WO2024166202A1 - 電池劣化状態推定装置及び電池劣化状態推定方法 - Google Patents

電池劣化状態推定装置及び電池劣化状態推定方法 Download PDF

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WO2024166202A1
WO2024166202A1 PCT/JP2023/003966 JP2023003966W WO2024166202A1 WO 2024166202 A1 WO2024166202 A1 WO 2024166202A1 JP 2023003966 W JP2023003966 W JP 2023003966W WO 2024166202 A1 WO2024166202 A1 WO 2024166202A1
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battery
storage
secondary battery
profile
degradation state
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PCT/JP2023/003966
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French (fr)
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モハマドアリフアイムラ ビンアビデヅゥルラマン
優介 杉中
大輔 田中
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery degradation state estimation device and a battery degradation state estimation method.
  • the secondary use destination (for use as a stationary power source or a mobile power source, etc.) is determined according to the state of the secondary battery at the time when its use as an on-board battery (primary use) ends.
  • WO2021/193006A1 discloses a battery reuse support system that estimates the deterioration state of a battery at the planned time of sale obtained from the user based on the deterioration state of the battery while the vehicle is in use (during primary use), determines multiple product types (secondary use destinations) into which the battery can be installed from the estimated deterioration state, calculates the transaction price (predicted selling price) of the battery for each determined product type, and notifies the user of the calculated price.
  • the deterioration state of the battery from the primary use to the planned sale date is calculated based on a predetermined uniform deterioration line.
  • a certain storage period e.g., several months to several years
  • the secondary battery is not generally charged or discharged, but deterioration of the secondary battery progresses due to storage deterioration.
  • the deterioration progress during the storage period is also uniformly estimated using the same deterioration line as during primary use. For this reason, there is a risk that the estimated value of the deterioration state of the secondary battery at the start of secondary use may deviate from the actual value, and its reliability may not be ensured.
  • the present invention therefore aims to further improve the accuracy of estimating the degradation state of a secondary battery when it is provided to a secondary user.
  • the battery degradation state estimation device that estimates the degradation state of a secondary battery installed in a vehicle at the time of providing it for secondary use.
  • the battery degradation state estimation device includes a profile calculation unit that calculates a storage degradation profile that represents the progression of degradation during the storage period from the end of the secondary battery's primary use until it is provided for secondary use, a data generation unit that generates predicted battery state data including a predicted degradation state at the time of providing it for secondary use based on the storage degradation profile, and a data output unit that outputs the predicted battery state data to a specified external device.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a battery degradation state estimating system common to all the embodiments.
  • FIG. 2 is a block diagram showing details of the battery degradation state estimating system according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating each process performed by the battery degradation state estimating device.
  • FIG. 4 is a flow chart for explaining the deterioration profile calculation.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a specific configuration for realizing the deterioration profile calculation.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a change in SOC during storage.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a storage deterioration profile for each secondary battery.
  • FIG. 8 is a block diagram showing details of a battery degradation state estimating system according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating the deterioration profile calculation.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of changes in outside air temperature.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of a battery degradation state estimation system 10 according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the details of the battery degradation state estimation system 10.
  • the battery degradation state estimation system 10 of this embodiment is configured as a system for predicting the degradation state of a secondary battery B (B1, B2, ... Bn) mounted on each vehicle V (V1, V2, ... Vn in FIG. 1) when the secondary battery B is provided to a predetermined secondary use destination (reuse destination), and for providing information (data) related to the degradation state to the outside.
  • each vehicle V of this embodiment is assumed to be an electric vehicle or a hybrid vehicle equipped with an on-board battery.
  • the battery degradation state estimation system 10 mainly comprises a battery degradation state estimation device 20, an in-vehicle battery management server 30, in-vehicle terminals VT (VT1, VT2, ... VTn) mounted on each vehicle V, and an external terminal 40.
  • the battery degradation state estimation device 20 is connected to the vehicle-mounted battery management server 30, each vehicle-mounted terminal VT, and the external terminal 40 via a specified network 100 so that they can communicate with each other.
  • the network 100 is composed of various hardware and communication protocols to enable communication between the battery degradation state estimation device 20, the vehicle-mounted battery management server 30, each vehicle-mounted terminal VT, and the external terminal 40.
  • the communication function between the vehicle-mounted battery management server 30 or the external terminal 40 and the battery degradation state estimation device 20 is realized by various communication protocols such as TCP/IP for wide area network communication.
  • the communication function between the vehicle-mounted terminal VT and the battery degradation state estimation device 20 is realized by various communication protocols for realizing so-called telematics (mobile communication system).
  • the battery degradation state estimation device 20 is configured by a computer equipped with various calculation/control devices, storage devices, and input/output devices, and storing a program for executing a desired calculation/control process in the storage device.
  • the battery degradation state estimation device 20 receives a request signal including identification information (hereinafter also simply referred to as "battery ID") of the target secondary battery Bk from the external terminal 40
  • the battery degradation state estimation device 20 acquires various input information specified by the battery ID from the in-vehicle battery management server 30.
  • the battery degradation state estimation device 20 generates predicted battery state data of the secondary battery Bk linked to the battery ID based on the various input information.
  • the battery degradation state estimation device 20 outputs and transmits the generated predicted battery state data to the external terminal 40.
  • the battery degradation state estimation device 20 has a battery information acquisition unit 21, a profile calculation unit 23, a data generation unit 24, a data output unit 25, a battery management DB 26, and a storage information DB 27.
  • the battery information acquisition unit 21 When the battery information acquisition unit 21 receives a request signal including a battery ID linked to the secondary battery Bk from the external terminal 40, it refers to the battery management DB 26 and extracts the vehicle Vk (vehicle ID) linked to the battery ID and the scheduled secondary use start date t2e of the secondary battery Bk.
  • the scheduled secondary use start date t2e is the date on which the secondary battery Bk is scheduled to be provided to a secondary use destination, and is set in advance.
  • the battery information acquisition unit 21 receives information on the secondary battery Bk mounted on the vehicle Vk from the in-vehicle battery management server 30, using the identified vehicle ID as a key.
  • the information received from the in-vehicle battery management server 30 includes the primary use start date t 1s , primary use end date t 1e , and final SOC (State of Charge) of the secondary battery Bk.
  • the primary use start date t 1s is the date on which the secondary battery Bk actually starts to be used as an in-vehicle battery, such as the product shipping date of the vehicle Vk or the date on which the user purchases the vehicle Vk.
  • the primary use end date t 1e is the date on which the use as an in-vehicle battery ends.
  • the primary use end date t 1e in this embodiment is defined as the date on which the user completes procedures such as a sales contract for the vehicle Vk or the secondary battery Bk and removes the secondary battery Bk from the vehicle Vk.
  • the final SOC is the charging rate (SOC) of the secondary battery Bk on the primary use end date t 1e .
  • the battery information acquisition unit 21 outputs data linking the battery ID with the primary use start date t 1s , primary use end date t 1e , final SOC, and scheduled secondary use start date t 2e to the profile calculation unit 23 .
  • the profile calculation unit 23 inputs the primary use start date t 1s , the primary use end date t 1e , the final SOC, and the secondary use scheduled start date t 2e to calculate a storage deterioration profile P Bk (t) of the secondary battery Bk associated with the battery ID.
  • the storage deterioration profile P Bk (t) is a function that represents the transition of the deterioration state (health state) of the secondary battery Bk during the storage period [t 1e , t 2e ] from the primary use end date t 1e to the secondary use scheduled start date t 2e .
  • the SOH State Of Health
  • the SOH is defined as the ratio (capacity maintenance rate) of the current battery capacity (full charge capacity) to the initial battery capacity (full charge capacity) (for example, the primary use start date t 1s ).
  • the profile calculation unit 23 reads out the storage environment information of the secondary battery Bk from the storage information DB 27 using the battery ID as a key.
  • the storage environment information includes information on the storage location (facility) of the secondary battery Bk.
  • the storage environment information preferably includes physical quantities (such as temperature or humidity during storage) that affect the self-discharge rate (rate of decrease in SOC) of the secondary battery Bk.
