JP7388103B2 - Estimation device, estimation method and computer program - Google Patents
Estimation device, estimation method and computer program Download PDFInfo
- Publication number
- JP7388103B2 JP7388103B2 JP2019183335A JP2019183335A JP7388103B2 JP 7388103 B2 JP7388103 B2 JP 7388103B2 JP 2019183335 A JP2019183335 A JP 2019183335A JP 2019183335 A JP2019183335 A JP 2019183335A JP 7388103 B2 JP7388103 B2 JP 7388103B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amount
- temperature
- electrolyte
- battery
- lead
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 44
- 238000004590 computer program Methods 0.000 title claims description 7
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 134
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 81
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 78
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 58
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 56
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 31
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 29
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 28
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 22
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims description 9
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 6
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 230000006870 function Effects 0.000 description 18
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 12
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 9
- 229910000978 Pb alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 5
- 238000013527 convolutional neural network Methods 0.000 description 4
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 3
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 3
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 3
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 2
- YADSGOSSYOOKMP-UHFFFAOYSA-N dioxolead Chemical compound O=[Pb]=O YADSGOSSYOOKMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- FWFGVMYFCODZRD-UHFFFAOYSA-N oxidanium;hydrogen sulfate Chemical compound O.OS(O)(=O)=O FWFGVMYFCODZRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000011176 pooling Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000013135 deep learning Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 229920003217 poly(methylsilsesquioxane) Polymers 0.000 description 1
- 230000000306 recurrent effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Description
本開示は、鉛蓄電池の液枯れリスクを推定する推定装置、推定方法及びコンピュータプログラムに関する。 The present disclosure relates to an estimation device, an estimation method, and a computer program for estimating the risk of drying up a lead-acid battery.
鉛蓄電池は、正極板、負極板、及び電解液が収容されているケースを備える。正極板及び負極板は、ケースの電解液に浸漬されている。鉛蓄電池は、車載用、又は産業用等の用途で使用されている。例えば車載用の鉛蓄電池は、車両に搭載され、照明、及びカーステレオ等の車載機器(電気負荷)へ電力を供給する。鉛蓄電池は、車両が備える発電機(オルタネータ)により発電された電力により充電される。例えば産業用の鉛蓄電池は、非常用電源への電力供給源として用いられている。 A lead-acid battery includes a positive plate, a negative plate, and a case containing an electrolyte. The positive electrode plate and the negative electrode plate are immersed in the electrolyte in the case. Lead-acid batteries are used for automotive, industrial, and other applications. For example, an in-vehicle lead-acid battery is installed in a vehicle and supplies power to in-vehicle equipment (electrical loads) such as lighting and a car stereo. A lead-acid battery is charged with electric power generated by a generator (alternator) included in a vehicle. For example, industrial lead-acid batteries are used as a power source for emergency power supplies.
特許文献1には、車両の電気負荷に電力を供給する鉛蓄電池と、鉛蓄電池の温度を取得する取得装置と、取得した温度に基づいて、鉛蓄電池の劣化を判定する判定装置とを備える電源システムが開示されている。
前述の電源システムは、取得した鉛蓄電池の温度に基づいて、鉛蓄電池の劣化を判定することができる。鉛蓄電池の電解液量は、放電及び充電を繰り返すことにより、減少する。電解液量が一定量以下である液枯れの状態になった鉛蓄電池には、容量の低下等の影響が生じる。従来の技術では、液枯れが発生する可能性の有無(以下、液枯れリスクとも称する)を推定することができないという課題がある。 The aforementioned power supply system can determine deterioration of the lead-acid battery based on the obtained temperature of the lead-acid battery. The amount of electrolyte in a lead-acid battery decreases through repeated discharging and charging. A lead-acid battery that is in a depleted state where the amount of electrolyte is less than a certain amount is affected by effects such as a decrease in capacity. Conventional technology has a problem in that it is not possible to estimate whether or not there is a possibility that liquid drying up will occur (hereinafter also referred to as liquid drying risk).
本開示は、液枯れリスクを推定する推定装置、推定方法及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。 The present disclosure aims to provide an estimation device, an estimation method, and a computer program for estimating the risk of liquid drying up.
本開示に係る推定装置は、鉛蓄電池の電流、電圧、及び該鉛蓄電池の温度を取得する取得部と、取得した前記電流、前記電圧、及び前記温度、並びに、取得した前記電流、前記電圧、及び前記温度から演算した結果の第1履歴を蓄積するデータ蓄積部と、蓄積した前記第1履歴の少なくとも一部、及び、電流、電圧、及び前記鉛蓄電池の温度を蓄積してなる第2履歴の少なくとも一部と、電解液量との関係に基づいて、前記鉛蓄電池の電解液量を特定する特定部と、特定した前記電解液量に基づいて、前記鉛蓄電池の液枯れリスクを推定する推定部とを備える。 An estimation device according to the present disclosure includes an acquisition unit that acquires a current, a voltage, and a temperature of a lead-acid battery, the acquired current, the voltage, and the temperature, and the acquired current, the voltage, and a data storage unit that stores a first history of the results calculated from the temperature, and a second history that stores at least a part of the stored first history, and the current, voltage, and temperature of the lead acid battery. a specifying unit that identifies the amount of electrolyte of the lead-acid battery based on the relationship between at least a portion of the amount of electrolyte and the amount of electrolyte; and a determination unit that estimates a risk of liquid drying up of the lead-acid battery based on the specified amount of electrolyte. and an estimation section.
本開示に係る推定装置は、鉛蓄電池の電流、電圧、及び該鉛蓄電池の温度を取得する取得部と、取得した前記電流、前記電圧、及び前記温度、並びに、取得した前記電流、前記電圧、及び前記温度から演算した結果の履歴を蓄積するデータ蓄積部と、履歴の少なくとも一部を入力した場合に、前記鉛蓄電池の液枯れリスクを出力する学習モデルに、前記データ蓄積部により蓄積された前記履歴の少なくとも一部を入力して、前記鉛蓄電池の液枯れリスクを推定する推定部とを備える。 An estimation device according to the present disclosure includes an acquisition unit that acquires a current, a voltage, and a temperature of a lead-acid battery, the acquired current, the voltage, and the temperature, and the acquired current, the voltage, and a data storage unit that stores a history of results calculated from the temperature, and a learning model that outputs the risk of drying up of the lead-acid battery when at least a part of the history is input. and an estimator that inputs at least a portion of the history to estimate a risk of drying up the lead acid battery.
本開示に係る推定装置は、鉛蓄電池の電解液の液量を取得する取得部と、取得した前記液量に基づいて、前記鉛蓄電池の液枯れリスクを推定する推定部とを備える。 An estimation device according to the present disclosure includes an acquisition unit that acquires the amount of electrolyte of a lead-acid battery, and an estimation unit that estimates a risk of drying up the lead-acid battery based on the acquired amount of liquid.
本開示に係る推定方法は、鉛蓄電池の電流、電圧、及び該鉛蓄電池の温度を取得し、取得した前記電流、前記電圧、及び前記温度、並びに、取得した前記電流、前記電圧、及び前記温度から演算した結果の第1履歴を蓄積し、蓄積した前記第1履歴の少なくとも一部、及び、電流、電圧、及び前記鉛蓄電池の温度を蓄積してなる第2履歴の少なくとも一部と、電解液量との関係に基づいて、前記鉛蓄電池の電解液量を特定し、特定した前記電解液量に基づいて、前記鉛蓄電池の液枯れリスクを推定する。 The estimation method according to the present disclosure acquires the current, voltage, and temperature of a lead-acid battery, and calculates the acquired current, voltage, and temperature, and the acquired current, voltage, and temperature. A first history of the results calculated from is accumulated, at least a part of the accumulated first history, at least a part of a second history formed by accumulating current, voltage, and temperature of the lead-acid battery, and electrolysis. The amount of electrolytic solution of the lead acid battery is specified based on the relationship with the amount of liquid, and the risk of liquid depletion of the lead acid battery is estimated based on the specified amount of electrolyte solution.
