WO2023228550A1 - 再利用判定装置、再利用判定方法、及び再利用判定プログラム - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to a reuse determination device, a reuse determination method, and a reuse determination program.
- the current control program installed in the power conversion device is replaced with an inspection program and data during operation of the power conversion device that operates under the control of the inspection program is acquired.
- an inspection device a determination device that determines the degree of deterioration of the power converter based on the operating data and outputs a rank indicating the degree of deterioration to the inspection device; Accordingly, a different control program that extends the remaining life of the power converter compared to when controlled by the current control program is implemented in the power converter instead of the inspection program.
- a device reuse system is disclosed.
- Japanese Patent Application Laid-open No. 2021-78300 merely determines the degree of deterioration in the conventional usage environment, and cannot determine whether reuse is possible in a new environment.
- the present disclosure aims to provide a reuse determination device, a reuse determination method, and a reuse determination program that can easily determine whether electrical components of an electric vehicle can be reused in another device. shall be.
- a reuse determination device includes a measurement result acquisition unit that acquires a measurement result of a measurement performed on an electric component that constitutes an electric moving object and operates upon receiving power supply; a deterioration degree calculation unit that calculates the degree of deterioration of the electrical component based on the above, and a deterioration characteristic acquisition unit that acquires the deterioration characteristic of the electrical component in the usage environment of a reusing device that is a target for reusing the electrical component; A determination unit that determines whether or not the electrical component can be reused in the reuse device based on the degree of deterioration and the deterioration characteristic.
- a reuse determination device is the reuse determination device according to the first aspect, in which the determination unit calculates the lifespan of the electrical component when the electric component is reused in the reuse device.
- the measurement is a temperature increase measurement with respect to the electrical component
- the deterioration degree calculation unit is configured to measure the temperature increase. The degree of deterioration of the electrical component is calculated based on the measurement results.
- the reuse determination device is the reuse determination device according to the first aspect or the second aspect, wherein the measurement is a power loss measurement with respect to the electrical component, and the deterioration degree calculation unit is configured to The degree of deterioration of the electrical component is calculated based on the measurement results.
- the measurement is a temperature rise measurement and a power loss measurement with respect to the electrical component
- the deterioration degree calculation unit is , calculating the degree of deterioration of the electrical component based on the measurement result of the temperature rise measurement and the measurement result of the power loss measurement
- the reuse determination device is the reuse determination device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the deterioration characteristic is based on an environmental temperature of an environment in which the reuse device is used and the reuse determination device. This is a characteristic determined based on at least one of the operating rates of the utilized devices.
- a reuse determination device is a reuse determination device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the electric vehicle is an electric vehicle, and the reuse device uses renewable energy. This is a renewable energy generation device that generates .
- a reuse determination device is the reuse determination device according to any one of the first to seventh aspects, wherein the electrical component includes at least one of a motor and a power converter.
- a computer obtains measurement results of measurements performed on electrical components that constitute an electric moving object and operate upon receiving power supply, and based on the measurement results. calculate the degree of deterioration of the electrical component, obtain the deterioration characteristics of the electrical component in the usage environment of the reusing device that is the object of reusing the electrical component, and based on the degree of deterioration and the deterioration characteristics, A process including determining whether the electrical component can be reused in the reuse device is executed.
- a reuse determination program causes a computer to acquire measurement results of measurements performed on electrical components that constitute an electric vehicle and operate upon receiving power supply, and based on the measurement results. calculate the degree of deterioration of the electrical component, obtain the deterioration characteristics of the electrical component in the usage environment of the reusing device that is the object of reusing the electrical component, and based on the degree of deterioration and the deterioration characteristics, A process including determining whether or not the electrical component can be reused in the reuse device is executed.
- FIG. 1 is a diagram showing the hardware configuration of a reuse determination device
- FIG. 2 is a functional block diagram of the reuse determination device
- FIG. 3 is a diagram showing an example of the measurement results of temperature rise measurement of electrical components
- FIG. 4 is a diagram showing an example of the measurement results of power loss measurement of electrical components
- FIG. 5 is a diagram showing an example of deterioration characteristics
- FIG. 6 is a diagram showing the degree of deterioration when electrical parts are reused by a reusing device
- FIG. 7 is a flowchart of reuse determination processing executed by the reuse determination device.
- FIG. 1 is a block diagram showing the hardware configuration of the reuse determination device 10.
- the reuse determination device 10 includes a controller 12.
- the controller 12 includes a CPU (Central Processing Unit) 12A, a ROM (Read Only Memory) 12B, a RAM (Random Access Memory) 12C, and an input/output interface (I/O) 12D.
- the CPU 12A, ROM 12B, RAM 12C, and I/O 12D are each connected via a system bus 12E.
- System bus 12E includes a control bus, an address bus, and a data bus.
- an operation section 14 a display section 16, a communication section 18, and a storage section 20 are connected to the I/O 12D.
- the operation unit 14 includes, for example, a mouse and a keyboard.
- the display unit 16 is composed of, for example, a liquid crystal display.
- the communication unit 18 is an interface for performing data communication with an external device.
- the storage unit 20 is composed of a nonvolatile external storage device such as a hard disk, and stores a reuse determination program 20A, a measurement result database 20B, a deterioration characteristics database 20C, and the like.
- the CPU 12A loads the reuse determination program 20A stored in the storage unit 20 into the RAM 12C and executes it.
- the CPU 12A is an example of a computer.
- the computer here refers to a processor in a broad sense, and may be a general-purpose processor (e.g., CPU) or a dedicated processor (e.g., GPU: Graphics Processing Unit, ASIC: Application Specific Integrated Circuit, FPGA: Field Programmable Gate array, programmable logic device, etc.).
- CPU general-purpose processor
- ASIC Application Specific Integrated Circuit
- FPGA Field Programmable Gate array
- programmable logic device etc.
