特開 2018-63632 二次電池に関する料金の算定基準を決定するシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2018-63632(P2018-63632A)

(43)【公開日】2018年4月19日

(54)【発明の名称】二次電池に関する料金の算定基準を決定するシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   G06Q 50/10 20120101AFI20180323BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20180323BHJP

   H01M 10/42 20060101ALI20180323BHJP

   G01R 31/36 20060101ALI20180323BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20180323BHJP

【ＦＩ】

   G06Q50/10

   H01M10/48 P

   H01M10/42 P

   G01R31/36 AZHV

   H02J7/00 Y

   H02J7/00 X

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-202407(P2016-202407)

(22)【出願日】2016年10月14日

(71)【出願人】

【識別番号】000003148

【氏名又は名称】東洋ゴム工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】特許業務法人 ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】福田 武司

【テーマコード（参考）】

2G216

5G503

5H030

5L049

【Ｆターム（参考）】

2G216AB01

2G216BA01

2G216BA21

2G216CB34

2G216CD00

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB02

5G503EA05

5G503EA08

5G503GD03

5G503GD04

5H030AA01

5H030AA10

5H030AS06

5H030AS08

5H030FF42

5H030FF43

5H030FF44

5L049CC11

(57)【要約】

【課題】残容量の変化に基づき二次電池の使用を評価し、評価に基づき二次電池に関する料金の算定基準を決定するシステムを提供する。
【解決手段】二次電池１０の残容量を検知する残容量検知部１１と、残容量と検知時点とが関連づけられた時系列データを記憶する時系列データ記憶部１２、２２と、劣化抑制条件及び劣化促進条件の少なくとも１つの条件が予め設定されており、時系列データから求まる残容量の変化が、前記少なくとも１つの条件に該当するかを判定し、判定結果に基づき使用評価を特定する使用評価特定部２３と、予め設定された決定基準に基づき、使用評価に応じて料金の算定基準を決定する算定基準決定部２４と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

二次電池の残容量を検知する残容量検知部と、
前記残容量と検知時点とが関連づけられた時系列データを記憶する時系列データ記憶部と、
劣化抑制条件及び劣化促進条件の少なくとも１つの条件が予め設定されており、前記時系列データから求まる残容量の変化が、前記少なくとも１つの条件に該当するかを判定し、判定結果に基づき使用評価を特定する使用評価特定部と、
予め設定された決定基準に基づき、前記使用評価に応じて料金の算定基準を決定する算定基準決定部と、
を備える、二次電池に関する料金の算定基準を決定するシステム。

【請求項2】

劣化抑制条件及び劣化促進条件の双方の条件が予め設定されており、前記使用評価特定部は、前記劣化抑制条件に該当するデータを前記時系列データから検知する度に、良い評価の方向に評価値を補正し、前記劣化促進条件に該当するデータを前記時系列データから検知する度に、悪い評価の方向に前記評価値を補正し、
前記算出基準決定部は、前記評価値の大きさに応じて前記料金の算出基準を決定する、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記時系列データには、使用者識別情報が含まれており、前記使用評価及び前記算定基準の決定は、使用者を区別して実行される、請求項１又は２に記載のシステム。

【請求項4】

前記時系列データにおける残容量の単位時間当たりの減少ペースに対応する劣化評価値の或る時点までの累積値に基づき、前記或る時点における劣化度を算出する劣化度算出部を更に備え、
前記時系列データには、検出時点における劣化度が含まれており、
前記使用評価特定部は、使用評価を特定する際に劣化度を参照する、請求項１〜３のいずれかに記載のシステム。

【請求項5】

二次電池の変形を検出する変形検出センサを更に備え、
前記残容量検知部は、前記変形検出センサが検出した二次電池の厚み変化に基づき前記残容量を検知する、請求項１〜４のいずれかに記載のシステム。

【請求項6】

前記変形検出センサは、二次電池に取り付けられる高分子マトリックス層と、検出部と、を有し、
前記高分子マトリックス層が、その高分子マトリックス層の変形に応じて外場に変化を与えるフィラーを分散させて含有し、
前記検知部が前記外場の変化を検出する、請求項５に記載のシステム。

