CN115117475A - 电池管理系统及电池管理方法 - Google Patents

Abstract

提供一种电池管理系统及电池管理方法。电池储藏仓(2)具备：电池群，其包括多个电池；电力变换装置(AC/DC转换器(22)和DC/DC转换器(23))，其电连接在多个电池与电力系统(5)之间；以及服务器(20)，其通过根据来自电力系统(5)的DR请求来对电力变换装置的动作进行控制，从而使多个电池充放电。电池群包括低运转群和高运转群，与电池的劣化程度有关的等级中的该高运转群所包含的等级的种类的数量为低运转群所包含的等级的种类的数量以下。与高运转群所包含的多个电池的充放电相比，服务器(20)对低运转群所包含的多个电池的充放电进行抑制。能够确保各等级的电池的库存。

Description

电池管理系统及电池管理方法

技术领域

本公开涉及电池管理系统及电池管理方法。

背景技术

日本特开2018-205873号公报记载了对具有适合于电力储存系统的蓄电池的电动汽车的用户催促该蓄电池的更换。

发明内容

近年来，搭载有行驶用的电池组的车辆的普及正在急速地发展。因此，伴随着这些车辆的换购、解体等而被回收的二手电池的数量正在增加。从推进可持续发展目标(SDGs：Sustainable Development Goals)的观点来看，期望使用被回收了的二手电池来制造新的电池组，对二手电池进行再利用。发明人着眼于了在对二手电池进行再利用等时可能产生如以下那样的问题。

电池在等待利用的期间被保管在物流据点等。要适当地保管电池，会花费成本。另外，从被回收了的电池的入库到面向了利用的出库为止可能需要一定程度的时间(保管期间)。因此，希望有效活用电池的保管期间。

考虑根据电池的劣化程度来对电池评级。根据利用的用途等，所被要求的等级(rank)也不同。因此，有可能存在需求相对高的等级，另一方面，存在需求相对低的等级。对于电池管理系统，希望按各等级来确保与利用的需求相应的数量的电池来作为库存。另一方面，无法在电池管理系统侧对从市场回收什么样的等级的电池进行调整。另外，在电池管理系统的保管期间中，电池的劣化也会发展，等级有可能因此而降低。由此，可能在库存的电池的等级产生偏颇。

本公开是为了解决上述问题而完成的，本公开的目的在于确保各等级的电池的库存。

(1)本公开的某方面涉及的电池管理系统具备：电池群，其包括多个电池；电力变换装置，其电连接在多个电池与电力系统之间；以及控制装置，其通过根据来自电力系统的需求响应请求来对电力变换装置的动作进行控制，从而使电池群所包含的多个电池充放电。电池群包括第1电池群和第2电池群，与电池的劣化程度有关的等级中的该第2电池群所包含的等级的种类的数量为所述第1电池群所包含的等级的种类的数量以下。与第2电池群所包含的多个电池的充放电相比，控制装置对第1电池群所包含的多个电池的充放电进行抑制。

在上述(1)的构成中，与第2电池群所包含的多个电池的充放电相比，第1电池群所包含的多个电池的充放电被抑制，与电池的劣化程度有关的等级中的该第2电池群所包含的等级的种类的数量为第1电池群所包含的等级的种类的数量以下。因此，与第2电池群所包含的电池的等级相比，第1电池群所包含的各等级的电池的等级被维持。其结果，能够确保各等级的电池的库存。

(2)电池管理系统还具备切换装置，该切换装置构成为能够对多个电池与电力系统之间的电连接和电切断进行切换。控制装置对切换装置进行控制，以使得第1电池群所包含的电池被从电力系统电切断。

在上述(2)的构成中，第1电池群所包含的电池被从电力系统电切断。因此，能够更切实地维持第1电池群所包含的电池的等级。

(3)控制装置在第1电池群所包含的电池的SOC处于能够抑制劣化的发展的预定SOC范围内的情况下，与第2电池群所包含的电池的充放电相比，对第1电池群所包含的电池的充放电进行抑制。

在上述(3)的构成中，当第1电池群所包含的电池的SOC成为能够抑制劣化的发展的范围内时，该第1电池群所包含的电池的充放电被抑制。其结果，能够维持第1电池群所包含的电池的等级。

(4)控制装置使第1电池群所包含的电池的预定期间内的充放电电量比第2电池群所包含的电池的预定期间内的充放电电量小。

(5)控制装置使第1电池群所包含的电池的充放电频度比第2电池群所包含的电池的充放电频度少。

(6)第1电池群包括全部等级的电池。因此，与第2电池群所包含的电池的等级相比，第1电池群所包含的全部等级的电池的等级被维持。其结果，能够确保全部等级的电池的库存。

(7)本公开的其它方面涉及的电池管理方法是使用了服务器的电池管理方法。该方法包括服务器根据来自电力系统的需求响应请求来使电池群所包含的多个电池充放电的步骤。电池群包括第1电池群和第2电池群，与电池的劣化程度有关的等级中的该第2电池群所包含的等级的种类的数量为第1电池群所包含的等级的种类的数量以下。充放电的步骤包括如下步骤：与第2电池群所包含的多个电池的充放电相比，对第1电池群所包含的多个电池的充放电进行抑制。

