JP5641024B2 - 電池管理システムおよび電池の交換方法 - Google Patents

Description

本発明は，車両に搭載されている電池を，ユーザーに適した電池に交換するための電池管理システムおよび電池の交換方法に関するものである。

ハイブリッド車両や電気自動車などの車両には，リチウムイオン二次電池などの二次電池が，車両駆動用途として搭載されている。車両に搭載された二次電池は，使用に基づく劣化や，故障などによって，交換が必要となる場合がある。このような場合，交換前の電池は，再利用のために回収される。

電池の再利用に関する技術としては，例えば下記特許文献１に示す技術が知られている。特許文献１に記載の技術では，非接触状態で読み書きできるＲＦＩＤタグに，車載電池の動作履歴情報を記憶しておき，その車載電池が回収された際には，ＲＦＩＤタグから動作履歴情報を読み出す。そして，読み出した動作履歴情報に基づいて車載電池が再利用可能か否か判断することとしている。

特開２００６−２２８４９０号公報

しかしながら，上記特許文献１に記載の技術では，回収された電池が再利用可能か否か判断するだけのものであり，交換先の電池の選定に，回収された電池の動作履歴情報（使用履歴）を使用するものではなかった。二次電池の劣化の態様は，その使われ方により変わってくる。そのため，交換前の二次電池の使用履歴に基づいて，そのユーザーに特有の二次電池の使われ方を把握し，交換先の電池の選定に活かすことができれば，交換先の電池として，そのユーザーにとって最適な電池を選定することが可能となる。

特に，このような交換先電池の選定は，ハイレート走行を頻繁に行うユーザーの場合に重要である。ハイレート走行を頻繁に行うユーザーの場合，そのような使われ方が許容される高出力型の電池に交換することが，電池の劣化を抑える上で大切だからである。なお，ハイレート走行とは，長時間にわたる高速での走行など，電池の出力電力が一定値以上となる状態での走行をいう。モータを駆動源とする車両の長時間にわたる高速走行時には，モータの高出力を維持しなければならない。そのため，二次電池は，大電流を放電しなければならず，出力電力を一定値以上としなければならない。二次電池において，大電流を放電することは，抵抗増加率の増加など，電池の劣化の原因となる。よって，ハイレート走行を頻繁に行うユーザーの場合には，高出力型電池への交換が重要となるのである。

本発明は上記事情に鑑みなされたものである。すなわち，その課題とするところは，車両に搭載された二次電池の使われ方からハイレート走行の頻度を求め，この情報を交換先電池の選定に利用することにより，ユーザーに適した電池の提供を可能とすることである。

本発明の電池管理システムは，車両に搭載された車両駆動用途の二次電池の面圧を時間経過に伴い測定する測定部と，測定部が測定した面圧から，ハイレート走行の頻度を指標するハイレート走行頻度係数を，予め定めた期間ごとに算出するハイレート走行頻度係数算出部と，ハイレート走行頻度係数算出部が算出したハイレート走行頻度係数が予め定めた閾値を超えた回数から，ハイレート走行頻度を導出するハイレート走行頻度導出部と，ハイレート走行頻度導出部が導出したハイレート走行頻度に基づいて，高出力型電池を含む電池群の中から交換先電池を選定する交換先電池選定部と，を備える。

本発明によれば，電池交換時に，ハイレート走行頻度に基づいて，交換先電池を選ぶ。そのため，ユーザーがハイレート走行を頻繁に行う者である場合は，そのような使用に適した高出力型電池に交換すればよい。このように本発明によれば，ユーザーに適した電池の提供が可能となる。

また本発明の電池管理システムでは，ハイレート走行頻度係数算出部は，予め定めた期間ごとに，二次電池の放電時に面圧が増加した回数Ａと，そのときの面圧増加量ΔＢ_ｎ（ｎ＝１，２…Ａ）を用いて，下記式（１）により，ハイレート走行頻度係数Ｃを算出するものであることが望ましい。

このような構成とすれば，ある期間においてハイレート走行がどのくらいなされたかの程度を，ハイレート走行頻度係数Ｃによって確実にみることができるからである。

また本発明の電池管理システムでは，予め定めた期間ごととは，２４時間ごとであることが望ましい。
このような構成とすれば，算出されるハイレート走行頻度係数Ｃが，１日ごとのハイレート走行の程度を示すことになるので，平日と休日の車両の使われ方の違いまで確認することが可能となるからである。

また本発明の電池管理システムでは，ハイレート走行頻度導出部は，所定期日以降に算出されたハイレート走行頻度係数が閾値を超えた回数が，予め定めた回数以上である場合に，ハイレート走行頻度が高いと判定し，所定期日以降に算出されたハイレート走行頻度係数が閾値を超えた回数が，予め定めた回数より少ない場合に，ハイレート走行頻度が高くないと判定するものであることが望ましい。
このような構成とすれば，所定期日より前に，算出されたハイレート走行頻度係数が閾値を超えることが多い場合であっても，所定期日以降に少なくなれば，ハイレート走行頻度が高いとは判定しない。よって，車両のユーザーが変わるなど，車両の使われ方に変更が生じた場合に，その変更があった日を所定期日とすることで，現在の車両の使われ方のみに基づく正確なハイレート走行頻度を導出することができるからである。