  • the storage environment information preferably includes the ambient temperature (storage temperature Ts) of the secondary battery Bk during storage, or information required to estimate the storage temperature Ts.
  • the storage environment information preferably includes the storage management temperature of the secondary battery Bk for each storage facility. Details of the processing in the profile calculation unit 23 will be described later.
  • the data generation unit 24 generates predicted battery state data based on the storage deterioration profile P Bk (t) calculated by the profile calculation unit 23.
  • the data generation unit 24 generates predicted battery state data including the entire storage deterioration profile P Bk (t) or at least the value of the storage deterioration profile P Bk (t) on the scheduled secondary utilization start date t 2e (predicted SOH).
  • the data output unit 25 outputs the predicted battery state data to the external terminal 40.
  • the data output unit 25 may have a so-called SaaS (Software as a Service) function of displaying information included in the predicted battery state data on the display screen of the external terminal 40 in a desired display format.
  • SaaS Software as a Service
  • the battery management DB 26 is a database that stores a battery ID uniquely assigned to each secondary battery B, linked to a vehicle ID assigned to each vehicle V.
  • the storage information DB 27 is a database that stores the battery ID of each secondary battery B, linked to the respective storage environment information.
  • the in-vehicle battery management server 30 is a server that manages each secondary battery B mounted on each vehicle V included in the battery degradation state estimation system 10.
  • the in-vehicle battery management server 30 of this embodiment has a database (not shown) that stores the primary use start date t 1s , primary use end date t 1e , and final SOC for each secondary battery B in association with the vehicle ID of each vehicle V.
  • the in-vehicle battery management server 30 receives a signal including the vehicle ID from the battery information acquisition unit 21, it reads out the primary use start date t 1s , primary use end date t 1e , and final SOC of the secondary battery Bk associated with the vehicle ID from the database, and transmits them to the battery degradation state estimation device 20.
  • the external terminal 40 is a terminal operated by an intermediary (such as a storage facility management company) involved in providing the secondary battery Bk to a secondary user, or a secondary user company (such as a recycler), and is composed of a mobile terminal such as a smartphone or a tablet terminal, or a personal computer such as a notebook computer (laptop) or desktop computer.
  • an intermediary such as a storage facility management company
  • a secondary user company such as a recycler
  • the external terminal 40 when it detects an input operation by a specific operator requesting the provision of predicted battery state data, it generates a request signal including a battery ID and transmits it to the battery degradation state estimation device 20.
  • the external terminal 40 also has a display unit (display screen) for displaying various information included in the predicted battery state data received from the battery degradation state estimation device 20 in response to the transmission of the request signal in a specific manner according to a program stored in its own memory area or through processing by the battery degradation state estimation device 20.
  • the on-board terminal VTk is an on-board computer that is installed in the vehicle Vk and provides the battery degradation state estimating device 20 with necessary information.
  • the specific processing performed by the battery degradation state estimation device 20 is described in more detail below.
  • FIG. 3 is a flowchart explaining the details of the processing performed by the battery degradation state estimation device 20.
  • step S100 the battery information acquisition unit 21 uses the battery ID received from the external terminal 40 as a key to acquire the secondary use start date t 2e of the secondary battery Bk linked to that battery ID.
  • step S200 the battery information acquisition unit 21 acquires from the in-vehicle battery management server 30 the primary use start date t 1s , the primary use end date t 1e , and the final SOC of the secondary battery Bk associated with the battery ID.
  • step S300 the profile calculation unit 23 calculates the storage deterioration profile P Bk (t) of the secondary battery Bk.
  • FIG. 4 is a flowchart explaining the degradation profile calculation
  • FIG. 5 is a block diagram showing a specific configuration for realizing the degradation profile calculation.
  • the profile calculation unit 23 extracts storage environment information of the corresponding secondary battery Bk from the storage information DB 27 using the battery ID as a key (S310).
  • the profile calculation unit 23 calculates the SOC transition during storage based on the storage environment information, the final SOC, the primary use end date t1e , and the secondary use start date t2e (S320).
  • the SOC transition during storage in this embodiment is given as a function representing the change over time in the SOC of the secondary battery Bk during the storage period [ t1e , t2e ].
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of SOC transition during storage.
  • the SOC characteristic over time of secondary battery Bk during the storage period [t 1e , t 2e ] may change in different storage environments (storage environments I and II in FIG. 5 ). Therefore, by calculating the SOC transition during storage with reference to storage environment information, it is possible to reflect the difference in the SOC characteristic over time according to the storage environment (temperature, humidity, etc.) in the calculation.
  • the secondary battery Bk is basically not charged or discharged, and therefore, the change (decrease) in the SOC of the secondary battery Bk during the storage period [t 1e , t 2e ] can be said to indicate the self-discharge amount of the secondary battery Bk.
  • the profile calculation unit 23 calculates the storage temperature transition Ts(t) based on the storage environment information, the primary use end date t 1e , and the secondary use start date t 2e (S330).
  • the storage temperature transition Ts(t) in this embodiment is given as a function that represents the change over time in the storage temperature Ts of the secondary battery Bk during the storage period [t 1e , t 2e ]. Note that in cases where the storage temperature Ts does not change over time, such as when the temperature is managed to be constant depending on the storage facilities, the storage temperature transition Ts(t) can be set to a constant.
  • the profile calculation unit 23 calculates the storage deterioration profile P Bk (t) from the storage SOC transition and the storage temperature transition Ts(t) (S340).
  • the profile calculation unit 23 calculates the first unit deterioration amount ⁇ D1(t) by multiplying the storage SOC transition by a predetermined gain K1 (S3401).
  • the first unit deterioration amount ⁇ D1(t) is a function representing the deterioration amount (decrease amount of SOH) per unit time (unit number of days) according to the SOC change of the secondary battery Bk during the storage period [t 1e , t 2e ].
  • the deterioration amount due to storage deterioration of the secondary battery Bk is proportional to the square root of the number of days t elapsed from the primary use end date t 1e as a base point, and increases as the SOC of the secondary battery Bk increases.
  • the gain K1 is set to an appropriate value for determining the first unit deterioration amount ⁇ D1(t) taking into consideration the number of days elapsed t and the change (decrease) of the SOC according to the number of days elapsed t.
  • the profile calculation unit 23 also calculates the second unit degradation amount ⁇ D2(t) by multiplying the storage temperature transition Ts(t) by a predetermined gain K2 (S3402).
  • the second unit degradation amount ⁇ D2(t) is a function that represents the degradation amount (amount of reduction in SOH) per unit time (unit number of days) according to the change in the storage temperature Ts of the secondary battery Bk during the storage period [t 1e , t 2e ].
  • the degradation amount due to storage degradation of the secondary battery Bk is proportional to the square root of the number of days t elapsed from the primary use end date t 1e as the base point, and increases as the storage temperature Ts increases. Therefore, the gain K2 is set to an appropriate value for determining the second unit degradation amount ⁇ D2(t) taking into consideration the number of days elapsed t and the change in the storage temperature Ts according to the number of days elapsed t.
  • the profile calculation unit 23 calculates the sum (integral value ) of the products of the first unit degradation amount ⁇ D1(t) and the second unit degradation amount ⁇ D2(t) at any time point of the number of days elapsed from the primary usage end date t 1e as the storage degradation degree D(t) (S3403). That is, the storage degradation degree D(t) is determined as a function representing the amount of reduction in SOH from the primary usage end date t 1e to the number of days elapsed.
  • a calculation logic can be adopted that corrects the storage deterioration degree D(t) obtained by the calculation logic of S3401 to S3403 so that it is larger the longer the primary usage period [t 1s , t 1e ].
  • the profile calculation unit 23 subtracts the storage deterioration degree D(t) from the SOH of the secondary battery Bk on the primary use end date t1e (hereinafter also referred to as "initial SOH") to obtain a storage deterioration profile P Bk (t) (S3404). That is, the storage deterioration profile P Bk (t) is determined as a function representing the change over time in the SOH of the secondary battery Bk from the primary use end date t1e to the number of days that have elapsed since.