根据上述(6)的方法，与上述(1)的构成同样地能够确保各等级的电池的库存。

对于本发明的上述以及其它目的、特征、方面以及优点，将根据与附图关联地理解的关于本发明的如下的详细说明来变得明白易懂。

附图说明

图1是表示本实施方式中的电池组的物流的一个方式的图。

图2是表示二手电池被保管于保管单元的状况的一个例子的图。

图3是表示用于再利用二手电池的操作工序的概要的流程图。

图4是表示电池储藏仓(cellar)的电结构的系统构成图。

图5是表示电池数据的数据结构的一个例子的图。

图6是用于对本实施方式中的二手电池的充放电的抑制方式的一个例子进行说明的概念图。

图7是用于对本实施方式中的二手电池的充放电的抑制方式的另一个例子进行说明的概念图。

图8是用于对本实施方式中的二手电池的充放电的抑制方式的又一个例子进行说明的概念图。

图9是表示与本实施方式中的充放电抑制有关的处理次序的第1例的流程图。

图10是表示与本实施方式中的充放电抑制有关的处理次序的第2例的流程图。

图11是表示与本实施方式中的充放电抑制有关的处理次序的第3例的流程图。

图12是与二手电池的劣化评价有关的服务器的功能框图。

图13是与电池储藏仓和电力系统之间的电力调整有关的服务器的功能框图。

具体实施方式

在本公开和实施方式中，电池的充放电意味着电池的充电和放电中的至少一方。即，电池的充放电不限于电池的充电和放电这两方，既可以仅是电池的充电，也可以仅是电池的放电。

在本公开中，电池组包括多个模块(也被称为块(block)、堆(stack))。多个模块既可以串联连接，也可以相互并联连接。多个模块各自包括多个电池单元(单电池)。

一般而言，电池组的“再利用”大致被分为重新使用、重组、材料再循环。在重新使用的情况下，所被回收了的电池组经过必要的出货检查，直接被作为重新使用品来进行出货。在重组的情况下，所被回收了的电池组暂且被分解为模块。并且，组合所被分解了的模块中的能够使用的模块(也可以是性能恢复后成为能够使用的模块)来制造新的电池组。新制造出的电池组经过出货检查，被作为重组品进行出货。与此相对，在材料再循环中，从各电池单元取出能够再生的材料(资源)。所被回收了的电池组不会被作为其它电池组来使用。

在以下说明的实施方式中，从车辆回收了的电池组暂且被分解为模块。并且，以模块为单位进行各种工序。也即是，在以下中，能够再利用的二手电池意味着能够重组的模块。然而，向模块的分解不是必须的。根据电池组的构成或者电池组的劣化程度，也可能不分解为模块而重新使用。

以下，参照附图对本公开的实施方式进行详细的说明。此外，对图中相同或者相当的部分赋予同一标号，不重复其说明。

[实施方式]

＜电池物流模型＞

图1是表示本实施方式中的电池组的物流的一个方式的图。在以下中，将图1所示的物流的方式称为“电池物流模型”。电池物流模型100包括回收业者1、电池储藏仓2、买方3、再循环工厂4、电力系统5以及分布式能源(DER：Distributed Energy Resource)6。

回收业者1从多个车辆回收已使用的电池组(二手电池9)。回收业者1既可以是车辆销售店(经销商)，也可以是车辆的解体业者。此外，在该例子中，按各二手电池9而赋予了识别信息(电池ID)(参照图5)。因此，在电池物流模型100中，能够使用电池ID来确定二手电池9，对该二手电池9的数据(后述的电池数据等)进行管理、对该二手电池9的流通路径进行追踪。

电池储藏仓2是如在温度和湿度的管理下储存酒瓶的酒窖那样用于适当地对由回收业者1回收了的二手电池9进行管理的设施。电池储藏仓2在图1所示的例子中被设置在港湾附近的物流据点。电池储藏仓2包括对与二手电池9有关的数据进行管理的服务器20和多个保管单元21。此外，电池储藏仓2相当于本公开涉及的“电池管理系统”。保管单元21相当于本公开涉及的“保管库”。被保管于电池储藏仓2的电池不限于二手电池，也可以包括新品的电池。

图2是表示二手电池9被保管于保管单元21的状况的一个例子的图。如图2所示，在电池储藏仓2的建筑物内配置有多个保管单元21。多个保管单元21各自构成为保存许多的二手电池9。详细将在后面进行描述，但在本实施方式中，电池储藏仓2对于保存于保管单元21的二手电池9分别实施劣化评价试验。并且，电池储藏仓2基于劣化评价试验的结果，判定是否能够再利用各二手电池9(是否适于再利用)。

返回图1，买方3对由电池储藏仓2判定为了能够再利用的二手电池9进行销售。买方3可以包括将二手电池9作为车辆用电池来进行销售的销售店31和作为在工厂、大厦等中使用的固定用电池来进行使用的用户32。另外，买方3也可以包括将二手电池9作为补给品(维护、修理用的更换部件)来进行销售的销售店33。

再循环工厂4进行用于将由电池储藏仓2判定为了不能再利用的二手电池9作为其它产品的原料来进行再生的材料再循环。

电力系统5是由发电站和送配电设备等构建的电力网。在该实施方式中，电力公司兼任发电业者和送配电业者。电力公司相当于一般送配电业者，并且，相当于电力系统5的管理者，对电力系统5进行维护以及管理。在电力系统5设置有事业者服务器50。事业者服务器50归属于电力公司，对电力系统5的电力供需进行管理。服务器20和事业者服务器50构成为能够进行双向通信。

DER6是设置在设置有电池储藏仓2的物流据点(或者其周边地域)、能够与电池储藏仓2之间授受电力的规模比较小的电力设备。DER6例如包括发电型DER和蓄电型DER。

发电型DER可以包括自然变动电源和发电机。自然变动电源是发电输出根据气象条件而变动的发电设备。在图1中例示了太阳能发电设备(太阳能面板)，但自然变动电源也可以代替太阳能发电设备或者在太阳能发电设备的基础上包括风力发电设备。另一方面，发电机是不依赖于气象条件的发电设备。发电机可以包括蒸汽涡轮发电机、燃气涡轮发电机、柴油发动机发电机、燃气发动机发电机、生物质(biomass)发电机、固定燃料电池等。发电机也可以包括活用发电时产生的热的热电联产系统。

