WO2021201140A1 - リチウムイオン電池システムおよび電池状態推定システム - Google Patents

リチウムイオン電池システムおよび電池状態推定システム Download PDF

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ion battery
unit
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lithium
analysis
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堀江　英明
洋志 川崎
水野　雄介
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Ａｐｂ株式会社
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to a technique for estimating the state of a lithium ion battery.
  • Patent Document 1 discloses an assembled battery having a structure in which a plurality of single batteries composed of a lithium ion battery are stacked.
  • the characteristics of lithium-ion batteries deteriorate over time. For example, with respect to a lithium ion battery mounted on an electric vehicle, the degree of deterioration can be confirmed at the stage of maintenance work such as inspection or repair.
  • the opportunity to confirm the usable period of the lithium-ion battery (hereinafter referred to as the "usable period") is limited to the maintenance work stage, and the state of the lithium-ion battery is properly identified at a suitable time for repair or replacement. That is actually difficult.
  • the present disclosure aims to specify the usable period of a lithium ion battery at an appropriate time point.
  • the lithium-ion battery system of the present disclosure includes a lithium-ion battery module including a plurality of cells composed of lithium-ion batteries, a transmission unit for transmitting state data representing the states of the plurality of cells, and the transmission unit.
  • the battery state estimation system includes a battery state estimation system for communication, and the battery state estimation system stores a receiving unit that receives the state data transmitted from the transmitting unit and the state data received by the receiving unit in a storage device.
  • the management unit and the analysis process of generating the analysis data regarding the usable period of the lithium ion battery module from the state data stored in the storage device are performed by the transmission unit and the state data by the reception unit. Includes an analysis unit that executes independently of reception.
  • the battery state estimation system of the present disclosure is a battery state estimation system that communicates with a lithium ion battery module including a plurality of cell cells composed of lithium ion batteries, and transmits state data representing the states of the plurality of cell cells.
  • a transmission unit, a reception unit that receives the state data transmitted from the transmission unit, a management unit that stores the state data received by the reception unit in a storage device, and the lithium-ion battery module can be used. It includes an analysis unit that executes an analysis process for generating analysis data related to a period from the state data stored in the storage device independently of the transmission of the state data by the transmission unit and the reception of the state data by the reception unit. ..
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of the lithium ion battery system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating the structure of the lithium ion battery module.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating the structure of the cell.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line aa in FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating the configuration of the signal output unit.
  • 6A (a), 6A (b), 6A (c), 6A (d) and 6A (e) are schematic diagrams illustrating optical signal patterns when the voltages of the cells are different from each other.
  • 6A (f) is a schematic diagram illustrating an optical signal pattern when the cell is in an abnormal state.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of the lithium ion battery system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating the structure of the lithium ion battery module.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating the structure of the
  • FIG. 6B is a schematic diagram showing a modified example of the optical signal pattern when the voltage of the cell is different.
  • 7 (a), 7 (b) and 7 (c) are schematic views of an optical signal transmitted by the light guide.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating the configuration of the communication unit.
  • FIG. 9 is a schematic diagram of state data.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating the configuration of the battery state estimation system.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a functional configuration of the control device.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a specific procedure of the operation related to the transfer of state data.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a specific procedure of the analysis process.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a specific procedure of the state estimation process.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram of machine learning by the training department.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of the lithium ion battery system S according to the first embodiment of the present invention.
  • the lithium-ion battery system S includes a lithium-ion battery module 100, a light receiving device 15, a communication unit 20, and a battery state estimation system 200.
  • the lithium-ion battery module 100 is a power supply device that supplies electric power to various electric devices 500 such as an electric vehicle or a mobile terminal.
  • the battery state estimation system 200 is a server device that estimates the state of the lithium ion battery module 100.
  • the battery state estimation system 200 can communicate with the lithium ion battery module 100 via the communication network 600.
  • the communication network 600 is a known network such as the Internet or Ethernet. In a mode in which the communication network 600 is composed of, for example, the Internet, the battery state estimation system 200 is installed at a remote location with respect to the lithium ion battery module 100, and in a mode in which the communication network 600 is composed of, for example, Ethernet, a battery.
  • the state estimation system 200 is installed in the vicinity of the lithium ion battery module 100. It is also assumed that the lithium ion battery module 100 and the battery state estimation system 200 are connected via a communication cable.
  • the battery state estimation system 200 communicates with each of the plurality of lithium ion battery modules 100, but the following description focuses on one lithium ion battery module 100 for convenience.
  • the lithium ion battery module 100 of the first embodiment is an assembled battery including a plurality of battery units U.
  • the communication unit 20 transmits the state data D representing the state of the lithium ion battery module 100 to the battery state estimation system 200.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating the structure of the lithium ion battery module 100.
  • the lithium ion battery module 100 of the first embodiment includes a plurality of battery units U, a positive electrode terminal 11, a negative electrode terminal 12, a light guide body 13, and an exterior body 14.
  • a part of the exterior body 14 is omitted for convenience.
  • the exterior body 14 is a container that houses a plurality of battery units U.
  • the exterior body 14 is made of, for example, a metal case or a composite film.
  • the plurality of battery units U are stacked in the Z-axis direction in the internal space of the exterior body 14.
  • Each of the plurality of battery units U includes a cell 30 and a signal output unit 40. That is, a signal output unit 40 is installed for each cell 30.
  • a plurality of battery units U may be stacked and connected in series as follows. Specifically, the positive electrode current collector 311 in one cell 30 and the negative electrode current collector 321 in another cell 30 adjacent to the cell 30 in the positive direction of the Z axis are in mutual contact with each other.
  • a plurality of cell cells 30 are stacked in the Z-axis direction, and each cell cell 30 is connected in series.
  • the current collector is formed by laminating the positive electrode current collector 311 and the negative electrode current collector 321.
  • a positive electrode is formed on one surface of the current collector and a negative electrode is formed on the other surface to form a bipolar (bipolar) type electrode, and the bipolar (bipolar) type electrode is laminated with a separator. It can also be said that it has a structure.
  • the positive electrode terminal 11 in FIG. 2 comes into contact with the positive electrode current collector 311 of one cell 30 located at the bottom of the plurality of cell 30s.
  • the negative electrode terminal 12 comes into contact with the negative electrode current collector 321 of the cell 30 located at the uppermost layer of the plurality of cell 30s. As illustrated in FIG. 1, the positive electrode terminal 11 and the negative electrode terminal 12 are electrically connected to the electric device 500.
  • the cell 30 is a secondary battery composed of a lithium ion battery.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating the structure of any one cell battery 30, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
  • the cell 30 is a structure formed into a rectangular shape in a plan view from the direction of the Z axis, and is formed in a flat plate shape parallel to the XY plane.
  • the cell 30 is a laminate in which the separator 33 is interposed between the positive electrode 31 and the negative electrode 32.
  • the positive electrode 31 is located in the positive direction of the Z axis with respect to the separator 33
  • the negative electrode 32 is located in the negative direction of the Z axis with respect to the separator 33.
  • the positive electrode 31 is composed of a positive electrode current collector 311 and a positive electrode active material layer 312.
  • the positive electrode current collector 311 is a rectangular conductive film parallel to the XY plane.
  • the positive electrode active material layer 312 contains a positive electrode active material and an electrolytic solution, and is formed on the surface of the positive electrode current collector 311 facing the separator 33.
  • the negative electrode 32 is composed of a negative electrode current collector 321 and a negative electrode active material layer 322.
  • the negative electrode current collector 321 is a rectangular conductive film parallel to the XY plane.
  • the negative electrode active material layer 322 contains the negative electrode active material and the electrolytic solution, and is formed on the surface of the negative electrode current collector 321 facing the separator 33.
  • a frame-shaped body 34 is interposed between the positive electrode current collector 311 and the negative electrode current collector 321.
  • the frame-shaped body 34 is a rectangular frame-shaped structure formed to have the same external dimensions as the positive electrode current collector 311 and the negative electrode current collector 321.
  • the frame-shaped body 34 supports the peripheral edge of the rectangular separator 33 over the entire circumference.
  • the positive electrode active material layer 312 is interposed between the positive electrode current collector 311 and the separator 33
  • the negative electrode active material layer 322 is interposed between the negative electrode current collector 321 and the separator 33. .. That is, the cell 30 is a structure in which the positive electrode current collector 311, the positive electrode active material layer 312, the separator 33, the negative electrode active material layer 322, and the negative electrode current collector 321 are laminated in the above order.
  • the materials of the positive electrode current collector 311 and the negative electrode current collector 321 are, for example, various metal materials (copper, aluminum, titanium, stainless steel, nickel, alloys of the above metals). , Fired carbon, conductive polymer material, or conductive glass.
  • a resin current collector formed of a conductive polymer material may be used as the positive electrode current collector 311 or the negative electrode current collector 321.
  • the conductive polymer material constituting the resin current collector include polyethylene (PE), polypropylene (PP), polymethylpentene (PMP), polycycloolefin (PCO), polyethylene terephthalate (PET), and polyether.
  • a silicone resin is exemplified.
  • a resin current collector may be composed of a mixture of two or more substances selected from the above examples.
  • the positive electrode active material of the positive electrode active material layer 312 is, for example, a composite oxide of lithium and a transition metal.
  • positive electrode active materials include, for example, lithium-containing transition metal phosphates (LiFePO 4 , LiCoPO 4 , LiMnPO 4 , LiNiPO 4 ), transition metal oxides (MnO 2 , V 2 O 5 ), and transition metal sulfides (MnO 2, V 2 O 5).
  • lithium-containing transition metal phosphates LiFePO 4 , LiCoPO 4 , LiMnPO 4 , LiNiPO 4
  • transition metal oxides MnO 2 , V 2 O 5
  • transition metal sulfides MnO 2, V 2 O 5
  • MoS 2 molyceride
  • TiS 2 titanium silicastylene
  • conductive polymers polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene, poly-p-phenylene, polyvinyl carbazole.
  • Two or more kinds of substances selected from the above examples may be used as the positive electrode active material.
  • the lithium-containing transition metal phosphate may be one in
  • the negative electrode active material of the negative electrode active material layer 322 is, for example, a carbon-based material.
  • Carbon-based materials include, for example, graphite, non-graphitizable carbon, amorphous carbon, calcined resin (carbonized by calcining phenol resin or furan resin), coke (pitch coke, needle coke, petroleum coke), etc. Or carbon fiber.
  • calcined resin carbonized by calcining phenol resin or furan resin
  • coke pitch coke, needle coke, petroleum coke
  • carbon fiber As another example of the negative electrode active material, there is a silicon-based material. Silicon-based materials include, for example, silicon, silicon oxide (SiO x ), silicon-carbon composites, silicon alloys (silicon-aluminum alloys, silicon-lithium alloys, silicon-nickel alloys, silicon-iron alloys, silicon-titanium alloys, etc.
  • Silicon-manganese alloy silicon-copper alloy, or silicon-tin alloy.
  • a conductive polymer polyacetylene, polypyrrole
  • a metal tin, aluminum, zirconium, titanium
  • a metal oxide titanium oxide, lithium / titanium oxide
  • alloys lithium-tin alloy, lithium-aluminum alloy, lithium-aluminum-manganese alloy.
  • a mixture of the substance selected from the above examples and the carbon-based material may be used as the negative electrode active material.
  • the electrolytic solution is, for example, a lithium salt of an inorganic acid (LiN (FSO 2 ) 2 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiClO 4 ), or a lithium salt of an organic acid (LiN (CF 3 SO 2 )). 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 ).
  • the non-aqueous solvent used in the electrolytic solution include lactone compounds, cyclic carbonates, chain carbonates, chain carboxylic acid esters, cyclic ethers, chain ethers, phosphate esters, nitrile compounds, amide compounds, and sulfones. , Sulfone, etc. are exemplified. A mixture of two or more substances selected from the above examples may be used in the electrolytic solution.
  • the signal output unit 40 of FIG. 2 is installed in the cell 30.
  • the signal output unit 40 installed in each cell 30 outputs an optical signal L according to the state (specifically, temperature and voltage) of the cell 30.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating the configuration of the signal output unit 40 in any one battery unit U.
  • the signal output unit 40 of the first embodiment includes a wiring board 41, a temperature sensor 42, a voltage detection unit 43 (43a, 43b), a light emitting unit 44, and a light emitting control unit 45 (45a, 45b). And.
  • the light emitting unit 44 and the light emitting control unit 45 operate by, for example, the electric power supplied from the cell 30.
  • the wiring board 41 is a mounting component in which wiring is formed on the surface of the insulating board.
  • a rigid printed circuit board or a flexible printed circuit board is used as the wiring board 41.
  • the wiring board 41 includes a base portion 410, a first extension portion 411, and a second extension portion 412.
  • the base portion 410 is a flat plate-shaped portion formed in a rectangular shape.
  • the light emitting unit 44 and the light emitting control unit 45 are mounted on the surface Fa of the base unit 410 located in the positive direction of the Y axis.
  • Each of the first extension portion 411 and the second extension portion 412 is a portion of the base portion 410 that extends from the surface Fb on the side opposite to the surface Fa in the negative direction of the Y axis.
  • the first extending portion 411 extends in the negative direction of the Y axis from the portion of the upper edge of the base portion 410 located in the negative direction of the X axis
  • the second extending portion 412 extends from the portion located in the negative direction of the X axis to the lower edge of the base portion 410.
  • the portion located in the positive direction of the X-axis extends in the negative direction of the Y-axis.
  • the position of the first extension portion 411 and the position of the second extension portion 412 in the direction of the X axis are different. That is, the first extension portion 411 and the second extension portion 412 do not overlap each other in a plan view from the direction of the Z axis. Further, the position of the first extension portion 411 and the position of the second extension portion 412 in the direction of the Z axis are different. As can be understood from FIG. 3, the signal output unit 40 is installed in the cell 30 by sandwiching the cell 30 between the first extension section 411 and the second extension section 412.
  • the first extension portion 411 faces the upper surface of the cell 30 (the surface of the negative electrode current collector 321) and the second The extending portion 412 faces the lower surface of the cell 30 (the surface of the positive electrode current collector 311).
  • the structure for installing the signal output unit 40 in the cell 30 is not limited to the above examples.
  • the signal output unit 40 may be housed in a notch (recess) formed on the outer peripheral surface of the frame-shaped body 34. That is, the signal output unit 40 is embedded in the frame-shaped body 34.
  • the temperature sensor 42 detects the temperature Q of the cell 30.
  • a known temperature sensing element such as a resistance temperature detector or a thermistor is used as the temperature sensor 42.
  • the temperature sensor 42 of the first embodiment is installed on the surface of the first extension portion 411 facing the cell 30 (that is, the surface in the positive direction of the Z axis).
  • the temperature sensor 42 is electrically connected to the light emission control unit 45 via the wiring of the wiring board 41.
  • the position of the temperature sensor 42 is not limited to the example shown in FIG.
  • the temperature sensor 42 may be installed on the surface Fb of the substrate portion 410.
  • the voltage detection unit 43 detects the voltage V between both electrodes of the cell 30.
  • the voltage detection unit 43 of the first embodiment includes a first detection terminal 43a and a second detection terminal 43b.
