(57)【要約】      （修正有）【課題】電池に組み込まれる複数の部品の組みについての動作パラメータを決定する。【解決手段】本方法は、電池用の電池設計レイアウトに含まれる複数の配置位置に配置すべき部品の適切な組み合わせを記述する方程式系を、少なくとも部分的には規則及び制約条件に基づいて生成すること、および、整数最適化を用いて方程式系を分析することを含む。整数最適化は、電池設計レイアウトについて少なくとも１つの解を決定すべく、方程式系に含まれる１つ又は複数の目的関数を、少なくとも部分的には動作パラメータに基づいて最適化する。少なくとも１つの解は、電池用の電池設計レイアウトにおける複数の配置位置に対応する部品の組を含む。本方法は、少なくとも１つの解を、インターフェースを介してユーザに提供する。【選択図】図１
2017208081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池に組み込まれる、蓄電部品及び電気部品を含む複数の部品のそれぞれの動作パラメータを決定する工程と、
前記電池用の電池設計レイアウトに含まれる複数の配置位置に対する部品の適切な組み合わせを記述する方程式系を、少なくとも部分的には規則及び制約条件に基づいて生成する工程と、
整数最適化を用いて前記方程式系を分析する工程であって、その際に、
前記電池設計レイアウトについて少なくとも１つの解を決定すべく、前記方程式系に含まれる１つ又は複数の目的関数が、少なくとも部分的には前記動作パラメータに基づいて最適化されるとともに、
前記少なくとも１つの解が、前記電池用の前記電池設計レイアウトに含まれる前記複数の配置位置に対する前記複数の部品の組を含んでいる、工程と、
前記少なくとも１つの解をインターフェースを介してユーザに提供する工程と、
を備える方法。
【請求項２】
前記電池用の前記電池設計レイアウトは、前記電池に組み込まれる前記複数の部品のうちの一部の部品を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記方程式系を生成する工程は、
前記解に関する最適性誤差又は最適化の制限時間のうちの少なくも１つを、前記ユーザのために受信する工程を含んでおり、前記整数最適化は、前記１つ又は複数の目的関数が前記最適性誤差に収まるように最適化する、又は、前記制限時間が経過するまで最適化する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記１つ又は複数の目的関数は、前記電池に含まれる仮想セル間の容量差を最小化するものと、前記仮想セルを含むモジュールのインピーダンス差を最小化するものと、前記仮想セル間のインピーダンス差を最小化するものと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記規則及び制約条件は、前記複数の部品における個々の部品が、前記電池用の前記電池設計レイアウトに含まれる前記複数の配置位置のうちの１つ配置位置にのみ使用されるものであり、且つ、どの配置位置にも、１つ又は複数の個別部品からなる１つの組みのみが配置されるとの制約を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記動作パラメータは、前記複数の部品に関する容量、インピーダンス、電圧または電流を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記蓄電部品は、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）セル、ニッケルカドミウム（ＮｉＣａｄ）セル及びニッケル金属水素化物（ＮｉＭｈ）セルのうちの１種又は複数種を含み、
前記電気部品は、ヒューズ、パストランジスタ、ダイオード、温度センサーまたはインジケータのうちの１種又は複数種類を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
命令を格納した１つ又は複数のメモリデバイスと、
前記１つ又は複数のメモリデバイスに接続されているとともに、前記命令を実行して所定の方法を実行するよう構成された１つ又は複数のプロセッサと、
を含むシステムであって、前記方法が、
電池に組み込まれる、蓄電部品及び電気部品を含む複数の部品のそれぞれの動作パラメータを決定する工程と、
前記電池用の電池設計レイアウトに含まれる複数の配置位置に対する部品の適切な組み合わせを記述する方程式系を、少なくとも部分的には規則及び制約条件に基づいて生成する工程と、
整数最適化を用いて前記方程式系を分析する工程であって、その際に、
前記電池設計レイアウトについて少なくとも１つの解を決定すべく、前記方程式系に含まれる１つ又は複数の目的関数が、少なくとも部分的には前記動作パラメータに基づいて最適化されるとともに、
前記少なくとも１つの解が、前記電池用の前記電池設計レイアウトに含まれる前記複数の配置位置に対する前記複数の部品の組を含んでいる、工程と、
前記少なくとも１つの解をインターフェースを介してユーザに提供する工程と、
を含んでいる、システム。
【請求項９】
前記電池用の前記電池設計レイアウトは、前記電池に組み込まれる前記複数の部品のうちの一部を含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記方程式系を生成する工程は、
前記解に関する最適性誤差又は最適化の制限時間のうちの少なくも１つを、前記ユーザのために受信する工程を含んでおり、前記整数最適化は、前記１つ又は複数の目的関数が前記最適性誤差に収まるように最適化する、又は、前記制限時間が経過するまで最適化する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記１つ又は複数の目的関数は、前記電池に含まれる仮想セル間の容量差を最小化するものと、前記仮想セルを含むモジュールのインピーダンス差を最小化するものと、前記仮想セル間のインピーダンス差を最小化するものと、を含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
前記規則及び制約条件は、前記複数の部品における個々の部品が、前記電池用の前記電池設計レイアウトに含まれる前記複数の配置位置のうちの１つ配置位置にのみ使用されるものであり、且つ、どの配置位置にも、１つ又は複数の個別部品からなる１つの組みのみが配置されるとの制約を含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１３】
前記動作パラメータは、前記複数の部品に関する容量、インピーダンス、電圧または電流を含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１４】
前記蓄電部品は、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）セル、ニッケルカドミウム（ＮｉＣａｄ）セル及びニッケル金属水素化物（ＮｉＭｈ）セルのうちの１種又は複数種を含み、前記電気部品は、ヒューズ、パストランジスタ、ダイオード、温度センサー及びインジケータのうちの１種又は複数種類を含む、請求項８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して電池設計に関する。より具体的には、本開示は、電池設計において部品配置を最適化するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の大型電池は、別個の電池セル及び電気部品を様々な電気的配置で接続したものである。そのような大型電池は、一般に市販されている電池セルからなるサブモジュール（modular sub-unit）で構成することができる。小型のセルを用いて大型電池を構成する場合、１つの電池に含まれるセルの総数は、数百ないし数千に及ぶ。ただし、電池性能は、個々のセル及び他の電池部品の性能のばらつきによる影響を受けるおそれがある。
【発明の概要】
【０００３】