【請求項7】

前記高分子マトリックス層が前記フィラーとしての磁性フィラーを含有し、前記検知部が前記外場としての磁場の変化を検出する、請求項６に記載のシステム。

【請求項8】

二次電池に関する料金の算定基準をコンピュータが決定する方法であって、
二次電池の残容量を検知するステップと、
前記残容量と検知時点とが関連づけられた時系列データを記憶部に記憶するステップと、
前記時系列データから求まる残容量の変化が、劣化抑制条件及び劣化促進条件の少なくとも１つの条件に該当するかを判定し、判定結果に基づき使用評価を特定するステップと、
予め設定された決定基準に基づき、前記使用評価に応じて料金の算定基準を決定するステップと、
を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、二次電池に関する料金の算定基準を決定するシステム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、リチウムイオン二次電池に代表される密閉型二次電池（以下、単に「二次電池」と呼ぶことがある）は、携帯電話やノートパソコンなどのモバイル機器だけでなく、電気自動車やハイブリッド車といった電動車両用の電源としても利用されている。二次電池は、充放電を繰り返すことにより劣化する。二次電池の劣化が進めば、満充電時の残容量が減少してしまい、いずれ二次電池の破棄が必要となる。

【0003】

二次電池の使用方法が適切であれば劣化が抑制され、使用方法が適切でなければ劣化が促進される。環境の保護のためにも、使用者に対し、劣化が抑制される使用を促すことが好ましいと考えられる。しかし、かかるシステムは提案されていない。

【0004】

上記とは直接関係がないが、特許文献１には、電動車両に搭載されたバッテリの交換サービスに関し、バッテリの残量を検出し、残量と検知時点に基づき交換時期を推定し、それをバッテリ提供者に伝えるシステムが開示されている。

【0005】

特許文献２には、二次電池の残量算出に関する構成が記載されている。

【0006】

特許文献３には、二次電池の使用回数や残量等の情報と所定の判断基準とに基づき、二次電池の価値を判定する記載がある。

【0007】

しかし、上記文献を含めていずれの文献にも、バッテリの劣化抑制につながる提案がなされていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特許第５１４７６７５号公報

【特許文献2】特開２００９−５２９７５号公報

【特許文献3】特許第４５４０７４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本開示は、このような事情に着目してなされたものであって、その目的は、残容量の変化に基づき二次電池の使用を評価し、評価に基づき二次電池に関する料金の算定基準を決定するシステムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本開示は、上記目的を達成するために、次のような手段を講じている。

【0011】

本開示の二次電池に関する料金の算定基準を決定するシステムは、二次電池の残容量を検知する残容量検知部と、前記残容量と検知時点とが関連づけられた時系列データを記憶する時系列データ記憶部と、劣化抑制条件及び劣化促進条件の少なくとも１つの条件が予め設定されており、前記時系列データから求まる残容量の変化が、前記少なくとも１つの条件に該当するかを判定し、判定結果に基づき使用評価を特定する使用評価特定部と、予め設定された決定基準に基づき、前記使用評価に応じて料金の算定基準を決定する算定基準決定部と、を備える。

【0012】

残容量の変化には、或る期間における放電容量及び充電容量、或るSOCにおける放電容量及び充電容量が含まれる。この構成によれば、残容量の時系列の変化と、劣化抑制条件または劣化促進条件とに基づき、使用者の使用傾向を電池の特性を利用して評価し、料金の算定基準を決定できるので、電池の劣化抑制に繋がる使用をするように使用者に動機付けを与えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本開示の第１実施形態のシステムを示すブロック図。

【図2A】密閉型二次電池を模式的に示す斜視図。

【図2B】図２ＡにおけるＡ−Ａ断面図。

【図3】劣化抑制条件、劣化促進条件及び決定基準の一例を示す説明図。

【図4A】第１曲線と基準曲線を示すグラフ。

【図4B】フィッティング処理により求めた第２曲線を示すグラフ。

【図5】第２実施形態のシステムを示すブロック図。

【図6A】時系列データの一例を示す図。

【図6B】電池劣化評価値の一例を示す図。

【図6C】使用者評価値の一例を示す図。

【図6D】残容量の減少ペースに対応する電池劣化評価値の一例を示す図。

【図6E】残容量の減少ペースに対応する使用者評価値の一例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

＜第１実施形態＞
以下、本開示の第１実施形態のシステムについて説明する。

【0015】

本実施形態のシステムは、二次電池に関する料金の算定基準を決定する。二次電池に関する料金は、例えば、二次電池自体の価格、二次電池に充電するための充電料金などが挙げられ、二次電池に関する料金であればこれに限定されない。料金の算定基準は、価格自体でもよいし、標準となる価格に対する割引率、乗率などが挙げられ、種々変更可能である。