本開示に係るコンピュータプログラムは、鉛蓄電池の電流、電圧、及び該鉛蓄電池の温度を取得し、取得した前記電流、前記電圧、及び前記温度、並びに、取得した前記電流、前記電圧、及び前記温度から演算した結果の第1履歴を蓄積し、蓄積した前記第1履歴の少なくとも一部、及び、電流、電圧、及び前記鉛蓄電池の温度を蓄積してなる第2履歴の少なくとも一部と、電解液量との関係に基づいて、前記鉛蓄電池の電解液量を特定し、特定した前記電解液量に基づいて、前記鉛蓄電池の液枯れリスクを推定する処理をコンピュータに実行させる。 A computer program according to the present disclosure acquires a current, a voltage, and a temperature of a lead-acid battery, and acquires the acquired current, voltage, and temperature, and acquires the acquired current, voltage, and temperature. A first history of the results calculated from is accumulated, at least a part of the accumulated first history, at least a part of a second history formed by accumulating current, voltage, and temperature of the lead-acid battery, and electrolysis. A computer is caused to execute a process of specifying the amount of electrolyte of the lead acid battery based on the relationship with the amount of liquid and estimating the risk of drying up of the lead acid battery based on the specified amount of electrolyte.
本開示によれば、液枯れリスクを推定することができる。 According to the present disclosure, it is possible to estimate the risk of liquid drying up.
(本実施形態の概要)
本実施形態に係る推定装置は、鉛蓄電池の電流、電圧、及び該鉛蓄電池の温度を取得する取得部と、取得した前記電流、前記電圧、及び前記温度、並びに、取得した前記電流、前記電圧、及び前記温度から演算した結果の第1履歴を蓄積するデータ蓄積部と、蓄積した前記第1履歴の少なくとも一部、及び、電流、電圧、及び前記鉛蓄電池の温度を蓄積してなる第2履歴の少なくとも一部と、電解液量との関係に基づいて、前記鉛蓄電池の電解液量を特定する特定部と、特定した前記電解液量に基づいて、前記鉛蓄電池の液枯れリスクを推定する推定部とを備える。
(Summary of this embodiment)
The estimation device according to the present embodiment includes an acquisition unit that acquires the current, voltage, and temperature of a lead-acid battery, and the acquired current, voltage, and temperature, and the acquired current and voltage. , a data storage unit that stores a first history of the results calculated from the temperature, and a second data storage unit that stores at least a part of the stored first history, and a current, voltage, and temperature of the lead-acid battery. a specifying unit that identifies the amount of electrolyte of the lead-acid battery based on a relationship between at least a part of the history and the amount of electrolyte; and an estimation of a risk of liquid depletion of the lead-acid battery based on the specified amount of electrolyte. and an estimating unit.
鉛蓄電池の電解液は希硫酸を含む。希硫酸中の水は、鉛蓄電池の充放電により、電気分解される。希硫酸中の水は、鉛蓄電池の温度が高い場合、蒸発しやすい。希硫酸中の水の電気分解及び蒸発により、鉛蓄電池の電解液量は減少する。上記構成によれば、特定部は、蓄積した第1履歴の少なくとも一部、及び、第2履歴の少なくとも一部と電解液量との関係に基づいて電解液量を特定する。推定部は、例えば特定した電解液量が一定値以下の場合、液枯れリスクがあると推定することができる。 The electrolyte of lead-acid batteries contains dilute sulfuric acid. Water in dilute sulfuric acid is electrolyzed by charging and discharging a lead acid battery. Water in dilute sulfuric acid tends to evaporate when the temperature of the lead-acid battery is high. Due to electrolysis and evaporation of water in dilute sulfuric acid, the amount of electrolyte in a lead-acid battery decreases. According to the above configuration, the identification unit identifies the amount of electrolyte based on the relationship between at least a portion of the accumulated first history and at least a portion of the second history and the amount of electrolyte. For example, when the specified amount of electrolytic solution is below a certain value, the estimating unit can estimate that there is a risk of liquid drying up.
上述の推定装置において、前記特定部は、第1履歴の少なくとも一部を入力した場合に、前記鉛蓄電池の電解液量を出力する学習モデルに、前記データ蓄積部により蓄積された前記第1履歴の少なくとも一部を入力して、前記電解液量を特定してもよい。 In the above-mentioned estimating device, the specifying unit adds the first history accumulated by the data accumulation unit to a learning model that outputs the amount of electrolyte of the lead acid battery when at least a part of the first history is input. The electrolyte amount may be specified by inputting at least a portion of the amount of the electrolyte.
上記構成によれば、第1履歴の少なくとも一部が入力されることにより、学習モデルによって鉛蓄電池の電解液量が出力される。精度良く鉛蓄電池の電解液量を特定することができる。 According to the above configuration, by inputting at least a portion of the first history, the amount of electrolyte of the lead-acid battery is outputted by the learning model. The amount of electrolyte in a lead-acid battery can be determined with high accuracy.
本実施形態に係る推定装置は、鉛蓄電池の電流、電圧、及び該鉛蓄電池の温度を取得する取得部と、取得した前記電流、前記電圧、及び前記温度、並びに、取得した前記電流、前記電圧、及び前記温度から演算した結果の履歴を蓄積するデータ蓄積部と、履歴の少なくとも一部を入力した場合に、前記鉛蓄電池の液枯れリスクを出力する学習モデルに、前記データ蓄積部により蓄積された前記履歴の少なくとも一部を入力して、前記鉛蓄電池の液枯れリスクを推定する推定部とを備える。 The estimation device according to the present embodiment includes an acquisition unit that acquires the current, voltage, and temperature of a lead-acid battery, and the acquired current, voltage, and temperature, and the acquired current and voltage. and a data storage unit that stores a history of results calculated from the temperature, and a learning model that outputs the risk of drying up of the lead-acid battery when at least a part of the history is input. and an estimating unit that inputs at least a part of the history and estimates a risk of drying up the lead-acid battery.
上記構成によれば、鉛蓄電池の履歴の少なくとも一部が入力されることにより、学習モデルによって鉛蓄電池の液枯れリスクが出力される。精度良く鉛蓄電池の液枯れリスクを推定することができる。 According to the above configuration, by inputting at least a part of the history of the lead-acid battery, the risk of drying up the lead-acid battery is outputted by the learning model. It is possible to accurately estimate the risk of lead acid battery drying up.
本実施形態に係る推定装置は、鉛蓄電池の電解液の液量を取得する取得部と、取得した前記液量に基づいて、前記鉛蓄電池の液枯れリスクを推定する推定部とを備える。 The estimation device according to the present embodiment includes an acquisition unit that acquires the amount of electrolyte of the lead-acid battery, and an estimation unit that estimates the risk of drying up the lead-acid battery based on the acquired amount of liquid.
上記構成によれば、取得部により取得された電解液量に基づいて、精度良く鉛蓄電池の液枯れリスクを推定することができる。 According to the above configuration, it is possible to accurately estimate the risk of drying up the lead acid battery based on the amount of electrolyte acquired by the acquisition unit.
上述の推定装置は、前記推定部により推定された液枯れリスクに応じて、前記鉛蓄電池の液枯れが発生する旨を報知する報知部を備えてもよい。 The above-mentioned estimating device may include a notification section that notifies that the lead-acid battery will run out of fluid according to the risk of running out of fluid estimated by the estimation section.
上記構成によれば、報知部は、液枯れリスクがある場合、液枯れが発生する旨を、鉛蓄電池の使用者に報知する。鉛蓄電池の使用者は、例えば、鉛蓄電池が車両に搭載されている場合、該車両の運転手である。鉛蓄電池の使用者は、液枯れが発生する前に、電解液を補水する等の液枯れ対策をすることができる。 According to the above configuration, when there is a risk of battery drying up, the notification unit notifies the user of the lead-acid battery that battery drying up will occur. For example, when the lead acid battery is installed in a vehicle, the user of the lead acid battery is the driver of the vehicle. Users of lead-acid batteries can take countermeasures such as replenishing the electrolyte before the battery runs out.