  • a storage deterioration profile P Bk (t) specific to the secondary battery Bk can be obtained. That is, in the case of each of the secondary batteries B1, B2, B3, ..., a storage deterioration profile P B1 (t), P B2 (t), P B3 (t), ... specific to each of the secondary batteries B1, B2, B3, ... can be determined.
  • FIG. 7 shows examples of storage deterioration profiles P B1 (t), P B2 (t), and P B3 (t) for each of the secondary batteries B1, B2, and B3.
  • step S400 the data generator 24 generates predicted battery state data from the storage deterioration profile P Bk (t) and the data output unit 25 outputs the generated predicted battery state data to the external terminal 40.
  • a battery degradation state estimation device 20 that estimates the degradation state of a secondary battery Bk mounted on a vehicle Vk at the time of being provided for secondary use.
  • the battery degradation state estimation device 20 includes a profile calculation unit 23 that calculates a storage degradation profile P Bk (t) that represents a degradation progression during a storage period [t 1e , t 2e ] from the end of primary use of the secondary battery Bk until it is provided for secondary use, a data generation unit 24 that generates predicted battery state data including a predicted degradation state (predicted SOH) at the time of being provided for secondary use based on the storage degradation profile P Bk (t), and a data output unit 25 that outputs the predicted battery state data to a predetermined external device (external terminal) 40.
  • this embodiment further includes an acquisition unit (battery state acquisition unit 21) that acquires the primary use end date t1e and the scheduled secondary use start date t2e of the secondary battery Bk.
  • the profile calculation unit 23 then calculates a storage deterioration profile P Bk (t) based on the primary use end date t1e , the scheduled secondary use start date t2e , and the storage environment information of the secondary battery Bk.
  • the battery information acquisition unit 21 further acquires the primary usage start date t 1s of the secondary battery Bk.
  • the profile calculation unit 23 then calculates the storage deterioration profile P Bk (t) by referring to the primary usage period [t 1s , t 1e ] determined from the primary usage start date t 1s and the primary usage end date t 1e .
  • the battery information acquisition unit 21 further acquires the final charging rate (final SOC), which is the charging rate of the secondary battery Bk on the primary use end date t 1e .
  • the profile calculation unit 23 calculates a storage charging rate transition (storage SOC transition) that represents the change over time of the charging rate (SOC) during the storage period [t 1e , t 2e ] based on the storage environment information, the final SOC, the primary use end date t 1e , and the secondary use scheduled start date t 2e .
  • the profile calculation unit 23 calculates a storage temperature transition Ts(t) that represents the change over time of the storage temperature Ts of the secondary battery Bk during the storage period [t 1e , t 2e ] based on the storage environment information, the primary use end date t 1e , and the secondary use scheduled start date t 2e . Furthermore, the profile calculation unit 23 calculates a storage deterioration profile P Bk (t) based on the storage SOC transition and the storage temperature transition Ts(t).
  • FIG. 8 is a block diagram showing details of the battery degradation state estimation system 10 of this embodiment.
  • the in-vehicle battery management server 30 of this embodiment transmits information indicating the position of the vehicle Vk (hereinafter also simply referred to as "vehicle position information") to the battery degradation state estimation device 20 in addition to the above-mentioned primary use start date t 1s , primary use end date t 1e , secondary use scheduled start date t 2e , and final SOC.
  • the in-vehicle battery management server 30 acquires vehicle position information (GPS information) related to each vehicle V in advance by communicating with each in-vehicle terminal VT, and stores this information in a database (not shown) linked to the vehicle ID. Then, when the in-vehicle battery management server 30 receives a command signal including the vehicle ID from the battery degradation state estimation device 20 (battery information acquisition unit 21), it outputs the vehicle position information linked to the vehicle ID to the battery degradation state estimation device 20.
  • GPS information vehicle position information
  • the battery information acquisition unit 21 in the battery degradation state estimation device 20 of this embodiment outputs the vehicle position information acquired from the in-vehicle battery management server 30 to the profile calculation unit 23 together with each of the input parameters described in the first embodiment.
  • FIG. 9 is a flowchart explaining the degradation profile calculation (S300) of this embodiment.
  • the profile calculation unit 23 determines whether or not storage environment information linked to the battery ID input from the battery information acquisition unit 21 exists in the storage information DB 27 (S350).
  • the profile calculation unit 23 determines that the storage environment information exists, it calculates the storage deterioration profile P Bk (t) using the same calculation logic as in the first embodiment (S310 to S340).
  • the profile calculation unit 23 determines that there is no storage environment information linked to the battery ID of secondary battery Bk, it performs the processes of S360 to S390 to calculate the storage deterioration profile P Bk (t).
  • the profile calculation unit 23 first estimates the storage location of the secondary battery Bk from the vehicle position information (S360). More specifically, the profile calculation unit 23 generates an area of a predetermined range including the location where the vehicle Vk is mainly located from the vehicle position information, and identifies facilities within that area that can store the secondary battery Bk by referring to a predetermined map database or the like, thereby estimating the storage location.
  • the profile calculation unit 23 calculates the outside air temperature change Te(t) based on the estimated storage location (hereinafter referred to as the estimated storage location ⁇ ) (S370).
  • the outside air temperature change Te(t) is a function that represents the change over time in the outside air temperature Te over a specified period (e.g., one year) in the region (country or city, etc.) to which the estimated storage location ⁇ belongs.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an example of an outdoor air temperature transition Te(t).
  • the outdoor air temperature transition Te(t) represented by the solid line in FIG. 10 uses the annual average temperature data in the area to which the estimated storage location ⁇ belongs.
  • the outdoor air temperature transition Te(t) represented by the dashed line uses the annual average temperature data in the area to which the other storage locations ⁇ belong.
  • the annual average temperature data shown in FIG. 10 can be obtained by referring to an external database that holds meteorological data for each area.
  • FIG. 11 shows a block diagram showing a specific configuration for implementing the degradation profile calculations (S380, S390, and S340) in this embodiment.
  • the profile calculation unit 23 calculates the storage SOC transition from the outside air temperature transition Te(t) (S380). In particular, the profile calculation unit 23 obtains the change in SOC over time according to the characteristics of the secondary battery Bk during the storage period [ t1e , t2e ] from the outside air temperature transition Te(t), the primary use end date t1e , and the scheduled secondary use start date t2e, and sets the storage SOC transition as the storage SOC transition.
  • the profile calculation unit 23 calculates the storage temperature transition Ts(t) from the outside air temperature transition Te(t) (S380).
  • the profile calculation unit 23 generates a function of the change over time of the outside air temperature Te during the storage period [ t1e , t2e ] by applying the primary use end date t1e and the secondary use planned start date t2e to the outside air temperature transition Te(t), and obtains the function as the storage temperature transition Ts(t).
  • the profile calculation unit 23 executes the same calculation logic (S3401 to S3404) as in the first embodiment from the calculated storage SOC transition and storage temperature transition Ts(t) to calculate the storage deterioration profile P Bk (t) (S340).
  • the battery information acquisition unit 21 further acquires a final charging rate (final SOC) which is the charging rate of the secondary battery Bk on the primary usage end date t 1e .
  • the profile calculation unit 23 estimates a storage location of the secondary battery Bk based on position information (vehicle position information) of the vehicle Vk in which the secondary battery Bk was mounted, and acquires an outside air temperature change Te(t) of the area including the storage location based on the estimated storage location.
  • the profile calculation unit 23 calculates a storage SOC transition that indicates the change over time of the charging rate during the storage period [t 1e , t 2e ] based on the final SOC, the primary use end date t 1e , and the scheduled secondary use start date t 2e .
  • the profile calculation unit 23 also calculates a storage temperature transition Ts(t) that indicates the change over time of the storage temperature Ts of the secondary battery Bk during the storage period [t 1e , t 2e ] based on the outside air temperature transition Te(t), the primary use end date t 1e , and the scheduled secondary use start date t 2e .
  • the profile calculation unit 23 then calculates a storage deterioration profile P Bk (t) based on the storage SOC transition and the storage temperature transition Ts(t).
