JP2017034781A - 蓄電池管理システム、蓄電池情報サーバ、充放電制御装置及び蓄電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】二次電池の寿命をできる限り正確に予測して、事故を未然に防ぎつつ、二次電池を正しく使い切る事を目指す、蓄電池管理システム、蓄電池情報サーバ、充放電制御装置及び蓄電池を提供する。【解決手段】ＬＩＢに一意なＬＩＢＩＤを付与して、ＬＩＢの稼働状態をログテーブルに記録し、ＬＩＢ情報サーバにてＬＩＢ使用ログテーブルに集約する。そして、膨大なＬＩＢ使用ログテーブルを基に累積故障確率を算出して、累積故障確率テーブルを作成する。充放電制御装置は、ＬＩＢ情報サーバからＬＩＢを経由して受信した累積故障確率テーブル、保存時間勾配関数、損失コスト関数、交換コスト関数、警告用閾値、及び使用禁止用閾値を基に、ＬＩＢの最適交換時期を算出する。【選択図】図１
Description
本発明は、蓄電池管理システム、蓄電池情報サーバ、充放電制御装置及び蓄電池に関する。
より詳細には、リチウムイオン電池やリチウムポリマー電池、またナトリウム・硫黄電池等、エネルギー密度が高く、事故発生時における被害が大きい二次電池を、計算機の情報処理によって有効寿命まで安全に使用するための技術に関する。
より詳細には、リチウムイオン電池やリチウムポリマー電池、またナトリウム・硫黄電池等、エネルギー密度が高く、事故発生時における被害が大きい二次電池を、計算機の情報処理によって有効寿命まで安全に使用するための技術に関する。
今日、移動体のエネルギー供給源として、体積及び重量に比してエネルギー密度が高いリチウムイオン電池やリチウムポリマー電池が広く使用されている。また、エネルギー問題は喫緊の課題であり、リチウムイオン電池は定置型の蓄電池としても普及が拡大している。
なお、これ以降、リチウムイオン電池をＬＩＢと略す。
なお、これ以降、リチウムイオン電池をＬＩＢと略す。
ＬＩＢやリチウムポリマー電池、また産業用定置型蓄電池として採用されているナトリウム・硫黄電池等の、エネルギー密度が高い二次電池は、鉛蓄電池等のエネルギー密度の低い蓄電池と比べると、発火等の事故を引き起こす可能性が高い。また、発火事故を引き起こした場合に生じる損害が大きく、またこの損害によって生じる被害額も高い傾向がある。
特許文献１には、蓄電池の製造時期や製造ライン等で性能にばらつきがある場合でも、異常診断を精度良く行えるようにする、二次電池の異常診断装置に関する技術が開示されている。
前述のように、エネルギー密度が高い二次電池は、事故率が高く、また被害額も高額になりがちである。このため、従来、これらの二次電池はできる限り事故を起こさないように、使用期限や充放電回数制限に大きめのマージンを持たせている。しかし、このことは「まだ使える」二次電池を破棄してしまうこととなり、非効率である。
したがって、二次電池の寿命をできる限り正確に予測して、事故を未然に防ぎつつ、二次電池を正しく使い切ることが、好ましい。
したがって、二次電池の寿命をできる限り正確に予測して、事故を未然に防ぎつつ、二次電池を正しく使い切ることが、好ましい。
本発明はかかる課題を解決し、二次電池の寿命をできる限り正確に予測して、事故を未然に防ぎつつ、二次電池を正しく使い切ることを目指す、蓄電池管理システム、蓄電池情報サーバ、充放電制御装置及び蓄電池を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の蓄電池管理システムは、一意な蓄電池ＩＤを有し、充放電回数と、充放電回数１回分の単位保存時間に相当する情報を記憶する蓄電池と、蓄電池から蓄電池ＩＤと充放電回数と単位保存時間に相当する情報を受信して蓄電池使用ログテーブルに記憶し、蓄電池使用ログテーブルから累積故障確率を算出する蓄電池情報サーバとを具備する。充放電制御装置は、蓄電池に接続され、蓄電池情報サーバから、累積故障確率と、蓄電池の最適交換時期を算出するための個別情報を受信し、累積故障確率から蓄電池の最適交換時期を算出する。
本発明により、二次電池の寿命をできる限り正確に予測して、事故を未然に防ぎつつ、二次電池を正しく使い切る事を目指す、蓄電池管理システム、蓄電池情報サーバ、充放電制御装置及び蓄電池を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明の実施形態（以下。「本実施形態」という）の概要を説明する。
本実施形態に係る蓄電池管理システムは、ＬＩＢと、ＬＩＢが装着されて使用されるＬＩＢ使用設備と、インターネットに接続されているＬＩＢ情報サーバと、ＬＩＢとＬＩＢ情報サーバとの間に介在して、ＬＩＢとＬＩＢ情報サーバとの通信を確立する携帯型無線端末等の通信部よりなる。
ＬＩＢには、一意なＬＩＢＩＤを付与されたマイコンよりなるＬＩＢ情報処理部が内蔵されている。ＬＩＢ情報処理部は、ＬＩＢ情報サーバにＬＩＢ使用ログを送信し、ＬＩＢ情報サーバから累積故障確率テーブルと、ＬＩＢの最適交換時期を算出するための個別情報を受信する。
ＬＩＢ使用設備に組み込まれている充放電制御装置は、ＬＩＢから累積故障確率テーブルと個別情報を受信すると、ＬＩＢの最適交換時期を計算して、表示部等に最適交換時期を表示する。また、交換時期に至ったと判断したら、充電器を制御して、ＬＩＢに対する充電を禁止する。
本実施形態に係る蓄電池管理システムは、ＬＩＢと、ＬＩＢが装着されて使用されるＬＩＢ使用設備と、インターネットに接続されているＬＩＢ情報サーバと、ＬＩＢとＬＩＢ情報サーバとの間に介在して、ＬＩＢとＬＩＢ情報サーバとの通信を確立する携帯型無線端末等の通信部よりなる。
ＬＩＢには、一意なＬＩＢＩＤを付与されたマイコンよりなるＬＩＢ情報処理部が内蔵されている。ＬＩＢ情報処理部は、ＬＩＢ情報サーバにＬＩＢ使用ログを送信し、ＬＩＢ情報サーバから累積故障確率テーブルと、ＬＩＢの最適交換時期を算出するための個別情報を受信する。
ＬＩＢ使用設備に組み込まれている充放電制御装置は、ＬＩＢから累積故障確率テーブルと個別情報を受信すると、ＬＩＢの最適交換時期を計算して、表示部等に最適交換時期を表示する。また、交換時期に至ったと判断したら、充電器を制御して、ＬＩＢに対する充電を禁止する。
ＬＩＢ情報サーバは、ＬＩＢＩＤを有する全ての同一モデルのＬＩＢからログを収集して、ＬＩＢ使用ログテーブルに記録する。そして、ＬＩＢ使用ログテーブルに基づいて、累積故障確率曲面を計算し、累積故障確率テーブルに記録する。
累積故障確率曲面は、ＬＩＢの充放電回数と、保存時間をパラメータに持つ曲面である。
この累積故障確率曲面を計算するために、ＬＩＢに内蔵されるＬＩＢ情報処理部は、ＬＩＢの充放電回数を計数するための充放電フラグと、保存時間を計算するために必要な電流と満充電フラグを内部のログに記憶する。
なお、保存時間とは、ＬＩＢが完全充電状態になってから能動的な充放電が行われない状態が継続した際の時間を指す。保存時間は充放電回数と共にＬＩＢの寿命に大きく関係する要素である。この保存時間に関する詳細な説明は後述する。
累積故障確率曲面は、ＬＩＢの充放電回数と、保存時間をパラメータに持つ曲面である。
この累積故障確率曲面を計算するために、ＬＩＢに内蔵されるＬＩＢ情報処理部は、ＬＩＢの充放電回数を計数するための充放電フラグと、保存時間を計算するために必要な電流と満充電フラグを内部のログに記憶する。
なお、保存時間とは、ＬＩＢが完全充電状態になってから能動的な充放電が行われない状態が継続した際の時間を指す。保存時間は充放電回数と共にＬＩＢの寿命に大きく関係する要素である。この保存時間に関する詳細な説明は後述する。
［全体構成］
図１は、本実施形態に係る蓄電池管理システム１０１の概略図である。
図１中、ＬＩＢ使用設備１０２とは、ＬＩＢ１０３を使用する装置や設備を一般化したものである。ＬＩＢ使用設備１０２には、電気自動車、旅客機、家屋等、ＬＩＢ１０３を使用するあらゆる対象が該当する。
商用交流電源１０４には充電器１０５が接続され、この充電器１０５を通じて、ＬＩＢ使用設備１０２に装着されたＬＩＢ１０３に電力が供給される。ＬＩＢ１０３には負荷１０６が接続され、ＬＩＢ１０３は負荷１０６に電力を供給する。
充電器１０５は充放電制御装置１０７によってオン・オフ制御される。なお、充電器１０５を制御する代わりに、充電器１０５とＬＩＢ１０３との間にスイッチを設け、このスイッチを制御する構成にしてもよい。
充放電制御装置１０７は、ＬＩＢ１０３の最適交換時期を表示部１０８に表示する。また、充放電制御装置１０７は、ＬＩＢ１０３の寿命が尽きて、所定の危険状態に至ったと判定した場合には、充電器１０５を強制的にオフ制御する機能を有する。
図１は、本実施形態に係る蓄電池管理システム１０１の概略図である。
図１中、ＬＩＢ使用設備１０２とは、ＬＩＢ１０３を使用する装置や設備を一般化したものである。ＬＩＢ使用設備１０２には、電気自動車、旅客機、家屋等、ＬＩＢ１０３を使用するあらゆる対象が該当する。
商用交流電源１０４には充電器１０５が接続され、この充電器１０５を通じて、ＬＩＢ使用設備１０２に装着されたＬＩＢ１０３に電力が供給される。ＬＩＢ１０３には負荷１０６が接続され、ＬＩＢ１０３は負荷１０６に電力を供給する。
充電器１０５は充放電制御装置１０７によってオン・オフ制御される。なお、充電器１０５を制御する代わりに、充電器１０５とＬＩＢ１０３との間にスイッチを設け、このスイッチを制御する構成にしてもよい。
充放電制御装置１０７は、ＬＩＢ１０３の最適交換時期を表示部１０８に表示する。また、充放電制御装置１０７は、ＬＩＢ１０３の寿命が尽きて、所定の危険状態に至ったと判定した場合には、充電器１０５を強制的にオフ制御する機能を有する。
ＬＩＢ１０３は充放電制御装置１０７と例えばＢＬＥ（Bluetooth（登録商標）Low Energy）等の近距離無線通信でＬＩＢ１０３の寿命予測の計算に必要な情報を送受信する。また、ＬＩＢ１０３は充放電制御装置１０７と通信を行う際、必ず充放電制御装置１０７から機器ＩＤを受信する。
携帯型無線端末１０９は、ＬＩＢ１０３に近接すると、ＬＩＢ１０３に内蔵されるＬＩＢ情報処理部と通信を確立する。また、携帯型無線端末１０９は、アクセスポイント１１０を通じてインターネット１１１に接続されているＬＩＢ情報サーバ１１２と通信を確立する。
ＬＩＢ１０３は携帯型無線端末１０９と近距離無線通信にて通信し、携帯型無線端末１０９を通じてＬＩＢ情報サーバ１１２にログテーブルを送信する。また、ＬＩＢ１０３はＬＩＢ情報サーバ１１２からＬＩＢ１０３の寿命予測の計算に必要な情報を受信する。この時、携帯型無線端末１０９は、ＬＩＢ１０３に対してプロキシサーバ（アプリケーションゲートウェイ、Ｌ７スイッチ）として振る舞い、常時ＩＰリーチャブルでないＬＩＢ１０３とＬＩＢ情報サーバ１１２との通信を確立する。
携帯型無線端末１０９は、ＬＩＢ１０３に近接すると、ＬＩＢ１０３に内蔵されるＬＩＢ情報処理部と通信を確立する。また、携帯型無線端末１０９は、アクセスポイント１１０を通じてインターネット１１１に接続されているＬＩＢ情報サーバ１１２と通信を確立する。
ＬＩＢ１０３は携帯型無線端末１０９と近距離無線通信にて通信し、携帯型無線端末１０９を通じてＬＩＢ情報サーバ１１２にログテーブルを送信する。また、ＬＩＢ１０３はＬＩＢ情報サーバ１１２からＬＩＢ１０３の寿命予測の計算に必要な情報を受信する。この時、携帯型無線端末１０９は、ＬＩＢ１０３に対してプロキシサーバ（アプリケーションゲートウェイ、Ｌ７スイッチ）として振る舞い、常時ＩＰリーチャブルでないＬＩＢ１０３とＬＩＢ情報サーバ１１２との通信を確立する。
本実施形態に係る蓄電池管理システム１０１は、単一種類のＬＩＢ１０３のみを取り扱う。例えば、汎用リチウムイオン電池モジュールのＡＬＭ−１２Ｖ７が本実施形態で取り扱われる対象となる。異なる種類のＬＩＢ１０３を扱う場合は、後述するＬＩＢ情報サーバ１１２に設けられているＬＩＢ使用ログテーブルを分ける必要がある。