【0016】

図１に示すように、システムは、残容量検知部１１と、時系列データ記憶部１２、２２と、使用評価特定部２３と、算定基準決定部２４と、を有する。本実施形態のシステムは、電池パック１と、サーバ２とを含んで構成されている。電池パック１は、二次電池１０と、残容量検知部１１と、時系列データ記憶部１２と、劣化度算出部１３と、使用判定部１４と、を有する。サーバ２は、時系列データ記憶部２２と、使用評価特定部２３と、算定基準決定部２４と、を有する。

【0017】

電池パック１は、電気自動車やハイブリット車といった電動車両に搭載される。二次電池１０は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、その筐体の内部に複数の単電池１０ａを有する。本実施形態では、４つの単電池１０ａが直列に（例えば２並列２直列に、または４直列に）接続されているが、電池の数や接続形態はこれに限定されない。複数の二次電池１０が直列に接続され、それらがコントローラと一緒に電池パック１の筐体内に収容される。各部１１〜１４は、コントローラに実装される。

【0018】

残容量検知部１１は、所定のタイミングで、二次電池１０の残容量を検知する。本実施形態では、１分ごとに検知しているが、タイミングは任意に設定可能である。また、残容量は、二次電池１０の厚み変化を検出して算出しているが、これに限定されない。発明者は厚み変化による残容量の算出が高精度であると考えており、必ずしも高精度とはいえないが、例えば、既知の電圧や電流を検知して残容量を算出してもよい。厚み変化、電圧、電流検知を併用して使用しても良い。

【0019】

本実施形態において、二次電池１０の厚み変化を検出するために、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、二次電池１０には変形検出センサ３が取り付けられている。変形検出センサ３は、高分子マトリックス層３０と検出部３１とを有する。高分子マトリックス層３０は、その高分子マトリックス層３０の変形に応じて外場に変化を与える磁性フィラーを分散させて含有している。そして、検出部３１は、その高分子マトリックス層３０の変形に伴う外場の変化を検出する。本実施形態の高分子マトリックス層３０は、単電池の膨れに応じた柔軟な変形が可能なエラストマー素材によりシート状に形成されている。単電池の膨れにより二次電池１０が変形を生じると、それに応じて高分子マトリックス層３０が変形し、その高分子マトリックス層３０の変形に伴う外場の変化が検出部３１により検出され、それに基づいて二次電池１０の変形を高感度に検出することができる。

【0020】

磁場の変化を検出する検出部３１には、例えば、磁気抵抗素子、ホール素子、インダクタ、ＭＩ素子、フラックスゲートセンサなどを用いることができる。磁気抵抗素子としては、半導体化合物磁気抵抗素子、異方性磁気抵抗素子（ＡＭＲ）、巨大磁気抵抗素子（ＧＭＲ）、トンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ）が挙げられる。このうち好ましいのはホール素子であり、これは広範囲にわたって高い感度を有し、検出部３１として有用なためである。ホール素子には、例えば旭化成エレクトロニクス株式会社製ＥＱ４３２Ｌが使用できる。

