CN117941214A - 系统、程序及管理方法 - Google Patents

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CN117941214A CN202280060201.3A CN202280060201A CN117941214A CN 117941214 A CN117941214 A CN 117941214A CN 202280060201 A CN202280060201 A CN 202280060201A CN 117941214 A CN117941214 A CN 117941214A
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齐藤贵也
高柳良基
宫川绚太郎
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Abstract

提供一种具备管理部的系统，该管理部以使多个电池包交替放电的方式管理所述多个电池包，使得与连接有发电部及负载的总线并联连接的多个电池包中电压最大的电池包与电压最小的电池包的电压之差不大于电压阈值。提供一种管理方法，是由计算机执行的与连接有发电部及负载的总线并联连接的多个电池包的管理方法，该管理方法具备以下阶段：以使多个电池包交替放电的方式管理所述多个电池包，使得多个电池包中电压最大的电池包与电压最小的电池包的电压之差不大于电压阈值。

Description

系统、程序及管理方法
技术领域
本发明涉及系统、程序及管理方法。
背景技术
已知如HAPS(High Altitude Platform Station，高空平台)那样，以相对较低的放电速率对电池的电力进行放电来执行各种动作的装置(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2020-043494号公报
发明内容
根据本发明的一个实施方式，提供一种系统。系统可以具备与连接有发电部及负载的总线并联连接的多个电池包。系统可以具备管理部，该管理部以使多个电池包交替放电的方式管理多个电池包，使得多个电池包中电压最大的电池包与电压最小的电池包的电压之差不大于预先确定的电压阈值。
上述多个电池包可以分别具有锂金属电池。上述管理部可以控制上述多个电池包与上述总线的电连接，使得利用由上述发电部所发电的电力同时对上述多个电池包进行充电。在利用由上述发电部所发电的电力对上述多个电池包进行充电的情况下，上述管理部可以以使来自上述发电部针对上述总线的电压处于电压最大的电池包的电压与电压最小的电池包的电压之间的方式进行管理。上述管理部可以以消耗由上述发电部所发电的电力的方式进行管理，使得利用由上述发电部所发电的电力对上述多个电池包进行充电的充电速率不快于预先确定的充电速率阈值。上述管理部可以以使上述多个电池包中电压更高的电池包优先放电的方式进行管理。上述管理部可以以使上述多个电池包每两个以上地按顺序放电。上述多个电池包可以包括左右对称配置的多个左侧的电池包和多个右侧的电池包，上述管理部可以以使上述多个左侧的电池包及上述多个右侧的电池包左右对称地各自按至少一个电池包顺序放电的方式管理上述多个电池包。上述负载可以包括配置于上述总线的左侧的左侧负载和配置于上述总线的右侧的右侧负载。上述系统可以具备：包关联信息获取部，获取与上述多个电池包相关的包关联信息；以及估计部，基于上述包关联信息，估计上述多个电池包的开路电压。上述管理部可以以使上述多个电池包交替放电的方式管理上述多个电池包，使得上述开路电压最大的电池包与上述开路电压最小的电池包的上述开路电压之差不大于上述电压阈值。上述包关联信息可以包括上述电池包的OCV(OpenCircuit Voltage：开路电压)。上述包关联信息可以包括上述电池包的CCV(ClosedCircuit Voltage：闭路电压)。上述包关联信息可以包括上述电池包的DCIR(DirectCurrent Internal Resistence：直流内部电阻)。上述包关联信息可以包括上述电池包的SOH(State of Health，健康状态)。上述包关联信息可以包括上述电池包的SOC(State OfCharge，充电状态)。上述包关联信息可以包括上述电池包的电流值。上述包关联信息可以包括上述电池包的放电时间。上述包关联信息可以包括上述电池包的累计容量。上述包关联信息可以包括上述电池包的温度。上述估计部可以存储上述电池包的SOH(State ofHealth，健康状态)与DCIR(Direct Current Internal Resistence，直流内部电阻)的关系，并根据所存储的上述DCIR、SOH、电流值、放电时间、CCV及累计容量来估计上述电池包的开路电压。上述估计部可以根据放电开始前的OCV、电流值、放电时间、CCV、累计容量及温度来估计放电开始前的SOC及SOH，接着，上述估计部使用所估计的数据，从预先存储的数据库中估计当前的DCIR。上述估计部可以根据所估计的当前的DCIR、CCV、电流值，估计当前的OCV。所述管理部可以以在使上述多个电池包中电压最大的第一电池包开始放电之后，在上述第一电池包的电压与上述多个电池包中的其他多个电池包中电压最大的第二电池包的电压之差大于上述电压阈值之前，使上述第二电池包开始放电，并使上述第一电池包停止放电的方式进行管理。
上述系统可以搭载于飞行器，上述多个电池包可以配置于上述飞行器的翼部，上述发电部可以执行太阳能发电，上述负载可以是使上述飞行器的螺旋桨旋转的电机。上述管理部可以以利用由上述发电部所发电的电力使上述飞行器上升的方式进行管理，使得利用由上述发电部所发电的电力对上述多个电池包进行充电的充电速率不快于预先确定的充电速率阈值。在上述多个电池包中放电的电池包的放电速率比预先确定的放电速率阈值慢的时间持续了预先确定的时间的情况下，上述管理部可以以利用放电的电池包的电力使上述飞行器上升的方式进行管理。上述管理部可以管理上述多个电池包，使得在确定为白天的时间段以使上述最大电压电池包与上述最小电压电池包的电压之差不大于第一电压阈值的方式使上述多个电池包交替放电，并且在确定为夜间的时间段以使上述最大电压电池包与上述最小电压电池包的电压之差不大于比上述第一电压阈值大的第二电压阈值的方式使上述多个电池包交替放电。上述系统可以具备上述飞行器。上述飞行器可以具有通信控制部，上述通信控制部使用由上述多个电池包所放电的电力，向通过朝向地面照射波束而形成的通信区域内的用户终端提供无线通信服务。
