WO2023136323A1 - バッテリ交換システム、バッテリ交換方法、および管理装置 - Google Patents

バッテリ交換システム、バッテリ交換方法、および管理装置 Download PDF

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WO2023136323A1
WO2023136323A1 PCT/JP2023/000783 JP2023000783W WO2023136323A1 WO 2023136323 A1 WO2023136323 A1 WO 2023136323A1 JP 2023000783 W JP2023000783 W JP 2023000783W WO 2023136323 A1 WO2023136323 A1 WO 2023136323A1
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battery
user
deterioration
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batteries
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由騎 冨永
由希子 尾上
翼 内田
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本田技研工業株式会社
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    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/80—Exchanging energy storage elements, e.g. removable batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
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    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
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    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
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    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery exchange system, a battery exchange method, and a management device.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2022-003729 filed in Japan on January 13, 2022, the content of which is incorporated herein.
  • Patent Document 1 a user's attribute is set based on the degree of deterioration of the battery according to past battery usage, and the user's attribute is set based on the deterioration state of the battery distributed in the market and the future production plan of the battery. It is described that whether the battery to be lent out is a battery with advanced deterioration or a battery with not advanced deterioration according to the condition.
  • the state of deterioration of the battery is defined by the amount of decrease in full charge capacity, the amount of increase in internal resistance, etc., and the state of deterioration of the battery cannot always be properly recognized. There was a possibility that the deterioration state could not be properly controlled.
  • the battery exchange system, battery exchange method, and management device according to the present invention employ the following configuration.
  • a battery exchange system is a battery exchange system comprising a station device and a management device, wherein the station device exchanges a battery used by the user by authenticating the user; a management unit for managing user information including usage tendency of the battery by the user and including usage tendency information regarding the deterioration of the battery, and battery information including information regarding the deterioration state of the battery; a management device comprising a determination unit that determines a battery to be lent to the user from among the batteries stored in the storage device based on the user information and the battery information;
  • the user information includes positive electrode deterioration information about the deterioration state of the positive electrode of the battery and negative electrode deterioration information about the deterioration state of the negative electrode of the battery.
  • the determining unit determines the deterioration tendency of the positive electrode and the negative electrode of the battery stored in the station device, which is a candidate for lending to the user, and the user's A battery to be lent to the user is determined from among the candidate batteries based on the tendency of deterioration of the positive electrode and the negative electrode obtained from the information.
  • the battery information relates to a potential difference between the positive electrode and the negative electrode of the battery and includes first deterioration information regarding a deviation amount from the potential difference in the initial state of the battery
  • the information relates to a potential difference between a positive electrode and a negative electrode of the battery, and includes second deterioration information regarding a degree of reduction in the potential difference that has progressed due to use of the battery by the user
  • the determination unit is stored in the station device.
  • the battery to be lent to the user is determined based on the amount of deviation of the candidate battery to be lent to the user and the degree of reduction of the potential difference according to the usage tendency of the user.
  • the determination unit determines the tendency of deterioration from the initial state of the positive electrode and the negative electrode of the lending candidate battery, A battery whose degree of divergence from the tendency of deterioration of the negative electrode is equal to or greater than a predetermined value is determined as a battery to be lent to the user.
  • the determination unit determines a battery with the largest degree of divergence among the batteries serving as lending candidates as the battery to be lent to the user.
  • the determination unit determines that the lending candidate one of the batteries is determined as a battery to be lent to the user, and the display unit indicates how to use the more deteriorated electrode of the positive electrode and the negative electrode of the determined battery to suppress the progress of deterioration. to be displayed.
  • the management device limits the discharge amount of the battery or limits the charge amount of the battery when lending the battery to the user.
  • a battery replacement method is a battery replacement system comprising a station device and a management device, wherein the station device authenticates a user to replace the battery used by the user, and A management device manages user information including usage tendency information on the deterioration of the battery and battery information including information on the deterioration state of the battery, which is a usage tendency of the battery by the user, and wherein the management device manages and determining a battery to be lent to the user from among the batteries stored in the station device based on the user information and the battery information, wherein the battery information is information relating to the state of deterioration of the battery.
  • the management device determines the positive and negative electrodes of the batteries stored in the station device that are candidates for lending to the user. Based on the tendency of deterioration and the tendency of deterioration of the positive electrode and the negative electrode obtained from the user information, the battery to be lent to the user is determined from among the candidate batteries.
  • a management device is a management device in a battery exchange system including a station device that exchanges a battery used by the user by authenticating the user, wherein the battery is replaced by the user.
  • a management unit that manages user information including usage trends and information on usage trends related to the deterioration of the battery, and battery information including information on the deterioration state of the battery;
  • a determination unit that determines the battery to be lent to the user from the user based on the user information and the battery information, and the battery information is information regarding the deterioration state of the battery, and the positive electrode deterioration regarding the deterioration state of the positive electrode of the battery.
  • the determination unit determines the tendency of deterioration of the positive electrode and the negative electrode of the battery stored in the station device and is a candidate for lending to the user, and the positive electrode and the negative electrode acquired from the user information.
  • the battery to be lent to the user is determined from among the candidate batteries based on the deterioration tendency of the negative electrode.
  • the management device includes battery information including positive electrode deterioration information regarding the deterioration state of the positive electrode of the battery and negative electrode deterioration information regarding the deterioration state of the negative electrode of the battery; Degradation tendencies of the positive and negative electrodes of candidate batteries to be lent to the user and user information including information that enables identification of which of the positive and negative electrodes the usage tendency promotes deterioration.
  • battery information including positive electrode deterioration information regarding the deterioration state of the positive electrode of the battery and negative electrode deterioration information regarding the deterioration state of the negative electrode of the battery.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a life cycle of a removable battery; It is a figure which shows an example of a structure of a removable battery. It is a figure which shows an example of a structure of an electric motorcycle. It is a figure which shows an example of a structure of a battery station apparatus. It is a figure which shows an example of a structure of a management apparatus. It is a figure which shows an example of a structure of a user terminal device.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of state transition when a battery deteriorates; FIG. 4 is a diagram showing an example of a charge/discharge curve of a battery obtained by a current application test; FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a dV/dQ curve of a battery;
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a unipolar dV/dQ curve for an initial battery;
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a method of determining a battery to be rented;
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a notification screen regarding how to use the temporary battery;
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a battery exchange system 1 according to this embodiment.
  • the battery exchange system 1 includes a removable battery 100 (hereinafter referred to as “battery 100 ”), an electric motorcycle 200 , a battery station device 300 , a management device 400 and a user terminal device 500 .
  • Battery 100 is a battery that is lent to user U and used as a power source for electric motorcycle 200 .
  • the electric motorcycle 200 is an example of an application in which the user U uses the battery 100, and is driven using the battery 100 as a power source.
  • the battery station device 300 holds one or more (sometimes referred to as one or more) batteries 100 .
  • the battery station device 300 is a device that collects or lends out the battery 100 according to the user U's request.
  • the battery station device 300 charges the collected battery 100 and lends out the charged battery 100 .
  • the management device 400 is a server that manages various types of information regarding rental of the battery 100 in the battery exchange system 1 .
  • the user terminal device 500 is an information communication terminal used by the user U when using the battery station device 300 .
  • the battery exchange system 1 may include one or more battery station devices 300 .
  • Management device 400 can communicate with battery station device 300 and user terminal device 500 of user U via communication network NW.
  • User terminal device 500 can communicate with battery station device 300 and management device 400 via communication network NW.
  • the battery exchange system 1 may provide one or more batteries 100 to each of one or more users U.
  • the user U uses the user terminal device 500 to request the management device 400 to lend out the battery 100 held in a specific battery station device 300 .
  • Battery station device 300 and management device 400 execute processing for lending battery 100 to user U in response to the lending request.
  • the manager (not shown) of the battery 100 collects the battery 100 that has deteriorated from the battery station device 300 and introduces a new battery 100 into the battery station device 300 . Thereby, the distribution of the battery 100 can be managed so that the battery 100 having appropriate charge/discharge performance is distributed. Note that the form of provision of the battery 100 is not limited to rental.
  • the communication network NW may be a wired communication transmission line, a wireless communication transmission line, or a combination of a wireless communication transmission line and a wired communication transmission line.
  • the communication network NW may include a wireless packet communication network, the Internet, a P2P network, a dedicated line, a VPN, a power line communication line, a vehicle-to-vehicle communication line, a road-to-vehicle communication line, and the like.
  • the communication network NW may include (i) a mobile communication network such as a mobile phone network, (ii) a wireless MAN (eg, WiMAX (registered trademark)), a wireless LAN (eg, Wi-Fi ( (registered trademark)), Bluetooth (registered trademark), Zigbee (registered trademark), NFC (Near Field Communication), and other wireless communication networks.
  • a mobile communication network such as a mobile phone network
  • a wireless MAN eg, WiMAX (registered trademark)
  • a wireless LAN eg, Wi-Fi ( (registered trademark)
  • Bluetooth registered trademark
  • Zigbee registered trademark
  • NFC Near Field Communication
  • the battery 100 is a battery device detachably mounted on the electric motorcycle 200 .
  • the battery 100 supplies electric power to the electric motorcycle 200 mounted thereon.
  • Battery 100 is charged by battery station device 300 .
  • the user U requests the management device 400 to lend the battery 100 held in a specific battery station device 300 .
  • the user U arrives at the battery station device 300 , the user U removes the battery 100 from the electric motorcycle 200 and returns the removed battery 100 to the return space provided in the battery station device 300 .
  • the battery station device 300 prepares for the next use of the battery 100 by charging the returned battery 100 at an appropriate time.
  • the electric motorcycle 200 consumes power supplied by the battery 100 . More specifically, electric motorcycle 200 moves using power supplied by battery 100 . If battery 100 has a storage device, electric motorcycle 200 may store at least one of the travel history and operation history of electric motorcycle 200 in the storage device.
  • the battery station device 300 holds one or more batteries 100 .
  • the battery station device 300 charges each of the one or more batteries 100 .
  • the battery station device 300 acquires policy-related information from the management device 400 .
  • the policy is that when the battery 100 is provided to the user U, the battery station device 300 determines the battery 100 to be preferentially provided to the user U from among the plurality of batteries 100 held by the battery station device 300. It is a judgment criterion.
  • the battery station device 300 executes the lending process of the battery 100 in response to a request from the user U. FIG. For example, user U authentication processing, battery 100 dispensing processing, and the like are executed. In the lending process, the battery station device 300 selects, from among the plurality of batteries 100 it owns, the number of batteries 100 that matches the number requested by the user U as lending objects, according to the above policy.
  • the management device 400 manages usage of each of the one or more batteries 100 .
  • each of the one or more batteries 100 is in a lending state (for example, lendable, not lendable, on loan, etc.) and an operating state (for example, charging, discharging, waiting, etc.). ), charge state (for example, current SOC), storage state (for example, temperature, humidity, etc.), deterioration state, and the like.
  • the management device 400 determines a policy when the battery station device 300 provides the battery 100 to the user U. FIG.
  • the user terminal device 500 functions as an interface between the battery exchange system 1 and the user U.
  • the user terminal device 500 transmits various requests to the management device 400 based on user U's input. Examples of the above requests include a search request for searching for a battery station device 300 that meets specific conditions, a reservation request for reserving an arbitrary or specific battery 100 stored in a specific battery station device 300, and the like. exemplified.
  • the user terminal device 500 outputs the information received from the management device 400 .
  • the mode of information output is not limited to a specific mode.
  • the user terminal device 500 may output images and may output sounds.
  • the user terminal device 500 may be any information processing terminal capable of communicating with the battery station device 300 and the management device 400 via the communication network NW, and the details thereof are not particularly limited.
  • the user terminal device 500 may be a personal computer, or a mobile terminal such as a mobile phone, smart phone, PDA, tablet, notebook or laptop computer, or wearable computer.
  • Management device 400 determines battery 100 to be provided to user U according to user U's attribute (hereinafter referred to as "user attribute").
  • the user attribute of the user U may be an attribute related to how the battery 100 is used.
  • the user attribute related to the manner of use of the battery 100 may be the tendency of the user U to use the battery 100 .
  • the usage tendency of the battery 100 by the user U may be the progress of deterioration of the battery 100 due to the user U's past usage. Examples of how the deterioration progresses include (i) the amount of deterioration in a period having a predetermined length, and (ii) the speed at which deterioration progresses. Examples of the amount of deterioration include the amount of decrease in full charge capacity and the amount of increase in internal resistance. Examples of the rate of progress of deterioration include the rate of decrease in full charge capacity and the rate of increase in internal resistance.
  • the management device 400 determines the battery 100 to be provided to the user U from among the plurality of batteries 100 held by the battery station device 300 based on the user U's user attributes. For example, the management device 400 determines the battery 100 to be provided to the user U based on the user attribute of the user U and the state of deterioration of the battery 100 .
  • the management device 400 notifies the battery station device 300 of the battery 100 determined to be lent to the user U.
  • FIG. The battery station device 300 lends the user U the battery 100 notified from the management device 400 .
  • the management device 400 may decide to provide a relatively deteriorated battery 100 to a user U whose deterioration rate of the battery 100 is relatively high.
  • the management device 400 may decide to provide the battery 100 whose deterioration is relatively slow to the user U whose battery 100 has a relatively slow deterioration rate. This increases the number of batteries 100 collected in a specific period.
  • the management device 400 may also decide to provide the user U whose battery 100 has a relatively high rate of deterioration with the battery 100 in which the deterioration is relatively slow.
  • the management device 400 may decide to provide a relatively deteriorated battery 100 to the user U whose deterioration rate of the battery 100 is relatively low. This reduces the number of batteries 100 collected in a particular period.
  • Management device 400 determines battery 100 to be preferentially provided to user U based on the determined policy.
  • policies include a policy for increasing the number of collected batteries 100, a policy for decreasing the number of collected batteries 100, and a policy for prioritizing the charging efficiency of the batteries 100 over adjustment of deterioration of the batteries 100. be done.
  • the management device 400 determines a policy to increase the collection quantity of the batteries 100 . In this case, the management device 400 may decide to preferentially rent out the battery 100 whose deterioration is relatively progressing. In addition, the management device 400 may decide to preferentially lend the battery 100 whose deterioration is relatively progressing to the user U who uses the battery 100 in a manner that accelerates the deterioration of the battery 100 .
  • a predetermined numerical range sometimes referred to as an inventory standard
  • the management device 400 determines a policy to increase the collection quantity of the batteries 100 . In this case, the management device 400 may decide to preferentially rent out the battery 100 whose deterioration is relatively progressing. In addition, the management device 400 may decide to preferentially lend the battery 100 whose deterioration is relatively progressing to the user U who uses the battery 100 in a manner that accelerates the deterioration of the battery 100 .
  • the time when the deterioration state of battery 100, whose deterioration is relatively progressing, reaches a predetermined threshold value (sometimes referred to as a recovery criterion) can be hastened.
  • a predetermined threshold value sometimes referred to as a recovery criterion
  • the management device 400 collects the collected quantity of the batteries 100 Decide on a policy that indicates that the In this case, the management device 400 determines to preferentially rent out the batteries 100 other than the batteries 100 whose deterioration is relatively progressing. As a result, lending of the battery 100 whose deterioration is relatively progressing is suppressed.
  • the management device 400 may decide to preferentially lend the battery 100 whose deterioration is relatively progressing to the user U who uses the battery 100 in a manner that suppresses the deterioration of the battery 100 . As a result, it is possible to delay the time when the deterioration state of battery 100, whose deterioration is relatively progressing, reaches the recovery standard. As a result, the number of batteries 100 collected in a particular period decreases.
  • the number of batteries 100 to be collected can be adjusted according to the production quantity or inventory quantity of the batteries 100 . Since it is technically or economically difficult to rapidly increase or decrease the production quantity of the batteries 100, the stock of the batteries 100 is generally kept relatively large to cope with the increase or decrease in the collection quantity of the batteries 100. can be considered. In contrast, according to the present embodiment, when the production quantity or the inventory quantity of the batteries 100 decreases, the batteries 100 are rented out so that the progress of deterioration of the batteries 100 that are relatively progressing in deterioration is suppressed. is adjusted.
  • the rental of the battery 100 is adjusted so that the progress of deterioration of the battery 100, which is relatively deteriorated, is accelerated. As a result, the inventory quantity of batteries 100 can be maintained at a relatively low level.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the life cycle of the battery 100.
  • FIG. A plurality of batteries 100 are distributed in the market.
  • a commercially available battery 100 gradually deteriorates while being charged by the battery station device 300 or being used in the electric motorcycle 200 .
  • the battery 100A whose deterioration state has reached the recovery standard is recovered from the market and then used for secondary use or recycled.
  • batteries 100A whose deterioration state reaches the collection standard are collected from the market and the quantity of batteries 100 distributed in the market decreases, batteries 100B or inventory 100C of batteries 100 produced in a predetermined period are replenished.
  • the battery 100 to be lent to the user U can be determined based on the user attribute of the user U regarding the mode of use of the battery 100. Therefore, the production quantity of the battery 100 or The collection quantity of the batteries 100 can be adjusted according to the inventory quantity. As a result, for example, the occurrence of significant inventory shortages can be suppressed, and the increase in storage costs associated with an increase in surplus inventory can be suppressed. Also, the amount of computer calculation used for production control or inventory control can be reduced. Furthermore, deterioration of battery 100 due to prolonged inventory period can be suppressed.
  • indicators of battery deterioration are defined by the amount of decrease in full charge capacity, the amount of increase in internal resistance, and the like. It is possible that the state of deterioration of the battery cannot be properly controlled. Therefore, when the battery exchange system 1 of the present embodiment determines the battery 100 to be lent to the user U based on the user attributes of the user U, the deterioration state of the battery 100 and the tendency of the user U to use the battery 100 are It is configured to recognize each of the positive and negative electrodes of 100 and determine the battery 100 to lend to the user U based on the recognition result. The configuration of the battery exchange system 1 that implements such functions will be described in more detail below.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of battery 100.
  • Battery 100 includes, for example, power storage unit 120 , BMU 130 , and connection unit 140 .
  • BMU 130 includes, for example, measurement sensor 131 and storage unit 132 .
  • the power storage unit 120 is, for example, an assembled battery in which a plurality of cells are connected in series.
  • a single battery that constitutes the power storage unit 120 is a secondary battery that can be repeatedly charged and discharged, such as a lithium-ion battery (LIB), a nickel-metal hydride battery, or an all-solid-state battery.
  • LIB lithium-ion battery
  • a nickel-metal hydride battery or an all-solid-state battery.
  • the secondary battery that constitutes power storage unit 120 for example, in addition to a lead-acid battery and a sodium ion battery, a capacitor such as an electric double layer capacitor, or a composite battery that combines a secondary battery and a capacitor can be considered.
  • the configuration of the secondary battery that constitutes power storage unit 120 is not particularly limited.
  • BMU 130 performs control of charging and discharging of power storage unit 120, cell balancing, detection of abnormality in power storage unit 120, derivation of cell temperature of power storage unit 120, derivation of charge/discharge current of power storage unit 120, estimation of SOC of power storage unit 120, and the like. I do.
  • BMU 130 causes storage unit 132 to store the measurement result of measurement sensor 131 and the abnormality or failure of power storage unit 120 grasped based on the measurement result as battery state information.
  • Measurement sensor 131 is a voltage sensor, a current sensor, a temperature sensor, or the like for measuring the state of charge of power storage unit 120 .
  • the measurement sensor 131 outputs measurement results such as measured voltage, current, and temperature to the BMU 130 .
  • a battery 100 that is not electrically operating may be defined as a battery 100 for which a predetermined period of time or more has elapsed since the previous operation end time.