［ＬＩＢ１０３のハードウェア構成］
図２は、ＬＩＢ１０３のハードウェア構成を示すブロック図である。
点線枠で囲まれている部分はセルモジュール２０１である。セルモジュール２０１は、バッテリセル２０２と、ＦＥＴスイッチ２０３と、セル保護ＩＣ２０４よりなる。
バッテリセル２０２の正極と負極にはセル保護ＩＣ２０４が接続されており、セル保護ＩＣ２０４はバッテリセル２０２の電圧で稼働する。セル保護ＩＣ２０４は、内部に図示しないコンパレータを内蔵し、バッテリセル２０２が過充電状態になったことを検出すると、バッテリセル２０２の負極側に接続されているＦＥＴスイッチ２０３のゲート電圧を落として、ＦＥＴスイッチ２０３をオフ制御する。ＦＥＴスイッチ２０３はＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴよりなる。セル保護ＩＣ２０４は例えばセイコーインスツル株式会社のＳ−８２５０Ａ等が利用可能である。
図２は、ＬＩＢ１０３のハードウェア構成を示すブロック図である。
点線枠で囲まれている部分はセルモジュール２０１である。セルモジュール２０１は、バッテリセル２０２と、ＦＥＴスイッチ２０３と、セル保護ＩＣ２０４よりなる。
バッテリセル２０２の正極と負極にはセル保護ＩＣ２０４が接続されており、セル保護ＩＣ２０４はバッテリセル２０２の電圧で稼働する。セル保護ＩＣ２０４は、内部に図示しないコンパレータを内蔵し、バッテリセル２０２が過充電状態になったことを検出すると、バッテリセル２０２の負極側に接続されているＦＥＴスイッチ２０３のゲート電圧を落として、ＦＥＴスイッチ２０３をオフ制御する。ＦＥＴスイッチ２０３はＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴよりなる。セル保護ＩＣ２０４は例えばセイコーインスツル株式会社のＳ−８２５０Ａ等が利用可能である。
ＬＩＢ１０３内部では、必要な電圧を得るためにセルモジュール２０１が直列接続される。
各々のセルモジュール２０１の正極側端子は、全てセル電圧測定部２０５に接続される。セル電圧測定部２０５は各セルモジュール２０１の端子間電圧を測定して、Ａ／Ｄ変換する。そして、各セルモジュール２０１の端子間電圧データをＬＩＢ情報処理部２０６に出力する。セル電圧測定部２０５は例えばリニアテクノロジー株式会社のＬＴＣ６８０１等が利用可能である。
セル保護ＩＣ２０４から出力されるＦＥＴスイッチ２０３のゲート制御信号は、バッファ２０７を通じてＯＲゲート２０８に入力される。バッファ２０７は、セルモジュール２０１毎に異なる電位差を吸収するために設けられている。このゲート制御信号は、セル保護ＩＣ２０４の内部に存在する、図示しない過充電検出用コンパレータの判定結果に基づく制御信号である。ＬＩＢ１０３の充電状態が推移して、ＦＥＴスイッチ２０３がオフ状態になると、ＬＩＢ１０３が満充電になったことを意味する。このとき、ＬＩＢ情報処理部２０６に入力されるＯＲゲート２０８の出力信号は、実質的に満充電の検出と等しくなる。すなわち、ＯＲゲート２０８からの出力信号は、蓄電池が満充電状態になったか否かを示す満充電フラグ情報ともいえる。
各々のセルモジュール２０１の正極側端子は、全てセル電圧測定部２０５に接続される。セル電圧測定部２０５は各セルモジュール２０１の端子間電圧を測定して、Ａ／Ｄ変換する。そして、各セルモジュール２０１の端子間電圧データをＬＩＢ情報処理部２０６に出力する。セル電圧測定部２０５は例えばリニアテクノロジー株式会社のＬＴＣ６８０１等が利用可能である。
セル保護ＩＣ２０４から出力されるＦＥＴスイッチ２０３のゲート制御信号は、バッファ２０７を通じてＯＲゲート２０８に入力される。バッファ２０７は、セルモジュール２０１毎に異なる電位差を吸収するために設けられている。このゲート制御信号は、セル保護ＩＣ２０４の内部に存在する、図示しない過充電検出用コンパレータの判定結果に基づく制御信号である。ＬＩＢ１０３の充電状態が推移して、ＦＥＴスイッチ２０３がオフ状態になると、ＬＩＢ１０３が満充電になったことを意味する。このとき、ＬＩＢ情報処理部２０６に入力されるＯＲゲート２０８の出力信号は、実質的に満充電の検出と等しくなる。すなわち、ＯＲゲート２０８からの出力信号は、蓄電池が満充電状態になったか否かを示す満充電フラグ情報ともいえる。
直列接続される複数のセルモジュール２０１の最上部の正極側には、充電器１０５及び負荷１０６と接続される正極側端子２０９が接続される。
直列接続される複数のセルモジュール２０１の最下部の負極側端子には、シャント抵抗Ｒ２１０を通じて充電器１０５及び負荷１０６と接続される負極側端子２１１が接続される。
電流検出器として動作するシャント抵抗Ｒ２１０の両端にはオペアンプ２１２の非反転入力端子と反転入力端子がそれぞれ接続され、オペアンプ２１２は電流検出信号をＬＩＢ情報処理部２０６へ出力する。
直列接続される複数のセルモジュール２０１の最下部の負極側端子には、シャント抵抗Ｒ２１０を通じて充電器１０５及び負荷１０６と接続される負極側端子２１１が接続される。
電流検出器として動作するシャント抵抗Ｒ２１０の両端にはオペアンプ２１２の非反転入力端子と反転入力端子がそれぞれ接続され、オペアンプ２１２は電流検出信号をＬＩＢ情報処理部２０６へ出力する。
また、バッテリセル２０２には各々のバッテリセル２０２自身の温度を検出するためのセル温度センサ２１３が設けられており、このセル温度センサ２１３の出力信号がＬＩＢ情報処理部２０６に入力される。更に、セル温度センサ２１３とは別にＬＩＢ１０３内部の雰囲気温度を検出するための雰囲気温度センサ２１４が設けられており、この雰囲気温度センサ２１４の出力信号もＬＩＢ情報処理部２０６に入力される。
ＬＩＢ１０３には、正極側端子２０９と負極側端子２１１の他に、充電器１０５との接続を検出するか、または充電器１０５が動作しているか否かを検出するための充電器接続検出端子２１５が設けられており、ＬＩＢ情報処理部２０６に接続される。すなわち、充電器接続検出端子２１５からＬＩＢ情報処理部２０６に入力される信号は、ＬＩＢ１０３が充電状態であるか又は放電状態であるかを示す（蓄電池に充電器が接続されたか否かを示す）、充放電フラグ情報でもある。
ＬＩＢ１０３には、正極側端子２０９と負極側端子２１１の他に、充電器１０５との接続を検出するか、または充電器１０５が動作しているか否かを検出するための充電器接続検出端子２１５が設けられており、ＬＩＢ情報処理部２０６に接続される。すなわち、充電器接続検出端子２１５からＬＩＢ情報処理部２０６に入力される信号は、ＬＩＢ１０３が充電状態であるか又は放電状態であるかを示す（蓄電池に充電器が接続されたか否かを示す）、充放電フラグ情報でもある。
ＬＩＢ情報処理部２０６は、マイコンよりなる蓄電池情報処理部であり、セル電圧、電流、セル温度、雰囲気温度、充放電状態、満充電状態を常時検出し、日時情報と共に内蔵の不揮発性ストレージにログ記録する。そして、近距離無線通信部２１６を通じて、ＬＩＢ情報サーバ１１２にログテーブルを送信する。また、ＬＩＢ１０３は近距離無線通信部２１６を通じてＬＩＢ情報サーバ１１２からＬＩＢ１０３の寿命予測の計算に必要な情報を受信して、不揮発性ストレージに記憶する。
ＬＩＢ情報処理部２０６は、ＬＩＢ１０３の寿命予測の計算に必要な情報を、近距離無線通信部２１６を通じて充放電制御装置１０７に送信する。
ＬＩＢ情報処理部２０６は、ＬＩＢ１０３の寿命予測の計算に必要な情報を、近距離無線通信部２１６を通じて充放電制御装置１０７に送信する。
［ＬＩＢ情報処理部２０６のハードウェア構成］
図３は、ＬＩＢ情報処理部２０６のハードウェア構成を示すブロック図である。
ＬＩＢ情報処理部２０６は、バス３０１に接続された、周知のＣＰＵ３０２、ＲＯＭ３０３、ＲＡＭ３０４、フラッシュメモリ等の不揮発性ストレージ３０５を備える。
バス３０１には更に、現在日時情報を出力するリアルタイムクロック（以下「ＲＴＣ」と略す）３０６と、Ａ／Ｄ変換器３０７と、シリアル・インターフェース（以下「シリアルＩ／Ｆ」と略す）３０８と、近距離無線通信部３０９が接続されている。
図３は、ＬＩＢ情報処理部２０６のハードウェア構成を示すブロック図である。
ＬＩＢ情報処理部２０６は、バス３０１に接続された、周知のＣＰＵ３０２、ＲＯＭ３０３、ＲＡＭ３０４、フラッシュメモリ等の不揮発性ストレージ３０５を備える。
バス３０１には更に、現在日時情報を出力するリアルタイムクロック（以下「ＲＴＣ」と略す）３０６と、Ａ／Ｄ変換器３０７と、シリアル・インターフェース（以下「シリアルＩ／Ｆ」と略す）３０８と、近距離無線通信部３０９が接続されている。
Ａ／Ｄ変換器３０７には、セル温度信号を出力する複数のセル温度センサ２１３、雰囲気温度信号を出力する雰囲気温度センサ２１４、電流検出信号を出力するオペアンプ２１２が接続される。
シリアルＩ／Ｆ３０８には、セル電圧データを出力するセル電圧測定部２０５、充放電状態を示す信号を出力する充電器接続検出端子２１５、満充電を示す信号を出力するＯＲゲート２０８の出力端子が接続される。なお、図２ではＯＲゲート２０８をハードウェアとして記述しているが、ＬＩＢ情報処理部２０６のソフトウェア機能として実装してもよい。すなわち、バッファ２０７を介したセルモジュール２０１毎のＦＥＴスイッチ２０３のゲート信号を全てＬＩＢ情報処理部２０６のシリアルＩ／Ｆ３０８に入力させる。ＬＩＢ情報処理部２０６は全てのセルモジュール２０１のゲート信号をチェックして、一つでもオフ状態になった線があれば、ＬＩＢ１０３が満充電状態であると判断する。
シリアルＩ／Ｆ３０８には、セル電圧データを出力するセル電圧測定部２０５、充放電状態を示す信号を出力する充電器接続検出端子２１５、満充電を示す信号を出力するＯＲゲート２０８の出力端子が接続される。なお、図２ではＯＲゲート２０８をハードウェアとして記述しているが、ＬＩＢ情報処理部２０６のソフトウェア機能として実装してもよい。すなわち、バッファ２０７を介したセルモジュール２０１毎のＦＥＴスイッチ２０３のゲート信号を全てＬＩＢ情報処理部２０６のシリアルＩ／Ｆ３０８に入力させる。ＬＩＢ情報処理部２０６は全てのセルモジュール２０１のゲート信号をチェックして、一つでもオフ状態になった線があれば、ＬＩＢ１０３が満充電状態であると判断する。
［ＬＩＢ情報処理部２０６のソフトウェア機能］
図４は、ＬＩＢ情報処理部２０６のソフトウェア機能を示すブロック図である。
Ａ／Ｄ変換器３０７からセル温度データ、雰囲気温度データ及び電流データが出力され、シリアルＩ／Ｆ３０８を通じてセル電圧データ、充放電フラグ及び満充電フラグが得られる。これらのデータは、ＲＴＣ３０６が出力する現在日時情報と共に、不揮発性ストレージ３０５に記憶される。そして、ＬＩＢ１０３を一意に識別するためのＬＩＢＩＤ４０１と共に、入出力制御部４０２を通じて不揮発性ストレージ３０５に設けられるログテーブル４０３に記録される。ログテーブル４０３は近距離無線通信部３０９を通じてＬＩＢ情報サーバ１１２へ送信される。保存時間算出部４０４はログテーブル４０３を読み込み、充放電回数に対する保存時間を算出して、保存時間テーブル４０５に記録する。
図４は、ＬＩＢ情報処理部２０６のソフトウェア機能を示すブロック図である。
Ａ／Ｄ変換器３０７からセル温度データ、雰囲気温度データ及び電流データが出力され、シリアルＩ／Ｆ３０８を通じてセル電圧データ、充放電フラグ及び満充電フラグが得られる。これらのデータは、ＲＴＣ３０６が出力する現在日時情報と共に、不揮発性ストレージ３０５に記憶される。そして、ＬＩＢ１０３を一意に識別するためのＬＩＢＩＤ４０１と共に、入出力制御部４０２を通じて不揮発性ストレージ３０５に設けられるログテーブル４０３に記録される。ログテーブル４０３は近距離無線通信部３０９を通じてＬＩＢ情報サーバ１１２へ送信される。保存時間算出部４０４はログテーブル４０３を読み込み、充放電回数に対する保存時間を算出して、保存時間テーブル４０５に記録する。
