JP2013516614A - 電池の劣化度を取得するための方法及びそのシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この電池の劣化度を取得する方法は、電池データ及び電池の劣化度に関するデータを採集し、採集されたデータの処理を行って、電池の劣化度に関するパラメータを取得するステップと、電池の劣化度に関するパラメータを逐次に記憶して電池の劣化度パラメータ履歴表を取得するステップと、電池の劣化度に関するパラメータを用いて電池劣化度モデルを構築するステップと、取得された電池の劣化度に関するパラメータを用いて電池の劣化度モデルを更新するステップと、電池劣化度モデル、電池の劣化度に関するパラメータ及び履歴表を用いて電池の劣化度を算出するステップとを含む。
【選択図】図1
Description
1)電池の劣化度ファクタのパラメータ採集サブシステム;
2)電池劣化度モデルの構築/更新サブシステム;
3)電池劣化度の算出サブシステム;
4)電池劣化度関連パラメータのDCL記憶システム。
また、本発明に係る電池劣化度を取得するシステムは、以下のサブシステムを更に含んでもよい。即ち、
5)劣化度モデルキャリブレーションシステム;
6)電池劣化度データに基づくデータ応用サブシステム。
電気自動車の電池の劣化度は、多くのファクタ同士の相互作用による結果である。電池の劣化度を正確に算出するためには、各劣化度ファクタのパラメータを記録する必要がある。電池の劣化度は、これらの劣化度のパラメータの値に基づいて確定される。これらのパラメータは、主に、電池属性のパラメータfb、電池充放電関連のパラメータfp、電池の使用環境のパラメータfe、車輌に関するパラメータfv(例えば、自動車のパラメータ、電気的レベル等)を含む。
=DCL_t−1+(fb_t,fp_t,fe_t,fv_t) …(2)
1.該当区域における記録時間最も古い過去劣化度データエントリと、
2.該当区域における「隣り合う二つのエントリ間の間隔時間が最も短い」エントリと、
3.該当区域における「隣り合う二つのエントリ間の劣化度差異が最も小さい」エントリとを含む。
パラメータV=func(fv)
パラメータP=func(fp)
パラメータB=func(fb)
パラメータ採集サブシステムは、電池劣化度情報に関連する各種パラメータを取得し、採集されたこれらのパラメータは、電池の劣化度を算出するためのものであって、伝送ネットワークを介して、劣化度算出サブシステムのデータセンターに伝送される。パラメータの伝送ネットワークは、図7の中間部分の伝送ネットワークに示されたように、有線伝送(ツイストペアケーブル、同軸ケーブル、光ファイバ、ADSL、FTTH、電力線通信HD−PLC/PLC等)、無線伝送(2G/3G/4G、GSM(登録商標)等の各種の広域無線通信、WiFi、Bluetooth(登録商標)、UWB、RFID等の各種の近距離の無線伝送方式)等の可能な伝送方式によって実現される。
また、電池充電/電池交換装置を通してデータセンターに電池採集パラメータや電池内部記憶されたパラメータが伝送されても良い。この場合には、電池充電/電池交換ステーションによって、電池に対して電池交換や充電を行う時、電池充電/電池交換装置と電池との専用整合インターフェースを介して電池記憶装置内のパラメータを読み取り、電池充電/電池交換装置とデータセンターとの通信線路を介してこれらのパラメータを伝送することになる。ある場合には、電池充電/電池交換装置は、電池にデータを伝送することも可能である。例えば、電池交換ステーションは、関連の情報を取得した後に、例えば劣化度の比例、残り価値等の電池の劣化度情報を算出し得る。その後、これらの劣化度情報及び該当情報に対応する時刻が、前に述べた三種の方式、即ち専用装置及びインターフェース、有線ネットワーク、無線ネットワークで電池に伝送される。
