JP2022141067A - 蓄電池の情報システム及び情報提供方法 - Google Patents
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Abstract
Description
・センサーデータなどのデータの収集
・プラットフォーム10などの外部装置との間の通信
・データの分析
・データの変換
・プラットフォーム10などから送信された制御情報に基づく動作の制御
・スマートライフ(精密医療等によるヘルスケア、スマートレシートによる購買管理等
・自動走行・モビリティサービス(EV:Electric Vehicleのシェアリング等)
・ものづくり・ロボティクス(Factory Automation、スマートマニファクチャリング)
・バイオ・素材
・プラント・インフラ保安
・セキュリティ機能
・ロギング機能
・課金機能
図4は、第1実施形態の蓄電池の情報システムのネットワーク構成を示す図であり、管理装置100が提供する情報システムを各端末300が接続して利用する。
る。
a)蓄電池に関する各種情報を登録し蓄積するデータ蓄積機能、
b)登録された蓄電池に関する情報を所定の評価手法に基づいて評価する評価機能、
c)登録された各種情報や評価機能による評価結果を出力するデータ提供機能
データ蓄積機能は、蓄電池材料製造者、蓄電池製造者、蓄電池搭載デバイス事業者等がそれぞれ、蓄電池に関する情報を登録するための機能である。
・蓄電池材料情報は、電池材料データであり、材料製造者、種別(
正極材料例:コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、リン酸鉄リチウム、三元系正極材等、
負極材料例:黒鉛、ハードカーボン、チタン酸リチウム、Si系負極材、Sn系負極材、等)、平均電圧、重量毎の容量、重量毎のエネルギー情報などが含まれる。
・蓄電池製造者が登録する蓄電池の情報は、製造する蓄電池製品の電池性能データであり、電池製造者、型式(又は型番)などのヘッダー情報と、主要スペック(例えば、サイズ、容量、電圧・電流・温度範囲、電極材料系)、寿命試験条件、寿命試験評価結果、貯蔵SOC・温度、貯蔵期間などの蓄電池のステータス情報とが含まれる。つまり、蓄電池製造者側が提供する使用前の蓄電池に関する情報が登録される。
・蓄電池搭載デバイス事業者が登録する情報は、蓄電池が搭載されたデバイスにおける実際の蓄電池の使用履歴及び当該使用履歴に基づく蓄電池の評価情報である。例えば、使用した蓄電池の蓄電池製造者及び型式、蓄電地搭載デバイス事業者の管理情報である、蓄電池モジュール構造・型式、電池パック構成・型式、蓄電池ID情報(識別情報)、蓄電池LotNo、製造日、デバイス型式(例えば、EV型式)のデバイス情報などのヘッダー情報と含む。また、このヘッダー情報に紐付く使用履歴として、デバイス運用条件(SOH(デバイスでの自己診断によるもの)、温度履歴、電流履歴、電圧履歴など)、運用期間、充電回数、急速充電回数、走行距離、V2X(Vehicle to X)回数、交換履歴(例えば、バッテリーケースの交換ログ)、蓄電池搭載デバイス事業者による診断結果(例えば、内部状態推定結果としての、正極量・負極量・運用窓シフト容量・電池容量・内部抵抗値、SOHなど)、組電池情報(例えば、各電池セル・モジュール劣化バラつき、電池セル・モジュールバランスなど)が含まれる。
蓄電池は、充放電(使用)により劣化し、内部状態(電池劣化状態)が変化する。このような蓄電池の内部状態の変化(電池劣化挙動)を把握し、そのときの状態に応じた充放電電力の入出力制御が行われる。また、電池劣化挙動を把握することで、電池残存寿命を推定することができるので、蓄電池が搭載されたデバイスにおける実際の蓄電池の使用履歴に基づく蓄電池の評価は、重要である。
データ提供機能は、検索機能及びデータ出力機能を含み、管理装置100の制御装置130のデータ提供部131により実現される。
図6は、管理装置100によって構築される情報流通プラットフォームの概略説明図である。図6に示すように、蓄電池運用データ・評価データの利用プラットフォームが提供され、価値あるデータの流通環境を構築することができる。
・目的:電池メーカーによる電池残存寿命推定用の電池劣化挙動データの提供
・データ内容:電池劣化試験内容と本プラットフォームの診断機能による内部状態推定結果
・本プラットフォームの機能:蓄電池製造者は、寿命試験条件と充電データ(試験結果である測定値)のアップロードを行うと、電池寿命試験における電池劣化過程の各種データに基づいて、評価機能が、充電曲線解析による内部状態推定結果を生成する。蓄電池搭載デバイス事業者は、内部状態推定結果を得ることができる。
