JP7217277B2 - 推定システム、推定装置、推定方法、プログラム、及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
本願は、2018年7月31日に出願された日本国特許出願2018-143635号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
上述した(7)によれば、教師データの教師ラベルとする第2情報に、、バッテリの性能を表す各種パラメータの時系列データが含まれるため、バッテリに対して電池性能の実測作業が不要になり、データのサンプル数が増える毎に予測精度を向上させることができる。
図1は、本実施形態における電池劣化推定システム10の全体構成を示す図である。図1に示すように、電池劣化推定システム10は、鞍乗り型の自動二輪車12、着脱式バッテリ14、充電ステーション16、管理サーバ18、および携帯端末28を含む。自動二輪車12は「電力装置」の一例であり、充電ステーション16は「充電装置」の一例であり、管理サーバ18は「推定装置」の一例である。
次に、着脱式バッテリ14の構成例を説明する。
図2は、本実施形態に係る着脱式バッテリ14の構成例を示す図である。図2に示すように、着脱式バッテリ14は、蓄電部141、測定センサ142、BMU(Battery Management Unit)143、記憶部144、および接続部145を備える。
次に、充電ステーション16の構成例を説明する。
図3は、本実施形態に係る充電ステーション16の構成例を示す図である。図3に示すように、充電ステーション16は、表示器161、認証器162、充電器163、接続部164、通信部165、記憶部166、および制御部167を備える。
次に、管理サーバ18の構成例を説明する。
図4は、本実施形態に係る管理サーバ18の構成例を示す図である。図4に示すように、管理サーバ18は、通信部181、記憶部182、制御部183、および出力部184を備える。制御部183は、情報取得部1831、モデル生成部1832、および推定部1833を備える。モデル生成部1832は「学習部」の一例である。
次に、電池劣化予測モデルの生成手順を説明する。
図5は、本実施形態に係る電池劣化予測モデルの生成手順のフローチャートである。以下の処理は、例えば、利用者が充電ステーション16に訪れ、着脱式バッテリ14の交換作業を行う際に行われる。
(ステップS1)充電ステーション16の制御部167は、着脱式バッテリ14がスロット部21に返却されたことを検出する。制御部167は、例えば接続部164によって着脱式バッテリ14から情報を取得可能になった場合に、着脱式バッテリ14が返却されたと認識する。
図6は、本実施形態に係る電池劣化予測モデルの生成例を示す図である。
符号g101は、教師ラベルが対応付けられる電池情報(以下、モデル学習用データともいう)の例である。符号g101に示す例では、モデル学習用データが、着脱式バッテリ14が生産されてからの経過日数、着脱式バッテリ14の初期性能(容量、抵抗値)、着脱式バッテリ14の温度のヒストグラムデータ、および着脱式バッテリ14のSOCのヒストグラムデータ等である。
次に、生成した電池劣化予測モデルを用いて電池性能を推定する処理例を説明する。図7は、本実施形態に係る電池劣化予測モデルを用いて電池性能を推定する処理例のフローチャートである。管理サーバ18は、図7の処理を任意のタイミングで行う。
図5を用いて説明した例では、充電ステーション16側で着脱式バッテリ14の抵抗値等の電池性能を測定することで取得する例を説明したが、これに限らない。電池性能は、管理サーバ18側で推定してもよい。
(ステップS1)充電ステーション16の制御部167は、ステップS1の処理を行い、処理後、ステップS101の処理に進める。
(ステップL2)着脱式バッテリ14の交換作業を完了する。
なお、上述した例では、充電ステーション16が。電池性能と電池情報を管理サーバ18へ送信する例を説明したが、これに限らない。例えば、自動二輪車12が、通信機能を有するTCU(Telematics Communication Unit)を備えている場合、TCUが所定の時刻または所定の時間間隔で、電池性能と電池情報を管理サーバ18へ送信してもよい。
上述した実施形態の説明では、管理サーバ18の情報取得部1831が、着脱式バッテリ14の電池情報と電池性能情報を、通信部181を介して充電ステーション16から間接的に取得するものとして説明したがこれに限られない。例えば、管理サーバ18の情報取得部1831は、着脱式バッテリ14の電池情報と電池性能情報を、通信部181を介して着脱式バッテリ14から直接取得してもよい。この場合、着脱式バッテリ14は、蓄電部141、測定センサ142、BMU143、記憶部144、および接続部145に加えて、管理サーバ18等と通信する通信部146を備えてよい。着脱式バッテリ14の通信部146は、電池情報と電池性能情報とを管理サーバ18に送信する。これによって、充電ステーション16を介さずとも、管理サーバ18が着脱式バッテリ14と直接通信することで、着脱式バッテリ14の劣化の推移を予測することができる。
