JP2021519436A - バッテリ選択のためのシステム及び方法、長寿命性予測器、車両、バッテリ選択器 - Google Patents

バッテリ選択のためのシステム及び方法、長寿命性予測器、車両、バッテリ選択器 Download PDF

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Abstract

開示されているのは、負荷プロファイルを定義する複数の負荷を有するシステムを有する車両システムと、負荷プロファイルを満たすことができる1つ又は複数のバッテリを含む妥当なバッテリと、妥当なバッテリから選択された一体型バッテリであって、他のバッテリと比較した長寿命性のために選択された一体型バッテリと、を含み、妥当なバッテリが車両内に設けられている車両である。さらに開示されているのは、バッテリの長寿命性予測器であって、複数のバッテリ因子と、複数の電気的負荷因子と、複数のサイクリング又はクランクデータと、出力と、を含み、出力が、複数のバッテリ因子、複数の車両負荷、及び、複数のサイクリング又はクランクデータに基づくバッテリの長寿命性予測器を含む、バッテリの長寿命性予測器である。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2018年4月20日付の米国仮特許出願第62/660,613号明細書の利益を主張し、その内容全体が参照によって本明細書に援用される。
本出願は、バッテリの分野に関し、より詳細には、自動車バッテリに関する。
バッテリの性能要件は、車両技術の進化とともに変化してきた。以前は、バッテリは、クランキング及び比較的限られた車両内部の電気的機能(すなわち、ラジオ、空気調節、照明、等々)をサポートしてきたかもしれないが、バッテリ要件は時が経つにつれ変わってきている。
例えば、昨今の車両の多くは、(例えば、停止信号で)車両が静止している/停止しているときに、エンジンを遮断する技術を装備している。この特徴は、「スタートストップ技術」として知られており、燃料の消費及び無駄な排出を減らすことを目的としている。ハイブリッド車両では、エンジンもまた遮断され、これにより、この性能を無効にしないと、スタートストップ機能が完全に組み込まれる場合がある。通常、車両は、スタートストップ事象の間にエンジンが切られている間にも、内部の機能(空気調節/暖房、ラジオ、等々)を供給し続けることになる。ブレーキの解除が開始されるか、又はクラッチの締結が開始されると、エンジンが再開される。
さらに、高度なシステム及び機能性がますます一般的になるにつれて、より高度であり、且つ、多くの場合セーフティクリティカルである負荷に対して、バッテリに依存する可能性が高くなる。例えば、レーンアシスト、及び自律度を高めた操舵技術には、車両内の操舵モジュールに一定した動力を供給する車両システムが必要な場合がある。
これらの進化する機能性、及び他の進化する機能性は、バッテリに対する重い負担を生み出す場合がある。これらの機能性をサポートするには、他のバッテリとは異なるバッテリの方が適している場合がある。さらに、これらの機能性及びその結果生じる重い負担は、車両内のバッテリの予想寿命を変える一因となる場合がある。言いかえれば、これらの機能性をサポートすると、電池寿命に影響を及ぼす場合がある。
現行のシステムは、電池寿命を十分に予測しない場合がある。現行のシステムは、同様に、適切なバッテリを正しく識別することにおいて不十分な場合がある。
それに応じて、バッテリを選択するための改良されたシステムを開示する。システム及び方法は、特定のやり方で、特定の環境において使用される特定の車両にとっての最良のバッテリを評価し、推奨を提供してもよい。言いかえれば、本開示は、意図される使用ケースに基づくだけでなく車両の環境因子にも基づいて、バッテリ推奨を提供してもよい。この推奨は、様々な実施形態において、正しいバッテリを選択するための選択基準がその時すぐ使える状態になっているモデルによって出力される定量的データによって、裏付けされることになる。システムは、新車(OEM設定)で使用してもよいし、又は中古車で(例えば、交換用バッテリで)使用してもよい。加えて、システムは、1台の車両だけで使用してもよいし、又は車両のグループ、例えば、ジップコードViO(Vehicle in Operation:運行中車両)分析(IAMの場合)、若しくは「すべてのSUV」(OEの場合)で使用してもよい。システムは、保証目的のための予測及び性能特性の向上を可能にし得る。システムはまた、例えば、一連のバッテリ技術、製品ライン(例えば、製造業者、工場を含む)、及びグループサイズの間で、バッテリ性能の比較も可能にし得る。システムはまた、種々の使用ケース、及び制御戦略(OEが交流発電機及びバッテリを管理するやり方)ケース、並びにそれらが特定のバッテリの寿命に及ぼす効果(例えば、典型的な中流米国人の母親の場合、巡回セールスマンの場合、オフロードの運転者の場合)を提供できる場合もある。特定のバッテリの寿命は、様々な実施形態において、他のバッテリの寿命に関係して与えられる場合がある。