本実施形態に係る推定方法は、鉛蓄電池の電流、電圧、及び該鉛蓄電池の温度を取得し、取得した前記電流、前記電圧、及び前記温度、並びに、取得した前記電流、前記電圧、及び前記温度から演算した結果の第1履歴を蓄積し、蓄積した前記第1履歴の少なくとも一部、及び、電流、電圧、及び前記鉛蓄電池の温度を蓄積してなる第2履歴の少なくとも一部と、電解液量との関係に基づいて、前記鉛蓄電池の電解液量を特定し、特定した前記電解液量に基づいて、前記鉛蓄電池の液枯れリスクを推定する。 The estimation method according to the present embodiment acquires the current, voltage, and temperature of a lead-acid battery, and calculates the acquired current, voltage, and temperature, as well as the acquired current, voltage, and temperature. Accumulating a first history of results calculated from temperature, at least a part of the accumulated first history, and at least a part of a second history formed by accumulating current, voltage, and temperature of the lead-acid battery; The amount of electrolyte in the lead-acid battery is specified based on the relationship with the amount of electrolyte, and the risk of drying up the lead-acid battery is estimated based on the specified amount of electrolyte.
上記構成によれば、蓄積した第1履歴の少なくとも一部、及び第2履歴の少なくとも一部と電解液量の関係とに基づいて電解液量を特定し、例えば特定した電解液量が一定値以下の場合、液枯れリスクがあると推定することができる。 According to the above configuration, the amount of electrolyte is specified based on the relationship between at least a portion of the accumulated first history and at least a portion of the second history and the amount of electrolyte, and for example, the specified amount of electrolyte is a constant value. In the following cases, it can be assumed that there is a risk of liquid drying up.
本実施形態に係るコンピュータプログラムは、鉛蓄電池の電流、電圧、及び該鉛蓄電池の温度を取得し、取得した前記電流、前記電圧、及び前記温度、並びに、取得した前記電流、前記電圧、及び前記温度から演算した結果の第1履歴を蓄積し、蓄積した前記第1履歴の少なくとも一部、及び、電流、電圧、及び前記鉛蓄電池の温度を蓄積してなる第2履歴の少なくとも一部と、電解液量との関係に基づいて、前記鉛蓄電池の電解液量を特定し、特定した前記電解液量に基づいて、前記鉛蓄電池の液枯れリスクを推定する処理をコンピュータに実行させる。 The computer program according to the present embodiment acquires the current, voltage, and temperature of a lead-acid battery, and acquires the acquired current, voltage, and temperature; Accumulating a first history of results calculated from temperature, at least a part of the accumulated first history, and at least a part of a second history formed by accumulating current, voltage, and temperature of the lead-acid battery; A computer is caused to execute a process of specifying the amount of electrolyte of the lead-acid battery based on the relationship with the amount of electrolyte and estimating the risk of drying up of the lead-acid battery based on the specified amount of electrolyte.
(第1実施形態)
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。車両に搭載された鉛蓄電池の液枯れリスクの推定を行う場合を説明する。図1は、第1実施形態に係る車両1の構成を示すブロック図である。車両1は、制御装置10と、車載機器11と、エンジン12と、発電機(オルタネータ)13と、鉛蓄電池(以下、電池という)2と、BMU(Battery Management Unit)3とを備える。車両1は、外部サーバ8と外部ネットワーク9を介して通信可能である。車載機器11は、例えば、照明、ナビゲーションシステム、及びカーステレオである。車載機器11は、電池2と接続されている。発電機13は、エンジン12の駆動により発電を行う。発電機13は、電池2と接続されている。
(First embodiment)
Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings. A case will be explained in which the risk of battery drying up of a lead-acid battery installed in a vehicle is estimated. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a
制御装置10は車両1全体を制御し、制御部101、記憶部102、通信部103、及び操作部104を備える。制御装置10は、BMU3と接続されている。外部サーバ8は、制御部81、及び通信部82を備える。制御装置10の制御部101は、通信部103、外部ネットワーク9、及び通信部82を介し、外部サーバ8の制御部81と接続されている。操作部104は、例えば、車両1がタッチパネルを有するナビゲーションシステムを備えている場合、該タッチパネルである。
The
制御部101、及び制御部81は、例えばCPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、及びRAM(Random Access Memory)等により構成され、制御装置10、及び外部サーバ8の動作を制御する。記憶部102は、例えば不揮発性半導体メモリ又はハードディスクドライブ(HDD)等により構成され、各種のプログラム及びデータを記憶する。通信部103と、通信部82と、BMU3が備える通信部34(図4参照)とは、ネットワークを介して、他の装置との間で通信を行う機能を有し、所要の情報の送受信を行うことができる。
The
図2は電池2の外観構成を示す斜視図、図3は図2のIII-III線断面図である。図2及び図3に示すように、電池2は、電槽20と、正極端子28と、負極端子29と、複数の極板群23とを備える。
2 is a perspective view showing the external structure of the
電槽20は、電槽本体201と、蓋202とを有する。電槽本体201は、上部が開口した直方体状の容器であり、例えば合成樹脂等により形成されている。例えば合成樹脂製の蓋202は、電槽本体201の開口部を閉塞する。蓋202の下面の周縁部分と電槽本体201の開口部の周縁部分とは例えば熱溶着によって接合される。電槽20内の空間は、隔壁27によって、電槽20の長手方向に並ぶ複数のセル室21に区画されている。
The
電槽20内の各セル室21には、極板群23が1つずつ収容されている。電槽20内の各セル室21には、希硫酸を含む電解液22が収容されており、極板群23の全体が電解液22中に浸漬している。電解液22は、蓋202に設けられた注液口(図示せず)からセル室21内に注入される。
Each
極板群23は、複数の正極板231と、複数の負極板235と、セパレータ239とを備える。複数の正極板231及び複数の負極板235は、交互に並ぶように配置されている。
The
