ビジネス向けの持続可能なソリューション: インテリジェント電池の力を活用する

研究開発 (R&D) チームは、エネルギー貯蔵の分野に継続的に時間を投資してきました。 そうすることで、彼らはよりクリーンでインテリジェントな未来を見つけ、その道を切り開くようになりました。

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スマート バッテリー市場の価値は現在 300 億ドル以上です。 今後数年間でさらに上昇すると予測されていますが、どうなるでしょうか? これは、企業にとってこれを活用し、これらのインテリジェントバッテリーを将来のイノベーション戦略に使用するチャンスです。

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この記事をさらに深く掘り下げて、インテリジェントバッテリーの将来とその機能について学びましょう。

バッテリー管理システム (BMS)

ソース

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使用するすべてのバッテリーにはバッテリー管理システム (BMS) が搭載されています。 BMS は、バッテリー パックの監視をサポートするテクノロジーです。 この見落としには以下が含まれます。

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• 電池の監視
• バッテリー保護の提供
• バッテリーの現在の動作状態を推定する
• バッテリー性能の最適化により常に最新の状態を維持
• すべての外部デバイスの動作状況に関するレポートの提供

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リチウムイオン (li-on) 充電式バッテリーは最もエネルギー密度が高く、消費者向け製品の標準的な選択肢です。 携帯電話、電気自動車、ラップトップなどでそれらを見つけることができます。 ただし、リチウムイオン電池が好ましくない環境で性能を発揮すると、問題が発生します。 直面する最も一般的な問題は、非常に暑いときまたは寒いときです。

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BMS には多くの設計機能があり、バッテリー パックの保護と容量管理もその 1 つです。 バッテリー パックの保護には、次の 2 つの重要な領域があります。

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• 電気的安全性により、困難な状況に置かれてもバッテリーが損傷することを防ぎます。
• 安定性を維持し、過熱を何としても回避するための温度制御を含む熱保護

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しかし、歴史を通じて、バッテリー管理システムは後回しだと考えられてきたのを見てきました。 現在、多くの企業がバッテリー管理ソフトウェアを導入して、バッテリーの可能性を最大限に引き出しています。 これは、次の 2 つの主要な製品を通じて行われます。

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• 高性能BMSアルゴリズム
• クラウドプラットフォーム

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これらの製品はどちらも、標準的なテレマティクス データを高度な洞察に変換して、バッテリー寿命、安全性、パフォーマンスを延長します。

バッテリーインテリジェンスの最適化

ソース

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バッテリー インテリジェンスの最適化は、バッテリーの可能性を最大限に引き出し、ライフサイクルを延ばし、安全機能を改善し、パフォーマンスを最適化することで、バッテリー管理の分野を完全に変えています。

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バッテリー インテリジェンスは、バッテリー データをバッテリー システム、電気化学、データ サイエンスに接続して、バッテリーのライフサイクルとその安全機能を向上させることに重点を置いています。

1. バッテリーインテリジェンスの実際的な意味

バッテリー インテリジェンスの実践的な経験は、BMS アルゴリズムとクラウド プラットフォームを通じて活用されています。

BMS アルゴリズム

BMS アルゴリズムは、バッテリー アプリケーションのニーズに適用できます。 彼らの主な目標は、バッテリー寿命を延ばし、電力と安全性を最大化することです。 世界中には、さまざまな BMS アルゴリズムを使用する企業が存在します。 良い例はエリシアです。 バッテリー システム開発者向けに一連の強力な BMS アルゴリズムを提供します。

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これらのアルゴリズムは既存のソフトウェア スタックに統合されており、バッテリーの安全性と寿命が向上します。 主に次の目的で設計されています。

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• 自動車
• モータースポーツ
• マイクロモビリティ
• HGV
• 定置式保管庫

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組み込みソフトウェアは BMS を通じてインストールでき、充電状態、急速充電機能、電力と充電、健全性の状態をリアルタイムで制御し、ダウンタイムを削減します。

クラウドプラットフォーム

クラウド プラットフォームは、バッテリー システムの安全性、ライフサイクル、パフォーマンスを強化するため、バッテリー インテリジェンスの最適化の一部です。 標準的なテレマティクス データを、実際のバッテリー体験を通じて構築された洞察に変換します。 クラウド プラットフォームは、バッテリーの長期的なパフォーマンスを監視してより深く理解し、バッテリーの劣化要因を明確に通知するのに最適です。

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Elysia のようなクラウド プラットフォームは、次の監視に役立ちます。

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• バッテリーの状態 (SOH) を理解する: バッテリーの状態は重要であり、クラウド プラットフォームはバッテリーの交換時期を通知します。 電気自動車のバッテリーの平均寿命は10 ～ 20 年ですが、暑い気候ではバッテリーの劣化がさらに早くなる可能性があります。
• 車両の傾向: 寿命目標を満たしていないすべてのバッテリーには自動的に危険信号が出され、原因が特定され、走行する車両ごとに推奨事項が示されます。 たとえば、暑い気候でバッテリーを急速充電すると、劣化プロセスが早まる可能性があります。
• バッテリーの安全性: プラットフォームは、あらゆる種類の潜在的な欠陥を、顧客に影響を及ぼす前に早期に検出します。 Elysia の安全機能は、パックとセルの両方のレベルですべての安全上の問題を特定できます。
• バッテリーの品質管理: クラウド プラットフォームはすべてのバッテリー生産品質の傾向を特定し、サービス作業を最小限に抑えます。 これにより、OEM はセルサプライヤーと効果的に連携し、初期の生産段階で特定されたすべての問題を排除する機会が得られます。

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製品開発段階の早い段階で問題が特定されると、所有コストが削減され、車両管理者やバッテリー システム開発者が世界クラスのバッテリーを開発できるようになります。

2. 人工知能 (AI) とデータサイエンス

データ サイエンスは、構造化された段階的なプロセスに従って結果を提供し、AI が結果を最適化します。 データは毎分生成され、温度、電圧、バッテリー電流の変動性など、バッテリー機能の重要な指標を測定します。

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データ サイエンスを実行するための 5 つの重要な手順は次のとおりです。

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• 興味深い質問をする
• データの取得とモデリング
• データの探索
• 結果を伝える
• 結果の視覚化

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私たちは収集したデータを通じて、より多くのことを学び、次の目的でデータを使用します。

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• 決断を下す
• 未来予測を与える
• 現在と過去を理解する
• 新しい製品と産業を創造する

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AI はデータ サイエンスと連携して、新しいバッテリー材料の研究方法に影響を与え、製品開発段階の早い段階で問題を理解し、ライフサイクル全体でのパフォーマンスを予測します。 これらすべての影響は、適切な指標を通じて分析する必要があります。

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AI を搭載したバッテリーはビッグデータを収集できるため、使用できる最もスマートな資産の 1 つとなります。 処理されたすべてのデータにより、すべてのバッテリー メーカー、フリート オペレーターなどが、バッテリーのライフ サイクル、その価値、保証管理に関する重要なビジネス指標を達成できるようになります。

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収集するデータが多ければ多いほど、データの質は向上するため、この場合、より正確な洞察が得られます。

3. 電池の設計と研究における電気化学

バッテリーインテリジェンスの最適化に関しては、電気化学が重要な役割を果たします。 電気化学プロセスは、発電時にリチウムイオンがバッテリー内のある点から別の点にどのように移動するかに焦点を当てています。

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新しい材料や電池を設計するときは常に、セル内のイオン - 電子の流れの閉ループを利用し、それに電気化学を適用して、最初に最も遅いステップを特定できるようにすることが常に重要です。 その後、適切な手順を実行してプロセスを加速し、制御することができます。

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リチウムイオンは、ある地点から別の地点に移動する際にいくつかのステップを経ます。 このプロセス中の最も遅いステップは、周囲の状況と電極の材質によって異なります。

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電池のインテリジェンスにとって電気化学が重要なのはなぜですか? これは、電気自動車やその他の重要なアプリケーションに電力を供給するために、はるかに高速で安価な材料を使用する高性能バッテリーを設計する業界を支援するのに最適です。

インテリジェントバッテリーで得られるメリット

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インテリジェントなバッテリーを使用すると、次のような最大のメリットが得られます。

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• 利益の増加: インテリジェント バッテリーはエネルギーを効率的に蓄えようとするため、開発段階でのコストの節約に役立ちます。
• さらなるセキュリティ機能: バッテリーに関する主な懸念事項はセキュリティです。 開発段階で効果的に生成されないと、多大な損害を引き起こす可能性があります。 これらの損傷は、バッテリーが爆発して周囲の人に怪我を負わせたことによるものである可能性があります。
• パフォーマンスの向上: 組織のエネルギー エコシステムを安定させたい場合は、エネルギー ストレージと俊敏性のバランスをとることが重要です。 インテリジェントなバッテリーはすべての指標を制御してパフォーマンスを向上させ、バッテリーが最適な状態で適切に動作することを保証します。

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全体として、インテリジェントバッテリーには多くの利点があります。 さまざまな環境条件にさらされる可能性を考慮して、バッテリー内で何が起こっているかを制御して、劣化プロセスを確実に遅らせることができます。 たとえば、暑すぎたり寒すぎたりすると、バッテリーの状態を最適に保ち、良好なパフォーマンスを維持するために、急速充電プロセスが遅くなります。

未来はインテリジェントなバッテリーです

インテリジェント バッテリーは、バッテリーを使用する際に優れたエクスペリエンスを提供し、長期間にわたってバッテリーのパフォーマンスが良好でライフサイクルが長いことを保証するために、長い道のりを歩んできました。 環境条件が異なるとバッテリーの劣化速度に重大な影響を与える可能性があり、世界のさまざまな地域では気候が同じではないことがわかっています。

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結局のところ、多くの消費者、生産者、送電網運営者などが、エネルギー使用量を改善するというプレッシャーに継続的に直面しているのです。 したがって、バッテリーのエネルギー消費を管理することはこれまで以上に重要であり、これはまさにインテリジェントバッテリーが得意とすることです。

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