様々な実施形態に従って開示されているのは、バッテリの長寿命性予測器であって、複数のバッテリ因子と、複数の電気的負荷因子と、複数のサイクリング又はクランクデータと、出力と、を含み、出力が、複数のバッテリ因子、複数の車両負荷、及び、複数のサイクリング又はクランクデータに基づくバッテリの長寿命性予測器を含む、バッテリの長寿命性予測器である。さらに開示されているのは、複数のバッテリ因子、複数の車両負荷、及び/又は、複数のサイクリング又はクランクデータを有するバッテリシミュレータを含む、バッテリの長寿命性予測器である。さらに開示されているのは、電気的負荷因子が運転者因子を含むバッテリの長寿命性予測器である。さらに開示されているのは、運転者因子が運転パターン及び運転状況を含むバッテリの長寿命性予測器である。さらに開示されているのは、電気的負荷因子が環境因子を含むバッテリの長寿命性予測器である。さらに開示されているのは、バッテリシミュレータが車両シミュレーション及び性能分析を含むバッテリの長寿命性予測器である。
実施形態の様々な例に従って本明細書に開示されているのは、車両であって、負荷プロファイルを定義する複数の負荷を有するシステムを有する車両システムと、負荷プロファイルを満たすことができる1つ又は複数のバッテリを含む妥当なバッテリと、妥当なバッテリから選択された一体型バッテリであって、他のバッテリと比較した長寿命性のために選択された一体型バッテリと、を含み、妥当なバッテリが車両内に設けられている車両である。さらに開示されているのは、負荷プロファイルがバッテリのサイズを含む車両システムである。さらに開示されているのは、負荷プロファイルが環境因子を含む車両システムである。さらに開示されているのは、負荷プロファイルが運転者因子を含む車両システムである。さらに開示されているのは、負荷プロファイルが車両負荷を含む車両システムである。さらに開示されているのは、経時的なアンペア時スループット、経時的な平均及びピーク電流、経時的な充電の状態、経時的な放電深度、並びに燃料経済性を含む場合がある複数の因子に関係した長寿命性が評価される車両システムである。
開示されているのは、複数のバッテリ因子と、複数の電気的負荷因子と、複数のサイクリング又はクランクデータと、出力と、を含み、出力が、複数のバッテリ因子、複数の車両負荷、及び、複数のサイクリング又はクランクデータに基づくバッテリ選択を含む、バッテリ選択器である。さらに開示されているのは、複数のバッテリ因子、複数の車両負荷、及び/又は、複数のサイクリング又はクランクデータを有するバッテリシミュレータをさらに含む、バッテリ選択器である。さらに開示されているのは、電気的負荷因子が運転者因子を含むバッテリ選択器である。さらに開示されているのは、運転者因子が運転パターン及び運転状況を含むバッテリ選択器である。さらに開示されているのは、電気的負荷因子が環境因子を含むバッテリ選択器である。さらに開示されているのは、バッテリシミュレータが車両シミュレーション及び性能分析を含むバッテリ選択器である。さらに開示されているのは、ディスプレイをさらに含み、このディスプレイがバッテリ選択を示すバッテリ選択器である。さらに開示されているのは、運転者因子がユーザ入力運転者因子を含むバッテリ選択器である。
さらなる利点及び態様は、本明細書でさらに提供される詳細から理解することができる。
実施形態の様々な例による、車両の図である。
実施形態の様々な例による、バッテリの長寿命性に影響を及ぼす複数の因子の図である。
実施形態の様々な例による、バッテリ性能に及ぼす電気的負荷の影響を判定するためのシステム及び方法を示す。
実施形態の様々な例による、本明細書のシステム及び方法とともに使用するための車両負荷シミュレータの図である。
実施形態の様々な例による、バッテリの長寿命性に影響を及ぼす場合がある電気的負荷の複数の例を示す。
実施形態の様々な例による、本明細書のシステム及び方法とともに使用するための複数の車両タイプを示す。
車両機能に関係したバッテリ選択のための、本明細書のシステム及び方法の図を示す。
実施形態の様々な例による、本明細書のシステム及び方法を使用するためのワークフローを示す。
図面は必ずしも縮尺通りではないことを理解されたい。場合によっては、本発明を理解するために必要ではない詳細、又は、他の詳細を知覚することを困難にする詳細が省略されていることがある。当然ながら、本発明は必ずしも、本明細書に図示されている特定の実施形態に限定されないことを理解されたい。
図面に目を向けると、バッテリの長寿命性を識別し、且つ/又はどのバッテリが特定の車両/運転者/等々に最適となり得るかを識別するのに役立つシステム及び方法が示されている。
本開示は、(限定するものではないが、)車両環境におけるバッテリの使用に関連して理解してもよい。様々な実施形態では、バッテリは、リチウムイオン又は他の高性能バッテリである場合がある。図1は、車両103の切取図を示し、車両103との電気通信用のバッテリシステム101を有する。バッテリシステム101は、1つ又は複数のバッテリモジュール(109、111)を含む場合があるエネルギー貯蔵コンポーネント107を含んでもよい。車両103は、エンジン115と、交流発電機117と、点火システム119と、プロセッサ125及びメモリ127を有する場合がある制御モジュール123と、をさらに含んでもよい。エネルギー貯蔵コンポーネント107は、バス113を経由して車両の電気系統に電気的に結合させてもよい。これは、車両ディスプレイ129などの電気機器及び高度な車両機能性105を含む車両機能性への電力供給を可能にし得る。
車両の電気系統は、自動車両103などに含まれる場合がある。いくつかの実施形態では、制御システム124は、バッテリシステム101及び/又は電気機器104の動作を制御してもよい。例えば、自動車両103では、制御システム124は、バッテリ管理システム(BMS:battery management system)、及び/又は車両制御ユニット(VCU:vehicle control unit)を含んでもよい。
