JP2023182404A - Battery diagnostic device, battery diagnostic method, and program - Google Patents

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Abstract

To provide a battery diagnostic device, a battery diagnostic method and a program which are able to more properly estimate the degree of deterioration of a battery.SOLUTION: The battery diagnostic device comprises: a storage part that stores over-voltage estimation information for estimating over-voltage of a battery on the basis of a variable indicating the discharge condition of the battery, and theoretical value information for giving a theoretical value of the over-voltage to the variable; and an estimation part that derives an estimated value and a theoretical value of the over-voltage corresponding to a designated variable on the basis of the over-voltage estimation information and the theoretical value information, and on the basis of the estimated value and the theoretical value thus derived, estimates a degree of deterioration of the battery corresponding to the designated variable.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電池診断装置、電池診断方法、およびプログラムに関する。 The present invention relates to a battery diagnostic device, a battery diagnostic method, and a program.

従来、電池の劣化度合いを認識するために電池のSOH(State Of Health)を推定することが行われている。このようなSOHの推定方法として、例えば、市場に投入された車両から取得されるFCDデータ(Floating Car Data)を用いた機械学習により各種変数と劣化度合いとの関係性を学習し、この学習済みモデルをもとにSOHを推定する方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, the SOH (State of Health) of a battery has been estimated in order to recognize the degree of deterioration of the battery. As a method for estimating such SOH, for example, the relationship between various variables and the degree of deterioration is learned by machine learning using FCD data (Floating Car Data) obtained from vehicles introduced into the market, and this learned A method of estimating SOH based on a model has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開2021-124419号公報JP 2021-124419 Publication

しかしながら、上記の技術では、電気化学的要因によりSOHを適切に推定することができない場合があった。 However, with the above techniques, SOH may not be estimated appropriately due to electrochemical factors.

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、電池の劣化度合いをより適切に推定することができる電池診断装置、電池診断方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and one of the objects is to provide a battery diagnostic device, a battery diagnostic method, and a program that can more appropriately estimate the degree of battery deterioration. do.

この発明に係る電池診断装置、電池診断方法、およびプログラムは、以下の構成を採用した。 The battery diagnostic device, battery diagnostic method, and program according to the present invention employ the following configuration.

(1):この発明の一態様に係る電池診断装置は、電池の放電条件を表す変数をもとに前記電池の過電圧を推定するための過電圧推定情報と、前記変数に対して前記過電圧の理論値を与える理論値情報とを記憶する記憶部と、指定された変数に対応する前記過電圧の推定値および理論値を前記過電圧推定情報および前記理論値情報に基づいて導出し、導出した前記推定値および前記理論値に基づいて、前記指定された変数に対応する電池の劣化度を推定する推定部と、を備える。 (1): A battery diagnostic device according to one aspect of the present invention includes overvoltage estimation information for estimating the overvoltage of the battery based on variables representing discharge conditions of the battery, and a theory of the overvoltage for the variable. a storage unit that stores theoretical value information that provides a value; and a storage unit that derives an estimated value and a theoretical value of the overvoltage corresponding to a specified variable based on the overvoltage estimation information and the theoretical value information, and the derived estimated value. and an estimation unit that estimates the degree of deterioration of the battery corresponding to the designated variable based on the theoretical value.

(2):上記(1)の態様において、前記推定部は、前記推定値および前記理論値の誤差と前記変数との関係を示す誤差推定情報を取得し、取得した前記誤差推定情報に基づいて電池の劣化度を推定するものである。 (2): In the aspect of (1) above, the estimating unit acquires error estimation information indicating a relationship between the error of the estimated value and the theoretical value and the variable, and based on the acquired error estimation information, This is to estimate the degree of battery deterioration.

(3):上記(1)または(2)の態様において、前記推定部は、電池の過電圧の推定について前記変数の値が入力された場合、前記誤差推定情報をもとに、前記変数の値での電池の過電圧について前記推定値が有する誤差の範囲を出力するものである。 (3): In the aspect of (1) or (2) above, when the value of the variable is input for estimation of battery overvoltage, the estimating unit calculates the value of the variable based on the error estimation information. This outputs the error range of the estimated value regarding the battery overvoltage.

(4):上記(1)から(3)のいずれかの態様において、前記変数は、前記電池が使用された環境の温度、前記電池を使用された際の電流、または、前記電池が使用された時間を含むものである。 (4): In any of the aspects (1) to (3) above, the variable is the temperature of the environment where the battery is used, the current when the battery is used, or the temperature at which the battery is used. This includes the time spent.

(5):上記(1)から(4)のいずれかの態様において、前記推定部は、前記変数の種類に応じて異なる理論式を選択し、選択した理論式を用いて前記理論値を算出するものである。 (5): In any of the aspects (1) to (4) above, the estimation unit selects a different theoretical formula depending on the type of the variable, and calculates the theoretical value using the selected theoretical formula. It is something to do.

(6):上記(1)から(5)の態様において、前記推定部は、複数の種類の前記変数が与えられた場合、前記誤差を複数の前記変数ごとに算出し、電池の劣化度として前記変数ごとの過電圧の誤差の積算値を取得するものである。 (6): In the aspects (1) to (5) above, when a plurality of types of the variables are given, the estimation unit calculates the error for each of the plurality of variables, and calculates the error as the degree of deterioration of the battery. The integrated value of the overvoltage error for each variable is obtained.

(7):この発明の一態様に係る電池診断方法は、コンピュータが、電池の放電条件を表す変数をもとに前記電池の過電圧の推定するための過電圧推定情報と、前記変数に対して前記過電圧の理論値を与える理論値情報とをもとに、指定された変数に対応する前記過電圧の推定値および理論値を導出し、導出した前記推定値および前記理論値に基づいて、前記指定された変数に対応する電池の劣化度を推定するものである。 (7): The battery diagnosis method according to one aspect of the present invention includes overvoltage estimation information for estimating overvoltage of the battery based on variables representing discharge conditions of the battery, and Based on the theoretical value information giving the theoretical value of the overvoltage, the estimated value and the theoretical value of the overvoltage corresponding to the specified variable are derived, and based on the derived estimated value and the theoretical value, the specified This method estimates the degree of battery deterioration corresponding to the determined variables.

(8):この発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータに、電池の放電条件を表す変数をもとに前記電池の過電圧の推定するための過電圧推定情報と、前記変数に対して前記過電圧の理論値を与える理論値情報とをもとに、指定された変数に対応する前記過電圧の推定値および理論値を導出させ、導出された前記推定値および前記理論値に基づいて、前記指定された変数に対応する電池の劣化度を推定させるものである。 (8): The program according to one aspect of the present invention provides a computer with overvoltage estimation information for estimating the overvoltage of the battery based on variables representing discharge conditions of the battery, and overvoltage estimation information for estimating the overvoltage of the battery based on the variables representing the discharge conditions of the battery. Based on the theoretical value information giving the theoretical value, the estimated value and the theoretical value of the overvoltage corresponding to the specified variable are derived, and based on the derived estimated value and the theoretical value, the specified This is to estimate the degree of deterioration of the battery corresponding to the variable.

(1)~(8)の態様によれば、電池の放電条件を表す変数をもとに前記電池の過電圧の推定するための過電圧推定情報と、前記変数に対して前記過電圧の理論値を与える理論値情報とをもとに、指定された変数に対応する前記過電圧の推定値および理論値を導出し、導出した前記推定値および前記理論値に基づいて、前記指定された変数に対応する電池の劣化度を推定することにより、電池の劣化度合いをより適切に推定することができる電池診断装置、電池診断方法、およびプログラムを提供することができる。 According to aspects (1) to (8), overvoltage estimation information is provided for estimating the overvoltage of the battery based on variables representing discharge conditions of the battery, and a theoretical value of the overvoltage is provided for the variable. The estimated value and theoretical value of the overvoltage corresponding to the specified variable are derived based on the theoretical value information, and the battery corresponding to the specified variable is calculated based on the derived estimated value and the theoretical value. By estimating the degree of deterioration of the battery, it is possible to provide a battery diagnosis device, a battery diagnosis method, and a program that can more appropriately estimate the degree of deterioration of the battery.