- the reuse determination program 20A may be stored in a non-volatile, non-transitory recording medium, or distributed via a network, and installed in the reuse determination apparatus 10 as appropriate.
- non-volatile non-transitional recording media examples include CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), magneto-optical disk, HDD (Hard Disk Drive), and DVD-ROM (Digital Versatile Disc Read Only Memory).
- y Memory flash memory
- memory Examples include cards.
- FIG. 2 is a block diagram showing the functional configuration of the CPU 12A of the reuse determination device 10.
- the CPU 12A functionally includes functional units such as a measurement result acquisition unit 22, a deterioration degree calculation unit 23, a deterioration characteristic acquisition unit 24, and a determination unit 25.
- the CPU 12A functions as each functional unit by reading and executing the reuse determination program 20A stored in the storage unit 20.
- the measurement result acquisition unit 22 acquires the measurement results of measurements performed on electrical components that constitute the electric vehicle and operate in response to power supply by reading them from the measurement result database 20B.
- the electric vehicle is a vehicle that obtains driving force from a drive source such as a motor that operates using electric power supplied from a storage battery.
- the moving objects include various moving objects such as automobiles, railway vehicles, ships, aircraft, agricultural machinery, and construction machinery.
- automobiles include passenger cars and commercial vehicles. Note that the measurements performed on the electrical components may be performed after the electric vehicle is used, or may be performed sequentially while the electric vehicle is in use. When measuring while the electric vehicle is in use, there is no need to measure after the electric vehicle is used, so the time required for measurement can be saved.
- the electric vehicle is an electric vehicle.
- electrical components are components that operate when supplied with electric power among the components that constitute the electric vehicle. Therefore, the electrical components according to this embodiment do not include a storage battery that supplies electric power.
- the electrical component includes at least one of a motor and a power converter, as an example.
- power converters include AC-DC converters, DC-DC converters, and the like.
- the electrical components are not limited to these, and may include other electrical components such as a motor generator.
- the measurements performed on electrical components are measurements performed to calculate the degree of deterioration of the electrical components, and are performed in a manner that does not accelerate the deterioration of the electrical components.
- One of the important causes of deterioration due to the use of electrical parts is temperature rise due to energization. For this reason, one example of the above-mentioned measurement is a temperature rise measurement for electrical components.
- Temperature rise measurement is a measurement that measures the correspondence between energization time and temperature by energizing electrical components. By performing the temperature rise measurement, a correspondence relationship between current application time and temperature as shown in FIG. 3, for example, can be obtained as a measurement result.
- Power loss does not indicate a change in the thermal resistance of a heat dissipation member that is a heat dissipation element, but a change in loss in a component that is a heat generation element, such as a semiconductor ON resistance such as an IGBT (insulated gate bipolar transistor). Power loss increases, for example, due to an increase in the conduction resistance of the heat generating member. For this reason, an example of the above measurement is power loss measurement for electrical components.
- Power loss measurement is a measurement that measures the correspondence between energization time and power loss by energizing electrical components. By performing the power loss measurement, a correspondence relationship between the conducting current and the power loss as shown in FIG. 4, for example, can be obtained as a measurement result.
- the deterioration degree calculation unit 23 calculates the deterioration degree of the electrical component based on the measurement results acquired by the measurement result acquisition unit 22. Specifically, when the measurement is a temperature rise measurement, the degree of deterioration is calculated based on the measurement result of the temperature rise measurement. For example, based on the measurement results shown in FIG. 3, temperature increase parameters related to temperature increase, such as the rate of temperature increase, that is, the degree of temperature increase per unit time, are calculated. Then, the degree of deterioration corresponding to the calculated temperature increase parameter is calculated using a predetermined calculation formula representing the correspondence between the temperature increase parameter and the degree of deterioration.
- the degree of deterioration is calculated based on the measurement result of the power loss measurement. For example, based on the measurement results shown in FIG. 4, power loss parameters related to power loss, such as a power loss rate, that is, a change in power loss due to a change in current per unit time, are calculated. Then, the degree of deterioration corresponding to the calculated power loss parameter is calculated using a predetermined calculation formula representing the correspondence between the power loss parameter and the degree of deterioration.
- the sum of the deterioration degrees calculated based on the respective measurement results may be used as the deterioration degree.
- the degree of deterioration may be a value obtained by weighting the degree of deterioration calculated based on each measurement result.
- the deterioration characteristic acquisition unit 24 acquires the deterioration characteristics of the electrical component in the usage environment of the reuse device that is the object of reusing the electrical component by reading it from the deterioration characteristic database 20C.
- the reuse device may be a device different from the electric vehicle or may be the same type of electric vehicle as long as it is a device that can reuse the electrical components of the electric vehicle.
- the reuse device may be a renewable energy generation device that generates renewable energy or an electric vehicle.
- reusable energy generation devices include, but are not limited to, solar power generation devices, wind power generation devices, hydroelectric power generation devices, wave power generation devices, and energy management systems such as HEMS (Home Energy Management System). It's not something you can do.
- HEMS Home Energy Management System
- the deterioration characteristics are, for example, characteristics determined based on at least one of the environmental temperature of the environment in which the reuse device is used and the operating rate of the reuse device. Specifically, the deterioration characteristic is a predetermined relationship between the number of years of use and the degree of deterioration when an electrical component is reused by a reuse device.
- the use environment information may include, for example, at least one of data regarding the cooling/heating cycle of the car and data regarding the vibration state of the car.
- Figure 5 shows an example of the deterioration characteristics of electrical components.
- the degree of deterioration increases linearly as the number of years of use increases, but the deterioration characteristics vary depending on the electrical component and may increase non-linearly. Since the deterioration characteristics differ for each electrical component, the deterioration characteristic acquisition unit 24 acquires the deterioration characteristics corresponding to the electrical component to be reused by the reuse device by reading from the deterioration characteristic database 20C.
