JP2014053173A - System for predicting battery deterioration - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池の劣化を予測する電池劣化予測システムに関する。 The present invention relates to a battery deterioration prediction system that predicts battery deterioration.
近年、電気を動力源とする電気自動車やエンジンとモータを組み合わせて走行するハイブリッド自動車が注目を集めており、これらに搭載する高エネルギー密度、高出力密度となる電池(バッテリ)が知られている。このような高出力型電池としては、例えば、複数の単電池を電気的に直列接続して構成される組電池が用いられる。 In recent years, electric vehicles that use electricity as a power source and hybrid vehicles that run in combination with an engine and a motor have attracted attention, and batteries (batteries) that have high energy density and high output density are known. . As such a high output type battery, for example, an assembled battery configured by electrically connecting a plurality of single cells in series is used.
例えば、特許文献1には、管理サーバが開示されている。電池が寿命に到達していると判定されたときには、電池の使用環境(搭載車種、使用地域、使用用途、走行履歴など)と使用状態情報(電池の充電特性や放電特性、通算走行距離、通算使用時間など)とを関連付けて、寿命情報のデータベースの一部として記憶させる。電池は、その搭載車種や使用地域、使用用途、走行履歴などを含む使用環境によって劣化しやすさが異なるため、寿命に到達した電池の状態は、それまでの使用環境に依存する。したがって、電池の使用環境(自動車の車種、使用地域、使用用途、走行履歴など)と寿命状態情報とを関連付けて寿命情報としてデータベース化して記憶させることにより、寿命情報をより適正なものとすることができる。
For example,
この特許文献1に開示された手法によれば、単一の電池に関する情報を用いてその電池の劣化(寿命)を予測するものであり、複数の電池に関する情報を互いに活用して電池の劣化を予測することまでは開示されていない。
According to the technique disclosed in
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の電池に関する電池情報を互いに活用し、当該電池の充電に関する情報から電池の劣化を予測することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to predict battery deterioration from information related to charging of a battery by mutually utilizing battery information related to a plurality of batteries.
かかる課題を解決するために、本発明は、複数の電池から取得した電池情報に基づいて、電池の劣化を予測する予測部を備えた電池劣化予測システムを提供する。ここで、電池情報は、電池の充電時間及び電池の充電に関するその他の情報で構成される充電情報を含む。そして、予測部は、複数の電池情報を検索し、充電情報が互いに対応する電池情報を第1のデータ群として抽出し、この抽出された第1のデータ群について充電時間を互いに比較することで、電池の劣化を予測する。 In order to solve this problem, the present invention provides a battery deterioration prediction system including a prediction unit that predicts battery deterioration based on battery information acquired from a plurality of batteries. Here, the battery information includes charging information including battery charging time and other information related to battery charging. And a prediction part searches several battery information, extracts the battery information to which charge information respond | corresponds mutually as a 1st data group, By comparing charge time mutually about this extracted 1st data group, Predict battery degradation.
本発明によれば、複数の電池に関する電池情報において、充電情報を互い比較することができる。これにより、第1のデータ群として抽出された電池情報には、充電態様が等しい電池に関する情報が集約されることになるので、充電時間の異同を通じて電池の劣化を予測することができる。このように、複数の電池に関する電池情報を互いに活用することで、当該電池の充電に関する情報から電池の劣化を予測することができる。 According to the present invention, charging information can be compared with each other in battery information regarding a plurality of batteries. As a result, the battery information extracted as the first data group includes information related to the batteries having the same charging mode, so that the deterioration of the battery can be predicted through the difference in charging time. In this way, by utilizing battery information relating to a plurality of batteries, it is possible to predict battery deterioration from information relating to charging of the batteries.
