特許 7551786 蓄電池管理装置及び蓄電池管理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-06

(45)【発行日】2024-09-17

(54)【発明の名称】蓄電池管理装置及び蓄電池管理方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/48 20060101AFI20240909BHJP

【ＦＩ】

H01M10/48 P

H01M10/48 301

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2022576280

(86)(22)【出願日】2021-01-20

(86)【国際出願番号】 JP2021001914

(87)【国際公開番号】W WO2022157866

(87)【国際公開日】2022-07-28

【審査請求日】2023-07-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】門田 行生

(72)【発明者】

【氏名】井出 誠

(72)【発明者】

【氏名】木内 麻紗子

(72)【発明者】

【氏名】水谷 麻美

(72)【発明者】

【氏名】三ッ本 憲史

(72)【発明者】

【氏名】加瀬 高弘

(72)【発明者】

【氏名】小林 武則

(72)【発明者】

【氏名】炭田 義尚

【審査官】佐藤 匡

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１８４０７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／２２５５００（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／２４１３３０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の蓄電池を含む蓄電池装置の電池特性と運用条件とを取得する取得部と、
前記取得部で取得された前記電池特性及び前記運用条件に含まれるデータ項目のうち、データ値にばらつきが存在するデータ項目のデータ値群から、複数のデータ値を選定する選定部と、
前記取得部で取得された前記電池特性及び前記運用条件に基づいて、当該運用条件で前記蓄電池装置が運用された場合での運用後の電池特性を、前記選定部で選定されたデータ値毎に推定する推定部と、
を備え、
前記推定部は、前記蓄電池の動作及び劣化特性を模擬的に再現することが可能なデジタルモデルを用いて前記電池特性を推定する、蓄電池管理装置。

【請求項2】

前記推定部で推定された前記電池特性を比較可能な状態で表示装置に表示させる表示制御部を更に備える、請求項１に記載の蓄電池管理装置。

【請求項3】

前記取得部は、前記推定部で推定された前記電池特性を新たな電池特性として取得するとともに、新たな運用条件を取得し、
前記推定部は、新たに取得された前記電池特性及び前記運用条件に基づいて、当該運用条件で前記蓄電池装置が運用された場合での運用後の電池特性を、前記選定部で選定されたデータ値毎に推定する、請求項１又は２に記載の蓄電池管理装置。

【請求項4】

前記推定部は、前記電池特性を推定する第１推定部と第２推定部とを多段に有し、
前記第２推定部は、前記第１推定部で推定された前記電池特性を用いて、当該電池特性の時点より将来の電池特性を推定する、請求項３に記載の蓄電池管理装置。

【請求項5】

前記選定部は、前記データ値群の分布に基づいて、複数のデータ値を選定する、請求項１に記載の蓄電池管理装置。

【請求項6】

前記選定部は、前記データ値の最大値、最小値及び平均値の中から、少なくとも２点のデータ値を選定する、請求項１に記載の蓄電池管理装置。

【請求項7】

前記電池特性は、前記蓄電池装置全体又は前記蓄電池の電池特性を示すデータ項目として、電池容量及び内部抵抗の何れか一方又は両方を含む、請求項１に記載の蓄電池管理装置。

【請求項8】

前記運用条件は、前記蓄電池装置全体又は前記蓄電池の運用条件を示すデータ項目として、温度、印加電圧、印加電流及び充電率の何れか又は全てを含む、請求項１に記載の蓄電池管理装置。

【請求項9】

前記表示制御部は、前記データ値毎に推定された前記電池特性の分布を前記表示装置に表示させる、請求項２に記載の蓄電池管理装置。

【請求項10】

前記表示制御部は、前記推定部で推定された前記電池特性の各々を識別可能な状態で前記表示装置に表示させる、請求項２に記載の蓄電池管理装置。

【請求項11】

前記推定部で推定された前記電池特性と所定の目標値との差分に応じて、前記推定部に入力する前記電池特性又は前記運用条件を変更する変更部を更に備える、請求項１に記載の蓄電池管理装置。

【請求項12】

前記推定部は、前記電池特性を推定するとともに、当該電池特性に係る前記蓄電池装置全体又は前記蓄電池の電池状態を推定し、
前記変更部は、前記電池状態と所定の目標値との差分に応じて、前記推定部に入力する前記電池特性又は前記運用条件を変更する、請求項１１に記載の蓄電池管理装置。

【請求項13】

前記電池状態は、前記蓄電池装置全体又は前記蓄電池の、温度、印加電圧、印加電流及び充電率の何れか又は全てを含む、請求項１２に記載の蓄電池管理装置。

【請求項14】

複数の蓄電池を含む蓄電池装置の電池特性と運用条件とを取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得された前記電池特性及び前記運用条件に含まれるデータ項目のうち、データ値にばらつきが存在するデータ項目のデータ値群から、複数のデータ値を選定する選定ステップと、
前記取得ステップで取得された前記電池特性及び前記運用条件に基づいて、当該運用条件で前記蓄電池装置が運用された場合での運用後の電池特性を、前記選定ステップで選定されたデータ値毎に推定する推定ステップと、
を含み、
前記推定ステップでは、前記蓄電池の動作及び劣化特性を模擬的に再現することが可能なデジタルモデルを用いて前記電池特性を推定する、蓄電池管理方法。

【請求項15】

前記推定ステップで推定された前記電池特性を比較可能な状態で表示装置に表示させる表示制御ステップを更に含む、請求項１４に記載の蓄電池管理方法。

【請求項16】

前記表示制御ステップでは、前記データ値毎に推定された前記電池特性の分布を前記表示装置に表示させる、請求項１５に記載の蓄電池管理方法。

【請求項17】

前記表示制御ステップでは、前記推定ステップで推定された前記電池特性の各々を識別可能な状態で前記表示装置に表示させる、請求項１５に記載の蓄電池管理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、蓄電池管理装置及び蓄電池管理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、複数の蓄電池モジュールを備える蓄電池システムが、様々な用途に利用されている。かかる蓄電池システムでは、蓄電池モジュールを構成する蓄電池の特性上、時間経過とともに電池容量等の電池特性が低下（劣化）する。また、蓄電池は、使用環境の温度や運用条件によっても劣化の度合が変化する。

