JP7227808B2

JP7227808B2 - 予測装置、二次電池、予測方法およびプログラム

Info

Publication number: JP7227808B2
Application number: JP2019051459A
Authority: JP
Inventors: 由騎冨永; 拓也宮下; 雅之川村
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2019-03-19
Filing date: 2019-03-19
Publication date: 2023-02-22
Anticipated expiration: 2039-03-19
Also published as: JP2020155274A

Description

本発明は、予測装置、二次電池、予測方法およびプログラムに関する。

蓄電池内のセル列に交換が必要な劣化セルが含まれる場合に、蓄電池を稼働したまま、当該劣化セルを他の並列接続されたセル列内に含ませるようにセル列間の接続構成を変更することで、全体的な長寿命化を可能にする蓄電池システムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２０１３－２４０１５５号公報

上記の蓄電池システムでは、並列接続されたセル列間で接続構成を変更すると、セル列間の電圧差をなくすためにセル列間で突入電流が流れる。当該突入電流の大きさが各セルの許容電流値を超過すると、蓄電池が壊れるおそれがあった。

本発明の一態様においては、予測装置を提供する。予測装置は、二次電池内で並列接続された複数のセル列のそれぞれに含まれる直列接続された複数のセルの少なくとも何れかを交換用のセルと交換したと仮定した場合において、交換後に並列接続されていることが仮定された複数のセル列のそれぞれの総電圧値および総抵抗値の情報を取得し、仮定された複数のセル列の間の総電圧値の差分を算出する第１算出部を備えてもよい。予測装置は、総電圧値の差分および仮定された複数のセル列のそれぞれの総抵抗値に基づき、複数のセルの少なくとも何れかを交換用のセルと交換することで、仮定された複数のセル列間に流れることが見込まれる突入電流の大きさを予測する予測部を備えてもよい。

予測装置は、予測される突入電流の大きさが、交換後の複数のセル列のそれぞれに含まれる複数のセルの許容電流値以下であるか否かを判断する判断部を更に備えてもよい。

予測装置は、予測される突入電流の大きさが複数のセルの許容電流値よりも大きいと判断された場合に、予測される突入電流の大きさが複数のセルの許容電流値以下となるような、交換用のセルのための電圧の大きさ、および、電圧の大きさを有するセルの少なくとも何れかを選択する第１選択部を更に備えてもよい。

予測装置は、予測される突入電流の大きさが複数のセルの許容電流値よりも大きいと判断された場合に、交換用のセルに付加されることで、予測される突入電流の大きさが複数のセルの許容電流値以下となるような抵抗の大きさ、および、抵抗の大きさを有する抵抗素子の少なくとも何れかを選択する第２選択部を更に備えてもよい。

予測装置は、選択部によって選択された情報をユーザに表示する表示部を更に備えてもよい。

予測装置は、仮定された複数のセル列のそれぞれに含まれる、直列接続されていることが仮定された複数のセルのそれぞれの電圧値および抵抗値の情報を取得する取得部を更に備えてもよい。予測装置は、電圧値および抵抗値の情報に基づいて、仮定された複数のセル列のそれぞれの総電圧値および総抵抗値を算出する第２算出部を更に備えてもよい。

本発明の一態様においては、上記の予測装置を備える二次電池が提供される。

本発明の一態様においては、予測方法を提供する。予測方法は、二次電池内で並列接続された複数のセル列のそれぞれに含まれる直列接続された複数のセルの少なくとも何れかを交換用のセルと交換したと仮定した場合において、交換後に並列接続されていることが仮定された複数のセル列のそれぞれの総電圧値および総抵抗値の情報を取得し、仮定された複数のセル列の間の総電圧値の差分を算出する算出段階を備えてもよい。予測方法は、総電圧値の差分および仮定された複数のセル列のそれぞれの総抵抗値に基づき、複数のセルの少なくとも何れかを交換用のセルと交換することで、仮定された複数のセル列間に流れることが見込まれる突入電流の大きさを予測する予測段階を備えてもよい。

本発明の一態様においては、コンピュータに上記の予測方法を実行させるためのプログラムが提供される。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本実施形態による予測装置１００が、二次電池１０に含まれるセル１３を交換用のセル１４と交換したと仮定した場合に、二次電池１０内で流れる突入電流を予測することを説明するための図である。本実施形態による、二次電池１０および交換用のセル１４から各種の情報を取得する予測装置１００のブロック図である。本実施形態による予測方法のフロー図である。本発明の複数の態様が全体的又は部分的に具現化されうるコンピュータ１２００の例を示す図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、図面において、同一または類似の部分には同一の参照番号を付して、重複する説明を省く場合がある。