正極板231は、正極格子232と、正極格子232に支持された正極電極材料234とを有する。正極格子232は、略格子状又は網目状に配置された骨部を有する導電性部材であり、例えば鉛又は鉛合金により形成されている。正極格子232は、上端付近に、上方に突出する耳233を有する。正極電極材料234は、二酸化鉛を含んでいる。正極電極材料234は、さらに公知の添加剤を含んでもよい。
The
負極板235は、負極格子236と、負極格子236に支持された負極電極材料238とを有する。負極格子236は、略格子状又は網目状に配置された骨部を有する導電性部材であり、例えば鉛又は鉛合金により形成されている。負極格子236は、上端付近に、上方に突出する耳237を有する。負極電極材料238は、鉛を含む。負極電極材料238は、さらに公知の添加剤を含んでもよい。
セパレータ239は、例えばガラス又は合成樹脂等の絶縁性材料により形成されている。セパレータ239は、互いに隣り合う正極板231と負極板235との間に介在する。セパレータ239は、一体の部材として構成されてもよく、正極板231と負極板235との間に各別に設けてもよい。セパレータ239は正極板231及び負極板235のいずれかを包装するように配置してもよい。
The
複数の正極板231の耳233は、例えば鉛又は鉛合金により形成されたストラップ24に接続されている。複数の正極板231は、ストラップ24を介して電気的に並列に接続されている。同様に、複数の負極板235の耳237は、例えば鉛又は鉛合金により形成されたストラップ25に接続されている。複数の負極板235は、ストラップ25を介して電気的に接続されている。
The
電池2において、一のセル室21内のストラップ25は、例えば鉛又は鉛合金により形成された中間ポール26を介して、前記一のセル室21に隣接する一方のセル室21内のストラップ24に接続されている。また、前記一のセル室21内のストラップ24は、中間ポール26を介して、前記一のセル室21に隣接する他方のセル室21内のストラップ25に接続されている。すなわち、電池2の複数の極板群23は、ストラップ24,25及び中間ポール26を介して電気的に直列に接続されている。図3に示すように、電槽20の長手方向の一端に位置するセル室21に収容されたストラップ24は、中間ポール26ではなく、後述する正極柱282に接続されている。電槽20の長手方向の他端に位置するセル室21に収容されたストラップ25は、中間ポール26ではなく、負極柱(図示せず)に接続されている。
In the
正極端子28は、電槽20の長手方向の一端部に配置されており、負極端子29は、電槽20の長手方向の他端部付近に配置されている。
The
図3に示すように、正極端子28は、ブッシング281と、正極柱282とを含む。ブッシング281は、略円筒状の導電性部材であり、例えば鉛合金により形成されている。ブッシング281の下側部分は、インサート成形により蓋202に一体化されており、ブッシング281の上部は、蓋202の上面から上方に突出している。正極柱282は、略円柱状の導電性部材であり、例えば鉛合金により形成されている。正極柱282は、ブッシング281の孔に挿入されている。正極柱282の上端部は、ブッシング281の上端部と略同じ位置に位置しており、例えば溶接によりブッシング281に接合されている。正極柱282の下端部は、ブッシング281の下端部よりも下方に突出し、さらに、蓋202の下面よりも下方に突出しており、電槽20の長手方向の一端部に位置するセル室21に収容されたストラップ24に接続されている。負極端子29は、正極端子28と同様に、ブッシング291と、負極柱292とを含み(図2参照)、正極端子28と同様の構成を有する。
As shown in FIG. 3, the
正極端子28のブッシング281及び負極端子29のブッシング291に車載機器11が接続される。電池2から車載機器11へ電力が供給される。すなわち電池2は放電する。正極端子28のブッシング281及び負極端子29のブッシング291に発電機13が接続される。発電機13から電池2へ供給される電力により電池2が充電される。
The on-
図1に示すように車両1は、電圧センサ5と、電流センサ6と、温度センサ7とを備える。電圧センサ5は、電池2に並列に接続されており、電池2の全体の電圧に応じた検出結果を出力する。電流センサ6は、電池2に直列に接続されている。電流センサ6は、発電機13から電池2へ流れる電流(充電電流)に応じた検出結果と、電池2から車載機器11へ流れる電流(放電電流)に応じた検出結果とを出力する。温度センサ7は、例えば電池2の近傍に配置され、電池2の温度に応じた検出結果を出力する。
As shown in FIG. 1, the
図4は、BMU3の構成を示すブロック図である。BMU3は、制御部31と、記憶部32と、入力部33と、通信部34とを備える。これらの各部は、バスを介して互いに通信可能に接続されている。入力部33は、電圧センサ5、電流センサ6、及び温度センサ7からの検出結果の入力を受け付ける。通信部34は、制御装置10及び外部サーバ8等の他の装置との通信を行う。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the
記憶部32は、例えば不揮発性半導体メモリ又はHDD等により構成され、各種のプログラム及びデータを記憶する。記憶部32には、例えば、後述する液枯れリスク推定処理を実行するためのプログラム321が記憶(格納)されている。記憶部32に記憶されたプログラム321は、BMU3が読み取り可能な記録媒体322から読み出されたプログラム321を記憶したものであってもよい。記憶部32には履歴323が記憶されている。図5は履歴323の内容例を示す概念図である。詳細は後述するが履歴323には、制御部31が後述の液枯れリスク推定処理にて取得した電池2の充電電流、放電電流、電圧、及び温度と、取得時刻とが含まれる。履歴323には、さらに制御部31が後述の液枯れリスク推定処理にて演算した結果、例えば、後述の充電電気量、放電電気量、過充電量、過充電量の合計値、温度の平均値(平均温度)、電解液22の減少量、減少量の積算値、及び電解液量が含まれる。履歴323が第1履歴に相当する。
The
制御部31は、例えばCPU、GPU、ROM、及びRAM等により構成され、記憶部32から読み出したプログラム321等のコンピュータプログラムを実行することにより、BMU3の動作を制御する。例えば、制御部31は、プログラム321を読み出して実行することにより、後述の液枯れリスク推定処理を実行する処理部として機能する。
The
制御部31は、入力部33を介して電流センサ6から、充電電流及び放電電流を取得する。制御部31は、入力部33を介して電圧センサ5から電池2の電圧を取得する。制御部31は、温度センサ7から電池2の温度を取得する。制御部31は、取得した充電電流、放電電流、及び温度に対して演算を行う。詳細は後述するが制御部31は、例えば取得した充電電流及び放電電流から、充電電気量及び放電電気量を演算する。取得した充電電流、放電電流、及び温度、並びに演算結果は、履歴323として記憶部32に蓄積される。
The
電池2の電解液22には希硫酸が含まれているので、電池2の充放電を行うことによって、希硫酸に含まれる水は、電気分解される。希硫酸に含まれる水は、電池2の温度が高い場合、蒸発しやすい。希硫酸中の水の電気分解又は蒸発により、鉛蓄電池の電解液量は減少する。制御部31は、蓄積された履歴323の少なくとも一部、及び、履歴323の少なくとも一部と、電解液量との関係とに基づいて、電池2の電解液量を特定する。電池2の電解液量を特定する方法は後述する。
Since the
制御部31は、特定した電解液22の液量に基づいて電池2の液枯れリスクを推定する。例えば特定した電解液22の液量が所定値以下である場合、制御部31は、液枯れリスクあり(液枯れが発生する可能性あり)と推定する。制御部31は、液枯れリスクありと推定した場合、液枯れリスクがある旨を、車両1内の人、例えば車両1の運転手に報知する。
The
BMU3は、推定装置として機能する。BMU3は、取得部、データ蓄積部、特定部、推定部、及び報知部として機能する。制御装置10又は外部サーバ8が推定装置として機能してもよい。外部サーバ8が推定装置として機能しない場合、外部サーバ8は、制御装置10と接続されていなくてもよい。
BMU3 functions as an estimation device. The
図6は、BMU3の制御部31が行う液枯れリスク推定処理の手順を示すフローチャートである。以下、ステップをSと略す。制御部31は、例えば車両1のイグニッションスイッチ(図示せず)がオン状態になった場合、プログラム321に従って以下の処理を実行する。
FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of the liquid drying risk estimation process performed by the
制御部31は、一定の周期、例えば1分ごとに、電池2の充電電流及び放電電流と、電池2の電圧と、電池2の温度とを同時刻に取得する(S1)。図6においては、充電電流及び放電電流は、まとめて電流と表記してある。取得された電池2の充電電流及び放電電流と、電池2の電圧と、電池2の温度とは、取得された時刻と対応付けて履歴323として記憶部32に蓄積される。
The
制御部31は、取得した充電電流及び放電電流から、電池2の充電電気量及び放電電気量を演算する(S2)。例えば充電電流及び放電電流を取得する周期が1分(1/60時間)ごとである場合、制御部31は、取得した充電電流[A]及び放電電流[A]に、取得周期1/60[h]を掛けることにより、充電電気量[Ah]及び放電電気量[Ah]を演算する。演算された充電電気量及び放電電気量は、演算に用いられた充電電流及び放電電流が取得された時刻と対応付けて、履歴323として記憶部32に蓄積される。