本開示のいくつかの側面は、電池に組み込まれる複数の部品の組みについて動作パラメータを決定することを含む方法に関する。前記複数の部品は、蓄電部品及び電気部品を含みうる。また、本方法は、前記電池用の電池設計レイアウトに含まれる複数の配置位置に対し部品の適切な組み合わせを記述する方程式系を生成することを含み、前記方程式解は、少なくとも部分的には規則及び制約条件に基づいて生成される。また、本方法は、整数最適化を用いて前記方程式系を分析することを含む。前記整数最適化は、電池設計レイアウトについて少なくとも１つの解を決定すべく、前記方程式系に含まれる１つ又は複数の目的関数を、少なくとも部分的には前記動作パラメータに基づいて最適化する。前記少なくとも１つの解は、前記電池用の前記電池設計レイアウトに含まれる前記複数の配置位置に対する部品の組を含みうる。また、本方法は、前記少なくとも１つの解を、インターフェースを介してユーザに提供することを含む。
【０００４】
本開示の別の側面は、命令を格納した１つ又は複数のメモリデバイスと、前記１つ又は複数のメモリデバイスに接続されているとともに、前記命令を実行して方法を実行するよう構成された１つ又は複数のプロセッサと、を含むシステムに関する。前記方法は、電池に組み込まれる複数の部品の目録について動作パラメータを決定することを含む。前記複数の部品は、蓄電部品及び電気部品を含みうる。また、前記方法は、前記電池用の電池設計レイアウトに含まれる複数の配置位置に対し部品の適切な組み合わせを記述する方程式系を生成することを含み、前記方程式解は、少なくとも部分的には規則及び制約条件に基づいて生成される。また、前記方法は、整数最適化を用いて前記方程式系を分析することを含む。前記整数最適化は、電池設計レイアウトについて少なくとも１つの解を決定すべく、前記方程式系に含まれる１つ又は複数の目的関数を、少なくとも部分的には前記動作パラメータに基づいて最適化することができ、前記少なくとも１つの解は、前記電池用の前記電池設計レイアウトに含まれる前記複数の配置位置に対する部品の組を含みうる。また、前記方法は、前記少なくとも１つの解を、インターフェースを介してユーザに提供することを含む。
【０００５】
本開示の別の側面は、１つ又は複数のプロセッサに方法を実行させる命令を格納した非一時的なコンピュータ可読媒体に関する。前記方法は、電池に組み込まれる複数の部品の目録について動作パラメータを決定することを含む。前記複数の部品は、蓄電部品及び電気部品を含みうる。また、前記方法は、前記電池用の電池設計レイアウトに含まれる複数の配置位置に対し部品の適切な組み合わせを記述する方程式系を生成することを含み、前記方程式解は、少なくとも部分的には規則及び制約条件に基づいて生成される。また、前記方法は、整数最適化を用いて前記方程式系を分析することを含む。前記整数最適化は、電池設計レイアウトについて少なくとも１つの解を決定すべく、前記方程式系に含まれる１つ又は複数の目的関数を、少なくとも部分的には前記動作パラメータに基づいて最適化することができ、前記少なくとも１つの解は、前記電池用の前記電池設計レイアウトに含まれる前記複数の配置位置に対する部品の組を含みうる。また、前記方法は、前記少なくとも１つの解を、インターフェースを介してユーザに提供することを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本開示の様々な側面に基づく設計環境及び電池設計ツールを含むコンピュータシステムの例を示す図である。
【図２】本開示の様々な側面に基づく電池設計プロセスの例を示す図である。
【図３Ａ−３Ｃ】本開示の様々な側面に基づく電池設計ツールとの対話用ユーザインターフェースの例を示す図である。
【図４Ａ−４Ｂ】本開示の様々な側面に基づく電池設計レイアウトの例を示す図である。
【図５】本開示の様々な側面に基づくコンピュータ装置のハードウェア構成の例を示す図である。
【図６】本開示の様々な側面に基づく電池設計ツールの用途の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
簡潔性及び例示の観点から、本開示の原理を、主に様々な実施態様の例を用いて説明する。しかしながら、あらゆる種類の情報及びシステムにおいて、同じ原理を同様に適用及び実施可能であり、また、そのような変形のいずれも本開示の思想及び範囲から逸脱しないことは、当業者には容易に理解されるであろう。加えて、以下の詳細な説明において、様々な実施態様の特定の例を示す添付図面を参照するが、本開示の思想及び範囲から逸脱することなく、これら様々な実施態様の例に論理的及び構造的な変更を加えることが可能である。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で捉えられるべきではなく、また、本開示の範囲は、添付する請求の範囲及びその均等物によって規定される。
【０００８】
図１は、本開示の側面に基づく設計環境１００を示しており、この環境において、電池レイアウトがテストされ且つ決定される。図１は、設計環境１００に含まれる様々な部品を示しているが、図１の設計環境は一例に過ぎないので、追加の部品を含めることも、図示の部品を省くことも可能である。
【０００９】
図１に示すように、設計環境１００は、コンピュータシステム１０２を含む。設計環境１００は、例えば、公的団体又は私的団体のサポートに用いられるコンピュータシステム及びネットワークハードウェアを示している。そのような団体としては、政府機関、個人、企業、パートナーシップ、カンパニー、コーポレーションなど、様々なものがある。コンピュータシステム１０２は、任意の種類の従来のコンピュータシステムあってもよく、設計環境１００で動作したり、設計環境１００をサポートしたりする。例えば、コンピュータシステム１０２は、ファイルサーバ、ウェブサーバ、アプリケーションサーバ、データベースサーバ、Ｅメールサーバなど、設計環境１００においてサービスを提供する様々な種類のサーバを含む。また、例えば、コンピュータシステム１０２は、上述した団体のスタッフにより用いられるラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、携帯電話などを含む。
【００１０】
加えて、設計環境１００は、例えば、当該設計環境１００をサポートする他のハードウェアシステム及びコンピュータシステムを含む。例えば、設計環境１００は、任意の種類の通信ネットワークをサポートするゲートウェイ、ルータ、無線アクセスポイント、ファイアウォールなどを含むことができ、これにより、設計環境１００に含まれるコンピューティングシステムが通信を行うことができる。いずれの例においても、設計環境１００に含まれるコンピュータシステム−例えば、コンピュータシステム１０２−は、プロセッサ、メモリ、ネットワークハードウェア、記憶装置などのハードウェア資源と、オペレーティングシステム（ＯＳ）、アプリケーションプログラムなどのソフトウェア資源と、を備えている。
【００１１】
本開示のある側面において、コンピュータシステム１０２は、電池設計ツール１０４を実行するよう構成されている。電池設計ツール１０４は、複数の蓄電部品（storage component）及び電気部品（electrical component）を含む電池設計レイアウト１２２について、例えば、蓄電部品（例えば、電池セル）１１０及び電気部品１１２などの部品の選別（スクリーニング）及びマッチングを行うよう構成されている。蓄電部品１１０としては、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）セル、ニッケルカドミウム（ＮｉＣａｄ）セル、ニッケル金属水素化物（ＮｉＭｈ）セルのうちの１種又は複数種類のセルを複数個含みうる。電気部品１１２としては、ヒューズ、パストランジスタ、ダイオード、温度センサー、インジケータのうちの少なくとも１種又は複数種類の部品を複数個含みうる。電池設計ツール１０４は、制約条件の組と、電池設計レイアウト１２２を表す目的関数（objective function）と、を決定し、部品の動作パラメータ、決定した制約条件の組及び目的関数を、１つ又は複数の整数最適化アルゴリズム（integer optimization algorithm）即ちソルバー（solver）に適用するよう構成されている。１つ又は複数の整数最適化アルゴリズム即ちソルバーを利用することにより、電池設計ツール１０４は、電池設計レイアウト１２２について、電池１２６における個々の部品配置を最適化した解である電池ビルド（battery build）１２４を構築することができる。
【００１２】
