JP2022016994A - 管理方法、管理装置、管理システム及び管理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電池において複数の電池の間で電池特性の劣化度合いのばらつきが大きくなる前に、交換の対象となる対象電池を適切に交換可能にする管理方法を提供すること。【解決手段】実施形態では、複数の電池を備える蓄電池の管理方法が提供される。管理方法では、複数の電池のそれぞれの内部状態の推定結果、及び、内部状態の推定結果に基づいた複数の電池のそれぞれにおける電池特性の劣化速度を示す劣化速度データに少なくとも基づいて、交換データを生成する。交換データは、複数の電池の中で交換の対象となる対象電池を示す情報、対象電池と交換される電池に関する情報、及び、対象電池を交換する時期に関する情報を含む。【選択図】図８

Description

本発明の実施形態は、管理方法、管理装置、管理システム及び管理プログラムに関する。

近年、スマートフォン、車両、定置用電源装置、ロボット及びドローン等の電池搭載機器に、蓄電池が搭載されている。このような蓄電池では、リチウムイオン電池等の電池が多数設けられ、多数の電池が電気的に接続されている。また、蓄電池を管理する管理システムが開発されている。

前述のような蓄電池を長期間使用すると、複数の電池の間で配置される位置が異なること等に起因して、複数の電池の間で電池特性の劣化度合いがばらつく。また、蓄電池では、ある１つの電池の寿命が終了したと管理システム等によって判断されると、他の電池が使用可能であっても、蓄電池の使用を終了する。このため、複数の電池の間で電池特性の劣化度合いのばらつきが大きくなる前に、交換の対象となる対象電池を適切に交換することが、求められている。そして、対象電池の交換によって、複数の電池の間での電池特性のばらつきが長期間に渡って小さく抑えられ、蓄電池の寿命を長くすることが、求められている。

国際公開第２０１２／１１７４９８号 国際公開第２０１１／１２５２１３号 特開２０１８－１４７８２７号公報

本発明が解決しようとする課題は、蓄電池において複数の電池の間で電池特性の劣化度合いのばらつきが大きくなる前に、交換の対象となる対象電池を適切に交換可能にする管理方法、管理装置、管理システム及び管理プログラムを提供することにある。

実施形態では、複数の電池を備える蓄電池の管理方法が提供される。管理方法では、複数の電池のそれぞれの内部状態の推定結果、及び、内部状態の推定結果に基づいた複数の電池のそれぞれにおける電池特性の劣化速度を示す劣化速度データに少なくとも基づいて、交換データを生成する。交換データは、複数の電池の中で交換の対象となる対象電池を示す情報、対象電池と交換される電池に関する情報、及び、対象電池を交換する時期に関する情報を含む。

実施形態では、複数の電池を備える蓄電池の管理装置が提供される。管理装置は、プロセッサを備え、プロセッサは、複数の電池のそれぞれの内部状態の推定結果、及び、内部状態の推定結果に基づいた複数の電池のそれぞれにおける電池特性の劣化速度を示す劣化速度データに少なくとも基づいて、交換データを生成する。交換データは、複数の電池の中で交換の対象となる対象電池を示す情報、対象電池と交換される電池に関する情報、及び、対象電池を交換する時期に関する情報を含む。

実施形態では、複数の電池を備える蓄電池の管理プログラムが提供される。管理プログラムは、コンピュータに、複数の電池のそれぞれの内部状態の推定結果、及び、内部状態の推定結果に基づいた複数の電池のそれぞれにおける電池特性の劣化速度を示す劣化速度データに少なくとも基づいて、交換データを生成させる。交換データは、複数の電池の中で交換の対象となる対象電池を示す情報、対象電池と交換される電池に関する情報、及び、対象電池を交換する時期に関する情報を含む。

図１は、実施形態に係る管理システムの一例を示す概略図である。 図２は、電池のそれぞれにおいて内部状態を示す内部状態パラメータについて説明する概略図である。 図３は、蓄電池のある３つの電池について推定された電池容量の、蓄電池の使用開始からの経時的な変化の一例を示す概略図である。 図４は、図３の一例に示す３つの電池について推定された正極容量の、蓄電池の使用開始からの経時的な変化を示す概略図である。 図５は、実施形態に係る管理装置の劣化速度データ生成部が生成する劣化速度データの一例を示す概略図である。 図６は、図５の一例の劣化速度データが生成された場合の複数の電池のそれぞれの寿命の終了時点の推定の一例を説明する概略図である。 図７は、図５の一例の劣化速度データに基づいて交換データが生成された場合の効果データの一例を示す概略図である。 図８は、実施形態に係る管理装置によって行われる処理を示すフローチャートである。

以下、実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、実施形態に係る管理システムの一例を示す概略図である。図１に示すように、管理システム１は、蓄電池２及び管理装置３を備える。蓄電池２は、例えば、電池搭載機器に搭載される。電池搭載機器としては、電力系統用の大型蓄電池、スマートフォン、車両、定置用電源装置、ロボット及びドローン等が挙げられ、電池搭載機器となる車両としては、鉄道用車両、電気バス、電気自動車、プラグインハイブリッド自動車及び電動バイク等が、挙げられる。

図１の一例では、蓄電池２は、複数の電池ストリング５を備え、蓄電池２では、複数の電池ストリング５が電気的に並列に接続される。電池ストリング５のそれぞれは、複数の電池６を備え、電池ストリング５のそれぞれでは、複数の電池６が電気的に直列に接続される。蓄電池２では、電池６のそれぞれを充放電可能である。電池ストリング５のそれぞれでは、電源から電力が供給されることにより、電池６のそれぞれが充電される。そして、電池ストリング５のそれぞれでは、電池６のそれぞれから放電された電力は、負荷に供給される。なお、蓄電池２では、複数の電池６は、互いに対して同一の種類の電池が用いられる。このため、蓄電池２の使用開始時では、複数の電池６は、互いに対して同一又は略同一の内部状態及び電池特性となる。電池６の内部状態及び電池特性については、後述する。

電池６のそれぞれは、単セル（単電池）から形成されてもよく、複数の単セルを電気的に接続することにより形成される電池モジュール又はセルブロックであってもよい。ここで、単セルは、例えば、リチウムイオン二次電池のセルである。電池６のそれぞれが複数の単セルから形成される場合、電池６のそれぞれにおいて、複数の単セルが電気的に直列に接続されてもよく、複数の単セルが電気的に並列に接続されてもよい。また、電池６のそれぞれにおいて、複数の単セルが直列に接続される直列接続構造、及び、複数の単セルが並列に接続される並列接続構造の両方が形成されてもよい。

管理システム１では、計測回路７及び充放電制御部８が設けられる。計測回路７及び充放電制御部８は、例えば、電池搭載機器に搭載される。計測回路７は、蓄電池２の充電又は放電において、蓄電池２に関連するパラメータを検出及び計測する。計測回路７では、所定のタイミングで定期的に、パラメータの検出及び計測が行われる。すなわち、計測回路７は、複数の計測時点のそれぞれにおいて、蓄電池２に関連するパラメータを計測する。このため、計測回路７は、蓄電池２の充電又は放電において、蓄電池２に関連するパラメータを、複数回計測する。なお、蓄電池２の充電又は放電において計測回路７が計測を行った時点を、計測時点と規定する。蓄電池２に関連するパラメータには、複数の電池６のそれぞれを流れる電流、複数の電池６のそれぞれの電圧、及び、複数の電池６のそれぞれの温度等が含まれる。このため、計測回路７には、電流を計測する電流計、電圧を計測する電圧計、及び、温度を計測する温度センサ等が含まれる。ここで、図１の一例では、同一の電池ストリング５を形成する複数の電池６の間においては、流れる電流が互いに対して同一になる。このため、図１の一例では、電池ストリング５ごとに電流を検出してもよい。