  • a battery 100 other than the battery 100 defined as such may be defined as an electrically operating battery 100 .
  • the electrically operating state may be defined as, for example, either the state in which the battery 100 is charged or the state in which the battery 100 is discharged.
  • the BUM 130 may record, in the storage unit 132, information that associates measured values with measurement times as the measurement results of the measurement sensor 131, or stores information that associates measured values with measurement frequencies (a so-called histogram). You may record in the memory
  • the storage unit 132 includes non-volatile storage devices such as HDDs (Hard Disk Drives), SSDs (Solid State Drives), and flash memories. Storage unit 132 stores the battery state information described above. Storage unit 132 may store identification information (battery ID) assigned to battery 100 . Connecting portion 140 is electrically connected to battery connecting portion 210 of electric motorcycle 200 when battery 100 is attached to electric motorcycle 200 . In this state, the battery 100 supplies the electric power stored in the power storage unit 120 to the electric motor of the electric motorcycle 200 .
  • HDDs Hard Disk Drives
  • SSDs Solid State Drives
  • flash memories storage unit 132 stores the battery state information described above.
  • Storage unit 132 may store identification information (battery ID) assigned to battery 100 .
  • Connecting portion 140 is electrically connected to battery connecting portion 210 of electric motorcycle 200 when battery 100 is attached to electric motorcycle 200 . In this state, the battery 100 supplies the electric power stored in the power storage unit 120 to the electric motor of the electric motorcycle 200 .
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of the electric motorcycle 200.
  • Electric motorcycle 200 runs with the driving force of an electric motor that is driven by electric power supplied from battery 100 .
  • the electric motorcycle 200 may be a hybrid electric vehicle that travels with a driving force obtained by combining the battery 100 and an internal combustion engine such as a diesel engine or a gasoline engine.
  • the electric motorcycle 200 includes, for example, a battery connection section 210, a vehicle control section 220, a driving force output device 230, a vehicle sensor 18, an HMI (Human Machine Interface) 20, and a GNSS (Global Navigation Satellite System) receiver. 22 and.
  • HMI Human Machine Interface
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • the battery connection part 210 is electrically connected to the battery 100 when the battery 100 is attached to the electric motorcycle 200 .
  • Battery connection unit 210 includes a connection terminal for a power line that receives power from battery 100, a connection terminal for a communication line that performs data communication between battery 100 and vehicle control unit 220, and the like.
  • the vehicle control unit 220 acquires measurement results from the vehicle sensor 18, acquires various information (for example, SOC, DOD, etc.) related to the power storage unit 120 from the BMU (Battery Management Unit) 110 included in the battery 100, and acquires the GNSS receiver 22 The position of the electric motorcycle 200 is acquired from the . Vehicle control unit 220 controls driving force output device 230 based on the acquired data. The vehicle control section 220 may transmit the position information of the electric motorcycle 200 acquired from the GNSS receiver 22 to the battery 100 via the battery connection section 210 .
  • various information for example, SOC, DOD, etc.
  • Vehicle control unit 220 also acquires information (hereinafter referred to as “restriction information”) regarding usage restrictions of battery 100 from battery 100 attached to electric motorcycle 200, and controls use of battery 100 based on the restriction information. It has the function of restricting. Restrictions on the use of battery 100 will be described later.
  • the driving force output device 230 includes, for example, an electric motor, an inverter, and an ECU (Electronic Control Unit) that controls the inverter.
  • the ECU controls the electric power supplied from the battery 100 to the electric motor, for example, by controlling the inverter.
  • Vehicle sensors 18 include a speed sensor, an acceleration sensor, a rotational speed sensor, an odometer, and various other sensors mounted on electric motorcycle 200 . Vehicle sensor 18 outputs the measurement result to vehicle control unit 220 .
  • the HMI 20 outputs various types of information to the user of the electric motorcycle 200 and accepts input operations by the user.
  • the HMI 20 includes, for example, various display devices such as a HUD (Head Up Display) and a meter display (a touch panel may be used), a speaker, and the like.
  • the GNSS receiver 22 measures the position of the electric motorcycle 200, for example, based on radio waves coming from GNSS satellites (GPS (Global Positioning System) satellites, etc.).
  • GPS Global Positioning System
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of the battery station device 300.
  • the battery station device 300 includes an operation section 301 , one or more charging units 320 and a control section 340 .
  • Each of the one or more charging units 320 includes a battery compartment 322 , a metering device 324 and a charging circuit 326 .
  • the operation unit 301 is an input interface for operating the battery station device 300 .
  • the operation unit 301 includes, for example, a display device such as a touch panel or a liquid crystal display, and an input device such as a trackball, switches, and buttons.
  • the operation unit 301 outputs information on the input operation to the control unit 340 and displays information output by the control unit 340 .
  • the charging unit 320 charges the battery 100 .
  • a single charging unit 320 may charge a single battery 100 , and a single charging unit 320 may charge multiple batteries 100 .
  • Battery housing chamber 322 houses battery 100 .
  • the measuring device 324 measures various physical quantities related to the battery 100 housed in the battery housing chamber 322 . For example, the measuring device 324 measures the voltage of the battery 100 described above. Measuring device 324 may measure at least one of the charging current and discharging current of battery 100 described above.
  • Charging circuit 326 supplies power to battery 100 to charge battery 100 .
  • the control unit 340 controls the operation of the battery station device 300.
  • the control unit 340 may control the operation of the battery station device 300 using information acquired from the management device 400, or control the operation of the battery station device 300 based on instructions from the management device 400.
  • You may
  • the control unit 340 includes, for example, a communication control unit 342, a charge/discharge control unit 344, a rental management unit 346, and a storage unit 348.
  • the communication control unit 342 controls communication between the battery station device 300 and external devices. At least one of the battery 100, the management device 400, and the user terminal device 500 is exemplified as the external device.
  • the communication control section 342 may be a communication interface.
  • the communication control unit 342 may be compatible with one or more types of communication methods.
  • the charging/discharging control section 344 controls charging/discharging of the battery 100 by each of the one or more charging units 320 .
  • the charge/discharge control unit 344 controls charging of the battery 100 by controlling the charging circuit 326 .
  • the charge/discharge control unit 344 may control discharge of the battery 100 by controlling a discharge circuit (not shown).
  • the charge/discharge control unit 344 controls, for example, the timing to start charging or discharging the one or more batteries 100, the timing to end the charging or discharging, the charging speed or the discharging speed, and the like.
  • the charging/discharging control section 344 may control the charging operation of at least part of the one or more charging units 320 according to instructions from the rental management section 346 .
  • the rental management unit 346 manages rental of the battery 100 in the battery station device 300 .
  • the lending management unit 346 inquires of the management device 400 which of the one or more batteries 100 held in the battery station device 300 is the battery 100 to be lent to the user U who wishes to borrow it. 100 is lent to the user U concerned.
  • the lending management unit 346 reserves the battery 100 so that the battery 100 is rented according to information (sometimes referred to as reservation information) regarding reservation of one or more batteries 100 held in the battery station device 300. You can manage charging.
  • the reservation information includes, for example, the identification information of the user U who has reserved the battery 100 by the management device 400, the time the user U wishes to rent, the number of the batteries 100 the user U wishes to rent, and the battery 100 is managed as information in which conditions desired by the user U are associated with the state of charge of the battery.
  • the rental management unit 346 may manage the state of one or more batteries 100 stored in the battery station device 300. For example, the rental management unit 346 manages at least one of the operation state, charge state, storage state, and deterioration state of the battery 100 described above. The rental management unit 346 may manage the state of one or more batteries 100 based on the measurement result of the measuring device 324 . The rental manager 346 may detect an abnormality or defect in the battery 100 .
  • the storage unit 348 includes, for example, non-volatile storage devices such as HDD, SSD, and flash memory.
  • the storage unit 348 is used as a storage area for various types of information regarding the operation of the battery station device 300 .
  • the storage unit 348 stores information in which time is associated with the measurement result of the measuring device 324 at that time.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the system configuration of the management device 400.
  • the management device 400 includes, for example, a storage unit 410, a state monitoring unit 420, a distribution management unit 430, a battery management unit 440, a request processing unit 450, a priority determination unit 460, a lending object determination unit 470, and a use restriction unit 480 .
  • These components are implemented by executing a program (software) by a hardware processor such as a CPU (Central Processing Unit). Some or all of these components are hardware (circuit part; circuitry) or by cooperation of software and hardware.
  • the program may be stored in advance in a storage device (storage device with a non-transitory storage medium) such as an HDD, SSD, or flash memory, or may be stored in a removable storage medium such as a DVD or CD-ROM (non-transitory storage medium). temporary storage medium), and may be installed by mounting the storage medium in the drive device.
  • a storage device storage device with a non-transitory storage medium
  • a removable storage medium such as a DVD or CD-ROM (non-transitory storage medium).
  • temporary storage medium may be installed by mounting the storage medium in the drive device.
  • the storage unit 410 includes, for example, non-volatile storage devices such as HDD, SSD, and flash memory.
  • the storage unit 410 is used as a storage area for various types of information regarding the operation of the management device 400 .
  • the storage unit 410 stores battery information 412, station information 414, and user information 416, for example.
  • the battery information 412 includes various types of information about each of the batteries 100 to be managed.
  • the battery information 412 includes, for each battery, information indicating the amount of power stored by that battery.
  • the information indicating the amount of power stored in the battery may be the SOC value of the battery.
  • the battery information 412 also includes information indicating the progress of deterioration of each battery.
  • the information indicating the progress of deterioration of the battery may be an arbitrary index value indicating the deterioration state of the battery.
  • the station information 414 includes various information about each of the battery station devices 300 to be managed.
  • the station information 414 includes, for each battery station, identification information for each of the one or more batteries 100 held by that battery station.
  • User information 416 includes various information about user U.
  • the user information 416 includes information indicating user attributes of each user. More specifically, the user information 416 may include, for each user, information indicating the progress of deterioration of the battery 100 due to past usage by the user.
  • the information indicating the progress of deterioration of the battery 100 due to past use by each user may be any information indicating the degree of deterioration that progressed during the period when each user used any battery 100. is not particularly limited.
  • the information indicating the progress of deterioration of battery 100 due to past use by each user may be information indicating a difference in the index of deterioration of battery 100 before and after use of battery 100 by the user.
  • the state monitoring unit 420 monitors each battery station device 300 to be managed. State monitoring unit 420 acquires information about the state of battery station device 300 from each of battery station devices 300 to be managed, and manages the acquired information as station information 414 . State monitoring unit 420 monitors each battery 100 to be managed. For example, the state monitoring unit 420 acquires information about the state of the battery 100 stored in the battery station device 300 from each of the battery station devices 300 to be managed, and manages the acquired information as the battery information 412 . The state monitoring unit 420 monitors the user's state. For example, the state monitoring unit 420 acquires user information from the user terminal device 500 and manages the acquired information as the user information 416 .
  • the distribution management unit 430 manages distribution of the battery 100 .
  • the distribution management unit 430 manages the number of batteries 100 distributed in the market.
  • the distribution manager 430 may manage production of the battery 100 .
  • the distribution management unit 430 includes, for example, a user attribute determination unit 432, a production management unit 434, and a policy determination unit 436.
  • the user attribute determination unit 432 determines user attributes of each of one or more users U.
  • FIG. For example, the user attribute determination unit 432 determines the user attribute related to the usage mode of the battery 100 for each user based on the past usage record of each user.
  • the user attribute determination unit 432 may determine the user attribute of the user U based on the progress of deterioration of the battery 100 due to the use of the user U.
  • Examples of how the deterioration progresses include (i) the amount of deterioration in a period having a predetermined length, and (ii) the speed at which deterioration progresses.
  • Examples of the amount of deterioration include the amount of decrease in full charge capacity and the amount of increase in internal resistance.
  • Examples of the rate of progress of deterioration include the rate of decrease in full charge capacity and the rate of increase in internal resistance.
  • the user attribute determination unit 432 determines the deterioration state before the user U uses the battery 100 and the deterioration state after the user U uses the battery 100. .
  • User attribute determination unit 432 determines the amount of change in the state of deterioration of battery 100 based on the state of deterioration before user U uses battery 100 and the state of deterioration after user U uses battery 100 .
  • User attribute determination unit 432 classifies each user into a plurality of categories based on the amount of change in the state of deterioration of battery 100 . As a result, the user attributes related to the manner in which the battery 100 is used by each user are determined.
  • the user attribute determining unit 432 acquires information regarding the state of the battery 100 for each user U during the battery 100 rental period.
  • the state of the battery 100 include the output of the battery 100, the SOC of the battery 100, the DOD of the battery 100, the temperature of the battery 100, and the like.
  • User attribute determination unit 432 may estimate the deterioration state of battery 100 based on the state of battery 100 . For example, when at least one of the SOC and temperature of battery 100 is within a predetermined numerical range, user attribute determination unit 432 determines the length or appearance of a period in which the output of battery 100 exceeds a predetermined threshold value. Calculate frequency.
  • User attribute determination unit 432 estimates the deterioration state of battery 100 based on the length of the period or the appearance frequency. User attribute determination unit 432 classifies each user into a plurality of categories based on the estimated deterioration state of battery 100 . As a result, the user attributes related to the manner in which the battery 100 is used by each user are determined.
  • the production management unit 434 manages the production of the battery 100.
  • the production management unit 434 creates a production plan for the battery 100.
  • the production plan for battery 100 is information in which information indicating a period is associated with information indicating the production quantity of battery 100 in that period.
  • the production management unit 434 can create a production plan for the battery 100 based on statistical information on the state of deterioration of the batteries 100 distributed on the market.
  • the production control unit 434 prepares a production plan for the battery 100 based on the statistical information on the state of deterioration of the batteries 100 distributed in the market. can be fed back to
  • the policy determination unit 436 determines the policy. As described above, the policies include a policy for increasing the number of collected batteries 100, a policy for decreasing the number of collected batteries 100, and a policy for prioritizing charging efficiency of batteries 100 over adjustment of deterioration of batteries 100. A policy etc. are illustrated. More specifically, policy determination unit 436 determines the policy based on the production quantity, inventory quantity, collection quantity, and the like of battery 100 .
  • the policy determination unit 436 acquires information indicating the production plan for the battery 100 from the production management unit 434. Thereby, policy determination unit 436 can acquire information indicating the production quantity or inventory quantity of battery 100 . In addition, the policy determination unit 436 acquires information indicating the state of deterioration of the batteries 100 on the market from the battery management unit 440 . The policy determination unit 436 can estimate the collection quantity of the batteries 100 based on the state of deterioration of the batteries 100 distributed on the market.
  • the battery management unit 440 manages one or more batteries 100.
  • Battery management unit 440 manages, for example, at least one of the operation state, charge state, storage state, and deterioration state of battery 100 to be managed.
  • the battery management unit 440 receives from each of the battery station devices 300 to be managed information on at least one of the operation state, charge state, storage state, and deterioration state of the battery 100 stored in the battery station device 300. get.
  • the battery management unit 440 acquires, for example, information indicating the amount of electric power accumulated in each of the one or more batteries 100 held by the battery station device 300 .
  • Battery management unit 440 may acquire information indicating the SOC of each of the one or more batteries 100 described above.
  • the battery management unit 440 accumulates various types of information about the state of the battery 100 acquired in this way as the battery information 412 .
  • the request processing unit 450 receives various requests from the user U to the battery exchange system 1 from the user terminal device 500, processes the received requests, and supplies the processing results to the requesting user terminal device 500.
  • the above requests include a search request for searching for a battery station device 300 that meets a specific condition, and a search request for reserving any or a specific battery 100 stored in a specific battery station device 300.
  • a reservation request is exemplified.
  • the priority determination unit 460 determines the priority of each of the batteries 100 held by the battery station device 300 in terms of whether the battery is to be rented or charged.
  • the priority in which the battery 100 is to be lent may be whether the battery 100 is lent or not, or may be the degree of priority regarding the lent of the battery 100 .
  • the priority of the battery 100 to be charged may be whether or not the battery 100 can be charged, or the priority regarding the charging of the battery 100 .
  • the above priority may be indicated by continuous numerical values, or may be indicated by gradual divisions.
  • the priority of battery 100 to be rented may be the same as the priority of battery 100 to be charged.
  • the priority determining unit 460 may determine the priority of each of the batteries 100 based on the policy determined by the policy determining unit 436.
  • the priority determination unit 460 determines, for example, to preferentially rent the batteries 100 that are relatively deteriorated. In this case, the priority of the plurality of batteries 100 is determined so that the battery 100 with more advanced deterioration has a higher priority.
  • the priority determining unit 460 may determine to preferentially lend the battery 100 whose deterioration is relatively progressing to the user U who uses the battery 100 in a manner that accelerates the deterioration of the battery 100 .
  • the priority determination unit 460 determines the priority of the plurality of batteries 100 based on the user attributes of the user U who requests the lending of the batteries 100 .
  • the priority order determination unit 460 selects the plurality of batteries 100 so that the battery 100 with more advanced deterioration has a higher priority order. Determine your priorities.
  • the priority determination unit 460 selects a plurality of batteries such that the battery 100 with more advanced deterioration has a lower priority. Determine 100 priorities.
  • the priority determination unit 460 preferentially prioritizes the batteries 100 other than the batteries 100 whose deterioration is relatively progressing, for example. Decide to rent. In this case, the priority of the plurality of batteries 100 is determined so that the battery 100 with more advanced deterioration has a lower priority.
  • the priority order determination unit 460 may determine to preferentially lend the battery 100 whose deterioration is relatively progressing to the user U who uses the battery 100 in such a manner that the deterioration of the battery 100 is suppressed.
  • the priority determination unit 460 determines the priority of the plurality of batteries 100 based on the user attributes of the user U who requests the lending of the batteries 100 .
  • the priority determination unit 460 selects the plurality of batteries 100 so that the battery 100 with more advanced deterioration has a lower priority. Determine your priorities.
  • the priority determining unit 460 selects a plurality of batteries such that the battery 100 with more advanced deterioration has a higher priority. Determine 100 priorities.
  • priority determination unit 460 sets the charging efficiency so that it is higher than a predetermined value.
  • the priority of the batteries 100 may be determined.
  • Priority determining unit 460 may determine the priority of batteries 100 such that the total charging time or charging cost is less than a predetermined value.
  • the lending object determining unit 470 selects a battery 100 to be provided to a specific user U from among the one or more batteries 100 housed in the battery housing chambers 322 of the one or more charging units 320 in response to a request from the user U. decide.
  • the lending target determination unit 470 may determine the lending target battery 100 from among the plurality of batteries 100 held in the battery station device 300 .
  • the lending object determination unit 470 accesses the user information 416 and acquires information indicating user U's user attributes.
  • the lending object determination unit 470 extracts the batteries 100 to be provided to the user U from among the plurality of batteries 100 held by the battery station device 300 based on the user U's user attributes. Accordingly, the lending object determination unit 470 can determine the battery 100 to be provided to the user U from among the plurality of batteries 100 in response to a request from the user U.
  • rental object determination unit 470 determines, among the plurality of batteries 100, The most deteriorated battery 100 is extracted as the battery 100 provided to the user U.
  • rental object determination unit 470 determines, among the plurality of batteries 100, The most deteriorated battery 100 is extracted as the battery 100 provided to the user U.
  • the lending object determination unit 470 may extract the batteries 100 to be provided to the user U from among the batteries 100 whose deterioration state does not meet the collection criteria. For example, the lending object determination unit 470 may access the battery information 412 and acquire information indicating the deterioration state of each of the plurality of batteries 100 held by the battery station device 300 . The lending object determination unit 470 extracts the batteries 100 to be provided to the user U from among the plurality of batteries 100 described above whose deterioration state is within a range that can be provided to the user U. This suppresses the extraction of the battery 100 whose deterioration state exceeds the recovery standard. At this time, the lending object determining unit 470 may determine the battery 100 to be rented in consideration of the priority determined by the priority determining unit 460 . The lending object determination unit 470 may preferentially select the battery 100 having a higher priority as a lending object.