  • the first detection terminal 43a is installed on the surface of the first extension portion 411 facing the cell 30 (that is, the surface in the positive direction of the Z axis).
  • the first detection terminal 43a detects the potential of the negative electrode current collector 321 by contacting the negative electrode current collector 321 of the cell 30.
  • the second detection terminal 43b is installed on the surface of the second extending portion 412 facing the cell 30 (that is, the surface in the negative direction of the Z axis).
  • the second detection terminal 43b detects the potential of the positive electrode current collector 311 by contacting the positive electrode current collector 311 in the cell 30.
  • the difference between the potential of the negative electrode current collector 321 detected by the first detection terminal 43a and the potential of the positive electrode current collector 311 detected by the second detection terminal 43b is the voltage V of the cell 30.
  • the light emitting unit 44 is a light source that emits light having a predetermined wavelength.
  • the light emitting unit 44 is installed on the surface of the substrate unit 410 (that is, the surface opposite to the cell 30) of the wiring board 41.
  • the light emitting unit 44 is a light source such as an LED (Light Emitting Diode).
  • the light emitting control unit 45 in FIG. 5 controls the light emitting unit 44.
  • the light emission control unit 45 of the first embodiment is composed of a first control unit 45a and a second control unit 45b. Each of the first control unit 45a and the second control unit 45b is realized by an IC chip mounted on the wiring board 41.
  • the temperature sensor 42 and the first detection terminal 43a are electrically connected to the first control unit 45a via the wiring formed on the wiring board 41.
  • the second detection terminal 43b is electrically connected to the second control unit 45b via the wiring formed on the wiring board 41.
  • the first control unit 45a and the second control unit 45b cooperate with each other to control the light emitting unit 44.
  • the light emitting control unit 45 controls the light emission of the light emitting unit 44 according to the temperature Q detected by the temperature sensor 42 and the voltage V detected by the voltage detecting unit 43.
  • the light emission control unit 45 may be configured by a single IC chip.
  • the form of the signal output unit 40 shown in FIG. 5 is an example, and the shape of the wiring board 41, the number of the temperature sensor 42, the voltage detection unit 43, the light emitting unit 44, and the light emitting control unit 45 mounted on the wiring board 41 and It is not intended to limit the placement. Other elements may be mounted on the wiring board 41 as additional elements or alternative elements of the above elements.
  • FIGS. 6A (a) to 6A (f) are schematic views of a light emission pattern (hereinafter referred to as “optical signal pattern”) by the light emitting unit 44.
  • the light emitting control unit 45 causes the light emitting unit 44 to emit light in an optical signal pattern according to the state (temperature Q and voltage V) of the cell 30.
  • FIG. 6A (a) shows an optical signal pattern when the voltage V is 4V to 4.5V
  • FIG. 6A (b) shows light when the voltage V is 3.5V to 4V.
  • FIG. 6A (c) is an optical signal pattern when the voltage V is 3V to 3.5V
  • FIG. 6A (d) is the light when the voltage V is 2.5V to 3V. It is a signal pattern
  • FIG. 6A (e) is an optical signal pattern when the voltage V is 2V to 2.5V.
  • Each optical signal pattern is a pulse pattern that repeats ON (light emission) / OFF (extinguishing) of a signal within a period of a predetermined length (hereinafter referred to as "unit period").
  • the unit period is, for example, a period of 100 seconds. However, the time length of the unit period is arbitrary.
  • the optical signal pattern has the same light emission time, and the higher the voltage V, the more times the ON / OFF is repeated.
  • the voltage V and the optical signal are used. Any optical signal pattern may be used as long as it corresponds to the shape of the pattern.
  • the optical signal pattern may have the same number of times of light emission ON / OFF, and the higher the voltage V, the longer one light emission time. Further, it is not necessary that the light emission time of one time in a unit period is the same. Further, although the shape of the optical signal pattern is made different in increments of 0.5 V, the step width of the voltage is not particularly limited.
  • the embodiments shown in FIGS. 6A (a), 6A (b), 6A (c), 6A (d) and 6A (e) (one emission time is the same, and the higher the voltage, the more emission is emitted.
  • the light emission time and the number of times of repetition of light emission ON / OFF may be different for each predetermined voltage.
  • the light emission time (W 2 ) when the voltage is 3 V is shorter than the light emission time (2 W 1 ) when the voltage is 4 V, and the light emission ON / OFF is repeated when the voltage is 3 V.
  • the number of times is an optical signal pattern that is less than the number of times of repeating light emission ON / OFF when the voltage is 4V (note that one light emission time when the voltage is 3V and one light emission time when the voltage is 4V). May be different (W 2 ⁇ W 1 )). Further, each one light emission time (W 3 ) when the voltage is 2V is shorter than each one light emission time (W 2 ) when the voltage is 3V, and the light emission is ON / when the voltage is 2V.
  • the optical signal pattern has a larger number of OFF repetitions than when the voltage is 3 V.
  • light signals L from all light emitting elements are introduced into the light guide body 13, and the light guide body 13 commonly propagates these light signals L. Section 132 is provided. Therefore, transmission can occur in the light guide body 13 in a mixed line state.
  • FIGS. 6A (a), 6A (b), 6A (c), 6A (d) and 6A (e) assuming that one light emission time has the same optical signal pattern, the light guide body Transmission is likely to occur in a crosstalk state within 13, but as shown in FIG. 6B, by setting a different light emission time and a different number of times of repeating light emission ON / OFF for each predetermined voltage (or for each predetermined voltage range). , FIG.
  • FIG. 6A (a), FIG. 6A (b), FIG. 6A (c), FIG. 6A (d) and FIG. It is possible to easily determine which voltage (or which voltage range) a specific optical signal L corresponds to from a plurality of cross-talked optical signals L).
  • FIG. 6A (f) is a schematic diagram illustrating an optical signal pattern in a state in which an abnormality has occurred in the cell 30 (hereinafter referred to as “abnormal state”).
  • the abnormal state is a state in which the temperature Q of the cell 30 is equal to or higher than a predetermined threshold Qth, or a state in which the voltage V of the cell 30 is equal to or higher than a predetermined threshold Vth.
  • the light emitting control unit 45 causes the light emitting unit 44 to emit light in an optical signal pattern indicating an abnormal state as shown in FIG. 6A (f). If the temperature Q of the cell 30 is less than the threshold Qth, the temperature Q is not reflected in the optical signal pattern.
  • the light emitting control unit 45 of the first embodiment causes the light emitting unit 44 to emit light in a light emitting pattern corresponding to the temperature Q detected by the temperature sensor 42 and the voltage V detected by the voltage detecting unit 43. That is, the signal output unit 40 outputs an optical signal L representing the temperature Q and the voltage V detected by the voltage detection unit 43. An optical signal L representing the temperature Q and the voltage V of the cell 30 is output in parallel from each of the light emitting units 44 of the plurality of battery units U.
  • the light guide 13 of FIGS. 1 and 2 is, for example, an optical element formed of a light-transmitting resin material, and transmits an optical signal L output from each signal output unit 40 of the plurality of battery units U to a communication unit. Guide to 20.
  • the light guide body 13 of the first embodiment includes an introduction unit 131 and a propagation unit 132.
  • the introduction portion 131 and the propagation portion 132 are integrally formed.
  • a bundle of a plurality of optical fibers may be used as the light guide body 13.
  • the introduction unit 131 is a portion extending in the Z-axis direction over a plurality of battery units U. As illustrated in FIG. 2, the introduction unit 131 faces each light emitting unit 44 of the plurality of battery units U. Therefore, the light emitted from each light emitting unit 44 (that is, the optical signal L) is incident on the introduction unit 131.
  • the propagation portion 132 is installed at the end of the introduction portion 131 in the positive direction of the Z axis.
  • the propagation unit 132 is a portion that propagates the optical signal L incident on the introduction unit 131 from each light emitting unit 44 to the communication unit 20.
  • the propagation portion 132 extends in the Y-axis direction so that the tip portion is located outside the exterior body 14. As understood from the above description, the optical signal L output from the light emitting unit 44 of each battery unit U is transmitted to the communication unit 20 via the light guide body 13.
  • the light receiving device 15 receives the light supplied from the light guide body 13.
  • the light receiving device 15 of the first embodiment receives the optical signal L output by each signal output unit 40 of the plurality of battery units U.
  • the light receiving device 15 includes, for example, a light receiving element, a recording device, and a transmitting device.
  • the light receiving element is, for example, a photodiode whose light receiving surface faces the tip surface of the propagation portion 132 of the light guide body 13.
  • the recording device holds a signal according to the amount of light received by the light receiving element. For example, a signal indicating whether or not the amount of received light exceeds a predetermined threshold value is held in the storage device.
  • the signal is set to a low level (0) when the received light amount exceeds the threshold value, and is set to a high level (1) when the received light amount is below the threshold value.
  • the transmitting device transmits the signal recorded in the recording device to the outside.
  • the received light amount is binarized, but a configuration in which the received light amount is increased by comparing with each of a plurality of threshold values or a configuration in which floating-point data representing the received light amount is generated is also assumed. Will be done.
  • the optical signal L is introduced into the light guide body 13 from the light emitting units 44 of the plurality of battery units U, transmission is performed in a mixed line state inside the light guide body 13.
  • the optical signal pattern in the abnormal state has a sufficiently long time to maintain ON (light emission) as compared with other optical signal patterns.
  • the time length of the unit period is defined by the clock signal generated by the oscillation circuit built in the light emission control unit 45.
  • the period of the clock signal differs for each light emission control unit 45, the time length of the unit period is different. It differs for each light emission control unit 45. Therefore, by overlapping a plurality of optical signal patterns (FIGS.
  • the first embodiment since the optical signal L output from each battery unit U is transmitted to the communication unit 20, the wiring for electrically connecting the lithium ion battery module 100 and the communication unit 20 is Not needed. Therefore, the configuration of the lithium ion battery module 100 can be simplified. For example, there is an advantage that the number of parts of the lithium ion battery module 100 is reduced and the manufacturing process of the lithium ion battery module 100 is simplified.
  • the first embodiment has an advantage that the optical signal L output from the light emitting unit 44 of each battery unit U can be reliably and easily transmitted to the communication unit 20 by the light guide body 13. Further, since it is avoided that a large current is supplied to the communication unit 20 from the lithium ion battery module 100, it is not necessary to install, for example, a protection mechanism assuming a large current in the battery state estimation system 200.
  • FIG. 7 (a) to 7 (c) are schematic views illustrating the optical signal L transmitted by the light guide 13 to the light receiving device 15.
  • all the optical signal patterns divided for each unit period correspond to the voltage of 3V to 3.5V, and the voltage V of all the cell 30s is 3V to 3.5V. It can be seen that it is within the range.
  • the optical signal patterns divided for each unit period include one optical signal pattern corresponding to a voltage of 2V to 2.5V and three optical signal patterns corresponding to a voltage of 3V to 3.5V.
  • the optical signal pattern corresponding to the voltage of 4V to 4.5V is one, and the voltage V varies for each cell 30.
  • the cell 30 having a voltage V too low may be short-circuited, and the cell 30 having a voltage V too high may be overcharged.
  • the optical signal patterns divided for each unit period include three optical signal patterns corresponding to voltages of 3V to 3.5V and one optical signal pattern corresponding to voltages of 2V to 2.5V. It can be seen that one optical signal pattern corresponding to the abnormal state is one, and one cell cell 30 is in the abnormal state. As understood from the above description, according to the optical signal patterns shown in FIGS. 7 (a) to 7 (c), it is determined that some of the plurality of cells 30 are in an abnormal state. can.
  • the communication unit 20 of FIG. 1 transmits the state data D representing the state of the lithium ion battery module 100 to the battery state estimation system 200.
  • the communication unit 20 is installed on the surface of the exterior body 14 of the lithium ion battery module 100, for example.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating the configuration of the communication unit 20.
  • the communication unit 20 includes a processing device 22 and a communication device 23.
  • the light receiving device 15 includes, for example, a light receiving element, a recording device, and a transmitting device, and has a function of transmitting a signal recorded in the recording device by the transmitting device, FIG. 1 and FIG.
  • the communication unit 20 shown in FIG. 8 may be unnecessary, and is not limited to the illustrated example.
  • the signal recorded in the recording device may be transmitted to the battery state estimation system 200 as a configuration in which the light receiving device 15 and the battery state estimation system 200 are communicated and connected via the communication network 600.
  • the processing device 22 generates the state data D by using the optical signal L received by the light receiving device 15 from each battery unit U.
  • the state data D includes the identification information F of the lithium ion battery module 100, the temperature Q (Q1, Q2, ..., Q5) and the voltage V (V1, V2) of each of the plurality of cells 30. , ..., V5) and included.
  • the identification information F is a code string for identifying each lithium ion battery module 100, and is stored in advance in a storage circuit (not shown) such as a semiconductor recording medium.
  • the temperature Q and the voltage V of each cell 30 are specified from the optical signal L received by the light receiving device 15 from the cell 30.
  • the state data D is data representing each state of the plurality of cell batteries 30.
  • the generation of the state data D by the processing device 22 is repeatedly executed every predetermined first cycle T1. That is, the processing device 22 sequentially generates each of the plurality of state data D at different time points on the time axis for each first cycle T1.
  • the communication device 23 is a transmitter that transmits the state data D generated by the processing device 22 to the battery state estimation system 200.
  • the method of communication between the communication device 23 and the communication network 600 is arbitrary, but short-range wireless communication such as Bluetooth (registered trademark) or Wi-Fi (registered trademark) is preferable.
  • the communication device 23 transmits the state data D to the battery state estimation system 200 each time the state data D is generated by the processing device 22. That is, the transmission of the state data D by the communication device 23 is repeatedly executed every predetermined first cycle T1. That is, the communication device 23 sequentially transmits each of the plurality of state data D at different time points on the time axis for each first cycle T1. In the examples shown in FIGS.
  • the communication unit 20 that transmits the state data D representing the state of the lithium ion battery module 100 to the battery state estimation system 200 is set on the lithium ion battery module 100 side (for example, the user side).
  • the provided configuration is shown, but is not limited to the illustrated example.
  • a part of the functional units (for example, a unit that functions as a transmission unit) or all the functional units in the communication unit 20 may be provided integrally or separately on the battery state estimation system 200 side.
  • the light receiving device 15 and the battery state estimation system 200 are connected via a communication network 600 (connected via a known network connection or a communication cable) without going through the communication unit 20 shown in FIGS. 1 and 8.
  • the communication unit 20 may be provided integrally or separately on the battery state estimation system 200 side (for example, the server side).
  • predetermined data generated based on the optical signal received by the light receiving device 15 is transmitted to the battery state estimation system 200 side (for example, the server side) via the communication network 600, and the battery state estimation system
  • the state data D is generated by the processing device 22 of the communication unit 20 provided integrally or separately on the 200 side.
  • the generated state data D is transmitted to the battery state estimation system 200 by the communication device 23 of the communication unit 20 (when the communication unit 20 is integrated with the battery state estimation system 200, the processing device of the communication unit 20). If the state data generated in 22 has a function of being stored in the battery state estimation system 200, the communication device 23 of the communication unit 20 may be unnecessary).
  • the transmission unit that repeatedly transmits the state data D representing the states of the plurality of cells 30 may be provided integrally or separately on the lithium ion battery module 100 side. It may be provided integrally or separately on the battery state estimation system 200 side.
