WO2021020250A1

WO2021020250A1 - 二次電池の劣化度判定装置及び組電池

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Publication number: WO2021020250A1
Application number: PCT/JP2020/028354
Authority: WO
Inventors: 知美淺井; 信雄山本; 広康鈴木; 克樹林; 雄也三鍋
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2019-08-01
Filing date: 2020-07-22
Publication date: 2021-02-04
Also published as: US12025676B2; CN114207457A; US20220146590A1; EP4009413A4; EP4009413A1

Abstract

二次電池の劣化度判定装置（１）は、二次電池（２）の劣化度を判定するものであって、電池特性取得部（６１）、容量推定部（６２）及び判定部（６３）を備える。電池特性取得部（６１）は、二次電池（２）における所定の電圧区間の電圧推移に関する電池特性を取得する。判定部（６３）は、電池特性取得部（６１）が取得した電池特性又は該電池特性に基づいて算出された電池特性関係値に基づいて、二次電池（２）の劣化度を判定する。

Description

二次電池の劣化度判定装置及び組電池

関連出願の相互参照

　本出願は２０１９年８月１日に出願された日本出願番号２０１９－１４２５７９号、及び２０２０年６月３０日に出願された日本出願番号２０２０－１１３１６９号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、二次電池の劣化度判定装置及び組電池に関する。

　従来、複数の二次電池モジュールを組み合わせてなる組電池が広く用いられている。そして、組電池の使用に伴って二次電池モジュールは劣化するが、その劣化度には二次電池モジュールごとにバラツキがある。そのため、組電池内の一部の二次電池モジュールの劣化度が基準を超えた場合でも組電池全体として使用できなくなる。かかる場合に、当該組電池から劣化度の低い使用可能な二次電池モジュールを取り出して再利用することが行われている。特許文献１には、組電池における二次電池モジュールの劣化度を検出するための構成が開示されている。具体的には、組電池の充電状態（ＳＯＣ）が通常使用範囲の下限値以下となるまで放電させた後、個々の二次電池モジュールを取り出し、それぞれの容量残存容量を検出する。そして、二次電池モジュール間の容量差を算出して閾値と比較し、容量差が所定値以上である場合に容量の小さい二次電池モジュールの余寿命が所定値以下であるとして二次電池モジュールごとの劣化度を判定する。

再表２０１２／１３７４５６号公報

　特許文献１に開示の構成では、組電池に含まれる二次電池モジュールにおいて劣化度のバラツキが小さい場合には、余寿命、すなわち劣化度を高精度に導き出すことができない。例えば、組電池に含まれるすべての二次電池モジュールの劣化度が高い場合や低い場合には、劣化度のバラツキが生じにくいため、劣化度の検出精度が劣ることとなる。一方、組電池から二次電池モジュールを取り出して個々の劣化度を個別に高精度に判定するにはその構成が煩雑になりやすい。

　本開示は、簡素な構成で高精度に二次電池の劣化度の判定が可能な二次電池の劣化度判定装置を提供しようとするものである。

　本開示の一態様は、二次電池の劣化度を判定する劣化度判定装置であって、
　上記二次電池における所定の電圧区間での電池状態の推移に関する電池特性を取得する電池特性取得部を有し、
　上記電池特性取得部が取得した電池特性又は該電池特性に基づいて算出された電池特性関係値に基づいて、上記二次電池の劣化度を判定する判定部と、
を備える、二次電池の劣化度判定装置にある。

　本開示の他の態様は、複数の二次電池を含む組電池であって、
　上記複数の二次電池は再利用品を含んでおり、
　上記複数の二次電池において、所定の電圧区間の電圧推移に関する電池特性又は該電池特性に基づいて算出された電池特性関係値が所定範囲内である、組電池にある。

　上記一態様の劣化度判定装置においては、二次電池から取得した所定の電圧区間の電圧推移に関する電池特性又は電池特性関係値に基づいて二次電池の劣化度を判定する。そのため、簡素な工程で劣化度の判定を行うことができる。さらに、二次電池の電池特性を取得する電圧区間として、二次電池の電圧推移と劣化度とが高い相関関係を示す電圧区間を設定することにより、二次電池の劣化度を高精度に判定することができる。

　また、上記他の態様の組電池においては、個々の電池特性又は電池特性関係値が所定範囲内となるように組み合われている。これにより、組電池に含まれる二次電池の電池特性のバラツキが小さくなるため、組電池の長寿命化を図ることができる。

　以上のごとく、本開示の一態様によれば、簡素な構成で高精度に劣化度の判定が可能な二次電池の劣化度判定装置を提供することができる。また、本開示の他の態様によれば、長寿命化された組電池を提供することができる。

　なお、請求の範囲に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

　本開示についての上記目的及びその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、実施形態１における、劣化度判定装置の構成を表す概念図であり、図２は、実施形態１における、電池特性を表す概念図であり、図３は、実施形態１における、二次電池の劣化度の判定方法を示すフロー図であり、図４は、実施形態１における、組電池の構成を示す断面概念図であり、図５は、実施形態１における、組電池の製造方法を示すフロー図であり、図６は、変形形態１における、電池特性を表す概念図であり、図７は、変形形態２における、電池特性を表す概念図であり、図８は、変形形態３における、電池特性を表す概念図であり、図９は、実施形態２における、電池特性を表す概念図であり、図１０は、変形形態４における、電池特性を表す概念図であり、図１１は、実施形態３における、劣化度判定装置の構成を表す概念図であり、図１２は、実施形態４における、劣化度判定装置の構成を表す概念図であり、図１３は、実施形態４における、電池特性を表す概念図であり、図１４は、変形形態５における、劣化度判定装置の構成を表す概念図であり、図１５は、実施形態５における、劣化度判定装置の構成を表す概念図であり、図１６は、実施形態５における、電池特性を表す概念図であり、図１７は、変形形態６における、電池特性を表す概念図であり、図１８は、変形形態７における、電池特性を表す概念図であり、図１９は、変形形態８における、二次電池の劣化度の判定方法を示すフロー図であり、図２０は、実施形態６における、二次電池のＳＯＣ－ＯＣＶ曲線を表す概念図であり、図２１は、実施形態６における、二次電池の劣化度の判定方法を示すフロー図であり、図２２は、実施形態６における、（ａ）二次電池の放電カーブ、（ｂ）二次電池の充電カーブを表す概念図であり、図２３は、実施形態７における、二次電池の劣化度の判定方法を示すフロー図であり、図２４は、実施形態８における、二次電池のＳＯＣ－ＯＣＶ曲線を表す概念図であり、図２５は、実施形態９における、二次電池の劣化度の判定方法を示すフロー図であり、図２６は、実施形態９における、（ａ）二次電池の放電カーブ、（ｂ）二次電池の他の放電カーブを表す概念図であり、図２７は、実施形態１０における、推定結果の例を表す概念図であり、図２８は、実施形態１１における、劣化度判定装置の構成を表す概念図であり、図２９は、実施形態１１における、二次電池の劣化度の判定方法を示すフロー図である。

（実施形態１）
　上記二次電池の劣化度判定装置の実施形態について、図１～図４を用いて説明する。
　本実施形態の二次電池の劣化度判定装置１は、図１に示すように、二次電池２の劣化度を判定するものであって、電池特性取得部６１及び判定部６３を備える。
　電池特性取得部６１は、二次電池２における所定の電圧区間の電圧推移に関する電池特性を取得する。
　判定部６３は、電池特性取得部６１が取得した電池特性又は該電池特性に基づいて算出された電池特性関係値に基づいて、二次電池２の劣化度を判定する。

　以下、本実施形態の二次電池の劣化度判定装置１について、詳述する。
　図１に示す劣化度判定装置１において、劣化度を判定する対象となる二次電池２の種類は限定されず、ニッケル水素電池、リチウムイオン二次電池などの公知の二次電池を対象とすることができる。判定対象とする二次電池２は、単電池であるセルであってもよいし、単電池を複数組み合わせてなる組電池であってもよい。また、判定対象とする二次電池２は、最小単位の二次電池等であるセルを一つ又は複数備えてなる二次電池モジュールであってもよい。当該二次電池モジュールは、２、３、４又は６セル等で構成することができ、図４に示すように、組電池２０に含まれる複数の二次電池モジュール２１～２６であってもよい。例えば、使用済みの組電池２０を分解して複数の二次電池モジュール２１～２６を取り出して、劣化度判定装置１によって二次電池モジュール２１～２６の劣化度を判定することができる。そして、当該判定結果に基づいて、複数の二次電池モジュール２１～２６を選別することができる。

　図１に示すように、劣化度判定装置１は、検出部３、格納部４、記憶部５、演算部６及び制御部７を備える。
　制御部７は、二次電池２の充放電を制御する充放電制御部７１を備える。なお、充放電制御部７１による二次電池２の充放電は、充電のみする場合、放電のみする場合、放電して充電する場合、及び充電して放電する場合のいずれの場合も含む。
　検出部３は、電圧値検出部３１、電流値検出部３２を備える。電圧値検出部３１は所定の電圧計からなり、二次電池２に接続されて二次電池２の電圧値を検出する。電流値検出部３２は所定の電流計からなり、二次電池２に接続されて二次電池２に流れた電流値を取得する。なお、電圧値検出部３１により検出された電圧値に基づいて、二次電池２の開放電圧が取得されるように構成されている。

