JP2013140631A - 蓄電池移転支援装置および蓄電池移転支援方法 - Google Patents

蓄電池移転支援装置および蓄電池移転支援方法 Download PDF

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Abstract

【課題】複数の蓄電池を複数の設備で移転して使用させるための支援を行って、蓄電池の総合的なライフサイクルにかかるコストの低減に寄与すること。
【解決手段】本発明に係る蓄電池移転支援装置は、複数の設備でそれぞれ使用される蓄電池の状態を表わす電池情報を収集する収集部と、収集部が収集した電池情報を記憶する電池情報記憶部と、電池情報記憶部に記憶された電池情報に基づき、複数の設備の中で蓄電池をそれぞれ移転させて使用した場合の蓄電池の劣化予測を行う劣化予測部と、を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、蓄電池を移転して使用するための支援を行う蓄電池移転支援装置および方法に関する。
近年、例えば、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）またはＰＥＶ（Plug-in Electric Vehicle）、ＥＶ（Electric Vehicle）といった蓄電池の電力で走行する電気自動車が多く利用されている。蓄電池としてはリチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池などが用いられる。
また、住宅、ビルまたは工場などにおいては、蓄電池を利用して電力の供給を補う蓄電システムが実用化されている。このような蓄電システムでは、余った発電電力、または、廉価な深夜電力を利用して蓄電池の充電を行う一方、発電量が低下したとき、商用電源が高価になる時間帯、または、電力不足が生じたときに、蓄電池から電気機器へ電力を供給する。
また、本発明に関連する技術として、特許文献１には、自動車のバッテリの利用状況の管理と顧客管理とを行って、バッテリの充電または交換をスムーズに行えるようにした給電サービスシステムについて開示されている。
特開２００２−１４０３９８号公報
車両の走行に使用される蓄電池は、大電流の出力および充電が繰り返し行われるなど、その使用条件が非常に厳しい。これと比較して、住宅等の蓄電システムでは、蓄電池の使用条件は緩やかである。
従来、車両で使用される蓄電池は、劣化して使用条件を満たさなくなった場合に、リサイクルすることが技術的に可能である。すなわち、蓄電池には稀少材料を用いているため劣化した蓄電池は分解処理されて新たな蓄電池の原料として利用される。
しかしながら、車両での蓄電池の使用条件は非常に厳しいため、車両で使用できなくなった蓄電池であっても、他の設備で使用すれば十分に能力を発揮する場合が多い。また、蓄電池のリサイクルには比較的に大きなコストがかかる。そのため、他の設備で使用可能なのにリサイクルしたのでは、蓄電池の製造からリサイクルまでの総合的なライフサイクルにかかるコストが高くなるという課題がある。
本発明の目的は、複数の蓄電池を複数の設備で移転して使用するための支援を行って、蓄電池の総合的なライフサイクルにかかるコストの低減に寄与することのできる蓄電池移転支援装置および方法を提供することである。
本発明の一態様に係る蓄電池移転支援装置は、複数の設備でそれぞれ使用される蓄電池の状態を表わす電池情報を収集する収集部と、前記収集部が収集した電池情報を記憶する電池情報記憶部と、前記電池情報記憶部に記憶された電池情報に基づき、前記複数の設備の中で前記蓄電池をそれぞれ移転させて使用した場合の前記蓄電池の劣化予測を行う劣化予測部と、を具備する構成を採る。
本発明の一態様に係る蓄電池移転支援方法は、複数の設備でそれぞれ使用される蓄電池の状態を表わす電池情報を通信ネットワークまたは記憶媒体を介して収集する収集ステップと、前記収集ステップにより収集された前記電池情報を電池情報記憶部に記憶するステップと、前記電池情報記憶部に記憶された電池情報に基づき、前記複数の設備の中で前記蓄電池をそれぞれ移転させて使用した場合の前記蓄電池の劣化予測を劣化予測部が行う劣化予測ステップと、を含む構成を採る。
本発明によれば、複数の設備で複数の蓄電池を移転して使用する場合の劣化予測を行い、この劣化予測の結果に基づき、蓄電池の最適な移転時期および移転先を決定することを支援できる。よって、蓄電池の総合的なライフサイクルにかかるコストの低減に寄与できる。
蓄電池の再利用システムの全体を示す構成図 使用中電池情報記憶部に記憶される使用中電池情報の一例を示すデータテーブル 使用中電池劣化予測情報記憶部に記憶される劣化予測情報の一例を示すデータテーブル 利用先情報記憶部に記憶される利用先情報の一例を示すデータテーブル 同一の蓄電池に対して所定の電流量で繰り返し充放電を行った場合の放電容量の時間変化を示すグラフ 蓄電池を移転使用した場合の劣化曲線の示すグラフ 蓄電池パックの構成の一例を示す図 使用中電池劣化予測部で実行される蓄電池劣化予測処理のフローチャート 蓄電池の複数種類の移転モデルを説明する図 １つの移転モデルについての蓄電池の劣化予測曲線を示すグラフ 別の移転モデルについての蓄電池の劣化予測曲線を示すグラフ 移転判定部で実行される移転判定処理のフローチャート 蓄電池の移転の判定要件の一例を示す図表 蓄電池を移転する際の再パック化の一例を説明する図 蓄電池を移転する際の再パック化の一例を説明する図 蓄電池を移転する際の再パック化の一例を説明する図
以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係る実施形態の蓄電池の再利用システムの全体を示す構成図である。