The
制御部31は、演算された充電電気量及び放電電気量の差(充電電気量-放電電気量)を演算する(S3)。以下、充電電気量及び放電電気量の差を、過充電量と称する。演算された過充電量は、演算に用いられた充電電気量及び放電電気量が取得された時刻と対応付けて、履歴323として記憶部32に蓄積される。図5に示すように履歴323には、1分ごとに充電電気量及び放電電気量と、過充電量と、電圧と、温度とが、順次蓄積される。
The
制御部31は、蓄積された履歴323の少なくとも一部、及び、履歴323の少なくとも一部と、電解液量との関係とに基づいて、電池2の電解液量を特定する(S4)。以下、制御部31が電解液22の量を特定する方法の一例を説明する。履歴323には、電池2の電解液量の初期液量が記録されている。図5において初期液量は、取得時刻0分の電解液量であり、500gである。初期液量は、例えば、電池2が車両1に搭載される際に、通信部34を介して、操作部104の操作によりBMU3に入力され、履歴323に記録される。
The
記憶部32には関係データ324が記憶されている。関係データ324は、過充電量と電解液22の減少量との関係を表すデータであり、予め実験により求められている。関係データ324は、通信部34を介してBMU3に入力され記憶部32に記憶される。図7は、過充電量と電解液22の減少量との関係を示すグラフの模式図である。グラフの横軸は過充電量[Ah]を示し、縦軸は電解液22の減少量[g]を示す。実験によって、ある温度にて、一定時間、例えば30分間、電池2に充電電流及び放電電流が流れた場合の過充電量と、一定時間における電解液22の減少量とのデータを複数取得することにより、図7のグラフは得られる。図7においては、温度が25℃、50℃、及び75℃の場合のグラフが示してある。過充電量が大きい場合、電解液22の減少量は大きい。温度が高い場合、電解液22の減少量は大きい。過充電量が大きく、温度が高い場合、電解液22の減少量はより大きい。前述の実験にて取得されたデータから、例えば最小二乗法により、ある温度にて、一定時間、電池2に充電電流及び放電電流が流れた場合の過充電量に対する電解液22の減少量を示す関数は求められる。該関数は複数の温度、例えば25℃、50℃、及び75℃に対して求められ、関係データ324として記憶部32に記録されている。関係データ324は、例えば、一定時間、電池2に充電電流及び放電電流が流れた場合の過充電量と、一定時間における電解液22の減少量との関係を温度ごとに示すデータテーブルであってもよい。実験にて取得されたデータのうち、電解液22の減少量を除くデータが第2履歴に相当する。
The
制御部31は、履歴323に蓄積された過充電量に対し、一定時間、例えば30分間ごとの合計値(積算値)を演算する。演算された過充電量の一定時間ごとの合計値は、履歴323として記憶部32に順次蓄積される。制御部31は、履歴323に蓄積された温度に対して一定時間ごとの平均値を演算する。演算された温度の一定時間ごとの平均値は、履歴323として記憶部32に順次蓄積される。制御部31は、演算した過充電量の合計値及び温度の平均値と、関係データ324に記録された関数とに基づいて、電解液22の減少量を演算する。一定時間ごとに電解液22の減少量は、演算され、履歴323として記憶部32に順次蓄積される。制御部31は、一定時間ごとに演算した電解液22の減少量を積算し、積算した値(減少量の積算値)を履歴323として記憶部32に順次蓄積させる。電解液22の初期液量から減少量の積算値を引くことにより、電池2の電解液量を特定することができる。特定した電解液量は、履歴323として記憶部32に蓄積される。
The
制御部31は、特定した電解液量に基づいて電池2の液枯れリスクを推定する(S5)。制御部31は、特定した電解液量が所定値、例えば400gよりも大きい場合、液枯れリスクなし(液枯れが発生する可能性なし)と推定する。制御部31は、液枯れリスクなしと推定した場合(S6:NO)、S1の処理を行う。制御部31は、特定した電解液量が所定値以下である場合、制御部31は、液枯れリスクあり(液枯れが発生する可能性あり)と推定する。制御部31は、液枯れリスクありと推定した場合(S6:YES)、液枯れリスクがある旨を、車両1内の人に報知し(S7)、処理を終了する。制御部31は、例えば、通信部34を介して、車両1が備えるナビゲーションシステムのディスプレイに、「液枯れのおそれがあります。電解液に補水してください。」のようなメッセージを表示させる。該メッセージは、例えば記憶部32に記憶されている。該メッセージは、プログラム321に含まれていてもよい。
The
電解液22に補水が行われた場合、例えば、電解液22の補水を行った人は、操作部104の操作により、通信部34を介して、補水した旨をBMU3に入力する。補水を行った人は、例えばナビゲーションシステムがタッチパネルを備える場合、該タッチパネルに表示された「補水完了」のボタンを押す。さらに補水を行った人は、補水した量(補水量)を操作部104の操作によりBMU3に入力する。BMU3の制御部31は、履歴323の初期液量を、入力された補水量と履歴323の最新の電解液量との和に更新する。BMU3の制御部31は、初期液量を除く履歴323のデータを削除する。
When the
代替的に、制御部31が電圧の変化から補水量を推定してもよい。電解液22の減少は、電解液22に含まれる希硫酸の水が減少することにより生じる。電解液22が減少した場合、電解液22の比重(希硫酸の濃度)が変化する。電解液22の比重が変化することにより、すなわち電解液22に含まれる水の割合が変化することにより、電池2の電圧は変化する。補水の前後にて電池2の液量が大きく変化するので、制御部31は、取得した電圧と、1つ前に取得した電圧との差が所定値以上であった場合、補水が行われたと判定する。補水量と電池2の電圧の変化量との関係、例えば、関数が予め実験により求められ、記憶部32に記憶されている。制御部31は、補水が行われたと判定した場合、取得した電圧と1つ前に取得した電圧との変化量、並びに、補水量と電池2の電圧の変化量との関係を用いて補水量を推定する。制御部31は、履歴323の初期液量を、推定した補水量と履歴323の1つ前に取得した電圧に対応する時刻の電解液量との和に更新する。制御部31は、初期液量を除く履歴323のデータを削除する。
Alternatively, the
代替的に、制御部31は、S4において、学習モデル325を用いて電池2の電解液量を特定してもよい。学習モデル325は、履歴323の少なくとも一部、例えば過充電量、電圧、及び温度が入力された場合、複数の電解液量と電池2が該電解液量である確率とを出力する。例えば、電解液量が475gである確率、及び電解液量が450gである確率等の複数の電解液量と電池2が該電解液量である確率とが出力される。学習モデル325は、例えば深層学習(ディープラーニング)によって学習された多層の畳み込みニューラルネットワーク(CNN、Convolutional Neural Network)を用いることができる。学習モデル325は、CNN以外のニューラルネットワーク、例えば再帰型ニューラルネットワーク(RNN、Recurrent Neural Network)を用いてもよい。学習モデル325は、他の機械学習で学習したものであってもよい。
Alternatively, the
図8は、学習モデル325の模式図である。学習モデル325は、入力層と出力層との間に中間層を備える。中間層は、複数段からなる畳み込み層及びプーリング層、並びに最終段の全結合層を備える。畳み込み層、プーリング層及び全結合層の数は適宜決定できる。入力層、中間層及び出力層夫々には、1又は複数のノードが存在する。各層のノードは、前後の層に存在するノードと一方向に所望の重み及びバイアスで結合されている。入力層の各ノードに入力されたデータは、最初の中間層に入力される。この中間層において、
重み及びバイアスを含む活性化関数を用いて、出力が算出される。算出された出力が次の中間層に入力される。以下同様にして、出力層の出力が求められるまで次々と後の層に伝達される。
FIG. 8 is a schematic diagram of the
An output is calculated using an activation function that includes weights and biases. The calculated output is input to the next intermediate layer. In the same manner, the output of the output layer is successively transmitted to subsequent layers until the output is determined.
学習モデル325は、履歴323の少なくとも一部、例えば過充電量、電圧、及び温度を入力とし、複数の電解液量と電池2が該電解液量である確率とを出力とする。出力層の各出力ノードが出力する確率は0~1.0の値である。
出力層は、
例えば、電解液量475g…0.91
電解液量450g…0.08
・・・
のように出力する。
The
The output layer is
For example, the amount of electrolyte 475g...0.91
Electrolyte amount 450g...0.08
...
Output like this.