  • the priority determining unit 460 The priority of a plurality of batteries 100 is determined so that the battery 100 that is progressing has a higher priority.
  • the rental object determination unit 470 extracts the battery 100 provided to the user U according to the priority determined by the priority determination unit 460, the deterioration state is worse than the predetermined second criterion.
  • the battery 100 is more likely to be extracted as the battery 100 provided to the user U.
  • the priority order determination unit 460 determines that the deterioration progresses.
  • the priority order of the plurality of batteries 100 is determined so that the battery 100 having the higher priority has a lower priority order.
  • the rental object determination unit 470 extracts the battery 100 provided to the user U according to the priority determined by the priority determination unit 460, the deterioration state is worse than the predetermined second criterion.
  • the battery 100 is less likely to be extracted as the battery 100 provided to the user U.
  • the lending object determination unit 470 accesses the production control unit 434 of the control device 400, for example, and determines at least one of the production plan of the battery 100, the current value of the inventory quantity, and the predicted value of the inventory quantity. Get information indicating If at least one of the production plan of the battery 100, the current value of the inventory quantity, and the predicted value of the inventory quantity satisfies a predetermined condition, the lending object determination unit 470 determines the priority determined by the priority determination unit 460. , the battery 100 to be rented may be determined.
  • the lending object determination unit 470 determines the priority determined by the priority determination unit 460.
  • the battery 100 to be rented may be determined without considering .
  • the predetermined condition examples include a condition that the value is within a predetermined numerical range, a condition that the value is outside the predetermined numerical range, and the like.
  • the above numerical range only the upper limit may be defined, only the lower limit may be defined, or both the upper limit and the lower limit may be defined.
  • the rental object determining unit 470 determines that the deterioration state of the battery 100 is the predetermined deterioration state.
  • a battery 100 that has deteriorated more than two standards is determined as a lending target. As a result, lending processing according to the policy is realized.
  • the details of the battery exchange system 1 have been described by taking as an example the case of determining the battery 100 to be rented.
  • the battery exchange system 1 is not limited to this embodiment.
  • the battery exchange system 1 may determine the battery 100 to be provided to the user U based on at least one of the production plan for the battery 100, the current value of the inventory quantity, and the predicted value of the inventory quantity.
  • the rental object determination unit 470 determines the battery 100 to be provided to the user U based on at least one of the production plan of the battery 100, the current value of the inventory quantity, and the predicted value of the inventory quantity.
  • the priority determination unit 460 determines the priority of the batteries 100 to be provided to the user U based on at least one of the production plan of the batteries 100, the current value of the inventory quantity, and the predicted value of the inventory quantity. good.
  • the usage restriction unit 480 restricts usage of the battery 100 . More specifically, the use restriction unit 480 determines the most recent first user attribute among the user attributes (including usage trends) determined for the user U by the user attribute determination unit 432, and the first user attribute is compared with a second user attribute determined before the battery station device 300, and if the degree of divergence between the usage tendency according to the first user attribute and the usage tendency according to the second user attribute is greater than a predetermined threshold, the battery station device 300 When lending out the battery 100 to the user U, this command instructs the battery station device 300 to record restriction information regarding the usage restriction of the battery in the storage unit 132 of the battery 100 to be lent.
  • the restriction information includes output restriction information for restricting the output (discharge amount) of the battery, charging restriction information for restricting the charge amount of the battery, and the like.
  • the restriction information recorded in the storage unit 132 of the battery 100 is read by the electric motorcycle 200 to which the battery is mounted, and the vehicle control unit 220 restricts the use of the battery 100 based on the read restriction information. .
  • the usage restriction based on the usage tendency of the user U may be implemented in combination with the usage restriction based on the degree of deterioration of the battery 100 (hereinafter referred to as "normal usage restriction").
  • usage restrictions based on usage trends do not necessarily have to be tightened, and may be loosened as necessary. For example, if a policy is determined to promote the deterioration of the battery 100 lent to the user U for the purpose of controlling the degree of deterioration of the battery 100 distributed in the market, the usage restriction unit 480 further relaxes the restriction. Usage restrictions may be applied based on usage trends. For example, when the rental target determination unit 470 selects a user U who is likely to promote deterioration according to the above policy, the usage restriction unit 480 further relaxes the restrictions on the user U. Use restrictions may be imposed based on
  • the use restriction unit 480 may impose usage restrictions based on usage trends in the direction of stricter restrictions.
  • the usage restriction unit 480 imposes usage restrictions based on usage trends on the user U selected by the rental object determination unit 470 as having a high possibility of suppressing deterioration according to the above policy, in the direction of tightening the restrictions.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of the user terminal device 500.
  • the user terminal device 500 includes a storage unit 510, an input unit 520, a display unit 530, and a control unit 540, for example.
  • These components are implemented by, for example, a hardware processor such as a CPU executing a program (software). Some or all of these components may be realized by hardware (including circuitry) such as LSI, ASIC, FPGA, GPU, etc., or by cooperation of software and hardware. good too.
  • the program may be stored in advance in a storage device (storage device with a non-transitory storage medium) such as an HDD, SSD, or flash memory, or may be stored in a removable storage medium such as a DVD or CD-ROM (non-transitory storage medium). temporary storage medium), and may be installed by mounting the storage medium in the drive device.
  • a storage device storage device with a non-transitory storage medium
  • a removable storage medium such as a DVD or CD-ROM (non-transitory storage medium).
  • temporary storage medium may be installed by mounting the storage medium in the drive device.
  • the storage unit 510 includes, for example, non-volatile storage devices such as HDD, SSD, and flash memory.
  • the storage unit 510 is used as a storage area for various types of information regarding the operation of the user terminal device 500 .
  • the storage unit 510 stores, for example, an application program (hereinafter referred to as a “request application”) AP used by the user U to transmit various requests regarding the lending of the battery 100 to the management device 400 .
  • an application program hereinafter referred to as a “request application”
  • the input unit 520 includes input devices such as a mouse, keyboard, and touch panel.
  • the input unit 520 receives input of various operations by the user U, converts the input operation into an electric signal, and outputs the electric signal to the control unit 540 .
  • the input unit 520 may include a voice input device such as a microphone, and may be configured to receive an operation input by voice input.
  • the input unit 520 may be configured integrally with the display unit 530 .
  • the input unit 520 is not limited to an input device configured as part of the user terminal device 500 .
  • the input unit 520 may be configured as an input interface for inputting electrical signals indicating operations on the user terminal device 500 from an external device configured separately from the user terminal device 500 .
  • the display unit 530 is configured using a display device such as a CRT (Cathode Ray Tube) display, liquid crystal display, or organic EL display.
  • a display device such as a CRT (Cathode Ray Tube) display, liquid crystal display, or organic EL display.
  • the display unit 530 may be configured as an interface that connects these display devices to its own device. For example, the display unit 530 displays the screen of the requesting application.
  • the control unit 540 controls the operation of each unit of the user terminal device 500.
  • the controller 540 includes, for example, a requester 541 and a display controller 543 .
  • the display control unit 543 is configured by the control unit 540 executing the request application.
  • the request unit 541 makes various requests to the management device 400 according to the user U's operation. As described above, the various requests include a request to search for a battery station device 300 that matches a specific condition, and a request to reserve the rental of any or a specific battery 100 stored in a specific battery station device 300. is exemplified.
  • the request unit 541 receives a request through various interfaces arranged on the screen of the request application, transmits the request to the management device 400 , and receives the processing result regarding the request from the management device 400 .
  • the display control unit 543 executes display control processing for controlling the screen display of the requesting application.
  • the display control process includes a process of performing screen transitions and screen updates accompanying the operation of the requesting application, a process of recognizing the operation content of the screen and cooperating with the request unit 541, and the like.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of state transition when the battery deteriorates.
  • graph G10 shows the state of the positive electrode potential and the negative electrode potential of the battery in the initial state
  • graph G11 shows the state of the battery with deteriorated positive electrode capacity (state A)
  • graph G12 shows the state of the battery with deteriorated negative electrode capacity.
  • a first state (state B) is shown
  • a graph G13 shows a second state (state C) of the battery in which the negative electrode capacity has deteriorated.
  • the battery in the initial state has a potential difference OCVmax [V] between the positive electrode and the negative electrode when the reference capacity is 0.0 [Ah], and the reference capacity is 5.0 [Ah]. ], the potential difference OCVmin [V] is obtained.
  • Graph G11 shows that when the battery in the initial state is energized (charged and discharged), the positive electrode capacity deteriorates with the lapse of time (increase in the amount of energization). Specifically, in this case, as shown in graph G11, the potential curve of the positive electrode is scaled down to the low capacity side, and the reference capacity at which the necessary potential difference is obtained shifts to the low capacity side.
  • OCVmax and OCVmin are specified by the manufacturer of the battery or the manufacturer of the battery exchange system 1, for example.
  • the graph G12 shows that when the battery in the initial state is energized in the low SOC state, the negative electrode capacity deteriorates over time. Specifically, in this case, as shown in graph G12, the potential curve of the negative electrode is scaled down to the low capacity side, and the reference capacity at which the necessary potential difference is obtained shifts to the low capacity side. Further, the graph G13 shows that when the battery in the initial state is energized in the high SOC state, the negative electrode capacity deteriorates over time. Specifically, in this case, as shown in graph G13, the potential curve of the negative electrode shifts to the low capacity side (substantially parallel shift), and the reference capacity at which the required potential difference is obtained shifts to the low capacity side.
  • the state monitoring unit 420 of the management device 400 monitors deterioration of each battery 100 by monitoring changes in such potential curves.
  • FIG. 9 to 11 are diagrams explaining an example of a method for the state monitoring unit 420 to detect the state of deterioration of the battery 100.
  • FIG. FIG. 9 shows an example of a charge/discharge curve obtained by conducting an energization test for detecting the state of deterioration of the battery 100 to be detected. More specifically, the graph of FIG. 9 plots the voltage measured when charging/discharging the target battery 100 at an extremely low current (generally 0.05 CA) as the reference capacity. is obtained by plotting against This energization test may be performed, for example, by the battery station device 300 on the battery 100 held by the battery station device 300, or by the electric motorcycle 200 on the battery 100 attached to the electric motorcycle 200. may be done.
  • the electric motorcycle 200 may record the result of the energization test in the storage section 132 of the battery 100 .
  • the battery station device 300 may transmit the result of the power test performed by itself to the management device 400 , or may read the result of the power test recorded in the battery 100 and transmit it to the management device 400 .
  • FIG. 10 shows the amount of change in voltage with respect to the change in reference capacity for the battery 100 to be detected.
  • the change in reference capacitance is dV/dAh, commonly expressed as dV/dQ.
  • the dV/dQ curve shown in FIG. 10 is obtained by calculating the differential value of the voltage of the charge/discharge curve in FIG. 9 with respect to the reference capacity.
  • state monitoring unit 420 generates a dV/dQ curve (hereinafter referred to as “test dV/dQ curve”) as shown in FIG.
  • the state monitoring unit 420 compares the generated test dV/dQ curve with the dV/dQ curve acquired in the initial state of the battery 100 to determine how much the current battery 100 has deteriorated from the initial state. can be detected.
  • peaks from P11 to P13 are seen in the dV/dQ curve in the initial state, and peaks from P21 to P23 are seen in the dV/dQ curve during testing.
  • the peaks P11 and P21 are due to the characteristics of the positive electrode
  • the peaks P12, P13, P22 and P23 are due to the characteristics of the negative electrode.
  • the distance Gr1 between the negative electrode-derived peaks P12 and P13 in the initial state is scaled down to the distance Gr2 between the negative electrode-derived peaks P22 and P23 during the test.
  • the state monitoring unit 420 can obtain the degree of deterioration of the negative electrode by calculating a value Gr2/Gr1 indicating the degree of scale-down, for example.
  • the degree of deterioration of the positive electrode cannot be estimated because only one peak exists for the positive electrode in the initial state and during the test, but when multiple peaks derived from the positive electrode are detected, The degree of deterioration of the positive electrode can be estimated in the same manner as for the negative electrode.
  • the voltage measured by the current test is the potential difference between the positive electrode and the negative electrode of the battery 100, so even if this is differentiated to obtain the dV/dQ curve (see FIG. 10), that is all. cannot determine whether each peak is due to the characteristics of the positive electrode or the negative electrode. Therefore, in the management device 400 of the present embodiment, the state monitoring unit 420 detects the peak of the test V/dQ curve as each dV/dQ curve (hereinafter referred to as (referred to as "initial unipolar dV/dQ curve”)), it is determined whether the peak of the test V/dQ curve is derived from the positive electrode or the negative electrode.
  • initial unipolar dV/dQ curve the peak of the test V/dQ curve
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of initial unipolar dV/dQ curves of the positive and negative electrodes obtained in advance for the battery 100 to be detected. It is assumed that the management device 400 stores in advance information indicating the initial unipolar dV/dQ curve acquired for each battery 100 as the battery information 412 .
  • P31, P32, P41, and P42 are shown as peaks that enable individual recognition of the peaks derived from the positive electrode and the peaks derived from the negative electrode in the dV/dQ curve during the test.
  • P31 and P32 are the peaks of the positive initial unipolar dV/dQ curve
  • P41 and P42 are the peaks of the negative initial unipolar dV/dQ curve. Peaks P31, P32, P41 and P42 correspond to different reference capacities, respectively. By recognizing this, it becomes possible to determine whether each peak of the dV/dQ curve during the test and the dV/dQ curve in the initial state is derived from the positive electrode or the negative electrode.
  • the state monitoring unit 420 includes, in the battery information 412, first deterioration information regarding the amount of deviation from the potential difference in the initial state of the battery 100 regarding the potential difference between the positive electrode and the negative electrode of the battery 100 and manages it.
  • the user information 416 includes and manages second deterioration information regarding the degree of reduction in the potential difference that has progressed due to the use of the battery 100 by the user U.
  • FIG. The initial dV/dQ curve and the test dV/dQ curve shown in FIG. 10 are examples of the first deterioration information.
  • the charge/discharge curves shown in FIGS. 8 and 9 are examples of the second deterioration information.
  • State monitoring unit 420 recognizes user U's usage tendency regarding deterioration of battery 100 based on such battery information 412 and user information 416, and determines whether the recognized usage tendency causes deterioration of the positive or negative electrode of battery 100. It is determined by the above-described method whether or not it is to be promoted, and the user information 416 includes and manages information by which the determination result can be identified.
  • state monitoring unit 420 recognizes that peaks P11 and P21 correspond to peak P31 (the peak of the positive initial unipolar dV/dQ curve), so that peaks P11 and P21 are positive. It can be determined that it is the peak of origin.
  • the state monitoring unit 420 recognizes that the peaks P12 and P22 correspond to the peak P41 (the peak of the initial unipolar dV/dQ curve of the negative electrode), so that the peaks P12 and P22 are derived from the negative electrode. can judge.
  • state monitoring unit 420 recognizes that peaks P13 and P23 correspond to peak P42 (the peak of the initial unipolar dV/dQ curve of the negative electrode), so that peaks P13 and P23 are peaks derived from the negative electrode. can be determined. In this way, by identifying which of the peaks of the dV/dQ curve during test and the dV/dQ curve in the initial state is derived from the positive electrode or the negative electrode, the state monitoring unit 420 can perform the above-described It becomes possible to calculate the degree of deterioration.
  • a known method may be used other than the method described above.
  • a method of estimating the state of deterioration of the positive electrode and the negative electrode by comparing the current, voltage, temperature, and DOD (Depth of Discharge) measured when the battery is energized with the deterioration model of the battery. are mentioned.
  • DOD Depth of Discharge
  • a dQ/dV curve is obtained by differentiating the capacity Q measured when the battery is energized with respect to the voltage V, and the position and intensity of the peak recognized from the dQ/dV curve.
  • the user attribute determination unit 432 determines whether the deterioration of the positive electrode or the negative electrode of the battery 100 is accelerated.
  • User attributes can be determined in consideration of whether the
  • the priority determining unit 460 selects the batteries 100 that are candidates for lending to the user U from among the batteries 100 stored in the battery station device 300. The order of priority can be determined based on the tendency of accelerated deterioration of the positive and negative electrodes due to use.
  • the lending target determination unit 470 selects the battery 100 to be lent to the user U according to the acceleration tendency of deterioration of the positive electrode and the negative electrode due to use by the user U. can be determined as
  • the priority determination unit 460 determines the tendency of deterioration (first deterioration tendency) of the positive and negative electrodes from the initial state for the batteries 100 that are candidates for lending out of the batteries 100 stored in the battery station device 300, and the user's The degree of deviation from the deterioration tendency (second deterioration tendency) of the positive electrode and the negative electrode due to the use of U is calculated, and the priority of lending is set high for the battery 100 whose degree of deviation is equal to or greater than a predetermined value.
  • the lending target determination unit 470 can determine the battery 100 whose deterioration tendency is not similar to the usage trend as a target to be lent to the user U.
  • the priority determining unit 460 may calculate the reciprocal of the correlation value between the first deterioration tendency and the second deterioration tendency as the divergence degree.
  • the priority determining unit 460 may determine the battery 100 having the largest degree of divergence among the batteries 100 serving as lending candidates to be lent to the user U.
  • the battery 100 to be a lending candidate may be determined based on the policy, may be determined based on the deterioration state of the battery 100, or may be determined based on the reservation status or the state of charge of the battery 100. good.
  • a combination of the priority determination unit 460 and the lending object determination unit 470 is an example of the "determination unit".
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a method for determining the battery 100 to be rented.
  • graph G20 shows an example of voltage characteristics of the positive electrode and the negative electrode in the initial state.
  • a graph G21 shows an example of voltage characteristics of the battery 100 in which the lower limit voltage of the positive electrode has deteriorated (increased) from the lower limit voltage Vpl1 in the initial state.
  • the state of the battery 100 in this case corresponds to state A in FIG. 8, for example.
  • the lower limit voltage Vpl2 of the positive pole exceeds the lower limit voltage Vnl1 of the negative pole (assuming no change from the initial state). )
  • the capacity is reduced by the amount corresponding to If it is desired to promote such deterioration of the battery 100 in the initial state, it is conceivable to use the battery 100 at a deeper DOD.
  • the management device 400 determines the priority of the battery 100 by the priority determining unit 460, for example, so that the battery 100 to be degraded is preferentially lent to the user U having a large DOD when using the battery. may Also, in this case, the management device 400 may limit the use of the battery 100 by using the use limiter 480, for example, so that the DOD when the battery is in use increases. An example of such a usage restriction is prohibiting charging of the battery 100 until the DOD becomes deep.
  • the graph G22 shows an example of the voltage characteristics of the battery 100 in which the voltage characteristics of the negative electrode have deteriorated so as to shift from the initial state to the high voltage side.
  • the state of the battery 100 in this case corresponds to state C in FIG. 8, for example.
  • battery 100 in state C has its negative electrode voltage characteristic shifted by ⁇ V2 to the high voltage side, and as a result, lower limit voltage VL of battery 100 is raised by ⁇ V2. It is in a state of decreased capacity. If it is desired to promote such deterioration of the battery 100 in the initial state, it is conceivable to use the battery 100 in a high SOC band.
  • the management device 400 determines the priority of the battery 100 by the priority determination unit 460, for example, so that the battery 100 to be degraded is preferentially lent to the user U having a high SOC when using the battery. may Also, in this case, the management device 400 may limit the use of the battery 100 in the low SOC band by the use limiter 480, for example. In this case, management device 400 may increase the possibility that battery 100 will be used in a high SOC band by not restricting charging by usage restriction unit 480, contrary to state A. FIG.