根据本发明的一个实施方式，提供一种程序，用于使计算机作为管理部发挥功能，上述管理部以使多个电池包交替放电的方式管理多个电池包，使得与连接有发电部及负载的总线并联连接的多个电池包中电压最大的电池包与电压最小的电池包的电压之差不大于电压阈值。
根据本发明的一个实施方式，提供一种由计算机执行的与连接有发电部及负载的总线并联连接的多个电池包的管理方法。管理方法可以具备以下阶段：以使多个电池包交替放电的方式管理多个电池包，使得多个电池包中电压最大的电池包与电压最小的电池包的电压之差不大于电压阈值。
另外，上述的发明内容并未列举出本发明的所有必要特征。此外，这些特征组的子组合也可以成为发明。
附图说明
图1概略地示出系统10的一个例子。
图2概略地示出系统10的一个例子。
图3概略地示出系统10中的充电时的电流流动的一个例子。
图4概略地示出系统10中的放电时的电流流动的一个例子。
图5概略地示出管理装置100的功能结构的一个例子。
图6概略地示出系统10中的放电时的电流流动的其他例子。
图7概略地示出搭载有系统10的飞机600的一个例子。
图8概略地示出搭载有系统10的飞机600的其他例子。
图9概略地示出搭载有系统10的飞机600的其他例子。
图10概略地示出搭载有系统10的飞机600的其他例子。
图11概略地示出搭载有系统10的HAPS700的一个例子。
图12概略地示出作为管理装置100发挥功能的计算机1200的硬件结构的一个例子。
具体实施方式
电池(特别是使用锂金属负极的电池)具有如果放电速率低则劣化快的特性。作为其解决方案之一，提出了通过交替使用包内的单元来提高每个单元的放电速率的技术。但是，在包内的单元的切换中，需要切换用的部件，会成为包的重量增加及成本高的原因。此外，在电池中，还具有如果充电速率高则劣化快的特性。本实施方式所涉及的系统10实现考虑了这种电池的特性的电池的充放电管理。
下面，通过发明的实施方式对本发明进行说明，但以下的实施方式不限定权利要求所涉及的发明。此外，在实施方式中说明的特征的组合的全部不一定是发明的解决方案所必须的。
图1概略地示出系统10的一个例子。系统10具备管理装置100。管理装置100管理与连接有多个发电部300及多个负载500的总线400并联连接的多个电池包200。管理装置100可以管理多个电池包200的充放电。
系统10也可以具备多个电池包200。系统10也可以具备多个发电部300。系统10也可以具备多个负载500。
电池包200的电池的种类可以是任意种类。电池包200例如是负极使用锂的电池。电池包200例如是锂离子电池。电池包200可以具有锂金属电池。
电池包200具备多个单元202。单元202例如可以是负极使用金属锂的电池单元。
发电部300例如执行太阳能发电。发电部300的发电方法也可以是其他发电方法。电池包200能够利用由发电部300所发电的电力进行充电。多个发电部300可以与总线400并联连接。
负载500消耗电池包200的电力，或者消耗由发电部300所发电的电力。负载500可以是通过电力进行动作的任意装置。例如，在系统10搭载于飞行器的情况下，负载500可以是与螺旋桨、升降舵等与飞行器的飞行相关的装置。
本实施方式所涉及的管理装置100管理多个电池包200的充放电，以抑制多个电池包200的劣化。
图2概略地示出系统10的一个例子。在图2所示的例子中，多个电池包200分别经由接触器210与总线400连接。此外，多个太阳能单元310经由MPPT(Maximum Power PointTracking，最大功率点追踪)320与总线400连接。太阳能单元310可以是发电部300的一个例子。此外，多个负载500经由控制器510与总线400连接。这里，例示了配置于总线400的左侧的左侧负载500和配置于总线400的右侧的右侧负载500。
在区分电池包200进行说明的情况下，有时从左侧向右侧记载为电池包A、电池包B、电池包C、电池包D、电池包E、电池包F、电池包G、电池包H。在区分接触器210进行说明的情况下，有时从左侧向右侧记载为接触器A、接触器B、接触器C、接触器D、接触器E、接触器F、接触器G、接触器E。
图3概略地示出系统10中的充电时的电流流动的一个例子。如图3例示的那样，管理装置100可以控制多个电池包200与总线400的电连接，使得利用由多个太阳能单元310所发电的电力同时对多个电池包200进行充电。例如在开始了基于多个太阳能单元310的发电的情况下，管理装置100以通过使所有的接触器210开放，同时向所有的电池包200供给电力的方式进行控制。
图4概略地示出系统10中的放电时的电流流动的一个例子。管理装置100可以以使多个电池包200交替放电的方式管理多个电池包200，使得与多个电池包200全部放电的情况相比，多个电池包200各自的放电速率变高。
管理装置100例如以使多个电池包200一个个地按顺序放电的方式控制多个接触器210。管理装置100例如以重复电池包A、电池包B、电池包C、电池包D、电池包E、电池包F、电池包G、电池包H的顺序进行放电的方式来控制多个接触器210。此外，管理装置100例如以使多个电池包200中的电压更高的电池包200优先而按顺序放电的方式控制多个接触器210。这样，通过使八个电池包200交替放电，与八个电池包200全部放电的情况相比，能够使电池包200的放电速率为八倍。
管理装置100根据状况切换对多个电池包200的充电和放电，但例如在为了充电而使多个接触器210的全部开放时，如果多个电池包200中的电压最大的电池包200与电压最小的电池包200的电压之差大，则电流从前者向后者流动，后者的充电速率变快，有可能加快后者的劣化。
本实施方式所涉及的管理装置100以使多个电池包200交替放电的方式管理多个电池包200，使得多个电池包200中的电压最大的电池包200与电压最小的电池包200的电压之差不大于预先确定的电压阈值。换言之，管理装置100以使多个电池包200交替放电的方式管理多个电池包200，使得多个电池包200中的剩余容量最大的电池包200与剩余容量最小的电池包200的剩余容量之差不大于预先确定的剩余容量阈值。