ある側面において、電池設計ツール１０４は、コンピュータシステム１０２で格納及び実行可能なソフトウェアプログラムとして構成することができる。電池設計ツール１０４は、ＪＡＶＡ、Ｃ＋＋、Ｐｙｔｈｏｎ、ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ、ハイパーテキストマークアップ言語（ＨＴＭＬ）、拡張可能マークアップ言語（ＸＭＬ）などの様々なプログラミング言語で記述可能であるので、様々なオペレーティングシステムやコンピューティングシステムアーキテクチャなどに適合可能である。
【００１３】
電池設計ツール１０４は、少なくとも部分的にはユーザ１０６の制御下で動作するよう構成されている。入力の受け付け及びユーザ１０６に対する結果出力のため、電池設計ツール１０４は、ユーザインターフェース１０８を生成し、提供するよう構成されている。ユーザインターフェース１０８は、例えば、ユーザ１０６が電池設計ツール１０４と対話することを可能にする任意の種類のコマンドライン及び／又はグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）である。電池設計ツール１０４は、ユーザインターフェース１０８を介して、所定の制御、フォーム、報告などを提供するよう構成されており、これにより、ユーザ１０６は、電池設計ツール１０４と対話し、本明細書に記載のプロセスを実行することができる。
【００１４】
ある側面において、電池設計ツール１０４が使用する動作パラメータは、例えば、電池セル１１０や電気部品１１２などの実際の動作性能を示す任意の情報及びメトリクスを含む。例えば、電池セルの動作パラメータは、電池セルの容量、インピーダンス及びアンペア時定格に加え、電池の内部抵抗、電池の開回路電圧、電池の充電状態などを含む。一方、電気部品の動作パラメータは、例えば、異なる温度における等価抵抗及び異なる温度における等価インピーダンスを含む。ある側面において、電池設計ツール１０４は、動作パラメータに加え、例えば、ＡｒｂｉｎやＭａａｃｏｒなどの任意のフォーマットで生成、転送、あるいは格納されたデータを利用するよう構成されている。
【００１５】
ある側面において、動作パラメータは、部品の製造者から提供されたものでもよく、例えば、理論動作パラメータでもよい。ある側面において、動作パラメータは、第三者や別のコンピュータにより決定され、コンピュータシステム１０２及び電池設計ツール１０４に提供されたものでもよい。ある側面において、動作パラメータは、コンピュータシステム１０２及び電池設計ツール１０４により決定されたものでもよい。
【００１６】
例えば、動作パラメータを決定するに際し、コンピュータシステム１０２は、テスト装置１１４に接続される。テスト装置１１４は、電池セル１１０及び電気部品１１２を実際の動作条件下に置くための電子部品及び回路を含む。テスト装置１１４は、更に、電池セル１１０及び電気部品１１２の動作パラメータを実際の動作条件下で計測する１つ又は複数のセンサーを含む。動作パラメータは、例えば、ＩＲ傾向（IR trends）及び容量傾向（capacity trends）など、計測データから算出されるパラメータをさらに含んでもよい。
【００１７】
ある側面において、コンピュータシステム１０２は、リポジトリ１１６を含む。リポジトリ１１６は、電池設計ツール１０４が用いるデータを格納するよう構成されている。リポジトリ１１６は、例えば、電池設計ツール１０４がテスト装置１１４を用いて決定した動作パラメータを格納する。また、例えば、リポジトリ１１６は、データベースを格納しており、このデータベースは、例えば電池セル１１０及び電気部品１１２などの部品の目録（inventory）、並びに、電池セル１１０及び電気部品１１２の詳細に関する情報を含む。この詳細情報としては、例えば、電池セル１１０及び電気部品１１２の各々の識別情報（例えば、シリアル番号）、電池セル１１０及び電気部品１１２の仕様、並びに電池セル１１０及び電気部品１１２の理論動作パラメータ（例えば、製造者が指定した動作パラメータ）などがある。
【００１８】
ある側面において、コンピュータシステム１０２は、１つ又は複数のネットワーク１２０を介して１つ又は複数のリポジトリ１１８に接続することができる。一例では、リポジトリ１１８は、電池セル１１０及び電気部品１１２などの部品の製造者により操作及び更新される。電池設計ツール１０４は、電池セル１１０及び電気部品１１２などの部品の詳細を、ネットワーク１２０を介してリポジトリ１１８から取得するように構成されている。ネットワーク１２０は、どのような種類の公共又は民間ネットワークであってもよい。リポジトリ１１８は、部品に関する情報を格納する任意の種類のコンピュータシステムで構成することができる。
【００１９】
図２は、本開示の様々な側面に基づく、部品から電池を設計するためのプロセス２００の一例を示す。図２には、実行可能な様々な工程が図示されているが、いくつかの工程を省くことも、新たな工程を追加することもできる。また、図示の工程は、任意の順序で実行することもできる。
【００２０】
プロセスが開始されると、２０２において、電池設計ツール１０４が起動される。電池設計ツール１０４は、例えば、ユーザ１０６がコンピュータシステム１０２上で起動することができる。電池設計ツール１０４が起動されると、ユーザ１０６にユーザインターフェース１０８が提示される。ユーザインターフェース１０８を介して、ユーザ１０６は電池設計ツール１０４を操作することができる。例えば、図３Ａ〜図３Ｃのそれぞれは、ユーザインターフェース１０８の例を示しており、その詳細については後述する。
【００２１】
２０４において、バッテリ設計ツールは、部品目録をインポートする。部品は、電池セルと、ヒューズ、抵抗器、及びコンデンサなどの電気部品と、を含むことができる。部品目録は、部品の識別情報及び部品の詳細（例えば、部品の動作パラメータ）を含むことができる。例えば、電池設計ツール１０４は、テスト装置１１４と通信して、電池セル１１０及び電気部品１１２などの部品の動作パラメータを決定する。また、例えば、電池設計ツール１０４は、部品を予めテストしておき、テスト済みの部品の動作パラメータを後から取得することもできる。また、電池設計ツール１０４は、電池セル１１０及び電気部品１１２などの部品の理論動作パラメータ（例えば、製造者が指定した動作パラメータ）を取得してもよい（あるいは、事前に取得しておいてもよい）。
【００２２】
後述するように、一例では、部品目録には、電池セル及びヒューズの両方が含まれる。図３Ａ及び図３Ｂは、目録の取得及び部品の詳細の閲覧のためのユーザインターフェース３００の例を示す。
【００２３】
任意の工程２０６において、電池設計ツールは、１つ又は複数の基準に合致しない部品を目録から除外することができる。例えば、電池設計ツール１０４は、動作パラメータが満たすべき１つ又は複数の基準を維持することができる。この１つ又は複数の基準は、電池設計ツール１０４に予め設定しておくことができる。また、この１つ又は複数の基準は、ユーザ１０６がユーザインターフェース１０８を介して選択あるいは設定することもできる。目録の除外工程の実行指示は、電池設計ツール１０４に予め設定しておくことができる。また、目録の除外工程の実行指示は、ユーザ１０６がユーザインターフェース１０８を介して選択あるいは設定することもできる。
【００２４】
例えば、ユーザ１０６は、目録の部品のうち、特定の基準から外れる動作パラメータ、例えば、特定の標準偏差（例えば、１、２、３シグマ）から外れる動作パラメータを有する部品をフィルタリングするよう電池設計ツール１０４に指示することができる。これを受けて、電池設計ツール１０４は、電池設計レイアウトを決定する際に、そのような部品を目録から除外することができる。図３Ａに示すように、ユーザ１０６は、目録から部品を除外する１つ又は複数の基準を指定することができる。
【００２５】
後述するように一例では、電池設計レイアウトには、電池セル及びヒューズの両方を含めることができ、動作パラメータには、以下を含めることができる。
１．セルの容量
２．セルのインピーダンス
３．ヒューズのインピーダンス
【００２６】
２０８において、電池設計ツール１０４は、電池の設計レイアウトを決定する。ある側面において、電池の設計レイアウトは、当該電池に所望の性能を付与するように、電池セル及び電気部品などの部品から構成された電池構造（例えば、回路図や回路構成）を含む。また、電池の設計レイアウトは、当該電池に含める部品の個数、種類、位置なども含む。例えば、回路図は、当該電池に所望の性能（例えば、所望の出力電圧、電流、寿命など）を付与するように、様々な電気的配置（例えば、直列回路構成及び並列回路構成）で配置された電池セル及び電気部品などの部品を含む。