- the determination unit 25 determines whether the electrical component can be reused in the reuse device based on the degree of deterioration calculated by the deterioration degree calculation unit 23 and the deterioration characteristics acquired by the deterioration characteristic acquisition unit 24. For example, assume that the use of the electric vehicle starts at time t1 shown in FIG. 6 and ends at time t2. Further, it is assumed that the electrical parts of the electric vehicle are reused in a solar power generator, and the use of the solar power generator starts from time t2 and is used until at least time t4.
- the degree of deterioration calculated by the deterioration degree calculation unit 23 that is, the degree of deterioration at the time t2 when the use of the electric vehicle is finished, is R1
- reuse of the electrical components in the solar power generator is started. From time t2 onwards, it is predicted that the deterioration of the electrical components will progress according to the deterioration characteristics shown in FIG.
- the threshold value TH is the degree of deterioration corresponding to the lifespan of the electrical component. That is, when the degree of deterioration is less than or equal to the threshold value TH, it indicates that the electrical component has not reached the end of its life. Further, when the degree of deterioration is greater than the threshold value TH, it indicates that the electrical component has reached the end of its life. Therefore, if the degree of deterioration at time t2 is R1, it is predicted that the degree of deterioration will be less than the threshold TH at time t4, when the period of use of the solar power generator ends. It is determined that reuse is possible.
- the degree of deterioration is predicted to be greater than the threshold TH. Therefore, if the degree of deterioration at time t2 is R2, it is determined that the electrical components in the solar power generator cannot be reused.
- the determination unit 25 may calculate the lifespan of the electrical component, that is, the usable period when the electrical component is reused in the reuse device. For example, in the example of FIG. 6, if the degree of deterioration at time t2 is R1, the usable period, that is, the life span, is from time t2 to time t5, when the degree of deterioration becomes greater than the threshold TH. On the other hand, if the degree of deterioration at time t2 is R2, the usable period, that is, the life span, is from time t2 to time t3, when the degree of deterioration becomes greater than the threshold TH.
- step S100 the CPU 21A obtains the measurement results of the measurements performed on the electrical components that constitute the electric vehicle and operate in response to power supply by reading them from the measurement result database 20B.
- step S101 the CPU 21A calculates the degree of deterioration of the electrical component based on the measurement results obtained in step S100.
- step S102 the CPU 21A acquires the deterioration characteristics of the electrical component in the usage environment of the reusing device that is the object of reusing the electrical component by reading it from the deterioration characteristic database 20C.
- step S103 the CPU 21A determines whether the electrical component can be reused in the reuse device based on the degree of deterioration calculated in step S101 and the deterioration characteristics acquired in step S102.
- step S104 the CPU 21A outputs the determination result to the display unit 16. Thereby, whether or not the electrical component can be reused by the reusing device is displayed on the display unit 16. Note that the life span of the electrical component may be calculated and displayed on the display unit 16 together with the determination result. Thereby, the lifespan of electrical components can be easily grasped.
- the degree of deterioration of the electrical components calculated based on the measurement results of the electrical components that constitute the electric vehicle and operate on the supply of electric power, and the reuse of the electrical components are explained. Based on the deterioration characteristics of the electrical components in the usage environment of the target reusing device, it is determined whether the electrical components can be reused in the reusing device. Therefore, it is possible to easily determine whether the electrical components of the electric vehicle can be reused in another device, and the electrical components can be easily diverted. Furthermore, since the measurement is performed using a method that does not accelerate the deterioration of the electrical components, it is possible to determine whether or not the electrical components can be reused without promoting the deterioration of the electrical components.
- the configuration of the reuse determination device 10 (see FIG. 1) described in the above embodiment is only an example, and unnecessary parts may be deleted or new parts may be added without departing from the gist of the technology of the present disclosure. Needless to say, you can add more.
- processing flow of the reuse determination program 20A (see FIG. 7) described in the above embodiment is also an example, and unnecessary steps may be deleted or new steps may be added without departing from the gist of the technology of the present disclosure. It goes without saying that steps may be added or the processing order may be changed.
- a measurement result acquisition unit that acquires measurement results of electrical components that constitute the electric mobile object and operate in response to power supply; a deterioration degree calculation unit that calculates the deterioration degree of the electrical component based on the measurement results; a deterioration characteristic acquisition unit that acquires deterioration characteristics of the electrical component in a usage environment of a reusing device that is a target for reusing the electrical component; a determination unit that determines whether the electrical component can be reused in the reuse device based on the degree of deterioration and the deterioration characteristic;
- a reuse determination device equipped with The reuse determination device according to supplementary note 1, wherein the determination unit calculates the lifespan of the electrical component when the electric component is reused in the reuse device.
- the measurement is a temperature rise measurement for the electrical component, The reuse determination device according to Supplementary Note 1 or 2, wherein the deterioration degree calculation unit calculates the deterioration degree of the electrical component based on the measurement result of the temperature rise measurement.
- the measurement is a power loss measurement for the electrical component, The reuse determination device according to appendix 1 or 2, wherein the deterioration degree calculation unit calculates the deterioration degree of the electrical component based on the measurement result of the power loss measurement.
- the measurement is a temperature rise measurement and a power loss measurement for the electrical component
- the reuse determination device according to appendix 1 or 2, wherein the deterioration degree calculation unit calculates the deterioration degree of the electrical component based on the measurement result of the temperature rise measurement and the measurement result of the power loss measurement.
- the deterioration characteristic is a characteristic determined based on at least one of the environmental temperature of the environment in which the reuse device is used and the operating rate of the reuse device.
- Reuse determination device (Appendix 7) The reuse determination device according to any one of Supplementary Notes 1 to 6, wherein the electric vehicle is an electric vehicle, and the reuse device is a renewable energy generation device that generates renewable energy.