車両103は、環境100内で動作していると理解してもよい。さらに、操作者又は運転者102は、車両103を操作すると理解してもよい。バッテリシステム101の機能性は、(例えば、車両機能性105を含む)車両103の特徴によって影響されると理解してもよい。さらに、バッテリシステム101の機能性(車両要件のサポートなど)は、環境100、及び運転者102の挙動パターン、又は使用パターンによって影響される場合がある。
図2は、バッテリ(限定するものではないが、例えば、バッテリ109及び111)の寿命又は性能に影響を及ぼす場合がある複数の異なる例示的な非限定的因子を記載する複数の表201を示す。図2に示されるように、複数の因子が、車両の電力要件/バッテリに対する需要に影響を及ぼす可能性がある。包括的なレベルでは、これらの因子には、高い電力需要(又は一般には電力需要)203、ユーザの挙動(運転者因子)202、及び環境200が含まれる場合がある。これらの因子又はシナリオの組み合わせ(例えば、より能力の高い技術につながる、可能性のあるシナリオ)は、複数の状態237を含む場合がある。様々な実施形態では、状態237は、環境因子200だけ、ユーザの挙動(運転者)因子202だけ、環境因子200とユーザの挙動(運転者)因子202との組み合わせ、電力需要203だけ、電力需要因子203及び環境因子200の組み合わせ、ユーザの挙動202及び電力需要203の組み合わせ、又は3つすべて(電力需要203、ユーザの挙動202、及び環境200)の組み合わせを含む場合がある。
図2の下半分に目を移すと、上述した3つの因子(203、202、200)ごとに複数の影響因子233及び適用235が示されている。例えば、電力需要(様々な実施形態では、高い電力需要)203は、生産時に車両自体に組み込まれた機能性(搭載されているOE)、任意の自動車強化(AM強化)、又はその他の負荷管理戦略状況など、複数の影響因子233をさらに含む場合がある。これらの特徴は、適用235を見出す場合があり、又は、ディーゼル車両、農耕用トラック、ミニバン、高級車両、及び/又はスタート/ストップ装備車両などの特定の車両に関連する場合がある。
同じく図2に示されているように、ユーザの挙動(運転者因子)202はまた、バッテリ(やはり限定するものではないが、例えば、バッテリ109及び111)に対する需要に影響を及ぼす場合もある。これは、運転パターン、ユーザが車両にプラグを差し込んでいるいずれかのデバイス(プラグイン)、及びユーザが都市部/都市周辺部/又は農村部のどの設定で車両を運転しているか(運転者状況)、など影響因子233を含む場合がある。運転者が車両を使用する場合の適用235又は事情(限定するものではないが、例えば、影響因子の適用)は、食料品の入手(決まり切ったコース)であったり、頻繁な長距離運転(出張で各地を回る人)であったり、通学(学生)であったり、熱心な車両マニアとしてであったり、又は交通においてであったりするかもしれない。
加えて、図2はまた、車両の電気的負荷に、ひいては経時的なバッテリ性能に影響を及ぼす場合がある環境因子200(「自身がその内部で操作する環境」)の詳細も列挙している。これらの因子233は、限定するものではないが、温度(周囲温度及び車両ボンネットの下の温度の両方)、道路条件、及び車両でのバッテリの配置を含んでもよい。適用では、これには圧力、砂漠環境、南部の環境、及び、熱シールドが存在するかどうか、が含まれる場合がある。
限定するものではないが、上記で概説したような電気的負荷及びバッテリの使用法に対する様々な影響は、バッテリの長寿命性に影響を及ぼす場合がある。これらの経時的な特徴及び他の経時的な特徴は、これらの条件及び他の条件の下で、バッテリの長寿命性を理解し易くする場合がある。
図3は、バッテリの長寿命性に及ぼす影響をモデル化するシステムを図示すると理解してもよい。様々な実施形態では、システムは、車両シミュレーションコンポーネント359と、バッテリシミュレータモデル369部分及び性能分析371部分をさらに含む場合がある「現実の」電気的負荷コンポーネントと、を含んでもよい。システムは、限定するものではないが、バッテリ因子、車両負荷、及び/又は、複数のサイクリング又はクランクデータなどの、本明細書でさらに考察される因子を含むと理解してもよい。バッテリ因子505は、(例えば、図7に示されているように)アンペア時スループット(Ah)、放電深度(DOD)、充電の状態(SOC)、ピーク電流、及び燃料経済性に対するバッテリの寄与を含んでもよい。
例えば、図3では、車両ごとの予備的負荷に対する予備的洞察を得るために、車両シミュレーション359を最初に実行してもよい。車両シミュレーション359は、時間の関数として車両によって定義され得る再生電力プロファイルを含んでもよい。車両シミュレーション359は、車両負荷シミュレータ357を含んでもまたよい。車両負荷シミュレータは、付属品の使用、及び/又は車両付属品の検討を含んでもよい。車両負荷シミュレータ357は、負荷を時間及び車両状態の関数として見なしてもよい。車両シミュレーションは、車両レベル検証359をさらに含んでもよい。車両レベル検証359は変更を行う場合があり、又は車両レベル検証359によって変更される場合がある。車両レベル検証459は、平均及びピーク負荷電流を含んでもよい。