充放電制御部８は、蓄電池２の充電及び放電、すなわち、複数の電池６の充電及び放電を制御する処理装置（コンピュータ）を構成し、プロセッサ及び記憶媒体を備える。プロセッサは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、マイコン、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）及びＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のいずれかを含む。記憶媒体には、メモリ等の主記憶装置に加え、補助記憶装置が含まれ得る。記憶媒体としては、磁気ディスク、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ等）、光磁気ディスク（ＭＯ等）、及び、半導体メモリ等が挙げられる。充放電制御部８では、プロセッサ及び記憶媒体のそれぞれは、１つであってもよく、複数であってもよい。充放電制御部８では、プロセッサは、記憶媒体等に記憶されるプログラム等を実行することにより、処理を行う。また、充放電制御部８では、プロセッサによって実行されるプログラムは、インターネット等のネットワークを介して接続されたコンピュータ（サーバ）、又は、クラウド環境のサーバ等に格納されてもよい。この場合、プロセッサは、ネットワーク経由でプログラムをダウンロードする。

管理装置３は、蓄電池２が搭載される電池搭載機器に設けられてもよく、電池搭載機器の外部に設けられてもよい。管理装置３は、蓄電池２を含む管理システム１全体を管理し、計測データ取得部１１、内部状態推定部１２、劣化速度データ生成部１３、交換データ生成部１４、効果データ生成部１５及びデータ記憶部１６を備える。ある一例では、管理装置３は、充放電制御部８とネットワークを介して通信可能なサーバである。この場合、管理装置３は、充放電制御部８と同様に、プロセッサ及び記憶媒体を備える。そして、計測データ取得部１１、内部状態推定部１２、劣化速度データ生成部１３、交換データ生成部１４及び効果データ生成部１５は、管理装置３のプロセッサ等によって行われる処理の一部を実施し、管理装置３の記憶媒体が、データ記憶部１６として機能する。また、別のある一例では、管理装置３は、クラウド環境に構成されるクラウドサーバである。クラウド環境のインフラは、仮想ＣＰＵ等の仮想プロセッサ及びクラウドメモリによって、構成される。このため、管理装置３がクラウドサーバである場合、仮想プロセッサによって行われる処理の一部を、計測データ取得部１１、内部状態推定部１２、劣化速度データ生成部１３、交換データ生成部１４及び効果データ生成部１５が実施する。そして、クラウドメモリが、データ記憶部１６として機能する。

なお、データ記憶部１６は、充放電制御部８及び管理装置３とは別のコンピュータに設けられてもよい。この場合、管理装置３は、データ記憶部１６等が設けられるコンピュータに、ネットワークを介して接続される。また、管理装置３は、充放電制御部８をスレーブの制御装置として、充放電制御部８と協働して、蓄電池２の充電及び放電を制御してもよい。以下、管理装置３の処理について説明する。

管理装置３が処理を行う際には、充放電制御部８は、蓄電池２の複数の電池６のそれぞれを充電又放電させる。そして、計測回路７が、複数の電池６のそれぞれの充電又は放電において、蓄電池２に関連する前述のパラメータを計測する。そして、管理装置３の計測データ取得部１１は、蓄電池２に関連するパラメータの計測回路７での計測値を計測データとして取得する。このため、複数の電池６のそれぞれを流れる電流、複数の電池６のそれぞれの電圧、及び、複数の電池６のそれぞれの温度等が、計測データ取得部１１によって取得される。計測データ取得部１１は、蓄電池２に関連するパラメータの計測値を、所定のタイミングで定期的に取得する。すなわち、計測データ取得部１１は、複数の計測時点（複数回の計測）のそれぞれについて、蓄電池２に関連するパラメータの計測値を取得する。このため、計測データ取得部１１は、蓄電池２に関連するパラメータの計測値に加えて、蓄電池２に関連するパラメータの時間変化（時間履歴）も、計測データとして取得する。したがって、計測データ取得部１１が取得する計測データには、電池６のそれぞれを流れる電流の時間変化（時間履歴）、電池６のそれぞれの電圧の時間変化（時間履歴）、及び、電池６のそれぞれの温度の時間変化（時間履歴）等が含まれる。

また、計測データ取得部１１は、前述した計測データに加えて、蓄電池２に関連するパラメータの計測時の充電条件又は放電条件を取得する。充電条件には、充電電流値、充電開始及び充電終了における電池６のそれぞれのＳＯＣ（State Of Charge）、及び、充電時における電池６のそれぞれの温度範囲等が含まれる。同様に、放電条件には、放電電流値、放電開始及び放電終了における電池６のそれぞれのＳＯＣ、及び、放電時における電池６のそれぞれの温度範囲等が含まれる。

計測データ取得部１１は、充電開始（放電開始）からの充電量（放電量）及びＳＯＣのいずれかに対する電圧の関係を、電池６のそれぞれについて示すデータを、計測データとして取得してもよい。電池６のそれぞれについては、充電開始（放電開始）からの経過時間、及び、流れる電流の時間変化（時間履歴）を用いて、充電開始（放電開始）からの充電量（放電量）を、算出可能である。また、図１の一例等では、電池ストリング５において複数の電池６が直列に接続される構成であるため、充電開始（放電開始）からの電池ストリング５の充電量（放電量）が、電池ストリング５を形成する電池６単体の充電開始（放電開始）からの充電量（放電量）に相当する。

電池６のそれぞれでは、ＳＯＣが０％から１００％になるまでの満充電容量に対するＳＯＣが０％になるまでの残容量の割合が、ＳＯＣとして規定される。電池６のそれぞれについては、前述の計測データ及び充放電履歴等を用いて、ＳＯＣを算出可能である。電池６のそれぞれのＳＯＣの算出方法としては、電流積算法、電池６単体の端子間電圧とＳＯＣとの関係を用いた算出法、及び、カルマンフィルタを用いた推定法等が、挙げられる。複数の電池６のそれぞれでは、端子間電圧（正極端子と負極端子との間の電圧）が定められた放電条件にて電圧値Ｖα１になる状態が、ＳＯＣが０％の状態と規定され、端子間の電圧が定められた充電条件にて電圧値Ｖα１より大きいＶα２になる状態が、ＳＯＣが１００％の状態と規定される。

前述のように計測データ取得部１１が計測データを受信する等して取得することにより、複数回の計測ごとに蓄電池２に関連するパラメータの計測値を示すデータが、管理装置３によって取得される。また、計測データは、充放電制御部８によって取得されてもよい。この場合、充放電制御部８は、計測データに基づいて、電池６のそれぞれの充電又は放電を制御する。

内部状態推定部１２は、計測データ取得部１１が取得した計測データ等を用いて処理を行う。内部状態推定部１２は、計測データに基づいて、電池６のそれぞれの内部状態を推定する。本実施形態では、内部状態推定部１２は、電池６のそれぞれについて、内部状態を示す内部状態パラメータを推定する。ある一例では、内部状態推定部１２は、電池６のそれぞれについて、充電時間（放電時間）に対する電圧及び電流のそれぞれの関係を表すデータを解析する。したがって、電池６のそれぞれについて、複数回の計測ごとの電圧及び電流の計測値を示すデータ、すなわち、電圧の時間変化及び電流の時間変化を示すデータが、内部状態推定部１２によって、解析される。このため、電池６のそれぞれについての充電曲線解析（放電曲線解析）が、内部状態推定部１２によって行われる。

ここで、電池６のそれぞれでは、内部状態パラメータは、例えば、正極容量（又は正極質量）、負極容量（又は負極質量）、正極の初期充電量、負極の初期充電量、及び、内部抵抗のいずれかを含む。また、電池６のそれぞれの内部状態パラメータは、正極の初期充電量と負極の初期充電量とのずれである運用窓シフト（ＳＯＷ：Shift of Operation Window）を含んでもよい。

図２は、電池のそれぞれにおいて内部状態を示す内部状態パラメータについて説明する概略図である。図２に示すように、電池６単体では、正極が初期充電量から上限充電量になるまでの充電量が、正極容量となる。そして、正極電位（正極端子の電位）がＶβ１になる状態での正極の充電量が初期充電量と規定され、正極電位がＶβ１より高いＶβ２になる状態での正極の充電量が上限充電量と規定される。また、電池６単体では、負極が初期充電量から上限充電量になるまでの充電量が、負極容量となる。そして、負極電位（負極端子の電位）がＶγ１になる状態での負極の充電量が初期充電量と規定され、負極電位がＶγ１より低いＶγ２になる状態での負極の充電量が上限充電量と規定される。また、正極質量は、推定された正極容量、及び、正極を形成する材料の種類から推定可能である。同様に、負極質量は、推定された負極容量、及び、負極を形成する材料の種類から推定可能である。