- the reuse determination device according to any one of Supplementary Notes 1 to 7, wherein the electrical component includes at least one of a motor and a power converter.
- the computer is Obtaining the measurement results of measurements performed on electrical components that constitute an electric moving object and operate under the supply of electric power, Calculating the degree of deterioration of the electrical component based on the measurement results, Obtaining the deterioration characteristics of the electrical component in the usage environment of a reusing device that is a target for reusing the electrical component;
- a reuse determination method comprising: determining whether or not the electrical component can be reused in the reuse device based on the degree of deterioration and the deterioration characteristic.
- a reuse determination program that executes a process including determining whether or not the electrical component can be reused in the reuse device based on the degree of deterioration and the deterioration characteristic.
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Abstract
再利用判定装置は、電動移動体を構成し電力の供給を受けて動作する電気部品について実施された測定の測定結果を取得する測定結果取得部と、前記測定結果に基づいて、前記電気部品の劣化度を算出する劣化度算出部と、前記電気部品の再利用対象である再利用装置の使用環境における前記電気部品の劣化特性を取得する劣化特性取得部と、前記劣化度及び前記劣化特性に基づいて、前記再利用装置における前記電気部品の再利用が可能か否かを判定する判定部と、を備える。
Description
本開示は、再利用判定装置、再利用判定方法、及び再利用判定プログラムに関する。
本出願は、２０２２年５月２４日に出願された特許出願番号２０２２－０８４６８９号に基づくものであって、その優先権の利益を主張するものであり、その特許出願のすべての内容が、参照により本明細書に組み入れられる。
近年、電気自動車の普及が進んでいるが、電気自動車が廃車となった場合、部品の寿命が残っていても廃棄されてしまうのが通常である。カーボンニュートラルを実現するためには、廃車となった電気自動車の部品を再利用できることが望ましい。
ここで、例えば特開２０２１－７８３００号公報には、電力変換装置に実装された現在の制御プログラムを検査プログラムに入れ替えて前記検査プログラムの制御で動作する前記電力変換装置の動作時データを取得する検査装置と、前記電力変換装置の劣化の度合いを前記動作時データに基づいて判定し劣化の度合いを示すランクを前記検査装置に出力する判定装置と、を含み、前記検査装置は、前記ランクに応じて、前記現在の制御プログラムで制御した場合に比べて前記電力変換装置の残存寿命を延ばす別の制御プログラムを前記検査プログラムに代えて前記電力変換装置に実装する、ことを特徴とする電力変換装置の再利用システムが開示されている。
上記特開２０２１－７８３００号公報記載の技術は、従来の使用環境における劣化の度合いを判定するだけであり、新たな環境において再利用が可能か否かを判定することはできない。
本開示は、電動移動体の電気部品を他の装置で再利用可能か否かを容易に判定することができる再利用判定装置、再利用判定方法、及び再利用判定プログラムを提供することを目的とする。
本開示の第１態様に係る再利用判定装置は、電動移動体を構成し電力の供給を受けて動作する電気部品について実施された測定の測定結果を取得する測定結果取得部と、前記測定結果に基づいて、前記電気部品の劣化度を算出する劣化度算出部と、前記電気部品の再利用対象である再利用装置の使用環境における前記電気部品の劣化特性を取得する劣化特性取得部と、前記劣化度及び前記劣化特性に基づいて、前記再利用装置における前記電気部品の再利用が可能か否かを判定する判定部と、を備える。
第２態様に係る再利用判定装置は、第１態様に係る再利用判定装置において、前記判定部は、前記再利用装置において前記電気部品を再利用した場合における前記電気部品の寿命を算出する。
第３態様に係る再利用判定装置は、第１態様又は第２態様に係る再利用判定装置において、前記測定は、前記電気部品に対する温度上昇測定であり、前記劣化度算出部は、前記温度上昇測定の測定結果に基づいて前記電気部品の劣化度を算出する。
第４態様に係る再利用判定装置は、第１態様又は第２態様に係る再利用判定装置におい
て、前記測定は、前記電気部品に対する電力損失測定であり、前記劣化度算出部は、前記電力損失測定の測定結果に基づいて前記電気部品の劣化度を算出する。
て、前記測定は、前記電気部品に対する電力損失測定であり、前記劣化度算出部は、前記電力損失測定の測定結果に基づいて前記電気部品の劣化度を算出する。
第５態様に係る再利用判定装置は、第１態様又は第２態様に係る再利用判定装置において、前記測定は、前記電気部品に対する温度上昇測定及び電力損失測定であり、前記劣化度算出部は、前記温度上昇測定の測定結果及び前記電力損失測定の測定結果に基づいて前記電気部品の劣化度を算出する。