・メリット:電池劣化挙動データの取得には年単位の期間および試験装置・費用が必要となるが、電池メーカーが電池開発時に実施する寿命試験結果データとプラットフォームが提供する解析データである内部状態推定結果を併せて提供することで、蓄電池搭載デバイス事業者は、電池評価コスト・期間を圧縮できる。
・目的:電池メーカーまたは電池搭載デバイス事業者が、各種電池材料を用いた電池の試作/シミュレーションを行い、各用途における電池材料変更の効果量を見積もる。
・データ内容:蓄電池材料情報、各種電池搭載デバイスの情報(電池部のサイズ・形状、消費電力など)
・本プラットフォームの機能:各種電池材料を用いた電池の性能を計算し、各種電池搭載デバイスに搭載可能な電池容量、駆動時間・走行距離などの簡易試算を行う。
・メリット:電池材料の変更による電池および電池搭載機器での性能向上ポテンシャルを迅速に評価できる。
・目的:蓄電池製造者が、実製品における電池劣化情報を内部状態ベースで把握し、電池開発に向けた知見の獲得、問題発生の早期検出(早期劣化・安全性低下etc.)を図る。
・検索画面:電池/デバイス情報、電池型式/EV型式、電池製造日などを指定する。また、デバイス運用情報として、運用期間、走行距離、充電・急速充電回数の範囲、電池劣化量(SOH、内部状態各パラメータの範囲)を指定する。
・検索結果:検出された電池パック(デバイス)のリスト、グラフ(電池容量・内部状態量vs.運用期間/走行距離/充電回数など)、個別デバイスの時系列プロット
・目的:デバイスに搭載された電池情報及び、実使用下による電池残存寿命推定用の電池劣化挙動データの提供
・データ内容:デバイス運用情報と本プラットフォームの診断機能による内部状態推定結果
・プラットフォーム機能:デバイス運用条件と充電データ(実使用に基づく測定値)のアップロードを行うと、デバイス運用における電池劣化過程の充電曲線解析による内部状態推定結果を生成する。
・メリット:蓄電池搭載デバイス事業者にとっては、当該電池が搭載されたデバイスによる推算SOH値は基準が不明確で精度が低く、安全性低下の検出もできない。また、実際のデバイス内での電池全劣化過程のデータの取得も難しい。そこで、使用履歴に基づく電池運用データとプラットフォーム診断機能による内部状態推定結果を併せて提供することで、デバイスに搭載された電池の劣化挙動、劣化予測の把握が可能となる。
・目的:蓄電池搭載デバイス事業者が、電池劣化情報を内部状態ベースで把握し、デバイス開発に向けた知見の獲得、使用中デバイスの残存寿命予測の精度向上を図る。
・検索画面:電池/デバイス情報,電池型式、登録日などを指定する。また、蓄電池の寿命試験情報(試験種類、試験期間、サイクル回数の範囲)、電池劣化量(SOH、内部状態各パラメータの範囲)などを指定する。
・検索結果:検出された蓄電池の試験データのリスト、グラフ(電池容量・内部状態量vs.試験期間/サイクルなど)
本プラットフォームをA社、B社、C社の各事業者が利用し、各事業者が「異業種」の場合。例えば、A社:電池メーカー,B社:自動車メーカー,C社:保険会社又は中古車事業者。
プラットフォームが提供する「電池劣化状態」を取得することができる。このため、各メーカーの電池を比較検証することができる。
本プラットフォームをA社、B社、C社が利用し、各事業者が「同業種」の場合。例えば、A社、B社、C社がVPP(バーチャルパワープラント)事業者。
2 サイバー世界(Cyber)
10 プラットフォーム
11 記憶部
12 分析部
13 操作部
20 エッジ端末
21 制御部
30 サービス提供装置
31 サービス部
32 ビジネス部
33 SoS部
40 共通サービス
51 情報処理システム
52 外部システム
10b プラットフォーム
20b エッジ端末
30b エンタープライズサービス
40b コモンサービス
52b アザー・ドメイン
100 管理装置
110 制御装置
111 事業者登録部
112 情報登録部
113 データ蓄積制御部
120 制御装置
121 評価手法選択部
122 評価処理部
123 証明情報発行部
130 制御装置
131 データ提供部
140 記憶装置
141 事業者情報
142 事業者別蓄電池性能情報
143 事業者別使用実績情報
144 評価情報
150 通信装置
300 事業者端末
Claims (9)
- 蓄電池に関する各種情報をやり取りする情報システムであって、
製造された蓄電池に関する情報の登録を受け付ける手段と、
蓄電池搭載デバイスによって収集され蓄電池使用期間の各時点における電池状態情報を含む蓄電池の使用履歴の登録を受け付ける手段と、
前記蓄電池に関する情報及び前記使用履歴をそれぞれ蓄積する手段と、