【0021】

＜厚み変化による残容量の検知方法＞
具体的には、残容量を予測する時点より前の充放電サイクルＣ１中に二次電池１０の変形を検出し、その二次電池１０の充放電容量と変形量との関係を表す第１曲線を求める（ステップ１）。充放電容量は放電容量と充電容量との総称であり、ここでは、満充電状態からの放電容量である例を示す。図４Ａのグラフは、充放電サイクルＣ１中に求めた、二次電池１０の満充電状態からの放電容量と変形量との関係を表す第１曲線Ｌ１を示す。
基準曲線ＬＳは、所定の基準状態における二次電池１０の充放電容量（本実施形態では、満充電状態からの放電容量）と変形量との関係を表す。基準曲線ＬＳは、劣化していない初期段階の二次電池１０を基準状態として、例えば製造時または出荷前の二次電池１０を用いて求められる。
第１曲線Ｌ１及び基準曲線ＬＳは、電極のステージ変化に起因して、図４Ａのように幾分かの凹凸（勾配の変化）を含んだ形状となる。例えば負極にグラファイト（黒鉛）を用いたリチウムイオン二次電池の場合、そのグラファイトの結晶状態は、満充電状態から放電するに伴って順次にステージ変化することが知られている。これは、リチウムイオンの挿入量に伴ってグラフェン層間の距離が段階的に拡大することで負極活物質が膨張するためである。要するに、ステージ変化によって活物質の体積は段階的に変化し、それが第１曲線Ｌ１と基準曲線ＬＳに反映されている。
上記ステップ１の後、基準曲線ＬＳを第１曲線Ｌ１にフィッティング処理して第２曲線Ｌ２を求める（ステップ２）。既述の通り、第１曲線Ｌ１は上記ステップ１において求められ、基準曲線ＬＳは劣化前の基準状態において予め求められている。フィッティング処理は、最小二乗法などの汎用的に用いられる手法により行うことができる。図４Ｂのグラフは、フィッティング処理により求めた第２曲線Ｌ２を示す。フィッティング処理では、基準曲線ＬＳのＸ軸方向の長さの拡大率に相当する「充放電容量の拡大率Ｘｒ」、基準曲線ＬＳのＸ軸方向のシフト量に相当する「充放電容量のシフト量Ｘｓ」、基準曲線ＬＳのＹ軸方向の長さの拡大率に相当する「変形量の拡大率Ｙｒ」、及び、基準曲線ＬＳのＹ軸方向のシフト量に相当する「変形量のシフト量Ｙｓ」という４つのパラメータを変化させた。
そして、充放電サイクルＣ１より後の充放電サイクルＣ２中に二次電池１０の変形量Ｔｍを検出する（ステップ３）。上記ステップ１〜３の後、図４Ｂのように、二次電池１０の変形量Ｔｍに対応する充放電容量Ｑｍを第２曲線Ｌ２に基づいて取得し、その第２曲線Ｌ２における完全放電状態の充放電容量Ｑｄと充放電容量Ｑｍとの差を残容量Ｑｒとして求めるステップ４）。充放電容量Ｑｍを完全放電状態の充放電容量Ｑｄから差し引いて得られる残容量Ｑｒは、その時点での残容量の予測値となる。
すなわち、検出した二次電池１０の変形量Ｔｍと上記のフィッティング処理により求めた第２曲線Ｌ２とに基づいて充放電容量Ｑｍを取得し、その充放電容量Ｑｍと充放電容量Ｑｄとから残容量Ｑｒを求める。

【0022】

時系列データ記憶部１２、２２は、残容量と検知時点とが関連づけられた時系列データを記憶する。電池パック１における時系列データ記憶部１２は、当該電池パック１に関する時系列データが記憶される。本実施形態では、電池パック１が、時系列データ記憶部１２に記憶される時系列データを、所定のタイミングで通信部（図示せず）を介して、サーバ２に送信する。サーバ２は、受信した時系列データを時系列データ記憶部２２に記憶する。サーバ２において、複数の電池パック１から送信された時系列データが集約されて、記憶される。本実施形態では、電池パック１からサーバ２へ無線又は有線の通信部（図示せず）を介して時系列データを送信しているが、これに限定されない。時系列データを送信する方法は適宜変更可能である。所定のタイミングは、一定時間経過する毎、充電のためにケーブルが接続されたタイミング、所定時刻の到来などが挙げられ、適宜変更可能である。

【0023】

時系列データには、二次電池の個体を識別するための電池識別情報及び使用者を識別する使用者識別情報が含まれていることが好ましい。電池識別情報があれば、複数の電池パック１からデータを集計した場合でも、電池毎にデータを集計可能である。使用者識別情報は、特定の使用者のみが１つの電池パック１を使用する場合には不要であるが、電池交換サービスの場合には、１つの電池を不特定の使用者が利用するため、使用者を識別するために必要となる。これらは適用されるシステムに応じて実装すればよい。

【0024】

劣化度算出部１３は、時系列データにおける残容量の単位時間当たりの減少ペースに対応する劣化評価値の或る時点までの累積値に基づき、或る時点における劣化度を算出する。本実施形態では、残容量の検知時点での劣化度を算出し、図１に示すように、検知時点と劣化度を関連づけて時系列データに記憶している。