第６態様に係る再利用判定装置は、第１～第５態様の何れかの態様に係る再利用判定装置において、前記劣化特性は、前記再利用装置が使用される環境の環境温度及び前記再利用装置の稼働率の少なくとも１つに基づいて定められた特性である。
第７態様に係る再利用判定装置は、第１～第６態様の何れかの態様に係る再利用判定装置において、前記電動移動体は、電気自動車であり、前記再利用装置は、再生可能エネルギーを生成する再生可能エネルギー生成装置である。
第８態様に係る再利用判定装置は、第１～第７態様の何れかの態様に係る再利用判定装置において、前記電気部品は、モーター及び電力変換器の少なくとも１つを含む。
本開示の第９態様に係る再利用判定方法は、コンピュータが、電動移動体を構成し電力の供給を受けて動作する電気部品について実施された測定の測定結果を取得し、前記測定結果に基づいて、前記電気部品の劣化度を算出し、前記電気部品の再利用対象である再利用装置の使用環境における前記電気部品の劣化特性を取得し、前記劣化度及び前記劣化特性に基づいて、前記再利用装置における前記電気部品の再利用が可能か否かを判定することを含む処理を実行する。
本開示の第１０態様に係る再利用判定プログラムは、コンピュータに、電動移動体を構成し電力の供給を受けて動作する電気部品について実施された測定の測定結果を取得し、前記測定結果に基づいて、前記電気部品の劣化度を算出し、前記電気部品の再利用対象である再利用装置の使用環境における前記電気部品の劣化特性を取得し、前記劣化度及び前記劣化特性に基づいて、前記再利用装置における前記電気部品の再利用が可能か否かを判定することを含む処理を実行させる。
本開示によれば、電動移動体の電気部品を他の装置で再利用可能か否かを容易に判定することができる、という効果を有する。
本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、再利用判定装置のハードウェア構成を示す図であり、
図２は、再利用判定装置の機能ブロック図であり、
図３は、電気部品の温度上昇測定の測定結果の一例を示す線図であり、
図４は、電気部品の電力損失測定の測定結果の一例を示す線図であり、
図５は、劣化特性の一例を示す線図であり、
図６は、電気部品を再利用装置で再利用した場合の劣化度を示す線図であり、
図７は、再利用判定装置で実行される再利用判定処理のフローチャートである。
以下、図面を参照して、本開示の技術を実施するための形態について詳細に説明する。
図１は、再利用判定装置１０のハードウェア構成を示すブロック図である。図１に示すように、再利用判定装置１０は、コントローラ１２を備える。コントローラ１２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１２Ａ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２Ｂ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１２Ｃ、及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）１２Ｄを備える。そして、ＣＰＵ１２Ａ、ＲＯＭ１２Ｂ、ＲＡＭ１２Ｃ、及びＩ／Ｏ１２Ｄがシステムバス１２Ｅを介して各々接続されている。システムバス１２Ｅは、コントロールバス、アドレスバス、及びデータバスを含む。
また、Ｉ／Ｏ１２Ｄには、操作部１４、表示部１６、通信部１８、及び記憶部２０が接続されている。
操作部１４は、例えばマウス及びキーボードを含んで構成される。
表示部１６は、例えば液晶ディスプレイ等で構成される。
通信部１８は、外部装置とデータ通信を行うためのインターフェースである。
記憶部２０は、ハードディスク等の不揮発性の外部記憶装置で構成され、再利用判定プログラム２０Ａ、測定結果データベース２０Ｂ、及び劣化特性データベース２０Ｃ等を記憶する。ＣＰＵ１２Ａは、記憶部２０に記憶された再利用判定プログラム２０ＡをＲＡＭ１２Ｃに読み込んで実行する。
ＣＰＵ１２Ａは、コンピュータの一例である。ここでいうコンピュータとは、広義的なプロセッサを指し、汎用的なプロセッサ（例えば、ＣＰＵ）、又は、専用のプロセッサ（例えば、ＧＰＵ：Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ、プログラマブル論理デバイス、等）を含むものである。
なお、再利用判定プログラム２０Ａを不揮発性の非遷移的（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）記録媒体に記憶して、又はネットワークを介して配布して、再利用判定装置１０に適宜インストールしてもよい。
不揮発性の非遷移的記録媒体の例としては、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、光磁気ディスク、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、メモリカード等が挙げられる。
図２は、再利用判定装置１０のＣＰＵ１２Ａの機能構成を示すブロック図である。図２に示すように、ＣＰＵ１２Ａは、機能的には、測定結果取得部２２、劣化度算出部２３、劣化特性取得部２４、及び判定部２５等の機能部を備える。ＣＰＵ１２Ａは、記憶部２０に記憶された再利用判定プログラム２０Ａを読み込んで実行することにより各機能部として機能する。
測定結果取得部２２は、電動移動体を構成し電力の供給を受けて動作する電気部品について実施された測定の測定結果を測定結果データベース２０Ｂから読み出すことにより取得する。ここで、電動移動体とは、蓄電池から供給された電力によって動作するモーター等の駆動源によって駆動力を得る移動体である。移動体としては、自動車、鉄道車両、船舶、航空機、農業機械、及び建設機械等の様々な移動体が含まれる。また、自動車には、乗用車及び商用車が含まれる。なお、電気部品について実施する測定は、電動移動体の使用後に行ってもよいし、電動移動体の使用中に逐次行ってもよい。電動移動体の使用中に測定を行う場合は、電動移動体の使用後に測定する必要がないため、測定に要する時間を節約できる。