また本発明の電池管理システムでは，ユーザーが加速重視か否かの情報及びＥＶ走行可能距離重視か否かの情報を入力可能な入力部を備え，交換先電池選定部は，ハイレート走行頻度導出部によりハイレート走行頻度が高いと判定された場合であって，入力部から加速重視である旨の情報が入力されているときは，交換先電池を高出力型電池に選定し，ハイレート走行頻度導出部によりハイレート走行頻度が高いと判定された場合又は高くないと判定された場合であって，入力部からＥＶ走行可能距離重視である旨の情報が入力されているときは，交換先電池を高容量型電池に選定するものであることが望ましい。
このように構成すれば，ハイレート走行頻度のみならず，ユーザーが加速を重視するか否かや，ＥＶ走行可能距離を重視するか否かまで考慮して，交換先電池を選定するため，ユーザーのニーズにより即した交換先電池の提供が可能となる。

また本発明の電池管理システムでは，二次電池の出力が予め定めた出力制御閾値以上とならないように二次電池の出力制御を行う出力制御部を備え，出力制御部は，交換先電池選定部が交換先電池を高出力型電池に選定した場合には，出力制御閾値を基準値よりも大きくし，交換先電池選定部が交換先電池を高容量型電池に選定した場合には，出力制御閾値を基準値よりも小さくするものであることが望ましい。
このように構成すれば，交換先電池を高出力型電池にした場合には，出力制御閾値を上げるため，出力制御がかかりにくくなる。よって，加速性などが良くなり，ドライバビリティ（運転のしやすさ）が向上する。また，ハイレート走行時の燃費も向上する。一方，交換先電池を高容量型電池にした場合には，出力制御値を下げるため，出力制御がかかりやすくなる。よって，ハイレート走行となるのが抑制され，電池の劣化を好適に防止することができる。

また本発明は，上述した電池管理システムが行う各処理を順次行うことにより，車両に搭載した二次電池のハイレート走行頻度から交換先電池を選定する電池の交換方法にも及ぶ。

本発明によれば，車両に搭載された二次電池の使われ方からハイレート走行頻度を求め，これに基づいて交換先電池を選定するため，ユーザーに適した電池の提供が可能となる。

実施形態に係るバッテリパックを説明するための概略構成図である。 同実施形態に係る電池管理システムを説明するためのブロック図である。 同電池管理システムを構成する車両が行う処理を説明するためのフローチャートである。 ハイレート走行時における電池の面圧変化を示すグラフである。 通常走行時における電池の面圧変化を示すグラフである。 閾値Ｘの設定方法を説明するためのグラフであり，ハイレート走行頻度係数Ｃと抵抗増加率Ｒとの関係を示すグラフである。 車両が算出したハイレート走行頻度係数Ｃの時間経過に伴う推移の一パターンを示したグラフである。 車両が算出したハイレート走行頻度係数Ｃの時間経過に伴う推移の他のパターンを示したグラフである。 車両が算出したハイレート走行頻度係数Ｃの時間経過に伴う推移のさらに他のパターンを示したグラフである。 車両が算出したハイレート走行頻度係数Ｃの時間経過に伴う推移のさらに他のパターンを示したグラフである。 交換先電池をその種類ごとにハイレート走行頻度と関係付けて示す図である。 高出力型電池と交換した場合の出力制御閾値の変更の例を示すグラフである。 高容量型電池と交換した場合の出力制御閾値の変更の例を示すグラフである。 変更例に係る電池管理システムを説明するためのブロック図である。

以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，車両に搭載したバッテリパックの管理システム及びその交換方法につい
て，本発明を具体化したものである。

１．バッテリパックの構成
図１に示すように，本形態で車両に搭載されるバッテリパック１０は，複数のスタック１２を備える組電池である。図１には，４個のスタック１２を備えるバッテリパック１０が描かれている。スタック１２は，複数の電池セル１３を備えるものである。スタック１２は，バッテリパック１０を構成する構成電池である。図１の下段には，１４個の電池セル１３を拘束したスタック１２が描かれている。図１では，上３段のスタック１２が備える電池セル１３は省略されている。実際には，上３段のスタック１２は下段のスタック１２と同様である。それぞれの電池セル１３は，例えば角型のリチウムイオン二次電池である。なお，これらはあくまで例示であり，バッテリパック１０が備えるスタック１２の個数，スタック１２が備える電池セル１３の個数は，これ以外の複数個であってもよい。以下本明細書において，バッテリパック１０，スタック１２，電池セル１３のことを，単に「電池」と称することがある。

また，バッテリパック１０は，タグ１１を有している。タグ１１は，バッテリパック１０のシリアルナンバー，各スタック１２のシリアルナンバー，各電池セル１３のシリアルナンバー等の識別情報が記憶された識別情報記憶部である。