この実施の形態の蓄電池の再利用システムは、蓄電池移転支援サーバ１と、複数の車両１００と、複数の住宅２００と、複数のビル３００と、複数の工場４００と、回収済電池倉庫５００と、データ伝送に利用されるネットワーク６００とを含んでいる。図１では、複数の車両１００、複数の住宅２００、複数のビル３００、複数の工場４００を、代表的に１つずつ図示している。
これらの構成のうち、蓄電池移転支援サーバ１が本発明に係る蓄電池移転支援装置の一実施の形態であり、車両１００、住宅２００、ビル３００および工場４００がそれぞれ蓄電池を使用する複数の設備の一実施の形態である。
［蓄電池移転支援サーバの構成］
蓄電池移転支援サーバ１は、演算部としてのＣＰＵ（中央演算処理装置）、記憶部２０としてのＲＡＭ（Random Access Memory）およびハードディスク、通信装置、情報出力部としてのディスプレーまたは印刷装置、および、オペレータの操作指令を入力する入力装置等を備えたコンピュータである。
蓄電池移転支援サーバ１においては、ハードディスクから読み出されてＲＡＭに展開されたソフトウェアモジュールをＣＰＵが実行することで、複数の機能モジュールが実現される。すなわち、蓄電池移転支援サーバ１には、複数の機能モジュールとして、使用中電池状態収集部１１、使用中電池劣化予測部１２、利用先の情報を入力する入力部１３、移転判定部１４、報知部１５、回収済電池劣化予測部１６、および、回収済電池状態収集部１７が設けられる。
また、蓄電池移転支援サーバ１の記憶部２０には、使用中電池情報記憶部２１、使用中電池劣化予測情報記憶部２２、利用先情報記憶部２３、未使用電池劣化予測情報記憶部２４、回収済電池劣化予測情報記憶部２５、および、回収済電池情報記憶部２６が構築される。
これら複数の記憶部２１〜２６は、所定の情報を所定のフォーマットに従って記憶および管理する。使用中電池情報記憶部２１は本発明に係る電池情報管理部の一実施形態であり、利用先情報記憶部２３は本発明に係る要求情報管理部の一実施形態である。
使用中電池状態収集部１１は、複数の車両１００、複数の住宅２００、複数のビル３００、複数の工場４００で使用されている複数の蓄電池の状態を表わす情報（電池情報と呼ぶ）を収集し、これらの情報を使用中電池情報記憶部２１へ記憶させる。電池情報の収集は常時または定期的に行われる。この使用中電池状態収集部１１は、ネットワーク６００に接続された通信装置を介して、複数の車両１００、複数の住宅２００、複数のビル３００、複数の工場４００の通信部とデータ通信可能にされている。ここで収集される使用中電池情報の詳細は後述する。
使用中電池劣化予測部１２は、使用中の蓄電池の電池情報から、各蓄電池の未来の劣化予測を行って、この予測結果（劣化予測情報と呼ぶ）を使用中電池劣化予測情報記憶部２２へ記憶させる。この劣化予測情報の詳細は後述する。
入力部１３は、複数の車両１００、複数の住宅２００、複数のビル３００および複数の工場４００の各設備の情報（利用先情報と呼ぶ）を、入力装置を介して所定の入力フォーマットに従ってオペレータにより入力させる。さらに、入力部１３は、入力された利用先情報を利用先情報記憶部２３に記憶させる。この利用先情報の内容については後述する。
回収済電池状態収集部１７は、回収済電池倉庫５００で保管されている複数の蓄電池の状態を示す情報を収集して、回収済電池情報記憶部２６へ記憶させる。回収済電池状態収集部１７は、ネットワーク６００に接続された通信装置を介して、回収済電池倉庫５００の通信部とデータ通信可能にされている。ここで収集される情報は、使用中電池状態収集部１１が収集する情報とほぼ同様である。
回収済電池劣化予測部１６は、回収済電池倉庫５００で保管されている複数の蓄電池の未来の劣化予測を行って、予測結果の情報を回収済電池劣化予測情報記憶部２５へ記憶させる。この劣化予測の詳細は、使用中の蓄電池の劣化予測の補足として後で説明する。
未使用電池劣化予測情報記憶部２４は、未使用の蓄電池が未使用のまま保管される場合の未来の劣化特性の情報が劣化予測情報として予め記憶されている記憶部である。
移転判定部１４は、使用中の蓄電池の劣化予測情報、未使用の蓄電池の劣化予測情報、回収済の蓄電池の劣化予測情報、および、各設備の利用先情報を、記憶部２０から読み込む。さらに、移転判定部１４は、これらの情報と、予め定められている蓄電池の移転要件の情報に基づいて、最適化処理を行って、各蓄電池の最適な移転時期および移転先を判定する。つまり、移転判定部１４は、各蓄電池の最適な移転予定を決定する。
報知部１５は、移転判定部１４で判定された各蓄電池の最適な移転予定のうち、例えば、移転時期が現在に近い移転予定を抽出して、これらの情報をディスプレーに一覧表示または印刷出力する。オペレータは、これらの情報に基づいて、複数の車両１００、複数の住宅２００、複数のビル３００、複数の工場４００および回収済電池倉庫５００の各蓄電池の移転交換の予定を組んで、蓄電池の移転の手続きを進める。すなわち、オペレータおよび作業員は、移転交換の予定に基づき、契約者に蓄電池の交換の通知および蓄電池の交換メンテナンス等を行う。
［蓄電池を使用または保管する設備の構成］
車両１００には、蓄電池Ｂ、充電器１０１、電池制御部１０２、車載通信部１０３、および、ソケット１０４が設けられている。蓄電池Ｂは、車両１００の図示しない走行用モータに電力を供給して車両を駆動する。ソケット１０４は、外部ケーブル２１１を接続して外部電源の入力とデータの送受信とを行う。充電器１０１はソケット１０４から入力した外部電源により蓄電池Ｂを充電する。