また、電池６のそれぞれの内部状態パラメータは、正極容量維持率及び負極容量維持率等を含んでもよい。ここで、正極容量維持率は、使用開始時の正極容量に対する推定された正極容量の比率であり、負極容量維持率は、使用開始時の負極容量に対する推定された負極容量の比率である。電池６のそれぞれでは、充放電を繰返すことによって劣化すると、使用開始時に比べて、前述の正極容量及び負極容量のそれぞれは、減少し、正極容量維持率及び負極容量維持率が低下する。また、電池６のそれぞれでは、劣化すると、前述のＳＯＷは、使用開始時から変化する。

また、内部状態推定部１２は、電池６のそれぞれについて、推定した内部状態パラメータに基づいて、すなわち、内部状態の推定結果に基づいて、電池特性パラメータを推定する。これにより、電池６のそれぞれの電池特性が、内部状態推定部１２によって推定される。電池６のそれぞれの電池特性パラメータには、電池容量、開回路電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）及びＯＣＶ曲線等が含まれる。電池容量は、正極電位と負極電位との差がＶα１からＶα２になるまでの充電量に相当する（図２参照）。ＯＣＶ曲線は、ＯＣＶ以外のパラメータとＯＣＶとの関係を示す関数であり、例えば、ＳＯＣ又は充電量に対するＯＣＶの関係を示す関数である。また、電池６のそれぞれでは、内部状態パラメータの１つである内部抵抗は、電池特性を示す電池特性パラメータにもなる。

データ記憶部１６には、前述の内部状態パラメータ及び電池特性パラメータの推定において演算に用いられる演算データが、記憶される。内部状態推定部１２は、内部状態パラメータ等の推定に必要な演算データを、データ記憶部１６から読み出す。演算データとしては、例えば、電池６のそれぞれにおける正極のＳＯＣに対する正極の開回路電位（ＯＣＰ：Open Circuit Potential）を示す関数、及び、電池６のそれぞれにおける負極のＳＯＣに対する負極のＯＣＰを示す関数等が含まれる。また、前述の内部状態パラメータのそれぞれの推定では、最終的な推定結果を得る過程で、中間的な推定値等が算出される。前述の演算データには、内部状態パラメータのそれぞれの中間的な推定値が含まれてもよい。また、内部状態推定部１２は、内部状態パラメータのそれぞれの中間的及び最終的な推定値の中でその後の推定処理で必要になる推定値を、データ記憶部１６に保存可能である。

なお、充電曲線解析による電池単体の内部状態パラメータの推定は、例えば前記特許文献３（特開２０１８－１４７８２７号公報）に示される。本実施形態では、例えば、前記特許文献３の充電曲線解析と同様にして、電池６のそれぞれについて、前述した内部状態パラメータが推定される。また、内部状態パラメータに基づく電池特性パラメータの推定が、前記特許文献３と同様にして、行われてもよい。電池特性パラメータとして、ＯＣＶ曲線が推定される場合等には、電池６のそれぞれについてＯＣＶに課される上限電圧及び下限電圧等が、演算データとしてデータ記憶部１６に記憶される。

複数の電池６のいずれも交換することなく蓄電池２等を長期間使用すると、複数の電池６の間で配置される位置が異なること等に起因して、複数の電池６の間で電池特性の劣化度合いがばらつく。蓄電池２等を長期間使用すると、例えば、熱源等に近い高温領域に配置される電池では、熱源等から離れて配置される電池に比べて、電池容量が低下したり、内部抵抗が上昇したりして、電池特性の劣化度合いが高くなる。また、蓄電池２では、ある１つの電池の寿命が終了したと管理装置３等が判断すると、他の電池が使用可能であっても、蓄電池２の使用を終了する。このため、複数の電池６の間で電池特性の劣化度合いのばらつきが大きくなる前に、交換の対象となる対象電池を適切に交換し、蓄電池２の寿命を長くすることが必要となる。

図３は、蓄電池のある３つの電池について推定された電池容量の、蓄電池の使用開始からの経時的な変化の一例を示す概略図である。また、図４は、図３の一例に示す３つの電池について推定された正極容量の、蓄電池の使用開始からの経時的な変化を示す概略図である。図３及び図４では、横軸は蓄電池の使用開始からの経過時間を示し、図３では、縦軸が電池容量を、図４では、縦軸が正極容量を示す。図３及び図４の一例では、前述した充電曲線解析によって内部状態パラメータである正極容量を推定し、推定した内部パラメータに基づいて電池特性パラメータである電池容量を推定した。また、図３及び図４の一例では、３つの電池α１～α３のそれぞれについて、蓄電池の使用開始時を含む７回推定を行い、例えば、１年程度の間隔等で定期的に推定を行った。

図３に示すように、初回の推定時点から最終回の推定時点まで、電池α１～α３のいずの電池容量も、低下（劣化）の傾向を示さなかった。このため、最終回の推定時点でも、電池α１～α３の間での電池容量（電池容量の劣化度合い）のばらつきは、小さかった。一方、図４に示すように、電池α１の正極容量は、３回目の推定時点と４回目の推定時点との間で低下（劣化）の傾向を示し、最終回の推定時点まで継続して低下した。そして、電池α２の正極容量は、５回目の推定時点と６回目の推定時点との間で低下（劣化）の傾向を示し、最終回の推定時点まで継続して低下した。そして、電池α３の正極容量は、６回目の推定時点と最終回の推定時点との間で低下（劣化）の傾向を示した。このため、最終回の推定時点では、電池α１～α３の間での正極容量（正極容量の劣化度合い）のばらつきが、大きくなった。また、図３及び図４の一例では、電池α１～α３のいずれにおいても、電池容量に比べて早い段階で、正極容量が低下の傾向を示した。

図３及び図４の一例でと同様に、電池６等では、電池容量及び内部抵抗等の電池特性パラメータに比べて早い段階で、正極容量、負極容量及びＳＯＷ等の内部状態パラメータのいずれかが、劣化の傾向を示す。また、複数の電池６を備える蓄電池２等では、複数の電池の間で配置される位置及び熱源等からの距離が異なること等により、内部状態パラメータが劣化の傾向を示すタイミングが電池ごとに異なる。このため、複数の電池を備える蓄電池等では、図３及び図４の一例と同様に、複数の電池の間で電池特性パラメータ（電池特性の劣化度合い）のばらつきが小さい段階でも、複数の電池の間での内部状態パラメータのいずれかのばらつき（内部状態の劣化度合いのばらつき）が、大きくなる。すなわち、蓄電池２等では、電池特性の劣化度合いよりも早い段階で、内部状態の劣化度合いが複数の電池６の間でばらつく。

また、蓄電池２等では、内部状態の劣化速度が速い電池ほど、電池特性の劣化速度も速くなる。すなわち、正極容量、負極容量及びＳＯＷ等の内部状態パラメータが劣化の傾向を示すタイミングが早い電池ほど、電池容量及び内部抵抗等の電池特性パラメータが劣化の傾向を示すタイミングが早い。本実施形態では、複数の電池６等のそれぞれにおける電池特性及び内部状態の前述した経時的な変化の傾向に基づいて、管理装置３の劣化速度データ生成部１３、交換データ生成部１４及び効果データ生成部１５は、処理を行う。

劣化速度データ生成部１３は、複数の電池６のそれぞれについて、内部状態推定部１２での内部状態の推定結果に基づいて、電池容量及び内部抵抗等を含む電池特性の劣化速度を推定する。そして、劣化速度データ生成部１３は、内部状態の推定結果に基づいた複数の電池のそれぞれにおける電池特性の劣化速度を示す劣化速度データを生成する。劣化速度データ生成部１３は、複数の電池６の間で電池特性パラメータ（電池特性の劣化度合い）がほとんどばらついていなく、かつ、複数の電池６の間で内部状態パラメータのいずれか（内部状態の劣化度合い）がある程度ばらついた段階で、劣化速度データを生成する。

ある一例では、劣化速度データ生成部１３は、電池６のそれぞれについて、正極容量、負極容量及びＳＯＷの推定結果を取得する。そして、劣化速度データ生成部１３は、正極容量、負極容量及びＳＯＷの中で電池６の間でのばらつきが最も大きいパラメータに基づいて、電池６のそれぞれについての電池特性の劣化速度を推定する。ここで、正極容量が電池６の間でのばらつきが最も大きいパラメータである場合は、複数の電池６の中で正極容量の低下（劣化）が最も小さい電池の正極容量を、基準正極容量Ｑａｒｅｆとして設定する。