バッテリパック１０を構成する全ての電池セル１３のうち，温度が最も上昇しにくい箇所に配置された電池セル１３には，面圧センサー１１０（後述する測定部１１０に当たる）が取り付けられている。温度が最も上昇しにくい箇所に配置された電池セル１３がどの電池セル１３かは，例えば次のように特定する。すなわち，各電池セル１３の時間経過に対する温度変化を測定して平均温度を求め，この平均温度が最も低い電池セル１３を探すのである。

ここで，平均温度が最も低い電池セル１３に面圧センサー１１０（測定部１１０）を取り付けているのは，次の理由による。すなわち，電池のハイレート劣化は，電池の温度が低いほど進行しやすい。そのため，温度の低い電池ほど，ハイレート走行時の面圧の変化が顕著に表れる。従って，最も面圧の変化が顕著に表れる電池セル１３に面圧センサーを取り付けることが，ハイレート走行の頻度をみる上で有効だからである。なお，ハイレート走行時に電池セル１３の面圧が変化するのは，電池セル１３を構成する電池ケースに収納された電極体から，塩濃度の高い電解液が押し出されるためと考えられる。電解液が押し出されると，電池セル１３は，内部抵抗値が上昇し，電気的性能が低下した劣化状態になる。

また，面圧センサー１１０を取り付ける箇所は，電池セル１３が備える電池ケースの側面である。上述した理由から，電池セル１３の放電時における電池ケースの内圧は，ハイレート走行時には上昇する。面圧センサー１１０により，この電池ケースの側面にかかる圧力を測ることで，ハイレート走行をしているか否か，及びハイレート走行の程度をみるのである。

２．電池管理システムの構成
図２に，本形態に係る電池管理システムのブロック図を示す。本形態に係る電池管理システム１は，車両１００によって構成されている。

車両１００は，バッテリパック１０と，測定部１１０と，演算部１２０と，記憶部１３０と，入出力部１４０とを有している。車両１００は，バッテリパック１０の電力で動くモータ等の動力源を有している。つまり，車両１００は，バッテリパック１０を搭載しているハイブリッド車両もしくは電気自動車等である。なお，その他の各部１６０は，この動力源や駆動系や操作系などを含むものである。そして，その他の各部１６０は，電池管理システム１を構成するものではない。また，バッテリパック１０は，上述のタグ１１を有している。

測定部１１０は，電池セル１３の面圧を測定するための面圧センサーである。面圧センサー１１０としては，例えば，ピエゾ型面圧センサーが用いられる。

演算部１２０は，ＣＰＵを含んで構成される。演算部１２０は，図３にフローチャートで示す処理を行うものである。

記憶部１３０は，演算部１２０を構成するＣＰＵに付設されたＲＡＭ及びＲＯＭからなる。記憶部１３０には，測定部１１０により測定された面圧の測定値が，測定日時とともに記憶される。また，記憶部１３０には，後述する図３に示す処理において算出される各値（ハイレート走行頻度係数Ｃなど）が，測定日時とともに記憶される。勿論，記憶部１３０は，その他のデータをも記憶するものであってもよい。

入出力部１４０は，例えば，液晶表示装置とタッチセンサとを組み合わせたタッチパネルからなる。車両１００のユーザー等がタッチパネルを操作することにより，車両１００に情報が入力される。また，演算部１２０が処理した情報が，タッチパネルを構成する液晶表示装置に表示されることにより，車両１００のユーザー等に向けて情報が出力される。

３．電池管理システムの動作
次に電池管理システム１を構成する車両１００の演算部１２０が行う処理について説明する。演算部１２０は，交換先の電池としてどのような電池が適しているかを選定するため，図３に示す処理を行う。

図３に示す処理では，演算部１２０は，まず所定時間（極短時間）ごとに電池セル１３の面圧を測定部１１０により測定する（ステップＳ００１）。次に演算部１２０は，測定した面圧の履歴から，電池の放電時に面圧が増加した回数Ａと，各面圧増加における面圧増加量ΔＢとを，所定の時間間隔単位で算出する。所定の時間間隔は，実施形態では２４時間（１日）である。そして，所定の時間間隔ごとの面圧増加回数Ａと，各面圧増加量ΔＢの値とを用いて，下記式（１）より，所定の時間間隔当たり（単位時間当たりともいう）のハイレート走行頻度係数Ｃを求める（Ｓ００２）。

なお，図４に示すように，ハイレート走行時には，放電によって電池の面圧が増加することが知られている。図４中ΔＢは，放電による面圧増加量を示している。一方，ハイレート走行でないときには，図５に示すように，放電によって電池の面圧が減少することが知られている。従って，単位時間当たりにおける放電時の面圧増加回数Ａとその各面圧増加量ΔＢとに基づいて，単位時間当たりの各面圧増加量ΔＢの合計を出すことで，ハイレート走行の頻度の指標となる単位時間当たりのハイレート走行頻度係数Ｃを算出できる。このようにして単位時間ごとに算出されるハイレート走行頻度係数Ｃは，順次，記憶部１３０に記憶する。

