JP2012190610A - 電池管理装置および電池管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】 互いに異なる環境下で二次電池を使用すると、二次電池の劣化の進行状態が変化するおそれがある。
【解決手段】 電池管理装置（１０）は、メモリ（１２）およびコントローラ（１１）を有する。メモリは、二次電池の識別情報と、二次電池が使用されていた環境を特定する環境情報とを対応付けて記憶する。コントローラは、二次電池の供給を受ける側の環境を特定する環境情報が入力されることに応じて、メモリに記憶された複数の二次電池のうち、環境情報が互いに一致する二次電池を検索する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、リサイクルの対象となる二次電池を管理する電池管理装置および電池管理システムに関する。

二次電池を車両に搭載し、二次電池から出力されたエネルギを用いて車両を走行させるものがある。車両から外された二次電池には、寿命に到達していない二次電池もあり、この二次電池は、再利用することができる。

特開２００７−１４１４６４号公報 特開２０１０−１１１２７６号公報 特開２００５−２３８９６９号公報 特開２００９−０６３５５５号公報 特開２００７−０５７４３４号公報

二次電池を再利用するときに、二次電池の使用環境が変化すると、二次電池の劣化の進行状態等が変化することがある。例えば、現在までの二次電池の劣化状態（実測値）に基づいて、将来の二次電池の劣化状態を予測するとき、二次電池の使用環境が変化してしまうと、二次電池の劣化状態を推定し難くなることがある。

本願第１の発明である電池管理装置は、メモリおよびコントローラを有する。メモリは、二次電池の識別情報と、二次電池が使用されていた環境を特定する環境情報とを対応付けて記憶する。コントローラは、二次電池の供給を受ける側の環境を特定する環境情報が入力されることに応じて、メモリに記憶された複数の二次電池のうち、環境情報が互いに一致する二次電池を検索する。

本願第１の発明によれば、二次電池の検索結果を用いることにより、同一の環境下において、二次電池を再利用させることができる。二次電池を同一の環境のもとで使用し続ければ、例えば、過去の二次電池の劣化状態に基づいて、将来の二次電池の劣化状態を推定しやすくなる。

各環境情報は、温度毎の発生頻度を示す温度分布に基づいて決定することができる。すなわち、温度分布が異なれば、環境情報が異なることになる。複数の温度分布は、複数の区分に分けておくことができ、区分毎に環境情報を設定することができる。

二次電池の検索結果に関する情報を、電池管理装置から、二次電池の供給を受ける側の装置に送信することができる。これにより、二次電池の供給を受ける側の装置において、再利用できる二次電池が存在するか否かを確認することができる。

二次電池は、車両に搭載することができる。この二次電池は、車両の走行に用いられるエネルギを出力するものである。また、二次電池としては、複数の単電池が電気的に直列に接続された組電池を用いることができる。ここで、二次電池として、組電池を構成する単電池を用いることもできる。

本願第２の発明である電池管理システムは、本願第１の発明である電池管理装置と、送信装置とを有する。送信装置は、二次電池の識別情報および二次電池が使用されていた環境を特定する環境情報を電池管理装置に送信する。電池管理装置のメモリは、送信装置から送信された情報を記憶することができる。本願第２の発明によれば、リサイクルの対象となる二次電池の情報を、電池管理装置に集めて、管理することができる。

本願第３の発明である電池管理システムは、本願第１の発明である電池管理装置と、送受信装置とを有する。送受信装置は、二次電池の供給を受ける側の環境を特定する環境情報を電池管理装置に送信するとともに、電池管理装置からの検索結果を受信する。本願第３の発明によれば、リサイクルの対象となる二次電池を使いたいときに、送受信装置から管理装置に問い合わせることにより、二次電池が存在するか否かを確認することができる。二次電池が存在していれば、二次電池を供給してもらうことにより、二次電池を再利用することができる。

