JP7084367B2 - 情報管理装置 - Google Patents

Description

本発明は、リサイクル部品等の情報を管理する情報管理装置に関する。

この種の装置として、従来、使用中の蓄電池の情報を管理するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の装置では、ユーザ端末と蓄電池メーカのサーバ装置とが通信可能に接続されるとともに、サーバ装置で、ユーザが所有する蓄電池の電池状態が解析され、解析結果に基づいてリサイクルのための蓄電池の回収時期が算出される。

特開２００４－１２６６６９号公報

ところで、リサイクル等がなされる部品を効率的に回収するためには、当該部品に含まれる材料の市場における需要の度合いを把握しておくことが好ましい。しかしながら、上記特許文献１記載の装置は、そのような情報を含めて管理するものではない。

本発明の一態様である情報管理装置は、所定期間内に解体可能な構成体の情報を取得する情報取得部と、所定材料の需要の度合いを表す需要値を設定する需要値設定部と、需要値設定部により設定された需要値が、所定材料の供給の不足を判定するために定められた所定値以上であるか否かを判定するとともに、需要値が前記所定値以上であると判定されると、情報取得部により取得された情報に基づいて、構成体に前記所定材料が含まれているか否かを判定する判定部と、判定部により構成体に所定材料が含まれていると判定されると、情報取得部により取得された情報によって特定される構成体を、リサイクルまたはリユースの対象として登録する登録部と、を備える。構成体の情報は、構成体毎に含まれる所定材料の含有量の情報を含む。登録部は、含有量の情報に基づいて構成体をランク分けし、ランク分けした情報を併せて登録する。

本発明によれば、構成体に含まれる所定材料の需要の度合いを考慮して構成体がリサイクルまたはリユースの対象とされるため、構成体の効率的な回収が可能である。

本発明の実施形態に係る情報管理装置が適用される電動車両の走行駆動系の要部構成を概略的に示す図。 本発明の実施形態に係る情報管理装置を有する情報管理システムの全体構成を概略的に示すブロック図。 図２のサーバ装置のＣＰＵで実行される処理の一例を示すフローチャート。

以下、図１～図３を参照して本発明の一実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る情報管理装置は、使用後にリサイクルされるバッテリ（二次電池）の情報を管理するための装置である。なお、以下では、特に電気自動車やハイブリッド自動車などの走行モータを有する電動車両に用いられるバッテリを対象として情報管理装置を構成する例を説明する。

図１は、本実施形態に係る情報管理装置が適用される電動車両１０１（単に車両と呼ぶこともある）の走行駆動系の要部構成を概略的に示す図である。図１に示すように、車両１０１は、バッテリ１と、電力制御ユニット（ＰＣＵ）２と、走行モータ３とを有する。

バッテリ１は、単一のバッテリパック１０によりユニット化して構成される。なお、複数のバッテリパック１０によりバッテリ１を構成することもできる。本実施形態のように単一のバッテリパック１０によりバッテリ１を構成する場合、バッテリ１とバッテリパック１０とは同一であり、以下では、バッテリパック１０をバッテリ１と呼ぶことがある。

バッテリパック１０は、複数のバッテリモジュール１１と、バッテリＥＣＵ１５とを有する。複数のバッテリモジュール１１は、バスバーなどを介して互いに直列または並列に接続される。これらバッテリモジュール１１は、それぞれ複数のセル１２を有する。それぞれのセル１２は、例えばラミネートフィルムでシールされた平坦形状のリチウムイオンセルであり、電極板を有する。これらセル１２は、密閉されたバッテリモジュール１１の筐体内に、電極板同士を互いに直列または並列に接続した状態で収容され、リチウムイオンバッテリを形成する。

バッテリ１のうち、例えばセル１２の電極（例えば正電極）がリサイクルの対象となる。すなわち、バッテリ１の解体作業を介して取り出された廃棄材としてのセル１２は、溶融等の処理を介して所定の金属材料（例えばコバルト、ニッケル等）に戻され、再利用される。リサイクルによって得られた材料をリサイクル材料と呼ぶ。リサイクル材料は、バッテリ１だけでなく、種々の部品の構成材として用いることができる。なお、バッテリ１の他の要素（筐体など）はリユースの対象となり、バッテリ１の生産等に用いられる。