【００２７】
ある側面において、電池設計ツール１０４が決定、使用する設計レイアウトは、電池の全体設計レイアウト（complete design layout）である。例えば、設計レイアウトが全体設計レイアウトの場合、その設計レイアウトは、電池構造（例えば、回路図や回路構成）と、電池セル１１０及び電気部品１１２など、当該電池構造に含める部品すべての仕様（例えば、個数、種類、位置など）と、を含む。
【００２８】
ある側面において、電池設計ツール１０４が決定、使用する設計レイアウトは、電池の部分設計レイアウト（partial design layout）である。例えば、設計レイアウトが部分設計レイアウトの場合、その設計レイアウトは、電池の一部の構造（例えば、回路図や回路構成）と、電池セル１１０及び電気部品１１２など、当該電池構造に含める部品の一部の仕様と、のいずれか又はその組み合わせを含む。具体的には、ある例では、設計レイアウトは、電池構造（例えば、回路図や回路構成）及び当該電池構造に含める電池セルの仕様（例えば、個数、種類、位置など）を含むが、当該構造に含める他の電気部品（例えば、ヒューズ）の仕様は含まない。別の例では、設計レイアウトは、電池構造（例えば、回路図や回路構成）及び当該構造に含める電気部品（例えば、ヒューズ）の仕様（例えば、個数、種類、位置など）を含むが、電池セルの仕様は含まない。
【００２９】
ある側面において、ユーザ１０６は、ユーザインターフェース１０８を介して、電池の設計レイアウトを入力あるいは選択することができる。例えば、ユーザ１０６は、ユーザインターフェース１０８を介して、電池構造（例えば、回路図や回路構成）と、電池セル１１０及び電気部品１１２など、当該電池構造に含める部品の仕様（例えば、個数、種類、位置など）と、のいずれか又はその組み合わせを入力することができる。また、ユーザ１０６は、ユーザインターフェース１０８を介して、電池の全体設計レイアウト及び電池の部分設計レイアウトのいずれか又はその組み合わせを入力することができる。ある側面において、例えば、電池設計ツール１０４は、ユーザインターフェース１０８を介して回路設計インターフェースを提供する。このインターフェースを介して、ユーザ１０６は電池構造を設計し、部分的又は全体の部品の仕様を決定することができる。
【００３０】
また、例えば、ユーザ１０６は、ユーザインターフェース１０８を介して、電池構造（例えば、回路図や回路構成）と、例えば電池セル１１０及び電気部品１１２など、当該電池構造に含める部品の仕様（例えば、個数、種類、位置など）と、のいずれか又はその組み合わせを選択することができる。また、ユーザ１０６は、ユーザインターフェース１０８を介して、電池全体の設計レイアウト及び電池の部分的なレイアウトのいずれか又はその組み合わせを選択することができる。一例では、ユーザ１０６は、電池構造（例えば、回路図や回路構成）を選択し、一部の電気部品の仕様又は全ての電気部品の仕様のいずれかを入力することができる。例えば、電池設計ツール１０４は、電池構成の異なる設計レイアウトを１つ又は複数格納することができ、ユーザ１０６は、格納された設計レイアウトのうちの１つ又は複数を選択することができる。
【００３１】
ある側面において、ユーザ１０６はユーザインターフェース１０８を介して、電池設計ツール１０４により予め評価済みの全体レイアウト又は部分レイアウトを選択し、選択したレイアウトを完成させたり、変更したり、修正したりすることができる。一例では、ユーザは、全体レイアウトを予め入力あるいは選択しておき、電池ビルドを構築しておくこともできる。別の例では、ユーザ１０６は、電池構造に含める電池セルの仕様（例えば、個数、種類、位置など）を含む部分レイアウトを予め入力又は選択しておき、当該構造に含める他の電気部品（例えば、ヒューズ）については特定しないままの状態で、電池設計ツール１０４により電池ビルドを構築しておくこともできる。また、別の例では、ユーザ１０６は、電池構造に含める電気部品（例えば、ヒューズ）の仕様（例えば、個数、種類、位置など）を含む部分レイアウトを予め入力又は選択しておき、電池セルについては特定しないままの状態で、電池設計ツール１０４で電池ビルドを構築しておくこともできる。いずれの例においても、電池設計ツール１０４は、電池設計ツール１０４で決定した電池ビルドを含む全体レイアウトあるいは部分レイアウトを格納しておくことができる。ユーザ１０６は、ユーザインターフェース１０８を介して、電池設計ツール１０４で予め評価、格納された部分レイアウトあるいは全体レイアウトを選択し、例えば、電池セルの仕様、電気部品の仕様、あるいはその組み合わせを入力することで、選択したレイアウトを完成させたり、修正したりすることができる。これにより、ユーザは、利用可能な部品については、最適化された電池ビルドを部分的に構築しておき、後に、例えば、追加の部品が利用可能になったり、新たな部品が製造されたり、電池の要件が変更されたりした時点で、その部分レイアウトを完成させることができる。また、これにより、ユーザは、全体の電池ビルドを構築しておき、後に、例えば、新たな部品が製造されたり、電池の要件が変更されたりした場合、その設計レイアウトを修正したり、変更したりすることができる。
【００３２】
ある側面において、ユーザ１０６は、電池の要件を入力することができ、電池設計ツール１０４は、部分レイアウトか全体レイアウトかに関わらず、電池の設計レイアウトを自動的に生成することができる。
【００３３】
図４Ａ及び図４Ｂは、電池の設計レイアウトの例を示している。例えば、図４Ａに示すように、電池の設計レイアウト４００は、モジュール１ ４０２、モジュール２ ４０４、モジュール３ ４０６、モジュール４ ４０８、モジュール５ ４１０及びモジュール６ ４１２の６個のモジュールで構成される。これら６個のモジュールは、例えば、直列接続されて、当該電池に所望される電圧及び電流を生成する。なお、図では直列接続が示されているが、６個のモジュールは、例えば、直列、並列、あるいはその組み合わせなど、任意の形態で接続可能である。
【００３４】
この例では、１つのモジュールにおける１つの配置位置（location）４１４に、１つ又は複数の部品を配置することができ、且つ、全ての配置位置に部品が配置されなければならない。各モジュールは、縦および横の列状に配列された複数の配置位置４１４を含みうる。例えば、モジュール１ ４０２は、図４Ｂに示されるように、複数の縦列(rows)４１６及び複数の横列(columns)４１８を構成するように配列された７２個の配置位置４１４を含む。この例では、各配置位置には、例えば、電池セル、ヒューズ、あるいはその組み合わせなど、１つ又は複数の部品を配置することができる。ある側面において、配置位置４１４どうしは、例えば、直列、並列、あるいはその組み合わせの任意の形態で接続することができる。ある側面において、モジュール１ ４０２、モジュール２ ４０４、モジュール３ ４０６、モジュール４ ４０８、モジュール５ ４１０、及びモジュール６ ４１２は、いずれも同じ接続形態及び配置位置を有する。また、ある側面において、モジュール１ ４０２、モジュール２ ４０４、モジュール３ ４０６、モジュール４ ４０８、モジュール５ ４１０、及びモジュール６ ４１２は、それぞれ異なる接続形態及び配置位置を有する。
【００３５】
モジュール内の配置位置４１４は、縦列と横列の組で表される。この例では、各縦列が仮想セル（virtual cell）であるとして説明する。例えば、１つの縦列を構成する複数の配置位置は、互いに接続されて１つの仮想セルを形成しうる。また、１つの縦列中の各配置位置をセルと呼ぶ。この場合、各セルは、電池セルのみ、あるいは電池セルとヒューズを含むことができる。後述するように、設計レイアウトの説明で下記の表記を使用する。
【表１】
2017208081.tif 000003
【００３６】
上述したように、この例では、設計レイアウト４００が全体レイアウトの場合も、部分レイアウトの場合もある。例えば、設計レイアウト４００には、電池セルの仕様（位置、種類、個数など）及びヒューズの仕様（位置、種類、個数など）が含まれる。別の例では、設計レイアウト４００には、電池セルの仕様（位置、種類、個数など）は含まれるが、ヒューズの仕様（位置、種類、個数など）は含まれない場合がある。また別の例では、設計レイアウト４００には、ヒューズの仕様（位置、種類、個数など）は含まれるが、電池セルの仕様（位置、種類、個数など）は含まれない場合がある。