(1)本発明の一実施形態における電池劣化推定システム10は、電力を利用して移動可能な自動二輪車12に対して着脱自在に装着され、電池の劣化を判定することが可能なパラメータを含む電池情報を記憶する着脱式バッテリ14と;着脱式バッテリ14を充電し、着脱式バッテリ14から電池情報を取得し、着脱式バッテリ14の電池性能に関する電池性能情報を取得し、電池性能情報と電池情報とをサーバ装置へ送信する充電ステーション16と;充電ステーション16から受信した電池情報を学習用データとし、電池性能を教師データとし、機械学習によって着脱式バッテリ14の電池劣化予測モデルを生成し、電池情報を入力データとし、電池劣化予測モデルを用いて、推定時点の電池性能を推定する管理サーバ18と;を備える。
Claims (11)
- 電力を利用する電力装置に着脱自在に装着されるバッテリと、
前記バッテリを充電する充電部、
前記バッテリから、該バッテリの劣化に関する第1情報及び該バッテリの性能に関する第2情報を取得する取得部、及び
前記取得部により取得された前記第1情報及び前記第2情報を送信する送信部、を有する、
充電装置と、
前記送信部によって送信された前記第1情報及び前記第2情報を受信する受信部、及び
ある時点における前記バッテリの前記第1情報が入力されると、前記時点における前記バッテリの性能に関する第2情報を出力するように学習されたモデルに対して、前記受信部によって受信された前記第1情報を入力し、前記第1情報が入力されたことに応じて前記モデルにより出力された前記第2情報に基づいて前記バッテリの性能を推定する推定部、を有する、
推定装置と、を備え、
前記推定装置は、前記時点における前記バッテリの前記第1情報に対して、前記時点に
おける前記バッテリの前記第2情報が対応付けられた教師データに基づいて、前記モデルを学習する学習部を更に有し、
前記取得部は、前記充電装置に前記バッテリが装着される度に、前記バッテリから前記第1情報及び前記第2情報を取得し、
前記学習部は、前記受信部によって前記第1情報及び前記第2情報が受信された場合、前記教師データを生成し、前記生成した教師データに基づいて前記モデルを学習する、
推定システム。 - 前記第1情報は、前記バッテリが生産されてからの経過日数と、前記バッテリの初期の容量と、前記バッテリの初期の抵抗値と、前記バッテリの温度のヒストグラムと、前記バッテリの残容量のヒストグラムと、のうち少なくとも一つを含む、
請求項1に記載の推定システム。 - 前記第2情報は、測定時点の前記バッテリの容量と、測定時点の前記バッテリの抵抗値とのうちいずれか一方または双方を含む、
請求項1または2に記載の推定システム。 - 前記第1情報は、前記バッテリが生産されてからの経過日数と、前記バッテリの初期の容量と、前記バッテリの初期の抵抗値と、前記バッテリの温度の標準偏差と平均値と、前記バッテリの残容量の標準偏差と平均値と、のうち少なくとも一つを含む、
請求項1から3のうちいずれか一項に記載の推定システム。 - 前記取得部は、前記充電装置に前記バッテリが装着されてから、前記充電装置から前記バッテリが取り外されるまでの間に、前記第1情報および前記第2情報を取得し、
前記送信部は、前記取得部によって取得された前記第1情報および前記第2情報を前記推定装置へ送信する、
請求項1から4のうちいずれか一項に記載の推定システム。 - 前記第2情報には、前記バッテリの性能を測定して得た容量と抵抗値の測定値、及び前記バッテリの充電時における電圧と電流と温度それぞれの時系列データのうち少なくとも1つが含まれる、
請求項1から5のうちいずれか一項に記載の推定システム。 - 電力を利用する電力装置に着脱自在に装着されるバッテリであって、
該バッテリの劣化に関する第1情報を取得する前記バッテリの取得部、及び
前記取得部により取得された前記第1情報を送信する前記バッテリの送信部、を有する、
前記バッテリと、
前記バッテリの性能に関する第2情報を取得する充電装置の取得部、及び
前記充電装置の取得部により取得された前記第2情報を送信する前記充電装置の送信部、を有し、前記バッテリを充電する充電装置と、
前記バッテリの送信部によって送信された前記第1情報と、前記充電装置の送信部から、前記充電装置が取得した前記バッテリの性能に関する第2情報と、を受信する受信部、及び