  • the functional unit of the transmission unit is integrally or separately provided on the battery state estimation system 200 side
  • the functional unit other than the transmission unit (for example, the processing device 22) is integrated or separately on the lithium ion battery module 100 side. It may be provided integrally or separately on the battery state estimation system 200 side.
  • the battery state estimation system 200 is a system that estimates the state of the lithium ion battery module 100.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating the configuration of the battery state estimation system 200. As illustrated in FIG. 10, the battery state estimation system 200 includes a control device 51, a storage device 52, and a communication device 53.
  • the control device 51 is a single or a plurality of processors that control each element of the battery state estimation system 200.
  • the control device 51 is configured by one or more types of processors such as a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), an FPGA (Field Programmable Gate Array), or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit). Will be done.
  • a CPU Central Processing Unit
  • DSP Digital Signal Processor
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • the storage device 52 is a single or a plurality of memories that store a program executed by the control device 51 and various data used by the control device 51.
  • the storage device 52 is composed of known recording media such as a semiconductor recording medium and a magnetic recording medium.
  • the storage device 52 may be configured by combining a plurality of types of recording media.
  • a portable recording medium that can be attached to and detached from the battery state estimation system 200, or an external recording medium (for example, online storage) that the battery state estimation system 200 can communicate with may be used as the storage device 52.
  • the communication device 53 communicates with the lithium ion battery module 100 via the communication network 600.
  • the communication device 53 of the first embodiment functions as a receiving unit that receives the state data D transmitted from the communication device 23 of the lithium ion battery module 100.
  • the reception of the state data D by the communication device 53 is repeatedly executed every first cycle T1 equivalent to the transmission of the state data D.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a functional configuration of the control device 51.
  • the control device 51 of the first embodiment has a plurality of functions (management unit 61, analysis unit 62, notification unit 63, and training unit 64) by executing a program stored in the storage device 52. ) Is realized.
  • the management unit 61 stores the state data D received by the communication device 53 in the storage device 52.
  • the state data D is stored in the storage device 52 for each identification information F of the lithium ion battery module 100.
  • the storage of the state data D is repeated every time the communication device 53 receives the state data D. Therefore, the time series of the temperature Q and the time series of the voltage V are stored in the storage device 52 for each cell 30 of the lithium ion battery module 100.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a specific procedure of the operation related to the transfer of the state data D.
  • the communication unit 20 of the lithium ion battery module 100 executes the transmission process Sa of FIG. 12 every first cycle T1. It is not essential to execute the transmission process Sa every first cycle T1. For example, when a condition suitable for transmitting the state data D is satisfied, the transmission process Sa that collectively transmits the state data D up to that time may be executed.
  • the processing device 22 When the transmission processing Sa is started, the processing device 22 generates the state data D from the optical signal L received by the light receiving device 15 from each battery unit U (Sa1). The communication device 23 transmits the state data D generated by the processing device 22 to the battery state estimation system 200 (Sa2).
  • the control device 51 of the battery state estimation system 200 executes the reception process Sb of FIG. 12 every first cycle T1.
  • the control device 51 (management unit 61) receives the state data D transmitted from the lithium ion battery module 100 by the communication device 53 (Sb1).
  • the control device 51 (management unit 61) stores the state data D received by the communication device 53 in the storage device 52 (Sb2).
  • the analysis unit 62 in FIG. 11 executes a process (hereinafter referred to as “analysis process”) Sc for generating analysis data C from the state data D stored in the storage device 52 by the reception process Sb.
  • the analysis data C is data representing a usable period (hereinafter referred to as “usable period”) of the lithium ion battery module 100.
  • the degree of deterioration of the lithium ion battery module 100 depends on the situation (environment or condition) in which the lithium ion battery module 100 is used. Therefore, the period represented by the analysis data C differs for each lithium ion battery module 100.
  • the analysis data C is also referred to as data representing the life of the lithium ion battery module 100 or data representing the time when the lithium ion battery module 100 should be replaced.
  • the analysis unit 62 of the first embodiment generates analysis data C regarding the usable period of the cell 30 for each of the plurality of cell 30s constituting the lithium ion battery module 100.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a specific procedure of the analysis process Sc.
  • the analysis processing Sc of the first embodiment includes the first processing Sc1 and the second processing Sc2.
  • the analysis process Sc of FIG. 13 is executed for each of the plurality of cell cells 30 of the lithium ion battery module 100.
  • the first process Sc1 is a process of generating historical data H from a time series of a plurality of state data D stored in the storage device 52.
  • the history data H is data representing the usage history of each cell 30.
  • the analysis unit 62 generates the history data H of the cell 30 by analyzing the time series of the temperature Q and the time series of the voltage V of the cell 30.
  • the historical data H includes, for example, at least one of the following information regarding the lithium ion battery module 100 (each cell 30). (1) Number of times of charging or discharging (2) Discharging capacity (3) Statistical values related to temperature Q (for example, integrated value, average value, variance) (4) Time length at which the voltage V is maintained within a predetermined range (5) Cumulative elapsed time from the start of use (6) Charging and discharging rates (C rate)
  • the second process Sc2 is a process of generating analysis data C from the history data H generated by the first process Sc1.
  • the degree of deterioration of the cell 30 depends on the usage history.
  • the analysis unit 62 uses the correlation observed in advance for the history data H and the analysis data C to analyze the analysis data from the history data H generated by the first processing Sc1. Generate C.
  • the analysis unit 62 of the first embodiment generates analysis data C by using the estimation model M that has learned the relationship between the history data H and the analysis data C. Specifically, the analysis unit 62 generates the analysis data C by inputting the history data H generated in the first process Sc1 into the estimation model M in the second process Sc2.
  • the estimation model M is a statistical estimation model that outputs analysis data C by inputting historical data H.
  • the estimation model M is composed of, for example, a deep neural network (DNN).
  • DNN deep neural network
  • various neural networks such as a convolutional neural network (CNN) or a recurrent neural network (RNN) are used as the estimation model M.
  • a neural network including additional elements such as long short-term memory (LSTM) may be used as the estimation model M.
  • the estimation model M is a combination of an artificial intelligence program that causes the control device 51 to execute an operation of generating analysis data C from historical data H, and a plurality of coefficients (specifically, weighted values and biases) applied to the operation. It is realized by.
  • the artificial intelligence program and the plurality of coefficients are stored in the storage device 52.
  • the notification unit 63 notifies the user of the lithium ion battery module 100 of the information represented by the analysis data C generated by the analysis unit 62. Specifically, the notification unit 63 transmits the notification data N for notifying the user of the usable period represented by the analysis data C from the communication device 53 to the terminal device 700 (see FIG. 1) of the user. Send.
  • the terminal device 700 is, for example, an information terminal such as a smartphone owned by the user. Information (for example, an e-mail address or identification information) of the terminal device 700 to which the notification data N is transmitted is registered in advance in the storage device 52.
  • the notification data N includes, for example, the usable period represented by the analysis data C of each of the plurality of cells 30.
  • the terminal device 700 displays the usable period of each cell 30 represented by the notification data N. According to the above configuration, the user can grasp the usable period of each cell 30 for the lithium ion battery module 100 used by the user. Therefore, it is possible to promptly take appropriate measures such as stopping the use of the lithium ion battery module 100 or replacing the cell 30.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a specific procedure of a process (hereinafter referred to as “state estimation process”) Sd in which the control device 51 estimates the state of one lithium ion battery module 100.
  • the state estimation process Sd is executed independently of the transmission process Sa and the receive process Sb. That is, the time point at which the state estimation process Sd is executed is determined regardless of the time point at which the transmission process Sa and the reception process Sb are executed. For example, the transmission process Sa and the receive process Sb do not trigger the state estimation process Sd.
  • the state estimation process Sd of FIG. 14 is executed every second cycle T2, which is longer than the first cycle T1 in which the transmission process Sa and the reception process Sb are executed.
  • the second cycle T2 has a time length of, for example, several days to several weeks.
  • the analysis unit 62 selects one of the plurality of cell cells 30 (hereinafter referred to as “selected cell battery 30”) constituting the lithium ion battery module 100 to be processed (Sd1).
  • the analysis unit 62 acquires the time series of the temperature Q and the time series of the voltage V stored in the storage device 52 for the selected cell 30 (Sd2).
  • the analysis unit 62 executes the analysis process Sc of FIG. 13 to which the information acquired from the storage device 52 is applied. Specifically, the analysis unit 62 executes the first process Sc1. That is, the analysis unit 62 generates the history data H of the selective cell 30 according to the time series of the temperature Q and the time series of the voltage V with respect to the selective cell 30. In addition, the analysis unit 62 executes the second process Sc2. That is, the analysis unit 62 generates the analysis data C of the selective cell 30 by inputting the history data H into the estimation model M.
  • the analysis unit 62 determines whether or not the analysis process Sc has been executed for all the cells 30 constituting the lithium ion battery module 100 (Sd3).
  • the control device 51 newly selects the unprocessed cell 30 by shifting the process to step Sd1.
  • the control device 51 executes the analysis process Sc for the selected cell 30 after the update.
  • the notification unit 63 generates the notification data N corresponding to the analysis data C generated for each cell 30, and is registered in the storage device 52.
  • the notification data N is transmitted to the destination (terminal device 700) (Sd4).
  • the case where the analysis process Sc is executed for all the cell cells 30 is illustrated, but it is not essential to execute the analysis process Sc for all the cell cells 30.
  • the analysis unit 62 detects an abnormality (or a sign thereof) of the cell 30 by the analysis process Sc related to the specific cell 30, the remaining cell 30 for which the analysis process Sc has not been executed at that time
  • the notification unit 63 may transmit the notification data N indicating the abnormality of the cell 30 from the communication device 53 to the terminal device 700 without executing the analysis process Sc.
  • the analysis unit 62 of the first embodiment executes the analysis processing Sc independently of the transmission processing Sa and the reception processing Sb. That is, the time point at which the analysis unit 62 executes the analysis process Sc is determined regardless of the time point at which the transmission process Sa and the reception process Sb are executed. For example, the transmission process Sa and the receive process Sb do not trigger the analysis process Sc. Specifically, the analysis process Sc is executed every second cycle T2, which is longer than the first cycle T1 in which the transmission process Sa and the receive process Sb are executed.
  • the training unit 64 in FIG. 11 updates a plurality of coefficients defining the estimation model M by machine learning (for example, supervised machine learning).
  • a plurality of training data R are used for machine learning by the training unit 64.
  • the plurality of training data R are stored in the storage device 52.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram of machine learning by the training unit 64.
  • each of the plurality of training data R includes a history data Hr representing the usage history of the cell 30 and a known known cell 30 used in the usage history specified by actual measurement or testing.
  • This is data in which the analysis data Cr representing the usable period (that is, the correct answer) is associated with each other.
  • the provider of the service that generates the analysis data C (furthermore, the notification data N) by using the battery state estimation system 200 has a large number of usage examples of the lithium ion battery module 100 (for example, usage examples in which the battery life has actually expired). ) Is statistically aggregated to generate a large number of training data R.
  • the estimated model M is updated by machine learning using the plurality of training data Rs. That is, every time a predetermined number of training data R are collected in parallel with the service for generating the analysis data C, the update of the estimation model M by machine learning is repeated.
  • the training unit 64 has an error between the analysis data C output by the provisional estimation model M with respect to the input of the historical data Hr in each training data R and the analysis data Cr of the training data R.
  • Multiple coefficients for the estimation model M are iteratively updated so that they are reduced. Therefore, the estimation model M learns the latent relationship between the historical data Hr and the analysis data Cr in the plurality of training data R. That is, the machine-learned estimation model M outputs statistically valid analysis data C under the relationship with respect to the unknown historical data H.
  • the state data D representing the state of the lithium ion battery module 100 is repeatedly transmitted to the battery state estimation system 200, and from the state data D stored in the storage device 52, Analysis data C regarding the usable period of the lithium ion battery module 100 is generated. Therefore, the usable period of the lithium ion battery module 100 can be specified at an appropriate time point not limited to the time point of maintenance work of the lithium ion battery module 100. Further, since the analysis process Sc for generating the analysis data C is executed independently of the transfer of the state data D, the battery state estimation system 200 is compared with the configuration in which the analysis process Sc is executed every time the state data D is received. Analysis data C can be generated while reducing the processing load of. In particular, in the first embodiment, since the analysis data C is generated for each of the plurality of cell batteries 30, the user can determine whether or not replacement or repair is necessary for each cell cell 30.
  • the history data H representing the usage history of the lithium ion battery module 100 is generated from the time series of the plurality of state data D, and the analysis data C is generated from the history data H. Therefore, the analysis data C can be generated with high accuracy. Further, since the analysis data C is generated by using the estimation model M that has learned the relationship between the history data H and the analysis data C, between a large number of known historical data H and a large number of known analysis data C. Statistically valid analysis data C can be generated under the latent relationship.
  • the communication device 53 of the first embodiment functions as a receiving unit that receives a plurality of state data Ds of the plurality of lithium ion battery modules 100.
  • the analysis unit 62 Based on the plurality of state data Ds, the analysis unit 62 generates specific analysis data regarding the usable period of the specific lithium ion battery module among the plurality of lithium ion battery modules 100, and further, the specific analysis data. It may have an estimation unit that estimates the usable period of the lithium ion battery module different from the specific lithium ion battery module based on the information represented by.
  • the analysis unit 62 of the second embodiment uses an arithmetic expression (hereinafter referred to as “state evaluation expression”) describing the relationship between the history data H and the analysis data C to generate the analysis data C in the second process Sc2.
  • the state evaluation formula is an arithmetic formula expressing the analysis data C (objective variable) using the history data H as an explanatory variable, and includes a plurality of coefficients acting on the explanatory variable.
  • the analysis unit 62 generates the analysis data C by an operation of applying the history data H generated by the first process Sc1 to the state evaluation formula. In the second embodiment, the same effect as in the first embodiment is realized.
  • the state evaluation formula describing the relationship between the history data H and the analysis data C is illustrated, but the reference table in which the history data H and the analysis data C correspond to each other is subjected to the second processing. It may be used to generate analysis data C in Sc2. Specifically, the analysis unit 62 searches the reference table for analysis data C corresponding to the history data H generated by the first processing Sc1.
  • the notification data N including the usable period of each cell 30 represented by the notification data N is transmitted from the battery state estimation system 200 to the terminal device 700, but is used according to the analysis data C.
  • the information notified to the person is not limited to the above examples.
  • notification data representing a message suggesting replacement or repair of a cell 30 having a usable period of less than a predetermined threshold value (that is, a cell 30 just before the end of the usable period) among a plurality of cell cells 30. N may be transmitted by the notification unit 63 to the user's terminal device 700.
  • the notification unit 63 is comprehensively expressed as an element for notifying the user of the lithium ion battery module 100 of the information represented by the analysis data C.
  • Different estimation models M may be used for each configuration (for example, for each model) of the lithium ion battery module 100.
  • the analysis unit 62 identifies the configuration from the identification information F of the lithium ion battery module 100, and generates analysis data C by the second processing Sc2 using the estimation model M corresponding to the configuration among the plurality of estimation models M.