ここで，ハイレート走行頻度係数Ｃの算出をより具体的に示す。例えば，演算部１２０が，単位時間（２４時間）の間に，放電時の面圧増加を５０回カウントした場合には，そのときの単位時間当たりのハイレート走行頻度係数Ｃは，下記式（２）のようにして算出される。

このようなステップＳ００１及びＳ００２に示す処理を，車両１００の演算部１２０は，常に行っている。そして，電池の交換時になると，演算部１２０は，それまでに記憶部１３０に記憶してきた時間経過に対するＣの推移を確認し，ハイレート走行頻度を導出する（Ｓ００３）。なお，電池の交換時である旨の情報は，入出力部１４０の操作により入力される。演算部１２０は，電池の交換時である旨の情報が入力されると，記憶部１３０に記憶しているＣの値を読み出し，時間経過に対するＣの推移を確認する。そして，各Ｃの値を，ハイレート走行頻度係数の閾値Ｘと比較していくことで，ハイレート走行頻度を導出する。

ここで，閾値Ｘは，電池セル１３の性能を評価するためのベンチ試験の結果に基づいて予め定められた値である。この閾値Ｘの値は，記憶部１３０に格納されている。具体的には，閾値Ｘは，次のようにして定められる。すなわち，電池セル１３のベンチ試験において，単位時間当たりのハイレート走行頻度係数Ｃをさまざまな値に仮定し，そのハイレート走行頻度係数Ｃで１０年間，車両を使用した場合の１０年後の電池の抵抗増加率Ｒを推定する。ハイレート走行頻度係数Ｃと，１０年後の抵抗増加率Ｒとの間には，図６にグラフで示すように，直線で近似できる関係がある。この抵抗増加率Ｒは，電池の劣化の程度をみるための指標である。この抵抗増加率Ｒにおいて，電池が寿命であることの目安となる値は，寿命目標値Ｒ_maxである。図６に示すＣ−Ｒ特性を示すグラフにおいて，この寿命目標値Ｒ_maxと対応するハイレート走行頻度係数Ｃを，閾値Ｘとして定める。

ステップＳ００３において，単位時間当たりのハイレート走行頻度係数Ｃと閾値Ｘとを順次比較していった結果，所定の期日Ｔ以降に，ＣがＸよりも大きい値をとっている回数が所定回数（実施形態では１０回）以上ある場合には，演算部１２０は，ハイレート走行頻度が高いと判断する。一方，所定の期日Ｔ以降に，ＣがＸよりも大きい値をとっている回数（以下「Ｃの超過回数」ともいう）が所定回数（実施形態では１０回）未満である場合には，演算部１２０は，ハイレート走行頻度が高くないと判断する。

具体的に説明すれば，図７に示す例では，全期間に渡って，ＣがＸを超えるところが多々あり，所定期日Ｔ以降のＣの超過回数も，１６回ほどある。よって，図７に示すパターンで，ハイレート走行頻度係数Ｃの推移が確認された場合は，ハイレート走行頻度は高いと判断する。

これに対して，図８に示す例では，全期間に渡って，ＣがＸを超えるところがほとんどなく，所定期日Ｔ以降のＣの超過回数は，１回である。よって，図８に示すパターンで，ハイレート走行頻度係数Ｃの推移が確認された場合は，ハイレート走行頻度は高くない（低い）と判断する。

一方，図９に示す例では，期日Ｔより前においては，ＣがＸを超えることは１回もないが，期日Ｔ以降においては，ＣがＸを超えることが，１１回ほどある。よって，図９に示すパターンで，ハイレート走行頻度係数Ｃの推移が確認された場合は，ハイレート走行頻度は高いと判断する。

また，図１０に示す例では，期日Ｔより前においては，ＣがＸを超えることが何度もあり，全期間でみればＣの超過回数は，１０回以上あるが，期日Ｔ以降においては，Ｃの超過回数は，１回しかない。よって，図１０に示すパターンで，ハイレート走行頻度係数Ｃの推移が確認された場合は，ハイレート走行頻度は高くない（低い）と判断する。

図９や図１０に示すパターンで，ハイレート走行頻度係数Ｃの推移が確認された場合は，期日Ｔの前後で車両１００の使われ方に変化があったことがわかる。例えば，車両１００の主な使用者に変更があったとか，車両１００の使われる地域に変更があったとかである。車両１００の使われる地域が低温地域になると，ハイレート走行が起きやすくなるため，図９に示すように，期日Ｔ以降のＣの超過回数が増え得る。一方，車両１００の使われる地域が高温地域になると，ハイレート走行が起きにくくなるため，図１０に示すように，期日Ｔ以降のＣの超過回数が減り得る。

ステップＳ００３を行った演算部１２０は，ハイレート走行頻度が高かったか否か判定し（Ｓ００４），高かった場合には，さらにユーザーが車両１００の加速を重視しているか否かを判定する（Ｓ００５）。ユーザーが車両１００の加速を重視しているか否かの情報は，入出力部１４０の操作により車両１００に入力される。そして，ユーザーが車両１００の加速を重視している場合には，高出力型電池と交換することを決定する（Ｓ００６）。高出力型電池とは，後述する標準グレードの電池や高容量型電池より相対的に大きな電流で充放電することが可能であり，大電流特性に優れた電池である。