学習モデル325は、教師データ326を用いて、履歴323の少なくとも一部、例えば過充電量、電圧、及び温度が入力された場合に、複数の電解液量と電池2が該電解液量である確率とを出力するように学習されたモデルである。以下、電池2が該電解液量である確率を、電解液量の確率とも称する。
The
図9は、教師データ326の内容例を示す概念図である。教師データ326は、例えば予め行われた実験により作成される。実験者は、例えば、電池2の電解液量及び温度を変化させて、電池2の過充電量及び電圧を複数取得する。複数の電解液量及び温度に対し、過充電量及び電圧は取得される。教師データ326には、実験にて取得された過充電量、及び電圧と、取得された過充電量、及び電圧に対応する温度及び電解液22の液量とがID(Identification)ナンバーごとに記録されている。実験にて取得された過充電量、及び電圧と、取得された過充電量、及び電圧に対応する温度とが第2履歴に相当する。
FIG. 9 is a conceptual diagram showing an example of the contents of the teacher data 326. The teacher data 326 is created, for example, by an experiment conducted in advance. The experimenter obtains a plurality of overcharge amounts and voltages of the
学習モデル325の学習の一例について説明する。学習モデル325は、PC(Personal Computer)等のコンピュータで構成された学習装置で学習されたモデルである。学習装置は、制御装置10又は外部サーバ8でもよい。この学習装置には、学習モデル325、及び教師データ326が記憶されている。教師データ326には、電解液量の確率の正解の値(正解値)が、IDナンバーごとに付与されている。例えば、図9のIDナンバー(1)において、電解液量は、475gである。IDナンバー(1)には、電解液量が475gである確率の正解値として、1.0が付与されている。IDナンバー(1)以外の電解液量が475gであるIDナンバーにおいては、夫々の電解液量が475gである確率の正解値として、1.0が付与されている。IDナンバー(1)には、電解液量が475gである確率以外の電解液量の確率、例えば、電解液量が450gである確率、及び電解液量がXgである確率との正解値として、0が付与されている。Xは正の数である。IDナンバー(1)以外の電解液量が475gであるIDナンバーにおいては、夫々の電解液量が475gである確率以外の電解液量の確率の正解値として、0が付与されている。IDナンバー(N)においては、電解液量はXgである。Nは自然数である。IDナンバー(N)には、電解液量がXgである確率の正解値として、1.0が付与されている。IDナンバー(N)以外の電解液量がXgであるIDナンバーにおいては、夫々の電解液量がXgである確率の正解値として、1.0が付与されている。IDナンバー(N)には、電解液量がXgである確率以外の電解液量の確率の正解値として、0が付与されている。IDナンバー(N)以外の電解液量がXgであるIDナンバーにおいては、夫々の電解液量がXgである確率以外の電解液量の確率の正解値として、0が付与されている。
An example of learning by the
学習装置は、学習モデル325の入力層に、IDナンバー(1)の温度、過充電量、及び電圧を入力する。中間層での演算処理を経て、出力層から複数の電解液量と電池2が該電解液量である確率(電解液量の確率)とが夫々出力される。学習装置は、出力された電解液量の確率の夫々をIDナンバー(1)の正解値と比較する。学習装置は、出力層から出力される電解液量の確率が正解値に近づくように、中間層での演算処理に用いるノード間を結合する重み及びバイアス等の各種パラメータを最適化する。学習装置は、IDナンバー(2)以降の情報に関しても、同様に、温度、過充電量、及び電圧を入力層に入力する。学習装置は、出力された電解液量の確率の夫々と、入力と同じIDナンバーの正解値とを比較しパラメータを最適化する。パラメータの最適化の方法は特に限定されないが、学習装置は、例えば誤差逆伝播方(バックプロパゲーション)を用いて各種パラメータの最適化を行う。学習装置がパラメータの最適化を行うことにより、学習モデル325の学習は行われる。
The learning device inputs the temperature, overcharge amount, and voltage of ID number (1) into the input layer of the
学習モデル325は、例えば学習装置で学習された後に、BMU3が読み取り可能な記録媒体に記録される。BMU3により該記憶媒体から読み出された学習モデル325が記憶部32に記憶される。学習モデル325は、例えば、外部サーバ8からダウンロードされて記憶部32に記憶されてもよい。
The
S4において、制御部31は、学習モデル325に履歴323の少なくとも一部、例えば過充電量、電圧、及び温度を入力する。学習モデル325により、複数の電解液量と電池2が該電解液量である確率とが出力される。例えば、電解液量が475gである確率、電解液量が450gである確率、及び電解液量がXgである確率が出力される。制御部31は、電池2が該電解液量である確率の夫々から、最も確率の高い電解液量を選択し、選択した電解液量が電池2の電解液量であるとして、電池2の電解液量を特定する。例えば、液量が450gである確率が最も高い場合、制御部31は、電池2の電解液量が450gであると特定する。
In S4, the
履歴323の少なくとも一部、例えば過充電量、及び温度、並びに、履歴323の少なくとも一部と、電解液量との関係に基づいて、電池2の電解液量を特定することができる。特定した電解液量に基づいて、電池2の液枯れリスク、すなわち電池2に液枯れが発生する可能性の有無を推定することができる。
The amount of electrolyte in the
電池2の電解液量は、履歴323の少なくとも一部、例えば過充電量、電圧、及び温度が入力された場合に、電池2の電解液量、例えば複数の電解液量と電池2が該電解液量である確率とを出力する学習モデル325を用いて特定されてもよい。精度良く電池2の電解液量を特定することができる。
The amount of electrolyte in
液枯れリスクがある場合、車両1内の人に液枯れリスクがある旨が報知されるので、人は、電池2に液枯れが発生する前に電池2への補水等の液枯れ対策を行い、液枯れによる影響を防ぐことができる。液枯れによる影響は、例えば、電池2の容量の低下、電解液22から露出した正極板231及び負極板235の劣化(腐食)である。また、電解液22に含まれる希硫酸の水の電気分解によって電槽20内に生じた水素ガスが、正極板231及び負極板235の劣化部分に生じる火花により爆発することである。
If there is a risk of drying up the battery, the person inside the
(第2実施形態)
図10は第2実施形態に係るBMU3の構成を示すブロック図である。第2実施形態に係る構成の内、第1実施形態と同様な構成部については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。BMU3の記憶部32には、学習モデル327が記憶されている。学習モデル327は、第1実施形態の学習モデル325と異なり、履歴323の少なくとも一部、例えば過充電量、電圧、及び温度の時系列データが入力された場合に、電池2の液枯れリスクを出力する。制御部31は学習モデル327により、電池2の液枯れリスクを推定する。
(Second embodiment)
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the
図11は、学習モデル327の模式図である。学習モデル327には、学習モデル325と同様、RNNを用いることができる。学習モデル327は、CNNを用いてもよい。学習モデル327は、履歴323の少なくとも一部、例えば電池2の過充電量、電圧、及び温度の時系列データを入力とする。学習モデル327は、電池2の液枯れリスク、例えば電池2に液枯れが発生する確率、及び電池2に液枯れが発生しない確率を出力とする。
学習モデル327の出力層は、
例えば、電池2に液枯れが発生する確率 …0.92
電池2に液枯れが発生しない確率…0.08
のように出力する。
FIG. 11 is a schematic diagram of the
The output layer of the
For example, the probability that
Probability that
Output like this.
