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公開番号2025018984
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2024116701
出願日2024-07-22
発明の名称バッテリ劣化判定システム
出願人日東工業株式会社
代理人弁理士法人クスノキ特許事務所
主分類G01R 31/392 20190101AFI20250130BHJP(測定;試験)
要約【課題】利用状況からの影響を反映させた判定基準を作ることができるバッテリの劣化診断システムを提供できるようにすること。
【解決手段】記憶部に、計測により得られた、端子電圧が充電開始から最大電圧未満に設定した所定電圧に達するまでの到達時間、バッテリの充電の終了時における電圧降下値、バッテリの放電の開始時における電圧降下値、バッテリの放電開始から端子電圧が所定電圧に達するまでの到達時間、バッテリの放電の終了時における電圧上昇値、の少なくとも1つからなる電圧挙動情報と、外部情報計測部で計測されたデータと、を所定期間分有する蓄積データを備え、蓄積データをもとにバッテリの判定条件を作成可能であり、蓄積データをもとに作成した判定条件と、新たに計測したデータと、を比較してバッテリの劣化について判定をすることが可能なバッテリ劣化判定システムとする。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
バッテリの端子電圧を測定可能な端子電圧検出部と、
バッテリの充電時または放電時の端子電圧の挙動に影響を与える情報の１つを計測可能な外部情報計測部と、
外部情報計測部で計測されたデータを記憶可能な記憶部と、
記憶部の情報をもとに判定条件を設定可能な判定条件設定部と、
判定条件設定部で設定された判定条件をもとにした判定を行うための演算が可能な演算部と、
を備え、
前記記憶部に、
計測により得られた、
端子電圧が充電開始から最大電圧未満に設定した所定電圧に達するまでの到達時間、
バッテリの充電の終了時における電圧降下値、
バッテリの放電の開始時における電圧降下値、
バッテリの放電開始から端子電圧が所定電圧に達するまでの到達時間、
バッテリの放電の終了時における電圧上昇値、
の少なくとも１つからなる電圧挙動情報と、外部情報計測部で計測されたデータと、を所定期間分有する蓄積データを備え、
判定条件設定部は、蓄積データをもとにバッテリの判定条件を作成可能であり、
演算部は、蓄積データをもとに作成した判定条件と、新たに計測した電圧挙動情報と外部情報計測部のデータと、を比較してバッテリの劣化について判定をすることが可能なバッテリ劣化判定システム。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
判定条件設定部は、
蓄積データが有する電圧挙動情報と、外部情報計測部で計測された複数種類のデータと、の相関関係から判定条件を設定可能である請求項１に記載のバッテリの劣化判定システム。
【請求項３】
蓄積データが有する外部情報計測部で計測されたデータに温度に関する情報を有し、
判定条件設定部は、
蓄積データを基に、温度と電圧挙動情報との相関関係を表す計算式を導出し、
導出された計算式に温度を入力して得られる計算電圧挙動値よりも所定の分以上小さい値となる範囲に劣化診断領域を設定し、かつ、計算電圧挙動値よりも所定の分以上大きい値となる範囲に異常診断領域を設定することが可能、
若しくは、
導出された計算式に温度を入力して得られる計算電圧挙動値よりも所定の分以上大きい値となる範囲に劣化診断領域を設定し、かつ、計算電圧挙動値よりも所定の分以上小さい値となる範囲に異常診断領域を設定することが可能、
とし、
劣化診断領域を用いてバッテリが劣化したと判定可能であり、異常診断領域を用いて、バッテリに異常が生じていると判定可能である
請求項１又は２に記載のバッテリ劣化判定システム。
【請求項４】
蓄積データの収集期間である蓄積データ収集期間と、蓄積データ収集期間に得られた蓄積データをもとにバッテリの判定条件を作成し判定を行うことが可能な判定期間と、が設定され、
蓄積データ収集期間に利用される異常劣化判定条件を、判定期間に利用される判定条件とは別に設ける蓄積データ収集時判定手段を備える請求項１に記載のバッテリ劣化判定システム。
【請求項５】
電圧挙動情報と外部情報計測部で計測されたデータを所定期間分有する蓄積データから二次元、または、三次元の広がりを有する特定区域を設定する特定区域生成手段を備える請求項１に記載のバッテリ劣化判定システム。
【請求項６】
電圧挙動情報と外部情報計測部のデータを所定期間ごとに取得し、
取得した数値の変化、若しくは、取得した数値を用いて導かれる所定の数値の変化が所定以上になった場合に、問題が生じていると判定する突発変化判定手段を備える請求項１に記載のバッテリ劣化判定システム。
【請求項７】
バッテリの利用条件を記憶可能とし、
蓄積データは、電圧挙動情報と、外部情報計測部で計測されたデータと、をバッテリの利用条件ごとに所定期間分有し、
バッテリの利用条件に応じた判定条件で判定をすることが可能な請求項１に記載のバッテリ劣化判定システム。
【請求項８】
バッテリが劣化しているという情報と、バッテリに異常が生じているという情報とを外部に出力可能な出力部を備え、
出力部がバッテリが劣化しているという情報を外部に出力するまでに、新たに計測した電圧挙動情報と外部情報計測部のデータが劣化診断領域に該当することが必要となる回数よりも、
出力部がバッテリに異常が生じているという情報を外部に出力するまでに、新たに計測した電圧挙動情報と外部情報計測部のデータが異常診断領域に該当することが必要となる回数の方が、
少なくなるように設定可能な請求項３に記載のバッテリ劣化判定システム。
【請求項９】
バッテリの端子電圧を測定可能な端子電圧検出部と、
バッテリへの充電電流、又は、積算電流を測定可能な電流計測部と、