【0003】

そのため、従来、温度やＳＯＣ（State Of Charge）等の条件に基づき、蓄電池の劣化予測を行い技術が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６５５５３４７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、実際の蓄電池システムでは、様々な要因により各種の条件にばらつきが生じることが分かっている。例えば、蓄電池システムが備える蓄電池モジュールや蓄電池では、配置位置によって温度に差が生じるため、劣化傾向にもばらつきが生じる可能性がある。

【0006】

しかしながら、従来の技術では、条件のばらつきについて考慮されていないため、劣化傾向のばらつきを容易に確認することはできず、蓄電池システムを管理する上で改善の余地がある。

【0007】

そこで、本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、蓄電池システムを構成する蓄電池の劣化傾向のばらつきを提示することが可能な蓄電池管理装置及び蓄電池管理方法を提供することを課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

実施形態に係る蓄電池管理装置は、複数の蓄電池を含む蓄電池装置の電池特性と運用条件とを取得する取得部と、前記取得部で取得された前記電池特性及び前記運用条件に含まれるデータ項目のうち、データ値にばらつきが存在するデータ項目のデータ値群から、複数のデータ値を選定する選定部と、前記取得部で取得された前記電池特性及び前記運用条件に基づいて、当該運用条件で前記蓄電池装置が運用された場合での運用後の電池特性を、前記選定部で選定されたデータ値毎に推定する推定部と、を備える。また、推定部は、前記蓄電池の動作及び劣化特性を模擬的に再現することが可能なデジタルモデルを用いて前記電池特性を推定する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、第１の実施形態に係る蓄電池システムの構成の一例を示す図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係る蓄電池ユニットの構成の一例を示す図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係るセルモジュール、ＣＭＵ及びＢＭＵの詳細構成説明図である。

【図4】図４は、第１の実施形態に係る蓄電池制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図5】図５は、第１の実施形態に係る蓄電池制御装置の機能構成の一例を示す図である。

【図6】図６は、第１の実施形態に係る第１電池特性推定部の動作を説明するための図である。

【図7】図７は、第１の実施形態の表示制御部が表示する画面の一例を示す図である。

【図8】図８は、第１の実施形態の表示制御部が表示する画面の他の例を示す図である。

【図9】図９は、第１の実施形態の表示制御部が表示する画面の他の例を示す図である。

【図10】図１０は、第１の実施形態の蓄電池制御装置が実行する処理の一例を示す図である。

【図11】図１１は、第２の実施形態に係る蓄電池制御装置の機能構成の一例を示す図である。

【図12】図１２は、第２の実施形態の表示制御部が表示する画面の一例を示す図である。

【図13】図１３は、第２の実施形態の蓄電池制御装置が実行する処理の一例を示す図である。

【図14】図１４は、第３の実施形態に係る蓄電池制御装置の機能構成の一例を示す図である。

【図15】図１５は、第３の実施形態の蓄電池制御装置が実行する処理の一例を示す図である。

【図16】図１６は、第３の実施形態の変形例１に係る蓄電池制御装置の構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。以下に記載する実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、あくまで一例であって、以下の記載内容に限られるものではない。

【0011】

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る蓄電池システムの構成の一例を示す図である。蓄電池システム１は、商用電源２と、負荷３と、蓄電池ユニット４と、蓄電池制御装置５と、上位制御装置６とを有する。

【0012】

商用電源２は、蓄電池ユニット４に電力を供給する。負荷３は、電力を消費する機器である。負荷３は、通常時は商用電源２からの電力供給を受けて動作し、商用電源２からの電力供給がなくなった場合には、蓄電池ユニット４からの電力供給を受けて動作する。

【0013】

蓄電池ユニット４は、商用電源２の電力を充電したり、負荷３に対して電力供給を行ったりする。蓄電池制御装置５は、蓄電池管理装置の一例である。蓄電池制御装置５は、蓄電池ユニット４の制御を行う。具体的には、蓄電池制御装置５は、蓄電池ユニット４が備える蓄電池装置１１の充放電動作を制御する。

【0014】

上位制御装置６は、蓄電池制御装置５のリモート制御を行う。具体的には、上位制御装置６は、図示しないネットワークを介して商用電源２や負荷３から電力状態等を示す情報を取得し、取得した情報に基づき蓄電池制御装置５に充放電指令値を出力する。

【0015】

蓄電池制御装置５は、上位制御装置６から入力される充放電指令値に基づき、例えば蓄電池装置１１が有する電池ユニットやセルモジュール（図２参照）の単位で充電量や放電量の割り当て行い、蓄電池装置１１の充放電動作を制御する。

【0016】

以上の説明は、蓄電池ユニット４をバックアップ用電源として動作させる場合のものであるが、電力負荷平準化のためのピークシフトに際し、商用電源２からの電力供給に加えて、蓄電池ユニット４の電力を重畳して供給する場合であっても同様に適用が可能である。また、再生可能エネルギー（太陽光、太陽熱、水力、風力、バイオマス、地熱等によるエネルギー）による発電を行う場合に、電力品質（電圧、周波数等）の安定化を図る場合にも適用することができる。

【0017】

図２は、蓄電池ユニット４の構成の一例を示す図である。蓄電池ユニット４は、大別すると、電力を蓄える蓄電池装置１１と、蓄電池装置１１から供給された直流電力を所望の電力品質を有する交流電力に変換して負荷に供給するＰＣＳ（Power Conditioning System）１２と、を備えている。