一方、近距離無線通信部３０９を通じてＬＩＢ情報サーバ１１２から受信した累積故障確率テーブル４０６と個別情報４０７は、不揮発性ストレージ３０５に記憶される。そして、累積故障確率テーブル４０６、個別情報４０７、保存時間テーブル４０５及びログテーブル４０３に記憶されている最新のセル温度データ及び雰囲気温度データが、近距離無線通信部３０９を通じて充放電制御装置１０７へ送信される。
ＬＩＢ情報処理部２０６において必要な条件は、不揮発性ストレージ３０５が最低一回分の充放電におけるログをログテーブル４０３に記憶できるに十分な記憶容量を有することと、ログテーブル４０３から保存時間を算出するために必要な加減算程度の整数演算機能を有することと、ＬＩＢ１０３の運用に支障のない低消費電力であることである。複雑な浮動小数点演算計算を高速に行うような演算能力は必要とされない。したがって、組み込み用途の低価格なマイコンが利用可能である。また、今日、フラッシュメモリは大容量化及び低価格化が進んでおり、ＬＩＢ情報処理部２０６の用途に適している。
［充放電制御装置１０７のハードウェア構成］
図５は、充放電制御装置１０７のハードウェア構成を示すブロック図である。
充放電制御装置１０７は、バス５０１に接続された、周知のＣＰＵ５０２、ＲＯＭ５０３、ＲＡＭ５０４、そしてＬＩＢ１０３と近距離無線通信を行うための近距離無線通信部５０５を備える。
バス５０１には更に、警告報知部５１０とシリアルＩ／Ｆ５１１が接続されている。警告報知部５１０は、表示部５０６、及び／又はＬＥＤ等の発光素子５０７、及び／又はＤ／Ａ変換器５０８とスピーカ５０９等から構成される。シリアルＩ／Ｆ５１１の先には充電器１０５又は図示しない充放電制御スイッチが接続されており、充放電制御装置１０７は、ＬＩＢ１０３が交換寿命に至ったと判断した場合にシリアルＩ／Ｆ５１１から充電停止制御信号を出力して、充電の禁止を強制的に行う。
図５は、充放電制御装置１０７のハードウェア構成を示すブロック図である。
充放電制御装置１０７は、バス５０１に接続された、周知のＣＰＵ５０２、ＲＯＭ５０３、ＲＡＭ５０４、そしてＬＩＢ１０３と近距離無線通信を行うための近距離無線通信部５０５を備える。
バス５０１には更に、警告報知部５１０とシリアルＩ／Ｆ５１１が接続されている。警告報知部５１０は、表示部５０６、及び／又はＬＥＤ等の発光素子５０７、及び／又はＤ／Ａ変換器５０８とスピーカ５０９等から構成される。シリアルＩ／Ｆ５１１の先には充電器１０５又は図示しない充放電制御スイッチが接続されており、充放電制御装置１０７は、ＬＩＢ１０３が交換寿命に至ったと判断した場合にシリアルＩ／Ｆ５１１から充電停止制御信号を出力して、充電の禁止を強制的に行う。
警告報知部５１０は、ＬＩＢ使用設備１０２の使用者に対し、ＬＩＢ１０３の交換時期が近いことを示す警告を発する。警告は、ＬＣＤ等の表示部５０６における表示や、ＬＥＤ等の発光素子５０７による点滅発光や、スピーカ５０９を通じて音声ガイダンス等を発する等、様々な手段を採用できる。勿論、図５では図示していないが、充放電制御装置１０７がインターネット１１１の常時接続環境を備えているか、あるいは近距離無線通信部５０５を通じて、使用者の携帯型無線端末１０９に対してメッセージを送信することも警告報知部５１０の機能として採用できる。
［充放電制御装置１０７のソフトウェア機能］
図６は、充放電制御装置１０７のソフトウェア機能を示すブロック図である。
入出力制御部６０１は近距離無線通信部５０５を通じて、ＬＩＢ情報処理部２０６にＲＯＭ５０３に記憶されている機器ＩＤ６０２を送信する。
また、入出力制御部６０１はＬＩＢ情報処理部２０６から近距離無線通信部５０５を通じて受信した、累積故障確率テーブル４０６と個別情報４０７、そして保存時間テーブル４０５と、ログテーブル４０３に記憶されている最新のセル温度データ及び雰囲気温度データよりなる温度データ６０３を、それぞれＲＡＭ５０４内に保存する。
図６は、充放電制御装置１０７のソフトウェア機能を示すブロック図である。
入出力制御部６０１は近距離無線通信部５０５を通じて、ＬＩＢ情報処理部２０６にＲＯＭ５０３に記憶されている機器ＩＤ６０２を送信する。
また、入出力制御部６０１はＬＩＢ情報処理部２０６から近距離無線通信部５０５を通じて受信した、累積故障確率テーブル４０６と個別情報４０７、そして保存時間テーブル４０５と、ログテーブル４０３に記憶されている最新のセル温度データ及び雰囲気温度データよりなる温度データ６０３を、それぞれＲＡＭ５０４内に保存する。
ＬＩＢ交換時期算出部６０４は、累積故障確率テーブル４０６、個別情報４０７、保存時間テーブル４０５及び温度データ６０３を用いて、ＬＩＢ１０３の予測寿命と最適交換時期を計算する、蓄電池交換時期算出部である。
そして入出力制御部６０１は、ＬＩＢ１０３の交換時期の目安となる残り充放電回数と残り保存時間の何れかが個別情報４０７に含まれる警告用閾値を下回った際に、警告報知部５１０を駆動する。
また、入出力制御部６０１は、ＬＩＢ１０３の交換時期の目安となる残り充放電回数と残り保存時間の何れかが個別情報４０７に含まれる使用禁止用閾値を下回った際に、充電停止制御信号を出力して、ＬＩＢ１０３に対する充電を禁止する。
そして入出力制御部６０１は、ＬＩＢ１０３の交換時期の目安となる残り充放電回数と残り保存時間の何れかが個別情報４０７に含まれる警告用閾値を下回った際に、警告報知部５１０を駆動する。
また、入出力制御部６０１は、ＬＩＢ１０３の交換時期の目安となる残り充放電回数と残り保存時間の何れかが個別情報４０７に含まれる使用禁止用閾値を下回った際に、充電停止制御信号を出力して、ＬＩＢ１０３に対する充電を禁止する。
［携帯型無線端末１０９のハードウェア構成］
図７は、携帯型無線端末１０９のハードウェア構成を示すブロック図である。
携帯型無線端末１０９は、バス７０１に接続された、周知のＣＰＵ７０２、ＲＯＭ７０３、ＲＡＭ７０４、ＬＣＤ等よりなる表示部７０５、及び表示部７０５の上に設けられて静電式位置検出装置よりなる操作部７０６を備える。携帯型無線端末１０９は更に、アクセスポイント１１０を通じてインターネット１１１に接続するための無線通信部７０７、ＬＩＢ１０３等と近距離無線通信を行うための近距離無線通信部７０８、及びフラッシュメモリ等の不揮発性ストレージ７０９を備える。表示部７０５と操作部７０６は周知のタッチパネルディスプレイ７１０を構成する。
図７は、携帯型無線端末１０９のハードウェア構成を示すブロック図である。
携帯型無線端末１０９は、バス７０１に接続された、周知のＣＰＵ７０２、ＲＯＭ７０３、ＲＡＭ７０４、ＬＣＤ等よりなる表示部７０５、及び表示部７０５の上に設けられて静電式位置検出装置よりなる操作部７０６を備える。携帯型無線端末１０９は更に、アクセスポイント１１０を通じてインターネット１１１に接続するための無線通信部７０７、ＬＩＢ１０３等と近距離無線通信を行うための近距離無線通信部７０８、及びフラッシュメモリ等の不揮発性ストレージ７０９を備える。表示部７０５と操作部７０６は周知のタッチパネルディスプレイ７１０を構成する。
［ＬＩＢ情報サーバ１１２のハードウェア構成］
図８は、ＬＩＢ情報サーバ１１２のハードウェア構成を示すブロック図である。
ＬＩＢ情報サーバ１１２は、バス８０１に接続された、周知のＣＰＵ８０２、ＲＯＭ８０３、ＲＡＭ８０４、ハードディスク装置やフラッシュメモリ等の不揮発性ストレージ８０５、インターネット１１１に接続するためのＮＩＣ８０６を備える、蓄電池情報サーバである。
図８は、ＬＩＢ情報サーバ１１２のハードウェア構成を示すブロック図である。
ＬＩＢ情報サーバ１１２は、バス８０１に接続された、周知のＣＰＵ８０２、ＲＯＭ８０３、ＲＡＭ８０４、ハードディスク装置やフラッシュメモリ等の不揮発性ストレージ８０５、インターネット１１１に接続するためのＮＩＣ８０６を備える、蓄電池情報サーバである。
［ＬＩＢ情報サーバ１１２のソフトウェア機能］
図９は、ＬＩＢ情報サーバ１１２のソフトウェア機能を示すブロック図である。
ｗｅｂサーバプログラム９０１は、クライアントである携帯型無線端末１０９から送信される要求を受信して、その要求に応じてＨＴＭＬ（Hyper Text Markup Language）文書や任意のファイル等を携帯型無線端末１０９に返信する。また、ｗｅｂサーバプログラム９０１は、要求内容に該当するｃｇｉ（Common Gateway Interface）あるいはアプレット等のプログラムを起動して、その実行結果を携帯型無線端末１０９に送信する。
図９は、ＬＩＢ情報サーバ１１２のソフトウェア機能を示すブロック図である。
ｗｅｂサーバプログラム９０１は、クライアントである携帯型無線端末１０９から送信される要求を受信して、その要求に応じてＨＴＭＬ（Hyper Text Markup Language）文書や任意のファイル等を携帯型無線端末１０９に返信する。また、ｗｅｂサーバプログラム９０１は、要求内容に該当するｃｇｉ（Common Gateway Interface）あるいはアプレット等のプログラムを起動して、その実行結果を携帯型無線端末１０９に送信する。
ログ記録処理部９０２は、携帯型無線端末１０９から受信したログテーブル４０３を、ＬＩＢ使用ログテーブル９０３に記録すると共に、必要に応じてＬＩＢ諸元テーブル９０４を更新する。そして、ログ記録処理部９０２は、個別情報返信部９０５に携帯型無線端末１０９から受信した機器ＩＤ６０２を引き渡して個別情報返信部９０５を起動する。
個別情報返信部９０５は、ログ記録処理部９０２から引き渡された機器ＩＤ６０２を基に、用途マスタ９０６を参照して、機器ＩＤ６０２に対応する保存時間勾配関数、損失コスト関数、交換コスト関数、警告用閾値、及び使用禁止用閾値を読み込み、これらを累積故障確率テーブル４０６と共に携帯型無線端末１０９へ返信する。なお、これ以降、機器ＩＤ６０２に対応する保存時間勾配関数、損失コスト関数、交換コスト関数、警告用閾値及び使用禁止用閾値を包含して、個別情報４０７と呼ぶ。なお、この個別情報４０７は、ＬＩＢ情報サーバ１１２から携帯型無線端末１０９を経由してＬＩＢ情報処理部２０６に格納され、その後、ＬＩＢ１０３の寿命予測演算のために充放電制御装置１０７へ送信される情報である。
累積故障確率演算部９０７は、携帯型無線端末１０９との通信とは無関係に実行され、ＬＩＢ使用ログテーブル９０３を読み込み、累積故障確率を算出して、累積故障確率テーブル４０６に記録する。累積故障確率は、ＬＩＢ使用ログテーブル９０３が更新される毎に更新されることが理想であるが、演算量が膨大であるため、累積故障確率演算部９０７は所定の時間間隔で定期的に実行されることが望ましい。
［テーブルのフィールド構成］
図１０は、ＬＩＢ情報サーバ１１２とＬＩＢ情報処理部２０６が有するテーブルのフィールド構成を示す図である。図１０中、ＬＩＢ使用ログテーブル９０３、ＬＩＢ諸元テーブル９０４、用途マスタ９０６、累積故障確率テーブル４０６は、ＬＩＢ情報サーバ１１２に存在する。ログテーブル４０３と保存時間テーブル４０５は、ＬＩＢ情報処理部２０６に存在する。
図１０は、ＬＩＢ情報サーバ１１２とＬＩＢ情報処理部２０６が有するテーブルのフィールド構成を示す図である。図１０中、ＬＩＢ使用ログテーブル９０３、ＬＩＢ諸元テーブル９０４、用途マスタ９０６、累積故障確率テーブル４０６は、ＬＩＢ情報サーバ１１２に存在する。ログテーブル４０３と保存時間テーブル４０５は、ＬＩＢ情報処理部２０６に存在する。
ＬＩＢ使用ログテーブル９０３は、ＬＩＢＩＤフィールド、機器ＩＤフィールド、日時フィールド、セル電圧フィールド、電流フィールド、雰囲気温度フィールド、セル温度フィールド、充放電フラグフィールド、及び満充電フラグフィールドよりなる蓄電池使用ログテーブルである。
ＬＩＢＩＤフィールドには、ＬＩＢ１０３を一意に識別するためのＬＩＢＩＤが格納される。