  • the scope of disclosure of the present application as of the time of filing includes a battery degradation state estimation method for estimating the degradation state of a secondary battery Bk mounted on a vehicle Vk at the time of being provided for secondary use.
  • a storage degradation profile P Bk (t) that represents a progression of degradation during a storage period [t 1e , t 2e ] from the end of primary use of secondary battery Bk until it is provided for secondary use is calculated, predicted battery state data including a predicted degradation state (predicted SOH) at the time of being provided for secondary use is generated based on the storage degradation profile P Bk (t), and the predicted battery state data is output to a predetermined external device (external terminal) 40.
  • the scope of disclosure of this application at the time of filing includes a battery status information providing program that estimates the degradation state of a secondary battery Bk installed in a vehicle Vk at the time of secondary use, and a computer-readable storage medium that stores the battery status information providing program.
  • this battery status information program causes the computer to (i) calculate a storage deterioration profile P Bk (t) that represents the deterioration progression during the storage period [t 1e , t 2e ] from the end of primary use of the secondary battery Bk until it is provided for secondary use, (ii) generate predicted battery status data including a predicted deterioration state (predicted SOH) at the time of secondary use based on the storage deterioration profile P Bk (t), and (iii) output the predicted battery status data to a specified external device (external terminal) 40.

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Abstract

車両に搭載されていた二次電池の二次利用提供時における劣化状態を推定する電池劣化状態推定装置を提供する。特に、この電池劣化状態推定装置は、二次電池の一次利用が終了して二次利用に提供されるまでの保管期間における劣化推移を表す保管時劣化プロファイルを演算するプロファイル演算部と、保管時劣化プロファイルに基づいて、二次利用提供時の予測劣化状態を含む予測電池状態データを生成するデータ生成部と、予測電池状態データを所定の外部装置に出力するデータ出力部と、を備える。

Description

電池劣化状態推定装置及び電池劣化状態推定方法
　本発明は、電池劣化状態推定装置及び電池劣化状態推定方法に関する。
　近年、電気自動車（ＥＶ）又はハイブリッド自動車（ＨＥＶ）などの車両ユーザが車両を手放す際に、搭載されている二次電池（バッテリ）を売却して所定の再利用先（二次利用先）に提供するためのシステムが構築されている。このシステムでは、車載バッテリとしての利用（一次利用）を終了するタイミングにおける二次電池の状態に応じて、二次利用先（定置電源用又は移動体電源用など）が決定される。
　上記のように、一次利用を終えた車載の二次電池を所定の二次利用先に提供することで、各二次利用用途における貯蔵用電源のニーズを満たしつつ、二次電池の廃棄量削減が図られる。このため、上記の車載の二次電池を二次利用先に供給するシステムを広く普及させることが望まれる。
　当該システムを普及させる一つの手段として、一次利用者である車両ユーザに二次電池の二次利用先への提供（売却）を促すことが望まれる。この観点から、二次利用先に提供される際の電池価値に直結する当該二次電池の劣化状態を推定する技術が知られている。
　具体的に、ＷＯ２０２１/１９３００６Ａ１には、車両利用中（一次利用中）のバッテリの劣化状態に基づいてユーザから取得した売却予定時期におけるバッテリの劣化状態を推定し、推定した劣化状態から搭載可能な複数の製品種類（各二次利用先）を定めて、定めた製品種類ごとに当該バッテリの取引価格（予測売却価格）を算出してユーザに通知するバッテリ再利用支援システムが開示されている。
　ＷＯ２０２１/１９３００６Ａ１では、一次利用中から売却予定時期におけるバッテリの劣化状態を予め定めた一律な劣化線に基づいて演算している。一方で、二次電池の一次利用終了日（車両から取り外された時）から二次利用開始時（二次利用先に提供される時）までには、一定の保管期間（例えば数か月から数年）を要することがある。保管期間中は基本的に二次電池に対する充放電は行われないが、保存劣化により当該二次電池の劣化が進行する。しかしながら、ＷＯ２０２１/１９３００６Ａ１の技術では、保管期間中の劣化進行も一次利用中と同様の劣化線により一律に推定されることとなる。このため、二次利用開始時における二次電池の劣化状態の推定値が現実の値と剥離し、その信頼性が確保されないおそれがある。
　したがって、本発明は、二次利用先への提供時における二次電池の劣化状態の推定精度をより向上させることを目的とする。
　本発明のある態様によれば、車両に搭載されていた二次電池の二次利用提供時における劣化状態を推定する電池劣化状態推定装置が提供される。特に、電池劣化状態推定装置は、二次電池の一次利用が終了して二次利用に提供されるまでの保管期間における劣化推移を表す保管時劣化プロファイルを演算するプロファイル演算部と、保管時劣化プロファイルに基づいて二次利用提供時の予測劣化状態を含む予測電池状態データを生成するデータ生成部と、予測電池状態データを所定の外部装置に出力するデータ出力部と、を備える。
図１は、各実施形態に共通する電池劣化状態推定システムの主要構成を示すブロック図である。 図２は、第１実施形態による電池劣化状態推定システムの詳細を示すブロック図である。 図３は、電池劣化状態推定装置による各処理を説明するフローチャートである。 図４は、劣化プロファイル演算を説明するフローチャートである。 図５は、劣化プロファイル演算を実現するための具体的な構成を示すブロック図である。 図６は、保管時ＳＯＣ推移の一例を示す図である。 図７は、各二次電池に応じた保管時劣化プロファイルの一例を示す図である。 図８は、第２実施形態による電池劣化状態推定システムの詳細を示すブロック図である。 図９は、劣化プロファイル演算を説明するフローチャートである。 図１０は、外気温推移の一例を示す図である。 図１１は、劣化プロファイル演算を実現するための具体的な構成を示すブロック図である。