電池制御部１０２は、蓄電池Ｂから走行用モータへ必要な電力を供給する制御を行う。また、電池制御部１０２は、蓄電池Ｂの電圧、入出力電流、温度、充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）、劣化状態（ＳＯＨ：State Of Health）等を計測および監視し、これらの情報を車載通信部１０３を介して蓄電池移転支援サーバ１へ送信する。車載通信部１０３は、ソケット１０４に通信路機能を有するケーブル２１１が接続された場合には、このケーブル２１１を介してデータ通信を行い、その他の場合には、無線通信によりネットワーク６００に接続してデータ通信を行う。
ここで、充電状態（ＳＯＣ）とは、満充電容量に対する残容量の割合であり、劣化状態（ＳＯＨ)とは、蓄電池の内部抵抗値等から算出した蓄電池の劣化の状態を表す値である。
住宅２００は、蓄電池Ｂ、電池制御部２０１、電気負荷２０２、および、宅側通信部２０３等を備える。蓄電池Ｂは、例えば電気料金が低い時間帯に商用電源（常用電源とも云う）から電力を受けて充電を行い、電気料金の高い時間帯または電力不足が生じた際に電気負荷２０２へ電力を供給する。電気負荷２０２は、住宅２００で使用される各種の電気機器である。電池制御部２０１は、蓄電池Ｂの電圧、入出力電流、温度、充電状態（ＳＯＣ）および劣化状態（ＳＯＨ）等を計測および監視し、これらの情報を宅側通信部２０３を介して蓄電池移転支援サーバ１へ送信する。宅側通信部２０３は、ネットワーク６００に接続してデータ通信を行うことができる。
ビル３００および工場４００にも、住宅２００と同様に、蓄電池Ｂ、電池制御部、電気負荷、および、通信部が設けられている。
回収済電池倉庫５００は、車両１００、住宅２００、ビル３００および工場４００の各設備に渡って蓄電池Ｂを移転使用（リユースとも呼ぶ）する場合に、何れかの設備から一時的に回収した蓄電池Ｂを保管する設備である。
回収済電池倉庫５００には、回収した蓄電池Ｂと、電池管理部５０１と、通信部５０２とが設けられる。
電池管理部５０１は、蓄電池Ｂの劣化の進行度を遅らせるために、蓄電池Ｂを適度な充電状態に維持する制御、又は、蓄電池Ｂに適度な充放電を行わせる制御を行う。また、電池管理部５０１は、各蓄電池Ｂの電圧、入出力電流、温度、充電状態（ＳＯＣ）および劣化状態（ＳＯＨ）を計測して、通信部５０２を介して蓄電池移転支援サーバ１へ送信する。
［使用中電池情報］
図２は、使用中電池情報記憶部２１に記憶される使用中電池情報の内容の一例を示すデータテーブルである。
使用中電池情報記憶部２１には、複数の設備で使用されている複数の蓄電池の状態をそれぞれ表わす複数の情報が記憶される。また、これらの情報には、使用中電池状態収集部１１によって収集された情報が逐次追加されていく。
使用中電池情報記憶部２１に記憶される使用中電池情報には、蓄電池を識別する蓄電池番号、型番、現在の使用場所、過去の使用場所の履歴、初期容量、電圧ログ、電流ログ、温度ログ、充電状態（ＳＯＣ）、劣化状態（ＳＯＨ）、充放電許容電力（ＳＯＰ:State Of Power，「予測電力能力」とも言う）などが含まれる。これらの情報が、登録されている全ての蓄電池について個別に記憶されている。電圧ログ、電流ログ、および、温度ログの情報は、複数の時点（ti）の電圧、電流および温度をそれぞれ表わす一連のデータとして記憶される。また、充電状態、劣化状態、充放電許容電力の各情報も、複数の時点の各値をそれぞれ表わす一連のデータとして記憶される。
ここで、充放電許容電力（ＳＯＰ）とは、蓄電池の電圧と内部抵抗等から推定される最大充電電力および最大放電電力を表わす。
使用中電池状態収集部１１は、図２のデータテーブルの各項目のうち、電圧ログ、電流ログ、温度ログ、充電状態（ＳＯＣ）、劣化状態（ＳＯＨ）および充放電許容電力（ＳＯＰ）の各情報について、各設備から収集する。そして、使用中電池状態収集部１１は、収集した情報を、使用中電池情報に追加して記憶させる。
回収済電池情報記憶部２６にも、図２のデータテーブルの各項目を含む回収済電池情報がそれぞれ記憶されている。回収済電池状態収集部１７は、電圧ログ、電流ログ、温度ログ、充電状態（ＳＯＣ）、劣化状態（ＳＯＨ）および充放電許容電力（ＳＯＰ）の各情報について、回収済電池倉庫５００から収集する。そして、回収済電池状態収集部１７は、収集した情報を、回収済電池情報に追加して回収済電池情報記憶部２６へ記憶させる。
［劣化予測情報］
図３は、使用中電池劣化予測情報記憶部２２に記憶される劣化予測情報の一例を示すデータテーブルである。
使用中電池劣化予測情報記憶部２２には、図３に示すように、蓄電池ごとに複数種類の移転モデルに従って予測された複数の劣化状態の曲線データが記憶される。
移転モデルとは、対象の蓄電池を何れの時期に何れの設備へ移転させていくかを示したモデルである。詳細は後述するが、複数種類の移転モデルは、図９に示すように、実際に蓄電池を移転させる可能性のある様々な移転パターンが含まれるように設定される。
劣化状態の曲線データは、詳細は後述するが、図１０に示すように、劣化状態（ＳＯＨ、これを「電池の残存容量」とも記す）の時間変化を表わすデータである。
［利用先情報］
図４には、利用先情報記憶部２３に記憶される利用先情報の一例を示すデータテーブルを示す。
利用先情報には、各設備を表わす情報として、設備を識別する利用先データと、契約者を識別する契約者データと、設備の種別（車両、住宅、ビル、工場など）を示す利用先分類データなどが含まれる。また、利用先情報には、蓄電池に対する要求情報として、蓄電池が供給可能な最大電力を表わす契約電力の情報と、蓄電池の最小容量を表わす契約電池容量の情報と、蓄電池を設置する設置スペースの情報などが含まれる。
利用先情報記憶部２３には、蓄電池の提供サービスを受ける全ての設備について、上記の利用先情報が記憶される。