一方，ステップＳ００４又はステップＳ００５においてＮＯである場合には，ユーザーがＥＶ走行可能距離を重視しているか否か判定する（Ｓ００７）。ユーザーがＥＶ走行可能距離を重視しているか否かの情報は，入出力部１４０の操作により車両１００に入力される。そして，ユーザーがＥＶ走行可能距離を重視している場合には，高容量型電池と交換することを決定する（Ｓ００８）。ここで，高容量型電池とは，後述する標準グレードの電池や高出力型電池より相対的に大きなエネルギ容量を有しており，高エネルギ容量の電池である。また，ＥＶ走行可能距離とは，車両の駆動力として電気的駆動源であるモータの動力を用いた場合の走行可能距離である。

また，ステップＳ００７でＮＯである場合には，標準グレードの電池と交換することを決定する（Ｓ００９）。

ここで，交換先の電池の種類について説明する。交換先の電池としては，図１１に示すように，高容量型電池，高出力型電池，標準グレードの電池と，大きく分けて３種類の電池がある。高容量型電池は，ハイレート走行頻度の低いユーザーに適した電池である。高出力型電池は，ハイレート走行頻度の高いユーザーに適した電池である。高容量型電池には，高容量型電池１と，高容量型電池２の２種類があり，高出力型電池には，高出力型電池１と高出力型電池２の２種類がある。これらの電池を，ハイレート走行頻度が低いユーザーに適した電池から順に並べると，高容量型電池１，高容量型電池２，標準グレードの電池，高出力型電池１，高出力型電池２の順となる。高出力型電池２が，最もハイレート走行頻度が高いユーザーに適した電池である。標準グレードの電池は，これらの電池の中間の特性をもつ電池である。実施形態では，これらの電池群の中から，ユーザーが自らの使用癖（ハイレート走行頻度）や好み（加速重視かＥＶ走行距離重視か）に合わせて，交換先の電池を選定することができるようになっている。

ステップＳ００６で高出力型電池と交換することを決定し，実際にその電池との交換がなされた後は，演算部１２０は，図１２に示すように，電池の出力制御閾値Ｄを現在の基準値Ｄ０から，Ｄ０よりも大きいＤ１に変更して（Ｓ０１０），処理を終える。これは，電池に出力制御をかかりにくくするためである。このように電池に出力制御をかかりにくくすることにより，加速性などが良くなるため，ハイレート走行頻度の高いユーザーにとってのドライバビリティ（運転のしやすさ）を向上させることができる。また，ハイレート走行時の燃費を向上させることができる。

また，ステップＳ００８で高容量型電池と交換することを決定し，実際にその電池との交換がなされた後は，演算部１２０は，図１３に示すように，電池の出力制御閾値Ｄを現在の基準値Ｄ０から，Ｄ０よりも小さいＤ２に変更して（Ｓ０１１），処理を終える。これは，電池に出力制御がかかりやすくするためである。このように電池に出力制御がかかりやすくすることにより，ハイレート走行となるのを防ぎ，ハイレート走行頻度の高くないユーザーが使用する電池の劣化の進行を遅らせることができる。

なお，電池の出力制御とは，電池の劣化を抑制しその寿命を長期化させるために車両１００において行われているものである。電池の出力制御では，電池の実出力電力が，予め定めた出力制限閾値Ｄ未満となるように，演算部１２０が，不図示のコンバータやインバータを制御している。

４．実施形態の作用効果
以上詳細に説明したように，実施形態の電池管理システム１は，車両１００に搭載された車両駆動用途の二次電池（電池セル１３）の面圧を時間経過に伴い測定する測定部（面圧センサー）１１０と，測定部（面圧センサー）１１０が測定した面圧から，ハイレート走行の頻度を指標するハイレート走行頻度係数Ｃを，予め定めた期間（２４時間）ごとに算出するハイレート走行頻度係数算出部（演算部１２０）と，ハイレート走行頻度係数算出部（演算部１２０）が算出したハイレート走行頻度係数Ｃが予め定めた閾値Ｘを超えた回数から，ハイレート走行頻度が高いか否かを導出するハイレート走行頻度導出部（演算部１２０）と，ハイレート走行頻度導出部（演算部１２０）が導出したハイレート走行頻度に基づいて，高出力型電池を含む電池群の中から交換先電池を選定する交換先電池選定部（演算部１２０）と，を備える。

実施形態の電池管理システム１によれば，電池交換時に，ハイレート走行頻度に基づいて，交換先電池を選ぶ。そのため，ユーザーがハイレート走行を頻繁に行う者である場合は，そのような使用に適した高出力型電池に交換すればよい。このように実施形態の電池管理システム１によれば，ユーザーに適した電池の提供が可能となる。