【００３７】
２１０において、性能目標(performance objective)の重み係数（weight）と、最適性誤差（optimality gap）又は制限時間と、が決定される。重み係数は、電池設計ツール１０４に予め設定しておくことができる。また、重み係数は、ユーザ１０６がユーザインターフェース１０８を介して入力することもできる。最適性誤差又は制限時間は、電池設計ツール１０４に予め設定しておくことができる。また、最適性誤差又は制限時間は、ユーザ１０６がユーザインターフェース１０８を介して入力することもできる。
【００３８】
例えば、性能目標の重み係数は、電池設計レイアウトにおける各性能目標の重要度を表す。性能目標は、電池設計レイアウトに求められる性能を示す基準を含みうる。性能目標には、例えば、全仮想セル間の容量差を最小化すること、各仮想セル内のインピーダンス差を最小化すること、全モジュール間のインピーダンス差を最小化することが含まれる。
【００３９】
最適性誤差は、例えば、電池設計レイアウトの解（電池ビルド）の基準範囲（gauge）を表す。例えば、最適性誤差は、電池設計ツール１０４が解（電池ビルド）を算出する際の許容範囲（margin）を、例えば、真の最適解に対するパーセンテージで定める。図３Ｃは、目標の重み係数及び最適性誤差を入力するためのユーザインターフェース３０６の例を示す。制限時間は、例えば、電池設計ツール１０４が電池ビルドの提供に要してもよい実行時間の長さである。
【００４０】
２１２において、電池設計ツール１０４は、電池の電池設計レイアウトに即した電池ビルドを構築する。電池ビルドは、例えば、電池設計レイアウト内の各配置位置に用いる特定の部品や部品群の識別情報を表す。電池設計ツール１０４は、整数最適化（integer optimization）を利用して電池ビルドを構築するよう構成されている。電池設計ツール１０４は、解くべき１つ又は複数の式により定義される問題定義（problem definition）を生成する。問題定義には、決定変数（decision variable）、制約式（constraint equations）及び目的関数を含めることができる。電池設計ツール１０４は、最適性誤差の範囲内に収まる電池ビルドを探索する整数計画アルゴリズム即ちソルバーに、問題定義を適用するよう構成されている。
【００４１】
例えば、電池において、モジュールにおける単位セルの容量は、式（１）により定義され、仮想セルの容量は、式（２）により定義される。
【数１】
2017208081.tif 000004
【数２】
2017208081.tif 000005
【００４２】
また、モジュールにおける単位セルのインピーダンスは、式（３）によって定義され、仮想セルのインピーダンスは、式（４）によって定義され、モジュールのインピーダンスは、式（５）によって定義される。
【数３】
2017208081.tif 000006
【数４】
2017208081.tif 000007
【数５】
2017208081.tif 000008
【００４３】
電池設計レイアウトにおける部品配置を最適化すべく、電池設計ツール１０４は下記式で与えられる決定変数ｘnijkを定義する。
【数６】
2017208081.tif 000009
【００４４】
ヒューズが含まれている場合は、電池設計ツール１０４は、下記式で与えられる決定変数ｘfijkを定義する。
【数７】
2017208081.tif 000010
【００４５】
部品の動作パラメータは、下記の表記で参照される。
【表２】
2017208081.tif 000011
【００４６】
＜制約条件＞
電池ビルドを決定するため、電池設計ツール１０４は、一組の制約条件を決定する。制約条件は、各部品が高々１つの配置位置にしか配置されず、且つ、各配置位置に少なくとも１つのユニットが配置されるよう定義することができる。この制約条件は、下記式により与えられる。
【数８】
2017208081.tif 000012
【数９】
2017208081.tif 000013
【数１０】
2017208081.tif 000014
【数１１】
2017208081.tif 000015
【００４７】
制約式（８）及び（９）は、各配置位置ｉｊｋごとに電池セルは高々１つしか置けないこと、および、各電池セルは、高々１度しか使用されないことを規定する。制約式（１０）及び（１１）は、各配置位置ｉｊｋごとにヒューズは高々１つしか置けないこと、および、各ヒューズは、高々１度しか使用されないことを規定する。電池設計レイアウトにヒューズが含まれている場合は、電池設計ツール１０４は、制約式（１０）及び（１１）を決定する。
【００４８】
電池ビルドを決定するため、電池設計ツール１０４は、異なる複数の目的関数を決定しうる。これらの目的関数は、例えば、制約条件下で最適化すべき、電池ビルドにおける各種のパラメータを表す。一例では、電池設計ツール１０４は、全仮想セル間の容量差を最小化する目的関数、各仮想セル内のインピーダンス差を最小化する目的関数及び全モジュール間のインピーダンス差を最小化する目的関数を決定する。
【００４９】
＜全仮想セル間の容量差の最小化＞
一例では、電池設計ツール１０４は、容量差を最小化し、且つ、電池の全体容量を増加させることを決定する。電池設計ツール１０４は、仮想セル容量の最小値を表す決定変数Ｙvcを決定する。全仮想セル間の容量差を最小化するため、電池設計ツール１０４は、下記式（１２）を決定する。
【数１２】
2017208081.tif 000016
【００５０】
＜各仮想セル内のインピーダンス差の最小化＞
電池設計ツール１０４は、各仮想セルにおいて近似するインピーダンス値に維持するよう決定する。ここに記載する例では、各仮想セルは、９つのセルを含むことができ、電池設計ツール１０４は、これらのセル間を互いに概ね近いインピーダンス値に維持するよう決定する。電池設計ツール１０４は、各仮想セルに対して２つの決定変数を決定することができる。
【表３】
2017208081.tif 000017
【００５１】
電池設計ツール１０４は、インピーダンス差を最小化する下記式を決定する。
【数１３】
2017208081.tif 000018
【数１４】
2017208081.tif 000019
【００５２】
ヒューズが含まれているか否かに依存して、式（６）又は式（７）のいずれかを利用できる。
【００５３】
＜全モジュール間のインピーダンス差の最小化＞
電池設計ツール１０４は、全モジュール間のインピーダンス差を最小にする式を決定する。この式は、容量の式に類似するが、モジュールインピーダンスを算出するこの式は非線形である点が異なる。電池設計ツール１０４は、最小モジュールインピーダンスを表す決定変数Ｙmodを決定する。
【数１５】
2017208081.tif 000020
【００５４】
一例では、非線形関数の使用を避けることが電池設計ツール１０４において望ましい場合がある。この場合、電池設計ツール１０４は、線形総和（linear summation）を使用して近似することができる。
【数１６】
2017208081.tif 000021
【００５５】
各制約条件についての３つの目的関数及び各制約条件の重み係数に基づいて、電池設計ツール１０４は下記式で与えられる全体の目的関数を決定することができる。
【数１７】
2017208081.tif 000022
【数８】
2017208081.tif 000023
【数９】
2017208081.tif 000024
【数１０】
2017208081.tif 000025
【数１１】
2017208081.tif 000026
【数１２】
2017208081.tif 000027
【数１４】
2017208081.tif 000028
【数１６】
2017208081.tif 000029
【００５６】