  • the management device 400 of this embodiment determines the battery 100 for the user U based on the deterioration tendency of the battery 100 and the usage tendency of the battery 100 by the user U. It is not always the case that the battery 100 having a degree of divergence between the deterioration tendency and the second deterioration tendency equal to or greater than a predetermined value is always stored in the battery station device 300 . Therefore, if there is no battery 100 whose degree of divergence is equal to or greater than a predetermined value, the lending target determination unit 470 of the management device 400 selects one of the batteries 100 as lending candidates (hereinafter referred to as a "temporary battery").
  • the lending target determination unit 470 may determine the battery 100 with the degree of deviation closest to the predetermined value as the lending target, or may determine the battery 100 with the smallest degree of deterioration as the lending target.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a notification screen displayed by the rental object determination unit 470 to notify the user U of cautions regarding how to use the temporary battery 100.
  • a notification screen D10 shown in FIG. 13 has a first display area D11 and a second display area D12.
  • the first display area D11 is a display area for a notification requesting the user U to use the temporary battery 100 in such a manner as to suppress deterioration of the temporary battery 100 .
  • the lending object determination unit 470 may display, in the first display area D11, how to suppress the deterioration of the electrode of the temporary battery 100, whichever is more deteriorated, between the positive electrode and the negative electrode.
  • the second display area D12 is an area for displaying a notification to the effect that an incentive is given to the user U who has used the device to cooperate in suppressing deterioration.
  • management device 400 allows user U to use provisional battery 100 even if battery 100 having a deterioration tendency suitable for usage tendency cannot be lent to user U. It is possible to increase the possibility of using so as not to deteriorate the Note that the notification screen may be displayed on the operation unit 301 of the battery station device 300 or may be displayed on the display unit 530 of the user terminal device 500 .
  • the management device 400 includes the user information 416 including information on the usage tendency of the battery 100 by the user U, which is related to the deterioration of the battery 100, and the deterioration state of the battery 100. It manages battery information 412 including information, and determines the battery 100 to be lent to the user U from among the batteries 100 stored in the battery station device 300 based on the battery information 412 and the user information 416 . More specifically, the management device 400 of the present embodiment stores positive electrode deterioration information regarding the deterioration state of the positive electrode of the battery 100 and negative electrode deterioration information regarding the deterioration state of the negative electrode of the battery 100 as information regarding the deterioration state of the battery 100.
  • the battery exchange system 1 of the embodiment can more appropriately control the state of deterioration of the batteries distributed on the market.
  • the deterioration of each of the positive electrode and the negative electrode of the battery 100 is estimated based on the positive electrode capacity, the negative electrode capacity, and the amount of deviation between them. may be estimated based on measurements other than For example, the positive electrode reaction resistance of the battery 100 deteriorates when the battery 100 is energized, and the negative electrode reaction resistance deteriorates when the battery 100 is left unattended. It may be estimated based on the negative electrode reaction resistance and the deviation amount thereof.
  • the positive electrode diffusion resistance and the negative electrode diffusion resistance may be used to estimate the deterioration of the positive electrode and the negative electrode, respectively, or the positive electrode SEI (Solid Electrolyte Interphase) capacitor capacity and the negative electrode SEI capacitor capacity may be used.
  • a positive SEI resistor and a negative SEI resistor may be used.
  • the management device 400 is configured separately from the battery station device 300 has been described, but some functions of the management device 400 may be provided on the battery station device 300 side.
  • the function for management device 400 to manage user information 416 may be provided in battery station device 300 .
  • the management device 400 may be configured to inquire of the battery station device 300 about the user information of the user U to the battery station device 300 .
  • Battery 100 may be used as a power source for various electrical devices.
  • the above electrical equipment may be a mobile body using an electric motor as a power source, or may be a stationary power storage device.
  • moving objects include automobiles, motorcycles, standing vehicles having a power unit, ships, and aircraft.
  • automobiles include gasoline vehicles, diesel vehicles, electric vehicles, fuel cell vehicles, hybrid vehicles, small commuters, and electric carts.
  • motorcycles include motorcycles, tricycles, and electric bicycles.
  • Examples of ships include ships, hovercrafts, personal watercraft, submarines, submersibles, and underwater scooters. Airplanes, airships, balloons, balloons, helicopters, drones, and the like can be exemplified as flying objects.
  • the details of the battery exchange system 1 have been described by taking as an example the case where the management device 400 manages one or more batteries 100 and one or more battery station devices 300 .
  • the battery exchange system 1 is not limited to this embodiment.
  • At least one of the one or more battery station devices 300 may have at least some of the functionality of the management device 400 described above.
  • at least one of the one or more battery station devices 300 manages the one or more batteries 100 .
  • At least one of the one or more battery station devices 300 may manage other battery station devices 300 .
  • the battery exchange system 1 may or may not include the management device 400 .
  • the details of the battery exchange system 1 have been described by taking as an example the case where the battery station device 300 determines the battery 100 to be lent out of the plurality of batteries 100 held by the battery station. .
  • the battery exchange system 1 is not limited to this embodiment.
  • the management device 400 may determine the battery 100 to be rented out of the plurality of batteries 100 held by the battery station device 300 .
  • the embodiment described above can be expressed as follows.
  • one or more storage media storing one or more computer-readable instructions; one or more processors connected to the one or more storage media; The one or more processors, by executing the computer-readable instructions, a station process for authenticating a user to replace a battery used by the user; a management process for managing user information including usage tendency information on the deterioration of the battery, which is the usage tendency of the battery by the user, and battery information including information on the deterioration state of the battery; a determination process of determining a battery to be lent to the user from among the batteries stored in the station device based on the user information and the battery information; and run
  • the battery information includes positive electrode deterioration information regarding the deterioration state of the positive electrode of the battery and negative electrode deterioration information regarding the deterioration state of the negative electrode of the battery as information regarding the deterioration state of the battery,
  • the user information includes information that makes it possible to identify whether the user's usage tendency of the battery promotes
  • Measuring instrument 326 Charging circuit 340
  • Control unit 342 Communication control unit 344 Charge/discharge control unit 346 Rental management unit 348
  • Storage unit 400 Management device 410
  • Storage unit 412 Battery Information 414
  • Station information 416
  • User information 420
  • State monitoring unit 430
  • Distribution management unit 432
  • User attribute determination unit 434
  • Production management unit 436
  • Policy determination unit 440
  • Battery management unit 450 ... request processing section 460 ... priority determination section 470 ... lending object determination section 480 ... use restriction section 500 ... user terminal device 510 ... storage section 520 ... input section 530 ... display section 540 ... control section , 541 ... request unit, 543 ... display control unit

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Abstract

バッテリを交換するステーション装置と、ユーザによるバッテリの使用傾向であってバッテリの劣化に関する使用傾向を含むユーザ情報と、バッテリの劣化状態を含むバッテリ情報とを管理する管理部、およびステーション装置に格納されているバッテリのうちユーザに貸し出すバッテリをユーザ情報およびバッテリ情報に基づいて決定する決定部を備える管理装置と、を備え、バッテリ情報は、バッテリの正極および負極の劣化状態を示す情報を含み、ユーザ情報は、バッテリの劣化に関する使用傾向が、バッテリの正極および負極のいずれの劣化を促進するものであるかを認識可能な情報を含み、決定部は、ユーザに貸し出す候補となるバッテリの正極および負極の劣化状態と、ユーザ情報から取得される正極および負極の劣化に関する使用傾向とに基づいてユーザに貸し出すバッテリを決定する。

Description

バッテリ交換システム、バッテリ交換方法、および管理装置
　本発明は、バッテリ交換システム、バッテリ交換方法、および管理装置に関する。
　本願は、２０２２年０１月１３日に、日本に出願された特願２０２２－００３７２９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来、電動車両などで使用するための着脱式バッテリをステーションで交換する際に、ユーザの属性に応じて貸し出しするバッテリを決定することが開示されている（特許文献１）。特許文献１には、過去のバッテリの使い方に応じたバッテリの劣化度合いに基づいてユーザの属性を設定し、市場に流通するバッテリの劣化状態とバッテリの今後の生産計画とに基づき、ユーザの属性に応じて貸し出すバッテリを、劣化が進んだバッテリにするか、または劣化が進行していないバッテリにするかを決定することが記載されている。