そして、基準正極容量Ｑａｒｅｆとの正極容量の差ΔＱａが第１の閾値ΔＱａｔｈ１以下である電池については、電池特性の劣化速度を“レベル１”と推定する。また、基準正極容量Ｑａｒｅｆとの正極容量の差ΔＱａが第１の閾値ΔＱａｔｈ１より大きく、かつ、第２の閾値ΔＱａｔｈ２以下である電池については、電池特性の劣化速度を“レベル２”と推定し、劣化速度が“レベル１”の電池より電池特性の劣化速度が速いと推定する。第２の閾値ΔＱａｔｈ２は、第１の閾値ΔＱａｔｈ１より大きい。そして、基準正極容量Ｑａｒｅｆとの正極容量の差ΔＱａが第２の閾値ΔＱａｔｈ２より大きい電池については、電池特性の劣化速度を“レベル３”と推定し、劣化速度が“レベル２”の電池より電池特性の劣化速度が速いと推定する。なお、負極容量及びＳＯＷのいずれかが電池６の間でのばらつきが最も大きいパラメータである場合も、正極容量が電池６の間でのばらつきが最も大きいパラメータである場合と同様にして、電池６のそれぞれについて電池特性の劣化速度が推定される。

なお、劣化速度データ生成部１３は、正極容量、負極容量及びＳＯＷの中のいずれか２つ以上のパラメータに基づいて、電池６のそれぞれについての電池特性の劣化速度を推定し、劣化速度データを生成してもよい。また、内部状態推定部１２で推定された正極容量に基づいた正極質量及び正極容量維持率のいずれかに基づいて、電池６のそれぞれについての電池特性の劣化速度を推定してもよく、内部状態推定部１２で推定された負極容量に基づいた負極質量及び負極容量維持率のいずれかに基づいて、電池６のそれぞれについての電池特性の劣化速度を推定してもよい。また、正極容量、負極容量及びＳＯＷの中のいずれか１つ以上のパラメータに加えて、内部状態推定部１２で推定された内部抵抗に基づいて、電池６のそれぞれについての電池特性の劣化速度を推定してもよい。

また、複数の電池６のそれぞれにおける電池特性の劣化速度は、３段階に階級分けして示す必要はなく、例えば、５段階に階級分けして示されてもよい。また、複数の電池６のそれぞれにおける電池特性の劣化速度は、速度指数等で示されてもよい。この場合、例えば、速度指数が大きいほど、電池における電池特性の劣化速度が速いと、推定される。ただし、いずれの場合も、劣化速度データは、正極容量、負極容量及びＳＯＷのいずれか１つ以上の推定結果に基づいた複数の電池６のそれぞれにおける電池特性の劣化速度を示し、内部状態の推定結果に基づいた複数の電池６のそれぞれにおける電池特性の劣化速度を示す。

図５は、実施形態に係る管理装置の劣化速度データ生成部が生成する劣化速度データの一例を示す概略図である。図５の一例では、内部状態推定部１２での内部状態の推定結果に基づいて、複数の電池６のそれぞれにおける電池特性の劣化速度が、前述した３段階のレベルで推定される。図５の一例では、電池特性の劣化速度が比較的遅い“レベル１”の電池は、青色で示される。また、電池特性の劣化速度が中程度である“レベル２”の電池は、黄色で示される。そして、電池特性の劣化速度が比較的速い“レベル３”の電池は、赤色で示される。図５の一例では、複数の電池６の中の１つである電池（第１の電池）６Ａについては、電池特性の劣化速度が“レベル３”と推定される。また、複数の電池６の中の電池６Ａ以外の１つである電池（第２の電池）６Ｂについては、電池特性の劣化速度が“レベル１”と推定される。そして、複数の電池６の中の電池６Ａ，６Ｂ以外の１つである電池（第３の電池）６Ｃについては、電池特性の劣化速度が“レベル２”と推定される。したがって、図５の一例の劣化速度データでは、電池６Ａは、電池６Ｃに比べて電池特性の劣化速度が速いと推定され、電池６Ｂは、電池６Ｃに比べて電池特性の劣化速度が遅いと推定される。

交換データ生成部１４は、内部状態推定部１２での複数の電池６のそれぞれの内部状態の推定結果、及び、劣化速度データ生成部１３で生成された劣化速度データを取得する。そして、交換データ生成部１４は、複数の電池６のそれぞれの内部状態の推定結果及び劣化速度データに少なくとも基づいて、交換データを生成する。交換データでは、交換データの生成時点以後のいずれかの時点で行われることが推奨される交換作業に関する情報が、示される。交換データは、複数の電池６の中で交換の対象となる対象電池を示す情報、対象電池と交換される電池に関する情報、及び、対象電池を交換する時期に関する情報を含む。なお、対象電池と交換される電池は、交換データに基づく交換の後において、対象電池が配置されていた位置に配置される。

また、蓄電池２の使用において複数の電池６のそれぞれに課される使用条件を示す使用条件データがデータ記憶部１６等に記憶され、交換データ生成部１４は、使用条件データを取得してもよい。この場合、交換データ生成部１４は、複数の電池６のそれぞれの内部状態の推定結果及び劣化速度データに加えて、使用条件データに基づいて、交換データを生成する。使用条件データでは、蓄電池２の使用において電池６のそれぞれに課される使用条件として、蓄電池２の使用において電池６のそれぞれに課される電流範囲（充電電流値及び放電電流値の範囲）、ＳＯＣ範囲、及び、温度範囲等が示される。使用条件は、電池６の劣化速度に大きく影響し、電池６の温度のばらつきの大きさにも影響する。したがって、蓄電池２の使用条件を考慮して交換データを生成することにより、交換による効果を向上することができる。蓄電池２は、複数の電池６のいずれもが前述した電流範囲、ＳＯＣ範囲及び温度範囲を満たす状態に、交換を実施し、使用される。

交換データの生成において交換データ生成部１４は、内部状態の推定結果及び劣化速度データに少なくとも基づいて、複数の電池６のそれぞれについて、交換等を行わなかった場合の寿命の終了時点を推定する。この際、複数の電池６のそれぞれについて、電池特性パラメータ及び内部状態パラメータのいずれか１つ以上に基づいて、寿命が終了する基準が設定される。ある一例では、電池６単体の電池容量Ｑｃに基づいて、電池容量Ｑｃが閾値Ｑｃｔｈまで低下（劣化）した時点が、電池６の寿命の終了時点として設定される。この場合、交換データ生成部１４は、内部状態の推定結果及び劣化速度データ等に基づいて、電池６のそれぞれについて、交換等を行わなかった場合における交換データの生成時以後の電池容量Ｑｃの経時的な変化を推定する。そして、交換データ生成部１４は、電池６のそれぞれについて、推定した電池容量Ｑｃの経時的な変化が閾値Ｑｃｔｈまで低下する時点を、寿命の終了時点として推定する。また、交換データ生成部１４は、複数の電池６の寿命の終了時点の中で最も早い時点を、蓄電池２の寿命の終了時点として推定する。

ここで、複数の電池６の中では、劣化速度データにおいて電池特性の劣化速度が速いと推定された電池ほど、推定される電池容量Ｑｃの経時的な変化において、電池容量Ｑｃが劣化（低下）の傾向を示すタイミングを早くし、電池容量Ｑｃが閾値Ｑｃｔｈまで低下する時点を早くする。このため、複数の電池６の中では、劣化速度データにおいて電池特性の劣化速度が速いと推定された電池ほど、寿命が短く推定される。また、複数の電池６の中では、内部状態（内部状態パラメータ）の劣化度合いが高いと推定された電池ほど、推定される電池容量Ｑｃの経時的な変化において、電池容量Ｑｃが劣化（低下）の傾向を示すタイミングを早くし、電池容量Ｑｃが閾値Ｑｃｔｈまで低下する時点を早くする。このため、複数の電池６の中では、内部状態の劣化度合いが高いと推定された電池ほど、寿命が短く推定される。