バッテリＥＣＵ１５は、複数のバッテリモジュール１１それぞれの状態を検出する複数の検出回路１６と、バッテリパック１０の状態を検出する検出回路１７とを有する。検出回路１６は、例えば各バッテリモジュール１１の電流、電圧、温度などの各種物理量を検出するセンサを含む。検出回路１６は、これら検出された物理量に基づいて、各バッテリモジュール１１の充電率ＳＯＣ（State of Charge）と健全性ＳＯＨ（State of Health）とを演算する。検出回路１７は、検出回路１６からの信号に基づいて、バッテリ全体のＳＯＣとＳＯＨとを演算する。

ＳＯＨは、バッテリ１の劣化の程度を表す値であり、バッテリ新品時のバッテリ性能を基準として、時間経過に伴うバッテリ容量の維持率（＝ある時点での容量／初期の容量）により定義される。ＳＯＨが高いほど、バッテリ１の健全性が高い。容量維持率に代えて、内部抵抗の上昇率（ある時点での抵抗値／初期の抵抗値）によりＳＯＨを定義することもできる。

ＳＯＨが所定値以下になると、１回の充電によって走行可能な航続距離が基準値以下になる等の問題が生じるため、バッテリ交換が必要となる。このとき、性能が劣化したバッテリ１は解体され、必要に応じてリユースまたはリサイクルされる。なお、車両１０１の廃車時にも同様に、車両１０１に取り付けられたバッテリ１が解体され、必要に応じてリユースまたはリサイクルされる。

バッテリ１の電力は、図示しないジャンクボックスを介して電力制御ユニット２に供給される。電力制御ユニット２は、インバータ回路を有し、インバータ回路でバッテリ１からの直流を交流に変換して、走行モータ３に駆動電力を供給する。これにより走行モータ３が駆動され、駆動輪４が回転駆動して車両１０１が走行する。

図２は、本実施形態に係る情報管理装置を有する情報管理システム１００の全体構成を概略的に示すブロック図である。図２に示すように、情報管理システム１００は、予め情報管理システム１００に登録された複数（１つのみ図示）の車両１０１の車載端末２０と、所定材料を用いた製品を製造する複数（１つのみ図示）のメーカ３１の端末（メーカ端末）３０と、リサイクル事業を行う事業所４０が有するサーバ装置５０とを有する。

事業所４０は、バッテリ１からリサイクル材料を取り出すリサイクル事業だけでなく、リサイクル材料の販売とリサイクル材料と同種の材料の販売とを行う。事業所４０で販売される材料は、メーカ３１によって購入される。なお、リサイクル事業と販売事業とを別々の事業所４０で行うようにしてもよい。サーバ装置５０は、主に本実施形態に係る情報管理装置を構成する。

図３に示すように、車載端末２０、メーカ端末３０およびサーバ装置５０は、インターネット網や携帯電話網等に代表される公衆無線通信網を含むネットワーク６０に接続され、ネットワーク６０を介して通信可能である。なお、ネットワーク６０には、所定の管理地域ごとに設けられた閉鎖的な通信網、例えば無線ＬＡＮ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等も含まれる。

複数の車両１０１は、それぞれバッテリ１を搭載する。これらバッテリ１は、所定期間（例えば１ヶ月）内に解体される予定のバッテリである。車載端末２０は、機能的構成として、ネットワーク６０を介して通信を行う通信部を有し、各車両１０１の車両情報とバッテリ情報とを、車両１０１を識別する車両ＩＤおよびバッテリ１を識別するバッテリＩＤとともに、通信部を介して所定のタイミングでサーバ装置５０に送信する。

バッテリ情報には、バッテリＥＣＵ１５で演算されたバッテリモジュール１１のＳＯＨとバッテリパック１０のＳＯＨの情報、およびセル１２を構成する材料の情報（材質と量）が含まれる。さらにバッテリ情報には、過去のバッテリ１の故障および修理の情報（内容、時期等）、過去のバッテリ１の交換の情報（交換原因、交換の時期等）も含まれる。なお、バッテリモジュール１１とバッテリパック１０とには、それぞれバッテリモジュール１１を識別するバッテリモジュールＩＤとバッテリパック１０を識別するバッテリパックＩＤとが付されており、車載端末２０は、バッテリモジュールＩＤおよびバッテリパックＩＤをバッテリ情報とともに併せて送信する。

車両情報には、車両１０１に搭載されたバッテリ１のＩＤ（バッテリＩＤ等）、車両１０１の車種、年式、走行距離、登録住所などの情報の他、廃車予定の情報およびバッテリ交換予定の情報が含まれる。廃車予定およびバッテリ交換予定のある車両１０１は、所定期間内にリサイクル可能なバッテリ１を有する車両である。リサイクル可能なバッテリ１は、リサイクル対象部品を構成する。

複数のメーカ３１は、それぞれ所定材料を含む製品を構成する事業体である。以下では、説明を容易にするために、複数のメーカ３１のみが所定材料の需要者であると仮定する。メーカ端末３０は、機能的構成として、ネットワーク６０を介して通信を行う通信部を有する。メーカ端末３０は、メーカ３１によって要求される所定材料（メーカ要求材料と呼ぶ）の種別、必要量、および必要な時期（希望納期）を含む需要情報を、通信部を介して所定のタイミングでサーバ装置５０に送信する。

サーバ装置５０は、例えば単一のサーバとして、あるいは機能ごとに別々のサーバから構成される分散サーバとして構成される。クラウドサーバと呼ばれるクラウド環境に作られた分散型の仮想サーバとしてサーバ装置５０を構成することもできる。サーバ装置５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、およびその他の周辺回路を有する演算処理装置を含んで構成される。

サーバ装置５０は、機能的構成として、通信部５１と、情報取得部５２と、需要値設定部５３と、判定部５４と、部品登録部５５と、作業決定部５６と、データベース５７とを有する。

通信部５１は、ネットワーク６０を介し、複数の車載端末２０および複数のメーカ端末３０と無線通信可能に構成される。通信部５１は、所定周期であるいは所定のタイミングで車載端末２０およびメーカ端末３０と通信し、各種情報の取得や情報の送信を行う。

情報取得部５２は、複数の車両１０１の車載端末２０からそれぞれ送信された、車両情報とバッテリ情報とを車両ＩＤおよびバッテリＩＤとともに取得する。すなわち、リサイクル対象部品であるバッテリ１のＩＤと、リサイクル対象部品を有する車両１０１のＩＤと、バッテリ１のセル１２を構成する材料の情報などを取得する。さらに情報取得部５２は、メーカ端末３０からメーカ要求材料の需要情報を取得する。

需要値設定部５３は、情報取得部５２により取得されたメーカ要求材料の需要情報に基づき、メーカ要求材料の需要の度合いを表す需要値αを設定する。需要値αは、例えば、メーカ要求材料の必要量から、事業所４０に保管された同種の材料の量を減算した値に相当する。メーカ要求材料の必要量が、事業所４０での保管量以下であれば、メーカ要求材料を新たに生成する必要がないため、需要値αは０となる。需要値αは、需要情報に含まれる希望納期を考慮して設定してもよい。例えば、希望納期が短いほど、メーカ要求材料の需要の程度が高いため、需要値αを大きくしてもよい。

判定部５４は、需要値設定部５３で設定された需要値αが所定値α１以上であるか否かを判定する。この判定は、所定期間内にメーカ要求材料を取得するために、事業所４０でリサイクル作業が必要か否かの判定である。なお、リサイクル材料と同種の材料を、所定期間内にリサイクル以外で入手可能な場合には、その分を見込んで所定値α１を低めに設定してもよい。

需要値αが所定値α１以上であると判定すると、さらに判定部５４は、情報取得部５２により取得されたバッテリ情報に基づいて、リサイクル予定のバッテリ１にメーカ要求材料が含まれるか否かを判定する。この判定は、各バッテリ１についてのリサイクルの要否の判定である。すなわち、メーカ要求材料が含まれないバッテリ１に対しリサイクル作業を行っても、メーカ要求材料は得られないので、判定部５４は、有効なリサイクル作業を行うために、バッテリ１にメーカ要求材料が含まれるか否かを判定する。

部品登録部５５は、判定部５４によりリサイクル予定のバッテリ１にメーカ要求材料が含まれると判定されると、情報取得部５２により取得されたバッテリ情報により特定されるバッテリ１のＩＤを、リサイクル対象部品としてデータベース５７に登録する。これにより、市場への供給が不足しているメーカ要求材料を有するバッテリ１が予めデータベース５７に登録されるので、所望のメーカ要求材料を、リサイクル作業を介して得ることができ、メーカ要求材料の供給不足を補うことができる。

作業決定部５６は、部品登録部５５でデータベース５７に登録された部品のうち、リサイクル作業の対象となるバッテリ１のＩＤを決定する。この決定に従い、事業所４０では、リサイクル対象部品であるバッテリ１のリサイクル作業が行われ、リサイクル材料が得られる。

ところで、情報取得部５２により取得されたバッテリ情報には、バッテリ１に含有されている材料の量の情報が含まれる。そこで、部品登録部５５が、リサイクル対象部品としてバッテリＩＤを登録する際に、この材料の量の情報に基づいて、予めバッテリ１をランク分けして登録してもよい。これにより、作業決定部５６は、メーカ要求材料の不足量（需要値α等）を考慮し、どのバッテリ１を事業所４０で優先的にリサイクルすべきかを適確に決定することができる。

また、部品登録部５５は、各バッテリ１に含まれる材料の量と需要値設定部５３により設定された需要値αとに基づいて、メーカ要求材料の必要量を得るための中古バッテリ１の個数を算出し、算出した個数の情報を併せて登録してもよい。これにより、作業決定部５６は、メーカ要求材料の需要を満足するために、リサイクル対象部品としてどのくらいの個数の中古バッテリ１を確保する必要があるかを容易に判断することができ、リサイクル作業を効率よく計画的に行うことができる。

図３は、予め定められたプログラムに従い、サーバ装置５０のＣＰＵで実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えばメーカ端末３０から所定材料（メーカ必要材料）の要求指令が送信されると開始される。

まず、ステップＳ１で、情報取得部５２での処理により、車載端末２０から送信された車両情報およびバッテリ情報と、メーカ端末３０から送信されたメーカ要求材料の需要情報とを、通信部５１を介して取得する。次いで、ステップＳ２で、需要値設定部５３での処理により、ステップＳ１で取得された需要情報に基づいて、メーカ要求材料の需要値αを設定する。

次いで、ステップＳ３で、判定部５４での処理により、ステップＳ２で設定された需要値αが所定値α１以上であるか否か、すなわちメーカ要求材料を取得するためにリサイクル作業が必要であるか否かを判定する。ステップＳ３で肯定されるとステップＳ４に進み、否定されると処理を終了する。

ステップＳ４では、判定部５４での処理により、ステップＳ１で取得されたバッテリ情報に基づいて、バッテリ１にメーカ要求材料が含まれているか否かを判定する。この判定は、所定期間内に解体する予定のある全てのバッテリ１に対して行う。ステップＳ４で肯定されるとステップＳ５に進み、否定されると処理を終了する。

ステップＳ５では、部品登録部５５での処理により、ステップＳ４でメーカ要求材料が含まれていると判定されたバッテリ１のＩＤをデータベース５７に登録する。このとき、各バッテリ１に含まれるメーカ要求材料の含有量の情報を、併せて登録してもよい。また、メーカ要求材料の必要量を確保するために必要なバッテリ１の個数を、併せて登録してもよい。

ステップＳ６では、作業決定部５６での処理により、ステップＳ５で登録されたバッテリＩＤの中から、リサイクル作業を行うバッテリ１を決定する。このとき、複数のバッテリ１のリサイクル作業を行うときには、リサイクル作業を行う順位（作業の優先順位）を併せて決定する。

本実施形態に係る情報管理装置の動作をまとめると以下のようになる。メーカ端末３０からメーカ要求材料（例えばコバルト）の需要情報が送信されると、その需要値αが所定値α１以上であるか否かにより、メーカ要求材料を含むバッテリ１のリサイクルが必要であるか否かが判定される（ステップＳ３）。そして、α≧α１と判定されると、リサイクル予定のバッテリ１にメーカ要求材料が含まれているか否かが判定され、メーカ要求材料が含まれると判定されると、そのバッテリ１がリサイクル対象部品として登録される（ステップＳ４、ステップＳ５）。これにより、メーカ要求材料の需要に対する適切な供給を、リサイクル作業を介して適確に実現することができる。

一方、α＜α１と判定されると、所定材料の要求の程度が低いため、バッテリ１は、リサイクル対象部品として登録されることなく、例えばリサイクルされずにそのまま解体される。また、α≧α１と判定されても、バッテリ１にメーカ要求材料が含まれないと判定されると、バッテリ１をリサイクルしても所定材料を得ることができないため、バッテリ１は、リサイクル対象部品として登録されることなく、例えばリサイクルされずにそのまま解体される。これにより、必要に応じてバッテリ１がリサイクルされるようになるため、リサイクル作業を最適に実現することができる。

本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）本実施形態に係る情報管理装置は、所定期間内に解体可能なバッテリ１の情報を取得する情報取得部５２と、メーカ３１が要求するメーカ要求材料の需要の度合いを表す需要値αを設定する需要値設定部５３と、需要値設定部５３により設定された需要値αが所定値α１以上であるか否かを判定するとともに、需要値αが所定値α１以上であると判定されると、情報取得部５２により取得されたバッテリ情報に基づいて、バッテリ１にメーカ要求材料が含まれるか否かを判定する判定部５４と、判定部５４によりバッテリ１にメーカ要求材料が含まれると判定されると、情報取得部５２により取得されたバッテリ情報によって特定されるバッテリ１のＩＤを、リサイクル対象部品として登録する部品登録部５５と、を備える（図２）。

この構成により、バッテリ１に含まれるメーカ要求材料の市場での需要の度合いを把握した上で、リサイクル対象部品となるバッテリ１がデータベース５７に登録される。したがって、バッテリ１を効率的に回収することができ、メーカ要求材料の不足をリサイクル材料によって容易に解消することができる。また、需要のある材料を有するバッテリ１がリサイクルに供され、リサイクル作業を効率的に行うことができる。

（２）本実施形態では、電動車両１０１のバッテリ１がリサイクル対象部品として用いられる。リチウムイオンバッテリのセル１２を構成する電極は、リサイクルの要求が高いため、本実施形態のように情報管理装置を適用することが、特に有効である。

（３）バッテリ情報は、各バッテリ１に含まれるメーカ要求材料の量（含有量）の情報を含む。部品登録部５５は、この含有量の情報に基づいて複数のバッテリ１をランク分けし、ランク分けした情報を併せて登録する。これにより、バッテリ１のリサイクルの優先順位を容易に決定することができ、効率的なリサイクル作業が可能である。

（４）さらに部品登録部５５は、メーカ要求材料の含有量の情報と需要値設定部５３により設定された需要値αとに基づいて、メーカ要求材料の需要を満たすためのバッテリ１の必要数を算出し、算出した必要数の情報を併せて登録する。これにより、メーカ要求材料の需要を満たすようなリサイクル作業を、計画的に行うことができる。

上記実施形態は、種々の形態に変更することができる。以下、いくつかの変形例について説明する。上記実施形態では、メーカ要求材料を含む所定期間内に解体可能なバッテリ１の情報を情報取得部５２が取得するようにしたが、メーカ要求材料を含む構成体はバッテリに限らない。例えばメーカが要求する所定材料がネオジウム磁石である場合、ネオジウム磁石を有するモータを構成体として用いてもよい。構成体は、車両以外に用いられる部品であってもよく、部品ではなく完成品であってもよい。