バッテリ診断システム1の構成の概略を示す図である。1 is a diagram schematically showing the configuration of a battery diagnostic system 1. FIG. バッテリ診断装置100が適用される車両10の構成の一例を示す図である。1 is a diagram showing an example of the configuration of a vehicle 10 to which a battery diagnostic device 100 is applied. バッテリ診断装置100の構成の一例を示す図である。1 is a diagram showing an example of the configuration of a battery diagnostic device 100. FIG. 理論式の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a theoretical formula. 過電圧の誤差モデルを生成する処理(前処理)の流れの一例を示すフローチャートである。2 is a flowchart illustrating an example of a process (preprocessing) for generating an overvoltage error model. 過電圧の誤差モデルを生成する方法の概略を示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a method for generating an overvoltage error model. 過電圧の誤差モデルを用いて過電圧の推定値について誤差範囲を推定する処理(過電圧推定処理)の流れの一例を示すフローチャートである。12 is a flowchart illustrating an example of a process of estimating an error range for an estimated value of overvoltage using an overvoltage error model (overvoltage estimation process). 過電圧の推定値について誤差範囲を推定する方法の概略を示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a method for estimating an error range for an estimated value of overvoltage.

以下、図面を参照し、本発明の電池診断装置、電池診断方法、およびプログラムの実施形態について説明する。以下では、電池診断装置が診断する対象の電池が、バッテリセルを集積したバッテリである場合について説明するが、これに限定されない。電池は、個々のバッテリセルであってもよい。また、以下では、電池が車両の電源として用いられる場合について説明するが、これに限定されない。電池は、その使用時の情報が取得できるものであれば、任意の電動機器に用いられるものであってよい。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a battery diagnostic device, a battery diagnostic method, and a program of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, a case will be described in which the battery to be diagnosed by the battery diagnostic device is a battery in which battery cells are integrated, but the present invention is not limited to this. The battery may be an individual battery cell. Furthermore, although a case will be described below in which a battery is used as a power source for a vehicle, the present invention is not limited thereto. The battery may be used in any electric device as long as information on its use can be obtained.

図1は、バッテリ診断システム1の構成の概略を示す図である。バッテリ診断システム1は、複数の車両10から取得されるバッテリの使用状況に関する情報(以下「バッテリ情報」という。)をもとに、市場に投入されたバッテリ群の劣化度合いを診断するシステムである。例えば、バッテリ情報は、FCDデータ(Floating Car Data)の態様で複数の車両10から取得され得る。バッテリ診断システム1は、例えば、複数の車両10と、バッテリ診断装置100とを備える。複数の車両10と、バッテリ診断装置100とは、ネットワークNWを介して互いに通信可能である。ネットワークNWは、インターネットやLAN(Local Area Network)、セルラー網、専用線、移動体通信回線等を含んでもよい。 FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a battery diagnostic system 1. As shown in FIG. The battery diagnosis system 1 is a system that diagnoses the degree of deterioration of battery groups introduced into the market based on information regarding the usage status of batteries obtained from a plurality of vehicles 10 (hereinafter referred to as "battery information"). . For example, battery information may be acquired from a plurality of vehicles 10 in the form of FCD data (Floating Car Data). The battery diagnostic system 1 includes, for example, a plurality of vehicles 10 and a battery diagnostic device 100. The plurality of vehicles 10 and the battery diagnostic device 100 can communicate with each other via the network NW. The network NW may include the Internet, a LAN (Local Area Network), a cellular network, a leased line, a mobile communication line, and the like.

複数の車両10は、それぞれバッテリ40を搭載しており、バッテリ40から供給される電力を駆動力に変換することができる。複数の車両10は、バッテリ40により得られる駆動力と、内燃機関により得られる駆動力とを併用する、いわゆるハイブリッド車であってもよい。複数の車両10は、バッテリ40に関するバッテリ情報をバッテリ診断装置100に供給する。例えば、複数の車両10は、カーナビゲーション装置等の無線通信機能を有する車載器を介してバッテリ情報を送信してもよい。 Each of the plurality of vehicles 10 is equipped with a battery 40, and can convert electric power supplied from the battery 40 into driving force. The plurality of vehicles 10 may be so-called hybrid vehicles that use both the driving force obtained by the battery 40 and the driving force obtained by the internal combustion engine. The plurality of vehicles 10 supply battery information regarding the battery 40 to the battery diagnostic device 100. For example, the plurality of vehicles 10 may transmit battery information via an on-vehicle device having a wireless communication function, such as a car navigation device.

バッテリ診断装置100は、複数の車両10からバッテリ情報を収集し、収集したバッテリ情報をもとにバッテリ40の劣化度合いを推定するための推定モデルを生成する。このような推定モデルの生成により、バッテリ診断装置100は、市場に投入されたバッテリ40について劣化度合いを診断(推定)することができる。また、バッテリ診断装置100は、市場に投入されたバッテリ40についての膨大なバッテリ情報をもとに劣化の傾向を学習することにより、バッテリ情報が取得できないバッテリであっても、劣化の傾向が類似するバッテリについて劣化度合いを推定することも可能となる。 The battery diagnostic device 100 collects battery information from a plurality of vehicles 10 and generates an estimation model for estimating the degree of deterioration of the battery 40 based on the collected battery information. By generating such an estimation model, the battery diagnostic device 100 can diagnose (estimate) the degree of deterioration of the battery 40 put on the market. In addition, the battery diagnostic device 100 learns the tendency of deterioration based on a huge amount of battery information about the batteries 40 put on the market, so that even batteries for which battery information cannot be obtained, the tendency of deterioration is similar. It also becomes possible to estimate the degree of deterioration of batteries.

本実施形態のバッテリ診断システム1は、このようなバッテリの劣化度合いの推定において、電気化学的要因を適切に考慮することにより、バッテリの劣化度合いをより適切に推定できるようにしたものである。以下、このような効果を奏することのできる実施形態のバッテリ診断システム1の構成について詳細に説明する。 The battery diagnostic system 1 of this embodiment is capable of more appropriately estimating the degree of battery deterioration by appropriately considering electrochemical factors in estimating the degree of battery deterioration. Hereinafter, the configuration of the battery diagnostic system 1 according to the embodiment that can produce such effects will be described in detail.

[車両の構成]
図2は、バッテリ診断装置100が適用される車両10の構成の一例を示す図である。図2に示した車両10は、走行用のバッテリ(二次電池)から供給される電力によって駆動される電動機(電動モータ)によって走行するBEV(Battery Electric Vehicle:電気自動車)である。代替的に、車両10は、ハイブリッド車両に外部充電機能を持たせたPHV(Plug-in Hybrid Vehicle)又はPHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)であってもよい。なお、車両10は、例えば、四輪の車両のみならず、鞍乗り型の二輪の車両や、三輪(前一輪かつ後二輪の他に、前二輪かつ後一輪の車両も含む)の車両、アシスト式の自転車、さらには、電動船など、バッテリから供給される電力によって駆動される電動モータによって走行する移動体の全般が含まれる。
[Vehicle configuration]
FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a vehicle 10 to which the battery diagnostic device 100 is applied. The vehicle 10 shown in FIG. 2 is a BEV (Battery Electric Vehicle) that runs on an electric motor that is driven by electric power supplied from a battery (secondary battery) for driving. Alternatively, the vehicle 10 may be a PHV (Plug-in Hybrid Vehicle) or a PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle), which is a hybrid vehicle equipped with an external charging function. Note that the vehicle 10 is, for example, not only a four-wheeled vehicle, but also a saddle-type two-wheeled vehicle, a three-wheeled vehicle (including a vehicle with one front wheel and two rear wheels, and a vehicle with two front wheels and one rear wheel), and an assist vehicle. This includes all types of moving objects that are driven by electric motors that are driven by electric power supplied from batteries, such as type bicycles and electric boats.

モータ12は、例えば、三相交流電動機である。モータ12の回転子(ロータ)は、駆動輪14に連結される。モータ12は、バッテリ40が備える蓄電部(不図示)から供給される電力によって駆動され、回転の動力を駆動輪14に伝達させる。また、モータ12は、車両10の減速時に車両10の運動エネルギーを用いて発電する。 The motor 12 is, for example, a three-phase AC motor. A rotor of the motor 12 is connected to a drive wheel 14 . The motor 12 is driven by electric power supplied from a power storage unit (not shown) included in the battery 40 and transmits rotational power to the drive wheels 14 . Furthermore, the motor 12 generates electricity using the kinetic energy of the vehicle 10 when the vehicle 10 is decelerated.