　以下、図面を参照しながら本発明の各実施形態について説明する。
　［第１実施形態］
　図１は、本実施形態による電池劣化状態推定システム１０の構成を説明する図である。また、図２は、電池劣化状態推定システム１０の詳細を示すブロック図である。本実施形態の電池劣化状態推定システム１０は、各車両Ｖ（図１ではＶ１、Ｖ２・・・Ｖｎ）に搭載されていた二次電池Ｂ（Ｂ１、Ｂ２・・・Ｂｎ）を所定の二次利用先（再利用先）に提供される際の当該二次電池Ｂの劣化状態を予測し、当該劣化状態に関する情報（データ）を外部に提供するためのシステムとして構成される。なお、本実施形態の各車両Ｖとしては、車載電池を搭載する電気自動車やハイブリッド自動車などが想定される。
　特に、電池劣化状態推定システム１０は、主として、電池劣化状態推定装置２０と、車載電池管理サーバ３０と、各車両Ｖにそれぞれ搭載される車載端末ＶＴ（ＶＴ１、ＶＴ２・・・ＶＴｎ）と、外部端末４０と、を備えている。
　電池劣化状態推定装置２０は、所定のネットワーク１００を介して車載電池管理サーバ３０、各車載端末ＶＴ、及び外部端末４０に対して相互通信可能に接続されている。なお、ネットワーク１００は、電池劣化状態推定装置２０、車載電池管理サーバ３０、各車載端末ＶＴ、及び外部端末４０の間における通信を可能とするための各種ハードウェア及び通信プロトコルにより構成される。特に、車載電池管理サーバ３０又は外部端末４０と電池劣化状態推定装置２０の間の通信機能は、広域ネットワーク通信を行うためのＴＣＰ/ＩＰ等の各種通信プロトコルにより実現される。また、車載端末ＶＴと電池劣化状態推定装置２０の間の通信機能は、いわゆるテレマティクス（移動体通信システム）を実現するための各種の通信プロトコルにより実現される。
　以下では、電池劣化状態推定システム１０の各構成要素の詳細を説明する。なお、以下では、各車両Ｖ（Ｖ１、Ｖ２・・・Ｖｎ）の内の任意の一つを代表させた説明であることを明確にするために、符号「ｋ」（ｋ＝１～ｎの内の任意の整数）を適宜用いる。各車載端末ＶＴ（ＶＴ１、ＶＴ２・・・ＶＴｎ）及び二次電池Ｂ（Ｂ１、Ｂ２・・・Ｂｎ）についても同様である。
　＜電池劣化状態推定装置２０＞
　電池劣化状態推定装置２０は、各種演算／制御装置、記憶装置、及び入出力装置を備え、所望の演算・制御処理を実行するためのプログラムを記憶装置に格納させたコンピュータにより構成される。電池劣化状態推定装置２０は、外部端末４０から対象となる二次電池Ｂｋの識別情報（以下、単に「電池ＩＤ」とも称する）を含むリクエスト信号を受信すると、車載電池管理サーバ３０から当該電池ＩＤにより特定される各種入力情報を取得する。そして、電池劣化状態推定装置２０は、各種入力情報に基づいて、電池ＩＤに紐づいた二次電池Ｂｋの予測電池状態データを生成する。さらに、電池劣化状態推定装置２０は、生成した予測電池状態データを外部端末４０に出力送信する。
　より詳細に、電池劣化状態推定装置２０は、電池情報取得部２１と、プロファイル演算部２３と、データ生成部２４と、データ出力部２５と、電池管理ＤＢ２６と、保管情報ＤＢ２７と、を有する。
　電池情報取得部２１は、外部端末４０から二次電池Ｂｋに紐づいた電池ＩＤを含むリクエスト信号を受信すると、電池管理ＤＢ２６を参照して当該電池ＩＤに紐づいた車両Ｖｋ（車両ＩＤ）及び二次電池Ｂｋの二次利用開始予定日ｔ２ｅを抽出する。ここで、二次利用開始予定日ｔ２ｅとは、二次電池Ｂｋの二次利用先への提供が予定されている日であり、予め設定される。
　また、電池情報取得部２１は、特定した車両ＩＤをキーとして、車両Ｖｋに搭載された二次電池Ｂｋの情報を車載電池管理サーバ３０から受信する。特に、本実施形態において、車載電池管理サーバ３０から受信する情報には、二次電池Ｂｋの一次利用開始日ｔ１ｓ、一次利用終了日ｔ１ｅ、及び最終ＳＯＣ（State of Charge）が含まれる。
　一次利用開始日ｔ１ｓは、車両Ｖｋの製品出荷日、又はユーザが車両Ｖｋを購入した日などの実質的に二次電池Ｂｋが車載電池として利用され始めた日である。また、一次利用終了日ｔ１ｅは、車載電池としての利用が終了する日である。特に、本実施形態の一次利用終了日ｔ１ｅは、ユーザが車両Ｖｋ又は二次電池Ｂｋの売買契約などの手続きを終えて当該二次電池Ｂｋが車両Ｖｋから取り外される日として規定される。また、最終ＳＯＣは、一次利用終了日ｔ１ｅにおける二次電池Ｂｋの充電率（ＳＯＣ）である。
　電池情報取得部２１は、電池ＩＤに、一次利用開始日ｔ１ｓ、一次利用終了日ｔ１ｅ、最終ＳＯＣ、及び二次利用開始予定日ｔ２ｅを紐づけて成るデータをプロファイル演算部２３に出力する。
　プロファイル演算部２３は、一次利用開始日ｔ１ｓ、一次利用終了日ｔ１ｅ、最終ＳＯＣ、及び二次利用開始予定日ｔ２ｅを入力として、電池ＩＤに紐づいた二次電池Ｂｋの保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）を演算する。ここで、保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）は、一次利用終了日ｔ１ｅから二次利用開始予定日ｔ２ｅまでの保管期間［ｔ１ｅ，ｔ２ｅ］における二次電池Ｂｋの劣化状態（健康状態）の推移を表す関数である。特に、本実施形態では、二次電池Ｂｋの劣化状態を示唆する具体的なパラメータとして、二次電池ＢｋのＳＯＨ（State Of Health）が用いられる。なお、ＳＯＨは、初期（例えば一次利用開始日ｔ１ｓ）の電池容量（満充電容量）に対する現在の電池容量（満充電容量）の比率（容量維持率）として定義される。
　特に、プロファイル演算部２３は、電池ＩＤをキーとして、保管情報ＤＢ２７から二次電池Ｂｋの保管環境情報を読み出す。なお、保管環境情報には、当該二次電池Ｂｋの保管場所（設備）に関する情報が含まれる。特に、保管環境情報には、二次電池Ｂｋの自己放電速度（ＳＯＣの減少速度）に影響を与える物理量（保管時の温度又は湿度など）を含めることが好ましい。より好ましくは、保管環境情報には、保管時の二次電池Ｂｋの周囲温度（保管温度Ｔｓ）、又は保管温度Ｔｓを推定するために必要な情報を含めることが好ましい。一例として、保管環境情報には、保管設備ごとの二次電池Ｂｋの保管管理温度を含めることが好ましい。なお、プロファイル演算部２３における処理の詳細については後述する。
　データ生成部２４は、プロファイル演算部２３で演算された保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）に基づいて、予測電池状態データを生成する。特に、データ生成部２４は、保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）の全体、又は少なくとも二次利用開始予定日ｔ２ｅにおける保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）の値（予測ＳＯＨ）を含む予測電池状態データを生成する。
　データ出力部２５は、予測電池状態データを外部端末４０に出力する。なお、データ出力部２５に、予測電池状態データを単に外部端末４０に送信する機能に代えて、当該予測電池状態データに含まれる情報を外部端末４０の表示画面に所望の表示態様で表示させるいわゆるＳａａＳ（Software as a Service）の機能を持たせても良い。
　電池管理ＤＢ２６は、各二次電池Ｂに一意に付される電池ＩＤに、各車両Ｖに付される車両ＩＤを紐づけて記憶させたデータベースである。また、保管情報ＤＢ２７は、各二次電池Ｂの電池ＩＤに、それぞれの保管環境情報を紐づけて記憶させたデータベースである。
　＜車載電池管理サーバ＞
　車載電池管理サーバ３０は、電池劣化状態推定システム１０に含まれる各車両Ｖに搭載されていた各二次電池Ｂを管理するサーバである。特に、本実施形態の車載電池管理サーバ３０は、各車両Ｖの車両ＩＤに、それぞれの二次電池Ｂごとの一次利用開始日ｔ１ｓ、一次利用終了日ｔ１ｅ、及び最終ＳＯＣを紐づけて記憶させた図示しないデータベースを有する。そして、車載電池管理サーバ３０は、電池情報取得部２１から車両ＩＤを含む信号を受信すると、当該車両ＩＤに紐づいた二次電池Ｂｋの一次利用開始日ｔ１ｓ、一次利用終了日ｔ１ｅ、及び最終ＳＯＣを上記データベースから読み出し、電池劣化状態推定装置２０に送信する。