国際公開第２０２１－０７９９８２号
　しかしながら、特許文献１の技術では、バッテリの劣化状態を満充電容量の減少量や内部抵抗の増加量などで定義しており、バッテリの劣化状態を必ずしも適切に認識することができず、バッテリの劣化状態を適切に制御することができない可能性があった。
　本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、市場に流通するバッテリの劣化状態をより適切に制御することができるバッテリ交換システム、バッテリ交換方法、および管理装置を提供することを目的の一つとする。
　この発明に係るバッテリ交換システム、バッテリ交換方法、および管理装置は、以下の構成を採用した。
　（１）：この発明の一態様に係るバッテリ交換システムは、ステーション装置および管理装置を備えるバッテリ交換システムであって、ユーザを認証することで前記ユーザが使用したバッテリを交換するステーション装置と、前記ユーザによる前記バッテリの使用傾向であって前記バッテリの劣化に関する使用傾向の情報を含むユーザ情報と、前記バッテリの劣化状態に関する情報を含むバッテリ情報とを管理する管理部、および前記ステーション装置に格納されているバッテリの中から前記ユーザに貸し出すバッテリを前記ユーザ情報および前記バッテリ情報に基づいて決定する決定部を備える管理装置と、を備え、前記バッテリ情報は、前記バッテリの劣化状態に関する情報として、前記バッテリの正極の劣化状態に関する正極劣化情報と、前記バッテリの負極の劣化状態に関する負極劣化情報とを含み、前記ユーザ情報は、前記ユーザによる前記バッテリの使用傾向が正極および負極のいずれの劣化を促進するものであるかを識別可能にする情報を含み、前記決定部は、前記ステーション装置に格納されているバッテリのうち前記ユーザに貸し出す候補となるバッテリの正極および負極の劣化の傾向と、前記ユーザ情報から取得される前記正極および前記負極の劣化の傾向とに基づいて、前記候補となるバッテリの中から前記ユーザに貸し出すバッテリを決定するものである。
　（２）：上記（１）の態様において、前記バッテリ情報は、前記バッテリの正極と負極の電位差に関し、前記バッテリの初期状態における前記電位差からのずれ量に関する第１の劣化情報を含み、前記ユーザ情報は、前記バッテリの正極と負極の電位差に関し、前記ユーザが前記バッテリを使用したことによって進行した前記電位差の縮小度合いに関する第２の劣化情報を含み、前記決定部は、前記ステーション装置に格納されているバッテリのうち前記ユーザに貸し出す候補となるバッテリの前記ずれ量と、前記ユーザの前記使用傾向に応じた前記電位差の縮小度合いとに基づいて前記ユーザに貸し出すバッテリを決定するものである。
　（３）：上記（１）または（２）の態様において、前記決定部は、前記貸し出し候補となるバッテリのうち、正極および負極の初期状態からの劣化の傾向と、前記ユーザの使用による正極および負極の劣化の傾向との乖離度が所定値以上であるバッテリを前記ユーザに貸し出すバッテリとして決定するものである。
　（４）：上記（３）の態様において、前記決定部は、前記貸し出し候補となるバッテリのうち、前記乖離度が最も大きいバッテリを前記ユーザに貸し出すバッテリとして決定するものである。
　（５）：上記（３）または（４）の態様において、情報を表示する表示部をさらに備え、前記決定部は、前記乖離度が所定値以上であるバッテリが存在しない場合に、前記貸し出し候補となるバッテリのうちの一のバッテリを前記ユーザに貸し出すバッテリとして決定し、決定した前記バッテリの正極および負極のうち、より劣化している電極について劣化の進行を抑制するための使い方を前記表示部に表示させるものである。
　（６）：上記（１）から（５）のいずれかの態様において、前記管理装置は、前記ユーザにバッテリを貸し出す際に、前記バッテリの放電量を制限する、または前記バッテリへの充電量を制限するための制限情報を前記バッテリの正極および負極の劣化の傾向に応じて生成し、生成した前記制限情報を前記バッテリの記憶部に記録することを前記ステーション装置に指示する使用制限部をさらに備えるものである。
　（７）：この発明の一態様に係るバッテリ交換方法は、ステーション装置および管理装置を備えるバッテリ交換システムにおいて、前記ステーション装置が、ユーザを認証することで前記ユーザが使用したバッテリを交換し、前記管理装置が、前記ユーザによる前記バッテリの使用傾向であって前記バッテリの劣化に関する使用傾向の情報を含むユーザ情報と、前記バッテリの劣化状態に関する情報を含むバッテリ情報とを管理し、前記管理装置が、前記ステーション装置に格納されているバッテリの中から前記ユーザに貸し出すバッテリを前記ユーザ情報および前記バッテリ情報に基づいて決定する決定処理を実行し、前記バッテリ情報は、前記バッテリの劣化状態に関する情報として、前記バッテリの正極の劣化状態に関する正極劣化情報と、前記バッテリの負極の劣化状態に関する負極劣化情報とを含み、前記ユーザ情報は、前記ユーザによる前記バッテリの使用傾向が正極および負極のいずれの劣化を促進するものであるかを識別可能にする情報を含み、前記管理装置が、前記決定処理において、前記ステーション装置に格納されているバッテリのうち前記ユーザに貸し出す候補となるバッテリの正極および負極の劣化の傾向と、前記ユーザ情報から取得される前記正極および前記負極の劣化の傾向とに基づいて、前記候補となるバッテリの中から前記ユーザに貸し出すバッテリを決定するものである。
　（８）：この発明の一態様に係る管理装置は、ユーザを認証することで前記ユーザが使用したバッテリを交換するステーション装置を備えるバッテリ交換システムにおける管理装置であって、前記ユーザによる前記バッテリの使用傾向であって前記バッテリの劣化に関する使用傾向の情報を含むユーザ情報と、前記バッテリの劣化状態に関する情報を含むバッテリ情報とを管理する管理部と、前記ステーション装置に格納されているバッテリの中から前記ユーザに貸し出すバッテリを前記ユーザ情報および前記バッテリ情報に基づいて決定する決定部と、を備え、前記バッテリ情報は、前記バッテリの劣化状態に関する情報として、前記バッテリの正極の劣化状態に関する正極劣化情報と、前記バッテリの負極の劣化状態に関する負極劣化情報とを含み、前記ユーザ情報は、前記ユーザによる前記バッテリの使用傾向が正極および負極のいずれの劣化を促進するものであるかを識別可能にする情報を含み、前記決定部は、前記ステーション装置に格納されているバッテリのうち前記ユーザに貸し出す候補となるバッテリの正極および負極の劣化の傾向と、前記ユーザ情報から取得される前記正極および前記負極の劣化の傾向とに基づいて、前記候補となるバッテリの中から前記ユーザに貸し出すバッテリを決定するものである。
　（１）～（８）の態様によれば、管理装置が、バッテリの正極の劣化状態に関する正極劣化情報と、バッテリの負極の劣化状態に関する負極劣化情報とを含むバッテリ情報と、ユーザによるバッテリの使用傾向が正極および負極のいずれの劣化を促進するものであるかを識別可能にする情報を含むユーザ情報とに基づいて、ユーザに貸し出す候補となるバッテリの正極および負極の劣化の傾向と、ユーザ情報から取得される正極および負極の劣化の傾向とを認識し、それらの劣化の傾向に基づいてユーザに貸し出すバッテリを決定することにより、市場に流通するバッテリの劣化状態をより適切に制御することができる。
本実施形態におけるバッテリ交換システムの構成の一例を示す図である。 着脱式バッテリのライフサイクルの一例を示す図である。 着脱式バッテリの構成の一例を示す図である。 電動バイクの構成の一例を示す図である。 バッテリステーション装置の構成の一例を示す図である。 管理装置の構成の一例を示す図である。 ユーザ端末装置の構成の一例を示す図である。 バッテリが劣化する際の状態遷移の一例を示す図である。 通電試験によって得られたバッテリの充放電曲線の一例を示す図である。 バッテリのｄＶ／ｄＱ曲線の一例を示す図である。 初期状態のバッテリの単極ｄＶ／ｄＱ曲線の一例を示す図である。 貸し出し対象のバッテリを決定する方法の一例を示す図である。 暫定バッテリの使い方に関する通知画面の一例を示す図である。
　以下、図面を参照し、本発明のバッテリ交換システム、バッテリ交換方法、および管理装置の実施形態について説明する。
　［１．バッテリ交換システムの概要］
　図１は、本実施形態におけるバッテリ交換システム１の構成の一例を示す図である。バッテリ交換システム１は、着脱式バッテリ１００（以下「バッテリ１００」という。）と、電動バイク２００と、バッテリステーション装置３００と、管理装置４００と、ユーザ端末装置５００とを備える。バッテリ１００は、ユーザＵに貸し出され、電動バイク２００の電源として使用されるバッテリである。電動バイク２００は、ユーザＵがバッテリ１００を使用する用途の一例であり、バッテリ１００を電源として駆動する。バッテリステーション装置３００は、１または複数（１以上と称される場合がある。）のバッテリ１００を保持する。バッテリステーション装置３００は、ユーザＵの要求に応じて、バッテリ１００の回収または貸し出しを行う装置である。バッテリステーション装置３００は、回収したバッテリ１００を充電し、充電済みのバッテリ１００を貸し出す。管理装置４００は、バッテリ交換システム１において、バッテリ１００の貸し出しに関する各種情報の管理を行うサーバである。ユーザ端末装置５００は、ユーザＵがバッテリステーション装置３００の利用において使用する情報通信端末である。バッテリ交換システム１は、１以上のバッテリステーション装置３００を備えてもよい。管理装置４００は、通信ネットワークＮＷを介して、バッテリステーション装置３００およびユーザＵのユーザ端末装置５００と通信可能である。ユーザ端末装置５００は、通信ネットワークＮＷを介して、バッテリステーション装置３００および管理装置４００と通信可能である。
　本実施形態では、バッテリ交換システム１が、ユーザＵに対して１以上のバッテリ１００を提供する場合について説明する。バッテリ交換システム１は、１以上のユーザＵのそれぞれに対して、１以上のバッテリ１００を提供してもよい。例えば、ユーザＵは、ユーザ端末装置５００を利用して、管理装置４００に対して、特定のバッテリステーション装置３００に保持されているバッテリ１００の貸し出しを要求する。バッテリステーション装置３００および管理装置４００は、上記の貸出要求に応じて、上記のバッテリ１００をユーザＵに貸し出すための処理を実行する。
　ところで、バッテリ１００が繰り返し利用されている間に、バッテリ１００の劣化が進行する。そこで、バッテリ１００の管理者（図示せず）は、予め定められた管理基準よりも劣化したバッテリ１００をバッテリステーション装置３００から回収し、新たなバッテリ１００をバッテリステーション装置３００に導入する。これにより、適切な充放電性能を有するバッテリ１００が流通するように、バッテリ１００の流通が管理され得る。なお、バッテリ１００の提供形態は、貸し出しに限定されるものではない。
　［２．バッテリ交換システムの各部の概要］
　通信ネットワークＮＷは、有線通信の伝送路であってもよく、無線通信の伝送路であってもよく、無線通信の伝送路および有線通信の伝送路の組み合わせであってもよい。通信ネットワークＮＷは、無線パケット通信網、インターネット、Ｐ２Ｐネットワーク、専用回線、ＶＰＮ、電力線通信回線、車車間通信回線、路車間通信回線などを含んでもよい。通信ネットワークＮＷは、（ｉ）携帯電話回線網などの移動体通信網を含んでもよく、（ｉｉ）無線ＭＡＮ（例えば、ＷｉＭＡＸ（登録商標）である。）、無線ＬＡＮ（例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）である。）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、ＮＦＣ（Near Field Communication）などの無線通信網を含んでもよい。
　バッテリ１００は、電動バイク２００に着脱自在に搭載されるバッテリ装置である。バッテリ１００は、搭載された電動バイク２００に対して電力を供給する。バッテリ１００は、バッテリステーション装置３００により充電される。例えば、電動バイク２００に搭載されているバッテリ１００の残容量が少なくなると、ユーザＵは、管理装置４００に対して、特定のバッテリステーション装置３００に保持されているバッテリ１００の貸し出しを要求する。ユーザＵが上記のバッテリステーション装置３００に到着すると、ユーザＵは、電動バイク２００からバッテリ１００を取り外し、取り外したバッテリ１００をバッテリステーション装置３００に設けられた返却スペースに返却する。バッテリステーション装置３００は、返却されたバッテリ１００を適切な時期に充電することにより、当該バッテリ１００の次の利用に備える。
　電動バイク２００は、バッテリ１００が供給する電力を消費する。より具体的には、電動バイク２００は、バッテリ１００が供給する電力を使用して移動する。バッテリ１００が記憶装置を有する場合、電動バイク２００は、電動バイク２００の走行履歴および操作履歴の少なくとも一方を上記の記憶装置に格納してよい。
　バッテリステーション装置３００は、１以上のバッテリ１００を保持する。バッテリステーション装置３００は、１以上のバッテリ１００のそれぞれを充電する。例えば、バッテリステーション装置３００は、管理装置４００から、ポリシーに関する情報を取得する。ポリシーは、バッテリ１００をユーザＵに提供する場合に、バッテリステーション装置３００が、保持している複数のバッテリ１００の中から、ユーザＵに対して優先的に提供されるバッテリ１００を決定する際の判断基準である。バッテリステーション装置３００は、ユーザＵからの要求に応じて、バッテリ１００の貸出処理を実行する。例えば、ユーザＵの認証処理、バッテリ１００の払出処理などが実行される。貸出処理において、バッテリステーション装置３００は、上記のポリシーに従って、自身の保持する複数のバッテリ１００の中から、ユーザＵの要求数に合致する個数のバッテリ１００を、貸出対象として決定する。
　管理装置４００は、１以上のバッテリ１００のそれぞれの利用を管理する。例えば、バッテリ交換システム１は、１以上のバッテリ１００のそれぞれの貸出状態（例えば、貸出可能、貸出不能、貸出中などである）、運用状態（例えば、充電中、放電中、待機中などである）、充電状態（例えば、現在のＳＯＣである）、保管状態（例えば、温度、湿度などである）、劣化状態などを管理する。また、管理装置４００は、バッテリステーション装置３００がバッテリ１００をユーザＵに提供する場合のポリシーを決定する。
　ユーザ端末装置５００は、バッテリ交換システム１と、ユーザＵとの間のインターフェースとして機能する。ユーザ端末装置５００は、ユーザＵの入力に基づいて、管理装置４００に各種の要求を送信する。上記の要求としては、特定の条件に合致するバッテリステーション装置３００を検索するための検索要求、特定のバッテリステーション装置３００に格納されている任意または特定のバッテリ１００を予約するための予約要求などが例示される。また、ユーザ端末装置５００は、管理装置４００から受信した情報を出力する。情報出力の態様は、特定の態様に限定されない。ユーザ端末装置５００は、画像を出力してもよく、音声を出力してもよい。
　ユーザ端末装置５００は、通信ネットワークＮＷを介して、バッテリステーション装置３００および管理装置４００と通信可能な情報処理端末であればよく、その詳細については特に限定されない。ユーザ端末装置５００は、パーソナルコンピュータであってもよいし、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ、タブレット、ノートブック・コンピュータまたはラップトップ・コンピュータ、ウエアラブル・コンピュータなどの携帯端末であってもよい。
　［３．ユーザ属性に応じたバッテリの貸し出し］
　管理装置４００は、ユーザＵの属性（以下「ユーザ属性」という。）に応じて、ユーザＵに提供するバッテリ１００を決定する。ユーザＵのユーザ属性は、バッテリ１００の利用態様に関する属性であってよい。バッテリ１００の利用態様に関するユーザ属性は、ユーザＵによるバッテリ１００の使用傾向であってよい。ユーザＵによるバッテリ１００の使用傾向は、ユーザＵの過去の利用によるバッテリ１００の劣化の進行具合であってよい。劣化の進行具合としては、（ｉ）予め定められた長さを有する期間における劣化量、（ｉｉ）劣化の進行速度などが例示される。上記の劣化量としては、満充電容量の減少量、内部抵抗の増加量などが例示される。上記の劣化の進行速度としては、満充電容量の減少速度、内部抵抗の増加速度などが例示される。
　管理装置４００は、ユーザＵのユーザ属性に基づいて、バッテリステーション装置３００が保持する複数のバッテリ１００の中から、ユーザＵに提供するバッテリ１００を決定する。例えば、管理装置４００は、ユーザＵのユーザ属性と、バッテリ１００の劣化状態とに基づいて、ユーザＵに提供されるバッテリ１００を決定する。管理装置４００は、ユーザＵに対する貸し出し対象として決定したバッテリ１００をバッテリステーション装置３００に通知する。バッテリステーション装置３００は、管理装置４００から通知されたバッテリ１００をユーザＵに貸し出す。
　例えば、管理装置４００は、バッテリ１００の劣化速度が比較的大きなユーザＵに対して、比較的劣化の進行したバッテリ１００を提供することを決定してもよい。管理装置４００は、バッテリ１００の劣化速度が比較的小さなユーザＵに対して、比較的劣化の進行していないバッテリ１００を提供することを決定してもよい。これにより、特定の期間におけるバッテリ１００の回収数量が増加する。また、管理装置４００は、バッテリ１００の劣化速度が比較的大きなユーザＵに対して、比較的劣化の進行していないバッテリ１００を提供することを決定してもよい。管理装置４００は、バッテリ１００の劣化速度が比較的小さなユーザＵに対して、比較的劣化の進行したバッテリ１００を提供することを決定してもよい。これにより、特定の期間におけるバッテリ１００の回収数量が減少する。
　［４．貸出ポリシーに応じた貸し出し］
　管理装置４００は、決定したポリシーに基づいて、優先的にユーザＵに提供されるバッテリ１００を決定する。ポリシーとしては、バッテリ１００の回収数量を増加させるためのポリシー、バッテリ１００の回収数量を減少させるためのポリシー、バッテリ１００の劣化の調整よりもバッテリ１００の充電効率を優先するためのポリシーなどが例示される。
　例えば、バッテリ１００の在庫数量が予め定められた数値範囲（在庫基準と称される場合がある。）の上限を超えることが予想される場合、または、バッテリ１００の在庫数量が在庫基準の上限を超えた場合、管理装置４００は、バッテリ１００の回収数量を増加させることを示すポリシーを決定する。この場合、管理装置４００は、劣化が比較的進行しているバッテリ１００を、優先的に貸し出すことを決定してもよい。また、管理装置４００は、劣化が比較的進行しているバッテリ１００を、バッテリ１００の劣化を促進させる態様で利用するユーザＵに対して優先的に貸し出すことを決定してもよい。これにより、劣化が比較的進行しているバッテリ１００の劣化状態が、予め定められた閾値（回収基準と称される場合がある。）に到達する時期を早めることができる。その結果、特定の期間におけるバッテリ１００の回収数量が増加する。
　また、例えば、バッテリ１００の在庫数量が在庫基準の下限を下回ることが予想される場合、または、バッテリ１００の在庫数量が在庫基準の下限を下回った場合、管理装置４００は、バッテリ１００の回収数量を減少させることを示すポリシーを決定する。この場合、管理装置４００は、劣化が比較的進行しているバッテリ１００以外のバッテリ１００を、優先的に貸し出すことを決定する。これにより、劣化が比較的進行しているバッテリ１００の貸し出しが抑制される。管理装置４００は、劣化が比較的進行しているバッテリ１００を、バッテリ１００の劣化を抑制させる態様で利用するユーザＵに対して優先的に貸し出すことを決定してもよい。これにより、劣化が比較的進行しているバッテリ１００の劣化状態が回収基準に到達する時期を遅らせることができる。その結果、特定の期間におけるバッテリ１００の回収数量が減少する。
　このように構成される実施形態のバッテリ交換システム１によれば、バッテリ１００の生産数量または在庫数量に応じて、バッテリ１００の回収数量が調整され得る。バッテリ１００の生産数量を急激に増減させることは技術的または経済的に困難であることから、一般的には、バッテリ１００の在庫を比較的大きくすることで、バッテリ１００の回収数量の増減に対応することが考えられる。これに対して、本実施形態によれば、バッテリ１００の生産数量または在庫数量が少なくなれば、劣化が比較的進行しているバッテリ１００の劣化の進行が抑制されるように、バッテリ１００の貸し出しが調整される。一方、バッテリ１００の生産数量または在庫数量が多くなれば、劣化が比較的進行しているバッテリ１００の劣化の進行が促進されるように、バッテリ１００の貸し出しが調整される。その結果、バッテリ１００の在庫数量を比較的低水準に維持することができる。
　図２は、バッテリ１００のライフサイクルの一例を示す図である。市場では、複数のバッテリ１００が流通している。市場で流通しているバッテリ１００は、バッテリステーション装置３００で充電されたり、電動バイク２００で使用されたりする間に、徐々に劣化していく。そして、劣化状態が回収基準に到達したバッテリ１００Ａは、市場から回収された後、二次利用されたり、再資源化されたりする。劣化状態が回収基準に到達したバッテリ１００Ａが市場から回収されて、市場で流通するバッテリ１００の数量が減少すると、所定期間に生産されたバッテリ１００Ｂまたはバッテリ１００の在庫品１００Ｃが補充される。
　上述のとおり、本実施形態のバッテリ交換システム１によれば、バッテリ１００の利用態様に関するユーザＵのユーザ属性に基づいてユーザＵに貸し出すバッテリ１００を決定することができるので、バッテリ１００の生産数量または在庫数量に応じて、バッテリ１００の回収数量が調整され得る。これにより、例えば、著しい在庫不足の発生が抑制されたり、余剰在庫の増加に伴う保管費用の増加が抑制されたりする。また、生産管理または在庫管理に利用されるコンピュータの計算量が削減され得る。さらに、在庫期間の長期化に伴う、バッテリ１００の劣化が抑制され得る。