次に、シミュレート後の電気的負荷又は車両からの実際の電気的負荷を使用して、バッテリの性能及び寿命に及ぼす効果を評価してもよい。再生プロファイル355及び/又は車両負荷シミュレータ357は、車両の電力プロファイル361及び/又は状態プロファイル363に送られることがわかる。さらに、バッテリ較正365データが得られる場合がある。これらのデータは、バッテリシミュレータモデル369に送られることがわかる。バッテリシミュレータモデルは、制御戦略及び等価回路モデルを含むことがわかる。バッテリシミュレータモデル369を実行し、性能分析371を評価してもよい。バッテリ性能分析371は、バッテリアンペア時、バッテリの充電のピーク状態、放電深度、及び燃料経済性を含んでもよい。これらは、平均及びピークバッテリ電流を含む場合がある車両レベル検証359と比較してもよい。バッテリの標準的な経年変化も同様にモデル化してもよい。最後に、その条件下での新品のバッテリの予想寿命が様々な実施形態において得られる場合がある。様々な実施形態では、システム及び方法は、バッテリのサイクリング寿命を評価及び出力してもよい。
図3では、新品のバッテリの予想寿命を生成するためのバッテリシミュレータ369と性能分析371との関係を見ることができる。様々な実施形態では、システムは、バッテリの予想サイクリング寿命を予測してもよい。ここでもまた、これは既知のバッテリ経年変化モデルの組み込みを含む場合がある。
図4には、車両負荷シミュレータ357に関してさらに詳細が提供されている。様々な実施形態では、車両プロファイル381及び電気的負荷制御戦略383を組み合わせて、車両負荷シミュレータ357を生成してもよい。図4は、車両負荷シミュレータに影響を及ぼす場合があるいくつかの因子を単純化して示している。示されているように、車両プロファイル381及び電気制御戦略383は、車両負荷シミュレータ357で使用してもよい。
システム及び方法は、車両負荷の評価を得るためのシステム及び方法をさらに含む場合があり、これは、様々な実施形態では、実際の車両から読み取り値を得ることであってもよい。ここでもまた、複数のシナリオが存在し得る(車両タイプ、季節、時間)。初期データ及び/又は車両プロファイルをその時使用してもよい。次に、システムは、複数の運転シミュレーションの選択を可能にし得る。シミュレート後の負荷は、既知の車両負荷に基づいていてもよい(例えば、図5参照)。
図5は、高性能バッテリの機能性に関連したものを含めた、車両内でのバッテリの機能性及び長寿命性に影響を及ぼす場合がある種々様々の電気的負荷を示す。電気的負荷は、デバイス401として理解してもよい。車両(車両プロファイル381に同様に相関し得る車両プロファイル403)によっては、これらの電気的負荷(例えば、デバイス401)は車両機能の一部ではない場合がある。例えば、自動操縦装置は、車両1及び車両2の一部ではない場合があるが、車両3の一部である場合がある。負荷(デバイス401)の存在もまた、季節及び/又は時間(例えば、季節及び時間プロファイル405)によって決まる場合がある。例えば、エネルギー負荷管理は、すべての季節の間に車両2に存在する場合があるが、その一方、バイオメトリックスは、夜間、夏季、又は冬季に車両1又は車両2に存在するが、昼間には存在しない場合がある。
複数の異なる車両タイプ411が図6に示されている。各車両タイプは、異なる条件の下で特定のタイプのバッテリとともに使用可能(又は最適に使用可能)である場合がある。例えば、従来の内燃機関(ICE:internal combustion engine)車両は、例えば、スタートストップ機能性を有するICE車両、デュアル/補助バッテリネットワークを有する車両、ハイブリッド車両とは異なる電気要件を有する。車両によっては、例えば、複数のバッテリを有する場合があり、スタートストップだけの車両は、2つのバッテリを有する場合がある。したがって、車両プロファイル及び/又は電気的負荷制御戦略(例えば、381、383)は、車両タイプ411に基づいて変わる場合がある。
図7は、実施形態の様々な例による、本明細書の例示的なシステム及び方法501の概要、又はワークフローを示す。電気的負荷因子503の総括リポジトリが調べられ、車両などの因子に基づき特定のニーズ、ユーザ特性(運転者因子)、及び環境(環境因子)の識別が行われてもよい。加えて、バッテリタイプ及び機能性(バッテリ因子505)に関する情報、並びに(既存のバッテリの)サイクリング及び/又はクランクデータ507が、同様に提供されてもよい。様々な実施形態では、クランキングは負荷と見なしてもよい。その後、これらの入力に基づいて、様々な実施形態では、システムは、推奨されるバッテリなどの出力509を提供する場合もあれば、又は、それらの特定の条件下でのバッテリの長寿命性に関するフィードバックをユーザに提供する場合もある。
様々な実施形態では、本明細書のシステム及び方法は、1つ又は複数のソフトウエアコンポーネントと、1つ又は複数のコンピュータとを含む(例えば、各図に示されているような)1つ又は複数のアルゴリズムを含んでもよい。例えば、出力509は画面又はインタフェース上に提供されてもよく、一方、バッテリ因子505、サイクリング及び/又はクランクデータ507、並びに電気的負荷因子503は、1つ又は複数のデータベース又は分散システムで提供されてもよい。さらに、限定するものではないが、各図に提供されているような情報又は因子は、入力されるか、又はそれ以外の方法で、本明細書のシステム及び方法がアクセスするための1つ又は複数のデータベース内に提供される場合がある。例えば、1つ又は複数の非限定的な実施形態では、(限定するものではないが、357、369、371、509のような)シミュレータ及び分析コンポーネントは、ソフトウエアプログラムを含む場合があり、プロファイル(限定するものではないが、例えば、355、361、363、503、505、507)などのコンポーネントは、ある特定のデータを含む場合がある。
本明細書のシステム及び方法は、様々な設定で提供されてもよい。例えば、本明細書のシステム及び方法は、売り場で、又は、企業経営若しくは運用ツールの一部として、(限定するものではないが、在庫管理、在庫計画立案、等々などにおいて)出力509若しくはインタフェースを可能にし得る。様々な実施形態では、出力509は、ディスプレイ511を含んでもよい。様々な実施形態では、ユーザは、ある特定のデータ(ユーザ入力513)を、例えば、図7の電気的負荷因子503の一部としての運転者情報として提供する場合がある。これは、限定するものではないが、例えば、図2に見られるようなユーザの挙動(運転者因子)202、環境因子200、又は電力需要因子203などの因子を含むと理解してもよい。この情報及び他の情報は、推奨されるバッテリなどの出力509を可能にし得る。例えば、出力509は、様々な状況において画面、又はディスプレイ511であってもよい。例えば、ディスプレイ511は、(非限定的な例として、ユーザが購入するためのバッテリを推奨する)売り場で、(非限定的な例として、在庫管理のために)倉庫で、(限定するものではないが、在庫計画立案のような)企業経営の状況で、又は、(限定するものではないが、保証計画立案のような)その他の状況で、提供することが可能であろう。様々な実施形態では、ディスプレイ511は、ユーザ入力513を受け入れるためのユーザインタフェース又はさらなるメカニズムを含んでもよい。これは、例えば、ユーザ入力513のためのタッチスクリーンを有するモバイルデバイス上のディスプレイ509を含んでもよい(モバイルデバイスが提供され、適切な入力メカニズムを有する1つ又は複数のコンピュータは、概して本発明の範囲内であるとして企図されるものとする)。上記は、本明細書のシステム及び方法とともに有利に使用され得る状況及び使用ケースの非限定的な例であり、さらなる利点及び適用が当業者によって理解され得ることを理解されたい。本明細書のシステム及び方法は、限定するものではないが、アフターマーケット及びOEM設定の両方を含む様々な状況において利点をもたらすと理解されるものとする。
図8は、実施形態の様々な例による、本明細書のシステム及び方法とともに使用するための別のシステム551を示す。実施形態の様々な例による、本明細書のシステム及び方法を含む車両システムを有する車両555が見える。車両555は、複数の車両負荷559を有する場合がある。車両負荷559は、環境因子(例えば、温度及び湿度はバッテリの機能性に影響を及ぼす場合がある)の考慮だけでなく、ユーザ因子(決まりきったハイウェーの運転、等々)の考慮もまた含んでもよい。さらに、車両負荷559は、サイズ、ユーザへの影響、負荷、及びバッテリ管理システムを含んでもまたよい。負荷プロファイルは、車両負荷559を含むと理解してもよい。次に、負荷プロファイル(車両負荷559)を使用して、負荷プロファイルをサポートすることが知られ得るバッテリのグループ(妥当なバッテリ)561を選択してもよい。次に、システムは、バッテリサポート553の属性を提供する。これらの属性は、経時的なアンペア時スループット、経時的な平均及びピーク電流、並びに、経時的なSOC(充電の状態)曲線及びDOD(放電深度)曲線、を含む特定の車両負荷サポートの利点を含んでもよい。燃料経済性も同様に考慮される場合がある。様々な実施形態では、バッテリサポート属性に基づいて一体型バッテリ557として車両に組み込むために、妥当なバッテリのグループからバッテリを選択してもよい(これは、識別された負荷をサポートする能力のために選択されたバッテリと理解してもよい)。例えば、電気的負荷によっては、EFBバッテリよりもAGMバッテリに対しての方が良く適合するであろう。ある特定のバッテリは、他よりも性能特性(例えば、経時的なアンペア時スループット、経時的な平均及びピーク電流、並びに経時的なSOC(充電の状態)曲線/DOD(放電深度)曲線)を有することになる。したがって、一体型バッテリ557は、バッテリ機能性(バッテリサポート)と、車両要件/シナリオ要件(車両負荷又は負荷プロファイル)との間の適合を含む場合がある。様々な実施形態では、一体型バッテリ557は、別のバッテリよりもクランキング又はサイクリングのサポートの向上を可能にし得る。さらに、様々な実施形態では、一体型バッテリ557は、車両とともに使用するバッテリの小型化を可能にし得る。バッテリのサイズを小型化することによって、車両の重量及び性能が改善する場合がある。
さらに、本明細書のシステム及び方法は、バッテリ推奨又は長寿命性評価の向上を可能にし得る。例えば、さらなるデータ(限定するものではないが、例えば、電気的負荷因子若しくはデータ203、ユーザの挙動因子若しくはデータ202、及び/又は環境因子若しくはデータ200、等々)が収集されると、結果は、本明細書のシステム及び方法におけるそれらの使用を通じて、更新及び予測の改善につながる場合がある。加えて、本明細書のシステム及び方法は、バッテリ技術又は既知のバッテリの分野の更新に基づいて、バッテリ推奨を更新してもよい。
様々な実施形態では、バッテリ推奨を提供する選択基準は、各図に示されているような1つ又は複数のモデルからの1つ又は複数の定量的出力から生成してもよい。モデル出力は、限定するものではないが、経時的なアンペア時スループットと、経時的な平均及びピーク電流と、経時的なSOC(充電の状態)曲線/DOD(放電深度)曲線、並びに燃料経済性を含んでもよい。これは、限定するものではないが、例えば、バッテリ因子505及び/又はバッテリサポート553として相関する場合がある。
出力、並びに/又は、本明細書のシステム及び方法を用いて、複数の目的を実現し得る。すなわち、
(1)限定するものではないが、例えば、バッテリの、例えば、すべて経時的な、アンペア時スループット、平均及びピーク電力/電流、及び、SOC(充電の状態)/DOD(放電深度)に基づいた、1つ又は複数のバッテリのペアリングの実行
(2)限定するものではないが、例えば、DOD(放電深度)に基づいた、1つ又は複数のバッテリの、保証及び残寿命予想
(3)推奨されるバッテリのペアリングが、様々な技術、グループサイズ、及び使用ケースの間で比較されたこれらの出力及び他の出力に基づいて選択され得る。
本明細書のシステム及び方法は、バッテリと、バッテリ使用法(本明細書に開示されるような車両、ユーザの挙動及び環境を含む使用ケース、等々)との間の適合の改善を有利に可能にし得る。これにより、OEM及びアフターマーケットシナリオの両方において、適切なバッテリを選択するための利点がもたらされる場合がある。
様々な実施形態では、開示されているシステム及び方法は、意図される使用ケース、電気的負荷に基づくだけでなく、車両の環境因子にも基づいて、バッテリ推奨を提供してもよい。したがって、この推奨は、最適なバッテリを選択したり、バッテリの長寿命性を識別したりするための選択基準がその時すぐに使える状態であり得るモデルによって出力される定量的データによって、有利に裏付けられる場合がある。システムは、新品車両(OEM設定)で使用してもよいし、又は中古車両で(例えば、交換用バッテリで)使用してもよい。加えて、開示されているシステム及び方法は、1台の車両だけで使用してもよいし、又は車両のグループ、例えば、ジップコードViO(Vehicle in Operation:運行中車両)分析(IAMの場合)、若しくは「すべてのSUV」(OEの場合)で使用してもよい。
本明細書のシステム及び方法は、保証目的のためのバッテリの長寿命性の予測及びバッテリ性能特性の改善を可能にし得る。システムはまた、例えば、一連のバッテリ技術、製品ライン(例えば、製造業者、工場を含む)、及びグループサイズの間で、バッテリ性能の比較も可能にし得る。システムはまた、種々の使用ケース及び制御戦略(限定するものではないが、例えば、交流発電機及びバッテリの車両管理)ケース、並びにそれらが特定のバッテリの寿命に及ぼす効果全体にわたって(例えば、典型的な中流米国人の母親の場合、巡回セールスマンの場合、オフロードの運転者の場合といった使用ケース又は運転者の挙動全体にわたって)、バッテリ推奨及びバッテリの長寿命性予測を提供できる場合がある。
言いかえれば、本明細書に開示されているシステム及び方法は、複数の出力を有する場合がある。ある出力は、所与のバッテリ特性及び状況の要件(例えば、車両、環境、操作者、等々)から、特定のバッテリを推奨する場合がある。別の出力は、(限定するものではないが、例えば、保証目的のために)推奨されるバッテリの耐用年数を予測する場合がある。最後に、本明細書のシステム及び方法を使用して、車両内の既存のバッテリの長寿命性を予測してもよい。これらの3つの使用又は出力は、非限定的な例であり、他の使用及び出力が本開示の範囲内であると理解してもよい。
本明細書における相対的な位置(例えば、「頂部」及び「底部」、又は「第1の」及び「第2の」)の言及は、単に様々な要素が各図面において方向付けされていることを識別するために使用されていることに留意されたい。特定のコンポーネントの向きは、それらが使用される用途によって大きく変わり得ることを認識されたい。
本開示の目的のために、用語「結合される(coupled)」とは、2つの部材の相互の直接的又は間接的な接合を意味する。そのような結合は、性質上静止状態であってもよいし、性質上可動であってもよい。そのような接合は、2つの部材で、若しくは2つの部材と、相互に1つの単体として一体に形成されている任意の追加の中間部材とで、又は、2つの部材で、若しくは2つの部材と、相互に付着している任意の追加の中間部材とで実現され得る。そのような接合は、性質上恒久的であってもよいし、性質上着脱可能又は取り外し可能であってもよい。
実施形態の様々な例に示されているようなシステム、方法、及びデバイスの構築及び配置は、単に例示にすぎないことに留意することもまた重要である。いくつかの実施形態のみが本開示で詳細に説明されているが、本開示を検討する当業者は、列挙されている主題の新規な教示及び利点から著しく逸脱することなく、多数の修正(例えば、様々な要素のサイズ、寸法、構造、形状及び比率、パラメータの値、取り付け構成、材料の使用、色、向き、等々の変更)が可能であることを容易に認識するであろう。例えば、一体に形成されるように示されている要素を複数の部品で構成してもよいし、又は複数の部品のように示されている要素を一体に形成してもよいし、インタフェースの動作を逆にするか、又はそれ以外の方法で変更してもよいし、構造物の長さ又は幅、及び/又は、部材若しくはコネクタ、又はシステムの他の要素を変更してもよいし、要素間で提供される調節位置の性質又は数を(例えば、係合スロットの数若しくは係合スロットのサイズ、又は係合のタイプを変更することによって)変更してもよい。任意のアルゴリズム、プロセス若しくは方法ステップの順序又はシーケンスは、代替的な実施形態に従って変更、又は再順序付けされてもよい。同様に、記載されているいくつかのアルゴリズム又は方法ステップは、省略されてもよく、且つ/又は他のステップが加えられてもよい。本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなく、実施形態の様々な例の設計、動作条件、及び配置において、他の置換、修正、変更、及び省略を行ってもよい。
本発明を上記で概説した実施形態の例に関連して説明してきたが、既知であるか、現時点で予知可能であるかどうかにかかわらず、様々な代替選択肢、修正、変更、改良、及び/又は実質的な等価物が、少なくとも当業者には明白になり得る。それに応じて、本発明の実施形態の例は、上述したように、例示的なものであって、限定的なものでないことを意図している。本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなく、様々な変更が行われてもよい。したがって、本発明は、既知の、又はこれまでに開発された代替選択肢、修正、変更、改良、及び/又は実質的な等価物をすべて包含することを意図している。
本明細書における技術的効果及び技術的問題は、例示的なものであって、限定的なものではない。本明細書で説明した実施形態は、他の技術的効果を有する場合もあり、他の技術的問題を解決し得るものであることに留意されたい。
本明細書に記載されている方法の態様は、コンピュータシステム上で実行されるソフトウェアシステム上に実装される。この目的のために、方法及びシステムは、汎用ソフトウェアパッケージ若しくは特殊用途ソフトウェアパッケージ内に、又は、これらのソフトウェアパッケージと関連付けして実装してもよい。具体的な、非限定的な例として、デバイスは、クラウドストレージデータベース及び/又はモバイルデバイスと通信状態にあるバッテリ及び/又は車両とすることが可能であろう。別の具体的な、非限定的な例として、デバイスは、クラウドストレージデータベースと通信状態にあるモバイルデバイスとすることが可能であろう。
本明細書に記載されているソフトウェアシステムは、異なるソースコードの混合を含んでもよい。本明細書のシステム又は方法は、限定するものではないが、コンピュータ上で実行可能なプログラムモジュールなどのコンピュータ実行可能命令によって、動作させてもよい。プログラムモジュールの例には、限定するものではないが、特定のタスクを実行するか、又は特定の命令を実装するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などが含まれる。ソフトウェアシステムもまた、ネットワーク内の情報の転送をサポートするように動作可能であってもよい。
説明は、特定のデバイス又はコンピュータを含む場合があるが、システム及び/又は方法は、適切な計算処理手段を有する任意の適切なデバイス(又は複数のデバイス)によって実装し得ることを理解されたい。これは、関連する命令に従ってシステムを実行する、プログラム可能な特殊用途コンピュータ又は汎用コンピュータを含んでもよい。コンピュータシステム又はポータブル電子デバイスは、埋め込み式システム、パーソナルコンピュータ、ノート型コンピュータ、サーバコンピュータ、メインフレーム、ネットワーク化されたコンピュータ、ワークステーション、ハンドヘルドコンピュータだけでなく、例えば、携帯情報端末、携帯電話、スマートフォン、タブレット型コンピュータ、モバイルスキャニングデバイスなどのような、現時点で既知の、又は将来開発されるモバイルデバイスとすることができる。限定するものではないが、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースの電子機器又はプログラム可能な電子機器、ネットワークパーソナルコンピュータ、ミニコンピュータ、スマートウォッチなどを含む、通信システムとともに使用するための他のコンピュータシステム構成もまた企図される。好ましくは、選ばれるコンピューティングシステムには、説明した通信システムの様々なシステム若しくは機能若しくは属性のうちの1つ又は複数の効率的な動作に適したプロセッサが含まれる。
システム又はシステムの一部もまた、分散型コンピューティング環境に連結される場合があり、そこで、通信ネットワークを通して連結されたリモート処理デバイスによってタスクが実行される。この目的のために、システムは、限定するものではないが、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、ワイヤレスネットワーク、及びインターネットを含むネットワーク内の複数のコンピュータに構成されるか、又はネットワーク内の複数のコンピュータに連結されてもよい。したがって、情報、内容、及びデータは、ワイヤレス手段によって、ハードワイヤ接続によって、又はそれらの組み合わせによってネットワーク若しくはシステム内で転送されてもよい。それに応じて、本明細書に記載されているデバイスは、限定するものではないが、有線チャネル、ワイヤレスチャネル、及び光ファイバチャネルを含む現時点で既知の、又は将来開発される経路に従って通信する。
実施形態の1つ又は複数の例では、データは、リモートで格納(及び用途によっては検索)されてもよいし、ユーザのデバイスの適切な記憶媒体内にローカルに格納されてもよい。データの格納は、揮発性メモリ内でも、不揮発性メモリ内でもよい。データは、読み出し専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、CD−ROM、CD−R、CD−RW、磁気テープ、フラッシュドライブだけでなく、他の光データストレージデバイスもまた含む適切なコンピュータ可読媒体内に格納されてもよい。データは、任意の適切な形式でシステムによってシステム内で格納され、伝送されてもよい。本明細書に記載の所望の機能を遂行するのに適した任意のソースコード又は他の言語の使用が許容され得る。
さらに、コンピュータ若しくは複数のコンピュータ、又はポータブル電子デバイスは、限定するものではないが、ホストされたデータベース又はクラウドベースのストレージなどの、1つ又は複数の大容量ストレージデバイスに動作可能に又は機能的に接続されてもよい。
システムは、コンピュータがアクセスし得る所望のプログラムコードを搬送又は格納するために使用し得る、任意のコンピュータ可読媒体又は複数のコンピュータ可読媒体を含む場合があるコンピュータ可読媒体を含んでもまたよい。本発明は、コンピュータ可読媒体上のコンピュータ可読コードとして具体化することもまた可能である。この目的のために、コンピュータ可読媒体は、データを格納することができる任意のデータストレージデバイスであってもよい。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読コードが分散方式で格納され、実行されるように、ネットワーク結合コンピュータシステム上に分散させることもまた可能である。

Claims (20)

  1. バッテリの長寿命性予測器であって、
    複数のバッテリ因子と、
    複数の電気的負荷因子と、
    複数のサイクリング又はクランクデータと、
    出力と、
    を含み、
    前記出力が、前記複数のバッテリ因子、複数の車両負荷、及び、前記複数のサイクリング又はクランクデータに基づくバッテリの長寿命性予測器を含む、バッテリの長寿命性予測器。
  2. 前記複数のバッテリ因子、前記複数の車両負荷、及び/又は、前記複数のサイクリング又はクランクデータを有するバッテリシミュレータをさらに含む、請求項1に記載のバッテリの長寿命性予測器。
  3. 前記電気的負荷因子が運転者因子を含む、請求項1に記載のバッテリの長寿命性予測器。
  4. 前記運転者因子が運転パターン及び運転状況を含む、請求項3に記載のバッテリの長寿命性予測器。
  5. 前記電気的負荷因子が環境因子を含む、請求項1に記載のバッテリの長寿命性予測器。
  6. 前記バッテリシミュレータが車両シミュレーション及び性能分析を含む、請求項2に記載のバッテリの長寿命性予測器。
  7. 車両であって、
    負荷プロファイルを定義する複数の負荷を有するシステムを有する車両システムと、
    前記負荷プロファイルを満たすことができる1つ又は複数のバッテリを含む妥当なバッテリと、
    前記妥当なバッテリから選択された一体型バッテリであって、他のバッテリと比較した長寿命性のために選択された前記一体型バッテリと、
    を含み、
    前記妥当なバッテリが前記車両内に設けられている車両。
  8. 前記負荷プロファイルがバッテリのサイズを含む、請求項7に記載の車両。
  9. 前記負荷プロファイルが環境因子を含む、請求項7に記載の車両。
  10. 前記負荷プロファイルが運転者因子を含む、請求項7に記載の車両。
  11. 前記負荷プロファイルが車両負荷を含む、請求項7に記載の車両。
  12. 経時的なアンペア時スループット、経時的な平均及びピーク電流、経時的な充電の状態、経時的な放電深度、並びに燃料経済性を含む場合がある複数の因子に関係した長寿命性が評価される、請求項7に記載の車両。
  13. バッテリ選択器であって、
    複数のバッテリ因子と、
    複数の電気的負荷因子と、
    複数のサイクリング又はクランクデータと、
    出力と、
    を含み、
    前記出力が、前記複数のバッテリ因子、複数の車両負荷、及び、前記複数のサイクリング又はクランクデータに基づくバッテリ選択を含む、バッテリ選択器。
  14. 前記複数のバッテリ因子、前記複数の車両負荷、及び/又は、前記複数のサイクリング又はクランクデータを有するバッテリシミュレータをさらに含む、請求項13に記載のバッテリ選択器。
  15. 前記電気的負荷因子が運転者因子を含む、請求項13に記載のバッテリ選択器。
  16. 前記運転者因子が運転パターン及び運転状況を含む、請求項15に記載のバッテリ選択器。
  17. 前記電気的負荷因子が環境因子を含む、請求項13に記載のバッテリ選択器。
  18. 前記バッテリシミュレータが車両シミュレーション及び性能分析を含む、請求項14に記載のバッテリ選択器。
  19. ディスプレイをさらに含み、前記ディスプレイが前記バッテリ選択を示す、請求項13に記載のバッテリ選択器。
  20. 前記運転者因子がユーザ入力運転者因子を含む、請求項15に記載のバッテリ選択器。
JP2020558487A 2018-04-20 2019-04-19 バッテリ選択のためのシステム及び方法、長寿命性予測器、車両、バッテリ選択器 Pending JP2021519436A (ja)

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