  • a common estimation model M is used for the lithium ion battery module 100 in which the composition of the material, the number of stacked cells 30 and the area or thickness of the cells 30 are the same or similar.
  • the estimation model M has been focused on, but in the configuration in which the state evaluation formula is used for the second processing Sc2 as in the second embodiment, the state evaluation formulas are different for each configuration of the lithium ion battery module 100. Is used. Further, in the configuration using the reference table in which the history data H and the analysis data C correspond to each other, a different reference table is used for each configuration of the lithium ion battery module 100.
  • the state data D representing the temperature Q and the voltage V is illustrated for each of the plurality of cell cells 30, but the state data D may be composed of a numerical string representing the optical signal L. good. It is composed of multiple numerical values corresponding to different time points on the time axis.
  • the numerical value corresponding to the time when the received light amount by the optical signal L exceeds a predetermined threshold value is set to the first value (for example, one of 0 and 1), and the received light amount sets the threshold value.
  • the numerical value corresponding to the time point below is set to the second value (for example, the other of 0 and 1).
  • the state data D represented by a numerical string in which each numerical value is set as a binary value as described above may be transmitted from the communication device 23 to the battery state estimation system 200.
  • the history data H is generated for each of the plurality of cell cells 30, but one history data H may be generated for the entire lithium ion battery module 100.
  • one analysis data C may be generated for the entire lithium ion battery module 100.
  • the temperature Q and the voltage V of each cell 30 are detected, but only one of the temperature Q and the voltage V may be detected.
  • the voltage detection unit 43 is omitted in the configuration for detecting only the temperature Q of the cell 30, and the temperature sensor 42 is omitted in the configuration for detecting only the voltage V of the cell 30.
  • the configuration in which the processing device 22 that generates the state data D corresponding to the optical signal L is mounted on the communication unit 20 is illustrated, but the battery state estimation system 200 responds to the optical signal L.
  • the state data D may be generated.
  • the communication unit 20 (communication device 23) transmits a transmission signal corresponding to the optical signal L received from each battery unit U by the light receiving device 15 to the battery state estimation system 200.
  • the control device 51 (for example, the management unit 61) of the battery state estimation system 200 generates the state data D from the transmission signal received from the communication unit 20 by the communication device 53.
  • the processing device 22 of the communication unit 20 charges the control device that charges and discharges each cell 30. A control signal instructing the stop of discharge is transmitted.
  • the configuration for transmitting a plurality of optical signals L corresponding to different cell cells 30 by the common light guide body 13 is not limited to the above examples.
  • the light receiving device 15 separates the optical signal L supplied from the light guide 13 for each wavelength of the emitted light emitted by the light emitting unit 44 and receives the light. do.
  • the communication unit 20 uses a common light guide 13 to transmit a plurality of optical signals L by using time division multiplexing in which the optical signals L corresponding to each cell 30 are transmitted within different periods on the time axis. Can be transmitted to.
  • the oscillation cycle of the IC chip constituting the light emission control unit 45 differs for each individual.
  • the optical signal L for each light emitting unit 44 may be separated from the light receiving result by the light receiving device 15 by considering the difference in the oscillation cycle for each light emitting control unit 45. Further, the optical signal from each light emitting unit 44 may be guided to the light receiving device 15 via a light guide body separately installed for each battery unit U.
  • the optical signal L corresponding to the state of each cell 30 is transmitted from the lithium ion battery module 100 to the communication unit 20, but the signal corresponding to the state of the cell 30 is optical. It is not limited to the optical signal L using the above.
  • An electric signal corresponding to the state of each single battery 30 may be transmitted from each signal output unit 40 to the communication unit 20 by a signal line connecting the signal output unit 40 of each battery unit U and the communication unit 20.
  • the signal output by the signal output unit 40 is comprehensively expressed as a state signal according to the state of the cell 30.
  • the configuration in which the estimation model M is composed of a deep neural network is exemplified, but the configuration of the estimation model M is not limited to the above examples.
  • a known statistical inference model such as a support vector machine or a random forest is arbitrarily adopted as the estimation model M.
  • a known statistical model such as a generalized linear model or a time series model such as ARIMA may be used as the estimation model M.
  • the lithium-ion battery system includes a lithium-ion battery module including a plurality of cells composed of lithium-ion batteries, and state data representing the states of the plurality of cells.
  • the transmission unit for transmission and the battery state estimation system for communicating with the transmission unit are provided, and the battery state estimation system includes a reception unit for receiving the state data transmitted from the transmission unit and a reception unit for receiving the state data.
  • the management unit that stores the state data in the storage device and the analysis process that generates analysis data regarding the usable period of the lithium ion battery module from the state data stored in the storage device are performed by the transmission unit.
  • the analysis unit is executed independently of the transmission of the data and the reception of the state data by the reception unit.
  • state data representing the states of a plurality of cells is transmitted from the lithium ion battery module to the battery state estimation system, and the state data stored in the storage device relates to the period during which the lithium ion battery module can be used.
  • Analysis data is generated. Therefore, the usable period of the lithium ion battery module can be specified at an appropriate time point not limited to the time point of maintenance work of the lithium ion battery module. Further, since the analysis process for generating the analysis data is executed independently of the transfer of the state data, the processing load of the battery state estimation system is reduced as compared with the configuration in which the analysis process is executed every time the state data is received. However, analysis data can be generated.
  • the transmitting unit transmits the state data every first cycle
  • the receiving unit receives the state data transmitted by the transmitting unit
  • the analysis is performed.
  • the unit executes the analysis process every second cycle, which is longer than the first cycle.
  • the analysis data can be generated at an appropriate time from the viewpoint of specifying the usable period while reducing the processing load as compared with the configuration in which the analysis process is executed every time the state data is received.
  • the battery state estimation system includes a notification unit that notifies the user of the lithium ion battery module of the information represented by the analysis data.
  • the user of the lithium ion battery module can grasp the usable period of the lithium ion battery module. Therefore, it is possible to promptly take appropriate measures such as stopping or replacing the use of the lithium ion battery module.