また、契約者が追加される場合には、当該契約者の設備を表わす情報が入力部１３から入力されて、新たな契約者に係る利用先情報が利用先情報記憶部２３に追加される。
［移転使用と劣化曲線の関係］
ここでは、蓄電池を移転して使用した場合の作用および効果について説明する。
図５は、同一の蓄電池に対して所定の電流量で繰り返し充放電を行った場合の放電容量の時間変化を示すグラフである。図５の３つのグラフ線は、充放電電流が大中小それぞれの場合を示している。
図５のグラフに示すように、蓄電池は充放電を繰り返すことで劣化して放電容量（電池容量とも言う）が徐々に減少してくる。また、蓄電池の充放電電流の大きさ、すなわち、蓄電池の使用の激しさによって、蓄電池が劣化していく割合も異なってくる。例えば、充放電電流が大きければ劣化の割合は大きくなり、充放電電流が小さければ劣化の割合は小さくなる。
図５の充放電電流が大のグラフ線は車両使用の場合の一例を表わしている。車両１００の蓄電池Ｂは、走行の際に大電流の出力を行い、充電の際には急速な充電を行う。そのため、車両１００における蓄電池の使用条件は、他の設備と比較して非常に厳しい。また、車両１００において要求される蓄電池の性能は高いので、蓄電池の性能は、蓄電池の劣化度がさほど進んでいない段階で、車両１００の要求性能の下限に達する。
図５の充放電電流が中のグラフ線は住宅使用の場合の一例を表わしている。住宅２００またはビル３００の蓄電池Ｂにおいては、充放電は比較的に緩やかに行われる。さらに、住宅２００またはビル３００では、車両１００と比較して、蓄電池Ｂの設置スペースが広くなり、多くの蓄電池を並列的に使用することが可能となる。従って、住宅２００またはビル３００では、車両１００と比較して、蓄電池Ｂに要求される使用条件は緩くなる。また、使用条件が緩くなることから、住宅２００またはビル３００において要求される蓄電池の性能は車両１００と比較して低くなる。
図５の充放電電流が小のグラフ線は工場使用の場合の一例を表わしている。工場４００においては、さらに、蓄電池Ｂの充電および放電が計画的にかつ安定的に行われる。また、工場４００では、住宅２００およびビル３００と比較して、蓄電池Ｂの設置スペースがより広くなり、非常に多くの蓄電池を並列的に使用することが可能となる。従って、工場４００の蓄電池Ｂの使用条件は、住宅２００およびビル３００の使用条件と比較して、さらに緩くなる。また、使用条件が緩くなることから、工場４００において要求される蓄電池の性能は、住宅２００およびビル３００と比較して低くなる。
従って、多くの場合、図５に示すように、蓄電池の劣化の進行度は、車両１００で使用される場合に大きくなり、順に、住宅２００（又はビル３００）で使用される場合、工場４００で使用される場合で、劣化の進行度は小さくなる。
なお、同じ車両１００であっても、例えば利用者の車両１００の使用頻度が異なることから、個々の車両１００ごとに劣化の進行度は異なってくる。他の設備においても同様に個々の設備ごとに劣化の進行度は異なってくる。
また、図６Ａ〜図６Ｃに示すように、各用途で要求される蓄電池の性能は、車両１００が一番高く、住宅２００（又はビル３００）、工場４００の順に、低くなる。
図６は、蓄電池を移転使用した場合の劣化曲線の変化を示すグラフである。図６Ａ〜図６Ｃには、一例として途中まで車量で使用した蓄電池を車両で使い続けた場合と、住宅または工場に移転して使用した場合の蓄電池の劣化曲線を示している。
図６に示すように、蓄電池の劣化曲線は、蓄電池をどの設備へ移転して使用するか、どの時期に移転させるかによって様々に変化する。また、蓄電池の性能が各設備で要求される性能の下限に達した時点を、蓄電池の寿命とすれば、図６Ａ〜図６Ｃの比較から分かるように、蓄電池を移転して使用することで、蓄電池の寿命を長くすることができる。
［蓄電池の構成］
図７は、蓄電池Ｂの詳細を示す構成図である。
本実施形態のシステムで提供の対象とされる蓄電池Ｂは、例えばリチウムイオン二次電池である。蓄電池Ｂは、各設備に容易に搭載可能な電池パックＢＰの形態でパッケージングされて提供される。また、この電池パックＢＰは、所定の出力および容量を提供するためにまとめられた複数の電池モジュールＢＭから構成される。また、各電池モジュールＢＭには複数の電池セルＢＣが搭載されている。
上述した電池情報の収集、管理および蓄電池の移転使用は、電池パックＢＰ単位で行うこともできるし、電池モジュールＢＭ、または、電池セルＢＣの単位で行うこともできる。
［蓄電池の劣化予測処理］
次には、使用中電池劣化予測部１２により実行される蓄電池劣化予測処理について説明する。
図８は、蓄電池劣化予測処理の処理手順を示すフローチャート、図９は、劣化予測を行う複数種類の移転モデルを示す説明図、図１０は、１つの移転モデルについての蓄電池の劣化予測曲線の概略を示すグラフ、図１１は、別の移転モデルについての蓄電池の劣化予測曲線の概略を示すグラフである。
使用中電池劣化予測部１２は、例えばオペレータから実行指令が入力された場合に、或いは、所定期間ごとに、この蓄電池劣化予測処理を開始する。処理が開始されると、先ず、ステップＳ１１において、使用中電池劣化予測部１２は、使用中電池情報記憶部から使用中電池情報を読み出す。
次いで、ステップＳ１２において、使用中電池劣化予測部１２は、蓄電池を複数の設備の中で移転させる移転モデルを、複数種類の移転モデルの中から１つ順次選択的に設定する。
複数種類の移転モデルには、図９Ａ〜図９Ｑに示すように、使用条件が厳しい車両１００を一番目とし、使用条件が次第に緩くなる順に、蓄電池が住宅２００、ビル３００または工場４００へと移転していく複数の移転パターンが含まれる。図９Ｂ〜図９Ｄに示されるように、複数種類の移転モデルの中には、住宅２００、ビル３００、工場４００の１つ又は複数を飛ばして移転するパターンも含まれる。
