7]以下，参照附图来说明本发明的实施方式所涉及的蓄电元件的寿命估计装置以及具备该寿命估计装置的蓄电系统。另外，以下所说明的实施方式均表示本发明的优选的一具体例。以下的实施方式所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接方式、步骤、步骤的顺序等只为一例，并非限定本发明的主旨。此外，以下的实施方式中的构成要素之中表示本发明的最上位概念的独立权利要求中未记载的构成要素作为构成更优选方式的任意的构成要素来进行说明。
[0058]首先，说明蓄电系统10的构成。
[0059]图1是具备本发明的实施方式所涉及的寿命估计装置100的蓄电系统10的外观图。
[0060]如该图所示，蓄电系统10具备:寿命估计装置100、多个(在该图中为6个)蓄电元件200、和收纳寿命估计装置100以及多个蓄电元件200的收纳壳体300。
[0061]寿命估计装置100被配置在多个蓄电元件200的上方，是搭载了对多个蓄电元件200的寿命进行估计的电路的电路基板。具体而言，寿命估计装置100与多个蓄电元件200连接，从多个蓄电元件200之中获取信息，来估计多个蓄电元件200能使用的累计剩余期间即剩余寿命。关于该寿命估计装置100的详细的功能构成的说明将后述。
[0062]另外，在此，虽然寿命估计装置100被配置在多个蓄电元件200的上方，但寿命估计装置100可以被配置在任何位置。
[0063]蓄电元件200是具有正极和负极的非水电解质二次电池等二次电池。
[0064]此外，在该图中，6个矩形状的蓄电元件200被串联配置而构成了电池组。另外，蓄电元件200的个数并不限定为6个，也可以为其他的多个个数或者I个。此外，蓄电元件200的形状也并不特别限定。
[0065]在此，优选蓄电元件200是包含层状构造的锂过渡金属氧化物来作为正极活性物质的锂离子二次电池。具体而言，作为正极活性物质，优选利用Lii+xMi—y02(M为从Fe、N1、Mn、(:0等中选择的1种或者2种以上的过渡金属元素，0<1<1/3，0<7<1/3)等的层状构造的锂过渡金属氧化物等。另外，作为该正极活性物质，也可以混合LiMn204、LiMm.5N1.504等尖晶石型锂锰氧化物、LiFePO4等橄榄石型正极活性物质等、与上述层状构造的锂过渡金属氧化物来使用。
[0066]此外，作为负极活性物质，只要为能够吸留释放锂离子的负极活性物质，便能够适当使用公知的材料。例如，除了锂金属、锂合金(锂-硅、锂-铝、锂-铅、锂-锡、锂-铝-锡、锂_镓、以及伍德合金等的含锂金属的合金)之外，还可列举能够吸留/释放锂的合金、碳材料(例如石墨、难石墨化碳、易石墨化碳、低温烧成碳、非晶碳等)、硅氧化物、金属氧化物、锂金属氧化物(Li4Ti5O12等)、多聚磷酸化合物、或者一般被称作转换负极的Co3O^Fe2P等的、过渡金属和第14族至第16族元素的化合物等。
[0067]下面，说明寿命估计装置100的详细的功能构成。
[0068]图2是表示本发明的实施方式所涉及的寿命估计装置100的功能构成的框图。
[0069]寿命估计装置100是估计蓄电元件200能使用的累计剩余期间即剩余寿命的装置。如该图所示，寿命估计装置100具备:关系式获取部110、剩余寿命估计部120以及存储部130。此外，在存储部130中存储有关系式数据131以及蓄电元件数据132。
[0070]关系式获取部110获取关系式，在该关系式中，经过蓄电元件200的使用期间的累计值即累计使用期间的时间点下的蓄电元件200的直流电阻或者交流电阻的电阻值，由包含累计使用期间的三次以上的函数或者指数函数的项的式子来表示。具体而言，在本实施方式中，关系式获取部110获取由包含累计使用期间的三次函数的多项式来表示该电阻值的该关系式。