　一般に、バッテリの劣化状態の指標は、満充電容量の減少量や内部抵抗の増加量などで定義されるが、このような指標では、バッテリの劣化状態を必ずしも適切に認識することができず、バッテリの劣化状態を適切に制御することができない可能性がある。そこで、本実施形態のバッテリ交換システム１は、ユーザＵに貸し出すバッテリ１００をユーザＵのユーザ属性に基づいて決定する際、バッテリ１００の劣化状態と、ユーザＵによるバッテリ１００の使用傾向とを、バッテリ１００の正極および負極のそれぞれについて認識し、その認識結果に基づいてユーザＵに貸し出すバッテリ１００を決定するように構成されるものである。以下、このような機能を実現するバッテリ交換システム１の構成についてより詳細に説明する。
　［５．着脱式バッテリの構成］
　図３は、バッテリ１００の構成の一例を示す図である。バッテリ１００は、例えば、蓄電部１２０と、ＢＭＵ１３０と、接続部１４０と、を備える。ＢＭＵ１３０は、例えば、測定センサ１３１と、記憶部１３２と、を備える。蓄電部１２０は、例えば、複数の単電池を直列に接続した組電池である。蓄電部１２０を構成する単電池は、例えば、リチウムイオン電池（Lithium-Ion Battery：ＬＩＢ）や、ニッケル水素電池、全固体電池など、充電と放電とを繰り返すことができる二次電池である。蓄電部１２０を構成する二次電池としては、例えば、鉛蓄電池、ナトリウムイオン電池などの他、電気二重層キャパシタなどのキャパシタ、または二次電池とキャパシタとを組み合わせた複合電池なども考えられる。蓄電部１２０を構成する二次電池の構成に関しては特に限定されない。
　ＢＭＵ１３０は、蓄電部１２０の充電や放電の制御、セルバランシング、蓄電部１２０の異常検出、蓄電部１２０のセル温度の導出、蓄電部１２０の充放電電流の導出、蓄電部１２０のＳＯＣの推定などを行う。ＢＭＵ１３０は、測定センサ１３１の測定結果や、測定結果に基づいて把握した蓄電部１２０の異常や故障などを、バッテリ状態情報として記憶部１３２に記憶させる。測定センサ１３１は、蓄電部１２０の充電状態を測定するための電圧センサ、電流センサ、温度センサなどである。測定センサ１３１は、測定された電圧、電流、温度などの測定結果をＢＭＵ１３０に出力する。なお、電気的に作動していないバッテリ１００は、前回の作動終了時刻から所定以上の時間が経過しているバッテリ１００であると定義してよい。そしてそのように定義されたバッテリ１００以外を、電気的に作動しているバッテリ１００と定義してよい。電気的に作動している状態とは、一例として、バッテリ１００が充電されている状態、またはバッテリ１００が放電している状態の何れかの状態であると定義してよい。ＢＵＭ１３０は、測定センサ１３１の測定結果として、測定値と測定時刻とを対応づけた情報を記憶部１３２に記録してもよいし、測定値と測定頻度とを対応づけた情報（いわゆるヒストグラム）を記憶部１３２に記録してもよい。
　記憶部１３２は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）、フラッシュメモリなどの不揮発性の記憶装置を含む。記憶部１３２は、上述したバッテリ状態情報を記憶する。記憶部１３２には、バッテリ１００に対して割り当てられた識別情報（バッテリＩＤ）が記憶されてもよい。接続部１４０は、バッテリ１００が電動バイク２００に装着された場合に、電動バイク２００のバッテリ接続部２１０に電気的に接続される。この状態で、バッテリ１００は、蓄電部１２０に蓄えた電力を電動バイク２００が備える電動モータに供給する。
　［６．電動バイクの構成］
　図４は、電動バイク２００の構成の一例を示す図である。電動バイク２００は、バッテリ１００から供給される電力によって駆動される電動機（電動モータ）の駆動力で走行する。ただし、電動バイク２００は、バッテリ１００と、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関とを組み合わせた駆動力によって走行するハイブリッド電動車両であってもよい。電動バイク２００は、例えば、バッテリ接続部２１０と、車両制御部２２０と、走行駆動力出力装置２３０と、車両センサ１８と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）２０と、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機２２と、を備える。
　バッテリ接続部２１０は、バッテリ１００が電動バイク２００に装着された場合に、バッテリ１００と電気的に接続される。バッテリ接続部２１０は、バッテリ１００から電力供給を受ける電力線の接続端子や、バッテリ１００と車両制御部２２０との間でデータ通信を行う通信線の接続端子などを含む。
　車両制御部２２０は、車両センサ１８から測定結果を取得し、バッテリ１００が備えるＢＭＵ（Battery Management Unit）１１０から蓄電部１２０に関する各種情報（例えば、ＳＯＣやＤＯＤなど）を取得し、ＧＮＳＳ受信機２２から電動バイク２００の位置を取得する。車両制御部２２０は、取得したデータに基づき、走行駆動力出力装置２３０を制御する。車両制御部２２０は、ＧＮＳＳ受信機２２から取得した電動バイク２００の位置情報を、バッテリ接続部２１０を介してバッテリ１００に送信してもよい。
　また、車両制御部２２０は、電動バイク２００に装着されたバッテリ１００から当該バッテリ１００の使用制限に関する情報（以下「制限情報」という。）を取得し、制限情報に基づいて当該バッテリ１００の使用を制限する機能を有する。バッテリ１００の使用制限については後述する。
　走行駆動力出力装置２３０は、例えば、電動モータと、インバータと、インバータを制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）と、を備える。ＥＣＵは、例えば、インバータを制御することによって、バッテリ１００から電動モータに供給される電力を制御する。車両センサ１８は、電動バイク２００に搭載された速度センサ、加速度センサ、回転速度センサ、オドメータ、その他の各種のセンサを含む。車両センサ１８は、測定結果を車両制御部２２０に出力する。
　ＨＭＩ２０は、電動バイク２００のユーザに対して各種の情報を出力するとともに、ユーザによる入力操作を受け付ける。ＨＭＩ２０は、例えば、ＨＵＤ（Head Up Display）およびメーター表示部などの各種の表示装置（タッチパネルであってもよい）、スピーカなどを備える。ＧＮＳＳ受信機２２は、例えば、ＧＮＳＳ衛星（ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星など）から到来する電波に基づいて、電動バイク２００の位置を測位する。
　［７．バッテリステーション装置の構成］
　図５は、バッテリステーション装置３００の構成の一例を示す図である。バッテリステーション装置３００は、操作部３０１と、１以上の充電ユニット３２０と、制御部３４０とを備える。１以上の充電ユニット３２０のそれぞれは、バッテリ収容室３２２と、計測機器３２４と、充電回路３２６とを備える。操作部３０１は、バッテリステーション装置３００に対する操作の入力インターフェースである。操作部３０１は、例えば、タッチパネルや液晶ディスプレイ等の表示装置と、トラックボール、スイッチ、ボタン等の入力装置を含む。操作部３０１は、入力された操作の情報を制御部３４０に出力するとともに、制御部３４０が出力する情報を表示する。
　充電ユニット３２０は、バッテリ１００を充電する。単一の充電ユニット３２０が単一のバッテリ１００を充電してもよく、単一の充電ユニット３２０が複数のバッテリ１００を充電してもよい。バッテリ収容室３２２は、バッテリ１００を収容する。計測機器３２４は、バッテリ収容室３２２に収容されているバッテリ１００に関する各種の物理量を計測する。例えば、計測機器３２４は、上記のバッテリ１００の電圧を計測する。計測機器３２４は、上記のバッテリ１００の充電電流および放電電流の少なくとも一方を計測してもよい。充電回路３２６は、バッテリ１００に電力を供給して、バッテリ１００を充電する。
　制御部３４０は、バッテリステーション装置３００の動作を制御する。例えば、制御部３４０は、管理装置４００から取得した情報を用いて、バッテリステーション装置３００の動作を制御してもよいし、管理装置４００からの指示に基づいて、バッテリステーション装置３００の動作を制御してもよい。制御部３４０は、例えば、通信制御部３４２と、充放電制御部３４４と、貸出管理部３４６と、記憶部３４８とを備える。
　通信制御部３４２は、バッテリステーション装置３００と、外部の機器との通信を制御する。外部の機器としては、バッテリ１００、管理装置４００およびユーザ端末装置５００の少なくとも１つが例示される。通信制御部３４２は、通信インターフェースであってもよい。通信制御部３４２は、１以上の種類の通信方式に対応したものであってもよい。
　充放電制御部３４４は、１以上の充電ユニット３２０のそれぞれによるバッテリ１００の充放電を制御する。例えば、充放電制御部３４４は、充電回路３２６を制御することで、バッテリ１００の充電を制御する。充放電制御部３４４は、放電回路（図示されていない。）を制御することで、バッテリ１００の放電を制御してもよい。充放電制御部３４４は、例えば、１以上のバッテリ１００のそれぞれの充電または放電を開始するタイミング、当該充電または放電を終了するタイミング、充電速度または放電速度などを制御する。充放電制御部３４４は、貸出管理部３４６からの指示に従って、１以上の充電ユニット３２０の少なくとも一部の充電動作を制御してよい。
　貸出管理部３４６は、バッテリステーション装置３００における、バッテリ１００の貸し出しを管理する。貸出管理部３４６は、バッテリステーション装置３００に保持されている１以上のバッテリ１００のうち、貸し出しを希望したユーザＵに対して貸し出すバッテリ１００を管理装置４００に問い合わせ、管理装置４００によって指定されたバッテリ１００を当該ユーザＵに貸し出す。例えば、貸出管理部３４６は、バッテリステーション装置３００に保持されている１以上のバッテリ１００の予約に関する情報（予約情報と称される場合がある。）に従ってバッテリ１００が貸し出されるように、バッテリ１００の充電を管理してよい。予約情報は、例えば、管理装置４００により、バッテリ１００を予約したユーザＵの識別情報と、ユーザＵが貸し出しを希望する時刻と、ユーザＵが貸し出しを希望するバッテリ１００の個数と、上記のバッテリ１００の充電状態についてユーザＵが希望する条件とが対応づけられた情報として管理される。
　貸出管理部３４６は、バッテリステーション装置３００に格納されている１以上のバッテリ１００の状態を管理してもよい。例えば、貸出管理部３４６は、上記のバッテリ１００の運用状態、充電状態、保管状態および劣化状態の少なくとも１つを管理する。貸出管理部３４６は、計測機器３２４の計測結果に基づいて、１以上のバッテリ１００の状態を管理してよい。貸出管理部３４６は、バッテリ１００の異常または不良を検出してもよい。
　記憶部３４８は、例えば、ＨＤＤやＳＳＤ、フラッシュメモリなどの不揮発性の記憶装置を含む。記憶部３４８は、バッテリステーション装置３００の動作に関する各種情報の格納領域として使用される。例えば、記憶部３４８には、時刻と、当該時刻における計測機器３２４の計測結果とが対応づけられた情報が格納される。
　［８．管理装置の構成］
　図６は、管理装置４００のシステム構成の一例を示す図である。管理装置４００は、例えば、記憶部４１０と、状態監視部４２０と、流通管理部４３０と、バッテリ管理部４４０と、要求処理部４５０と、優先順位決定部４６０と、貸出対象決定部４７０と、使用制限部４８０とを備える。これらの構成要素は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤやＳＳＤ、フラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。
　記憶部４１０は、例えば、ＨＤＤやＳＳＤ、フラッシュメモリなどの不揮発性の記憶装置を含む。記憶部４１０は、管理装置４００の動作に関する各種情報の格納領域として使用される。記憶部４１０は、例えば、バッテリ情報４１２と、ステーション情報４１４と、ユーザ情報４１６とを記憶する。バッテリ情報４１２は、管理対象となるバッテリ１００のそれぞれに関する各種の情報を含む。例えば、バッテリ情報４１２は、バッテリごとに、当該バッテリが蓄積している電力量を示す情報を含む。上記のバッテリが蓄積している電力量を示す情報は、当該バッテリのＳＯＣの値であってよい。また、バッテリ情報４１２は、バッテリごとに、当該バッテリの劣化の進行具合を示す情報を含む。上記のバッテリの劣化の進行具合を示す情報は、当該バッテリの劣化状態を示す任意の指標の値であってよい。
　ステーション情報４１４は、管理対象となるバッテリステーション装置３００のそれぞれに関する各種の情報を含む。例えば、ステーション情報４１４は、バッテリステーションごとに、当該バッテリステーションが保持している１以上のバッテリ１００のそれぞれの識別情報を含む。ユーザ情報４１６は、ユーザＵに関する各種の情報を含む。例えば、ユーザ情報４１６は、ユーザごとに、当該ユーザのユーザ属性を示す情報を含む。より具体的には、ユーザ情報４１６は、ユーザごとに、当該ユーザの過去の利用によるバッテリ１００の劣化の進行具合を示す情報を含んでよい。上記の各ユーザの過去の利用によるバッテリ１００の劣化の進行具合を示す情報は、各ユーザが任意のバッテリ１００を利用している期間に進行した劣化の程度を示す情報であればよく、その詳細は特に限定されない。各ユーザの過去の利用によるバッテリ１００の劣化の進行具合を示す情報は、当該ユーザによるバッテリ１００の利用の前後におけるバッテリ１００の劣化に関する指標の差を示す情報であってよい。
　状態監視部４２０は、管理対象となるバッテリステーション装置３００のそれぞれを監視する。状態監視部４２０は、管理対象となるバッテリステーション装置３００のそれぞれから、バッテリステーション装置３００の状態に関する情報を取得し、取得した情報をステーション情報４１４として管理する。状態監視部４２０は、管理対象となるバッテリ１００のそれぞれを監視する。例えば、状態監視部４２０は、管理対象となるバッテリステーション装置３００のそれぞれから、バッテリステーション装置３００に格納されているバッテリ１００の状態に関する情報を取得し、取得した情報をバッテリ情報４１２として管理する。状態監視部４２０は、ユーザの状態を監視する。例えば、状態監視部４２０は、ユーザ端末装置５００から、ユーザに関する情報を取得し、取得した情報をユーザ情報４１６として管理する。
　流通管理部４３０は、バッテリ１００の流通を管理する。例えば、流通管理部４３０は、市場で流通するバッテリ１００の個数を管理する。流通管理部４３０は、バッテリ１００の生産を管理してもよい。流通管理部４３０は、例えば、ユーザ属性決定部４３２と、生産管理部４３４と、ポリシー決定部４３６とを備える。ユーザ属性決定部４３２は、１以上のユーザＵのそれぞれのユーザ属性を決定する。例えば、ユーザ属性決定部４３２は、各ユーザの過去の利用実績に基づいて、ユーザごとに、バッテリ１００の利用態様に関するユーザ属性を決定する。ユーザ属性決定部４３２は、ユーザＵの利用によるバッテリ１００の劣化の進行具合に基づいて、ユーザＵのユーザ属性を決定してもよい。劣化の進行具合としては、（ｉ）予め定められた長さを有する期間における劣化量、（ｉｉ）劣化の進行速度などが例示される。上記の劣化量としては、満充電容量の減少量、内部抵抗の増加量などが例示される。上記の劣化の進行速度としては、満充電容量の減少速度、内部抵抗の増加速度などが例示される。
　例えば、ユーザ属性決定部４３２は、ユーザＵによるバッテリ１００の利用のたびに、ユーザＵがバッテリ１００を利用する前の劣化状態と、ユーザＵがバッテリ１００を利用した後の劣化状態とを決定する。ユーザ属性決定部４３２は、ユーザＵがバッテリ１００を利用する前の劣化状態と、ユーザＵがバッテリ１００を利用した後の劣化状態とに基づいて、バッテリ１００の劣化状態の変化量を決定する。ユーザ属性決定部４３２は、バッテリ１００の劣化状態の変化量に基づいて、各ユーザを複数の区分に分類する。これにより、各ユーザのバッテリ１００の利用態様に関するユーザ属性が決定される。
　また、例えば、ユーザ属性決定部４３２は、ユーザＵごとに、バッテリ１００の貸し出し期間中における、バッテリ１００の状態に関する情報を取得する。バッテリ１００の状態としては、バッテリ１００の出力、バッテリ１００のＳＯＣ、バッテリ１００のＤＯＤ、バッテリ１００の温度などが例示される。ユーザ属性決定部４３２は、バッテリ１００の状態に基づいて、バッテリ１００の劣化状態を推定してよい。例えば、ユーザ属性決定部４３２は、バッテリ１００のＳＯＣおよび温度の少なくとも一方が予め定められた数値範囲内にある場合に、バッテリ１００の出力が予め定められた閾値を超えた期間の長さまたは出現頻度を算出する。ユーザ属性決定部４３２は、上記の期間の長さまたは出現頻度に基づいて、バッテリ１００の劣化状態を推定する。ユーザ属性決定部４３２は、バッテリ１００の劣化状態の推定値に基づいて、各ユーザを複数の区分に分類する。これにより、各ユーザのバッテリ１００の利用態様に関するユーザ属性が決定される。
　生産管理部４３４は、バッテリ１００の生産を管理する。例えば、生産管理部４３４は、バッテリ１００の生産計画を作成する。バッテリ１００の生産計画は、期間を示す情報と、当該期間におけるバッテリ１００の生産数量を示す情報とが対応付けられた情報である。例えば、生産管理部４３４は、市場で流通しているバッテリ１００の劣化状態の統計情報に基づいて、バッテリ１００の生産計画を作成することができる。劣化状態が回収基準に到達したバッテリ１００Ａが市場から回収されると、市場で流通しているバッテリ１００の劣化状態の分布が変動する。生産管理部４３４が、市場で流通しているバッテリ１００の劣化状態の統計情報に基づいて、バッテリ１００の生産計画を作成することで、上記のバッテリ１００の劣化具合の分布の変動が、生産計画にフィードバックされ得る。
　ポリシー決定部４３６は、ポリシーを決定する。上述のとおり、ポリシーとしては、バッテリ１００の回収数量を増加させるためのポリシー、バッテリ１００の回収数量を減少させるためのポリシー、バッテリ１００の劣化の調整よりもバッテリ１００の充電効率を優先するためのポリシーなどが例示される。より具体的には、ポリシー決定部４３６は、バッテリ１００の生産数量や在庫数量、回収数量などに基づいてポリシーを決定する。
　例えば、ポリシー決定部４３６は、生産管理部４３４から、バッテリ１００の生産計画を示す情報を取得する。これにより、ポリシー決定部４３６は、バッテリ１００の生産数量または在庫数量を示す情報を取得することができる。また、ポリシー決定部４３６は、バッテリ管理部４４０から、市場に流通しているバッテリ１００の劣化状態を示す情報を取得する。ポリシー決定部４３６は、市場に流通しているバッテリ１００の劣化状態に基づいてバッテリ１００の回収数量を推定することができる。
　バッテリ管理部４４０は、１以上のバッテリ１００を管理する。バッテリ管理部４４０は、例えば、管理対象となるバッテリ１００の運用状態、充電状態、保管状態および劣化状態の少なくとも１つを管理する。例えば、バッテリ管理部４４０は、管理対象となるバッテリステーション装置３００のそれぞれから、バッテリステーション装置３００に格納されているバッテリ１００の運用状態、充電状態、保管状態および劣化状態の少なくとも１つに関する情報を取得する。バッテリ管理部４４０は、例えば、バッテリステーション装置３００が保持する１または複数のバッテリ１００のそれぞれが蓄積している電力量を示す情報を取得する。バッテリ管理部４４０は、上記の１または複数のバッテリ１００のそれぞれのＳＯＣを示す情報を取得してもよい。バッテリ管理部４４０は、このように取得したバッテリ１００の状態に関する各種情報をバッテリ情報４１２として蓄積する。
　要求処理部４５０は、ユーザ端末装置５００からバッテリ交換システム１に対するユーザＵの各種要求を受け付けるとともに、受け付けた要求を処理し、その処理結果を要求元のユーザ端末装置５００に供給する。上述のとおり、上記の要求としては、特定の条件に合致するバッテリステーション装置３００を検索するための検索要求、特定のバッテリステーション装置３００に格納されている任意または特定のバッテリ１００を予約するための予約要求などが例示される。
　優先順位決定部４６０は、バッテリステーション装置３００が保持する複数のバッテリ１００のそれぞれについて、当該バッテリが貸出対象または充電対象となる優先順位を決定する。バッテリ１００が貸出対象となる優先順位は、バッテリ１００の貸し出しの可否であってもよく、バッテリ１００の貸し出しに関する優先具合であってもよい。バッテリ１００が充電対象となる優先順位は、バッテリ１００の充電の可否であってもよく、バッテリ１００の充電に関する優先具合であってもよい。上記の優先具合は、連続的な数値により示されてもよく、段階的な区分により示されてもよい。バッテリ１００が貸出対象となる優先順位と、バッテリ１００が充電対象となる優先順位とは同一であってもよい。
　また、優先順位決定部４６０は、ポリシー決定部４３６が決定したポリシーに基づいて、複数のバッテリ１００のそれぞれの優先順位を決定してよい。ポリシー決定部４３６が、バッテリ１００の回収数量を増加させることを決定した場合、優先順位決定部４６０は、例えば、劣化が比較的進行しているバッテリ１００を、優先的に貸し出すことを決定する。この場合、劣化が進行しているバッテリ１００ほど、優先順位が上位となるように、複数のバッテリ１００の優先順位が決定される。
　優先順位決定部４６０は、劣化が比較的進行しているバッテリ１００を、バッテリ１００の劣化を促進させる態様で利用するユーザＵに対して優先的に貸し出すことを決定してもよい。この場合、優先順位決定部４６０は、バッテリ１００の貸し出しを要求するユーザＵのユーザ属性に基づいて、複数のバッテリ１００の優先順位を決定する。ユーザＵのユーザ属性が、バッテリ１００の劣化を促進させることを示す場合、優先順位決定部４６０は、劣化が進行しているバッテリ１００ほど、優先順位が上位となるように、複数のバッテリ１００の優先順位を決定する。一方、ユーザＵのユーザ属性が、バッテリ１００の劣化を抑制することを示す場合、優先順位決定部４６０は、劣化が進行しているバッテリ１００ほど、優先順位が下位となるように、複数のバッテリ１００の優先順位を決定する。