機器ＩＤフィールドには、充放電制御装置１０７に付され、ＬＩＢ使用設備１０２の種類を示す情報である機器ＩＤ６０２が格納される。
日時フィールドには、これ以降のセル電圧等のフィールドの情報を取得した日時情報が格納される。
セル電圧フィールドには、ＬＩＢ１０３内部の各バッテリセル２０２の電圧データが格納される。
ＬＩＢＩＤフィールドには、ＬＩＢ１０３を一意に識別するためのＬＩＢＩＤが格納される。
機器ＩＤフィールドには、充放電制御装置１０７に付され、ＬＩＢ使用設備１０２の種類を示す情報である機器ＩＤ６０２が格納される。
日時フィールドには、これ以降のセル電圧等のフィールドの情報を取得した日時情報が格納される。
セル電圧フィールドには、ＬＩＢ１０３内部の各バッテリセル２０２の電圧データが格納される。
電流フィールドには、ＬＩＢ１０３の電流データが格納される。
雰囲気温度フィールドには、ＬＩＢ１０３の雰囲気温度データが格納される。
セル温度フィールドには、ＬＩＢ１０３内部の各バッテリセル２０２のセル温度データが格納される。
充放電フラグフィールドには、ＬＩＢ１０３が充電状態であるか又は放電状態であるかを示す充放電フラグが格納される。
満充電フラグフィールドには、ＬＩＢ１０３が満充電状態であるか否かを示す満充電フラグが格納される。
雰囲気温度フィールドには、ＬＩＢ１０３の雰囲気温度データが格納される。
セル温度フィールドには、ＬＩＢ１０３内部の各バッテリセル２０２のセル温度データが格納される。
充放電フラグフィールドには、ＬＩＢ１０３が充電状態であるか又は放電状態であるかを示す充放電フラグが格納される。
満充電フラグフィールドには、ＬＩＢ１０３が満充電状態であるか否かを示す満充電フラグが格納される。
ＬＩＢ諸元テーブル９０４は、ＬＩＢＩＤフィールド、機器ＩＤフィールド、使用状態フラグフィールド、故障の有無フラグフィールド、及び使用終了又は故障日時フィールドよりなる。
ＬＩＢＩＤフィールドと機器ＩＤフィールドは、ＬＩＢ使用ログテーブル９０３の同名フィールドと同じである。
使用状態フラグフィールドには、ＬＩＢＩＤフィールドに記録されているＬＩＢＩＤのＬＩＢ１０３が、現在使用中であるか、又は使用を終了したかを示す使用状態フラグが格納される。
故障の有無フラグフィールドには、ＬＩＢＩＤフィールドに記録されているＬＩＢＩＤのＬＩＢ１０３が、故障したか否かを示す故障の有無フラグが格納される。
使用終了又は故障日時フィールドには、ＬＩＢＩＤフィールドに記録されているＬＩＢＩＤのＬＩＢ１０３が、使用を終了したか、又は故障した場合における日時情報が格納される。
ＬＩＢＩＤフィールドと機器ＩＤフィールドは、ＬＩＢ使用ログテーブル９０３の同名フィールドと同じである。
使用状態フラグフィールドには、ＬＩＢＩＤフィールドに記録されているＬＩＢＩＤのＬＩＢ１０３が、現在使用中であるか、又は使用を終了したかを示す使用状態フラグが格納される。
故障の有無フラグフィールドには、ＬＩＢＩＤフィールドに記録されているＬＩＢＩＤのＬＩＢ１０３が、故障したか否かを示す故障の有無フラグが格納される。
使用終了又は故障日時フィールドには、ＬＩＢＩＤフィールドに記録されているＬＩＢＩＤのＬＩＢ１０３が、使用を終了したか、又は故障した場合における日時情報が格納される。
ＬＩＢ諸元テーブル９０４の使用状態フラグフィールドが使用中を示す場合、このレコードに係るＬＩＢ１０３は現在使用中の個体（ＬＩＢ）である。このレコードの故障の有無フラグフィールドは必ず「故障なし」になる。そして、使用終了又は故障日時フィールドには「ＮＵＬＬ」又は「ＵＴＣ１９７０年１月１日０時０分」等の有効な日時情報ではない情報が格納される。
ＬＩＢ諸元テーブル９０４の使用状態フラグフィールドが使用終了を示し、かつ故障の有無フラグフィールドが故障なしを示す場合、このレコードに係るＬＩＢ１０３は故障せずに使用終了した個体である。このレコードの使用終了又は故障日時フィールドには、使用終了日時が格納される。
ＬＩＢ諸元テーブル９０４の使用状態フラグフィールドが使用終了を示し、かつ故障の有無フラグフィールドが故障ありを示す場合、このレコードに係るＬＩＢ１０３は故障により使用終了した個体である。このレコードの使用終了又は故障日時フィールドには、故障日時が格納される。
ＬＩＢ諸元テーブル９０４の使用状態フラグフィールドが使用終了を示し、かつ故障の有無フラグフィールドが故障なしを示す場合、このレコードに係るＬＩＢ１０３は故障せずに使用終了した個体である。このレコードの使用終了又は故障日時フィールドには、使用終了日時が格納される。
ＬＩＢ諸元テーブル９０４の使用状態フラグフィールドが使用終了を示し、かつ故障の有無フラグフィールドが故障ありを示す場合、このレコードに係るＬＩＢ１０３は故障により使用終了した個体である。このレコードの使用終了又は故障日時フィールドには、故障日時が格納される。
用途マスタ９０６は、機器ＩＤフィールド、用途フィールド、保存時間勾配関数フィールド、損失コスト関数フィールド、交換コスト関数フィールド、警告用閾値フィールド、及び使用禁止用閾値フィールドよりなる。
機器ＩＤフィールドは、ＬＩＢ使用ログテーブル９０３の同名フィールドと同じである。
用途フィールドには、このレコードに係る機器ＩＤ６０２の機器における用途が記述される。例えば、電気自動車、航空機、家屋等の、ＬＩＢ使用設備１０２に関する情報である。
機器ＩＤフィールドは、ＬＩＢ使用ログテーブル９０３の同名フィールドと同じである。
用途フィールドには、このレコードに係る機器ＩＤ６０２の機器における用途が記述される。例えば、電気自動車、航空機、家屋等の、ＬＩＢ使用設備１０２に関する情報である。
保存時間勾配関数フィールドには、このレコードに係る機器ＩＤ６０２の機器における、充放電回数に対する保存時間の勾配を示す関数が格納される。すなわち、保存時間勾配関数は、保存時間の勾配を示す保存時間勾配情報ともいえる。
損失コスト関数フィールドには、このレコードに係る機器ＩＤ６０２の機器において、ＬＩＢ１０３を運用するにあたって必要なコスト、すなわち発火事故等を引き起こした際に発生するであろうと想定される損害を含む損失コストの計算式が格納される。最も単純な計算式は、一期間あたりの運用額と損害額の加算である。
交換コスト関数フィールドには、このレコードに係る機器ＩＤ６０２の機器において、ＬＩＢ１０３を交換した際に発生するであろうと想定されるコストの計算式が格納される。一番単純な計算式は、ＬＩＢ１０３の販売額と、輸送代金と、交換手数料等の加算である。
損失コスト関数フィールドには、このレコードに係る機器ＩＤ６０２の機器において、ＬＩＢ１０３を運用するにあたって必要なコスト、すなわち発火事故等を引き起こした際に発生するであろうと想定される損害を含む損失コストの計算式が格納される。最も単純な計算式は、一期間あたりの運用額と損害額の加算である。
交換コスト関数フィールドには、このレコードに係る機器ＩＤ６０２の機器において、ＬＩＢ１０３を交換した際に発生するであろうと想定されるコストの計算式が格納される。一番単純な計算式は、ＬＩＢ１０３の販売額と、輸送代金と、交換手数料等の加算である。
警告用閾値フィールドには、このレコードに係る機器ＩＤ６０２の機器において、ＬＩＢ１０３の交換時期の目安となる残り充放電回数と残り保存時間の何れかが所定の値を下回った際に警告報知部５１０を駆動するための閾値が格納される。
使用禁止用閾値フィールドには、このレコードに係る機器ＩＤ６０２の機器において、ＬＩＢ１０３の交換時期の目安となる残り充放電回数と残り保存時間の何れかが所定の値を下回った際に充電停止制御信号を出力して、ＬＩＢ１０３に対する充電を禁止するための閾値が格納される。
使用禁止用閾値フィールドには、このレコードに係る機器ＩＤ６０２の機器において、ＬＩＢ１０３の交換時期の目安となる残り充放電回数と残り保存時間の何れかが所定の値を下回った際に充電停止制御信号を出力して、ＬＩＢ１０３に対する充電を禁止するための閾値が格納される。
ＬＩＢ１０３の用途によって、損失コストは大きく異なる。したがって、損失コストが高額になる機器にＬＩＢ１０３を使用する際には、充放電制御装置１０７は十分なマージンを以って使用者に警告を行い、また十分なマージンを以って使用禁止処理を行うことが望ましい。このため、用途に応じて警告用閾値及び使用禁止用閾値を異ならせるべく、用途マスタ９０６には警告用閾値フィールドと使用禁止用閾値フィールドを設けている。
累積故障確率テーブル４０６は、充放電回数フィールド、保存時間範囲フィールド、及び累積故障確率フィールドよりなる。
充放電回数フィールドには、ＬＩＢ１０３の充放電回数が格納される。すなわち、１から始まる自然数が格納される。
保存時間範囲フィールドには、ＬＩＢ１０３の保存時間の範囲が格納される。
累積故障確率フィールドには、ＬＩＢ１０３の充放電回数と保存時間における累積故障確率が格納される。
充放電回数フィールドには、ＬＩＢ１０３の充放電回数が格納される。すなわち、１から始まる自然数が格納される。
保存時間範囲フィールドには、ＬＩＢ１０３の保存時間の範囲が格納される。
累積故障確率フィールドには、ＬＩＢ１０３の充放電回数と保存時間における累積故障確率が格納される。
ログテーブル４０３は、日時フィールド、セル電圧フィールド、電流フィールド、雰囲気温度フィールド、セル温度フィールド、充放電フラグフィールド、及び満充電フラグフィールドよりなる。このログテーブル４０３は、ＬＩＢ使用ログテーブル９０３から、ＬＩＢＩＤフィールドと機器ＩＤフィールドとを除外したものと等しい。すなわち、ＬＩＢ使用ログテーブル９０３は、複数のＬＩＢ１０３のログテーブル４０３の集合体である。
保存時間テーブル４０５は、充放電回数フィールド及び保存時間フィールドよりなる。
充放電回数フィールドは、累積故障確率テーブル４０６の同名フィールドと同じである。
保存時間テーブル４０５は、充放電回数フィールドの値における保存時間が格納される。なお、保存時間はＬＩＢ１０３の使用開始から現在に至る迄の累積時間である。
充放電回数フィールドは、累積故障確率テーブル４０６の同名フィールドと同じである。
保存時間テーブル４０５は、充放電回数フィールドの値における保存時間が格納される。なお、保存時間はＬＩＢ１０３の使用開始から現在に至る迄の累積時間である。
［動作の流れ］
図１１は、ＬＩＢ情報処理部２０６、携帯型無線端末１０９、及びＬＩＢ情報サーバ１１２との通信の流れを示すタイムチャートである。
始めにＬＩＢ情報処理部２０６は、自身をＢＬＥのペリフェラルモードに設定して（Ｓ１１０１）、携帯型無線端末１０９、すなわちＢＬＥのセントラルから応答が来るまで、アドバタイジングパケットを一定時間間隔で送信し続ける（Ｓ１１０２及びＳ１１０３）。
携帯型無線端末１０９は、ＬＩＢ情報処理部２０６から送信されたアドバタイジングパケット（Ｓ１１０４）を受信すると（Ｓ１１０５）、コネクション確立開始要求をＬＩＢ情報処理部２０６へ送信する（Ｓ１１０６）。
図１１は、ＬＩＢ情報処理部２０６、携帯型無線端末１０９、及びＬＩＢ情報サーバ１１２との通信の流れを示すタイムチャートである。
始めにＬＩＢ情報処理部２０６は、自身をＢＬＥのペリフェラルモードに設定して（Ｓ１１０１）、携帯型無線端末１０９、すなわちＢＬＥのセントラルから応答が来るまで、アドバタイジングパケットを一定時間間隔で送信し続ける（Ｓ１１０２及びＳ１１０３）。
携帯型無線端末１０９は、ＬＩＢ情報処理部２０６から送信されたアドバタイジングパケット（Ｓ１１０４）を受信すると（Ｓ１１０５）、コネクション確立開始要求をＬＩＢ情報処理部２０６へ送信する（Ｓ１１０６）。
携帯型無線端末１０９からコネクション確立開始要求を受信したら、ＬＩＢ情報処理部２０６は携帯型無線端末１０９との通信を確立する（Ｓ１１０７）。同様に、携帯型無線端末１０９もＬＩＢ情報処理部２０６との通信を確立する（Ｓ１１０８）。
