(57)【要約】【課題】電池の保存劣化を考慮することにより、電池寿命制御の精度を向上させることができる、充電制御装置、及び、充電制御方法を提供すること。【解決手段】充放電制御装置１００において、スケジューリング部１０４は、許容保管時間に基づいて決定された、複数の二次電池のそれぞれの充電優先度に基づいて、各二次電池に対して充電リソースを割り当てる。許容保管時間は、許容保管時間算出部１０２にて、許容SOH劣化量と、車両が運行計画に従って運行されるために充電処理終了時点において必要なSOC値と、当該必要SOC値に対応する、経過時間とSOH劣化量との対応関係とに基づいて算出される。許容SOH劣化量は、許容SOH劣化量算出部１０１にて、算出時のSOH値、車両が運行計画に従って運行された場合に二次電池が劣化する予想SOH劣化量、及び算出対象期間終了時点におけるSOHターゲット値に基づいて算出される。【選択図】図２
2012221655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の車両のそれぞれに１つずつ搭載された二次電池のそれぞれについて、対象期間において車両が放置されることによる二次電池の保存劣化に対して許容される二次電池のSOH（state of health）の劣化量である許容SOH劣化量を、算出時のSOH値、前記対象期間において車両が運行計画に従って運行された場合に二次電池が劣化する予測SOH劣化量、及び、前記対象期間終了時点におけるSOHターゲット値に基づいて算出する許容SOH劣化量算出手段と、
前記算出された許容SOH劣化量と、前記対象期間において車両が運行計画に従って運行されるために充電処理終了時点において必要なSOC（state of charge）値と、前記必要なSOC値に応じた、経過時間とSOH劣化量との対応関係とに基づいて、各二次電池の許容保管時間を算出する許容保管時間算出手段と、
前記算出された許容保管時間に基づいて、各二次電池の充電優先度を決定する優先度決定手段と、
前記決定された充電優先度の高い方から順番に、各二次電池に対して充電リソースを割り当てるスケジューラと、
を具備する充放電制御装置。
【請求項２】
前記優先度決定手段は、前記許容保管時間の短い二次電池ほど、充電優先度を高くする、
請求項１に記載の充放電制御装置。
【請求項３】
前記優先度決定手段は、前記許容SOH劣化量がマイナスの値を持つ二次電池が複数存在する場合には、当該二次電池間の比較において、前記許容SOH劣化量の値が小さい二次電池ほど、充電優先度を高くする、
請求項２に記載の充放電制御装置。
【請求項４】
複数の車両のそれぞれに１つずつ搭載された二次電池のそれぞれについて、対象期間において車両が放置されることによる二次電池の保存劣化に対して許容される二次電池のSOH（state of health）の劣化量である許容SOH劣化量を、算出時のSOH値、前記対象期間において車両が運行計画に従って運行された場合に二次電池が劣化する予測SOH劣化量、及び、前記対象期間終了時点におけるSOHターゲット値に基づいて算出し、
前記算出された許容SOH劣化量と、前記対象期間において車両が運行計画に従って運行されるために充電処理終了時点において必要なSOC（state of charge）値と、前記必要なSOC値に応じた、経過時間とSOH劣化量との対応関係とに基づいて、各二次電池の許容保管時間を算出し、
前記算出された許容保管時間に基づいて、各二次電池の充電優先度を決定し、
前記決定された充電優先度に基づいて、各二次電池に対して充電リソースを割り当てる、
充放電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充放電制御装置及び充放電制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境にやさしい車両として、電気自動車、ハイブリッド自動車、および燃料電池自動車などが注目を浴びている。これらの車両は、蓄電装置を搭載すると共に、駆動装置としてモータを搭載する。これらの車両の内、電気自動車においては、搭載される蓄電装置に対する充電は、外部から行われる。また、ハイブリッド自動車においても、搭載される蓄電装置に対して外部から充電可能な構成を有する車両が、開発されている。
【０００３】
また、電気自動車等に搭載される蓄電装置としては、ニッケル水素電池あるいはリチウムイオン電池等の二次電池が使用される。そして、電気自動車等に搭載される二次電池における劣化の程度を算出するための技術が、知られている。また、電気自動車等に搭載される二次電池における劣化の要因としては、主に、走行による充放電、又は、充電後の放置であることが知られている。ここで、走行時の充放電による二次電池の劣化は、「サイクル劣化」に分類される一方、充電後の放置による二次電池の劣化は、「保存劣化」に分類される。
【０００４】