ブレーキ装置16は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、を備える。ブレーキ装置16は、ブレーキペダル(不図示)に対する車両10の利用者(運転者)による操作によって発生した油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてもよい。なお、ブレーキ装置16は、上記説明した構成に限らず、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。 The brake device 16 includes, for example, a brake caliper, a cylinder that transmits hydraulic pressure to the brake caliper, and an electric motor that generates hydraulic pressure in the cylinder. The brake device 16 may be provided with a mechanism as a backup mechanism that transmits hydraulic pressure generated by the operation of a brake pedal (not shown) by a user (driver) of the vehicle 10 to a cylinder via a master cylinder. Note that the brake device 16 is not limited to the configuration described above, and may be an electronically controlled hydraulic brake device that transmits the hydraulic pressure of the master cylinder to the cylinder.

車両センサ20は、例えば、アクセル開度センサと、車速センサと、ブレーキ踏量センサと、を備える。アクセル開度センサは、アクセルペダルに取り付けられ、運転者によるアクセルペダルの操作量を検出し、検出した操作量をアクセル開度として後述する制御部36に出力する。車速センサは、例えば、車両10の各車輪に取り付けられた車輪速センサと速度計算機とを備え、車輪速センサにより検出された車輪速を統合して車両10の速度(車速)を導出し、制御部36に出力する。ブレーキ踏量センサは、ブレーキペダルに取り付けられ、運転者によるブレーキペダルの操作量を検出し、検出した操作量をブレーキ踏量として制御部36に出力する。 The vehicle sensor 20 includes, for example, an accelerator opening sensor, a vehicle speed sensor, and a brake depression amount sensor. The accelerator opening sensor is attached to the accelerator pedal, detects the amount of operation of the accelerator pedal by the driver, and outputs the detected operation amount as the accelerator opening to a control unit 36, which will be described later. The vehicle speed sensor includes, for example, a wheel speed sensor and a speed calculator attached to each wheel of the vehicle 10, and integrates the wheel speeds detected by the wheel speed sensors to derive the speed (vehicle speed) of the vehicle 10 and performs control. It is output to section 36. The brake depression amount sensor is attached to the brake pedal, detects the amount of operation of the brake pedal by the driver, and outputs the detected amount of operation to the control unit 36 as the amount of brake depression.

PCU30は、例えば、変換器32と、VCU(Voltage Control Unit)34と、を備える。なお、図2においては、これらの構成要素をPCU30として一まとまりの構成としたのは、あくまで一例であり、車両10におけるこれらの構成要素は分散的に配置されても構わない。 The PCU 30 includes, for example, a converter 32 and a VCU (Voltage Control Unit) 34. In addition, in FIG. 2, the configuration in which these components are integrated as a PCU 30 is merely an example, and these components in the vehicle 10 may be arranged in a dispersed manner.

変換器32は、例えば、AC-DC変換器である。変換器32の直流側端子は、直流リンクDLに接続されている。直流リンクDLには、VCU34を介してバッテリ40が接続されている。変換器32は、モータ12により発電された交流を直流に変換して直流リンクDLに出力する。 Converter 32 is, for example, an AC-DC converter. A DC side terminal of the converter 32 is connected to a DC link DL. A battery 40 is connected to the DC link DL via a VCU 34. The converter 32 converts the alternating current generated by the motor 12 into direct current and outputs it to the direct current link DL.

VCU34は、例えば、DC-DCコンバータである。VCU34は、バッテリ40から供給される電力を昇圧して直流リンクDLに出力する。 The VCU 34 is, for example, a DC-DC converter. The VCU 34 boosts the power supplied from the battery 40 and outputs it to the DC link DL.

制御部36は、車両センサ20が備えるアクセル開度センサからの出力に基づいて、モータ12の駆動を制御する。制御部36は、また、車両センサ20が備えるブレーキ踏量センサからの出力に基づいて、ブレーキ装置16を制御する。制御部36は、また、バッテリ40に接続された後述するバッテリセンサ42からの出力に基づいて、例えば、バッテリ40のSOC(State Of Charge)を算出し、VCU34に出力する。VCU34は、制御部36からの指示に応じて、直流リンクDLの電圧を上昇させる。 The control unit 36 controls the drive of the motor 12 based on the output from the accelerator opening sensor included in the vehicle sensor 20. The control unit 36 also controls the brake device 16 based on the output from the brake pedal amount sensor included in the vehicle sensor 20. The control unit 36 also calculates, for example, the SOC (State of Charge) of the battery 40 based on an output from a battery sensor 42 connected to the battery 40 and described later, and outputs it to the VCU 34. The VCU 34 increases the voltage of the DC link DL in response to instructions from the control unit 36.

バッテリ40は、例えば、リチウムイオン電池など、充電と放電とを繰り返すことができる二次電池である。バッテリ40の正極を構成する正極活物質は、例えば、NCM(Nickel Cobalt Manganese)、NCA(Nickel Cobalt Aluminum)、LFP(Lithium Ferro Phosphate)、LMO(Lithium Manganese Oxide)などの材料のうち少なくとも一つを含む物質であり、バッテリ40の負極を構成する負極活物質は、例えば、ハードカーボンやグラファイトなどの材料のうち少なくとも一つを含む物質である。また、バッテリ40は、車両10に対して着脱自在に装着される、例えば、カセット式などのバッテリパックであってもよい。バッテリ40は、車両10の外部の充電器(不図示)から供給される電力を蓄え、車両10の走行のための放電を行う。 The battery 40 is, for example, a secondary battery such as a lithium ion battery that can be repeatedly charged and discharged. The positive electrode active material constituting the positive electrode of the battery 40 includes at least one of materials such as NCM (Nickel Cobalt Manganese), NCA (Nickel Cobalt Aluminum), LFP (Lithium Ferro Phosphate), and LMO (Lithium Manganese Oxide). The negative electrode active material that constitutes the negative electrode of the battery 40 is, for example, a substance that contains at least one of materials such as hard carbon and graphite. Further, the battery 40 may be, for example, a cassette-type battery pack that is detachably attached to the vehicle 10. The battery 40 stores electric power supplied from a charger (not shown) outside the vehicle 10 and discharges it for driving the vehicle 10.

バッテリセンサ42は、バッテリ40の電流や、電圧、温度などの物理量を検出する。バッテリセンサ42は、例えば、電流センサ、電圧センサ、温度センサを備える。バッテリセンサ42は、電流センサによってバッテリ40を構成する二次電池の電流を検出し、電圧センサによってバッテリ40の電圧を検出し、温度センサによってバッテリ40の温度を検出する。バッテリセンサ42は、検出したバッテリ40の電流値、電圧値、温度などの物理量のデータを制御部36や通信装置50に出力する。 The battery sensor 42 detects physical quantities such as current, voltage, and temperature of the battery 40. The battery sensor 42 includes, for example, a current sensor, a voltage sensor, and a temperature sensor. The battery sensor 42 detects the current of the secondary battery that constitutes the battery 40 with a current sensor, the voltage of the battery 40 with a voltage sensor, and the temperature of the battery 40 with a temperature sensor. The battery sensor 42 outputs detected physical quantity data such as current value, voltage value, and temperature of the battery 40 to the control unit 36 and the communication device 50.

通信装置50は、セルラー網やWi-Fi網を接続するための無線モジュールを含む。通信装置50は、Bluetooth(登録商標)など利用するための無線モジュールを含んでもよい。通信装置50は、無線モジュールにおける通信によって、車両10に係る種々の情報を、例えば、バッテリ診断装置100との間で送受信する。通信装置50は、制御部36又はバッテリセンサ42により出力されたバッテリ40の物理量のデータを、バッテリ診断装置100に送信する。通信装置50は、後述するバッテリ診断装置100により診断されて送信されたバッテリ40の劣化度合いを表す劣化情報を受信し、受信したバッテリ40の劣化情報を車両10のHMI(不図示)に出力してもよい。 The communication device 50 includes a wireless module for connecting to a cellular network or a Wi-Fi network. The communication device 50 may include a wireless module for utilizing Bluetooth (registered trademark) or the like. The communication device 50 transmits and receives various information regarding the vehicle 10 to and from, for example, the battery diagnostic device 100 through communication in the wireless module. The communication device 50 transmits data on the physical quantity of the battery 40 output by the control unit 36 or the battery sensor 42 to the battery diagnostic device 100. The communication device 50 receives deterioration information indicating the degree of deterioration of the battery 40 that has been diagnosed and transmitted by a battery diagnostic device 100 (described later), and outputs the received deterioration information of the battery 40 to the HMI (not shown) of the vehicle 10. It's okay.