【0025】

＜劣化度の算出方法＞
劣化度（％）＝（劣化前の電池容量−劣化後の電池容量）／劣化前の電池容量×１００と表記する。
図６Ｄに示すように、残容量の単位時間当たりの減少ペースと、減少ペースに対応する劣化評価値（劣化ポイント）とが予め関連づけられている。本実施形態では、残容量の減少ペースと、ＳＯＣレベルとに劣化評価値が関連付けられている。劣化評価値は、＋１ｔや＋２ｔというように、継続時間ｔに応じた大きさになるようにしている。
劣化度算出部１３は、時系列データ（図６Ａ）における残容量の減少ペースに対応する劣化評価値を特定して劣化評価値の累積値を算出する（図６Ｂ）。
劣化評価値の累積値と劣化度は予め対応付けてある。例えば、劣化評価値（劣化ポイント）が１００であれば、劣化度は１％とすることが挙げられる。劣化度算出部１３は、劣化評価値の累積値に応じて劣化度を算出する。
なお、電池の劣化度が算出できれば、現時点での電池の満充電量が算出可能となる。例えば、劣化度が１％であれば、現時点での満充電量は、初期の満充電量の９９％（100-1%）である。

【0026】

使用判定部１４は、所定時間内における二次電池１０の厚み変化の有無に応じて使用中であるかを判定する。使用中であれば放電がなされており、それにより二次電池１０の厚み変化が生じるからである。判定結果は、時系列データに“モード”として記憶される。この情報は、後述する劣化抑制条件又は劣化促進条件に使用されることが好ましい。実際に使用しているかを、条件の一部として判定できるので、精度が向上する。

【0027】

劣化抑制条件及び劣化促進条件の少なくとも１つの条件が予め設定されており、使用評価特定部２３は、時系列データから求まる残容量の変化が、少なくとも１つの条件に該当するかを判定し、判定結果に基づき使用評価を特定する。具体的には、使用評価特定部２３は、劣化抑制条件に該当するデータを時系列データから検知する度に、良い評価の方向に評価値を補正し、劣化促進条件に該当するデータを時系列データから検知する度に、悪い評価の方向に評価値を補正する。

【0028】

具体的に、劣化抑制条件は、図３に示すように、例えば、条件番号１〜４の４つ設定されている。条件番号１は、所定期間において中ＳＯＣ（State of Charge）領域を維持した状態で使用（放電）及び充電されていることである。条件番号２は、満充電後すぐに一定時間使用されていることである。条件番号３は、所定期間において大電流が流れたことがない、すなわち所定期間における放電量が閾値以下である。条件番号４は、短時間での劣化がない場合であり、所定時間での劣化度の変化が閾値以下である条件を全期間で満たすことである。各々の条件は、評価値を補正するための加算値に対応付けてられている。本実施形態では、高SOC領域は例えば８０〜１００％、中SOC領域は５０〜８０％、低SOC領域は５０％未満であると予め定義しているが、目安であり、適宜変更可能である。

【0029】

劣化促進条件は、図３に示すように、例えば、条件番号１〜４の４つ設定されている。条件番号１は、所定期間において大電流が流れたことである、すなわち所定期間における放電量が閾値を超える事態が生じたことである。条件番号２は、満充電後（又は高SOC領域まで充電された後）使用されるまで所定時間放置されたことである。条件番号３は、低SOC領域で長時間（所定時間）放置された又は使用されたことである。条件番号４は、短時間での劣化がひどい場合であり、所定時間での劣化度の変化が閾値を超えることである。各々の条件は、評価値を補正するための減算値に対応付けてられている。

【0030】

劣化抑制条件及び劣化促進条件は、ＲＤＢＭＳ（リレーショナルデーターベース）やファイルなどに記憶されているか、ネットワーク経由で取得可能に設定されていてもよい。本実施形態では、評価値が増大する方向を、良い評価の方向としているが、これに限定されない。評価値が減少する方向を、良い評価としてもよい。前記条件と評価値の補正は、二次電池の寿命への影響度を考慮して、遠隔から適宜修正可能であることが好ましい。

【0031】

すなわち、使用評価特定部２３は、劣化抑制条件に該当するか否かを時系列データの全期間を参照して検知し、検知する度に対応する評価値の加算値を用いて、評価値を加算する。逆に、使用評価特定部２３は、劣化促進条件に該当するか否かを時系列データの全期間を参照して検知し、検知する度に対応する評価値の減算値を用いて、評価値を減算する。このようにして、使用評価特定部２３は、使用評価としての評価値を特定する。

【0032】

オプションとして、現時点の評価値又は評価値に応じた使用評価を、使用者に報知する報知部を設けてもよい。報知部としては、外部のディスプレイに表示することや、外部のスピーカを介して音声で通知すること、スマートフォンのアプリケーションに通知することなど、種々挙げられる。