図１は、本実施形態による予測装置１００が、二次電池１０に含まれるセル１３を交換用のセル１４と交換したと仮定した場合に、二次電池１０内で流れる突入電流を予測することを説明するための図である。二次電池１０は、例えば、全固体電池、リチウムイオン電池などであって、送電用のグリッド等で用いられる電力バッファ用の定置用蓄電池である。二次電池１０は、６６００Ｖ程度の高電圧であるグリッド作動電圧で使用されたり、当該グリッド作動電圧以下の電圧で蓄電し、グリッドへの送電の際に、一旦、昇圧したりする場合がある。このような用途で使用され得る二次電池１０は、高電圧使用および必要出力を確保するため、直列接続された複数のセルをそれぞれ含む複数のセル列が並列接続された構成を有する。

二次電池１０に含まれる複数のセル１３は、それぞれ劣化速度が異なり、ある１つのセル１３が劣化寿命をむかえる際に、そのセル１３を新しい交換用のセル１４と交換する必要がある。また、直列接続している複数のセル１３のうち、どれか１つ又は複数のセル１３を別用途でリユースする必要が生じた場合、当該１つ又は複数のセル１３を新しい交換用のセル１４と交換する必要がある。二次電池１０は、電力バッファ用の定置用蓄電池として用いられる場合、二次電池１０内のセル１３を交換用のセル１４と交換している間も連続して稼働していることが求められる。

本実施形態による二次電池１０は、一例として、直列接続されたｎ個（ｎは自然数）のセル１３をそれぞれ含むセル列１１およびセル列１２を有する。セル列１１およびセル列１２は、互いに並列接続される。ただし、図１に示す二次電池１０は、セル列１２に含まれていた１つのセル１３の交換の必要性が生じ、当該セル１３がセル列１２から抜き取られ、破線で示す抜き取った個所に交換用のセル１４を挿入しようとしている状態である。

図１に示す通り、セル列１１のｎ個のセル１３と、セル列１２のｎ－１個のセル１３と、セル列１２に挿入される１個の交換用のセル１４とのそれぞれには、計測器１５が取り付けられている。計測器１５は、各セルの電圧および抵抗を計測する電圧計および抵抗計を含む。

図１に示す通り、セル列１１のｎ個のセル１３の電圧および抵抗をそれぞれＶ_１ｎおよびｒ_１ｎで表す。同様に、セル列１２のｎ－１個（ｎは自然数）のセル１３および１個の交換用のセル１４の電圧および抵抗をそれぞれＶ_２ｎおよびｒ_２ｎで表す。ただし、交換用のセル１４の電圧および抵抗をそれぞれＶ_２２およびｒ_２２とする。

予測装置１００は、二次電池１０に含まれる複数のセル１３のうち少なくとも１つのセル１３を交換用のセル１４と交換したと仮定した場合に、二次電池１０内で流れる突入電流を予測する。予測装置１００は、各計測器１５で計測される各セルの電圧値および内部抵抗の抵抗値の情報を取得すべく、一例として、二次電池１０、および、交換用のセル１４の計測器１５と有線接続される。予測装置１００は、同様の目的で、二次電池１０および交換用のセル１４と無線接続されてもよい。

上記の突入電流は、二次電池１０内で並列接続された複数のセル列１１、１２の少なくとも何れかに対して、二次電池１０を稼働している間に交換用のセル１４を挿入する場合であれば交換用のセル１４を挿入したタイミングで、二次電池１０の稼働を停止している間に交換用のセル１４を挿入する場合であれば再稼働したタイミングで、複数のセル列１１、１２間の閉回路内に流れる電流である。突入電流は、例えば上記のように、交換対象となる劣化したセル１３と交換用のセル１４との電圧差に基づいて生じる、並列接続された複数のセル列１１、１２間の電圧差が原因で、電圧が高いセル列から電圧が低いセル列に流れる。突入電流は、並列接続された複数のセル列１１、１２間の電圧差が無くなった場合、例えば互いの平均電圧になった場合に終了する。

予測装置１００は、二次電池１０の稼働を停止することなく、上記の突入電流の大きさを予測できる。よって、上述したように、二次電池１０が電力バッファ用の定置用蓄電池として用いられ、二次電池１０内のセル１３を交換用のセル１４と交換している間も連続して稼働していることが求められる場合に好適である。

図２は、本実施形態による、二次電池１０および交換用のセル１４から各種の情報を取得する予測装置１００のブロック図である。予測装置１００は、制御部１０１と、格納部１０３と、表示部１０５とを備える。制御部１０１は、取得部１１０と、算出部１１３と、予測部１１６と、判断部１１９と、選択部１２２とを有する。

取得部１１０は、二次電池１０内で直列接続された複数のセル１３の少なくとも何れかを交換用のセル１４と交換したと仮定した場合において、仮定された複数のセル列１１、１２のそれぞれに含まれる、直列接続されていることが仮定された複数のセル１３、１４のそれぞれの電圧値および内部抵抗の抵抗値の情報を取得する。本実施形態の取得部１１０は、一例として、予測装置１００に対するユーザ入力に応じて、二次電池１０、および、交換用のセル１４の計測器１５から当該情報を取得してもよい。取得部１１０は、取得した各種の情報を算出部１１３に出力する。

算出部１１３は、上記の仮定において、交換後に並列接続されていることが仮定された複数のセル列１１、１２のそれぞれの総電圧値および総抵抗値の情報を取得し、仮定された複数のセル列１１、１２の間の総電圧値の差分を算出する。本実施形態の算出部１１３は、一例として、取得部１１０から入力された、上記の複数のセル１３、１４のそれぞれの電圧値および内部抵抗の抵抗値の情報に基づいて、自ら、仮定された複数のセル列１１、１２のそれぞれの総電圧値および総抵抗値を算出する。また、本実施形態の算出部１１３は、一例として、上記の情報を取得部１１０から入力されたことに応じて、総電圧値および総抵抗値を算出するための演算を行ってもよい。算出部１１３は、算出した複数のセル列１１、１２の間の総電圧値の差分および仮定された複数のセル列１１、１２のそれぞれの総抵抗値を示す情報を予測部１１６に出力する。

なお、算出部１１３は、予測装置１００の外部から、上記の仮定された複数のセル列１１、１２のそれぞれの総電圧値および総抵抗値の情報を取得してもよい。この場合、算出部１１３は、予測装置１００に対するユーザ入力に応じて、例えば取得部１１０を介して当該情報を取得してもよい。また、この場合、取得部１１０は、上記の仮定における複数のセル１３、１４のそれぞれの電圧値および内部抵抗の抵抗値の情報を取得しなくてもよい。なお、算出部１１３は、第１算出部および第２算出部の一例である。

予測部１１６は、算出部１１３から入力される情報に示される、上記の仮定における複数のセル列１１、１２の間の総電圧値の差分および仮定された複数のセル列１１、１２のそれぞれの総抵抗値に基づき、複数のセル１３の少なくとも何れかを交換用のセル１４と交換することで、仮定された複数のセル列１１、１２間に流れることが見込まれる突入電流の大きさを予測する。予測部１１６は、予測した突入電流の大きさを示す情報を判断部１１９に出力する。

判断部１１９は、予測部１１６から入力される情報に示される、予測される突入電流の大きさが、上記の仮定における交換後の複数のセル列１１、１２のそれぞれに含まれる複数のセル１３の許容電流値以下であるか否かを判断する。複数のセル１３の許容電流値を示す情報は、一例として、二次電池１０および複数のセル１３の識別情報と共に、格納部１０３に格納されていてもよい。判断部１１９は、一例として、判断結果を示す情報を選択部１２２に出力する。

選択部１２２は、判断部１１９によって、予測される突入電流の大きさが複数のセル１３の許容電流値よりも大きいと判断された場合に、予測される突入電流の大きさが複数のセル１３の許容電流値以下となるような、交換用のセル１４のための電圧の大きさ、および、当該電圧の大きさを有するセルの少なくとも何れかを選択する。選択部１２２は、予測される突入電流の大きさが複数のセル１３の許容電流値よりも大きいと判断された場合には、選択した情報を表示部１０５に出力する。本実施形態の選択部１２２は更に、判断部１１９によって、予測される突入電流の大きさが複数のセル１３の許容電流値以下であると判断された場合には、判断部１１９から入力される、交換用のセル１４を挿入してもよいことを示す情報を表示部１０５に出力してもよい。なお、交換用のセル１４の電圧は調整可能である。また、選択部１２２は、第１選択部の一例である。

格納部１０３は、予測装置１００の各構成を制御するためのシーケンスやプログラムなどを格納する。格納部１０３は、制御部１０１により参照される。

表示部１０５は、選択部１２２によって入力される、選択部１２２によって選択された情報をユーザに表示する。表示部１０５はまた、選択部１２２によって入力される、交換用のセル１４を挿入してもよいことを示す情報をユーザに表示してもよい。本実施形態の表示部１０５は、一例として、タッチパネルディスプレイや、押しボタンとモニタとの組み合わせであってもよく、この場合、上記の各種情報を表示するだけでなく、上述した、予測装置１００に対するユーザ入力を受け付けてもよい。

図３は、本実施形態による予測方法のフロー図である。当該フローは、一例として、予測装置１００に対するユーザ入力により開始する。

予測装置１００は、二次電池１０内で直列接続された複数のセル１３の少なくとも何れかを交換用のセル１４と交換したと仮定した場合において、仮定された複数のセル列１１、１２のそれぞれに含まれる、直列接続されていることが仮定された複数のセル１３、１４のそれぞれの電圧値および内部抵抗の抵抗値の情報を取得する（ステップＳ１０１）。

具体的な一例として、本実施形態の取得部１１０は、二次電池１０内で直列接続された複数のセル１３の１つを交換用のセル１４と交換したと仮定し、二次電池１０および交換用のセル１４から、仮定されたセル列１１およびセル列１２に含まれる２ｎ個のセル１３、１４の電圧値および内部抵抗の抵抗値であるＶ_１ｎ、ｒ_１ｎ、Ｖ_２ｎおよびｒ_２ｎの情報を受信する。

予測装置１００は、上記の複数のセル１３、１４のそれぞれの電圧値および内部抵抗の抵抗値の情報に基づいて、仮定された複数のセル列のそれぞれの総電圧値および総抵抗値を算出し、仮定された複数のセル列１１、１２の間の総電圧値の差分を算出する（ステップＳ１０３）。

具体的な一例として、本実施形態の算出部１１３は、取得部１１０から、上記のＶ_１ｎ、ｒ_１ｎ、Ｖ_２ｎおよびｒ_２ｎの情報を取得し、上記の仮定されたセル列１１の総電圧値および総抵抗値をそれぞれ下記の数１および数２で算出し、上記の仮定されたセル列１２の総電圧値および総抵抗値をそれぞれ下記の数３および数４で算出してもよい。

具体的な一例として、本実施形態の算出部１１３は更に、上記の仮定されたセル列１１の総電圧値とセル列１２の総電圧値との差分ΔＶを下記の数５で算出し、上記の仮定されたセル列１１の総抵抗値とセル列１２の総抵抗値との合成抵抗値Ｒを下記の数６で算出してもよい。

予測装置１００は、上記の仮定における複数のセル列１１、１２の間の総電圧値の差分および仮定された複数のセル列１１、１２のそれぞれの総抵抗値に基づき、複数のセル１３の少なくとも何れかを交換用のセル１４と交換することで、仮定された複数のセル列１１、１２間に流れることが見込まれる突入電流の大きさを予測する（ステップＳ１０５）。

具体的な一例として、上述したように、突入電流は、並列接続された複数のセル列１１、１２間の電圧差が無くなった場合、例えば互いの平均電圧Ｖ_ａｖｅになった場合に終了する。平均電圧Ｖ_ａｖｅは、突入電流の大きさをｉとして、上記の数１および数２で表わされる上記の仮定されたセル列１１の総電圧値および総抵抗値を用いると、下記の数７で算出される。平均電圧Ｖ_ａｖｅはまた、突入電流の大きさをｉとして、上記の数３および数４で表わされる上記の仮定されたセル列１２の総電圧値および総抵抗値を用いると、下記の数８で算出される。なお、並列接続された複数のセル列１１、１２は、１つの経路で繋がっているので、突入電流ｉ自体は複数のセル列１１、１２のそれぞれに同じものが流れる。

上記の数７および数８を連立すると、突入電流の大きさｉを算出する下記の数９が導出される。

本実施形態の予測部１１６は、一例として、上記の数５および数６で表わされるΔＶおよびＲに基づき、数９を用いて、上記の仮定された複数のセル列１１、１２間に流れることが見込まれる突入電流の大きさｉを予測してもよい。なお、二次電池１０内で並列接続されたセル列の数が３つ以上の場合であっても、予測部１１６は、上記と同様に突入電流の大きさｉを予測可能である。

予測装置１００は、予測される突入電流の大きさが、上記の仮定における交換後の複数のセル列１１、１２のそれぞれに含まれる複数のセル１３の許容電流値以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０７）。

具体的な一例として、本実施形態の判断部１１９は、二次電池１０内に含まれる複数のセル１３のそれぞれの許容電流値のうち、最も低い許容電流値を選択し、予測される突入電流ｉの大きさが当該最も低い許容電流値以下であるか否かを判断してもよい。この場合、判断部１１９が参照する情報は、二次電池１０の識別情報および当該最も低い許容電流値を示す情報のみであってもよく、これらの情報が例えば格納部１０３に格納されていてもよい。

予測装置１００は、予測される突入電流の大きさが複数のセル１３の許容電流値以下であると判断した場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、交換用のセル１４を挿入してもよいことを示す情報をユーザに表示し（ステップＳ１０９）、当該フローは終了する。

予測装置１００は、予測される突入電流の大きさが複数のセル１３の許容電流値よりも大きいと判断した場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、予測される突入電流の大きさが複数のセル１３の許容電流値以下となるような、交換用のセル１４のための電圧の大きさを選択する（ステップＳ１１１）。

具体的な一例として、本実施形態の選択部１２２が選択する、交換用のセル１４のための電圧の大きさは、一例として、複数のセル１３の許容電流値以下となる突入電流の大きさの上限値に対応する、交換用のセル１４のための電圧の大きさの上限値であってもよい。

選択部１２２は自ら、複数のセル１３の許容電流値以下となる突入電流の大きさの上限値を算出し、当該上限に対応する、交換用のセル１４のための電圧の大きさの上限値を算出してもよい。これに代えて、例えば格納部１０３に、複数の許容電流値の情報と、各許容電流値に対応する、許容電流値以下となる突入電流の大きさの上限値、および、当該上限値に対応する交換用のセル１４のための電圧の大きさの上限値の情報とを含むテーブルが格納されており、選択部１２２は、当該テーブルを参照することにより、複数のセル１３の許容電流値に対応する交換用のセル１４のための電圧の大きさの上限値の情報を取得してもよい。

なお、ステップＳ１１１において、選択部１２２が、上記の交換用のセル１４のための電圧の大きさを選択することに代えて又は追加して、当該電圧の大きさを有するセルを選択する場合、例えば格納部１０３に、交換用のセル１４の候補である複数の候補セルの電圧と識別情報とを含むテーブルが格納されており、選択部１２２は、当該テーブルを参照することにより、複数のセル１３の許容電流値に対応する交換用のセル１４のための電圧の大きさの上限値以下の電圧を有する候補セルを選択し、当該候補セルの識別情報を取得してもよい。

また、選択部１２２が選択する、交換用のセル１４のための電圧の大きさは、一例として、突入電流が生じない、すなわち、上記の仮定されるセル列１１およびセル列１２の総電圧差が０となるような、交換用のセル１４のための電圧の大きさであってもよい。選択部１２２は自ら、上記の仮定されるセル列１１およびセル列１２の総電圧差が０となるような、交換用のセル１４のための電圧の大きさを算出してもよい。

予測装置１００は、選択した情報をユーザに表示して（ステップＳ１１３）、当該フローは終了する。

以上の通り、本実施形態の予測装置１００は、二次電池１０内で並列接続された複数のセル列１１、１２のそれぞれに含まれる直列接続された複数のセル１３の少なくとも何れかを交換用のセル１４と交換したと仮定した場合において、交換後に並列接続されていることが仮定された複数のセル列１１、１２のそれぞれの総電圧値および総抵抗値の情報を取得し、仮定された複数のセル列１１、１２の間の総電圧値の差分を算出する。本実施形態の予測装置１００は更に、仮定された複数のセル列１１、１２の間の総電圧値の差分および仮定された複数のセル列１１、１２のそれぞれの総抵抗値に基づき、複数のセル１３の少なくとも何れかを交換用のセル１４と交換することで、仮定された複数のセル列１１、１２間に流れることが見込まれる突入電流の大きさを予測する。

このような予測装置１００によれば、ユーザは、二次電池１０内で並列接続された複数のセル列１１、１２のそれぞれに含まれる直列接続された複数のセル１３の少なくとも何れかを交換用のセル１４と実際に交換する前に、予測装置１００の予測結果を取得することができ、これにより、複数のセル列１１、１２間に流れることが見込まれる突入電流の大きさを把握することができる。

本実施形態の予測装置１００は更に、予測される突入電流の大きさが、上記の仮定における交換後の複数のセル列１１、１２のそれぞれに含まれる複数のセル１３の許容電流値以下であるか否かを判断する。予測装置１００はまた、予測される突入電流の大きさが複数のセル１３の許容電流値以下であると判断した場合、交換用のセル１４を挿入してもよいことを示す情報をユーザに表示する。このような予測装置１００によれば、ユーザは更に、上記の実際の交換の前に、予測装置１００の判断結果や当該情報を取得することができ、何らかの対策を講じずに二次電池１０内の劣化したセル１３を交換用のセル１４と交換しても良いか否かを把握することができ、安心して交換作業を行うことができる。また、予測装置１００によれば、ユーザは更に、例えば交換用のセル１４に必ず抵抗素子を追加して交換する場合に比べて、低労力化および低コスト化することができる。なぜならば、二次電池１０内に抵抗素子を追加することは機器のスペース制約上困難であり、また、二次電池１０内のセル１３を交換する度に抵抗を入れることはコストが嵩むためである。

本実施形態の予測装置１００は更に、予測される突入電流の大きさが複数のセル１３の許容電流値よりも大きいと判断した場合、予測される突入電流の大きさが複数のセル１３の許容電流値以下となるような、交換用のセル１４のための電圧の大きさ、及び、当該電圧の大きさを有するセルの少なくとも何れかを選択し、選択した情報をユーザに表示する。このような予測装置１００によれば、ユーザは更に、上記の実際の交換の前に、予測装置１００から上記何れか一方の情報を取得することができ、予測される突入電流の大きさが上記の許容電流値よりも大きい場合には、予測装置１００によって選択された電圧の大きさとなるように交換用のセル１４の電圧を調整したり、選択された電圧の大きさを有するセルを交換用のセル１４として選んだりすることができ、許容電流値を上回る突入電流が二次電池１０内の複数のセル列１１、１２間を流れて二次電池１０が壊れることを回避することができる。

以上の実施形態において、予測装置１００の選択部１２２は、追加的に又は代替的に、予測される突入電流の大きさが複数のセル１３の許容電流値よりも大きいと判断された場合に、交換用のセル１４に付加されることで、予測される突入電流の大きさが複数のセル１３の許容電流値以下となるような抵抗の大きさ、および、当該抵抗の大きさを有する抵抗素子の少なくとも何れかを選択してもよい。この場合の選択部１２２は、第２選択部の一例である。

具体的な一例として、この場合の選択部１２２が選択する、交換用のセル１４に付加するための抵抗の大きさは、一例として、複数のセル１３の許容電流値以下となる突入電流の大きさの上限値に対応する、交換用のセル１４に付加するための抵抗の大きさの下限値であってもよい。

選択部１２２は自ら、複数のセル１３の許容電流値以下となる突入電流の大きさの上限値を算出し、当該上限に対応する、交換用のセル１４に付加するための抵抗の大きさの下限値を算出してもよい。これに代えて、例えば格納部１０３に、複数の許容電流値の情報と、各許容電流値に対応する、許容電流値以下となる突入電流の大きさの上限値、および、当該上限値に対応する交換用のセル１４に付加するための抵抗の大きさの下限値の情報とを含むテーブルが格納されており、選択部１２２は、当該テーブルを参照することにより、複数のセル１３の許容電流値に対応する交換用のセル１４に付加するための抵抗の大きさの下限値の情報を取得してもよい。

なお、選択部１２２が、上記の交換用のセル１４に付加するための抵抗の大きさを選択することに代えて又は追加して、当該抵抗の大きさを有する抵抗素子を選択する場合、例えば格納部１０３に、抵抗素子の候補である複数の候補抵抗素子の抵抗の大きさと識別情報とを含むテーブルが格納されており、選択部１２２は、当該テーブルを参照することにより、複数のセル１３の許容電流値に対応する交換用のセル１４に付加するための抵抗の大きさの下限値以上の抵抗の大きさを有する候補抵抗素子を選択し、当該候補抵抗素子の識別情報を取得してもよい。

また、選択部１２２が選択する、交換用のセル１４に付加するための抵抗の大きさは、一例として、突入電流が生じない、すなわち、上記の仮定されるセル列１１およびセル列１２の総電圧差が０となるような、交換用のセル１４に付加するための抵抗の大きさであってもよい。選択部１２２は自ら、上記の仮定されるセル列１１およびセル列１２の総電圧差が０となるような、交換用のセル１４に付加するための抵抗の大きさを算出してもよい。

このような予測装置１００によれば、予測される突入電流の大きさが上記の許容電流値よりも大きい場合には、ユーザは、上記の実際の交換の前に、予測装置１００によって選択された抵抗の大きさとなるように交換用のセル１４に付加する抵抗素子の抵抗の大きさを調整したり、選択された抵抗の大きさを有する抵抗素子を交換用のセル１４に付加する抵抗素子として選んだりすることができ、許容電流値を上回る突入電流が二次電池１０内の複数のセル列１１、１２間を流れて二次電池１０が壊れることを回避することができる。

以上の実施形態において、ユーザは、上記の実際の交換の前に、予測装置１００から上記何れか一方の情報を取得した後に、二次電池１０内の並列接続された複数のセル列１１、１２から、交換対象となる少なくとも１つの劣化したセル１３を抜き取り、適切な交換用のセル１４を挿入してもよい。なお、当該交換用のセル１４に抵抗素子を付加した状態で挿入する場合、挿入後に複数のセル列１１、１２間の電圧差が無くなるまでは抵抗素子を付加したままとし、当該電圧差が無くなり次第、抵抗素子のみを取り出すようにしてもよい。

なお、少なくとも１つの劣化したセル１３を二次電池１０から抜き取ることで、当該セル１３が直列接続されていたセル列は開状態となり、当該セル列に流れていた電流が、当該セル列と並列接続されている他のセル列に回り込むが、当該回り込み電流は複数のセル１３の許容電流値以下である。また、当該少なくとも１つの劣化したセル１３を二次電池１０から抜き取ると同時に、当該セル１３が位置していた箇所の電線を接続状態にすることで、当該セル１３が直列接続されていたセル列の閉状態を維持してもよい。

以上の実施形態において、予測装置１００の表示部１０５は、追加的に又は代替的に、予測された突入電流の大きさが複数のセル１３の許容電流値よりも大きいことをユーザに知らせるために点灯や点滅が可能なランプを含んでもよい。

他の実施形態による二次電池は、上記の実施形態で説明した予測装置１００を備える。当該実施形態による二次電池の予測装置は、少なくとも、上記の実施形態による予測装置１００が備える算出部１１３および予測部１１６と同じ構成を備える。当該実施形態による二次電池の予測装置は、上記の実施形態による予測装置１００が備える他の構成と同じ構成を備えてもよい。

本発明の様々な実施形態は、フローチャートおよびブロック図を参照して記載されてよく、ここにおいてブロックは、（１）操作が実行されるプロセスの段階または（２）操作を実行する役割を持つ装置のセクションを表わしてよい。特定の段階およびセクションが、専用回路、コンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、および／またはコンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタルおよび／またはアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路（ＩＣ）および／またはディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、論理ＡＮＤ、論理ＯＲ、論理ＸＯＲ、論理ＮＡＮＤ、論理ＮＯＲ、および他の論理操作、フリップフロップ、レジスタ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のようなメモリ要素等を含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。

コンピュータ可読媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読媒体は、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ-ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（ＲＴＭ）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。

コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、またはＳｍａｌｌｔａｌｋ、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、１または複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコードまたはオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。

コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサまたはプログラマブル回路に対し、ローカルにまたはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して提供され、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく、コンピュータ可読命令を実行してよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。

図４は、本発明の複数の態様が全体的又は部分的に具現化されうるコンピュータ１２００の例を示す。コンピュータ１２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ１２００に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられるオペレーション又は当該装置の１又は複数の「部」として機能させ、又は当該オペレーション又は当該１又は複数の「部」を実行させることができ、及び／又はコンピュータ１２００に、本発明の実施形態に係るプロセス又は当該プロセスの段階を実行させることができる。このようなプログラムは、コンピュータ１２００に、本明細書に記載のフローチャート及びブロック図のブロックのうちのいくつか又はすべてに関連付けられた特定のオペレーションを実行させるべく、ＣＰＵ１２１２によって実行されてよい。

本実施形態によるコンピュータ１２００は、ＣＰＵ１２１２、ＲＡＭ１２１４、グラフィックコントローラ１２１６、及びディスプレイデバイス１２１８を含み、これらはホストコントローラ１２１０によって相互に接続される。コンピュータ１２００はまた、通信インターフェース１２２２、ハードディスクドライブ１２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ１２２６、及びＩＣカードドライブのような入出力ユニットを含み、これらは入出力コントローラ１２２０を介してホストコントローラ１２１０に接続される。コンピュータはまた、ＲＯＭ１２３０及びキーボード１２４２のようなレガシの入出力ユニットを含み、これらは入出力チップ１２４０を介して入出力コントローラ１２２０に接続される。

ＣＰＵ１２１２は、ＲＯＭ１２３０及びＲＡＭ１２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、これにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ１２１６は、ＲＡＭ１２１４内に提供されるフレームバッファ等又は当該グラフィックコントローラ１２１６自体の中に、ＣＰＵ１２１２によって生成されるイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス１２１８上に表示させる。

通信インターフェース１２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブ１２２４は、コンピュータ１２００内のＣＰＵ１２１２によって使用されるプログラム及びデータを格納する。ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ１２２６は、プログラム又はデータをＤＶＤ－ＲＯＭ１２０１から読み取り、ハードディスクドライブ１２２４にＲＡＭ１２１４を介してプログラム又はデータを提供する。ＩＣカードドライブは、プログラム及びデータをＩＣカードから読み取り、及び／又はプログラム及びデータをＩＣカードに書き込む。

ＲＯＭ１２３０は、内部に、アクティブ化時にコンピュータ１２００によって実行されるブートプログラム等、及び／又はコンピュータ１２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入出力チップ１２４０はまた、様々な入出力ユニットをパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入出力コントローラ１２２０に接続してよい。

プログラムが、ＤＶＤ－ＲＯＭ１２０１又はＩＣカードのようなコンピュータ可読記憶媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体から読み取られ、コンピュータ可読記憶媒体の例でもあるハードディスクドライブ１２２４、ＲＡＭ１２１４、又はＲＯＭ１２３０にインストールされ、ＣＰＵ１２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ１２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置又は方法が、コンピュータ１２００の使用に従い情報のオペレーション又は処理を実現することによって構成されてよい。

例えば、通信がコンピュータ１２００及び外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インターフェース１２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インターフェース１２２２は、ＣＰＵ１２１２の制御の下、ＲＡＭ１２１４、ハードディスクドライブ１２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭ１２０１、又はＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、又はネットワークから受信した受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ領域等に書き込む。

また、ＣＰＵ１２１２は、ハードディスクドライブ１２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ１２２６（ＤＶＤ－ＲＯＭ１２０１）、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイル又はデータベースの全部又は必要な部分がＲＡＭ１２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ１２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ１２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックしてよい。

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、及びデータベースのような、様々なタイプの情報が、情報処理されるべく、記録媒体に格納されてよい。ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプのオペレーション、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ１２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ１２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ１２１２は、当該複数のエントリの中から、第１の属性の属性値が指定されている条件に一致するエントリを検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、これにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。

以上の説明によるプログラム又はソフトウェアモジュールは、コンピュータ１２００上又はコンピュータ１２００近傍のコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステム内に提供されるハードディスク又はＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読記憶媒体として使用可能であり、これにより、プログラムをコンピュータ１２００にネットワークを介して提供する。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、技術的に矛盾しない範囲において、特定の実施形態について説明した事項を、他の実施形態に適用することができる。また、各構成要素は、名称が同一で、参照符号が異なる他の構成要素と同様の特徴を有してもよい。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０二次電池、１１、１２セル列、１３、１４セル、１５計測器、１００予測装置、１０１制御部、１０３格納部、１０５表示部、１１０取得部、１１３算出部、１１６予測部、１１９判断部、１２２選択部、１２００コンピュータ、１２０１ＤＶＤ－ＲＯＭ、１２１０ホストコントローラ、１２１２ＣＰＵ、１２１４ＲＡＭ、１２１６グラフィックコントローラ、１２１８ディスプレイデバイス、１２２０入出力コントローラ、１２２２通信インターフェース、１２２４ハードディスクドライブ、１２２６ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ、１２３０ＲＯＭ、１２４０入出力チップ、１２４２キーボード

Claims

二次電池内で並列接続された複数のセル列のそれぞれに含まれる直列接続された複数のセルの少なくとも何れかを交換用のセルと交換したと仮定した場合において、交換後に並列接続されていることが仮定された複数のセル列のそれぞれの総電圧値および総抵抗値の情報を取得し、前記仮定された複数のセル列の間の前記総電圧値の差分を算出する第１算出部と、
前記総電圧値の差分および前記仮定された複数のセル列のそれぞれの前記総抵抗値に基づき、前記複数のセルの前記少なくとも何れかを前記交換用のセルと交換することで、前記仮定された複数のセル列間に流れることが見込まれる突入電流の大きさを予測する予測部と
を備える予測装置。
予測される前記突入電流の大きさが、前記交換後の複数のセル列のそれぞれに含まれる前記複数のセルの許容電流値以下であるか否かを判断する判断部を更に備える、請求項１に記載の予測装置。
予測される前記突入電流の大きさが前記複数のセルの許容電流値よりも大きいと判断された場合に、予測される前記突入電流の大きさが前記複数のセルの許容電流値以下となるような、前記交換用のセルのための電圧の大きさ、および、前記電圧の大きさを有するセルの少なくとも何れかを選択する第１選択部を更に備える、請求項２に記載の予測装置。
予測される前記突入電流の大きさが前記複数のセルの許容電流値よりも大きいと判断された場合に、前記交換用のセルに付加されることで、予測される前記突入電流の大きさが前記複数のセルの許容電流値以下となるような抵抗の大きさ、および、前記抵抗の大きさを有する抵抗素子の少なくとも何れかを選択する第２選択部を更に備える、請求項２に記載の予測装置。
前記選択部によって選択された情報をユーザに表示する表示部を更に備える、請求項３または４に記載の予測装置。
前記仮定された複数のセル列のそれぞれに含まれる、直列接続されていることが仮定された複数のセルのそれぞれの電圧値および抵抗値の情報を取得する取得部と、
前記電圧値および前記抵抗値の前記情報に基づいて、前記仮定された複数のセル列のそれぞれの前記総電圧値および前記総抵抗値を算出する第２算出部と
を更に備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の予測装置。
請求項１から６のいずれか一項に記載の予測装置を備える二次電池。
二次電池内で並列接続された複数のセル列のそれぞれに含まれる直列接続された複数のセルの少なくとも何れかを交換用のセルと交換したと仮定した場合において、交換後に並列接続されていることが仮定された複数のセル列のそれぞれの総電圧値および総抵抗値の情報を取得し、前記仮定された複数のセル列の間の前記総電圧値の差分を算出する算出段階と、
前記総電圧値の差分および前記仮定された複数のセル列のそれぞれの前記総抵抗値に基づき、前記複数のセルの前記少なくとも何れかを前記交換用のセルと交換することで、前記仮定された複数のセル列間に流れることが見込まれる突入電流の大きさを予測する予測段階と
を備える予測方法。
コンピュータに請求項８に記載の予測方法を実行させるためのプログラム。