[バッテリ診断装置の構成]
次に、車両10のバッテリ40の劣化度合いを推定するバッテリ診断装置100の一例について説明する。
図3は、実施形態に係るバッテリ診断装置100の構成の一例を示す図である。バッテリ診断装置100は、例えば、取得部110と、学習部120と、推定部130と、入力部140と、表示部150と、記憶部160と、を備える。取得部110、学習部120、および推定部130は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などのハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)などのハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めHDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)、フラッシュメモリなどの記憶装置(非一過性の記憶媒体を備える記憶装置)に格納されていてもよいし、DVDやCD-ROMなどの着脱可能な記憶媒体(非一過性の記憶媒体)に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。記憶部160は、例えば、HDDやフラッシュメモリ、RAM(Random Access Memory)等である。
[Configuration of battery diagnostic device]
Next, an example of the battery diagnostic device 100 that estimates the degree of deterioration of the battery 40 of the vehicle 10 will be described.
FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the battery diagnostic device 100 according to the embodiment. The battery diagnostic device 100 includes, for example, an acquisition section 110, a learning section 120, an estimation section 130, an input section 140, a display section 150, and a storage section 160. The acquisition unit 110, the learning unit 120, and the estimation unit 130 are realized, for example, by a hardware processor such as a CPU (Central Processing Unit) executing a program (software). Some or all of these components are hardware (circuit parts) such as LSI (Large Scale Integration), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field-Programmable Gate Array), and GPU (Graphics Processing Unit). (including circuitry), or may be realized by collaboration between software and hardware. The program may be stored in advance in a storage device (a storage device equipped with a non-transitory storage medium) such as an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or a flash memory, or a DVD or CD-ROM. It is stored in a removable storage medium (non-transitory storage medium) such as a ROM, and may be installed by attaching the storage medium to a drive device. The storage unit 160 is, for example, an HDD, flash memory, RAM (Random Access Memory), or the like.

取得部110は、バッテリ診断装置100に搭載された不図示の通信インターフェースを用いて、通信装置50から、バッテリ40の使用状況(電流値、電圧値、温度などであり、以下「放電条件」ともいう。)を示すバッテリ情報の時系列データ160Aを取得して記憶部160に格納する。取得部110は、さらに、取得した時系列データに含まれる電流値を積算することによって、放電容量(放電量)を算出し、時系列データ160Aとして記憶部160に格納してもよい。このとき、取得部110は、取得した時系列データのうち、欠損や異常が発生したデータを除外する処理を行ってもよい。さらに、放電容量は、バッテリ診断装置100において算出されるものではなく、車両10側で算出された後に、通信装置50を介して、バッテリ診断装置100に送信されるものであってもよい。 The acquisition unit 110 uses a communication interface (not shown) installed in the battery diagnostic device 100 to obtain the usage status of the battery 40 (current value, voltage value, temperature, etc., hereinafter also referred to as “discharge condition”) from the communication device 50. ) is acquired and stored in the storage unit 160. The acquisition unit 110 may further calculate the discharge capacity (discharge amount) by integrating the current values included in the acquired time series data, and store the calculated discharge capacity in the storage unit 160 as the time series data 160A. At this time, the acquisition unit 110 may perform a process of excluding data in which loss or abnormality has occurred from among the acquired time series data. Further, the discharge capacity may not be calculated by the battery diagnostic device 100, but may be calculated by the vehicle 10 and then transmitted to the battery diagnostic device 100 via the communication device 50.

学習部120は、バッテリ40の過電圧推定モデル160Bと、過電圧推定モデル160Bにより推定された過電圧の誤差を推定するための誤差推定モデル160Dとを学習する。過電圧推定モデル160Bは、バッテリ40の放電条件(使用状況)を変数としてバッテリ40の劣化度合いとして過電圧(SOH:State Of Health)を推定するためのモデルである。学習部120は、時系列データ160Aを用いた機械学習によって様々な放電条件と過電圧との関係性を学習することにより過電圧推定モデル160Bを生成する。学習部120は、このように生成した過電圧推定モデル160Bを記憶部160に保存する。 The learning unit 120 learns an overvoltage estimation model 160B of the battery 40 and an error estimation model 160D for estimating an error in the overvoltage estimated by the overvoltage estimation model 160B. The overvoltage estimation model 160B is a model for estimating overvoltage (SOH: State of Health) as the degree of deterioration of the battery 40 using the discharging condition (usage status) of the battery 40 as a variable. The learning unit 120 generates an overvoltage estimation model 160B by learning the relationship between various discharge conditions and overvoltage through machine learning using time series data 160A. The learning unit 120 stores the overvoltage estimation model 160B generated in this way in the storage unit 160.

また、学習部120は、学習した過電圧推定モデル160Bにより過電圧の推定値を取得し、その推定値と、過電圧理論式160Cにより導出される過電圧の理論値とに基づいて誤差推定モデル160Dを学習する。詳細は後述するが、学習部120は、過電圧の推定値と理論値との差分について放電条件との関係性を学習することにより、放電条件の入力に対して過電圧推定値の推定誤差を与える誤差推定モデル160Dを生成する。学習部120は、このように生成した誤差推定モデル160Dを記憶部160に保存する。 Further, the learning unit 120 acquires an estimated value of overvoltage using the learned overvoltage estimation model 160B, and learns an error estimation model 160D based on the estimated value and the theoretical value of overvoltage derived from the overvoltage theoretical formula 160C. . Although details will be described later, the learning unit 120 learns the relationship between the difference between the estimated value of overvoltage and the theoretical value and the discharge condition, thereby creating an error that gives an estimation error of the estimated overvoltage value in response to the input of the discharge condition. An estimated model 160D is generated. The learning unit 120 stores the error estimation model 160D generated in this way in the storage unit 160.

推定部130は、バッテリ40について、その劣化度合いの指標値として過電圧の値を推定する。具体的には、推定部130は、学習部120によって学習された過電圧推定モデル160Bをもとに取得された過電圧の推定値と、電気化学的法則に基づく過電圧理論式160Cをもとに学習された誤差推定モデル160Dにより推定された過電圧の推定誤差とに基づいて、劣化度合いの最終的な診断結果としての過電圧の推定値を決定する。以下では、説明を分かりやすくするために、過電圧推定モデル160Bをもとに推定される過電圧の値を「第1の過電圧推定値」といい、劣化度合いの最終的な診断結果として推定される過電圧の値を「第2の過電圧推定値」という場合がある。 The estimation unit 130 estimates the overvoltage value of the battery 40 as an index value of the degree of deterioration thereof. Specifically, the estimation unit 130 is trained based on the overvoltage estimation value obtained based on the overvoltage estimation model 160B learned by the learning unit 120, and the overvoltage theoretical formula 160C based on electrochemical laws. Based on the overvoltage estimation error estimated by the error estimation model 160D, an estimated value of the overvoltage is determined as a final diagnosis result of the degree of deterioration. In the following, in order to make the explanation easier to understand, the overvoltage value estimated based on the overvoltage estimation model 160B will be referred to as the "first overvoltage estimated value", and the overvoltage estimated as the final diagnosis result of the degree of deterioration will be referred to as the "first overvoltage estimated value". The value of is sometimes referred to as a "second overvoltage estimated value."

入力部140は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパネル等の入力装置を備える。入力部140は、バッテリ診断装置100の利用者による各種操作の入力を受け付ける。例えば、入力部140は、後述する放電条件の入力を受け付け、入力された放電条件を推定部130に出力する。 The input unit 140 includes input devices such as a mouse, keyboard, trackball, switch, button, joystick, and touch panel. The input unit 140 receives inputs of various operations by the user of the battery diagnostic device 100. For example, the input unit 140 receives input of a discharge condition to be described later, and outputs the input discharge condition to the estimation unit 130.

表示部150は、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイや液晶ディスプレイ、有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイ等の表示装置を用いて構成される。表示部150は、バッテリ診断装置100の動作に関する各種情報を表示する。例えば、表示部150には、推定部130によるバッテリ40の診断結果などが表示される。なお、表示部150による診断結果の表示は、診断結果情報の出力の一例である。このほか、診断結果の出力は、診断結果情報の通信であってもよいし、診断結果情報の記録であってもよいし、診断結果情報の音声出力であってもよい。 The display unit 150 is configured using a display device such as a CRT (Cathode Ray Tube) display, a liquid crystal display, or an organic EL (Electro-Luminescence) display. The display unit 150 displays various information regarding the operation of the battery diagnostic device 100. For example, the display unit 150 displays the diagnosis result of the battery 40 by the estimation unit 130. Note that the display of the diagnosis result by the display unit 150 is an example of output of diagnosis result information. In addition, the output of the diagnosis result may be communication of the diagnosis result information, recording of the diagnosis result information, or audio output of the diagnosis result information.