部品目録及び動作パラメータを利用することにより、電池設計ツール１０４は、全体の目的関数及びその他の式を使って整数最適化機能（integer optimizer）即ちソルバーを実行して、電池ビルドを決定する。整数最適化機能即ちソルバーは、異なる部品の組み合わせを適用して全体の目的関数を最適化することができる。電池設計ツール１０４は、最適性誤差の範囲に収束するか、あるいは、最適解が見つかるまで、整数最適化機能即ちソルバーを実行する。また、ユーザは、ソルバーの実行に制限時間を設定することができ、この場合、電池ツール１０４は、制限時間になるまで、整数最適化機能即ちソルバーを実行する。
【００５７】
整数最適化の結果に基づいて、電池設計ツール１０４は、設計レイアウトで特定された配置位置に配置する特定の部品を目録から選択して、電池ビルドを構成することができる。電池ビルドは、例えば、電池セル及びヒューズなどの部品のうち候補である部品の識別情報（例えば、シリアル番号）を、電池設計レイアウトにおける位置と関連づけて示すことで、部品の組み合わせ候補を示すことができる。ある側面において、電池設計ツール１０４は、電池ビルドついて、１組の部品の組み合わせ候補を選択することができる。ある側面において、電池設計ツール１０４は、電池ビルドついて、複数組の部品の組み合わせ候補を選択することができる。
【００５８】
２１４において、電池設計ツール１０４は、電池の設計レイアウトについて電池ビルドを出力する。例えば、ある側面において、電池ビルドは、電池の電池設計レイアウトにおける各配置位置に用いる部品の候補の識別情報を含む。ある側面において、電池設計ツール１０４は、部品の識別情報（例えば、シリアル番号）及び電池設計レイアウトにおける配置位置の識別情報のリストを出力する。ある側面において、電池設計ツール１０４は、設計レイアウトに記録された部品の識別情報（例えば、シリアル番号）を含む設計レイアウトを出力する。電池設計ツール１０４は、電池ビルド及び設計レイアウトを格納しておくこともできる。
【００５９】
２１６において、電池設計ツール１０４は、設計レイアウトが修正を要するものであるか、完成したものであるかを判定する。例えば、ユーザ１０６が設計レイアウトを修正し、新たな電池ビルドを決定することを希望する場合がある。その場合、プロセスは２０８に戻る。また、例えば、設計レイアウトが部分設計レイアウトであり、ユーザ１０６が、その設計レイアウトを完成させることを希望する場合がある。その場合、プロセスは２０８に戻る。また、電池設計ツール１０４は、電池ビルド及び設計レイアウトを、後に評価し、完成させるために蓄積しておくことができる。
【００６０】
プロセス２００において、電池設計ツール１０４は、異なる部品目録及び異なる電池設計レイアウトについての最適化を実行することができる。２１８において、電池設計ツール１０４は、電池についての異なる設計レイアウトについてマッチングを実行することができる。２１８において、設計ツールは、当該電池について、次の設計レイアウトを新たにテストするか否か決定する。次の設計レイアウトをテストする場合、プロセス２００は、２０４に戻る。２１８において、電池設計ツール１０４は、次の部品目録を新たにテストするか否かについても決定する。次の目録をテストする場合、プロセス２００は２０４に戻り、次の部品目録についてプロセスを繰り返す。テストすべき次の目録がなければ、プロセスを終了する。
【００６１】
上述の説明は例示的なものであり、構成及び実施態様の変形例が当業者には明らかであろう。例えば、本明細書に開示の例に関連して説明した様々な例示的な論理回路、論理ブロック、モジュール及び回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）若しくは他のプログラマブルロジックデバイス、ディスクリートゲート若しくはトランジスタ論理回路、ディスクリートハードウェアコンポーネント、又は、本明細書で説明した機能を実行するために設計された、これらの任意の組み合わせを用いて実施又は実行することができる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいが、代替例においては、当該プロセッサは、従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又は、状態マシンのうち任意のものであってもよい。プロセッサは、例えば、演算装置を組み合わせて実現してもよく、このような組合せには、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連動する１つ又は複数のマイクロプロセッサ、若しくは、類似するその他の構成がある。
【００６２】
１つ又は複数の例示的な実施形態において上述した種々の機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又は、これらの任意の組み合わせにより実現可能である。ソフトウェアで実現される場合、本明細書に記載の技術は、本明細書に記載の機能を実行するモジュール（例えば、手順、機能、サブプログラム、プログラム、ルーチン、サブルーチン、モジュール、ソフトウェアパッケージ、クラスなど）を用いて実現可能である。モジュールは、情報、データ、引数、パラメータ、又は、メモリ内容の送出及び／又は受信を介して、他のモジュール又はハードウェア回路と連結させることができる。情報、引数、パラメータ、データなどは、メモリ共有、メッセージパッシング（message passing）、トークンパッシング（token passing）、ネットワーク送信などの任意の適切な手段を用いて、送出、転送、又は送信することができる。ソフトウェアコードは、メモリユニットに格納可能であり、またプロセッサにより実行可能である。メモリユニットは、プロセッサの内部又はプロセッサの外部に実現可能であり、後者の場合、当該メモリユニットは、当該技術分野で既知の様々な手段を介してプロセッサに通信可能に接続される。
【００６３】
例えば、図５は、コンピュータシステム１０２のハードウェア構成の例を示す。図５は、コンピュータ装置５００が含む様々なコンポーネントを示しているが、図５は、コンピュータ装置の一例を示したものであり、追加のコンポーネントを含めることも、既存のコンポーネントを除くことも可能である。
【００６４】
コンピュータ装置５００は、任意の種類のコンピュータ装置であってもよい。図５に示すように、コンピュータ装置５００は、様々なコア構成及びクロック周波数を有する１つ又は複数のプロセッサ５０２を含む。コンピュータ装置５００は、当該コンピュータ装置５００の動作中にメインメモリとして機能する１つ又は複数のメモリデバイス５０４を更に含む。例えば、動作中、１つ又は複数のメモリデバイス５０４には、電池設計ツール１０４をサポートするソフトウェアのコピーが保存される。コンピュータ装置５００は、１つ又は複数の周辺インターフェース５０６を更に含み、これらは、例えば、当該コンピュータ装置５００と人間との対話、及び、当該コンピュータ装置の操作を可能にするためのキーボード、マウス、タッチパッド、コンピュータスクリーン、タッチスクリーンなどである。
【００６５】
コンピュータ装置５００は、例えば、ネットワーク１２０などの１つ又は複数のネットワークを介して通信するための、１つ又は複数のネットワークインターフェース５０８を更に含む。当該ネットワークインターフェースの例としては、プロトコルを用いて、有線又は無線の媒体を通じて通信するための、イーサネットアダプタ、ワイヤレス送受信機、又は、シリアルネットワーク要素が挙げられる。コンピュータ装置５００は、１つ又は複数の記憶装置５１０を更に含み、この記憶装置は、画像、ファイル、及び、１つ又は複数のプロセッサ５０２により実行されるプログラム命令などのデータを記憶するための様々な物理的寸法及び記憶容量を有しており、フラッシュドライブ、ハードドライブ、ランダムアクセスメモリなどが例として挙げられる。
【００６６】
これに加えて、コンピュータ装置５００は、上述の電池設計ツール１０４の機能を実現する１つ又は複数のソフトウェアプログラム５１２を含む。１つ又は複数のソフトウェアプログラム５１２は、本明細書で説明したプロセスを、１つ又は複数のプロセッサ５０２に実行させる命令を含む。１つ又は複数のソフトウェアプログラム５１２のコピーが、１つ又は複数のメモリデバイス５０４及び／又は１つ又は複数の記憶装置５１０に保存される。また、１つ又は複数のソフトウェアプログラム５１２が用いるデータは、１つ又は複数のメモリデバイス５０４、及び／又は、１つ又は複数の記憶装置５１０に格納される。
【００６７】
コンピュータ装置５００は、上述したように、様々なデータ蓄積部やその他のメモリ、及び記憶媒体を含む。これらは、様々な場所に設けることができ、例えば、１つ又は複数のコンピュータにおけるローカルな（及び／又は常駐の）記憶媒体に、又は、これら複数のコンピュータの任意の１つあるいは全てからネットワークを介してリモートな記録媒体に設けることが可能である。いくつかの実施態様において、当業者には周知のストレージエリアネットワーク（ＳＡＮ）に情報を格納することもできる。同様に、コンピュータ、サーバ、又は、他のネットワーク機器に属する機能を実行するために必要なファイルは、必要に応じて、ローカル及び／又はリモートに格納することができる。
【００６８】
いくつかの実施態様において、上述のコンピュータ装置５００のコンポーネントが単一の筐体内に設けられる必要はなく、また、互いに近接して設けられる必要もない。上述したコンポーネントは一例に過ぎず、コンピュータ装置５００が、開示された実施態様を実現するための任意の種類のハードウェア部品を含み、更に、それに伴い必要なファームウェア又はソフトウェアを含むことを、当業者は理解するであろう。コンピュータ装置５００は、その一部又は全体を、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などの電子回路部品又はプロセッサによって実現することもできる。
【００６９】
ソフトウェアで実現される場合、実現される機能は、１つ又は複数の命令又はコードとして、コンピュータ可読媒体に格納、或いは当該媒体を介して送信することが可能である。コンピュータ可読媒体には、有形且つ非一時的なコンピュータ記憶媒体と通信媒体の両方が含まれ、通信媒体には、コンピュータプログラムをある場所から別の場所に転送することを可能にする任意の媒体が含まれる。また、記憶媒体は、入手可能な任意の有形の非一時的媒体であって、コンピュータによりアクセス可能なものであればよい。非限定的な例を挙げると、そのような有形の非一時的なコンピュータ可読媒体としては、ランダムアクセルメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、電気的に消去可能なプログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、コンパクトディスクリードオンリーメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、又は、他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージ、又は、その他他の磁気記憶装置の他、所望のプログラムコードを命令やデータ構造の形態で搬送又は格納するために用いられ、且つ、コンピュータによるアクセスが可能な任意の媒体が含まれる。本明細書に記載のディスク（disk and disc）には、ＣＤ、レーザーディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピーディスク、及びＢｌｕ−ｒａｙディスクなどが含まれ、これらディスクには、一般に、データを磁気的に再生するものと、レーザを用いてデータを光学的に再生するものとがある。また、接続手段も、コンピュータ可読媒体と称して差支えない。例えば、ウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースからソフトウェアを送信するには、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、又は、赤外線、電波、及びマイクロ波などの無線技術を利用可能であるが、その場合、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、ＤＳＬの他、赤外線、電波、及びマイクロ波などの無線技術は、媒体の定義に包含される。また、これらの組み合わせも、コンピュータ可読媒体の範囲に包含される。
【００７０】
上述した側面において、電池設計ツール１０４を利用して、任意の用途の電池についての設計レイアウトを決定することができる。図６は、電池設計ツール１０４の用途の一例を示す。図６に示すように、航空機６００は、電池６０２を搭載している。ある側面において、電池設計ツール１０４を利用して、電池６０２の設計レイアウトを決定することができる。
【００７１】
更に、本開示は、以下の付記に基づく例を包含する。
【００７２】
付記１．  方法（２００）は、以下の工程を含む。電池（１２６）に組み込まれる、蓄電部品（１１０）及び電気部品（１１２）を含む複数の部品（１１０、１１２）の組み（１１６）について動作パラメータを決定し（２０４）；前記電池（１２６）用の電池設計レイアウト（１２２）に含まれる複数の配置位置に対する部品（１１０、１１２）の適切な組み合わせを記述する方程式系を、少なくとも部分的には規則及び制約条件に基づいて生成し（２１０）；整数最適化を用いて前記方程式系を分析し（２１２）、その際に、前記整数最適化は、電池設計レイアウト（１２２）について少なくとも１つの解（１２４）を決定すべく、前記方程式系に含まれる１つ又は複数の目的関数が、少なくとも部分的には前記動作パラメータに基づいて最適化されるようにするとともに、前記少なくとも１つの解（１２４）が、前記電池（１２６）用の前記電池設計レイアウト（１２２）に含まれる前記複数の配置位置に対する前記複数の部品（１１０、１１２）の組を含むようにし；前記少なくとも１つの解（１２４）を、インターフェース（１０８）を介してユーザ（１０６）に提供する。
【００７３】
付記２．  前記電池（１２６）用の前記電池設計レイアウト（１２２）は、前記電池（１２６）に組み込まれる前記複数の部品（１１０、１１２）のうちの一部を含む、付記１に記載の方法（２００）。
【００７４】
付記３．  前記方程式系を生成する（２１０）に際し、前記解に関する最適性誤差又は最適化の制限時間のうちの少なくも１つを、前記ユーザ（１０６）のために受信し、前記整数最適化は、前記１つ又は複数の目的関数が前記最適性誤差に収まるように最適化する、又は、前記制限時間が経過するまで最適化する、付記１に記載の方法（２００）。
【００７５】
付記４．  前記１つ又は複数の目的関数は、前記電池（１２６）に含まれる仮想セル（４１８）間の容量差を最小化するものと、前記仮想セル（４１８）を含むモジュール（４０２、４０４、４０６、４０８、４１０、４１２）のインピーダンス差を最小化するものと、前記仮想セル（４１８）間のインピーダンス差を最小化するものと、を含む、付記１に記載の方法（２００）。
【００７６】
付記５．  前記規則及び制約条件は、前記複数の部品（１１０、１１２）における個々の部品が、前記電池（１２６）用の前記電池設計レイアウト（１２２）に含まれる前記複数の配置位置（４１４）のうちの１つ配置位置にのみ使用されるものであり、且つ、どの配置位置にも、１つ又は複数の個別部品（１１０、１１２）からなる１つの組みのみが配置されるとの制約を含む、付記１に記載の方法（２００）。
【００７７】
付記６．  前記動作パラメータは、前記複数の部品（１１０、１１２）に関する容量、インピーダンス、電圧または電流を含む、付記１に記載の方法（２００）。
【００７８】
付記７．  前記蓄電部品（１１０）は、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）セル、ニッケルカドミウム（ＮｉＣａｄ）セル及びニッケル金属水素化物（ＮｉＭｈ）セルのうちの１種又は複数種を含み、前記電気部品（１１２）は、ヒューズ、パストランジスタ、ダイオード、温度センサー及びインジケータのうちの１種又は複数種類を含む、付記１に記載の方法（２００）。
【００７９】