　＜外部端末＞
　外部端末４０は、二次電池Ｂｋの二次利用先への提供に係る中間業者（保管場所の管理業者など）、又は二次利用先の業者（リサイクル業者）などにより操作される端末であって、スマートフォン若しくはタブレット端末等の携帯端末、又はノートパソコン（ラップトップ）若しくはデスクトップ等のパーソナルコンピュータなどで構成される。
　特に、外部端末４０は、所定の操作者によって予測電池状態データの提供を求める入力操作を検出すると、電池ＩＤを含むリクエスト信号を生成し、電池劣化状態推定装置２０に送信する。また、外部端末４０は、上記リクエスト信号の送信に応じて電池劣化状態推定装置２０から受信した予測電池状態データに含まれる各種情報を、自己の保有する記憶領域に記憶されたプログラムにしたがって、又は電池劣化状態推定装置２０による処理によって所定の態様で表示するための表示部（表示画面）を備えている。
　＜車載端末＞
　車載端末ＶＴｋは、車両Ｖｋに搭載され、電池劣化状態推定装置２０に必要な情報を提供するための車載コンピュータである。
　以下では、電池劣化状態推定装置２０により実行される具体的な処理をより詳細に説明する。
　図３は、電池劣化状態推定装置２０による処理の詳細を説明するフローチャートである。
　ステップＳ１００において、電池情報取得部２１は、外部端末４０から受信した電池ＩＤをキーとして、当該電池ＩＤに紐づいた二次電池Ｂｋの二次利用開始予定日ｔ２ｅを取得する。
　次に、ステップＳ２００において、電池情報取得部２１は、車載電池管理サーバ３０から電池ＩＤに紐づいた二次電池Ｂｋの一次利用開始日ｔ１ｓ、一次利用終了日ｔ１ｅ、及び最終ＳＯＣを取得する。
　ステップＳ３００において、プロファイル演算部２３は、二次電池Ｂｋの保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）を演算する。
　図４は劣化プロファイル演算を説明するフローチャートであり、図５は、劣化プロファイル演算を実現するための具体的な構成を示すブロック図である。
　先ず、プロファイル演算部２３は、電池ＩＤをキーとして保管情報ＤＢ２７から該当する二次電池Ｂｋの保管環境情報を抽出する（Ｓ３１０）。
　次に、プロファイル演算部２３は、保管環境情報、最終ＳＯＣ、一次利用終了日ｔ１ｅ、及び二次利用開始予定日ｔ２ｅに基づいて、保管時ＳＯＣ推移を演算する（Ｓ３２０）。特に、本実施形態の保管時ＳＯＣ推移は、保管期間［ｔ１ｅ，ｔ２ｅ］における二次電池ＢｋのＳＯＣの経時変化を表す関数として与えられる。
　図６は、保管時ＳＯＣ推移の一例を示す図である。図示のように、保管期間［ｔ１ｅ，ｔ２ｅ］における二次電池ＢｋのＳＯＣの経時特性は、異なる保管環境（図５では、保管環境Ｉ，ＩＩ）において変化することがある。このため、保管環境情報を参照した保管時ＳＯＣ推移を演算することで、当該保管環境（温度や湿度など）に応じたＳＯＣ経時特性の違いを演算に反映することができる。
　なお、保管期間［ｔ１ｅ，ｔ２ｅ］中は、基本的に二次電池Ｂｋに対する充放電は実行されない。このため、保管期間［ｔ１ｅ，ｔ２ｅ］における二次電池ＢｋのＳＯＣの変動（減少）は、当該二次電池Ｂｋの自己放電量を示唆すると言える。
　図４及び図５に戻り、プロファイル演算部２３は、保管環境情報、一次利用終了日ｔ１ｅ、及び二次利用開始予定日ｔ２ｅに基づいて、保管時温度推移Ｔｓ（ｔ）を演算する（Ｓ３３０）。特に、本実施形態の保管時温度推移Ｔｓ（ｔ）は、保管期間［ｔ１ｅ，ｔ２ｅ］における二次電池Ｂｋの保管温度Ｔｓの経時変化を表す関数として与えられる。なお、保管設備などに応じて温度が一定に管理される場合などの保管温度Ｔｓが経時的に変化しない場合には、保管時温度推移Ｔｓ（ｔ）は定数に設定することができる。
　そして、プロファイル演算部２３は、保管時ＳＯＣ推移及び保管時温度推移Ｔｓ（ｔ）から、保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）を演算する（Ｓ３４０）。
　具体的に、先ず、プロファイル演算部２３は、保管時ＳＯＣ推移に所定のゲインＫ１を乗じて第１単位劣化量ΔＤ１（ｔ）を演算する（Ｓ３４０１）。ここで、第１単位劣化量ΔＤ１（ｔ）は、保管期間［ｔ１ｅ，ｔ２ｅ］中における二次電池ＢｋのＳＯＣ変化に応じた単位時間（単位日数）あたりの劣化量（ＳＯＨの減少量）を表す関数である。ここで、二次電池Ｂｋの保存劣化による劣化量は、一次利用終了日ｔ１ｅを基点とした経過日数ｔの平方根に比例し、二次電池ＢｋのＳＯＣが大きいほど大きくなる。したがって、ゲインＫ１は、当該経過日数ｔ及び経過日数ｔに応じたＳＯＣの変化（減少）を考慮した上で第１単位劣化量ΔＤ１（ｔ）を定めるための適切な値に設定される。
　また、プロファイル演算部２３は、保管時温度推移Ｔｓ（ｔ）に所定のゲインＫ２を乗じて第２単位劣化量ΔＤ２（ｔ）を演算する（Ｓ３４０２）。ここで、第２単位劣化量ΔＤ２（ｔ）は、保管期間［ｔ１ｅ，ｔ２ｅ］中における二次電池Ｂｋの保管温度Ｔｓの変化に応じた単位時間（単位日数）あたりの劣化量（ＳＯＨの減少量）を表す関数である。二次電池Ｂｋの保存劣化による劣化量は、一次利用終了日ｔ１ｅを基点とした経過日数ｔの平方根に比例し、保管温度Ｔｓが高いほど大きくなる。したがって、ゲインＫ２は、当該経過日数ｔ及び経過日数ｔに応じた保管温度Ｔｓの変化を考慮した上で第２単位劣化量ΔＤ２（ｔ）を定めるための適切な値に設定される。
　そして、プロファイル演算部２３は、一次利用終了日ｔ１ｅを基点とした任意の経過日数ｔの時点における、第１単位劣化量ΔＤ１（ｔ）及び第２単位劣化量ΔＤ２（ｔ）の積の総和（積分値）を保管時劣化度Ｄ（ｔ）として演算する（Ｓ３４０３）。すなわち、保管時劣化度Ｄ（ｔ）は、一次利用終了日ｔ１ｅから経過日数ｔに至るまでのＳＯＨの減少量を表す関数として定まる。
　なお、保管時劣化度Ｄ（ｔ）を、一次利用開始日ｔ１ｓ及び一次利用終了日ｔ１ｅから定まる一次利用期間［ｔ１ｓ，ｔ１ｅ］を加味して演算することが好ましい。例えば、Ｓ３４０１～Ｓ３４０３の演算ロジックで得られる保管時劣化度Ｄ（ｔ）を、一次利用期間［ｔ１ｓ，ｔ１ｅ］が長いほど大きくする補正を行う演算ロジックを採用することができる。これにより、一次利用期間［ｔ１ｓ，ｔ１ｅ］の長さに応じた二次電池Ｂｋの経年劣化を考慮してより高精度に保管時劣化度Ｄ（ｔ）を定めることができる。
　さらに、プロファイル演算部２３は、一次利用終了日ｔ１ｅにおける二次電池ＢｋのＳＯＨ（以下、「初期ＳＯＨ」とも称する）から保管時劣化度Ｄ（ｔ）を減算して保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）を求める（Ｓ３４０４）。すなわち、保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）は、一次利用終了日ｔ１ｅから経過日数ｔに至るまでの二次電池ＢｋのＳＯＨの経時変化を表す関数として定まることとなる。特に、保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）にｔ＝ｔ２ｅを適用した値が、二次利用開始予定日ｔ２ｅにおける二次電池ＢｋのＳＯＨの推定値（予測劣化状態）として定まることとなる。
　特に、上記劣化プロファイル演算のロジックによれば、二次電池Ｂｋに固有の保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）を得ることができる。すなわち、各二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３・・・を対象とした場合、それぞれに応じた固有の保管時劣化プロファイルＰＢ１（ｔ）、ＰＢ２（ｔ）、ＰＢ３（ｔ）・・・を定めることができる。
　図７には、各二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３ごとの保管時劣化プロファイルＰＢ１（ｔ）、ＰＢ２（ｔ）、ＰＢ３（ｔ）の例を示す。上記劣化プロファイル演算を、入力パラメータ（一次利用終了日ｔ１ｅ、二次利用開始予定日ｔ２ｅ、及び保管環境情報など）がそれぞれ異なる各二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３（各電池ＩＤ）に適用することで、図７に示す各二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３にそれぞれ固有の保管時劣化プロファイルＰＢ１（ｔ）、ＰＢ２（ｔ）、ＰＢ３（ｔ）を求めることができる。