図６は、図５の一例の劣化速度データが生成された場合の複数の電池のそれぞれの寿命の終了時点の推定の一例を説明する概略図である。図６では、横軸は蓄電池の使用開始からの経過時間を示し、縦軸は電池容量を示す。図６の一例では、電池６のそれぞれについて、交換等を行わなかった場合における交換データの生成時以後の電池容量Ｑｃの経時的な変化が、推定される。そして、電池６のそれぞれについて、推定した電池容量Ｑｃの経時的な変化が閾値Ｑｃｔｈまで低下する時点が、寿命の終了時点として推定される。図６では、前述した３つの電池６Ａ～６Ｃ（図５参照）について、電池容量Ｑｃの経時的な変化が示される。図６の一例では、時間ｔ１が交換データの生成時となり、電池６Ａ～６Ｃの電池容量Ｑｃの経時的な変化については、時間ｔ１より前は実線で、時間ｔ１以後は破線で示す。

ここで、劣化速度データにおいて、電池６Ａは、電池６Ｃに比べて電池特性の劣化速度が速いと推定され、電池６Ｃは、電池６Ｂに比べて電池特性の劣化速度が速いと推定されている。また、正極容量等の内部状態の推定において、電池６Ａは、電池６Ｃに比べて内部状態の劣化度合いが高いと推定され、電池６Ｃは、電池６Ｂに比べて内部状態の劣化度合いが高いと推定されている。このため、図６の一例の推定では、電池６Ｃに比べて電池６Ａにおいて、電池容量Ｑｃが劣化（低下）の傾向を示すタイミングを早くし、電池容量Ｑｃが閾値Ｑｃｔｈまで低下する時点を早くする。そして、電池６Ｂに比べて電池６Ｃにおいて、電池容量Ｑｃが劣化（低下）の傾向を示すタイミングを早くし、電池容量Ｑｃが閾値Ｑｃｔｈまで低下する時点を早くする。したがって、図６の一例では、電池６Ａについては、時間ｔ２が寿命の終了時点と推定され、電池６Ｃについては、時間ｔ２より後の時間ｔ３が寿命の終了時点と推定される。そして、電池６Ｂについては、時間ｔ３より後の時間ｔ４が寿命の終了時点と推定される。

なお、正極容量、負極容量、ＳＯＷ及び内部抵抗等のいずれかのパラメータに基づいて寿命が終了する基準が設定される場合も、例えば、交換データの生成時以後のパラメータの経時的な変化が推定され、電池容量Ｑｃが閾値Ｑｃｔｈと同様の閾値が設定される。そして、推定したパラメータの経時的な変化が閾値に到達する時点を、電池６の寿命の終了時点として推定する。ただし、ＳＯＷに基づいた寿命が終了する基準の設定では、正極の初期充電量に対する負極の初期充電量のずれの方向が使用開始時と同一になる場合の閾値、及び、正極の初期充電量に対する負極の初期充電量のずれの方向が使用開始時とは反対になる場合の閾値の２つの閾値が設定される。そして、推定したＳＯＷの経時的な変化が２つの閾値のいずれか一方に到達する時点を、電池６の寿命の終了時点として推定する。

また、寿命が終了する基準として設定するパラメータが内部状態パラメータ及び電池特性パラメータのいずれであっても、複数の電池６の中では、劣化速度データにおいて電池特性の劣化速度が速いと推定された電池ほど、寿命が短く推定される。そして、複数の電池６の中では、内部状態の劣化度合いが高いと推定された電池ほど、寿命が短く推定される。

また、交換データ生成部１４は、内部状態の推定結果及び劣化速度データに加えて使用条件データに基づいて、複数の電池６のそれぞれについて、交換等を行わなかった場合の寿命の終了時点を推定してもよい。この場合、劣化速度データ、及び、電池６のそれぞれに使用条件として課される前述の温度範囲に基づいて、複数の電池６が配置される環境（空間）における温度分布を示す温度分布データが生成される。そして、交換データ生成部１４は、温度分布データに基づいて、複数の電池６のそれぞれについての寿命の終了時点を推定する。温度分布データでは、電池特性の劣化速度が速いと推定された電池が配置される領域の温度は、他の領域の温度に比べて、高い。したがって、図５の一例の劣化速度データに基づいた温度分布データでは、電池６Ａが配置される領域等の温度は、電池６Ｂが配置され領域及び電池６Ｃが配置される領域等の温度に比べて、高い。

交換データ生成部１４は、複数の電池６のそれぞれについての寿命の終了時点の推定結果に基づいて、交換データを生成する。ある一例では、交換データ生成部１４は、寿命の終了時点の推定結果に基づいて、複数の電池６の中から交換の対象となる対象電池を選定する。この場合、データ記憶部１６に、蓄電池２の目標寿命が記憶される。交換データ生成部１４が生成する交換データでは、推定された寿命の終了時点が目標寿命より短い電池は少なくとも、対象電池に含まれる。なお、交換の対象となる対象電池には、推定された寿命の終了時点が目標寿命より短い電池が全て含まれていれば、推定された寿命の終了時点が目標寿命以上の電池が含まれてもよい。

例えば、図５の一例の劣化速度データに基づいて電池６のそれぞれの寿命の終了時点を推定したとする。そして、例えば、電池６Ａを含む電池特性の劣化速度が“レベル３”と推定された電池は、寿命の終了時点が目標寿命より短く推定されたとする。この場合、電池特性の劣化速度が“レベル３”と推定された電池、すなわち、図５の劣化速度データにおいて赤色で示される電池は少なくとも、交換の対象となる対象電池として選定される。また、対象電池とし、電池特性の劣化速度が“レベル１”又は“レベル２”と推定された電池が含まれてもよい。

交換データ生成部１４によって生成される交換データでは、蓄電池２の寿命が前述の目標寿命以上になる状態に、対象電池と交換される電池、及び、対象電池を交換する時期等が決定される。すなわち、交換データに基づいた対象電池の交換によって蓄電池２の寿命が目標寿命以上になる状態に、交換データが生成される。このため、交換データに基づいて対象電池の交換を行うことにより、複数の電池６の中で寿命が最も短い電池でも、目標寿命以上の寿命となる。また、蓄電池２の寿命が前述の目標寿命以上になることを条件として、蓄電池２の寿命が可能な限り長くなる状態に、対象電池と交換される電池、及び、対象電池を交換する時期等が決定されることが、好ましい。

ある一例では、複数の電池６の中で寿命の終了時点が最も早い時点に推定された電池を複数の電池６の中で寿命の終了時点が最も遅い時点に推定された電池と交換することが、交換データにおいて示される。この場合、交換データに基づいた対象電池の交換によって、蓄電池２の複数の電池６の間での位置の交換が行われる。

例えば、図５の一例の劣化速度データが生成され、電池特性の劣化速度が“レベル３”と推定された電池は少なくとも、交換の対象となる対象電池として選定されたとする。そして、複数の電池６の中で、電池６Ａの寿命の終了時点が最も早い時点に推定され、電池６Ｂの寿命の終了時点が最も遅い時点に推定されたとする。この場合、対象電池である電池（第１の電池）６Ａを電池（第２の電池）６Ｂと交換することが、交換データにおいて示される。したがって、交換データに基づいて対象電池の交換を行うことにより、電池（第３の電池）６Ｃ等に比べて寿命が短く推定された電池６Ａが、電池６Ｃ等に比べて寿命が長く推定された電池６Ｂと交換される。

また、ある一例では、交換データ生成部１４は、交換の対象となる対象電池のそれぞれについて、内部状態推定部１２が推定した内部状態パラメータの中で劣化度合いが最も高いパラメータを特定する。この際、正極容量、負極容量及びＳＯＷの中から劣化度合いが最も高いパラメータを特定してもよく、正極容量、負極容量及びＳＯＷに加えて内部抵抗の中から劣化度合いが最も高いパラメータを特定してもよい。そして、対象電池のそれぞれを複数の電池６の中で特定したパラメータの劣化度合いが比較的低い電池と交換することが、交換データにおいて示される。この場合も、交換データに基づいた対象電池の交換によって、蓄電池２の複数の電池６の間での位置の交換が行われる。