また、複数種類の移転モデルには、蓄電池の移転時期を変化させたパターンも含まれる。例えば、図９Ａ〜図９Ｍの移転モデルは、蓄電池の移転時期を、蓄電池の性能が使用中の設備の要求性能の下限に達した段階としたパターンである。一方、図９Ｑの移転モデルは、蓄電池の移転時期を少し早めたパターン（例えば蓄電池の性能が要求性能の下限より所定量高い段階を移転時期としたパターン）である。
また、複数種類の移転モデルには、図９Ｄと図９Ｍに示されるように、同一種別中の異なる住宅２００、ビル３００、工場４００を移転先とするパターンも含まれる。種別が同一の設備（例えば住宅）であっても、蓄電池の利用が激しいところと、蓄電池の利用がさほど激しくないところとがあり、劣化の進行度は必ずしも同一にはならない。これに対応して、図９Ｍの移転モデルは移転先を個別に異ならせている。
なお、設備の数が非常に多い場合には、全ての設備について蓄電池が移転する移転モデルを用意したのでは、移転モデルの数が膨大になってしまう。従って、設備の数が非常に多い場合には、同一種別の設備について劣化の進行度が標準的な設備モデルと、劣化の進行度を標準から複数段階にずらした複数の設備モデルとを用意して、これらの設備モデルを組み合わせて移転モデルを用意するようにしてもよい。
次に、ステップＳ１３において、使用中電池劣化予測部１２は、ステップＳ１２で設定された移転モデルに従って蓄電池の劣化予測を行う。例えば、図１０Ａ〜図１０Ｃのグラフは、現在、車両１００で使用している蓄電池を、各設備での要求性能の下限まで使用して、順次、住宅２００と工場４００とへ移転する移転モデルの場合を示している。
この場合、使用中電池劣化予測部１２は、図１０Ａの車両１００での劣化予測曲線を、使用中電池情報の劣化状態（ＳＯＨ）の時間遷移データ等から予測する。または、使用中電池劣化予測部１２は、使用中電池情報の電圧ログ、電流ログ、温度ログのデータから、同様の使用状況が続くと仮定して劣化予測曲線を算出することができる。
また、使用中電池劣化予測部１２は、図１０Ｂの住宅２００での劣化予測曲線を、この住宅２００で使用されている別の蓄電池についての使用中電池情報に基づいて算出する。すなわち、使用中電池情報に含まれる劣化状態（ＳＯＨ）の時間遷移データ、或いは、電圧ログ、電流ログ、温度ログのデータから、同様の状況で使用されると仮定して劣化予測曲線を算出する。
さらに、使用中電池劣化予測部１２は、図１０Ｃの工場４００の劣化予測曲線を、この工場４００で使用されている別の蓄電池についての使用中電池情報に基づいて同様に算出する。
続いて、劣化予測ステップの別の例の説明を行う。図１１Ａ〜図１１Ｃのグラフは、現在、車両１００で使用している蓄電池を、各設備での要求性能の下限より１０パーセント高い段階で、順次、住宅２００と工場４００とへ移転する移転モデルの場合を示している。
この移転モデルにおいては、使用中電池劣化予測部１２は、蓄電池の移転時期を、蓄電池の性能が各設備の要求性能の下限よりも所定の割合だけ高い値に達する時期に設定して、劣化予測曲線を算出する。また、使用中電池劣化予測部１２は、この移転モデルにおいても、各設備における劣化進行度の予測を、図１０の移転モデルの場合と同様に、使用中電池情報に基づいて推測および算出する。
なお、使用中電池劣化予測部１２は、利用先情報記憶部２３から利用先情報を読み込んで各設備での蓄電池の要求性能の情報を得るようにしてもよい。
このような劣化予測によって、使用中電池劣化予測部１２は、図１０Ａ〜図１０Ｃ又は１１Ａ〜図１１Ｃに示すような、１つの移転モデルについての蓄電池の劣化予測曲線を得る。
続いて、ステップＳ１４において、使用中電池劣化予測部１２は、ステップＳ１３で得られた劣化予測曲線を示す予測結果データを、使用中電池劣化予測情報記憶部２２へ蓄積する。
そして、ステップＳ１２〜Ｓ１５の処理ループにより、使用中電池劣化予測部１２は、全ての移転パターンについての劣化予測と予測結果データの蓄積とを繰り返し実行する。また、ステップＳ１１〜Ｓ１６の処理ループにより、使用中電池劣化予測部１２は、全ての蓄電池についての劣化予測と予測結果データの蓄積とを繰り返し実行する。
このような蓄電池劣化予測処理により、図３に示したように、使用中電池劣化予測情報記憶部２２には、蓄電池ごとに複数種類の移転モデルで移転使用した場合の劣化曲線のデータが蓄積される。
［回収済電池の劣化予測］
回収済電池劣化予測部１６は、回収済電池倉庫の複数の蓄電池Ｂについて、保管を続けた場合の劣化予測を行って、予測された劣化曲線のデータを回収済電池劣化予測情報記憶部２５へ記憶する。
この劣化曲線は、回収済電池情報記憶部２６に記憶されている劣化状態（ＳＯＨ）の時間遷移データ、或いは、電圧ログ、電流ログ、温度ログのデータから、同様の状況で劣化が進むと仮定して予測および算出することができる。
なお、回収済電池劣化予測部１６も、使用中電池劣化予測部１２と同様に、回収済電池を住宅、ビル、または工場などに移転して使用した場合の劣化予測を行って、その劣化曲線を回収済電池劣化予測情報記憶部２５に記憶するようにしてもよい。
［移転判定処理］
次には、移転判定部１４により実行される移転判定処理について説明する。
図１２は、移転判定処理の処理手順を示すフローチャート、図１３は、蓄電池を移転させる際の判定要件を表わした図表である。
移転判定部１４は、オペレータからの指令があった場合、または、所定期間ごとに、この移転判定処理を開始する。処理が開始されると、先ず、ステップＳ２１において、移転判定部１４は、使用中電池劣化予測情報記憶部２２、未使用電池劣化予測情報記憶部２４、および、回収済電池劣化予測情報記憶部２５から、予測された各蓄電池の劣化曲線のデータ（「劣化予測情報」とも呼ぶ）を読み出す。
