蓄电装置的电容推测方法及电容推测系统制造方法及图纸

蓄电装置难以掌握剩余量及劣化状况，并且难以预测使用寿命。通过作为学习用数据使用在放电的中途进行充电来充满电的数据，以算出劣化状态及电容。就是说，学习用数据包括放电中途的放电曲线和充电中途的充电曲线的双方，使用该学习用数据进行神经网络处理。

Capacitance estimation method and system of storage device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蓄电装置的电容推测方法及电容推测系统
本专利技术的一个方式涉及一种物品、方法或者制造方法。另外，本专利技术涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(compositionofmatter)。本专利技术的一个方式涉及一种半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、照明装置或电子设备的制造方法。尤其是，本专利技术的一个方式涉及一种蓄电装置的电容推测方法及电容推测系统。另外，在本说明书中，蓄电装置是指具有蓄电功能的所有元件以及装置。例如，蓄电装置包括锂离子二次电池等蓄电池(也称为二次电池)、锂离子电容器、镍氢电池、全固态电池及双电层电容器等。
技术介绍
近年来，对锂离子二次电池、锂离子电容器及空气电池等各种蓄电装置积极地进行了开发。尤其是，伴随手机、智能手机、平板电脑或笔记本型个人计算机等便携式信息终端、游戏装置、便携式音乐播放机、数码相机、医疗设备、混合动力汽车(HEV)、电动汽车(EV)或插电式混合动力汽车(PHEV)等新一代清洁能源汽车等的半导体产业的发展，对高输出、高能量密度的锂离子二次电池的需求量急剧增长，作为能够充电的能量供应源，成为现代信息化社会的必需品。在因灾害等而发生停电等的电力障碍时，对受害或影响较大的设备、设施等设置不间断电源装置(也称为UPS)得到普及。典型的是，不间断电源装置被设置于：医院等医疗机关；工业设施，其具有包括制造精密设备的洁净室的设备；广播电台；销品茂等商业设施；金融机关；具有服务器等的数据中心；等。另外，为了家庭安全的防止犯罪系统或计算机的停电防止，不间断电源装置在一般家庭中也得到普及。在家庭安全中使用不间断电源装置，以能够在停电中也管理电力供应。专利文献1公开了使用神经网络进行二次电池的剩余电容的运算的一个例子。[先行技术文献][专利文献][专利文献1]美国专利申请公开第2006/0181245号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在蓄电装置所储存的电力被消耗而该蓄电装置不能够提取所需要的电力时，该蓄电装置不能够被使用。二次电池在再次充电时可以再次使用。蓄电装置难以掌握剩余量及劣化状况，并且难以预测使用寿命。在电动汽车等中，根据蓄电装置的剩余量而显示能够行驶的距离，但是该距离有时因驾驶方法或公路状况而减少。在电动汽车中，随着二次电池的劣化而一次充电所需要的时间变长，由此相对于一次充电的能够行驶的距离变短。另外，二次电池有时以某些原因发生急剧劣化，或者有时在电极之间发生短路而不能够被使用。尤其是，通过进行定期保养等维修可以长期间使用不间断电源装置，即可以在五年至十年的期间使用该不间断电源装置，但是有时有在使用中被损伤的不良产品。此外，因为不间断电源装置的寿命取决于设置在其内部的电池，所以附有根据周围温度或使用环境而寿命大幅度地变化的注解，上述五年至十年的期间不是保证值。因此，当在设置不间断电源装置的几年后实际发生某些电力故障时，有可能不间断电源装置的电池因某些异常而劣化，由此不能够确保设备所需要的期间的电力。注意，设备所需要的期间是指从停电的发生直到发动机开始电力供应为止的时间。在数据中心等大型设备中，组合设置不间断电源装置和发动机，以准备停电。在是个人用不间断电源装置的情况下，设备所需要的期间是指直到安全地断开电源为止的时间。不间断电源装置的使用者只要掌握电池的劣化状况则可以适当地进行不间断电源装置的交换等。使用者能够更正确地掌握电池的劣化状况或预测出电池的劣化的技术被期待。另外，不间断电源装置的使用者可以通过根据电池的劣化状况，改善不间断电源装置的设置地点或环境来减少交换次数，由此可以抑制设备成本。此外，本专利技术的一个方式的目的之一不局限于不间断电源装置，还提供一种在短时间内检测出器件的二次电池的剩余量及劣化状态的方法。尤其是，提供一种在短时间内检查出大电容的二次电池的剩余量及劣化状态的方法。解决技术问题的手段为了检查出不间断电源装置的剩余量及劣化状况等，可以考虑到充放电特性的取得。然而，为了取得充放电特性，进行从不间断电源装置的放电到充电的一个循环。在大电容的二次电池中，一个循环所需要的时间非常长。不间断电源装置设置在连接外部电源与精密设备(例如，不想使其停电的服务器等)的电线上，为了掌握使用中的不间断电源装置的电池的状况需要如下步骤，即停止该不间断电源装置，准备使用中的不间断电源装置的代替产品而进行交换，从电线卸下该不间断电源装置，然后进行检查的大工作。此外，在切断与电线的连接之后，将不间断电源装置连接于测量装置，施加负载以使其放电，然后进行充电，由此取得充放电数据，但是根据不间断电源装置的电容而需要较长时间，劳力很大。由于利用人工智能，所以在取得学习用数据时以较多时间需要取得较多数据，通过上述步骤多次取得充放电数据对不间断电源装置来说是很困难的。于是，通过作为学习用数据使用在放电的中途进行充电来充满电的数据，以算出劣化状态及电容。因为在使用不间断电源装置时能够取得学习用数据，所以可以掌握劣化状态等。由于不将在一个循环之后得到的充放电特性用于学习用数据，所以可以在短时间内进行学习。同样地，通过作为学习用数据使用在放电的中途进行放电来充满电的数据，在电动汽车中也可以取得驾驶时的数据，而可以掌握二次电池的劣化状态。注意，在二次电池的劣化状态的预测中使用神经网络。神经网络是一种方法，是在神经网络部(例如，包括CPU(CentralProcessorUnit：中央处理单元)、GPU(GraphicsProcessingUnit：图形处理器)、APU(AcceleratedProcessingUnit：加速处理单元)、存储器等)中进行的神经网络处理。注意，APU是指将CPU与GPU统合为一个的芯片。在神经网络部中使用的数据是新颖且有特征的数据。数据具有放电中途的放电曲线和充电中途的充电曲线的双方，通过学习该数据，可以进行异常检测。本说明书所公开的专利技术的结构是一种包括多个锂离子二次电池的蓄电装置的电容推测方法，包括：SOC(StateOfCharge：荷电状态)100％的二次电池随着时间推移或使用固定负载在第一期间进行自放电(S1)；在第二期间将自放电状态的SOC充电到充满电状态(S2)；在第三期间使用放电电路放电到SOC80％，然后使用充电电路充电到充满电状态(S3)；以及通过神经网络处理并根据放电到SOC80％的放电数据和SOC80％至SOC100％的充电数据而算出充满电时的剩余电容(S4)。第一期间优选为SOC90％以上。注意，图7示出流程图的一个例子。在上述结构中，作为SOC80％至SOC100％的充电，利用恒电流充电或恒电压充电进行充电。作为一般的充电，直到电池电压到达规定电压为止进行恒电流充电，在到达规定电压之后进行恒电压充电，由此成为充满电状态。在本说明书中，SOC80％至SOC100％的充电数据包括被切换为规定电压的时序，例如为SOC85％的时序。如果包括恒电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包括多个锂离子二次电池的蓄电装置的电容推测方法，包括：/nSOC100％的二次电池随着时间推移在第一期间进行自放电；/n在第二期间将自放电状态的SOC充电到充满电状态；以及/n在第三期间使用放电电路放电到SOC80％，然后使用充电电路充电到充满电状态，通过神经网络处理并根据放电到SOC80％的放电数据和SOC80％至SOC100％的充电数据而算出充满电时的剩余电容。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171102 JP 2017-2130511.一种包括多个锂离子二次电池的蓄电装置的电容推测方法，包括：
SOC100％的二次电池随着时间推移在第一期间进行自放电；
在第二期间将自放电状态的SOC充电到充满电状态；以及
在第三期间使用放电电路放电到SOC80％，然后使用充电电路充电到充满电状态，通过神经网络处理并根据放电到SOC80％的放电数据和SOC80％至SOC100％的充电数据而算出充满电时的剩余电容。


2.根据权利要求1所述的不间断电源装置的蓄电装置的电容推测方法，其中作为SOC80％至SOC100％的充电，利用恒电压充电进行充电。

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【专利技术属性】
技术研发人员：田岛亮太，伊佐敏行，千田章裕，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：日本;JP