電池の劣化度は、電池特性、使用状況、環境条件等の複数種のファクタ同士の共同作用による結果であり、劣化度は、これらの影響ファクタのパラメータとの間には非線形のある複雑な関係を呈する。統計或いは実験方法によって、劣化度とそれぞれ採集されたパラメータとの関係を作成した上、この関係を用いて電池の劣化度を確定する方法は、一つ可能な方法である。しかしながら、有限な実験データによって作成した劣化度モデルは、一部のパラメータの状況下での電池劣化度のみしか精確に反映されない、大部分のその他のパラメータについては、推定された劣化度が実際の値との間に誤差が生じてしまう。
電池の初期劣化度モデルは、実験あるはその他の方式によって取得されても良い。このモデルは、電池劣化度と劣化度に関する各種のパラメータとの対応関係のデータベースである。採集された劣化度に関する各パラメータの値は、劣化度データベース中から最も近い劣化度の値をサーチし得る。電気自動車の電池について、劣化度パラメータは、電池パラメータ、車の種類及車載電器デバイスのパラメータ、車走行の路面状況パラメータ、環境パラメータ等を含む。上記の記載によれば、劣化度関連のこれらのパラメータの全ては、四次元パラメータ群(E、V、P、B)に換算される。このため、初期劣化度モデルは、劣化度Dとこれらの四次元パラメータ群(E、V、P、B)と構成される表であることを見なすことができる。四次元パラメータ群における各パラメータの取り得る値の範囲及び量子化の精度によって各パラメータの個数が確定できる。仮にパラメータ(E、V、P、B)の取り値の個数は、それぞれ、m、n、k、tである場合、この表の行数Nは、m、n、k、tの積である。その同時に、表の各行は、各パラメータ(E、V、P、B)の取り値が大きさの昇順または降順に順次にソートして得られる。表5に示したのは、m、n、k、tのそれぞれが1/2/2/2の数値である時の初期劣化度モデルの構成である。初期劣化度モデルは、急速充放電サイクル、その他の測定データ等によって生成される。
初期劣化度モデルの構造を説明した後、実際の採集及び変換によって得られた劣化度パラメータに基づいてモデルに対して更新を行う必要がある。新たな劣化度データの四次元パラメータ群は、以下の通りである:
以下、電池劣化度算出サブシステムについて説明する。通常、電池交換時に係る費用を精確に判断するために、電池が流通になる時に電池の劣化度算出過程が行われる。このとき、電池のDCLデータに基づいて、最初に劣化度モデルの更新が行われる。その後、電池の劣化度のデータを算出し、次に、DCLデータ、電池の劣化度データがDCLデータベースに伝送され、データ解析システムを介して情報交換アダプタへ伝送される。劣化度データが情報交換アダプタにも伝送されるのは、ある特殊の場合、例えば、ある原因でデータセンターのデータベースに接続できない場合に電池劣化度の算出を行う時、行き来の劣化度データを利用しても良いし、また、データ応用サブシステムが、情報交換アダプタから関連情報を取得する必要もある。
データベース方式の劣化度算出モデルに基づいて、劣化度を便宜に算出することができる。DCL採集モジュールの採集されたデータに基づいて処理を行った後、以下の表10が得られる。表10は、劣化度の累計データを示している。
既存の電池劣化度に基づく電池管理応用システムにおいて、電池の劣化度測定の精度が高くないため、電池劣化度情報の利用が、電池まだ使用できるかや大方の残量推定するに限られている。本発明の電池劣化度を測定するシステムにおいて、電池劣化度の履歴情報DCLが記憶されていると共に、高精度の電池劣化度情報が取得できるため、本発明は、更に電池の使用効率を改善する方法として提供できる。
=(交換入れの電池残り価値−交換出しの電池残り価値)+(交換入れ電池の残り電気容量*電力価額−交換出し電池の残り電気容量*電力価額) …(7)
電池レンタルの取引が発生した時、ユーザが一定の費用、例えば、保証金を支払う必要がある。保証金の高さは、ユーザがレンタルしようとする電池の残り価値によって決定される。
電池リサイクルが発生した時、電池劣化度に基づいて電池の残り価値を算出する必要がある。
複数回触発採集されたデータは、予め設定されない、あるイベントが発生した(例えば、充電)時、触発採集行為によって採集されたデータである。この行為で採集されたデータは、主に、特定のイベント(例えば充放電、フィットバック制動)が電池劣化度への影響を評価するのに用いられる。
ここまでは、好ましい実施例で本発明に対して説明を行った。当業者であれば、本発明では、本発明の精神及び範囲を逸脱していない場合、その他の様々な変更、置換及び追加することができることを理解すべきである。従って、本発明の範囲は、上記の特定の実施例に限定されないことを理解すべきであり、添付した特許請求の範囲に限定すべきである。
Claims (30)
- 電池データ及び電池の劣化度に関するデータを採集し、採集された電池データ及び電池の劣化度に関するデータの処理を行って、電池の劣化度に関するパラメータを取得するステップと、
取得された電池の劣化度に関するパラメータを用いて電池劣化度モデルを構築すると共に、電池の劣化度に関するパラメータを用いて電池の劣化度モデルを更新するステップと、
電池劣化度モデル及び電池の劣化度に関するパラメータを用いて電池の劣化度を算出するステップとを含む、電池の劣化度を取得する方法。 - 実測の電池劣化度の数値及び採集された劣化度に関するパラメータに基づいて、電池初期劣化度モデルの構築或いは電池劣化度モデルの更新及びキャリブレーションを行うステップを更に含む請求項1に記載の方法。
- 取得された電池劣化度に関するパラメータを順次に記憶して劣化度パラメータ履歴表を形成するステップとを更に含む請求項1に記載の方法。
- 取得された電池劣化度に関するパラメータを用いて、劣化度モデルに対する更新及びキャリブレーションを行うステップとを更に含む請求項1に記載の方法。
- 電池劣化度に関するパラメータは、
電池パラメータと、車の種類及車載電器デバイスのパラメータと、車走行の路面状況パラメータと、環境パラメータとの四次元パラメータ群(E、V、P、B)を含む請求項1に記載の方法。 - 前記四次元パラメータ群(E、V、P、B)は、
電池ID、電池ブランド、電池型番、電池種類、電池品質、電池出荷日、電池出荷価額、定格満充電量、放電電流、放電電圧、電池内部抵抗、環境温度のデータを含むか、またはこれらが含まれたデータから転化して得たものである、請求項5に記載の方法。 - 電池の劣化度によって電池残量値を算出するステップを、更に含む請求項1に記載の方法1。
- 線形のデータ補間方法を採用して、電池の劣化度モデルを更新する請求項1に記載の方法。
- 電池データ及び電池の劣化度に関するデータを採集し、採集された電池データ及び電池の劣化度に関するデータの処理を行って、電池の劣化度に関するパラメータを取得すると共に、パラメータを順次に劣化パラメータ履歴表に記憶するデータ採集装置と、
取得された電池の劣化度に関するパラメータを用いて電池劣化度モデルを構築すると共に、電池の劣化度に関するパラメータを用いて電池の劣化度モデルを更新する劣化度モデル構築/更新装置と、
電池劣化度モデル及び電池の劣化度に関するパラメータを用いて電池の劣化度を算出する劣化度算出装置とを備える、電池の劣化度を取得するシステム。 - 前記劣化パラメータ履歴表と、
採集された電池データと、
電池劣化度に関するデータと、
処理後に得られた電池の劣化度に関するパラメータとを記憶する劣化度記憶装置を更に備える、請求項9に記載のシステム。 - 実測の電池劣化度の数値及び採集された劣化度に関するパラメータを用いて、電池劣化度モデルの更新及びキャリブレーションを行う劣化度モデルキャリブレーション装置を更に備える請求項9に記載のシステム。
- 前記劣化度モデルキャリブレーション装置は、
実測によって得られた電池劣化度の数値及び採集された劣化度に関するパラメータに基づいて、電池劣化度モデルにおける非実測によって得られた部分に対して更新及びキャリブレーションを行う請求項9に記載のシステム。 - 劣化度モデル構築/更新装置は、
実測によって得られた電池データに基づいて、電池初期劣化度モデルを構築する請求項9に記載のシステム。 - データ解析装置を更に備え、
劣化度モデルに基づいて算出された劣化度データが前記劣化度記憶装置に保存されると共に、前記データ解析装置に提供され、
前記データ解析装置は、
劣化度記憶装置に記憶されている電池データと、電池劣化度に関するデータと、処理後の電池の劣化度に関するパラメータと、対応する劣化度データとを用いて、外部のデータ応用サブシステムの所定パラメータと、対応する劣化度データとの関係を解析して取得し、解析の結果を外部の劣化度データ応用子システムに提供する請求項10に記載のシステム。 - 前記劣化度算出装置の算出された結果は、
データ採集装置に提供されると共に、データ採集装置に一時記憶される請求項9に記載のシステム。 - 前記劣化度記憶装置は、
長期保存の必要なデータを記憶する長期記憶区域と、
所定の条件に従って削除可能なデータ一時記憶区域とを含む請求項10に記載のシステム。 - 電池劣化度モデルDsには、
電池属性パラメータfb、電池充放電に関するパラメータfp、電池使用環境パラメータfe、及び車輌に関するパラメータfvが含まれている請求項9に記載のシステム。 - 前記電池劣化度算出装置は、
電池の劣化度に基づいて電池の残量値を算出する請求項9に記載のシステム。 - 前記データ採集装置は、
伝送ネットワークを介して、採集された電池データを劣化度モデル構築/更新装置に伝送し、
前記伝送ネットワークは、ADSL、HD−PLCやFTTHの有線伝送方式を含む請求項9に記載のシステム。 - 前記伝送ネットワークは、
WiFi、GSM(登録商標)/3G/4G及び各種の近距離無線伝送方式を含む無線伝送方式である請求項19に記載のシステム。 - 電池データの採集は、
一回限りの採集、定時採集、条件触発採集に分けられている請求項9に記載のシステム。 - 前記データ採集装置は、
車載装置や、単独の採集装置や、充電デバイスまたは電池交換デバイスに実装された装置である請求項21に記載のシステム。 - 取得された電池劣化度数値及劣化度パラメータ履歴表を用いて電池の充電過程を制御する装置を更に備える請求項9に記載のシステム。
- 取得された電池劣化度数値、劣化度パラメータ履歴表及び車運転方式を用いて電池の充放電過程を制御する装置を更に備える請求項9に記載のシステム。
- 使用された電池パックは、その一部分の電池ブロックを自由に交換及び組み合わせることが可能な自由式電池パックである請求項9に記載のシステム。
- 電池の劣化度パラメータ履歴表データを電池応用管理センターに伝送するステップと、
電池応用管理センターが、劣化度パラメータ履歴表データをデータベースに記録すると共に、劣化度パラメータ履歴表データを用いて電池の劣化度モデルを更新するステップと、
データベースから、電池に対応する劣化度モデルデータ項目をサーチし、電池に対応する劣化度モデルデータ項目が無ければ、電池劣化度関連パラメータ及び新たに算出された劣化度数値に基づいて電池劣化度モデルを更新し、対応するデータ項目を生成するステップとを含む電池劣化度モデルの生成/更新方法。 - 劣化度モデルの劣化度関連パラメータと、採集及び処理して得られた電池の劣化度に関するパラメータとの間の差が劣化度モデルの精度要求に基づいて決定された所定値より大きい場合、劣化度モデルを拡張させる新たなデータ項目を生成する請求項26に記載の方法。
- 電池充電ステーション、電池交換ステーション、家庭充電、及び/または各種の電気自動車蓄電システムを含み、
請求項1〜8の何れか一項に記載の電池の劣化度を取得する方法を利用して取得された電池の劣化度を用いて電池の使用方式を確定する電池応用システム。 - 電池充電ステーション、電池交換ステーション、家庭充電、及び/または各種の電気自動車蓄電システムを含み、
電池の劣化度、残量値及び劣化度パラメータ履歴表に基づいて電池に対して各種の目的への制御を行う電池応用システム。 - 電池の使用方式は、
電池のユニック標識(ID)に基づいて、ネットワークを介して電池サービスシステム(BSC)に接続し、電池の劣化度情報をサーチして取得し、その後、前記劣化度情報を用いる使用方式を含む請求項28又は29に記載の電池応用システム。
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