次に、ステップＳ２２において、移転判定部１４は、利用先情報記憶部２３から利用先情報を読み出す。
そして、ステップＳ２３において、移転判定部１４は、読み出したデータに基づいて、各蓄電池の最適な移転時期および移転先の組合せ（「移転予定」と呼ぶ）を、予め定められている複数の判定要件の充足度を総合的に向上させる演算処理（例えば最適化処理）を行って決定する。
蓄電池を移転するための判定要件には、図１３に示すように、例えば、各利用先の契約電力を維持させるという要件、各利用先の契約電池容量を維持させるという要件、蓄電池が各設備での要求性能の下限近傍に達する時期に移転時期を近づけるという要件などがある。また、判定要件には、新品の蓄電池の投入量を少なくするという要件、各設備で同時使用される蓄電池の劣化度合いのばらつきを低減するという要件、回収済電池の在庫数を少なくするという要件などが含まれる。また、判定要件には、各設備の蓄電池の設置スペースの使用率を上げるという要件が含まれる。
各判定要件には重み付けλ１、λ２、・・・が設定され、移転判定部１４は、ステップＳ２３において、重みの大きい要件がより満足されるように演算処理を行って、各蓄電池の移転予定を判定する。
このような移転判定ステップにより、例えば、或る住宅２００の蓄電池が要求性能の下限に近づいている時期に、車両１００からこの住宅２００へ移転可能な最適な蓄電池が抽出されて、この情報が移転予定に示される。同様に、或る工場４００の蓄電池が要求性能の下限に近づいている場合に、複数の車両１００、住宅２００またはビル３００から、この工場４００へ移転可能な最適な蓄電池が抽出されて、この情報が移転予定に示される。また、或る設備の一部の蓄電池に異常または故障の予兆が見つかった場合に、この一部の蓄電池の要交換を示す情報が移転予定に示される。
また、上記の移転判定ステップによれば、各判定要件の充足度を総合的に向上させる演算処理により、各利用先の契約電力を維持させるという要件、および、各利用先の契約電池容量を維持させるという要件が、確実に満たされるような蓄電池の移転予定が算出される。また、蓄電池が各設備での要求性能の下限近傍に達する時期に移転時期がなるだけ近づくように、また、新品の蓄電池の投入量がなるだけ少なくなるように、各蓄電池の移転予定が算出される。また、各設備で同時使用される蓄電池の劣化度合いのばらつきがなるだけ低減されるように、また、回収済電池の在庫数がなるだけ少なくなるように、移転予定が算出される。また、大きな設置スペースがある設備に対しては、設置スペースの使用率が上がるように劣化の進んだ蓄電池が多く移転されるように、移転予定が算出される。その他、様々に設定された判定要件に従った移転予定が算出される。
続いて、ステップＳ２４において、移転判定部１４は、判定された移転予定のうち移転時期が現在に近いもの（例えば現在日時から１月内など）を判別する。そして、移転判定部１４は、現在に近いものがあれば、ステップＳ２５において、移転判定部１４は移転予定の情報を報知部１５に出力する。これにより、報知部１５から移転予定の情報がオペレータに報知される。
このような移転判定処理により、移転の判定要件をより満足させることのできる最適化された蓄電池の移転予定が判定されて、この移転予定の情報がオペレータに示される。オペレータは、この移転予定の情報に基づいて、複数の車両１００、複数の住宅２００、複数のビル３００、複数の工場４００および回収済電池倉庫５００の各蓄電池の移転交換の予定を実際に組んで、蓄電池の移転の手続きを進めることができる。すなわち、オペレータおよび作業員は、移転交換の予定に沿って、契約者に蓄電池の交換の通知および蓄電池の交換メンテナンス等を行う。
［蓄電池を移転使用のバリエーション］
図１４〜図１６は、蓄電池を移転する際の再パック化の一例を説明する図である。
図１４Ａと図１４Ｂとに示すように、蓄電池を移転する際には、蓄電池の電池パックＢＰ１をそのまま移転するのではなく、移転先の条件または電池パックＢＰ１内の電池状態に応じて、別の電池パックＢＰ２，ＢＰ３に再パック化して移転してもよい。また、電池モジュールＢＭ１の単位で移転してもよい。
また、図１５に示すように、蓄電池を移転する際には、電池パックＢＰ２，ＢＰ３の中の複数の電池モジュールＢＭａ，ＢＭｂの劣化度が揃うように再パック化するようにしてもよい。そして、劣化度が揃うように再パック化された電池パックＢＰ２ａ，ＢＰ３ａを移転するようにしてもよい。
また、図１６に示すように、蓄電池を移転する際には、電池モジュールＢＭ１内の１個又は複数の電池セルＢＣ１のみが劣化が非常に進んでいる場合に、この電池セルＢＣ１を他と同等の劣化度合いの電池セルＢＣ２と交換するようにしてもよい。そして、一部交換された電池モジュールＢＭ１ａを移転するようにしてもよい。
移転判定部１４は、上述の移転判定処理において、電池モジュールＢＭの単位または電池セルＢＣの単位で移転予定を判定することで、電池パックを再パック化する組み合せの情報、および劣化度の不揃いを修正する組合せの情報も示すことができる。
［実施の形態の効果］
以上のように、この実施の形態の蓄電池移転支援サーバ１および蓄電池の再利用システムによれば、複数の設備で使用される複数の蓄電池の状態を表わす使用中電池情報が蓄電池移転支援サーバ１に収集される。さらに、蓄電池移転支援サーバ１の使用中電池劣化予測部１２が、これらの情報に基づいて、各蓄電池を複数の設備の中で移転した場合の蓄電池の劣化予測を行う。従って、この劣化予測結果により、蓄電池の最適な移転時期および移転先を決定するための支援を行うことができる。
