概要
効率的なバッテリー管理は、今日の電気自動車において極めて重要であり、パフォーマンスと寿命の目標を達成する鍵である。イートロンテクノロジーズの最高技術責任者であるカン・クルトゥルスはバッテリー管理への2つの主要なアプローチ-エッジとクラウド-について話してくれる。
エッジでのバッテリー管理とクラウドでのバッテリー管理。どちらがベストか？
バッテリー管理システムは、しばしばエッジ型とクラウド型の二極化されるが、第3の方法があるとしたらどうだろう？
バッテリー管理は多くの機器にとって重要なタスクであり、気づかないうちに多くの機器に採用されている。しかし、電気自動車、グリッドやハウスレベルのエネルギー貯蔵、産業機器などの高出力機器では特に重要であり、そのため効果的なバッテリー管理が最大の性能と寿命を達成するための重要な要因となっています。
図1：クラウド・バッテリー管理とエッジ・バッテリー管理
今日のバッテリー管理には、エッジとクラウドという2つの主要なアプローチがある。それぞれについて説明しよう。
エッジ・バッテリー管理では、エッジ・デバイスでバッテリー・データを収集し、ローカルでバッテリー管理に関する意思決定を行う。このアプローチでは、データをクラウドに転送する必要がないため、低レイテンシー、低コスト、より優れたセキュリティを実現できる。しかし、エッジ・バッテリー管理は、すべてのハードウェアとソフトウェアのバリエーションを追跡し、バッテリーを最新の接続状態に保つことが重要な仕事であるため、管理が複雑になる可能性があります。エッジ・デバイスには、パフォーマンスの高いソフトウェア機能を展開するために必要な処理能力とストレージ容量が必要です。
クラウド・バッテリー管理では、エッジ・デバイスでバッテリー・データを収集し、クラウドに送信して分析と意思決定を行う。このアプローチは、多数のデバイスの処理とストレージ要件をクラウドで処理できるため、スケーラビリティとコスト効率を提供できる。しかし、クラウド・バッテリー管理は、データをクラウドに転送する必要があるため、待ち時間が長くなり、セキュリティ・リスクが高くなる可能性がある。ほとんどの場合、必要なコンピュート・プラットフォームが継続的に利用可能で、フリート全体をサポートできなければならないため、コストが著しく高くなる。
それぞれのアプローチの長所と短所をまとめるために、下の表を見てみよう：
| 長所だ： | 短所だ： | |
| エッジ・バッテリー管理 | より低いレイテンシー： エッジコンピューティングは、低遅延を必要とするアプリケーションにリアルタイム処理を提供できる。
コスト削減：エッジ・コンピューティングは、処理の一部をエッジ・デバイスにオフロードすることで、コスト削減に貢献する。また、クラウドに転送するデータ量も削減できる。クラウド・コンピューティングでは、コンピュートと帯域幅が主な費用となるため、これは両面でメリットとなる。 |
複雑さ：エッジデバイスの管理は複雑です。さまざまなエッジデバイスやプロトコルが導入されている可能性があり、すべてを把握し、デバイス、ハードウェア、ソフトウェアのバリエーションなどを管理するのは困難です。
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| クラウド・バッテリー管理 | スケーラビリティ:クラウド・コンピューティングは拡張性が高い。フリートサイズが大幅に増加したり、新しく導入された機能やフリート全体の分析ニーズによって処理能力に対する需要が高まったりした場合、クラウドのリソースは需要の増加に合わせて簡単に拡張することができます。
断続的にリソースを必要とする場合の費用対効果：クラウド・コンピューティングは、大量の処理能力や大量のデータへのアクセスを断続的に必要とするアプリケーションにとって、費用対効果が高い。これは、クラウドプロバイダーが、需要が変動する多くのユーザーに対して、インフラストラクチャのコストを償却できるためです。 グローバルなリーチ：クラウド・コンピューティングはグローバルに展開している。つまり、モニタリング、OTAアップデート、フリートレベルの分析など、世界のどの地域でもユーザーをサポートすることができます。 |