登録された前記蓄電池に関する情報及び/又は前記使用履歴を用いて、所定の評価手法による内部状態推定結果を生成する手段と、
前記内部状態推定結果を、プラットフォーム統一評価情報として前記受け付けられた各種情報と紐付けて蓄積する手段と、
登録された前記蓄電池に関する情報及びそれに紐付く前記プラットフォーム統一評価情報、又は登録された前記使用履歴及びそれに紐付く前記プラットフォーム統一評価情報を提供する手段と、
を有する情報システム。 - 前記所定の評価手法とこの評価手法に基づき前記情報システムで評価した評価情報であることを証明する証明情報発行部を備える、請求項1に記載の情報システム。
- 前記所定の評価手法を選択する評価手法選択部をさらに備え、
前記内部状態推定結果を生成する手段は、前記評価手法選択部に登録された複数の各評価手法それぞれの前記各内部状態推定結果を生成可能に制御するとともに、
前記プラットフォーム統一評価情報を提供する手段は、選択された評価手法に応じた前記プラットフォーム統一評価情報を提供する、請求項1又は請求項2に記載の情報システム。 - 前記蓄電池に関する情報は、蓄電池の所定の寿命試験による電池劣化挙動データを含み、
前記使用履歴は、デバイスに搭載された蓄電池の実使用における電池劣化挙動データを含み、
前記内部状態推定結果を生成する手段は、
予め設定された蓄電池内に含まれる複数の活物質の充電量と充電電圧との関係に基づき、前記各電池劣化挙動データを入力情報として、前記内部状態推定結果を生成する評価処理を行う、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の情報システム。 - 前記提供する手段は、
端末に、所定の検索画面を提供し、前記検索画面に入力された検索条件を用いて該当する前記蓄電池に関する情報を抽出する検索機能を備え、
前記検索機能による検索結果に対し、抽出された前記蓄電池に関する情報及びそれに紐付く前記プラットフォーム統一評価情報を、前記端末に送信する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の情報システム。 - 前記提供する手段は、
端末に、所定の検索画面を提供し、前記検索画面に入力された検索条件を用いて該当する前記使用履歴を抽出する検索機能を備え、
前記検索機能による検索結果に対し、抽出された前記使用履歴及びそれに紐付く前記プラットフォーム統一評価情報を、前記端末に送信する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の情報システム。 - 前記蓄電池に関する情報には、蓄電池製品の電池性能情報、蓄電池の材料情報を含む、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の情報システム。
- 蓄電池に関する各種情報をやり取りするためのコンピュータによって実行されるプログラムであって、前記コンピュータに、
製造された蓄電池に関する情報の登録を受け付ける第1機能と、
蓄電池搭載デバイスによって収集され、蓄電池使用期間の各時点における電池状態情報を含む蓄電池の使用履歴の登録を受け付ける第2機能と、
前記蓄電池に関する情報及び前記使用履歴をそれぞれ蓄積する第3機能と、
登録された前記蓄電池に関する情報及び/又は前記使用履歴を用いて、所定の評価手法による内部状態推定結果を生成する第4機能と、
前記内部状態推定結果を、プラットフォーム統一評価情報として前記受け付けられた各種情報と紐付けて蓄積する第5機能と、
登録された前記蓄電池に関する情報及びそれに紐付く前記プラットフォーム統一評価情報、又は登録された前記使用履歴及びそれに紐付く前記プラットフォーム統一評価情報を提供する第6機能と、
を実現させるためのプログラム。 - 蓄電池に関する各種情報をやり取りする情報提供方法であって、
製造された蓄電池に関する情報の登録を受け付けるステップと、
蓄電池搭載デバイスによって収集され、蓄電池使用期間の各時点における電池状態情報を含む蓄電池の使用履歴の登録を受け付けるステップと、
前記蓄電池に関する情報及び前記使用履歴をそれぞれ蓄積するステップと、
登録された前記蓄電池に関する情報及び/又は前記使用履歴を用いて、所定の評価手法による内部状態推定結果を生成するステップと、
前記内部状態推定結果を、プラットフォーム統一評価情報として前記受け付けられた各種情報と紐付けて蓄積するステップと、
登録された前記蓄電池に関する情報及びそれに紐付く前記プラットフォーム統一評価情報、又は登録された前記使用履歴及びそれに紐付く前記プラットフォーム統一評価情報を提供するステップと、
を含む情報提供方法。
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