特許文献１には、複数の電気自動車等のそれぞれに搭載される二次電池の寿命を制御する技術が開示されている。ここで着目されているのは、上記した「サイクル劣化」である。具体的には、特許文献１に開示されている車両運行制御システムは、管理センタと、複数の車両とから構成される。管理センタは、複数の走行路のそれぞれによる電池寿命への負荷を演算する負荷演算部と、各車両の運行パターンを設定する運行パターン演算部とから構成される。各車両の運行パターンは、走行路の組み合わせによって設定される。運行パターン演算部は、負荷演算部によって演算された各走行路の電池寿命への負荷に基づいて、複数の車両のそれぞれに搭載された二次電池の電池寿命が尽きる時期を分散させるように、運行パターンを設定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２９６８３７号公報
【特許文献２】特開２００６−１１２９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の二次電池に対する充放電制御方法においては、「サイクル劣化」を要因とする二次電池の劣化を制御しているが、「保存劣化」を考慮していないため、二次電池の寿命制御の精度が上がらない可能性がある。
【０００７】
本発明の目的は、電池の保存劣化を考慮することにより、電池寿命制御の精度を向上させることができる、充放電制御装置、及び、充放電制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様の充放電制御装置は、複数の車両のそれぞれに１つずつ搭載された二次電池のそれぞれについて、対象期間において車両が放置されることによる二次電池の保存劣化に対して許容される二次電池のSOH（state of health）の劣化量である許容SOH劣化量を、算出時のSOH値、前記対象期間において車両が運行計画に従って運行された場合に二次電池が劣化する予測SOH劣化量、及び、前記対象期間終了時点におけるSOHターゲット値に基づいて算出する許容SOH劣化量算出手段と、前記算出された許容SOH劣化量と、前記対象期間において車両が運行計画に従って運行されるために充電処理終了時点において必要なSOC（state of charge）値と、前記必要なSOC値に応じた、経過時間とSOH劣化量との対応関係とに基づいて、各二次電池の許容保管時間を算出する許容保管時間算出手段と、前記算出された許容保管時間に基づいて、各二次電池の充電優先度を決定する優先度決定手段と、前記決定された充電優先度の高い方から順番に、各二次電池に対して充電リソースを割り当てるスケジューラと、を具備する。
【０００９】
本発明の一態様の充放電制御方法は、複数の車両のそれぞれに１つずつ搭載された二次電池のそれぞれについて、対象期間において車両が放置されることによる二次電池の保存劣化に対して許容される二次電池のSOH（state of health）の劣化量である許容SOH劣化量を、算出時のSOH値、前記対象期間において車両が運行計画に従って運行された場合に二次電池が劣化する予測SOH劣化量、及び、前記対象期間終了時点におけるSOHターゲット値に基づいて算出し、前記算出された許容SOH劣化量と、前記対象期間において車両が運行計画に従って運行されるために充電処理終了時点において必要なSOC（state of charge）値と、前記必要なSOC値に対応する、経過時間とSOH劣化量との対応関係とに基づいて、各二次電池の許容保管時間を算出し、前記算出された許容保管時間に基づいて、各二次電池の充電優先度を決定し、前記決定された充電優先度に基づいて、各二次電池に対して充電リソースを割り当てる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電池の保存劣化を考慮することにより、電池寿命制御の精度を向上させることができる、充放電制御装置、及び、充放電制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る充放電制御装置の主要構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態に係る充放電制御装置の構成を示すブロック図
【図３】業務情報の一例を示す図
【図４】充放電制御装置の動作説明に供するフロー図
【図５】車両情報の詳細を示す図
【図６】運行計画の一例を示す図
【図７】予測SOH劣化量の詳細を示す図
【図８】償却計画の詳細を示す図
【図９】充放電制御の指標としての許容SOH劣化量の説明に供する図
【図１０】充放電制御の説明に供する図
【図１１】許容保管時間算出部の処理の説明に供する図
【図１２】スケジューリング部による充放電スケジューリング演算の説明に供する図
【図１３】充放電スケジュールの演算結果を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
［充放電制御装置１００の主要構成］
図１は、本発明の一実施の形態に係る充放電制御装置１００の主要構成を示す。図１の充放電制御装置１００において、許容SOH劣化量算出部１０１は、充放電制御対象である任意の二次電池について、算出対象期間において「保存劣化」に対して許容される二次電池の劣化量（以下では、「許容SOH劣化量」と呼ばれることがある）を算出する。
【００１４】
算出対象期間は、期間の始点である第１タイミング（例えば、許容SOH劣化量の算出時点（つまり、現時点））から、当該第１タイミングより後であり且つ期間の終点である第２タイミング（例えば、翌日の終了時点）までの期間である。