また、この実施の形態の蓄電池移転支援サーバ１によれば、移転判定部１４が、各蓄電池を複数の設備の中で移転した場合の劣化予測結果と、利用先情報とに基づいて、各蓄電池の最適な移転時期および移転先の組合せを判定する。そして、蓄電池移転支援サーバ１は、判定結果の移転予定の情報を外部に出力する。従って、この移転予定の情報に基づき、オペレータ又は作業員は、蓄電池を複数の設備の中で実際に移転させるスケジュールを組んで、複数の蓄電池を複数の設備の中で移転させて使用させることができる。よって、蓄電池の製造からリサイクルまでの総合的なライフサイクルのコスト低減に寄与することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明した。
なお、上記実施の形態では、使用中電池状態収集部１１は、通信ネットワーク６００を介して電池情報を収集する構成を例にとって説明したが、電池情報はリアルタイムに収集せずとも１週間〜数カ月遅れて収集されてもよい。従って、例えば、設備内で電池情報を一定期間取りまとめておき、この電池情報を、記録ディスク、メモリカード、または、ＵＳＢ（Universal serial bus）メモリなどの記憶媒体を介して使用中電池状態収集部１１に収集させる構成としてもよい。具体的には、設備内で電池情報を書き込んだ記憶媒体を、蓄電池移転支援サーバ１の運用者へ送付し、運用者がこの記憶媒体から電池情報を読み出して使用中電池状態収集部１１へ送る構成としてもよい。
また、上記実施の形態では、蓄電池がリチウムイオン二次電池の一種類であるように説明したが、蓄電池移転支援サーバ１は、複数種類の蓄電池（例えばリチウムイオン二次電池およびニッケル水素二次電池など）を取り扱うようにしてもよい。そして、蓄電池移転支援サーバ１は、第１の種類の蓄電池を使用している設備に、第２の種類の蓄電池を移転して使用させるような移転予定を行う構成としてもよい。
なお、上記実施の形態では、使用中電池情報、利用先情報、および、移転の判定要件の内容として具体的な例を挙げて説明したが、使用中電池情報、利用先情報、および、移転の判定要件は、実施の形態で示された内容に限られるものではない。また、蓄電池の劣化予測を行う際に設定される移転モデルについても、例えば、途中に回収期間を挟む移転モデルを追加するなど適宜変更可能である。
本発明は、複数の設備の中で蓄電池を移転させて使用させる蓄電池の総合管理サービスに利用できる。
１ 蓄電池移転支援サーバ
１１ 使用中電池状態収集部
１２ 使用中電池劣化予測部
１３ 入力部
１４ 移転判定部
１５ 報知部
１６ 回収済電池劣化予測部
１７ 回収済電池状態収集部
２０ 記憶部
２１ 使用中電池情報記憶部
２２ 使用中電池劣化予測情報記憶部
２３ 利用先情報記憶部
２４ 未使用電池劣化予測情報記憶部
２５ 回収済電池劣化予測情報記憶部
２６ 回収済電池情報記憶部
１００ 車両
２００ 住宅
３００ ビル
４００ 工場
５００ 回収済電池倉庫
６００ ネットワーク
Ｂ 蓄電池
ＢＰ 電池パック
ＢＭ 電池モジュール
ＢＣ 電池セル

Claims (22)

  1. 複数の設備でそれぞれ使用される蓄電池の状態を表わす電池情報を収集する収集部と、
    前記収集部が収集した電池情報を記憶する電池情報記憶部と、
    前記電池情報記憶部に記憶された電池情報に基づき、前記複数の設備の中で前記蓄電池をそれぞれ移転させて使用した場合の前記蓄電池の劣化予測を行う劣化予測部と、
    を具備する蓄電池移転支援装置。
  2. 前記複数の設備における蓄電池に対する要求情報を記憶する要求情報記憶部と、
    前記劣化予測部の予測結果と、前記要求情報記憶部に記憶された要求情報とに基づいて、前記複数の蓄電池を前記複数の設備の中で移転させて使用する場合の移転時期および移転先を含む移転予定を判定する移転判定部と、
    前記移転判定部により判定された前記移転予定の情報を外部に出力する情報出力部と、
    をさらに具備する請求項１記載の蓄電池移転支援装置。
  3. 前記複数の設備には、蓄電池の電力により走行する複数の車両と、蓄電池の電力により機器を動作させる複数の居住施設と、蓄電池の電力により産業用機器を駆動させる複数の工場施設とが含まれ、
    前記劣化予測部は、
    前記複数の蓄電池が一番目に前記複数の車両の何れかで使用され、その後、他の設備に移転する移転パターンに従って前記複数の蓄電池の劣化予測を行う
    請求項１又は２記載の蓄電池移転支援装置。
  4. 前記複数の設備には、蓄電池の電力により走行する複数の車両と、蓄電池の電力により機器を動作させる複数の居住施設と、蓄電池の電力により産業用機器を駆動させる複数の工場施設とが含まれ、
    前記移転判定部は、
    前記複数の蓄電池が一番目に前記複数の車両の何れかで使用され、その後、他の設備に移転する移転パターンに従って前記移転予定を判定する、
    請求項２記載の蓄電池移転支援装置。
  5. 前記複数の蓄電池には、新規投入される新品の蓄電池と、回収された中古の蓄電池と、の一方または両方が含まれる請求項１〜４の何れか一項に記載の蓄電池移転支援装置。
  6. 前記移転判定部は、
    蓄電池の移転条件を表わす複数の判定要件について要件充足度を総合的に向上させる演算処理を行って前記移転予定を判定する
    請求項２又は４に記載の蓄電池移転支援装置。
  7. 前記複数の判定要件には、
    各設備で使用中の蓄電池の性能がこの設備で要求される性能の下限近傍になる時期に移転時期を近づけるという要件が含まれる
    請求項６記載の蓄電池移転支援装置。
  8. 前記複数の判定要件には、