例如，管理装置100首先使多个电池包200中的电压最大的电池包200(有时记载为第一电池包200)开始放电。管理装置100在第一电池包200的电压与多个电池包200中的其他多个电池包200中的电压最大的电池包200(有时记载为第二电池包200)之差大于电压阈值之前，使第二电池包200开始放电。管理装置100在从使第二电池包200开始放电起经过了预先确定的时间之后，使第一电池包200停止放电。通过反复进行这样的控制，能够使多个电池包200中的电压最大的电池包200与电压最小的电池包200的电压之差不大于预先确定的电压阈值。另外，该预先确定的时间例如可以为0.01～1秒左右。通过在从使第二电池包200开始放电起经过了预先确定的时间之后，使第一电池包200停止放电，能够使放电不会中断。
图5概略地示出管理装置100的功能结构的一个例子。管理装置100可以具备管理部110、包关联信息获取部112及估计部114。
管理部110以使多个电池包200交替放电的方式管理多个电池包200，使得多个电池包200中的电压最大的电池包200与电压最小的电池包200的电压之差不大于预先确定的电压阈值。
例如，管理部110首先使多个电池包200中的电压最大的电池包200(有时记载为第一电池包200)开始放电。接着，管理部110在第一电池包200的电压与多个电池包200中的其他多个电池包200中的电压最大的电池包200(有时记载为第二电池包200)之差大于预先确定的电压阈值之前，使第二电池包200开始放电。然后，管理部110在从使第二电池包200开始放电起经过了预先确定的时间之后，使第一电池包200停止放电。管理部110通过反复进行这样的控制，能够使多个电池包200按顺序放电。
管理部110可以控制多个电池包200与总线400的电连接，使得利用由多个太阳能单元310所发电的电力，同时对多个电池包200进行充电。例如，管理部110使多个接触器210全部开放，以便利用由多个太阳能单元310所发电的电力，同时对多个电池包200进行充电。
在利用由多个太阳能单元310所发电的电力对进行多个电池包200进行充电的情况下，管理部110可以以使来自太阳能单元310的针对总线400的电压处于多个电池包200中的电压最大的电池包200的电压与电压最小的电池包200的电压之间的方式进行管理。管理部110可以通过控制多个MPPT320以使来自太阳能单元310的针对总线400的电压处于多个电池包200中的电压最大的电池包200的电压与电压最小的电池包200的电压之间的方式进行管理。
包关联信息获取部112对于多个电池包200的每一个电池包200，获取与电池包200关联的包关联信息。例如，包关联信息获取部112从传感器获取由对多个电池包200的每一个电池包200配置的该传感器所检测的信息作为包关联信息。
包关联信息可以包括电池包200的OCV(Open Circuit Voltage：开路电压)。包关联信息可以包括电池包200的CCV(Closed Circuit Voltage：闭路电压)。包关联信息可以包括电池包200的DCIR(Direct Current Internal Resistence：直流内部电阻)。包关联信息可以包括电池包200的SOH(State of Health，健康状态)。包关联信息可以包括电池包200的SOC(State Of Charge，充电状态)。包关联信息可以包括电池包200的电流值。包关联信息可以包括电池包200的放电时间。包关联信息可以包括电池包200的累计容量。包关联信息可以包括电池包200的温度。
估计部114基于包关联信息获取部112所获取的包关联信息来估计电池包200的状态。估计部114可以使用在现有的BMS(Battery Management System，电池管理系统)中使用的估计方法来进行估计。
例如，估计部114存储电池包200的SOC与DCIR的关系，并根据所存储的DCIR、SOH、电流值、放电时间、CCV以及累计容量来估计电池包200的OCV。
此外，例如，估计部114首先根据放电开始前的OCV、电流值、放电时间、CCV、累计容量以及温度来估计放电开始前的SOC及SOH。接着，估计部114使用该数据，从预先存储的数据库估计当前的DCIR。然后，估计部114根据所估计的当前的DCIR、CCV以及电流值来估计当前的OCV。
管理部110可以基于包关联信息获取部112所获取的多个电池包200各自的OCV而以使多个电池包200交替放电的方式管理多个电池包200，使得多个电池包200中的电压最大的电池包200与电压最小的电池包200的电压之差不大于预先确定的电压阈值。
此外，管理部110可以基于估计部114所估计的多个电池包200各自的OCV以使多个电池包200交替放电的方式管理多个电池包200，使得多个电池包200中的电压最大的电池包200与电压最小的电池包200的电压之差不大于预先确定的电压阈值。
管理部110可以根据电压最大的电池包200，预先设定向电压最小的电池包200的充电速率不快于预先确定的充电速率阈值那样的电压阈值。充电速率阈值例如可以为0.3C以下，更优选可以为0.2C以下。
例如，在使用在5kWh(15Ah)下、DICR最低为1.87Ω、平均为1.99Ω、电压为270～396V的电池包200的情况下，为了使DCIR为2Ω、在充电下成为3A的0.2C，电压最大的电池包200与电压最小的电池包200的电压差＜(0.2(C)×15(Ah)×2(Ω)＝6V)，电压阈值为6V。在这种情况下，管理部110在使电压最大的电池包200(记载为第一电池包200)开始放电之后，并且在该第一电池包200的电压比电压第二高的电池包200(记载为第二电池包200)的电压低6V以上之前，使该第二电池包200开始放电，在经过了预先确定的时间之后，使第一电池包200停止放电。
此外，为了成为0.3C，电压最大的电池包200与电压最小的电池包200的电压差＜(0.3(C)×15(Ah)×2(Ω)＝9V)，电压阈值为9V。在这种情况下，管理部110在使第一电池包200开始放电之后，在该第一电池包200的电压比第二电池包200的电压低9V以上之前，使该第二电池包200开始放电，并在经过了预先确定的时间之后，使第一电池包200停止放电。