バッテリの充電時または放電時の端子電圧の挙動に影響を与える情報の１つを計測可能な外部情報計測部と、
外部情報計測部で計測されたデータを記憶可能な記憶部と、
記憶部の情報をもとに判定条件を設定可能な判定条件設定部と、
判定条件設定部で設定された判定条件をもとにした判定を行うための演算が可能な演算部と、
を備え、
少なくとも端子電圧と積算電流と外部情報計測部で計測されたデータの情報が記憶部に蓄積され、
判定条件設定部は、記憶部に蓄積された端子電圧と積算電流と外部情報計測部で計測されたデータの情報を少なくとも用いて判定条件を設定可能であり、
演算部は、蓄積データをもとに作成した判定条件と、新たに計測した端子電圧と積算電流と外部情報計測部のデータと、を比較してバッテリの劣化について判定をすることが可能なバッテリ劣化判定システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリ劣化判定システムに関するものである。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
太陽光発電などの余剰電力を蓄積するバッテリを使用した太陽光自家消費蓄電池システムが知られているが、電力を蓄積するバッテリは、使用頻度や経年に応じて劣化が生じる。バッテリが劣化すると、バッテリの容量（１時間当たりに流せる電流など）が低下する。このため、バッテリの交換時期や劣化度合いを推定する技術に対する要望がある。このような要望に対応するため、例えば特許文献１に示す技術では、定電流充電において、バッテリの端子電圧が定電圧充電となるまで（バッテリの最大電圧になるまで）に掛かる時間の関係性を記録する。これは、継続して使用することなどにより端子電圧が定電圧充電となるまでにかかる時間が早くなることを利用して、バッテリの劣化診断を行うためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平１１－５２０３３号公報
【０００４】
ところで、バッテリの設置場所の温度や湿度、気圧などの外部環境や、充電される充電電流の大きさなどの外部環境によってバッテリの電池電圧端子が定電圧充電となるまでの時間が長くなったり短くなったりする。一方、特許文献１に開示の技術は、バッテリの設置環境を考慮していない。つまり、バッテリの端子電圧が定電圧充電となるまでの時間を確認するだけで、バッテリの劣化診断をおこなうのは、望ましくない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本件の発明者は、この点について鋭意検討することにより解決を試みた。本発明が解決しようとする課題は、利用状況からの影響を反映させた判定基準を作ることができるバッテリの劣化診断システムを提供できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、バッテリの端子電圧を測定可能な端子電圧検出部と、バッテリの充電時または放電時の端子電圧の挙動に影響を与える情報の１つを計測可能な外部情報計測部と、外部情報計測部で計測されたデータを記憶可能な記憶部と、記憶部の情報をもとに判定条件を設定可能な判定条件設定部と、判定条件設定部で設定された判定条件をもとにした判定を行うための演算が可能な演算部と、を備え、前記記憶部に、計測により得られた、端子電圧が充電開始から最大電圧未満に設定した所定電圧に達するまでの到達時間、バッテリの充電の終了時における電圧降下値、バッテリの放電の開始時における電圧降下値、バッテリの放電開始から端子電圧が所定電圧に達するまでの到達時間、バッテリの放電の終了時における電圧上昇値、の少なくとも１つからなる電圧挙動情報と、外部情報計測部で計測されたデータと、を所定期間分有する蓄積データを備え、判定条件設定部は、蓄積データをもとにバッテリの判定条件を作成可能であり、演算部は、蓄積データをもとに作成した判定条件と、新たに計測した電圧挙動情報と外部情報計測部のデータと、を比較してバッテリの劣化について判定をすることが可能なバッテリ劣化判定システムとする。
【０００７】
また、判定条件設定部は、蓄積データが有する電圧挙動情報と、外部情報計測部で計測された複数種類のデータと、の相関関係から判定条件を設定可能であるように構成するのが好ましい。
【０００８】
また、蓄積データが有する外部情報計測部で計測されたデータに温度に関する情報を有し、判定条件設定部は、蓄積データを基に、温度と電圧挙動情報との相関関係を表す計算式を導出し、導出された計算式に温度を入力して得られる計算電圧挙動値よりも所定の分以上小さい値となる範囲に劣化診断領域を設定し、かつ、計算電圧挙動値よりも所定の分以上大きい値となる範囲に異常診断領域を設定することが可能、若しくは、導出された計算式に温度を入力して得られる計算電圧挙動値よりも所定の分以上大きい値となる範囲に劣化診断領域を設定し、かつ、計算電圧挙動値よりも所定の分以上小さい値となる範囲に異常診断領域を設定することが可能、とし、劣化診断領域を用いてバッテリが劣化したと判定可能であり、異常診断領域を用いて、バッテリに異常が生じていると判定可能である構成とすることが好ましい。
【０００９】
また、蓄積データの収集期間である蓄積データ収集期間と、蓄積データ収集期間に得られた蓄積データをもとにバッテリの判定条件を作成し判定を行うことが可能な判定期間と、が設定され、蓄積データ収集期間に利用される異常劣化判定条件を、判定期間に利用される判定条件とは別に設ける蓄積データ収集時判定手段を備える構成とするのが好ましい。
【００１０】
また、電圧挙動情報と外部情報計測部で計測されたデータを所定期間分有する蓄積データから二次元、または三次元の広がりを有する特定区域を設定する特定区域生成手段を備える構成とするのが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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