　図３に戻り、ステップＳ４００において、データ生成部２４は、保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）から、予測電池状態データを生成する。さらに、データ出力部２５は、生成した予測電池状態データを外部端末４０に出力する。
　以上説明した本実施形態の電池劣化状態推定装置２０の構成による作用効果を説明する。
　本実施形態では、車両Ｖｋに搭載されていた二次電池Ｂｋの二次利用提供時における劣化状態を推定する電池劣化状態推定装置２０が提供される。この電池劣化状態推定装置２０は、二次電池Ｂｋの一次利用が終了して二次利用に提供されるまでの保管期間［ｔ１ｅ，ｔ２ｅ］における劣化推移を表す保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）を演算するプロファイル演算部２３と、保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）に基づいて、二次利用提供時の予測劣化状態（予測ＳＯＨ）を含む予測電池状態データを生成するデータ生成部２４と、予測電池状態データを所定の外部装置（外部端末）４０に出力するデータ出力部２５と、を備える。
　これにより、二次電池Ｂｋに応じた保管期間［ｔ１ｅ，ｔ２ｅ］における劣化推移を加味して二次利用提供時における当該二次電池Ｂｋの劣化状態を推定し、推定した劣化状態を外部に提供（通知）するためのロジックが実現される。したがって、二次利用提供時における二次電池Ｂｋの劣化状態に対する推定精度をより向上させて、外部に提供される予測劣化状態の信頼性を高めることができる。
　特に、本実施形態では、二次電池Ｂｋの一次利用終了日ｔ１ｅ及び二次利用開始予定日ｔ２ｅを取得する取得部（電池状態取得部２１）をさらに有する。そして、プロファイル演算部２３は、一次利用終了日ｔ１ｅ、二次利用開始予定日ｔ２ｅ、及び二次電池Ｂｋの保管環境情報に基づいて、保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）を演算する。
　これにより、二次利用提供時における二次電池Ｂｋの劣化状態に対する推定精度をより向上させるためのロジックが実現される。
　さらに、電池情報取得部２１は、二次電池Ｂｋの一次利用開始日ｔ１ｓをさらに取得する。そして、プロファイル演算部２３は、一次利用開始日ｔ１ｓ及び一次利用終了日ｔ１ｅから定まる一次利用期間［ｔ１ｓ，ｔ１ｅ］を参照して、保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）を演算する。
　これにより、二次利用提供時における二次電池Ｂｋの劣化状態を、一次利用期間［ｔ１ｓ，ｔ１ｅ］の長さに応じた経年劣化を加味してより高精度に推定するためのロジックが実現される。
　特に、本実施形態の電池劣化状態推定装置２０では、電池情報取得部２１が、一次利用終了日ｔ１ｅにおける二次電池Ｂｋの充電率である最終充電率（最終ＳＯＣ）をさらに取得する。そして、プロファイル演算部２３は、保管環境情報、最終ＳＯＣ、一次利用終了日ｔ１ｅ、及び二次利用開始予定日ｔ２ｅに基づいて、保管期間［ｔ１ｅ，ｔ２ｅ］における充電率（ＳＯＣ）の経時変化を表す保管時充電率推移（保管時ＳＯＣ推移）を演算する。また、プロファイル演算部２３は、保管環境情報、一次利用終了日ｔ１ｅ、及び二次利用開始予定日ｔ２ｅに基づいて、保管期間［ｔ１ｅ，ｔ２ｅ］における二次電池Ｂｋの保管温度Ｔｓの経時変化を示す保管時温度推移Ｔｓ（ｔ）を演算する。さらに、プロファイル演算部２３は、保管時ＳＯＣ推移及び保管時温度推移Ｔｓ（ｔ）に基づいて、保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）を演算する。
　これにより、二次電池Ｂｋに応じた保管期間［ｔ１ｅ，ｔ２ｅ］及び保管環境を加味して保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）を演算するためのより具体的なロジックが実現される。
　［第２実施形態］
　以下、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
　図８は、本実施形態の電池劣化状態推定システム１０の詳細を示すブロック図である。図示のように、本実施形態の車載電池管理サーバ３０は、上述した一次利用開始日ｔ１ｓ、一次利用終了日ｔ１ｅ、二次利用開始予定日ｔ２ｅ、及び最終ＳＯＣに加えて、車両Ｖｋの位置を示す情報（以下、単に「車両位置情報」とも称する）を電池劣化状態推定装置２０に送信する。なお、車載電池管理サーバ３０は、予め各車載端末ＶＴとの通信によって各車両Ｖに係る車両位置情報（ＧＰＳ情報）を取得し、これを車両ＩＤに紐づけて図示しないデータベースに記憶させておく。そして、車載電池管理サーバ３０は、電池劣化状態推定装置２０（電池情報取得部２１）から車両ＩＤを含む指令信号を受信すると、当該車両ＩＤに紐づいた車両位置情報を電池劣化状態推定装置２０に出力する。
　また、本実施形態の電池劣化状態推定装置２０における電池情報取得部２１は、車載電池管理サーバ３０から取得した車両位置情報を、第１実施形態で説明した各入力パラメータとともにプロファイル演算部２３に出力する。
　図９は、本実施形態の劣化プロファイル演算（Ｓ３００）を説明するフローチャートである。
　先ず、プロファイル演算部２３は、保管情報ＤＢ２７に電池情報取得部２１から入力される電池ＩＤに紐づいた保管環境情報が存在するか否かを判定する（Ｓ３５０）。
　プロファイル演算部２３は、保管環境情報が存在すると判断すると、第１実施形態と同様の演算ロジックにより、保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）を演算する（Ｓ３１０～Ｓ３４０）。
　一方、プロファイル演算部２３は、二次電池Ｂｋの電池ＩＤに紐づいた保管環境情報が存在しないと判断すると、Ｓ３６０～Ｓ３９０の処理を経て保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）を演算する。
　具体的に、プロファイル演算部２３は、先ず、車両位置情報から二次電池Ｂｋの保管場所を推定する（Ｓ３６０）。より詳細には、プロファイル演算部２３は、車両位置情報から車両Ｖｋが主に存在する場所を含む所定範囲のエリアを生成し、所定の地図データベースなどを参照して当該エリア内であって二次電池Ｂｋを保管可能な設備を特定することで、上記保管場所を推定する。
　次に、プロファイル演算部２３は、推定した保管場所（以下、推定保管場所αと称する）に基づいて、外気温推移Ｔｅ（ｔ）を演算する（Ｓ３７０）。ここで、外気温推移Ｔｅ（ｔ）は、推定保管場所αの属する地域（国又は都市など）における所定期間（例えば１年間）の外気温Ｔｅの経時変化を表す関数である。
　図１０は、外気温推移Ｔｅ（ｔ）の一例を説明する図である。図１０の実線で表される外気温推移Ｔｅ（ｔ）としては、推定保管場所αの属する地域における年間平均気温データが用いられる。また、破線で表される外気温推移Ｔｅ（ｔ）としては、他の保管場所βの属する地域における年間平均気温データが用いられる。特に、図１０に示す年間平均気温データは、各地域の気象データを保持する外部データベースなどを参照して得ることができる。なお、外気温推移Ｔｅ（ｔ）に一次利用終了日ｔ１ｅ及び二次利用開始予定日ｔ２ｅを適用することで、保管期間［ｔ１ｅ，ｔ２ｅ］における外気温Ｔｅの経時変化（図１０のハッチング部分）を得ることができる。
　図１１には、本実施形態における劣化プロファイル演算（Ｓ３８０、Ｓ３９０、及びＳ３４０）を実現するための具体的な構成を示すブロック図を示す。
　プロファイル演算部２３は、外気温推移Ｔｅ（ｔ）から、保管時ＳＯＣ推移を演算する（Ｓ３８０）。特に、プロファイル演算部２３は、外気温推移Ｔｅ（ｔ）、一次利用終了日ｔ１ｅ、及び二次利用開始予定日ｔ２ｅから保管期間［ｔ１ｅ，ｔ２ｅ］中の二次電池Ｂｋの特性に応じたＳＯＣの経時変化を求め、保管時ＳＯＣ推移とする。なお、保管期間［ｔ１ｅ，ｔ２ｅ］中において、時間経過又は外気温Ｔｅの変化に起因するＳＯＣの変動が比較的小さい場合には、保管時ＳＯＣ推移を時間経過に応じた一定の減少関数として求める構成を採用し、演算ロジックの簡素化を図っても良い。