【0033】

算定基準決定部２４は、予め設定された決定基準に基づき、使用評価に応じて料金の算定基準を決定する。具体的には、算定基準決定部２４は、評価値の大きさに応じて料金の算定基準を決定する。図３に示すように、使用評価（評価値）と料金の算定基準は予め対応付けて記憶している。例えば、使用評価が“優良”であるとは、評価値＞＋１００で定義され、料金の算定基準は「標準価格−２０％」と定義されている。使用評価が“標準”であるとは、−１００≦評価値≦＋１００で定義され、料金の算定基準は「標準価格−１０％」と定義されている。使用評価が“悪い”であるとは、評価値＜−１００で定義され、料金の算定基準は「標準価格」と定義されている。もちろん、決定基準は、ユーザの人数分布や収益、使用者の使用期間に応じたインセンティブを考慮し、階層数（現３階層）の増減及び乗率の変更を適宜行ってもよい。

【0034】

決定された料金の算定基準は、外部の決裁システムに出力され、又は、外部の決裁システムから参照される。

【0035】

本実施形態では、高分子マトリックス層３０が上記フィラーとしての磁性フィラーを含有し、検出部３１が上記外場としての磁場の変化を検出する例を示す。この場合、高分子マトリックス層３０は、エラストマー成分からなるマトリックスに磁性フィラーが分散してなる磁性エラストマー層であることが好ましい。

【0036】

磁性フィラーとしては、希土類系、鉄系、コバルト系、ニッケル系、酸化物系などが挙げられるが、より高い磁力が得られる希土類系が好ましい。磁性フィラーの形状は、特に限定されるものではなく、球状、扁平状、針状、柱状および不定形のいずれであってよい。磁性フィラーの平均粒径は、好ましくは０．０２〜５００μｍ、より好ましくは０．１〜４００μｍ、更に好ましくは０．５〜３００μｍである。平均粒径が０．０２μｍより小さいと、磁性フィラーの磁気特性が低下する傾向にあり、平均粒径が５００μｍを超えると、磁性エラストマー層の機械的特性が低下して脆くなる傾向にある。

【0037】

エラストマー成分には、熱可塑性エラストマー、熱硬化性エラストマーまたはそれらの混合物を用いることができる。熱可塑性エラストマーとしては、例えばスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、ポリイソプレン系熱可塑性エラストマー、フッ素ゴム系熱可塑性エラストマー等を挙げることができる。また、熱硬化性エラストマーとしては、例えばポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ポリクロロプレンゴム、ニトリルゴム、エチレン−プロピレンゴム等のジエン系合成ゴム、エチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、ポリウレタンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、エピクロルヒドリンゴム等の非ジエン系合成ゴム、および天然ゴム等を挙げることができる。このうち好ましいのは熱硬化性エラストマーであり、これは電池の発熱や過負荷に伴う磁性エラストマーのへたりを抑制できるためである。更に好ましくは、ポリウレタンゴム（ポリウレタンエラストマーともいう）またはシリコーンゴム（シリコーンエラストマーともいう）である。

【0038】

ポリウレタンエラストマーに使用できるイソシアネート成分としては、ポリウレタンの分野において公知の化合物を使用できる。例えば、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、２，２’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−キシリレンジイソシアネート、ｍ−キシリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、１，４−シクロヘキサンジイソシアネート、４，４’−ジシクロへキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネートを挙げることができる。これらは１種で用いても、２種以上を混合して用いてもよい。また、イソシアネート成分は、ウレタン変性、アロファネート変性、ビウレット変性、及びイソシアヌレート変性等の変性化したものであってもよい。好ましいイソシアネート成分は、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、より好ましくは２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネートである。

【0039】

活性水素含有化合物としては、ポリウレタンの技術分野において、通常用いられるものを用いることができる。例えば、ポリテトラメチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレンオキサイドとエチレンオキサイドの共重合体等に代表されるポリエーテルポリオール、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンアジペート、３−メチル−１，５−ペンタンアジペートに代表されるポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカプロラクトンのようなポリエステルグリコールとアルキレンカーボネートとの反応物などで例示されるポリエステルポリカーボネートポリオール、エチレンカーボネートを多価アルコールと反応させ、次いで得られた反応混合物を有機ジカルボン酸と反応させたポリエステルポリカーボネートポリオール、ポリヒドロキシル化合物とアリールカーボネートとのエステル交換反応により得られるポリカーボネートポリオール等の高分子量ポリオールを挙げることができる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

【0040】

活性水素含有化合物として上述した高分子量ポリオール成分の他に、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，４−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、トリメチロールプロパン、グリセリン、１，２，６−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、テトラメチロールシクロヘキサン、メチルグルコシド、ソルビトール、マンニトール、ズルシトール、スクロース、２，２，６，６−テトラキス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサノール、及びトリエタノールアミン等の低分子量ポリオール成分、エチレンジアミン、トリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、ジエチレントリアミン等の低分子量ポリアミン成分を用いてもよい。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。更に、４，４’−メチレンビス（ｏ−クロロアニリン）（ＭＯＣＡ）、２，６−ジクロロ−ｐ−フェニレンジアミン、４，４’−メチレンビス（２，３−ジクロロアニリン）、３，５−ビス（メチルチオ）−２，４−トルエンジアミン、３，５−ビス（メチルチオ）−２，６−トルエンジアミン、３，５−ジエチルトルエン−２，４−ジアミン、３，５−ジエチルトルエン−２，６−ジアミン、トリメチレングリコール−ジ−ｐ−アミノベンゾエート、ポリテトラメチレンオキシド−ジ−ｐ−アミノベンゾエート、１，２−ビス（２−アミノフェニルチオ）エタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジエチル−５，５’−ジメチルジフェニルメタン、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｓｅｃ−ブチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジエチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジエチル−５，５’−ジメチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジイソプロピル−５，５’−ジメチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラエチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトライソプロピルジフェニルメタン、ｍ−キシリレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、及びｐ−キシリレンジアミン等に例示されるポリアミン類を混合することもできる。好ましい活性水素含有化合物は、ポリテトラメチレングリコール、ポリプロピレングリコール、プロピレンオキサイドとエチレンオキサイドの共重合体、３−メチル−１，５−ペンタンアジペート、より好ましくはポリプロピレングリコール、プロピレンオキサイドとエチレンオキサイドの共重合体である。

【0041】

イソシアネート成分と活性水素含有化合物の好ましい組み合わせとしては、イソシアネート成分として、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、および４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートの１種または２種以上と、活性水素含有化合物として、ポリテトラメチレングリコール、ポリプロピレングリコール、プロピレンオキサイドとエチレンオキサイドの共重合体、および３−メチル−１，５−ペンタンアジペートの１種または２種以上との組み合わせである。より好ましくは、イソシアネート成分として、２，４−トルエンジイソシアネートおよび／または２，６−トルエンジイソシアネートと、活性水素含有化合物として、ポリプロピレングリコール、および／またはプロピレンオキサイドとエチレンオキサイドの共重合体との組み合わせである。

【0042】

高分子マトリックス層３０は、分散したフィラーと気泡を含有する発泡体でもよい。発泡体としては、一般の樹脂フォームを用いることができるが、圧縮永久歪などの特性を考慮すると熱硬化性樹脂フォームを用いることが好ましい。熱硬化性樹脂フォームとしては、ポリウレタン樹脂フォーム、シリコーン樹脂フォームなどが挙げられ、このうちポリウレタン樹脂フォームが好適である。ポリウレタン樹脂フォームには、上掲したイソシアネート成分や活性水素含有化合物を使用できる。

【0043】

磁性エラストマー中の磁性フィラーの量は、エラストマー成分１００重量部に対して、好ましくは１〜４５０重量部、より好ましくは２〜４００重量部である。これが１重量部より少ないと、磁場の変化を検出することが難しくなる傾向にあり、４５０重量部を超えると、磁性エラストマー自体が脆くなる場合がある。

【0044】

本実施形態では、高分子マトリックス層の変形に伴う磁場の変化を検出部により検出する例を示したが、他の外場の変化を検出する構成でもよい。例えば、高分子マトリックス層がフィラーとして金属粒子、カーボンブラック、カーボンナノチューブなどの導電性フィラーを含有し、検出部が外場としての電場の変化（抵抗および誘電率の変化）を検出する構成が考えられる。

【0045】

以上の通り、本実施形態の二次電池に関する料金の算定基準を決定するシステムは、二次電池１０の残容量を検知する残容量検知部１１と、残容量と検知時点とが関連づけられた時系列データを記憶する時系列データ記憶部１２、２２と、劣化抑制条件及び劣化促進条件の少なくとも１つの条件が予め設定されており、時系列データから求まる残容量の変化が、少なくとも１つの条件に該当するかを判定し、判定結果に基づき使用評価を特定する使用評価特定部２３と、予め設定された決定基準に基づき、使用評価に応じて料金の算定基準を決定する算定基準決定部２４と、を有する。

【0046】

残容量の変化には、或る期間における放電容量及び充電容量、或るSOCにおける放電容量及び充電容量が含まれる。この構成によれば、残容量の時系列の変化と、劣化抑制条件または劣化促進条件とに基づき、使用者の使用傾向を電池の特性を利用して評価し、料金の算定基準を決定できるので、電池の劣化抑制に繋がる使用をするように使用者に動機付けを与えることが可能となる。

【0047】

本実施家形態では、使用評価特定部２３は、劣化抑制条件に該当するデータを時系列データから検知する度に、良い評価の方向に評価値を補正し、劣化促進条件に該当するデータを時系列データから検知する度に、悪い評価の方向に前記評価値を補正し、算定基準決定部２４は、評価値の大きさに応じて料金の算出基準を決定する。

【0048】

この構成によれば、時系列データに、劣化抑制条件に該当するデータが複数存在し、劣化促進条件に該当するデータが複数存在していたとしても、一つの条件のみで評価するのではなく、総合的に評価することができる。

【0049】

本実施形態では、時系列データには、使用者識別情報が含まれており、使用評価及び算定基準の決定は、使用者を区別して実行される。

【0050】

この構成によれば、特定の電池を不特定の使用者が利用する電池交換サービスに適用したとしても、適切に使用者を区別して評価することができる。

【0051】

本実施形態では、時系列データにおける残容量の単位時間当たりの減少ペースに対応する劣化評価値の或る時点までの累積値に基づき、或る時点における劣化度を算出する劣化度算出部１３を更に備え、時系列データには、検出時点における劣化度が含まれており、使用評価特定部２３は、使用評価を特定する際に劣化度を参照する。

【0052】

この構成によれば、劣化度は使用の善し悪しが反映されやすく、劣化度に基づき使用評価を行うので、使用評価をより精度良く行うことができる。

【0053】

上記システムで実行される方法は、次の通りである。

【0054】

すなわち、二次電池に関する料金の算定基準をコンピュータが決定する方法であって、
二次電池の残容量を検知するステップと、
前記残容量と検知時点とが関連づけられた時系列データを記憶部に記憶するステップと、
前記時系列データから求まる残容量の変化が、劣化抑制条件及び劣化促進条件の少なくとも１つの条件に該当するかを判定し、判定結果に基づき使用評価を特定するステップと、
予め設定された決定基準に基づき、前記使用評価に応じて料金の算定基準を決定するステップと、を含む。

【0055】

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

【0056】

＜第２実施形態＞
第１実施形態のシステムは、電池パック１と、サーバ２とを含んで構成されているが、第２実施形態では、図５に示すように、電池パック１のみで構成されている。このように、システムを構成する要素は、配置が変更可能である。

【0057】

＜変形例＞
また、システムは、残容量検知部１１、時系列データ記憶部１２、使用評価特定部２３、算定基準決定部２４が少なくともあれば、他の各部は適宜省略可能である。また、時系列データは、検知時点及び残容量が少なくともあれば、その他の項目は適宜省略可能である。

【0058】

また、上記実施形態では、劣化抑制条件及び劣化促進条件の双方がシステムに予め設定され、評価値の大きさに応じて料金の算定基準を決定しているが、これに限定されない。例えば、劣化抑制条件及び劣化促進条件のいずれか一方のみが設定されており、いずれかの条件に該当するかによって使用評価を特定してもよい。

【0059】

残容量の時系列データから、使用者評価値（ポイント）を算出する別の方法としては、次が挙げられる。
残容量と検知時点とが関連づけられた時系列データ（図６Ａ）と、
残容量の減少ペースとＳＯＣレベルのマトリックスとに関連づけられた使用者評価ポイント（図６Ｅ）と、
電池使用開始時の使用者の評価ポイントと、
を初期値として、使用者評価ポイントを算出可能である（図６Ｃ参照）。

【符号の説明】

【0060】

１０…二次電池
１１…残容量検知部
１２、２２…時系列データ記憶部
１３…劣化度算出部
２３…使用評価特定部
２４…算定基準決定部

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図6E】