蓄电型DER可以包括电力储存系统和蓄热系统。电力储存系统是储存由自然变动电源等发电产生的电力的固定式的蓄电装置。电力储存系统也可以是使用电力来制造气体燃料(氢、甲烷等)的电转气(Power to Gas)设备。蓄热系统包括设置在热源与负载之间的蓄热槽，构成为以保温状态暂时性地储存蓄热槽内的液体介质。通过使用蓄热系统，能够使热的产生和消耗在时间上错开。因此，例如能够在夜间消耗电力，将通过使热源机运转来产生的热蓄积于蓄热槽，在白天消耗该热来进行空气调节。

这样，由回收业者1回收了的二手电池9在等待向买方3或者再循环工厂4的出库的期间被保管于电池储藏仓2。但是，要使用电池储藏仓2来适当地保管二手电池9，也会花费维持费(运行成本)。进一步，在从所被回收了的二手电池9的入库到向买方3或者再循环工厂4的出库为止的期间可能需要一定程度的时间。因此，希望有效活用电池储藏仓2中的二手电池9的保管期间。

在本实施方式中，在二手电池9的保管场所的基础上，使电池储藏仓2也作为虚拟电厂(VPP：Virtual Power Plant)发挥功能。由此，二手电池9进行充放电的机会兼任用于决定二手电池9的再利用方式的二手电池9的劣化评价、和利用了二手电池9的电力系统5的电力供需平衡调整。其结果，在电池储藏仓2中，“三位一体”地进行二手电池9的保管、二手电池9的劣化评价以及基于二手电池9的电力供需平衡调整。

＜二手电池的再利用工序＞

图3是表示用于再利用二手电池9的操作工序的概要的流程图。首先，由回收业者1回收了的二手电池9被交给电池储藏仓2(S1)。

在本实施方式中，服务器20关于二手电池9的各二手电池，在被保存在了保管单元21的状态下实施劣化评价试验(性能检查)(S2)。服务器20关于各二手电池9，基于满充电容量、内部电阻(例如交流阻抗)等的电特性来对劣化程度进行评价。并且，服务器20根据劣化评价试验的结果，判定各二手电池9能否再利用(S3)。

在本实施方式中，根据劣化评价试验的结果(更具体而言为满充电容量的测定结果)，进行二手电池9的评级。例如，如图2所示，关于能够重组的二手电池9，按满充电容量从大到小的顺序被评级为S等级、A等级、B等级、C等级这4个级别。由此，能够与等级相关联地设定二手电池9的交易价格、根据等级来保证二手电池9的品质。由此，能够使经过了电池储藏仓2的二手电池9顺利地在市场中流通。此外，关于满充电容量低于规定值的二手电池9，被评级为比C等级低(记载为Re)，转到材料再循环。

在判定为了能够再利用的情况下(在S3中为“是”)，操作工序进入性能恢复工序(S4)。在性能恢复工序中，实施用于使二手电池9的性能恢复的处理(性能恢复处理)。例如通过对二手电池9进行过充电，能够使二手电池9的满充电容量恢复。但是，也可以省略性能恢复工序。另外，也可以对劣化评价试验的结果为劣化程度大(性能较大地降低)的二手电池9实施性能恢复处理，另一方面，对于劣化程度小(性能不太降低)的二手电池9设为不实施性能恢复处理。

接着，使用通过性能恢复工序恢复了性能的二手电池9，制造(重组)新的电池组(S5)。在电池组的重组中所使用的二手电池9基本上是经过性能恢复工序恢复了性能的二手电池9，但既可以包括省略了性能恢复工序的二手电池9，也可以包括新品电池(新品的模块)。然后，电池组被向买方3进行销售以及出货(S6)。

在劣化评价试验的结果为判定为了不能再利用的情况下(在S3中为“否”)，二手电池9被运到再循环工厂4(S7)。在再循环工厂4中，二手电池9被解体而被再资源化。

这样，在通过回收业者1回收后到被交给买方3或者再循环工厂4为止的期间，二手电池9被保管在电池储藏仓2内，在该期间实施劣化评价试验。在劣化评价试验中对二手电池9的满充电容量等电特性进行测定时，二手电池9被进行充放电。在本实施方式中，对该充放电使用在电池储藏仓2(以及DER6)与电力系统5之间授受的电力。由此，电池储藏仓2作为VPP(或者DER的一个)发挥功能，对电力系统5的负荷均衡化作出贡献。更详细而言，电池储藏仓2在电力系统5中对于需求产生了供给的剩余的时间段，通过将该剩余量的电力充到二手电池9，从而对电力剩余进行吸收。另一方面，电池储藏仓2在电力系统5中对于需求产生了供给的不足的情况下，通过从二手电池9放出该不足量的电力，从而对电力不足进行缓和。

但是，电池储藏仓2也可以不构成为对电力系统5中的电力剩余的吸收和电力不足的缓和这两方作出贡献。电池储藏仓2也可以构成为仅对电力剩余的吸收和电力不足的缓和中的一方作出贡献。例如，电池储藏仓2也能够设为将电力系统5中的剩余量的电力充到二手电池9，另一方面，使从二手电池9的放电目的地不包括电力系统5。从二手电池9的放电目的地例如也可以仅为DER6。