本実施形態では、一例として、電動移動体が、電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）である場合について説明する。
また、電気部品とは、電動移動体を構成する部品のうち電力の供給を受けて動作する部品である。従って、本実施形態に係る電気部品には、電力を供給する蓄電池は含まれない。
具体的には、電気部品は、一例としてモーター及び電力変換器の少なくとも１つを含む。電力変換器としては、例えばＡＣ－ＤＣコンバータ、ＤＣ－ＤＣコンバータ等を含む。なお、電気部品はこれらに限らず、モータジェネレータ等の他の電気部品を含んでもよい。
電気部品について実施される測定は、電気部品の劣化度を算出するために行われる測定であり、電気部品の劣化を促進しない方法で行われる測定である。
電気部品の使用による劣化の重要な原因の１つとして通電による温度上昇がある。このため、上記測定としては、一例として電気部品に対する温度上昇測定が挙げられる。
温度上昇測定は、電気部品に通電することにより通電時間と温度との対応関係を測定する測定である。温度上昇測定を実施することにより、例えば図３に示すような通電時間と温度との対応関係が測定結果として得られる。
また、電気部品の使用による劣化の重要な原因の他の例として電力損失が挙げられる。電力損失は、放熱要素である放熱部材の熱抵抗の変化ではなく、発熱要素である部品、例えばＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）などの半導体ＯＮ抵抗などの損失変化を示す。電力損失は、例えば発熱部材の導通抵抗が上昇することによって大きくなる。このため、上記測定の一例として電気部品に対する電力損失測定が挙げられる。
電力損失測定は、電気部品に通電することにより通電時間と電力損失との対応関係を測定する測定である。電力損失測定を実施することにより、例えば図４に示すような通電電流と電力損失との対応関係が測定結果として得られる。
劣化度算出部２３は、測定結果取得部２２が取得した測定結果に基づいて、電気部品の劣化度を算出する。具体的には、測定が温度上昇測定の場合は、温度上昇測定の測定結果に基づいて劣化度を算出する。例えば図３に示す測定結果に基づいて、温度上昇率、すなわち単位時間当たりの温度上昇の度合い等、温度上昇に関する温度上昇パラメータを算出する。そして、温度上昇パラメータと劣化度との対応関係を表す予め定めた算出式を用いて、算出した温度上昇パラメータに対応する劣化度を算出する。
また、測定が電力損失測定の場合は、電力損失測定の測定結果に基づいて劣化度を算出する。例えば図４に示す測定結果に基づいて、電力損失率、すなわち単位時間当たりの通電電流変化による電力損失の変化等、電力損失に関する電力損失パラメータを算出する。そして、電力損失パラメータと劣化度との対応関係を表す予め定めた算出式を用いて、算出した電力損失パラメータに対応する劣化度を算出する。
また、温度上昇測定及び電力損失の両方を行った場合は、それぞれの測定結果に基づいて算出した劣化度の和を劣化度としてもよい。さらに、それぞれの測定結果に基づいて算出した劣化度を重み付け計算することにより得られた値を劣化度としてもよい。
劣化特性取得部２４は、電気部品の再利用対象である再利用装置の使用環境における電気部品の劣化特性を劣化特性データベース２０Ｃから読み出すことにより取得する。再利用装置は、電動移動体の電気部品を再利用可能な装置であれば、電動移動体と異なる装置でもよいし、同じ種類の電動移動体でもよい。例えば電動移動体が電気自動車の場合、再利用装置は再生可能エネルギーを生成する再生可能エネルギー生成装置でもよいし電気自動車でもよい。
再利用可能エネルギー生成装置としては、例えば太陽光発電装置、風力発電装置、水力発電装置、波力発電装置、及びＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）等のエネルギー管理システム等が挙げられるが、これらに限られるものではない。
劣化特性は、例えば再利用装置が使用される環境の環境温度及び再利用装置の稼働率の少なくとも１つに基づいて定められた特性である。具体的には、劣化特性は、電気部品を再利用装置で再利用した場合における使用年数と劣化度との対応関係を予め定めたものである。なお、再利用装置が自動車の場合は、例えば自動車の冷熱サイクルに関するデータ及び自動車の振動状態に関するデータの少なくとも１つを使用環境情報に含めても良い。
図５に電気部品の劣化特性の一例を示す。図５の劣化特性は、使用年数が増加するに従って劣化度が線形に増加しているが、劣化特性は電気部品によって異なり、非線形に増加する場合もある。劣化特性は電気部品毎に異なるため、劣化特性取得部２４は、再利用装置で再利用する電気部品に応じた劣化特性を劣化特性データベース２０Ｃから読み出すことにより取得する。
判定部２５は、劣化度算出部２３が算出した劣化度及び劣化特性取得部２４が取得した劣化特性に基づいて、再利用装置における電気部品の再利用が可能か否かを判定する。例えば図６に示すｔ１の時点で電気自動車の使用を開始してｔ２の時点で電気自動車の使用を終了したとする。また、電気自動車の電気部品を太陽光発電器で再利用し、ｔ２の時点から太陽光発電器の使用を開始し、少なくともｔ４の時点まで使用する場合を想定する。
ここで、劣化度算出部２３が算出した劣化度、すなわち電気自動車での使用が終了したｔ２の時点における劣化度がＲ１であった場合は、太陽光発電器において電気部品の再利用が開始されたｔ２の時点からは、図６に示す劣化特性に従って電気部品の劣化が進行すると予測される。
ここで、劣化度算出部２３が算出した劣化度、すなわち電気自動車での使用が終了したｔ２の時点における劣化度がＲ１であった場合は、太陽光発電器において電気部品の再利用が開始されたｔ２の時点からは、図６に示す劣化特性に従って電気部品の劣化が進行すると予測される。
そして、太陽光発電器の使用期間が終了するｔ４の時点では、劣化度は閾値ＴＨ以下である。なお、閾値ＴＨは、電気部品の寿命に対応する劣化度である。すなわち、劣化度が閾値ＴＨ以下の場合は電気部品が寿命に到達していないことを示す。また、劣化度が閾値ＴＨより大きい場合は、電気部品が寿命であることを示す。従って、ｔ２の時点における劣化度がＲ１の場合は、太陽光発電器の使用期間が終了するｔ４の時点で劣化度が閾値ＴＨ以下であると予測されるので、太陽光発電器における電気部品の再利用が可能であると判定する。
