Ｖの間の値であるのが好ましい。
以上のように、本発明の実施の形態に係る性能低下検知装置１００によれば、蓄電素子２００の電圧の変化に対する通電容量の変化の大きさである容量変化量と当該電圧との関係を示す容量電圧特性において、第一時点での容量変化量の最大値に対する第二時点での容量変化量の最大値の比率である変化量比率が所定の値を超える場合に、第二時点において蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定する。ここで、本願発明者らは、鋭意検討と実験の結果、当該変化量比率が所定の値を超える場合に、第二時点において、蓄電素子２００の性能が急激に低下し始めることを見出した。
つまり、規定条件（例えば１Ｃ放電）で放電させたときの電池容量の放電カーブ（または充電させたときの充電カーブ）から算出される容量電圧特性（ｄＱ／ｄＶ−Ｖ特性）は、分極依存性を含んだ正極、負極の電気化学性能を相変化としてとらえることが可能である。そして、負極については電池の実作動領域においてプラトー領域の長い負極を用いると仮定した場合、電池のレート性能低下は主に正極活物質の単極及びレート性能劣化により引き起こされると考えられるため、その正極活物質の劣化を電池の容量電圧特性により検知することができることを見出した。例えば、電池の容量劣化が生じると、電池の一定の電位であらわれるプラトー範囲が狭くなるため、Ｖ−Ｑ特性においてＱをＶで微分するとそのプラトーに起因する容量変化量の大きさが小さくなる。
このため、性能低下検知装置１００によれば、蓄電素子２００の急激な性能低下が生じ始める状態を精度良く検知することができる。これにより、例えば移動体用リチウムイオン二次電池の交換時期のタイミングを正確に見極めることができる。
また、本願発明者らは、鋭意検討と実験の結果、変化量比率が所定の値を超える場合に、第二時点において、蓄電素子２００の可逆容量または入出力性能が急激に低下し始めることを見出した。そして、蓄電素子２００の可逆容量または入出力性能が急激に低下し始めるということは、蓄電素子２００の急激な性能低下が生じ始めるということを示している。このため、性能低下検知装置１００によれば、蓄電素子２００の可逆容量または入出力性能が急激に低下し始めることを検出することで、蓄電素子２００の急激な性能低下が生じ始める状態を精度良く検知することができる。
また、本願発明者らは、鋭意検討と実験の結果、変化量比率が０．７以上０．８以下の範囲内の所定の値を超える場合に、第二時点において、蓄電素子２００の性能が急激に低下し始めることを見出した。このため、性能低下検知装置１００によれば、蓄電素子２００の急激な性能低下が生じ始める状態を精度良く検知することができる。
また、性能低下検知装置１００は、第一最大変化量として、蓄電素子２００の初期状態での容量電圧特性における容量変化量の最大値を取得する。このため、性能低下検知装置１００は、蓄電素子２００の製造時点、工場出荷時点または充放電開始時点などの初期状態での容量変化量の最大値を事前にメモリに記憶しておくなどにより、第一最大変化量を容易に取得することができる。
また、性能低下検知装置１００は、第二時点において蓄電素子２００を充電または放電させることにより、容量電圧特性を取得することで第二最大変化量を容易に取得することができる。
また、性能低下検知装置１００は、第二時点において蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定した場合に、蓄電素子２００の充電上限電圧を制限することで、蓄電素子２００の急激な性能低下を抑制することができ、寿命延命措置をとることができる。
また、性能低下検知装置１００は、第二時点において蓄電素子２００が性能低下開始状態であると判定した場合に、蓄電素子２００への通電最大電流を制限することで、蓄電素子２００の急激な性能低下を抑制することができ、寿命延命措置をとることができる。
また、蓄電素子２００は、正極活物質として層状構造のリチウム遷移金属酸化物を含むリチウムイオン二次電池である。ここで、本願発明者らは、鋭意検討と実験の結果、蓄電素子２００が当該リチウムイオン二次電池の場合に、上記の方法によって急激な性能低下を事前に精度良く検知できることを見出した。このため、性能低下検知装置１００は、当該リチウムイオン二次電池の急激な性能低下が生じ始める状態を精度良く検知することができる。
以上、本発明の実施の形態に係る蓄電システム１０及び性能低下検知装置１００について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