記憶部160は、HDDやSSD、フラッシュメモリ等の記憶装置である。記憶部160は、バッテリ診断装置100において各種情報の記憶領域として用いられる。例えば、記憶部160には、上述した時系列データ160Aや、過電圧推定モデル160B、過電圧理論式160C、誤差推定モデル160Dなどが格納される。ここで、過電圧推定モデル160Bは「過電圧推定情報」の一例である。過電圧理論式160Cは「理論値情報」の一例である。誤差推定モデル160Dは「誤差推定情報」の一例である。 The storage unit 160 is a storage device such as an HDD, SSD, or flash memory. The storage unit 160 is used as a storage area for various information in the battery diagnostic device 100. For example, the storage unit 160 stores the above-described time series data 160A, an overvoltage estimation model 160B, an overvoltage theoretical formula 160C, an error estimation model 160D, and the like. Here, the overvoltage estimation model 160B is an example of "overvoltage estimation information". The overvoltage theoretical formula 160C is an example of "theoretical value information". The error estimation model 160D is an example of "error estimation information".

図4は、過電圧理論式160Cの一例を示す図である。図4のグラフは、バッテリ40について、アレニウス則に基づいて予測される過電圧と温度との関係性の具体例を示す図である。過電圧理論式160Cは、図4に示されるような過電圧と温度との関係性を表す理論式のほか、過電圧と電流との関係性を表す理論式や、過電圧との時間との関係性を表す理論式などが含まれる。この場合、過電圧と電流との関係性を表す理論式は、例えばオームの法則やターフェル式などをもとに作成され得る。例えば、オームの法則によれば、過電圧が電流に比例して変化する理論式が得られ、ターフェル式によれば、過電圧が電流の対数に比例して変化する理論式が得られる。また、過電圧と時間との関係性を表す理論式は、例えばコットレルの式やフィックの法則などをもとに作成され得る。例えば、コットレルの式とフィックの法則によれば、過電圧が、通電開始の後の間もない間は時間の平方根に比例して変化し、通電時間が長時間になるにつれ一定値に漸近するように変化する理論式が得られる。 FIG. 4 is a diagram showing an example of overvoltage theoretical formula 160C. The graph of FIG. 4 is a diagram showing a specific example of the relationship between overvoltage and temperature predicted based on Arrhenius law for the battery 40. Overvoltage theoretical formula 160C is a theoretical formula that expresses the relationship between overvoltage and temperature as shown in Figure 4, as well as a theoretical formula that expresses the relationship between overvoltage and current, and a theoretical expression that expresses the relationship between overvoltage and time. Includes theoretical formulas, etc. In this case, a theoretical formula expressing the relationship between overvoltage and current can be created based on, for example, Ohm's law or Tafel formula. For example, according to Ohm's law, a theoretical formula in which the overvoltage changes in proportion to the current is obtained, and according to the Tafel equation, a theoretical formula in which the overvoltage changes in proportion to the logarithm of the current is obtained. Further, a theoretical formula expressing the relationship between overvoltage and time can be created based on, for example, Cottrell's formula or Fick's law. For example, according to Cottrell's equation and Fick's law, overvoltage changes in proportion to the square root of time shortly after energization starts, and asymptotically approaches a constant value as energization time increases. A theoretical formula that changes to is obtained.

学習部120は、このような過電圧理論式160Cにバッテリ40の放電条件を適用することにより、当該放電条件下におけるバッテリ40の過電圧の理論値を取得する。一方で、学習部120は、同様の放電条件を過電圧推定モデル160Bに適用することにより、当該放電条件下におけるバッテリ40の過電圧として第1の過電圧推定値を取得する。学習部120は、このように取得した第1の過電圧推定値および理論値をもとに、バッテリ40の過電圧について、推定値と理論値の誤差を推定するためのモデル(以下「誤差推定モデル」という。)を生成する。 The learning unit 120 applies the discharging conditions of the battery 40 to such overvoltage theoretical formula 160C, thereby acquiring the theoretical value of the overvoltage of the battery 40 under the discharging conditions. On the other hand, the learning unit 120 applies the same discharging condition to the overvoltage estimation model 160B, thereby obtaining a first estimated overvoltage value as the overvoltage of the battery 40 under the discharging condition. Based on the first estimated overvoltage value and the theoretical value obtained in this way, the learning unit 120 creates a model for estimating the error between the estimated value and the theoretical value regarding the overvoltage of the battery 40 (hereinafter referred to as "error estimation model"). ) is generated.

本実施形態のバッテリ診断装置100は、バッテリ40について劣化度合いの診断の実施に先立って上記の誤差推定モデルを予め生成しておき、過電圧推定モデル160Bによるバッテリ40の過電圧の推定結果に、誤差推定モデルによって得られる推定誤差を加味したものを最終的な劣化度合いの診断結果として出力するものである。このように構成された本実施形態のバッテリ診断装置100によれば、バッテリ40の劣化の状況を、電気化学的要因に基づいて想定され得る誤差を考慮して認識することができるので、バッテリ40の劣化度合いをより適切に推定することができる。 The battery diagnostic device 100 of this embodiment generates the error estimation model described above in advance before diagnosing the degree of deterioration of the battery 40, and uses the error estimation model in the estimation result of the overvoltage of the battery 40 by the overvoltage estimation model 160B. The final diagnosis result of the degree of deterioration is output in consideration of the estimation error obtained by the model. According to the battery diagnostic device 100 of the present embodiment configured in this way, the state of deterioration of the battery 40 can be recognized by taking into consideration errors that can be assumed based on electrochemical factors. The degree of deterioration of can be estimated more appropriately.

以下、バッテリ診断装置100がバッテリ40の劣化度合いを診断するために実行する処理についてより詳細に説明する。以下では、バッテリ40の診断に先立って過電圧推定モデルおよび誤差推定モデルを生成するまでの処理を「前処理」と位置づけ、前処理で生成された過電圧推定モデルおよび誤差推定モデルを用いてバッテリ40の劣化度合いを診断する処理を「本処理」と位置付ける。 Hereinafter, the process executed by the battery diagnostic device 100 to diagnose the degree of deterioration of the battery 40 will be described in more detail. In the following, the process up to the generation of an overvoltage estimation model and an error estimation model prior to diagnosing the battery 40 will be referred to as "preprocessing", and the overvoltage estimation model and error estimation model generated in the preprocessing will be used to diagnose the battery 40. The process of diagnosing the degree of deterioration is defined as "main process."

図5は、前処理の実行により、バッテリ診断装置100が過電圧推定モデルおよび誤差推定モデルを生成する処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、バッテリ診断装置100において、学習部120が、取得部110により取得済みの時系列データ160Aを用いて機械学習を実施することにより、バッテリ40の過電圧を推定するための過電圧推定モデル160Bを学習する(ステップS101)。学習部120は、学習により得られた過電圧推定モデル160Bを学習済みモデルとして記憶部160に保存する。 FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a process flow in which battery diagnostic device 100 generates an overvoltage estimation model and an error estimation model by performing preprocessing. First, in the battery diagnostic device 100, the learning unit 120 learns the overvoltage estimation model 160B for estimating the overvoltage of the battery 40 by performing machine learning using the time series data 160A acquired by the acquisition unit 110. (Step S101). The learning unit 120 stores the overvoltage estimation model 160B obtained through learning in the storage unit 160 as a learned model.

続いて、学習部120は、ステップS101で生成した過電圧推定モデル160Bに時系列データ160Aを適用することにより、バッテリ40について異なる複数の温度での過電圧を推定する(ステップS102)。これは、すなわち、バッテリ40の過電圧について温度依存性を推定することに相当する。 Subsequently, the learning unit 120 estimates the overvoltage of the battery 40 at a plurality of different temperatures by applying the time series data 160A to the overvoltage estimation model 160B generated in step S101 (step S102). This corresponds to estimating the temperature dependence of the overvoltage of the battery 40.