なお，交換先の電池としては，新品の電池の他，再利用に係る電池（すなわち，リビルド処理やリユース処理，リサイクル処理に係る電池）を用いてもよい。リビルド処理とは，組電池から再利用可能な電池セルやスタックなどを峻別し，これらを集めて再度組電池とすることである。リユース処理とは，組電池をそのまま再利用することである。リサイクル処理とは，電池を分解して再資源化することである。

また実施形態の電池管理システム１では，ハイレート走行頻度係数算出部（演算部１２０）は，予め定めた期間（２４時間）ごとに，二次電池（電池セル１３）の放電時に面圧が増加した回数Ａと，そのときの面圧増加量ΔＢ_ｎ（ｎ＝１，２…Ａ）を用いて，上述の式（１）により，ハイレート走行頻度係数Ｃを導出するものである。よって，ある期間においてハイレート走行がどのくらいなされたかの程度を，ハイレート走行頻度係数Ｃによって確実にみることができる。

また実施形態の電池管理システム１では，２４時間ごとに，ハイレート走行頻度係数Ｃを算出している。よって，算出されるハイレート走行頻度係数Ｃが，１日ごとのハイレート走行の程度を示すことになるので，平日と休日の車両の使われ方の違いまで確認することができる。

また実施形態の電池管理システム１では，ハイレート走行頻度導出部（演算部１２０）は，所定期日Ｔ以降に算出されたハイレート走行頻度係数Ｃが閾値Ｘを超えた回数が，予め定めた回数（１０回）以上である場合に，ハイレート走行頻度が高いと判定し，所定期日Ｔ以降に算出されたハイレート走行頻度係数Ｃが閾値Ｘを超えた回数が，予め定めた回数（１０回）より少ない場合に，ハイレート走行頻度が高くないと判定するものである。よって，所定期日Ｔより前に，ハイレート走行頻度係数Ｃが閾値Ｘを超えることが多い場合であっても，所定期日Ｔ以降に少なくなれば，ハイレート走行頻度Ｃが高いとは判定しない（図１０に示すパターン参照）。よって，車両１００のユーザーが変わるなど，車両１００の使われ方に変更が生じた場合に，その変更があった日を所定期日Ｔとして定めることで，現在の車両１００の使われ方のみに基づく正確なハイレート走行頻度を導出することができる。なお，本実施形態では，所定期日Ｔ以降に算出されたハイレート走行頻度係数Ｃが閾値Ｘを超えた回数が，１０回以上である場合に，ハイレート走行頻度が高いと判定したが，この判定の基準となるＣの超過回数は，所定期日Ｔ以降の日数に応じて，適宜変更可能である。

また実施形態の電池管理システム１では，ユーザーが加速重視か否かの情報及びＥＶ走行可能距離重視か否かの情報を入力可能な入出力部１４０を備え，交換先電池選定部（演算部１２０）は，ハイレート走行頻度導出部（演算部１２０）によりハイレート走行頻度が高いと判定された場合であって（図３のステップＳ００４でＹＥＳ），入出力部１４０から加速重視である旨の情報が入力されているときは（図３のステップＳ００５でＹＥＳ），交換先電池を高出力型電池に選定し，ハイレート走行頻度導出部（演算部１２０）によりハイレート走行頻度が高いと判定された場合（図３のステップＳ００４でＹＥＳ）又は高くないと判定された場合（図３のステップＳ００４でＮＯ）であって，入出力部１４０からＥＶ走行可能距離重視である旨の情報が入力されているときは（図３のステップＳ００７でＹＥＳ），交換先電池を高容量型電池に選定する。このように実施形態の電池管理システム１によれば，ハイレート走行頻度のみならず，ユーザーが加速を重視するか否かや，ＥＶ走行可能距離を重視するか否かまで考慮して，交換先電池を選定するため，ユーザーの希望通りの交換先電池の提供が可能となる。

また実施形態の電池管理システム１は，二次電池（電池セル１３）の出力が予め定めた出力制御閾値Ｄ以上とならないように二次電池（電池セル１３）の出力制御を行う出力制御部（演算部１２０）を備え，出力制御部（演算部１２０）は，交換先電池選定部（演算部１２０）が交換先電池を高出力型電池に選定した場合には，出力制御閾値Ｄを基準値Ｄ０よりも大きいＤ１とし（図３のステップＳ０１０参照），交換先電池選定部（演算部１２０）が交換先電池を高容量型電池に選定した場合には，出力制御閾値Ｄを基準値Ｄ０よりも小さいＤ２とする（図３のステップＳ０１１参照）。よって，交換先電池を高出力型電池にした場合には，出力制御閾値ＤをＤ０からＤ１へ上げるため，電池に出力制御がかかりにくくなる。よって，加速性等が良くなり，ドライバビリティ（運転性）が向上する。また，ハイレート走行時の燃費も向上する。一方，交換先電池を高容量型電池にした場合には，出力制御値ＤをＤ０からＤ２へ下げるため，電池に出力制御がかかりやすくなる。よって，ハイレート走行となるのを防ぎ，電池の劣化を好適に防止することができる。

５．変更例
上記実施形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，電池の種類は限らない。リチウムイオン電池でなく，ニッケル水素電池あってもよいし，その他の電池であってもよい。

また実施形態では，ハイレート走行頻度係数算出の時間間隔（単位時間）を２４時間に設定したが，この時間間隔は，自由に変更可能である。但し，単位時間が長くなりすぎると，ハイレート走行の頻度を示す係数としては，感度の鈍いものとなるため，単位時間の設定は，２４時間〜１か月程度とすることが望ましい。

また，上記実施形態では，電池管理システム１を，車両１００のみにより構成したが，最終的にユーザーに対して提供すべき電池（ユーザーが交換するのに適した電池）を選定できれば，電池管理システム１の構成は，どのようにしてもよい。例えば，図１４に示すように，車両１００と，データステーション５００と，情報通信端末機器７００とを含んだ構成としてもよい。

以下，図１４に基づいて，変更例に係る電池管理システム１Ａについて説明する。図１４に示す変更例に係る電池管理システム１Ａでは，車両１００は，送受信部１５０を備えている。送受信部１５０は，データステーション５００の送受信部５１０との間で，インターネット網や携帯電話回線網などを介して情報通信を行うための部分である。送受信部１５０は，タグ１１や記憶部１３０に記憶されているデータを，データステーション５００に送信したり，データステーション５００の記憶部５３０に記憶されているデータを受信したりする。なお，車両１００についての他の構成は，上述の実施形態と同様である。

データステーション５００は，送受信部５１０と，演算部５２０と，記憶部５３０とを有する電池情報管理部である。また，電池情報管理部は，リマン拠点にある。リマン拠点とは，再利用に係る中古の電池が集められる場所である。なお，リマン（ｒｅｍａｎ）とは，ｒｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇの略である。

送受信部５１０は，車両１００の送受信部１５０や，情報通信端末機器７００の送受信部７１０との間で，情報通信を行うための部分である。演算部５２０は，ＣＰＵを含んで構成される。記憶部５３０は，演算部５２０を構成するＣＰＵに付設されるＲＡＭ及びＲＯＭからなる。記憶部５３０には，送受信部５１０により受信したデータや，演算部５２０により演算処理されたデータが記憶される。

情報通信端末機器７００は，例えば，車両１００の販売店に置かれたパーソナルコンピュータである。情報通信端末機器７００は，送受信部７１０と，演算部７２０と，記憶部７３０と，入力部７４０と，出力部７５０とを有している。送受信部７１０は，データステーション５００の送受信部５１０との間で，インターネット網などを介して情報通信を行うための部分である。送受信部７１０は，記憶部７３０に記憶されているデータを，データステーション５００に送信したり，データステーション５００の記憶部５３０に記憶されているデータを受信したりする。

演算部７２０は，ＣＰＵを含んで構成される。記憶部７３０は，演算部７２０を構成するＣＰＵに付設されたＲＡＭ及びＲＯＭからなる。記憶部７３０には，入力部７４０により入力されたデータ，送受信部７１０により受信されたデータ，及び，演算部７２０により演算処理されたデータ等が適宜記憶される。入力部７４０は，公知のキーボードやマウス等からなる。入力部７４０は，販売店の従業員や車両１００のユーザー等により操作される。出力部７５０は，公知の液晶表示装置等からなる。出力部７５０は，販売店の従業員や車両１００のユーザー等に向けて情報を出力する。

このように構成された変更例に係る電池管理システム１Ａでは，実施形態の電池管理システム１が実行した図３に示す処理を，車両１００とデータステーション５００とで分担して行う。具体的には，車両１００が，図３に示すステップＳ００１〜Ｓ００２およびＳ０１０〜Ｓ０１１を行い，データステーション５００が，Ｓ００３〜Ｓ００９を行う。このような構成とした場合，車両１００は，ステップＳ００２で算出したハイレート走行頻度係数Ｃを，電池のタグ情報とともにデータステーション５００に対して送信する。これを受信したデータステーション５００は，Ｃを，電池のタグ情報とともに記憶部５３０に記憶する。また，データステーション５００は，情報通信端末機器７００から，電池の交
換時である旨の情報や，ユーザーが車両１００の加速を重視する旨の情報，ＥＶ走行可能距離を重視する旨の情報，を受信する。このような情報の受信により，データステーション５００は，ステップＳ００３の実行や，ステップＳ００５やＳ００７の判定が可能となる。

このように電池管理システム１Ａを構成すれば，ユーザーが電池を交換しに販売店へ行った際に，販売店にある情報通信端末機器７００を操作することによって，どの電池が交換先の電池として適しているかの情報を取得することが可能となる。すなわち，情報通信端末機器７００の入力部７４０から，電池を交換する旨の情報を，そのタグ情報や，ユーザーの希望に関する情報（加速重視か否か，ＥＶ走行可能距離重視か否か）とともに入力して，データステーション５００へ送信する。データステーション５００では，受信した情報と，記憶部５３０に記憶してあるハイレート走行頻度係数Ｃの値および閾値Ｘの値に基づいて，ユーザーに適した交換先電池を選定する。そして，その情報を情報通信端末機器７００に対して送信する。情報通信端末機器７００では，データステーション５００から受信した選定された交換先電池の情報を，出力部７５０によりユーザー等に対して表示する。このようにして，図１４に示す電池管理システム１Ａによれば，ユーザー等は，どのタイプの電池と交換すればよいかを知ることができる。