上記実施形態では、バッテリ１全体をリサイクルの対象としてデータベース５７に登録したが、バッテリ１を構成する電池要素（バッテリパック１０、バッテリモジュール１１、セル１２）の一部をリサイクルの対象とし、残りをリユースの対象として登録してもよい。例えば、検出回路１６からの信号に基づいて、バッテリモジュール１１毎の性能の良否を判定し、性能がよいバッテリモジュール１１のＩＤをリユースの対象として登録してもよい。したがって、登録部としての部品登録部５５は、各構成体（バッテリパック１０やバッテリモジュール１１等）をリサイクルの対象としてだけでなくリユースの対象としてデータベース５７に登録してもよい。構成体の解体（分解）によって得られた材料を所定材料としてそのまま用いる場合にも、リサイクルではなくリユースの対象として登録部に登録すればよい。

上記実施形態では、複数のメーカ端末３０からのメーカ要求材料の需要情報に基づいて、需要値設定部５３が所定材料の需要値αを設定するようにしたが、メーカ端末３０からの情報だけでなく、所定材料の地中や海中での埋蔵量が所定期間内に所定量以下になる等、種々の情報を総合的に勘案して需要値を設定してもよい。上記実施形態では、判定部５４がバッテリ１にメーカ要求材料が含まれているか否かを判定するようにしたが、単に含まれているか否かを判定するのではなく、所定量以上含まれているか否かを判定し、所定量以上含まれると判定されると、リサイクルの対象として登録するようにしてもよい。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。

１ バッテリ、１１ バッテリモジュール、１２ バッテリセル、２０ 車載端末、３０ メーカ端末、５０ サーバ装置、５２ 情報取得部、５３ 需要値設定部、５４ 判定部、５５ 部品登録部、５７ データベース、１０１ 車両

Claims (3)

1. 所定期間内に解体可能な構成体の情報を取得する情報取得部と、
   所定材料の需要の度合いを表す需要値を設定する需要値設定部と、
   前記需要値設定部により設定された前記需要値が、前記所定材料の供給の不足を判定するために定められた所定値以上であるか否かを判定するとともに、前記需要値が前記所定値以上であると判定されると、前記情報取得部により取得された情報に基づいて、前記構成体に前記所定材料が含まれているか否かを判定する判定部と、
   前記判定部により前記構成体に前記所定材料が含まれていると判定されると、前記情報取得部により取得された情報によって特定される前記構成体を、リサイクルまたはリユースの対象として登録する登録部と、を備え、
   前記構成体の情報は、前記構成体毎に含まれる前記所定材料の含有量の情報を含み、
   前記登録部は、前記含有量の情報に基づいて前記構成体をランク分けし、ランク分けした情報を併せて登録することを特徴とする情報管理装置。
2. 所定期間内に解体可能な構成体の情報を取得する情報取得部と、
   所定材料の需要の度合いを表す需要値を設定する需要値設定部と、
   前記需要値設定部により設定された前記需要値が、前記所定材料の供給の不足を判定するために定められた所定値以上であるか否かを判定するとともに、前記需要値が前記所定値以上であると判定されると、前記情報取得部により取得された情報に基づいて、前記構成体に前記所定材料が含まれているか否かを判定する判定部と、
   前記判定部により前記構成体に前記所定材料が含まれていると判定されると、前記情報取得部により取得された情報によって特定される前記構成体を、リサイクルまたはリユースの対象として登録する登録部と、を備え、
   前記構成体の情報は、前記構成体毎に含まれる前記所定材料の含有量の情報を含み、
   前記登録部は、前記含有量の情報と前記需要値設定部により設定された需要値とに基づいて、前記需要値設定部により設定された前記所定材料の需要を満たすための前記構成体の必要数を算出し、算出した必要数の情報を併せて登録することを特徴とする情報管理装置。
3. 請求項１または２に記載の情報管理装置において、
   前記構成体は、バッテリまたは前記バッテリを構成する電池要素であることを特徴とする情報管理装置。

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