携帯型無線端末１０９との通信を確立したら、ＬＩＢ情報処理部２０６は次にログテーブル４０３を携帯型無線端末１０９へ送信する（Ｓ１１０９）。携帯型無線端末１０９はプロキシ機能によって、ＬＩＢ情報処理部２０６から受信したログテーブル４０３をＬＩＢ情報サーバ１１２へ転送する（Ｓ１１１０）。
携帯型無線端末１０９との通信を確立したら、ＬＩＢ情報処理部２０６は次にログテーブル４０３を携帯型無線端末１０９へ送信する（Ｓ１１０９）。携帯型無線端末１０９はプロキシ機能によって、ＬＩＢ情報処理部２０６から受信したログテーブル４０３をＬＩＢ情報サーバ１１２へ転送する（Ｓ１１１０）。
ＬＩＢ情報サーバ１１２は携帯型無線端末１０９からログテーブル４０３を受信すると（Ｓ１１１１）、ログ記録処理部９０２を起動する。ログ記録処理部９０２は、携帯型無線端末１０９からログテーブル４０３と共に受信したＬＩＢＩＤと機器ＩＤ６０２を基に、携帯型無線端末１０９から受信したログテーブル４０３をＬＩＢ使用ログテーブル９０３に追記する（Ｓ１１１２）。そして、ログ記録処理部９０２は個別情報返信部９０５を起動する。個別情報返信部９０５は、個別情報４０７を携帯型無線端末１０９へ送信する（Ｓ１１１３）。携帯型無線端末１０９はプロキシ機能によって、ＬＩＢ情報サーバ１１２から受信した個別情報４０７をＬＩＢ情報処理部２０６へ転送する（Ｓ１１１４）。
ＬＩＢ情報処理部２０６は、携帯型無線端末１０９から個別情報４０７を受信すると（Ｓ１１１５）、携帯型無線端末１０９との接続を切断するための、コネクション切断要求を携帯型無線端末１０９へ送信する（Ｓ１１１６）。携帯型無線端末１０９は、ＬＩＢ情報処理部２０６からコネクション切断要求を受信すると（Ｓ１１１７）、コネクションの切断を開始するメッセージをＬＩＢ情報処理部２０６へ送信する（Ｓ１１１８）。ＬＩＢ情報処理部２０６は、携帯型無線端末１０９からコネクションの切断を開始するメッセージを受信すると、コネクションの切断を完了する（Ｓ１１１９）。
図１２は、ＬＩＢ情報処理部２０６と充放電制御装置１０７との通信の流れを示すタイムチャートである。図１１のステップＳ１１１９の続きになる。
充放電制御装置１０７は、常時ＢＬＥのペリフェラルモードであるので、アドバタイジングパケットを一定時間間隔で送信し続ける（Ｓ１２０１、Ｓ１２０２）。
図１１のステップＳ１１１９にて、携帯型無線端末１０９を介したＬＩＢ情報サーバ１１２との通信を終えたＬＩＢ情報処理部２０６は、自身をＢＬＥのペリフェラルモードからセントラルモードへ転換する（Ｓ１２０３）。
そしてＬＩＢ情報処理部２０６は、ペリフェラルモードからセントラルモードへ転換してすぐに、自身の身近に存在する充放電制御装置１０７から送信されるアドバタイジングパケットを受信すると（Ｓ１２０５、Ｓ１２０６）、コネクションを確立する（Ｓ１２０７、Ｓ１２０８、Ｓ１２０９）。ステップＳ１２０５からＳ１２０９迄のコネクション確立の手順は図１１のステップＳ１１０４からＳ１１０８と同じであるので、詳細な説明は省略する。
充放電制御装置１０７は、常時ＢＬＥのペリフェラルモードであるので、アドバタイジングパケットを一定時間間隔で送信し続ける（Ｓ１２０１、Ｓ１２０２）。
図１１のステップＳ１１１９にて、携帯型無線端末１０９を介したＬＩＢ情報サーバ１１２との通信を終えたＬＩＢ情報処理部２０６は、自身をＢＬＥのペリフェラルモードからセントラルモードへ転換する（Ｓ１２０３）。
そしてＬＩＢ情報処理部２０６は、ペリフェラルモードからセントラルモードへ転換してすぐに、自身の身近に存在する充放電制御装置１０７から送信されるアドバタイジングパケットを受信すると（Ｓ１２０５、Ｓ１２０６）、コネクションを確立する（Ｓ１２０７、Ｓ１２０８、Ｓ１２０９）。ステップＳ１２０５からＳ１２０９迄のコネクション確立の手順は図１１のステップＳ１１０４からＳ１１０８と同じであるので、詳細な説明は省略する。
コネクション確立後、ＬＩＢ情報処理部２０６は充放電制御装置１０７に対して機器ＩＤ６０２を要求する（Ｓ１２１０）。充放電制御装置１０７は、ＬＩＢ情報処理部２０６から受信した機器ＩＤ６０２の要求に呼応して、ＬＩＢ情報処理部２０６へ機器ＩＤ６０２を送信する（Ｓ１２１１）。ＬＩＢ情報処理部２０６は、充放電制御装置１０７から送信された機器ＩＤ６０２を受信して、ＲＡＭ又は不揮発性ストレージ７０９に保存する（Ｓ１２１２）。
次に、機器ＩＤ６０２を受信したＬＩＢ情報処理部２０６は、充放電制御装置１０７に対して個別情報４０７を送信する（Ｓ１２１３）。
充放電制御装置１０７は、ＬＩＢ情報処理部２０６から個別情報４０７を受信すると（Ｓ１２１４）、ＬＩＢ交換時期算出部６０４を起動して、最適交換時期を計算する（Ｓ１２１５）。そして、計算した最適交換時期を表示部７０５に表示する（Ｓ１２１６）。
また、最適交換時期が使用禁止用閾値を下回った場合は、安全確保のため、充電停止制御信号を出力して、ＬＩＢ１０３に対する充電禁止処理を行う（Ｓ１２１７）。
次に、機器ＩＤ６０２を受信したＬＩＢ情報処理部２０６は、充放電制御装置１０７に対して個別情報４０７を送信する（Ｓ１２１３）。
充放電制御装置１０７は、ＬＩＢ情報処理部２０６から個別情報４０７を受信すると（Ｓ１２１４）、ＬＩＢ交換時期算出部６０４を起動して、最適交換時期を計算する（Ｓ１２１５）。そして、計算した最適交換時期を表示部７０５に表示する（Ｓ１２１６）。
また、最適交換時期が使用禁止用閾値を下回った場合は、安全確保のため、充電停止制御信号を出力して、ＬＩＢ１０３に対する充電禁止処理を行う（Ｓ１２１７）。
［寿命予測の仕組み］
本実施形態に係る蓄電池管理システム１０１は、同一仕様のＬＩＢ１０３から使用状態に関するログを収集して、ＬＩＢ１０３の寿命分布推定し、それに基づいて個々のＬＩＢ１０３の寿命を予測する。使用に伴う劣化によって決まるＬＩＢ１０３の寿命に関わるストレスには様々なものが考えられるが、一般的に、最も直接的に劣化に関わると考えられる要素は、充放電回数と保存時間である。
本実施形態に係る蓄電池管理システム１０１は、同一仕様のＬＩＢ１０３から使用状態に関するログを収集して、ＬＩＢ１０３の寿命分布推定し、それに基づいて個々のＬＩＢ１０３の寿命を予測する。使用に伴う劣化によって決まるＬＩＢ１０３の寿命に関わるストレスには様々なものが考えられるが、一般的に、最も直接的に劣化に関わると考えられる要素は、充放電回数と保存時間である。
充放電回数とは、その名の通り、充放電の回数である。ＬＩＢ１０３は充放電の繰り返しによる劣化に伴って容量が低下し、要求される容量を満足することが出来なくなる。この現象をサイクル劣化と呼ぶ。
先にも簡単に説明したが、保存時間とは、ＬＩＢ１０３が完全充電状態になってから能動的に使われない状態、又は消費電流が微小な状態が継続した際の時間を指す。ＬＩＢ１０３はこの保存時間の累計が長くなるほど容量が低下し、要求される容量を満足出来なくなる。この現象を保存劣化と呼ぶ。
以上の、ＬＩＢ１０３のサイクル劣化と保存劣化については、例えば次の論文に詳しい。＜https://www.nttdocomo.co.jp/binary/pdf/corporate/technology/rd/technical_journal/bn/vol13_4/vol13_4_062jp.pdf＞
先にも簡単に説明したが、保存時間とは、ＬＩＢ１０３が完全充電状態になってから能動的に使われない状態、又は消費電流が微小な状態が継続した際の時間を指す。ＬＩＢ１０３はこの保存時間の累計が長くなるほど容量が低下し、要求される容量を満足出来なくなる。この現象を保存劣化と呼ぶ。
以上の、ＬＩＢ１０３のサイクル劣化と保存劣化については、例えば次の論文に詳しい。＜https://www.nttdocomo.co.jp/binary/pdf/corporate/technology/rd/technical_journal/bn/vol13_4/vol13_4_062jp.pdf＞
累積故障確率は、ある時間ｔまでに故障が発生する確率である。累積故障確率は寿命の分布の確率密度関数を０からある時間ｔまで積分したものに一致し、０から１までの範囲を取る。また、一般には時間を単位とする寿命の分布が議論されるが、航空機における「飛行時間」と「離着陸回数」などの複数の時間尺度の寄与を考慮すべき寿命の場合には、多変量の同時寿命分布における累積故障確率を用いることが提案されている。発明者らは、ＬＩＢ１０３の寿命予測に、この累積故障確率を導入することで、正確な寿命予測を目指すことを考えた。
図１３は、ＬＩＢ１０３の充放電回数および保存時間に対する累積故障確率の三次元グラフである。この曲面を表す関数が累積故障確率の母関数となる。この関数の母数の推定値をＬＩＢ情報サーバ１１２に集積された情報から推定することにより、寿命予測や意思決定を行う。
図１３は、ＬＩＢ１０３の充放電回数および保存時間に対する累積故障確率の三次元グラフである。この曲面を表す関数が累積故障確率の母関数となる。この関数の母数の推定値をＬＩＢ情報サーバ１１２に集積された情報から推定することにより、寿命予測や意思決定を行う。
ＬＩＢ１０３の動作状態から充放電回数を取得することは、充電器１０５のオン・オフ或は充電器１０５の接続の有無を計数すればよいので、比較的簡単である。問題はＬＩＢ１０３の動作状態から保存時間を取得することである。
図１４は、ＬＩＢ１０３の充放電フラグ、バッテリセル２０２の状態、セルモジュール２０１内部のＦＥＴスイッチ２０３のゲートの状態、及びＬＩＢ１０３の電流を示すタイムチャートである。なお、図１４中、電流については概念的な記載である。
図１４中、Ｓ１４０１は充放電フラグを示すタイムチャートであり、Ｓ１４０２はセルの状態を示すタイムチャートである。
図１４中、Ｓ１４０１は充放電フラグを示すタイムチャートであり、Ｓ１４０２はセルの状態を示すタイムチャートである。
通常、ＬＩＢ１０３の充電器１０５は、ＣＣ−ＣＶ充電（Constant Current, Constant Voltage）を行う。充電器１０５は、ＬＩＢ１０３の端子間電圧が所定の電圧に到達する迄は、定電流充電を行う（Ｔ１からＴ２）。そして、ＬＩＢ１０３が所定の電圧に到達したら、定電圧充電に切り替える（Ｔ２からＴ３）。その後、ＬＩＢ１０３の電圧が過充電状態を示す電圧に達したら、充電器１０５がＬＩＢ１０３の充電を停止する。但し、充電器１０５には充電停止機能がないものもあるが、問題にはならない。これは、セル保護ＩＣ２０４が過充電状態を検出して充電を停止する機能を備えているためである。
セル保護ＩＣ２０４内には図示されていないコンパレータが内蔵されており、バッテリセル２０２が過充電状態を示す電圧に達した時点で、ＦＥＴスイッチ２０３がオフ制御される。すなわち、充電完了状態になると同時に、ＦＥＴスイッチ２０３はオフ状態になる（Ｔ３からＴ４）。
充電器１０５がＬＩＢ１０３から切断された後、ＬＩＢ１０３から負荷１０６に所定の電流が流れる迄の間は、保存時間となる（Ｔ４からＴ５）。
充電器１０５がＬＩＢ１０３から切断された後、ＬＩＢ１０３から負荷１０６に所定の電流が流れる迄の間は、保存時間となる（Ｔ４からＴ５）。
ここで、保存時間を考察するに当たり、電気自動車を例に、ＬＩＢ１０３の運用を考える。
＜ａ＞昼間、電気自動車が運転されている時、ＬＩＢ１０３は負荷１０６に接続されているが、充電器１０５には接続されていない。
＜ｂ＞夜間、電気自動車は充電器１０５に接続される。
＜ｃ＞しかし、夜間のある時点でＬＩＢ１０３は満充電に至る。この時、ＬＩＢ１０３に充電器１０５は接続されたままの状態である。
セル保護ＩＣ２０４は、内部のコンパレータがセル端子間電圧と閾値を比較して、過充電状態に至ったと判断したら、ＦＥＴスイッチ２０３をオフ制御する。
＜ｄ＞再び昼間になり、電気自動車は充電器との接続が遮断される。そして＜ａ＞から再度使用のループを循環する。
＜ａ＞昼間、電気自動車が運転されている時、ＬＩＢ１０３は負荷１０６に接続されているが、充電器１０５には接続されていない。