例えば、図５の一例の劣化速度データが生成され、電池特性の劣化速度が“レベル３”と推定された電池は少なくとも、交換の対象となる対象電池として選定されたとする。そして、対象電池の１つである電池６Ａでは、内部状態パラメータの中で最も劣化度合いが高いパラメータとして正極容量が特定されたとする。この場合、対象電池である電池（第１の電池）６Ａを正極容量の劣化度合いが比較的に低い電池（第２の電池）６Ｂと交換することが、交換データにおいて示される。したがって、交換データに基づいて対象電池の交換を行うことにより、電池（第３の電池）６Ｃ等に比べて正極容量の劣化度合いが高く推定された電池６Ａが、電池６Ｃ等に比べて正極容量の劣化度合いが低く推定された電池６Ｂと交換される。

また、交換データは、複数の電池６のそれぞれが使用条件として課される前述の温度範囲内において上限値又は上限値近傍で使用される場合、すなわち、高温環境で蓄電池２が使用される場合を考慮して、生成される。例えば、使用条件として課される温度範囲の上限値で蓄電池２を使用した場合に、複数の電池６のいずれでも電流による温度上昇が目標値以下になる状態に、交換データが生成される。このため、交換データに基づいた対象電池の交換時及び交換直後では、使用条件として課される温度範囲で蓄電池２（複数の電池６）を使用する限り、複数の電池６のいずれでも電流による温度上昇が目標値以下になる。また、高温環境での蓄電池２の使用において複数の電池６のいずれでも電流による温度上昇が目標値以下になることを条件として、電池６のそれぞれの電流による温度上昇が可能な限り低くなる状態に、対象電池と交換される電池、及び、対象電池を交換する時期等が決定されることが、好ましい。

また、交換データは、複数の電池６のそれぞれが使用条件として課される前述の温度範囲内において下限値又は下限値近傍で使用される場合、すなわち、低温環境で蓄電池２が使用される場合を考慮して、生成される。例えば、使用条件として課される温度範囲の下限値で蓄電池２を使用した場合に、蓄電池２の出力特性が目標レベル以上になる状態に、交換データが生成される。このため、交換データに基づいた対象電池の交換時及び交換直後では、使用条件として課される温度範囲で蓄電池２（複数の電池６）を使用する限り、蓄電池２からの出力電力が目標値以上になる等、蓄電池２の出力特性が目標レベル以上になる。また、低温環境での蓄電池２の使用において蓄電池２の出力特性が目標レベル以上になることを条件として、蓄電池２の出力特性が可能な限り高くなる状態に、対象電池と交換される電池、及び、対象電池を交換する時期等が決定されることが、好ましい。

蓄電池２の複数の電池６の間での位置の交換だけでは蓄電池２の寿命を目標寿命以上にすることが不可能な場合は、交換の対象となる対象電池の少なくとも一部を蓄電池２の複数の電池６以外の所定の電池と交換することが、交換データにおいて示される。この場合、対象電池と交換される電池としては、電池６と同一の種類の電池が用いられる。対象電池と交換される電池は、電池６と同一の種類の新品の電池であってもよく、蓄電池２が搭載される電池搭載機器とは別の機器において使用されていた電池であって内部状態の推定結果が取得された電池でもよい。

また、蓄電池２の複数の電池６の間での位置の交換だけでは高温環境での蓄電池２の使用における前述の条件、及び、低温環境での蓄電池２の使用における前述の条件の少なくとも一方を満たすことが不可能な場合がある。このような場合も、交換の対象となる対象電池の少なくとも一部を蓄電池２の複数の電池６以外の所定の電池と交換することが、交換データにおいて示される。また、交換の対象となる対象電池が複数選定される場合は、交換作業の作業効率の向上等の観点から、複数の対象電池の交換時期が互いに対して同一の時期である交換データが生成されることが好ましい。

また、交換の対象である対象電池を蓄電池２の対象電池とは異なる電池ストリング５の電池と交換することが、交換データにおいて示されることがある。この場合、対象電池の交換時において複数の電池６の間でのＳＯＣのバランスを調整することが、交換データにおいて示されてもよい。例えば、図５の一例の劣化速度データが生成され、電池６Ａを電池６Ｂと交換することが交換データに示される場合、電池６Ａが配置されていた電池ストリング５の電池と電池６Ｂが配置されていた電池ストリング５の電池との間でＳＯＣのバランスを調整することが、交換データにおいて示される。対象電池の交換時において複数の電池６の間でのＳＯＣのバランスが調整されることにより、対象電池を対象電池とは異なる電池ストリング５の電池と交換しても、複数の電池６の間でのＳＯＣのばらつきが小さく抑えられる。

効果データ生成部１５は、複数の電池６のそれぞれの内部状態の推定結果、劣化速度データ生成部１３で生成された劣化速度データ、及び、交換データ生成部１４で生成された交換データを取得する。そして、効果データ生成部１５は、取得した前述のデータに基づいて、効果データを生成する。効果データでは、交換データに基づいた対象電池の交換を行った場合の効果が、示される。ある一例では、効果データでは、交換データに基づいた対象電池の交換を行った場合の効果が、対象電池の交換を行わなかった場合と比較して示される。効果データは、例えば、交換データに基づいた対象電池の交換によって蓄電池２の寿命が延長されることを示す情報を、含む。

図７は、図５の一例の劣化速度データに基づいて交換データが生成された場合の効果データの一例を示す概略図である。図７では、横軸は蓄電池２の使用開始からの経過時間を示し、縦軸は電池容量Ｑｃを示す。また、図７において、時間ｔ１が、交換データの生成時である。図７の一例では、交換の対象となる対象電池である電池６Ａについて、交換を行わなかった場合における電池容量Ｑｃの経時的な変化の推定結果が、破線β１で示される。また、図７の一例では、電池６Ａについて、交換データに基づいた対象電池の交換を行った場合における電池容量Ｑｃの経時的な変化の推定結果が、実線β２で示される。図７の一例では、電池６のそれぞれについて、推定した電池容量Ｑｃの経時的な変化が閾値Ｑｃｔｈまで低下する時点が、寿命の終了時点として推定される。

図７の一例では、電池６の交換を行わなかった場合、及び、交換データに基づいた対象電池の交換を行った場合のいずれにおいても、複数の電池６の中で電池６Ａの電池容量Ｑｃが閾値Ｑｃｔｈまで最も早く低下すると、推定される。このため、電池６の交換を行わなかった場合、及び、交換データに基づいた対象電池の交換を行った場合のいずれにおいても、複数の電池６の中で電池６Ａの寿命が最も短いと推定され、電池６Ａの寿命の終了時点が、蓄電池２の寿命の終了時点と推定される。対象電池の交換を行わなかった場合は、前述したように、時間ｔ２が、電池６Ａの寿命の終了時点と推定され、蓄電池２の寿命の終了時点と推定される。このため、対象電池の交換を行わなかった場合において蓄電池２の寿命が目標寿命Ｙｔａｒより短くなることが、効果データにおいて示される。

また、図７の一例では、時間ｔ１より後の時間ｔ５で交換データにも基づいた対象電池の交換を行った場合、時間ｔ２より後の時間ｔ６が、電池６Ａの寿命の終了時点と推定され、蓄電池２の寿命の終了時点と推定される。このため、交換データに基づいた対象電池の交換によって蓄電池２の寿命が延長期間Δｔａ延長されることが、効果データにおいて示される。また、交換データに基づいた対象電池の交換によって蓄電池２の寿命が目標寿命Ｙｔａｒ以上になることが、効果データにおいて示される。なお、交換データの説明において前述したように、電池容量の代わりに、又は、電池容量に加えて、正極容量、負極容量、ＳＯＷ及び内部抵抗等のいずれかのパラメータに基づいて寿命が終了する基準が設定されてもよい。

また、対象電池を交換しなかった場合に比べて、交換データに基づく対象電池の交換を行った場合に高温環境での蓄電池２の使用における前述の条件を満たす期間が長くなることが、効果データで示されてもよい。この場合、例えば、使用条件として課される温度範囲の上限値での蓄電池２（複数の電池６）の使用において、電池６のいずれでも電流による温度上昇が目標値以下になる期間が対象電池の交換によって長くなることが、効果データで示される。また、対象電池を交換しなかった場合に比べて、交換データに基づく対象電池の交換を行った場合に低温環境での蓄電池２の使用における前述の条件を満たす期間が長くなることが、効果データで示されてもよい。この場合、例えば、使用条件として課される温度範囲の下限値での蓄電池２（複数の電池６）の使用において、蓄電池２の出力特性が目標レベル以上になる期間が対象電池の交換によって長くなることが、効果データで示される。