  • the state data represents the state of each of the plurality of cells
  • the analysis unit describes each of the plurality of cells.
  • the usable period of each of the plurality of cells constituting the lithium ion battery module can be specified.
  • the analysis process obtains the usage history of the lithium ion battery module from a time series of a plurality of state data stored in the storage device. It includes a first process of generating the historical data to be represented and a second process of generating the analysis data from the historical data.
  • history data representing the usage history of the lithium ion battery module is generated from a time series of a plurality of state data, and analysis data is generated from the history data. Therefore, the analysis data can be generated with high accuracy.
  • the second process is analyzed by inputting the history data generated by the first process into the estimation model that learned the relationship between the history data and the analysis data. This is the process of generating data.
  • analysis data is generated using an estimation model that has learned the relationship between historical data and analysis data. Therefore, statistically valid analysis data can be generated under the latent relationship between a large number of historical data and a large number of analysis data.
  • the historical data includes the number of times of charging or discharging in the lithium ion battery module, the discharge capacity of the lithium ion battery module, and the temperature of the lithium ion battery module.
  • Statistics the length of time that the voltage of the lithium-ion battery module was kept within a predetermined range, the cumulative elapsed time since the start of use of the lithium-ion battery module, and the charging and charging of the lithium-ion battery module. Includes one or more of the discharge rates.
  • the battery state estimation system is a battery state estimation system that communicates with a lithium ion battery module including a plurality of cell cells composed of lithium ion batteries.
  • a transmission unit that transmits status data representing the state of the cell
  • a reception unit that receives the status data transmitted from the transmission unit
  • a management unit that stores the status data received by the reception unit in a storage device.
  • the analysis process of generating the analysis data regarding the usable period of the lithium ion battery module from the state data stored in the storage device is the transmission of the state data by the transmission unit and the reception of the state data by the reception unit. It has an analysis unit that executes independently.
  • First extension section 412 ... First 2 extension unit, 42 ... temperature sensor, 43 ... voltage detection unit, 43a ... first detection terminal, 43b ... second detection terminal, 44 ... light emitting unit, 441 ... light emitting element, 442 ... optical filter, 45 ... light emission control unit , 45a ... 1st control unit, 45b ... 2nd control unit, 51 ... control device, 52 ... storage device, 53 ... communication device, 61 ... management unit, 62 ... analysis unit, 63 ... notification unit, 64 ... training unit, 500 ... electrical equipment, 600 ... communication network, 700 ... terminal device, U ... battery unit.

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Abstract

本開示は、リチウムイオン電池に関する使用可能期間を適切な時点において特定するリチウムイオン電池システムおよび電池状態推定システムを提供する。本開示のリチウムイオン電池システムＳは、リチウムイオン電池で構成される複数の単電池を含むリチウムイオン電池モジュール１００と、複数の単電池の状態を表す状態データを送信する通信ユニット２０と、通信ユニット２０と通信する電池状態推定システム２００とを具備し、電池状態推定システム２００は、通信ユニット２０から送信された状態データを受信する受信部と、受信部が受信した状態データを記憶装置に格納する管理部と、リチウムイオン電池モジュール１００を使用可能な期間に関する解析データを記憶装置に記憶された状態データから生成する解析処理を、通信ユニット２０による状態データの送信および受信部による状態データの受信とは独立に実行する解析部とを含む。

Description

リチウムイオン電池システムおよび電池状態推定システム
　本開示は、リチウムイオン電池の状態を推定する技術に関する。
　例えば電気自動車または携帯端末等の多様な分野に好適な二次電池としてリチウムイオン電池が従来から提案されている。例えば特許文献１には、リチウムイオン電池で構成される複数の単電池を積層した構造の組電池が開示されている。
特開２０１９－２０７７５０号公報
　リチウムイオン電池の特性は経年により劣化する。例えば電気自動車に搭載されるリチウムイオン電池については、点検または修理等の保守作業の段階で劣化の度合を確認できる。しかし、リチウムイオン電池を使用可能な期間（以下「使用可能期間」という）を確認できる機会が保守作業の段階に制限され、修理または交換に好適な時点でリチウムイオン電池の状態を適切に特定することは実際には困難である。以上の事情を考慮して、本開示は、リチウムイオン電池に関する使用可能期間を適切な時点において特定することを目的とする。
　本開示のリチウムイオン電池システムは、リチウムイオン電池で構成される複数の単電池を含むリチウムイオン電池モジュールと、前記複数の単電池の状態を表す状態データを送信する送信部と、前記送信部と通信する電池状態推定システムとを具備し、前記電池状態推定システムは、前記送信部から送信された前記状態データを受信する受信部と、前記受信部が受信した前記状態データを記憶装置に格納する管理部と、前記リチウムイオン電池モジュールを使用可能な期間に関する解析データを前記記憶装置に記憶された状態データから生成する解析処理を、前記送信部による状態データの送信および前記受信部による状態データの受信とは独立に実行する解析部とを含む。
　本開示の電池状態推定システムは、リチウムイオン電池で構成される複数の単電池を含むリチウムイオン電池モジュールと通信する電池状態推定システムであって、前記複数の単電池の状態を表す状態データを送信する送信部と、前記送信部から送信された前記状態データを受信する受信部と、前記受信部が受信した前記状態データを記憶装置に格納する管理部と、前記リチウムイオン電池モジュールを使用可能な期間に関する解析データを前記記憶装置に記憶された状態データから生成する解析処理を、前記送信部による状態データの送信および前記受信部による状態データの受信とは独立に実行する解析部とを具備する。
図１は、第１実施形態に係るリチウムイオン電池システムの構成を例示するブロック図である。 図２は、リチウムイオン電池モジュールの構造を例示する斜視図である。 図３は、単電池の構造を例示する斜視図である。 図４は、図３におけるａ－ａ線の断面図である。 図５は、信号出力部の構成を例示する斜視図である。 図６Ａ(a)、図６Ａ(b)、図６Ａ(c)、図６Ａ(d)及び図６Ａ(e)は、それぞれ単電池の電圧が異なるときの光信号パターンを例示する模式図であり、図６Ａ(f)は、単電池が異常状態にある場合の光信号パターンを例示する模式図である。 図６Ｂは、単電池の電圧が異なるときの光信号パターンの変形例を示す模式図である。 図７(a)、図７(b)及び図７(c)は、導光体が伝送する光信号の模式図である。 図８は、通信ユニットの構成を例示するブロック図である。 図９は、状態データの模式図である。 図１０は、電池状態推定システムの構成を例示するブロック図である。 図１１は、制御装置の機能的な構成を例示するブロック図である。 図１２は、状態データの授受に関する動作の具体的な手順を例示するフローチャートである。 図１３は、解析処理の具体的な手順を例示するフローチャートである。 図１４は、状態推定処理の具体的な手順を例示するフローチャートである。 図１５は、訓練部による機械学習の説明図である。
Ａ：第１実施形態
　図１は、本発明の第１実施形態に係るリチウムイオン電池システムＳの構成を例示するブロック図である。リチウムイオン電池システムＳは、リチウムイオン電池モジュール１００と受光装置１５と通信ユニット２０と電池状態推定システム２００とを具備する。リチウムイオン電池モジュール１００は、例えば電気自動車または携帯端末等の各種の電気機器５００に電力を供給する電源装置である。
　電池状態推定システム２００は、リチウムイオン電池モジュール１００の状態を推定するサーバ装置である。電池状態推定システム２００は、通信網６００を介してリチウムイオン電池モジュール１００と通信可能である。通信網６００は、例えばインターネットまたはイーサネット等の公知のネットワークである。通信網６００が例えばインターネットで構成される態様においては、電池状態推定システム２００は、リチウムイオン電池モジュール１００に対して遠隔地に設置され、通信網６００が例えばイーサネットで構成される態様においては、電池状態推定システム２００はリチウムイオン電池モジュール１００の近傍に設置される。リチウムイオン電池モジュール１００と電池状態推定システム２００とが通信ケーブルを介して接続された構成も想定される。なお、電池状態推定システム２００は、複数のリチウムイオン電池モジュール１００の各々と通信するが、以下の説明では便宜的に１個のリチウムイオン電池モジュール１００に着目する。
　図１に例示される通り、第１実施形態のリチウムイオン電池モジュール１００は、複数の電池ユニットＵを含む組電池である。通信ユニット２０は、リチウムイオン電池モジュール１００の状態を表す状態データＤを電池状態推定システム２００に送信する。
　図２は、リチウムイオン電池モジュール１００の構造を例示する斜視図である。図２に例示される通り、第１実施形態のリチウムイオン電池モジュール１００は、複数の電池ユニットＵと正極端子１１と負極端子１２と導光体１３と外装体１４とを具備する。なお、図２においては、外装体１４の一部が便宜的に省略されている。外装体１４は、複数の電池ユニットＵを収容する容器である。外装体１４は、例えば金属製ケースまたは複合フィルムで構成される。
　図２に例示される通り、相互に直交するＸ軸とＹ軸とＺ軸とを想定する。複数の電池ユニットＵは、外装体１４の内部空間においてＺ軸の方向に積層される。複数の電池ユニットＵの各々は、単電池３０と信号出力部４０とを具備する。すなわち、単電池３０毎に信号出力部４０が設置される。なお、複数の電池ユニットＵを次のように積層して直列接続した構成としてもよい。具体的には、１個の単電池３０における正極集電体３１１と、当該単電池３０に対してＺ軸の正方向に隣合う他の単電池３０における負極集電体３２１とが相互に接触するように、複数の単電池３０がＺ軸の方向に積層され、各々の単電池３０が直列に接続される。この積層構造においては、正極集電体３１１と負極集電体３２１との積層により集電体が構成される。このような積層構造は、当該集電体の一方の面に正極を形成し、もう一方の面に負極を形成してバイポーラ（双極）型電極とし、当該バイポーラ（双極）型電極をセパレータと積層した構造ともいうことができる。なお、図２の正極端子１１は、複数の単電池３０のうち最下層に位置する１個の単電池３０の正極集電体３１１に接触する。他方、負極端子１２は、複数の単電池３０のうち最上層に位置する単電池３０の負極集電体３２１に接触する。図１に例示される通り、正極端子１１と負極端子１２とが電気機器５００に電気的に接続される。
　単電池３０は、リチウムイオン電池で構成される二次電池である。図３は、任意の１個の単電池３０の構造を例示する斜視図であり、図４は、図３におけるＩＶ－ＩＶ線の断面図である。単電池３０は、Ｚ軸の方向からの平面視において矩形状に成形された構造体であり、Ｘ-Ｙ平面に平行な平板状に構成される。図３および図４に例示される通り、単電池３０は、正極３１と負極３２との間にセパレータ３３が介在する積層体である。セパレータ３３に対してＺ軸の正方向に正極３１が位置し、セパレータ３３に対してＺ軸の負方向に負極３２が位置する。
　正極３１は、正極集電体３１１と正極活物質層３１２とで構成される。正極集電体３１１は、Ｘ-Ｙ平面に平行な矩形状の導電膜である。正極活物質層３１２は、正極活物質と電解液とを含み、正極集電体３１１のうちセパレータ３３に対向する表面に形成される。他方、負極３２は、負極集電体３２１と負極活物質層３２２とで構成される。負極集電体３２１は、Ｘ-Ｙ平面に平行な矩形状の導電膜である。負極活物質層３２２は、負極活物質と電解液とを含み、負極集電体３２１のうちセパレータ３３に対向する表面に形成される。
　正極集電体３１１と負極集電体３２１との間には枠状体３４が介在する。枠状体３４は、正極集電体３１１および負極集電体３２１と同等の外形寸法に形成された矩形枠状の構造体である。枠状体３４は、矩形状に形成されたセパレータ３３の周縁を全周にわたり支持する。以上の説明から理解される通り、正極集電体３１１とセパレータ３３との間に正極活物質層３１２が介在し、負極集電体３２１とセパレータ３３との間に負極活物質層３２２が介在する。すなわち、単電池３０は、正極集電体３１１と正極活物質層３１２とセパレータ３３と負極活物質層３２２と負極集電体３２１とが以上の順番で積層された構造体である。
　単電池３０を構成する各要素の形成には公知の任意の材料が利用される。具体的な材料を例示すると以下の通りである。
　正極集電体３１１および負極集電体３２１（以下「集電体」と総称する）の材料は、例えば、各種の金属材料（銅，アルミニウム，チタン，ステンレス鋼，ニッケル，以上の金属の合金），焼成炭素，導電性高分子材料，または導電性ガラスである。
　導電性高分子材料で形成された樹脂集電体を正極集電体３１１または負極集電体３２１として利用してもよい。樹脂集電体を構成する導電性高分子材料としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ），ポリプロピレン（ＰＰ），ポリメチルペンテン（ＰＭＰ），ポリシクロオレフィン（ＰＣＯ），ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ），ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ），ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ），ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ），ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ），ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ），ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ），エポキシ樹脂，シリコーン樹脂が例示される。以上の例示から選択された２以上の物質の混合物により樹脂集電体を構成してもよい。
