JP2019158666A - Method for determining degradation, degradation determination device, and degradation determination system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、劣化の進行が比較的速い蓄電素子の有無を判定するための劣化判定方法、劣化判定装置、及び劣化判定システムに関する。 The present invention relates to a deterioration determination method, a deterioration determination device, and a deterioration determination system for determining the presence or absence of a power storage element whose progress of deterioration is relatively fast.
蓄電素子(Energy Storage Device)は、無停電電源装置、安定化電源に含まれる直流又は交流電源装置等に広く使用されている。また、発電された電力を蓄電しておく大規模なシステムでの蓄電素子の利用が拡大している。本明細書では、蓄電素子とは、蓄電を行う素子全般を指す。蓄電素子の最小単位を蓄電セルと言う。 Energy storage devices are widely used in uninterruptible power supply devices, DC or AC power supply devices included in a stabilized power supply, and the like. In addition, the use of power storage elements in large-scale systems that store generated power is expanding. In this specification, a power storage element refers to all elements that store power. The minimum unit of a power storage element is called a power storage cell.
蓄電モジュールは、複数の蓄電セルが直列及び/又は並列に接続されて構成されている。蓄電セルは、充放電を繰り返すことで劣化が進行することが知られている。特許文献1には、蓄電池の複数の使用条件に対応する劣化率予測値を記憶したデータベースと、実際に稼働している蓄電池から得られた使用条件及び劣化率のデータとを用いて、蓄電池の寿命予測を行う技術が開示されている。 The power storage module is configured by connecting a plurality of power storage cells in series and / or in parallel. It is known that a power storage cell is deteriorated by repeating charge and discharge. Patent Document 1 uses a database storing deterioration rate prediction values corresponding to a plurality of use conditions of a storage battery, and use conditions and deterioration rate data obtained from a storage battery that is actually operating. A technique for performing life prediction is disclosed.
蓄電セルを含む蓄電モジュールでは、個々の蓄電セル間で、自己放電の差、劣化速度の差等の個体差が存在する。例えば、劣化の進行が比較的速い(想定より速い)蓄電セルが含まれる蓄電モジュールの充電時又は使用時に、蓄電セル間で電圧のばらつき、又は充電状態のばらつきが生じる。特許文献2には、このようなばらつきを抑制するために、複数の蓄電セルの電圧又は充電状態を均等化する技術が開示されている。
In a power storage module including a power storage cell, individual differences such as a difference in self-discharge and a difference in deterioration rate exist between the individual power storage cells. For example, when charging or using a power storage module including a power storage cell in which the progress of deterioration is relatively fast (faster than expected), voltage variation or charge state variation occurs between the power storage cells.
劣化の進行が比較的速い蓄電セル(以下、劣化蓄電セルと言う)が蓄電モジュールに含まれている場合、劣化蓄電セルによって蓄電モジュールの性能が制約される。更には、蓄電モジュールが組み込まれた蓄電システム全体の性能が影響を受ける。従って、蓄電システムの性能を保つためには、劣化蓄電セルを早期に検出することが望ましい。しかしながら、劣化の進行が比較的速い蓄電セルであっても、初期の劣化の進行は緩やかであることが多い。複数の蓄電セルの電圧又は充電状態を均等化する機能が働いている場合、劣化蓄電セルと正常な蓄電セルとの挙動の差が小さくなり、劣化蓄電セルを検出し難い。劣化蓄電セルを早期に検出することができず、蓄電システムの性能の低下が明らかになった後では、原因の調査に時間を要し、蓄電システムを停止する時間が長くなる可能性がある。 In the case where a power storage cell that includes a relatively fast progress of deterioration (hereinafter referred to as a deteriorated power storage cell) is included in the power storage module, the performance of the power storage module is limited by the deteriorated power storage cell. Furthermore, the performance of the entire power storage system incorporating the power storage module is affected. Therefore, in order to maintain the performance of the power storage system, it is desirable to detect a deteriorated power storage cell at an early stage. However, even in a power storage cell in which the progress of deterioration is relatively fast, the progress of the initial deterioration is often slow. When the function of equalizing the voltages or the charge states of the plurality of storage cells is working, the difference in behavior between the deteriorated storage cell and the normal storage cell becomes small, and it is difficult to detect the deteriorated storage cell. After a deteriorated power storage cell cannot be detected at an early stage and a decrease in the performance of the power storage system becomes apparent, it may take time to investigate the cause, and the time for stopping the power storage system may become longer.
本発明の目的は、劣化の進行が比較的速い蓄電素子を早期に検出することができる劣化判定方法、劣化判定装置、及び劣化判定システムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a deterioration determination method, a deterioration determination device, and a deterioration determination system capable of early detection of a power storage element in which the progress of deterioration is relatively fast.
本発明の一局面に係る劣化判定方法は、複数の蓄電素子を含む蓄電素子ユニットの通電を停止し、前記複数の蓄電素子の電圧の均等化を停止し、前記複数の蓄電素子の電圧の時間変化を取得し、取得した電圧の時間変化に基づいて、劣化の進行が速い劣化蓄電素子の有無を判定する。蓄電セル又は蓄電モジュールが蓄電素子に対応してもよく、蓄電モジュール又は後述するバンクが蓄電素子ユニットに対応してもよい。 In the deterioration determination method according to one aspect of the present invention, energization of a power storage element unit including a plurality of power storage elements is stopped, voltage equalization of the plurality of power storage elements is stopped, and time of voltage of the plurality of power storage elements is determined. The change is acquired, and the presence or absence of a deteriorated power storage element whose progress of deterioration is fast is determined based on the acquired time change of the voltage. A power storage cell or a power storage module may correspond to a power storage element, and a power storage module or a bank described later may correspond to a power storage element unit.
本発明にあっては、従来よりも容易に蓄電素子が劣化蓄電素子であるか否かを判定することができ、劣化蓄電素子を早期に検出することができる。従って、蓄電システムの性能が著しく低下する前に、劣化蓄電素子を取り除くことが可能となる。 In the present invention, it is possible to determine whether or not a power storage element is a deteriorated power storage element more easily than in the past, and it is possible to detect a deteriorated power storage element at an early stage. Therefore, it is possible to remove the deteriorated power storage element before the performance of the power storage system is significantly deteriorated.