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態に係る電池劣化予測システム10の全体構成を模式的に示すブロック図である。電池劣化予測システムは、電池の劣化を予測するシステムであり、本実施形態では、予測対象となる電池として、ハイブリッド車両や電気自動車といった電動車EVに電源として搭載されるバッテリである組電池を例示する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an overall configuration of a battery
まず、電池劣化予測システム10の説明に先立ち、電動車EVについて説明を行う。電動車EVは、バッテリとしての組電池100及び負荷200を備えている。
First, prior to the description of the battery
図2に示すように、組電池100は、複数の単電池C1〜CNを直列に接続した電池群を主体に構成されている。各単電池C1〜CNとしては、ニッケル水素電池などのアルカリ蓄電池、リチウムイオン電池などの有機電解液電池などを用いることができ、本実施形態では、リチウムイオン電池を例示して説明する。組電池100を構成する単電池C1〜CNの数は、特に限定されず、所望とする仕様に応じて適宜設定することができる。なお、単電池C1〜CNのそれぞれは、単一の電池要素で構成される必要はなく、互いに接続された複数の電池要素からなるものであってもよい。
As shown in FIG. 2, the assembled
個々の単電池C1〜CNには、容量調整回路400がそれぞれ接続されている。容量調整回路400は、抵抗401及びスイッチ402の直列回路を並列接続して構成されており、スイッチ402を閉じて単電池C1〜CNの容量調整放電を行なうことで、単電池C1〜CNの容量調整を行うことができる。容量調整の目的は、例えば複数の単電池C1〜CNの電圧を均一にすることである。各単電池C1〜CNに対応したスイッチ402の開閉は、後述するバッテリコントローラ500により制御される。
A
この組電池100は、ACコンセントを介して外部の商用交流電源に接続されたり、外部の専用充電器に接続されたりすることで、充電を行うことができ、充電設備の形態に応じて任意に充電形態を選択することができる。例えば、電動車EVは、普通充電、急速充電の2系統の充電方式を備えており、これにより、ユーザの要求に応じた仕様にて組電池100の充電を行うことができる。
The assembled
バッテリコントローラ500は、組電池100を総合的に管理する機能を担っている。バッテリコントローラ500としては、CPU、ROM、RAM、I/Oインターフェースを主体に構成されたマイクロコンピュータを用いることができる。このバッテリコントローラ500には、単電池C1〜Cnの温度を測定するための温度センサ102からの検出信号が入力されたり、組電池100の充放電電流を検出する電流センサ300からの検
出信号が入力されたりしている。また、バッテリコントローラ500には、個々の単電池C1〜Cnの電圧を測定するための電圧センサ(図示せず)からの検出信号も入力されている。
The
本実施形態において、バッテリコントローラ500は、電池情報を記憶部501に格納している。電池情報は、電池劣化予測システム10による電池の劣化の予測に必要な情報であり、使用環境情報と、充電情報とで構成されている。
In the present embodiment, the
使用環境情報は、組電池100が使用される環境に関する情報であり、「エリア」、「用途」、「走行距離」及び「出荷後経過時間」が含まれている。
The usage environment information is information relating to the environment in which the assembled
「エリア」は、組電池100が使用される地域を示す情報であり、例えば、関東平野部、関東山間部といったように、予め定義された複数の地域区分の中から該当する地域区分が設定されている。この「エリア」に関する情報は、電動車EVの使用される地域に応じて、該当する地域区分を予め設定しておくこともできるし、電動車EVが保有するナビゲーションシステムなどの情報をバッテリコントローラ500が周期的に取得し、取得した情報に対応する地域区分によって随時更新してもよい。
“Area” is information indicating an area where the assembled
「用途」は、組電池100が搭載される電動車EVの用途を示す情報であり、例えば、個人的に使用する個人用途であるのか、それとも法人が利用する営業用途であるのかといった区分が設定されている。この「用途」に関する情報は、電動車EVの使用される用途に応じて、該当する区分を予め設定しておくことができる。
“Use” is information indicating the use of the electric vehicle EV on which the assembled
「走行距離」は、組電池100が搭載される電動車EVの走行距離を示す情報であり、例えば、5000km毎に区切られた複数の距離区分の中から該当する距離区分が設定されている。この「走行距離」に関する情報は、電動車EVの制御を担うコントローラから走行距離に関する情報をバッテリコントローラ500が周期的に取得し、取得した情報に対応する距離区分によって随時更新することができる。
The “travel distance” is information indicating the travel distance of the electric vehicle EV on which the assembled
「出荷後経過時間」は、組電池100が搭載される電動車EVが出荷されてからの経過時間を示す情報であり、例えば、1年毎に区切られた複数の時間区分の中から該当する時間区分が設定されている。この「出荷後経過時間」は、バッテリコントローラ500が出荷後の経過時間に対応して随時更新することができる。
“Elapsed time after shipment” is information indicating an elapsed time since the electric vehicle EV on which the assembled
充電情報は、組電池100の充電に関する情報であり、「充電時間」、「充電電気量」、「充電開始時電圧」及び「充電開始時電池温度」が含まれている。これらの情報は、例えば急速充電による組電池100の充電に際してバッテリコントローラ500により特定され、バッテリコントローラ500により最新の状態に随時更新されている。
The charging information is information relating to charging of the assembled
「充電時間」は、組電池100の充電に要する時間を示す情報であり、例えば、5分毎に区切られた複数の時間区分の中から該当する時間区分が設定されている。
“Charging time” is information indicating the time required for charging the assembled
「充電電気量」は、組電池100に充電された電気量を示す情報であり、例えば、5AH毎に区切られた複数の電気量区分の中から該当する電気量区分が設定されている。
“Charged electricity amount” is information indicating the amount of electricity charged in the assembled
「充電開始時電圧」は、組電池100への充電開始時における各単電池C1〜CNの平均電圧を示す情報である。
The “charging start voltage” is information indicating the average voltage of each of the cells C <b> 1 to CN at the start of charging of the assembled
「充電開始時電池温度」は、組電池100への充電開始時における単電池C1〜CNの温度を示す情報である。
“Battery temperature at the start of charging” is information indicating the temperatures of the cells C <b> 1 to CN at the start of charging of the assembled
また、組電池100には、電池劣化予測システム10とデータ通信を行うための通信インターフェースである通信装置600が設けられている。組電池100のバッテリコントローラ500は、通信装置600を介して電池情報を電池劣化予測システム10に送信したり、当該通信装置600を介して電池劣化予測システム10から送信される情報を取得したりすることができる。双方向データ通信の手法としては、例えば、データ通信に一般的に用いられる無線LAN(Local Area Network)を用いることができるが、これ以外にも、携帯電話のような通信網を介して行う手法であってもよい。通信装置600としては、組電池100に適用される専用の無線通信装置であってもよいし、電動車EVが備える無線通紙装置を利用したり、携帯電話といったデータ通信機能を備えた通信端末を接続して利用したりしてもよい。
In addition, the assembled
負荷200は、組電池100と電気的に接続されて使用されるものであり、たとえば、電動車EVに搭載されるモータ及びインバータがこれに該当する。なお、回生制御の際には、モータ及びインバータを介して、電気エネルギーに逆変換され、組電池100が充電可能となっている。
The
再び図1を参照するに、電池劣化予測システム10は、CPU、ROMやRAMなどのメモリ、補助記憶装置としてのHDD(Hard Disk Drive)などを備えるコンピュータで
あり、これらの要素はバスを介して相互に接続されている。また、電池劣化予測システム10は、組電池100が備える通信装置600とデータ通信を行うための通信インターフェースを備えている。
Referring to FIG. 1 again, the battery
電池劣化予測システム10は、これを機能的に捉えた場合、情報取得部11、情報補正部12、予測部13、通知部14及び記憶部15を有している。
The battery
情報取得部11は、通信装置600と通信を行うことにより、その通信装置600と対応する組電池100から、電池情報を取得する。情報補正部12は、必要に応じて、電池情報を補正する。予測部13は、記憶部15において管理される複数の電池情報に基づいて、組電池100の劣化を予測する。通知部14は、組電池100と対応する通信装置600に対して、予測部13による判定結果を通知する。
The
図3は、記憶部15が保有する電池情報リストを示す説明図である。記憶部15は、組電池100毎に、情報取得部11によって取得された電池情報を格納し、これにより、電池情報リストを形成する。電池情報は、組電池100を識別するための電池IDと対応づけて、記憶部15に格納される。電池IDは、例えば、通信装置600が電池情報を送信する際に、当該電池情報と対応付けて送信したりすることができる。このように、記憶部15は、情報取得部11が複数の組電池100から取得した電池情報をそれぞれ管理する情報管理部としての機能を担っている。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a battery information list held by the
また、記憶部15には、劣化の予測対象となる組電池100との間で通信を行うために、当該組電池100に対応する通信装置600との間で通信を行うためのアドレスリストを保持している。このアドレスリストは、組電池100毎に、その電池IDと、通信装置600のアドレス情報とが対応付けられたリストである。通知部14は、アドレスリストに記載されたアドレス情報に基づいて、所定の電池IDの組電池100と対応する通信装置600との間で通信を行うことにより、各電動車EVに搭載された組電池100に対して電池情報の送信を要求したり、特定の電動車EVに搭載された組電池100に対して所定の情報を送信したりすることができる。
In addition, the
図4は、第1の実施形態に係る組電池100の劣化予測の処理を示すフローチャートで
ある。まず、ステップ1(S1)において、情報取得部11は、各組電池100に関する電池情報を取得する。具体的には、情報取得部11は、まず、アドレスリストに基づいて、各組電池100の通信装置600と通信を行い、電池情報の送信を要求する。この送信要求に応じて、バッテリコントローラ500は、自己の記憶部501から電池情報を読み込むと、当該電池情報を通信装置600を通じて電池劣化予測システム10に送信する。これにより、情報取得部11は、各組電池100に関する電池情報を取得する。前述したように、電池情報は、使用環境情報(エリア、用途、走行距離及び出荷後経過時間)と、充電情報(充電時間、充電電気量、充電開始時電圧及び充電開始時電池温度)とを含む情報である。図3に示すように、各組電池100に関する電池情報は電池IDと対応付けて記憶部15に記録され、これにより、電池情報リストとして管理される。
FIG. 4 is a flowchart showing a process of predicting deterioration of the assembled
ステップ2(S2)において、予測部13は、電池情報リストの中から充電情報を抽出する。
In step 2 (S2), the
ステップ3(S3)において、予測部13は、電池IDが異なる複数の充電情報において、充電時間を除くその他の情報(充電電気量、充電開始時電圧及び充電開始時電池温度)が全て揃っているか否かを判断する。具体的には、予測部13は、複数の充電情報において、その他の情報(充電電気量、充電開始時電圧及び充電開始時電池温度)の全てが一致している場合に、その他の情報が全て揃っていると判断する。図3に示す例では、「電池ID」が「1」、「3」、「100」、「500」及び「1000」に該当する複数の充電情報では、「充電電気量」が「35AH」、「充電開始時電圧」が「3.8V」、「充電開始時電池温度」が「20度」という点において揃っている。この場合、予測部13は、「電池ID」が「1」、「3」、「100」、「500」及び「1000」に該当する複数の組電池100において、充電情報が互いに対応していると判断する。充電情報が互いに対応する複数の電池情報は、第1のデータ群として抽出される(図5参照)。
In step 3 (S3), the predicting
このステップ3において肯定判定された場合、すなわち、充電時間を除くその他の情報が全て揃っている場合には、後述するステップ6(S6)に進む。一方、ステップ3において否定判定された場合、すなわち、充電時間を除くその他の情報が全て揃っていない場合には、ステップ4(S4)に進む。なお、ステップ3の判断では、充電時間を除くその他の情報が完全に一致していることを要求する必要はなく、許容可能な範囲内において相違する場合であっても、その状態を情報が揃っていると判断してもよい。
If an affirmative determination is made in
ステップ4において、予測部13は、電池IDが異なる複数の充電情報において、充電時間を除くその他の情報のうち少なくとも一つの情報が揃っているか否かを判断する。充電時間を除くその他の情報の全てが揃っていない場合には、ステップ4において否定判定されるので、ステップ2の処理に戻る。一方、充電時間を除くその他の情報のうち少なくとも一つの情報が揃っている場合には、ステップ4において肯定判定されるので、ステップ5(S5)の処理に進む。
In
その他の情報のうち少なくとも一つの情報が揃っている複数の電池情報は、予測部13により第1のデータ群として抽出されると、情報補正部12は、第1のデータ群に該当する複数の電池情報に対して、第1の補正処理を行う。第1の補正処理は、組電池100の温度特性や充放電特性に基づいて、その他の情報のうち不揃いの情報が互いに揃うように、第1のデータ群における充電時間を補正する処理である。
When the plurality of pieces of battery information including at least one information among other information are extracted as the first data group by the
ここで、第1の補正処理の具体的な中身について、例えば、充電時間を除くその他の情報のうち充電開始時電池温度だけが不揃いであった場合を例に挙げて説明する。例えば、「電池ID」が「1」の充電情報と、「電池ID」が「10000」の充電情報とでは、「充電開始時電池温度」のみが異なっている。この場合、情報補正部12は、まず基準と
する電池情報を設定する。例えば、基準とする電池情報を「電池ID」が「1」の電池情報とする。つぎに、情報補正部12は、残余の電池情報、すなわち、「電池ID」が「10000」の電池情報について、「電池ID」が「1」の場合と同様に「充電開始時電池温度」が「20度」である場合には、充電時間がどれくらい変化するかを、組電池100の温度特性及び充放電特性に基づいて推定する。そして、情報補正部12は、その推定された値を補正後の充電時間に設定する。この補正処理により、充電時間を除くその他の情報の一部に差異があっても、実質的に同じ条件のデータとして取り扱うことができる。
Here, specific contents of the first correction process will be described by taking, as an example, a case where only the battery temperature at the start of charging is uneven among other information other than the charging time. For example, only the “battery temperature at the start of charging” is different between the charging information whose “battery ID” is “1” and the charging information whose “battery ID” is “10000”. In this case, the
ステップ6において、予測部13は、第1のデータ群に該当する電池情報を参照し、使用環境情報が互いに揃っているものを抽出し、抽出された複数の電池情報について充電時間を互いに比較する。具体的には、図5,6に示すように、予測部13は、第1のデータ群に該当する複数の電池情報において、使用環境情報が互いに揃っている電池情報を抽出する。図5に示す例では、第1のデータ群に該当する複数の充電情報において、「電池ID」が「1」、「100」及び「1000」に該当する使用環境情報は、「エリア」が「関東平野部」、「用途」が「個人」、「走行距離」が「25000km〜30000km」、「出荷後経過時間」が「2年〜3年」という点において揃っている。予測部13は、「電池ID」が「1」、「100」及び「1000」に該当する複数の組電池100において、使用環境情報が揃っていると判断する。使用環境情報が一致している複数の電池情報は、第2のデータ群として抽出される。なお、第2のデータ群の抽出にあたり、使用環境情報が一致していることを要求する必要はなく、許容可能な範囲内において相違する場合であっても、その状態を情報が揃っていると判断してもよい。
In step 6, the predicting
ステップ7(S7)において、予測部13は、第2のデータ群として抽出された複数の電池情報を互いに比較し、充電時間が他の充電時間よりも長いと判断される電池情報が存在するか否かを判断する。この判断は、例えば、第2のデータ群における充電時間の平均値を演算し、それとの乖離が所定値以上であることといった要件から判断したり、標準偏差に基づいて判断したりといった、各種の統計的手法を用いることができる。このステップ7において肯定判定された場合、すなわち、充電時間が他の充電時間よりも長い電池情報が存在する場合には、ステップ8(S8)に進む。一方、ステップ7において否定判定された場合、すなわち、充電時間が他の充電時間よりも長い電池情報が存在しない場合には、ステップ1(S1)の処理に戻る。
In step 7 (S7), the
ステップ8において、予測部13は、充電時間が他の電池情報よりも長いと判断された電池情報について、その電池情報に該当する組電池100の劣化を予測する。図6に示す例では、「電池ID」が「1」に該当する電池情報は、充電時間が、他の充電時間、具体的には、「電池ID」が「1」,「100」,「100」に該当する電池情報の充電時間よりも長くなっている。この場合、予測部13は、「電池ID」が「1」となる電池情報について、組電池100の劣化を予測する(図7参照)。
In step 8, the
ここで、充電時間が長い組電池100について劣化を予測する理由は次の通りである。本実施形態に係る電動車EVの組電池100に係る充電は、定電流定電圧方式を想定している。定電流充電では、比較的大電流で短時間にたくさんの充電を行うことができるが、定電圧充電は徐々に電流量が絞られるため、比較的小さな電流で長時間掛けて満充電(定電圧)まで充電するという特性がある。この場合、劣化している組電池ほど、内部抵抗が増えるため、定電圧充電に移行してからの微少電流による充電時間が極端に長くなる。そのため、充電時間が長いほど、内部抵抗が増えている、すなわち、電池が劣化していると判断することができる。ここで、図8は、走行距離に対する充電時間をプロットした説明図である。図7に示す「電池ID」が「1」の電池情報は、図8で約29000km付近で充電時間が36minを示している。
Here, the reason for predicting the deterioration of the assembled
ステップ9(S9)において、通知部14は、組電池100が劣化していると判断された電池情報に関連付けられた「電池ID」に基づいて、アドレスリストを検索する。そして、通知部14は、当該「電池ID」に対応するアドレス情報に基づいて、当該「電池ID」に対応する組電池100に対して、通信装置600を介してその劣化が予測されたことを通知する。また、特定の使用環境情報や充電情報に該当する組電池100について、多くの頻度で劣化が予測されているようであれば、通知部14は、予測結果とともに、その劣化が予測される使用環境や充電態様を通知することが好ましい。
In step 9 (S9), the
通信装置600を介して電池劣化予測システム10から通知を受けると、その組電池100のバッテリコントローラ500は、劣化の予測を受けて、電動車EVが備えるディスプレイなどにその旨を報知する。また、現在の使用環境が、組電池1000の劣化が予測される特定の環境である場合には、ディスプレイなどにその旨を報知する。
Upon receiving a notification from the battery
このように本実施形態において、電池劣化予測システム10において、予測部13は、記憶部15が管理する複数の電池情報を検索し、充電情報が互いに対応する電池情報を第1のデータ群として抽出し、抽出された第1のデータ群について充電時間を互いに比較することで、組電池100の劣化を予測している。
As described above, in the present embodiment, in the battery
かかる構成によれば、複数の組電池100に関する電池情報において、充電情報を互い比較することができる。これにより、第1のデータ群として抽出された電池情報には、充電態様が等しい組電池100に関する情報が集約されることとなる。充電態様が等しい複数の組電池100では、個々の組電池100に劣化が生じていない場合、その充電時間も同等の時間を示す傾向がある。そこで、充電態様が等しい複数の組電池100を対象として、その充電時間の異同を検証することで、組電池100の劣化を有効に予測することができる。すなわち、複数の組電池100に関する電池情報を互いに活用することで、組電池100の充電時間に基づいて電池の劣化を予測することができる。
According to such a configuration, the charging information can be compared with each other in the battery information regarding the plurality of assembled
また、本実施形態において、予測部13は、第1のデータ群に該当する電池情報の中から、使用環境情報が互いに揃っている電池情報を第2のデータ群として抽出し、抽出された第2のデータ群について充電時間を互いに比較することで、電池の劣化を予測している。
Further, in the present embodiment, the
このように、第2のデータ群として抽出された電池情報には、充電態様が等しく、かつ、同等の使用環境に相当する組電池100に関する情報が集約されることとなる。充電態様が等しく、さらに、同等の使用環境における複数の組電池100では、個々の組電池100に劣化が生じていない場合、その充電時間も同等の時間を示す傾向がある。そこで、充電態様が等しく、同等の使用環境にある複数の組電池100を対象として、その充電時間の異同を検証することで、組電池100の劣化を有効に予測することができる。
As described above, the battery information extracted as the second data group includes information on the assembled
また、本実施形態において、予測部13は、充電時間が他の充電時間よりも長いと判断される場合に、組電池100の劣化を判定する。
In the present embodiment, the
組電池100の劣化が進行すると、内部抵抗が増加することとなり、同等の充電形態及び使用環境であっても、充電時間が長期化する傾向にある。そこで、充電時間が他の充電時間よりも長いことを判断することで、組電池100の劣化を有効に予測することができる。
As the deterioration of the assembled
また、本実施形態において、予測部13は、充電時間を除くその他の情報(充電電気量、充電開始時電圧及び充電開始時電池温度)の少なくとも一つ以上が揃っている電池情報を、第1のデータ群として抽出してもよい。ここで、情報補正部12は、第1のデータ群
において、充電時間を除くその他の情報の全部が揃っていない場合には、組電池100の温度特性又は組電池100の充放電特性に基づいて、不揃いの情報を互いに揃えるように、第1のデータ群における充電時間を補正している。
Further, in the present embodiment, the
かかる構成によれば、充電情報が全部揃わないこともあるので、一部の情報が異なる場合でも、補正処理を前提に、それらの情報を第1のデータ群として抽出している。これにより、第1のデータ群として抽出される電池情報の母数を確保することができるので、予測精度を確保することができる。また、補正処理を行うことで、一部の情報が異なる場合でも、実質的に同じ条件の充電情報として取り扱うことができるので、予測精度の低下を招くことを抑制することができる。 According to such a configuration, since all charging information may not be prepared, even when some information is different, the information is extracted as the first data group on the premise of correction processing. Thereby, since the parameter of the battery information extracted as the first data group can be secured, the prediction accuracy can be secured. Further, by performing correction processing, even when some information is different, it can be handled as charging information under substantially the same conditions, so that it is possible to suppress a decrease in prediction accuracy.
また、通知部14は、予測部13により組電池100の劣化が予測された電池情報に基づいて、当該電池情報を取得した組電池100に対して予測結果を通知する。
Moreover, the
これにより、組電池100を搭載する電動車EVのユーザに対して、組電池100の劣化が予測されたことを通知することができる。そのため、今後異常が生じる可能性があるものに対して、注意喚起を促すことができる。
Thereby, the user of the electric vehicle EV equipped with the assembled
また、通知部14は、予測結果とともに、組電池100の劣化が予測される使用環境及び充電態様を併せて通知することができる。
In addition, the
かかる構成によれば、複数の組電池100の電池情報を統計的に処理しているので、劣化が予測される組電池100の使用環境及び充電態様を紐付けることができる。これにより、ユーザの使い方に対して劣化しにくい使い方をアドバイスすること等ができる。さらに、ある組電池100の使用環境や充電形態について抵抗劣化しやすいことが分かると、システム側としても閾値を下げるなどして、劣化の検知感度を上げるといった措置をすることができる。
According to such a configuration, since battery information of the plurality of assembled
(第2の実施形態)
図9は、第1の実施形態に係る組電池100の劣化予測の処理を示すフローチャートである。第2の実施形態に係る劣化予測の処理が、第1の実施形態のそれと相違する点は、第2の補正処理を更に実行することである。なお、第1の実施形態と共通する構成については説明を省略することとし、以下、相違点を中心に説明を行う。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a flowchart showing a process of predicting deterioration of the assembled
第1の実施形態では、ステップ3の肯定判定に続き、又は、ステップ5の処理に続き、ステップ6の処理に移行するが、本実施形態では、ステップ6の処理に移行する前に、ステップ10(S10)及びステップ11(S11)の処理を実行することとしている。
In the first embodiment, following the affirmative determination in
具体的には、ステップ10において、予測部13は、充電時間に影響を与える因子を特定する。ステップ6の処理において充電時間が比較されるが、充電時間を比較する際も、そのままの数字を比較するのではく、充電時間に影響を与える因子を特定し、これを考慮した上で充電時間を比較することが好ましい。例えば、組電池100の劣化状態が同じであっても、組電池100の最大電圧と最小電圧との差である電圧ばらつき、又は、容量調整回路400により容量調整が完了した時点からの経過時間の相違によって、充電時間も相違する。そこで、電圧ばらつきや容量調整後の経過時間といった因子を考慮して、充電時間を補正する必要がある。
Specifically, in
そこで、このステップ10において、予測部13は、第1のデータ群として抽出された電池情報に対応する各組電池100について、電圧ばらつきや容量調整後の経過時間を特定する。各組電池100に関する電圧ばらつきや容量調整後の経過時間は、電池情報を取
得する際に(ステップ1)同時に要求してもよいし、第1のデータ群に対応する「電池ID」からアドレスリストを検索し、検索されたアドレス情報に基づいて、当該「電池ID」に対応する組電池100に対して電圧ばらつきや容量調整後の経過時間を問い合わせてもよい。
Therefore, in
ステップ11において、予測部13は、第1のデータ群として抽出された各電池情報について、電圧ばらつきや容量調整後の経過時間に基づいて充電時間を補正する第2の補正処理を行う。
In
具体的には、予測部13は、電圧ばらつきに対応する補正係数を規定するマップ又は演算式を保持しており、電圧ばらつきに応じた補正係数を特定する。ここで、図10に示すように、補正係数は1未満の値に設定されており、電圧ばらつきが大きい程、補正係数が小さくなるような傾向に設定されている。そして、予測部13は、電池情報に該当する充電時間に補正係数を乗算することにより、補正後の充電時間を演算する。電池情報における充電時間は、補正後の充電時間により更新される。すなわち、本補正処理により、電圧ばらつきが大きい組電池100については、充電時間が小さくなるように修正がなされることとなる。
Specifically, the
また、予測部13は、容量調整後の経過時間に対応する補正係数を規定するマップ又は演算式を保持しており、容量調整後の経過時間に応じた補正係数を特定する。ここで、図11に示すように、補正係数は1未満の値に設定されており、容量調整後の経過時間が大きい程、補正係数が小さくなるような傾向に設定されている。そして、予測部13は、電池情報に該当する充電時間に補正係数を乗算することにより、補正後の充電時間を演算する。電池情報における充電時間は、補正後の充電時間により更新される。すなわち、本補正処理により、容量調整後の経過時間が大きい組電池100については、充電時間が小さくなるように修正がなされることとなる。
The
このように本実施形態において、情報補正部12は、組電池100の各単電池C1〜CNの最大電圧と最小電圧の差である電圧ばらつき、又は複数の単電池C1〜CNの電圧を均一にするための容量調整が完了した時点からの経過時間に基づいて、第1のデータ群における充電時間を補正している。これにより、充電時間の差をより精度高く予測することができ、劣化予測の精度向上を図ることができる。
Thus, in this embodiment, the information correction |
具体的には、情報補正部12は、電圧ばらつきが大きい程、充電時間が小さくなるように補正を行うことができる。あるいは、情報補正部12は、容量調整が完了して時点からの経過時間が大きい程、充電時間が小さくなるように補正を行うことができる。これにより、充電時間が適切に補正されることで、充電時間の差をより精度高く予測することができる。
Specifically, the
以上、本発明の実施形態にかかる電池劣化予測システムについて説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その発明の範囲内において種々の変形が可能であることはいうまでもない。また、上述した実施形態では、組電池を対象として説明を行ったが、単電池のみで構成される電池であってもよい。 Although the battery deterioration prediction system according to the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the invention. Absent. Further, in the above-described embodiment, the description has been made with respect to the assembled battery, but the battery may be configured by only a single battery.
10 電池劣化予測システム
11 情報取得部
12 情報補正部
13 予測部
14 通知部
15 記憶部
100 組電池
102 温度センサ
200 負荷
300 電流センサ
400 容量調整回路
401 抵抗
402 スイッチ
500 バッテリコントローラ
501 記憶部
600 通信装置
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記情報取得部が複数の電池から取得した電池情報をそれぞれ管理する情報管理部と、
前記情報管理部が管理する複数の電池情報に基づいて、前記電池の劣化を予測する予測部と、を備え、
前記電池情報は、電池の充電時間及び電池の充電に関するその他の情報で構成される充電情報を含み、
前記予測部は、前記情報管理部が管理する複数の電池情報を検索し、前記充電情報が互いに対応する前記電池情報を第1のデータ群として抽出し、当該抽出された第1のデータ群について前記充電時間を互いに比較することで、電池の劣化を予測することを特徴とする電池劣化予測システム。 An information acquisition unit that acquires battery information necessary for predicting deterioration of the battery from the battery;
An information management unit for managing battery information acquired from a plurality of batteries by the information acquisition unit;
A prediction unit that predicts deterioration of the battery based on a plurality of pieces of battery information managed by the information management unit,
The battery information includes charging information including battery charging time and other information related to battery charging,
The prediction unit searches for a plurality of pieces of battery information managed by the information management unit, extracts the battery information corresponding to the charging information as a first data group, and the extracted first data group A battery deterioration prediction system that predicts battery deterioration by comparing the charging times with each other.
前記予測部は、前記第1のデータ群に該当する電池情報の中から、前記使用環境情報が互いに揃っている電池情報を第2のデータ群として抽出し、当該抽出された第2のデータ群について前記充電時間を互いに比較することで、電池の劣化を予測することを特徴とする請求項1に記載された電池劣化予測システム。 The battery information includes use environment information that is information related to an environment in which the battery is used, in addition to the charge information,
The prediction unit extracts, as a second data group, battery information in which the use environment information is aligned from the battery information corresponding to the first data group, and the extracted second data group The battery deterioration prediction system according to claim 1, wherein the battery deterioration is predicted by comparing the charging times with each other.
前記予測部は、前記電池の充電に関するその他の情報において少なくとも一つ以上が揃っている前記電池情報を、前記第1のデータ群として抽出することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載された電池劣化予測システム。 The charging information includes, as other information related to the charging of the battery, the temperature of the battery at the start of charging, the voltage of the battery at the start of charging, and the amount of electricity charged in the battery,
The said prediction part extracts the said battery information in which at least 1 or more is gathered in the other information regarding charge of the said battery as said 1st data group, The one in any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. The battery degradation prediction system described.
前記組電池の各単電池の最大電圧と最小電圧の差である電圧ばらつき、又は前記複数の単電池の電圧を均一にするための容量調整が完了した時点からの経過時間に基づいて、前記第1のデータ群における充電時間を補正する情報補正部をさらに有することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載された電池劣化予測システム。 The battery is an assembled battery composed of a plurality of single cells,
Based on the voltage variation that is the difference between the maximum voltage and the minimum voltage of each unit cell of the assembled battery, or the elapsed time from when the capacity adjustment to make the voltage of the plurality of unit cells uniform is completed, the first. 5. The battery deterioration prediction system according to claim 1, further comprising an information correction unit that corrects a charging time in one data group.
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