続いて、学習部120は、ステップS102で取得した温度依存性の推定結果について、過電圧理論式160Cをもとにカーブフィッティングを行い(ステップS103)、フィッティングにより得られた過電圧-温度曲線と、温度依存性の推定結果との差分データに基づいて、過電圧推定モデルについての誤差推定モデルを生成する(ステップS104)。上述のとおり、誤差推定モデルは、過電圧推定モデルによって推定された過電圧の推定値(第1の過電圧推定値)について想定される誤差を推定するためのモデルである。学習部120は、このように生成した誤差推定モデル160Dを記憶部160に保存する。 Next, the learning unit 120 performs curve fitting on the temperature dependence estimation result obtained in step S102 based on the overvoltage theoretical formula 160C (step S103), and compares the overvoltage-temperature curve obtained by the fitting with the temperature An error estimation model for the overvoltage estimation model is generated based on the difference data with the dependency estimation result (step S104). As described above, the error estimation model is a model for estimating the error assumed for the overvoltage estimate (first overvoltage estimate) estimated by the overvoltage estimation model. The learning unit 120 stores the error estimation model 160D generated in this way in the storage unit 160.

図6は、誤差推定モデルの生成方法の概略を説明する図である。グラフG61は、ステップS102において取得された過電圧の推定結果を示すイメージ図である。例えば、学習部120は、まず、時系列データ160Aに含まれる各放電条件について過電圧推定モデルに適用することにより、放電条件ごとの過電圧の推定値を得る。学習部120は、得られた過電圧の推定値について、同一温度ごとに代表値を求めることにより、グラフG61をプロットすることができる。代表値は、典型的には平均値であるが、中央値や最頻値、最大値、最小値などの他の統計値が用いられてもよい。すなわち、グラフG61は、時系列データ160A(バッテリ情報)が取得されたバッテリ40の全体について代表的な過電圧の温度依存性を示すものである。 FIG. 6 is a diagram illustrating an outline of a method for generating an error estimation model. Graph G61 is an image diagram showing the overvoltage estimation result obtained in step S102. For example, the learning unit 120 first obtains an estimated value of overvoltage for each discharge condition by applying the overvoltage estimation model to each discharge condition included in the time series data 160A. The learning unit 120 can plot the graph G61 by finding a representative value for each temperature of the obtained estimated values of overvoltage. The representative value is typically an average value, but other statistical values such as the median, mode, maximum value, and minimum value may also be used. That is, graph G61 shows the typical temperature dependence of overvoltage for the entire battery 40 for which time series data 160A (battery information) was acquired.

グラフG62は、ステップS103におけるカーブフィッティングの結果として曲線L62を示すイメージ図である。例えば、学習部120は、図4に例示した過電圧理論式160CをグラフG61にフィッティングさせることにより曲線L62を得ることができる。なお、過電圧理論式160Cが未知の係数を含んで提供される場合、カーブフィッティングにおいて、縦横方向の位置調整や縮尺変更を行って過電圧理論式160Cを同定することにより曲線L62が決定されてもよい。 Graph G62 is an image diagram showing curve L62 as a result of curve fitting in step S103. For example, the learning unit 120 can obtain the curve L62 by fitting the overvoltage theoretical formula 160C illustrated in FIG. 4 to the graph G61. In addition, when the overvoltage theoretical formula 160C is provided including unknown coefficients, the curve L62 may be determined by adjusting the position in the vertical and horizontal directions and changing the scale to identify the overvoltage theoretical formula 160C in curve fitting. .

グラフG63は、ステップS104において生成される誤差推定モデルとして曲線L63を示すイメージ図である。例えば、学習部120は、ステップS103におけるカーブフィッティングで決定された温度依存性の曲線L62と、グラフG61にプロットされた推定結果との差分をとることにより、グラフG63の点群をプロットし、グラフG63にプロットされた点群についてカーブフィッティングを行うことにより誤差推定モデルの曲線L63を決定することができる。なお、上述のカーブフィッティングには、最小二乗法や未定係数法等に代表される任意の最適化手法が用いられてもよい。 Graph G63 is an image diagram showing curve L63 as the error estimation model generated in step S104. For example, the learning unit 120 plots the point group of the graph G63 by taking the difference between the temperature-dependent curve L62 determined by the curve fitting in step S103 and the estimation result plotted on the graph G61, and Curve L63 of the error estimation model can be determined by performing curve fitting on the point group plotted on G63. Note that any optimization method typified by the least squares method, the undetermined coefficient method, etc. may be used for the above-mentioned curve fitting.

図7は、本処理の実行により、バッテリ診断装置100がバッテリ40の劣化度合いを診断する処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、バッテリ診断装置100において、入力部140が、バッテリ40について、劣化度合いを診断するための放電条件の入力を受け付ける(ステップS201)。放電条件は、バッテリ40について想定する使用状況(変数)についての条件である。上述のとおり、本実施形態では、過電圧推定モデル160Bおよび誤差推定モデル160Dの変数の一つとして温度を想定しているので、ここでは、少なくとも温度を含む放電条件が入力されるものとする。以下では、放電条件として与えられる温度の値を温度条件という。入力部140は、入力された温度条件を推定部130に供給する。 FIG. 7 is a flowchart showing an example of a process flow in which the battery diagnostic device 100 diagnoses the degree of deterioration of the battery 40 by executing this process. First, in the battery diagnostic device 100, the input unit 140 receives input of discharge conditions for diagnosing the degree of deterioration of the battery 40 (step S201). The discharging conditions are conditions regarding usage conditions (variables) assumed for the battery 40. As described above, in this embodiment, temperature is assumed as one of the variables of the overvoltage estimation model 160B and the error estimation model 160D, so here it is assumed that discharge conditions including at least temperature are input. Hereinafter, the temperature value given as a discharge condition will be referred to as a temperature condition. The input unit 140 supplies the input temperature conditions to the estimation unit 130.

続いて、推定部130が、入力部140から供給された温度条件を含む放電条件を過電圧推定モデル160Bに適用することにより、当該温度条件で使用されたバッテリ40について第1の過電圧推定値を計算する(ステップS202)。 Next, the estimation unit 130 applies the discharge conditions including the temperature conditions supplied from the input unit 140 to the overvoltage estimation model 160B, thereby calculating a first estimated overvoltage value for the battery 40 used under the temperature conditions. (Step S202).

一方で、推定部130は、入力部140から供給された温度条件を誤差推定モデル160Dに適用することにより、バッテリ40について、過電圧推定モデル160Bにより推定される第1の過電圧推定値の誤差を推定する(ステップS203)。 On the other hand, the estimation unit 130 estimates the error of the first overvoltage estimation value estimated by the overvoltage estimation model 160B for the battery 40 by applying the temperature condition supplied from the input unit 140 to the error estimation model 160D. (Step S203).

続いて、推定部130は、ステップS202で取得された第1の過電圧推定値と、ステップS202で取得された過電圧の推定誤差とに基づいて、当該温度条件で使用されたバッテリ40について、想定され得る過電圧の範囲を計算する(ステップS204)。 Subsequently, the estimating unit 130 calculates the estimated value for the battery 40 used under the temperature condition based on the first overvoltage estimation value obtained in step S202 and the overvoltage estimation error obtained in step S202. The range of overvoltage to be obtained is calculated (step S204).

推定部130は、ステップS204で取得された過電圧の範囲をバッテリ40の劣化状況の診断結果として出力する(ステップS205)。 The estimation unit 130 outputs the overvoltage range acquired in step S204 as a diagnosis result of the deterioration state of the battery 40 (step S205).

上述のとおり、ここでは放電条件として誤差推定モデルに適用する放電条件として温度条件が指定される場合について説明したが、放電条件は、過電圧推定モデル160Bおよび誤差推定モデル160Dの変数に対応するものであれば温度条件以外の放電条件が指定されてよい。例えば、過電圧推定モデル160Bおよび誤差推定モデル160Dの変数に電流が含まれる場合、電流値を含む放電条件が指定されてもよい。また、例えば、過電圧推定モデル160Bおよび誤差推定モデル160Dの変数に電圧が含まれる場合、電圧値を含む放電条件が指定されてもよい。 As mentioned above, the case where the temperature condition is specified as the discharge condition to be applied to the error estimation model as the discharge condition has been described, but the discharge condition corresponds to the variables of the overvoltage estimation model 160B and the error estimation model 160D. If any, discharge conditions other than temperature conditions may be specified. For example, when current is included in the variables of overvoltage estimation model 160B and error estimation model 160D, a discharge condition including the current value may be specified. Further, for example, when voltage is included in the variables of the overvoltage estimation model 160B and the error estimation model 160D, a discharge condition including the voltage value may be specified.