付記８．  システム（１０２、５００）は、命令（１０４）を格納した１つ又は複数のメモリデバイス（５０４）と；前記１つ又は複数のメモリデバイス（５０４）に接続されているとともに、前記命令（１０４）を実行して所定の方法（２００）を実行するよう構成された１つ又は複数のプロセッサ（５０２）と；を含む。前記方法は、以下の工程を含む。電池（１２６）に組み込まれる、蓄電部品（１１０）及び電気部品（１１２）を含む複数の部品（１１０、１１２）の組み（１１６）について動作パラメータを決定し（２０４）；前記電池（１２６）用の電池設計レイアウト（１２２）に含まれる複数の配置位置に対する部品（１１０、１１２）の適切な組み合わせを記述する方程式系を、少なくとも部分的には規則及び制約条件に基づいて生成し（２１０）；整数最適化を用いて前記方程式系を分析し（２１２）、その際に、前記整数最適化は、前記電池設計レイアウト（１２２）について少なくとも１つの解（１２４）を決定すべく、前記方程式系に含まれる１つ又は複数の目的関数を、少なくとも部分的には前記動作パラメータに基づいて最適化するものとし、前記少なくとも１つの解（１２４）が、前記電池（１２６）用の前記電池設計レイアウト（１２２）に含まれる前記複数の配置位置に対する前記複数の部品（１１０、１１２）の組を含むようにし；前記少なくとも１つの解（１２４）を、インターフェース（１０８）を介してユーザ（１０６）に提供する。
【００８０】
付記９．  前記電池（１２６）用の前記電池設計レイアウト（１２２）は、前記電池（１２６）に組み込まれる前記複数の部品（１１０、１１２）のうちの一部を含む、付記８に記載のシステム。
【００８１】
付記１０．  前記方程式系を生成する（２１０）に際し、前記解に関する最適性誤差又は最適化の制限時間のうちの少なくも１つを、前記ユーザ（１０６）のために受信し、前記整数最適化は、前記１つ又は複数の目的関数が前記最適性誤差に収まるように最適化する、又は、前記制限時間が経過するまで最適化する、付記８に記載のシステム。
【００８２】
付記１１．  前記１つ又は複数の目的関数は、前記電池（１２６）に含まれる仮想セル（４１８）間の容量差を最小化するものと、前記仮想セル（４１８）を含むモジュール（４０２、４０４、４０６、４０８、４１０、４１２）のインピーダンス差を最小化するものと、前記仮想セル（４１８）間のインピーダンス差を最小化するものと、を含む、付記８に記載のシステム。
【００８３】
付記１２．  前記規則及び制約条件は、前記複数の部品（１１０、１１２）における個々の部品が、前記電池（１２６）用の前記電池設計レイアウト（１２２）に含まれる前記複数の配置位置（４１４）のうちの１つ配置位置にのみ使用されるものであり、且つ、どの配置位置にも、１つ又は複数の個別部品（１１０、１１２）からなる１つの組みのみが配置されるとの制約を含む、付記８に記載のシステム。
【００８４】
付記１３．  前記動作パラメータは、前記複数の部品（１１０、１１２）に関する容量、インピーダンス、電圧または電流を含む、付記８に記載のシステム。
【００８５】
付記１４．  前記蓄電部品（１１０）は、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）セル、ニッケルカドミウム（ＮｉＣａｄ）セル及びニッケル金属水素化物（ＮｉＭｈ）セルのうちの１種又は複数種を含み、前記電気部品（１１２）は、ヒューズ、パストランジスタ、ダイオード、温度センサー及びインジケータのうちの１種又は複数種類を含む、付記８に記載のシステム。
【００８６】
付記１５．  非一時的なコンピュータ可読媒体（５１０）は、１つ又は複数のプロセッサ（５０２）に所定の方法（２００）を実行させる命令（１０４）を格納する。前記方法は、以下の工程を含む。電池（１２６）に組み込まれる、蓄電部品（１１０）及び電気部品（１１２）を含む複数の部品（１１０、１１２）の組み（１１６）について動作パラメータを決定し（２０４）；前記電池（１２６）用の電池設計レイアウト（１２２）に含まれる複数の配置位置に対する部品（１１０、１１２）の適切な組み合わせを記述する方程式系を、少なくとも部分的には規則及び制約条件に基づいて生成し（２１０）；整数最適化を用いて前記方程式系を分析し（２１２）、その際に、前記整数最適化は、電池設計レイアウト（１２２）について少なくとも１つの解（１２４）を決定すべく、前記方程式系に含まれる１つ又は複数の目的関数を、少なくとも部分的には前記動作パラメータに基づいて最適化するものとし、前記少なくとも１つの解（１２４）が、前記電池（１２６）用の前記電池設計レイアウト（１２２）に含まれる前記複数の配置位置に対する前記複数の部品（１１０、１１２）の組を含むようにし；前記少なくとも１つの解（１２４）を、インターフェース（１０８）を介してユーザ（１０６）に提供する。
【００８７】
付記１６．  前記電池（１２６）用の前記電池設計レイアウト（１２２）は、前記電池（１２６）に組み込まれる前記複数の部品（１１０、１１２）のうちの一部を含む、付記１５に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【００８８】
付記１７．  前記方程式系を生成する（２１０）に際し、前記解に関する最適性誤差又は最適化の制限時間のうちの少なくも１つを、前記ユーザ（１０６）のために受信し、前記整数最適化は、前記１つ又は複数の目的関数が前記最適性誤差に収まるように最適化する、又は、前記制限時間が経過するまで最適化する、付記１５に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体（５１０）。
【００８９】
付記１８．  前記１つ又は複数の目的関数は、前記電池（１２６）に含まれる仮想セル（４１８）間の容量差を最小化するものと、前記仮想セル（４１８）を含むモジュール（４０２、４０４、４０６、４０８、４１０、４１２）のインピーダンス差を最小化するものと、前記仮想セル（４１８）間のインピーダンス差を最小化するものと、を含む、付記１５に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体（５１０）。
【００９０】
付記１９．    前記規則及び制約条件は、前記複数の部品（１１０、１１２）における個々の部品が、前記電池（１２６）用の前記電池設計レイアウト（１２２）に含まれる前記複数の配置位置（４１４）のうちの１つ配置位置にのみ使用されるものであり、且つ、どの配置位置にも、１つ又は複数の個別部品（１１０、１１２）からなる１つの組みのみが配置されるとの制約を含む、付記１５に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体（５１０）。
【００９１】
付記２０．  前記動作パラメータは、前記複数の部品（１１０、１１２）に関する容量、インピーダンス、電圧または電流を含む、付記１５に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体（５１０）。
【００９２】
本開示について、その実施態様の例を参照しながら説明を行ったが、当業者であれば、本開示の真の思想及び範囲から逸脱することなく、記載の実施態様に様々な変更を加えることが可能であろう。本明細書で用いる用語及び説明は例示に過ぎず、限定を意図するものではない。例えば、複数の例を挙げて上述のプロセスを説明したが、これらプロセスの工程は、説明の順序とは異なる順序で実行してもよいし、同時に実行してもよい。更に、「含み」、「含む」、「有し」、「有する」、「備える」等、種々の表現が詳細な説明で用いられているが、これらは、他の要素が排除されず、包括的に具備されることを意図したものである。本明細書において、「〜のうちの１つ又は複数」及び「〜のうちの少なくとも１つ」という表現が、例えば、アイテムＡ及びＢからなるリストについて用いられる場合、これらの表現は、Ａのみ、Ｂのみ、若しくは、Ａ及びＢであることを意味する。更に、特に明記しない場合、「〜の組」という表現は、「１つ又は複数の〜」と解釈されるべきである。また、「接続する／結合する」等の表現は、間接的又は直接的な接続を意味している。よって、第１装置が第２装置に接続されている場合、その接続は、直接的な接続である場合もあるし、他の装置、コンポーネント、及び接続を介した間接的な接続である場合もある。
【図１】
2017208081.tif 000030
【図２】
2017208081.tif 000031
【図３Ａ】
2017208081.tif 000032
【図３Ｂ】
2017208081.tif 000033
【図３Ｃ】
2017208081.tif 000034
【図４Ａ】
2017208081.tif 000035
【図４Ｂ】
2017208081.tif 000036
【図５】
2017208081.tif 000037
【図６】
2017208081.tif 000038
【外国語明細書】
2017208081000001.pdf
2017208081000002.pdf
2017208081000003.pdf
2017208081000004.pdf