特開 2024-25455 動作条件提示装置及び動作条件提示方法

(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】P2024025455

(43)【公開日】2024-02-26

(54)【発明の名称】動作条件提示装置及び動作条件提示方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/42 20060101AFI20240216BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20240216BHJP

   G01R 31/367 20190101ALI20240216BHJP

   G01R 31/389 20190101ALI20240216BHJP

   G01R 31/392 20190101ALI20240216BHJP

   G01R 31/382 20190101ALI20240216BHJP

   G01R 31/385 20190101ALI20240216BHJP

【ＦＩ】

H01M10/42 P

H01M10/48 P

H01M10/48 301

G01R31/367

G01R31/389

G01R31/392

G01R31/382

G01R31/385

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022128917

(22)【出願日】2022-08-12

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】清水 雅裕

(72)【発明者】

【氏名】門田 行生

【テーマコード（参考）】

2G216

5H030

【Ｆターム（参考）】

2G216BA01

2G216BA21

2G216BA51

2G216BA61

5H030AS20

5H030FF22

5H030FF27

5H030FF41

5H030FF42

5H030FF43

5H030FF44

5H030FF52

(57)【要約】

【課題】 蓄電池システムの総コストを最低にする動作条件を提示する動作条件提示装置を提供する。
【解決手段】 一実施形態に係る動作条件提示装置１は、複数の動作条件のそれぞれにおける蓄電池の劣化率を用いて、蓄電池の使用期間を演算する寿命演算部２と、複数の使用期間と、蓄電池の運用コストとを用いて、蓄電池が搭載される機器の運用期間において必要な蓄電池に関する総コストを、複数の動作条件の各々について演算するコスト演算部３と、複数の総コストを比較して、総コストが最低となる動作条件を選択する条件選択部４と、を備える。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の動作条件のそれぞれにおける蓄電池の劣化率を用いて、前記蓄電池の使用期間を演算する寿命演算部と、
複数の前記使用期間と、前記蓄電池の費用とを用いて、前記蓄電池が搭載される機器の運用期間において必要な前記蓄電池に関する総コストを、複数の前記動作条件の各々について演算するコスト演算部と、
複数の前記総コストを比較して、前記総コストが最低となる前記動作条件を選択する条件選択部と、
を備えた動作条件提示装置。

【請求項2】

前記寿命演算部は、前記動作条件に対して前記蓄電池の使用可能容量値と内部抵抗値との少なくとも一方を出力する蓄電池モデルを用いて前記劣化率を演算し、前記蓄電池の使用開始から前記劣化率が所定の条件を満たす時点までの期間を前記使用期間とする、
請求項１記載の動作条件提示装置。

【請求項3】

前記劣化率は、前記蓄電池の容量劣化率若しくは内部抵抗劣化率の少なくとも一方を含み、
前記寿命演算部は、前記蓄電池の使用開始から前記容量劣化率が第１閾値以下になる時点までの期間若しくは、前記内部抵抗劣化率が第２閾値以上になる時点までの期間の少なくとも一方を前記使用期間とする、
請求項２記載の動作条件提示装置。

【請求項4】

前記動作条件は、前記蓄電池を使用するＳＯＣ範囲と、前記蓄電池の初期電池容量と、を含む
請求項３記載の動作条件提示装置。

【請求項5】

前記動作条件は、前記蓄電池を使用するＳＯＣ範囲を含み、
前記寿命演算部は、初期電池容量が同一である複数の前記蓄電池について、異なるＳＯＣ範囲で使用したときの前記劣化率を演算する、
請求項３記載の動作条件提示装置。

【請求項6】

前記寿命演算部は、
充放電電流値と環境温度と劣化特性と前記動作条件とを前記蓄電池モデルに入力し、
前記蓄電池モデルから得られる内部抵抗値若しくは使用可能容量値の少なくとも一方の値の変化から前記劣化率の傾きを算出する、
請求項４又は５記載の動作条件提示装置。

【請求項7】

前記寿命演算部は、前記動作条件が更新された場合、更新された前記動作条件における前記蓄電池の前記劣化率を用いて、前記蓄電池の前記使用期間を演算する、
請求項１記載の動作条件提示装置。

【請求項8】

複数の動作条件のそれぞれにおける蓄電池の劣化率を用いて、前記蓄電池の使用期間を演算し、
複数の前記使用期間と、前記蓄電池の運用コストとを用いて、前記蓄電池が搭載される機器の運用期間において必要な前記蓄電池に関する総コストを、複数の前記動作条件の各々について演算し、
複数の前記総コストを比較して、前記総コストが最低となる前記動作条件を選択する、
動作条件提示方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、動作条件提示装置及び動作条件提示方法に関する。

【背景技術】

【0002】

蓄電池システムに搭載される蓄電池の寿命は、その動作条件に応じて変化することが知られている。蓄電池システムに搭載された蓄電池の寿命が短いと、蓄電池システムの運用期間における総コストが増加するため、蓄電池の適切な動作条件を選択することが望ましい。

【0003】

蓄電池の寿命は、ＳＯＣ範囲や初期の蓄電池容量に応じて決まり、運用期間に応じて蓄電池システム全体にかかるコストが決まる。蓄電池システムの動作条件を予め設定することにより、当該蓄電池システムの運用コストを低く抑えることができる。

【0004】

従来、蓄電池システムの運用コストを最適化するために、複数の蓄電池の価格情報や蓄電池の寿命を算出し、当該複数の蓄電池への電流配分を決定するシステムが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－１８１６６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の実施形態は、上記事情を鑑みて成されたものであって、蓄電池システムにおいて、蓄電池に関する総コストを最低にする動作条件を提示する動作条件提示装置及び動作条件提示方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一実施形態に係る動作条件提示装置は、複数の動作条件のそれぞれにおける蓄電池の劣化率を用いて、前記蓄電池の使用期間を演算する寿命演算部と、複数の前記使用期間と、前記蓄電池の運用コストとを用いて、前記蓄電池が搭載される機器の運用期間において必要な前記蓄電池に関する総コストを、複数の前記動作条件の各々について演算するコスト演算部と、複数の前記総コストを比較して、前記総コストが最低となる前記動作条件を選択する条件選択部と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１実施形態に係る動作条件提示装置の一構成例を概略的に示す図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係る動作条件提示装置の動作条件提示処理の一例について説明するためのフローチャートである。

【図3】図３は、第１実施形態に係る動作条件提示装置における動作条件が異なる複数の蓄電池の総コストのシミュレーション結果の一例を示す図である。

【図4】図４は、第２実施形態に係る動作条件提示装置の動作条件提示処理の一例について説明するためのフローチャートである。

【図5】図５は、第２実施形態に係る動作条件提示装置における動作条件が異なる複数の蓄電池の総コストのシミュレーション結果の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、実施形態に係る動作条件提示装置について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施形態の説明に用いる図面において、各部の縮尺は適宜変更されている。また、以下の実施形態の説明に用いる図面において、説明のために、構成を適宜省略している場合がある。

【0010】

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る動作条件提示装置の一構成例を概略的に示す図である。
本実施形態の動作条件提示装置１は、蓄電池システムの運用期間において最低コストとなる動作条件を提示する装置である。

【0011】

本実施形態に係る動作条件提示装置１は、種々の蓄電池のそれぞれについて構築された蓄電池モデルを用いて、蓄電池システム（蓄電池が搭載された機器）の運用期間おいて最もコストが低くなる動作条件を提示する。しかし、これに限らず、例えば、実際の蓄電池を用いて上記処理を行うことも可能である。

【0012】

なお、蓄電池モデルは、外部からの入力値に応じて、蓄電池の電池容量（使用可能容量）と内部抵抗との少なくとも一方の値を出力する、テーブルや数式等である。蓄電池モデルは、例えば、予め測定された蓄電池の特性値を用いて作成することができる。

【0013】

動作条件提示装置１は、汎用コンピュータが備える構成を有していてもよい。例えば、動作条件提示装置１は、外部からの情報を受信し、外部に情報を送信する通信部と、蓄電池からの情報を記憶する記憶部と、を備える。通信部は、蓄電池から充放電電流値と環境温度を受信する。動作条件提示装置１は、使用者等が情報を入力する入力部と、使用者等に情報を出力する出力部と、を更に備えていてもよい。

【0014】

動作条件提示装置１は、寿命演算部２と、コスト演算部３と、条件選択部４と、バス通信線ＢＬを備えている。
寿命演算部２とコスト演算部３とは、バス通信線ＢＬを介して互いに接続されている。寿命演算部２とコスト演算部３とは、無線通信により互いに通信可能に構成されてもよい。

【0015】

また、コスト演算部３と条件選択部４とは、バス通信線ＢＬを介して互いに接続されている。コスト演算部３と条件選択部４とは、無線通信により互いに通信可能に構成されてもよい。

【0016】

寿命演算部２は、予め用意された蓄電池モデルを備えている。寿命演算部２は、少なくとも１種類の蓄電池の蓄電池モデルを備えていればよい。寿命演算部２は、蓄電池モデルに、充放電電流値、ＳＯＣ範囲、環境温度、初期電池容量（電池セル容量、並列数）及び劣化特性を入力し、蓄電池モデルから蓄電池の使用可能容量値と内部抵抗値との少なくとも一方を取得する。蓄電池の劣化特性は、蓄電池の動作条件に応じて変化する使用可能電池容量と内部抵抗との特性である。なお、本実施形態における動作条件は、ＳＯＣ範囲と初期電池容量とを含む。

【0017】

寿命演算部２は、取得した使用可能容量値と内部抵抗値との変化量から蓄電池の劣化率（容量劣化率若しくは内部抵抗劣化率の少なくとも一方）を算出し、当該蓄電池の劣化率を用いて蓄電池の使用期間を演算する。寿命演算部２は、蓄電池の動作条件であるＳＯＣ範囲と初期電池容量とを変更し、複数の動作条件について蓄電池の劣化率を算出し、複数の動作条件のそれぞれにおける蓄電池の使用期間を演算する。寿命演算部２は、演算した使用期間をコスト演算部３へ出力する。

【0018】

蓄電池の劣化率としては、例えば、蓄電池の容量が減少する容量劣化率や蓄電池の内部抵抗が増加する内部抵抗劣化率を用いることができる。
蓄電池の容量劣化率は、蓄電池の使用開始時点において１００％であって蓄電池の劣化が進むと小さくなる値であるものとし、蓄電池の初期電池容量に対する使用可能容量の割合を算出した値であってもよい。

【0019】

蓄電池の内部抵抗劣化率は、蓄電池の使用開始時点において０％であって蓄電池の劣化が進むと大きくなる値であるものとし、蓄電池の内部抵抗に対する初期の内部抵抗の割合を算出した値であってもよい。
また、容量劣化率や内部抵抗劣化率を組み合わせて算出された値であってもよい。

【0020】

なお、蓄電池の使用期間とは、蓄電池の使用開始（容量劣化率１００％若しくは内部抵抗劣化率０％の少なくとも一方）から、蓄電池の劣化率が予め決められた条件を満たす時点までの期間をいい、ここで用いる条件は、予め蓄電池システムの設計者等により決定される。

【0021】

コスト演算部３には、蓄電池の使用期間、蓄電池システムの運用期間及びコスト（蓄電池費用）が入力される。蓄電池費用は、蓄電池の価格、蓄電池の交換に要する費用を含み、その他の蓄電池のメンテナンス費用を含んでいてもよい。

【0022】

コスト演算部３は、寿命演算部２が出力した複数の使用期間を取得し、入力された蓄電池費用と当該使用期間とを用いて、蓄電池システムの運用期間において必要な蓄電池に関する総コストを演算する。

【0023】

蓄電池に関する総コストは、例えば、蓄電池システムの運用期間が蓄電池の使用期間で割り切れる場合、（蓄電池システムの運用期間／蓄電池の使用期間）×蓄電池費用により算出することができ、蓄電池システムの運用期間が蓄電池の使用期間で割り切れない場合、（（蓄電池システムの運用期間／蓄電池の使用期間）＋１）×蓄電池費用により算出することができる。コスト演算部３は、複数の使用期間に紐づく複数の動作条件においてそれぞれ蓄電池に関する総コストを演算する。

【0024】

条件選択部４は、複数の動作条件に基づいて演算した複数の総コストを比較して、総コストが最低となる動作条件を少なくとも選択し、出力する。なお、条件選択部４は、総コストに基づいて複数の動作条件を選択して出力してもよい。

【0025】

以下、第１実施形態の動作条件提示装置１により、複数の動作条件の中から蓄電池にかかる総コストが最も小さくなる動作条件を選択する手順の一例について説明する。なお、以下の動作の説明における処理の内容は一例であって、同様の効果を得ることが可能な様々な処理を適宜に利用できる。

【0026】

図２は、第１実施形態に係る動作条件提示装置の動作条件提示処理の一例について説明するためのフローチャートである。
動作条件提示装置１は、蓄電池のＳＯＣ範囲と初期電池容量とを組み合わせた動作条件のパラメータリストを設定する（ステップＳ１）。パラメータリストは、例えばユーザにより入力された値に基づき、ＳＯＣ範囲と初期電池容量と番号とを関連付けて設定される。パラメータリストの番号をｎ（ｎは自然数）とし、個数の最大値をｎ＿ｍａｘとする。

【0027】

ステップＳ１において、動作条件提示装置１は、パラメータリストに含まれるＳＯＣ範囲ＳＯＣ（ｎ）を設定する。例えば、ＳＯＣ範囲は、パラメータ番号がｎ＝１のとき、ＳＯＣ（１）＝０－１００、ｎ＝２のとき、ＳＯＣ（２）＝２０－１００等となる。

【0028】

また、ステップＳ１において、動作条件提示装置１は、蓄電池の初期電池容量ＣＡＰ（ｎ）を設定する。例えば、電池容量は、パラメータ番号がｎ＝１のとき、ＣＡＰ（１）＝２０、ｎ＝２のとき、ＣＡＰ（２）＝２５等となる。

【0029】

次に、動作条件提示装置１は、ステップＳ１で設定したパラメータリストを参照し、ｎ＝１におけるＳＯＣ範囲を設定する（ステップＳ２）。同様に、動作条件提示装置１は、ステップＳ２で設定したパラメータリストを参照し、ｎ＝１における初期電池容量を設定する（ステップＳ３）。

【0030】

寿命演算部２は、ステップＳ２とステップＳ３で設定した動作条件を取得する。また、寿命演算部２は、充放電電流値と環境温度と劣化特性と動作条件と蓄電池モデルとを用いて使用期間を演算する（ステップＳ４）。

【0031】

寿命演算部２は、充放電電流値と環境温度と劣化特性と動作条件とを蓄電池モデルに入力し、内部抵抗値若しくは電池容量値の少なくとも一方の値の変化から劣化率の傾きを算出し、劣化率が予め設定された条件を満たす時点までの期間を算出する。

【0032】

具体的には、劣化率が容量劣化率である場合、寿命演算部２は、容量劣化率が予め設定された第１閾値以下になる時点までの期間を算出する。劣化率が内部抵抗劣化率である場合、寿命演算部２は、内部抵抗劣化率が予め設定された第２閾値以上になる時点までの期間を算出する。

【0033】

また、劣化率が容量劣化率及び内部抵抗劣化率である場合、寿命演算部２は、容量劣化率が第１閾値以下になる時点若しくは内部抵抗劣化率が第２閾値以上になる時点のより早く条件を満たした時点までの期間を算出する。なお、寿命演算部２は、容量劣化率が第１閾値以下になり且つ、内部抵抗劣化率が第２閾値以上となる時点までの期間を算出してもよい。

【0034】

なお、蓄電池の充放電電流、環境温度および劣化特性は、ユーザにより入力された値であり、蓄電池モデルは寿命演算部２に予め設定されているものとする。寿命演算部２は、蓄電池の運用開始時点から、算出時間までの期間を蓄電池の使用期間（寿命）としてコスト演算部３に出力する。

【0035】

コスト演算部３は、寿命演算部２が出力した蓄電池の使用期間を取得する。また、コスト演算部３は、蓄電池が搭載されている機器（蓄電池システム）を使用する使用者等により入力される運用期間と、当該蓄電池費用とを取得する。コスト演算部３は、取得した上記情報から蓄電池システムの運用期間中に必要な総コストＣｏｓｔを演算する（ステップＳ５）。

【0036】

具体的には、コスト演算部３は、蓄電池システムの運用期間中に、当該蓄電池を何回交換する必要があるかを使用期間から算出し、初期購入時を含む交換回数に蓄電池費用を乗算することにより、総コストＣｏｓｔを演算し、条件選択部４に出力する。

【0037】

条件選択部４は、予め設定された総コストの最低値Ｃｏｓｔ＿ｍｉｎと上記コスト演算部３が出力した総コストＣｏｓｔを比較し、比較結果に応じた処理をする（ステップＳ６）。ステップＳ６において、比較結果が総コストの最低値Ｃｏｓｔ＿ｍｉｎよりも総コストＣｏｓｔの方が小さい場合（ステップＳ６、ＹＥＳ）、条件選択部４は、総コストの最低値Ｃｏｓｔ＿ｍｉｎを上記総コストＣｏｓｔに更新する（ステップＳ７）。

【0038】

条件選択部４は、総コストＣｏｓｔに対する動作条件のパラメータ番号ｎを総コストの最低値Ｃｏｓｔ＿ｍｉｎのパラメータ番号ｉとして設定する（ステップＳ８）。

【0039】

一方で、ステップＳ６において、総コストＣｏｓｔが総コストの最低値Ｃｏｓｔ＿ｍｉｎ以上の場合（ステップＳ６、ＮＯ）、条件選択部４は、ステップＳ７とステップＳ８の処理をスキップし、ステップＳ９の処理に遷移する。

【0040】

条件選択部４は、現在のパラメータ番号ｎが、パラメータ番号の最大値ｎ＿ｍａｘであるか判定する（ステップＳ９）。条件選択部４は、現在のパラメータ番号ｎが、パラメータ番号の最大値ｎ＿ｍａｘ以下であると判定すると（ステップＳ９、ＮＯ）ステップＳ１０の処理に遷移する。

【0041】

条件選択部４は、現在のパラメータ番号ｎの値を１増やし、パラメータ番号を更新する（ステップＳ１０）。条件選択部４は、ステップＳ１０で更新したパラメータ番号ｎ＋１をＳＯＣ範囲に適用し、ＳＯＣ範囲（ＳＯＣ（ｎ＋１））の値を、パラメータリストを参照し更新し、寿命演算部２に出力する（ステップＳ１１）。

【0042】

条件選択部４は、上記と同様にパラメータ番号ｎ＋１を初期電池容量に適用し、初期電池容量（ＣＡＰ（ｎ＋１））の値を、パラメータリストを参照し更新し、寿命演算部２に出力する（ステップＳ１２）。

【0043】

動作条件提示装置１の動作条件提示処理は、パラメータリストのパラメータ番号ｎが予め設定されたパラメータ番号の最大値ｎ＿ｍａｘになるまで、ステップＳ４からステップＳ１２の処理を繰り返す。

【0044】

条件選択部４は、現在のパラメータ番号ｎが、パラメータ番号の最大値ｎ＿ｍａｘと同一であると判定すると（ステップＳ９、ＹＥＳ）ステップＳ１３の処理に遷移する。

【0045】

条件選択部４は、コスト演算部３が出力した総コストの最低値Ｃｏｓｔ＿ｍｉｎとステップＳ８で設定したパラメータ番号ｎに対応する動作条件ＳＯＣ（ｎ）とＣＡＰ（ｎ）の値を選択し、外部モニタ等に出力する（ステップＳ１３）。

【0046】

図３は、第１実施形態に係る動作条件提示装置における動作条件が異なる複数の蓄電池の総コストのシミュレーション結果の一例を示す図である。
図３において、線Ａ１は、動作条件１（ＳＯＣ範囲：０－１００［％］、初期電池容量：Ｘ×１［Ａｈ］）を適用した蓄電池モデルの容量劣化率を示し、線Ａ２は、動作条件１を適用した蓄電池モデルの総コストを示す。線Ｂ１は、動作条件２（ＳＯＣ範囲：２０－１００［％］、初期電池容量：Ｘ×１．２５［Ａｈ］）を適用した蓄電池モデルの容量劣化率を示し、線Ｂ２は、動作条件２を適用した蓄電池モデルの総コストを示す。

【0047】

線Ａ１と線Ｂ１とを比較すると、線Ａ１の方が線Ｂ１よりも早く容量劣化率の下限に達することから、動作条件１により蓄電池を使用したときには、動作条件２により蓄電池を使用したときよりも蓄電池の使用期間が短いことがわかる。また、線Ａ２と線Ｂ２とを比較すると、運用期間終了時において、線Ａ２（動作条件１）の方が線Ｂ２（動作条件２）よりも総コストが高いことがわかる。

【0048】

以上のことから、蓄電池システムの運用期間終了時点においては、動作条件１よりも動作条件２の方が蓄電池の交換頻度が少なく、動作条件２の方が、蓄電池費用が高くても、総コストは、動作条件２の方が低く抑えられる。

【0049】

本実施形態の動作条件提示装置１によれば、蓄電池の使用期間と蓄電池の総コストとを複数の動作条件で演算し、最低総コストとなる動作条件を選択可能になり、蓄電池を搭載する機器等のシステム構築前にシミュレーションによって、予め最適なＳＯＣ範囲及び蓄電池の電池容量を知ることが可能になる。

【0050】

上記のように、本実施形態の動作条件提示装置及び動作条件提示方法によれば、蓄電池システムにおいて、蓄電池に関する総コストを最低にする動作条件を提示することができる。

【0051】

［第２実施形態］
第２実施形態の動作条件提示装置１の基本構成は、第１実施形態の図１に示す動作条件提示装置１と同様であるので説明を省略する。
以下、第２実施形態の動作条件提示装置１により、複数の動作条件の中から蓄電池にかかる総コストが最も小さくなる動作条件を選択する手順の一例について説明する。なお、以下の動作の説明における処理の内容は一例であって、同様の効果を得ることが可能な様々な処理を適宜に利用できる。なお、本実施形態における動作条件は、ＳＯＣ範囲であり、蓄電池の初期電池容量は、すべて同一であるとする。

【0052】

図３は、第２実施形態に係る動作条件提示装置の動作条件提示処理の一例について説明するためのフローチャートである。
動作条件提示装置１は、蓄電池のＳＯＣ範囲を動作条件としてパラメータリストに設定する（ステップＳ１４）。パラメータリストは、例えばユーザにより入力された値に基づき、ＳＯＣ範囲と番号とを関連付けて設定される。パラメータリストの番号をｎ（ｎは自然数）とし、個数の最大値をｎ＿ｍａｘとする。

【0053】

ステップＳ１４において、動作条件提示装置１は、パラメータリストに含まれるＳＯＣ範囲ＳＯＣ（ｎ）を設定する。例えば、ＳＯＣ範囲は、パラメータ番号がｎ＝１のとき、ＳＯＣ（１）＝０－１００、ｎ＝２のとき、ＳＯＣ（２）＝２０－１００等となる。

【0054】

次に、動作条件提示装置１は、ステップＳ１で設定したパラメータリストを参照し、ｎ＝１におけるＳＯＣ範囲を設定する（ステップＳ１５）。動作条件提示装置１は、初期電池容量ＣＡＰを設定する（ステップＳ１６）。なお、初期電池容量ＣＡＰは、運用期間において、基本的に更新されないものとする。

【0055】

寿命演算部２は、ステップＳ１５で設定した動作条件を取得する。また、寿命演算部２は、充放電電流値と環境温度と劣化特性と動作条件と蓄電池モデルとを用いて使用期間を演算する（ステップＳ１７）。

【0056】

寿命演算部２は、充放電電流値と環境温度と劣化特性と動作条件とを蓄電池モデルに入力し、内部抵抗値若しくは電池容量値の少なくとも一方の値の変化から劣化率の傾きを算出し、劣化率が予め設定された条件を満たす時点までの期間を算出する。

【0057】

具体的には、劣化率が容量劣化率である場合、寿命演算部２は、容量劣化率が予め設定された第１閾値以下になる時点までの期間を算出する。劣化率が内部抵抗劣化率である場合、寿命演算部２は、内部抵抗劣化率が予め設定された第２閾値以上になる時点までの期間を算出する。

【0058】

また、劣化率が容量劣化率及び内部抵抗劣化率である場合、寿命演算部２は、容量劣化率が第１閾値以下になる時点若しくは内部抵抗劣化率が第２閾値以上になる時点のより早く条件を満たした時点までの期間を算出する。なお、寿命演算部２は、容量劣化率が第１閾値以下になり且つ、内部抵抗劣化率が第２閾値以上となる時点までの期間を算出してもよい。

【0059】

なお、蓄電池の充放電電流、環境温度および劣化特性は、ユーザにより入力された値であり、蓄電池モデルは寿命演算部２に予め設定されているものとする。寿命演算部２は、蓄電池の運用開始時点から、算出時間までの期間を蓄電池の使用期間（寿命）としてコスト演算部３に出力する。

【0060】

コスト演算部３は、寿命演算部２が出力した蓄電池の使用期間を取得する。また、コスト演算部３は、蓄電池が搭載されている機器等（蓄電池システム）を使用する使用者等により入力される運用期間と、当該蓄電池費用とを取得する。コスト演算部３は、取得した上記情報から蓄電池システムの運用期間中に必要な総コストＣｏｓｔを演算する（ステップＳ１８）。

【0061】

具体的には、コスト演算部３は、蓄電池システムの運用期間中に、当該蓄電池を何回交換する必要があるかを使用期間から算出し、初期購入時を含む交換回数に蓄電池費用を乗算することにより、総コストＣｏｓｔを演算し、条件選択部４に出力する。

【0062】

条件選択部４は、予め設定された総コストの最低値Ｃｏｓｔ＿ｍｉｎと上記コスト演算部３が出力した総コストＣｏｓｔを比較し、比較結果に応じた処理をする（ステップＳ１９）。ステップＳ１９において、比較結果が総コストの最低値Ｃｏｓｔ＿ｍｉｎよりも総コストＣｏｓｔの方が小さい場合（ステップＳ１９、ＹＥＳ）、条件選択部４は、総コストの最低値Ｃｏｓｔ＿ｍｉｎを上記総コストＣｏｓｔに更新する（ステップＳ２０）。

【0063】

条件選択部４は、総コストＣｏｓｔに対する動作条件のパラメータ番号ｎを総コストの最低値Ｃｏｓｔ＿ｍｉｎのパラメータ番号ｉとして設定する（ステップＳ２１）。

【0064】

一方で、ステップＳ１９において、総コストＣｏｓｔが総コストの最低値Ｃｏｓｔ＿ｍｉｎ以上の場合（ステップＳ１９、ＮＯ）、条件選択部４は、ステップＳ２０とステップＳ２１の処理をスキップし、ステップＳ２２の処理に遷移する。

【0065】

条件選択部４は、現在のパラメータ番号ｎが、パラメータ番号の最大値ｎ＿ｍａｘであるか判定する（ステップＳ２２）。条件選択部４は、現在のパラメータ番号ｎが、パラメータ番号の最大値ｎ＿ｍａｘ以下であると判定すると（ステップＳ２２、ＮＯ）ステップＳ２３の処理に遷移する。

【0066】

条件選択部４は、現在のパラメータ番号ｎの値を１増やし、パラメータ番号を更新する（ステップＳ２３）。条件選択部４は、ステップＳ２３で更新したパラメータ番号ｎ＋１をＳＯＣ範囲に適用し、ＳＯＣ範囲（ＳＯＣ（ｎ＋１））の値を、パラメータリストを参照し更新し、寿命演算部２に出力する（ステップＳ２４）。

【0067】

動作条件提示装置１の動作条件提示処理は、パラメータリストのパラメータ番号ｎが予め設定されたパラメータ番号の最大値ｎ＿ｍａｘになるまで、ステップＳ１７からステップＳ２４の処理を繰り返す。

【0068】

条件選択部４は、現在のパラメータ番号ｎが、パラメータ番号の最大値ｎ＿ｍａｘと同一であると判定すると（ステップＳ２２、ＹＥＳ）ステップＳ２５の処理に遷移する。
条件選択部４は、コスト演算部３が出力した総コストの最低値Ｃｏｓｔ＿ｍｉｎとステップＳ２１で設定したパラメータ番号ｎに対応する動作条件ＳＯＣ（ｎ）の値を選択し、外部モニタ等に出力する（ステップＳ２５）。

【0069】

図５は、第２実施形態に係る動作条件提示装置における動作条件が異なる複数の蓄電池の総コストのシミュレーション結果の一例を示す図である。
図５において、線Ｃ１は、動作条件３（ＳＯＣ範囲：２０－１００［％］）を適用した蓄電池モデルの容量劣化率を示し、線Ｃ２は、動作条件３を適用した蓄電池モデルの総コストを示す。線Ｄ１は、動作条件４（ＳＯＣ範囲：１１－１００［％］）を適用した蓄電池モデルの容量劣化率を示し、線Ｄ２は、動作条件４を適用した蓄電池モデルの総コストを示す。

【0070】

線Ｃ１と線Ｄ１とを比較すると、線Ｄ１の方が線Ｃ１よりも早く容量劣化率の下限に達することから、動作条件４により蓄電池を使用したときには、動作条件３により蓄電池を使用したときよりも蓄電池の使用期間が短いことがわかる。一方で、線Ｃ２と線Ｄ２とを比較すると、運用期間終了時において、総コストは、線Ｃ２（動作条件３）と線Ｄ２（動作条件４）で同一である。

【0071】

以上のことから、蓄電池システムの運用期間終了時点においては、動作条件３と動作条件４の蓄電池の交換頻度は同一であり、総コストも同一になる。総コストが同一の場合、動作条件であるＳＯＣ範囲の最大値である動作条件４が選択される。

【0072】

本実施形態の動作条件提示装置１によれば、蓄電池の使用期間と蓄電池の総コストとを複数の動作条件で演算し、最低総コストとなる動作条件を選択可能になる。また、運用期間において、蓄電池の初期電池容量が同一であり、最低総コストも同一である場合であっても、動作条件であるＳＯＣ範囲の最大値を選択することで蓄電池システムを効率よく使用できる。

【0073】

上記のように、本実施形態の動作条件提示装置及び動作条件提示方法によれば、蓄電池システムにおいて、蓄電池に関する総コストを最低にする動作条件を提示することができる。

【0074】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0075】

例えば、上述の実施形態の動作条件提示装置及び動作条件提示方法では、蓄電池システムの運用期間を固定して蓄電池に関する総コストが最低となる動作条件を提示したが、例えば、所定の動作条件における総コストが最低となる運用期間を提示するように構成されてもよい。

【符号の説明】

【0076】

１…動作条件提示装置
２…寿命演算部
３…コスト演算部
４…条件選択部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】