なお，実施形態では，車両１００の演算部１２０が，ハイレート走行頻度係数算出部，ハイレート走行頻度導出部，交換先電池選定部，出力制御部を構成したが，図１４に示す変更例では，車両１００の演算部１２０が，ハイレート走行頻度係数算出部，出力制御部を構成し，データステーション５００の演算部５２０が，ハイレート走行頻度導出部，交換先電池選定部を構成する。

１…電池管理システム
１０…バッテリパック（二次電池）
１１…タグ
１２…スタック（二次電池）
１３…電池セル（二次電池）
１００…車両
１１０…測定部（面圧センサー）
１２０…演算部
１３０…記憶部
１４０…入出力部
１５０…送受信部
１６０…その他の各部
５００…データステーション
５１０…送受信部
５２０…演算部
５３０…記憶部
７００…情報通信端末機器
７１０…送受信部
７２０…演算部
７３０…記憶部
７４０…入力部
７５０…出力部

Claims (7)

1. 車両に搭載された車両駆動用途の二次電池の面圧を時間経過に伴い測定する測定部と，
   前記測定部が測定した面圧から，ハイレート走行の頻度を指標するハイレート走行頻度係数を，予め定めた期間ごとに算出するハイレート走行頻度係数算出部と，
   前記ハイレート走行頻度係数算出部が算出したハイレート走行頻度係数が予め定めた閾値を超えた回数から，ハイレート走行頻度を導出するハイレート走行頻度導出部と，
   前記ハイレート走行頻度導出部が導出したハイレート走行頻度に基づいて，高出力型電池を含む電池群の中から交換先電池を選定する交換先電池選定部と，を備えることを特徴とする電池管理システム。
2. 請求項１に記載の電池管理システムにおいて，
   ハイレート走行頻度係数算出部は，
   予め定めた期間ごとに，前記二次電池の放電時に面圧が増加した回数Ａと，そのときの面圧増加量ΔＢ_ｎ（ｎ＝１，２…Ａ）を用いて，下記式（１）により，ハイレート走行頻度係数Ｃを算出するものである
   ことを特徴とする電池管理システム。
   

   
3. 請求項２に記載の電池管理システムにおいて，
   前記予め定めた期間ごととは，２４時間ごとである
   ことを特徴とする電池管理システム。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載の電池管理システムにおいて，
   ハイレート走行頻度導出部は，
   所定期日以降に算出されたハイレート走行頻度係数が前記閾値を超えた回数が，予め定めた回数以上である場合に，ハイレート走行頻度が高いと判定し，所定期日以降に算出されたハイレート走行頻度係数が前記閾値を超えた回数が，予め定めた回数より少ない場合に，ハイレート走行頻度が高くないと判定するものである
   ことを特徴とする電池管理システム。
5. 請求項４に記載の電池管理システムにおいて，
   ユーザーが加速重視か否かの情報及びＥＶ走行可能距離重視か否かの情報を入力可能な入力部を備え，
   交換先電池選定部は，
   前記ハイレート走行頻度導出部によりハイレート走行頻度が高いと判定された場合であって，前記入力部から加速重視である旨の情報が入力されているときは，交換先電池を高出力型電池に選定し，
   前記ハイレート走行頻度導出部によりハイレート走行頻度が高いと判定された場合又は高くないと判定された場合であって，前記入力部からＥＶ走行可能距離重視である旨の情報が入力されているときは，交換先電池を高容量型電池に選定するものであることを特徴とする電池管理システム。
6. 請求項５に記載の電池管理システムにおいて，
   前記二次電池の出力が予め定めた出力制御閾値以上とならないように前記二次電池の出力制御を行う出力制御部を備え，
   前記出力制御部は，前記交換先電池選定部が交換先電池を高出力型電池に選定した場合には，前記出力制御閾値を基準値よりも大きくし，前記交換先電池選定部が交換先電池を高容量型電池に選定した場合には，前記出力制御閾値を基準値よりも小さくするものである
   ことを特徴とする電池管理システム。
7. 車両に搭載された車両駆動用途の二次電池の面圧を時間経過に伴い測定する測定ステップと，
   前記測定ステップで測定した面圧から，ハイレート走行の頻度を指標するハイレート走行頻度係数を，予め定めた期間ごとに算出するハイレート走行頻度係数算出ステップと，
   前記ハイレート走行頻度係数算出ステップで算出したハイレート走行頻度係数が予め定めた閾値を超えた回数から，ハイレート走行頻度を導出するハイレート走行頻度導出ステップと，
   前記ハイレート走行頻度導出ステップで導出したハイレート走行頻度に基づいて，高出力型電池を含む電池群の中から交換先電池を選定する交換先電池選定ステップと，を備えることを特徴とする電池の交換方法。
   

Images