本願第４の発明は、コンピュータによって実行される電池管理プログラムであって、第１ステップおよび第２ステップを有する。第１ステップでは、二次電池の供給を受ける側の環境を特定する環境情報を取得する。第２ステップでは、二次電池の識別情報と、二次電池が使用されていた環境を特定する環境情報とを対応付けて記憶するメモリを用いて、第１ステップで取得した環境情報と、メモリに記憶された環境情報とが一致する二次電池を検索する。本願第４の発明によれば、二次電池の検索結果を用いることにより、同一の環境下において、二次電池を再利用させることができる。

実施例１である電池管理システムの概略図である。 実施例１において、電池情報入力端末での処理を説明するフローチャートである。 実施例１における電池管理装置のデータベースに格納される情報を示す図である。 実施例１において、供給情報入力端末での処理を説明するフローチャートである。 実施例１における電池管理装置の検索処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施例について説明する。

本発明の実施例１である電池管理システムについて説明する。図１は、電池管理システムの構成を示す概略図である。本実施例の電池管理システム１は、車両に搭載された電池パックをリサイクルするときに用いられる。

電池パックは、車両の走行に用いられるエネルギを出力する。具体的には、電池パックから出力された電気エネルギは、モータ・ジェネレータによって、車両の走行に用いられる運動エネルギに変換される。車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータは、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギに変換し、電池パックに供給する。電池パックは、モータ・ジェネレータから供給された電気エネルギを蓄えることができる。

電池パックが搭載された車両としては、電気自動車やハイブリッド自動車がある。電気自動車は、車両を走行させる動力源として、電池パックだけを用いた車両である。ハイブリッド自動車は、車両の動力源として、電池パックの他に、内燃機関や燃料電池といった他の動力源を用いた車両である。

電池パックは、複数の単電池を電気的に直列に接続することによって構成された組電池と、組電池を収容するケースとを有する。単電池としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。電池パックは、電気的に並列に接続された複数の組電池を含んでいてもよい。

本実施例では、組電池およびケース含む電池パックをリサイクルの対象としているが、これに限るものではない。例えば、組電池だけをリサイクルの対象としたり、組電池を構成する各単電池をリサイクルの対象としたりすることができる。組電池をリサイクルするときには、組電池をケースに組み込んで、電池パックを構成することができる。単電池をリサイクルするときには、複数の単電池を電気的に直列に接続して組電池を構成することができる。この組電池をケースに組み込めば、電池パックを構成することができる。

電池管理システム１は、電池管理装置１０、電池情報入力端末（送信装置）２０および供給情報入力端末（送受信装置）３０を有する。電池管理装置１０は、コントローラとしてのＣＰＵ１１と、メモリとしてのデータベース（ＤＢ）１２とを有する。電池情報入力端末２０および供給情報入力端末３０は、ネットワーク４０を介して、電池管理装置１０と接続されている。ネットワーク４０としては、専用のネットワークを用いたり、インターネットを用いたりすることができる。

電池情報入力端末２０は、リサイクルされる電池パックに関する情報を入力するために用いられ、入力情報は、ネットワーク４０を介して電池管理装置１０に送られる。電池管理装置１０のデータベース１２は、電池情報入力端末２０から送信された情報を記憶する。

供給情報入力端末３０は、リサイクル用の電池パックを供給してもらうとき、この電池パックに関する情報を入力するために用いられる。供給情報入力端末３０の入力情報は、ネットワーク４０を介して電池管理装置１０に送られる。入力情報は、供給対象の電池パックを特定する情報であればよい。電池管理装置１０のＣＰＵ１１は、供給情報入力端末３０から送信された情報を受けて、この情報に対応した電池パックを検索し、検索結果を供給情報入力端末３０に送信する。