＜电池储藏仓的系统构成＞

图4是表示电池储藏仓2的电结构的系统构成图。电池储藏仓2例如具备保管单元21、AC/DC转换器22、DC/DC转换器23以及服务器20。此外，在图4中，出于纸面的方便，保管单元21仅图示了一个，但如图2所示，典型的电池储藏仓2具备多个保管单元21。

保管单元21保存多个二手电池9。在图4中，多个二手电池9相互并联连接，但这不过是例示，多个二手电池9的连接方式不被特别地限定。多个二手电池9既可以串联连接，也可以组合串联连接和并联连接。保管单元21包括电压传感器211、电流传感器212以及继电器213。

电压传感器211对二手电池9的电压VB进行检测，向服务器20输出其检测值。电流传感器212对在二手电池9中充放电的电流IB进行检测，向服务器20输出其检测值。此外，在二手电池9的劣化评价中使用温度的情况下，保管单元21也可以还包括温度传感器(未图示)。另外，各传感器也可以是二手电池9所具备的传感器。

继电器213例如包括电连接于二手电池9的正极侧的第1继电器和电连接于二手电池9的负极侧的第2继电器。继电器213构成为能够对二手电池9与电力系统5之间的电连接与电切断进行切换。由此，能够在其它二手电池9的充放电中也将任意的二手电池9电切离，从保管单元21取出该二手电池9。此外，继电器213相当于本公开涉及的“切换装置”。

AC/DC转换器22电连接在电力系统5与DC/DC转换器23之间。AC/DC转换器22构成为能够按照来自服务器20的控制指令(充放电指令)，进行用于对保存于保管单元的二手电池9进行充放电的双向的电力变换动作。更具体而言，AC/DC转换器22将从电力系统5供给的交流电力变换为用于对二手电池9进行充电的直流电力。另外，AC/DC转换器22将从二手电池9放电的直流电力变换为用于向电力系统5供给的交流电力。

DC/DC转换器23电连接在AC/DC转换器22与保管单元21之间，并且，电连接在DER6与保管单元21之间。DC/DC转换器23也与AC/DC转换器22同样地构成为能够按照来自服务器20的控制指令(充放电指令)，进行双向的电力变换动作。DC/DC转换器23能够使来自AC/DC转换器22和/或DER6的直流电力充到二手电池9、使储存在了二手电池9的直流电力向AC/DC转换器22和/或DER6放电。

服务器20包括CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)等处理器、ROM(Read Only Memory，只读存储器)以及RAM(Random Access Memory，随机访问存储器)等存储器、进行各种信号的输入输出的输入输出端口(均未图示)。服务器20基于从各传感器接受的信号和存储于存储器的程序以及映射(map)，执行各种各样的控制。服务器20包括电池数据存储部201、劣化评价部202、电力调整部203、定时调整部204以及显示部205。

电池数据存储部201存储为了在电池储藏仓2中对二手电池9进行管理而使用的电池数据。

图5是表示电池数据的数据结构的一个例子的图。电池数据例如被以映射形式进行存储。电池数据例如包括用于对二手电池9进行识别的识别信息(电池ID)、二手电池9的型号、制造日、当前的SOC(State Of Charge，充电状况)、满充电容量、等级、劣化评价日期时刻(实施了劣化评价试验的最新的日期时刻)、保管位置(保存了二手电池9的保管单元的识别信息)来作为参数。此外，电池数据也可以包括上述以外的参数(二手电池9的内部电阻、表示二手电池9的电解液中的盐浓度分布的偏倚的指标ΣD等)。

再次参照图4，劣化评价部202基于在二手电池9的充放电时由电压传感器211和电流传感器212分别检测的电压VB和电流IB，实施二手电池9的劣化评价试验。使用图12对该评价方法的一个例子进行说明。劣化评价部202基于劣化评价试验的结果，进行二手电池9的评级。

电力调整部203进行电池储藏仓2(以及DER6)与电力系统5之间的电力调整。更具体而言，服务器20从多个二手电池9中选择为了响应来自事业者服务器50(参照图1)的需求响应(DR：Demand Response)请求而被进行充放电的二手电池9。电力调整部203输出对继电器213、AC/DC转换器22以及DC/DC转换器23的指令，以使得所被选择了的二手电池9被进行充放电。使用图13对该控制方法的一个例子进行说明。

定时调整部204对由劣化评价部202进行的二手电池9的劣化评价试验的定时和由电力调整部203进行的电池储藏仓2与电力系统5之间的电力调整的定时进行调整。更具体而言，定时调整部204进行定时调整，以使得与响应来自事业者服务器50的DR请求而电池储藏仓2的DR进行的定时相匹配地实施二手电池9的劣化评价试验。此外，与电池储藏仓2的DR相匹配地进行的不限于二手电池9的劣化评价试验，也可以在劣化评价试验的基础上进行性能恢复处理(参照图3的S4)。

显示部205根据电池储藏仓2的管理者(也可以是在电池储藏仓2工作的操作员)的操作，显示电池数据(参照图5)。另外，显示部205显示劣化评价部202的劣化评价试验的进展以及结果。由此，管理者能够掌握劣化评价试验的状况。进一步，显示部205显示由电力调整部203选择而被进行充放电的二手电池9的状态。由此，管理者能够掌握电池储藏仓2与电力系统5之间的电力调整的状况。

此外，服务器20相当于本公开涉及的“控制装置”。AC/DC转换器22和DC/DC转换器23相当于本公开涉及的“电力变换装置”。

＜库存确保＞

根据再利用的用途等，所被要求的等级也不同。因此，有可能存在需求相对高的等级，另一方面，存在需求相对低的等级。希望在电池储藏仓2中按各等级而确保与再利用的需求相应的数量的二手电池9来作为库存。另一方面，无法在电池储藏仓2侧对从市场回收什么等级的二手电池9进行调整。另外，有可能在电池储藏仓2的保管期间中，二手电池9的劣化也发展，等级因此而降低。特别是，在电池储藏仓2中，为了与电力系统5之间的电力调整而各二手电池9反复被进行充放电，因此，二手电池9的劣化容易发展。由此，可能在库存的二手电池9的等级产生偏倚。

于是，在本实施方式中，包括多个二手电池9的电池群包括低运转群和高运转群，该高运转群的所包含的等级(在该实施方式中为S、A～C等级中的任一等级)的种类的数量为低运转群以下，与高运转群的二手电池9的充放电相比，服务器20对低运转群的二手电池9的充放电进行抑制。由此，与高运转群所包含的二手电池的等级相比，低运转群所包含的各等级的二手电池的等级被维持。其结果，能够确保各等级的二手电池的库存。

此外，与高运转群相比，希望低运转群均等地包括全部等级的二手电池，但也可以不是完全地均等，例如既可以设为以与全部电池群中的各等级的比率相同的程度的比率包括各等级的二手电池，也可以设为包括全部等级的二手电池以使得各等级的二手电池成为作为库存所确保的最小数以上。低运转群设为包括全部等级的二手电池，但高运转群既可以设为包括全部等级的二手电池，也可以不包括全部等级的二手电池。另外，希望低运转群包括全部等级的种类，但只要包括高运转群所包含的等级的种类的数量以上的等级的种类，则也可以不包括全部等级的种类。

图6是用于对本实施方式中的二手电池9的充放电的抑制方式的一个例子进行说明的概念图。图7是用于对本实施方式中的二手电池9的充放电的抑制方式的另一个例子进行说明的概念图。图8是用于对本实施方式中的二手电池9的充放电的抑制方式的又一个例子进行说明的概念图。在图6～图8中，横轴表示经过时间。纵轴表示从电池储藏仓2(二手电池9)相对于电力系统5进行充放电的电力。

如图6所示，能够使低运转群的二手电池9的预定期间内的充放电量(进行充放电的电量)比高运转群的二手电池9的预定期间内的充放电量小(第1控制)。在此，减小预定期间内的充放电量的方法不限于对充放电电力的大小(例如峰值)进行调整的方法(参照图6)，也可以如图7所示那样对充放电期间的长度进行调整。也可以对充放电电力的大小和充放电期间的长度这两方进行调整。另外，如图8所示，也可以使低运转群的二手电池9的充放电频度比高运转群的二手电池9的充放电频度少(第2控制)。虽未图示，但关于低运转群的二手电池9，也可以与高运转群的二手电池9相比，对充放电量和充放电频度这两方进行抑制。即，也可以并用第1控制和第2控制。

＜充放电的抑制流程＞

图9是表示与本实施方式中的充放电抑制有关的处理次序的第1例的流程图。该流程图(以及后述的其它流程图)在预定条件成立时由主例程(未图示)调出来被执行。各步骤由基于服务器20的软件处理来实现，但也可以由配置在服务器20内的硬件(电路)来实现。以下，将步骤省略为S。

在S12中，服务器20算出在电池储藏仓2与电力系统5之间需要使用了电池储藏仓2的电力调整的电量。以下，将该电量称为电池储藏仓调整量，也记载为kWh(bat)。使用图10对电池储藏仓调整量kWh(bat)的算出方法的一个例子进行详细的说明。

在S13中，服务器20判定能够使用全部二手电池9进行充放电的电量的合计对于电池储藏仓调整量kWh(bat)是否具有余裕。在电池储藏仓调整量kWh(bat)为能够使用全部的二手电池9进行充放电的电量以上的情况下，服务器20判定为没有余裕。在没有余裕的情况下(在S13中为“否”)，要使在电池储藏仓2中充放电的电量接近电池储藏仓调整量ΔkWh(bat)，要求使全部的二手电池9进行充放电。因此，服务器20使全部的二手电池9进行充放电(S19)。

另一方面，在具有余裕的情况下、即电池储藏仓调整量kWh(bat)比能够使用全部的二手电池9进行充放电的电量小的情况下(在S13中为“是”)，即使不对全部的二手电池9进行充放电，也能够满足电池储藏仓调整量ΔkWh(bat)。在该情况下，服务器20将低运转群的二手电池9的充放电量决定为比高运转群的二手电池9的充放电量小(S14)。

图10是表示与本实施方式中的充放电抑制有关的处理次序的第2例的流程图。S22、S23、S29的处理与图9所示的S12、S13、S19的处理分别是相同的，因此，不重复说明。如图10所示，服务器20也可以将低运转群的二手电池9的充放电频度决定为比高运转群的二手电池9的充放电频度少(S24)。

这样，通过关于低运转群的二手电池9，与高运转群的二手电池9相比，减少用于电力调整的充放电量、减少充放电频度，从而能够抑制伴随着充放电的劣化。由此，与高运转群所包含的二手电池9的等级相比，低运转群所包含的各等级的二手电池9的等级被维持。其结果，能够充分地确保各等级的二手电池9的库存。

图11是表示与本实施方式中的充放电抑制有关的处理次序的第3例的流程图。S32、S33、S39的处理与图9所示的S12、S13、S19的处理分别是相同的，因此，不重复说明。在能够使用全部的二手电池9进行充放电的电量的合计对于电池储藏仓调整量kWh(bat)具有余裕的情况下(在S33中为“是”)，服务器20使处理进入S34。

在S34中，关于低运转群的各二手电池9，判定该二手电池9的SOC是否为预定的SOC范围内。该SOC范围是二手电池9的劣化的发展缓慢的SOC范围，根据二手电池9的特性来预先确定。一般而言，在二次电池的SOC过度高(例如超过80％)、过度低(例如小于20％)的情况下，二次电池的劣化容易发展。因此，希望上述SOC范围为中间的SOC范围(例如40％～60％的SOC范围)。

在低运转群的二手电池9中的某二手电池9的SOC处于劣化的发展缓慢的SOC的范围内的情况下(在S34中为“是”)，服务器20断开与该二手电池9对应的继电器213以使得该二手电池9被从电力系统5电切断(S35)。

此外，当被从电力系统5电切断的二手电池9的数量过多时，有可能从电池储藏仓2充放电的电量会相对于电池储藏仓调整量kWh(bat)而不足。因此，希望服务器20在控制继电器213时考虑电池储藏仓调整量kWh(bat)。也即是，希望服务器20对从电力系统5电切断的二手电池9的数量进行调整，以使得满足电池储藏仓调整量kWh(bat)所需要的数量的二手电池9保持电连接于电力系统5不变地留下来。

在S36中，服务器20通过使继电器213闭合了的剩余的二手电池9和高运转群的二手电池9进行充放电，从而执行与电力系统5之间的电力调整。继电器213闭合了的剩余的二手电池9是低运转群的二手电池9中的保持电连接于电力系统5不变的剩余的二手电池9。也即是，继电器213闭合了的剩余的二手电池9是SOC处于劣化的发展缓慢的SOC的范围外的二手电池9。此外，越是高温，二手电池9越容易劣化。因此，服务器20也可以对充放电电流施加一定的限制以使得二手电池9不因伴随着充放电的发热而过度地成为高温。

这样，通过断开继电器213而从电力系统5电切断了的二手电池9变为在用于电力调整的充放电中不被使用，因此，能够抑制伴随着充放电的劣化。而且，被从电力系统5电切断了的二手电池9的SOC被维持在劣化的发展缓慢的SOC范围内。由此，也能够关于不起因于充放电的保管中的劣化(所谓的经年劣化或者材料劣化)进行抑制。

此外，S34的处理也能够应用于图9和/或图10的流程图。服务器20能够在二手电池9的SOC处于劣化的发展缓慢的SOC范围内的情况下，减小低运转群的二手电池9的充放电量、减少充放电频度。

另外，关于图9～图11的任何例子，服务器20也可以与未决定买方的相同的等级的二手电池9的充放电相比，对决定了买方的二手电池9的充放电进行抑制。也即是，服务器20也可以关于决定了买方的二手电池9，即使为高运转群的二手电池9，也对充放电进行抑制。由此，能够抑制该二手电池9的到销售为止的保管期间中的劣化的发展，因此，能够防止从决定了买方的时间点开始的等级的降低。

＜劣化评价＞

图12是与二手电池9的劣化评价有关的服务器20(劣化评价部202)的功能框图。以下，为了简化说明，着眼于一个二手电池9来进行说明。但是，实际上，在存在多个未实施劣化评价的二手电池9的情况下，能够对于那些二手电池9同时执行同样的处理。劣化评价部202包括电流累计部71、OCV(Open Circuit Voltage，开路电压)算出部72、SOC变化量算出部73、满充电容量算出部74以及评级部75。

电流累计部71基于由电流传感器212检测的电流IB，算出在从电流累计的开始条件成立到结束条件成立为止的期间中在二手电池9进行了充放电的电流的累计值(电流累计量)ΔAh(单位：Ah)。在本实施方式中，如前述的那样，根据来自事业者服务器50的DR请求来实施二手电池9的充放电，在该DR时流动的电流被累计。更具体而言，在进行提高DR(电力需求的增大请求)的情况下，为了增加电池储藏仓2的电力需求，二手电池9被进行充电，那时的充电电流被累计。另一方面，在进行降低DR的情况下，为了减少电池储藏仓2的电力需求，二手电池9被进行放电，那时的放电电流被累计。电流累计部71向满充电容量算出部74输出所算出的电流累计量ΔAh。

OCV算出部72算出电流累计开始时的二手电池9的OCV和电流累计结束时的二手电池9的OCV。OCV例如能够按照下述式(1)来算出。

OCV＝VB-ΔVp-IB×R···(1)

在式(1)中，将二手电池9的内部电阻记载为R，将极化电压记载为Vp。在电流累计开始时(即将开始充放电之前)，电流IB＝0。另外，在电流累计开始前二手电池9不被充放电而被放置了的情况下，能够近似为极化电压Vp≒0。因此，电流累计开始时的OCV能够基于由电压传感器211检测的电压VB来算出。另一方面，关于内部电阻R，能够根据电压VB与电流IB之间的关系(欧姆定律)来确定。另外，在二手电池9的充放电时以一定电流进行的情况下，通过事先测定电流与极化电压Vp之间的关系，也能够根据由电流传感器212检测的电流IB来确定极化电压Vp。因此，电流累计结束时的二手电池9的OCV也能够基于电压VB和电流IB来算出。OCV算出部72向SOC变化量算出部73输出所算出的两种OCV。

SOC变化量算出部73基于两种OCV，算出从电流累计开始时到电流累计结束时的期间的二手电池9的SOC变化量ΔSOC。SOC变化量算出部73预先具有表示OCV的SOC依赖性的特性曲线(OCV-SOC曲线)。因此，SOC变化量算出部73通过参照OCV-SOC曲线，能够读出与电流累计开始时的OCV对应的SOC和与电流累计结束时的OCV对应的SOC，算出这些SOC间的差来作为ΔSOC。SOC变化量算出部73向满充电容量算出部74输出所算出的ΔSOC。

满充电容量算出部74基于来自电流累计部71的ΔAh和来自SOC变化量算出部73的ΔSOC，算出二手电池9的满充电容量C。详细而言，二手电池9的满充电容量C能够按照设为ΔAh相对于ΔSOC的比率与满充电容量C相对于ΔSOC＝100％的比率相等的下述式(2)来算出。此外，初始状态下的满充电容量C0根据二手电池9的规格是已知的，因此，满充电容量算出部74也可以进一步根据满充电容量C算出容量维持率Q(Q＝C/C0)。满充电容量算出部74向评级部75输出所算出的满充电容量C。

C＝ΔAh/ΔSOC×100···(2)

评级部75根据满充电容量C来对二手电池9进行评级。评级部75能够将评级的日期时刻作为劣化评价日期时刻记录于电池数据(参照图5)。

二手电池9的等级被与该二手电池9的电池ID、保管位置等一起显示于显示部205。由此，能够在从买方3接收到二手电池9的购入要求的情况下，在电池储藏仓2工作的操作员从保管位置取出符合买方3的要求的等级的二手电池9。通过从保管单元21适当地取出所销售的二手电池，能够抑制保管单元21变为没有空位的状况。

此外，上述的满充电容量C的算出方法不过是一个例子。要算出满充电容量C，只要是使用伴随着二手电池9的充放电而检测的电压VB和电流IB的方法，则可以采用任意方法。另外，评级部75也可以代替满充电容量C或者在满充电容量C的基础上基于其它特性(二手电池9的内部电阻R、表示锂离子电池中的电解液浓度的偏倚的指标ΣD等)，决定二手电池9的等级。另外，评级部75也可以根据二手电池9被进行了充放电的时间的长度和/或二手电池9被进行了充放电的次数，决定二手电池9的等级。虽然精度有可能稍微降低，但评级部75也可以根据从二手电池9的制造时起的经过时间来决定二手电池9的等级。评级部75也可以组合上述的各要素(满充电容量C、内部电阻R、指标ΣD、充放电时间、充放电次数、从制造时起的经过时间等)来决定二手电池9的等级。

＜电力调整＞

图13是与电池储藏仓2和电力系统5之间的电力调整有关的服务器20(电力调整部203)的功能框图。在该例子中，为了使理解变得容易，设想DER6为发电型DER(特别是太阳能发电设备等的自然变动电源)的状况来进行说明。电力调整部203包括整体调整量算出部81、DER调整量算出部82、电池储藏仓调整量算出部83、二手电池选择部84、变换运算部85以及指令生成部86。

整体调整量算出部81从事业者服务器50接受DR请求，算出在预定期间中(例如30分钟期间)需要使用电池储藏仓2和DER6进行电力调整的整体的电量。以下，将该电量称为整体调整量，也记载为kWh(total)。整体调整量算出部81向电池储藏仓调整量算出部83输出所算出的kWh(total)。

DER调整量算出部82通过与各DER6的通信来取得各DER6的运转状态(更详细而言为在预定期间中由各DER6发电产生的预想电量)。以下，将该电量称为DER调整量，也记载为kWh(DER)。DER调整量算出部82向电池储藏仓调整量算出部83输出所取得的kWh(DER)。

电池储藏仓调整量算出部83基于来自整体调整量算出部81的kWh(total)和来自DER调整量算出部82的kWh(DER)，算出需要使用了电池储藏仓2的电力调整的电量。以下，将该电量称为电池储藏仓调整量，也记载为kWh(bat)。电池储藏仓调整量算出部83例如能够算出作为上述两个电量之差的ΔkWh＝kWh(total)-kWh(DER)来作为电池储藏仓调整量kWh(bat)。电池储藏仓调整量算出部83向二手电池选择部84输出所算出的kWh(bat)。

二手电池选择部84关于保存于多个保管单元21的大量的二手电池9的各个二手电池，掌握能够充放电的电量(参照图5的电池数据)。二手电池选择部84基于来自电池储藏仓调整量算出部83的kWh(bat)，从大量的二手电池9中选择使用于电力调整的二手电池。在kWh(bat)＞0的情况下，通过从电池储藏仓2的放电，电力系统5的电力不足量被填补。因此，二手电池选择部84选择能够进行kWh(bat)以上的电量的放电的数量的二手电池9。另一方面，在kWh(bat)＜0的情况下，通过向电池储藏仓2的充电，电力系统5的电力剩余量被吸收。因此，二手电池选择部84选择能够进行kWh(bat)(绝对值)以上的电量的充电的数量的二手电池9。在选择二手电池9时，使得高运转群的二手电池9被优先地进行充放电，另一方面，低运转群的二手电池9尽可能不被进行充放电。关于该处理内容，使用图9～图11进行了详细的说明，因此，不重复在此的说明。二手电池选择部84向变换运算部85输出所被选择了的二手电池9、和分配给所被选择了的各二手电池9的电量(通过各二手电池9进行调整的电量)。

变换运算部85按由二手电池选择部84选择了的各二手电池9，算出在该二手电池9进行充放电的电力。更具体而言，变换运算部85按各二手电池9，使用电力调整的剩余时间，将由该二手电池9进行调整的电量(单位：kWh)变换为电力(单位：kW)。作为一个例子，能够在分配给了某二手电池9的电力调整量为10kWh、电力调整的剩余时间为15分钟的情况下，算出为10kWh×(60分钟/15分钟)＝40kW。变换运算部85向指令生成部86输出在各二手电池9进行充放电的电力。