レイテンシー:クラウド・コンピューティングはレイテンシーが大きい場合がある。これは、データをクラウドとの間で転送する必要があるためで、時間がかかることもあれば、帯域幅に大きなコストがかかることもある。
接続性ニーズがある：操作と安全に関連する特定の機能には、常時接続が必要です。 コスト:コンピューティングと帯域幅の両方にコストがかかる。
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どのアプローチがベストなのか？
最善の方法は、エッジ・コンピューティングとクラウド・コンピューティングの両方の長所を組み合わせたハイブリッド・アプローチを使用することです。これにより企業は、低遅延、競争力のあるコスト構造、優れたセキュリティ、スケーラビリティなど、両方の長所から恩恵を受けることができる。
エッジとクラウドのハイブリッド・アプローチの利点の一部：
- パフォーマンスの向上：エッジ・デバイスは、低レイテンシーと高頻度データへのアクセスを必要とするアプリケーション（例えば、価値ある診断や予後の機能のほとんど）に対して、リアルタイム処理を提供することができる。
- コストの削減：エッジとクラウドのハイブリッド・アプローチは、処理の一部を個々のエッジ・デバイスにオフロードすることで、クラウド・コンピューティングのコストを大幅に削減できるだけでなく、処理の多くをローカルで行うことで帯域幅コストを削減することができる。
- セキュリティの強化：エッジ・デバイスは、データをソースに近づけることで、セキュリティの向上に役立つ。
- スケーラビリティ：クラウドは、エッジデバイスで実行される計算に影響を与えることなく、フィールドでの分析と意思決定を柔軟に拡張しながら、残りのすべてのコンピューティングとストレージの要件を簡単に満たすことができます。
もちろん、エッジとクラウドのハイブリッド・アプローチの可能性をフルに発揮するためには、対処すべき課題もある：
- データの同期：データが常に最新であることを保証するために、エッジデバイスとクラウドサーバーを同期させる必要がある。また、データの継続性を維持し、接続性の低下を防ぐために、十分なバッファリング戦略を導入する必要がある。
- 管理：エッジとクラウドのハイブリッドアプローチは、管理が複雑になる可能性がある。
- セキュリティ：エッジデバイスは、機密データを保護するためにセキュアである必要がある。
結論
まとめると、この問題を考える最善の方法は、適切なアーキテクチャで両方の世界を利用することだ：
- エッジノード（BMSやゾーン/セントラル・コンピュート・ユニットなど）で直接、重労働のほとんどを行い、高性能な機能（状態推定、診断・予後予測など）を提供する。これにより、帯域幅と接続性のニーズ、およびクラウド・コンピューティング・コストが削減されます。
- フリート全体のデータ、使用状況、運転パラメータにアクセスできるクラウドで、フリートレベルの分析と予測を行い、各バッテリーの意思決定にフリート全体からの洞察を含めることができます。
図2：イートロンのBMSエッジ・クラウド・アーキテクチャ
エッジにあるすべてのデバイスの管理（ハードウェアとソフトウェアのバリアント管理を含む）、OTA、セキュリティが主な関心事であり、コネクテッド・バッテリー管理事業のほとんどの労力を必要とする。バッテリーやアプリケーションの専門知識を必要とする特定の機能（例：SOX、インテリジェント診断＆予後診断）については、最も賢明な方法は、適切な専門家と提携し、バッテリーの安全性、性能、寿命を向上させることで、フィールドでバッテリーを最大限に活用することです。
イートロン・テクノロジーズのCTO、カン・クルトゥルス。
イートロンでは、エッジとクラウドの両方で展開することができるインテリジェント・バッテリー管理ソフトウェア・ソリューションを開発します。これらについてもっと学ぶことに興味があればwww.eatron.comを訪問するか, または info@eatron.com にメールしてください。