電池情報入力端末２０を用いて電池パックに関する情報を入力するときの処理について、図２を用いて説明する。

図２のステップＳ１０１では、電池パックの劣化状態を推定する。電池パックは、車両から外されており、劣化状態の推定によって、電池パックがリサイクルできるか否かを判断することができる。劣化状態の推定方法としては、例えば、電池パックの電流値および電圧値から抵抗値を算出し、初期状態の抵抗値に対する変化率に基づいて、劣化状態を推定することができる。初期状態とは、電池パックを製造した直後の状態である。なお、劣化状態の推定方法としては、公知の方法を適宜用いることができる。劣化状態の推定結果は、電池情報入力端末２０に入力される。

ステップＳ１０２では、電池パックが搭載されていた車両の履歴情報を電池情報入力端末２０に入力する。履歴情報としては、車両の使用環境、車両の走行距離、車両（電池パック）の使用期間、車両の走行状態が含まれる。履歴情報としては、少なくとも使用環境が含まれていればよい。

使用環境とは、車両が主に使用されている地域の情報であり、予め複数の区分に分類しておくことができる。具体的には、日本国内を複数の区分に分けたり、世界中の地域を複数の区分に分けたりすることができる。複数の区分は、主に、電池パックの使用地域の温度分布に基づいて、分類することができる。温度分布は、例えば、各温度域の発生頻度で表すことができる。発生頻度とは、全体の時間に対する、各温度域が発生しているときの時間の割合である。温度分布は、使用地域の標高や気候に応じて変化する。各温度域の範囲は、適宜設定することができる。

車両（電池パック）の使用期間は、車両を最初に走行させから現在までの期間であり、車両を走行させている期間だけでなく、車両を放置している期間も含まれる。車両の走行状態は、車両の走行に伴う電池パックの使用状態（Ａｈ／ｋｍ）であり、車両の走行距離に対する電池パックの充放電量を示す。

ステップＳ１０３において、電池情報入力端末２０は、ステップＳ１０１，Ｓ１０２で得られた情報を電池管理装置１０に送信する。電池管理装置１０のＣＰＵ１１は、電池情報入力端末２０から送信された情報を受けて、図３に示すデータをデータベース１２に格納する。

図３に示すデータは、電池パックの識別情報、電池パックの劣化情報、車両の履歴情報および電池パックの供給元を示すデータである。電池管理装置１０は、複数の電池情報入力端末２０からの情報を受けたり、特定の電池情報入力端末２０からの複数の情報を受けたりして、図３に示すデータを更新する。電池パックの識別情報は、電池パックを特定するための情報である。車種に応じて電池パックが異なるときには、電池パックの識別情報によって、車種を特定することもできる。

劣化情報は、図２のステップＳ１０１で得られた情報であり、電池パックがどの程度、劣化しているかを示す。劣化情報としては、例えば、電池パックの内部抵抗の変化率を用いたり、ＳＯＨ（State Of Health）を用いたりすることができる。内部抵抗の変化率は、基準値としての内部抵抗と、現在の内部抵抗との間の変化率である。基準値としては、製造直後における電池パックの内部抵抗の値を用いることができる。供給元は、リサイクルする電池パックの供給元を示す。図３では、供給元をディーラとしているが、これに限るものではない。

図３に示すデータは、一例であり、図３に示す項目とは異なる項目を追加したり、図３に示す一部の項目を他の項目に置き換えたりすることができる。例えば、電池パックのコストや納期に関する項目を追加することができる。コストとは、リサイクル用の電池パックを購入するときのコストを示す。納期は、リサイクル用の電池パックが納入されるまでの期間を示す。データベース１２に格納される情報には、少なくとも電池パックの識別情報および使用環境が含まれていればよい。

次に、供給情報入力端末３０を用いて、供給を望む電池パックに関する情報を入力するときの処理について、図４を用いて説明する。

図４のステップＳ２０１では、電池パックに関する情報を供給情報入力端末３０に入力する。ここでいう電池パックは、供給を受けようとする電池パック、言い換えれば、再利用しようとする電池パックである。電池パックに関する情報には、例えば、電池パックの識別情報、電池パックが搭載される車両の情報、電池パックの数量が含まれる。電池パックに関する情報には、少なくとも電池パックを特定できる情報が含まれていればよい。