例えば、上記実施の形態では、第一取得部１１０は、第一最大変化量を判定用データ１５１から読み出すことで取得することとした。しかし、第一取得部１１０は、第二取得部１２０が第二最大変化量を取得するのと同様の方法で、第一最大変化量を取得することにしてもよい。つまり、第一取得部１１０は、第一時点において蓄電素子２００を充電または放電させることにより、蓄電素子２００の電圧と通電容量との関係を取得し、取得した当該関係から通電容量を電圧で微分して容量変化量を算出し、算出した容量変化量と電圧との関係を示す容量電圧特性を取得することで第一最大変化量を取得することにしてもよい。
なお、第一取得部１１０が第一最大変化量を取得する時期（第一時点）によっては、性能低下判定部１３０が性能低下開始状態を判定するための判定基準（上記では変化量比率が０．７以上０．８以下）は、異なる値となる。この観点から、第一時点は、蓄電素子２００の工場出荷前、蓄電素子２００を応用機器に着装後ユーザが実際の使用を開始する前、あるいは、ユーザが実際の使用を開始後できるだけ早い時点を採用することが好ましい。また、第一時点としてこのような時点を採用できない場合であっても、性能低下判定部１３０は、ユーザによる入力などから適切な判定基準を取得したり、自ら適切な判定基準を算出したりすることで、適切に蓄電素子２００の性能低下開始状態を判定することができる。
また、上記実施の形態では、性能低下検知装置１００は、容量電圧特性において容量変化量が最大となるピーク位置での容量変化量（縦軸）の値の変動から算出される変化量比率を用いて、性能低下開始状態を検知することとした。しかし、性能低下検知装置１００は、容量電圧特性において容量変化量が最大となるピーク位置での電池電圧（横軸）の値の変動を用いて、性能低下開始状態を検知することにしてもよい。つまり、性能低下検知装置１００は、容量電圧特性における容量変化量のピーク位置の横方向への位置変化を考慮して、性能低下開始状態を検知することにしてもよい。
また、本発明は、このような蓄電システム１０または性能低下検知装置１００として実現することができるだけでなく、性能低下検知装置１００に含まれる特徴的な処理部をステップとする性能低下検知方法としても実現することができる。
また、本発明に係る性能低下検知装置１００が備える各処理部は、集積回路であるＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）として実現されてもよい。例えば、図２１に示すように、本発明は、第一取得部１１０、第二取得部１２０及び性能低下判定部１３０を備える集積回路１６０として実現することができる。図２１は、本発明の実施の形態に係る性能低下検知装置１００を集積回路で実現する構成を示すブロック図である。
なお、集積回路１６０が備える各処理部は、個別に１チップ化されても良いし、一部または全てを含むように１チップ化されても良い。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。
また、本発明は、性能低下検知方法に含まれる特徴的な処理をコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、当該プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標））、半導体メモリとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
本発明は、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子において、急激な性能低下が生じ始める状態を精度良く検知することができる性能低下検知装置等に適用できる。
１０ 蓄電システム
１００ 性能低下検知装置
１１０ 第一取得部
１２０ 第二取得部
１３０ 性能低下判定部
１５０ 記憶部
１５１ 判定用データ
１６０ 集積回路
２００ 蓄電素子
３００ 収容ケース

Claims (12)

  1. 蓄電素子の急激な性能低下が生じ始める状態を性能低下開始状態として検知する性能低下検知装置であって、
    第一時点での、前記蓄電素子を充電または放電した場合の前記蓄電素子の電圧の変化に対する通電容量の変化の大きさである容量変化量と前記電圧との関係を示す容量電圧特性において、前記容量変化量の最大値である第一最大変化量を取得する第一取得部と、
    前記第一時点以降の第二時点での前記容量電圧特性において、前記容量変化量の最大値である第二最大変化量を取得する第二取得部と、
    前記第一最大変化量に対する前記第二最大変化量の比率である変化量比率が所定の値を下回る場合に、前記第二時点において前記蓄電素子が前記性能低下開始状態であると判定する性能低下判定部と
    を備える性能低下検知装置。
  2. 前記性能低下判定部は、前記変化量比率が前記所定の値を下回る場合に、前記第二時点において、前記蓄電素子の充電または放電可能な容量の急激な低下が生じ始める状態、または前記蓄電素子の入出力特性で示される入出力性能の急激な低下が生じ始める状態であると判定することで、前記蓄電素子が前記性能低下開始状態であると判定する