＜ｂ＞夜間、電気自動車は充電器１０５に接続される。
＜ｃ＞しかし、夜間のある時点でＬＩＢ１０３は満充電に至る。この時、ＬＩＢ１０３に充電器１０５は接続されたままの状態である。
セル保護ＩＣ２０４は、内部のコンパレータがセル端子間電圧と閾値を比較して、過充電状態に至ったと判断したら、ＦＥＴスイッチ２０３をオフ制御する。
＜ｄ＞再び昼間になり、電気自動車は充電器との接続が遮断される。そして＜ａ＞から再度使用のループを循環する。
以上の考察より、「ＬＩＢ１０３に充電器１０５が接続されているけれども充電は行われておらず、また負荷１０６にも接続されていない。」という状態が、＜ｃ＞で発生することが判る。
充電器１０５がＬＩＢ１０３に接続されているか否かを示す充放電フラグだけでは、保存時間を正確に把握することができない。
この、＜ｃ＞の状態を把握するには、ＦＥＴスイッチ２０３のゲートをモニタして、オフ状態になったら満充電になったと判断する機能が必要である。これが、図２のＯＲゲート２０８であり、図１０のＬＩＢ使用ログテーブル９０３における満充電フラグフィールドである。
充電器１０５がＬＩＢ１０３に接続されているか否かを示す充放電フラグだけでは、保存時間を正確に把握することができない。
この、＜ｃ＞の状態を把握するには、ＦＥＴスイッチ２０３のゲートをモニタして、オフ状態になったら満充電になったと判断する機能が必要である。これが、図２のＯＲゲート２０８であり、図１０のＬＩＢ使用ログテーブル９０３における満充電フラグフィールドである。
すなわち、本実施形態の蓄電池管理システム１０１には、充電器１０５の接続の有無と、満充電状態を検出する機能を、ＬＩＢ１０３に内蔵するマイコンであるＬＩＢ情報処理部２０６に持たせることが必要である。そのため、ＬＩＢ情報処理部２０６は、セル保護ＩＣ２０４から出力されるＦＥＴスイッチ２０３のゲート制御信号をモニタし、これを満充電フラグとしてログ記録する。
図１４の場合、時点Ｔ３からＴ４の間が、満充電フラグとして検出すべき期間である。そして、時点Ｔ３からＴ５迄の間が、保存時間として検出すべき期間である。
図１４の場合、時点Ｔ３からＴ４の間が、満充電フラグとして検出すべき期間である。そして、時点Ｔ３からＴ５迄の間が、保存時間として検出すべき期間である。
［最適交換時期の仕組み］
ＬＩＢ情報サーバ１１２が累積故障確率曲面を推定することができれば、個々のＬＩＢ１０３における累積故障確率曲線を推定し、更にそこから最適交換時期を求めることが可能になる。
図１５は、ＬＩＢ１０３の充放電回数と保存時間の推移の一例を示すグラフである。
あるＬＩＢ１０３が常時同じＬＩＢ使用設備１０２に装着されて、一定の使用状態である場合、充放電回数と保存時間の関係は概ね理想的な原点を通る一次関数となることが期待できる。つまり、充放電回数の増加に対して保存時間の増加が概ね一定となる、いわゆる比例関係にあると考えることができる。
ＬＩＢ情報サーバ１１２が累積故障確率曲面を推定することができれば、個々のＬＩＢ１０３における累積故障確率曲線を推定し、更にそこから最適交換時期を求めることが可能になる。
図１５は、ＬＩＢ１０３の充放電回数と保存時間の推移の一例を示すグラフである。
あるＬＩＢ１０３が常時同じＬＩＢ使用設備１０２に装着されて、一定の使用状態である場合、充放電回数と保存時間の関係は概ね理想的な原点を通る一次関数となることが期待できる。つまり、充放電回数の増加に対して保存時間の増加が概ね一定となる、いわゆる比例関係にあると考えることができる。
図１５のグラフは、図１３の累積故障確率曲面を真上から見下ろした状態と考えることができる。つまり、図１３の累積故障確率曲面を、図１５の直線で上から切ると、図１５に係るＬＩＢ１０３の、累積故障確率曲線を得ることができる。
図１６は、ＬＩＢ１０３の充放電回数及び保存時間の推移に対する、累積故障確率のグラフである。すなわち、図１３の累積故障確率曲面を、図１５の直線で上から切って、横から見た状態の図である。
図１６は、ＬＩＢ１０３の充放電回数及び保存時間の推移に対する、累積故障確率のグラフである。すなわち、図１３の累積故障確率曲面を、図１５の直線で上から切って、横から見た状態の図である。
累積故障確率に損失コストを乗じると、期待損失コストを求めることができる。
例えば、あるＬＩＢ使用設備１０２でＬＩＢ１０３が発火事故を起こしたとして、その際に生じる損失コストが１００万円であったとする。すると、ＬＩＢ１０３を使用し続けて、ある時点で累積故障確率が０．５になったら、その時点における期待損失コストは、１００万円×０．５＝５０万円となる。なお、ここでは使用し続ける際に生じる運用コストは無視しうるものとしたが、これを考慮する必要がある際には、上記の機体損失コストに使用期間にわたる運用コストを加算すれば良い。
一方、ＬＩＢ１０３を交換した際に生じるコストを交換コストとし、これが１０万円であったとする。すると、期待損失コストが１０万円になった時点で交換することが、ＬＩＢ１０３の最適交換時期となる。
例えば、あるＬＩＢ使用設備１０２でＬＩＢ１０３が発火事故を起こしたとして、その際に生じる損失コストが１００万円であったとする。すると、ＬＩＢ１０３を使用し続けて、ある時点で累積故障確率が０．５になったら、その時点における期待損失コストは、１００万円×０．５＝５０万円となる。なお、ここでは使用し続ける際に生じる運用コストは無視しうるものとしたが、これを考慮する必要がある際には、上記の機体損失コストに使用期間にわたる運用コストを加算すれば良い。
一方、ＬＩＢ１０３を交換した際に生じるコストを交換コストとし、これが１０万円であったとする。すると、期待損失コストが１０万円になった時点で交換することが、ＬＩＢ１０３の最適交換時期となる。
図１７は、ＬＩＢ１０３の期待損失コスト又は交換コストに関するグラフである。この図１７のグラフは、図１６の累積故障確率曲線に損失コストを乗じた期待損失コストを示す曲線と、ＬＩＢ１０３を交換した際に生じる交換コストを示す直線よりなるグラフである。交換コストを示す直線は閾値でもあり、曲線と直線の交点がＬＩＢ１０３の最適交換時期である。
汎用のＬＩＢ１０３は、同一のＬＩＢ１０３を様々なＬＩＢ使用設備１０２で使用できる。つまり、中古のＬＩＢ１０３を別のＬＩＢ使用設備１０２で流用することも可能である。例えば、航空機で使用していたＬＩＢ１０３は、その損害額が高額なため、極めて早期に最適交換時期に至ってしまうが、家屋用途ではまだまだ十分使用可能である等の状況が考えられる。ＬＩＢ１０３に一意なＬＩＢＩＤ４０１を付与して、その使用状態をＬＩＢ情報サーバ１１２にてログ記録し、用途に応じた期待損失コスト及び交換コストを充放電制御装置１０７に提示することで、ＬＩＢ１０３の生産時点から使用終了に至る迄、ＬＩＢ情報サーバ１１２が把握し、資源の有効利用を促進することができる。
図１８は、ＬＩＢ１０３の充放電回数と保存時間の推移の一例を示すグラフである。図１８に示すグラフの、図１５のグラフとの相違点は、時点Ｔ１８０１において、ＬＩＢ１０３の用途が変更されて、傾きが変化している点である。
図１９は、ＬＩＢ１０３の充放電回数及び保存時間の推移に対する、累積故障確率のグラフである。すなわち、図１３の累積故障確率曲面を、図１８の直線で上から切って、横から見た状態の図である。図１６のグラフと比べると、曲線の傾きが急峻になっていることが判る。
図２０は、ＬＩＢ１０３の期待損失コスト又は交換コストに関するグラフである。図２０のグラフは、図１９の累積故障確率曲線に損失コストを乗じた期待損失コストを示す曲線と、ＬＩＢ１０３を交換した際に生じる交換コストを示す直線よりなるグラフである。図１７と比べて、最適交換時期の充放電回数は少なくなっていることが判る。
図１９は、ＬＩＢ１０３の充放電回数及び保存時間の推移に対する、累積故障確率のグラフである。すなわち、図１３の累積故障確率曲面を、図１８の直線で上から切って、横から見た状態の図である。図１６のグラフと比べると、曲線の傾きが急峻になっていることが判る。
図２０は、ＬＩＢ１０３の期待損失コスト又は交換コストに関するグラフである。図２０のグラフは、図１９の累積故障確率曲線に損失コストを乗じた期待損失コストを示す曲線と、ＬＩＢ１０３を交換した際に生じる交換コストを示す直線よりなるグラフである。図１７と比べて、最適交換時期の充放電回数は少なくなっていることが判る。
充放電回数と保存時間の推移は、必ずしも直線であるとは限らない。例えば、先に説明した電気自動車を例に考えると、毎日決まった時間にＬＩＢ１０３の充電を開始し、決まった時間にＬＩＢ１０３の充電を止めて放電を開始したとして、ＬＩＢ１０３は充放電を行う毎に劣化し、その容量は低下する。容量が低下すると、保存時間が長くなる。また、ＬＩＢ１０３の使用回数が増加するに連れ、ＬＩＢ１０３の充放電回数も増加する。すると、ＬＩＢ１０３の劣化が更に促進されることとなる。つまり、ＬＩＢ１０３を使用し続けることで、一日当たりの保存時間が増大し、これによりＬＩＢ１０３の劣化が加速する。このような利用状況では、ＬＩＢ１０３の充放電回数に対する保存時間の推移は、二次関数のような非線形のカーブを描くものと思われる。
図１０の用途マスタ９０６の保存時間勾配関数フィールドには、このようなＬＩＢ１０３の用途における充放電回数に対する保存時間の推移の平均値を近似する近似関数が格納される。
図１０の用途マスタ９０６の保存時間勾配関数フィールドには、このようなＬＩＢ１０３の用途における充放電回数に対する保存時間の推移の平均値を近似する近似関数が格納される。
図１２に示した、ＬＩＢ１０３と充放電制御装置１０７との双方向通信を実行する時点は、図１１に示した、ＬＩＢ１０３が携帯型無線端末１０９を通じてＬＩＢ情報サーバ１１２との双方向通信が可能になった時点以外にも必要である。一つは、ＬＩＢ１０３の充放電回数がインクリメントされた時点である。もう一つは、直前のＬＩＢ１０３と充放電制御装置１０７との双方向通信の時点から、保存時間の増分が所定の値を超えた時点である。つまり、充放電制御装置１０７において最適交換時期の再計算が必要になった時点である。この場合、必ずしもＬＩＢ１０３の近傍に携帯型無線端末１０９が存在して、ＬＩＢ情報サーバ１１２との双方向通信が可能になっているとは限らない。インターネット１１１に接続されていない状況においても、充放電制御装置１０７はＬＩＢ１０３の最適交換時期の再計算を行い、然るべき処理を遂行する必要がある。
本実施形態に係る蓄電池管理システム１０１は、ＬＩＢ１０３がＬＩＢ情報サーバ１１２との通信ができない状況においても、充放電制御装置１０７がＬＩＢ１０３の最適交換時期を再計算できるように構成されている。ＬＩＢ情報処理部２０６は、自らが記憶しているログテーブル４０３に基づいて、図１５や図１８にあるような、充放電回数に対する保存時間の傾きを算出できる。そして、ＬＩＢ情報処理部２０６はＬＩＢ情報サーバ１１２から受信した累積故障確率テーブル４０６を記憶している。これらの情報があれば、充放電制御装置１０７はＬＩＢ１０３の最適交換時期を再計算できる。
［計算に因る、累積故障確率の求め方］
ＬＩＢ使用ログテーブル９０３からの累積故障確率曲面の推定や、故障判定条件を決定することを目的として、容量劣化量とストレスとの関係を、アイリングモデルを用いて説明する。
繰り返し充放電試験によって直接観測される容量劣化量ΔＣ[%]のストレス依存性は、充放電回数による劣化と、保存時間による劣化が独立事象であるとするならば、以下のような式で示される。
ＬＩＢ使用ログテーブル９０３からの累積故障確率曲面の推定や、故障判定条件を決定することを目的として、容量劣化量とストレスとの関係を、アイリングモデルを用いて説明する。
繰り返し充放電試験によって直接観測される容量劣化量ΔＣ[%]のストレス依存性は、充放電回数による劣化と、保存時間による劣化が独立事象であるとするならば、以下のような式で示される。
ここで、Ｃは容量の観測値、Ｃ０は初期容量、Ａは定数、ｆは充放電回数、