ステップＳ２０２では、電池パックの供給先に関する情報を入力する。供給先に関する情報には、供給先の使用環境や、供給先の場所が含まれる。使用環境は、図２および図３で説明した使用環境と同様である。

ステップＳ２０３において、供給情報入力端末３０は、ステップＳ２０１，Ｓ２０２で入力された情報を電池管理装置１０に送信する。電池管理装置１０は、供給情報入力端末３０からの情報を受けて、この情報に対応した電池パックを検索する。

電池管理装置１０における電池パックの検索処理について、図５を用いて説明する。図５に示す処理は、ＣＰＵ１１が電池管理装置１０のメモリに格納されたプログラムに基づいて実行することにより行われる。このプログラムは、記録媒体に格納することができる。また、ネットワークを用いて、電池管理装置１０にプログラムをダウンロードすることもできる。

図５のステップＳ３０１において、電池管理装置１０のＣＰＵ１１は、供給情報入力端末３０から送信された情報を受け取る。ステップＳ３０２において、ＣＰＵ１１は、受信した情報に対応した電池パックを検索する。

データベース１２には、電池情報入力端末２０から取得した情報（図３に示す情報）が格納されている。ＣＰＵ１１は、データベース１２に格納されている情報を用いて、供給情報入力端末３０から受信した情報と一致する電池パックが存在するか否かを判別する。具体的には、ＣＰＵ１１は、データベース１２に格納されている電池パックの使用環境と、供給情報入力端末３０から送信された電池パックの使用環境とを比較し、使用環境が一致しているか否かを判別する。

ＣＰＵ１１は、電池パックの使用環境が一致していれば、供給情報入力端末３０からの情報に対応した電池パックが存在すると判別する。また、ＣＰＵ１１は、電池パックの使用環境が一致していなければ、供給情報入力端末３０からの情報に対応した電池パックが存在しないと判別する。

車種にかかわらず、すべての車両において、同一構造の電池パックが用いられていれば、電池パックの使用環境が一致しているか否かだけを判別すればよい。一方、車種によって、電池パックの構造が異なるときには、ＣＰＵ１１は、電池パックが搭載される車種が一致しているか否かも判別する。

電池パックの検索を完了すると、ＣＰＵ１１は、ステップＳ３０３において、供給情報入力端末３０に検索結果を送信する。供給情報入力端末３０からの情報に対応した電池パックが存在しなければ、ＣＰＵ１１は、電池パックが存在しない旨の情報を供給情報入力端末３０に送信する。

また、供給情報入力端末３０からの情報に対応した電池パックが存在すれば、ＣＰＵ１１は、電池パックが存在する旨の情報を供給情報入力端末３０に送信する。電池パックが存在する旨の情報を送信するときには、ＣＰＵ１１は、電池パックに対応した図３に示すデータ（劣化情報、履歴情報、供給先）も供給情報入力端末３０に送信する。

ＣＰＵ１１は、電池パックが存在するか否かの情報だけでなく、電池パックが存在するときには、この電池パックに関する情報も供給情報入力端末３０に送信する。具体的には、データベース１２には、電池パックに対応した各種の情報が記憶されているため（図３参照）、これらの情報も供給情報入力端末３０に送信する。送信情報としては、図３に示すように、電池パックの劣化情報、電池パックが搭載されていた車両の履歴情報、電池パックの供給先が含まれる。供給情報入力端末３０の操作者は、供給対象の電池パックに関する情報を確認することができ、電池パックを供給してもらうか否かを判断することができる。