【0018】

蓄電池装置１１は、大別すると、複数の電池盤２１－１～２１－Ｎ（Ｎは自然数）と、電池盤２１－１～２１－Ｎが接続された電池端子盤２２と、を備えている。電池盤２１－１～２１－Ｎは、互いに並列に接続された複数の電池ユニット２３－１～２３－Ｍ（Ｍは自然数）と、ゲートウェイ装置２４と、後述のＢＭＵ（Battery Management Unit：電池管理装置）及びＣＭＵ（Cell Monitoring Unit：セル監視装置）に動作用の直流電源を供給する直流電源装置２５と、を備えている。

【0019】

電池ユニット２３－１～２３－Ｍは、それぞれ、高電位側電源供給ライン（高電位側電源供給線）ＬＨ及び低電位側電源供給ライン（低電位側電源供給線）ＬＬを介して、出力電源ライン（出力電源線；母線）ＬＨＯ、ＬＬＯに接続され、主回路であるＰＣＳ１２に電力を供給している。

【0020】

電池ユニット２３－１～２３－Ｍは、同一構成であるので、電池ユニット２３－１を例として説明する。電池ユニット２３－１は、大別すると、複数（図２では、２４個）のセルモジュール３１－１～３１－２４と、セルモジュール３１－１～３１－２４にそれぞれ設けられた複数（図２では、２４個）のＣＭＵ３２－１～３２－２４と、セルモジュール３１－１２とセルモジュール３１－１３との間に設けられたサービスディスコネクト３３と、電流センサ３４と、コンタクタ３５と、を備え、複数のセルモジュール３１－１～３１－２４、サービスディスコネクト３３、電流センサ３４及びコンタクタ３５は、直列に接続されている。

【0021】

セルモジュール３１－１～３１－２４は、電池セルを複数、直並列に接続されて組電池を構成している。そして、複数の直列接続されたセルモジュール３１－１～３１－２４で組電池群を構成している。

【0022】

また、電池ユニット２３－１は、ＢＭＵ３６を備え、各ＣＭＵ３２－１～３２－２４の通信ライン、電流センサ３４の出力ラインは、ＢＭＵ３６に接続されている。ＢＭＵ３６は、ゲートウェイ装置２４の制御下で、電池ユニット２３－１全体を制御し、各ＣＭＵ３２－１～３２－２４との通信結果（後述する電圧データ及び温度データ）及び電流センサ３４の検出結果に基づいてコンタクタ３５の開閉制御を行う。

【0023】

次に、電池端子盤の構成について説明する。電池端子盤２２は、電池盤２１－１～２１－Ｎに対応させて設けられた複数の盤遮断器４１－１～４１－Ｎと、蓄電池装置１１全体を制御するマイクロコンピュータとして構成されたマスタ（Master）装置４２と、を備えている。

【0024】

マスタ装置４２には、ＰＣＳ１２との間に、ＰＣＳ１２のＵＰＳ（Uninterruptible Power System）１２Ａを介して供給される制御電源線５１と、イーサネット（登録商標）として構成され、制御データのやりとりを行う制御通信線５２と、が接続されている。

【0025】

ここで、セルモジュール３１－１～３１－２４、ＣＭＵ３２－１～３２－２４およびＢＭＵ３６の詳細構成について説明する。

【0026】

図３は、セルモジュール、ＣＭＵ及びＢＭＵの詳細構成説明図である。セルモジュール３１－１～３１－２４は、それぞれ、直列接続された複数（図３では、１０個）の電池セル６１－１～６１－１０を備えている。

【0027】

ＣＭＵ３２－１～３２－２４は、対応するセルモジュール３１－１～３１－２４を構成している電池セル６１－１～６１－１０の電圧及び所定箇所の温度を測定するための電圧温度計測ＩＣ（Analog Front End IC:AFE-IC）６２と、それぞれが対応するＣＭＵ３２－１～３２－２４全体の制御を行うＭＰＵ６３と、ＢＭＵ３６との間でＣＡＮ通信を行うためのＣＡＮ（Controller Area Network）規格に則った通信コントローラ６４と、セル毎の電圧に相当する電圧データ及び温度データを格納するメモリ６５と、を備えている。

【0028】

また、ＢＭＵ３６は、ＢＭＵ３６全体を制御するＭＰＵ７１と、ＣＭＵ３２－１～３２－２４との間でＣＡＮ通信を行うためのＣＡＮ規格に則った通信コントローラ７２と、ＣＭＵ３２－１～３２－２４から送信された電圧データ及び温度データを格納するメモリ７３と、を備えている。

【0029】

なお、以下の説明において、セルモジュール３１－１～３１－２４のそれぞれと、対応するＣＭＵ３２－１～３２－２４と、を合わせた各々の構成を「電池モジュール」と呼ぶ。また、電池セル６１－１～６１－１０の各々の構成を「電池セル」と呼ぶ。さらに、電池ユニット２３－１～２３－Ｍの各々の構成を「電池ユニット」と呼ぶ。また、電池ユニット、電池モジュール及び電池セルは、何れも蓄電池の一例である。以下では、蓄電池装置１１、電池ユニット、電池モジュール及び電池セルの何れかの構成単位を単に「蓄電池」とも表記する。

【0030】

図４は、蓄電池制御装置５のハードウェア構成の一例を示す図である。図４に示すように、蓄電池制御装置５は、処理部９１と、記憶部９２と、入力部９３と、表示部９４とを備える。なお、蓄電池制御装置５は、他の装置（蓄電池ユニット４、上位制御装置６等）と通信するための通信インタフェースも備えるが、説明を簡潔にするために、その図示と説明を省略する。

【0031】

処理部９１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサであり、蓄電池制御装置５の処理全体を制御する。

【0032】

記憶部９２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置である。記憶部９２は、蓄電池制御装置５の動作に係る各種のプログラムや設定情報を記憶する。

【0033】

また、記憶部９２は、蓄電池の電池特性や運用条件を入力することで、任意の時点での蓄電池の電池容量やＳＯＨ（State Of Health）等の電池特性を予測値として出力するよう機能付けられたデジタルモデル９２ａを記憶する。

【0034】

デジタルモデル９２ａは、例えば、蓄電池の動作及び劣化特性を模擬的に再現することが可能なデータであり、例えばシミュレータプログラム等によって実現される。デジタルモデル９２ａは、入力された電池特性や運用条件に基づき、蓄電池の動作を模擬的に再現することで、その電池特性や運用条件で蓄電池を運用した場合での運用後の電池特性、つまり電池特性の時系列な変化を予測値として出力する。

【0035】

ここで、デジタルモデル９２ａに入力する電池特性は、例えば、蓄電池の電池容量や内部抵抗等のデータ項目を有する。また、デジタルモデル９２ａに入力する運用条件は、例えば、蓄電池の印加電圧、入出力電流、ＳＯＣ（State Of Cell）、蓄電池の温度又は当該蓄電池の周辺の温度（以下、総称して環境温度ともいう）等のデータ項目を有する。なお、上述した電池特性及び運用条件のデータ項目は、蓄電池毎に規定されたものであってもよいし、蓄電池装置１１全体について規定されたものであってもよい。

【0036】

また、デジタルモデル９２ａが出力する電池特性は、指定された運用条件で蓄電池を運用した場合での、運用後の電池特性を示すものとなる。

【0037】

一例として、工場出荷時の電池特性（以下、初期特性ともいう）をデジタルモデル９２ａに入力することで、デジタルモデル９２ａは、工場出荷時から所望の時点までの蓄電池装置１１の電池特性を予測値として出力する。より詳細には、デジタルモデル９２ａは、時間経過とともに劣化する蓄電池装置１１の電池容量や内部抵抗の変化傾向を、電池特性として導出する。つまり、デジタルモデル９２ａは、蓄電池装置１１のＳＯＨ（State Of Health）等、劣化の状態を確認可能な情報を出力する。

【0038】

また、本実施形態では、電池特性及び運用条件は、電池ユニット、電池モジュール及び電池セルの何れかの蓄電池の単位で入力が行われるものとする。例えば、電池セルの単位で電池特性を入力する場合には、電池セルの電池容量や内部抵抗が、デジタルモデル９２ａに入力される。また、例えば、電池セルの単位で運用条件を入力する場合には、電池セルの印加電圧、電池セルの入出力電流、ＳＯＣ、及び環境温度等が、デジタルモデル９２ａに入力される。この場合、デジタルモデル９２ａは、入力された電池特性及び運用条件に基づき、所定期間や所定時点での電池特性を予測値として出力する。

【0039】

なお、記憶部９２が記憶するデジタルモデル９２ａは一つに限らず複数であってもよい。例えば、記憶部９２は、電池ユニット、電池モジュール及び電池セルの構成単位毎に用意された複数のデジタルモデル９２ａを記憶してもよい。

【0040】

入力部９３は、オペレータからの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理部９１に出力する。入力部９３は、例えばキーボードやマウス等により実現される。

【0041】

表示部９４は、処理部９１の制御の下、各種の情報や画面を表示する。表示部９４は、例えば液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイにより実現される。

【0042】

図５は、蓄電池制御装置５の機能構成の一例を示す図である。図５に示すように、蓄電池制御装置５は、第１電池特性推定部９１１と、表示制御部９１２とを備える。

【0043】

蓄電池制御装置５が備える機能部の一部又は全ては、処理部９１が、記憶部９２に記憶されたプログラムを実行することで実現されるソフトウェア構成であってもよい。また、蓄電池制御装置５が備える機能部の一部又は全ては、処理部９１等が備える専用回路によって実現されるハードウェア構成であってもよい。

【0044】

第１電池特性推定部９１１は、取得部、選定部、及び推定部の一例である。第１電池特性推定部９１１は、デジタルモデル９２ａを用いて蓄電池の電池状態を推定する。具体的には、第１電池特性推定部９１１は、蓄電池の電池特性と運用条件とを取得し、デジタルモデル９２ａに入力する。

【0045】

ここで、電池特性及び運用条件の取得先は特に問わず、種々の形態が可能である。例えば、第１電池特性推定部９１１は、記憶部９２等に予め保存された電池特性及び運用条件を取得してもよい。また、第１電池特性推定部９１１は、蓄電池ユニット４や上位制御装置６から電池特性及び運用条件を取得してもよい。また、第１電池特性推定部９１１は、入力部９３を介して入力された電池特性及び運用条件を取得してもよい。なお、本実施形態では、第１電池特性推定部９１１は、電池特性として初期特性を取得するものとする。また、以下では、第１電池特性推定部９１１が取得した運用条件を第１運用条件とも表記する。

【0046】

第１電池特性推定部９１１は、取得した初期特性と第１運用条件とをデジタルモデル９２ａに入力する。これに伴い、デジタルモデル９２ａは、第１運用条件で蓄電池を運用した場合での、初期特性の時系列な変化を予測値として出力する。第１電池特性推定部９１１は、デジタルモデル９２ａが出力した予測値を、第１電池特性として取得し、推定結果として出力する。なお、第１電池特性推定部９１１は、デジタルモデル９２ａが出力した第１電池特性を変更後の電池特性として、デジタルモデル９２ａに再帰的に入力してもよい。

【0047】

ところで、上述した初期特性や第１運用条件は、蓄電池毎に相違することが一般的である。例えば、同じ種類の電池セルであっても、電池セルの配置位置や製造品質の違いにより、初期特性や運用条件（環境温度等）のデータ値にばらつきが生じる。このようなばらつきは劣化傾向に影響するため、蓄電池の単位で電池特性の劣化の状態を確認できることが、蓄電池装置１１を管理する上で望ましい。

【0048】

そこで、第１電池特性推定部９１１は、電池セル等の蓄電池の単位毎に得られた初期特性及び第１運用条件に含まれる項目のうち、データ値にばらつきが存在するデータ項目のデータ値群から複数のデータ値を選定し、選定したデータ値を用いて第１電池特性を推定する。

【0049】

具体的には、第１電池特性推定部９１１は、電池特性や運用条件の各項目のデータ値群を統計的に解析することで、ばらつきの分布を算出する。例えば、第１電池特性推定部９１１は、電池セルの各々について得られた環境温度のデータ値群を統計的に解析することで、環境温度のばらつきを表す分布を算出する。ここで、分布の種類は特に問わず、正規分布や一様分布、三角分布等を用いることができる。

【0050】

図６は、第１電池特性推定部９１１の動作を説明するための図である。図６は、電池セルの環境温度について算出された分布（正規分布）の一例を示している。ここで、横軸は温度分布（環境温度の分布）を意味し、縦軸は確立密度を意味する。

【0051】

第１電池特性推定部９１１は、分布を算出すると、当該分布に基づいて、デジタルモデル９２ａに入力するデータ値を選定する。例えば、第１電池特性推定部９１１は、確率密度が最大、最小、平均のデータ値（温度）を特定し、これら３つのデータ値から少なくとも２つを選定する。この時、第１電池特性推定部９１１は、標準偏差σの範囲等から、確率密度が最大、最小、平均のデータ値を選定してもよい。

【0052】

第１電池特性推定部９１１は、データ値にばらつきが発生する所定のデータ項目について、上記のデータ値の選定処理を行うものとするが、電池特性及び運用条件の全てのデータ項目について、データ値の選定処理を行う形態としてもよい。例えば、第１電池特性推定部９１１は、印加電圧、入出力電流及びＳＯＣの何れかについて、ばらつきを考慮したデータ値の選定を行ってもよい。

【0053】

なお、第１電池特性推定部９１１が行うデータ値の選定方法は上述した例に限らず、他の方法を用いてもよい。また、第１電池特性推定部９１１は、全てのデータ値（温度）を選定してもよい。また、第１電池特性推定部９１１は、５℃や１０℃等の間隔毎にデータ値を選定してもよい。

【0054】

そして、第１電池特性推定部９１１は、初期特性及び第１運用条件に基づいて、当該第１運用条件で蓄電池が運用された場合での第１電池特性を、選定したデータ値毎に推定する。具体的には、第１電池特性推定部９１１は、初期特性及び第１運用条件をデジタルモデル９２ａに入力する際に、選定したデータ値の各々を個別に入力することで、第１電池特性をデータ値毎に推定する。

【0055】

なお、複数のデータ項目の各々からデータ値の選定を行った場合には、第１電池特性推定部９１１は、データ項目が異なるデータ値の全ての組み合わせについて、第１電池特性の推定を行うものとする。

【0056】

図５に戻り、表示制御部９１２は、表示制御部の一例である。表示制御部９１２は、第１電池特性推定部９１１で推定された第１電池特性を表示部９４に表示させる。具体的には、表示制御部９１２は、データ値毎に推定された第１電池特性を比較可能な状態で表示させる。

【0057】

図７は、表示制御部９１２が表示する画面の一例を示す図である。ここで、横軸は時間を意味しており、縦軸は第１電池特性（電池容量）の大きさを意味している。また、実線で示す線Ｌ１１と、破線で示す線Ｌ１２とは、互いに異なる２つのデータ値を基に推定された第１電池特性を示している。なお、表示制御部９１２は、線Ｌ１１と線Ｌ１２とを色分けや線種を相違させることで、識別可能な状態で表示させる。

【0058】

図７に示すように、表示制御部９１２は、線Ｌ１１と線Ｌ１２とを同一画面（グラフ）上に配置することで、データ値毎に推定された第１電池特性を比較可能な状態で表示させる。これにより、蓄電池制御装置５のオペレータは、表示部９４に表示された画面を見ることで、蓄電池の劣化傾向のばらつき状態や、蓄電池が取り得る電池容量の範囲を容易に確認することができる。

【0059】

なお、第１電池特性の表示形態は、図７の例に限らないものとする。例えば、表示制御部９１２は、図８に示すように、データ値（温度）毎に、第１電池特性と、データ値の確率密度との関係を比較可能に表した画面を表示させてもよい。

【0060】

図８は、表示制御部９１２が表示する画面の他の例を示す図である。ここで、横軸は温度を意味している。また、左の縦軸は、棒グラフで表された第１電池特性（電池容量）の大きさを示すものである。また、右の縦軸は、線グラフで表された確立密度の大きさを示すものである。なお、図８では、特定の時点について推定された、温度帯（５℃等）毎の第１電池特性を示している。

【0061】

このように、表示制御部９１２は、データ値（温度）と第１電池特性とを関連付けて表すともに、データ値毎の確率密度（分布）を表した画面を表示させる。これにより、蓄電池制御装置５のオペレータは、表示部９４に表示された画面を見ることで、各温度帯と第１電池特性と確率密度との関係を容易に確認することができる。

【0062】

また、表示制御部９１２が表示する画面は二次元のグラフに限らず、三次元のグラフであってもよい。例えば、表示制御部９１２は、図９に示すように、データ値毎に算出された第１電池特性を、三次元的に表した画面を表示させてもよい。

【0063】

図９は、表示制御部９１２が表示する画面の他の例を示す図である。図９では、互いに直交する３軸のそれぞれに、時間、温度、第１電池特性を割り当てた３次元のグラフを示している。ここで、線Ｌ２１～Ｌ２４は、温度の条件が異なる４つの第１電池特性の推定結果であり、それぞれが異なるパターンで容量劣化が進むことを示している。

【0064】

このように、表示制御部９１２は、データ値毎に推定された第１電池特性の推移パターンを、比較可能な状態で三次元的に表した画面を表示させる。これにより、蓄電池制御装置５のオペレータは、表示部９４に表示された画面を見ることで、データ値毎に算出された第１電池特性の推移パターンを容易に比較することができる。

【0065】

以下、図１０を参照して、蓄電池制御装置５の動作について説明する。図１０は、蓄電池制御装置５が実行する処理の一例を示す図である。

【0066】

まず、第１電池特性推定部９１１は、蓄電池の初期特性及び第１運用条件を取得する（ステップＳ１１）。

【0067】

続いて、第１電池特性推定部９１１は、ステップＳ１１で取得した初期特性及び第１運用条件に含まれるデータ項目のうち、データ値にばらつきが存在するデータ項目のデータ値に基づいて、分布を算出する（ステップＳ１２）。次いで、第１電池特性推定部９１１は、ステップＳ１２で算出した分布に基づき、少なくとも２以上のデータ値を選定する（ステップＳ１３）。

【0068】

続いて、第１電池特性推定部９１１は、ステップＳ１１で取得した初期特性及び第１運用条件と、ステップＳ１３で選定したデータ値とを用いて、当該データ値毎に第１電池特性を推定する（ステップＳ１４）。

【0069】

続いて、表示制御部９１２は、ステップＳ１４の推定結果に基づき、データ値毎に推定された第１電池特性を比較可能な状態で表示部９４に表示させ（ステップＳ１５）、本処理を終了する。

【0070】

以上のように、蓄電池制御装置５は、蓄電池の初期特性及び第１運用条件に含まれるデータ項目のうち、データ値にばらつきが存在するデータ項目のデータ値群から、複数のデータ値を選定する。そして、蓄電池制御装置５は、初期特性及び第１運用条件に基づいて、選定したデータ値毎に第１電池特性を推定し、推定した第１電池特性の各々を比較可能な状態で表示させる。

【0071】

これにより、蓄電池制御装置５は、ばらつきが生じた複数のデータ値に基づく第１電池特性を比較可能な状態で提示することができるため、蓄電池制御装置５のオペレータに、蓄電池の劣化傾向のばらつき状態を確認させることができる。

【0072】

また、蓄電池制御装置５は、蓄電池の動作及び劣化特性を模擬的に再現することが可能なデジタルモデル９２ａを用いて電池特性の推定を行うため、各種の稼働条件に従内に対応することができ、電池特性の推定を効率的に行うことができる。

【0073】

なお、上述の実施形態では、第１電池特性推定部９１１の推定結果（第１電池特性）を、表示部９４に表示（出力）する形態を説明したが、出力先はこれに限らないものとする。例えば、蓄電池制御装置５は、第１電池特性推定部９１１の推定結果を上位制御装置６等に送信（出力）する形態としてもよい。

【0074】

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について説明する。なお、上述した実施形態の蓄電池制御装置５と同様の構成については、同一の符号を付与し説明を適宜省略する。

【0075】

図１１は、第２の実施形態に係る蓄電池制御装置５ａの機能構成の一例を示す図である。なお、蓄電池制御装置５ａのハードウェア構成は、上述した図４と同様であるとする。

【0076】

図１１に示すように、蓄電池制御装置５ａは、第１電池特性推定部９１１と、第２電池特性推定部９２１と、表示制御部９２２とを機能部として備える。ここで、第１電池特性推定部９１１と、第２電池特性推定部９２１とは多段となるように接続されている。なお、第１電池特性推定部９１１は、第１推定部の一例である。また、第２電池特性推定部９２１は、第２推定部の一例である。

【0077】

第２電池特性推定部９２１は、第１電池特性推定部９１１と同様に、デジタルモデル９２ａを用いて蓄電池装置１１の電池状態を推定する。具体的には、第２電池特性推定部９２１は、第１電池特性推定部９１１で導出された第１電池特性と、第２運用特性とを取得して、デジタルモデル９２ａに入力する。

【0078】

ここで、第１電池特性は、第１の実施形態で説明したように、ばらつきが生じた複数のデータ値毎に導出されるものとなる。また、第２運用条件は、第１運用条件が適用される時点以降の将来の運用条件を示すものとなる。つまり、第２電池特性推定部９２１は、第１電池特性推定部９１１で推定された第１電池特性より将来の電池特性を第２電池特性として、第１電池特性毎（つまりデータ値毎）に推定する。

【0079】

例えば、第１電池特性推定部９１１は、初期特性と第１運用条件とに基づき、蓄電池装置１１を運用してから現在（現時点）までの初期特性の時系列的な変化を示した第１電池特性を導出する。一方、第２電池特性推定部９２１は、第１電池特性と今後の運用条件を示した第２運用条件とに基づき、現在から将来の任意の時点までの電池特性を示した第２電池特性を導出する。

【0080】

なお、第２運用条件は、記憶部９２等に予め保存されていてもよいし、入力部９３を介して入力されてもよい。また、第１電池特性推定部９１１と第２電池特性推定部９２１とが使用するデジタルモデル９２ａは同一であってもよいし、異なるものであってもよい。また、第１電池特性推定部９１１と第２電池特性推定部９２１とが同一のデジタルモデル９２ａを使用する場合であっても、第１電池特性推定部９１１と第２電池特性推定部９２１とで、電池特性の推定動作に係るパラメータを相違させてもよい。

【0081】

表示制御部９２２は、第１電池特性推定部９１１で推定された第１電池特性と、第２電池特性推定部９２１で推定された第２電池特性とを表示部９４に表示させる。具体的には、表示制御部９２２は、データ値毎に推定された第１電池特性及び第２電池特性を、比較可能な状態で表示させる。

【0082】

図１２は、表示制御部９２２が表示する画面の一例を示す図である。ここで、横軸は時間を意味しており、縦軸は電池特性（電池容量）の大きさを意味している。

【0083】

また、実線で示す線Ｌ１１と、破線で示す線Ｌ１２とは、互いに異なる２つのデータ値を用いて推定された第１電池特性を示している。より具体的には、第１電池特性は、運用開始から現時点に対応する時間Ｔｎまでの電池容量の推移を表したものとなっている。

【0084】

また、線Ｌ２１は、線Ｌ１１の第１電池特性を基に推定された第２電池特性を示すものである。ここで、線Ｌ２１の第２電池特性は、時間Ｔｎ以降の電池容量の推移を表したものとなっている。表示制御部９２２は、同一のデータ値を基に推定された線Ｌ１１と線Ｌ２１とを時間Ｔｎで繋ぐことで、一連する線グラフとして表示させている。

【0085】

また、線Ｌ２２は、線Ｌ１２の第１電池特性を基に推定された第２電池特性を示すものである。ここで、線Ｌ２２の第２電池特性は、時間Ｔｎ以降の電池容量の推移を表したものとなっている。表示制御部９２２は、同一のデータ値を基に推定された線Ｌ１２と線Ｌ２２とを時間Ｔｎで繋ぐことで、一連する線グラフとして表示させている。

【0086】

このように、表示制御部９２２は、同一のデータ値を基に推定された第１電池特性及び第２電池特性を組とし、各組を比較可能な状態で表示させる。これにより、蓄電池制御装置５ａのオペレータは、表示部９４に表示された画面を見ることで、蓄電池の劣化傾向のばらつき状態や、蓄電池が取り得る電池容量の範囲を容易に確認することができる。

【0087】

なお、表示制御部９２２が表示する画面は、図１２の例に限らないものとする。例えば、表示制御部９２２は、上述した図８、図９のような形態で第１電池特性及び第２電池特性を表す画面を表示させてもよい。

【0088】

以下、図１３を参照して、蓄電池制御装置５ａの動作について説明する。図１３は、蓄電池制御装置５ａが実行する処理の一例を示す図である。なお、ステップＳ２１～Ｓ２４は、図１０で説明したステップＳ１１～Ｓ１４と同様であるため、説明を省略する。

【0089】

第２電池特性推定部９２１は、ステップＳ２４で第１電池特性が推定されると、その第１電池特性と、第２運用条件とを取得する（ステップＳ２５）。

【0090】

続いて、第２電池特性推定部９２１は、第１電池特性と第２運用条件とを用いて、第２電池特性を推定する（ステップＳ２６）。なお、第２電池特性推定部９２１は、ステップＳ２５で取得した第１電池特性毎に、第２電池特性の推定を行う。

【0091】

続いて、表示制御部９２２は、ステップＳ２４及びステップＳ２６の推定結果に基づいて、同一のデータ値を基に推定された第１電池特性及び第２電池特性を組とし、各組を比較可能な状態で表示部９４に表示させ（ステップＳ２７）、本処理を終了する。

【0092】

以上のように、蓄電池制御装置５ａは、蓄電池の初期特性及び第１運用条件に含まれるデータ項目のうち、データ値にばらつきが存在するデータ項目のデータ値群から、複数のデータ値を選定する。蓄電池制御装置５ａは、初期特性及び第１運用条件に基づいて、選定したデータ値毎に第１電池特性を推定する。また、蓄電池制御装置５ａは、第１電池特性及び第２運用条件に基づいて、第１電池特性よりも時系列的に将来の第２電池特性を推定する。そして、蓄電池制御装置５ａは、同一のデータ値を基に推定された第１電池特性と第２電池特性と組みとし、各組を比較可能な状態で表示させる。

【0093】

これにより、蓄電池制御装置５ａは、ばらつきが生じたデータ値の各々に基づく第１電池特性及び第２電池特性を比較可能な状態で提示することができるため、蓄電池制御装置５ａのオペレータに、蓄電池の劣化傾向のばらつき状態を確認させることができる。

【0094】

なお、上述の実施形態では、第１電池特性推定部９１１と、第２電池特性推定部９２１とを多段に配置することで、推定部を構成する形態としたが、第１電池特性推定部９１１（又は第２電池特性推定部９２１）のみで推定部を構成することも可能である。

【0095】

具体的には、第１電池特性推定部９１１は、自己が推定した第１電池特性を、第２引用条件とともに再帰的に自己に入力することで、上述した図１１の構成と同様の推定結果を導出することができる。

【0096】

また、上述の実施形態では、第２電池特性推定部９２１は、データ値の選定処理を行なわない形態としたが、これに限らず、第１電池特性推定部９１１と同様に、データ値の選定処理を行ってもよい。例えば、第１電池特性推定部９１１が出力した第１電池特性や第２運用条件の中に、データ値にばらつきが存在するデータ項目がある場合には、第２電池特性推定部９２１は、そのデータ項目のデータ値群から複数のデータ値を選定して、第２電池特性を推定する。

【0097】

また、上述の実施形態では、第１電池特性推定部９１１及び第２電池特性推定部９２１の推定結果（第１電池特性、第２電池特性）を、表示部９４に表示（出力）する形態を説明したが、出力先はこれに限らないものとする。例えば、蓄電池制御装置５ａは、第１電池特性推定部９１１及び第２電池特性推定部９２１の推定結果を上位制御装置６等に送信（出力）する形態としてもよい。

【0098】

［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態について説明する。なお、上述した実施形態の蓄電池制御装置５（５ａ）と同様の構成については、同一の符号を付与し説明を適宜省略する。

【0099】

図１４は、第３の実施形態に係る蓄電池制御装置５ｂの機能構成の一例を示す図である。なお、蓄電池制御装置５ｂのハードウェア構成は、図４と同様であるとする。

【0100】

図１４に示すように、蓄電池制御装置５ｂは、第１電池特性推定部９３１と、変更部９３２と、表示制御部９１２とを機能部として備える。

【0101】

第１電池特性推定部９３１は、第１電池特性推定部９１１と同様の機能を備える。また、第１電池特性推定部９３１は、第１電池特性とともに、当該第１電池特性に係る電池状態（以下、第１電池状態ともいう）を推定してもよい。具体的には、第１電池特性推定部９３１は、デジタルモデル９２ａが各時点での第１電池特性（電池容量、内部抵抗）を算出する際に使用した環境温度、印加電圧、入出力電流、ＳＯＣ等のデータ項目を含んだ第１電池状態を出力する。なお、上述した第１電池状態のデータ項目は、蓄電池毎に規定されたものであってもよいし、蓄電池装置１１全体について規定されたものであってもよい。

【0102】

変更部９３２は、第１電池特性推定部９３１の推定結果と、予め定められた目標値とに基づき、第１電池特性推定部９３１に入力する電池特性又は第１運用条件を変更する。

【0103】

具体的には、変更部９３２は、第１電池特性推定部９３１で推定された第１電池特性と、目標値となる電池特性とを比較し、その差分が閾値を超えた場合に、その差分量に応じて第１電池特性推定部９３１に入力する電池特性（初期特性）や、第１運用条件を変更する。そして、変更部９３２は、目標値との差分が閾値以下となるまで電池特性又は第１運用条件を繰り返し変更する。

【0104】

なお、比較の対象は、第１電池特性のみに限らず、第１電池状態を目標値と比較する構成としてもよい。また、第１電池特性推定部９３１は、電池特性及び第１運用条件の何れか一方又は両方を変更できるものとするが、入力部９３等を介して指定された対象を変更する構成としてもよい。また、第１電池特性推定部９３１が変更の対象とする項目も特に問わないものとするが、入力部９３等を介して指定された項目を変更する構成としてもよい。また、第１電池特性推定部９３１が変更する変更量は特に問わず、例えば、予め定められた分量ずつ増加又は減少させてもよいし、入力部９３等を介して変更量が指定されてもよい。

【0105】

表示制御部９１２は、第１電池特性推定部９３１で導出された第１電池特性を表示部９４に表示させる。また、表示制御部９１２は、変更部９３２と協働することで、第１電池特性と目標値との差分が閾値以下となった場合の第１電池特性を、上述した実施形態と同様の表示形態で表示部９４に表示させてもよい。

【0106】

以下、図１５を参照して、蓄電池制御装置５ｂの動作について説明する。図１５は、蓄電池制御装置５ｂが実行する処理の一例を示す図である。なお、ステップＳ３１～Ｓ３４は、図１０で説明したステップＳ１１～Ｓ１４と同様であるため、説明を省略する。

【0107】

変更部９３２は、ステップＳ３４で第１電池特性（又は第１電池状態）が推定されると、その第１電池特性と目標値とを比較し、その差分量が閾値以下か否かを判定する（ステップＳ３５）。差分量が閾値を上回る場合（ステップＳ３５；Ｎｏ）、変更部９３２は、第１電池特性推定部９３１に入力する初期特性又は第１運用条件に含まれるデータ値を変更し（ステップＳ３６）、ステップＳ３２に処理を戻す。

【0108】

一方、ステップＳ３５で差分量が閾値以内と判定した場合には（ステップＳ３５；Ｙｅｓ）、変更部９３２は、ステップＳ３７に処理を移行させる。続いて、表示制御部９１２は、ステップＳ３４の推定結果に基づいて、データ値毎に推定された第１電池特性を比較可能な状態で表示部９４に表示させ（ステップＳ３７）、本処理を終了する。

【0109】

以上のように、蓄電池制御装置５ｂは、第１電池特性又は第１電池状態が目標値と相違する場合には、その差分量に応じて電池特性又は第１運用条件を変更する。

【0110】

これにより、蓄電池制御装置５ｂは、第１電池特性又は第１電池状態を目標値に近づけることができるため、所望の第１電池特性又は第１電池状態を実現することが可能な、電池特性又は第１運用条件を特定することができる。

【0111】

（変形例１）
図１４で説明した蓄電池制御装置５ｂでは、第１電池特性を推定する第１電池特性推定部９３１に、変更部９３２を設ける形態としたが、これに限らず、第２電池特性を推定する第２電池特性推定部９２１に、変更部９３２を設ける形態としてもよい。

【0112】

例えば、蓄電池制御装置５ｂは、図１６に示す構成としてもよい。ここで、図１６は、本変形例に係る蓄電池制御装置５ｂの構成の一例を示す図である。

【0113】

図１６に示すように、蓄電池制御装置５ｂは、図１１で説明した構成の第２電池特性推定部９２１を第２電池特性推定部９４１に代えるとともに、変更部９４２を追加した構成となっている。

【0114】

また、第２電池特性推定部９４１は、第２電池特性とともに、当該第２電池特性に係る電池状態（以下、第２電池状態ともいう）を推定してもよい。具体的には、第２電池特性推定部９４１は、デジタルモデル９２ａが各時点での第２電池特性（電池容量、内部抵抗）を算出する際に使用した電池温度、電池電圧、電池電流、ＳＯＣ等のパラメータ値を第２電池状態として出力する。

【0115】

変更部９４２は、第２電池特性推定部９４１の推定結果と目標値とに基づき、第２電池特性推定部９４１に入力する第２運用条件を変更する。

【0116】

具体的には、変更部９４２は、第２電池特性推定部９４１で推定された第２電池特性又は第２電値状態と目標値とを比較し、その差分が閾値を超えた場合、その差分量に応じて第２電池特性推定部９４１に入力する第２運用条件を変更する。そして、変更部９４２は、目標値との差分が閾値以下となるまで第２運用条件変更を繰り返し変更する。

【0117】

なお、変更部９４２は、第２運用条件に限らず、第１電池特性推定部９１１に入力する電池特性や第１運用条件を変更する形態としてもよい。

【0118】

このように、本変形例に係る蓄電池制御装置５ｂは、第２電池特性又は第２電池状態が目標値と相違する場合には、その差分量に応じて第２運用条件等を変更する。

【0119】

これにより、蓄電池制御装置５ｂは、第２電池特性又は第２電池状態を目標値に近づけることができるため、所望の第２電池特性又は第２電池状態を実現することが可能な、第２運用条件を特定することができる。

【0120】

以上、本発明のいくつかの実施形態及び変形例を説明したが、上記実施形態及び変形例はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、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、組み合わせ、変更を行うことができる。上記実施形態およびその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】