また、交換データに基づく対象電池の交換を行った場合に掛かるコストが、効果データにおいて示されてもよい。この場合、効果データ生成部１５は、交換データに基づく対象電池の交換がコスト面で実現可能か否か判定してもよい。この場合、蓄電池２が搭載される電池搭載機器のユーザのコストに関する情報等が、データ記憶部１６に記憶される。そして、交換データに基づく対象電池の交換がコスト面で実現可能か否かの判定結果が、効果データにおいて示されてもよい。

なお、管理装置３は、前述のようにして生成された劣化速度データ、交換データ及び効果データ等を、データ記憶部１６に記憶してもよい。また、管理装置３は、前述のようにして生成された劣化速度データ、交換データ及び効果データ等を、蓄電池２が搭載される電池搭載機器のユーザ等にユーザインタフェース等を介して告知可能であってもよい。この場合、交換データ等を、音声によって告知してもよく、画面表示等によって告知してもよい。

図８は、実施形態に係る管理装置によって行われる処理を示すフローチャートである。図８の処理は、所定のタイミングで１回以上行われる。ある一例では、複数の電池６の間で電池特性の劣化度合いのばらつきが大きくなる前の所定のタイミングで、自動的に図８の処理が行われる。別のある一例では、蓄電池２が搭載される電池搭載機器のユーザ等によってユーザインタフェースで操作指令が入力されたことに基づいて、図８の処理が行われる。

図８の処理を開始すると、管理装置３の計測データ取得部１１は、前述した計測データを取得する（Ｓ１０１）。そして、内部状態推定部１２は、複数の電池６のそれぞれの内部状態（内部状態パラメータ）を前述のようにして推定する（Ｓ１０２）。そして、劣化速度データ生成部１３は、複数の電池６のそれぞれについて、内部状態の推定結果に基づいて、電池特性の劣化速度を推定する。そして、劣化速度データ生成部１３は、複数の電池６のそれぞれにおける電池特性の劣化速度を示す前述の劣化速度データを生成する（Ｓ１０３）。

そして、交換データ生成部１４は、複数の電池６のそれぞれの内部状態の推定結果、及び、劣化速度データに少なくとも基づいて、前述した交換データを生成する（Ｓ１０４）。交換データには、複数の電池６の中で交換の対象となる対象電池を示す情報、対象電池と交換される電池に関する情報、及び、対象電池を交換する時期に関する情報が、含まれる。そして、効果データ生成部１５は、交換データに基づいた対象電池の交換を行った場合の効果を示す効果データを、生成する（Ｓ１０５）。

本実施形態では、複数の電池６のそれぞれの内部状態の推定結果、及び、内部状態の推定結果に基づいた複数の電池６のそれぞれにおける電池特性の劣化速度を示す劣化速度データに少なくとも基づいて、交換データが生成される。このため、複数の電池６の間で電池特性の劣化度合いのばらつきが大きくなる前に、交換データを生成可能であり、複数の電池６の間で電池特性の劣化度合いのばらつきが大きくなる前に、交換データに基づいて対象電池を交換可能になる。

また、交換データには、複数の電池６の中で交換の対象となる対象電池を示す情報、対象電池と交換される電池に関する情報、及び、対象電池を交換する時期に関する情報が、含まれる。本実施形態では、複数の電池６のそれぞれの内部状態の推定結果、及び、劣化速度データに基づいて交換データが生成されるため、交換の対象となる対象電池が適切に選定される等して、交換データが適切に生成される。このため、交換データに基づいて対象電池を交換することにより、対象電池が適切に交換される。したがって、本実施形態では、蓄電池２において複数の電池６の間で電池特性の劣化度合いのばらつきが大きくなる前に、交換の対象となる対象電池を適切に交換可能になる。

また、本実施形態では、蓄電池２の複数の電池６の間での位置の交換だけでは蓄電池２の寿命を目標寿命以上にすることが不可能な場合等を除き、対象電池を蓄電池２の別の電池と位置を交換することが、交換データにおいて示される。交換データに基づいた対象電池の交換が蓄電池２の複数の電池６の間での位置の交換であることにより、交換作業において新たな電池を追加する必要がなく、交換作業の手間及びコスト等が削減される。また、複数の電池６と同一の種類の電池を入手することが困難な場合等でも、交換データに基づく対象電池の交換が適切に行われる。また、交換データに基づいた対象電池の交換が蓄電池２の複数の電池６の間での位置の交換である場合、交換データに基づいて対象電池を交換することにより、複数の電池６の間での電池特性のばらつきを長期間に渡って小さく抑えることが、可能になる。このため、蓄電池２の寿命を長くすることが、可能になる。

また、本実施形態では、交換データに基づいた対象電池の交換によって蓄電池２の寿命が目標寿命（Ｙｔａｒ）以上になる状態に、交換データが生成される。このため、交換データに基づいて対象電池を交換することにより、適切に蓄電池２の寿命を延ばすことが可能になる。また、交換データに基づいて対象電池を交換することにより、高温環境で蓄電池２を使用した場合でも、電池６のそれぞれでの電流による過度の温度上昇が適切に抑えられる。そして、交換データに基づいて対象電池を交換することにより、低温環境で蓄電池２を使用した場合でも、蓄電池からの出力特性が適切に確保される。

また、交換データが生成されることにより、蓄電池２が搭載される電池搭載機器のユーザ等は、交換作業の準備を適切に行うことが可能になる。例えば、対象電池の少なくとも一部を蓄電池２の複数の電池６以外の所定の電池と交換することが交換データで示される場合も、対象電池と交換される電池を適切に準備することが可能になる。また、交換データが生成されることにより、交換作業に係る費用等も、交換作業よりも前に適切に準備可能になる。

また、本実施形態では、交換データに基づいた対象電池の交換を行った場合の効果を示す効果データが、生成される。このため、蓄電池２が搭載された電池搭載機器のユーザ等は、交換データに基づく対象電池の交換を行った場合の効果を、適切に把握可能になる。

なお、前述の実施形態等では、管理装置３は、充放電制御部８とは別のコンピュータ（サーバ）又はクラウド環境のサーバ等であるが、これに限るものではない。ある実施形態では、充放電制御部８が、前述した交換データ及び効果データ等を生成してもよい。この場合、充放電制御部８は、前述の実施形態の管理装置３と同様の処理を行うことにより、交換データ等を生成する。

前述の少なくとも一つの実施形態又は実施例では、複数の電池のそれぞれの内部状態の推定結果、及び、内部状態の推定結果に基づいた複数の電池のそれぞれにおける電池特性の劣化速度を示す劣化速度データに少なくとも基づいて、交換データを生成する。交換データは、複数の電池の中で交換の対象となる対象電池を示す情報、対象電池と交換される電池に関する情報、及び、対象電池を交換する時期に関する情報を含む。これにより、蓄電池において複数の電池の間で電池特性の劣化度合いのばらつきが大きくなる前に、交換の対象となる対象電池を適切に交換可能にする管理方法、管理装置、管理システム及び管理プログラムを提供することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…管理システム、２…蓄電池、３…管理装置、５…電池ストリング、６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ…電池、７計測回路、８…充放電制御部、１１…計測データ取得部、１２…内部状態推定部、１３…劣化速度データ生成部、１４…交換データ生成部、１５…効果データ生成部、１６…データ記憶部。

実施形態では、複数の電池を備える蓄電池の管理方法が提供される。管理方法では、複数の電池のそれぞれの内部状態の推定結果、及び、内部状態の推定結果に基づいた複数の電池のそれぞれにおける電池特性の劣化速度を示す劣化速度データに少なくとも基づいて、交換データを生成する。交換データは、複数の電池の中で交換の対象となる対象電池を示す情報、対象電池と交換される電池に関する情報、及び、対象電池を交換する時期に関する情報を含む。管理方法では、複数の電池のそれぞれにおいて電池特性が劣化の傾向を示さず、かつ、複数の電池のいずれか１つ以上において内部状態が劣化の傾向を示すタイミングで、交換データを生成する。