供給情報入力端末３０は、ＣＰＵ１１から送信された情報をディスプレイに表示する。ディスプレイは、供給情報入力端末３０と一体的に構成されていてもよいし、供給情報入力端末３０と接続されるものであってもよい。供給情報入力端末３０の操作者は、ディスプレイの表示情報を確認することにより、電池パックの在庫の有無を確認することができる。

本実施例によれば、同一の使用環境において、電池パックを再利用するようにしている。電池パックの使用環境が変化すると、例えば、電池パックの劣化の進行状態も変化するおそれがある。そこで、本実施例のように、同一の使用環境において、電池パックを使い続けることにより、電池パックの劣化の進行状態が変化するのを抑制することができる。

ここで、現在のまでの電池パックの劣化状態（実測値）に基づいて、将来の電池パックの劣化状態を推定することがある。この場合において、電池パックの使用環境が変化すると、使用環境が変化する前の劣化状態は、使用環境が変化した後の劣化状態を推定するときの参考にはなりにくい。すなわち、劣化状態の推定精度が低下してしまうおそれがある。

本実施例で説明した供給情報入力端末３０を車両に搭載することができる。これにより、車両に搭載された電池パックが寿命に近づいたときには、電池パックが車両に搭載されたままの状態において、再利用できる電池パックを探すことができる。供給情報入力端末３０を車両に予め搭載しておけば、車両の履歴情報の一部（例えば、走行距離）は入力しなくても、車両に搭載されたセンサ（例えば、走行距離センサ）の検出結果を、電池管理装置１０にそのまま送信することができる。

本実施例では、車両に搭載される組電池について説明したが、これに限るものではない。すなわち、リサイクルの対象となる二次電池については、本発明を適用することができる。

１０：電池管理装置
１１：ＣＰＵ（コントローラ）
１２：データベース（ＤＢ）
２０：電池情報入力端末（送信装置）
３０：供給情報入力端末（送受信装置）
４０：ネットワーク

Claims (8)

1. 二次電池の識別情報と、前記二次電池が使用されていた環境を特定する環境情報とを対応付けて記憶するメモリと、
   前記二次電池の供給を受ける側の環境を特定する環境情報が入力されることに応じて、前記メモリに記憶された複数の前記二次電池のうち、前記環境情報が互いに一致する前記二次電池を検索するコントローラと、
   を有することを特徴とする電池管理装置。
2. 前記各環境情報は、温度毎の発生頻度に応じて異なることを特徴とする請求項１に記載の電池管理装置。
3. 前記コントローラは、前記二次電池の検索結果に関する情報を、前記二次電池の供給を受ける側に出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の電池管理装置。
4. 前記二次電池は、車両に搭載され、車両の走行に用いられるエネルギを出力することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の電池管理装置。
5. 前記二次電池は、複数の単電池が電気的に直列に接続された組電池であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の電池管理装置。
6. 請求項１から５のいずれか１つに記載の電池管理装置と、
   前記二次電池の識別情報および前記二次電池が使用されていた環境を特定する環境情報を前記電池管理装置に送信する送信装置と、を有し、
   前記電池管理装置の前記メモリは、前記送信装置から送信された情報を記憶することを特徴とする電池管理システム。
7. 請求項１から５のいずれか1つに記載の電池管理装置と、
   前記二次電池の供給を受ける側の環境を特定する環境情報を前記電池管理装置に送信するとともに、前記電池管理装置からの検索結果を受信する送受信装置と、
   を有することを特徴とする電池管理システム。
8. コンピュータによって実行される電池管理プログラムであって、
   二次電池の供給を受ける側の環境を特定する環境情報を取得する第１ステップと、
   前記二次電池の識別情報と、前記二次電池が使用されていた環境を特定する環境情報とを対応付けて記憶するメモリを用いて、前記第１ステップで取得した前記環境情報と、前記メモリに記憶された前記環境情報とが一致する前記二次電池を検索する第２ステップと、
   を有することを特徴とする電池管理プログラム。
   

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