ｔは(累積)保存時間、ｎ１，ｎ２はべき係数、Ｅａは活性化エネルギー[eV]、
ｋはボルツマン定数[8.62×10-5;eV/K]、Ｔは絶対温度[K]を示す。
（１）式を両辺対数変換すると、以下の線形式が得られる。
ｔは(累積)保存時間、ｎ１，ｎ２はべき係数、Ｅａは活性化エネルギー[eV]、
ｋはボルツマン定数[8.62×10-5;eV/K]、Ｔは絶対温度[K]を示す。
（１）式を両辺対数変換すると、以下の線形式が得られる。
複数の温度と保存時間の組み合わせで実施した充放電試験から得られる劣化量データのセットについて、（２）式に関する重回帰分析を行うことによって各変数の有意性の検定や、パラメータの推定を行うことが出来る。
また、電圧や別の要素の影響を考慮する際には、（１）式にそれらを考慮する指数関数項を追加し、重回帰分析の変数選択の検討を行ってそれらの有意性を検討する。
（１）式のアイリングモデルは、故障の平均的な挙動を説明する確定論的なモデルである。これを、比例ハザードモデルを用いて寿命分布へ拡張する。
比例ハザードモデルは、寿命ｔに対する故障率関数ｈ（ｔ｜ｘ）を変数分離形の乗法で表すもので、一般に以下の（３）式で表される。
また、電圧や別の要素の影響を考慮する際には、（１）式にそれらを考慮する指数関数項を追加し、重回帰分析の変数選択の検討を行ってそれらの有意性を検討する。
（１）式のアイリングモデルは、故障の平均的な挙動を説明する確定論的なモデルである。これを、比例ハザードモデルを用いて寿命分布へ拡張する。
比例ハザードモデルは、寿命ｔに対する故障率関数ｈ（ｔ｜ｘ）を変数分離形の乗法で表すもので、一般に以下の（３）式で表される。
ここで、ｘは共変量ベクトル、βは偏回帰係数ベクトルである。
本件では、タイムスケールとして充放電回数、保存時間の２つを考慮するため、（３）式を拡張してタイムスケール項としてのベースラインハザードｈ０（ｔ｜ｘ）とそれ以外のストレス項を分離する。
本件では、タイムスケールとして充放電回数、保存時間の２つを考慮するため、（３）式を拡張してタイムスケール項としてのベースラインハザードｈ０（ｔ｜ｘ）とそれ以外のストレス項を分離する。
（１）式より、温度の影響の項は指数関数の乗法の形になる。β１＝−Ｅａ、ｘ１＝１／ｋＴとすれば、前節の重回帰分析の結果より指数関数項が導かれる。温度以外の項についても、有意となった変数は同様に（４）式の指数関数項に導入する。
寿命分布を知るには、ベースラインハザードｈ０（ｔ，ｆ）がわかれば良い。すなわち、（１）式の指数関数項を用いて基準条件（使用温度最大値など）に変換した劣化量ΔＣＴＭＡＸが故障判定値の劣化量ΔＣＴＨを超えているか否かで故障、未故障を判定する。判定された時点（ｔ，ｆ）を含む領域の故障率は、後述するノンパラメトリックな方法で求めることが可能である。
寿命分布を知るには、ベースラインハザードｈ０（ｔ，ｆ）がわかれば良い。すなわち、（１）式の指数関数項を用いて基準条件（使用温度最大値など）に変換した劣化量ΔＣＴＭＡＸが故障判定値の劣化量ΔＣＴＨを超えているか否かで故障、未故障を判定する。判定された時点（ｔ，ｆ）を含む領域の故障率は、後述するノンパラメトリックな方法で求めることが可能である。
２変量の累積故障確率関数Ｆ（ｔ，ｆ）として、以下の（５）式で示される2変量ワイブル分布を仮定する。
前記の（１）式のように、保存時間と充放電回数の劣化に独立を仮定した場合にはδ＝１となり、以下の（６）式となる。
（６）式の分布の同時確率密度関数は以下のようになる。
（６）式および（７）式を用いて、尤度関数Ｌは以下のように示される。
ここで、ｄは故障と判定（ΔＣＴＭＡＸ≧ΔＣＴＨ）されたＬＩＢ１０３の個数、ｕは未故障と判定（ΔＣＴＭＡＸ＜ΔＣＴＨ）されたＬＩＢ１０３の個数であり、ｄ＋ｕが総ＬＩＢ数である。（８）式を最大化するパラメータが最尤推定値となり、これを（６）式に与えることによって、累積故障確率曲面が示される。
［ノンパラメトリックな方法による累積故障確率の推定法］
前述の累積故障確率の推定法は、比較的少量のＬＩＢ使用ログテーブル９０３を用いた統計的推定に依るものである。しかし、ＬＩＢ使用ログテーブル９０３に記憶されるＬＩＢ１０３の個数が膨大になると、統計的推定を用いずに、直接的に累積故障確率曲面を求めることができる。なお、これ以降の説明中、カウンタ変数ｉとｊは、１から始まる自然数である。
＜１＞先ず、ＬＩＢ使用ログテーブル９０３に記憶されている全てのＬＩＢ１０３について、充放電回数を計数する。充放電回数の「１回」は、「充電してから放電」を１回分とする。
ＬＩＢ使用ログテーブル９０３から、以下のフィールドよりなる中間テーブルを作成する。
前述の累積故障確率の推定法は、比較的少量のＬＩＢ使用ログテーブル９０３を用いた統計的推定に依るものである。しかし、ＬＩＢ使用ログテーブル９０３に記憶されるＬＩＢ１０３の個数が膨大になると、統計的推定を用いずに、直接的に累積故障確率曲面を求めることができる。なお、これ以降の説明中、カウンタ変数ｉとｊは、１から始まる自然数である。
＜１＞先ず、ＬＩＢ使用ログテーブル９０３に記憶されている全てのＬＩＢ１０３について、充放電回数を計数する。充放電回数の「１回」は、「充電してから放電」を１回分とする。
ＬＩＢ使用ログテーブル９０３から、以下のフィールドよりなる中間テーブルを作成する。
中間テーブルは、ＬＩＢ使用ログテーブル９０３から、セル電圧フィールド、雰囲気温度フィールド、セル温度フィールドを除外し、充放電回数フィールドを加えたものである。
＜２＞次に、中間テーブルの、充放電フラグが「充電」から「放電」に転換した時点から、電流が所定の閾値未満の状態を維持している期間と、満充電フラグが「満充電」を指している期間を加算して、単位保存時間とする。中間テーブルに単位保存時間フィールドを追加する。
＜３＞この中間テーブルから、最終的な充放電回数を取り出し、単位保存時間を累積加算して保存時間とした、中間ファイルを作成する。更に、ＬＩＢ諸元テーブル９０４の使用状態フラグを参照して、生死フラグを追加する。
生死フラグが「生存中」を示している場合、充放電回数は、現時点の充放電回数を意味し、累積保存時間は、現時点のトータルの保存時間を意味する。
生死フラグが「使用終了又は故障」を示している場合、充放電回数は、使用終了又は故障時点の充放電回数を意味し、累積保存時間は、使用終了又は故障時点のトータルの保存時間を意味する。
生死フラグが「使用終了又は故障」を示している場合、充放電回数は、使用終了又は故障時点の充放電回数を意味し、累積保存時間は、使用終了又は故障時点のトータルの保存時間を意味する。
＜４＞次に、保存時間を所定の時間幅で区切り、生死状況テーブルを作成する。この生死状況テーブルに、中間ファイルの数を格納する。
＜５＞生死状況テーブルの、要素毎の故障率を算出する。
生死状況テーブルの、充放電回数ｉ回目、保存時間範囲ｊ番目の死亡数を、充放電回数ｉ回目以降、保存時間範囲ｊ番目以降の全ての生存数及び死亡数で割ったものが、充放電回数ｉ回目、保存時間範囲ｊ番目の故障率の推定値である。
ｉとｊを１から順にインクリメントして、生死状況テーブルの全要素の故障率を推定する。
こうして算出した故障率の推定値を、故障率テーブルに格納する。
生死状況テーブルの、充放電回数ｉ回目、保存時間範囲ｊ番目の死亡数を、充放電回数ｉ回目以降、保存時間範囲ｊ番目以降の全ての生存数及び死亡数で割ったものが、充放電回数ｉ回目、保存時間範囲ｊ番目の故障率の推定値である。
ｉとｊを１から順にインクリメントして、生死状況テーブルの全要素の故障率を推定する。
こうして算出した故障率の推定値を、故障率テーブルに格納する。
＜６＞次に、故障率テーブルの、要素毎の累積ハザード値を推定する。
故障率テーブルの、充放電回数ｉ回目、保存時間範囲ｊ番目の故障率と、充放電回数ｉ回目以前、保存時間範囲ｊ番目以前の全ての故障率を合算したものが、充放電回数ｉ回目、保存時間範囲ｊ番目の累積ハザード値である。
ｉとｊを１から順にインクリメントして、故障率テーブルの全要素の累積ハザード値を推定する。
こうして算出した累積ハザード値の推定値を、累積ハザード値テーブルに格納する。
故障率テーブルの、充放電回数ｉ回目、保存時間範囲ｊ番目の故障率と、充放電回数ｉ回目以前、保存時間範囲ｊ番目以前の全ての故障率を合算したものが、充放電回数ｉ回目、保存時間範囲ｊ番目の累積ハザード値である。
ｉとｊを１から順にインクリメントして、故障率テーブルの全要素の累積ハザード値を推定する。
こうして算出した累積ハザード値の推定値を、累積ハザード値テーブルに格納する。
＜７＞最後に、累積ハザード値テーブルの各要素に格納されている累積ハザード値Ｈについて、累積故障確率の推定値をF=1-exp(-H)より算出し、累積故障確率テーブル４０６に格納する。
図２１は、充放電回数と保存時間範囲の平面における、故障率の推定と、累積ハザード値の推定の関係を説明する概念図である。
図２１において、今、ターゲットとする区画Ｐ２１０２の故障率（ハザードレート）は、区画Ｐ２１０２で観測されたＬＩＢ１０３の故障数を、区画Ｐ２１０１以降に対応する全ての区画に属するＬＩＢ１０３の全数（故障又は使用停止したＬＩＢの数＋稼働中のＬＩＢの数）で割った数になる。
次に、区画Ｐ２１０２の累積ハザード値は、区画範囲Ｐ２１０３に対応する全ての区画の故障率を合計した値になる。
こうして求められた累積ハザード値から、累積故障確率F=1-exp(-H)を区画毎に算出することで、累積故障確率テーブル４０６が完成する。
図２１において、今、ターゲットとする区画Ｐ２１０２の故障率（ハザードレート）は、区画Ｐ２１０２で観測されたＬＩＢ１０３の故障数を、区画Ｐ２１０１以降に対応する全ての区画に属するＬＩＢ１０３の全数（故障又は使用停止したＬＩＢの数＋稼働中のＬＩＢの数）で割った数になる。
次に、区画Ｐ２１０２の累積ハザード値は、区画範囲Ｐ２１０３に対応する全ての区画の故障率を合計した値になる。
こうして求められた累積ハザード値から、累積故障確率F=1-exp(-H)を区画毎に算出することで、累積故障確率テーブル４０６が完成する。
以上に記した計算方法で求めた累積故障確率テーブル４０６は、図１３に示す累積故障確率曲面を形成する。データ数が比較的少数の場合には前述の統計的手法により、累積故障確率の分布関数を求めて曲面を推定する必要があるが、十分に数の大きいビッグデータの場合には、テーブルそのものが累積故障確率曲面を表現する。この累積故障確率曲面は、ＬＩＢ１０３のリスク判定モデルと呼ぶこともできる。ＬＩＢ１０３が故障するリスクを判定するための、ＬＩＢ１０３の寿命を一般化したモデルである。
上記の実施形態には、以下に示す応用例が可能である。
（１）ビッグデータから累積故障確率を求める手順において、ＬＩＢ１０３の動作環境における温度を考慮していなかったが、保存時間を標準温度における保存時間に変換することで、より精緻な故障予測を実現することができる。
寿命τ(h)と温度T(K)の関係は、下記のアレニウスモデルによく従う。
（１）ビッグデータから累積故障確率を求める手順において、ＬＩＢ１０３の動作環境における温度を考慮していなかったが、保存時間を標準温度における保存時間に変換することで、より精緻な故障予測を実現することができる。
寿命τ(h)と温度T(K)の関係は、下記のアレニウスモデルによく従う。
上記（９）式において、Ｅａは活性化エネルギー（eV）、kはボルツマン定数[8.62×10-5;eV/K]である。活性化エネルギーは対象となる現象の特有の値で、理論的に求めるか、もしくは実験的に求める。殆どの場合は後者である。
このモデルを用いて、異なる二つの温度（Ｔ１，Ｔ２）の下での寿命（τ１，τ２）の変換係数（加速係数α）は、以下のように求める。
このモデルを用いて、異なる二つの温度（Ｔ１，Ｔ２）の下での寿命（τ１，τ２）の変換係数（加速係数α）は、以下のように求める。