学習モデル327は、教師データ328を用いて、履歴323の少なくとも一部、例えば電池2の過充電量、電圧、及び温度の時系列データを入力された場合に、電池2に液枯れが発生する確率、及び電池2に液枯れが発生しない確率を出力するように学習されたモデルである。
The
図12は、教師データ328の内容例を示す概念図である。教師データ328は、例えば、実験により作成され、電池2の過充電量、電圧、及び温度の時系列データと、電池2の液枯れの発生有無とがIDナンバーごとに記録されている。図12の各IDナンバーにおいては、1分ごとの電池2の過充電量、電圧、及び温度の時系列データと、時系列データの取得時における電池2の液枯れの発生有無とが記録されている。
FIG. 12 is a conceptual diagram showing an example of the contents of the teacher data 328. The teacher data 328 is created, for example, through an experiment, and records time-series data on the amount of overcharge, voltage, and temperature of the
学習モデル327の学習の一例を説明する。学習モデル327は、PC等のコンピュータで構成された学習装置で学習されたモデルである。学習装置は、制御装置10又は外部サーバ8でもよい。この学習装置には、学習モデル327、及び教師データ328が記憶されている。教師データ328には、IDナンバーごとに、電池2に液枯れが発生する確率、及び電池2に液枯れが発生しない確率の正解の値(正解値)が夫々付与されている。教師データ328の電池2の液枯れの発生有無が有の場合、電池2に液枯れが発生する確率の正解値として1.0が付与され、電池2に液枯れが発生しない確率の正解値として0が付与されている。電池2の液枯れの発生有無が無の場合、電池2に液枯れが発生する確率の正解値として0が付与され、電池2に液枯れが発生しない確率の正解値として1.0が付与されている。
An example of learning by the
学習装置は、学習モデル327の入力層に、教師データ328に記録されているIDナンバー(1)の電池2の過充電量、電圧、及び温度の時系列データを入力する。中間層での演算処理を経て、出力層から電池2に液枯れが発生する確率、及び電池2に液枯れが発生しない確率が出力される。学習装置は、電池2に液枯れが発生する確率、及び電池2に液枯れが発生しない確率を、IDナンバー(1)の夫々の正解値と比較する。学習装置は、出力層から出力される電池2に液枯れが発生する確率、及び電池2に液枯れが発生しない確率が正解値に近づくように、中間層での演算処理に用いるノード間を結合する重み及びバイアス等の各種パラメータを最適化する。学習装置は、教師データ328に記録されているIDナンバー(2)以降の情報に関しても、同様に、電池2の過充電量、電圧、及び温度の時系列データを入力層に入力する。学習装置は、出力された電池2に液枯れが発生する確率、及び電池2に液枯れが発生しない確率と、入力と同じIDナンバーの正解値とを比較し、パラメータを最適化する。パラメータの最適化の方法は特に限定されないが、学習装置は、例えば、誤差逆伝播法を用いて各種パラメータの最適化を行う。学習装置がパラメータの最適化を行うことにより、学習モデル327の学習が行われる。
The learning device inputs time series data of the overcharge amount, voltage, and temperature of the
BMU3は、推定装置として機能する。BMU3は、取得部、データ蓄積部、推定部、及び報知部として機能する。制御装置10又は外部サーバ8が推定装置として機能してもよい。外部サーバ8が推定装置として機能しない場合、外部サーバ8は、制御装置10と接続されていなくてもよい。
BMU3 functions as an estimation device. BMU3 functions as an acquisition part, a data accumulation part, an estimation part, and a notification part. The
図13は、BMU3の制御部31が行う液枯れリスク推定処理の手順を示すフローチャートである。以下、ステップをSと略す。制御部31は、例えば車両1のイグニッションスイッチがオン状態になった場合、プログラム321に従って以下の処理を実行する。
FIG. 13 is a flowchart showing the procedure of the liquid drying risk estimation process performed by the
S11からS13の処理は第1実施形態のS1からS3の処理と同様なので、説明は省略する。制御部31は、履歴323の少なくとも一部、例えば電池2の過充電量、電圧、及び温度の時系列データを、学習モデル327へ入力する(S14)。学習モデル327は、電池2に液枯れが発生する確率、及び電池2に液枯れが発生しない確率を出力する。
The processing from S11 to S13 is the same as the processing from S1 to S3 in the first embodiment, so the description thereof will be omitted. The
制御部31は、学習モデル327により出力された電池2に液枯れが発生する確率、及び電池2に液枯れが発生しない確率に基づいて、電池2の液枯れリスクを推定する(S15)。例えば、出力された電池2に液枯れが発生する確率が、出力された電池2に液枯れが発生しない確率以上である場合、制御部31は、電池2に液枯れが発生する可能性あり、すなわち液枯れリスクありと推定する。制御部31は、液枯れリスクありと推定した場合(S16:YES)、S17の処理を行い、処理を終了する。S17の処理は第1実施形態のS7の処理と同様なので、説明は省略する。制御部31は、出力された電池2に液枯れが発生しない確率が、出力された電池2に液枯れが発生する確率よりも大きい場合、電池2に液枯れが発生する可能性なし、すなわち液枯れリスクなしと推定する。制御部31は、液枯れリスクなしと推定した場合(S16:NO)、S11の処理を行う。
The
履歴323の少なくとも一部、例えば電池2の過充電量、電圧、及び温度の時系列データを入力した場合に、電池2の液枯れリスクを出力する学習モデル327を用いることにより、精度良く電池2の液枯れリスクを推定することができる。
By using a
(第3実施形態)
図14は第3実施形態に係る車両1の構成を示すブロック図である。第3実施形態に係る構成の内、第1実施形態と同様な構成部については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of a
車両1は、液面センサ14を備える。液面センサ14は、例えば電池2の電槽本体201の内側に取り付けられている。液面センサ14は、電池2の電解液22の液面に応じた検出結果を出力する。液面センサ14の出力結果、すなわち電解液22の液面は、例えばパーセンテージで表される。BMU3の入力部33は、液面センサ14の検出結果の入力を受け付ける。BMU3の制御部31は、入力部33を介して液面センサ14から電解液22の液面を取得する。
The
制御部31は、取得した電解液22の液面に基づいて電解液量を特定し、取得する。例えば、記憶部32には、電池2の電解液22の液面と電池2の電解液量との関係を示すデータテーブルが記憶されている。制御部31は、取得した電池2の電解液22の液面と、前述のデータテーブルとから電解液量を特定し、取得する。
The
制御部31は、取得した電解液22の液量に基づいて電池2の液枯れリスクを推定する。例えば特定した電解液22の液量が所定値以下である場合、制御部31は、液枯れリスクありと推定する。制御部31は、液枯れリスクありと推定した場合、液枯れリスクがある旨を、車両1内の人に報知する。BMU3は、推定装置として機能する。BMU3は、取得部、推定部、及び報知部として機能する。制御装置10又は外部サーバ8が推定装置として機能してもよい。外部サーバ8が推定装置として機能しない場合、外部サーバ8は、制御装置10と接続されていなくてもよい。
The
図15は、BMU3の制御部31が行う液枯れリスク推定処理の手順を示すフローチャートである。以下、ステップをSと略す。BMU3制御部31は、例えば車両1のイグニッションスイッチがオン状態になった場合、プログラム321に従って以下の処理を実行する。
FIG. 15 is a flowchart showing the procedure of the liquid drying risk estimation process performed by the
制御部31は、電池2の電解液22の液面を取得する(S21)。制御部31は、取得した電池2の電解液22の液面に基づいて、電池2の電解液量を特定し、取得する(S22)。電解液量は、例えば、取得された電池2の電解液22の液面と、前述のデータテーブルとに基づいて特定される。
The
制御部31は、取得した電解液量に基づいて電池2の液枯れリスクを推定する(S23)。制御部31は、取得した電解液量が所定値よりも大きい場合、液枯れリスクなしと推定する。制御部31は、液枯れリスクなしと推定した場合(S24:NO)、S21の処理を行う。制御部31は、特定した電解液量が所定値以下である場合、液枯れリスクありと推定する。制御部31は、液枯れリスクありと推定した場合(S24:YES)、S25の処理を行い、処理を終了する。S25の処理は第1実施形態のS7の処理と同様であるので、説明は省略する。
The
電池2の電解液22の液面と、電池2の電解液量との間に相関があることは自明であるので、S22は、省略してもよい。この場合、S23において制御部31は、S21にて取得した電池2の電解液22の液面に基づいて、電池2の液枯れリスクを推定する。例えば取得した電解液22の液面が一定値、例えば80%以下である場合、制御部31は、液枯れリスクありと推定する。取得した電池2の電解液22の液面が一定値よりも大きい場合、制御部31は、液枯れリスクなしと推定する。
Since it is obvious that there is a correlation between the liquid level of the
制御部31は、液面センサ14により電解液22の液面を取得し、取得した液面に基づいて特定した電解液量、又は取得した液面に基づいて、液枯れリスクを推定する。精度良く液枯れリスクを推定することができる。
The
今回開示した実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and should not be considered restrictive. The technical features described in each example can be combined with each other, and the scope of the present invention is intended to include all changes within the scope of the claims and the range of equivalents to the scope of the claims. be done.
2 電池(鉛蓄電池)
3 BMU
31 制御部
32 記憶部
33 入力部
323 履歴
325 学習モデル
327 学習モデル
2 Battery (lead acid battery)
3 BMU
31
Claims (6)
取得した前記電流、前記電圧、及び前記温度、並びに、取得した前記電流、前記電圧、及び前記温度から演算した結果の第1履歴を蓄積するデータ蓄積部と、
蓄積した前記第1履歴の前記演算した結果のうち、温度の平均値、充電電気量と放電電気量とに基づき演算された過充電量、及び過充電量と電解液の減少量との関係を温度毎に示す関係データに基づいて、前記鉛蓄電池の電解液量を特定する特定部と、
特定した前記電解液量に基づいて、前記鉛蓄電池の液枯れリスクを推定する推定部と
を備える推定装置。 an acquisition unit that acquires the current, voltage, and temperature of the lead-acid battery;
a data storage unit that accumulates the acquired current, the voltage, and the temperature, and a first history of results calculated from the acquired current, the voltage, and the temperature;
Among the calculated results of the accumulated first history, the overcharge amount calculated based on the average value of temperature, the amount of charged electricity and the amount of discharged electricity, and the relationship between the overcharge amount and the amount of decrease in the electrolyte solution. a specifying unit that specifies the amount of electrolyte in the lead-acid battery based on relational data shown for each temperature ;
An estimating unit that estimates a risk of drying up the lead-acid battery based on the specified amount of electrolyte.