ある時点における前記バッテリの前記第1情報が入力されると、前記時点における前記バッテリの性能に関する第2情報を出力するように学習されたモデルに対して、前記受信部によって受信された前記第1情報を入力し、前記第1情報が入力されたことに応じて前記モデルにより出力された前記第2情報に基づいて前記バッテリの性能を推定する推定部、を有する、
推定装置と、を備え、
前記推定装置は、前記時点における前記バッテリの前記第1情報に対して、前記時点における前記バッテリの前記第2情報が対応付けられた教師データに基づいて、前記モデルを学習する学習部を更に有し、
前記前記バッテリの取得部は、前記充電装置に前記バッテリが装着される度に、前記第1情報を取得し、
前記充電装置の取得部は、前記充電装置に前記バッテリが装着される度に、前記第2情報を取得し、
前記学習部は、前記受信部によって前記第1情報及び前記第2情報が受信された場合、前記教師データを生成し、前記生成した教師データに基づいて前記モデルを学習する、
推定システム。 - 電力を利用する電力装置に着脱自在に装着されるバッテリを充電する充電装置によって送信される、前記バッテリの劣化に関する第1情報及び前記バッテリの性能に関する第2情報を受信する受信部と、
ある時点における前記バッテリの前記第1情報が入力されると、前記時点における前記バッテリの性能に関する第2情報を出力するように学習されたモデルに対して、前記受信部によって受信された前記第1情報を入力し、前記第1情報が入力されたことに応じて前記モデルにより出力された前記第2情報に基づいて前記バッテリの性能を推定する推定部と、
前記時点における前記バッテリの前記第1情報に対して、前記時点における前記バッテリの前記第2情報が対応付けられた教師データに基づいて、前記モデルを学習する学習部と、を備え、
前記受信部は、前記充電装置に前記バッテリが装着される度に前記充電装置によって前記バッテリから取得された後に送信された前記第1情報及び前記第2情報を受信し、
前記学習部は、前記受信部によって前記第1情報及び前記第2情報が受信された場合、前記教師データを生成し、前記生成した教師データに基づいて前記モデルを学習する、
推定装置。 - 電力を利用する電力装置に着脱自在に装着されるバッテリを充電する充電装置によって送信される、前記バッテリの劣化に関する第1情報及び前記バッテリの性能に関する第2情報を受信する受信部を備えるコンピュータが、
ある時点における前記バッテリの前記第1情報が入力されると、前記時点における前記バッテリの性能に関する第2情報を出力するように学習されたモデルに対して、前記受信部によって受信された前記第1情報を入力するステップと、
前記第1情報が入力されたことに応じて前記モデルにより出力された前記第2情報に基づいて前記バッテリの性能を推定するステップと、
前記時点における前記バッテリの前記第1情報に対して、前記時点における前記バッテリの前記第2情報が対応付けられた教師データに基づいて、前記モデルを学習するステップと、を実行する推定方法であって、
前記受信部は、前記充電装置に前記バッテリが装着される度に前記充電装置によって前記バッテリから取得された後に送信された前記第1情報及び前記第2情報を受信し、
前記受信部によって前記第1情報及び前記第2情報が受信された場合、前記教師データを生成するステップと、
前記生成した教師データに基づいて前記モデルを学習するステップと、
を更に実行する推定方法。 - 電力を利用する電力装置に着脱自在に装着されるバッテリを充電する充電装置によって送信される、前記バッテリの劣化に関する第1情報及び前記バッテリの性能に関する第2情報を受信する受信部を備えるコンピュータに、
ある時点における前記バッテリの前記第1情報が入力されると、前記時点における前記バッテリの性能に関する第2情報を出力するように学習されたモデルに対して、前記受信部によって受信された前記第1情報を入力するステップと、
前記第1情報が入力されたことに応じて前記モデルにより出力された前記第2情報に基づいて前記バッテリの性能を推定するステップと、
前記時点における前記バッテリの前記第1情報に対して、前記時点における前記バッテリの前記第2情報が対応付けられた教師データに基づいて、前記モデルを学習するステップと、を実行させるためのプログラムであって、
前記受信部は、前記充電装置に前記バッテリが装着される度に前記充電装置によって前記バッテリから取得された後に送信された前記第1情報及び前記第2情報を受信し、
前記受信部によって前記第1情報及び前記第2情報が受信された場合、前記教師データを生成するステップと、
前記生成した教師データに基づいて前記モデルを学習するステップと、
を更に実行させるためのプログラム。 - 請求項10に記載のプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な非一過性の記憶媒体。
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