　図１に示す格納部４は書き換え可能な不揮発性メモリからなり、電圧値格納部４１、電流値格納部４２を備える。電圧値格納部４１には電圧値検出部３１が検出した電圧値が格納され、電流値格納部４２には電流値検出部３２が検出した電流値が格納される。

　図１に示す記憶部５は不揮発性のメモリからなり、対応関係記憶部５１、基準値記憶部５２を備える。本実施形態では、対応関係記憶部５１には、電池特性と全容量との対応関係が記憶されている。当該対応関係の形態は特に限定されず、例えば、算出式、マップ、グラフ、表などの形態とすることができる。当該対応関係は、測定用の二次電池２を用いた機械学習により作成したり、測定用の二次電池２を用いて加速劣化試験を行って得られた実測定値を基に作成したり、二次電池２のモデルを用いて所定の電圧区間における電池特性と全容量との対応関係を論理的に導き出す算出式により作成したりすることができる。なお、対応関係記憶部５１に記憶された対応関係は、後述の電池特性取得部６１により取得される電池特性に応じて適宜設定される。

　上記全容量は充電時における完全放電状態から満充電状態までの容量とすることができる。若しくは、全容量は放電時における満充電状態から完全放電状態までの容量とすることもできる。ここで完全放電状態とは、二次電池２が搭載される車両等のシステムで規定される実効的な完全放電状態でも良く、劣化度判定装置１を使用する使用者が定める下限電圧に到達した状態でも良い。また、満充電状態とは、上記車両等のシステムで規定される実効的な満充電状態でも良く、上記使用者が定める上限電圧に到達した状態でも良い。

　また、図１に示す基準値記憶部５２には、後述の判定部６３において使用される劣化度を判定するための基準値が予め記憶されている。当該基準値は、判定部６３において判定する態様に応じて適宜設定され、本実施形態では、劣化度を５段階に分けて判定できるように複数の基準値が設定されている。

　図１に示す演算部６は所定の演算装置からなり、電池特性取得部６１、推定部としての容量推定部６２、判定部６３を有する。電池特性取得部６１は、二次電池２の電池特性を取得する。二次電池２の電池特性は、例えば、所定の電圧区間Ｖｓにおける二次電池２の電圧推移や温度推移に基づく特性とすることができる。なお、電池特性取得部６１は、取得した値の絶対値を電池特性として取得することとしてもよい。

　本実施形態では、電池特性として放電電圧特性を用いる。放電電圧特性は、図２に示すように、二次電池２が放電目標電圧ＶＰまで放電される際の電圧推移に基づいて算出される。放電目標電圧ＶＰは特に限定されないが、二次電池２の電圧値についての通常使用範囲Ｖｎにおける下限値以下の電圧とすることができる。

　上記電圧推移は、例えば、所定の電圧区間Ｖｓにおける二次電池２の区間容量、所定の電圧区間Ｖｓにおける二次電池２の容量変化に対する二次電池２の電圧変化の割合、所定の電圧区間Ｖｓにおける経過時間に対する二次電池２の電圧変化の割合の少なくとも一つに基づいて算出することができる。

　所定の電圧区間Ｖｓは、二次電池２の劣化度と電池状態の推移とが相関関係を示す電圧区間とすることができる。かかる電圧区間Ｖｓは、二次電池２の種類や構成に基づいて設定したり、二次電池２を用いた機械学習により導き出したりすることができる。例えば、本実施形態では、図２に示すように、所定の電圧区間Ｖｓを、電圧値Ｖ１からＶ２の区間としている。かかる電圧区間Ｖｓは、二次電池２の劣化度に応じて、放電電圧特性の差異が顕著となっている区間である。

　そして、本実施形態１では、図１に示す容量推定部６２は、電池特性取得部６１が取得した電池特性に基づいて、二次電池２の全容量を推定する。全容量の推定は、回帰式などの予測モデルを利用することができ、例えば、線形回帰、ＬＡＳＳＯ回帰、Ｒｉｄｇｅ回帰、決定木、サポートベクター回帰などを利用することができる。

　図１に示す判定部６３は、電池特性又は電池特性関係値に基づいて、二次電池２の劣化度を判定する。電池特性関係値は電池特性に基づいて算出される値であって、本実施形態１では、電池特性関係値として容量推定部６２の推定結果を採用している。従って、本実施形態１では、判定部６３は容量推定部６２の推定結果に基づいて、二次電池２の劣化度を判定する。判定方法は、容量推定部６２の推定結果と、基準値記憶部５２に予め記憶された基準値とを比較して行うことができる。

　本実施形態の劣化度判定装置１による劣化度の判定方法について、以下に説明する。
　まず、本実施形態では、まず、図３に示すステップＳ１において、準備工程として、図４に示す使用済みの組電池２０から二次電池モジュール２１～２６を取り出す。

　次に、図３に示すステップＳ２において、各二次電池モジュール２１～２６を開放電圧が放電目標電圧ＶＰとなるまで放電させる。これにより、各二次電池モジュール２１～２６の残容量の放電が行われる。また、二次電池モジュール２１～２６がニッケル水素電池である場合には、残容量の放電とともにメモリ効果の解除が行われる。

　ステップＳ２における残容量の放電とともに、図３に示すステップＳ３において、電池特性取得部６１により各二次電池モジュール２１～２６の電池特性を取得する。本実施形態では、電池特性として上述の放電電圧特性を取得する。放電電圧特性は、上述の通り、図２に示す各二次電池モジュール２１～２６の所定の電圧区間Ｖｓにおける電圧推移に基づく。

　本実施形態では、図２に示すように、電池特性取得部６１は、第１二次電池モジュール２１に対して、電圧推移として放電開始Ｔ_０から放電終了Ｔ_Ｐ１までの時間経過に対する電圧変化の関係を示す電圧時間変化を取得する。そして、所定の電圧区間Ｖｓ内の電圧ＶＡにおける微分値、すなわち図２に示す電圧時間変化のグラフにおける符号２１Ａで示す電圧ＶＡでの接線の傾きを算出し、これを第１二次電池モジュール２１の放電電圧特性とする。また、図２に示すように、第２二次電池モジュール２２についても同様に電圧推移として電圧時間変化を取得し、符号２２Ａで示す所定の電圧区間Ｖｓ内の電圧ＶＡでの微分値を算出し、これを第２二次電池モジュール２２の放電電圧特性とする。同様に、第３～第６二次電池モジュール２３～２６についても、電圧推移として電圧時間変化を取得して電圧ＶＡでの微分値を算出してそれぞれの放電電圧特性とする。

　なお、本実施形態では放電電圧特性として、電圧推移として電圧時間変化を取得して所定の電圧区間Ｖｓ内の電圧ＶＡにおける微分値を用いたが、これに替えて、電圧推移として導き出した電圧時間変化における２点間の電圧変化の割合、すなわち電圧時間変化のグラフにおける当該２点を通る直線の傾きを算出して、これを放電電圧特性として用いてもよい。例えば、図２に示す第１二次電池モジュール２１の電圧時間変化における２点として、電圧区間Ｖｓの開始時間Ｔ_Ａ１と終了時間Ｔ_Ａ２の２点を採用するとともに、他の二次電池モジュール２２～２６においても同様の２点を採用することができる。

　また、本実施形態では放電電圧特性として、電圧推移として電圧時間変化を取得して所定の電圧区間Ｖｓ内の電圧ＶＡにおける微分値を用いたが、これに替えて、電圧推移として放電開始時の容量Ｑ_０から放電終了時の容量Ｑ_Ｐ１までの容量に対する電圧変化の関係を示す電圧-容量変化を取得してもよい。そして、所定の電圧区間Ｖｓ内の電圧ＶＡにおける微分値、すなわち電圧-容量変化のグラフにおける電圧ＶＡでの接線の傾きを算出し、これを第１二次電池モジュール２１の放電電圧特性としてもよい。

　次いで、図３に示すステップＳ４において、容量推定部６２により、電池特性取得部６１が取得した電池特性に基づいて、二次電池モジュール２１～２６の全容量すなわち満充電容量又は満放電容量を推定する。本実施形態では、容量推定部６２は対応関係記憶部５１に記憶された予測モデルに基づく放電電圧特性と全容量との対応関係に基づいて、電池特性取得部６１が取得した電池特性としての放電電圧特性から二次電池モジュール２１～２６の全容量を推定する。