図8は、バッテリ40について劣化度合いを診断する方法を説明するイメージ図である。グラフG81は、ステップS202で推定された第1の過電圧推定値を示す曲線L81と、ステップS203で推定された第1の過電圧推定値の誤差を示す曲線L82とを、温度とは別の放電条件を横軸にとって表したものである。別の放電条件は特定のものに限定されないが、例えば、時間、電流、電圧などであってもよい。 FIG. 8 is an image diagram illustrating a method of diagnosing the degree of deterioration of the battery 40. Graph G81 shows a curve L81 indicating the first overvoltage estimate estimated in step S202 and a curve L82 indicating the error of the first overvoltage estimate estimated in step S203 under different discharge conditions other than temperature. is expressed on the horizontal axis. Other discharge conditions are not limited to specific conditions, and may be, for example, time, current, voltage, etc.

この場合、推定部130は、曲線L81と曲線L82との和や差をとることにより、バッテリ40について想定され得る過電圧の範囲を診断結果として取得することができる。グラフG82は、このような診断結果の表示例を示すものである。例えば、曲線L83は、曲線L81と曲線L82との和を示すものであり、過電圧の推定値について上限を示すことができる。一方、曲線L84は、曲線L81と曲線L82との差を示すものであり、過電圧の推定値について下限を示すことができる。 In this case, the estimation unit 130 can obtain the range of possible overvoltage for the battery 40 as a diagnosis result by calculating the sum or difference between the curve L81 and the curve L82. Graph G82 shows a display example of such a diagnosis result. For example, the curve L83 shows the sum of the curve L81 and the curve L82, and can show the upper limit for the estimated value of overvoltage. On the other hand, the curve L84 shows the difference between the curve L81 and the curve L82, and can show the lower limit of the estimated value of overvoltage.

このように、バッテリ40の放電条件の一つ(ここでは温度)が与えられた場合に、バッテリ40の劣化度合いの診断結果として、他の放電条件に対する過電圧の依存性が表示されることにより、利用者は、バッテリ40の劣化状況を適切に把握することができる。これにより、利用者は、市場に投入された複数のバッテリ40の劣化の進行をマクロ的にコントロールしたり、バッテリの製品開発について適切な開発計画を立案したりすることが可能となる。 In this way, when one of the discharging conditions of the battery 40 (temperature in this case) is given, the dependence of overvoltage on other discharging conditions is displayed as a diagnostic result of the degree of deterioration of the battery 40. The user can appropriately grasp the deterioration status of the battery 40. This allows the user to macroscopically control the progress of deterioration of the plurality of batteries 40 put on the market, and to formulate an appropriate development plan for battery product development.

図8の例では、過電圧推定モデル160Bおよび誤差推定モデル160Dが放電条件に係る変数として温度および時間を有し、温度条件が与えられた場合に、過電圧の時間依存性が示される場合について説明した。しかしながら、過電圧推定モデル160Bおよび誤差推定モデル160Dは、単一の変数を有するものであってもよいし、3つ以上の変数を有するものであってもよい。過電圧推定モデル160Bおよび誤差推定モデル160Dが単一の変数を有する場合、当該変数による放電条件が指定されることで過電圧の推定値が一意に定まる。そのため、このような場合には、推定部130は、与えられた放電条件に対して過電圧の推定範囲を出力するように構成されてもよい。また、過電圧推定モデル160Bおよび誤差推定モデル160Dが3つ以上の変数を有する場合には、推定部130は、1つ以上の変数について放電条件が与えられたことに対して、過電圧の他の1つ以上の変数に対する依存性を示すように構成されてもよい。例えば、3つの変数のうち1つの変数について放電条件が与えられた場合、推定部130は、他の2つの変数に対して過電圧の推定値を一意に決定する三次元グラフを表示するように構成されてもよい。 In the example of FIG. 8, the case where the overvoltage estimation model 160B and the error estimation model 160D have temperature and time as variables related to the discharge conditions, and the time dependence of the overvoltage is shown when the temperature conditions are given is explained. . However, the overvoltage estimation model 160B and the error estimation model 160D may have a single variable, or may have three or more variables. When the overvoltage estimation model 160B and the error estimation model 160D have a single variable, the estimated value of the overvoltage is uniquely determined by specifying the discharge condition by the variable. Therefore, in such a case, the estimation unit 130 may be configured to output an estimated range of overvoltage for the given discharge condition. In addition, when the overvoltage estimation model 160B and the error estimation model 160D have three or more variables, the estimating unit 130 determines that the overvoltage other than the overvoltage is It may be configured to indicate dependence on more than one variable. For example, when a discharge condition is given for one of the three variables, the estimation unit 130 is configured to display a three-dimensional graph that uniquely determines the estimated value of overvoltage for the other two variables. may be done.

以上のように構成された実施形態のバッテリ診断装置100によれば、バッテリ40の放電条件を表す変数をもとにバッテリ40の過電圧の推定するための過電圧推定モデル160Bと、当該変数に対して過電圧の理論値を与える過電圧理論式160Cとをもとに、指定された変数に対応する過電圧の推定値および理論値を導出し、導出した推定値および理論値に基づいて、上記指定された変数に対応する電池の劣化度を推定することにより、バッテリ40の劣化度合いをより適切に推定することができる。 According to the battery diagnostic device 100 of the embodiment configured as described above, the overvoltage estimation model 160B for estimating the overvoltage of the battery 40 based on the variable representing the discharge condition of the battery 40, and the Based on the overvoltage theoretical formula 160C that gives the theoretical value of overvoltage, the estimated value and theoretical value of overvoltage corresponding to the specified variable are derived, and based on the derived estimated value and theoretical value, the above specified variable is calculated. By estimating the degree of deterioration of the battery corresponding to , the degree of deterioration of the battery 40 can be estimated more appropriately.

<変形例>
バッテリ診断装置100において、学習部120は、過電圧推定モデル160Bおよび誤差推定モデル160Dを変数ごとに異なるモデルとして生成してもよい。この場合、バッテリ診断装置100は、各変数の入力に対して過電圧の推定値を与える過電圧理論式160Cを記憶部160に保持しておき、入力された変数の種類に応じて過電圧理論式160Cを使い分けるようにすればよい。すなわち、推定部130は、変数の種類に応じて異なる理論式を選択し、選択した理論式を用いて前記理論値を算出してもよい。また、この場合、推定部130は、変数ごとに計算した過電圧の推定値をもとにトータルの推定値(例えば推定値の積算値)を計算するように構成されてもよい。同様に、この場合、推定部130は、変数ごとに計算した過電圧の推定誤差をもとにトータルの推定誤差(例えば推定誤差の積算値)を計算するように構成されてもよい。
<Modified example>
In the battery diagnostic device 100, the learning unit 120 may generate the overvoltage estimation model 160B and the error estimation model 160D as different models for each variable. In this case, the battery diagnostic device 100 stores an overvoltage theoretical formula 160C that gives an estimated value of overvoltage for each variable input in the storage unit 160, and calculates the overvoltage theoretical formula 160C according to the type of input variable. You can use them differently. That is, the estimation unit 130 may select different theoretical formulas depending on the type of variable, and calculate the theoretical value using the selected theoretical formula. Furthermore, in this case, the estimation unit 130 may be configured to calculate a total estimated value (for example, an integrated value of estimated values) based on the estimated values of overvoltage calculated for each variable. Similarly, in this case, the estimation unit 130 may be configured to calculate a total estimation error (for example, an integrated value of estimation errors) based on the overvoltage estimation error calculated for each variable.