例如，在太阳能单元310的发电量增加而具有剩余的发电量的情况下，管理部110也可以以消耗由太阳能单元310所发电的电力的方式进行管理，使得对多个电池包200进行充电的充电速率不快于充电速率阈值。例如，管理部110将控制器510控制为使负载500消耗由太阳能单元310所发电的电力，以使利用由太阳能单元310所发电的电力对多个电池包200进行充电的充电速率不快于充电速率阈值。
在多个电池包200中的放电的电池包200的放电速率比预先确定的放电速率阈值慢的时间持续了预先确定的时间的情况下，管理部110也可以以使放电的电池包200的电力消耗量增加的方式进行管理。例如，管理部110将控制器510控制为使负载500消耗电池包200的电力。该预先确定的时间可以以秒为单位或以分钟为单位而能够任意设定。由此，能够防止由于长时间持续放电速率低的状态而导致电池包200的劣化提前。放电速率阈值可以为0.3C～2.0C，更希望可以为0.4C～1.0C。
下述表1表示对具有在负极使用金属锂的电池单元的电池包200的各种放电速率及充电速率各自的劣化程度进行了实验的实验结果。实验按放电速率及充电速率的每个组合进行多次，将维持了初始容量的80％的平均为250循环以上的情况设为“◎”，将维持了初始容量的80％的平均为200循环以上且小于250循环的情况设为“〇”，将平均为180循环以下的情况设为“×”。该实验结果例如表示以下情况：对多个电池包200的每一个电池包200反复进行以0.3C的放电速率放电、以0.1C的充电速率充电，其结果，维持了初始容量的80％的是平均200循环以上且小于250循环。此外，例如表示以下情况：对多个电池包200的每一个电池包200反复进行以0.5C的放电速率放电、以0.2C的充电速率充电，其结果，由于维持了初始容量的80％，所以平均为250循环以上。
[表1]
如表1所示，放电速率优选为0.3C～2.0C，更优选为0.4C～1.0C。充电速率优选为0.3C以下，更优选为0.2C以下。
图6概略地示出系统10中的放电时的电流流动的其他例子。管理部110也可以以使多个电池包200每两个以上地按顺序放电的方式进行管理。例如，管理部110以使多个电池包200每两个地按顺序放电的方式进行管理。此外，例如，管理部110以使多个电池包200每三个地按顺序放电的方式进行管理。此外，例如，管理部110以使多个电池包200每四个地按顺序放电的方式进行管理。这些是例示，管理部110也可以使以更多的数量地按顺序放电的方式进行控制。
图6例示了以下情况：多个电池包200包括左右对称配置的四个左侧的电池包和四个右侧的电池包，管理部110以使多个左侧的电池包200及多个右侧的电池包200的各一个电池包200左右对称地按顺序放电的方式管理多个电池包200。管理部110也可以以使多个左侧的电池包200及多个右侧的电池包200的各一个电池包200左右对称地按顺序放电的方式控制多个接触器210。
管理部110例如以按第一电池包200及第八电池包200、第二电池包200及第七电池包200、第三电池包200及第六电池包200、第四电池包200及第五电池包200的顺序放电的方式控制多个接触器210。例如，在使第一电池包200及第二电池包200执行放电的情况下，向左侧的负载500的送电路径变短，但向右侧的负载500的送电路径变长，送电效率差。与此相对，通过左右对称地放电，能够防止送电路径相对于左侧的负载500及右侧负载500中的一方变长，能够抑制送电效率的降低。另外，在这种情况下，管理部110在使第一电池包200及第八电池包200放电时，可以使第一电池包200及第八电池包200同时放电，也可以交替放电，还可以按顺序放电。
管理部110也可以对第一电池包200及第八电池包200的组、第二电池包200及第七电池包200的组、第三电池包200及第六电池包200的组以及第四电池包200及第五电池包200的组以使电压更高的组优先放电的方式进行管理。例如，管理部110对多个组的每个组确定电压更高的电池包200，并使所确定的电池包200的电压更高的组优先放电。此外，例如，管理部110使多个组中的平均的电压更高的组优先放电。
管理部110例如对多个组的每个组确定电压更高的电池包200，并按电压高的顺序来决定组的顺序。然后，管理部110按照所决定的顺序，一边适当地切换组一边使该组放电，使得多个电池包200中的电压最大的电池包200与电压最小的电池包200的电压之差不大于电压阈值。
此外，管理部110也可以以使多个左侧的电池包200及多个右侧的电池包200的每个任意的组合按顺序放电的方式管理多个电池包200。例如，以以下方式进行管理：对于第一电池包200，组合第五电池包200～第八电池包200中的任一者，对于第二电池包200，组合第五电池包200～第八电池包200中的剩余三个中的任一者，对于第三电池包200，组合第五电池包200～第八电池包200的剩余两个中的任一者，对于第四电池包200组合第五电池包200～第八电池包200中的剩余的电池包200，并且使每个组合按顺序放电。
图7概略地示出搭载有系统10的飞机600的一个例子。飞机600可以是飞行器的一个例子。在图7中，作为多个电池包200的例子，图示了电池包220至电池包231。在图7所示的例子中，电池包220至电池包224配置在翼部620的左翼部622中，电池包225及电池包226配置在机体610中，电池包227至电池包231配置在翼部620的右翼部624中。
在图7中，省略了管理装置100、多个接触器210、多个发电部300以及从电池包220至电池包231向总线400的布线的图示。管理装置100例如配置在飞机600的机体610中。发电部300例如配置在翼部620的上表面。电池包220至电池包231与总线400并联连接。螺旋桨630是负载500的一个例子。
这里，对管理部110使多个电池包200每两个地按顺序放电的情况下的顺序进行说明。管理部110也可以重复以下顺序：从左右对称配置的分组901及分组905各选择一个电池包并使其放电，从分组902及分组904各选择一个电池包并使其放电，选择分组903的两个电池包并使其放电。从左右对称配置的两分组各选择一个电池包的顺序可以以前后方向一致的方式选择，也可以以前后方向不一致的方式选择。例如，在前者的情况下，管理部110按电池包220及电池包229、电池包221及电池包230、电池包222及电池包231的顺序使它们放电，并按电池包223及电池包227、电池包224及电池包228的顺序使它们放电，并且使电池包225及电池包226放电。
图8概略地示出搭载有系统10的飞机600的其他例子。这里，以与图7的不同点为主进行说明。在图8所示的例子中，电池包220至电池包225配置于翼部620的左翼部622，电池包226至电池包231配置于翼部620的右翼部624。
管理部110也可以重复以下顺序：从左右对称配置的分组901及分组904各选择一个电池包并使其放电，从分组902及分组903各选择一个电池包并使其放电。从左右对称配置的两分组各选择一个电池包的顺序可以以前后方向一致的方式选择，也可以以前后方向不一致的方式选择。例如，在前者的情况下，管理部110按电池包220及电池包229、电池包221及电池包230、电池包222及电池包231的顺序使它们放电，并且按电池包223及电池包226、电池包224及电池包227、电池包225及电池包228的顺序使它们放电。
图9概略地示出搭载有系统10的飞机600的其他例子。这里，以与图7的不同点为主进行说明。在图9所示的例子中，电池包220至电池包226配置于飞机600的左侧，电池包227至电池包240配置于飞机600的中心部，电池包231至电池包237配置于飞机600的右侧。
管理部110可以重复以下顺序：从左右对称配置的分组901及分组905各选择一个电池包并使其放电，从分组902及分组904各选择一个电池包并使其放电，从分组903中两个两个地选择电池包并使其放电。从左右对称配置的两分组各选择一个电池包的顺序可以以前后方向一致的方式选择，也可以以前后方向不一致的方式选择。例如，在前者的情况下，管理部110按电池包220及电池包236、电池包221及电池包237的顺序使它们放电，按电池包222及电池包231、电池包223及电池包232、电池包224及电池包233、电池包225及电池包234、电池包226及电池包235顺序使它们放电，并且按电池包227及电池包228、电池包229及电池包230顺序使它们放电。
图10概略地示出搭载有系统10的飞机600的其他例子。这里，以与图7的不同点为主进行说明。在图10所示的例子中，电池包220至电池包223和电池包228及电池包229配置于翼部620的左翼部622，电池包224至电池包227配置于飞机600的中心部，电池包230至电池包235配置于翼部620的右翼部624。
管理部110也可以重复以下顺序：从左右对称配置的分组901及分组905各选择一个电池包并使其放电，从分组902及分组904各选择一个电池包并使其放电，从分组903中两个两个地选择电池包并使其放电。从左右对称配置的两分组各选择一个电池包的顺序可以以前后方向一致的方式选择，也可以以前后方向不一致的方式选择。例如，在前者的情况下，管理部110按电池包220及电池包234、电池包221及电池包235的顺序使它们放电，并按电池包222及电池包232、电池包223及电池包233的顺序使它们放电，并且按电池包229及电池包231、电池包228及电池包230、电池包226及电池包227、电池包224及电池包225顺序使它们放电。
图11概略地示出搭载有系统10的HAPS700的一个例子。HAPS700是向通过朝向地面照射波束702而形成的通信区域704内的用户终端30提供无线通信服务的飞行器。
HAPS700具备机体710、中央部720、螺旋桨730、吊舱740及太阳能电池面板750。机体710具有翼部712。翼部712包括左翼部714及右翼部716。
在翼部712的内部配置有并联连接的多个电池包200。可以是多个电池包200中的左侧的多个电池包200配置于左翼部714，右侧的多个电池包200配置于右翼部716。多个电池包200可以经由多个接触器210与总线400连接。太阳能电池面板750可以经由MPPT320与总线400连接。由多个电池包200所放电的电力由HAPS700所具备的各结构所利用。例如，由多个电池包200所放电的电力由螺旋桨730的电机所利用。螺旋桨730的电机可以是负载500的一个例子。
在中央部720内配置有飞行控制部722及通信控制部724和未图示的管理装置100。飞行控制部722使用由多个电池包200所放电的电力来控制HAPS700的飞行。通信控制部724使用由多个电池包200所放电的电力来控制HAPS700的通信。
飞行控制部722例如通过控制螺旋桨730的旋转来控制HAPS700的飞行。此外，飞行控制部722也可以通过变更未图示的襟翼、升降舵的角度来控制HAPS700的飞行。飞行控制部722可以具备GPS传感器等定位传感器、陀螺仪传感器及加速度传感器等各种传感器来管理HAPS700的位置、移动方向及移动速度。
通信控制部724使用SL(Service Link，服务链路)天线，在地面形成通信区域704。通信控制部724使用SL天线，与地面的用户终端30形成服务链路。SL天线也可以是多波束天线。通信区域704也可以是多小区。
通信控制部724可以使用FL(Feeder Link，馈线链路)天线，与地面的网关40之间形成馈线链路。通信控制部724也可以经由网关40访问网络20。
通信控制部724可以使用卫星通信天线与通信卫星50进行通信。通信控制部724可以经由通信卫星50及卫星通信站60访问网络20。
用户终端30只要能够与HAPS700进行通信，则可以是任何通信终端。例如，用户终端30是智能手机等便携电话。用户终端30也可以是平板终端及PC(Personal Computer，个人计算机)等。用户终端30也可以是所谓的IoT(Internet of Thing，物联网)设备。用户终端30可以包括相当于所谓的IoE(Internet of Everything，万物互联)的所有用户终端。
HAPS700例如经由馈线链路或通信卫星50和服务链路，对网络20与用户终端30的通信进行中继。HAPS700可以通过对用户终端30与网络20的通信进行中继，向用户终端30提供无线通信服务。