　次に、プロファイル演算部２３は、外気温推移Ｔｅ（ｔ）から、保管時温度推移Ｔｓ（ｔ）を演算する（Ｓ３８０）。特に、プロファイル演算部２３は、外気温推移Ｔｅ（ｔ）上で一次利用終了日ｔ１ｅ及び二次利用開始予定日ｔ２ｅを適用することで、保管期間［ｔ１ｅ，ｔ２ｅ］における外気温Ｔｅの経時変化の関数を生成し、当該関数を保管時温度推移Ｔｓ（ｔ）として求める。
　そして、プロファイル演算部２３は、求めた保管時ＳＯＣ推移及び保管時温度推移Ｔｓ（ｔ）から、第１実施形態と同様の演算ロジック（Ｓ３４０１～Ｓ３４０４）を実行して、保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）を求める（Ｓ３４０）。
　以上説明した本実施形態の電池劣化状態推定装置２０の構成による作用効果を説明する。
　本実施形態の電池劣化状態推定装置２０では、電池情報取得部２１が、一次利用終了日ｔ１ｅにおける二次電池Ｂｋの充電率である最終充電率（最終ＳＯＣ）をさらに取得する。プロファイル演算部２３は、二次電池Ｂｋが搭載されていた車両Ｖｋの位置情報（車両位置情報）に基づいて二次電池Ｂｋの保管場所を推定し、推定した保管場所に基づいて該保管場所を含む地域の外気温推移Ｔｅ（ｔ）を取得する。
　さらに、プロファイル演算部２３は、最終ＳＯＣ、一次利用終了日ｔ１ｅ、及び二次利用開始予定日ｔ２ｅに基づいて、保管期間［ｔ１ｅ，ｔ２ｅ］における充電率の経時変化を表す保管時ＳＯＣ推移を演算する。また、プロファイル演算部２３は、外気温推移Ｔｅ（ｔ）、一次利用終了日ｔ１ｅ、及び二次利用開始予定日ｔ２ｅに基づいて、保管期間［ｔ１ｅ，ｔ２ｅ］における二次電池Ｂｋの保管温度Ｔｓの経時変化を示す保管時温度推移Ｔｓ（ｔ）を演算する。そして、プロファイル演算部２３は、保管時ＳＯＣ推移及び保管時温度推移Ｔｓ（ｔ）に基づいて、保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）を演算する。
　これにより、保管情報ＤＢ２７に二次電池Ｂｋの保管場所の情報が記録されていないなどの理由で当該二次電池Ｂｋの保管環境情報を取得できない場合であっても、保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）の演算を可能とする具体的なロジックを実現することができる。
　以上、本発明の各実施形態について説明したが、上記各実施形態で説明した構成は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を限定する趣旨ではない。
　特に、本願の出願当初の開示範囲には、車両Ｖｋに搭載されていた二次電池Ｂｋの二次利用提供時における劣化状態を推定する電池劣化状態推定方法が含まれる。この電池劣化状態推定方法では、二次電池Ｂｋの一次利用が終了して二次利用に提供されるまでの保管期間［ｔ１ｅ，ｔ２ｅ］における劣化推移を表す保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）を演算し、保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）に基づいて、二次利用提供時の予測劣化状態（予測ＳＯＨ）を含む予測電池状態データを生成し、予測電池状態データを所定の外部装置（外部端末）４０に出力する。
　さらに、本願の出願当初の開示範囲には、車両Ｖｋに搭載されていた二次電池Ｂｋの二次利用提供時における劣化状態を推定する電池状態情報提供プログラム、及び当該電池状態情報提供プログラムを記憶させたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体が含まれる。
　特に、この電池状態情報提供プログラムは、コンピュータに、（ｉ）二次電池Ｂｋの一次利用が終了して二次利用に提供されるまでの保管期間［ｔ１ｅ，ｔ２ｅ］における劣化推移を表す保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）を演算させ、（ｉｉ）保管時劣化プロファイルＰＢｋ（ｔ）に基づいて、二次利用提供時の予測劣化状態（予測ＳＯＨ）を含む予測電池状態データを生成させ、（ｉｉｉ）予測電池状態データを所定の外部装置（外部端末）４０に出力させる。

Claims (6)

  1. 　車両に搭載されていた二次電池の二次利用提供時における劣化状態を推定する電池劣化状態推定装置であって、
    　前記二次電池の一次利用が終了して二次利用に提供されるまでの保管期間における劣化推移を表す保管時劣化プロファイルを演算するプロファイル演算部と、
    　前記保管時劣化プロファイルに基づいて、前記二次利用提供時の予測劣化状態を含む予測電池状態データを生成するデータ生成部と、
    　前記予測電池状態データを所定の外部装置に出力するデータ出力部と、を備える、
    　電池劣化状態推定装置。
  2. 　請求項１に記載の電池劣化状態推定装置であって、
    　前記二次電池の一次利用終了日及び二次利用開始予定日を取得する取得部をさらに有し、
    　前記プロファイル演算部は、
    　　前記一次利用終了日、前記二次利用開始予定日、及び前記二次電池の保管環境情報に基づいて、前記保管時劣化プロファイルを演算する、
    　電池劣化状態推定装置。
  3. 　請求項２に記載の電池劣化状態推定装置であって、
    　前記取得部は、前記二次電池の一次利用開始日をさらに取得し、
    　前記プロファイル演算部は、
    　　前記一次利用開始日及び前記一次利用終了日から定まる一次利用期間を参照して、前記保管時劣化プロファイルを演算する、
    　電池劣化状態推定装置。
  4. 　請求項２に記載の電池劣化状態推定装置であって、
    　前記取得部は、前記一次利用終了日における前記二次電池の充電率である最終充電率をさらに取得し、
    　前記プロファイル演算部は、
    　　前記保管環境情報、前記最終充電率、前記一次利用終了日、及び前記二次利用開始予定日に基づいて、前記保管期間における前記充電率の経時変化を表す保管時充電率推移を演算し、
    　　前記保管環境情報、前記一次利用終了日、及び前記二次利用開始予定日に基づいて、前記保管期間における前記二次電池の保管温度の経時変化を示す保管時温度推移を演算し、
    　　前記保管時充電率推移及び前記保管時温度推移に基づいて、前記保管時劣化プロファイルを演算する、
    　電池劣化状態推定装置。
  5. 　請求項２に記載の電池劣化状態推定装置であって、
    　前記取得部は、前記一次利用終了日における前記二次電池の充電率である最終充電率をさらに取得し、
    　前記プロファイル演算部は、
    　　前記二次電池が搭載されていた前記車両の位置情報に基づいて前記二次電池の保管場所を推定し、
    　　推定した前記保管場所に基づいて、該保管場所を含む地域の外気温推移を演算し、
    　　前記最終充電率、前記一次利用終了日、及び前記二次利用開始予定日に基づいて、前記保管期間における前記充電率の経時変化を表す保管時充電率推移を演算し、
    　　前記外気温推移、前記一次利用終了日、及び前記二次利用開始予定日に基づいて、前記保管期間における前記二次電池の保管温度の経時変化を示す保管時温度推移を演算し、
    　　前記保管時充電率推移及び前記保管時温度推移に基づいて、前記保管時劣化プロファイルを演算する、
    　電池劣化状態推定装置。
  6. 　車両に搭載されていた二次電池の二次利用提供時における劣化状態を推定する電池劣化状態推定方法であって、
    　前記二次電池の一次利用が終了して二次利用に提供されるまでの保管期間における劣化推移を表す保管時劣化プロファイルを演算し、
    　前記保管時劣化プロファイルに基づいて、前記二次利用提供時の予測劣化状態を含む予測電池状態データを生成し、
    　前記予測電池状態データを所定の外部装置に出力する、
    　電池劣化状態推定方法。
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