　正極活物質層３１２の正極活物質は、例えばリチウムと遷移金属との複合酸化物である。複合酸化物は、例えば、遷移金属が１種類である複合酸化物（ＬｉＣｏＯ2，ＬｉＮｉＯ2，ＬｉＡｌＭｎＯ4，ＬｉＭｎＯ2，ＬｉＭｎ2Ｏ4），遷移金属が２種類である複合酸化物（ＬｉＦｅＭｎＯ4，ＬｉＮｉ1-xＣｏxＯ2，ＬｉＭｎ1-yＣｏyＯ2，ＬｉＮｉ1/3Ｍｎ1/3Ｃｏ1/3Ｏ2，ＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.15Ａｌ0.05Ｏ2），または遷移金属が３種類である複合酸化物（ＬｉＭaＭ'bＭ''cＯ2）である。なお、Ｍ，Ｍ'およびＭ''は相異なる遷移金属であり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１が成立する。
　正極活物質の他例として、例えば、リチウム含有遷移金属リン酸塩（ＬｉＦｅＰＯ4，ＬｉＣｏＰＯ4，ＬｉＭｎＰＯ4，ＬｉＮｉＰＯ4），遷移金属酸化物（ＭｎＯ2，Ｖ2Ｏ5），遷移金属硫化物（ＭｏＳ2，ＴｉＳ2），または導電性高分子（ポリアニリン，ポリピロール，ポリチオフェン，ポリアセチレン，ポリ-ｐ-フェニレン，ポリビニルカルバゾール）がある。以上の例示から選択された２種類以上の物質を正極活物質として利用してもよい。なお、リチウム含有遷移金属リン酸塩は、遷移金属サイトの一部を他の遷移金属に置換したものでもよい。
　負極活物質層３２２の負極活物質は、例えば炭素系材料である。炭素系材料は、例えば、黒鉛，難黒鉛化性炭素，アモルファス炭素，樹脂焼成体（フェノール樹脂またはフラン樹脂等の焼成により炭素化したもの），コークス類（ピッチコークス，ニードルコークス，石油コークス），または炭素繊維である。負極活物質の他例として、珪素系材料がある。珪素系材料は、例えば、珪素，酸化珪素（ＳｉＯx），珪素－炭素複合体，珪素合金（珪素－アルミニウム合金，珪素－リチウム合金，珪素－ニッケル合金，珪素－鉄合金，珪素－チタン合金，珪素－マンガン合金，珪素－銅合金，または珪素－スズ合金）である。また、負極活物質の他例として、例えば、導電性高分子（ポリアセチレン，ポリピロール），金属（スズ，アルミニウム，ジルコニウム，チタン），金属酸化物（チタン酸化物，リチウム・チタン酸化物），または金属合金（リチウム－スズ合金，リチウム－アルミニウム合金，リチウムーアルミニウムーマンガン合金）がある。以上の例示から選択された物質と炭素系材料との混合物を負極活物質として利用してもよい。
　電解液は、例えば、無機酸のリチウム塩（ＬｉＮ(ＦＳＯ2)2，ＬｉＰＦ6，ＬｉＢＦ4，ＬｉＳｂＦ6，ＬｉＡｓＦ6，ＬｉＣｌＯ4），または、有機酸のリチウム塩（ＬｉＮ(ＣＦ3ＳＯ2)2，ＬｉＮ(Ｃ2Ｆ5ＳＯ2)2，ＬｉＣ(ＣＦ3ＳＯ2)3）である。電解液に利用される非水溶媒としては、例えば、ラクトン化合物，環状炭酸エステル，鎖状炭酸エステル，鎖状カルボン酸エステル，環状エーテル，鎖状エーテル，リン酸エステル，ニトリル化合物，アミド化合物，スルホン，スルホラン等が例示される。以上の例示から選択された２種類以上の物質の混合物を電解液に利用してもよい。
　図２の信号出力部４０は単電池３０に設置される。各単電池３０に設置される信号出力部４０は、当該単電池３０の状態（具体的には温度および電圧）に応じた光信号Ｌを出力する。図５は、任意の１個の電池ユニットＵにおける信号出力部４０の構成を例示する斜視図である。図５に例示される通り、第１実施形態の信号出力部４０は、配線基板４１と温度センサ４２と電圧検出部４３（４３a，４３b）と発光部４４と発光制御部４５（４５a，４５b）とを具備する。発光部４４および発光制御部４５は、例えば単電池３０から供給される電力により動作する。
　配線基板４１は、絶縁基板の表面に配線が形成された実装部品である。例えばリジッドプリント基板またはフレキシブルプリント基板が配線基板４１として利用される。図５に例示される通り、配線基板４１は、基体部４１０と第１延出部４１１と第２延出部４１２とを具備する。基体部４１０は、矩形状に形成された平板状の部分である。基体部４１０のうちＹ軸の正方向に位置する表面Ｆaに発光部４４および発光制御部４５が実装される。
　第１延出部４１１および第２延出部４１２の各々は、基体部４１０のうち表面Ｆaとは反対側の表面ＦbからＹ軸の負方向に延出する部分である。第１延出部４１１は、基体部４１０の上縁のうちＸ軸の負方向に位置する部分からＹ軸の負方向に延在し、第２延出部４１２は、基体部４１０の下縁のうちＸ軸の正方向に位置する部分からＹ軸の負方向に延在する。以上の説明から理解される通り、Ｘ軸の方向における第１延出部４１１の位置と第２延出部４１２の位置とは相違する。すなわち、第１延出部４１１と第２延出部４１２とは、Ｚ軸の方向からの平面視において相互に重複しない。また、Ｚ軸の方向における第１延出部４１１の位置と第２延出部４１２の位置とは相違する。図３から理解される通り、第１延出部４１１と第２延出部４１２とにより単電池３０を挟持することで信号出力部４０が単電池３０に設置される。具体的には、基体部４１０の表面Ｆbが単電池３０の側面に対向した状態において、第１延出部４１１が単電池３０の上面（負極集電体３２１の表面）に対向するとともに第２延出部４１２が単電池３０の下面（正極集電体３１１の表面）に対向する。なお、信号出力部４０を単電池３０に設置するための構造は以上の例示に限定されない。例えば、枠状体３４の外周面に形成された切欠部（凹部）に信号出力部４０を収容してもよい。すなわち、信号出力部４０が枠状体３４に埋設される。
　温度センサ４２は、単電池３０の温度Ｑを検出する。例えば測温抵抗体またはサーミスタ等の公知の感温素子が温度センサ４２として利用される。第１実施形態の温度センサ４２は、第１延出部４１１のうち単電池３０に対向する表面（すなわちＺ軸の正方向の表面）に設置される。温度センサ４２は、配線基板４１の配線を介して発光制御部４５に電気的に接続される。なお、温度センサ４２の位置は図５の例示に限定されない。例えば基体部４１０の表面Ｆbに温度センサ４２を設置してもよい。
　電圧検出部４３は、単電池３０の両電極間の電圧Ｖを検出する。第１実施形態の電圧検出部４３は、第１検出端子４３aと第２検出端子４３bとを含む。第１検出端子４３aは、第１延出部４１１のうち単電池３０に対向する表面（すなわちＺ軸の正方向の表面）に設置される。第１検出端子４３aは、単電池３０の負極集電体３２１に接触することで当該負極集電体３２１の電位を検出する。他方、第２検出端子４３bは、第２延出部４１２のうち単電池３０に対向する表面（すなわちＺ軸の負方向の表面）に設置される。第２検出端子４３bは、単電池３０における正極集電体３１１に接触することで当該正極集電体３１１の電位を検出する。第１検出端子４３aが検出する負極集電体３２１の電位と第２検出端子４３bが検出する正極集電体３１１の電位との差分が単電池３０の電圧Ｖである。
　発光部４４は、所定の波長の光を出射する光源である。発光部４４は、配線基板４１のうち基体部４１０の表面（すなわち単電池３０とは反対側の表面）に設置される。発光部４４は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源である。
　図５の発光制御部４５は、発光部４４を制御する。第１実施形態の発光制御部４５は、第１制御部４５aと第２制御部４５bとで構成される。第１制御部４５aおよび第２制御部４５bの各々は、配線基板４１に実装されたＩＣチップで実現される。温度センサ４２および第１検出端子４３aは、配線基板４１に形成された配線を介して第１制御部４５aに電気的に接続される。第２検出端子４３bは、配線基板４１に形成された配線を介して第２制御部４５bに電気的に接続される。第１制御部４５aおよび第２制御部４５bは、相互に協働して発光部４４を制御する。具体的には、発光制御部４５は、温度センサ４２が検出する温度Ｑと電圧検出部４３が検出する電圧Ｖとに応じて発光部４４の発光を制御する。なお、発光制御部４５を単体のＩＣチップで構成してもよい。
　図５に示す信号出力部４０の形態は例示であって、配線基板４１の形状、並びに配線基板４１に実装される温度センサ４２、電圧検出部４３、発光部４４、発光制御部４５の数および配置を限定することを意図するものではない。上記の要素の追加要素としてまたは代替要素として他の要素を配線基板４１に実装してもよい。
　図６Ａ(a)から図６Ａ(f)は、発光部４４による発光のパターン（以下「光信号パターン」という）の模式図である。図６Ａ(a)から図６Ａ(f)に例示される通り、発光制御部４５は、単電池３０の状態（温度Ｑおよび電圧Ｖ）に応じた光信号パターンで発光部４４を発光させる。具体的には、図６Ａ(a)は、電圧Ｖが４Ｖ～４．５Ｖである場合の光信号パターンであり、図６Ａ(b)は、電圧Ｖが３．５Ｖ～４Ｖである場合の光信号パターンであり、図６Ａ(c)は、電圧Ｖが３Ｖ～３．５Ｖである場合の光信号パターンであり、図６Ａ(d)は、電圧Ｖが２．５Ｖ～３Ｖである場合の光信号パターンであり、図６Ａ(e)は、電圧Ｖが２Ｖ～２．５Ｖである場合の光信号パターンである。各光信号パターンは、所定長の期間（以下「単位期間」という）内に信号のＯＮ（発光）／ＯＦＦ（消灯）を繰返すパルスパターンである。単位期間は、例えば１００秒の期間である。ただし、単位期間の時間長は任意である。
　図６Ａ(a)から図６Ａ(e)の例では、１回の発光時間は同じで、電圧Ｖが高いほどＯＮ／ＯＦＦの繰返しの回数が多い光信号パターンとしているが、電圧Ｖと光信号パターンの形状とが対応していればどのような光信号パターンであっても構わない。例えば、発光ＯＮ／ＯＦＦの回数は同じで電圧Ｖが高いほど１回の発光時間が長くなるような光信号パターンであってもよい。また、単位期間内における１回の発光時間が全て同じである必要はない。また、電圧０．５Ｖ刻みで光信号パターンの形状が異なるようにしているが、電圧の刻み幅は特に限定されない。
　例えば、図６Ａ（ａ）、図６Ａ（ｂ）、図６Ａ（ｃ）、図６Ａ（ｄ）及び図６Ａ（ｅ）に示した態様（１回の発光時間は同じで、電圧が高いほど発光ＯＮ／ＯＦＦの繰り返し回数が多い光信号パターン）とは異なり、図６Ｂに示すように、発光時間及び発光ＯＮ／ＯＦＦの繰り返し回数を、所定電圧毎に異ならせてもよい。図６Ｂに示す例では、電圧３Ｖのときの発光時間（Ｗ2）を、電圧４Ｖのときの発光時間（２Ｗ1）よりも短くして、また、電圧３Ｖのときの発光ＯＮ／ＯＦＦの繰り返し回数を、電圧４Ｖのときの発光ＯＮ／ＯＦＦの繰り返し回数よりも少なくした光信号パターンとしている（なお、電圧３Ｖのときの１回の発光時間と、電圧４Ｖのときの１回の発光時間とを異ならせてもよい（Ｗ2≠Ｗ1））。また、電圧２Ｖのときの各々の１回の発光時間（Ｗ3）を、電圧３Ｖのときの各々の１回の発光時間（Ｗ2）よりも短くすると共に、電圧２Ｖのときの発光ＯＮ／ＯＦＦの繰り返し回数を、電圧３Ｖのときよりも多くした光信号パターンとしている。
　本実施形態では、導光体１３には全ての発光素子（図２の例示では５つの発光部４４）からの光信号Ｌが導入され、導光体１３はこれらの光信号Ｌの共通の伝播部１３２を提供する。そのため、導光体１３内では混線状態での伝送となり得る。図６Ａ（ａ）、図６Ａ（ｂ）、図６Ａ（ｃ）、図６Ａ（ｄ）及び図６Ａ（ｅ）に示すように、１回の発光時間を同じ光信号パターンとすると、導光体１３内で混線状態での伝送となり易いが、図６Ｂに示すように、所定電圧毎（或いは、所定の電圧範囲毎）に、異なる発光時間及び異なる発光ＯＮ／ＯＦＦの繰り返し回数を設定することにより、図６Ａ（ａ）、図６Ａ（ｂ）、図６Ａ（ｃ）、図６Ａ（ｄ）及び図６Ａ（ｅ）の態様と比較して、混線を抑制することができる（混線したとしても、混線している複数の光信号Ｌから、特定の光信号Ｌがどの電圧（或いはどの電圧範囲）に対応しているか、判別し易くすることができる）。
　図６Ａ(f)は、単電池３０に異常が発生した状態（以下「異常状態」という）における光信号パターンを例示する模式図である。異常状態は、単電池３０の温度Ｑが所定の閾値Ｑth以上である状態、または、単電池３０の電圧Ｖが所定の閾値Ｖth以上である状態である。単電池３０が異常状態にある場合、発光制御部４５は、図６Ａ(f)のように異常状態を意味する光信号パターンで発光部４４を発光させる。単電池３０の温度Ｑが閾値Ｑth未満であれば、温度Ｑは光信号パターンに反映されない。
　第１実施形態の発光制御部４５は、温度センサ４２が検出した温度Ｑと電圧検出部４３が検出した電圧Ｖとに応じた発光パターンで発光部４４を発光させる。すなわち、信号出力部４０は、温度Ｑと電圧検出部４３が検出した電圧Ｖとを表す光信号Ｌを出力する。複数の電池ユニットＵの各々の発光部４４から、単電池３０の温度Ｑおよび電圧Ｖを表す光信号Ｌが並列に出力される。
　図１および図２の導光体１３は、例えば光透過性の樹脂材料で形成された光学素子であり、複数の電池ユニットＵの各々の信号出力部４０から出力される光信号Ｌを通信ユニット２０に誘導する。第１実施形態の導光体１３は、導入部１３１と伝播部１３２とを具備する。導入部１３１と伝播部１３２とは一体に形成される。なお、例えば複数の光ファイバーの束を導光体１３として利用してもよい。
　導入部１３１は、複数の電池ユニットＵにわたりＺ軸の方向に延在する部分である。図２に例示される通り、導入部１３１は、複数の電池ユニットＵの各々の発光部４４に対向する。したがって、各発光部４４からの出射光（すなわち光信号Ｌ）は導入部１３１に入射する。導入部１３１のうちＺ軸の正方向の端部に伝播部１３２が設置される。伝播部１３２は、各発光部４４から導入部１３１に入射した光信号Ｌを通信ユニット２０に伝播させる部分である。伝播部１３２は、先端部が外装体１４の外側に位置するようにＹ軸の方向に延在する。以上の説明から理解される通り、各電池ユニットＵの発光部４４から出力された光信号Ｌが、導光体１３を経由して通信ユニット２０に伝送される。
　受光装置１５は、導光体１３から供給される光を受光する。第１実施形態の受光装置１５は、複数の電池ユニットＵの各々の信号出力部４０が出力する光信号Ｌを受信する。具体的には、受光装置１５は、例えば受光素子と記録装置と送信装置とを具備する。受光素子は、例えば、導光体１３における伝播部１３２の先端面に受光面が対向するフォトダイオードである。記録装置は、受光素子による受光量に応じた信号を保持する。例えば、受光量が所定の閾値を上回るか否かを表す信号が記憶装置に保持される。当該信号は、例えば受光量が閾値を上回る場合にローレベル（０）に設定され、受光量が閾値を下回る場合にハイレベル（１）に設定される。送信装置は、記録装置に記録された信号を外部に送信する。なお、以上の説明においては受光量を２値化したが、複数の閾値の各々と比較することで受光量を多値化する構成、または、受光量を表す浮動小数点データを生成する構成も想定される。
　なお、複数の電池ユニットＵの発光部４４から導光体１３に光信号Ｌが導入されるから、導光体１３の内部においては混線状態での伝送となる。ただし、異常状態の光信号パターンは、他の光信号パターンと比較してＯＮ（発光）を維持する時間長が充分に長い。また、発光制御部４５に内蔵された発振回路が生成するクロック信号により単位期間の時間長が規定されるところ、クロック信号の周期は発光制御部４５毎に相違するから、単位期間の時間長は発光制御部４５毎に相違する。したがって、特定の単位期間において通常状態に対応する複数の光信号パターン（図６Ａ(a)から図６Ａ(e)）が重複することにより異常状態の光信号パターンに類似する光信号パターンが形成されたとしても、後続の単位期間においては、通常状態に対応する複数の光信号パターンが重複することで同様の光信号パターンが再び形成される可能性は低い。以上の構成においては、複数の単位期間にわたる期間内の光信号パターンを継続的に観測することで、混線状態でも各単電池３０が異常状態にあることを判断可能である。
　以上の通り、第１実施形態においては、各電池ユニットＵから出力された光信号Ｌが通信ユニット２０に伝送されるから、リチウムイオン電池モジュール１００と通信ユニット２０とを電気的に接続する配線は不要である。したがって、リチウムイオン電池モジュール１００の構成を簡素化できる。例えば、リチウムイオン電池モジュール１００の部品点数が削減され、リチウムイオン電池モジュール１００の製造工程が簡素化されるという利点がある。第１実施形態においては特に、各電池ユニットＵの発光部４４から出力される光信号Ｌを導光体１３により確実かつ簡便に通信ユニット２０に伝送できるという利点もある。また、通信ユニット２０に対してリチウムイオン電池モジュール１００から大電流が供給されることが回避されるから、例えば大電流を想定した保護機構を電池状態推定システム２００に設置する必要がない。
　図７(a)から図７(c)は、導光体１３により受光装置１５に伝送される光信号Ｌを例示する模式図である。図７(a)においては、単位期間毎に区切った全ての光信号パターンが電圧３Ｖ～３．５Ｖに対応するパターンとなっており、全ての単電池３０の電圧Ｖが３Ｖ～３．５Ｖの範囲内となっていることがわかる。
　図７(b)においては、単位期間毎に区切った光信号パターンは、電圧２Ｖ～２．５Ｖに対応する光信号パターンが１つ、電圧３Ｖ～３．５Ｖに対応する光信号パターンが３つ、電圧４Ｖ～４．５Ｖに対応する光信号パターンが１つとなっており、単電池３０毎に電圧Ｖにばらつきがあることがわかる。電圧Ｖが低過ぎる単電池３０は短絡の可能性があり、電圧Ｖが高過ぎる単電池３０は過充電の可能性がある。
　図７(c)においては、単位期間毎に区切った光信号パターンは電圧３Ｖ～３．５Ｖに対応する光信号パターンが３つ、電圧２Ｖ～２．５Ｖに対応する光信号パターンが１つ、異常状態に対応する光信号パターンが１つとなっており、１つの単電池３０が異常状態にあることがわかる。以上の説明から理解される通り、図７(a)から図７(c)に示す光信号パターンによれば、複数の単電池３０のうち幾つかの単電池３０が異常状態にあることを判断できる。
　図１の通信ユニット２０は、リチウムイオン電池モジュール１００の状態を表す状態データＤを電池状態推定システム２００に送信する。通信ユニット２０は、例えばリチウムイオン電池モジュール１００における外装体１４の表面に設置される。図８は、通信ユニット２０の構成を例示するブロック図である。図８に例示される通り、通信ユニット２０は、処理装置２２と通信装置２３とを具備する。なお、前述したとおり、受光装置１５が、例えば受光素子と記録装置と送信装置とを具備し、当該記録装置に記録された信号を送信装置により送信する機能を有している場合、図１及び図８に示す通信ユニット２０を不要としてもよく、図示の例に限定されない。例えば、受光装置１５と電池状態推定システム２００とを通信網６００を介して通信接続した構成として、記録装置に記録された信号を電池状態推定システム２００に送信してもよい。
　処理装置２２は、受光装置１５が各電池ユニットＵから受信した光信号Ｌを利用して状態データＤを生成する。図９に例示される通り、状態データＤは、リチウムイオン電池モジュール１００の識別情報Ｆと、複数の単電池３０の各々の温度Ｑ（Ｑ1，Ｑ2，…，Ｑ5）および電圧Ｖ（Ｖ1，Ｖ2，…，Ｖ5）とを含む。識別情報Ｆは、各リチウムイオン電池モジュール１００を識別するための符号列であり、半導体記録媒体等の記憶回路（図示略）に事前に格納される。各単電池３０の温度Ｑおよび電圧Ｖは、当該単電池３０から受光装置１５が受信した光信号Ｌから特定される。以上の例示から理解される通り、状態データＤは、複数の単電池３０の各々の状態を表すデータである。処理装置２２による状態データＤの生成は、所定の第１周期Ｔ1毎に反復的に実行される。すなわち、処理装置２２は、時間軸上の相異なる時点における複数の状態データＤの各々を第１周期Ｔ1毎に順次に生成する。
　通信装置２３は、処理装置２２が生成した状態データＤを電池状態推定システム２００に送信する送信機である。通信装置２３と通信網６００との間の通信の方式は任意であるが、例えばBluetooth（登録商標）またはWi-Fi（登録商標）等の近距離無線通信が好適である。通信装置２３は、処理装置２２による状態データＤの生成毎に当該状態データＤを電池状態推定システム２００に送信する。すなわち、通信装置２３による状態データＤの送信は、所定の第１周期Ｔ1毎に反復的に実行される。すなわち、通信装置２３は、時間軸上の相異なる時点における複数の状態データＤの各々を第１周期Ｔ1毎に順次に送信する。なお、図１及び図８に示す例では、リチウムイオン電池モジュール１００の状態を表す状態データＤを電池状態推定システム２００に送信する通信ユニット２０を、リチウムイオン電池モジュール１００側（例えばユーザ側）に設けた構成が示されているが、図示の例に限定されない。例えば、通信ユニット２０における一部の機能ユニット（例えば送信部として機能するユニット）又は全部の機能ユニットを、電池状態推定システム２００側に一体又は別体に設けた構成としてもよい。また、図１及び図８に示す通信ユニット２０を介さずに、受光装置１５と電池状態推定システム２００とを通信網６００を介して通信接続（公知のネットワーク接続或いは通信ケーブルを介して接続）した構成とし、通信ユニット２０を電池状態推定システム２００側（例えばサーバ側）に一体又は別体に設けた構成としてもよい。この構成の場合には、受光装置１５が受光した光信号に基づき生成された所定のデータを、通信網６００を介して電池状態推定システム２００側（例えばサーバ側）に送信し、電池状態推定システム２００側に一体又は別体に設けられた通信ユニット２０の処理装置２２によって状態データＤが生成される。生成された状態データＤは、通信ユニット２０の通信装置２３により電池状態推定システム２００に送信される（通信ユニット２０が電池状態推定システム２００と一体の構成の場合には、通信ユニット２０の処理装置２２で生成された状態データが電池状態推定システム２００内に格納される機能を有していれば通信ユニット２０の通信装置２３を不要としてもよい）。以上のとおり、本実施形態において、複数の単電池３０の状態を表す状態データＤを反復的に送信する送信部は、リチウムイオン電池モジュール１００側に一体又は別体に設けられていても良く、電池状態推定システム２００側に一体又は別体に設けられていても良い。当該送信部の機能ユニットが電池状態推定システム２００側に一体又は別体に設けられる場合には、送信部以外の機能ユニット（例えば処理装置２２）を、リチウムイオン電池モジュール１００側に一体又は別体に設けてもよく、電池状態推定システム２００側に一体又は別体に設けてもよい。
　電池状態推定システム２００は、リチウムイオン電池モジュール１００の状態を推定するシステムである。図１０は、電池状態推定システム２００の構成を例示するブロック図である。図１０に例示される通り、電池状態推定システム２００は、制御装置５１と記憶装置５２と通信装置５３とを具備する。
　制御装置５１は、電池状態推定システム２００の各要素を制御する単数または複数のプロセッサである。具体的には、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の１種類以上のプロセッサにより、制御装置５１が構成される。
　記憶装置５２は、制御装置５１が実行するプログラムと制御装置５１が使用する各種のデータとを記憶する単数または複数のメモリである。例えば半導体記録媒体および磁気記録媒体等の公知の記録媒体で記憶装置５２は構成される。なお、複数種の記録媒体の組合せにより記憶装置５２を構成してもよい。また、電池状態推定システム２００に着脱可能な可搬型の記録媒体、または、電池状態推定システム２００が通信可能な外部記録媒体（例えばオンラインストレージ）を、記憶装置５２として利用してもよい。
　通信装置５３は、通信網６００を介してリチウムイオン電池モジュール１００と通信する。第１実施形態の通信装置５３は、リチウムイオン電池モジュール１００の通信装置２３から送信された状態データＤを受信する受信部として機能する。通信装置５３による状態データＤの受信は、状態データＤの送信と同等の第１周期Ｔ1毎に反復的に実行される。
　図１１は、制御装置５１の機能的な構成を例示するブロック図である。図１１に例示される通り、第１実施形態の制御装置５１は、記憶装置５２に記憶されたプログラムを実行することで複数の機能（管理部６１，解析部６２，通知部６３および訓練部６４）を実現する。
　管理部６１は、通信装置５３が受信した状態データＤを記憶装置５２に格納する。リチウムイオン電池モジュール１００の識別情報Ｆ毎に状態データＤが記憶装置５２に記憶される。状態データＤの記憶は、通信装置５３による状態データＤの受信毎に反復される。したがって、リチウムイオン電池モジュール１００の単電池３０毎に温度Ｑの時系列と電圧Ｖの時系列とが記憶装置５２に記憶される。
　図１２は、状態データＤの授受に関する動作の具体的な手順を例示するフローチャートである。リチウムイオン電池モジュール１００の通信ユニット２０は、図１２の送信処理Ｓaを第１周期Ｔ1毎に実行する。なお、送信処理Ｓaを第１周期Ｔ1毎に実行することは必須ではない。例えば状態データＤの送信に好適な条件が成立した時点で、当該時点までの状態データＤを纏めて送信する送信処理Ｓaを実行してもよい。
　送信処理Ｓaを開始すると、処理装置２２は、受光装置１５が各電池ユニットＵから受信した光信号Ｌから状態データＤを生成する（Ｓa1）。通信装置２３は、処理装置２２が生成した状態データＤを電池状態推定システム２００に送信する（Ｓa2）。
　他方、電池状態推定システム２００の制御装置５１は、図１２の受信処理Ｓbを第１周期Ｔ1毎に実行する。受信処理Ｓbを開始すると、制御装置５１（管理部６１）は、リチウムイオン電池モジュール１００から送信された状態データＤを通信装置５３により受信する（Ｓb1）。制御装置５１（管理部６１）は、通信装置５３が受信した状態データＤを記憶装置５２に格納する（Ｓb2）。
　図１１の解析部６２は、受信処理Ｓbにより記憶装置５２に格納された状態データＤから解析データＣを生成する処理（以下「解析処理」という）Ｓcを実行する。解析データＣは、リチウムイオン電池モジュール１００を使用可能な期間（以下「使用可能期間」という）を表すデータである。リチウムイオン電池モジュール１００の劣化の度合は当該リチウムイオン電池モジュール１００が使用される状況（環境または条件）に依存する。したがって、解析データＣが表す期間は、個々のリチウムイオン電池モジュール１００毎に相違する。解析データＣは、リチウムイオン電池モジュール１００の寿命を表すデータ、または、リチウムイオン電池モジュール１００を交換すべき時期を表すデータとも換言される。第１実施形態の解析部６２は、リチウムイオン電池モジュール１００を構成する複数の単電池３０の各々について、当該単電池３０の使用可能期間に関する解析データＣを生成する。
　図１３は、解析処理Ｓcの具体的な手順を例示するフローチャートである。図１３に例示される通り、第１実施形態の解析処理Ｓcは、第１処理Ｓc1と第２処理Ｓc2とを含む。リチウムイオン電池モジュール１００の複数の単電池３０の各々について図１３の解析処理Ｓcが実行される。
　第１処理Ｓc1は、記憶装置５２に記憶された複数の状態データＤの時系列から履歴データＨを生成する処理である。履歴データＨは、各単電池３０の使用履歴を表すデータである。解析部６２は、単電池３０の温度Ｑの時系列と電圧Ｖの時系列とを解析することにより当該単電池３０の履歴データＨを生成する。
　履歴データＨは、例えば、リチウムイオン電池モジュール１００（各単電池３０）に関する以下の情報の少なくともひとつを含む。
（１）充電または放電の回数
（２）放電容量
（３）温度Ｑに関する統計値（例えば積算値，平均値，分散）
（４）電圧Ｖが所定の範囲内に保持された時間長
（５）使用開始からの累積経過時間
（６）充電および放電のレート（Ｃレート）
　第２処理Ｓc2は、第１処理Ｓc1により生成された履歴データＨから解析データＣを生成する処理である。単電池３０の劣化の度合は使用履歴に依存する。第１実施形態の第２処理Ｓc2において、解析部６２は、履歴データＨと解析データＣとについて事前に観測された相関を利用して、第１処理Ｓc1により生成された履歴データＨから解析データＣを生成する。
　第１実施形態の解析部６２は、履歴データＨと解析データＣとの関係を学習した推定モデルＭを利用して解析データＣを生成する。具体的には、解析部６２は、第２処理Ｓc2において、第１処理Ｓc1で生成した履歴データＨを推定モデルＭに入力することで、解析データＣを生成する。推定モデルＭは、履歴データＨを入力として解析データＣを出力する統計的推定モデルである。
　推定モデルＭは、例えば深層ニューラルネットワーク（DNN：Deep Neural Network）で構成される。例えば、畳込ニューラルネットワーク（CNN：Convolutional Neural Network）または再帰型ニューラルネットワーク（RNN：Recurrent Neural Network）等の各種のニューラルネットワークが推定モデルＭとして利用される。長短期記憶（LSTM：Long short-term memory）等の付加的な要素を含むニューラルネットワークを推定モデルＭとして利用してもよい。推定モデルＭは、履歴データＨから解析データＣを生成する演算を制御装置５１に実行させる人工知能プログラムと、当該演算に適用される複数の係数（具体的には加重値およびバイアス）との組合せで実現される。人工知能プログラムと複数の係数とは記憶装置５２に記憶される。
　通知部６３は、解析部６２が生成した解析データＣが表す情報をリチウムイオン電池モジュール１００の利用者に通知する。具体的には、通知部６３は、解析データＣが表す使用可能期間を利用者に通知するための通知データＮを、当該利用者の端末装置７００（図１参照）に対して通信装置５３から送信する。端末装置７００は、例えば利用者が所有するスマートフォン等の情報端末である。通知データＮの送信先となる端末装置７００の情報（例えばメールアドレスまたは識別情報）は、記憶装置５２に事前に登録される。通知データＮは、例えば、複数の単電池３０の各々の解析データＣが表す使用可能期間を含む。端末装置７００は、通知データＮが表す各単電池３０の使用可能期間を表示する。以上の構成によれば、利用者は、自身が使用するリチウムイオン電池モジュール１００について単電池３０毎の使用可能期間を把握できる。したがって、リチウムイオン電池モジュール１００の使用の停止または単電池３０の交換等の適切な対応を迅速に実行できる。
　図１４は、１個のリチウムイオン電池モジュール１００の状態を制御装置５１が推定する処理（以下「状態推定処理」という）Ｓdの具体的な手順を例示するフローチャートである。状態推定処理Ｓdは、送信処理Ｓaおよび受信処理Ｓbとは独立に実行される。すなわち、状態推定処理Ｓdが実行される時点は、送信処理Ｓaおよび受信処理Ｓbが実行される時点とは無関係に決定される。例えば、送信処理Ｓaおよび受信処理Ｓbは、状態推定処理Ｓdの契機とならない。具体的には、送信処理Ｓaおよび受信処理Ｓbが実行される第１周期Ｔ1よりも長い第２周期Ｔ2毎に図１４の状態推定処理Ｓdが実行される。第２周期Ｔ2は、例えば数日から数週間程度の時間長である。
　状態推定処理Ｓdを開始すると、解析部６２は、処理対象のリチウムイオン電池モジュール１００を構成する複数の単電池３０の何れか（以下「選択単電池３０」という）を選択する（Ｓd1）。解析部６２は、選択単電池３０について記憶装置５２に記憶された温度Ｑの時系列と電圧Ｖの時系列とを取得する（Ｓd2）。
　解析部６２は、記憶装置５２から取得した情報を適用した図１３の解析処理Ｓcを実行する。具体的には、解析部６２は、第１処理Ｓc1を実行する。すなわち、解析部６２は、選択単電池３０に関する温度Ｑの時系列と電圧Ｖの時系列とに応じて、当該選択単電池３０の履歴データＨを生成する。また、解析部６２は、第２処理Ｓc2を実行する。すなわち、解析部６２は、推定モデルＭに履歴データＨを入力することで、選択単電池３０の解析データＣを生成する。
　解析部６２は、リチウムイオン電池モジュール１００を構成する全部の単電池３０について解析処理Ｓcを実行したか否かを判定する（Ｓd3）。未処理の単電池３０がある場合（Ｓd3：NO）、制御装置５１は、処理をステップＳd1に移行することで未処理の単電池３０を新たに選択する。制御装置５１は、更新後の選択単電池３０について、解析処理Ｓcを実行する。全部の単電池３０について解析処理Ｓcを実行すると（Ｓd3：YES）、通知部６３は、各単電池３０について生成した解析データＣに応じた通知データＮを生成し、記憶装置５２に登録された宛先（端末装置７００）に当該通知データＮを送信する（Ｓd4）。なお、以上の説明においては全部の単電池３０について解析処理Ｓcを実行する場合を例示したが、全部の単電池３０について解析処理Ｓcを実行することは必須ではない。例えば、特定の単電池３０に関する解析処理Ｓcにより解析部６２が当該単電池３０の異常（またはその兆候）を検出した場合、その時点で解析処理Ｓcが実行されていない残余の単電池３０については解析処理Ｓcを実行せずに、単電池３０の異常を表す通知データＮを通知部６３が通信装置５３から端末装置７００に送信してもよい。
　以上の説明から理解される通り、第１実施形態の解析部６２は、送信処理Ｓaおよび受信処理Ｓbとは独立に解析処理Ｓcを実行する。すなわち、解析部６２が解析処理Ｓcを実行する時点は、送信処理Ｓaおよび受信処理Ｓbが実行される時点とは無関係に決定される。例えば、送信処理Ｓaおよび受信処理Ｓbは、解析処理Ｓcの契機とならない。具体的には、送信処理Ｓaおよび受信処理Ｓbが実行される第１周期Ｔ1よりも長い第２周期Ｔ2毎に解析処理Ｓcが実行される。
　図１１の訓練部６４は、推定モデルＭを規定する複数の係数を機械学習（例えば教師あり機械学習）により更新する。訓練部６４による機械学習には複数の訓練データＲが利用される。複数の訓練データＲは記憶装置５２に記憶される。
　図１５は、訓練部６４による機械学習の説明図である。図１５に例示される通り、複数の訓練データＲの各々は、単電池３０の使用履歴を表す履歴データＨrと、当該使用履歴で使用される単電池３０について実測または試験により特定された既知の使用可能期間（すなわち正解）を表す解析データＣrとを相互に対応させたデータである。電池状態推定システム２００を利用して解析データＣ（さらには通知データＮ）を生成するサービスの提供者は、リチウムイオン電池モジュール１００に関する多数の使用例（例えば実際に電池の寿命が到来した使用例）を統計的に集計することで多数の訓練データＲを生成する。推定モデルＭの更新に充分な個数の訓練データＲが収集された段階で、当該複数の訓練データＲを利用した機械学習により推定モデルＭが更新される。すなわち、解析データＣを生成するサービスに並行して、所定数の訓練データＲが収集されるたびに、機械学習による推定モデルＭの更新が反復される。
　具体的には、訓練部６４は、各訓練データＲ内の履歴データＨrの入力に対して暫定的な推定モデルＭが出力する解析データＣと、当該訓練データＲの解析データＣrとの誤差が低減されるように、推定モデルＭに関する複数の係数を反復的に更新する。したがって、推定モデルＭは、複数の訓練データＲにおける履歴データＨrと解析データＣrとの間に潜在する関係を学習する。すなわち、機械学習済の推定モデルＭは、未知の履歴データＨに対して当該関係のもとで統計的に妥当な解析データＣを出力する。
　以上に説明した通り、第１実施形態においては、リチウムイオン電池モジュール１００の状態を表す状態データＤが電池状態推定システム２００に反復的に送信され、記憶装置５２に格納された状態データＤから、リチウムイオン電池モジュール１００の使用可能期間に関する解析データＣが生成される。したがって、リチウムイオン電池モジュール１００の保守作業の時点に限定されない適切な時点においてリチウムイオン電池モジュール１００の使用可能期間を特定できる。また、解析データＣを生成する解析処理Ｓcは、状態データＤの授受とは独立に実行されるから、状態データＤの受信毎に解析処理Ｓcを実行する構成と比較して電池状態推定システム２００の処理負荷を軽減しながら解析データＣを生成できる。第１実施形態においては特に、複数の単電池３０の各々について解析データＣが生成されるから、利用者は、単電池３０毎に交換または修理の要否を判定できる。
　また、第１実施形態においては、リチウムイオン電池モジュール１００の使用履歴を表す履歴データＨが複数の状態データＤの時系列から生成され、当該履歴データＨから解析データＣが生成される。したがって、解析データＣを高精度に生成できる。また、履歴データＨと解析データＣとの関係を学習した推定モデルＭを利用して解析データＣが生成されるから、既知の多数の履歴データＨと既知の多数の解析データＣとの間に潜在する関係のもとで統計的に妥当な解析データＣを生成できる。なお、前述したように、第１実施形態の通信装置５３は、複数のリチウムイオン電池モジュール１００の状態データＤを複数受信する受信部として機能する。したがって、当該複数の状態データＤに基づき、解析部６２は、複数のリチウムイオン電池モジュール１００のうち特定のリチウムイオン電池モジュールの使用可能な期間に関する特定解析データを生成し、更に、当該特定解析データが表す情報に基づいて、特定のリチウムイオン電池モジュールとは異なるリチウムイオン電池モジュールの使用可能な期間を推定する推定部を有していてもよい。
Ｂ：第２実施形態
　本発明の第２実施形態を説明する。なお、以下に例示する各態様において機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して、各々の詳細な説明を適宜に省略する。
　第１実施形態においては、第２処理Ｓc2において推定モデルＭを利用した。第２実施形態の解析部６２は、履歴データＨと解析データＣとの関係を記述した演算式（以下「状態評価式」という）を、第２処理Ｓc2における解析データＣの生成に利用する。状態評価式は、履歴データＨを説明変数として解析データＣ（目的変数）を表現した演算式であり、説明変数に作用する複数の係数を含む。解析部６２は、第１処理Ｓc1により生成された履歴データＨを状態評価式に適用する演算により、解析データＣを生成する。第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。
　なお、第２実施形態においては履歴データＨと解析データＣとの関係を記述した状態評価式を例示したが、履歴データＨと解析データＣとを相互に対応させた参照テーブルを、第２処理Ｓc2における解析データＣの生成に利用してもよい。具体的には、解析部６２は、第１処理Ｓc1により生成された履歴データＨに対応する解析データＣを参照テーブルから検索する。
Ｃ：変形例
　以上に例示した各形態は多様に変形され得る。前述の各形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様を、相互に矛盾しない範囲で併合してもよい。
（１）前述の各形態においては、通知データＮが表す各単電池３０の使用可能期間を含む通知データＮを電池状態推定システム２００から端末装置７００に送信したが、解析データＣに応じて利用者に通知される情報は以上の例示に限定されない。例えば、複数の単電池３０のうち使用可能期間の時間長が所定の閾値を下回る単電池３０（すなわち使用可能期間が終了する間際の単電池３０）について交換または修理を提案するメッセージを表す通知データＮを、通知部６３が利用者の端末装置７００に送信してもよい。また、単電池３０の交換に関する情報（例えば互換性のある製品の型番または購入可能な店舗等）を通知データＮとして端末装置７００に提供してもよい。使用可能期間が閾値を下回る単電池３０がない場合には、端末装置７００に対する通知データＮの送信は省略される。以上の例示から理解される通り、通知部６３は、解析データＣが表す情報をリチウムイオン電池モジュール１００の利用者に通知する要素として包括的に表現される。
（２）リチウムイオン電池モジュール１００の構成毎（例えば型式毎）に相異なる推定モデルＭを利用してもよい。解析部６２は、リチウムイオン電池モジュール１００の識別情報Ｆから構成を特定し、複数の推定モデルＭのうち当該構成に対応する推定モデルＭを利用した第２処理Ｓc2により解析データＣを生成する。例えば、材料の組成，単電池３０の積層数，単電池３０の面積または厚さ等の構成が一致または類似するリチウムイオン電池モジュール１００については共通の推定モデルＭが利用される。なお、以上の説明においては推定モデルＭに着目したが、第２実施形態のように状態評価式を第２処理Ｓc2に利用する構成では、リチウムイオン電池モジュール１００の構成毎に相異なる状態評価式が利用される。また、履歴データＨと解析データＣとを相互に対応させた参照テーブルを利用する構成では、リチウムイオン電池モジュール１００の構成毎に相異なる参照テーブルが利用される。
（３）前述の各形態においては、複数の単電池３０の各々について温度Ｑおよび電圧Ｖを表す状態データＤを例示したが、状態データＤは、光信号Ｌを表す数値列で構成されてもよい。時間軸上の相異なる時点に対応する複数の数値で構成される。状態データＤを構成する複数の数値のうち、光信号Ｌによる受光量が所定の閾値を上回る時点に対応する数値は第１値（例えば０および１の一方）に設定され、受光量が閾値を下回る時点に対応する数値は第２値（例えば０および１の他方）に設定される。以上のように各数値が２値的に設定された数値列で表現される状態データＤが、通信装置２３から電池状態推定システム２００に送信されてもよい。また、前述の各形態においては、複数の単電池３０の各々について履歴データＨを生成したが、リチウムイオン電池モジュール１００の全体について１個の履歴データＨを生成してもよい。同様に、リチウムイオン電池モジュール１００の全体について１個の解析データＣを生成してもよい。
（４）前述の各形態においては、各単電池３０の温度Ｑおよび電圧Ｖを検出したが、温度Ｑおよび電圧Ｖの一方のみを検出してもよい。単電池３０の温度Ｑのみを検出する構成においては電圧検出部４３が省略され、単電池３０の電圧Ｖのみを検出する構成においては温度センサ４２が省略される。
（５）前述の各形態においては、光信号Ｌに応じた状態データＤを生成する処理装置２２が通信ユニット２０に搭載された構成を例示したが、電池状態推定システム２００が光信号Ｌに応じた状態データＤを生成してもよい。例えば、通信ユニット２０（通信装置２３）は、受光装置１５が各電池ユニットＵから受信した光信号Ｌに応じた伝送信号を、電池状態推定システム２００に送信する。電池状態推定システム２００の制御装置５１（例えば管理部６１）は、通信装置５３が通信ユニット２０から受信する伝送信号から状態データＤを生成する。なお、リチウムイオン電池モジュール１００に異常が発生した場合のように緊急性が高い状態が発生した場合、通信ユニット２０の処理装置２２は、各単電池３０を充放電する制御装置に対して、充放電の停止を指示する制御信号を送信する。
（６）相異なる単電池３０に対応する複数の光信号Ｌを共通の導光体１３により伝送するための構成は、以上の例示に限定されない。例えば、発光部４４毎に出射光の波長が相違する構成においては、受光装置１５は、導光体１３から供給される光信号Ｌを、発光部４４による出射光の波長毎に分離して受光する。また、例えば、各単電池３０に対応する光信号Ｌを時間軸上の相異なる期間内に伝送する時分割多重を利用して、複数の光信号Ｌを共通の導光体１３により通信ユニット２０に伝送できる。なお、発光制御部４５を構成するＩＣチップの発振周期は個体毎に相違する。発光制御部４５毎の発振周期の相違を考慮することで、受光装置１５による受光結果から発光部４４毎の光信号Ｌを分離してもよい。また、電池ユニットＵ毎に別個に設置された導光体を介して各発光部４４からの光信号を受光装置１５に誘導してもよい。
（７）前述の各形態においては、各単電池３０の状態に応じた光信号Ｌをリチウムイオン電池モジュール１００からから通信ユニット２０に伝送したが、単電池３０の状態に応じた信号は、光を利用した光信号Ｌに限定されない。各電池ユニットＵの信号出力部４０と通信ユニット２０とを接続する信号線により、各単電池３０の状態に応じた電気信号を各信号出力部４０から通信ユニット２０に伝送してもよい。信号出力部４０が出力する信号は、単電池３０の状態に応じた状態信号として包括的に表現される。
（８）前述の各形態においては、推定モデルＭが深層ニューラルネットワークで構成される構成を例示したが、推定モデルＭの構成は以上の例示に限定されない。例えば、サポートベクターマシンまたはランダムフォレスト等の公知の統計的推定モデルが推定モデルＭとして任意に採用される。また、一般化線形モデル等の公知の統計モデル、または、ＡＲＩＭＡ等の時系列モデルを、推定モデルＭとして利用してもよい。
Ｄ：付記
　以上に説明した例示から以下の態様が把握される。
　本発明のひとつの態様（第１態様）に係るリチウムイオン電池システムは、リチウムイオン電池で構成される複数の単電池を含むリチウムイオン電池モジュールと、前記複数の単電池の状態を表す状態データを送信する送信部と、前記送信部と通信する電池状態推定システムとを具備し、前記電池状態推定システムは、前記送信部から送信された前記状態データを受信する受信部と、前記受信部が受信した前記状態データを記憶装置に格納する管理部と、前記リチウムイオン電池モジュールを使用可能な期間に関する解析データを前記記憶装置に記憶された状態データから生成する解析処理を、前記送信部による状態データの送信および前記受信部による状態データの受信とは独立に実行する解析部とを含む。
　以上の態様においては、複数の単電池の状態を表す状態データがリチウムイオン電池モジュールから電池状態推定システムに送信され、記憶装置に格納された状態データから、リチウムイオン電池モジュールを使用可能な期間に関する解析データが生成される。したがって、リチウムイオン電池モジュールの保守作業の時点に限定されない適切な時点においてリチウムイオン電池モジュールの使用可能期間を特定できる。また、解析データを生成する解析処理は、状態データの授受とは独立に実行されるから、状態データの受信毎に解析処理を実行する構成と比較して電池状態推定システムの処理負荷を軽減しながら解析データを生成できる。
　第１態様の具体例（第２態様）において、前記送信部は、第１周期毎に前記状態データを送信し、前記受信部は、前記送信部が送信した前記状態データを受信し、前記解析部は、前記第１周期よりも長い第２周期毎に前記解析処理を実行する。以上の態様によれば、状態データの受信毎に解析処理を実行する構成と比較して処理負荷を軽減しながら、使用可能期間を特定する観点から適切な時点において解析データを生成できる。
　第１態様または第２態様の具体例（第３態様）において、前記電池状態推定システムは、前記解析データが表す情報を前記リチウムイオン電池モジュールの利用者に通知する通知部を含む。以上の態様によれば、リチウムイオン電池モジュールの利用者が、当該リチウムイオン電池モジュールの使用可能期間を把握できる。したがって、リチウムイオン電池モジュールの使用の停止または交換等の適切な対応を迅速に実行できる。
　第１態様から第３態様の何れかの具体例（第４態様）において、前記状態データは、前記複数の単電池の各々の状態を表し、前記解析部は、前記複数の単電池の各々について、当該単電池を使用可能な期間に関する解析データを生成する。以上の態様によれば、リチウムイオン電池モジュールを構成する複数の単電池の各々について使用可能期間を特定できる。
　第１態様から第４態様の何れかの具体例（第５態様）において、前記解析処理は、前記記憶装置に記憶された複数の状態データの時系列から、前記リチウムイオン電池モジュールの使用履歴を表す履歴データを生成する第１処理と、前記履歴データから前記解析データを生成する第２処理とを含む。以上の態様においては、リチウムイオン電池モジュールの使用履歴を表す履歴データが複数の状態データの時系列から生成され、当該履歴データから解析データが生成される。したがって、解析データを高精度に生成できる。
　第５態様の具体例（第６態様）において、前記第２処理は、履歴データと解析データとの関係を学習した推定モデルに、前記第１処理により生成した履歴データを入力することで、解析データを生成する処理である。以上の態様においては、履歴データと解析データとの関係を学習した推定モデルを利用して解析データが生成される。したがって、多数の履歴データと多数の解析データとの間に潜在する関係のもとで統計的に妥当な解析データを生成できる。
　第５態様または第６態様の具体例（第７態様）において、前記履歴データは、前記リチウムイオン電池モジュールにおける充電または放電の回数、前記リチウムイオン電池モジュールの放電容量、前記リチウムイオン電池モジュールの温度に関する統計値、前記リチウムイオン電池モジュールの電圧が所定の範囲内に保持された時間長、前記リチウムイオン電池モジュールの使用が開始されてからの累積経過時間、および、前記リチウムイオン電池モジュールの充電および放電のレートのうち１以上を含む。
　本発明のひとつの態様（第８態様）に係る電池状態推定システムは、リチウムイオン電池で構成される複数の単電池を含むリチウムイオン電池モジュールと通信する電池状態推定システムであって、前記複数の単電池の状態を表す状態データを送信する送信部と、前記送信部から送信された前記状態データを受信する受信部と、前記受信部が受信した前記状態データを記憶装置に格納する管理部と、前記リチウムイオン電池モジュールを使用可能な期間に関する解析データを前記記憶装置に記憶された状態データから生成する解析処理を、前記送信部による状態データの送信および前記受信部による状態データの受信とは独立に実行する解析部とを具備する。
Ｓ…リチウムイオン電池システム、１００…リチウムイオン電池モジュール、２００…電池状態推定システム、１１…正極端子、１２…負極端子、１３…導光体、１３１…導入部、１３２…伝播部、１４…外装体、１５…受光装置、２０…通信ユニット、２２…処理装置、２３…通信装置、３０…単電池、３１…正極、３１１…正極集電体、３１２…正極活物質層、３２…負極、３２１…負極集電体、３２２…負極活物質層、３３…セパレータ、３４…枠状体、４０…信号出力部、４１…配線基板、４１０…基体部、４１１…第１延出部、４１２…第２延出部、４２…温度センサ、４３…電圧検出部、４３a…第１検出端子、４３b…第２検出端子、４４…発光部、４４１…発光素子、４４２…光学フィルタ、４５…発光制御部、４５a…第１制御部、４５b…第２制御部、５１…制御装置、５２…記憶装置、５３…通信装置、６１…管理部、６２…解析部、６３…通知部、６４…訓練部、５００…電気機器、６００…通信網、７００…端末装置、Ｕ…電池ユニット。

Claims (9)

  1. 　リチウムイオン電池で構成される複数の単電池を含むリチウムイオン電池モジュールと、
    　前記複数の単電池の状態を表す状態データを送信する送信部と、
    　前記送信部と通信する電池状態推定システムとを具備し、
    　前記電池状態推定システムは、
    　前記送信部から送信された前記状態データを受信する受信部と、
    　前記受信部が受信した前記状態データを記憶装置に格納する管理部と、
    　前記リチウムイオン電池モジュールを使用可能な期間に関する解析データを前記記憶装置に記憶された状態データから生成する解析処理を、前記送信部による状態データの送信および前記受信部による状態データの受信とは独立に実行する解析部とを含む
    　リチウムイオン電池システム。
  2. 　前記送信部は、第１周期毎に前記状態データを送信し、
    　前記受信部は、前記送信部が送信した前記状態データを受信し、
    　前記解析部は、前記第１周期よりも長い第２周期毎に前記解析処理を実行する
    　請求項１のリチウムイオン電池システム。
  3. 　前記電池状態推定システムは、前記解析データが表す情報を前記リチウムイオン電池モジュールの利用者に通知する通知部を含む
    　請求項１または請求項２のリチウムイオン電池システム。
  4. 　前記状態データは、前記複数の単電池の各々の状態を表し、
    　前記解析部は、前記複数の単電池の各々について、当該単電池を使用可能な期間に関する解析データを生成する
    　請求項１から請求項３の何れかのリチウムイオン電池システム。
  5. 　前記解析処理は、
    　前記記憶装置に記憶された複数の状態データの時系列から、前記リチウムイオン電池モジュールの使用履歴を表す履歴データを生成する第１処理と、
    　前記履歴データから前記解析データを生成する第２処理とを含む
    　請求項１から請求項４の何れかのリチウムイオン電池システム。
  6. 　前記第２処理は、
    　履歴データと解析データとの関係を学習した推定モデルに、前記第１処理により生成した履歴データを入力することで、解析データを生成する処理である
    　請求項５のリチウムイオン電池システム。
  7. 　前記履歴データは、
    　前記リチウムイオン電池モジュールにおける充電または放電の回数、
    　前記リチウムイオン電池モジュールの放電容量、
    　前記リチウムイオン電池モジュールの温度に関する統計値、
    　前記リチウムイオン電池モジュールの電圧が所定の範囲内に保持された時間長、
    　前記リチウムイオン電池モジュールの使用が開始されてからの累積経過時間、および、
    　前記リチウムイオン電池モジュールの充電および放電のレート
    　のうち１以上を含む
    　請求項５または請求項６のリチウムイオン電池システム。
  8. 　前記受信部は、前記送信部から複数の前記リチウムイオン電池モジュールの前記状態データを受信し、
    　前記状態データに基づき、前記解析部は、複数の前記リチウムイオン電池モジュールのうち特定のリチウムイオン電池モジュールの使用可能な期間に関する特定解析データを生成し、
    　前記解析部は、前記特定解析データが表す情報に基づいて、前記特定のリチウムイオン電池モジュールとは異なるリチウムイオン電池モジュールの使用可能な期間を推定する推定部を有する、
    　請求項１から請求項７の何れかのリチウムイオン電池システム。
  9. 　リチウムイオン電池で構成される複数の単電池を含むリチウムイオン電池モジュールと通信する電池状態推定システムであって、
    　前記複数の単電池の状態を表す状態データを送信する送信部と、
    　前記送信部から送信された前記状態データを受信する受信部と、
    　前記受信部が受信した前記状態データを記憶装置に格納する管理部と、
    　前記リチウムイオン電池モジュールを使用可能な期間に関する解析データを前記記憶装置に記憶された状態データから生成する解析処理を、前記送信部による状態データの送信および前記受信部による状態データの受信とは独立に実行する解析部と
    　を具備する電池状態推定システム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117458010A (zh) * 2023-12-20 2024-01-26 超耐斯(深圳)新能源集团有限公司 一种基于数据分析的锂电池储能监控系统

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7262637B1 (ja) * 2022-03-01 2023-04-21 三洋化成工業株式会社 バイポーラ型電池

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006250905A (ja) * 2005-03-14 2006-09-21 Fuji Heavy Ind Ltd バッテリ管理システム
WO2016208251A1 (ja) * 2015-06-25 2016-12-29 株式会社日立製作所 蓄電システム
JP2018044928A (ja) * 2016-09-16 2018-03-22 日本電気株式会社 検出装置、検出方法、蓄電システムおよびプログラム
JP2019190905A (ja) * 2018-04-20 2019-10-31 株式会社Ｇｓユアサ 状態推定方法、及び状態推定装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006250905A (ja) * 2005-03-14 2006-09-21 Fuji Heavy Ind Ltd バッテリ管理システム
WO2016208251A1 (ja) * 2015-06-25 2016-12-29 株式会社日立製作所 蓄電システム
JP2018044928A (ja) * 2016-09-16 2018-03-22 日本電気株式会社 検出装置、検出方法、蓄電システムおよびプログラム
JP2019190905A (ja) * 2018-04-20 2019-10-31 株式会社Ｇｓユアサ 状態推定方法、及び状態推定装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117458010A (zh) * 2023-12-20 2024-01-26 超耐斯(深圳)新能源集团有限公司 一种基于数据分析的锂电池储能监控系统
CN117458010B (zh) * 2023-12-20 2024-04-02 超耐斯(深圳)新能源集团有限公司 一种基于数据分析的锂电池储能监控系统

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