    請求項１に記載の性能低下検知装置。
  3. 前記性能低下判定部は、前記変化量比率が０．７以上０．８以下の範囲内で設定された前記所定の値を下回る場合に、前記第二時点において前記蓄電素子が前記性能低下開始状態であると判定する
    請求項１または２に記載の性能低下検知装置。
  4. 前記第一取得部は、前記蓄電素子の初期状態での前記容量電圧特性における前記第一最大変化量を取得する
    請求項１〜３のいずれか１項に記載の性能低下検知装置。
  5. 前記第二取得部は、前記第二時点において前記蓄電素子を充電または放電させることにより、前記蓄電素子の電圧と通電容量との関係を取得し、取得した当該関係から前記通電容量を前記電圧で微分して前記容量変化量を算出し、算出した前記容量変化量と前記電圧との関係を示す容量電圧特性を取得することで前記第二最大変化量を取得する
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の性能低下検知装置。
  6. 前記性能低下判定部は、前記第二時点において前記蓄電素子が前記性能低下開始状態であると判定した場合に、前記蓄電素子の充電上限電圧を制限する
    請求項１〜５のいずれか１項に記載の性能低下検知装置。
  7. 前記性能低下判定部は、前記第二時点において前記蓄電素子が前記性能低下開始状態であると判定した場合に、前記蓄電素子への通電最大電流を制限する
    請求項１〜６のいずれか１項に記載の性能低下検知装置。
  8. 前記蓄電素子は、正極活物質として層状構造のリチウム遷移金属酸化物を含むリチウムイオン二次電池であり、
    前記第一取得部は、前記リチウムイオン二次電池についての前記第一最大変化量を取得し、
    前記第二取得部は、前記リチウムイオン二次電池についての前記第二最大変化量を取得する
    請求項１〜７のいずれか１項に記載の性能低下検知装置。
  9. 蓄電素子の急激な性能低下が生じ始める状態を性能低下開始状態として検知する性能低下検知装置であって、
    第一時点での、前記蓄電素子を充電または放電した場合の前記蓄電素子の電圧の変化に対する通電容量の変化の大きさである容量変化量と前記電圧との関係を示す容量電圧特性において、前記容量変化量が最大値となる電圧である第一電圧を取得する第一取得部と、
    前記第一時点以降の第二時点での前記容量電圧特性において、前記容量変化量が最大値となる電圧である第二電圧を取得する第二取得部と、
    前記第一電圧に対する前記第二電圧の変化から、前記第二時点において前記蓄電素子が前記性能低下開始状態であると判定する性能低下判定部と
    を備える性能低下検知装置。
  10. 蓄電素子の急激な性能低下が生じ始める状態を性能低下開始状態として検知する性能低下検知装置であって、
    第一時点での、前記蓄電素子を充電または放電した場合の前記蓄電素子の電圧の変化に対する通電容量の変化の大きさである容量変化量と前記電圧との関係を示す容量電圧特性において、前記容量変化量が最大値となる電圧以上の所定電圧範囲における容量変化量である第一容量変化量を取得する第一取得部と、
    前記第一時点以降の第二時点での前記容量電圧特性において、前記容量変化量が最大値となる電圧以上の前記所定電圧範囲における容量変化量である第二容量変化量を取得する第二取得部と、
    前記第一容量変化量に対する前記第二容量変化量の変化から、前記第二時点において前記蓄電素子が前記性能低下開始状態であると判定する性能低下判定部と
    を備える性能低下検知装置。
  11. 蓄電素子と、
    前記蓄電素子の急激な性能低下が生じ始める状態を性能低下開始状態として検知する請求項１〜１０のいずれか１項に記載の性能低下検知装置と
    を備える蓄電システム。
  12. 蓄電素子の急激な性能低下が生じ始める状態を性能低下開始状態として検知する性能低下検知方法であって、
    第一時点での、前記蓄電素子を充電または放電した場合の前記蓄電素子の電圧の変化に対する通電容量の変化の大きさである容量変化量と前記電圧との関係を示す容量電圧特性において、前記容量変化量の最大値である第一最大変化量を取得する第一取得ステップと、
    前記第一時点以降の第二時点での前記容量電圧特性において、前記容量変化量の最大値である第二最大変化量を取得する第二取得ステップと、
    前記第一最大変化量に対する前記第二最大変化量の比率である変化量比率が所定の値を下回る場合に、前記第二時点において前記蓄電素子が前記性能低下開始状態であると判定する性能低下判定ステップと
    を含む性能低下検知方法。
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