    各設備で要求される蓄電池の電力供給量が維持できなくなる前に、この設備へ蓄電池を移転させて要求される電力供給量を維持させるという要件が含まれる
    請求項６又は７に記載の蓄電池移転支援装置。
  9. 前記複数の判定要件には、
    一つの設備で使用される複数の蓄電池の劣化度合いのばらつきを小さくするという要件が含まれる
    請求項６〜８の何れか一項に記載の蓄電池移転支援装置。
  10. 前記要求情報には、各設備の蓄電池の設置スペースの情報が含まれ、
    前記複数の判定要件には、
    各設備の蓄電池の設置スペースの使用率を上げるという要件が含まれる
    請求項６〜９の何れか一項に記載の蓄電池移転支援装置。
  11. 前記複数の蓄電池には、新規投入される新品の蓄電池が含まれ、
    前記複数の判定要件には、
    新品の蓄電池が車両以外の設備に投入されることを少なくするという要件が含まれる
    請求項６〜１０の何れか一項に記載の蓄電池移転支援装置。
  12. 前記劣化予測部は、
    各蓄電池を前記複数の設備の中を複数の移転パターンで移転させる場合の各蓄電池の劣化予測を行い、
    前記移転判定部は、
    前記複数の移転パターンで移転させる場合の各劣化予測の結果を参照して前記移転予定を判定する
    請求項２、４、６〜１１の何れか一項に記載の蓄電池移転支援装置。
  13. 前記電池情報には、
    蓄電池の充電時および放電時の電圧のログ情報、蓄電池の充電時および放電時の電流のログ情報、蓄電池の温度のログ情報、蓄電池の充電状態のログ情報、蓄電池の劣化状態のログ情報、または、蓄電池の充放電許容電力のログ情報が含まれる
    請求項１〜１２の何れか一項に記載の蓄電池移転支援装置。
  14. 前記要求情報には、
    各設備のユーザに約束された蓄電池の供給電力の情報、各設備のユーザに約束された蓄電池の容量情報、および、各設備の蓄電池の設置スペースの情報が含まれる
    請求項２、４、６〜１２の何れか一項に記載の蓄電池移転支援装置。
  15. 前記移転判定部は、
    前記設置スペースの情報に基づいて、設置スペースが広いほど、劣化の進んだ蓄電池を移転可能であるものとして前記移転予定を判定する
    請求項１４記載の蓄電池移転支援装置。
  16. 前記劣化予測部の劣化予測、および、前記移転判定部の移転判定は、蓄電池の電池パック単位、電池モジュール単位、または、電池セル単位で行われる
    請求項２、４、６〜１２、１４、１５の何れか一項に記載の蓄電池移転支援装置。
  17. 情報を入力する入力部をさらに具備し、
    前記要求情報記憶部には、前記入力部を介して入力された新たな設備の前記要求情報が追加可能であり、
    前記移転判定部は、前記新たな設備を含めた複数の設備の中で前記複数の蓄電池を移転させて使用する場合の前記移転予定を判定する
    請求項２、４、６〜１２、１４〜１６の何れか一項に記載の蓄電池移転支援装置。
  18. 前記収集部は、通信ネットワークおよび記憶媒体の一方または両方を介して前記電池情報を収集する
    請求項１〜１７の何れか一項に記載の蓄電池移転支援装置。
  19. 複数の設備でそれぞれ使用される蓄電池の状態を表わす電池情報を収集する収集部と、
    前記収集部が収集した電池情報を記憶する電池情報記憶部と、
    前記複数の設備における蓄電池に対する要求情報を記憶する要求情報記憶部と、
    前記電池情報記憶部に記憶された電池情報と、前記要求情報記憶部に記憶された要求情報とに基づいて、前記複数の蓄電池を前記複数の設備の中で移転させて使用する場合の移転時期および移転先を含む移転予定を判定する移転判定部と、
    前記移転判定部により判定された前記移転予定の情報を出力する情報出力部と、
    を具備する蓄電池移転支援装置。
  20. 複数の設備でそれぞれ使用される蓄電池の状態を表わす電池情報を収集する収集ステップと、
    前記収集ステップで収集した電池情報を電池情報記憶部に記憶するステップと、
    前記複数の設備における蓄電池に対する要求情報を要求情報記憶部に記憶するステップと、
    前記電池情報記憶部に記憶された電池情報と、前記要求情報記憶部に記憶された要求情報とに基づいて、前記複数の蓄電池を前記複数の設備の中で移転させて使用する場合の移転時期および移転先を含む移転予定を判定する移転判定ステップと、
    前記移転判定ステップで判定された前記移転予定の情報を情報出力部が出力するステップと、
    を含む蓄電池移転支援方法。
  21. 複数の設備でそれぞれ使用される蓄電池の状態を表わす電池情報を通信ネットワークまたは記憶媒体を介して収集する収集ステップと、
    前記収集ステップにより収集された前記電池情報を電池情報記憶部に記憶するステップと、
    前記電池情報記憶部に記憶された電池情報に基づき、前記複数の設備の中で前記蓄電池をそれぞれ移転させて使用した場合の前記蓄電池の劣化予測を劣化予測部が行う劣化予測ステップと、
    を含む蓄電池移転支援方法。
  22. 前記複数の設備における蓄電池に対する要求情報を要求情報記憶部に記憶するステップと、
    前記劣化予測ステップの予測結果と、前記要求情報記憶部に記憶された要求情報とに基づいて、前記複数の蓄電池を前記複数の設備の中で移転させて使用する場合の移転時期および移転先を含む移転予定を移転判定部が判定する移転判定ステップと、
    前記移転判定ステップで判定された前記移転予定の情報を情報出力部が出力するステップと、
    をさらに含む請求項２１記載の蓄電池移転支援方法。

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