請求項1に記載の推定装置。 The identification unit inputs at least a part of the first history accumulated by the data accumulation unit to a learning model that outputs the amount of electrolyte of the lead-acid battery when at least a part of the first history is input. The estimating device according to claim 1, wherein the amount of electrolyte is specified.
取得した前記電流、前記電圧、及び前記温度、並びに、取得した前記電流、前記電圧、及び前記温度から演算した結果の履歴を蓄積するデータ蓄積部と、
過充電量、電圧、及び温度を入力した場合に、前記鉛蓄電池の液枯れリスクを出力する学習モデルに、取得した電圧及び温度、並びに前記データ蓄積部により蓄積された前記履歴の前記演算した結果のうち、充電電気量と放電電気量とに基づき演算された過充電量を入力して、前記鉛蓄電池の液枯れリスクを推定する推定部と
を備える推定装置。 an acquisition unit that acquires the current, voltage, and temperature of the lead-acid battery;
a data storage unit that accumulates a history of the acquired current, the voltage, and the temperature, and the results of calculations from the acquired current, the voltage, and the temperature;
When the overcharge amount, voltage, and temperature are input, the acquired voltage and temperature, and the calculated results of the history accumulated by the data storage unit are applied to a learning model that outputs the risk of drying up of the lead-acid battery. An estimation device comprising: an estimating unit that inputs an overcharge amount calculated based on a charging amount of electricity and a discharging amount of electricity to estimate a risk of drying up the lead-acid battery.
取得した前記電流、前記電圧、及び前記温度、並びに、取得した前記電流、前記電圧、及び前記温度から演算した結果の第1履歴を蓄積し、
蓄積した前記第1履歴の前記演算した結果のうち、温度の平均値、充電電気量と放電電気量とに基づき演算された過充電量、及び過充電量と電解液の減少量との関係を温度毎に示す関係データに基づいて、前記鉛蓄電池の電解液量を特定し、
特定した前記電解液量に基づいて、前記鉛蓄電池の液枯れリスクを推定する
推定方法。 Obtaining the current, voltage, and temperature of the lead-acid battery,
accumulating a first history of the acquired current, the voltage, and the temperature, and the results of calculations from the acquired current, the voltage, and the temperature;
Among the calculated results of the accumulated first history, the overcharge amount calculated based on the average value of temperature, the amount of charged electricity and the amount of discharged electricity, and the relationship between the overcharge amount and the amount of decrease in the electrolyte solution. Identifying the amount of electrolyte of the lead-acid battery based on the relational data shown for each temperature ,
An estimation method for estimating a risk of liquid drying up of the lead-acid battery based on the specified amount of electrolyte.
取得した前記電流、前記電圧、及び前記温度、並びに、取得した前記電流、前記電圧、及び前記温度から演算した結果の第1履歴を蓄積し、
蓄積した前記第1履歴の前記演算した結果のうち、温度の平均値、充電電気量と放電電気量とに基づき演算された過充電量、及び過充電量と電解液の減少量との関係を温度毎に示す関係データに基づいて、前記鉛蓄電池の電解液量を特定し、
特定した前記電解液量に基づいて、前記鉛蓄電池の液枯れリスクを推定する
処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。 Obtaining the current, voltage, and temperature of the lead-acid battery,
accumulating the acquired current, the voltage, and the temperature, and a first history of results calculated from the acquired current, the voltage, and the temperature;
Among the calculated results of the accumulated first history, the overcharge amount calculated based on the average value of temperature, the amount of charged electricity and the amount of discharged electricity, and the relationship between the overcharge amount and the amount of decrease in the electrolyte solution. Identifying the amount of electrolyte of the lead-acid battery based on the relational data shown for each temperature ,
A computer program that causes a computer to execute a process of estimating a risk of drying up the lead-acid battery based on the specified amount of electrolyte.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019183335A JP7388103B2 (en) | 2019-10-03 | 2019-10-03 | Estimation device, estimation method and computer program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019183335A JP7388103B2 (en) | 2019-10-03 | 2019-10-03 | Estimation device, estimation method and computer program |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021061119A JP2021061119A (en) | 2021-04-15 |
JP7388103B2 true JP7388103B2 (en) | 2023-11-29 |
Family
ID=75380353
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019183335A Active JP7388103B2 (en) | 2019-10-03 | 2019-10-03 | Estimation device, estimation method and computer program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7388103B2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005164604A (en) | 2004-12-17 | 2005-06-23 | Hitachi Battery Hanbai Service Kk | Monitoring device for storage battery |
JP2007240521A (en) | 2006-02-09 | 2007-09-20 | Denso Corp | Method of calculating state quantity of secondary battery |
JP2008232758A (en) | 2007-03-19 | 2008-10-02 | Nippon Soken Inc | Detection device for internal state of secondary cell and neural network type estimation device for quantity of state |
JP2009277366A (en) | 2008-05-12 | 2009-11-26 | Denso Corp | Electrolyte remaining-amount monitoring device for lead acid battery |
-
2019
- 2019-10-03 JP JP2019183335A patent/JP7388103B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005164604A (en) | 2004-12-17 | 2005-06-23 | Hitachi Battery Hanbai Service Kk | Monitoring device for storage battery |
JP2007240521A (en) | 2006-02-09 | 2007-09-20 | Denso Corp | Method of calculating state quantity of secondary battery |
JP2008232758A (en) | 2007-03-19 | 2008-10-02 | Nippon Soken Inc | Detection device for internal state of secondary cell and neural network type estimation device for quantity of state |
JP2009277366A (en) | 2008-05-12 | 2009-11-26 | Denso Corp | Electrolyte remaining-amount monitoring device for lead acid battery |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021061119A (en) | 2021-04-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2021066128A1 (en) | Estimation device, estimation method, and computer program | |
KR101903225B1 (en) | Apparatus for Estimating Degree-of-Aging of Secondary Battery and Method thereof | |
WO2012023215A1 (en) | State detection method for electric storage device, and apparatus therefor | |
JP2008118777A (en) | Abnormality detecting device for storage element, abnormality detecting method for storage element, and abnormality detecting program for storage element | |
CN114325440A (en) | Method and device for operating a system for providing a device with a predicted aging state of an electrical energy store by means of a machine learning method | |
EP4030532A1 (en) | Estimation device, estimation method, and computer program | |
CN114503392A (en) | Determination device, power storage system, determination method, and determination program for a plurality of batteries | |
WO2021066129A1 (en) | Estimation device, estimation method, and computer program | |
CN111295593A (en) | Power storage system, capacity estimation device for secondary battery, and capacity estimation method for lead-acid battery | |
JP2019049412A (en) | Battery pack state estimation device | |
JP2008022596A (en) | Control method of accumulator and control device | |
JP7388103B2 (en) | Estimation device, estimation method and computer program | |
KR102353747B1 (en) | Apparatus and method for balancing battery cell | |
JP7231657B2 (en) | battery controller | |
JPWO2022014124A5 (en) | ||
CN113874739A (en) | Estimation device, estimation method, and computer program | |
JP2020184474A (en) | Maintenance system for lead storage battery | |
JP2017163687A (en) | Power supply system | |
JP6699533B2 (en) | Battery system | |
JP2021060229A (en) | Estimation device, estimation method, and computer program | |
WO2021066127A1 (en) | Estimation device, estimation method, and computer program | |
WO2021066126A1 (en) | Estimation device, estimation method, and computer program | |
WO2023062894A1 (en) | Lead storage device, information processing method, and computer program | |
JP2021071321A (en) | Soc estimating device, power storage device, and soc estimating method | |
JP7380068B2 (en) | Power supply device, estimation method and computer program |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220802 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230517 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230606 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230804 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231017 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231030 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7388103 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |