JP7607236B2 - 情報処理方法及び情報処理システム - Google Patents

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Description

本開示は、情報処理方法及び情報処理システムに関する。
下記特許文献１には、電池パックが有する複数のセルの再バランスを行うか否かを電池パックの充電回数に基づいて判定する技術が開示されている。
特許文献１に開示された技術では、所定の充電回数ごとに再バランスが行われるため、電池のコストの観点では再バランスの時期が適切でないおそれがある。
特表２０１８－５１５０５４号公報
本開示は、電池の複数のセル間に生じている電圧差を低減させるための作業を行う時期を、電池のコストの観点から適切な時期に決定することが可能な技術を提供することを目的とする。
本開示の一態様に係る情報処理方法は、情報処理装置が、電池によって駆動される電気機器が備える前記電池の単位期間あたりの充放電量に対応する情報を示す充放電情報を取得し、前記電池は複数のセルを有し、前記充放電量は前記電池の充電量及び放電量の少なくとも一方を含み、前記単位期間あたりの前記充放電量に対応する情報と前記電池の劣化度との関係を示す第１関係情報を取得し、経過時間又は前記充放電量と前記複数のセル間に生じる電圧差との関係を示す第２関係情報を取得し、前記電池の劣化により発生する第１コストを示す第１コスト情報と、前記電圧差を低減させる作業に要する第２コストを示す第２コスト情報とを取得し、前記充放電情報、前記第１関係情報、前記第２関係情報、前記第１コスト情報、及び前記第２コスト情報に基づいて、充放電計画における前記作業を行う時期であって、前記第１コスト及び前記第２コストの合計が所定の要件を満たす時期である作業時期を決定し、前記作業時期を示す情報を提示装置に提示させる。
本開示の第１実施形態に係る情報処理システムの構成を示すブロック図である。 バッテリの構成を簡略化して示す図である。 データ処理部が有する機能を示すブロック図である。 ある事業所の長期事業計画の一例を示す図である。 ある事業所における現在の事業状況の一例を示す図である。 ある事業所における事業コストの一例を示す図である。 車両の走行距離に対するバッテリの劣化度を示す劣化特性の一例を示す図である。 車両の総走行距離に対するバッテリのセル間電圧差を示す電圧差特性の一例を示す図である。 データ処理部が実行する処理の流れを示すフローチャートである。 車両の総走行距離に対するバッテリの劣化度の一例を示す図である。 提示された計画台数の一例を簡略化して示す図である。 提示された計画走行距離の一例を簡略化して示す図である。 本開示の第２実施形態に係る情報処理システムの構成を示すブロック図である。 データ処理部が実行する処理の流れを示すフローチャートである。
（本開示の基礎となった知見）
インターネット等を利用した通信販売によって購入された商品は、宅配業者によって顧客の自宅等に配送される。宅配業者は、複数台のトラックを用いて、担当する配送エリア内で荷物の配送を行う。今後は、バッテリ駆動の走行モータが搭載された電気自動車（ＥＶ）の普及が進み、ＥＶのトラックによって荷物の配送を行う宅配業者が増加すると考えられる。
ＥＶのバッテリは、直列に接続された複数のセル（バッテリセル）を備えたバッテリパックとして構成されることが多い。ＥＶが長年使用されると、複数のセル間に残容量の差が生じ、セル電圧のバランスが崩れた状態（セルインバランス）となる。セルインバランスが生じているバッテリでは、充電完了時に、残容量が１００％のセルと１００％未満のセルとが混在する。ＥＶの始動によりバッテリの放電が開始されると、後者のセルの残容量が許容下限値に達した時点で放電は停止される。その結果、全体としてのバッテリ容量が実質的に減少する。
周知のセルバランシング回路をバッテリパックに実装することによって、セルインバランスを解消することは可能である。セルバランシング回路は、残容量の多いセルのみを選択して抵抗素子に回路接続することにより、当該セルを強制的に放電させる。全てのセルのセル電圧が揃った時点で強制放電を停止することにより、セルインバランスを解消することができる。しかし、バッテリパックにセルバランシング回路を実装したのでは、バッテリパックのコスト上昇を招き、ひいてはＥＶの製造コストが増大する。
ＥＶのコスト増大を回避するために、バッテリパックにセルバランシング回路を実装するのではなく、セルインバランスが生じたＥＶを修理工場等に搬入して、バッテリの電圧調整作業を実施する方法が考えられる。この電圧調整作業は、上記のセルバランシング回路と同様に、残容量の多いセルを強制放電させて全セルのセル電圧を揃えることにより、バッテリのセルインバランスを解消するものである。
しかし、修理工場等における電圧調整作業は有償の作業である。従って、セルインバランスの程度が低い時点で電圧調整作業を実施したのでは、その作業によって回復するバッテリ容量はわずかであるため、費用対効果は低い。また、寿命近くにまで劣化が進行したバッテリに対して電圧調整作業を実施しても、その作業後しばらくしてＥＶの買い替えが必要になるため、やはり費用対効果は低い。一方、電圧調整作業を一度も実施せず、バッテリのパフォーマンスが低下する度にＥＶを買い替えたのでは、買い替えサイクルの短縮化によって車両購入費が増大する。従って、ＥＶを買い替えるよりも電圧調整作業を実施した方が長期的なコスト面で有利な場合には、買い替え時期を先延ばしにして電圧調整作業を実施すべきである。このように、ＥＶによる宅配業を運営する上では、バッテリが劣化した車両の買い替えに伴う車両購入費だけでなく、セルインバランスを解消するための電圧調整作業費も含めた、長期（例えば１０年）のトータルコスト（ＴＣＯ：Total Cost of Ownership）が最小となるように、事業計画を策定することが重要である。
上記特許文献１に開示された電池パックの充放電システムは、複数のセルを有する電池パックの充放電を行うための充電ステーションを備える。当該充電ステーションは、プロセッサ回路を備える。当該プロセッサ回路は、所定の再バランス基準と、電池パックメモリに格納されている電池パックの充放電データとに基づいて、複数のセルの再バランスを実行すべき時期を判定する。
しかし、上記特許文献１には、長期のトータルコストを最小化するという観点から電圧調整作業の実施時期を決定することは、何ら開示されていない。
上記の課題を解決するために、本発明者は、長期計画情報、コスト情報、走行距離とバッテリの劣化度との関係情報、及び、走行距離とセルインバランスとの関係情報を用いることにより、長期のトータルコストが最小となるように電圧調整作業の最適な実施時期を決定できるとの知見を得て、本開示を想到するに至った。
次に、本開示の各態様について説明する。
本開示の一態様に係る情報処理方法は、情報処理装置が、電池によって駆動される電気機器が備える前記電池の単位期間あたりの充放電量に対応する情報を示す充放電情報を取得し、前記電池は複数のセルを有し、前記充放電量は前記電池の充電量及び放電量の少なくとも一方を含み、前記単位期間あたりの前記充放電量に対応する情報と前記電池の劣化度との関係を示す第１関係情報を取得し、経過時間又は前記充放電量と前記複数のセル間に生じる電圧差との関係を示す第２関係情報を取得し、前記電池の劣化により発生する第１コストを示す第１コスト情報と、前記電圧差を低減させる作業に要する第２コストを示す第２コスト情報とを取得し、前記充放電情報、前記第１関係情報、前記第２関係情報、前記第１コスト情報、及び前記第２コスト情報に基づいて、充放電計画における前記作業を行う時期であって、前記第１コスト及び前記第２コストの合計が所定の要件を満たす時期である作業時期を決定し、前記作業時期を示す情報を提示装置に提示させる。
本構成によれば、情報処理装置は、充放電情報、第１関係情報、第２関係情報、第１コスト情報、及び第２コスト情報に基づいて、第１コスト及び第２コストの合計が所定の要件を満たすように、電池の複数のセル間に生じている電圧差を低減させるための作業を行う作業時期を決定する。このように、第１コスト及び第２コストのトータルコストに基づいて作業時期を決定することにより、作業時期を電池のコストの観点で適切な時期に決定することができる。例えば、長期のトータルコストが最小となる最適な作業時期を決定することが可能となる。
上記態様において、前記充放電情報は、充放電に関する計画情報又は履歴情報である。
本構成によれば、計画情報を用いることにより、電気機器の使用開始前に作業時期を決定することができる。また、過去の履歴情報を用いることにより、電気機器の使用中に使用状況を考慮して作業時期を決定することができる。
上記態様において、前記電気機器は、移動体であり、前記充放電量に対応する情報は、前記移動体の移動距離であり、前記充放電情報は、前記移動体の前記単位期間あたりの移動距離を含む移動情報であり、前記電池は、前記移動体に搭載される移動用の電池であり、前記第１関係情報は、前記移動体の前記単位期間あたりの移動距離と前記電池の劣化度との関係を示し、前記第２関係情報は、前記経過時間又は前記移動体の移動距離と前記複数のセル間に生じる電圧差との関係を示し、前記充放電計画は、前記移動体の移動計画であり、前記作業時期は、前記移動計画において使用する前記作業を行う時期であって、前記第１コスト及び前記第２コストの合計が所定の要件を満たす時期である。
本構成によれば、移動体に搭載される電池を対象として、電池の複数のセル間に生じている電圧差を低減させるための作業を行う最適な作業時期を決定することが可能となる。
上記態様において、前記情報処理装置がさらに、前記走行計画情報、前記第１関係情報、前記第２関係情報、前記第１コスト情報、及び前記第２コスト情報に基づいて、走行計画において使用する前記移動体又は前記移動体に搭載される前記電池の購入、売却、又は廃棄の時期であって、前記第１コスト及び前記第２コストの合計が前記所定の要件を満たす時期である計画時期を決定し、前記計画時期を示す情報を前記提示装置に提示させる。
本構成によれば、情報処理装置は、第１コスト及び第２コストの合計が所定の要件を満たすように、移動体又は電池の購入、売却、又は廃棄に関する計画時期を決定する。このように、第１コスト及び第２コストのトータルコストに基づいて計画時期を決定することにより、計画時期を電池のコストの観点で適切な時期に決定することができる。例えば、長期のトータルコストが最小となる移動体又は電池の最適な計画時期を決定することが可能となる。
上記態様において、前記第１コストは、前記劣化度が閾値以上になった前記電池又は当該電池を搭載する前記移動体の購入、売却、又は廃棄に要するコストを含む。
本構成によれば、劣化度が閾値以上になった電池又は当該電池を搭載する移動体の購入、売却、又は廃棄に要するコストを第１コストに含めることにより、電池又は移動体の寿命を、閾値を用いて制御することができる。そのため、劣化連動コストである第１コストの精度を高めることが可能となる。
上記態様において、前記情報処理装置は、前記実施時期が到来する所定期間前に、前記実施時期を示す情報を前記提示装置に提示させる。
本構成によれば、作業の実施時期が到来する所定期間前に情報を提示させることにより、作業予約等の手配を滞りなく行うことができる。
上記態様において、前記電気機器は、蓄電装置であり、前記充放電量に対応する情報は、前記蓄電装置の充放電量であり、前記第１関係情報は、前記蓄電装置の前記単位期間あたりの充放電量と前記電池の劣化度との関係を示し、前記第２関係情報は、前記経過時間又は前記蓄電装置の充放電量と前記複数のセル間に生じる電圧差との関係を示し、前記充放電計画は、前記蓄電装置の充放電計画であり、前記作業時期は、前記充放電計画において使用する前記作業を行う時期であって、前記第１コスト及び前記第２コストの合計が所定の要件を満たす時期である。
本構成によれば、蓄電装置に搭載される電池を対象として、電池の複数のセル間に生じている電圧差を低減させるための作業を行う最適な作業時期を決定することが可能となる。
本開示一態様に係る情報処理システムは、電池によって駆動される電気機器が備える前記電池の単位期間あたりの充放電量に対応する情報を示す充放電情報を取得する第１取得部と、前記電池は複数のセルを有し、前記充放電量は前記電池の充電量及び放電量の少なくとも一方を含み、前記単位期間あたりの前記充放電量に対応する情報と前記電池の劣化度との関係を示す第１関係情報を取得する第２取得部と、経過時間又は前記充放電量と前記複数のセル間に生じる電圧差との関係を示す第２関係情報を取得する第３取得部と、前記電池の劣化により発生する第１コストを示す第１コスト情報と、前記電圧差を低減させる作業に要する第２コストを示す第２コスト情報とを取得する第４取得部と、前記充放電情報、前記第１関係情報、前記第２関係情報、前記第１コスト情報、及び前記第２コスト情報に基づいて、充放電計画における前記作業を行う時期であって、前記第１コスト及び前記第２コストの合計が所定の要件を満たす時期である作業時期を決定する決定部と、前記作業時期を示す情報を提示する提示部と、を備える。
本構成によれば、決定部は、充放電情報、第１関係情報、第２関係情報、第１コスト情報、及び第２コスト情報に基づいて、第１コスト及び第２コストの合計が所定の要件を満たすように、電池の複数のセル間に生じている電圧差を低減させるための作業を行う作業時期を決定する。このように、第１コスト及び第２コストのトータルコストに基づいて作業時期を決定することにより、作業時期を電池のコストの観点で適切な時期に決定することができる。例えば、長期のトータルコストが最小となる最適な作業時期を決定することが可能となる。
上述した本開示の包括的又は具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、又はこれらの任意の組合せとして実現することができる。また、このようなコンピュータプログラムを、ＣＤ－ＲＯＭ等のコンピュータ読取可能な不揮発性の記録媒体として流通させ、あるいは、インターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができるのは言うまでもない。
以下で説明する実施形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施形態で示される数値、形状、構成要素、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、全ての実施形態において、各々の内容を組み合わせることもできる。
以下、本開示の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。
（第１実施形態）
図１は、本開示の第１実施形態に係る情報処理システム１の構成を示すブロック図である。本実施形態の例において、情報処理システム１は、電気自動車（ＥＶ）によって荷物を顧客の自宅等に配送する宅配業者の管理システムとして構築されている。この宅配業者は、一例として、各々の配送エリアを担当する複数の事業所と、これら複数の事業所を統括する本社とを有している。本社及び各事業所にはローカルＰＣ１２が設置されており、クラウドサーバ１１と接続されている。また、各事業所には荷物配送用の複数の車両１３が配備されている。クラウドサーバ１１、ローカルＰＣ１２、及び車両１３は、ＩＰ網等の任意の通信ネットワーク１４を介して相互に通信可能である。なお、本実施形態では、移動体は、車両であるとしたがこれに限定されない。例えば、移動体は、ドローン等の航空機、船舶、又は移動式ロボットであってもよい。
クラウドサーバ１１は、データ処理部２２、記憶部２３、及び通信部２４を備えている。ローカルＰＣ１２は、表示部３１、データ処理部３２、記憶部３３、通信部３４、及び入力部３５を備えている。表示部３１は、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイ等である。データ処理部２２，３２は、ＣＰＵ等のプロセッサである。記憶部２３，３３は、ＨＤＤ又はＳＳＤ等である。通信部２４，３４は、ＩＰ等の所定の通信規格によってデータ通信を行う通信モジュールである。入力部３５は、マウス又はキーボード等である。
車両１３は、ＥＶのトラック等であり、バッテリ４１、制御部４２、及び通信部４３を備えている。バッテリ４１は、車両１３に搭載された走行モータを駆動するためのリチウムイオンバッテリ等の二次電池である。制御部４２は、バッテリ４１の動作制御及び状態管理を行うためのＢＭＳ（Battery Management System）である。通信部４３は、ＩＰ等の所定の通信規格によってデータ通信を行う通信モジュールである。
なお、本実施形態に係る情報処理システム１の適用対象は、宅配事業に限らず、複数台のＥＶを用いて事業を行う、タクシー事業、レンタカー事業、カーシェアリング事業、又は運転代行事業等の任意の事業である。
図２は、バッテリ４１の構成を簡略化して示す図である。バッテリ４１は、直列に接続された複数のセル（バッテリセル）Ｃ１～Ｃ４を備えている。つまり、バッテリ４１は、直列に接続された複数のセルＣ１～Ｃ４を備えたバッテリパックとして構成されている。なお、セルの個数は４個に限らず、任意の複数であれば良い。
図３は、クラウドサーバ１１のデータ処理部２２が有する機能を示すブロック図である。図３に示すようにデータ処理部２２は、計画情報取得部５１、現在情報取得部５２、劣化特性取得部５３、コスト情報取得部５４、電圧差特性取得部５５、及び最適値計算部５６を有している。これらの機能は、ＲＯＭ等から読み出したプログラムをＣＰＵが実行することによってソフトウェア的に実現されてよい。
図４は、ある事業所の長期事業計画の一例を示す図であり、図５は、その事業所における現在の事業状況の一例を示す図であり、図６は、その事業所における事業コストの一例を示す図である。
この事業所は、現在（０年後）、４台のＥＶ（車両Ａ～Ｄ）を用いて所定の配送エリアを担当している。１日あたりの４台のＥＶの合計走行距離は、２００ｋｍである。この事業所では、荷物量の増加に伴って事業規模の拡大が計画されており、図４に示すように、１０年後には１日あたりの合計走行距離を５００ｋｍに増加させることが計画されている。この長期事業計画を示す計画情報は、その事業所に設置されているローカルＰＣ１２の入力部３５から入力される。ローカルＰＣ１２への計画情報の入力は、新たな長期事業計画が策定された際、及び、災害等の特殊イベントの発生に起因して既存の長期事業計画が変更された際に実行される。入力された計画情報は、ローカルＰＣ１２から通信ネットワーク１４を介してクラウドサーバ１１に送信され、記憶部２３に格納される。図３を参照して、計画情報取得部５１は、ローカルＰＣ１２から受信した計画情報を取得する。
図５に示すように、現在の事業状況には、４台のＥＶの各々に関する、購入年月日、新車時から現在までの総走行距離、現在のＳｏＨ、１日あたりの走行距離の現在の設定値、最大セル電圧、及び最小セル電圧が含まれる。ＳｏＨは、バッテリ４１の劣化度を示す指標である。最大セル電圧は、セルＣ１～Ｃ４のセル電圧の最大値である。最小セル電圧は、セルＣ１～Ｃ４のセル電圧の最小値である。この現在の事業状況を示す現在情報は、その事業所に設置されているローカルＰＣ１２の入力部３５から入力される。ローカルＰＣ１２への現在情報の入力は、新たな長期事業計画が策定された際、既存の長期事業計画が変更された際、及び、定期的（例えば半年に１度）に実行される。入力された現在情報は、ローカルＰＣ１２から通信ネットワーク１４を介してクラウドサーバ１１に送信され、記憶部２３に格納される。新車のＥＶのみを用いて新規の事業所を立ち上げる場合には、どの車両１３もバッテリ４１は劣化していないため、クラウドサーバ１１への現在情報の送信は省略されても良い。図３を参照して、現在情報取得部５２は、ローカルＰＣ１２から受信した現在情報を取得する。なお、最大セル電圧及び最小セル電圧に関する情報は、ローカルＰＣ１２からではなく車両１３から通信ネットワーク１４を介してクラウドサーバ１１に送信されても良い。
図６に示すように、事業所における事業コストは、その事業所に配備されている車両１３の台数に応じて変動するコスト（台数連動コスト）と、バッテリ４１の劣化度に応じて変動するコスト（劣化連動コスト）と、車両台数及びバッテリ劣化度に応じて変動しないコスト（固定コスト）とに分類される。台数連動コストには、ドライバの人件費、並びに、メンテナンス費用及び保険料等の車両維持費が含まれる。また、図６には示さないが、台数連動コストには、車両１３の電気代、及び、車両１３がリースである場合のリース費用等が含まれる。劣化連動コストには、車両１３の車両購入費（第１コスト）、及び、電圧調整作業費（第２コスト）が含まれる。新車購入時に古い車両を売却する場合には、その売却益はマイナス値の車両購入費として計上される。
ＥＶが長年使用されると、複数のセルＣ１～Ｃ４間に残容量の差が生じ、セル電圧のバランスが崩れた状態（セルインバランス）となる。セルインバランスが生じているバッテリ４１では、充電完了時に、残容量が１００％のセルと１００％未満のセルとが混在する。ＥＶの始動によりバッテリ４１の放電が開始されると、後者のセルの残容量が下限許容値に達した時点で放電は停止される。その結果、バッテリ４１全体としてのバッテリ容量が実質的に減少する。本実施形態では、ＥＶのコスト増大を回避するために、バッテリパックに上述のセルバランシング回路を実装するのではなく、セルインバランスが生じたＥＶを修理工場等に搬入して、バッテリ４１の電圧調整作業を実施する方法を採用する。この電圧調整作業は、セルバランシング回路と同様に、残容量の多いセルを強制放電させて全セルのセル電圧を揃えることにより、バッテリ４１のセルインバランスを解消するものである。図６に示した電圧調整作業費は、この修理工場等での電圧調整作業に要する費用である。
図６には示さないが、劣化連動コストには、寿命となった車両１３を廃車する場合の廃車費用が含まれる。固定コストには、家賃、倉庫費、及びドライバ以外の人件費等の運営費が含まれる。事業所のコスト情報には、ドライバ人件費及び車両維持費等の各コスト項目に対応するコスト単価が示されている。
事業所のコスト情報は、その事業所に設置されているローカルＰＣ１２の入力部３５から入力される。ローカルＰＣ１２へのコスト情報の入力は、新たな長期事業計画が策定された際、既存の長期事業計画が変更された際、及び、定期的（例えば半年に１度）に実行される。入力されたコスト情報は、ローカルＰＣ１２から通信ネットワーク１４を介してクラウドサーバ１１に送信され、記憶部２３に格納される。図３を参照して、コスト情報取得部５４は、ローカルＰＣ１２から受信したコスト情報を取得する。
図７は、車両１３の走行距離に対するバッテリ４１の劣化度を示す劣化特性の一例を示す図である。グラフの横軸は、１日あたりの走行距離（ｋｍ／日）を示している。グラフの縦軸は、横軸で示される走行距離が１年間継続された場合の、１年後のＳｏＨの値（％）を示している。横軸が０のときの縦軸の値が、バッテリ４１の現在のＳｏＨとなる。例えば、現在のＳｏＨが９０％のバッテリ４１を、１日あたり５０ｋｍの走行距離で使用し続けると、１年後にそのバッテリ４１のＳｏＨは８０％まで低下するということである。バッテリ４１のＳｏＨが所定値（例えば８０％）未満まで低下した場合（換言するとバッテリ４１の劣化度が閾値以上になった場合）、そのバッテリ４１又は当該バッテリ４１を搭載する車両１３は寿命に至った（つまり残寿命がゼロ）ということになる。
なお、図７には、現在のＳｏＨが９０，９５，１００％の３パターンのみの劣化特性を示したが、より細密な刻み幅（例えば１％刻み）で多数の劣化特性が作成されても良い。また、劣化特性は、図７に示したようなグラフの形式ではなく、関数式又はルックアップテーブル等の形式で示されても良い。図３を参照して、劣化特性取得部５３は、バッテリの種別毎に予め作成された劣化特性を記憶部２３から読み出すことにより、バッテリ４１の劣化特性を取得する。なお、劣化特性取得部５３は、バッテリ４１の製造メーカ又は解析メーカ等から劣化特性の情報を入手することにより、バッテリ４１の劣化特性を取得しても良い。バッテリ４１の劣化特性が予め作成されておらず、かつ、製造メーカ等からも入手できない場合には、劣化特性取得部５３は、多数の車両１３から取得した車両情報（バッテリ４１の充放電情報を含む）の解析により自ら劣化特性を作成することによって、バッテリ４１の劣化特性を取得する。
図８は、車両１３の総走行距離に対するバッテリ４１のセル間電圧差を示す電圧差特性の一例を示す図である。グラフの横軸は、新車時からの車両１３の総走行距離（ｋｍ）を示している。車両１３の総走行距離はバッテリ４１の総充放電量に相当する。充放電量には充電量及び放電量の少なくとも一方が含まれる。グラフの縦軸は、全セルＣ１～Ｃ４のうち最大セル電圧と最小セル電圧との差であるセル間電圧差を示している。総走行距離に略比例してセル間電圧差が増加していることが分かる。なお、セル間電圧差は、車両１３の総走行距離だけでなく、バッテリ４１の製造時からの経過時間にも略比例する。従って、グラフの横軸は、総走行距離に代えて経過時間としても良い。
なお、電圧差特性は、図８に示したようなグラフの形式ではなく、関数式又はルックアップテーブル等の形式で示されても良い。図３を参照して、電圧差特性取得部５５は、バッテリの種別毎に予め作成された電圧差特性を記憶部２３から読み出すことにより、バッテリ４１の電圧差特性を取得する。なお、電圧差特性取得部５５は、バッテリ４１の製造メーカ又は解析メーカ等から電圧差特性の情報を入手することにより、バッテリ４１の電圧差特性を取得しても良い。バッテリ４１の電圧差特性が予め作成されておらず、かつ、製造メーカ等からも入手できない場合には、電圧差特性取得部５５は、多数の車両１３から取得した車両情報（バッテリ４１の充放電情報を含む）の解析により自ら電圧差特性を作成することによって、バッテリ４１の電圧差特性を取得する。
クラウドサーバ１１は、図４～８に示した情報に基づいて、各事業所における長期（例えば１０年）のトータルコスト（ＴＣＯ：Total Cost of Ownership）が最小となるように、各事業所に配備すべき車両１３の最適な台数（計画台数）、各車両１３の最適な走行距離（計画走行距離）、及び、各車両１３の最適な電圧調整作業の実施時期（作業時期）を決定する。また、同時に、車両１３又は車両１３に搭載されているバッテリ４１の購入、売却、又は廃棄の時期（計画時期）が決定されてもよい。
図９は、対象事業所の計画台数、計画走行距離、及び作業時期を決定するためにクラウドサーバ１１のデータ処理部２２が実行する処理の流れを示すフローチャートである。
ある事業所を対象とする計画台数、計画走行距離、及び作業時期の決定要求がクラウドサーバ１１に入力されると、まずステップＳ０１において劣化特性取得部５３及び電圧差特性取得部５５は、図７に示した劣化特性及び図８に示した電圧差特性を取得可能であるか否かをそれぞれ判定する。予め作成された劣化特性及び電圧差特性が記憶部２３に格納されている場合、又は、バッテリ４１の製造メーカ等から劣化特性及び電圧差特性の情報を入手可能である場合は、劣化特性取得部５３及び電圧差特性取得部５５は劣化特性及び電圧差特性を取得可能であると判定する。
劣化特性及び電圧差特性を取得可能である場合（ステップＳ０１：ＹＥＳ）は、次にステップＳ０２において劣化特性取得部５３及び電圧差特性取得部５５は、劣化特性及び電圧差特性を記憶部２３から読み出すことにより、又は、バッテリ４１の製造メーカ等のデータベースにアクセスして劣化特性及び電圧差特性の情報をダウンロードすることにより、バッテリ４１の劣化特性及び電圧差特性を取得する。劣化特性取得部５３及び電圧差特性取得部５５は、取得した劣化特性及び電圧差特性を、データＤ３，Ｄ５として最適値計算部５６に入力する。
劣化特性又は電圧差特性を取得可能でない場合（ステップＳ０１：ＮＯ）は、次にステップＳ０３においてクラウドサーバ１１は、通信ネットワーク１４を介して多数の車両１３から車両情報を取得する。車両情報には、各車両１３のバッテリ４１の充放電情報が含まれている。また、車両情報には、各車両１３の走行距離情報も含まれている。取得された車両情報は記憶部２３に蓄積される。
次にステップＳ０４において劣化特性取得部５３又は電圧差特性取得部５５は、劣化特性又は電圧差特性を作成するのに十分な量の車両情報が記憶部２３に蓄積されたか否かを判定する。十分な量の車両情報が蓄積されていない場合（ステップＳ０４：ＮＯ）は、十分な量の車両情報が蓄積されるまで、ステップＳ０３，Ｓ０４の処理が繰り返し実行される。
十分な量の車両情報が蓄積された場合（ステップＳ０４：ＹＥＳ）は、次にステップＳ０５において劣化特性取得部５３又は電圧差特性取得部５５は、記憶部２３に蓄積されている車両情報に基づいて、バッテリ４１の劣化特性又は電圧差特性を作成する。車両情報には、各車両１３に関する、バッテリ４１の充放電情報（最大セル電圧及び最小セル電圧の情報を含む）と走行距離情報とが含まれている。従って、劣化特性取得部５３は、これらの情報を解析することによって、車両１３の走行距離とバッテリ４１の劣化度（ＳｏＨ）との関係を示す劣化特性を、バッテリ４１の種別毎に作成することが可能である。また、電圧差特性取得部５５は、これらの情報を解析することによって、車両１３の走行距離とバッテリ４１のセル間電圧差との関係を示す電圧差特性を、バッテリ４１の種別毎に作成することが可能である。劣化特性取得部５３又は電圧差特性取得部５５は、作成した劣化特性又は電圧差特性を、データＤ３，Ｄ５として最適値計算部５６に入力する。
ステップＳ０２又はステップＳ０５に続いて、ステップＳ０６において計画情報取得部５１は、ローカルＰＣ１２から受信して記憶部２３に格納されている計画情報を記憶部２３から読み出すことによって、対象事業所の長期事業計画を示す計画情報を取得する。図４に示したように、計画情報には、その事業所に配備されている複数の車両１３による１日あたりの合計走行距離（ｋｍ／日）が、１年単位で示されている。計画情報取得部５１は、取得した計画情報を、データＤ１として最適値計算部５６に入力する。
次にステップＳ０７において現在情報取得部５２は、ローカルＰＣ１２から受信して記憶部２３に格納されている現在情報を記憶部２３から読み出すことによって、対象事業所の現在の事業状況を示す現在情報（図５参照）を取得する。現在情報取得部５２は、取得した現在情報を、データＤ２として最適値計算部５６に入力する。
次にステップＳ０８においてコスト情報取得部５４は、ローカルＰＣ１２から受信して記憶部２３に格納されているコスト情報を記憶部２３から読み出すことによって、対象事業所のコスト情報を取得する。図６に示したように、コスト情報には、車両１３の台数に応じて変動する台数連動コストの項目及びそれを算出するための単価と、バッテリ４１の劣化度に応じて変動する劣化連動コストの項目及びそれを算出するための単価と、固定コストの項目及びそれを算出するための単価とが含まれる。コスト情報取得部５４は、取得したコスト情報を、データＤ４として最適値計算部５６に入力する。
次にステップＳ０９において最適値計算部５６は、データＤ１で示される計画情報、データＤ２で示される現在情報、データＤ３で示される劣化特性、データＤ４で示されるコスト情報、及びデータＤ５で示される電圧差特性に基づいて、対象事業所に関する車両１３の計画台数、各車両１３の計画走行距離、及び各車両１３の作業時期を決定する。
説明変数（劣化特性、電圧差特性、計画情報、現在情報、コスト情報）から目的変数（計画台数、計画走行距離、作業時期）を予測するための予測モデルは、人工知能を用いた機械学習によって導出することができる。予測モデルのアルゴリズムとしては、線形計画法による経路最適化、ニューラルネットワーク、又は重回帰分析等を使用することができる。計画情報で規定されている各年の合計走行距離を実現するための車両の台数と各車両の走行距離との組合せ、及び、車両購入及び電圧調整作業の組合せを様々に変化させ、ＴＣＯが所定の要件を満たす組合せを探索する。所定の要件としては、例えば、ＴＣＯが最小となる一の組合せ、又は、ＴＣＯが目標値未満となる一以上の組合せを探索する。最適値計算部５６は、決定した計画台数をデータＤ１１として出力し、決定した計画走行距離をデータＤ１２として出力し、決定した作業時期をデータＤ１３として出力する。
次にステップＳ１０においてクラウドサーバ１１は、データＤ１１～Ｄ１３を、通信ネットワーク１４を介して本社又は対象事業所のローカルＰＣ１２に送信する。ローカルＰＣ１２の表示部３１は、受信したデータＤ１１～Ｄ１３に基づいて、自身の事業所に関する計画台数、計画走行距離、及び作業時期を表示（提示）する。
図１０は、車両１３の総走行距離に対するバッテリ４１の劣化度の一例を示す図である。図１０において、バッテリ４１の劣化は車両１３の総走行距離が増加するにつれて進行している。しかし、上記のように算出された作業時期において電圧調整作業が行われると、バッテリ４１の劣化度が回復する。このような電圧調整作業が第１コスト及び第２コストの合計に基づいて決定されることにより、コストを抑制しつつバッテリ４１を利用し続けることができる。なお、図１０の横軸は、総走行距離に代えて経過時間又は日付であってもよい。
図１１は、提示された計画台数の一例を簡略化して示す図であり、図１２は、提示された計画走行距離及び計画時期の一例を簡略化して示す図である。図１１において、特性Ｋ１は、単純に合計走行距離の増加に対応させて車両１３の台数を増加させた場合のグラフを示している。１０年後における車両１３の台数は１０台となっている。特性Ｋ２は、最適値計算部５６によって決定された計画台数の推移を示している。車両１３の台数は、３年後、６年後、及び８年後に１台ずつ増加し、１０年後における車両１３の台数は７台となっている。
図１２を参照して、同一の車両１３であっても、計画走行距離は１年ごとに大きく増減していることが分かる（例えば車両Ｅ）。また、例えば車両Ａに関するグラフは６年後に消失している。これは、車両Ａを売却（又は廃車）する最適時期が６年後であることを示している。また、車両Ｅに関するグラフが３年後に出現している。これは、車両Ｅを購入する最適時期が３年後であることを示している。また、車両Ａに関して１年後にポイントＰ１が設定されており、車両Ｅに関して８年後にポイントＰ２が設定されている。ポイントＰ１，Ｐ２は、バッテリ４１の電圧調整作業を実施する時期に対応する。つまり、車両Ａに対して電圧調整作業を実施する最適時期が１年後であり、車両Ｅに対して電圧調整作業を実施する最適時期が８年後であることを示している。
データ処理部２２は、データＤ１３に基づき、各車両Ａ，Ｅの電圧調整作業の実施時期が到来する所定期間前（例えば１～数ヶ月前）に、対象車両及び電圧調整作業の実施時期を提示する情報を、表示部２１，３１に表示させても良い。
なお、バッテリ４１を交換可能な車両１３である場合には、バッテリ４１の交換時期を提示しても良い。例えば、６年後に車両Ａのバッテリ４１を交換することにより、車両Ｆのグラフがバッテリ交換後の車両Ａによって引き継がれる。
本実施形態によれば、クラウドサーバ１１（情報処理装置）のデータ処理部２２は、事業所の長期の計画情報（充放電情報又は移動情報）と、バッテリ４１の劣化特性（第１関係情報）と、バッテリ４１の電圧差特性（第２関係情報）と、車両購入費（第１コスト）の単価（第１コスト情報）及び電圧調整作業費（第２コスト）の単価（第２コスト情報）を含むコスト情報とを取得する。そして、取得したこれらの情報に基づいて、第１コスト及び第２コストの合計が所定の要件を満たすように、バッテリ４１の複数のセルＣ１～Ｃ４間に生じている電圧差を低減させるための作業を行う作業時期を決定する。このように、車両購入費及び電圧調整作業費の合計に基づいて作業時期を決定することにより、作業時期をバッテリ４１のコストの観点で適切な時期に決定することができる。例えば、長期のトータルコストＴＣＯが最小となる最適な作業時期を決定することが可能となる。
また、本実施形態によれば、クラウドサーバ１１のデータ処理部２２は、車両購入費及び電圧調整作業費の合計が所定の要件を満たすように、車両１３又はバッテリ４１の購入、売却、又は廃棄に関する計画時期を決定する。このように、車両購入費及び電圧調整作業費の合計に基づいて計画時期を決定することにより、長期のトータルコストＴＣＯが最小となる車両１３又はバッテリ４１の最適な計画時期を決定することが可能となる。
また、本実施形態によれば、劣化度が閾値以上になったバッテリ４１又は当該バッテリ４１を搭載する車両１３の購入、売却、又は廃棄に要するコストを第１コストに含めることにより、バッテリ４１又は車両１３の寿命を、閾値を用いて制御することができる。そのため、劣化連動コストである第１コストの精度を高めることが可能となる。
また、本実施形態によれば、バッテリ４１の電圧調整作業の実施時期が到来する所定期間前に実施時期等の情報を表示部２１，３１等に提示させることにより、管理者等によって作業予約等の手配を滞りなく行うことができる。
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、クラウドサーバ１１は、電気機器の一例としてのバッテリ駆動のＥＶを対象として、ＥＶの走行計画情報に基づいてバッテリの電圧調整作業の実施時期を決定したが、この例には限られない。クラウドサーバ１１は、複数のセルを有するバッテリによって駆動される任意の電気機器を対象として、当該電気機器の使用計画情報に基づいてバッテリの電圧調整作業の実施時期を決定しても良い。電気機器は、例えば、蓄電装置である。なお、蓄電装置は発電機能を有してもよい。電気機器の使用計画情報は、バッテリの充放電量（充電量及び放電量の少なくとも一方）を示す充放電情報として策定することができる。充放電の計画情報が不明である場合には、計画情報取得部５１が、電気機器又はバッテリの過去の使用状況を示す履歴情報に基づいて、その傾向から計画情報を推定しても良い。
図１３は、本開示の第２実施形態に係る情報処理システム１の構成を示すブロック図である。図１に示した車両１３が電気機器１１３に置き換わっている。電気機器１１３は、バッテリ１４１、制御部１４２、及び通信部１４３を有している。バッテリ１４１、制御部１４２、及び通信部１４３は、図１に示したバッテリ４１、制御部４２、及び通信部４３にそれぞれ相当する。
本実施形態において、クラウドサーバ１１は、長期（例えば１０年）のトータルコストＴＣＯが最小となるように、電気機器１１３の最適な台数（計画台数）、各電気機器１１３の最適な充放電量（計画充放電量）、及び、各電気機器１１３の最適な電圧調整作業の実施時期（作業時期）を決定する。
図１４は、計画台数、計画充放電量、及び作業時期を決定するためにクラウドサーバ１１のデータ処理部２２が実行する処理の流れを示すフローチャートである。
計画台数、計画充放電量、及び作業時期の決定要求がクラウドサーバ１１に入力されると、まずステップＳ０１において劣化特性取得部５３及び電圧差特性取得部５５は、劣化特性及び電圧差特性を取得可能であるか否かをそれぞれ判定する。
劣化特性及び電圧差特性を取得可能である場合（ステップＳ０１：ＹＥＳ）は、次にステップＳ０２において劣化特性取得部５３及び電圧差特性取得部５５は、バッテリ４１の劣化特性及び電圧差特性を取得し、取得した劣化特性及び電圧差特性を、データＤ３，Ｄ５として最適値計算部５６に入力する。
劣化特性又は電圧差特性を取得可能でない場合（ステップＳ０１：ＮＯ）は、次にステップＳ１０３においてクラウドサーバ１１は、通信ネットワーク１４を介して多数の電気機器１１３からログ情報を取得する。ログ情報には、各電気機器１１３のバッテリ４１の充放電情報が含まれている。取得されたログ情報は記憶部２３に蓄積される。
次にステップＳ０４において劣化特性取得部５３又は電圧差特性取得部５５は、劣化特性又は電圧差特性を作成するのに十分な量のログ情報が記憶部２３に蓄積されたか否かを判定する。十分な量のログ情報が蓄積されていない場合（ステップＳ０４：ＮＯ）は、十分な量のログ情報が蓄積されるまで、ステップＳ０３，Ｓ０４の処理が繰り返し実行される。
十分な量のログ情報が蓄積された場合（ステップＳ０４：ＹＥＳ）は、次にステップＳ０５において劣化特性取得部５３又は電圧差特性取得部５５は、記憶部２３に蓄積されているログ情報に基づいて、バッテリ４１の劣化特性又は電圧差特性を作成する。ログ情報には、各電気機器１１３に関する、バッテリ４１の充放電情報（最大セル電圧及び最小セル電圧の情報を含む）が含まれている。従って、劣化特性取得部５３は、これらの情報を解析することによって、電気機器１１３の総使用時間（又はバッテリ４１の総充放電量）とバッテリ４１の劣化度（ＳｏＨ）との関係を示す劣化特性を、バッテリ４１の種別毎に作成することが可能である。また、電圧差特性取得部５５は、これらの情報を解析することによって、電気機器１１３の総使用時間（又はバッテリ４１の総充放電量）とバッテリ４１のセル間電圧差との関係を示す電圧差特性を、バッテリ４１の種別毎に作成することが可能である。劣化特性取得部５３又は電圧差特性取得部５５は、作成した劣化特性又は電圧差特性を、データＤ３，Ｄ５として最適値計算部５６に入力する。
以降は上記第１実施形態と同様に、データ処理部２２は、ステップＳ０６～Ｓ１０の処理を順に実行することにより、トータルコストＴＣＯが最小となるように電気機器１１３の最適な台数（計画台数）、各電気機器１１３の最適な充放電量（計画充放電量）、及び、各電気機器１１３の最適な電圧調整作業の実施時期（作業時期）を決定し、それらの情報を提示させる。
本実施形態によれば、クラウドサーバ１１（情報処理装置）のデータ処理部２２は、電気機器１１３の使用計画情報（バッテリ４１の充放電情報）と、バッテリ４１の劣化特性（第１関係情報）と、バッテリ４１の電圧差特性（第２関係情報）と、電気機器１１３の購入費（第１コスト）の単価（第１コスト情報）及び電圧調整作業費（第２コスト）の単価（第２コスト情報）を含むコスト情報とを取得する。そして、取得したこれらの情報に基づいて、第１コスト及び第２コストの合計が所定の要件を満たすように、バッテリ４１の複数のセルＣ１～Ｃ４間に生じている電圧差を低減させるための作業を行う作業時期を決定する。このように、機器購入費及び電圧調整作業費の合計に基づいて作業時期を決定することにより、作業時期をバッテリ４１のコストの観点で適切な時期に決定することができる。例えば、長期のトータルコストＴＣＯが最小となる最適な作業時期を決定することが可能となる。
また、本実施形態によれば、バッテリ４１の充放電情報は、バッテリ４１の充放電の計画情報又は履歴情報である。計画情報を用いることにより、電気機器の使用開始前に作業時期を決定することができる。また、過去の履歴情報を用いることにより、電気機器の使用中に使用状況を考慮して作業時期を決定することができる。
本開示に係る技術は、複数のＥＶを用いた宅配事業等における長期事業計画の策定に特に有用である。

Claims (8)

  1. 情報処理装置が、
    電池によって駆動される電気機器が備える前記電池の単位期間あたりの充放電量に対応する情報を示す充放電情報を取得し、
    前記電池は複数のセルを有し、
    前記充放電量は前記電池の充電量及び放電量の少なくとも一方を含み、
    前記単位期間あたりの前記充放電量に対応する情報と前記電池の劣化度との関係を示す第１関係情報を取得し、
    経過時間又は前記充放電量と前記複数のセル間に生じる電圧差との関係を示す第２関係情報を取得し、
    前記電池の劣化により発生する第１コストを示す第１コスト情報と、前記電圧差を低減させる作業に要する第２コストを示す第２コスト情報とを取得し、
    前記充放電情報、前記第１関係情報、前記第２関係情報、前記第１コスト情報、及び前記第２コスト情報に基づいて、充放電計画における前記作業を行う時期であって、前記第１コスト及び前記第２コストの合計が所定の要件を満たす時期である作業時期を決定し、
    前記作業時期を示す情報を提示装置に提示させる、
    情報処理方法。
  2. 前記充放電情報は、充放電に関する計画情報又は履歴情報である、請求項１に記載の情報処理方法。
  3. 前記電気機器は、移動体であり、
    前記充放電量に対応する情報は、前記移動体の移動距離であり、
    前記充放電情報は、前記移動体の前記単位期間あたりの移動距離を含む移動情報であり、
    前記電池は、前記移動体に搭載される移動用の電池であり、
    前記第１関係情報は、前記移動体の前記単位期間あたりの移動距離と前記電池の劣化度との関係を示し、
    前記第２関係情報は、前記経過時間又は前記移動体の移動距離と前記複数のセル間に生じる電圧差との関係を示し、
    前記充放電計画は、前記移動体の移動計画であり、
    前記作業時期は、前記移動計画において使用する前記作業を行う時期であって、前記第１コスト及び前記第２コストの合計が所定の要件を満たす時期である、
    請求項１又は２に記載の情報処理方法。
  4. 前記情報処理装置がさらに、
    前記移動情報、前記第１関係情報、前記第２関係情報、前記第１コスト情報、及び前記第２コスト情報に基づいて、移動計画において使用する前記移動体又は前記移動体に搭載される前記電池の購入、売却、又は廃棄の時期であって、前記第１コスト及び前記第２コストの合計が前記所定の要件を満たす時期である計画時期を決定し、
    前記計画時期を示す情報を前記提示装置に提示させる、
    請求項３に記載の情報処理方法。
  5. 前記第１コストは、前記劣化度が閾値以上になった前記電池又は当該電池を搭載する前記移動体の購入、売却、又は廃棄に要するコストを含む、
    請求項３又は４に記載の情報処理方法。
  6. 前記情報処理装置は、前記実施時期が到来する所定期間前に、前記実施時期を示す情報を前記提示装置に提示させる、
    請求項１～５のいずれか一つに記載の情報処理方法。
  7. 前記電気機器は、蓄電装置であり、
    前記充放電量に対応する情報は、前記蓄電装置の充放電量であり、
    前記第１関係情報は、前記蓄電装置の前記単位期間あたりの充放電量と前記電池の劣化度との関係を示し、
    前記第２関係情報は、前記経過時間又は前記蓄電装置の充放電量と前記複数のセル間に生じる電圧差との関係を示し、
    前記充放電計画は、前記蓄電装置の充放電計画であり、
    前記作業時期は、前記充放電計画において使用する前記作業を行う時期であって、前記第１コスト及び前記第２コストの合計が所定の要件を満たす時期である、
    請求項１に記載の情報処理方法。
  8. 電池によって駆動される電気機器が備える前記電池の単位期間あたりの充放電量に対応する情報を示す充放電情報を取得する第１取得部と、
    前記電池は複数のセルを有し、
    前記充放電量は前記電池の充電量及び放電量の少なくとも一方を含み、
    前記単位期間あたりの前記充放電量に対応する情報と前記電池の劣化度との関係を示す第１関係情報を取得する第２取得部と、
    経過時間又は前記充放電量と前記複数のセル間に生じる電圧差との関係を示す第２関係情報を取得する第３取得部と、
    前記電池の劣化により発生する第１コストを示す第１コスト情報と、前記電圧差を低減させる作業に要する第２コストを示す第２コスト情報とを取得する第４取得部と、
    前記充放電情報、前記第１関係情報、前記第２関係情報、前記第１コスト情報、及び前記第２コスト情報に基づいて、充放電計画における前記作業を行う時期であって、前記第１コスト及び前記第２コストの合計が所定の要件を満たす時期である作業時期を決定する決定部と、
    前記作業時期を示す情報を提示する提示部と、
    を備える、情報処理システム。
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