　そして、図３に示すステップＳ５において、判定部６３により、容量推定部６２が推定した全容量に基づいて、二次電池モジュール２１～２６の劣化度を判定する。

　使用済みの組電池２０から取り出された二次電池モジュール２を用いて、新たに組電池２０に組み上げてリビルト品を製造する方法について以下に説明する。
　まず、図５に示すステップＳ１０において、組電池２０から取り出された複数の二次電池モジュール２を用意する。そして、ステップＳ１１において、各二次電池モジュール２の電池特性を取得する。当該電池特性の取得は、本実施形態１の劣化度判定装置１において電池特性を取得する場合と同様にすることができる。その後、ステップＳ１２において、当該電池特性又は当該電池特性に基づいて算出した電池特性関係値に基づいて二次電池モジュール２のランク付けを行う。本実施形態では、電池特性関係値として当該電池特性に基づいて二次電池モジュール２の全容量を推定し、当該全容量から算出された二次電池モジュール２の劣化度の絶対値が所定範囲内であるか否かに基づいて二次電池モジュール２のランク付けを行うものとする。そして、本実施形態では、劣化度の絶対値を５段階の所定範囲に分けて、劣化度の絶対値の小さいものから順にＡランク、Ｂランク、Ｃランク、Ｄランク、Ｅランクとする。なお、ランク付けの基準は適宜設定することができる。

　次に、図５に示すステップＳ１３において、ランクに基づいて二次電池モジュール２を選別する。本実施形態では、ランクごとに分別する。これにより、同一ランクに含まれる二次電池モジュール２は劣化度が同程度となる。そして、ステップＳ１４において、同一ランクの二次電池モジュール２を組み合わせて、組電池２０を組み上げてリビルト品を作成する。これにより、当該リビルト品の組電池２０に含まれる二次電池モジュール２は劣化度の絶対値が同程度であって、劣化度の差分を所定の基準値以下とすることができる。なお、劣化度の差分の基準値はランク付けの基準に応じて適宜設定することができる。なお、本実施形態では、同一ランクの二次電池モジュール２で組電池２０を作成したが、これに限らず、所定範囲のランク内で組電池２０を作成してもよく、例えば、Ａランク及びＢランクに含まれる二次電池モジュール２から組電池２０を作成するなどしてもよい。なお、最低ランクのＥランクにランク付けされた二次電池モジュール２は、使用不可として破棄したり、分解して部材のリサイクルに供したりしてもよい。

　その後、本実施形態では、図５に示すステップＳ１５において、組電池２０単位で補充電を行う。これにより、二次電池モジュール２が組電池２０として使用可能な状態となる。

　次に、本実施形態の劣化度判定装置１における作用効果について、詳述する。
　本実施形態の劣化度判定装置１においては、二次電池モジュール２から取得した所定の電圧区間Ｖｓの電圧推移に関する電池特性又は電池特性に基づいて算出された電池特性関係値に基づいて二次電池モジュール２の劣化度を判定する。そのため、簡素な工程で劣化度の判定を行うことができる。さらに、二次電池モジュール２の電池特性を取得する電圧区間Ｖｓとして、二次電池モジュール２の電圧推移と劣化度とが高い相関関係を示す電圧区間Ｖｓを設定することにより、二次電池モジュール２の劣化度を高精度に判定することができる。

　そして、本実施形態の劣化度判定装置１によれば、再利用品を含んだ複数の二次電池モジュール２を含む組電池であって、複数の二次電池モジュール２が、二次電池モジュール２における所定の電圧区間Ｖｓの電池状態の推移に関する電池特性又は電池特性に基づいて算出された電池特性関係値が所定範囲内となる組電池を提供することができる。かかるリビルト品としての組電池では、電池特性のバラツキが小さい組電池２０が提供できる。そして、二次電池モジュール２の電池特性を取得する電圧区間Ｖｓとして、二次電池モジュール２の電圧推移と劣化度とが高い相関関係を示す電圧区間Ｖｓを設定することにより、組電池２０に含まれる二次電池モジュール２の劣化度のバラツキが小さくなるため、組電池２０の長寿命化や品質向上を図ることができる。

　なお、本実施形態では、電池特性取得部６１が取得した電池特性から容量推定部６２が二次電池モジュール２の全容量を推定して、判定部６３が当該推定結果に基づいて二次電池モジュール２の劣化度を判定することとしたが、これに替えて、電池特性取得部６１が取得した電池特性に基づいて、判定部６３が二次電池モジュール２の劣化度を判定することとしてもよい。また、電池特性取得部６１は取得した値の絶対値を電池特性として取得し、判定部６３は当該絶対値に基づいて劣化度を判定することとしてもよい。また、判定部６３は、電池特性取得部６１が取得した電池特性の差分に基づいて、二次電池モジュール２の劣化度を判定することとしてもよい。

　そして、本実施形態では、二次電池モジュール２の劣化度が所定範囲内となるように二次電池モジュール２をクラス分けして組電池２０を組み上げることとしたが、二次電池モジュール２の劣化度と劣化度の差分とが所定範囲内となるように二次電池モジュール２をクラス分けして組電池２０を組み上げてもよい。

　また、本実施形態では、電池特性は、二次電池モジュール２が所定の放電目標電圧ＶＰまで放電される際の電圧推移に基づく放電電圧特性としている。使用済みの二次電池モジュール２を再利用する場合において、二次電池モジュール２がニッケル水素電池である場合には、メモリ効果の解除などを目的として二次電池モジュール２を放電させることがあるが、当該放電の際に上記放電電圧特性を取得することにより、二次電池モジュール２の再利用のための作業工程を簡略化できる。

　なお、本実施形態では、二次電池２の放電中の電圧推移に基づいて放電電圧特性を算出したが、これに替えて又はこれとともに、放電目標電圧ＶＰまで放電されて放電が停止された後に開放電圧まで戻る電圧緩和時の電圧推移に基づいて、放電電圧特性を算出することとしてもよい。例えば、図６に示す変形形態１のように、第１二次電池モジュール２１において、放電目標電圧ＶＰまで放電されて放電が停止された時間Ｔ_Ｐ１以後の電圧緩和における所定の電圧区間Ｖｓでの電圧推移に基づいて、符号２１Ａで示す所定電圧ＶＡでの微分値を算出して放電電圧特性とすることができる。同様に第２二次電池モジュール２２において放電停止された時間Ｔ_Ｐ２以後の電圧緩和における所定の電圧区間Ｖｓでの電圧推移に基づいて、符号２２Ａで示す所定電圧ＶＡでの微分値を算出して放電電圧特性とすることができ、図示しない他の二次電池モジュール２３～２６についても同様に電圧緩和における所定の電圧区間Ｖｓでの電圧推移に基づいた放電電圧特性を取得することができる。この場合も、本実施形態と同様の作用効果を奏する。

　また、本実施形態では、電池特性関係値として、電池特性取得部６１が取得した電池特性を用いて二次電池の全容量を推定する容量推定部６２を備え、判定部６３は、容量推定部６２の推定結果に基づいて、二次電池モジュール２の劣化度を判定する。これにより、二次電池モジュール２の劣化度を高精度に検出することができる。

　そして、本実施形態の劣化度判定装置１によれば、再利用品を含んだ複数の二次電池モジュール２を含む組電池２０であって、複数の二次電池モジュール２が所定の放電目標電圧ＶＰまで放電される際の電圧推移、及び二次電池モジュール２が放電目標電圧ＶＰまで放電されて放電が停止された後の電圧推移の少なくとも一つに基づく放電電圧特性を含む電池特性を用いて全容量を推定して、該全容量に基づいて判定されたそれぞれの劣化度の差分が所定範囲内である組電池２０を提供することができる。かかる組電池２０では、組電池２０に含まれる二次電池モジュール２の劣化度のバラツキがより小さくなるため、リビルト品としての組電池２０の長寿命化や品質向上を図ることができる。

　本実施形態では、電圧推移として、所定の電圧区間Ｖｓにおける経過時間に対する二次電池モジュール２の電圧変化の割合、すなわち電圧時間変化における微分値を算出し、これを放電電圧特性としている。これにより、二次電池モジュール２の劣化度を高精度かつ簡便に判定することができる。

　なお、電池特性取得部６１は、電圧推移として、所定の電圧区間Ｖｓにおける経過時間に対する二次電池モジュール２の電圧変化の割合を算出することに替えて又はこれとともに、図７に示す変形形態２のように、所定の電圧区間Ｖｓにおける各二次電池モジュール２１～２６の容量変化量を区間容量Ｑｐとして算出し、これを放電電圧特性としてもよい。区間容量Ｑｐは、電流値検出部３２により検出した電圧区間Ｖｓにおける二次電池モジュール２１～２６に流れた電流値と電流が流れた時間とから算出できる。この場合も当該放電電圧特性に基づき、二次電池モジュール２の劣化度を高精度かつ簡便に判定することができる。

　また、図７に示すように、各二次電池モジュール２１～２６における放電時の全区間Ｔ_０～Ｔ_Ｐ１、Ｔ_０～Ｔ_Ｐ２の容量、すなわち放電目標電圧ＶＰまで放電されたときの総充放電容量Ｑｔを算出するとともに、電圧推移として下記表１に示す総充放電容量Ｑｔに対する区間容量Ｑｐの比である容量比を算出し、これを放電電圧特性としてもよい。また、総充放電容量Ｑｔに替えて、電池特性を算出するための電圧区間Ｖｓを含む特定の電圧区間の容量である特定区間容量Ｑｔ’を算出し、当該特定区間容量Ｑｔ’に対する区間容量Ｑｐの比である容量比を算出し、これを放電電圧特性としてもよい。これらの場合も当該放電電圧特性に基づき、二次電池モジュール２の劣化度を高精度かつ簡便に判定することができる。