【００１５】
許容SOH劣化量は、第１タイミングにおけるSOHを示す値（以下では、「現SOH値」と呼ばれることがある）、「予測SOH劣化量」、及び、「SOHターゲット値」に基づいて算出される。ここで、「予測SOH劣化量」は、算出対象期間において算出対象である任意の二次電池が劣化する劣化量の予測値である。また、「SOHターゲット値」は、第２タイミングにおけるSOHの目標値であり、「償却計画」によって特定される。
【００１６】
具体的には、許容SOH劣化量算出部１０１は、現SOH値から予測SOH劣化量を引き算することにより、「サイクル劣化」だけに着目した場合に第２タイミングにおいて予想されるSOH値（以下では、「予測SOH値」と呼ばれることがある）を算出する。そして、許容SOH劣化量算出部１０１は、予測SOH値からSOHターゲット値を引き算することにより、許容SOH劣化量を算出する。すなわち、許容SOH劣化量は、負の値も取り得る。
【００１７】
上記した許容SOH劣化量の算出は、充放電制御対象である二次電池のすべてについて行われる。
【００１８】
ここで、SOH（State Of Health）値とは、二次電池の初期の満充電容量に対するある時点での満充電容量の割合を表した数値である。つまり、SOH（State Of Health）値は、二次電池の寿命を表す値として用いられる。
【００１９】
許容保管時間算出部１０２は、許容SOH劣化量と、「必要SOC値」と、必要SOC値に応じた、経過時間とSOH劣化量との対応関係とに基づいて、許容保管時間（つまり、算出対象である二次電池の充電後に当該二次電池が搭載された車両を放置できる時間、換言すると、車両が運行されずに保管されることが可能な時間）を算出する。「必要SOC値」は、算出対象期間における運行計画に従って運行するために、充電処理終了時点において必要なSOCの値である。ここで、許容保管時間算出部１０２は、二次電池のSOC値に応じた、経過時間とSOH劣化量との対応関係を示すデータを記憶している。
【００２０】
なお、当該対応関係を示すデータは、複数の、SOC値に応じた経過時間とSOH劣化量との対応関係を含む。すなわち、必要SOC値に応じた経過時間とSOH劣化量との対応関係は、許容保管時間算出部１０２が記憶しているデータに含まれる複数の対応関係のうちの、一つの対応関係である。当該対応関係を示すデータは、あらかじめ許容保管時間算出部１０２が保持していてもよいし、後から外部から入力されてもよい。
【００２１】
上記した許容保管時間の算出は、充放電制御対象である二次電池のすべてについて行われる。
【００２２】
ここで、SOC（State Of Charge）値とは、二次電池の満充電容量に対するある時点での残容量の割合を表した数値であり、従来のガソリン自動車におけるガソリン残量に相当する値である。
【００２３】
充放電優先度決定部１０３は、充放電制御対象である二次電池それぞれについて算出された、許容保管時間に基づいて、充放電制御対象である二次電池の充放電優先度を決定する。
【００２４】
スケジューリング部１０４は、充放電優先度決定部１０３において決定された充放電優先度に基づいて、充放電制御対象である二次電池に対して、「充放電リソース」を割り当てる。充放電リソースは、例えば、充電器識別番号と期間とによって規定される。すなわち、スケジューリング部１０４は、充放電リソースを割り当てる対象である二次電池に対してどの充電器のどの期間を割り当てるかを、決定する。この、充放電リソースを二次電池に対して割り当てた結果は、充放電スケジュール演算結果として出力される。
【００２５】
［充放電制御装置１００の構成］
図２は、本発明の一実施の形態に係る充放電制御装置１００の構成を示す。図２において、充放電制御装置１００は、許容SOH劣化量算出部１０１と、許容保管時間算出部１０２と、充放電優先度決定部１０３と、スケジューリング部１０４と、入力部１０５と、運行計画演算部１０６と、通信部１０７と、記憶部１０８と、予測SOH劣化量算出部１０９と、現SOH取得部１１０と、SOC管理部１１１と、出力部１１２とを有する。
【００２６】
入力部１０５は、「業務情報」、「制約条件」、及び「償却計画」を入力するためのインタフェースである。業務情報は、運行計画演算部１０６へ出力され、制約条件及び償却計画は、記憶部１０８へ出力される。
【００２７】
ここで、「業務情報」とは、充放電制御対象である二次電池を搭載する車両それぞれの業務に関する情報である。例えば、業務情報には、充放電制御対象である二次電池を搭載する車両の業務開始時刻、業務終了時刻、目的地、及び当該目的地への到着時刻が含まれる。図３は、業務情報の一例を示す。
【００２８】
「制約条件」とは、充放電制御対象である二次電池を充電する際の、電圧・電流・時間などに制限を加える条件である。制約条件としては、例えば、充電設備の契約電力の上限値などが含まれる。
【００２９】
「償却計画」とは、充放電制御対象である二次電池を搭載する車両の償却計画である。この償却計画によって、充放電制御対象である二次電池を、いつまでにどれだけ劣化させるかが特定される。なお、この償却計画は、例えば新車購入時からの日数、月数、又は年数によって表されてもよいし、償却を終える時期を日付で表されてもよい。
【００３０】
運行計画演算部１０６は、入力部１０５から出力された業務情報と、記憶部１０８に記憶された「車両情報」とを用いて、充放電制御対象である二次電池を搭載する車両の「運行計画」を演算する。この運行計画は、業務情報とともに記憶部１０８へ出力される。
【００３１】
ここで、「運行計画」とは、充放電制御対象である二次電池を搭載する車両それぞれの運行計画である。「運行計画」には、例えば、各車両の業務開始時刻、業務で立ち寄る地点（経由地点）、経路情報、又は、その経路情報が示す経路上での地形などが含まれる。
【００３２】
また、「車両情報」は、充放電制御対象である二次電池を搭載する車両それぞれの識別情報、二次電池のSOC値、及びSOH値を、必須の情報として含む。図５は、車両情報の詳細を示す。
【００３３】
通信部１０７は、充放電制御対象である二次電池を搭載する車両それぞれと通信を行い、各車両から車両情報を受信する。この車両情報は、記憶部１０８へ出力される。通信部１０７と各車両との通信は、充電ケーブルを介しての電力線通信、又は、無線通信によって行われる。
【００３４】
記憶部１０８は、車両情報、制約条件、運行計画、償却計画、及び業務情報を記憶する。
【００３５】
予測SOH劣化量算出部１０９は、記憶部１０８から取得した運行計画に基づいて、予測SOH劣化量を算出し、算出された予測SOH劣化量を許容SOH劣化量算出部１０１へ出力する。この予測SOH劣化量の算出は、例えば、特許文献１に開示されている方法によって行われる。
【００３６】
現SOH取得部１１０は、記憶部１０８から取得した車両情報に基づいて、当該車両情報に対応する車両が搭載する二次電池の現SOH値を取得し、取得された現SOH値を許容SOH劣化量算出部１０１へ出力する。
【００３７】
SOC管理部１１１は、充放電制御対象である二次電池それぞれの現在のSOC情報を管理する。
【００３８】
また、SOC管理部１１１は、記憶部１０８に記憶されている充放電制御対象である二次電池を搭載する車両の運行計画に基づいて、運行計画の実施するために必要な必要SOC値を算出する。この必要SOC値の算出は、例えば、特許文献２に開示されている方法によって行われる。特許文献２には、電気自動車に搭載されるナビゲーション装置が開示されている。このナビゲーション装置は、電気自動車の現在のSOC値によって目的地まで到達可能かを判断する。
【００３９】
また、SOC管理部１１１は、算出された必要SOC値から現在のSOC値を引き算することにより、必要充放電量を算出する。例えば、運行計画実施に必要なSOC値が８０、現在のSOC値が３０であれば、その差分の５０が必要充放電量となる。算出された必要SOC値は、許容保管時間算出部１０２へ出力され、必要充放電量は、スケジューリング部１０４へ出力される。
【００４０】
許容SOH劣化量算出部１０１は、上述の通り、充放電制御対象である任意の二次電池についての許容SOH劣化量を算出する。許容SOH劣化量は、現SOH値、予測SOH劣化量、及び、SOHターゲット値に基づいて算出される。これにより、現状のSOH値とSOHターゲット値とのズレ量が反映された、充放電制御の指標を求めることができる。
【００４１】
許容保管時間算出部１０２は、上述の通り、許容SOH劣化量と、必要SOC値と、必要SOC値に応じた、経過時間とSOH劣化量との対応関係とに基づいて、許容保管時間を算出する。
【００４２】
充放電優先度決定部１０３は、上述の通り、充放電制御対象である二次電池を搭載する車両それぞれについて算出された、許容保管時間に基づいて、充放電制御対象である複数の二次電池の充放電優先度を決定する。
【００４３】
スケジューリング部１０４は、上述の通り、充放電優先度決定部１０３において決定された充放電優先度に基づいて、充放電制御対象である複数の二次電池に対して、充放電リソースを割り当てる。
【００４４】
出力部１１２は、スケジューリング部１０４によって演算された充放電スケジュールの演算結果を出力する。この出力結果に基づき、実際の充放電処理が行われる。また、この出力結果は、充放電制御装置１００の外部装置に表示されてもよい。
【００４５】
［充放電制御装置１００の動作］
以上の構成を有する充放電制御装置１００の動作について説明する。
【００４６】
まず、充放電制御装置１００が含まれるシステムの一例について説明する。当該システムは、充放電制御装置１００と複数の車両とを含む。各車両に対しては償却計画が設定される。また、各車両に対しては、車両所有者の業務に応じた運行計画も毎日設定される。そして、各車両は、この運行計画に基づいて、毎日の業務に使用される。
【００４７】
充放電制御装置１００は、毎日の業務終了後、業務時間外に用いられる。
【００４８】
充放電制御装置１００は、二次電池の保存劣化を考慮して、充放電制御対象である複数の二次電池に対して、充放電リソースを割り当てる。各車両は、割り当てられた充放電リソースを用いた二次電池の充放電が完了した後に、運行計画に従って業務に使用される。なお、これらの処理は、日々繰り返される。
【００４９】
図４は、充放電制御装置１００の動作説明に供するフローである。
【００５０】
ステップＳ２０１において、通信部１０７は、充放電制御対象である二次電池を搭載する車両それぞれから車両情報を受信し、記憶部１０８へ出力する。
【００５１】
ステップＳ２０２において、SOC管理部１１１は、記憶部１０８から車両情報を取得し、充放電制御対象である二次電池の現SOC値を検出する。図５は、車両情報を示す。図５において、車両情報には、充放電制御対象である二次電池を搭載する車両それぞれの識別情報、充放電制御対象である二次電池のSOC値、及びSOH値が含まれる。
【００５２】
ステップＳ２０３において、SOC管理部１１１は、まず、記憶部１０８に記憶されている充放電制御対象である二次電池を搭載する車両の運行計画に基づいて、運行計画の実施するために必要な必要SOC値を算出する。そして、SOC管理部１１１は、算出された必要SOC値から現在のSOC値を引き算することにより、必要充放電量を算出する。
【００５３】
ステップＳ２０４において、入力部１０５は、外部から業務情報、制約条件、及び償却計画の入力を受け付ける。そして、業務情報は、運行計画演算部１０６へ出力され、制約条件及び償却計画は、記憶部１０８へ出力される。
【００５４】
ここで、業務情報、制約条件及び償却計画は、充放電制御処理の度に入力される必要はない。業務情報は、日単位で入力されることが多いが、これに限定されるものではなく、週単位又は月単位などの任意の間隔で入力されうる。また業務情報の単位は、入力間隔と同様でもよいが、異なっていても構わない。制約条件は、例えば初期設定時の一回だけの入力となることが多いが、これに限定されるものではなく、電力会社との契約変更があった際などの任意のタイミングにおいて入力されうる。償却計画は、車両購入時など車両あたり一回だけの入力となることが多いが、これに限定されるものではなく、計画変更が必要になった際などの任意のタイミングで入力されうる。入力がない場合には、既に記憶部１０８に保持されている業務情報、制約条件、及び償却計画が参照される。なお、業務情報、制約条件、及び償却計画の初期値が記憶部１０８に予め記憶されていてもよい。この場合には、入力部１０５からの入力は、必須ではない。
【００５５】
ステップＳ２０５において、運行計画演算部１０６は、入力部１０５から出力された業務情報と、記憶部１０８に記憶された車両情報とを用いて、充放電制御対象である二次電池を搭載する車両の運行計画を演算する。入力部１０５に対する業務情報の入力がなかった場合には、運行計画演算部１０６は、既に記憶部１０８に記憶されている業務情報を用いて、運行計画を演算する。図６は、運行計画の一例を示す。運行計画には、例えば、充放電制御対象である二次電池を搭載する車両の業務開始時刻、業務で立ち寄る地点（経由地点）、経路情報、又は、その経路情報が示す経路上での地形などが含まれる。
【００５６】
ステップＳ２０６において、現SOH取得部１１０は、記憶部１０８から取得した車両情報に基づいて、当該車両情報に対応する車両が搭載する二次電池現SOH値を検出し、検出された現SOH値を許容SOH劣化量算出部１０１へ出力する。
【００５７】
ステップＳ２０７において、予測SOH劣化量算出部１０９は、記憶部１０５から取得した運行計画に基づいて、予測SOH劣化量を算出し、算出された予測SOH劣化量を許容SOH劣化量算出部１０１へ出力する。図７は、予測SOH劣化量の詳細を示す。ここで、一日当たりに二次電池のSOHが劣化する量は非常に小さいので、図７においては、一日当たりの劣化量を１０００倍した数値が記載されている。
【００５８】
ステップＳ２０８において、許容SOH劣化量算出部１０１は、充放電制御対象である任意の二次電池についての許容SOH劣化量を、現SOH値、予測SOH劣化量、及び、SOHターゲット値に基づいて算出する。SOHターゲット値は、償却計画によって特定される。
【００５９】
図８は、償却計画の詳細を示す。図８Ａには、償却計画のイメージが示されている。複数の車両（同図では、車両Ａ，Ｂ，Ｃ）のそれぞれが搭載する二次電池は、初期時点（例えば、新車購入時）には、そのSOH値が１００である。しかし、時間が経過するにつれて、そのSOH値は、徐々に減少する。一般的に、車両が搭載する二次電池は、SOH値が６０になると、寿命が尽きたと扱われる。このため、ここでは、複数の車両のそれぞれが搭載する二次電池のSOH値が６０になるまでの償却計画のイメージが示されている。
【００６０】
図８Ｂには、償却計画の具体的な数値が示されている。図８Ｂにおいては、一日当たりのSOH劣化量が記載されている。この一日当たりのSOH劣化量は、SOH値の減少量４０（１００から６０を引き算することによって得られる）を償却計画の日数によって割り算することにより、算出される。償却計画の日数は、償却計画として入力されている日数、月数、年数、日付などを、SOH値が１００である日（例えば、新車購入時）からの日数に変換することによって得られる。ここで、一日当たりに二次電池のSOH値が減少する量は非常に小さいので、図８Ｂにおいては、一日当たりの劣化量を１０００倍した数値が記載されている。図８Ｂに示される償却計画テーブルには、初期SOH値、償却時のSOH値、償却計画つまり償却にかける日数、一日当たりのSOH劣化量、残償却日数、及び翌日のSOH値が、各車両識別情報と対応付けられている。そして、残償却日数、及び、翌日のSOH値は、日々更新される。
【００６１】
許容SOH劣化量算出部１０１によって算出された許容SOH劣化量は、充放電制御の指標として用いられる。
【００６２】
図９は、充放電制御の指標としての許容SOH劣化量の説明に供する図である。図９において、Ｌ１は、車両Ａが搭載する二次電池の償却計画を表し、Ｌ２は、車両Ｃが搭載する二次電池の償却計画を表す。図９は、図８Ａに対応している。また、Ｐ１は、タイミング１における、車両Ａが搭載する二次電池のSOH値を表し、Ｐ２は、タイミング１における、車両Ｃが搭載する二次電池のSOH値を表している。また、ターゲット１は、タイミング２における、車両Ａにおける二次電池のSOHの目標値であり、ターゲット２は、タイミング２における、車両Ｃにおける二次電池のSOHの目標値である。ここで、タイミング１は、償却期間中のある一日を指しており、タイミング２は、タイミング１から少なくとも一日以上が経過した時点を指している。
【００６３】
タイミング１において、車両Ａが搭載する二次電池のSOH値は、償却計画Ｌ１よりもｄ１分だけ低い値となっている。一方、タイミング１において、車両Ｃが搭載する二次電池のSOH値は、償却計画Ｌ２よりもｄ２分だけ高い値となっている。この時、車両Ｃが搭載する二次電池充電を早めに完了し、保管して劣化を進める代わりに、車両Ａが搭載する二次電池の充電完了後の保管時間を短くして、劣化を少しでも防ぐ、という処理が行われる。このように本実施の形態における充放電制御は、二次電池のある時点でのSOH値と、償却計画とを、一定期間ごとに比較し、そのズレを補正するために、各車両間で充電完了後の保管によるSOH値の劣化進行の調整を行うことを特徴とする。この考え方を、図１０を用いて、タイミング１とタイミング２が二日以上離れている場合について、説明する。Ｐ１において、Ｌ１よりｄ１だけ低かった車両Ａが搭載する二次電池のSOH値は、Ｐ１’においてはＰ１よりもＬ１に近づき、ターゲット１においてＬ１に戻っている。同様に、Ｐ２においてｄ２だけ高かった車両Ｃが搭載する二次電池のSOH値は、Ｐ２’においてＰ２よりもＬ２に近づき、ターゲット２においてＬ２に戻っている。このように、SOH値が償却計画からずれてしまっている二次電池について、複数の二次電池間で少しずつ調整し、最終的に二次電池の寿命が償却計画に則るよう、処理が行われる。
【００６４】
図９に戻り、許容SOH劣化量の算出の説明を続ける。Ｐ１のSOH値から予測SOH劣化量が引き算されることにより、予測SOH値が算出され、さらに、算出された予測SOH値からターゲット１のSOH値が引き算されることにより、車両Ａが搭載する二次電池の許容SOH劣化量が算出される。車両Ｃが搭載する二次電池の許容SOH劣化量も同様に求められる。例えば、現SOH値が８４９９５、予測SOH劣化量が５、ターゲットのSOH値が８４９９０である場合には、許容SOH劣化量は、８４９９５−５−８４９９０＝０となる。ここで、算出された許容SOH劣化量が０より小さい値となった場合には、許容SOH劣化量算出部１０１は、ゼロ値を算出結果として許容保管時間算出部１０２へ出力する。
【００６５】
ステップＳ２０９において、許容保管時間算出部１０２は、許容SOH劣化量と、必要SOC値と、必要SOC値に応じた、経過時間とSOH劣化量との対応関係とに基づいて、許容保管時間を算出する。
【００６６】
図１１は、許容保管時間算出部１０２の処理の説明に供する図である。図１１Ａには、充放電制御対象である二次電池を搭載する車両についての、許容SOH劣化量算出部１０１において算出された許容SOH劣化量及びSOC管理部１１１において算出された必要SOC値が示されている。
【００６７】
また、図１１Ｂには、必要SOC値に応じた、経過時間とSOH劣化量との対応関係が示されている。特に、図１１Ｂには、電気自動車の二次電池として採用されることが多いリチウムイオン電池においての対応関係の一例が示されている。一般的に、リチウムイオン電池は、保管時のSOC値によって劣化特性が異なることが知られている。特に、SOC値が０又は１００に近いほど劣化が進みやすく、SOC値が５０周辺であるほど劣化が進みにくいことが知られている。
【００６８】
車両Ａの場合、図１１Ａに示されるように、許容SOH劣化量は２０、必要SOC値（つまり保管時のSOC値）は６０である。従って、図１１Ｂに示される対応関係に基づいて、車両Ａが搭載する二次電池は、SOC値が６０である状態で保管されることが８時間まで許容される。同様に、車両Ｂが搭載する二次電池は４時間までの保管が許容され、車両Ｃが搭載する二次電池は６時間までの保管が許容される。
【００６９】
ステップＳ２１０において、充放電優先度決定部１０３は、充放電制御対象である二次電池について算出された、許容保管時間に基づいて、充放電制御対象である二次電池の充放電優先度を決定する。充放電優先度は、許容保管時間の短いものほど高く設定される。前述したようにリチウムイオン電池は、保管時のSOC値に関わらず保管時間が長くなるほど劣化が進む。このため、劣化の進行を和らげるためにも、許容保管時間の短い二次電池から、充放電優先度が高く設定される。図１１において説明した例では、車両Ａ，Ｂ，Ｃそれぞれが搭載する二次電池の許容保管時間は、それぞれ８時間、４時間、６時間である。従って、充放電優先度の高い順番に、車両Ｂ、車両Ｃ、車両Ａが搭載する二次電池となる。つまり、充放電優先度は、車両Ａが搭載する二次電池が３、車両Ｂが搭載する二次電池が１、車両Ｃが搭載する二次電池が２となる。
【００７０】
ステップＳ２１１において、スケジューリング部１０４は、充放電優先度決定部１０３において決定された充放電優先度及び制約条件に基づいて、充放電制御対象である二次電池に対して、充放電リソースを割り当てる。
【００７１】
充放電リソースは、充放電優先度の高い二次電池から順番に割り当てられる。図１１において説明した例では、車両Ｂが搭載する二次電池、車両Ｃが搭載する二次電池、車両Ａが搭載する二次電池の順に、充放電リソースが割り当てられる。
【００７２】
また、ステップＳ２０３においてSOC管理部１１１によって算出された必要SOC値については、車両Ｂが搭載する二次電池が８０、車両Ｃが搭載する二次電池が８０、車両Ａが搭載する二次電池が６０となる。そして、現在のSOC値については、車両Ｂが搭載する二次電池が４０、車両Ｃが搭載する二次電池が４５、車両Ａが搭載する二次電池が３０である（図５参照）。従って、ステップ２０３においてSOC管理部１１１によって算出された必要充放電量については、車両Ｂが搭載する二次電池が４０、車両Ｃが搭載する二次電池が３５、車両Ａが搭載する二次電池が３０である。また、ここで用いられる制約条件として、例えば、充電設備は契約電力によって同時に２つまでしか充電処理を行えないという条件が用いられる。この制約条件に従って、スケジューリング部１０４は、各車両が搭載する二次電池が充放電完了時に必要SOC値に達するように、各車両が搭載する二次電池に充放電リソースを割り当てる。
【００７３】
図１２は、スケジューリング部１０４による充放電リソースの割り当ての説明に供する図である。図１２に示されるグラフは、充電時の電圧ごとの充電速度を示している。当該グラフの縦軸は、SOC値であり、横軸は、経過時間である。ここでは、充電時の電圧としては、１００Ｖのみが使用されることを前提として説明する。ただし、一般的には、２００Ｖ又は５００Ｖ等において充電可能な機器も存在する。
【００７４】
車両Ｂは、現在のSOC値が４０、必要SOC値が８０である。ここで、図１２に示されるグラフから、車両Ｂが搭載する二次電池に対する充電処理に必要な時間を算出する。本実施例においては、１００Ｖを使用することとしているので、グラフの１００Ｖの曲線に注目する。該曲線において、SOC値が２０から４０になるまで充電にかかる時間は２時間であり、２０から８０になるまでの時間は８時間である。従って、SOC値が４０から８０まで充電するためには、８時間から２時間を引き算し、６時間必要なことが読み取れる。同様に、車両Ｃが搭載する二次電池に対する充電処理には、５．５時間必要であり、車両Ａが搭載する二次電池に対する充電処理には、３時間必要である。
【００７５】
上述のような方法で算出した、車両Ａ，Ｂ，Ｃが搭載する二次電池の充放電優先度及び許容保管時間を（充放電優先度、許容保管時間（単位：時間））で表現すると、車両Ａ：（３、８）、車両Ｂ：（１、４）、車両Ｃ：（２、６）となる。
【００７６】
まず、充放電優先度が１である車両Ｂが搭載する二次電池に対して、最初に充放電リソース割り当てが行われる。上述の通り、車両Ｂが搭載する二次電池に対する充電処理に必要な時間は６時間であり、また、車両Ｂの業務開始時刻は８：００である（図６参照）。このため、業務開始時刻８：００に充電が完了するように、車両Ｂが搭載する二次電池に対しては、充電開始時刻として２：００が設定される。
【００７７】
次に、充放電優先度が２である車両Ｃが搭載する二次電池に対して、充放電リソース割り当てが行われる。車両Ｃが搭載する二次電池に対する充電処理に必要な時間は５．５時間であり、また、車両Ｃの業務開始時刻は８：００である（図６参照）。このため、業務開始時刻８：００に充電が完了するように、車両Ｃが搭載する二次電池に対しては、充電開始時刻として２：３０が設定される。
【００７８】
ここで、制約条件として、同時に２台までしか充電処理を行えないという条件が用いられる。車両Ｂ及び車両Ｃが搭載する二次電池に対する充電が行われる時間は、２：３０から８：００までの時間帯で重複しているものの、制約条件には合致している。このため、車両Ｂ及び車両Ｃが搭載する二次電池に対する充電は問題なく実行される。また、車両Ｂ及び車両Ｃの両方ともに、搭載する二次電池の充電後の保管時間はゼロ時間である。従って、この充電後の保管時間は許容保管時間より短い時間となるので、車両Ｂ及び車両Ｃが搭載する二次電池の充放電リソースの割り当てには問題がない。
【００７９】
次に、充放電優先度が３である車両Ａが搭載する二次電池に対して、充放電リソース割り当てが行われる。車両Ａが搭載する二次電池に対する充電処理に必要な時間は３時間であり、また、車両Ａの業務開始時刻は８：００である（図６参照）。車両Ｂが搭載する二次電池及び車両Ｃが搭載する二次電池の両方が２：３０から８：００までの時間帯において同時に充電処理を行っているので、制約条件に従えば、２：３０以降に車両Ａが搭載する二次電池に対して充電処理を行うことはできない。従って、車両Ａが搭載する二次電池に対しては、スケジューリング部１０４は、同時に充電処理を行っている二次電池が１台以下である、２：３０までの充放電リソースを割り当てる。すなわち、車両Ａが搭載する二次電池に対しては、時刻２：３０に充電が完了するように、充電開始時刻として２３：３０が設定される。このとき、車両Ａが搭載する二次電池の充電後の保管時間は５．５時間である。従って、許容保管時間よりも短い時間となるので、車両Ａが搭載する二次電池の充放電リソースの割り当てには問題がない。図１３は、充放電リソースの割り当て結果を示す。図１３Ａでは、充放電リソースの割り当て結果がテーブルによって表されている。図１３Ｂでは、充放電リソースの割り当て結果が帯グラフとして表されている。
【００８０】
ステップＳ２１２において、出力部１１２は、スケジューリング部１０４による充放電リソースの割り当て結果を充放電スケジュール演算結果として出力する。充放電制御装置１００は、この充放電スケジューリング演算結果に従って、充放電処理を行う。なお、充放電スケジュール演算結果は、充放電制御装置１００の外部に出力されると共に表示部に表示されてもよい。また、実際の充放電処理の操作は、充放電制御装置１００の外部からマニュアル操作によって行われてもよい。
【００８１】
以上のように本実施の形態によれば、充放電制御装置１００において、スケジューリング部１０４は、許容保管時間に基づいて決定された、複数の二次電池のそれぞれの充放電優先度に基づいて、各二次電池に対して充放電リソースを割り当てる。
【００８２】
そして、許容保管時間は、許容保管時間算出部１０２において、許容SOH劣化量と、算出対象期間において車両が運行計画に従って運行されるために充電処理終了時点において必要なSOC値と、当該必要SOC値に応じた、経過時間とSOH劣化量との対応関係とに基づいて算出される。
【００８３】
そして、許容SOH劣化量は、許容SOH劣化量算出部１０１において、算出時のSOH値、算出対象期間において車両が運行計画に従って運行された場合に二次電池が劣化する予測SOH劣化量、及び、算出対象期間終了時点におけるSOHターゲット値に基づいて算出される。
【００８４】
こうして許容SOH劣化量に基づいて算出された許容時間に応じた充放電優先度によって、複数の二次電池に対する充放電リソースの割り当てが行われるので、電池寿命制御の精度を向上させることができる。
【００８５】
なお、以上の説明においては、許容SOH劣化量算出部１０１が、算出された許容SOH劣化量がマイナスとなった場合には、ゼロ値を算出結果として許容保管時間算出部１０２へ出力するものとして説明した。すなわち、許容SOH劣化量がマイナスである車両が複数存在する場合には、当該複数の車両は、許容保管時間算出部１０２及び充放電優先度決定部１０３によって同等に取り扱われる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、許容SOH劣化量のマイナスの絶対値の大きさによって異なる充放電優先度を設定してもよい。すなわち、充放電優先度決定部１０３は、許容SOH劣化量がマイナスの値である二次電池が複数存在する場合には、許容SOH劣化量がマイナスの値である二次電池については許容SOH劣化量のマイナスの絶対値が大きい二次電池ほど、充放電優先度を高くしてもよい。
【００８６】
また、以上の説明においては、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はハードウェアとの連携においてソフトウェアで実現することも可能である。
【００８７】
また、以上の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【００８８】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
【００８９】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明の充放電制御装置及び充放電制御方法は、電池の保存劣化を考慮することにより、電池寿命制御の精度を向上させることができるものとして有用である。
【符号の説明】
【００９１】
１００  充放電制御装置
１０１  許容SOH劣化量算出部
１０２  許容保管時間算出部
１０３  充放電優先度決定部
１０４  スケジューリング部
１０５  入力部
１０６  運行計画演算部
１０７  通信部
１０８  記憶部
１０９  予測SOH劣化量算出部
１１０  現SOH取得部
１１１  SOC管理部
１１２  出力部
【図１】
2012221655.tif 000003
【図２】
2012221655.tif 000004
【図３】
2012221655.tif 000005
【図４】
2012221655.tif 000006
【図５】
2012221655.tif 000007
【図６】
2012221655.tif 000008
【図７】
2012221655.tif 000009
【図８】
2012221655.tif 000010
【図９】
2012221655.tif 000011
【図１０】
2012221655.tif 000012
【図１１】
2012221655.tif 000013
【図１２】
2012221655.tif 000014
【図１３】
2012221655.tif 000015