网络20包括移动体通信网络。移动体通信网络也可以遵循3G(3rd Generation，第三代)通信方式、LTE(Long Term Evolution，长期演进)通信方式、5G(5th Generation，第五代)通信方式及6G(6th Generation，第六代)通信方式以后的通信方式中的任一种。网络20也可以包括互联网。
HAPS700例如将从通信区域704内的用户终端30所接收的数据发送到网络20。此外，HAPS700例如在经由网络20接收到发给通信区域704内的用户终端30的数据的情况下，将该数据发送到用户终端30。
HAPS700例如在平流层中，一边在预先确定的飞行路径中巡回、一边在地面的特定的区域中维持通信区域704。HAPS700将在白天由太阳能电池面板750所发电的电力蓄积于多个电池包200，并且在夜间使用多个电池包200的电力，由此维持平流层的飞行。HAPS700例如在白天对多个电池包200进行充电的同时上升而蓄积势能，并且在夜间缓慢下降的同时适当地使用电池包200的电力使螺旋桨730等工作，由此维持平流层的飞行。
管理装置800管理多个HAPS700。管理装置800可以经由网络20及网关40与HAPS700进行通信。管理装置800也可以经由网络20、卫星通信站60及通信卫星50与HAPS700进行通信。
管理装置800通过发送指示来控制HAPS700。管理装置800为了通过通信区域704覆盖地面的对象区域，可以使HAPS700在对象区域的上空盘旋。HAPS700例如在对象区域的上空以圆轨道飞行的同时调整FL天线的指向方向，由此维持与网关40之间的馈线链路，并通过调整SL天线的指向方向，维持通信区域704对对象区域的覆盖。
如上所述，管理装置100的管理部110以使多个电池包200交替放电的方式管理多个电池包200，使得多个电池包200中的电压最大的电池包200与电压最小的电池包200的电压之差不大于电压阈值。由此，如上所述，能够降低多个电池包200的劣化，可以延长HAPS700能够维持平流层的飞行的期间。
管理部110可以以利用由太阳能电池面板750所发电的电力使HAPS700上升的方式进行管理，使得利用由太阳能电池面板750所发电的电力对多个电池包200进行充电的充电速率不快于充电速率阈值。例如，管理部110进行控制，以将由太阳能电池面板750所发电的电力供给到螺旋桨730、襟翼及升降舵等，飞行控制部722控制螺旋桨730、襟翼及升降舵，使得HAPS700上升。通过将剩余电力转换为势能，能够没有浪费地利用剩余电力。
在多个电池包200中的放电的电池包200的放电速率比放电速率阈值慢的时间持续了预先确定的时间的情况下，管理部110也可以以利用放电的电池包200的电力使负载500上升的方式进行管理。例如，管理部110进行控制，以将放电的电池包200的电力供给到螺旋桨730、襟翼及升降舵等，飞行控制部722控制螺旋桨730、襟翼及升降舵，使得HAPS700上升。通过在将放电的电池包200的放电速率设为优选的放电速率的同时将电力转换为势能，能够没有浪费地利用电力。
管理部110可以管理多个电池包200，使得在确定为白天时间段以使电压最大的电池包200与电压最小的电池包200的电压之差不大于第一电压阈值的方式使多个电池包200交替放电，并且在确定为夜间的时间段以使电压最大的电池包200与电压最小的电池包200的电压之差不大于比第一电压阈值大的第二电压阈值的方式使多个电池包200交替放电。在夜间不进行基于太阳能电池面板750的多个电池包200的充电，因此即使电压最大的电池包200与电压最小的电池包200的电压差大于白天，也没什么问题。通过将用于夜间的电压阈值设为大于用于白天的第一电压阈值的第二电压阈值，能够降低放电的电池包200的切换次数。
图12概略地示出作为管理装置100发挥功能的计算机1200的硬件结构的一个例子。安装于计算机1200的程序能够使计算机1200作为上述实施方式所涉及的装置的一个或多个“部”发挥功能，或者能够使计算机1200执行与上述实施方式所涉及的装置相关联的操作或者该一个或多个“部”，以及/或者能够使计算机1200执行上述实施方式所涉及的过程或该过程的阶段。这样的程序为了使计算机1200执行与本说明书所记载的流程图及框图的块中的一些或全部相关联的特定的操作，可以由CPU1212执行。
本实施方式的计算机1200包括CPU1212、RAM1214及图形控制器1216，它们通过主控制器1210相互连接。计算机1200还包括通信接口1222、存储装置1224以及DVD驱动器及IC卡驱动器那样的输入输出单元，它们经由输入输出控制器1220与主控制器1210连接。存储装置1224可以是硬盘驱动器及固态驱动器等。计算机1200还包括ROM1230及键盘那样的传统的输入输出单元，它们经由输入输出芯片1240与输入输出控制器1220连接。
CPU1212根据存储在ROM1230及RAM1214内的程序进行动作，由此控制各单元。图形控制器1216在RAM1214内提供的帧缓冲器等或其自身中，获取由CPU1212生成的图像数据，并使图像数据在显示装置1218上显示。
通信接口1222经由网络与其他电子设备进行通信。存储装置1224存储由计算机1200内的CPU1212使用的程序及数据。IC卡驱动器从IC卡读取程序及数据以及/或者将程序及数据写入到IC卡中。
ROM1230在其中存储在激活时由计算机1200执行的引导程序等以及/或者依赖于计算机1200的硬件的程序。输入输出芯片1240还可以经由USB端口、并行端口、串行端口、键盘端口、鼠标端口等将各种输入输出单元与输入输出控制器1220连接。
程序由DVD-ROM或IC卡那样的计算机可读存储介质提供。程序被从计算机可读存储介质读取，安装于也是计算机可读存储介质的例子的存储装置1224、RAM1214或ROM1230，并且由CPU1212执行。在这些程序内记述的信息处理由计算机1200读取，提供程序与上述工作类型的硬件资源之间的协作。装置或方法可以根据计算机1200的使用来实现信息的操作或处理而构成。
例如，在通信在计算机1200和外部设备之间执行的情况下，CPU1212可以执行加载到RAM1214的通信程序，基于记述于通信程序的处理，对通信接口1222指令通信处理。通信接口1222在CPU1212的控制下，读取存储于RAM1214、存储装置1224、DVD-ROM或IC卡那样的记录介质内提供的发送缓冲区域的发送数据，将读取到的发送数据发送到网络，或将从网络所接收的接收数据写入到在记录介质上提供的接收缓冲区域等。
此外，CPU1212可以使RAM1214读取存储于存储装置1224、DVD驱动器(DVD-ROM)、IC卡等那样的外部记录介质的文件或数据库的全部或必要的部分，并且对RAM1214上的数据执行各种类型的处理。CPU1212接着可以将处理后的数据回写到外部记录介质。
各种类型的程序、数据、表及数据库那样的各种类型的信息可以存储于记录介质并接受信息处理。CPU1212可以对从RAM1214读取的数据执行各种类型的处理，该各种类型的处理包括记载于本公开的各处且由程序的指令序列指定的各种类型的操作、信息处理、条件判断、条件分支、无条件分支、信息的搜索/置换等，并且将结果回写到RAM1214。此外，CPU1212可以搜索记录介质内的文件、数据库等中的信息。例如，在各自具有与第二属性的属性值相关联的第一属性的属性值的多个条目存储在记录介质内的情况下，CPU1212可以从该多个条目中搜索与指定了第一属性的属性值的条件一致的条目，并且读取存储在该条目内的第二属性的属性值，由此获取与满足预先确定的条件的第一属性相关联的第二属性的属性值。
以上所说明的程序或软件模块可以存储在计算机1200上或计算机1200附近的计算机可读存储介质中。此外，在与专用通信网络或互联网连接的服务器系统内提供的硬盘或RAM那样的记录介质可以用作计算机可读存储介质，由此将程序经由网络提供给计算机1200。
本实施方式中的流程图及框图中的块可以表示具有执行操作的过程的阶段或执行操作的作用的装置的“部”。特定的阶段及“部”可以由专用电路、与存储在计算机可读存储介质上的计算机可读指令一起供给的可编程电路以及/或者与存储在计算机可读存储介质上的计算机可读指令一起供给的处理器来实现。专用电路可以包含数字以及/或者模拟硬件电路，并可以包含集成电路(IC)以及/或者分立电路。可编程电路例如可以包括可重构的硬件电路，该可重构的硬件电路包括现场可编程门阵列(FPGA)及可编程逻辑阵列(PLA)等那样的与、或、异或、与非、或非和其他逻辑运算、触发器、寄存器以及存储元件。
计算机可读存储介质可以包括能够存储由适当的设备执行的指令的任何有形设备，其结果，具有存储于其中的指令的计算机可读存储介质具备产品，该产品包括为了制作用于执行由流程图或框图指定的操作的单元而能够执行的指令。作为计算机可读存储介质的例子，可以包括电子存储介质、磁存储介质、光存储介质、电磁存储介质、半导体存储介质等。作为计算机可读存储介质的更具体的例子，可以包括软(注册商标)盘、磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、静态随机存取存储器(SRAM)、光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、蓝光(注册商标)盘、记忆棒、集成电路卡等。
计算机可读指令可以包括包含汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器依赖指令、微代码、固件指令、状态设定数据或Smalltalk(注册商标)、JAVA(注册商标)、C++等那样的面向对象的编程语言及“C”编程语言或同样的编程语言那样的以往的过程编程语言的、以一个或多个编程语言的任意的组合记述的源代码或目标代码中的任一者。
为了使通用计算机、特殊目的的计算机或其他可编程的数据处理装置的处理器或可编程电路生成用于执行由流程图或框图指定的操作的单元而执行该计算机可读指令，计算机可读指令可以在本地或经由局域网(LAN)、互联网等那样的广域网(WAN)提供给通用计算机、特殊目的的计算机或其他可编程的数据处理装置的处理器或可编程电路。作为处理器的例子，包括计算机处理器、处理单元、微处理器、数字信号处理器、控制器、微控制器等。
以上，使用实施方式对本发明进行了说明，但本发明的技术范围不限定于上述实施方式所记载的范围。对于本领域技术人员来说显而易见的是可以对上述实施方式进行各种变更或改良。根据权利要求书记载可知，进行了这样的变更或改良的方式也可以包含在本发明的技术范围内。
需要注意的是，在权利要求、说明书及附图中所示的装置、系统、程序及方法中的动作、过程、步骤及阶段等各处理的执行顺序只要没有特别明示“之前”、“事先”等，此外只要不是在后面的处理中使用前面的处理的输出，则可以以任意的顺序实现。关于权利要求书、说明书及附图中的动作流程，即使为了方便而使用“首先”、“接着”等进行了说明，也不意味着必须按照该顺序实施。
附图标记说明
10：系统，20：网络，30：用户终端，40：网关，50：通信卫星，60：卫星通信站，100：管理装置，110：管理部，112：包关联信息获取部，114：估计部，200：电池包，202：单元，210：接触器，220、221、222、223、224、225、226、227、228、229、230、231、232、233、234、235、236、237：电池包，300：发电部，310：太阳能单元，320：MPPT，400：总线，500：负载，600：飞机，610：机体，620：翼部，622：左翼部，624：右翼部，630：螺旋桨，700：HAPS，702：波束，704：通信区域，710：机体，712：翼部，714：左翼部，716：右翼部，720：中央部，722：飞行控制部，724：通信控制部，730：螺旋桨，740：吊舱，750：太阳能电池面板，800：管理装置，901、902、903、904、905：分组，1200：计算机，1210：主控制器，1212：CPU，1214：RAM，1216：图形控制器，1218：显示装置，1220：输入输出控制器，1222：通信接口，1224：存储装置，1230：ROM，1240：输入输出芯片。

Claims (25)

1.一种系统，具备管理部，
所述管理部以使多个电池包交替放电的方式管理所述多个电池包，使得与连接有发电部及负载的总线并联连接的所述多个电池包中电压最大的电池包与电压最小的电池包的电压之差不大于电压阈值。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，
所述多个电池包分别具有锂金属电池。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，
所述管理部控制所述多个电池包与所述总线的电连接，使得利用由所述发电部所发电的电力同时对所述多个电池包进行充电。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，
在利用由所述发电部所发电的电力对所述多个电池包进行充电的情况下，所述管理部以使来自所述发电部的针对所述总线的电压处于所述多个电池包中电压最大的电池包的电压与电压最小的电池包的电压之间的方式进行管理。
5.根据权利要求3或4所述的系统，其中，
所述管理部以消耗由所述发电部所发电的电力的方式进行管理，使得利用由所述发电部所发电的电力对所述多个电池包进行充电的充电速率不快于预先确定的充电速率阈值。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，
所述充电速率阈值为0.3C以下。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，
所述充电速率阈值为0.2C以下。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中，
所述管理部以使所述多个电池包中电压更高的电池包优先放电的方式进行管理。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中，
所述管理部以使所述多个电池包每两个以上地按顺序放电的方式进行管理。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中，
所述多个电池包包括左右对称配置的多个左侧的电池包和多个右侧的电池包，
所述管理部以使所述多个左侧的电池包及所述多个右侧的电池包左右对称地各自按至少一个电池包顺序放电的方式管理所述多个电池包。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，
所述负载包括配置于所述总线的左侧的左侧负载和配置于所述总线的右侧的右侧负载。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的系统，其中，所述系统具备：
包关联信息获取部，获取与所述多个电池包相关的包关联信息；以及
估计部，基于所述包关联信息，估计所述多个电池包的开路电压，
所述管理部以使所述多个电池包交替放电的方式管理所述多个电池包，使得所述开路电压最大的电池包与所述开路电压最小的电池包的所述开路电压之差不大于所述电压阈值。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的系统，其中，
所述管理部在使所述多个电池包中电压最大的第一电池包开始放电之后，在所述第一电池包的电压与所述多个电池包中的其他多个电池包中电压最大的第二电池包的电压之差大于所述电压阈值之前，使所述第二电池包开始放电，并使所述第一电池包停止放电。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的系统，其中，
所述系统搭载于飞行器，
所述多个电池包配置于所述飞行器的翼部，
所述发电部执行太阳能发电，
所述负载是使所述飞行器的螺旋桨旋转的电机。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，
所述管理部以利用由所述发电部所发电的电力使所述飞行器上升的方式进行管理，使得利用由所述发电部所发电的电力对所述多个电池包进行充电的充电速率不快于预先确定的充电速率阈值。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，
所述充电速率阈值为0.3C以下。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，
所述充电速率阈值为0.2C以下。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的系统，其中，
在所述多个电池包中放电的电池包的放电速率比预先确定的放电速率阈值慢的时间持续了预先确定的时间的情况下，所述管理部以利用放电的电池包的电力使所述飞行器上升的方式进行管理。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，
所述放电速率阈值为0.3C至2.0C之间。
20.根据权利要求19所述的系统，其中，
所述放电速率阈值为0.4C至1.0C之间。
21.根据权利要求14至20中任一项所述的系统，其中，
所述管理部管理所述多个电池包，使得在确定为白天的时间段以使所述电压最大的电池包与所述电压最小的电池包的电压之差不大于第一电压阈值的方式使所述多个电池包交替放电，并且在确定为夜间的时间段以使所述电压最大的电池包与所述电压最小的电池包的电压之差不大于比所述第一电压阈值大的第二电压阈值的方式使所述多个电池包交替放电。
22.根据权利要求14至21中任一项所述的系统，其中，
所述系统具备所述飞行器。
23.根据权利要求22所述的系统，其中，
所述飞行器具有通信控制部，所述通信控制部使用由所述多个电池包所放电的电力，向通过朝向地面照射波束而形成的通信区域内的用户终端提供无线通信服务。
24.一种程序，用于使计算机作为管理部发挥功能，
所述管理部以使多个电池包交替放电的方式管理所述多个电池包，使得与连接有发电部及负载的总线并联连接的所述多个电池包中电压最大的电池包与电压最小的电池包的电压之差不大于电压阈值。
25.一种管理方法，是由计算机执行的与连接有发电部及负载的总线并联连接的多个电池包的管理方法，
所述管理方法具备以下阶段：以使多个电池包交替放电的方式管理所述多个电池包，使得所述多个电池包中电压最大的电池包与电压最小的电池包的电压之差不大于电压阈值。
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