この加速係数を用いれば、保存時間を求める手順において、任意の温度における保存時間の長さを予め想定する標準温度に変換する事が可能である。なお、ここでいう標準温度とは、デバイスの信頼性保証の観点で設定する。一般的に、デバイスの信頼性保証は動作保証温度の上限で行う。例えば、ＡＬＭ−１２Ｖの場合は５８℃となっているので、この温度を採用する。
そして、充放電制御装置１０７において、累積故障確率曲面から標準温度のもとでの余寿命予測を行った後、想定される使われ方における温度に対して上式を用いた逆変換を行えば、より精緻な余寿命予測を実現できる。
そして、充放電制御装置１０７において、累積故障確率曲面から標準温度のもとでの余寿命予測を行った後、想定される使われ方における温度に対して上式を用いた逆変換を行えば、より精緻な余寿命予測を実現できる。
（２）本実施形態の蓄電池管理システム１０１では、ＬＩＢ１０３は能動的な充電禁止を行わない構成であったが、充放電制御装置１０７が担当する、最適交換時期の計算と、安全確保のための充電禁止処理を、ＬＩＢ１０３内部に設けてもよい。半導体素子の低価格化が進む、及び／又は社会システムにおけるＬＩＢ１０３のリサイクル事業が発展すれば、実現が可能である。
（３）ＬＩＢ使用設備１０２が家屋等の建造物では、インターネット１１１の常時接続環境が整っていることが多い。この場合、充放電制御装置１０７にインターネット１１１とのネットワーク接続機能を持たせ、携帯型無線端末１０９の機能を兼用することもできる。
（４）上述の実施形態では、ＬＩＢ情報サーバ１１２が算出した累積故障確率テーブル４０６をそのままＬＩＢ１０３のＬＩＢ情報処理部２０６、そして充放電制御装置１０７に複写していたが、充放電制御装置１０７に必要な累積故障確率の情報は、累積故障確率テーブル４０６の全てではない。ＬＩＢ１０３の寿命予測に必要な累積故障確率の情報は、現時点から未来の累積故障確率の情報である。したがって、過去の累積故障確率の情報は不要であるので、ＬＩＢ情報サーバ１１２は累積故障確率テーブル４０６から現時点以前の累積故障確率のレコードを間引いて、ＬＩＢ情報処理部２０６へ送信することができる。
（５）上述の実施形態では、ＬＩＢの蓄電池管理システム１０１を説明したが、管理対象とする蓄電池はＬＩＢに限られない。リチウムポリマー電池、またナトリウム・硫黄電池等、エネルギー密度が高い二次電池なら、本実施形態に係る蓄電池管理システム１０１にて管理することが可能である。
本実施形態においては、蓄電池管理システム１０１を開示した。
本実施形態に係る蓄電池管理システム１０１は、ＬＩＢ１０３に一意なＬＩＢＩＤ４０１を付与して、ＬＩＢ１０３の稼働状態をログテーブル４０３に記録し、ＬＩＢ情報サーバ１１２にてＬＩＢ使用ログテーブル９０３に集約する。そして、膨大なＬＩＢ使用ログテーブル９０３を基に累積故障確率を算出して、累積故障確率テーブル４０６を作成する。充放電制御装置１０７は、ＬＩＢ情報サーバ１１２からＬＩＢ１０３を経由して受信した累積故障確率テーブル４０６、保存時間勾配関数、損失コスト関数、交換コスト関数、警告用閾値、及び使用禁止用閾値を基に、ＬＩＢ１０３の最適交換時期を算出する。そして、必要に応じて使用者にＬＩＢ１０３の交換時期が近いことを警告し、また必要に応じてＬＩＢ１０３に対する充電を禁止する。
このように、ビッグデータに基づきＬＩＢ１０３のリスク判定モデルを形成し、ＬＩＢ１０３の寿命予測を正確なものとすることで、資源の有効利用を促進することができる。
本実施形態に係る蓄電池管理システム１０１は、ＬＩＢ１０３に一意なＬＩＢＩＤ４０１を付与して、ＬＩＢ１０３の稼働状態をログテーブル４０３に記録し、ＬＩＢ情報サーバ１１２にてＬＩＢ使用ログテーブル９０３に集約する。そして、膨大なＬＩＢ使用ログテーブル９０３を基に累積故障確率を算出して、累積故障確率テーブル４０６を作成する。充放電制御装置１０７は、ＬＩＢ情報サーバ１１２からＬＩＢ１０３を経由して受信した累積故障確率テーブル４０６、保存時間勾配関数、損失コスト関数、交換コスト関数、警告用閾値、及び使用禁止用閾値を基に、ＬＩＢ１０３の最適交換時期を算出する。そして、必要に応じて使用者にＬＩＢ１０３の交換時期が近いことを警告し、また必要に応じてＬＩＢ１０３に対する充電を禁止する。
このように、ビッグデータに基づきＬＩＢ１０３のリスク判定モデルを形成し、ＬＩＢ１０３の寿命予測を正確なものとすることで、資源の有効利用を促進することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含む。
例えば、上記した実施形態は本発明をわかりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることは可能であり、更にはある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行するためのソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の揮発性あるいは不揮発性のストレージ、または、ＩＣカード、光ディスク等の記録媒体に保持することができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
例えば、上記した実施形態は本発明をわかりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることは可能であり、更にはある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行するためのソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の揮発性あるいは不揮発性のストレージ、または、ＩＣカード、光ディスク等の記録媒体に保持することができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
１０１…蓄電池管理システム、１０２…ＬＩＢ使用設備、１０３…ＬＩＢ、１０４…商用交流電源、１０５…充電器、１０６…負荷、１０７…充放電制御装置、１０８…表示部、１０９…携帯型無線端末、１１０…アクセスポイント、１１１…インターネット、１１２…ＬＩＢ情報サーバ、２０１…セルモジュール、２０２…バッテリセル、２０３…ＦＥＴスイッチ、２０４…セル保護ＩＣ、２０５…セル電圧測定部、２０６…ＬＩＢ情報処理部、２０７…バッファ、２０８…ＯＲゲート、２０９…正極側端子、Ｒ２１０…シャント抵抗、２１１…負極側端子、２１２…オペアンプ、２１３…セル温度センサ、２１４…雰囲気温度センサ、２１５…充電器接続検出端子、２１６…近距離無線通信部、３０１…バス、３０２…ＣＰＵ、３０３…ＲＯＭ、３０４…ＲＡＭ、３０５…不揮発性ストレージ、３０６…ＲＴＣ、３０７…Ａ／Ｄ変換器、３０８…シリアル・インターフェース、３０９…近距離無線通信部、４０１…ＬＩＢＩＤ、４０２…入出力制御部、４０３…ログテーブル、４０４…保存時間算出部、４０５…保存時間テーブル、４０６…累積故障確率テーブル、４０７…個別情報、５０１…バス、５０２…ＣＰＵ、５０３…ＲＯＭ、５０４…ＲＡＭ、５０５…近距離無線通信部、５０６…表示部、５０７…発光素子、５０８…Ｄ／Ａ変換器、５０９…スピーカ、５１０…警告報知部、６０１…入出力制御部、６０２…機器ＩＤ、６０３…温度データ、６０４…ＬＩＢ交換時期算出部、７０１…バス、７０２…ＣＰＵ、７０３…ＲＯＭ、７０４…ＲＡＭ、７０５…表示部、７０６…操作部、７０７…無線通信部、７０８…近距離無線通信部、７０９…不揮発性ストレージ、７１０…タッチパネルディスプレイ、８０１…バス、８０２…ＣＰＵ、８０３…ＲＯＭ、８０４…ＲＡＭ、８０５…不揮発性ストレージ、８０６…ＮＩＣ、９０１…ｗｅｂサーバプログラム、９０２…ログ記録処理部、９０３…ＬＩＢ使用ログテーブル、９０４…ＬＩＢ諸元テーブル、９０５…個別情報返信部、９０６…用途マスタ、９０７…累積故障確率演算部
Claims (9)
- 一意な蓄電池ＩＤを有し、充放電回数と、前記充放電回数のうち１回分の単位保存時間に相当する情報を記憶する蓄電池と、
前記蓄電池から前記蓄電池ＩＤと前記充放電回数と前記単位保存時間に相当する情報を受信して蓄電池使用ログテーブルに記憶し、前記蓄電池使用ログテーブルから累積故障確率を算出する蓄電池情報サーバと、
前記蓄電池に接続され、前記蓄電池情報サーバから、前記累積故障確率と、前記蓄電池の最適交換時期を算出するための個別情報を受信し、前記累積故障確率から前記蓄電池の最適交換時期を算出する充放電制御装置と
よりなる蓄電池管理システム。 - 前記充放電回数のうち１回分の単位保存時間に相当する情報は、
前記蓄電池の電流と、
前記蓄電池に充電器が接続されたか否かを示す充放電フラグ情報と、
前記蓄電池が満充電状態になったか否かを示す満充電フラグ情報と
を有する、請求項１に記載の蓄電池管理システム。 - 前記蓄電池の最適交換時期を算出するための個別情報は、
前記蓄電池の前記充放電回数に対する前記保存時間の勾配を示す保存時間勾配情報と、
前記蓄電池が故障した際のコストを示す損失コストと、
前記蓄電池を交換する際のコストを示す交換コストと
を有する、請求項２に記載の蓄電池管理システム。 - 前記蓄電池情報サーバは、前記充放電回数と前記保存時間の範囲で構成されるメッシュ毎に、稼働中の蓄電池の総計と使用終了又は故障した蓄電池の総計を算出した後、前記メッシュ毎に故障率を算出し、次に前記メッシュ毎に累積ハザード値を算出した後、前記メッシュ毎に累積故障確率を算出する、
請求項３に記載の蓄電池管理システム。 - 前記蓄電池情報サーバは、前記蓄電池の充放電電流から容量の減少を観測し、尤度関数を最大化する最尤推定値を累積故障確率関数に代入することで、累積故障確率を算出する、
請求項３に記載の蓄電池管理システム。 - 蓄電池を一意に識別するための蓄電池ＩＤを格納する蓄電池ＩＤフィールドと、前記蓄電池の電流を格納する電流フィールドと、前記蓄電池に充電器が接続されたか否かを示す充放電フラグフィールドと、前記蓄電池が満充電状態になったか否かを示す満充電フラグフィールドとを有する蓄電池使用ログテーブルと、
前記蓄電池使用ログテーブルから累積故障確率を算出する累積故障確率演算部と、
前記蓄電池に接続され、前記蓄電池の最適交換時期を算出するための個別情報と前記累積故障確率から前記蓄電池の最適交換時期を算出する充放電制御装置に、前記累積故障確率と、前記個別情報を送信する個別情報返信部と
を具備する蓄電池情報サーバ。 - 蓄電池情報サーバから、蓄電池の最適交換時期を算出するための個別情報と、蓄電池の累積故障確率を受信して、最適交換時期を算出する蓄電池交換時期算出部と、
前記蓄電池交換時期算出部が算出した前記最適交換時期を使用者へ報知する警告報知部と、
前記蓄電池交換時期算出部が算出した前記最適交換時期が所定の閾値を超えた場合に、蓄電池に対する充電を停止するための充電停止制御信号を出力する入出力制御部と
を具備する、充放電制御装置。 - 前記入出力制御部は、前記蓄電池情報サーバから最新の前記個別情報と前記累積故障確率を受信できない時は、前記蓄電池から前記個別情報と前記累積故障確率を受信して、前記蓄電池交換時期算出部に前記最適交換時期を算出させる、
請求項７に記載の充放電制御装置。 - 蓄電池を構成するバッテリセルと、
前記バッテリセルに接続されるスイッチと、
前記バッテリセルと前記スイッチに接続され、過充電状態を検出して充電を停止するべく前記スイッチを制御するセル保護ＩＣと、
前記バッテリセルに流れる電流を検出する電流検出器と、
前記電流検出器の信号と、充電器の接続状態または充電のオン・オフ状態と、満充電を示す情報として前記セル保護ＩＣの前記スイッチに対する制御信号とを日時情報と共に記憶して、蓄電池情報サーバへ送信する、蓄電池情報処理部と
を具備する蓄電池。
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