[0071]在此，所谓累计使用期间，是指在蓄电元件200的使用开始时间点至给定的时间点为止的期间内对蓄电元件200被使用的期间进行累积而得到的合计期间。例如，在蓄电元件200被断续地使用的情况下，累计使用期间表示减去蓄电元件200未被使用的不使用期间而得到的期间。另外，该不使用期间的相减方法也可以不那么严格，可以将蓄电元件200的使用开始时间点至给定的时间点为止的也包含该不使用期间在内的全部期间设为累计使用期间。此外，作为累计使用期间的单位，优选为时间或者循环(充放电次数)，但只要为月、日等表征期间的单位，便可以利用任何单位。
[0072]此外，所谓蓄电元件200的直流电阻或者交流电阻的电阻值，是指蓄电元件200的内部电阻的电阻值，例如为第10秒的直流电阻或者IkHz的交流电阻的电阻值。另外，第10秒的直流电阻根据第10秒的V-1(电压-电流)曲线的斜率来测量。此外，所谓IkHz的交流电阻，是指通过将IkHz的频率的交流电压或者交流电流施加给蓄电元件200而测量出的交流电阻(交流阻抗)。
[0073]进一步具体而言，关系式获取部110将在该关系式中用累计使用期间对电阻值进行了二阶微分后的值成为正值的情况下的累计使用期间设为关系式获取期间，并获取根据直至经过该关系式获取期间的时间点为止的电阻值与累计使用期间的关系而获得的该关系式。关于其详细内容将后述。
[0074]另外，关系式获取部110从存储于存储部130的关系式数据131之中读出上述关系式，由此来获取该关系式。即，关系式数据131是保持了用于对蓄电元件200的剩余寿命进行估计的关系式的数据。关于该关系式的详细内容将后述。
[0075]剩余寿命估计部120利用关系式获取部110获取到的关系式来估计蓄电元件200的剩余寿命。在此，剩余寿命估计部120具备:电阻值获取部121、期间获取部122以及剩余寿命计算部123。
[0076]电阻值获取部121获取给定的时间点(以下称作第一时间点)下的蓄电元件200的电阻值即第一电阻值。即，电阻值获取部121通过测量该第一时间点下的蓄电元件200的电阻值等来进行获取，并将获取到的值设为该第一电阻值。
[0077]此外，电阻值获取部121获取蓄电元件200的寿命达到时间点(以下称作第二时间点)下的电阻值即第二电阻值。即，电阻值获取部121通过来自用户的输入等获取用户决定的值来作为蓄电元件200的寿命达到时间点下的电阻值，并将获取到的值设为该第二电阻值。
[0078]然后，电阻值获取部121将获取到的第一电阻值以及第二电阻值存储至存储部130的蓄电元件数据132。关于该存储部130中所存储的蓄电元件数据132的详细内容将后述。
[0079]期间获取部122获取从上述关系式获得的第一电阻值下的累计使用期间即第一累计使用期间。即，期间获取部122利用关系式获取部110获取到的关系式来计算电阻值获取部121获取到的第一电阻值下的累计使用期间，由此来获取上述第一时间点下的累计使用期间即该第一累计使用期间。
[0080]此外，期间获取部122获取从上述关系式获得的第二电阻值下的累计使用期间即第二累计使用期间。即，期间获取部122利用关系式获取部110获取到的关系式来计算电阻值获取部121获取到的第二电阻值下的累计使用期间，由此来获取上述第二时间点下的累计使用期间即该第二累计使用期间。
[0081]另外，期间获取部122从存储于存储部130的蓄电元件数据132之中读出第一电阻值以及第二电阻值，并利用该关系式来计算第一累计使用期间以及第二累计使用期间，由此来获取。然后，期间获取部122将获取到的第一累计使用期间以及第二累计使用期间存储至该蓄电元件数据13 2。
[0082]剩余寿命计算部123从期间获取部122获取到的第二累计使用期间之中减去第一累计使用期间，由此计算从第一时间点起的蓄电元件200的剩余寿命。具体而言，剩余寿命计算部123从存储于存储部130的蓄电元件数据132之中读出第一累计使用期间以及第二累计使用期间，来计算该剩余寿命。
[0083]S卩，所谓剩余寿命，是指给定的时间点(第一时间点)至寿命达到时间点(第二时间点)为止的蓄电元件200能使用的累计使用期间。
[0084]图3是表示本发明的实施方式所涉及的蓄电元件数据132的一例的图。