実施形態では、複数の電池を備える蓄電池の管理装置が提供される。管理装置は、プロセッサを備え、プロセッサは、複数の電池のそれぞれの内部状態の推定結果、及び、内部状態の推定結果に基づいた複数の電池のそれぞれにおける電池特性の劣化速度を示す劣化速度データに少なくとも基づいて、交換データを生成する。交換データは、複数の電池の中で交換の対象となる対象電池を示す情報、対象電池と交換される電池に関する情報、及び、対象電池を交換する時期に関する情報を含む。プロセッサは、複数の電池のそれぞれにおいて電池特性が劣化の傾向を示さず、かつ、複数の電池のいずれか１つ以上において内部状態が劣化の傾向を示すタイミングで、交換データを生成する。

実施形態では、複数の電池を備える蓄電池の管理プログラムが提供される。管理プログラムは、コンピュータに、複数の電池のそれぞれの内部状態の推定結果、及び、内部状態の推定結果に基づいた複数の電池のそれぞれにおける電池特性の劣化速度を示す劣化速度データに少なくとも基づいて、交換データを生成させる。交換データは、複数の電池の中で交換の対象となる対象電池を示す情報、対象電池と交換される電池に関する情報、及び、対象電池を交換する時期に関する情報を含む。管理プログラムは、コンピュータに、複数の電池のそれぞれにおいて電池特性が劣化の傾向を示さず、かつ、複数の電池のいずれか１つ以上において内部状態が劣化の傾向を示すタイミングで、交換データを生成させる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された事項を付記する。
［１］複数の電池を備える蓄電池の管理方法であって、
前記複数の電池のそれぞれの内部状態の推定結果、及び、前記内部状態の前記推定結果に基づいた前記複数の電池のそれぞれにおける電池特性の劣化速度を示す劣化速度データに少なくとも基づいて、前記複数の電池の中で交換の対象となる対象電池を示す情報、前記対象電池と交換される電池に関する情報、及び、前記対象電池を交換する時期に関する情報を含む交換データを生成することを具備する、管理方法。
［２］前記交換データは、正極容量、負極容量及びＳＯＷのいずれか１つ以上の推定結果に基づいた前記複数の電池のそれぞれにおける前記電池特性の前記劣化速度を示す前記劣化速度データに少なくとも基づいて生成される、［１］の管理方法。
［３］前記交換データは、前記対象電池の１つである第１の電池を前記複数の電池の中の前記第１の電池以外の１つである第２の電池と交換することを示す情報を含む、［１］又は［２］の管理方法。
［４］前記劣化速度データでは、前記第１の電池は、前記複数の電池の中の前記第１の電池及び前記第２の電池以外の１つである第３の電池に比べて前記電池特性の前記劣化速度が速いと推定され、
前記劣化速度データでは、前記第２の電池は、前記第３の電池に比べて前記電池特性の前記劣化速度が遅いと推定される、
［３］の管理方法。
［５］前記交換データに基づいた前記対象電池の交換によって前記蓄電池の寿命が目標寿命以上になる状態に前記交換データが生成される、［１］ないし［４］のいずれか１項の管理方法。
［６］前記交換データは、前記複数の電池のそれぞれの前記内部状態の前記推定結果及び前記劣化速度データに加えて、前記蓄電池の使用において前記複数の電池のそれぞれに課される使用条件を示す使用条件データに基づいて生成される、［１］ないし［５］のいずれか１項の管理方法。
［７］前記交換データに基づいた前記対象電池の交換を行った場合の効果を示す効果データを生成することをさらに具備する、［１］ないし［６］のいずれか１項の管理方法。
［８］前記交換データに基づいた前記対象電池の交換によって前記蓄電池の寿命が延長されることを示す情報を含む効果データを生成することをさらに具備する、［１］ないし［６］のいずれか１項の管理方法。
［９］複数の電池を備える蓄電池の管理装置であって、
前記複数の電池のそれぞれの内部状態の推定結果、及び、前記内部状態の前記推定結果に基づいた前記複数の電池のそれぞれにおける電池特性の劣化速度を示す劣化速度データに少なくとも基づいて、前記複数の電池の中で交換の対象となる対象電池を示す情報、前記対象電池と交換される電池に関する情報、及び、前記対象電池を交換する時期に関する情報を含む交換データを生成するプロセッサを具備する、管理装置。
［１０］［９］の管理装置と、
前記複数の電池を備え、前記管理装置の前記プロセッサによって前記複数の電池に関する前記交換データが生成される前記蓄電池と、
を具備する管理システム。
［１１］複数の電池を備える蓄電池の管理プログラムであって、コンピュータに、
前記複数の電池のそれぞれの内部状態の推定結果、及び、前記内部状態の前記推定結果に基づいた前記複数の電池のそれぞれにおける電池特性の劣化速度を示す劣化速度データに少なくとも基づいて、前記複数の電池の中で交換の対象となる対象電池を示す情報、前記対象電池と交換される電池に関する情報、及び、前記対象電池を交換する時期に関する情報を含む交換データを生成させる、管理プログラム。

Claims (11)

1. 複数の電池を備える蓄電池の管理方法であって、
   前記複数の電池のそれぞれの内部状態の推定結果、及び、前記内部状態の前記推定結果に基づいた前記複数の電池のそれぞれにおける電池特性の劣化速度を示す劣化速度データに少なくとも基づいて、前記複数の電池の中で交換の対象となる対象電池を示す情報、前記対象電池と交換される電池に関する情報、及び、前記対象電池を交換する時期に関する情報を含む交換データを生成することを具備する、管理方法。
2. 前記交換データは、正極容量、負極容量及びＳＯＷのいずれか１つ以上の推定結果に基づいた前記複数の電池のそれぞれにおける前記電池特性の前記劣化速度を示す前記劣化速度データに少なくとも基づいて生成される、請求項１の管理方法。
3. 前記交換データは、前記対象電池の１つである第１の電池を前記複数の電池の中の前記第１の電池以外の１つである第２の電池と交換することを示す情報を含む、請求項１又は２の管理方法。
4. 前記劣化速度データでは、前記第１の電池は、前記複数の電池の中の前記第１の電池及び前記第２の電池以外の１つである第３の電池に比べて前記電池特性の前記劣化速度が速いと推定され、
   前記劣化速度データでは、前記第２の電池は、前記第３の電池に比べて前記電池特性の前記劣化速度が遅いと推定される、
   請求項３の管理方法。
5. 前記交換データに基づいた前記対象電池の交換によって前記蓄電池の寿命が目標寿命以上になる状態に前記交換データが生成される、請求項１ないし４のいずれか１項の管理方法。
6. 前記交換データは、前記複数の電池のそれぞれの前記内部状態の前記推定結果及び前記劣化速度データに加えて、前記蓄電池の使用において前記複数の電池のそれぞれに課される使用条件を示す使用条件データに基づいて生成される、請求項１ないし５のいずれか１項の管理方法。
7. 前記交換データに基づいた前記対象電池の交換を行った場合の効果を示す効果データを生成することをさらに具備する、請求項１ないし６のいずれか１項の管理方法。
8. 前記交換データに基づいた前記対象電池の交換によって前記蓄電池の寿命が延長されることを示す情報を含む効果データを生成することをさらに具備する、請求項１ないし６のいずれか１項の管理方法。
9. 複数の電池を備える蓄電池の管理装置であって、
   前記複数の電池のそれぞれの内部状態の推定結果、及び、前記内部状態の前記推定結果に基づいた前記複数の電池のそれぞれにおける電池特性の劣化速度を示す劣化速度データに少なくとも基づいて、前記複数の電池の中で交換の対象となる対象電池を示す情報、前記対象電池と交換される電池に関する情報、及び、前記対象電池を交換する時期に関する情報を含む交換データを生成するプロセッサを具備する、管理装置。
10. 請求項９の管理装置と、
    前記複数の電池を備え、前記管理装置の前記プロセッサによって前記複数の電池に関する前記交換データが生成される前記蓄電池と、
    を具備する管理システム。
11. 複数の電池を備える蓄電池の管理プログラムであって、コンピュータに、
    前記複数の電池のそれぞれの内部状態の推定結果、及び、前記内部状態の前記推定結果に基づいた前記複数の電池のそれぞれにおける電池特性の劣化速度を示す劣化速度データに少なくとも基づいて、前記複数の電池の中で交換の対象となる対象電池を示す情報、前記対象電池と交換される電池に関する情報、及び、前記対象電池を交換する時期に関する情報を含む交換データを生成させる、管理プログラム。

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