　一方、ポリシー決定部４３６が、バッテリ１００の回収数量を減少させることを決定した場合、優先順位決定部４６０は、例えば、劣化が比較的進行しているバッテリ１００以外のバッテリ１００を、優先的に貸し出すことを決定する。この場合、劣化が進行しているバッテリ１００ほど、優先順位が下位となるように、複数のバッテリ１００の優先順位が決定される。優先順位決定部４６０は、劣化が比較的進行しているバッテリ１００を、バッテリ１００の劣化を抑制させる態様で利用するユーザＵに対して優先的に貸し出すことを決定してもよい。この場合、優先順位決定部４６０は、バッテリ１００の貸し出しを要求するユーザＵのユーザ属性に基づいて、複数のバッテリ１００の優先順位を決定する。ユーザＵのユーザ属性が、バッテリ１００の劣化を促進させることを示す場合、優先順位決定部４６０は、劣化が進行しているバッテリ１００ほど、優先順位が下位となるように、複数のバッテリ１００の優先順位を決定する。一方、ユーザＵのユーザ属性が、バッテリ１００の劣化を抑制することを示す場合、優先順位決定部４６０は、劣化が進行しているバッテリ１００ほど、優先順位が上位となるように、複数のバッテリ１００の優先順位を決定する。
　また、ポリシー決定部４３６が、バッテリ１００の劣化の調整よりもバッテリ１００の充電効率を優先することを決定した場合、優先順位決定部４６０は、充電効率が予め定められた値よりも大きくなるように、バッテリ１００の優先順位を決定してよい。優先順位決定部４６０は、充電時間または充電コストの合計が予め定められた値よりも小さくなるように、バッテリ１００の優先順位を決定してよい。
　貸出対象決定部４７０は、１以上の充電ユニット３２０のバッテリ収容室３２２に収容されている１以上のバッテリ１００のうち、特定のユーザＵの要求に応じて、当該ユーザＵに提供するバッテリ１００を決定する。貸出対象決定部４７０は、バッテリステーション装置３００に保持されている複数のバッテリ１００の中から貸出対象のバッテリ１００を決定してよい。
　例えば、貸出対象決定部４７０は、ユーザ情報４１６にアクセスして、ユーザＵのユーザ属性を示す情報を取得する。貸出対象決定部４７０は、ユーザＵのユーザ属性に基づいて、バッテリステーション装置３００が保持する複数のバッテリ１００の中から、ユーザＵに提供されるバッテリ１００を抽出する。これにより、貸出対象決定部４７０は、ユーザＵからの要求に応じて、複数のバッテリ１００の中から、ユーザＵに提供されるバッテリ１００を決定することができる。
　ユーザＵのユーザ属性が、ユーザＵの利用によるバッテリ１００の劣化の進行速度が予め定められた第１閾値を超えることを示す場合、貸出対象決定部４７０は、上記の複数のバッテリ１００のうち、最も劣化しているバッテリ１００を、ユーザＵに提供されるバッテリ１００として抽出する。ユーザＵのユーザ属性が、ユーザＵの利用によるバッテリ１００の劣化の進行速度が予め定められた第２閾値を下回ることを示す場合、貸出対象決定部４７０は、上記の複数のバッテリ１００のうち、最も劣化しているバッテリ１００を、ユーザＵに提供されるバッテリ１００として抽出する。
　なお、貸出対象決定部４７０は、劣化状態が回収基準に満たないバッテリ１００の中から、ユーザＵに提供されるバッテリ１００を抽出してよい。例えば、貸出対象決定部４７０は、バッテリ情報４１２にアクセスして、バッテリステーション装置３００が保持する複数のバッテリ１００のそれぞれの劣化状態を示す情報を取得してよい。貸出対象決定部４７０は、上記の複数のバッテリ１００のうち、その劣化状態がユーザＵに提供可能な範囲内であるバッテリ１００の中から、ユーザＵに提供されるバッテリ１００を抽出する。これにより、劣化状態が回収基準を超えるバッテリ１００が抽出されることが抑制される。このとき、貸出対象決定部４７０は、優先順位決定部４６０が決定した優先順位を考慮して、貸出対象となるバッテリ１００を決定してよい。貸出対象決定部４７０は、優先順位が上位のバッテリ１００を、優先的に貸出対象として選定してよい。
　バッテリ１００の貸し出しを要求するユーザＵのユーザ属性が、ユーザＵの利用によるバッテリ１００の劣化の進行具合が予め定められた第１基準を超えることを示す場合、優先順位決定部４６０は、劣化が進行しているバッテリ１００ほど、優先順位が上位となるように、複数のバッテリ１００の優先順位を決定する。この場合、貸出対象決定部４７０が、優先順位決定部４６０が決定した優先順位に従って、ユーザＵに提供されるバッテリ１００を抽出すると、劣化状態が予め定められた第２基準よりも劣化しているバッテリ１００が、ユーザＵに提供されるバッテリ１００として抽出されやすくなる。
　バッテリ１００の貸し出しを要求するユーザＵのユーザ属性が、ユーザＵの利用によるバッテリ１００の劣化の進行具合が上記の第１基準を超えることを示す場合、優先順位決定部４６０は、劣化が進行しているバッテリ１００ほど、優先順位が下位となるように、複数のバッテリ１００の優先順位を決定する。この場合、貸出対象決定部４７０が、優先順位決定部４６０が決定した優先順位に従って、ユーザＵに提供されるバッテリ１００を抽出すると、劣化状態が予め定められた第２基準よりも劣化しているバッテリ１００が、ユーザＵに提供されるバッテリ１００として抽出されにくくなる。
　本実施形態において、貸出対象決定部４７０は、例えば、管理装置４００の生産管理部４３４にアクセスして、バッテリ１００の生産計画、在庫数量の現在値、および、在庫数量の予測値の少なくとも１つを示す情報を取得する。貸出対象決定部４７０は、バッテリ１００の生産計画、在庫数量の現在値、および、在庫数量の予測値の少なくとも１つが予め定められた条件を満たす場合に、優先順位決定部４６０が決定した優先順位を考慮して、貸出対象となるバッテリ１００を決定してよい。貸出対象決定部４７０は、バッテリ１００の生産計画、在庫数量の現在値、および、在庫数量の予測値の少なくとも１つが予め定められた条件を満たさない場合、優先順位決定部４６０が決定した優先順位を考慮することなく、貸出対象となるバッテリ１００を決定してもよい。
　予め定められた条件としては、予め定められた数値範囲内であるという条件、予め定められた数値範囲外であるという条件などが例示される。上記の数値範囲は、上限値のみが定められていてもよく、下限値のみが定められていてもよく、上限値および下限値が定められていてもよい。
本実施形態によれば、例えば、（ｉ）バッテリ１００の生産計画、在庫数量の現在値、および、在庫数量の予測値の少なくとも１つが予め定められた条件を満たし、且つ、（ｉｉ）バッテリ１００の貸し出しを要求するユーザＵのユーザ属性が、ユーザＵの利用によるバッテリ１００の劣化の進行具合が上記の第１基準を超える場合に、貸出対象決定部４７０が、劣化状態が予め定められた第２基準よりも劣化しているバッテリ１００を、貸出対象として決定する。これにより、ポリシーに応じた貸出処理が実現される。
　貸出対象決定部４７０が、バッテリ１００の生産計画、在庫数量の現在値、および、在庫数量の予測値の少なくとも１つが予め定められた条件を満たす場合に、優先順位決定部４６０が決定した優先順位を考慮して、貸出対象となるバッテリ１００を決定する場合を例として、バッテリ交換システム１の詳細が説明された。しかしながら、バッテリ交換システム１は、本実施形態に限定されない。バッテリ交換システム１は、バッテリ１００の生産計画、在庫数量の現在値、および、在庫数量の予測値の少なくとも１つに基づいて、ユーザＵに提供されるバッテリ１００を決定してよい。
　例えば、貸出対象決定部４７０が、バッテリ１００の生産計画、在庫数量の現在値、および、在庫数量の予測値の少なくとも１つに基づいて、ユーザＵに提供されるバッテリ１００を決定する。優先順位決定部４６０が、バッテリ１００の生産計画、在庫数量の現在値、および、在庫数量の予測値の少なくとも１つに基づいて、ユーザＵに提供されるバッテリ１００の優先順位を決定してもよい。
　使用制限部４８０は、バッテリ１００の使用を制限する。より具体的には、使用制限部４８０は、ユーザ属性決定部４３２がユーザＵについて決定したユーザ属性（使用傾向を含む）のうち直近のものである第１のユーザ属性と、第１のユーザ属性よりも前に決定された第２のユーザ属性とを比較し、第１のユーザ属性による使用傾向と第２のユーザ属性による使用傾向との乖離度が所定の閾値より大きい場合、バッテリステーション装置３００が当該ユーザＵにバッテリ１００を貸し出す際に、当該バッテリの使用制限に関する制限情報を貸し出し対象のバッテリ１００の記憶部１３２に記録することをバッテリステーション装置３００に指示するものである。例えば、制限情報には、当該バッテリの出力（放電量）を制限させるための出力制限情報や、当該バッテリの充電量を制限させるための充電制限情報などが含まれる。バッテリ１００の記憶部１３２に記録された制限情報は、当該バッテリを装着した電動バイク２００に読み出され、車両制御部２２０が、読み出された制限情報に基づいて当該バッテリ１００の使用を制限する。
　なお、ユーザＵの使用傾向に基づく使用制限は、バッテリ１００の劣化度合いに基づく使用制限（以下「通常の使用制限」という。）と組み合わせて実施されてもよい。
　また、使用傾向に基づく使用制限は、必ずしも制限を厳しくする方向に行われる必要はなく、必要に応じて制限を緩める方向に行われてもよい。例えば、市場に流通するバッテリ１００の劣化度合いを制御する目的でユーザＵに貸し出されるバッテリ１００の劣化を促進するというポリシーが決定された場合には、使用制限部４８０は、より制限を緩める方向で使用傾向に基づく使用制限を行ってもよい。例えば、使用制限部４８０は、貸出対象決定部４７０が、上記ポリシーに従い、劣化を促進する可能性が高いユーザＵを選択した場合、当該ユーザＵに対して、より制限を緩める方向で使用傾向に基づく使用制限を行ってもよい。
　また、これとは逆に、例えば、市場に流通するバッテリ１００の劣化度合いを制御する目的でユーザＵに貸し出されるバッテリ１００の劣化を抑制するというポリシーが決定された場合には、使用制限部４８０は、より制限を厳しくする方向で使用傾向に基づく使用制限を行ってもよい。例えば、使用制限部４８０は、貸出対象決定部４７０が、上記ポリシーに従い、劣化を抑制する可能性が高いとして選択したユーザＵに対して、より制限を厳しくする方向で使用傾向に基づく使用制限を行ってもよい。上記の例に限らず、使用傾向に基づく使用制限を厳しくするか、または緩めるかは、市場に流通するバッテリ１００の劣化度合いを制御する目的に即したものであれば、ポリシーやバッテリ１００の劣化状態などに応じて任意に調整されてよい。
　［９．ユーザ端末装置の構成］
　図７は、ユーザ端末装置５００の構成の一例を示す図である。ユーザ端末装置５００は、例えば、記憶部５１０と、入力部５２０と、表示部５３０と、制御部５４０とを備える。これらの構成要素は、例えば、ＣＰＵなどのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＧＰＵなどのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤやＳＳＤ、フラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。
　記憶部５１０は、例えば、ＨＤＤやＳＳＤ、フラッシュメモリなどの不揮発性の記憶装置を含む。記憶部５１０は、ユーザ端末装置５００の動作に関する各種情報の格納領域として使用される。記憶部５１０は、例えば、ユーザＵが管理装置４００に対してバッテリ１００の貸し出しに関する各種要求を送信するために使用されるアプリケーションプログラム（以下「要求アプリ」という。）ＡＰを記憶する。
　入力部５２０は、マウスやキーボード、タッチパネル等の入力装置を含む。入力部５２０は、ユーザＵによる各種操作の入力を受け付けるとともに、入力された操作を電気信号に変換して制御部５４０に出力する。なお、入力部５２０は、マイク等の音声入力装置を備え、入力される音声によって操作の入力を受け付けるように構成されてもよい。また、入力部５２０がタッチパネルを備える場合、入力部５２０は、表示部５３０と一体に構成されてもよい。また、入力部５２０は、ユーザ端末装置５００の一部として構成される入力装置に限定されない。例えば、入力部５２０は、ユーザ端末装置５００とは別体に構成された外部の装置からユーザ端末装置５００に対する操作を示す電気信号を入力する入力インターフェースとして構成されてもよい。
　表示部５３０は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の表示装置を用いて構成される。又は、表示部５３０は、これらの表示装置を自装置に接続するインターフェースとして構成されてもよい。例えば、表示部５３０には要求アプリの画面が表示される。
　制御部５４０は、ユーザ端末装置５００の各部の動作を制御する。制御部５４０は、例えば、要求部５４１と、表示制御部５４３とを備える。例えば、表示制御部５４３とは、制御部５４０が要求アプリを実行することにより構成される。要求部５４１は、ユーザＵの操作に応じて管理装置４００に対し各種の要求を行う。上述のとおり、各種要求としては、特定の条件に合致するバッテリステーション装置３００を検索するための要求、特定のバッテリステーション装置３００に格納されている、任意または特定のバッテリ１００の貸し出しを予約するための要求などが例示される。例えば、要求部５４１は、要求アプリの画面に配された各種インターフェースにより要求を受け付けて管理装置４００に送信し、管理装置４００から当該要求に関する処理結果を受信する。
　表示制御部５４３は、要求アプリの画面表示を制御するための表示制御処理を実行する。表示制御処理には、要求アプリの操作に伴う画面遷移や画面の更新を行う処理、画面の操作内容を認識して要求部５４１に連携する処理などが含まれる。
　［１０．バッテリの劣化度合いの検出方法］
　図８は、バッテリが劣化する際の状態遷移の一例を示す図である。図８において、グラフＧ１０は初期状態におけるバッテリの正極電位および負極電位の状態を示し、グラフＧ１１は正極容量が劣化したバッテリの状態（状態Ａ）を示し、グラフＧ１２は負極容量が劣化したバッテリの第１の状態（状態Ｂ）を示し、グラフＧ１３は負極容量が劣化したバッテリの第２の状態（状態Ｃ）を示す。図８の例において、初期状態（グラフＧ１０）のバッテリは、基準容量を０．０［Ａｈ］としたときに正極と負極の電位差ＯＣＶｍａｘ［Ｖ］が得られ、基準容量を５．０［Ａｈ］としたときに電位差ＯＣＶｍｉｎ［Ｖ］が得られる状態である。グラフＧ１１は、この初期状態のバッテリに対して通電（充放電）を行うと、時間の経過（通電量の増大）に応じて正極容量が劣化することを表している。具体的には、この場合、グラフＧ１１に示されるように、正極の電位曲線が低容量側にスケールダウンし、必要な電位差が得られる基準容量が低容量側にシフトする。なお、ＯＣＶｍａｘおよびＯＣＶｍｉｎは、例えば、バッテリのメーカまたはバッテリ交換システム１のメーカによって指定される。
　一方、グラフＧ１２は、初期状態のバッテリに対して、低ＳＯＣ状態での通電を行うと、時間の経過に応じて負極容量が劣化することを表している。具体的には、この場合、グラフＧ１２に示されるように、負極の電位曲線が低容量側にスケールダウンし、必要な電位差が得られる基準容量が低容量側にシフトする。また、グラフＧ１３は、初期状態のバッテリに対して、高ＳＯＣ状態での通電を行うと、時間の経過に応じて負極容量が劣化することを表している。具体的には、この場合、グラフＧ１３に示されるように、負極の電位曲線が低容量側にシフト（略平行移動）し、必要な電位差が得られる基準容量が低容量側にシフトする。
　このように、バッテリは、その使用に応じて、正極または負極の電位曲線が低容量側にスケールダウンまたはシフトすることにより基準容量が低下する（すなわち劣化する）。そこで、本実施形態において、管理装置４００の状態監視部４２０は、このような電位曲線の変化を監視することにより、各バッテリ１００の劣化を監視する。
　図９～図１１は、状態監視部４２０がバッテリ１００の劣化状態を検出する方法の一例を説明する図である。図９は検出対象のバッテリ１００に対して劣化状態を検出するための通電試験を行って得られる充放電曲線の一例を示す。より具体的には、図９のグラフは、対象のバッテリ１００に対して極低電流（一般的には０．０５ＣＡ）での充放電を行った際に測定される電圧の測定値を基準容量に対してプロットすることにより得られるものである。この通電試験は、例えばバッテリステーション装置３００により、当該バッテリステーション装置３００が保持するバッテリ１００に対して行われてもよいし、電動バイク２００により、当該電動バイク２００に装着されたバッテリ１００に対して行われてもよい。電動バイク２００は、通電試験の結果をバッテリ１００の記憶部１３２に記録してもよい。バッテリステーション装置３００は、自身が実施した通電試験の結果を管理装置４００に送信してもよいし、バッテリ１００に記録された通電試験の結果を読み出して管理装置４００に送信してもよい。
　図１０は、検出対象のバッテリ１００について基準容量の変化に対する電圧の変化量を示したものである。基準容量の変化はｄＶ／ｄＡｈであり、これは一般にｄＶ／ｄＱと表される。具体的には、図１０に示されるｄＶ／ｄＱ曲線は、図９の充放電曲線の電圧について、基準容量での微分値を計算することによって得られる。図１０に示されるように、充放電曲線を微分することにより、充放電曲線の変動の様子がより強調される。そのため、状態監視部４２０は、対象のバッテリ１００について取得された電圧の時系列の測定データをもとに図１０のようなｄＶ／ｄＱ曲線（以下「試験時ｄＶ／ｄＱ曲線」という。）を生成することにより、対象のバッテリ１００の基準容量に対する電圧の変動特性を精度良く認識することができる。また、状態監視部４２０は、生成した試験時ｄＶ／ｄＱ曲線を、当該バッテリ１００の初期状態において取得されたｄＶ／ｄＱ曲線と比較することにより、現在のバッテリ１００が初期状態からどの程度劣化したかを検出することができる。
　例えば、図１０の例では、初期状態のｄＶ／ｄＱ曲線においてＰ１１～Ｐ１３のピークがみられ、試験時ｄＶ／ｄＱ曲線においてＰ２１～Ｐ２３のピークがみられる。ピークＰ１１およびＰ２１は正極の特性によるものであり、ピークＰ１２、Ｐ１３、Ｐ２２およびＰ２３は負極の特性によるものである。この場合、初期状態における負極由来のピークＰ１２およびＰ１３の間の距離Ｇｒ１が、試験時における負極由来のピークＰ２２およびＰ２３の間の距離Ｇｒ２にスケールダウンしていることが分かる。この場合、状態監視部４２０は、例えば、スケールダウンの度合いを示す値Ｇｒ２／Ｇｒ１を計算することにより、負極の劣化度合いを求めることができる。なお、図１０の例では、正極について初期状態および試験時のそれぞれで１つのピークしか存在しないため正極の劣化度合いを推定することはできないが、正極由来のピークが複数検出された場合には、負極と同様の方法で正極の劣化度合いを推定することができる。
　なお、通電試験によって測定される電圧（図９参照）は、バッテリ１００の正極および負極の電位差であるので、これを微分してｄＶ／ｄＱ曲線を得たとしても（図１０参照）、これだけだは各ピークが正極の特性によるものか、または負極の特性によるものかを判定することができない。そこで、本実施形態の管理装置４００において、状態監視部４２０は、試験時Ｖ／ｄＱ曲線のピークを、当該バッテリ１００の初期状態において正極および負極のそれぞれについて取得された各ｄＶ／ｄＱ曲線（以下「初期単極ｄＶ／ｄＱ曲線」という。）のピークとフィッティングすることにより、試験時Ｖ／ｄＱ曲線のピークが正極由来のものか、または負極由来のものかを判定する。図１１は、検出対象のバッテリ１００について予め取得された正極および負極の初期単極ｄＶ／ｄＱ曲線の一例を示す図である。管理装置４００は、各バッテリ１００について取得された初期単極ｄＶ／ｄＱ曲線を示す情報を予めバッテリ情報４１２として記憶しているものとする。
　例えば、図１１の例では、試験時ｄＶ／ｄＱ曲線において正極由来のピークと負極由来のピークとを個別に認識することを可能にするピークとしてＰ３１、Ｐ３２、Ｐ４１およびＰ４２が示されている。Ｐ３１およびＰ３２は正極の初期単極ｄＶ／ｄＱ曲線のピークであり、Ｐ４１およびＰ４２は負極の初期単極ｄＶ／ｄＱ曲線のピークである。ピークＰ３１、Ｐ３２、Ｐ４１およびＰ４２は、それぞれ異なる基準容量に対応するので、試験時ｄＶ／ｄＱ曲線および初期状態のｄＶ／ｄＱ曲線のピークについて、ピークＰ３１、Ｐ３２、Ｐ４１およびＰ４２との対応関係を認識することにより、試験時ｄＶ／ｄＱ曲線および初期状態のｄＶ／ｄＱ曲線の各ピークについて正極由来のものか、または負極由来のものかを判定することが可能となる。
　このような判定を行うため、状態監視部４２０は、バッテリ１００の正極と負極の電位差に関し、バッテリ１００の初期状態における電位差からのずれ量に関する第１の劣化情報をバッテリ情報４１２に含めて管理するとともに、ユーザＵがバッテリ１００を使用したことによって進行した電位差の縮小度合いに関する第２の劣化情報をユーザ情報４１６に含めて管理する。図１０に示した初期状態のｄＶ／ｄＱ曲線および試験時ｄＶ／ｄＱ曲線は第１の劣化情報の一例である。また、図８や図９に示した充放電曲線は第２の劣化情報の一例である。状態監視部４２０は、このようなバッテリ情報４１２およびユーザ情報４１６に基づいてバッテリ１００の劣化に関するユーザＵの使用傾向を認識するとともに、認識した使用傾向がバッテリ１００の正極および負極のいずれの劣化を促進するものであるかを上記の方法によって判定し、その判定結果を識別可能な情報をユーザ情報４１６に含めて管理する。
　例えば、図１０の例では、状態監視部４２０は、ピークＰ１１およびＰ２１がピークＰ３１（正極の初期単極ｄＶ／ｄＱ曲線のピーク）に対応することを認識することにより、ピークＰ１１およびＰ２１が正極由来のピークであると判定することができる。また、状態監視部４２０は、ピークＰ１２およびＰ２２がピークＰ４１（負極の初期単極ｄＶ／ｄＱ曲線のピーク）に対応することを認識することにより、ピークＰ１２およびＰ２２が負極由来のピークであると判定することができる。同様に、状態監視部４２０は、ピークＰ１３およびＰ２３がピークＰ４２（負極の初期単極ｄＶ／ｄＱ曲線のピーク）に対応することを認識することにより、ピークＰ１３およびＰ２３が負極由来のピークであると判定することができる。このようにして、試験時ｄＶ／ｄＱ曲線および初期状態のｄＶ／ｄＱ曲線の各ピークについて、正極または負極のどちらに由来するピークであるかを識別することにより、状態監視部４２０は、上述の劣化度合いを算出することが可能となる。