一方、電気自動車での使用が終わったｔ２の時点における劣化度がＲ２であった場合、図５に示す劣化特性に従って電気部品の劣化が進行すると予測されるのは劣化度がＲ１の場合と同様である。
そして、太陽光発電器の使用期間が終了するｔ４以降は、劣化度が閾値ＴＨよりも大きくなると予測される。従って、ｔ２の時点における劣化度がＲ２の場合は、太陽光発電器における電気部品の再利用が不可能であると判定する。
なお、判定部２５は、再利用装置において電気部品を再利用した場合における電気部品の寿命、すなわち使用可能期間を算出するようにしてもよい。例えば図６の例では、ｔ２の時点における劣化度がＲ１の場合、ｔ２の時点から劣化度が閾値ＴＨより大きくなるｔ５の時点までが使用可能期間、すなわち寿命となる。一方、ｔ２に時点における劣化度がＲ２の場合、ｔ２の時点から劣化度が閾値ＴＨより大きくなるｔ３の時点までが使用可能期間、すなわち寿命となる。
次に、図７を参照して再利用判定装置１０のＣＰＵ１２Ａで実行される再利用判定処理について説明する。
ステップＳ１００では、ＣＰＵ２１Ａが、電動移動体を構成し電力の供給を受けて動作する電気部品について実施された測定の測定結果を測定結果データベース２０Ｂから読み出すことにより取得する。
ステップＳ１０１では、ＣＰＵ２１Ａが、ステップＳ１００で取得した測定結果に基づいて、電気部品の劣化度を算出する。
ステップＳ１０２では、ＣＰＵ２１Ａが、電気部品の再利用対象である再利用装置の使用環境における電気部品の劣化特性を劣化特性データベース２０Ｃから読み出すことにより取得する。
ステップＳ１０３では、ＣＰＵ２１Ａが、ステップＳ１０１で算出した劣化度及びステップＳ１０２で取得した劣化特性に基づいて、再利用装置における電気部品の再利用が可能か否かを判定する。
ステップＳ１０４では、ＣＰＵ２１Ａが、判定結果を表示部１６に出力する。これにより、表示部１６に電気部品を再利用装置で再利用可能か否かが表示される。なお、電気部品の寿命を算出し、判定結果と併せて表示部１６に表示するようにしてもよい。これにより、電気部品の寿命を容易に把握することができる。
このように、本実施形態では、電動移動体を構成し電力の供給を受けて動作する電気部品について実施された測定の測定結果に基づいて算出した電気部品の劣化度と、電気部品の再利用対象である再利用装置の使用環境における電気部品の劣化特性と、に基づいて、再利用装置における電気部品の再利用が可能か否かを判定する。このため、電動移動体の電気部品を他の装置で再利用可能か否かを容易に判定することができ、電気部品の転用が容易となる。また、測定は電気部品の劣化を促進しない方法で行われる測定であるため、電気部品の劣化を促進することなく再利用可能か否かを判定することができる。
なお、本開示は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本開示の技術の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
その他、上記実施の形態で説明した再利用判定装置１０の構成（図１参照）は一例であり、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において不要な部分を削除したり、新たな部分を追加したりしてもよいことは言うまでもない。
また、上記実施の形態で説明した再利用判定プログラム２０Ａの処理の流れ（図７参照）も一例であり、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよいことは言うまでもない。
以下に、本開示に関する付記を記載する。
（付記１）
電動移動体を構成し電力の供給を受けて動作する電気部品について測定された測定結果を取得する測定結果取得部と、
前記測定結果に基づいて、前記電気部品の劣化度を算出する劣化度算出部と、
前記電気部品の再利用対象である再利用装置の使用環境における前記電気部品の劣化特性を取得する劣化特性取得部と、
前記劣化度及び前記劣化特性に基づいて、前記再利用装置における前記電気部品の再利用が可能か否かを判定する判定部と、
を備えた再利用判定装置。
（付記２）
前記判定部は、前記再利用装置において前記電気部品を再利用した場合における前記電気部品の寿命を算出する
付記１記載の再利用判定装置。
（付記３）
前記測定は、前記電気部品に対する温度上昇測定であり、
前記劣化度算出部は、前記温度上昇測定の測定結果に基づいて前記電気部品の劣化度を算出する
付記１又は付記２記載の再利用判定装置。
（付記４）
前記測定は、前記電気部品に対する電力損失測定であり、
前記劣化度算出部は、前記電力損失測定の測定結果に基づいて前記電気部品の劣化度を算出する
付記１又は付記２記載の再利用判定装置。
（付記５）
前記測定は、前記電気部品に対する温度上昇測定及び電力損失測定であり、
前記劣化度算出部は、前記温度上昇測定の測定結果及び前記電力損失測定の測定結果に基づいて前記電気部品の劣化度を算出する
付記１又は付記２記載の再利用判定装置。
（付記６）
前記劣化特性は、前記再利用装置が使用される環境の環境温度及び前記再利用装置の稼働率の少なくとも１つに基づいて定められた特性である
付記１～５の何れか１項に記載の再利用判定装置。
（付記７）
前記電動移動体は、電気自動車であり、前記再利用装置は、再生可能エネルギーを生成する再生可能エネルギー生成装置である
付記１～６の何れか１項に記載の再利用判定装置。
（付記８）
前記電気部品は、モーター及び電力変換器の少なくとも１つを含む
付記１～７の何れか１項に記載の再利用判定装置。
（付記９）
コンピュータが、
電動移動体を構成し電力の供給を受けて動作する電気部品について実施された測定の測定結果を取得し、
前記測定結果に基づいて、前記電気部品の劣化度を算出し、
前記電気部品の再利用対象である再利用装置の使用環境における前記電気部品の劣化特性を取得し、
前記劣化度及び前記劣化特性に基づいて、前記再利用装置における前記電気部品の再利用が可能か否かを判定する
ことを含む処理を実行する再利用判定方法。
（付記１０）
コンピュータに、
電動移動体を構成し電力の供給を受けて動作する電気部品について実施された測定の測定結果を取得し、
前記測定結果に基づいて、前記電気部品の劣化度を算出し、