バッテリ診断装置100が有する機能の一部は各車両10の側に備えられてもよい。例えば、バッテリ診断装置100が備える機能部のうち、推定部130、入力部140、および表示部150の一部または全部が車両10に備えられてもよい。この場合、バッテリ診断装置100は、学習部120による学習結果(過電圧推定モデル160B、誤差推定モデル160D)を各車両10に供給してもよい。この場合、車両10では、推定部130が、バッテリ診断装置100から供給された過電圧推定モデル160B、および誤差推定モデル160Dと、入力部140を介して指定された放電条件とをもとに自車両のバッテリ40の劣化度合いを診断し、診断結果を表示部150に表示させてもよい。また、例えば、入力部140および表示部150を車両10側に備え、車両10が、指定された放電条件をバッテリ診断装置100に送信することで自車両のバッテリ40の劣化度合いの診断をバッテリ診断装置100に依頼するように構成されてもよい。この場合、バッテリ診断装置100は、受信された放電条件をもとにバッテリ40の劣化度合いの診断を実施し、診断結果を車両10に送信するように構成されてもよい。 Some of the functions that battery diagnostic device 100 has may be provided on each vehicle 10 side. For example, among the functional units included in battery diagnostic device 100, part or all of estimating unit 130, input unit 140, and display unit 150 may be included in vehicle 10. In this case, battery diagnostic device 100 may supply learning results (overvoltage estimation model 160B, error estimation model 160D) by learning section 120 to each vehicle 10. In this case, in the vehicle 10, the estimating unit 130 calculates whether the own vehicle The degree of deterioration of the battery 40 may be diagnosed and the diagnosis result may be displayed on the display unit 150. For example, the input unit 140 and the display unit 150 may be provided on the vehicle 10 side, and the vehicle 10 may diagnose the degree of deterioration of the battery 40 of its own vehicle by transmitting specified discharge conditions to the battery diagnostic device 100. The configuration may be such that the request is made to the device 100. In this case, the battery diagnostic device 100 may be configured to diagnose the degree of deterioration of the battery 40 based on the received discharge conditions and transmit the diagnosis result to the vehicle 10.

上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
コンピュータによって読み込み可能な命令(computer-readable instructions)を格納する記憶媒体(storage medium)と、
前記記憶媒体に接続されたプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記コンピュータによって読み込み可能な命令を実行することにより(the processor executing the computer-readable instructions to:)
電池の放電条件を表す変数をもとに前記電池の過電圧の推定するための過電圧推定情報と、前記変数に対して前記過電圧の理論値を与える理論値情報とをもとに、指定された変数に対応する前記過電圧の推定値および理論値を導出し、
導出した前記推定値および前記理論値に基づいて、前記指定された変数に対応する電池の劣化度を推定する、
電池診断装置。
The embodiment described above can be expressed as follows.
a storage medium for storing computer-readable instructions;
a processor connected to the storage medium;
the processor executing the computer-readable instructions to:
A specified variable is calculated based on overvoltage estimation information for estimating the overvoltage of the battery based on a variable representing the discharge condition of the battery, and theoretical value information that gives a theoretical value of the overvoltage for the variable. Derive an estimated value and a theoretical value of the overvoltage corresponding to
estimating the degree of deterioration of the battery corresponding to the specified variable based on the derived estimated value and the theoretical value;
Battery diagnostic device.

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。 Although the mode for implementing the present invention has been described above using embodiments, the present invention is not limited to these embodiments in any way, and various modifications and substitutions can be made without departing from the gist of the present invention. can be added.

1…バッテリ診断システム、10…車両、12…モータ、14…駆動輪、16…ブレーキ装置、20…車両センサ、30…PCU、32…変換器、36…制御部、40…バッテリ、42…バッテリセンサ、50…通信装置、100…バッテリ診断装置、110…取得部、120…学習部、130…推定部、140…入力部、150…表示部、160…記憶部、160A…時系列データ、160B…過電圧推定モデル、160C…過電圧理論式、160D…誤差推定モデル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Battery diagnosis system, 10...Vehicle, 12...Motor, 14...Drive wheel, 16...Brake device, 20...Vehicle sensor, 30...PCU, 32...Converter, 36...Control unit, 40...Battery, 42...Battery Sensor, 50... Communication device, 100... Battery diagnosis device, 110... Acquisition unit, 120... Learning unit, 130... Estimating unit, 140... Input unit, 150... Display unit, 160... Storage unit, 160A... Time series data, 160B ...Overvoltage estimation model, 160C...Overvoltage theoretical formula, 160D...Error estimation model

Claims (8)

電池の放電条件を表す変数をもとに前記電池の過電圧を推定するための過電圧推定情報と、前記変数に対して前記過電圧の理論値を与える理論値情報とを記憶する記憶部と、
指定された変数に対応する前記過電圧の推定値および理論値を前記過電圧推定情報および前記理論値情報に基づいて導出し、導出した前記推定値および前記理論値に基づいて、前記指定された変数に対応する電池の劣化度を推定する推定部と、
を備える電池診断装置。
a storage unit that stores overvoltage estimation information for estimating the overvoltage of the battery based on variables representing discharge conditions of the battery, and theoretical value information that provides a theoretical value of the overvoltage for the variable;
The estimated value and theoretical value of the overvoltage corresponding to the specified variable are derived based on the overvoltage estimation information and the theoretical value information, and the calculated value is applied to the specified variable based on the derived estimated value and the theoretical value. an estimation unit that estimates the degree of deterioration of the corresponding battery;
A battery diagnostic device comprising:
前記推定部は、前記推定値および前記理論値の誤差と前記変数との関係を示す誤差推定情報を取得し、取得した前記誤差推定情報に基づいて電池の劣化度を推定する、
請求項1に記載の電池診断装置。
The estimation unit obtains error estimation information indicating a relationship between the error of the estimated value and the theoretical value and the variable, and estimates the degree of deterioration of the battery based on the obtained error estimation information.
The battery diagnostic device according to claim 1.
前記推定部は、電池の過電圧の推定について前記変数の値が入力された場合、前記誤差推定情報をもとに、前記変数の値での電池の過電圧について前記推定値が有する誤差の範囲を出力する、
請求項2に記載の電池診断装置。
When the value of the variable for estimating battery overvoltage is input, the estimating unit outputs an error range of the estimated value for battery overvoltage at the value of the variable based on the error estimation information. do,
The battery diagnostic device according to claim 2.
前記変数は、前記電池が使用された環境の温度、前記電池を使用された際の電流、または、前記電池が使用された時間を含む、
請求項2または3に記載の電池診断装置。
The variables include the temperature of the environment in which the battery was used, the current when the battery was used, or the time period in which the battery was used.
The battery diagnostic device according to claim 2 or 3.
前記推定部は、前記変数の種類に応じて異なる理論式を選択し、選択した理論式を用いて前記理論値を算出する、
請求項4に記載の電池診断装置。
The estimation unit selects a different theoretical formula depending on the type of the variable, and calculates the theoretical value using the selected theoretical formula.
The battery diagnostic device according to claim 4.
前記推定部は、複数の種類の前記変数が与えられた場合、前記誤差を複数の前記変数ごとに算出し、電池の劣化度として前記変数ごとの過電圧の誤差の積算値を取得する、
請求項4に記載の電池診断装置。
When a plurality of types of the variables are given, the estimation unit calculates the error for each of the plurality of variables, and obtains an integrated value of overvoltage errors for each variable as a degree of battery deterioration.
The battery diagnostic device according to claim 4.
コンピュータが、
電池の放電条件を表す変数をもとに前記電池の過電圧の推定するための過電圧推定情報と、前記変数に対して前記過電圧の理論値を与える理論値情報とをもとに、指定された変数に対応する前記過電圧の推定値および理論値を導出し、
導出した前記推定値および前記理論値に基づいて、前記指定された変数に対応する電池の劣化度を推定する、
電池診断方法。
The computer is
A specified variable is calculated based on overvoltage estimation information for estimating the overvoltage of the battery based on a variable representing the discharge condition of the battery, and theoretical value information that gives a theoretical value of the overvoltage for the variable. Derive an estimated value and a theoretical value of the overvoltage corresponding to
estimating the degree of deterioration of the battery corresponding to the specified variable based on the derived estimated value and the theoretical value;
Battery diagnosis method.
コンピュータに、
電池の放電条件を表す変数をもとに前記電池の過電圧の推定するための過電圧推定情報と、前記変数に対して前記過電圧の理論値を与える理論値情報とをもとに、指定された変数に対応する前記過電圧の推定値および理論値を導出させ、
導出された前記推定値および前記理論値に基づいて、前記指定された変数に対応する電池の劣化度を推定させる、
ためのプログラム。
to the computer,
A specified variable is calculated based on overvoltage estimation information for estimating the overvoltage of the battery based on a variable representing the discharge condition of the battery, and theoretical value information that gives a theoretical value of the overvoltage for the variable. Derive an estimated value and a theoretical value of the overvoltage corresponding to
estimating the degree of deterioration of the battery corresponding to the designated variable based on the derived estimated value and the theoretical value;
program for.
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