　なお、バッテリの劣化に関して正極および負極のそれぞれの劣化状態を推定する方法には、上述の方法以外に、公知の方法が用いられてもよい。例えば、公知の方法の一例として、バッテリ通電時に測定された電流、電圧、温度およびＤＯＤ（Depth of Discharge：放電深度）をバッテリの劣化モデルと比較することにより正極および負極の劣化状態を推定する方法が挙げられる。また、例えば、公知の方法の他の一例として、バッテリ通電時に測定された容量Ｑを電圧Ｖで微分することによりｄＱ／ｄＶ曲線を求め、当該ｄＱ／ｄＶ曲線から認識されるピークの位置や強度をもとに正極および負極の劣化状態を推定する方法が挙げられる。
　［１１．正極および負極の劣化の傾向に基づく貸し出し対象バッテリの決定］
　図８～図１１で説明した各種情報がバッテリ情報４１２およびユーザ情報４１６として管理されることにより、ユーザ属性決定部４３２は、ユーザＵについて、バッテリ１００の正極および負極のいずれの劣化を促進するユーザであるかを考慮してユーザ属性を決定することができる。また、このようなユーザ属性が決定されることにより、優先順位決定部４６０は、バッテリステーション装置３００に格納されているバッテリ１００のうち、ユーザＵに貸し出す候補となるバッテリ１００について、当該ユーザＵの使用による正極および負極の劣化の促進傾向に基づく優先順位を決定することができる。また、このような優先順位が決定されることにより、貸出対象決定部４７０は、当該ユーザＵの使用による正極および負極の劣化の促進傾向に応じたバッテリ１００を、ユーザＵに貸し出す対象のバッテリ１００として決定することができる。
　例えば、優先順位決定部４６０は、バッテリステーション装置３００に格納されたバッテリ１００のうち貸し出し候補となるバッテリ１００について、正極および負極の初期状態からの劣化の傾向（第１の劣化傾向）と、ユーザＵの使用による正極および負極の劣化の傾向（第２の劣化傾向）との乖離度を算出し、乖離度が所定値以上であるバッテリ１００について、貸し出しの優先度を高く設定する。これにより、貸出対象決定部４７０は、劣化傾向が使用傾向と類似しないバッテリ１００をユーザＵに貸し出す対象として決定することができる。ここで例えば、優先順位決定部４６０は、第１の劣化傾向と第２の劣化傾向との相関値の逆数を上記乖離度として算出してもよい。なお、優先順位決定部４６０は、貸し出し候補となるバッテリ１００のうち、上記の乖離度が最も大きいバッテリ１００をユーザＵに貸し出す対象として決定してもよい。貸し出し候補となるバッテリ１００は、ポリシーに基づいて決定されてもよいし、バッテリ１００の劣化状態に基づいて決定されてもよいし、バッテリ１００の予約状況や充電状態などに基づいて決定されてもよい。本実施形態において、優先順位決定部４６０と貸出対象決定部４７０とを組み合わせたものが「決定部」の一例である。
　図１２は、貸し出し対象のバッテリ１００を決定する方法の一例を示す図である。図１２においてグラフＧ２０は初期状態における正極および負極の電圧特性の一例を示すものである。グラフＧ２０は、初期状態のバッテリ１００において、正極の上限電圧Ｖｐｕ１がバッテリ１００の上限電圧ＶＵとなり、負極の下限電圧Ｖｎｌ１がバッテリ１００の下限電圧ＶＬとなることを表している。すなわち、初期状態のバッテリ１００は、ΔＶ（＝ＶＵ－ＶＬ＝Ｖｐｕ１－Ｖｎｌ１）に対応する容量を有する。
　グラフＧ２１は、正極の下限電圧が初期状態の下限電圧Ｖｐｌ１から劣化した（上昇した）バッテリ１００の電圧特性の一例を示す。この場合のバッテリ１００の状態は、例えば図８の状態Ａに対応する。グラフＧ２１に示されるように、状態Ａのバッテリ１００は、正極の下限電圧Ｖｐｌ２が負極の下限電圧Ｖｎｌ１（初期状態から変化していない場合を想定）を上回ったことにより、ΔＶ１（＝Ｖｐｌ２－Ｖｎｌ１）に対応する分だけ容量が減少した状態である。初期状態のバッテリ１００に対して、このような態様の劣化を促進したい場合、当該バッテリ１００がより深いＤＯＤで使用されるようにすることが考えられる。この場合、管理装置４００は、例えば優先順位決定部４６０により、劣化させたいバッテリ１００がバッテリ使用時のＤＯＤが大きいユーザＵに対して優先的に貸し出されるように当該バッテリ１００の優先順位を決定してもよい。また、この場合、管理装置４００は、例えば使用制限部４８０により、バッテリ使用時のＤＯＤが大きくなるようにバッテリ１００の使用を制限してもよい。このような使用制限の一例として、ＤＯＤが深くなるまでバッテリ１００の充電をさせないことが挙げられる。
　一方、グラフＧ２２は、負極の電圧特性が初期状態から高電圧側にシフトするように劣化したバッテリ１００の電圧特性の一例を示す。この場合のバッテリ１００の状態は、例えば図８の状態Ｃに対応する。グラフＧ２２に示されるように、状態Ｃのバッテリ１００は、負極の電圧特性がΔＶ２だけ高圧側にシフトしたことにより、バッテリ１００の下限電圧ＶＬがΔＶ２だけ引き上げられ、それによってΔＶ２に対応する分だけ容量が減少した状態である。初期状態のバッテリ１００に対して、このような態様の劣化を促進したい場合、当該バッテリ１００が高ＳＯＣ帯で使用されるようにすることが考えられる。この場合、管理装置４００は、例えば優先順位決定部４６０により、劣化させたいバッテリ１００がバッテリ使用時のＳＯＣが高いユーザＵに対して優先的に貸し出されるように当該バッテリ１００の優先順位を決定してもよい。また、この場合、管理装置４００は、例えば使用制限部４８０により、当該バッテリ１００について低ＳＯＣ帯での使用を制限してもよい。また、この場合、管理装置４００は、状態Ａの場合とは逆に使用制限部４８０による充電の制限を行わないことにより、バッテリ１００が高ＳＯＣ帯で使用される可能性を高めてもよい。
　［１２．ユーザＵに対するバッテリ使用方法の通知］
　以上説明したように、本実施形態の管理装置４００は、バッテリ１００の劣化の傾向と、ユーザＵによるバッテリ１００の使用傾向に基づいてユーザＵに対するバッテリ１００を決定するものであるが、第１の劣化傾向と第２の劣化傾向との乖離度が所定値以上であるバッテリ１００が常にバッテリステーション装置３００に格納されているとは限らない。そこで、管理装置４００の貸出対象決定部４７０は、乖離度が所定値以上であるバッテリ１００が存在しない場合に、貸し出し候補となるバッテリ１００のうち一のバッテリ１００を（以下「暫定バッテリ」という。）ユーザＵに貸し出すバッテリとして決定するとともに、貸し出し対象として決定された暫定バッテリ１００について使い方に関する注意等をユーザＵに通知するように構成される。この場合、一のバッテリ１００は任意の基準で選択されてよい。例えば、貸出対象決定部４７０は、乖離度が上記所定値に最も近いバッテリ１００を貸し出し対象として決定してもよいし、劣化度合いが最も小さいバッテリ１００を貸し出し対象として決定してもよい。
　図１３は、貸出対象決定部４７０が暫定バッテリ１００の使い方に関する注意等をユーザＵに通知するために表示させる通知画面の一例を示す図である。例えば、図１３に示す通知画面Ｄ１０は、第１の表示領域Ｄ１１と、第２の表示領域Ｄ１２とを有する。第１の表示領域Ｄ１１は、ユーザＵに対して暫定バッテリ１００の劣化を抑制するような使い方をすることを要請する通知の表示領域である。例えば、貸出対象決定部４７０は、暫定バッテリ１００の正極および負極のうちより劣化が進行した方の電極の劣化を抑制するための使い方を第１の表示領域Ｄ１１に表示させてもよい。例えば、暫定バッテリ１００の正極および負極のうち正極の劣化がより進行している場合、図１３の例のように、貸出対象決定部４７０は、正極のさらなる劣化を抑制するために通電量を減らすべく、早めのバッテリ交換を要請してもよい。第２の表示領域Ｄ１２は、劣化の抑制に協力する使い方をしたユーザＵに対してインセンティブを付与する旨の通知を表示する領域である。このような通知画面を表示することにより、管理装置４００は、ユーザＵに対して、使用傾向に適した劣化傾向を有するバッテリ１００を貸し出すことができない場合であっても、ユーザＵが暫定バッテリ１００を劣化させないように使用する可能性を高めることができる。なお、通知画面は、バッテリステーション装置３００の操作部３０１に表示されてもよいし、ユーザ端末装置５００の表示部５３０に表示されてもよい。
　以上説明した実施形態のバッテリ交換システム１は、管理装置４００が、ユーザＵによるバッテリ１００の使用傾向であってバッテリ１００の劣化に関する使用傾向の情報を含むユーザ情報４１６と、バッテリ１００の劣化状態に関する情報を含むバッテリ情報４１２とを管理するとともに、バッテリステーション装置３００に格納されているバッテリ１００の中からユーザＵに貸し出すバッテリ１００をバッテリ情報４１２およびユーザ情報４１６に基づいて決定するものである。より具体的には、本実施形態の管理装置４００は、バッテリ１００の劣化状態に関する情報として、バッテリ１００の正極の劣化状態に関する正極劣化情報と、バッテリ１００の負極の劣化状態に関する負極劣化情報とをバッテリ情報４１２に含めて管理するとともに、ユーザＵによるバッテリ１００の使用傾向が正極および負極のいずれの劣化を促進するものであるかを識別可能にする情報をユーザ情報４１６に含めて管理することにより、バッテリステーション装置３００に格納されているバッテリ１００のうちユーザＵに貸し出す候補となるバッテリ１００の正極および負極の劣化の傾向と、ユーザ情報４１６から取得される正極および負極の劣化の傾向とに基づいて、上記候補となるバッテリ１００の中からユーザＵに貸し出すバッテリを決定することができる。実施形態のバッテリ交換システム１は、このような構成を備えることにより、市場に流通するバッテリの劣化状態をより適切に制御することができる。
　なお、上記の実施形態では、バッテリ１００の正極および負極のそれぞれの劣化を、正極容量と、負極容量と、それらのずれ量によって推定する場合について説明したが、正極および負極のそれぞれ劣化は、容量以外の測定値に基づいて推定されてもよい。例えば、バッテリ１００の正極反応抵抗はバッテリ１００への通電により劣化が進行し、負極反応抵抗はバッテリ１００を放置することで劣化が進行するので、正極および負極のそれぞれ劣化は、正極反応抵抗と、負極反応抵抗と、それらのずれ量によって推定されてもよい。このほか、正極および負極のそれぞれ劣化の推定には、正極拡散抵抗および負極拡散抵抗が用いられてもよいし、正極ＳＥＩ（Solid Electrolyte Interphase）キャパシタ容量および負極ＳＥＩキャパシタ容量が用いられてもよいし、正極ＳＥＩ抵抗および負極ＳＥＩ抵抗が用いられてもよい。
　本実施形態では、管理装置４００をバッテリステーション装置３００と別体に構成する場合について説明したが、管理装置４００の一部の機能はバッテリステーション装置３００側に設けられてもよい。例えば、管理装置４００がユーザ情報４１６を管理する機能はバッテリステーション装置３００に設けられてもよい。この場合、管理装置４００はバッテリステーション装置３００に対して、ユーザＵのユーザ情報をバッテリステーション装置３００に問い合わせるように構成されてもよい。
　本実施形態では、バッテリ１００が電動バイク２００の電源として利用される場合について説明するが、バッテリ１００の用途は、本実施形態に限定されない。バッテリ１００は、各種の電気機器の電源として利用されてよい。上記の電気機器は、電動機を動力源とする移動体であってもよく、定置式の蓄電装置であってもよい。移動体としては、自動車、自動二輪車、動力ユニットを有する立ち乗り用の乗り物、船舶、飛行体などを例示することができる。自動車としては、ガソリン車、ディーゼル車、電気自動車、燃料電池自動車、ハイブリッド自動車、小型コミュータ、電動カートなどを例示することができる。自動二輪車としては、バイク、三輪バイク、電動自転車などを例示することができる。船舶としては、船、ホバークラフト、水上バイク、潜水艦、潜水艇、水中スクータなどを例示することができる。飛行体としては、飛行機、飛行船または風船、気球、ヘリコプター、ドローンなどを例示することができる。
　本実施形態においては、管理装置４００が、１以上のバッテリ１００および１以上のバッテリステーション装置３００を管理する場合を例として、バッテリ交換システム１の詳細が説明された。しかしながら、バッテリ交換システム１は、本実施形態に限定されない。１以上のバッテリステーション装置３００の少なくとも１つが、上述された管理装置４００の機能の少なくとも一部を有してよい。例えば、１以上のバッテリステーション装置３００の少なくとも１つが、１以上のバッテリ１００を管理する。１以上のバッテリステーション装置３００の少なくとも１つが、他のバッテリステーション装置３００を管理してもよい。この場合、バッテリ交換システム１は、管理装置４００備えてもよく、管理装置４００を備えなくてもよい。
　本実施形態においては、バッテリステーション装置３００が、当該バッテリステーションが保持する複数のバッテリ１００の中から、貸出対象となるバッテリ１００を決定する場合を例として、バッテリ交換システム１の詳細が説明された。しかしながら、バッテリ交換システム１は、本実施形態に限定されない。管理装置４００が、バッテリステーション装置３００が保持する複数のバッテリ１００の中から、貸出対象となるバッテリ１００を決定してよい。
　上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
　１以上のコンピュータによって読み込み可能な命令（computer-readable instructions）を格納する１以上の記憶媒体（storage medium）と、
　前記１以上の記憶媒体に接続された１以上のプロセッサと、を備え、
　前記１以上のプロセッサは、前記コンピュータによって読み込み可能な命令を実行することにより、
　ユーザを認証することで前記ユーザが使用したバッテリを交換するステーション処理と、
　前記ユーザによる前記バッテリの使用傾向であって前記バッテリの劣化に関する使用傾向の情報を含むユーザ情報と、前記バッテリの劣化状態に関する情報を含むバッテリ情報とを管理する管理処理と、
　前記ステーション装置に格納されているバッテリの中から前記ユーザに貸し出すバッテリを前記ユーザ情報および前記バッテリ情報に基づいて決定する決定処理と、
　を実行し、
　前記バッテリ情報は、前記バッテリの劣化状態に関する情報として、前記バッテリの正極の劣化状態に関する正極劣化情報と、前記バッテリの負極の劣化状態に関する負極劣化情報とを含み、
　前記ユーザ情報は、前記ユーザによる前記バッテリの使用傾向が正極および負極のいずれの劣化を促進するものであるかを識別可能にする情報を含み、
　前記決定処理において、前記ステーション装置に格納されているバッテリのうち前記ユーザに貸し出す候補となるバッテリの正極および負極の劣化の傾向と、前記ユーザ情報から取得される前記正極および前記負極の劣化の傾向とに基づいて、前記候補となるバッテリの中から前記ユーザに貸し出すバッテリを決定する、
　バッテリ交換システム。
　以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形および置換を加えることができる。
１…バッテリ交換システム、１８…車両センサ、２０…ＨＭＩ、２２…ＧＮＳＳ受信機、１００…着脱式バッテリ、１２０…蓄電部、１３０…ＢＭＵ、１３１…測定センサ、１３２…記憶部、１４０…接続部、２００…電動バイク、２１０…バッテリ接続部、２２０…車両制御部、２３０…走行駆動力出力装置、３００…バッテリステーション装置、３０１…操作部、３２０…充電ユニット、３２２…バッテリ収容室、３２４…計測機器、３２６…充電回路、３４０…制御部、３４２…通信制御部、３４４…充放電制御部、３４６…貸出管理部、３４８…記憶部、４００…管理装置、４１０…記憶部、４１２…バッテリ情報、４１４…ステーション情報、４１６…ユーザ情報、４２０…状態監視部、４３０…流通管理部、４３２…ユーザ属性決定部、４３４…生産管理部、４３６…ポリシー決定部、４４０…バッテリ管理部、４５０…要求処理部、４６０…優先順位決定部、４７０…貸出対象決定部、４８０…使用制限部、５００…ユーザ端末装置、５１０…記憶部、５２０…入力部、５３０…表示部、５４０…制御部、５４１…要求部、５４３…表示制御部

Claims (8)

  1. 　ステーション装置および管理装置を備えるバッテリ交換システムであって、
    　ユーザを認証することで前記ユーザが使用したバッテリを交換するステーション装置と、
    　前記ユーザによる前記バッテリの使用傾向であって前記バッテリの劣化に関する使用傾向の情報を含むユーザ情報と、前記バッテリの劣化状態に関する情報を含むバッテリ情報とを管理する管理部、および
    　前記ステーション装置に格納されているバッテリの中から前記ユーザに貸し出すバッテリを前記ユーザ情報および前記バッテリ情報に基づいて決定する決定部
    　を備える管理装置と、
    　を備え、
    　前記バッテリ情報は、前記バッテリの劣化状態に関する情報として、前記バッテリの正極の劣化状態に関する正極劣化情報と、前記バッテリの負極の劣化状態に関する負極劣化情報とを含み、
    　前記ユーザ情報は、前記ユーザによる前記バッテリの使用傾向が正極および負極のいずれの劣化を促進するものであるかを識別可能にする情報を含み、
    　前記決定部は、前記ステーション装置に格納されているバッテリのうち前記ユーザに貸し出す候補となるバッテリの正極および負極の劣化の傾向と、前記ユーザ情報から取得される前記正極および前記負極の劣化の傾向とに基づいて、前記候補となるバッテリの中から前記ユーザに貸し出すバッテリを決定する、
    　バッテリ交換システム。
  2. 　前記バッテリ情報は、前記バッテリの正極と負極の電位差に関し、前記バッテリの初期状態における前記電位差からのずれ量に関する第１の劣化情報を含み、
    　前記ユーザ情報は、前記バッテリの正極と負極の電位差に関し、前記ユーザが前記バッテリを使用したことによって進行した前記電位差の縮小度合いに関する第２の劣化情報を含み、
    　前記決定部は、前記ステーション装置に格納されているバッテリのうち前記ユーザに貸し出す候補となるバッテリの前記ずれ量と、前記ユーザの前記使用傾向に応じた前記電位差の縮小度合いとに基づいて前記ユーザに貸し出すバッテリを決定する、
    　請求項１に記載のバッテリ交換システム。
  3. 　前記決定部は、前記貸し出し候補となるバッテリのうち、正極および負極の初期状態からの劣化の傾向と、前記ユーザの使用による正極および負極の劣化の傾向との乖離度が所定値以上であるバッテリを前記ユーザに貸し出すバッテリとして決定する、
    　請求項１または２に記載のバッテリ交換システム。
  4. 　前記決定部は、前記貸し出し候補となるバッテリのうち、前記乖離度が最も大きいバッテリを前記ユーザに貸し出すバッテリとして決定する、
    　請求項３に記載のバッテリ交換システム。
  5. 　情報を表示する表示部をさらに備え、
    　前記決定部は、前記乖離度が所定値以上であるバッテリが存在しない場合に、前記貸し出し候補となるバッテリのうちの一のバッテリを前記ユーザに貸し出すバッテリとして決定し、決定した前記バッテリの正極および負極のうち、より劣化している電極について劣化の進行を抑制するための使い方を前記表示部に表示させる、
    　請求項３または４に記載のバッテリ交換システム。
  6. 　前記管理装置は、前記ユーザにバッテリを貸し出す際に、前記バッテリの放電量を制限する、または前記バッテリへの充電量を制限するための制限情報を前記バッテリの正極および負極の劣化の傾向に応じて生成し、生成した前記制限情報を前記バッテリの記憶部に記録することを前記ステーション装置に指示する使用制限部をさらに備える、
    　請求項１から５のいずれか一項に記載のバッテリ交換システム。
  7. 　ステーション装置および管理装置を備えるバッテリ交換システムにおいて、
    　前記ステーション装置が、ユーザを認証することで前記ユーザが使用したバッテリを交換し、
    　前記管理装置が、前記ユーザによる前記バッテリの使用傾向であって前記バッテリの劣化に関する使用傾向の情報を含むユーザ情報と、前記バッテリの劣化状態に関する情報を含むバッテリ情報とを管理し、
    　前記管理装置が、前記ステーション装置に格納されているバッテリの中から前記ユーザに貸し出すバッテリを前記ユーザ情報および前記バッテリ情報に基づいて決定する決定処理を実行し、
    　前記バッテリ情報は、前記バッテリの劣化状態に関する情報として、前記バッテリの正極の劣化状態に関する正極劣化情報と、前記バッテリの負極の劣化状態に関する負極劣化情報とを含み、
    　前記ユーザ情報は、前記ユーザによる前記バッテリの使用傾向が正極および負極のいずれの劣化を促進するものであるかを識別可能にする情報を含み、
    　前記管理装置が、前記決定処理において、前記ステーション装置に格納されているバッテリのうち前記ユーザに貸し出す候補となるバッテリの正極および負極の劣化の傾向と、前記ユーザ情報から取得される前記正極および前記負極の劣化の傾向とに基づいて、前記候補となるバッテリの中から前記ユーザに貸し出すバッテリを決定する、
    　バッテリ交換方法。
  8. 　ユーザを認証することで前記ユーザが使用したバッテリを交換するステーション装置を備えるバッテリ交換システムにおける管理装置であって、
    　前記ユーザによる前記バッテリの使用傾向であって前記バッテリの劣化に関する使用傾向の情報を含むユーザ情報と、前記バッテリの劣化状態に関する情報を含むバッテリ情報とを管理する管理部と、
    　前記ステーション装置に格納されているバッテリの中から前記ユーザに貸し出すバッテリを前記ユーザ情報および前記バッテリ情報に基づいて決定する決定部と、
    　を備え、
    　前記バッテリ情報は、前記バッテリの劣化状態に関する情報として、前記バッテリの正極の劣化状態に関する正極劣化情報と、前記バッテリの負極の劣化状態に関する負極劣化情報とを含み、
    　前記ユーザ情報は、前記ユーザによる前記バッテリの使用傾向が正極および負極のいずれの劣化を促進するものであるかを識別可能にする情報を含み、
    　前記決定部は、前記ステーション装置に格納されているバッテリのうち前記ユーザに貸し出す候補となるバッテリの正極および負極の劣化の傾向と、前記ユーザ情報から取得される前記正極および前記負極の劣化の傾向とに基づいて、前記候補となるバッテリの中から前記ユーザに貸し出すバッテリを決定する、
    　管理装置。
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