特表 2023-513339 バッテリ製造中にバッテリバンクを使用するバッテリ充放電

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-03-30

(54)【発明の名称】バッテリ製造中にバッテリバンクを使用するバッテリ充放電

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20230323BHJP

   H02J 7/02 20160101ALI20230323BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20230323BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20230323BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 303C

H02J7/02 F

H02J7/00 302C

H01M10/44 P

H01M10/48 P

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022548750

(86)(22)【出願日】2021-01-11

(85)【翻訳文提出日】2022-08-23

(86)【国際出願番号】 IB2021050171

(87)【国際公開番号】W WO2021161110

(87)【国際公開日】2021-08-19

(31)【優先権主張番号】16/792,049

(32)【優先日】2020-02-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】519445152

【氏名又は名称】テクトロニック コードレス ジーピー

【氏名又は名称原語表記】Ｔｅｃｈｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｒｄｌｅｓｓ ＧＰ

【住所又は居所原語表記】１００ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｗａｙ Ａｎｄｅｒｓｏｎ ＳＣ ２９６２１ Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ

(74)【代理人】

【識別番号】100196449

【弁理士】

【氏名又は名称】湯澤 亮

(72)【発明者】

【氏名】ファトゥー、デニス ガストン

(72)【発明者】

【氏名】スブラマニアン、アディティア

【テーマコード（参考）】

5G503

5H030

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503AA04

5G503BA02

5G503BB02

5G503CA08

5G503EA05

5G503GD03

5G503GD06

5G503HA02

5H030AA10

5H030BB01

5H030BB21

5H030FF24

5H030FF41

5H030FF42

5H030FF43

5H030FF44

5H030FF52

(57)【要約】

装置が、複数のバッテリを含むバッテリセットの製造中に複数のバッテリに電気的に接続するように構成された充電回路を含む。装置は、複数のバッテリの各バッテリの形成プロセス中に、複数のバッテリに電荷を供給し、形成プロセス中に、複数のバッテリから電荷を受け取るように構成されたバッテリバンクをさらに含む。バッテリバンクは、バッテリバンクが、バッテリセットの複数のバッテリごとに、少なくとも閾値充電率に基づいて特定の数のバッテリを同時に充電し、バッテリセットの複数のバッテリごとに、少なくとも閾値放電率に基づいて特定の数のバッテリを同時に放電することを可能にする少なくとも１つの属性を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の複数のバッテリを含むバッテリセットの製造中に、製造ラインの形成ステーションに前記第１の複数のバッテリを配置した際に、前記第１の複数のバッテリに電気的に接続するように構成された充電回路と、
前記充電回路に結合されたバッテリバンクであって、前記バッテリバンクは、前記第１の複数のバッテリの各バッテリの第１の形成プロセス中に、前記第１の複数のバッテリに電荷を供給し、前記第１の形成プロセス中に、前記第１の複数のバッテリから前記電荷を受け取るように構成される、バッテリバンクと、
を備える装置であって、
前記充電回路は、前記形成ステーションに第２の複数のバッテリを配置した際に、前記バッテリセットの前記第２の複数のバッテリに電気的に接続するようにさらに構成され、
前記バッテリバンクは、前記第２の複数のバッテリの各バッテリの第２の形成プロセス中に、前記第２の複数のバッテリに前記電荷を供給し、前記第２の形成プロセス中に、前記第２の複数のバッテリから前記電荷を受け取るようにさらに構成され、
前記バッテリバンクの少なくとも１つの属性は、前記バッテリバンクが、前記バッテリセットの複数のバッテリごとに、少なくとも閾値充電率に基づいて特定の数のバッテリを同時に充電することを可能にし、
前記バッテリバンクの前記少なくとも１つの属性は、前記バッテリバンクが、前記バッテリセットの複数のバッテリごとに、少なくとも閾値放電率に基づいて前記特定の数のバッテリを同時に放電することをさらに可能にする、
装置。

【請求項2】

前記少なくとも１つの属性は、前記バッテリバンクのエネルギー貯蔵容量、前記バッテリバンクのインピーダンス、前記バッテリバンクのバッテリの数、又は前記バッテリバンクのセルタイプのうちの１つ又は複数を含む、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記製造ラインは、前記形成ステーションに結合され、前記第１の複数のバッテリ及び前記第２の複数のバッテリに対してエージングプロセスを実行するように構成された、１つ又は複数のエージングステーションをさらに含む、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記充電回路及び前記バッテリバンクに結合されたコントローラをさらに備え、前記コントローラは、前記バッテリバンクから前記第１の複数のバッテリへの前記電荷の移動、前記第１の複数のバッテリから前記バッテリバンクへの前記電荷の戻し、前記バッテリバンクから前記第２の複数のバッテリへの前記電荷の移動、及び前記第２の複数のバッテリから前記バッテリバンクへの前記電荷の戻しを制御するように構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記コントローラは、前記第１の形成プロセスと関連付けられた１つ又は複数のパラメータの指標を受け取るようにさらに構成される、請求項４に記載の装置。

【請求項6】

前記１つ又は複数のパラメータは、前記電荷の移動と関連付けられた電圧レベル又は電流量のうちの１つ又は複数を含む、請求項５に記載の装置。

【請求項7】

前記コントローラは、第１のコマンドを受け取るように構成されたコマンドインタフェースを含み、前記コントローラは、前記第１のコマンドに応答して、前記バッテリバンクから前記第１の複数のバッテリへの前記電荷の移動を開始するようにさらに構成される、請求項４に記載の装置。

【請求項8】

前記コマンドインタフェースは、第２のコマンドを受け取るようにさらに構成され、前記コントローラは、前記第２のコマンドに応答して、前記第１の複数のバッテリから前記バッテリバンクへの前記電荷の戻しを開始するようにさらに構成される、請求項７に記載の装置。

【請求項9】

前記バッテリバンクは、複数のリチウムイオンバッテリ（ＬｉＢ）を含む、請求項１に記載の装置。

【請求項10】

前記バッテリバンクは、複数の鉛酸バッテリを含む、請求項１に記載の装置。

【請求項11】

前記バッテリバンクは、複数のナトリウムイオンバッテリ（ＮＩＢ）を含む、請求項１に記載の装置。

【請求項12】

第１の複数のバッテリを含むバッテリセットの製造中に、製造ラインの形成ステーションに前記第１の複数のバッテリを配置した際に、充電回路を前記第１の複数のバッテリに接続することと、
前記第１の複数のバッテリの各バッテリの第１の形成プロセス中に、バッテリバンクから前記第１の複数のバッテリに電荷を供給することと、
前記第１の形成プロセス中に、前記第１の複数のバッテリから前記バッテリバンクで前記電荷を受け取ることと、
前記形成ステーションに第２の複数のバッテリを配置した際に、前記充電回路を前記バッテリセットの前記第２の複数のバッテリに接続することと、
前記第２の複数のバッテリの各バッテリの第２の形成プロセス中に、前記バッテリバンクから前記第２の複数のバッテリに前記電荷を供給することと、
前記第２の形成プロセス中に、前記第２の複数のバッテリから前記バッテリバンクで前記電荷を受け取ることと、
を含む方法であって、
前記バッテリバンクの少なくとも１つの属性は、前記バッテリバンクが、前記バッテリセットの複数のバッテリごとに、少なくとも閾値充電率に基づいて特定の数のバッテリを同時に充電することを可能にし、
前記バッテリバンクの前記少なくとも１つの属性は、前記バッテリバンクが、前記バッテリセットの複数のバッテリごとに、少なくとも閾値放電率に基づいて前記特定の数のバッテリを同時に放電することをさらに可能にする、
方法。

【請求項13】

前記少なくとも１つの属性は、前記バッテリバンクのエネルギー貯蔵容量、前記バッテリバンクのインピーダンス、前記バッテリバンクのバッテリの数、又は前記バッテリバンクのセルタイプのうちの１つ又は複数を含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記バッテリバンク及び前記充電回路に結合されたコントローラによって、前記第１の形成プロセスと関連付けられた１つ又は複数のパラメータの指標を受け取ることをさらに含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項15】