[0085]蓄电元件数据132是表示某时间点下的蓄电元件200的电阻值和该某时间点下的蓄电元件200的累计使用期间的数据的集合。即，如该图所示，蓄电元件数据132是“电阻值”与“累计使用期间”被建立了对应的数据表格。并且，在“电阻值”中存储了表示第一时间点或者第二时间点等的某时间点下的蓄电元件200的电阻值的值。此外，在“累计使用期间”中存储了表示该某时间点下的蓄电元件200的累计使用期间的值。
[0086]接下来，详细说明关系式获取部110所获取的关系式。
[0087]图4是用于说明本发明的实施方式所涉及的关系式获取部110所获取的关系式的图。具体而言，该图是表示蓄电元件200的电阻值与累计使用期间的关系的图表。
[0088]此外，图5A以及图5B是用于说明为了获得本发明的实施方式所涉及的关系式获取部110所获取的关系式而需要的期间的图。具体而言，这些图是表示无法获得该关系式的关系式非获取期间、和能够获得该关系式的关系式获取期间的图表。另外，图5B是以用累计使用期间对图5A的图表的电阻值进行了一阶微分后的值为纵轴而示出的图表。
[0089]如图4所示，关系式获取部110所获取的关系式，能够通过进行以下实验来获取。具体而言，在假定被重复使用的使用条件(电流值为规定值)下，根据直至达到某劣化状态(例如该图的如?^的期间)的直流电阻或交流电阻的电阻值R的变迀(Ro-R1)来计算包含三次函数的多项式R=f(t)。
[0090]例如，在0、100、200以及300循环后实施直流或交流电阻测量，获取(电阻值R，累计使用期间t)的数据对。进而，将两者的关系代入至ljR=AXt3+BXt2+CXt+D中，来计算常量A、B、C以及D。
[0091 ]在此，作为电阻值R的测量方法，例如可列举以下的方法。即，将已回收的电池在25°C下至少放置3个小时之后，以电池额定容量的0.05CA来进行恒流放电(剩余放电)，直至S0C(State Of Charge:充电状态)为0%。
[0092]而且，作为获取直流电阻的电阻值R的方法并不限定，例如能够例示如下方法等，即，以0.2CA进行合计8个小时的恒流恒压充电直至SOC为50%之后，将0.2、0.5、ICA等至少3点以上的放电电流的第1秒电压(V)相对于各个放电电流(I)而绘制曲线，确认它们的斜率表现线性，从而根据该V-1曲线的斜率来获取直流电阻的电阻值R。
[0093]此外，在获取交流电阻的电阻值R的情况下，利用交流阻抗测量器来获取例如IkHz的电池的内部阻抗(例如SOC: O % )。
[0094]如以上，作为上述关系式，如以下的式I所示，获取以包含累计使用期间t的三次函数的多项式来表征电阻值R的关系式。
[0095]R = f(t)=AXt3+BXt2+CXt+D (式 I)
[0096]在此，A、B、C以及D为常量。根据以上，作为关系式获取部110所获取的关系式，如上述的式I所示，能够获得:经过蓄电元件200的使用期间的累计值即累计使用期间t的时间点下的蓄电元件200的直流电阻或者交流电阻的电阻值R，由包含累计使用期间t的三次函数的多项式来表示的关系式。
[0097]如此，上述的式I所示的图表是在电池的寿命末期随着累计使用期间t的经过而电阻值R急剧增加的图表，能够准确地表现在电池的寿命末期电阻值R加速地增加的电池的劣化状态。另外，所谓电池的寿命末期，例如是指电池的内部电阻增加至初期的3倍以上的情况。
[0098]并且，上述的式I所示的关系式，按照蓄电元件200的每个种类而事前通过上述那样的实验来导出，并事前被存储至存储部130的关系式数据131。
[0099]另外，上述的式I中的常量A、B、C以及D按照蓄电元件200的每个种类而计算。
[0100]在此，如图5A所示，在累计使用期间为to?tz的期间内，由于电阻值相对于累计使用期间的变化成为向上凸的函数(凹函数)的图表，因此仅根据该函数的图表是无法获得三次函数的。将该无法获得三次函数的累计使用期间to?tz设为关系式非获取期间。
[0101]S卩，如图5B所示，关系式非获取期间是用累计使用期间对电阻值进行了一阶微分后的值相对于累计使用期间的变化减少(切线的斜率为负)的情况下的期间，进一步地具体而言，是用累计使用期间对电阻值进行了二阶微分后的值成为负值的情况