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
(実施形態1)
図1は、劣化判定システム100の概要を示す図である。図1に示すように、公衆通信網(例えば、インターネット)N1及び移動通信規格による無線通信を実現するキャリアネットワークN2等を含む通信ネットワークNには、火力発電システムF、ソーラー発電システムS、風力発電システムW、無停電電源装置(UPS:Uninterruptible Power Supply)U及び鉄道用の安定化電源システム等に配設される整流器(直流電源装置、又は交流電源装置)Dが接続されている。また、通信ネットワークNには、後述の通信デバイス1(図2参照)、通信デバイス1から情報を収集するサーバ装置2、及び収集された情報を取得するクライアント装置3等が接続されている。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing an overview of the
キャリアネットワークN2には基地局BSが含まれている。クライアント装置3は、基地局BSから通信ネットワークNを経由してサーバ装置2と通信することができる。また、公衆通信網N1にはアクセスポイントAPが接続されている。クライアント装置3は、アクセスポイントAPから通信ネットワークNを経由してサーバ装置2との間で情報を送受信することができる。
The carrier network N2 includes a base station BS. The
ソーラー発電システムS、火力発電システムF及び風力発電システムWには、パワーコンディショナ(PCS:Power Conditioning System)P、及び蓄電システム101が併設されている。蓄電システム101は、蓄電モジュール群Lを収容したコンテナCを複数並設して構成されている。蓄電モジュール群Lは、例えば、蓄電セルを複数直列に接続した蓄電モジュールと、蓄電モジュールを複数直列に接続したバンクと、バンクを複数並列に接続したドメインとの階層構造を有する。蓄電セル又は蓄電モジュール60(図3参照)は蓄電素子に対応し、蓄電モジュール60又はバンク4(図3参照)は蓄電素子ユニットに対応する。蓄電素子は、鉛蓄電池及びリチウムイオン電池等の二次電池、又はキャパシタ等の再充電可能な素子であることが好ましい。蓄電素子の一部は、再充電不可能な一次電池であってもよい。
The solar power generation system S, the thermal power generation system F, and the wind power generation system W are provided with a power conditioner (PCS) P and a
図2は、劣化判定システム100の構成例を示すブロック図である。劣化判定システム100は、通信デバイス1、劣化判定装置としてのサーバ装置2、クライアント装置3、及び蓄電システム101(図3参照)を含んでいる。蓄電システム101は、後述する管理装置Mを含んでいる。管理装置Mは、蓄電システム101に含まれる蓄電素子を管理する。蓄電システム101は、発電システムに併設されたものに限らない。蓄電システム101は、パワーコンディショナPを介して送電システムに接続されていてもよい。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the
図2に示すように、通信デバイス1は、通信ネットワークNに接続されるとともに、対象装置P、U、D、Mに接続されている。対象装置P、U、D、Mは、劣化判定システム100によって管理される対象となる装置である。対象装置P、U、D、Mは、パワーコンディショナP、無停電電源装置U、整流器D、及び管理装置Mを含む。
As shown in FIG. 2, the communication device 1 is connected to a communication network N and is connected to target devices P, U, D, and M. The target devices P, U, D, and M are devices to be managed by the
劣化判定システム100では、各対象装置P、U、D、Mに接続した通信デバイス1を用いて、蓄電システム101に含まれる蓄電素子の状態(例えば、電圧、電流、温度、充電状態(SOC))が監視される。また、劣化の進行の速度が比較的速い劣化蓄電素子の有無が判定される。劣化判定システム100は、検知された蓄電セルの状態(劣化状態、異常状態などを含む)をユーザ又はオペレータ(保守担当者)が確認できるように提示する。
In the
通信デバイス1は、制御部10、記憶部11、第1通信部12及び第2通信部13を備える。制御部10は、CPU(Central Processing Unit)などで構成され、内蔵するROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等のメモリを用い、通信デバイス1全体を制御する。
The communication device 1 includes a
記憶部11は、不揮発性である。記憶部11は、例えば、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリを用いて構成されている。記憶部11には、制御部10が読み出して実行するデバイスプログラム1Pが記憶されている。記憶部11には、制御部10の処理によって収集された情報、イベントログ等の情報が記憶される。
The
第1通信部12は、対象装置P、U、D、Mとの通信を実現する通信インタフェースである。第1通信部12は、例えば、RS−232C又はRS−485等のシリアル通信インタフェースを用いて構成されている。第2通信部13は、通信ネットワークNを経由して通信を実現するインタフェースである。第2通信部13は、例えば、Ethernet(登録商標)、又は無線通信用アンテナ等の通信インタフェースを用いて構成されている。制御部10は、第2通信部13を介してサーバ装置2と通信することが可能である。
The
サーバ装置2は、制御部20、記憶部21、通信部22、及び学習モデル23を備える。サーバ装置2は、1台のサーバコンピュータであってもよく、複数台のサーバコンピュータで構成されてもよい。
The
制御部20は、例えば、CPUで構成されている。制御部20は、内蔵するROM及びRAM等のメモリを用いて、サーバ装置2全体を制御する。また、制御部20は、CPU及びGPU(Graphics Processing Unit)、マルチコアCPU、又はTPU(Tensor Processing Unit)を用いて構成されていてもよい。制御部20は、記憶部21に記憶されているサーバプログラム2Pに基づく情報処理を実行する。サーバプログラム2PにはWebサーバプログラムが含まれている。制御部20は、クライアント装置3へのWebページの提供、Webサービスへのログインの受け付け等を実行するWebサーバとして機能する。制御部20は、サーバプログラム2Pに基づき、SNMP(Simple Network Management Protocol)用サーバとして通信デバイス1から情報を収集することも可能である。
The
記憶部21は、例えば、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ又はハードディスクが用いられることができる。記憶部21には、制御部20の処理によって収集される監視対象となる対象装置P、U、D、Mの状態を含むデータを記憶する。通信部22は、通信ネットワークNを介した通信接続及びデータの送受信を実現する通信デバイスである。具体的には、通信部22は、通信ネットワークNに対応したネットワークカードである。
As the
学習モデル23は、通信デバイス1を経由して対象装置P、U、D、Mから収集された蓄電素子に関する入力データに基づいて、劣化蓄電素子の有無を判定することができる。学習モデル23は、例えば、深層学習などを含む機械学習のためのアルゴリズムを含む。例えば、学習モデル23は、CPUと、RAMと、不揮発性の記憶部に記憶され、RAMにロードされてCPUにより実行されるコンピュータプログラムとを用いて実現されてもよい。また学習モデル23は、量子コンピュータを用いて実現されてもよい。
The
クライアント装置3は、蓄電システム101の管理者、対象装置P、U、D、Mの保守担当者等のオペレータが使用するコンピュータであってもよい。クライアント装置3は、デスクトップ型又はラップトップ型のパーソナルコンピュータであってもよく、スマートフォン又はタブレット型の通信端末であってもよい。クライアント装置3は、制御部30、記憶部31、通信部32、表示部33、及び操作部34を備える。
The
制御部30は、CPUを用いたプロセッサである。制御部30は、記憶部31に記憶されているWebブラウザプログラムに基づき、サーバ装置2又は通信デバイス1により提供されるWebページを表示部33に表示させる。
The
記憶部31は、例えば、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ又はハードディスクが用いられている。記憶部31には、Webブラウザプログラムを含む各種プログラムが記憶されている。通信部32は、例えば、有線通信用のネットワークカード等の通信デバイス、基地局BS(図1参照)に接続する移動通信用の無線通信デバイス、又はアクセスポイントAPへの接続に対応する無線通信デバイスが用いられることができる。制御部30は、通信部32により、通信ネットワークNを介して、サーバ装置2又は通信デバイス1との間で通信接続又は情報の送受信が可能である。
As the
表示部33は、液晶ディスプレイ、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等のディスプレイが用いられてもよい。表示部33は、制御部30のWebブラウザプログラムに基づく処理により、サーバ装置2で提供されるWebページのイメージを表示することができる。
The
操作部34は、制御部30との間で入出力が可能なキーボード及びポインティングデバイス、若しくは音声入力部等のユーザインタフェースである。操作部34は、表示部33のタッチパネル、又は筐体に設けられた物理ボタンが用いられもよい。操作部34は、ユーザによる操作情報を制御部20へ通知する。
The
図3は、蓄電システム101の構成例を示すブロック図である。蓄電システム101は、複数の蓄電セルを直列に接続した蓄電モジュール60と、複数の蓄電モジュール60を直列に接続したバンク4と、複数のバンク4を並列に接続したドメインとの階層構造を有する。図3に示す蓄電システム101は一つのドメインを構成している。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the
蓄電システム101は、パワーコンディショナPに接続されている。複数のバンク4の夫々が、電力線42を介してパワーコンディショナPに接続されている。パワーコンディショナPを通じてバンク4へ電力が供給され、バンク4が充電される。また、バンク4から放電された電力は、パワーコンディショナPを通じて外部へ出力される。例えば、パワーコンディショナPは、発電システム及び/又は送電システムに接続されている。
The
夫々のバンク4は、開閉器41を備えている。開閉器41は、直列に接続された複数の蓄電モジュール60と電力線42との間の接続及び切断を行う。開閉器41が閉じた場合に複数の蓄電モジュール60と電力線42とが接続され、開閉器41が開いた場合に複数の蓄電モジュール60と電力線42とが切断される。複数の蓄電モジュール60と電力線42とが接続された状態で、パワーコンディショナP、電力線42及び開閉器41を通じて、夫々の蓄電モジュール60で充電又は放電、即ち通電が行われる。
Each
夫々のバンク4は、複数の蓄電モジュール60と、電池管理装置(BMU:Battery Management Unit)50とを備えている。夫々の蓄電モジュール60は、制御基板(CMU:Cell Monitoring Unit)70を備えている。夫々の蓄電モジュール60に備えられた制御基板70は、電池管理装置50に接続されている。電池管理装置50は、夫々の制御基板70との間で通信を行うことができる。電池管理装置50は、電力線42とは別の経路(図示せず)で電力を供給されており、開閉器41の状態によらずに動作することが可能である。
Each
蓄電システム101は、管理装置Mを備えている。管理装置Mは、ドメインに属する蓄電素子を管理するBMUである。夫々のバンク4に備えられた電池管理装置50は、通信線43を介して管理装置Mに接続されている。通信デバイス1は、管理装置M及び/又はパワーコンディショナPに接続されている。通信デバイス1は、管理装置Mに接続される通信デバイスと、パワーコンディショナPに接続される通信デバイスとを有してもよい。電池管理装置50は、管理装置Mとの間で情報の送受信を行う。管理装置Mは、複数の電池管理装置50からの情報を集約し、通信デバイス1へ出力する。
The
図4は、蓄電モジュール60の構成例を示すブロック図である。蓄電モジュール60が備える制御基板70は、均衡回路(バランサ)71、駆動部73、電圧取得部74、制御部75、記憶部76、及び通信部77を含んでいる。蓄電モジュール60が備える複数の蓄電セル61a〜61eは、直列に接続されている。図4では、便宜上、直列接続された5個の蓄電セルを示しているが、蓄電モジュール60を構成する蓄電セルの数は5に限定されるものではない。また、蓄電モジュール60は、他の蓄電セルに並列に接続された蓄電セルを含んでいてもよい。複数の蓄電セル61a〜61eは、他の蓄電モジュール60に含まれる蓄電セルに直列に電気的接続され、開閉器41に電気的接続される。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the
均衡回路71は、蓄電セル61aに並列に接続される、抵抗71aとスイッチ72aとの直列回路、蓄電セル61bに並列に接続される、抵抗71bとスイッチ72bとの直列回路、蓄電セル61cに並列に接続される、抵抗71cとスイッチ72cとの直列回路、蓄電セル61dに並列に接続される、抵抗71dとスイッチ72dとの直列回路、及び蓄電セル61eに並列に接続される、抵抗71eとスイッチ72eとの直列回路を備える。スイッチ72a〜72eには、FET(Field Effect Transistor)等のスイッチング素子、又はリレー等のスイッチング回路を用いてもよい。
The
駆動部73は、スイッチ72a〜72eがオン又はオフするように駆動する。駆動部73は、スイッチ72a〜72eがFETである場合、FETのゲートにゲート信号を出力して、FETをオン・オフすることができる。電圧取得部74は、蓄電セル61a〜61e夫々の電圧を取得する。記憶部76は、所定の閾値電圧を記憶する。
The
制御部75は、電圧取得部74で取得した各蓄電セル61a〜61eの電圧から最大電圧と最小電圧とを特定する。制御部75は、最大電圧と最小電圧との電圧差が閾値電圧以上となった場合、最大電圧の蓄電セルに並列に接続されたスイッチをオンにすることにより、抵抗を介して当該蓄電セルを放電させる。これにより、当該蓄電セルの電圧を下げて、蓄電セル61a〜61eの間の電圧を均等化する。
The
蓄電セル61a〜61eの中にSOCが他よりも低い蓄電セルがあった場合、この蓄電セルの電圧は他の蓄電セルよりも低くなる。均衡回路71の動作により、他の蓄電セルは放電し、他の蓄電セルのSOC及び電圧は低下する。このようにして、蓄電モジュール60に含まれる複数の蓄電セルの電圧及びSOCが均等化される。均衡回路71、駆動部73、電圧取得部74、制御部75及び記憶部76は、均等化部に対応する。
When there is a power storage cell having a lower SOC than the other
通信部77は、電池管理装置50との間で、例えば、シリアル通信を行う機能を有する。制御部75は、通信部77に、電圧取得部74が取得した蓄電セル61a〜61e夫々の電圧を示す情報を電池管理装置50へ送信させる。
The
図5は、均衡回路71が動作する状態での蓄電セルの電圧の時間変化を模式的に示すグラフである。横軸は蓄電セルを無通電の状態で放置した時間を示し、縦軸は蓄電セルの電圧を示す。電圧は、OCV(Open Circuit Voltage;開回路電圧)であってもよい。劣化の進行が速い劣化蓄電セルの電圧を三角印で示し、劣化の進行速度が許容範囲内である正常な蓄電セルの電圧を丸印で示している。劣化蓄電セルの電圧はより早く低下し、正常な蓄電セルの電圧との間に差が発生する。時間経過に従って、電圧差は拡大し、閾値電圧に達する。図5には、劣化蓄電セルと正常な蓄電セルとの電圧差が閾値電圧に達した時点を破線で示している。図5には、均衡回路71が動作しない状態での正常な蓄電セルの電圧の時間変化を破線丸印で示している。
FIG. 5 is a graph schematically showing a time change of the voltage of the storage cell in a state where the
図5に示すように、複数の蓄電セルの電圧が均等化されることにより、正常な蓄電セルの電圧は、均衡回路71が動作しない場合に比べて低下し、劣化蓄電セルと正常な蓄電セルとの電圧差が小さくなる。時間が経過しても、劣化蓄電セルと正常な蓄電セルとの電圧差は拡大し難い。このため、均衡回路71が動作する状態では、電圧の時間変化に基づいて劣化蓄電セルを検出することが難しいと予想される。逆に、均衡回路71が動作しない状態では、時間経過に従って、劣化蓄電セルと正常な蓄電セルとの電圧差が拡大する。このため、電圧の時間変化に基づいて劣化蓄電セルを検出し易いと予想される。
As shown in FIG. 5, the voltages of the plurality of power storage cells are equalized, so that the voltage of the normal power storage cell is reduced as compared with the case where the
図6は、実施形態1に係る電池管理装置50及び管理装置Mの機能構成例を示すブロック図である。電池管理装置50は、制御部51、第1通信部52及び第2通信部53を備える。制御部51は、CPUを用いたプロセッサである。第1通信部52は、バンク4内の複数の制御基板70に接続されている。第1通信部52は、制御基板70から送信された情報を受信する。第2通信部53は、通信線43を介して管理装置Mに接続されている。制御部51は、第2通信部53に、複数の制御基板70から受信した情報を管理装置Mへ送信させる。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the
管理装置Mは、コンピュータを用いて構成されている。管理装置Mは、制御部401、第1通信部402及び第2通信部403を備える。制御部401は、CPUを用いたプロセッサである。第1通信部402は、複数の電池管理装置50に接続されている。第1通信部402は、電池管理装置50から送信された情報を受信する。第2通信部403は、通信デバイス1に接続されている。制御部401は、第2通信部403に、複数の電池管理装置50から受信した情報を通信デバイス1へ送信させる。通信デバイス1は、管理装置Mから受信した情報をサーバ装置2へ送信する。即ち、管理装置Mは通信デバイス1を介して情報をサーバ装置2へ送信し、電池管理装置50は、管理装置M及び通信デバイス1を介して情報をサーバ装置2へ送信する。
The management apparatus M is configured using a computer. The management apparatus M includes a
次に、本実施形態に係る劣化判定方法を説明する。サーバ装置2は、劣化判定装置として機能する。学習モデル23は、蓄電セルの電圧の時間変化から劣化蓄電セルの有無を判定するために、機械学習を行う。例えば、機械学習はサーバ装置2で実行される。
Next, a deterioration determination method according to this embodiment will be described. The
直列接続された複数の蓄電セルの充電状態がほぼ同一の状態から、電圧の取得が行われる。このとき、バンク4の開閉器41が開き、均衡回路71が動作しない状態で、夫々の蓄電セルの電圧が電圧取得部74で取得され、取得された電圧が電池管理装置50、管理装置M及び通信デバイス1を介して送信される。夫々のバンク4に備えられた電池管理装置50は、通信線43を介して管理装置Mに接続されている。複数の蓄電セルの夫々の電圧の時間変化は、例えば、サーバ装置2の記憶部21に記憶される。
The voltage is acquired from the state in which the charge states of the plurality of power storage cells connected in series are substantially the same. At this time, in a state where the
図7は、電圧の均等化が行われない状態での蓄電セルの電圧の時間変化を模式的に示すグラフである。横軸は蓄電セルを無通電の状態で放置した時間を示し、縦軸は蓄電セルの電圧を示す。電圧は、OCVであってもよい。劣化蓄電セルの電圧を三角印で示し、劣化の進行速度が許容範囲内である正常な蓄電セルの電圧を丸印で示している。劣化蓄電セルは、正常な蓄電セルに比較して劣化の進行が速い蓄電セルである。劣化蓄電セルの電圧はより早く低下し、正常な蓄電セルの電圧との間に差が発生する。図5に示す電圧の均等化が行われた状態での電圧の時間変化と異なり、時間経過に従って、正常な蓄電セルと劣化蓄電セルとの電圧差は拡大し続ける。 FIG. 7 is a graph schematically showing a temporal change in the voltage of the storage cell in a state where voltage equalization is not performed. The horizontal axis indicates the time during which the storage cell is left unpowered, and the vertical axis indicates the voltage of the storage cell. The voltage may be OCV. The voltage of the deteriorated energy storage cell is indicated by a triangle, and the voltage of a normal energy storage cell whose deterioration progress rate is within an allowable range is indicated by a circle. A deteriorated energy storage cell is an energy storage cell whose deterioration progresses faster than a normal energy storage cell. The voltage of the deteriorated power storage cell decreases more quickly, and a difference occurs from the voltage of the normal power storage cell. Unlike the time change of the voltage in the state where the voltage equalization shown in FIG. 5 is performed, the voltage difference between the normal power storage cell and the deteriorated power storage cell continues to increase as time elapses.
ある程度の長さの時間が経過した後では、正常な蓄電セルと劣化蓄電セルとの電圧差は顕著であるので、蓄電セルの電圧に基づいて当該蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かを判定することが可能である。例えば、通電が行われずに所定時間が経過した後の電圧が所定の閾値未満である場合に、蓄電セルが劣化蓄電セルであると判定してもよい。通電が行われずに所定時間が経過した後の電圧の初期電圧に対する比率が閾値未満である場合に、蓄電セルが劣化蓄電セルであると判定してもよい。電圧の時間変化を一次関数で近似し、時間に対する電圧の変化率の絶対値が閾値を超過する場合に、蓄電セルが劣化蓄電セルであると判定してもよい。複数の蓄電セルの中で、通電が行われずに所定時間が経過した後の電圧がより低い方の所定数の蓄電セルを、劣化蓄電セルであると判定してもよい。 After a certain length of time has elapsed, the voltage difference between the normal storage cell and the deteriorated storage cell is significant, so whether or not the storage cell is a deteriorated storage cell based on the voltage of the storage cell. It is possible to determine. For example, the storage cell may be determined to be a deteriorated storage cell when the voltage after a predetermined time has passed without being energized is less than a predetermined threshold. You may determine with an electrical storage cell being a degradation electrical storage cell, when the ratio with respect to the initial voltage of the voltage after predetermined time passes without energizing is less than a threshold value. The voltage change over time may be approximated by a linear function, and the storage cell may be determined to be a deteriorated storage cell when the absolute value of the voltage change rate with respect to time exceeds a threshold value. Among a plurality of power storage cells, a predetermined number of power storage cells having a lower voltage after a predetermined time has elapsed without being energized may be determined to be deteriorated power storage cells.
電圧の時間変化が取得された複数の蓄電セルの夫々について、劣化蓄電セルであるか否かの判定は人が行ってもよく、コンピュータで行われてもよい。例えば、サーバ装置2の制御部20は、サーバプログラム2Pに従って、記憶部21に記憶された複数の蓄電セルの夫々の電圧の時間変化に基づいて、夫々の蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かを判定する。判定により、夫々の蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かが特定される。
Whether each of the plurality of power storage cells from which the time change in voltage has been acquired is a deteriorated power storage cell may be determined by a person or a computer. For example, according to the
複数の蓄電セルの夫々について電圧の時間変化と当該蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かを特定した結果とを対応付けた教師データが、作成される。教師データは、例えば、サーバ装置2の記憶部21に記憶される。作成された教師データを用いて、学習モデル23の機械学習が行われる。例えば、サーバ装置2の制御部20は、サーバプログラム2Pに従って、学習モデル23の機械学習を行う。機械学習では、劣化蓄電セルであるか否かが不明な蓄電セルの電圧の時間変化に応じて、蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かを判定することができるように、学習モデル23のパラメータを調整する機械学習を行う。
Teacher data is created in which a time change in voltage is associated with a result of specifying whether or not the power storage cell is a deteriorated power storage cell for each of the plurality of power storage cells. The teacher data is stored in the
サーバ装置2で機械学習の処理を実行することにより、学習済みの学習モデル23が得られる。機械学習は、サーバ装置2以外のコンピュータで実行されてもよい。この場合は、機械学習により学習済みの学習モデル23を表す学習データが作成され、作成された学習データがサーバ装置2へ入力される。サーバ装置2は、学習データを記憶部21に記憶することにより、学習済みの学習モデル23を得る。
By executing the machine learning process in the
図8は、劣化蓄電素子の有無を判定する処理の手順を示すフローチャートである。劣化判定装置であるサーバ装置2の制御部20は、サーバプログラム2Pに従って以下の処理を実行する。劣化蓄電素子であるか否かを判定する対象の蓄電素子は、蓄電システム101に含まれる蓄電セルである。制御部20は、蓄電セルが含まれる蓄電モジュール60を、蓄電モジュール60に通電するための電力線42から切断することにより、蓄電モジュール60の通電を停止させる(S1)。例えば、制御部20は、通信部22に、開閉器41を開くための制御信号を、対象の蓄電セルが含まれる蓄電モジュール60の開閉器41へ送信させる。制御信号は、通信ネットワークN、通信デバイス1及び管理装置Mを介して開閉器41へ送信される。開閉器41が開くことにより、複数の蓄電モジュール60と電力線42とが切断され、蓄電モジュール60の通電が行われなくなる。開閉器41が開いたバンク4は、電力線42(主回路)から切り離された状態になる。ステップS1では、制御信号が電池管理装置50へ送信され、制御信号に従って電池管理装置50が開閉器41を開いてもよい。サーバ装置2から制御信号を送信するのではなく、蓄電システム101において独自に開閉器41が開いてもよい。例えば、手動で開閉器41を開いてもよい。ステップS1の処理は通電停止部に対応する。
FIG. 8 is a flowchart illustrating a procedure of processing for determining the presence or absence of a deteriorated power storage element. The
制御部20は、次に、通電を停止した蓄電モジュール60について、複数の蓄電セルの電圧の均等化を停止する(S2)。例えば、制御部20は、通信部22に、均衡回路71の動作を停止させるための制御信号を、通信ネットワークN、通信デバイス1、管理装置M及び電池管理装置50を介して制御基板70へ送信させる。制御基板70の制御部75が均衡回路71の動作を停止させることにより、蓄電モジュール60に含まれる複数の蓄電セルの電圧の均等化が停止される。例えば、開閉器41が開いたバンク4に含まれる全ての蓄電モジュール60において、均衡回路71の動作が停止する。ステップS2の処理は均等化停止部に対応する。代替的に、ステップS2は、ステップS1と同時に行われてもよいし、ステップS1より前に行われてもよい。
Next, the
制御部20は、次に、通電が停止され均衡回路71の動作が停止した蓄電モジュール60に含まれる蓄電セルの電圧の時間変化を取得する(S3)。例えば、制御部20は、通信部22に、蓄電セルの電圧を取得するための制御信号を、対象の蓄電セルが含まれる蓄電モジュール60の制御基板70へ送信させる。制御信号は、通信ネットワークN、通信デバイス1、管理装置M及び電池管理装置50を介して制御基板70へ送信される。制御基板70では、最初、蓄電モジュール60に含まれる複数の蓄電セル61a〜61eの充電状態がほぼ同一の状態で、蓄電セル61a〜61e夫々の電圧を取得する。引き続き、電圧取得部74は、蓄電セル61a〜61e夫々の電圧を繰り返し取得する。電圧取得部74が取得する電圧はOCVであってもよい。制御部75は、通信部77に、取得した電圧を示す情報を順次送信させる。電圧を示す情報は、電池管理装置50、管理装置M、通信デバイス1及び通信ネットワークNを介してサーバ装置2へ順次送信される。サーバ装置2は、蓄電セルの電圧を示す情報を通信部22で受信し、制御部20は、受信した情報を記憶部21に記憶させる。時間の経過に従って、蓄電セルの電圧を示す情報は順次受信され、記憶される。代替的に、時間の経過に従う蓄電セルの電圧を示す情報が、一括送信及び一括受信されてもよい。このようにして、蓄電セルの電圧の時間変化が取得される。例えば、開閉器41が開いたバンク4に含まれる全ての蓄電セルについて、電圧の時間変化が取得される。ステップS3の処理は取得部に対応する。
Next, the
制御部20は、次に、蓄電セルの電圧の時間変化を示す情報を記憶部21から読み出して学習モデル23に提供し、学習モデル23は、蓄電セルの電圧の時間変化に基づいて、蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かを判定する(S4)。学習モデル23は、劣化蓄電セルと正常な蓄電セルとの電圧の時間変化の違いを既に学習しているので、蓄電セルの電圧の時間変化に応じて、蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かを判定することができる。学習モデル23は、教師データを作成するために蓄電セルの電圧の時間変化を取得した期間に比べて、より短い期間の電圧の時間変化に基づいて、蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かを判定してもよい。ステップS4の処理は、判定部に対応する。
Next, the
制御部20は、次に、蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かの判定結果を出力する(S5)。例えば、制御部20は、通信部22に、判定結果を示す情報を、通信ネットワークNを介してクライアント装置3へ送信させる。クライアント装置3は、判定結果を示す情報を通信部32で受信し、制御部30は、受信した情報に基づいて、表示部33に判定結果を表示させる。例えば、夫々の蓄電セルには識別情報が付与されており、識別情報と、識別情報により識別される蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かを示す情報とが表示部33に表示される。蓄電システムの管理者は、出力された判定結果を確認することにより、何れの蓄電セルが劣化蓄電セルであるかを知ることができる。以上で、劣化蓄電セル(劣化蓄電素子)の有無を判定する処理は終了する。
Next, the
劣化蓄電セルの有無を判定する処理が終了した後、劣化蓄電セルであると判定された蓄電セルを含んだ蓄電モジュール60は、バンク4から取り外される。例えば、蓄電モジュール60は、新しい蓄電モジュール60と交換されてもよい。バンク4では、取り外された蓄電モジュール60以外の複数の蓄電モジュール60が接続されてもよい。判定の対象となったバンク4では、判定の処理の後、開閉器41が閉じ、夫々の蓄電モジュール60は均衡回路71の動作を可能にし、バンク4の運用再開が可能となる。
After the process for determining the presence / absence of the deteriorated energy storage cell is completed, the
蓄電システム101に含まれる複数のバンク4の中の一部のバンク4について、劣化蓄電セルの有無の判定を行い、劣化蓄電セルの有無の判定が終了した後に、蓄電システム101に含まれる他のバンク4について劣化蓄電セルの有無の判定を行ってもよい。一度に判定が行われるバンク4の数は単数であってもよく複数であってもよい。このように、夫々のバンク4について劣化蓄電セルの有無の判定を順次的に行うことにより、蓄電システム101全体の運用を停止することなく、即ち蓄電システム101の稼働を継続しながら、蓄電システム101の予防保全を行うことができる。
For some of the
以上詳述した如く、本実施形態においては、蓄電モジュール60の通電を停止し、複数の蓄電セルの電圧の均等化を停止した状態で、蓄電セルの電圧の時間変化を取得し、電圧の時間変化に基づいて、蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かを判定する。蓄電モジュール60の通電停止と蓄電セルの電圧均等化の停止とは、遠隔操作により行われる(通信ネットワーク経由で行われる)。複数の蓄電セルの電圧の均等化を停止した状態では、劣化蓄電セルと正常な蓄電セルとで電圧の時間変化の差が大きい。このため、蓄電セルの電圧の時間変化に基づいて、従来よりも容易に蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かを判定することができ、容易に劣化蓄電セルを検出することができる。また、容易に蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かを判定できるので、従来の方法で劣化蓄電セルであると判定されていた蓄電セルよりも劣化の度合いが小さい蓄電セルについても、劣化蓄電セルであることを判定できる。従って、従来よりも早期に、劣化蓄電セルを検出することができる。劣化蓄電セルを早期に検出できるので、蓄電システム101の性能が著しく低下する前に、劣化蓄電セルを取り除くことが可能となり、バンク4又は蓄電システム101を停止する時間を短くすることが可能となる。
As described above in detail, in the present embodiment, the energization of the
本実施形態においては、教師あり学習を用いる学習モデル23により、蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かを判定する。蓄電セルの電圧の時間変化と、蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かを特定した結果とを教師データとすることで、蓄電セルの電圧の時間変化から蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かを判定する学習モデル23を学習させることができる。学習モデル23を利用することにより、短い期間の電圧の時間変化に基づいて、蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かを判定できるようになる。このため、蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かの判定を行うためにバンク4又は蓄電システム101を停止する時間を短くすることが可能となる。
In the present embodiment, it is determined by the
(実施形態2)
本実施形態においては、蓄電セルの動作履歴を用いて、蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かの判定を行う。図9は、実施形態2に係る電池管理装置50及び管理装置Mの機能構成例を示すブロック図である。制御基板70は、電流取得部78及び温度取得部79を更に含んでいる。電流取得部78は、蓄電モジュール60に含まれる複数の蓄電セルに直列に流れる電流を逐次取得する。温度取得部79は、温度センサを用いて、蓄電モジュール60内の一又は複数の箇所での温度を逐次取得する。同様に、電圧取得部74は、夫々の蓄電セルの電圧を逐次取得する。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, it is determined whether or not the power storage cell is a deteriorated power storage cell using the operation history of the power storage cell. FIG. 9 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the
蓄電モジュール60の動作中に、制御部75は、電圧取得部74が取得した電圧、電流取得部78が取得した電流、及び温度取得部79が取得した温度を示す情報を、通信部77に電池管理装置50へ逐次送信させる。電圧、電流及び温度を示す情報は、電池管理装置50、管理装置M、通信デバイス1及び通信ネットワークNを介して、サーバ装置2へ送信される。サーバ装置2は、電圧、電流及び温度を示す情報を通信部22で受信し、制御部20は、電圧、電流及び温度を示す情報を記憶部21に記憶させる。蓄電システム101及び劣化判定システム100のその他の構成は、実施形態1と同様である。
During the operation of the
サーバ装置2では、時間の経過に従って、蓄電セルの電圧、電流及び温度を示す情報が順次受信され、記憶される。電圧、電流及び温度を示す情報は、夫々の蓄電セルについて記憶される。このようにして、蓄電セルの動作履歴が取得される。
The
複数の蓄電セルの夫々について電圧の時間変化と動作履歴と当該蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かを特定した結果とを対応付けた教師データが、作成される。作成された教師データを用いて、学習モデル23の機械学習が行われる。蓄電セルの挙動は、蓄電セルの動作履歴に応じて異なる。例えば、充電及び放電を高頻度で繰り返した場合、蓄電セルの劣化が激しくなり、劣化蓄電セルと正常な蓄電セルとの差が大きくなる。機械学習では、劣化蓄電セルであるか否かが不明な蓄電セルの電圧の時間変化と動作履歴とに応じて、蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かを判定することができるように、学習モデル23のパラメータを調整する機械学習を行う。
For each of the plurality of power storage cells, teacher data is created in which the temporal change in voltage, the operation history, and the result of specifying whether or not the power storage cell is a deteriorated power storage cell are associated with each other. Machine learning of the
本実施形態に係る劣化判定システム100は、実施形態1と同様に、図8のフローチャートに示すように、劣化蓄電セルの有無を判定する処理を実行する。ステップS4では、制御部20は、蓄電セルの電圧の時間変化を示す情報及び蓄電セルの動作履歴を示す情報を記憶部21から読み出して学習モデル23に提供する。学習モデル23は、蓄電セルの電圧の時間変化及び動作履歴に基づいて、蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かを判定する。学習モデル23は、劣化蓄電セルと正常な蓄電セルとの電圧の時間変化及び動作履歴の違いを既に学習しているので、蓄電セルの電圧の時間変化及び動作履歴に応じて、蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かを判定することができる。
As in the first embodiment, the
以上のように、本実施形態においては、蓄電モジュール60の通電を停止し、複数の蓄電セルの電圧の均等化を停止した状態で、蓄電セルの電圧の時間変化を取得する。電圧の時間変化及び動作履歴に基づいて、学習モデル23により、蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かを判定する。動作履歴に応じて蓄電セルの挙動は異なるものの、蓄電セルの電圧の時間変化と動作履歴と、蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かを特定した結果とを教師データとすることで、蓄電セルの電圧の時間変化及び動作履歴から蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かを判定する学習モデル23を学習させることができる。学習モデル23を利用することにより、電圧の時間変化及び動作履歴に基づいて、蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かを判定することが可能である。動作履歴がどのような蓄電セルであっても、劣化蓄電セルであるか否かを容易に判定できる。従って、動作履歴の異なる多数の蓄電セルの中からでも、容易に劣化蓄電セルを検出することができる。また、実施形態1と同様に、従来よりも早期に、劣化蓄電セルを検出することができる。
As described above, in this embodiment, energization of the
(実施形態3)
本実施形態では、電池管理装置50が劣化判定装置として機能する。図10は、実施形態3に係る電池管理装置50の機能構成例を示すブロック図である。電池管理装置50は、学習モデル54及び記憶部55を更に備えている。学習モデル54は、実施形態1又は2における学習モデル23と同様の動作を行う。記憶部55は、ハードディスク又は不揮発性メモリである。本実施形態では、サーバ装置2は学習モデル23を備えていなくてもよい。蓄電システム101及び劣化判定システム100のその他の構成は、実施形態1又は2と同様である。
(Embodiment 3)
In the present embodiment, the
実施形態1又は2における学習モデル54の機械学習と同様に、学習モデル54の機械学習が行われる。機械学習は、電池管理装置50で行われてもよい。代替的に、他のコンピュータで実行されてもよい。この場合、機械学習により学習済みの学習モデル23を表す学習データが作成され、作成された学習データが電池管理装置50へ入力され、電池管理装置50は、学習データを記憶部55に記憶することにより、学習済みの学習モデル54を得る。
The machine learning of the
本実施形態に係る劣化判定システム100は、実施形態1又は2と同様に、図8のフローチャートに示すように、劣化蓄電セルの有無を判定する処理を実行する。劣化判定装置としての動作を、電池管理装置50が実行する。電池管理装置50は、開閉器41を開くことにより、蓄電モジュール60の通電を停止させ(S1)、制御基板70に均衡回路71の動作を停止させることにより、複数の蓄電セルの電圧の均等化を停止する(S2)。電池管理装置50は、制御基板70から送信される情報を第1通信部52で受信し、記憶部55で記憶することにより、蓄電セルの電圧の時間変化を取得する(S3)。学習モデル54は、蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かを判定する(S4)。また、電池管理装置50は、蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かの判定結果を出力する(S5)。例えば、電池管理装置50は、判定結果を示す情報を、管理装置M、通信デバイス1及び通信ネットワークNを介してクライアント装置3へ送信する。以上で、劣化蓄電セルの有無を判定する処理は終了する。
As in the first or second embodiment, the
本実施の形態においても、実施形態1又は2と同様に、蓄電セルの電圧の時間変化に基づいて、蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かを容易に判定することが可能である。また、従来よりも早期に、劣化蓄電セルを検出することができる。劣化判定システム100において電池管理装置50に代えて、管理装置Mが劣化判定装置として機能する形態であってもよい。
Also in the present embodiment, as in the first or second embodiment, it is possible to easily determine whether or not the power storage cell is a deteriorated power storage cell based on the time change of the voltage of the power storage cell. In addition, the degraded storage cell can be detected earlier than in the past. In the
実施形態1〜3においては、学習モデルを用いて劣化蓄電セルの有無を判定する。代替的に、劣化判定システム100は、学習モデルを用いずに、劣化蓄電セルの有無を判定してもよい。この形態では、劣化判定装置は、蓄電モジュール60の通電を停止し、複数の蓄電セルの電圧の均等化を停止した状態で、蓄電セルの電圧の時間変化を取得し、電圧の時間変化に応じて蓄電セルが劣化蓄電セルであるか否かを判定する。蓄電モジュール60の通電停止と蓄電セルの電圧均等化の停止とは、遠隔操作により行われる(通信ネットワーク経由で行われる)ことが好ましい。複数の蓄電セルの電圧の均等化を停止した状態では、劣化蓄電セルと正常な蓄電セルとで電圧の時間変化の差が大きいので、学習モデルを用いずとも、劣化蓄電セルの有無を判定することは可能である。
In the first to third embodiments, the presence / absence of a degraded storage cell is determined using a learning model. Alternatively, the
実施形態1〜3においては、均衡回路71を用いて複数の蓄電セルの電圧の均等化を行う。代替的に、制御基板70は、均衡回路71を用いる方法以外の方法で電圧の均等化を行ってもよい。例えば、制御基板70は、電圧の高い蓄電セルを放電させ、電圧の低い蓄電セルを充電させることによって、電圧の均等化を行ってもよい。実施形態1〜3においては、劣化蓄電素子であるか否かの判定を行う対象の蓄電素子が蓄電セルである。代替的に、劣化判定システム100は、蓄電モジュール60を、判定の対象の蓄電素子とし、バンク4を蓄電素子ユニットとしてもよい。実施形態1〜3においては、蓄電システム101は複数のバンク4を備える。代替的に、蓄電システム101は単数のバンク4から構成されていてもよい。
In the first to third embodiments, the
以上のように、劣化判定方法は、複数の蓄電素子を含む蓄電素子ユニットの通電を停止し、前記複数の蓄電素子の電圧の均等化を停止し、前記複数の蓄電素子の電圧の時間変化を取得し、取得した電圧の時間変化に基づいて、劣化の進行が速い劣化蓄電素子の有無を判定する。劣化判定方法は、コンピュータプログラムによって実施されてもよい。コンピュータプログラムは、コンピュータに、複数の蓄電素子を含む蓄電素子ユニットの通電を停止する処理と、前記複数の蓄電素子の電圧の均等化を停止する処理と、前記複数の蓄電素子の電圧の時間変化を取得する処理と、取得した電圧の時間変化に基づいて、劣化の進行が速い劣化蓄電素子の有無を判定する処理とを実行させてもよい。 As described above, the deterioration determination method stops energization of a power storage element unit including a plurality of power storage elements, stops equalization of voltages of the plurality of power storage elements, and performs time change of voltages of the plurality of power storage elements. Based on the acquired time change of the voltage, the presence / absence of a deterioration power storage element whose deterioration progresses quickly is determined. The deterioration determination method may be implemented by a computer program. The computer program includes a process for stopping energization of a power storage element unit including a plurality of power storage elements, a process for stopping equalization of voltages of the plurality of power storage elements, and a time change in the voltages of the plurality of power storage elements. And a process of determining the presence or absence of a deteriorated power storage element that progresses rapidly based on the time change of the acquired voltage.
劣化判定方法では、教師あり学習を用いる学習モデルによって、前記複数の蓄電素子について、通電が行われず電圧の均等化が停止された状態での電圧の時間変化に基づいて、劣化蓄電素子であるか否かを判定する。この劣化判定方法は、コンピュータプログラムによって実施されてもよい。 In the deterioration determination method, whether or not the plurality of power storage elements is a deterioration power storage element based on a temporal change in voltage in a state where current is not supplied and voltage equalization is stopped by a learning model using supervised learning. Determine whether or not. This deterioration determination method may be implemented by a computer program.
劣化判定方法では、通電が行われず電圧の均等化が行われない状態での蓄電素子の電圧の時間変化と、当該蓄電素子が劣化蓄電素子であるか否かを特定した結果とを教師データとして、前記学習モデルの機械学習を行う。この劣化判定方法は、コンピュータプログラムによって実施されてもよい。 In the deterioration determination method, the change over time of the voltage of the power storage element in a state in which energization is not performed and voltage equalization is not performed, and the result of specifying whether or not the power storage element is a deteriorated power storage element are used as teacher data. Then, machine learning of the learning model is performed. This deterioration determination method may be implemented by a computer program.
劣化判定方法では、前記複数の蓄電素子の動作履歴を取得し、教師あり学習を用いる学習モデルによって、前記複数の蓄電素子について、通電が行われず電圧の均等化が停止された状態での電圧の時間変化及び前記動作履歴に基づいて、劣化蓄電素子であるか否かを判定する。この劣化判定方法は、コンピュータプログラムによって実施されてもよい。 In the deterioration determination method, the operation history of the plurality of power storage elements is obtained, and the learning model using supervised learning is used to determine the voltage of the plurality of power storage elements in a state where current is not supplied and voltage equalization is stopped. Based on the time change and the operation history, it is determined whether or not the battery is a deteriorated power storage element. This deterioration determination method may be implemented by a computer program.
劣化判定方法では、通電が行われず電圧の均等化が行われない状態での蓄電素子の電圧の時間変化と、当該蓄電素子の動作履歴と、当該蓄電素子が劣化蓄電素子であるか否かを特定した結果とを教師データとして、前記学習モデルの機械学習を行う。この劣化判定方法は、コンピュータプログラムによって実施されてもよい。 In the deterioration determination method, the temporal change of the voltage of the power storage element in a state where current is not supplied and voltage equalization is not performed, the operation history of the power storage element, and whether or not the power storage element is a deteriorated power storage element. Machine learning of the learning model is performed using the identified result as teacher data. This deterioration determination method may be implemented by a computer program.
劣化判定方法では、並列接続された複数の蓄電素子ユニットの中の一部の蓄電素子ユニットについて、劣化蓄電素子の有無を判定し、前記一部の蓄電素子ユニットについての劣化蓄電素子の有無の判定が終了した後、前記複数の蓄電素子ユニットの中の他の蓄電素子ユニットについて、劣化蓄電素子の有無を判定する。この劣化判定方法は、コンピュータプログラムによって実施されてもよい。 In the deterioration determination method, the presence / absence of a deteriorated storage element is determined for a part of a plurality of storage element units connected in parallel, and the presence / absence of a deteriorated storage element is determined for the part of the storage element units. Is completed, the presence or absence of the degraded storage element is determined for the other storage element unit among the plurality of storage element units. This deterioration determination method may be implemented by a computer program.
劣化の進行が速い劣化蓄電素子の有無を判定する劣化判定装置は、複数の蓄電素子を含む蓄電素子ユニットの通電を停止する通電停止部と、前記複数の蓄電素子の電圧の均等化を停止する均等化停止部と、前記通電停止部が前記蓄電素子ユニットの通電を停止し、前記均等化停止部が電圧の均等化を停止した状態で、前記複数の蓄電素子の電圧の時間変化を取得する取得部と、取得した電圧の時間変化に基づいて、劣化蓄電素子の有無を判定する判定部とを備える。劣化判定装置は、蓄電システム101等の蓄電素子ユニットの近傍に設けられる電池管理装置50又は制御基板70により実施されてもよい。劣化判定装置は、電池管理装置50と制御基板70とにより実施されてもよい。劣化判定装置は、蓄電素子ユニットと通信ネットワーク接続されるサーバ装置2を用いて実施されてもよい。
A degradation determination device that determines the presence or absence of a degraded storage element that rapidly progresses degradation stops an energization stop unit that stops energization of a storage element unit that includes a plurality of storage elements, and stops voltage equalization of the plurality of storage elements An equalization stop unit and the energization stop unit stop energization of the power storage element unit, and the equalization stop unit stops voltage equalization, and obtains time changes in voltages of the plurality of power storage elements. An acquisition unit and a determination unit that determines the presence or absence of a deteriorated power storage element based on a change in the acquired voltage over time. The deterioration determination device may be implemented by the
劣化判定装置では、前記判定部は、教師あり学習を用いる学習モデルによって、前記複数の蓄電素子について、通電が停止され電圧の均等化が停止された状態での電圧の時間変化に基づいて、劣化蓄電素子であるか否かを判定する。 In the deterioration determination device, the determination unit uses a learning model that uses supervised learning to determine whether the plurality of power storage elements are deteriorated based on a time change in voltage in a state where energization is stopped and voltage equalization is stopped. It is determined whether it is a power storage element.
劣化判定システムは、複数の蓄電素子を含む蓄電素子ユニットと、前記蓄電素子ユニットに通電するための電線を前記蓄電素子ユニットに対して接続及び切断する開閉器と、前記複数の蓄電素子の電圧を均等化させる均等化部と、劣化の進行が速い劣化蓄電素子の有無を判定する劣化判定装置とを備える。前記劣化判定装置は、前記均等化部の動作を停止する均等化停止部と、前記開閉器が前記蓄電素子ユニットを前記電線から切断し、前記均等化停止部が前記均等化部の動作を停止した状態で、前記複数の蓄電素子の電圧の時間変化を取得する取得部と、取得した電圧の時間変化に基づいて、劣化蓄電素子の有無を判定する判定部とを有する。 The degradation determination system includes a storage element unit including a plurality of storage elements, a switch for connecting and disconnecting an electric wire for energizing the storage element unit, and a voltage of the plurality of storage elements. An equalization unit that equalizes and a deterioration determination device that determines the presence or absence of a deteriorated power storage element that progresses rapidly are provided. The degradation determination device includes an equalization stop unit that stops the operation of the equalization unit, the switch disconnects the storage element unit from the electric wire, and the equalization stop unit stops the operation of the equalization unit. In this state, an acquisition unit that acquires temporal changes in the voltages of the plurality of power storage elements, and a determination unit that determines presence / absence of a deteriorated electrical storage element based on the acquired temporal changes in voltage.
上記構成によれば、複数の蓄電素子を含む蓄電素子ユニットの通電を停止し、複数の蓄電素子の電圧の均等化を停止した状態で、蓄電素子の電圧の時間変化を取得し、電圧の時間変化に基づいて、蓄電素子が劣化の進行の速い劣化蓄電素子であるか否かを判定する。複数の蓄電素子の電圧の均等化を停止した状態では、劣化蓄電素子と正常な蓄電素子とで電圧の時間変化の差が大きい。このため、蓄電素子の電圧の時間変化に基づいて、容易に蓄電素子が劣化蓄電セルであるか否かを判定することができる。 According to the above configuration, in a state where the energization of the power storage element unit including the plurality of power storage elements is stopped and the equalization of the voltages of the plurality of power storage elements is stopped, the time change of the voltage of the power storage elements is acquired, and the time of the voltage Based on the change, it is determined whether or not the power storage element is a deteriorated power storage element whose progress of deterioration is fast. In the state where the equalization of the voltages of the plurality of power storage elements is stopped, the difference in voltage with time is large between the deteriorated power storage element and the normal power storage element. For this reason, based on the time change of the voltage of an electrical storage element, it can be easily determined whether an electrical storage element is a degradation electrical storage cell.
上記構成によれば、教師あり学習を用いる学習モデルにより、蓄電素子が劣化蓄電素子であるか否かを判定する。蓄電素子の電圧の時間変化と、蓄電素子が劣化蓄電素子であるか否かを特定した結果とを教師データとすることで、蓄電素子の電圧の時間変化から蓄電素子が劣化蓄電素子であるか否かを判定できる学習モデルを学習させることができる。学習モデルを利用することにより、短い期間の電圧の時間変化に基づいて、蓄電素子が劣化蓄電素子であるか否かを判定することができるようになる。 According to the above configuration, whether or not the power storage element is a deteriorated power storage element is determined by a learning model using supervised learning. Whether the power storage element is a deteriorated power storage element from the time change of the voltage of the power storage element by using, as teacher data, the time change of the voltage of the power storage element and the result of specifying whether or not the power storage element is a deteriorated power storage element It is possible to learn a learning model that can determine whether or not. By using the learning model, it is possible to determine whether or not the power storage element is a deteriorated power storage element based on the time change of the voltage in a short period.
上記構成によれば、蓄電素子の電圧の時間変化及び動作履歴に基づいて、学習モデルにより、蓄電素子が劣化蓄電素子であるか否かを判定する。動作履歴に応じて蓄電素子の挙動は異なるものの、蓄電素子の電圧の時間変化と動作履歴と蓄電素子が劣化蓄電素子であるか否かを特定した結果とを教師データとすることで、蓄電素子の電圧の時間変化及び動作履歴から蓄電素子が劣化蓄電素子であるか否かを判定できる学習モデルを学習させることができる。学習モデルを利用することにより、動作履歴がどのような蓄電素子であっても、劣化蓄電素子であるか否かを容易に判定することができる。 According to the above configuration, whether or not the power storage element is a deteriorated power storage element is determined by the learning model based on the time change of the voltage of the power storage element and the operation history. Although the behavior of the power storage element varies depending on the operation history, the storage element is obtained by using the time change of the voltage of the power storage element, the operation history, and the result of specifying whether or not the power storage element is a deteriorated power storage element as teacher data. A learning model that can determine whether or not the power storage element is a deteriorated power storage element can be learned from the time change of the voltage and the operation history. By using the learning model, it is possible to easily determine whether or not the power storage element is a deteriorated power storage element regardless of the operation history.
上記構成によれば、複数の蓄電素子ユニットがある場合に、一部の蓄電素子ユニットについて劣化蓄電素子の有無の判定を行い、判定が終了した後に、他の蓄電素子ユニットについて劣化蓄電素子の有無の判定を行う。複数の蓄電素子ユニットを含んだシステムでは、システムの稼働を継続しながら、予防保全を行うことができる。 According to the above configuration, when there are a plurality of power storage element units, it is determined whether or not there are deteriorated power storage elements for some of the power storage element units, and after the determination is completed, the presence or absence of the deteriorated power storage elements for other power storage element units. Judgment is made. In a system including a plurality of power storage element units, preventive maintenance can be performed while continuing operation of the system.
本発明は上述した実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。即ち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately changed within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.
100 劣化判定システム
101 蓄電システム
2 サーバ装置
20 制御部
21 記憶部
23 学習モデル
4 バンク
41 開閉器
50 電池管理装置
60 蓄電モジュール
61a、61b、61c、61d、61e 蓄電セル
70 制御基板
71 均衡回路
74 電圧取得部
78 電流取得部
79 温度取得部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記複数の蓄電素子の電圧の均等化を停止し、
前記複数の蓄電素子の電圧の時間変化を取得し、
取得した電圧の時間変化に基づいて、劣化の進行が速い劣化蓄電素子の有無を判定する、
劣化判定方法。 Stop energization of a storage element unit including a plurality of storage elements,
Stopping equalization of voltages of the plurality of power storage elements,
Obtaining a time change in voltage of the plurality of power storage elements;
Based on the time change of the acquired voltage, determine the presence or absence of a deterioration storage element that progresses quickly.
Degradation judgment method.
請求項1に記載の劣化判定方法。 Whether or not the plurality of power storage elements are deteriorated power storage elements is determined by a learning model using supervised learning based on a temporal change in voltage in a state where energization is not performed and voltage equalization is stopped. The deterioration determination method according to claim 1.
請求項2に記載の劣化判定方法。 The time variation of the voltage of the power storage element in a state where current is not supplied and voltage equalization is not performed, and the result of specifying whether or not the power storage element is a deteriorated power storage element are used as teacher data. The deterioration determination method according to claim 2, wherein machine learning is performed.
教師あり学習を用いる学習モデルによって、前記複数の蓄電素子について、通電が行われず電圧の均等化が停止された状態での電圧の時間変化及び前記動作履歴に基づいて、劣化蓄電素子であるか否かを判定する
請求項1に記載の劣化判定方法。 Obtaining an operation history of the plurality of power storage elements;
Whether or not the plurality of power storage elements are deteriorated power storage elements based on the time change of the voltage and the operation history in a state where voltage equalization is stopped with the learning model using supervised learning. The deterioration determination method according to claim 1.
請求項4に記載の劣化判定方法。 A time change of the voltage of the power storage element in a state where current is not supplied and voltage equalization is not performed, an operation history of the power storage element, and a result of specifying whether or not the power storage element is a deteriorated power storage element. The deterioration determination method according to claim 4, wherein machine learning of the learning model is performed as teacher data.
前記一部の蓄電素子ユニットについての劣化蓄電素子の有無の判定が終了した後、前記複数の蓄電素子ユニットの中の他の蓄電素子ユニットについて、劣化蓄電素子の有無を判定する
請求項1乃至5のいずれか一つに記載の劣化判定方法。 For some of the storage element units among the plurality of storage element units connected in parallel, determine the presence or absence of a deteriorated storage element,
6. After the determination of the presence / absence of deteriorated energy storage elements for the part of the energy storage element units is completed, the presence / absence of deteriorated energy storage elements is determined for other energy storage element units in the plurality of energy storage element units. The deterioration determination method according to any one of the above.
複数の蓄電素子を含む蓄電素子ユニットの通電を停止する通電停止部と、
前記複数の蓄電素子の電圧の均等化を停止する均等化停止部と、
前記通電停止部が前記蓄電素子ユニットの通電を停止し、前記均等化停止部が電圧の均等化を停止した状態で、前記複数の蓄電素子の電圧の時間変化を取得する取得部と、
取得した電圧の時間変化に基づいて、劣化蓄電素子の有無を判定する判定部と
を備える劣化判定装置。 In a deterioration determination device that determines the presence or absence of a deterioration power storage element whose deterioration progresses quickly,
An energization stop unit for stopping energization of an energy storage element unit including a plurality of energy storage elements;
An equalization stop unit for stopping equalization of voltages of the plurality of power storage elements;
An acquisition unit that acquires time changes in voltages of the plurality of power storage elements in a state where the power supply stop unit stops energization of the power storage element unit and the equalization stop unit stops voltage equalization;
A degradation determination device comprising: a determination unit configured to determine the presence or absence of a degradation power storage element based on a time change of the acquired voltage.
請求項7に記載の劣化判定装置。 Whether the determination unit is a degraded storage element based on a temporal change in voltage in a state where energization is stopped and voltage equalization is stopped for the plurality of storage elements by a learning model using supervised learning. The deterioration determination apparatus according to claim 7, wherein a determination is made whether or not.
前記蓄電素子ユニットに通電するための電線を前記蓄電素子ユニットに対して接続及び切断する開閉器と、
前記複数の蓄電素子の電圧を均等化させる均等化部と、
劣化の進行が速い劣化蓄電素子の有無を判定する劣化判定装置とを備え、
前記劣化判定装置は、
前記均等化部の動作を停止する均等化停止部と、
前記開閉器が前記蓄電素子ユニットを前記電線から切断し、前記均等化停止部が前記均等化部の動作を停止した状態で、前記複数の蓄電素子の電圧の時間変化を取得する取得部と、
取得した電圧の時間変化に基づいて、劣化蓄電素子の有無を判定する判定部と
を有する劣化判定システム。
A power storage element unit including a plurality of power storage elements;
A switch for connecting and disconnecting an electric wire for energizing the electric storage element unit to and from the electric storage element unit;
An equalizing unit for equalizing voltages of the plurality of power storage elements;
A deterioration determination device that determines the presence or absence of a deterioration power storage element that progresses rapidly;
The degradation determination device
An equalization stop unit for stopping the operation of the equalization unit;
An acquisition unit that acquires time changes in voltages of the plurality of power storage elements in a state where the switch disconnects the power storage element unit from the electric wire and the equalization stop unit stops the operation of the equalization unit;
A degradation determination system comprising: a determination unit that determines presence / absence of a deterioration power storage element based on a time change of the acquired voltage.
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