前記１つ又は複数のパラメータは、前記電荷の移動と関連付けられた電圧レベル又は電流量のうちの１つ又は複数を含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

第１の複数のバッテリを含むバッテリセットの製造中に、製造ラインの形成ステーションに前記第１の複数のバッテリを配置した際に、前記第１の複数のバッテリに電気的に接続するように構成された充電回路、
前記充電回路に結合されたバッテリバンクであって、前記バッテリバンクは、前記第１の複数のバッテリの各バッテリの第１の形成プロセス中に、前記第１の複数のバッテリに電荷を供給し、前記第１の形成プロセス中に、前記第１の複数のバッテリから前記電荷を受け取るように構成される、バッテリバンク、であって、
前記充電回路は、前記形成ステーションに第２の複数のバッテリを配置した際に、前記バッテリセットの前記第２の複数のバッテリに電気的に接続するようにさらに構成され、
前記バッテリバンクは、前記第２の複数のバッテリの各バッテリの第２の形成プロセス中に、前記第２の複数のバッテリに前記電荷を供給し、前記第２の形成プロセス中に、前記第２の複数のバッテリから前記電荷を受け取るようにさらに構成され、
前記バッテリバンクの少なくとも１つの属性は、前記バッテリバンクが、前記バッテリセットの複数のバッテリごとに、少なくとも閾値充電率に基づいて特定の数のバッテリを同時に充電することを可能にし、
前記バッテリバンクの前記少なくとも１つの属性は、前記バッテリバンクが、前記バッテリセットの複数のバッテリごとに、少なくとも閾値放電率に基づいて前記特定の数のバッテリを同時に放電することをさらに可能にする、充電回路、バッテリバンクと、
前記充電回路及び前記バッテリバンクに結合されたコントローラであって、前記コントローラは、前記第１の複数のバッテリ、前記第２の複数のバッテリ、及び前記バッテリバンクの間の前記電荷の移動を制御するように構成される、コントローラと、
を備えるシステム。

【請求項17】

前記コントローラは、前記第１の形成プロセスと関連付けられた１つ又は複数のパラメータの指標を受け取るようにさらに構成される、請求項１６に記載のシステム。

【請求項18】

前記１つ又は複数のパラメータは、前記電荷の移動と関連付けられた電圧レベル又は電流量のうちの１つ又は複数を含む、請求項１７に記載のシステム。

【請求項19】

前記コントローラは、第１のコマンドを受け取るように構成されたコマンドインタフェースを含み、前記コントローラは、前記第１のコマンドに応答して、前記バッテリバンクから前記第１の複数のバッテリへの前記電荷の移動を開始するようにさらに構成される、請求項１６に記載のシステム。

【請求項20】

前記コマンドインタフェースは、第２のコマンドを受け取るようにさらに構成され、前記コントローラは、前記第２のコマンドに応答して、前記第１の複数のバッテリから前記バッテリバンクへの前記電荷の戻しを開始するようにさらに構成される、請求項１９に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年２月１４日に申請された、米国特許出願第１６／７９２，０４９号の優先権を主張するものであり、同出願は、全体として参照により本明細書に援用される。

【0002】

本発明は、一般に、バッテリに関し、より詳細には、バッテリ製造中にバッテリバンクを使用するバッテリ充放電に関する。

【背景技術】

【0003】

さまざまな形のバッテリの使用は、今日の世界でほとんどどこにでも存在するようになった。電動工具（例えば、ドリル、のこぎり、草刈り機、送風機、研磨機など）、小型電気製品（例えば、ミキサ、ブレンダ、コーヒーグラインダなど）、通信デバイス（例えば、スマートフォン、パーソナル・デジタル・アシスタントなど）、及びオフィス機器（例えば、コンピュータ、タブレット、プリンタなど）などの、ポータブル又はコードレスデバイスがますます普及しているので、さまざまな化学的性質及び構成のバッテリ技術の使用は、普通である。

【0004】

バッテリ製造は、通常、物理的組み立てプロセス、形成プロセス、及び他のプロセスなどの複数のプロセスを含む。形成プロセスは、バッテリセルを繰り返し充電及び放電して、バッテリセルの作業物質を作成又は活性化することを含み得る。本明細書で言及するように、特定の形成プロセスは、複数のバッテリ、バッテリ群、又はバッテリのサブセットに対して実行される。例えば、本明細書で言及するように、第１の形成プロセスを第１の複数のバッテリ（又は第１のバッテリ群若しくはバッテリのサブセット）に対して実行してもよく、第１の形成プロセスの後に、第２の形成プロセスを第２の複数のバッテリ（又は第２のバッテリ群若しくはバッテリのサブセット）に対して実行してもよい。

【0005】

形成プロセスは、大量のエネルギーの使用を伴う可能性があり、結果としてバッテリセル製造工場のエネルギーフットプリントが大きくなる。例えば、バッテリセル製造工場は、別のバッテリ群を反復的に充電及び放電する前などに、数時間又は数日にわたってバッテリ群を反復的に充電及び放電し得る。各バッテリ群を反復的に充電及び放電することが比較的大量のエネルギーを使用する場合、バッテリ製造のコストが高くなる可能性があり、放電の結果としてエネルギーが浪費され、製造設備にエネルギーを供給する送電網に不必要な負担をかける。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の少なくともいくつかの態様によるバッテリセル製造工場は、バッテリバンクを使用して形成プロセスを実行するように構成される。例えば、主電源電力供給（例えば、送電網）を使用して形成プロセス中にバッテリ群を充電し、次に抵抗負荷を使用してバッテリ群を放電する代わりに、形成プロセスの充電部分の間にエネルギーをバッテリパックからバッテリ群に提供し、次に、形成プロセスの放電部分の間にバッテリバンクに戻すことができる。形成プロセスの完了後、バッテリバンクに貯蔵されたエネルギーは、１つ又は複数の他の形成プロセス中に、１つ又は複数の他のバッテリ群を充電するために使用することができる。結果として、エネルギーは複数のバッテリ群の間で「リサイクル」され、主電源電力供給を使用してバッテリを充電し、次に抵抗負荷を介してバッテリを放電する製造プロセスなどの、ある特定の他の製造プロセスと比較して、エネルギー消費が削減され、形成プロセスを遂行するために利用されるシステムのエネルギー効率が改善される。

【0007】

バッテリバンクは、複数のバッテリ群の間でエネルギーの「リサイクル」を可能にする少なくとも１つの属性を有する。少なくとも１つの属性は、バッテリバンクが、少なくとも閾値充電率に基づいて各形成プロセス中に特定の数のバッテリを同時に充電し、少なくとも閾値放電率に基づいて形成プロセス中に特定の数のバッテリを同時に放電することを可能にする。さらに、少なくとも１つの属性は、バッテリバンクが、複数の形成プロセス中に複数のバッテリ群を反復的に充電及び放電することを可能にする。

【0008】

例示すると、いくつかの実装形態で、各バッテリ群は、数百個のバッテリ、数千個のバッテリ、又は別の数のバッテリなどの比較的多数のバッテリを含む。この場合、バッテリバンクは、バッテリ群の合計エネルギー貯蔵容量以上のエネルギー貯蔵容量など、比較的大きなエネルギー貯蔵容量を有し得る。代替として、又は加えて、バッテリバンクのインピーダンスは、閾値充電率、閾値放電率又はその両方を可能にするように設定され得る。いくつかの実装形態で、バッテリバンクのインピーダンスは、バッテリ群の合計インピーダンスと整合される。

【0009】

代替として、又は加えて、いくつかの実施例で、バッテリバンクに含まれるバッテリの数は、バッテリバンクのエネルギー貯蔵容量がバッテリ群の合計エネルギー貯蔵容量以上であるように選択され得る。代替として、又は加えて、いくつかの実装形態で、バッテリバンクの特定のセルタイプが、閾値充電率、閾値放電率又はその両方を可能にするように選択される。

【0010】

当然のことながら、バッテリバンクを使用したエネルギーの「リサイクル」は、通常、バッテリバンクの放電及び再充電中の熱エネルギー散逸に起因する寄生エネルギー損失などのエネルギー損失と関連付けられる。エネルギー損失を補償するために、再充電回路（例えば、「トップオフデバイス」）をバッテリバンクに含むか、又は結合することができる。再充電回路は、エネルギー損失を考慮するためにバッテリバンクを再充電するように構成され得る。さらに例示すると、再充電回路は、主電源電力供給又は発電機などの電源への接続を含み得る。いくつかの実装形態で、再充電回路は、タイマ回路及びスイッチを含む。タイマ回路は、スイッチを作動させることによって、バッテリバンクを電源に定期的に結合するように構成され得る（例えば、例示的な実施例として、形成プロセスの閾値数に達した際又は閾値時間間隔の後）。バッテリバンクを再充電した後、（例えば、スイッチの作動を停止させることによって）再充電回路を電源から切断することができる。

【0011】

本開示のある特定の態様と関連付けられた１つの追加の技術的利点は、ブラックアウト事象、ブラウンアウト事象、又はその両方などの供給停止を受ける可能性がある配電網への依存が軽減されることである。例えば、バッテリセル製造工場は、多くの場合、発展途上国に位置し得る。いくつかの発展途上国で、配電網によって供給される電力は、信頼性に欠け、供給停止（例えば、ブラックアウト事象、ブラウンアウト事象、又はその両方）を受ける可能性がある。本開示の態様によるバッテリバンクを使用して形成プロセスを実行することによって、形成プロセス中のバッテリに供給される電力の中断が軽減又は回避され得る。結果として、いくつかの事例では、バッテリバンクの使用が、停電に起因する形成プロセスの中断によって引き起こされるバッテリの損傷の回避を可能にし、バッテリの歩留まりを向上させることができる。

【0012】

上記は、以下の本発明の詳細な説明がよりよく理解され得るように、本発明の特徴及び技術的利点をかなり大まかに概説した。本発明の特許請求の範囲の主題を形成する、本発明の追加の特徴及び利点を以下に説明する。開示された概念及び具体的な実施形態が、本発明の同じ目的を遂行するための他の構造を修正又は設計するための基礎として容易に利用され得ることは、当業者によって認識されるべきである。同様に、そのような均等構成が、添付の特許請求の範囲に明記された本発明の趣旨及び範囲から逸脱しないことは、当業者によって了解されるべきである。本発明に特有であると考えられる新規な特徴は、その組織及び動作方法の両方に関して、さらなる目的及び利点とともに、添付図と関連して考慮されるとき、以下の説明からよりよく理解されるであろう。しかしながら、各図は、例示及び説明のみを目的として提供され、本発明の限定の定義として意図されていないことが明確に理解されるはずである。

【0013】

本発明のより完全な理解のために、ここで、添付図面と併用される以下の説明を参照する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本開示のいくつかの態様による、形成ライン、充電回路、及びバッテリバンクを含むシステムを示す。

【図2】本開示のいくつかの態様による、図１のシステムの別の視点を示す。

【図3】本開示のいくつかの態様による、図１又は図２のシステムによって実行され得る方法を例示するフローチャートを示す。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図１を参照すると、システムの特定の例示的な実施例が描写され、全体として１００に指定される。特定の実施例で、システム１００は、バッテリセル製造工場に対応するか、又はその中に含まれる。

【0016】

図１の実施例で、システム１００は、製造ライン１０２、コントローラ１１０、充電回路１２８、及びバッテリバンク１３０を含む。製造ライン１０２は、バッテリセット１４０の製造中に動作を実行するように構成される。いくつかの実施例で、バッテリセット１４０は、数千個のバッテリ又は別の数のバッテリなどの、特定の数のバッテリを含む。いくつかの実装形態で、製造ライン１０２は、バッテリセット１４０を大量生産するための製造プロセスを実行するように構成される。バッテリセット１４０は、非限定的な例示的な実施例として、リチウムイオンバッテリ（ＬｉＢ）、ナトリウムイオンバッテリ（ＮＩＢ）、固体バッテリ、又は他のバッテリを含み得る。

【0017】

コントローラ１１０は、製造ライン１０２、充電回路１２８、及びバッテリバンク１３０に結合される。いくつかの実施例で、コントローラ１１０は、コマンドインタフェース１１２を含む。特定の実施例で、コントローラ１１０は、プロセッサと、プロセッサに結合され、製造ライン１０２の１つ又は複数の動作などの、本明細書で説明した１つ又は複数の動作を開始、実行、又は制御するためのプロセッサによって実行可能な命令を格納するように構成されたメモリとを含む。

【0018】

システム１００の動作中に、製造ライン１０２は、バッテリセット１４０と関連付けられた製造動作を実行する。例示すると、いくつかの実施例で、製造ライン１０２は、バッテリセット１４０の第１の複数のバッテリ１４２（例えば、バッテリセット１４０の第１の適切なサブセット）を受け取り、第１の複数のバッテリ１４２に対してある特定の製造プロセスを実行するように構成される。図１の実施例で、製造ライン１０２は、第１の複数のバッテリ１４２の各バッテリの第１の形成プロセスを実行するように構成される。製造ライン１０２は、バッテリセット１４０のバッテリに含まれるセルの特性を制御するように構成されたインフラストラクチャを含む。

【0019】

例えば、図２を参照すると、本開示による図１の製造ライン１０２の代表的な態様を例示するブロック図が示されている。図２に例示された実施例で、製造ライン１０２は、形成ステーション２０６を含む。形成ステーション２０６は、充電回路１２８に結合される。いくつかの実装形態で、製造ライン１０２は、エージングステーション２０４及びエージングステーション２０８などの、形成ステーション２０６に結合された１つ又は複数のエージングステーションをさらに含む。製造ライン１０２は、分類ステーション２１０、試験ステーション２１２、並びに検査及び識別ステーション２１４を同様に含む。図２に描写されたステーションの数、タイプ、及び順序は、例示的なものであり、他の実装形態は、異なる数のステーション、異なるタイプのステーション、異なる順序のステーション、又はそれらの組み合わせを含み得ることが留意される。

【0020】

動作中、コントローラ１１０は、製造ライン１０２の動作を開始又は制御する。例えば、コントローラ１１０は、エージングステーション２０４によって実行されるエージングプロセスの動作を開始又は制御するように構成され得る。いくつかの実装形態で、エージングステーション２０４は、バッテリセット１４０の製造中に環境エージングプロセスを実行するように構成され、エージングステーション２０８は、バッテリセット１４０の製造中に高温エージングプロセスを実行するように構成される。別の実装形態で、エージングステーション２０４は、バッテリセット１４０の製造中に高温エージングプロセスを実行するように構成され、エージングステーション２０８は、バッテリセット１４０の製造中に環境エージングプロセスを実行するように構成される。他の実装形態で、異なる数のエージングプロセス又は異なる数のエージングステーションを使用することができる。

【0021】

いくつかの実施例で、コントローラ１１０は、エージングステーション２０４によって実行されるエージングプロセスの完了を決定し、エージングステーション２０４から形成ステーション２０６への第１の複数のバッテリ１４２の移動を開始するように構成され得る。いくつかの実装形態で、１つのステーションから別のステーションへの第１の複数のバッテリ１４２の移動は、製造ライン１０２の自動搬送システムを作動させることを含む。自動搬送システムは、非限定的な例示的な実施例として、エージングステーション２０４から形成ステーション２０６へなど、１つのステーションから別のステーションへと１つ又は複数の第１の複数のバッテリ１４２を移動させるように構成され得る。第１の複数のバッテリ１４２は、輸送中に搬送システムに対して所望の向き及び／又は位置に第１の複数のバッテリを保持するように構成されたトレー又は他の機構などの１つ又は複数の容器で搬送システムを介して輸送され得る。

【0022】

充電回路１２８は、第１の複数のバッテリ１４２が形成ステーション２０６に到着した際に、第１の複数のバッテリ１４２に電気的に接続するように構成される。例えば、いくつかの実装形態で、充電回路１２８は、第１の複数のバッテリ１４２のバッテリ端子に付着するように構成された複数のリード線を含む。形成ステーション２０６は、バッテリ端子が複数のリード線にアクセスできるように第１の複数のバッテリ１４２を方向づけるなど、電気的接続を容易にする方式で第１の複数のバッテリ１４２を方向づけるように構成された、バッテリレセプタクル又は他のタイプの構成要素を含み得る。

【0023】

第１の複数のバッテリ１４２が第１の形成プロセスの充電フェーズを容易にするために形成ステーション２０６に位置している間に、バッテリバンク１３０は、第１の複数のバッテリ１４２に電荷１３２を供給するように構成される。例えば、バッテリバンク１３０は、充電回路１２８を介して（例えば、第１の形成プロセス中に第１の複数のバッテリ１４２に取り付けられた充電回路１２８の１つ又は複数のリード線を使用して）第１の複数のバッテリ１４２に電荷１３２を移動させるように構成され得る。第１の形成プロセスは、充電フェーズ中に第１の複数のバッテリ１４２に提供された電荷１３２又は電荷１３２の一部が充電回路１２８を介してバッテリバンク１３０に戻される放電フェーズを同様に含む。例えば、バッテリバンク１３０は、第１の形成プロセスの放電フェーズ中に第１の複数のバッテリ１４２から電荷１３２の少なくとも一部を受け取るように構成され、ここで放電フェーズは、第１の複数のバッテリ１４２に電荷１３２を提供した後に（例えば、充電フェーズの後に）起こる。例えば、バッテリバンク１３０は、充電回路１２８を介して（例えば、第１の形成プロセス中に第１の複数のバッテリ１４２に取り付けられた充電回路１２８の１つ又は複数のリード線を使用して）第１の複数のバッテリ１４２から電荷１３２を受け取るように構成され得る。

【0024】

いくつかの実施例で、形成ステーション２０６は、第１の形成プロセス中の特定の数の充電／放電サイクル、第１の形成プロセス中の特定の時間継続の間、１つ若しくは複数の他の基準に基づいて、又はそれらの組み合わせで、第１の複数のバッテリ１４２を反復的に充電及び放電するように構成される。いくつかの実装形態で、第１の形成プロセスは、第１の複数のバッテリ１４２のアノードの表面上に１つ又は複数の層を作成することを含む。１つ又は複数の層は、例示的な実施例として、固体電解質相間（ＳＥＩ）層を含み得る。コントローラ１１０は、バッテリバンク１３０を使用して第１の複数のバッテリ１４２を充電することによって、バッテリバンク１３０を使用して第１の複数のバッテリ１４２を放電することによって、又はその両方など、第１の複数のバッテリ１４２の充電又は放電を制御することによって１つ又は複数の層の作成を開始するように構成され得る。コントローラ１１０は、第１の複数のバッテリ１４２のアノードの表面上にＳＥＩ層を作成する、第１の複数のバッテリ１４２に提供される電流の範囲及び電圧の範囲を決定するように構成され得る。いくつかの実装形態で、ＳＥＩ層の作成は、バッテリセルの性能及び安定性を向上させる。

【0025】

特定の実施例で、コントローラ１１０は、第１の形成プロセスの完了を検出することに応答して、形成ステーション２０６からエージングステーション２０８への第１の複数のバッテリ１４２の移動を開始するように構成され、ここで第１の形成プロセスの完了は、単一の充電／放電サイクル又は複数の充電／放電サイクルに続いて起こり得る。第１の形成プロセスの後、１つ又は複数の他の動作が第１の複数のバッテリ１４２に対して実行され得る。例示すると、いくつかの実施例で、エージングプロセスが、第１の形成プロセスの後、エージングステーション２０８において、第１の複数のバッテリ１４２に対して実行される。いくつかの実施例で、エージングステーション２０４は、環境エージングプロセス（例えば、室温（ＲＴ）エージングプロセス）又は高温（ＨＴ）エージングプロセスのうちの一方を実行するように構成され、エージングステーション２０８は、環境エージングプロセス又は高温エージングプロセスのうちの他方を実行するように構成される。いくつかの実装形態で、１つ又は複数のエージングプロセスの使用は、１つ又は複数の層（例えば、ＳＥＩ層）の安定化を可能にする。いくつかの実施例で、ＳＥＩ層は、（例えば、１つ又は複数のエージングプロセスの完了後に、第１の複数のバッテリ１４２と関連付けられた、電圧特性、インピーダンス特性、又は電流特性のうちの１つ又は複数を試験することによって）１つ又は複数のセル欠陥について検査される。ＲＴエージングプロセス又はＨＴエージングプロセスの使用は、バッテリの化学的性質、さまざまな電解質溶媒及び添加物の使用、１つ若しくは複数の他のパラメータ、又はそれらの組み合わせに関連し得る。特定のエージングプロセスは例示のために説明されており、他の実装形態は、図２の実施例を参照して説明したものとは異なる数、タイプ、又は順序のエージングプロセスを含み得ることを認識されたい。例えば、異なるバッテリの化学的性質又は製造プロセスは、異なる数、タイプ、又は順序のエージングプロセスと関連付けられる場合がある。

【0026】

さらに例示すると、エージングプロセスに関連して、バッテリセルは、ある特定の充電レベルまで（例えば、１００％充電状態（ＳＯＣ）まで）充電され得、プロセスに応じてある特定の温度（例えば、ＲＴ又はＨＴ）に留まることができる。例えば、コントローラ１１０は、第１の複数のバッテリ１４２を１００％ＳＯＣまで充電し、１つ又は複数のエージングプロセスを開始する間、後、又は前に、１００％ＳＯＣを検証するように構成され得る。コントローラ１１０は、セル電圧及び交流内部抵抗（ＡＣＩＲ）などの、エージングプロセス中の１つ又は複数のバッテリセルパラメータを監視するように構成され得る。

【0027】

エージングプロセスが完了した際に、コントローラ１１０は、１つ又は複数のバッテリセルパラメータを検証するように構成され得る。コントローラ１１０は、１つ又は複数のバッテリセルパラメータの検証に基づいて、バッテリセルを「合格」又は「不合格」にするように構成され得る。例示すると、コントローラ１１０は、エージングプロセスの完了後に、セル電圧がセル設計に応じた特定の電圧閾値よりも大きいことを検証するように構成され得る。代替として、又は加えて、いくつかの製作プロセスで、コントローラ１１０は、エージングプロセスの完了後に、セルＡＣＩＲがＡＣＩＲ閾値よりも小さいことを検証するように構成される。

【0028】

検証の後に、検証動作を満たすバッテリを「合格」として承認し、梱包及び出荷のために準備することができる。１つ又は複数の検証動作を満たすことができないセルを有するバッテリは、拒絶される（例えば、廃棄又はリサイクルされる）か、フラグを付けられる（例えば、検証動作に不適合、又は「合格」していないとして）か、又は１つ若しくは複数の他の動作を受ける可能性がある。いくつかの実施例で、バッテリは、第１級（例えば、「最高」性能のバッテリ用）、第２級（例えば、典型的な性能特性を有するバッテリ用）、及び第３級などの複数の等級と関連付けられた等級付けシステムに従って（例えば、セル試験又は検証中に決定されるセル性能に基づいて）「等級付け」される。バッテリは、等級付けシステムに基づいて異なるデバイスに実装され得る。一例として、第１級と関連付けられたバッテリは、第１のタイプのデバイスに実装され得、第２級と関連付けられたバッテリは、第２のタイプのデバイスに実装され得、第３級と関連付けられたバッテリは、廃棄又はリサイクルされ得る。他の実装形態で、異なる数の等級（例えば、２つの等級、４つの等級、又は別の数の等級）を使用することなどによって、１つ又は複数の他の等級付けシステム又は技術が使用され得る。一態様で、等級付けシステムは、顧客によって指定された特定の等級に合致するバッテリを各顧客に提供するなど、異なる顧客にバッテリを分配するために使用され得る。セルがいずれの顧客要件も満たさない場合、それは廃棄／リサイクルされなければならない。

【0029】

いくつかの実施例で、分類ステーション２１０は、バッテリセット１４０の分類を実行するように構成される。例えば、分類ステーション２１０は、第１の複数のバッテリ１４２のバッテリを分類する第１の分類プロセスを実行するように構成され得る。特定の実装形態に応じて、バッテリ分類は、エージングステーション２０４、２０８によって実行されるエージングプロセスの前、間、又は後に実行することができる。いくつかの実施例で、バッテリ分類は、例示的な実施例として、バッテリ性能又は容量に基づいてバッテリを等級付け及び分類することを含む。

【0030】

図２の実施例で、試験ステーション２１２は、バッテリセット１４０の試験を実行するように構成される。例えば、試験ステーション２１２は、第１の複数のバッテリ１４２の第１の試験プロセスを実行するように構成され得る。いくつかの実施例で、バッテリ試験は、各複数のバッテリの開回路電圧（ＯＣＶ）試験、各複数のバッテリの交流内部抵抗（ＡＣＩＲ）試験、１つ若しくは複数の他の試験、又はそれらの組み合わせを含む。

【0031】

いくつかの実施例で、検査及び識別ステーション２１４は、バッテリセット１４０の検査、バッテリセット１４０の識別、又はそれらの組み合わせを実行するように構成される。例えば、検査及び識別ステーション２１４は、第１の複数のバッテリ１４２の第１の目視検査及び識別（例えば、カメラ又は別のデバイスを使用して）を実行するように構成され得る。

【0032】

いくつかの実施例で、検査及び識別ステーション２１４によって実行される検査及び識別は、バッテリセット１４０の１つ又は複数のバッテリの出荷状態電圧を検証することを含み得る。いくつかの実施例で、検査及び識別ステーション２１４は、（例えば、複数のバッテリの各出荷状態電圧を並行して試験することによって）バッテリセット１４０の各バッテリの出荷状態電圧を試験するように構成される。別の実施例で、検査及び識別ステーション２１４は、出荷状態電圧検証用のバッテリセット１４０のサンプルをランダムに又は疑似ランダムに選択することなどによって、バッテリセット１４０のサンプルの出荷状態電圧を検証するように構成される。いくつかの実装形態で、検査及び検証は、バッテリ電圧チェック、バッテリ・インピーダンス・チェック、及び目視チェックを実行することを含む。代替として、又は加えて、バッテリ電圧チェック、バッテリ・インピーダンス・チェック、及び目視チェックのうちの１つ又は複数が、分類ステーション２１０によって実行される分類中に実行され得る。いくつかの実施例で、バッテリ電圧チェック、バッテリ・インピーダンス・チェック、及び目視チェックは、非侵入的であり、バッテリセルの特定の状態（例えば、「ネイティブ」状態）を変更することなく実行される。

【0033】

図１に戻って参照すると、第１の複数のバッテリ１４２及び製造ライン１０２を参照して説明した１つ又は複数の動作は、バッテリセット１４０の第２の複数のバッテリ１４４（例えば、第１の複数のバッテリ１４２とは異なる、バッテリセット１４０の第２の適切なサブセット）などの、バッテリセット１４０の他のバッテリに関して実行され得る。例示すると、形成ステーション２０６は、製造ライン１０２によるバッテリセット１４０の製造中に第２の複数のバッテリ１４４を受け取るように構成され、充電回路１２８は、上述のように、形成ステーション２０６に第２の複数のバッテリ１４４を配置した際に、第２の複数のバッテリ１４４に電気的に接続するように構成される。

【0034】

バッテリバンク１３０は、第２の複数のバッテリ１４４の各バッテリの第２の形成プロセスの充電フェーズ中に、第２の複数のバッテリ１４４に電荷１３２を供給するように構成される。バッテリバンク１３０は、第２の形成プロセスの放電フェーズ中に第２の複数のバッテリ１４４から電荷１３２の少なくとも一部を受け取るように構成される。

【0035】

いくつかの実施例で、バッテリセット１４０の各バッテリは、形成プロセスの完了前などに、バッテリバンク１３０を使用して特定の出荷状態電圧レベルまで充電（又は放電）される。例示すると、ある特定の出荷、貯蔵、及び取り扱い技術は、バッテリのある特定の充電レベル（例えば、８０パーセント充電、５０パーセント充電、２０パーセント充電、又は別のパーセント充電）を伴う場合がある。いくつかの実施例で、複数のバッテリの充電状態は、バッテリバンク１３０を充電又は放電することによる複数のバッテリの形成プロセスの完了前に、特定の出荷状態電圧レベルに設定される。

【0036】

いくつかの実装形態で、コントローラ１１０は、製造ライン１０２の動作を制御するように構成される。例えば、コントローラ１１０は、バッテリバンク１３０から第１の複数のバッテリ１４２への電荷１３２の移動、第１の複数のバッテリ１４２からバッテリバンク１３０への電荷１３２の少なくとも一部の戻し、バッテリバンク１３０から第２の複数のバッテリ１４４への電荷１３２の移動、及び第２の複数のバッテリ１４４からバッテリバンク１３０への電荷１３２の少なくとも一部の戻しを制御するように構成され得る。

【0037】

さらに例示すると、いくつかの実装形態で、コントローラ１１０は、第１の形成プロセス中に実行される充電／放電サイクルの実行回数を追跡する値を格納するように構成されたカウンタを含むか、又はこれに結合される。コントローラ１１０は、この値が充電／放電サイクルの閾値回数を満たすことに応答して第１の形成プロセスの完了を検出するように構成され得る。別の実施例で、値は、第１の形成プロセスの実行時間継続を追跡し、コントローラ１１０は、値が閾値時間継続を満たすことに応答して、第１の形成プロセスの完了を検出するように構成される。他の実装形態では、他の技術をコントローラ１１０が利用して、形成プロセス中の充電／放電サイクルの制御を容易にすることができる。

【0038】

いくつかの実装形態で、コマンドインタフェース１１２は、製造ライン１０２の動作と関連付けられた１つ又は複数のコマンドを受け取るように構成される。例えば、コマンドインタフェース１１２は、例示的な実施例として、製造工場コンピュータシステムから、製造ライン１０２の１つ若しくは複数のセンサ若しくは他のデバイスから、又はそれらの組み合わせから、１つ又は複数のコマンドを受け取ってもよい。

【0039】

特定の実施例として、コマンドインタフェース１１２は、第１のコマンド１１４を受け取るように構成され得、コントローラ１１０は、第１のコマンド１１４に応答して、バッテリバンク１３０から第１の複数のバッテリ１４２への電荷１３２の移動を開始するように構成され得る。第１のコマンド１１４は、複数のバッテリが形成ステーション２０６に到着し、複数のリード線を介して充電回路１２８に電気的に結合されたことを指示するなど、製造ライン１０２の搬送システムによって提供されるフィードバックに基づいて、コマンドインタフェース１１２で受け取ることができる。代替として、又は加えて、第１のコマンド１１４は、複数のバッテリが形成プロセスを始める準備ができていることを指示する、ユーザ端末又はコンピュータからなどのユーザ入力に基づいて受け取ることができる。別の実施例として、コマンドインタフェース１１２は、第２のコマンド１１６を受け取るように構成され得、コントローラ１１０は、第２のコマンド１１６に応答して、第１の複数のバッテリ１４２からバッテリバンク１３０への電荷１３２の戻しを開始するように構成され得る。第２のコマンド１１６は、上述のカウンタが閾値カウントに到達したこと、又は上述の追跡値が閾値時間継続に到達したことを指示する出力など、形成プロセス中に実行される充電／放電サイクルの追跡に基づいて受け取ることができる。上述の第１のコマンド１１４及び第２のコマンド１１６を提供するための代表的な機構は、限定としてではなく、例示の目的で提供されており、他の技術及び機構を利用して、第１のコマンド１１４、第２のコマンド１１６、又は他のコマンドをコマンドインタフェース１１２に提供し、製造ライン１０２のさまざまな動作及び製造ライン１０２の異なるステーションで実行されるさまざまなプロセスを制御してもよいことが留意される。

【0040】

いくつかの実施例で、コントローラ１１０は、第１の複数のバッテリ１４２の第１の形成プロセスなどの形成プロセスと関連付けられた１つ又は複数のパラメータ１１８の指標を受け取るように構成される。いくつかの実施例で、１つ又は複数のパラメータ１１８は、電荷１３２の移動と関連付けられた電圧レベル１２０又は電流量１２２のうちの１つ又は複数を含む。例示すると、いくつかの実装形態で、充電回路１２８は、可変抵抗デバイス（例えば、抵抗器バンク）などの特定の回路を含み、コントローラ１１０は、第１の形成プロセス中に、電圧レベル１２０及び電流量１２２を第１の複数のバッテリ１４２に、バッテリバンク１３０に、又はその両方に適用するように可変抵抗デバイスを調節するように構成される。

【0041】

いくつかの実施例で、コントローラ１１０は、単一の形成プロセスの充放電サイクルを独立して制御するように構成される。例えば、第１の形成プロセスは、第１の充放電サイクル及び第１の充放電サイクル後の少なくとも第２の充放電サイクルを含み得、コントローラ１１０は、各充放電サイクルの充電部分及び放電部分を独立して制御するように構成され得る。

【0042】

さらに例示すると、特定の実施例で、コントローラ１１０は、第１の充放電サイクルの充電部分の間に、第１の複数のバッテリ１４２を第１の量及び第１の時間継続の間充電し、第１の充放電サイクルの放電部分の間に、第１の複数のバッテリ１４２を第２の量及び第２の時間継続の間放電するように構成される。特定の実施例で、コントローラ１１０は、第２の充放電サイクルの充電部分の間に、第１の複数のバッテリ１４２を第３の量及び第３の時間継続の間充電し、第２の充放電サイクルの放電部分の間に、第１の複数のバッテリ１４２を第４の量及び第４の時間継続の間放電するように構成される。いくつかの実装形態で、コントローラ１１０は、バッテリバンク１３０の特定の状態（例えば、バッテリバンク１３０の充電レベル）、充電回路１２８の特定の状態（例えば、充電回路１２８における電圧又は電流）、１つ若しくは複数の他のパラメータ、又はそれらの組み合わせに応答してなど、第１の量、第２の量、第３の量、第４の量、第１の時間継続、第２の時間継続、第３の時間継続、及び第４の時間継続を独立して決定するように構成される。したがって、コントローラ１１０は、複数のバッテリに関して実行される単一の形成プロセス中に、異なる継続時間を有する充放電サイクルを提供し得る。

【0043】

バッテリバンク１３０は、バッテリバンク１３０が、バッテリセット１４０の複数のバッテリごとに、少なくとも閾値充電率１２４に基づいて特定の数のバッテリを同時に充電することを可能にする少なくとも１つの属性を有する。バッテリバンク１３０の少なくとも１つの属性は、バッテリバンクが、バッテリセット１４０の複数のバッテリごとに、少なくとも閾値放電率１２６に基づいて特定の数のバッテリを同時に放電することをさらに可能にする。

【0044】

例示すると、いくつかの実装形態で、各複数のバッテリ（例えば、第１の複数のバッテリ１４２及び第２の複数のバッテリ１４４）は、数百個のバッテリ、数千個のバッテリ、又は別の数のバッテリなどの比較的多数のバッテリを含む。この場合、バッテリバンク１３０は、バッテリセット１４０の各複数のバッテリのエネルギー貯蔵容量以上のエネルギー貯蔵容量など、比較的大きなエネルギー貯蔵容量を有し得る。この実施例で、バッテリバンク１３０の少なくとも１つの属性は、バッテリバンク１３０のエネルギー貯蔵容量を含む。

【0045】

代替として、又は加えて、いくつかの実施例で、バッテリバンク１３０の少なくとも１つの属性は、バッテリバンク１３０と関連付けられたインピーダンスを含む。例示すると、バッテリバンク１３０のインピーダンスは、閾値充電率１２４、閾値放電率１２６又はその両方を可能にするように設定され得る。

【0046】

代替として、又は加えて、いくつかの実施例で、バッテリバンク１３０の少なくとも１つの属性は、バッテリバンク１３０のバッテリの数を含む。例えば、バッテリバンク１３０に含まれるバッテリの数は、バッテリバンクのエネルギー貯蔵容量が、バッテリセット１４０の各複数のバッテリのエネルギー貯蔵容量以上であるように選択され得る。

【0047】

代替として、又は加えて、いくつかの実装形態で、バッテリバンク１３０の少なくとも１つの属性は、バッテリバンク１３０のセルタイプを含む。いくつかの実施例で、バッテリバンク１３０の特定のセルタイプが、閾値充電率１２４、閾値放電率１２６又はその両方を可能にするように選択される。さらに例示すると、バッテリバンク１３０は、非限定的な例示的な実施例として、複数のリチウムイオンバッテリ（ＬｉＢ）１３４、複数の鉛酸バッテリ１３６、若しくは複数のナトリウムイオンバッテリ（ＮＩＢ）１３８、複数の固体バッテリ、複数のレドックスフローバッテリ、又は他のバッテリを含み得る。いくつかの実施例で、推定ライフサイクルが最も長いタイプのバッテリが、バッテリバンク１３０内に実装される。代替として、又は加えて、バッテリバンク１３０のセルタイプは、容積エネルギー密度パラメータを増加させるように（例えば、バッテリバンク１３０によって占有される物理空間の量を減少させるように）選択され得る。代替として、又は加えて、バッテリバンク１３０のセルタイプは、ワット時当たりドル（＄／Ｗｈ）パラメータなどのエネルギーコストパラメータを減少させるように（例えば、バッテリバンク１３０の製作又は設置と関連付けられたコストを減少させるように）選択され得る。

【0048】

いくつかの実装形態で、バッテリバンク１３０の少なくとも１つの属性は、バッテリバンク１３０のエネルギー容量（例えば、セルの数、セルのサイズ、又はその両方）を含む。エネルギー容量は、製造ライン１０２と関連付けられた生産能力（例えば、生産されるセルの数）に基づいて決定され得る。例えば、製造ライン１０２の生産能力が１週間当たり０．２５ギガワット時（ＧＷｈ）である場合、バッテリバンク１３０のエネルギー容量は、生産能力よりも約３０％大きくてもよく（この実施例では結果として１週間当たりおよそ０．３２５ＧＷｈのエネルギー容量となる）、それは、いくつかの状況ではバッファリング及び低充電に適応し得る。バッテリバンク１３０のセルは、管理（例えば、アクセスの容易さ）及び安全性のために個別のユニットに分割（例えば、区画）され得る。バッテリバンク１３０のサイズ（又はバッテリバンク１３０の各区画のサイズ）は、システム１００を含む工場のサイズに基づいて、管理及び安全性の考慮に基づいて、並びに工場に沿った目標電力分配に基づいて決定され得る。

【0049】

いくつかの実施例で、充電回路１２８は、少なくとも閾値充電率１２４及び閾値放電率１２６に基づいてバッテリ充放電を可能にする１つ又は複数の属性を有する。例示すると、充電回路１２８は、バッテリセット１４０の各複数のバッテリの端子に接続するように構成された複数のリード線を含み得、各リード線は、少なくとも閾値充電率１２４及び閾値放電率１２６に基づいてバッテリ充放電を可能にする特定の太さ（例えば、ワイヤゲージ）を有し得る。

【0050】

代替として、又は加えて、いくつかの実施例で、充電回路１２８はインピーダンス整合回路を含む。いくつかの実装形態で、コントローラ１１０は、インピーダンス整合回路に結合され、インピーダンス整合回路を制御して、形成ステーション２０６における各複数のバッテリとバッテリバンク１３０との間のインピーダンス整合を実行するように構成される。いくつかの実施例で、コントローラ１１０は、動的インピーダンス整合（例えば、バッテリの数又はバッテリのタイプが、ある形成プロセスから別の形成プロセスに変化する場合）を実行するように構成される。さらに例示すると、いくつかの事例では、第１の複数のバッテリ１４２の第１のバッテリの数（例えば、バッチサイズ）は、第２の複数のバッテリ１４４の第２のバッテリの数と異なってもよく、第１の複数のバッテリ１４２の第１のバッテリタイプは、第２の複数のバッテリ１４４の第２のバッテリタイプと異なってもよく、又はその両方であってもよい。この場合、コントローラ１１０は、第１の複数のバッテリ１４２に関して実行される第１の形成プロセスと関連付けられた第１のインピーダンスから、第２の複数のバッテリ１４４に関して実行される第２の形成プロセスと関連付けられた第２のインピーダンスへと、インピーダンス整合回路を使用して充電回路１２８のインピーダンスを調節するように構成され得る。

【0051】

いくつかの実装形態で、システム１００は、バッテリバンク１３０に含まれているか、又は結合されている、再充電回路１５０（例えば、「トップオフデバイス」）を含む。再充電回路１５０は、バッテリバンク１３０の放電及び再充電中の熱エネルギー散逸に起因する寄生エネルギー損失などのエネルギー損失を考慮するためにバッテリバンク１３０を再充電するように構成され得る。さらに例示すると、再充電回路１５０は、主電源電力供給又は発電機などの電源への接続を含み得る。代替として、又は加えて、再充電回路１５０は、１つ又は複数のソーラパネルなどの別の電源への接続を含み得る。

【0052】

いくつかの実装形態で、再充電回路１５０は、タイマ回路及びスイッチを含む。タイマ回路は、スイッチを作動させることによって、バッテリバンク１３０を電源に定期的に結合するように構成され得る（例えば、例示的な実施例として、形成プロセスの閾値数に達した際、閾値時間間隔の後、又は特定の数の追加の形成プロセス若しくは充放電サイクルに十分な充電容量などの閾値充電容量にバッテリバンク１３０が到達した際）。バッテリバンク１３０を再充電した後、（例えば、スイッチの作動を停止させることによって）再充電回路１５０を電源から切断することができる。

【0053】

いくつかの実装形態で、コントローラ１１０は、製造ライン１０２又は製造ライン１０２の１つ若しくは複数の特定のステーションと関連付けられた、１つ又は複数の環境パラメータを制御するように構成される。一例として、形成ステーション２０６は、エンクロージャを含むか又はこれに対応することができ、コントローラ１１０は、エンクロージャの１つ又は複数のセンサに、及びエンクロージャの１つ又は複数の制御デバイス（例えば、アクチュエータ）に結合され得る。コントローラ１１０は、１つ又は複数のセンサからセンサデータを受け取り、１つ又は複数の制御デバイスに１つ又は複数の制御信号を提供して１つ又は複数の環境パラメータを（例えば、形成プロセス前、形成プロセス中、形成プロセス後、又はそれらの組み合わせで）調節するように構成され得る。例えば、センサデータは、エンクロージャの周囲温度を指示することができ、コントローラ１１０は、サーモスタットデバイスに制御信号を提供してエンクロージャ内の周囲温度を（例えば、目標温度又は目標温度範囲内に）調節するように構成され得る。代替として、又は加えて、別の実施例で、センサデータは、エンクロージャの周囲湿度を指示し、コントローラ１１０は、加湿器／除湿器デバイスに制御信号を提供してエンクロージャの周囲湿度を（例えば、目標湿度又は目標湿度範囲内に）調節するように構成される。

【0054】

いくつかの実施例で、バッテリバンク１３０は、形成ステーション２０６として共通のエンクロージャ内に統合される。この場合、バッテリバンク１３０は、形成ステーション２０６と同じ環境パラメータの適用を受ける可能性がある。別の実施例で、バッテリバンク１３０は、形成ステーション２０６のエンクロージャの外部にある。いくつかの実装形態で、バッテリバンク１３０は、形成ステーション２０６のエンクロージャの外部にあるバッテリバンクエンクロージャ内に統合される。この場合、コントローラ１１０は、製造ライン１０２と関連付けられた１つ又は複数の環境パラメータとは独立して、バッテリバンク１３０と関連付けられた１つ又は複数の環境パラメータを制御するように構成され得る。例えば、いくつかの実装形態で、バッテリバンク１３０は、大きなバッテリ貯蔵容量を有し、１つ又は複数の形成プロセス中にバッテリバンク１３０を反復的に充電及び放電することは、大量の熱を発生させる。この場合、コントローラ１１０は、（例えば、バッテリバンクエンクロージャの温度センサによって提供される温度データに応答してバッテリバンクエンクロージャのサーモスタットを制御することによって）形成ステーション２０６のエンクロージャの周囲温度とは独立して、バッテリバンクエンクロージャの周囲温度を調節し得る。代替として、又は加えて、コントローラ１１０は、バッテリバンクエンクロージャの周囲湿度を調節するように構成され得る。

【0055】

いくつかの事例では、形成ステーション２０６のエンクロージャの１つ又は複数の環境パラメータとは独立して、バッテリバンクエンクロージャの１つ又は複数の環境パラメータを制御することは、バッテリバンク１３０の動作寿命を改善し得る。例えば、形成ステーション２０６で実行される形成プロセスは、バッテリバンク１３０の動作寿命にとって不十分又は最適でない可能性がある、特定の環境パラメータのセットを伴う場合がある。形成ステーション２０６のエンクロージャの１つ又は複数の環境パラメータとは独立して、バッテリバンクエンクロージャの１つ又は複数の環境パラメータを制御することによって、いくつかの事例では、バッテリバンク１３０の動作寿命を延長することができる。

【0056】

コントローラ１１０は、エージングステーション２０４、２０８などの製造ライン１０２の他の態様と関連付けられた環境条件を監視及び制御するように構成され得る。さらに、コントローラ１１０は、非限定的な実施例として、環境エージング段階に対して第１の温度及び湿度制御を提供し、形成段階に対して第２の温度及び湿度制御を提供し、高温エージング段階に対して第３の温度を提供するなど、製造ラインの異なる段階の環境条件を独立して制御するように構成され得る。

【0057】

いくつかの実施例で、バッテリセル製造工場におけるバッテリバンク１３０の実装のために、「回収期間」を決定することができる。例えば、いくつかの事例では、バッテリバンク１３０の設置は、バッテリセル製造工場の比較的大きな資本支出を招く。資本支出は、形成プロセス中に配電網からバッテリを充電し、次に抵抗デバイスを使用してバッテリを放電するシステムなどの、ある特定の従来システムと関連付けられた電力支出の削減によって相殺（又は「返済」）することができる。さらに例示すると、表１は、低電力コスト国、中電力コスト国、及び高電力コスト国の例示的な実施例について、回収期間と関連付けられたある特定の例示的なパラメータを例示する。

【0058】

【表1】

【0059】

表１の実施例で、エネルギーコストは、国ごとにキロワット時当たりドル（＄／ＫＷｈ）で与えられる。表１は同様に、国ごとに、最初にシステム１００を充電する（例えば、バッテリバンク１３０を充電する）ためのコスト、（例えば、上述のように再充電デバイスを使用して）システム１００を再充電するための１年当たりの追加コスト、及び形成プロセスを容易にするある特定の従来のグリッドベースの充電／放電技術と関連付けられたコスト（それぞれドル（＄）単位）の例を例示する。表１の実施例で、これらの例示的なパラメータに対する回収期間は、低電力コスト国、中電力コスト国、及び高電力コスト国について、それぞれ、１８．６年、８．８年、及び４．５年である。

【0060】

図１のある特定の実施例が、第１の複数のバッテリ１４２及び第２の複数のバッテリ１４４を参照して説明されているが、製造ライン１０２は、バッテリセット１４０の任意の数のサブセットに対して反復的に動作を実行することができることが留意される。例えば、形成ステーション２０６で実行される形成プロセスは、バッテリセット１４０の３つ以上のサブセットに対して反復的に実行することができる。

【0061】

いくつかの実施例で、コントローラ１１０は、製造ライン１０２に複数の動作を同時に実行させるように構成される。例えば、製造ライン１０２は、形成ステーション２０６によって第１の複数のバッテリ１４２に対して実行される第１の形成プロセスと同時に、エージングステーション２０４を使用して第２の複数のバッテリ１４４に対してエージングプロセスを実行することなどによって、第１の形成プロセスと同時に１つ又は複数の他の動作を実行するように構成され得る。別の実施例として、エージングステーション２０８で第１の複数のバッテリ１４２に対して実行されるエージングプロセスは、形成ステーション２０６によって第２の複数のバッテリ１４４に対して実行される第２の形成プロセスと同時に実行され得る。追加の実施例として、いくつかの実装形態で、製造ライン１０２は、エージングステーション２０８で第１の複数のバッテリ１４２に対して実行されるエージングプロセスと同時に、及び形成ステーション２０６によって第２の複数のバッテリ１４４に対して実行される第２の形成プロセスと同時に、エージングステーション２０４を使用してバッテリセット１４０の別の複数のバッテリに対して別のエージングプロセスを実行するように構成される。

【0062】

図１及び図２を参照して説明した１つ又は複数の態様は、ある特定の他の従来のバッテリ製造技術と比較してエネルギー消費を削減する。例えば、主電源電力供給を使用して形成プロセス中にバッテリ群を充電し、次に抵抗負荷を使用してバッテリ群を放電する代わりに、エネルギーをバッテリバンク１３０からバッテリ群に提供し、次に、形成プロセス中にバッテリバンク１３０に戻すことができる。形成プロセスの完了後、エネルギーは、１つ又は複数の他の形成プロセス中に、１つ又は複数の他のバッテリ群を充電するために使用することができる。結果として、エネルギーが複数のバッテリ群の間で「リサイクル」され、主電源電力供給を使用してバッテリを充電し、次に抵抗負荷を介してバッテリを放電する製造プロセスなどの、ある特定の他の製造プロセスと比較してエネルギー消費が削減される。

【0063】

図３を参照すると、方法の特定の例示的な実施例が描写され、全体として３００に指定される。いくつかの実施例で、方法の動作は、図１及び図２のシステム１００によって実行される。

【0064】

方法３００は、３０２において、第１の複数のバッテリを含むバッテリセットの製造中に、製造ラインの形成ステーションに第１の複数のバッテリを配置した際に、充電回路を第１の複数のバッテリに接続することを含む。例えば、充電回路１２８は、充電回路１２８の複数のリード線を第１の複数のバッテリ１４２のバッテリ端子に接続することなどによって、製造ライン１０２の形成ステーション２０６で第１の複数のバッテリ１４２に接続され得る。

【0065】

方法３００は、３０４において、第１の複数のバッテリの各バッテリの第１の形成プロセス中に、バッテリバンクから第１の複数のバッテリに電荷を供給することをさらに含む。例えば、充電回路１２８は、第１の形成プロセス中に形成ステーション２０６でバッテリバンク１３０から第１の複数のバッテリ１４２に電荷１３２を供給するように構成される。

【0066】

方法３００は、３０６において、第１の形成プロセス中に、バッテリバンクで第１の複数のバッテリから電荷を受け取ることをさらに含む。例えば、バッテリバンク１３０は、第１の形成プロセス中に形成ステーション２０６で第１の複数のバッテリ１４２から電荷１３２を受け取るように構成される。

【0067】

方法３００は、３０８において、形成ステーションに第２の複数のバッテリを配置した際に、充電回路をバッテリセットの第２の複数のバッテリに接続することをさらに含む。例えば、充電回路１２８は、充電回路１２８の複数のリード線を第２の複数のバッテリ１４４のバッテリ端子に接続することなどによって、製造ライン１０２の形成ステーション２０６で第２の複数のバッテリ１４４に接続され得る。

【0068】

方法３００は、３１０において、第２の複数のバッテリの各バッテリの第２の形成プロセス中に、バッテリバンクから第２の複数のバッテリに電荷を供給することをさらに含む。例えば、充電回路１２８は、第２の形成プロセス中に形成ステーション２０６でバッテリバンク１３０から第２の複数のバッテリ１４４に電荷１３２を供給するように構成される。

【0069】

方法３００は、３１２において、第２の形成プロセス中に、第２の複数のバッテリからバッテリバンクで電荷を受け取ることをさらに含む。例えば、バッテリバンク１３０は、第２の形成プロセス中に形成ステーション２０６で第２の複数のバッテリ１４４から電荷１３２を受け取るように構成される。

【0070】

バッテリバンクは、バッテリバンクが、バッテリセットの複数のバッテリごとに、少なくとも閾値充電率に基づいて特定の数のバッテリを同時に充電し、バッテリセットの複数のバッテリごとに、少なくとも閾値放電率に基づいて特定の数のバッテリを同時に放電することを可能にする少なくとも１つの属性を有する。例えば、少なくとも１つの属性は、バッテリバンクのエネルギー貯蔵容量、バッテリバンクのインピーダンス、バッテリバンクのバッテリの数、又はバッテリバンクのセルタイプのうちの１つ又は複数を含み得る。

【0071】

いくつかの実施例で、方法３００は、バッテリバンク及び充電回路に結合されたコントローラによって、第１の形成プロセスと関連付けられた１つ又は複数のパラメータの指標を受け取ることをさらに含む。例えば、コントローラ１１０は、１つ又は複数のパラメータ１１８の指標を受け取ってもよい。いくつかの実施例で、１つ又は複数のパラメータは、電荷１３２の移動と関連付けられた電圧レベル１２０又は電流量１２２のうちの１つ又は複数を指示する。

【0072】

図３の方法３００を参照して説明した１つ又は複数の態様は、ある特定の他の従来のバッテリ製造技術と比較してエネルギー消費を削減する。例えば、主電源電力供給を使用して形成プロセス中にバッテリ群を充電し、次に抵抗負荷を使用してバッテリ群を放電する代わりに、エネルギーをバッテリバンク１３０からバッテリ群に提供し、次に、形成プロセス中にバッテリバンク１３０に戻すことができる。形成プロセスの完了後、エネルギーは、１つ又は複数の他の形成プロセス中に、１つ又は複数の他のバッテリ群を充電するために使用することができる。結果として、エネルギーが複数のバッテリ群の間で「リサイクル」され、主電源電力供給を使用してバッテリを充電し、次に抵抗負荷を介してバッテリを放電する製造プロセスなどの、ある特定の他の製造プロセスと比較してエネルギー消費が削減される。

【0073】

本発明及びその利点について詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲によって定められる本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、さまざまな変更、置換及び改変を本明細書で行うことができることを理解されたい。そのうえ、本出願の範囲は、本明細書に説明したプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法及びステップの特定の実施形態に限定されることを意図していない。当業者が本発明の開示から容易に認識することになるように、本明細書で説明した対応する実施形態と実質的に同じ機能を実行するか、又は実質的に同じ結果を達成する、現存するか又は後に開発されることになるプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法又はステップは、本発明に従って利用され得る。それゆえ、添付の特許請求の範囲は、そのようなプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法又はステップをその範囲内に含むことを意図している。

【0074】

そのうえ、本出願の範囲は、本明細書に説明したプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法及びステップの特定の実施形態に限定されることを意図していない。

【図1】

【図2】

【図3】

【国際調査報告】