前記電気部品の再利用対象である再利用装置の使用環境における前記電気部品の劣化特性を取得し、
前記劣化度及び前記劣化特性に基づいて、前記再利用装置における前記電気部品の再利用が可能か否かを判定する
ことを含む処理を実行させる再利用判定プログラム。
（付記１）
電動移動体を構成し電力の供給を受けて動作する電気部品について測定された測定結果を取得する測定結果取得部と、
前記測定結果に基づいて、前記電気部品の劣化度を算出する劣化度算出部と、
前記電気部品の再利用対象である再利用装置の使用環境における前記電気部品の劣化特性を取得する劣化特性取得部と、
前記劣化度及び前記劣化特性に基づいて、前記再利用装置における前記電気部品の再利用が可能か否かを判定する判定部と、
を備えた再利用判定装置。
（付記２）
前記判定部は、前記再利用装置において前記電気部品を再利用した場合における前記電気部品の寿命を算出する
付記１記載の再利用判定装置。
（付記３）
前記測定は、前記電気部品に対する温度上昇測定であり、
前記劣化度算出部は、前記温度上昇測定の測定結果に基づいて前記電気部品の劣化度を算出する
付記１又は付記２記載の再利用判定装置。
（付記４）
前記測定は、前記電気部品に対する電力損失測定であり、
前記劣化度算出部は、前記電力損失測定の測定結果に基づいて前記電気部品の劣化度を算出する
付記１又は付記２記載の再利用判定装置。
（付記５）
前記測定は、前記電気部品に対する温度上昇測定及び電力損失測定であり、
前記劣化度算出部は、前記温度上昇測定の測定結果及び前記電力損失測定の測定結果に基づいて前記電気部品の劣化度を算出する
付記１又は付記２記載の再利用判定装置。
（付記６）
前記劣化特性は、前記再利用装置が使用される環境の環境温度及び前記再利用装置の稼働率の少なくとも１つに基づいて定められた特性である
付記１～５の何れか１項に記載の再利用判定装置。
（付記７）
前記電動移動体は、電気自動車であり、前記再利用装置は、再生可能エネルギーを生成する再生可能エネルギー生成装置である
付記１～６の何れか１項に記載の再利用判定装置。
（付記８）
前記電気部品は、モーター及び電力変換器の少なくとも１つを含む
付記１～７の何れか１項に記載の再利用判定装置。
（付記９）
コンピュータが、
電動移動体を構成し電力の供給を受けて動作する電気部品について実施された測定の測定結果を取得し、
前記測定結果に基づいて、前記電気部品の劣化度を算出し、
前記電気部品の再利用対象である再利用装置の使用環境における前記電気部品の劣化特性を取得し、
前記劣化度及び前記劣化特性に基づいて、前記再利用装置における前記電気部品の再利用が可能か否かを判定する
ことを含む処理を実行する再利用判定方法。
（付記１０）
コンピュータに、
電動移動体を構成し電力の供給を受けて動作する電気部品について実施された測定の測定結果を取得し、
前記測定結果に基づいて、前記電気部品の劣化度を算出し、
前記電気部品の再利用対象である再利用装置の使用環境における前記電気部品の劣化特性を取得し、
前記劣化度及び前記劣化特性に基づいて、前記再利用装置における前記電気部品の再利用が可能か否かを判定する
ことを含む処理を実行させる再利用判定プログラム。
Claims (10)
- 電動移動体を構成し電力の供給を受けて動作する電気部品について測定された測定結果を取得する測定結果取得部（２２）と、
前記測定結果に基づいて、前記電気部品の劣化度を算出する劣化度算出部（２３）と、
前記電気部品の再利用対象である再利用装置の使用環境における前記電気部品の劣化特性を取得する劣化特性取得部（２４）と、
前記劣化度及び前記劣化特性に基づいて、前記再利用装置における前記電気部品の再利用が可能か否かを判定する判定部（２５）と、
を備えた再利用判定装置（１０）。 - 前記判定部は、前記再利用装置において前記電気部品を再利用した場合における前記電気部品の寿命を算出する
請求項１記載の再利用判定装置。 - 前記測定は、前記電気部品に対する温度上昇測定であり、
前記劣化度算出部は、前記温度上昇測定の測定結果に基づいて前記電気部品の劣化度を算出する
請求項１記載の再利用判定装置。 - 前記測定は、前記電気部品に対する電力損失測定であり、
前記劣化度算出部は、前記電力損失測定の測定結果に基づいて前記電気部品の劣化度を算出する
請求項１記載の再利用判定装置。 - 前記測定は、前記電気部品に対する温度上昇測定及び電力損失測定であり、
前記劣化度算出部は、前記温度上昇測定の測定結果及び前記電力損失測定の測定結果に基づいて前記電気部品の劣化度を算出する
請求項１記載の再利用判定装置。 - 前記劣化特性は、前記再利用装置が使用される環境の環境温度及び前記再利用装置の稼働率の少なくとも１つに基づいて定められた特性である
請求項１記載の再利用判定装置。 - 前記電動移動体は、電気自動車であり、前記再利用装置は、再生可能エネルギーを生成する再生可能エネルギー生成装置である
請求項１記載の再利用判定装置。 - 前記電気部品は、モーター及び電力変換器の少なくとも１つを含む
請求項１～７の何れか１項に記載の再利用判定装置。 - コンピュータ（１２Ａ）が、
電動移動体を構成し電力の供給を受けて動作する電気部品について実施された測定の測定結果を取得し、
前記測定結果に基づいて、前記電気部品の劣化度を算出し、
前記電気部品の再利用対象である再利用装置の使用環境における前記電気部品の劣化特性を取得し、
前記劣化度及び前記劣化特性に基づいて、前記再利用装置における前記電気部品の再利用が可能か否かを判定する
ことを含む処理を実行する再利用判定方法。 - コンピュータに、
電動移動体を構成し電力の供給を受けて動作する電気部品について実施された測定の測定結果を取得し、
前記測定結果に基づいて、前記電気部品の劣化度を算出し、
前記電気部品の再利用対象である再利用装置の使用環境における前記電気部品の劣化特性を取得し、
前記劣化度及び前記劣化特性に基づいて、前記再利用装置における前記電気部品の再利用が可能か否かを判定する
ことを含む処理を実行させる再利用判定プログラム。
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Ref document number: 23811429 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |