成果報告書 2019年3月

本文へジャンプ

成果報告書詳細
管理番号20180000000960
タイトル平成29年度成果報告書 ベンチャー企業等による新エネルギー技術革新支援事業/ベンチャー企業等による新エネルギー技術革新支援事業(燃料電池・蓄電池)/リチウムイオン電池モニタリング・プラットフォームの技術開発
公開日2019/3/27
報告書年度2017 - 2017
委託先名NExT-e Solutions株式会社
プロジェクト番号P10020
部署名イノベーション推進部
和文要約バッテリーマネジメントシステム(BMS)は、電気自動車やフォークリフト等のリチウムイオン電池システムを搭載した機器には不可欠であり、常に技術革新が求められている。BMSに対する要求としては、高精度化は言うまでもなく、ネットワーク化対応により、電池システムや関連情報のデータを収集し管理する仕組み、更にはネットワーク経由でBMSの設定更新等を行う機能が、近年、非常に重要となりつつある。このネットワーク化、情報化に対応できるIoT(Internet Of Things)の仕組み全体を、当社では、「リチウムイオン電池モニタリング・プラットフォーム」と名付け、その実現を目指してきた。「リチウムイオン電池モニタリング・プラットフォーム」により、電池の使用履歴データを利用して、電池を再利用する際のグレーディング等の作業コストを低減したり、得られたビッグデータを有効活用する事で、従来、難しかった電池のSOH(State Of Healt)の状態を高精度で予測する等、新たな付加価値を顧客へ提供する事が可能となる。本研究開発では、この「リチウムイオン電池モニタリング・プラットフォーム」実現の為に、高精度次世代BMS、ネットワーク化の為の通信モジュールBM IoT(Battery Monitoring IoT)、収集したデータをクラウド上のサーバに保存するソフトウエアの基盤技術開発に取り組んできた。具体的な技術目標としては、BMSの電圧測定精度±2.0mV以下、BMSのSOC算出精度±2.0%以下、BM IoTとBMSを組み合わせて通信機能を確立し、10セル以上の電池の電圧情報を送信する事、BM IoTにデータ・バックアップ機能(512kB以上)を実装する事、ネットワーク経由によるBMSの設定変更・更新を可能とする事の5項目を設定する事とした。これらの技術目標達成には、BMSとBM IoTのハードウエア開発およびそれらに搭載して動作するソフトウエア開発が必要となる為、二度の試作開発を行った。また、ハードウエアの試作開発と並行して、通信モジュールであるBM IoTからデータを受信して、得られた情報をデータベースへ格納する実験用サーバも構築して、「リチウムイオン電池モニタリング・プラットフォーム」実現の為の技術基盤構築を行う事とした。この二回の試作開発を通して、キャリブレーション機能導入によるBMSの電圧測定精度向上、新方式のSOC(State Of Charge)算出アルゴリズムの開発、LTE通信モジュールおよびフラッシュメモリとSDカードスロットを搭載したBM IoTのハードウエア試作開発、BMSの設定変更を行うソフトウエア群の開発に取り組んだ結果、前述の5つの技術目標を達成する事ができた。しかしながら、本研究開発を経験した事により、ハードウエアの量産化やサービスの製品化に向けて必要な課題や改善すべき点等が、より明確になった事も事実である。今後は、得られた知見を元に、それらの課題克服と、サービス全体の完成度を上げていく予定である。
英文要約Title: An Innovative Project for New Energy Venture Technologies / An Innovative Project for New Energy Venture Technologies (Fuel Cells, Storage Battery) / Development of The IoT (Internet of Things) Platform That Enables Monitoring Li-ion Battery Systems (FY2017-FY2017) Final Report

Abstract: A high-functional BMS (Battery Management System) is necessary to improve the performance of a Li-ion battery system that is set in an EV (Electric Vehicle), a forklift and various instruments. Nowadays, technical requirements for BMS are not only high accuracy but also network function to transmit data of Li-ion battery systems to a storage server, and to update BMS settings by remote control. We named the IoT (Internet Of Things) platform for Li-ion battery systems “Li-ion BatteryMonitoring Platform (LiB-MP)” and have been trying the achievement of this platform. LiB-MP provides us various benefits. For example, it reduces the cost when we reuse Li-ion batteries by omitting the process that is called “grading” to check characteristics of each battery, and we can estimate SOH (State Of Health) and the other parameters of Li-ion battery systems that based on LiB-MP’s “Big Data” analysis with a high degree of accuracy. In this research and development, we developed BMS that had a high-precision measurement system for cell voltages and SOC, BM IoT (IoT device for Monitoring Batteries) that sent or received data and control commands through wireless network, and software running on the host server that stored data of Li-ion battery systems. Our technical target were +/- 2mV voltage measurement accuracy, +/- 2% SOC estimation accuracy, sending data of the battery system that had 10 and more Li-ion battery cells to the host server, BM IoT having data-backup storage that was 512kB or over, and updating BMS settings via wireless network, i.e. OTA(Over The Air) updating. In order to achieve these goals, we prototyped BMS and BM IoT hardwares for two times, and we developed embedded and server-side software to store data from BMS in the database during this development period. Finally we achieved these five goals by means of developing calibration system for voltage measurement, new algorithm for SOC calculation, the BM IoT hardware that had a LTE wireless module, a flash memory and a SD card slot, and the tool chain to update BMS settings through a network. We got a lot of knowhow and other technical challenges to be solved for mass production throughout this development process, so we will continue efforts to achieve further improvements.
ダウンロード成果報告書データベース(ユーザ登録必須)から、ダウンロードしてください。

▲トップに戻る