　また、さらに、図８に示す変形形態３のように、電圧推移として、所定の電圧区間Ｖｓにおける容量変化に対する二次電池モジュール２の電圧変化の割合、すなわち電圧容量変化において、電圧区間Ｖｓ内の所定電圧ＶＡにおける微分値を算出し、これを放電電圧特性としてもよい。この場合も、本実施形態と同様の作用効果を奏する。

　そして、本実施形態の劣化度判定装置１によれば、再利用品を含んだ複数の二次電池モジュール２を含む組電池２０であって、複数の二次電池モジュール２が、所定の電圧区間Ｖｓにおける二次電池モジュール２の容量変化量、電圧区間Ｖｓにおける二次電池モジュール２の容量変化に対する二次電池モジュール２の電圧変化の割合、電圧区間Ｖｓにおける経過時間に対する二次電池モジュール２の電圧変化の割合の少なくとも一つに基づいて算出した電圧推移に基づく電池特性を用いて全容量を推定して、該全容量に基づいて判定されたそれぞれの劣化度の差分が所定範囲内である組電池２０を提供することができる。かかる組電池２０では、組電池２０に含まれる二次電池モジュール２の劣化度のバラツキがより小さくなるため、リビルト品としての組電池２０の品質向上を図ることができる。

　なお、本実施形態では、劣化度判定装置１に備えられた電池特性取得部６１において電池特性を算出して電池特性を取得することとしたが、これに替えて、劣化度判定装置１が外部入力部を有するとともに、外部に設けられた演算装置を用いて電池特性を算出して、外部入力部を介して当該電池特性が電池特性取得部６１に入力されることにより、電池特性取得部６１が電池特性を取得することとしてもよい。

　以上のごとく、本実施形態１及び変形形態１～３によれば、簡素な構成で高精度に二次電池の劣化度の判定が可能な二次電池の劣化度判定装置１を提供することができる。

（実施形態２）
　上述の実施形態１では、電池特性として放電電圧特性を採用したが、図９に示す実施形態２ではこれとともに、電池特性が、二次電池モジュール２が所定の充電目標電圧ＶＱまで充電される際の電圧推移に基づく充電電圧特性を含む。充電目標電圧ＶＱは特に限定されないが、本実施形態では通常使用範囲Ｖｎの下限値よりも大きく、上限値よりも小さい値としている。その他の構成要素は実施形態１の場合と同様であり、本実施形態においても実施形態１の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。

　本実施形態２において、充電における電圧推移の算出は、実施形態１及び各変形形態における放電電圧特性における電圧推移の算出と同様に行うことができ、算出した結果を充電電圧特性とする。すなわち、図９に示すように、電圧推移として、放電終了Ｔ_Ｐ１、Ｔ_Ｐ２である充電開始からから充電終了Ｔ_Ｑ１、Ｔ_Ｑ２までの時間経過に対する電圧変化の関係を示す電圧時間変化を取得する。そして、所定の電圧区間ＶｓＢ内の電圧ＶＢにおける微分値、すなわち図９に示す電圧時間変化のグラフにおける符号２１Ｂで示す電圧ＶＢでの接線の傾きを算出し、これを第１二次電池モジュール２１の充電電圧特性とする。また、図８に示すように、第２二次電池モジュール２２についても同様に電圧推移として電圧時間変化を取得し、符号２２Ｂで示す所定の電圧区間Ｖｓ内の電圧ＶＢでの微分値を算出し、これを第２二次電池モジュール２２の放電電圧特性とする。同様に、第３～第６二次電池モジュール２３～２６についても同様に、電圧推移として電圧時間変化を取得して電圧ＶＢでの微分値を算出してそれぞれの充電電圧特性とする。なお、所定の電圧区間ＶｓＢは、電圧値Ｖ３からＶ４の区間としており、二次電池２の劣化度に応じて充電電圧特性の差異が顕著となっている区間である。

　なお、充電電圧特性は、上述の実施形態１において放電電圧特性を算出する場合と同様に、所定の電圧区間ＶｓＢの開始時間Ｔ_Ｂ１１、Ｔ_Ｂ２１と終了時間Ｔ_Ｂ１２、Ｔ_Ｂ２２の２点間の電圧変化の割合としたり、電圧区間ＶｓＢにおける区間容量Ｑｐとしたり、充電時の全区間Ｔ_Ｐ１～Ｔ_Ｑ１、Ｔ_Ｐ２～Ｔ_Ｑ２の容量、すなわち充電目標電圧ＶＱまで充電したときの総充放電容量Ｑｔを算出して総充放電容量Ｑｔに対する区間容量Ｑｐの容量比としたりしてもよい。また、総充放電容量Ｑｔに替えて、電池特性を算出するための電圧区間Ｖｓを含む特定の電圧区間の容量である特定区間容量Ｑｔ’を算出し、当該特定区間容量Ｑｔ’に対する区間容量Ｑｐの比である容量比を算出し、これを充電電圧特性としてもよい。また、本実施形態２において、電池特性として、放電電圧特性を取得するための区間容量と充電電圧特性を取得するための区間容量との比を採用してもよい。

　そして、本実施形態２では、電池特性取得部６１は、放電電圧特性と充電電圧特性の両方を取得し、容量推定部６２はこれらに基づいて二次電池２の全容量を推定する。これにより、一層精度よく、二次電池２の劣化度を判定することができる。

　なお、本実施形態２の劣化度判定装置１を用いて、リビルト品の組電池２０を製造する場合は、組電池２０を組み上げる前に各二次電池モジュール２の充電がなされることとなるため、図５におけるステップＳ１５の組電池２０の補充電は不要となる。

　また、本実施形態２では、電池特性取得部６１は、二次電池モジュール２の放電後に充電を行うことにより、放電電圧特性を取得した後に充電電圧特性を取得することとしたがこれに限らず、二次電池モジュール２の充電後に放電を行うことにより、充電電圧特性を取得した後に放電電圧特性を取得することとしてもよい。

　また、本実施形態２では、電池特性取得部６１は、放電電圧特性と充電電圧特性の両方を取得することとしたが、これに替えて、充電電圧特性のみを取得することとしてもよい。この場合は、放電電圧特性と充電電圧特性の両方を取得する場合に比べて判定精度が劣るおそれがある。その一方で、放電電圧特性のみを取得する場合には、放電電圧特性はメモリ効果の影響により電圧推移にバラツキが生じて判定精度の向上が抑制されるおそれがあるが、残容量の放電後に取得する充電電圧特性のみを取得する場合には、充電電圧特性はメモリ効果の解除が図られた後となるため、メモリ効果の影響が少ないため、判定精度の向上が期待できる。

　また、本実施形態２における充電電圧特性は、実施形態１の放電電圧特性の場合と同様に、所定の充電目標電圧ＶＱまで充電されて充電が停止された後に開放電圧まで戻る電圧緩和時の電圧推移に基づいて算出することとしてもよい。例えば、図１０に示す変形形態４のように、第１二次電池モジュール２１において充電が停止された時間Ｔ_Ｑ１以後の電圧緩和における所定の電圧区間ＶｓＢでの電圧推移に基づいて、符号２１Ｂで示す所定電圧ＶＢでの微分値を算出して充電電圧特性としてもよい。同様に第２二次電池モジュール２２において充電が停止された時間Ｔ_Ｑ２以後の電圧緩和における所定の電圧区間ＶｓＢでの電圧推移に基づいて、符号２２Ｂで示す所定電圧ＶＢでの微分値を算出して充電電圧特性としてもよい。この場合も、本実施形態と同様の作用効果を奏する。

　そして、本実施形態２の劣化度判定装置１によれば、再利用品を含んだ複数の二次電池モジュール２を含む組電池２０であって、複数の二次電池モジュール２が、二次電池モジュール２が所定の充電目標電圧ＶＱまで充電される際の充電による電圧推移、及び二次電池モジュール２が充電目標電圧ＶＱまで充電されて充電が停止された後の電圧推移の少なくとも一つに基づく充電電圧特性を含む電池特性を用いて全容量を推定して、該全容量に基づいて判定されたそれぞれの劣化度の差分が所定範囲内である組電池２０を提供することができる。かかる組電池２０では、組電池２０に含まれる二次電池モジュール２の劣化度のバラツキがより小さくなるため、リビルト品としての組電池２０の長寿命化や品質向上を図ることができる。

　なお、本実施形態２でも、実施形態１の場合の変形形態と同様に、電池特性取得部６１が取得した電池特性に基づいて、判定部６３が二次電池モジュール２の劣化度を判定することとしてもよい。また、電池特性取得部６１は取得した値の絶対値を電池特性として取得し、判定部６３は当該絶対値に基づいて劣化度を判定することとしてもよい。また、判定部６３は、電池特性取得部６１が取得した電池特性の差分に基づいて、二次電池モジュール２の劣化度を判定することとしてもよい。また、二次電池モジュール２の劣化度と劣化度の差分とが所定範囲内となるように二次電池モジュール２をクラス分けして組電池２０を組み上げてもよい。

（実施形態３）
　本実施形態３の劣化度判定装置１では、実施形態１の構成に加えて、図１１に示すように、演算部６がインピーダンス特性取得部６４を備える。インピーダンス特性取得部６４は、複素インピーダンス測定を行う構成を有しており、二次電池２のインピーダンスを測定可能に構成されている。その他の構成は実施形態１と同様であって、実施形態１の同様の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。

　本実施形態３では、電池特性取得部６１は実施形態１の場合と同様に、図２に示す所定の電圧区間Ｖｓにおける放電電圧特性を取得する。そして、インピーダンス特性取得部６４は、図２に示す放電終了時Ｔ_Ｐ１、Ｔ_Ｐ２において複素インピーダンス測定を行い、所定の周波数におけるインピーダンスを取得し、複素平面上にて実軸と虚軸の値を算出する。

　ここで、インピーダンス特性は、所定の周波数f1におけるインピーダンスの実軸と虚軸の値、実軸の値と虚軸の値から算出される絶対値を用いることができる。またそれに加えて、所定の周波数f1における実軸の値と虚軸の値から算出される偏角を用いることもできる。また、所定の周波数f１と所定の周波数f2における実軸の値の差分、虚軸の値の差分、実軸の値の差分と虚軸の値の差分から算出される絶対値の差分、偏角を用いることもできる。

　なお、対応関係記憶部５１には、インピーダンス特性と全容量との対応関係が予め記憶されている。当該対応関係は、測定用の二次電池２を用いた機械学習により作成したり、測定用の二次電池２を用いて加速劣化試験を行って得られた実測定値を基に作成したり、二次電池２のモデルを用いて所定の電圧におけるインピーダンス特性と全容量との対応関係を論理的に導き出す算出式により作成したりすることができる。

　本実施形態３では、図１１に示す容量推定部６２は、電池特性取得部６１が取得した放電電圧特性とインピーダンス特性取得部６４が取得したインピーダンス特性とに基づき、二次電池２の全容量を推定する。判定部６３は実施形態１の場合と同様に容量推定部６２の推定結果に基づいて、二次電池２の劣化度を判定する。本実施形態３によれば、放電電圧特性とインピーダンス特性とに基づいて全容量を推定されるため、判定精度を一層向上することができる。

　なお、本実施形態では、インピーダンス特性取得部６４が複素インピーダンス測定を行うタイミングを放電終了時Ｔ_Ｐ１、Ｔ_Ｐ２としたが、これに限らず、他のタイミングで行うこととしてもよい。例えば、実施形態２のように電池特性取得部６１が充電電圧特性を取得する場合には、図９に示す充電終了時Ｔ_Ｑ１、Ｔ_Ｑ２でインピーダンス特性取得部６４が複素インピーダンス測定を行うこととしてもよい。また、容量推定部６２はインピーダンス特性と代わりに、インピーダンス特性に基づいて算出されたインピーダンス特性関係値を用いてもよい。インピーダンス特性関係値として、例えば、インピーダンス特性取得部６４により取得されたインピーダンス特性の差分を採用することができる。

　そして、本実施形態３の劣化度判定装置１によれば、再利用品を含んだ複数の二次電池モジュール２を含む組電池２０であって、複数の二次電池モジュール２が、電池特性と、二次電池モジュール２が放電又は充電されたときのインピーダンスに関するインピーダンス特性とを用いて推定した全容量に基づいて判定されたそれぞれの劣化度の差分が所定範囲内である組電池２０を提供することができる。かかる組電池２０では、組電池２０に含まれる二次電池モジュール２の劣化度のバラツキがより小さくなるため、リビルト品としての組電池２０の長寿命化や品質向上を図ることができる。

　なお、本実施形態３でも、実施形態１の場合の変形形態と同様に、電池特性取得部６１が取得した電池特性とインピーダンス特性とに基づいて、判定部６３が二次電池モジュール２の劣化度を判定することとしてもよい。また、電池特性取得部６１は取得した値の絶対値を電池特性として取得し、判定部６３は当該絶対値に基づいて劣化度を判定することとしてもよい。また、判定部６３は電池特性取得部６１が取得した電池特性の差分に基づいて、二次電池モジュール２の劣化度を判定することとしてもよい。また、二次電池モジュール２の劣化度と劣化度の差分とが所定範囲内となるように二次電池モジュール２をクラス分けして組電池２０を組み上げてもよい。

（実施形態４）
　本実施形態４では、実施形態１の構成に加えて、図１２に示すように、初期電圧取得部６５を備える。初期電圧取得部６５は、図１３に示すように、放電開始時Ｔ_０における二次電池２の開放電圧である初期電圧ＶＩ１、ＶＩ２を取得する。そして、対応関係記憶部５１には、初期電圧の値と電池特性と全容量との対応関係が予め記憶されている。当該対応関係は実施形態１の場合と同様に作成することができる。その他の構成は実施形態１と同様であって、実施形態１の同様の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。

　本実施形態４の劣化度判定装置１によれば、電池特性に加えて初期電圧も考慮されて二次電池２の劣化度が判定されるため、簡易な構成で判定精度を一層向上することができる。なお、初期電圧に替えて、初期電圧に基づいて算出された初期電圧関係値を用いてもよい。初期電圧関係値として例えば、初期電圧の絶対値としたり、初期電圧取得部６５により取得された初期電圧の差分としたりすることができる。

　そして、本実施形態４の劣化度判定装置１によれば、再利用品を含んだ複数の二次電池モジュール２を含む組電池２０であって、複数の二次電池モジュール２が、電池特性の取得を開始するときの二次電池モジュール２の開放電圧である初期電圧と電池特性とを用いて推定した全容量に基づいて判定されたそれぞれの劣化度の差分が所定範囲内である組電池２０を提供することができる。かかる組電池２０では、組電池２０に含まれる二次電池モジュール２の劣化度のバラツキがより小さくなるため、リビルト品としての組電池２０の長寿命化や品質向上を図ることができる。

　なお、本実施形態４でも、実施形態１の場合の変形形態と同様に、電池特性取得部６１が取得した電池特性と初期電圧とに基づいて、判定部６３が二次電池モジュール２の劣化度を判定することとしてもよい。また、電池特性取得部６１は取得した値の絶対値を電池特性として取得し、判定部６３は当該絶対値に基づいて劣化度を判定することとしてもよい。また、判定部６３は電池特性取得部６１が取得した電池特性の差分に基づいて、二次電池モジュール２の劣化度を判定することとしてもよい。また、二次電池モジュール２の劣化度と劣化度の差分とが所定範囲内となるように二次電池モジュール２をクラス分けして組電池２０を組み上げてもよい。

　また、他の変形形態５として、図１４に示すように、演算部６が二次電池２１の内部抵抗を取得する内部抵抗取得部６６を有しており、対応関係記憶部５１に内部抵抗と電池特性と全容量との対応関係が予め記憶されていることとしてもよい。内部抵抗取得部６６において、内部抵抗は、電圧値検出部３１により検出された電圧値そのものである測定電圧と、二次電池２の開放電圧と、二次電池２に流れる電流とから算出して取得することができる。なお、二次電池２の開放電圧は、二次電池２の残放電量と初期電圧との対応関係を示すマップを用いて時間ごとに推定して取得することができる。本変形形態５の劣化度判定装置１によれば、電池特性に加えて内部抵抗も考慮されて二次電池２の劣化度が判定されるため、簡易な構成で判定精度を一層向上することができる。

（実施形態５）
　本実施形態５の劣化度判定装置１は、図１５に示すように、図１に示す実施形態１の構成に加え、温度検出部３３を備える。そして、上述の実施形態１では電池特性取得部６１は、電池特性として所定の電圧区間Ｖｓにおける二次電池２の電圧推移に基づく放電電圧特性を取得するように構成したが、本実施形態５では、これに替えて、電池特性取得部６１は、電池特性として所定の電圧区間ＶｓＡ、ＶｓＢにおける二次電池２の温度推移に基づく温度特性を取得する。その他の構成は実施形態１と同様であって、実施形態１の同様の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。なお、電圧区間ＶｓＡは二次電池２の劣化度に応じて、放電電圧特性の差異が顕著となっている区間であり、電圧区間ＶｓＢは二次電池２の劣化度に応じて、充電電圧特性の差異が顕著となっている区間である。

　本実施形態５では、図１６（ａ）、図１６（ｂ）に示すように、温度検出部３３により、充放電中の二次電池２の温度を取得する。本実施形態では劣化度の判定の対象となる二次電池２として、組電池２０から取り出した第１二次電池モジュール２１と、別の組電池から取り出した第７二次電池モジュール２７とを採用している。

　充放電における二次電池モジュール２の温度推移は、組み込まれていた組電池が異なる場合には、二次電池モジュール２の測定環境やソーク状態により異なった挙動を示すことがある。本実施形態では、図１６（ｂ）に示すように、第１二次電池モジュール２１と第７二次電池モジュール２７における温度推移は、測定した室温設定範囲Ｔｎ内に収まっているが、互いに若干異なる挙動を示している。そして、本実施形態５では、放電における所定の電圧区間ｓＡと、放電後の充電における所定の電圧区間ＶｓＢとの両方において温度検出部３３により検出した電池温度に基づいて、電池特性取得部６１が放電における温度特性と充電における温度特性を取得する。そして、容量推定部６２が両温度特性に基づいて各二次電池モジュール２１、２７の全容量を推定して、判定部６３が劣化度を判定する。

　電池特性取得部６１が取得する温度特性は、実施形態１の場合の放電電圧特性を算出する場合及び実施形態２の場合の充電電圧特性を算出する場合と同様に、所定の電圧区間ＶｓＡ、ＶｓＢにおける所定電圧ＶＡ、ＶＢでの温度変化の微分値としたり、所定の電圧区間ＶｓＡ、ＶｓＢにおける２点間の温度変化の割合としたり、電圧区間ＶｓＡ、ＶｓＢにおける二次電池２の容量変化に対する二次電池２の温度変化の割合としたりすることができる。

　本実施形態５においても、実施形態１の場合と同様の作用効果を奏することができる。なお、本実施形態５では、温度特性として、放電と充電の両方において取得することとしたが、これに限らず、放電と充電の一方のみとしてもよい。

　そして、本実施形態５の劣化度判定装置１によれば、再利用品を含んだ複数の二次電池モジュール２を含む組電池２０であって、複数の二次電池モジュール２が、所定の電圧区間ＶｓＡ、ＶｓＢにおける二次電池の温度推移に基づく温度特性を含む電池特性を用いて推定した全容量に基づいて判定されたそれぞれの劣化度の差分が所定範囲内である組電池２０を提供することができる。かかる組電池２０では、組電池２０に含まれる二次電池モジュール２の劣化度のバラツキがより小さくなるため、リビルト品としての組電池２０の品質向上を図ることができる。

　なお、本実施形態５でも、実施形態１の場合の変形形態と同様に、電池特性取得部６１が取得した温度特性に基づいて、判定部６３が二次電池モジュール２の劣化度を判定することとしてもよい。また、電池特性取得部６１は取得した値の絶対値を温度特性として取得し、判定部６３は当該絶対値に基づいて劣化度を判定することとしてもよい。また、判定部６３は電池特性取得部６１が取得した温度特性の差分に基づいて、二次電池モジュール２の劣化度を判定することとしてもよい。また、二次電池モジュール２の劣化度と劣化度の差分とが所定範囲内となるように二次電池モジュール２をクラス分けして組電池２０を組み上げてもよい。

　本実施形態５では、図１６（ａ）に示すように、充電時の温度特性として充電目標電圧ＶＱが通常使用範囲Ｖｎ内であって通常使用範囲Ｖｎ内に所定の電圧区間ＶｓＡがあるときの温度特性を取得することとしたが、これ替えて、図１７（ａ）に示す変形形態６のように、充電時の温度特性として、充電目標電圧ＶＱが通常使用範囲Ｖｎを超えており通常使用範囲Ｖｎを超えた領域に所定の電圧区間ＶｓＢがあるときの温度特性を取得することとしてもよい。この場合、図１７（ｂ）に示すように二次電池モジュール２１、２７の温度は上昇しやすいため、温度推移に劣化度が反映されやすくなる。その結果、判定精度の向上を図ることができる。なお、本変形形態６では、二次電池モジュール２１、２７を充電目標電圧ＶＱまで充電した後に放電を行って二次電池モジュール２１、２７の電圧を通常使用範囲Ｖｎ内に戻している。

　また、変形形態６では二次電池２の放電を行った後、充電を行ってその後再度放電を行うこととしたが、これに替えて、図１８に示す変形形態７のように、最初に放電を行わずに、先に充電を行ってから放電を行うこととしてもよい。この場合、電池特性取得部６１は、充電時に充電時の温度特性を取得した後、放電時に放電時の温度特性を取得することとしてもよい。この場合も実施形態１と同様の作用効果を奏する。

　なお、図１９に示す変形形態８のように、上述の準備工程Ｓ１の後、ステップＳ２０において、二次電池モジュール２１～２６の温度を所定の温度に制御する温度調整を行ってもよい。当該温度調整は、二次電池モジュール２１～２６が車両に搭載されている場合は、当該車両が格納された部屋の温度を制御したり、当該車両に搭載された車室用エアコンを利用して二次電池モジュール２１～２６を含む車両の温度を制御したりすることができる。当該温度調整により上記温度を調整して二次電池２１～２６をソークすることにより、二次電池モジュール２１～２６の温度を予め設定された設定温度とすることができる。なお、設定温度として複数の温度を設定してもよい。

　当該変形形態８において、二次電池モジュール２１～２６の温度は、二次電池モジュール２１～２６に設けられた図示しない温度センサにより検出することができる。なお、二次電池モジュール２１～２６毎に温度センサが設けられておらず、二次電池モジュール２１～２６が構成する組電池に温度センサが設けられている場合は、当該組電池における二次電池モジュール２１～２６の配置などを考慮して各二次電池モジュール２１～２６の温度を推定することとしてもよい。当該温度の推定は、二次電池モジュールの温度を論理的に導き出す推定式や、組電池のモデルに基づいて作成した検出温度と二次電池温度のマップ等を利用して行うことができる。図１９に示すステップＳ２０の後は、図３のＳ２～Ｓ５と同様に行う。当該判定方法によれば、二次電池モジュール２１～２６の温度を予め設定された設定温度にして劣化度の判定を行うことができるため、判定精度を向上することができる。

（実施形態６）
　上述の実施形態１では、推定部としての容量推定部６２は、電池特性取得部６１が取得した電池特性に基づいて、二次電池モジュール２の全容量を推定することとしたが、これに限らず、容量推定部６２は、正極容量、負極容量、負極ＳＯＣと正極ＳＯＣとの相対関係のズレ量、二次電池モジュール２１～２６を構成する複数のセル間の全容量バラツキ、上記二次電池モジュール２１～２６の電池抵抗、正極抵抗、負極抵抗のうちの少なくともいずれか一つを推定することとしてもよい。そして、実施形態６では、容量推定部６２は二次電池モジュール２１～２６のそれぞれの正極容量Ｑｃを推定することとする。さらに、対応関係記憶部５１には、電池特性と正極容量Ｑｃとの対応関係が記憶されている。当該対応関係の形態及び作成方法は特に限定されず、実施形態１の場合と同様に、例えば、算出式、マップ、グラフ、表などの形態とすることができる。当該対応関係は、測定用の二次電池２を用いた機械学習により作成したり、測定用の二次電池２を用いて加速劣化試験を行って得られた実測定値を基に作成したり、二次電池２のモデルを用いて所定の電圧区間における電池特性と全容量との対応関係を論理的に導き出す算出式により作成したりすることができる。本実施形態では、対応関係記憶部５１には、例えば、図２０（ａ）～（ｃ）に示す予測モデルに基づき、電池特性と正極容量Ｑｃとの対応関係が記憶されている。その他の構成は、実施形態１の場合と同等であって、実施形態１の場合と同一の符号を付してその説明を省略する。

　次に、本実施形態６の劣化度判定装置１による劣化度の判定方法について、以下に説明する。なお、図３に示す実施形態１の場合と同様のステップについては、同一の符号を用いてその説明を省略する場合がある。
　まず、本実施形態６では、図３に示す実施形態１の場合と同様に、図２１に示すステップＳ１～Ｓ３を行う。これにより、図２２（ａ）に示すように、電池特性取得部６１により各二次電池モジュール２１～２６の電池特性として放電カーブを、所定の電圧区間Ｖｓにおいて取得する。なお、所定の電圧区間は、特定のＳＯＣ範囲に対応する区間とすることができる。

　次いで、図２１に示すステップＳ４０において、容量推定部６２により、対応関係記憶部５１に記憶された予測モデルに基づき、電池特性と正極容量Ｑｃとの対応関係に基づいて、電池特性取得部６１が取得した放電カーブから、二次電池モジュール２１～２６の正極容量Ｑｃを推定する。その後、図２１に示すステップＳ５において、判定部６３により、容量推定部６２が推定した正極容量Ｑｃに基づいて、二次電池モジュール２１～２６の劣化度を判定する。

　本実施形態６においても実施形態１と同等の作用効果を奏する。なお、本実施形態６では、電池特性取得部６１により図２２（ａ）に示す放電カーブを取得したが、これに替えて、図２２（ｂ）に示す充電カーブを取得してもよい。この場合も実施形態１と同等の作用効果を奏する。

（実施形態７）
　上記実施形態６では、容量推定部６２は、正極容量Ｑｃを推定することとしたが、これに替えて、実施形態７では、容量推定部６２は負極容量ＱＡを推定する。すなわち、実施形態７では、図２３に示すように、ステップＳ４１において、図２０（ａ）～（ｃ）に示す予測モデルに基づき、電池特性と負極容量ＱＡとの対応関係に基づいて二次電池モジュール２１～２６の負極容量ＱＡを推定する。当該実施形態７においても実施形態１と同等の作用効果を奏する。

（実施形態８）
　本実施形態８では、容量推定部６２は二次電池モジュール２１～２６のそれぞれの負極ＳＯＣと正極ＳＯＣとの相対関係のズレ量を推定する。さらに、対応関係記憶部５１には、電池特性と負極ＳＯＣと正極ＳＯＣとの相対関係のズレ量との対応関係が記憶されている。当該対応関係の形態及び作成方法は特に限定されず、実施形態１の場合と同様とすることができる。

　例えば、二次電池モジュール２１～２６がニッケル水素電池からなる場合は、図２４に示すように、電槽容器中から水素が反応系から抜け出ると、負極ＳＯＣと正極ＳＯＣとの相対関係がずれるため、負極のＯＣＶ曲線は図の右側にずれることとなる。例えば、二次電池モジュール２１～２６がリチウムイオン電池からなる場合は、図２４に示すように、電解液中のリチウムがＳＥＩ（Solid Electrolyte Interface）被膜の形成で消費されることにより、負極ＳＯＣと正極ＳＯＣとの相対関係がずれるため、負極のＯＣＶ曲線は図の右側にずれることとなる。

　本実施形態８では、図２４に示す予測モデルに基づき、負極ＳＯＣと正極ＳＯＣとの相対関係のズレ量Ｑｘと、電池特性との対応関係が対応関係記憶部５１に記憶されている。その他の構成は、実施形態１の場合と同等であって、実施形態１の場合と同一の符号を付してその説明を省略する。

　本実施形態８の劣化度判定装置１による劣化度の判定方法では、上述の実施形態６の場合と同様に行うが、図２５に示すようにステップＳ３において、電池特性取得部６１は電池特性として電池としての低ＳＯＣ範囲に対応する所定の電圧区間Ｖｓの放電カーブを取得する。その後、ステップＳ４２において、当該放電カーブから算出される電池特性との対応関係記憶部５１に記憶された負極ＳＯＣと正極ＳＯＣとの相対関係のズレ量Ｑｘとの対応関係に基づいて、二次電池モジュール２１～２６のズレ量Ｑｘを推定する。その後、図２５に示すステップＳ５において、判定部６３により、容量推定部６２が推定したズレ量Ｑｘに基づいて、二次電池モジュール２１～２６の劣化度を判定する。本実施形態においても実施形態１と同等の作用効果を奏する。なお、本実施形態８では電池特性を電池としての低ＳＯＣ範囲から取得したが、これに替えて高ＳＯＣ範囲から取得してもよい。また、本実施形態８では電池特性として放電カーブを取得したが充電カーブを取得してもよい。

（実施形態９）
　本実施形態９では、対応関係記憶部５１には、二次電池モジュール２１～２６ごとに電池特性と充放電カーブにおける放電容量の変化量との対応関係が記憶されており、容量推定部６２は、所定の電圧区間Ｖｓにおける充放電カーブにおける放電容量の変化量を推定し、判定部６３は、劣化度として推定結果に基づいてセルの自己放電量が大きくなっているかを検知する。本実施形態９では、その他の構成は、実施形態１の場合と同等であって、実施形態１の場合と同一の符号を付してその説明を省略する。

　本実施形態９では、二次電池モジュール２１～２６はそれぞれ６つのセルを有している。そして、例えば、図２６（ａ）に示す放電カーブは初期状態を示す放電カーブとして対応関係記憶部５１に記憶されており、図２６（ｂ）に示す放電カーブはセルの一つが自己放電量が大きくなっていることを示す放電カーブとして対応関係記憶部５１に記憶されている。容量推定部６２により所定の電圧区間Ｖｓの電池特性に基づいて、図２６（ａ）に示す放電カーブに推定された場合は、判定部６３において自己放電量が大きくなっているセルがないと判定される。一方、容量推定部６２により所定の電圧区間Ｖｓの電池特性に基づいて、図２６（ｂ）に示す放電カーブに推定された場合は、判定部６３において自己放電量が大きくなっているセルがあると判定される。なお、図２６（ｂ）に示す放電カーブに推定された場合は、二次電池モジュールにおいて自己放電量が大きくなっているセルがない場合の第１使用下限Ｖmin1よりも高い値である第２使用下限Ｖmin2に設定することができる。これにより、各セルが過剰に放電することを防止できる。

（実施形態１０）
　本実施形態１０では、二次電池モジュール２１～２６はそれぞれ、６個のセルを含む。そして、対応関係記憶部５１には、一つの二次電池モジュール２１～２６内におけるセル間の全容量バラツキと電池特性との対応関係が記憶されている。セル間の全容量バラツキとは、一つの二次電池モジュール２１～２６に含まれた複数のセルにおいて、各セルの全容量のバラツキの程度を示す。本実施形態１０では、セル間の全容量バラツキとして、図２７に示すように、複数のセルの全容量における最大Ｑmaxから最小Ｑminを差し引いた差分Ｑmax-minを採用する。その他の構成は、実施形態１の場合と同等であって、実施形態１の場合と同一の符号を付してその説明を省略する。

　本実施形態１０では、容量推定部６２は、電池特性取得部６１が取得した電池特性に基づいて、対応関係記憶部５１に記憶された対応関係から差分Ｑmax-minを推定する。そして、判定部６３は、推定した差分Ｑmax-minに基づいてセルの特異的な容量劣化の有無を検知する。例えば、推定した差分Ｑmax-minが所定値以上であると判定した場合は、当該二次電池モジュールのセルのいずれかに特異的な容量劣化が生じていると判定する。

（実施形態１１）
　図２８に示すように、実施形態１１では、推定部として抵抗推定部６２１を有する。抵抗推定部６２１は、二次電池モジュール２１～２６の電池特性に基づいて、二次電池モジュール２１～２６の内部抵抗を推定する。対応関係記憶部５１には、一つの二次電池モジュール２１～２６の内部抵抗と電池特性との対応関係が記憶されている。電池特性取得部６１は、二次電池モジュール２１～２６が互いに接続されたスタックの状態で、パルス充放電を行って電池特性を取得することができる。電池特性を取得する電圧区間は、特定のＳＯＣ範囲に対応する所定の電圧区間とすることができる。

　また、二次電池モジュール２１～２６間で、温度やＳＯＣが異なっている場合は、温度と充放電中の電圧変化又は充放電終了後の電圧緩和中の電圧変化とを電池特性として取得して、温度及びＳＯＣが同条件となる場合の抵抗値を推定することができる。この場合は、対応関係記憶部５１には、一つの二次電池モジュール２１～２６の内部抵抗と温度と電池特性との対応関係が記憶されているものとする。なお、二次電池モジュール２１～２６を個別に充放電して電池特性を取得することとしてもよい。この場合は、温度及びＳＯＣを同条件に合わせる必要がなく、判定時間の短縮を図れる。

　次に、本実施形態１１の劣化度判定装置１による劣化度の判定方法について、以下に説明する。まず、本実施形態１１では、図３に示す実施形態１の場合と同様に、図２９に示すステップＳ１～Ｓ３を行う。次いで、図２９に示すステップＳ４３において、抵抗推定部６２１により、電池特性取得部６１が取得した電池特性から、対応関係記憶部５１に記憶された二次電池モジュール２１～２６の内部抵抗と電池特性との対応関係に基づいて、二次電池モジュール２１～２６の内部抵抗を取得する。その後、図２９に示すステップＳ５において、判定部６３により、抵抗推定部６２１が推定した内部抵抗に基づいて、二次電池モジュール２１～２６の劣化度を判定する。本実施形態１１においても実施形態１と同等の作用効果を奏する。

（実施形態１２）
　実施形態１２の劣化度判定装置１では、抵抗推定部６２１により、二次電池モジュール２１～２６の負極抵抗を推定し、判定部６３により二次電池モジュール２１～２６の劣化度を判定する。

　二次電池モジュール２１～２６の電圧カーブにおける周波数特性から、二次電池モジュール２１～２６における正極や負極やその他の電池要素の抵抗値を算出することができる。そして、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池では、電圧カーブにおいて高周波領域に負極抵抗が顕著に反映され、低周波領域に正極抵抗が顕著に反映される。本実施形態１２では、二次電池モジュール２１～２６としてニッケル水素電池を用いることとし、電池特性取得部６１は、電池特性として、高周波領域における所定電圧区間の電圧カーブを取得する。対応関係記憶部５１には、電池特性としての高周波領域における電圧カーブと負極抵抗との対応関係が予め記憶されている。その他の構成要素は実施形態１１の場合と同様であって、同一の符号を付してその説明を省略する。

　そして、二次電池モジュール２１～２６の劣化度と相関関係を有する内部抵抗において、劣化モードによって支配的となる抵抗要素が異なる。まず、二次電池モジュールの内部抵抗は、電子抵抗、反応抵抗、内部物質移動の抵抗の３つの抵抗成分の関係性から決まり、二次電池モジュールはこれらの３つの抵抗成分の直列等価回路と考えることができる。一般的に、電子抵抗は電池に定電流を付加した直後の時間領域で主に生じる抵抗成分である。また、反応抵抗は電子抵抗が生じる時間領域後の時間領域で主に生じる抵抗成分である。また、内部物質移動の抵抗は定電流を長時間付加した際に生じ、反応抵抗の時間領域後の時間領域に主に生じる抵抗成分である。そして、負極反応抵抗支配領域とは、上記３つの抵抗成分において、放電期間における負極の反応抵抗の占める割合が最も大きい時間的領域である。当該負極反応抵抗支配領域では、負極の反応抵抗が二次電池２の内部抵抗を支配的に決定する。本実施形態１２では、判定部６３は、当該負極反応抵抗支配領域において、抵抗推定部６２１により推定された負極抵抗に基づいて、二次電池モジュール２１～２６の劣化度を判定する。

　本実施形態１２の劣化度判定装置１による劣化度の判定方法では、実施形態１１の場合と同様に、図２９に示すステップＳ１～Ｓ３を行う。そして、ステップＳ４３において、抵抗推定部６２１により、電池特性取得部６１が取得した電圧カーブと、対応関係記憶部５１に記憶された対応関係とに基づいて、二次電池モジュール２１～２６の負極抵抗を推定する。そして、判定部６３は、推定された負極抵抗から二次電池モジュール２１～２６の劣化度を判定する。本実施形態１１においても実施形態１と同等の作用効果を奏する。

（実施形態１３）
　実施形態１３の劣化度判定装置１では、抵抗推定部６２１により、二次電池モジュール２１～２６の正極抵抗を推定し、判定部６３により二次電池モジュール２１～２６の劣化度を判定する。本実施形態１３では、二次電池モジュール２１～２６としてニッケル水素電池を用いることとし、電池特性取得部６１は、電池特性として、低周波領域における所定電圧区間の電圧カーブを取得する。対応関係記憶部５１には、電池特性としての電圧カーブと正極抵抗との対応関係が予め記憶されている。そして、判定部６３は、正極反応抵抗支配領域において、抵抗推定部６２１により推定された正極抵抗に基づいて、二次電池モジュール２１～２６の劣化度を判定する。その他の構成要素は実施形態１２の場合と同様であって、同一の符号を付してその説明を省略する。

　本実施形態１３の劣化度判定装置１による劣化度の判定方法では、実施形態１２の場合と同様に、図２９に示すステップＳ１～Ｓ３を行う。そして、ステップＳ４３において、抵抗推定部６２１により、電池特性取得部６１が取得した電圧カーブと、対応関係記憶部５１に記憶された対応関係とに基づいて、二次電池モジュール２１～２６の正極抵抗を推定する。そして、判定部６３は、推定された正極抵抗から二次電池モジュール２１～２６の劣化度を判定する。本実施形態１３においても実施形態１と同等の作用効果を奏する。

　本開示は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。

　本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形形態や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims

　二次電池（２、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７）の劣化度を判定する劣化度判定装置（１）であって、
　上記二次電池における所定の電圧区間での電池状態の推移に関する電池特性を取得する電池特性取得部（６１）と、
　上記電池特性取得部が取得した電池特性又は該電池特性に基づいて算出された電池特性関係値に基づいて、上記二次電池の劣化度を判定する判定部（６３）と、
を備える、二次電池の劣化度判定装置。
　上記電池特性は、上記二次電池が所定の放電目標電圧まで放電される際の電圧推移、及び上記二次電池が上記放電目標電圧まで放電されて放電が停止された後の電圧推移の少なくとも一つに基づく放電電圧特性を含む、請求項１に記載の二次電池の劣化度判定装置。
　上記電池特性は、上記二次電池が所定の充電目標電圧まで充電される際の電圧推移、及び上記二次電池が上記充電目標電圧まで充電されて充電が停止された後の電圧推移の少なくとも一つに基づく充電電圧特性を含む、請求項１又は２に記載の二次電池の劣化度判定装置。
　上記電圧推移は、上記電圧区間における上記二次電池の区間容量、上記電圧区間における上記二次電池の容量変化に対する上記二次電池の電圧変化の割合、上記電圧区間における経過時間に対する上記二次電池の電圧変化の割合、上記放電目標電圧又は上記充電目標電圧まで充放電されたときの総充放電容量に対する上記電圧区間の区間容量の容量比の少なくとも一つに基づいて算出される、請求項２又は３に記載の二次電池の劣化度判定装置。
　上記二次電池が放電又は充電されたときのインピーダンスに関するインピーダンス特性を取得するインピーダンス特性取得部を有し、
　上記判定部は、上記インピーダンス特性取得部により取得された上記インピーダンス特性又は該インピーダンス特性から算出されたインピーダンス特性関係値と、上記電池特性又は上記電池特性関係値とに基づいて上記劣化度を判定する、請求項１～４のいずれか一項に記載の二次電池の劣化度判定装置。
　上記電池特性取得部が上記電池特性の取得を開始するときの上記二次電池の開放電圧である初期電圧を取得する初期電圧取得部を有し、
　上記判定部は、上記初期電圧取得部により取得された上記初期電圧又は上記初期電圧に基づいて算出された初期電圧関係値と、上記電池特性又は上記電池特性関係値とに基づいて上記劣化度を判定する、請求項１～５のいずれか一項に記載の二次電池の劣化度判定装置。
　上記電池特性取得部は、上記二次電池の温度を検出する温度検出部（３３）を有し、上記電池特性は上記温度検出部により取得された上記所定の電圧区間における上記二次電池の温度推移に基づく温度特性を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の二次電池の劣化度判定装置。
　上記電池特性関係値として、上記電池特性を用いて上記二次電池の全容量、正極容量、負極容量、負極ＳＯＣと正極ＳＯＣとの相対関係のズレ量、上記二次電池を構成する複数のセル間の全容量バラツキ、上記二次電池の電池抵抗、正極抵抗、負極抵抗のうちの少なくともいずれか一つを推定する推定部（６２、６２１）を備え、
　上記判定部は、上記推定部の推定結果に基づいて、上記二次電池の劣化度を判定する、請求項１～７のいずれか一項に記載の二次電池の劣化度判定装置。
　複数の二次電池（２、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７）を含む組電池（２０）であって、
　上記複数の二次電池は再利用品を含んでおり、
　上記複数の二次電池は、上記二次電池における所定の電圧区間の電池状態の推移に関する電池特性又は該電池特性に基づいて算出された電池特性関係値が所定範囲内である、組電池。
　上記複数の二次電池は、上記二次電池が所定の放電目標電圧まで放電される際の電圧推移、及び上記二次電池が上記放電目標電圧まで放電されて放電が停止された後の電圧推移の少なくとも一つに基づく放電電圧特性を含む上記電池特性又は上記電池特性関係値が所定範囲内である、請求項９に記載の組電池。
　上記複数の二次電池は、上記二次電池が所定の充電目標電圧まで充電される際の充電による電圧推移、及び上記二次電池が上記充電目標電圧まで充電されて充電が停止された後の電圧推移の少なくとも一つに基づく充電電圧特性を含む上記電池特性又は上記電池特性関係値が所定範囲内である、請求項９又は１０に記載の組電池。
　上記複数の二次電池は、上記電圧区間における上記二次電池の容量変化量、上記電圧区間における上記二次電池の容量変化に対する上記二次電池の電圧変化の割合、上記電圧区間における経過時間に対する上記二次電池の電圧変化の割合、上記放電目標電圧又は上記充電目標電圧まで充放電されたときの総充放電容量に対する上記電圧区間の区間容量の容量比の少なくとも一つに基づいて算出した上記電圧推移に基づく上記電池特性又は上記電池特性関係値が所定範囲内である、請求項１０又は１１に記載の組電池。
　上記複数の二次電池は、上記二次電池が放電又は充電されたときのインピーダンスに関するインピーダンス特性又は該インピーダンス特性に基づいて算出されたインピーダンス特性関係値が所定範囲内である、請求項９～１２のいずれか一項に記載の組電池。
　上記複数の二次電池は、上記電池特性の取得を開始するときの上記二次電池の開放電圧である初期電圧又は該初期電圧に基づいて算出された初期電圧関係値が所定範囲内である、請求項９～１３のいずれか一項に記載の組電池。
　上記複数の二次電池は、上記所定の電圧区間における上記二次電池の温度推移に基づく温度特性を含む上記電池特性又は上記電池特性関係値が所定範囲内である、請求項９～１４のいずれか一項に記載の組電池。
　上記電池特性関係値は、上記電池特性を用いて推定した上記二次電池の全容量、正極容量、負極容量、負極ＳＯＣと正極ＳＯＣとの相対関係のズレ量、上記二次電池を構成する複数のセル間の全容量バラツキ、上記二次電池の電池抵抗、正極抵抗、負極抵抗のうちの少なくともいずれか一つに基づいて判定された劣化度である、請求項９～１５のいずれか一項に記載の組電池。