指令生成部86基于变换运算部85的运算结果，生成向AC/DC转换器22和DC/DC转换器23的充放电指令，并且，生成向继电器213的开闭指令。更详细而言，另外，指令生成部86生成开闭指令，以使得所被选择了的二手电池9电连接于DC/DC转换器23，另一方面，非选择的二手电池9被从DC/DC转换器23电切断。指令生成部86生成充放电指令，以使得进行分配给了所被选择的二手电池9的电力的合计的充放电。

此外，确认性地记载图13所示的电力调整方法也不过是例示。在该例子中，设想了DER6是发电型DER、特别是无法对发电量进行控制的自然变动电源。因此，电池储藏仓调整量算出部83基于从整体调整量kWh(total)减去DER调整量kWh(DER)而得到的差分kWh(total)-kWh(DER)，算出电池储藏仓调整量kWh(bat)。也即是，在该例子中，在决定DER调整量kWh(DER)之后，通过电池储藏仓调整量kWh(bat)进行最终的电力调整。但是，例如在DER6包括蓄电型DER的情况下，电池储藏仓调整量算出部83也可以将整体调整量kWh(total)分配给DER调整量kWh(DER)和电池储藏仓调整量kWh(bat)，使用DER调整量kWh(DER)和电池储藏仓调整量kWh(bat)这两方来进行电力调整。

如上所述，在本实施方式中，在被保存在了保管单元21的状态下，各二手电池9的劣化程度被进行评价。由此，能够在时间上有效活用二手电池9的保管期间。进一步，用于对二手电池9的劣化程度进行评价的二手电池9的充放电基本上根据来自事业者服务器50的DR请求来进行。另外，在二手电池9的数量多的情况下，当进行大电力的充放电时，根据来自事业者服务器50的DR请求，在电池储藏仓2与电力系统5之间授受该大电力。由此，电池储藏仓2的运营公司能够从电力公司接受回报(奖励)的支付，因此，能够使用该回报来作为电池储藏仓2的运行成本。或者，电池储藏仓2的运营公司能够回收电池储藏仓2的初始投资(原始成本)的一部分。由此，也能够在金钱上有效活用二手电池9的保管期间。

进一步，在本实施方式中，关于低运转群的二手电池9，与高运转群的二手电池9相比，充放电被抑制。由此，能够抑制低运转群的二手电池9伴随着充放电而劣化的事态，因此，能够维持低运转群所包含的各等级的二手电池9的等级。由此，能够充分地确保各等级的二手电池9的库存。

在前述的实施方式中，使之作为VPP发挥功能的二手电池9既可以为保存在了电池储藏仓2的状态，也可以为未保存在电池储藏仓2的状态。另外，电池储藏仓2既可以被分为保存二手电池9群中的高运转群的二手电池9的区域和保存低运转群的二手电池9的区域，也可以不分区域。

在前述的实施方式中设为了：保存于电池储藏仓2的二手电池9被分为低运转群和高运转群。但是，不限定于此，也可以设为保存于电池储藏仓2的二手电池9被分为包括第1电池群和第2电池群的3个以上的群，对于所分出的群中的第1电池群和第2电池群分别执行与前述的对于低运转群和高运转群的处理同样的处理。在该情况下，与低运转群对应的第1电池群设为包括全部等级的二手电池9。

对本发明的实施方式进行了说明，但应该认为本次公开的实施方式在全部方面是例示的，并不是限制性的。本发明的范围由权利要求书表示，意在包含与权利要求书等同的含义以及范围内的全部变更。

Claims (7)

1.一种电池管理系统，具备：

电池群，其包括多个电池；

电力变换装置，其电连接在所述多个电池与电力系统之间；以及

控制装置，其通过根据来自所述电力系统的需求响应请求来对所述电力变换装置的动作进行控制，从而使所述电池群所包含的所述多个电池充放电，

所述电池群包括第1电池群和第2电池群，与电池的劣化程度有关的等级中的所述第2电池群所包含的等级的种类的数量为所述第1电池群所包含的等级的种类的数量以下，

与所述第2电池群所包含的所述多个电池的充放电相比，所述控制装置对所述第1电池群所包含的所述多个电池的充放电进行抑制。

2.根据权利要求1所述的电池管理系统，

还具备切换装置，所述切换装置构成为能够对所述多个电池与所述电力系统之间的电连接和电切断进行切换，

所述控制装置对所述切换装置进行控制，以使得所述第1电池群所包含的电池被从所述电力系统电切断。

3.根据权利要求1所述的电池管理系统，

所述控制装置在所述第1电池群所包含的电池的SOC处于能够抑制劣化的发展的预定SOC范围内的情况下，与所述第2电池群所包含的电池的充放电相比，对所述第1电池群所包含的电池的充放电进行抑制。

4.根据权利要求1所述的电池管理系统，

所述控制装置使所述第1电池群所包含的电池的预定期间内的充放电电量比所述第2电池群所包含的电池的所述预定期间内的充放电电量小。

5.根据权利要求1所述的电池管理系统，

所述控制装置使所述第1电池群所包含的电池的充放电频度比所述第2电池群所包含的电池的充放电频度少。

6.根据权利要求1所述的电池管理系统，

所述第1电池群包括全部等级的电池。

7.一种电池管理方法，是使用了服务器的电池管理方法，

包括所述服务器根据来自电力系统的需求响应请求来使电池群所包含的多个电池充放电的步骤，

所述电池群包括第1电池群和第2电池群，与电池的劣化程度有关的等级中的所述第2电池群所包含的等级的种类的数量为所述第1电池群所包含的等级的种类的数量以下，

所述充放电的步骤包括如下步骤：与所述第2电池群所包含的所述多个电池的充放电相比，对所述第1电池群所包含的所述多个电池的充放电进行抑制。

Images