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プロトコルは、実験を構成する電気化学ステップのシーケンスを定義します。充電、放電、休止、EIS 測定などが含まれます。Ionworks では、プロトコルをゼロから作成したり、サイクラーソフトウェアからアップロードしたり、組み込みテンプレートから開始したりでき、シミュレーション間で再利用できます。

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プロトコルページ

サイドバーの Protocols に移動すると、プロジェクト内の保存済みプロトコルがすべて表示されます。リストには各プロトコルの名前、作成日時、設定可能な入力パラメータの有無が表示されます。 ここから以下の操作が可能です：
  • 新しいプロトコルの作成
  • プロトコルのソース、解析結果、入力パラメータの表示
  • プロトコルを複製して変更版を作成
  • プロトコルの名前と入力パラメータ設定の編集

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プロトコルの作成

New Protocol をクリックしてプロトコルエディタを開きます。プロトコルを定義する方法はいくつかあります：

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入力または貼り付け

左側のソースエディタにプロトコルテキストを直接入力します。Ionworks は複数のサイクラー形式をサポートしています：
  • UCP (Universal Cycler Protocol) — Ionworks のネイティブ YAML 形式
  • Maccor — Maccor プロシージャファイル（.000 XML 形式）
  • Neware — Neware プロトコルエクスポート
  • BioLogic — BioLogic プロトコルエクスポート
エディタは形式を自動検出して解析します。右側には解析結果が UCP (YAML) と人間が読める形式で表示されるため、解釈を確認できます。

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ファイルのアップロード

Upload をクリックして、コンピュータからプロトコルファイルを読み込みます。ファイルが読み込まれ、形式が検出され、内容がソースエディタに配置されます。プロトコル名はファイル名から自動入力されます。

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インタラクティブビルダー

Interactive Builder をクリックして、ビジュアルなステップバイステップのプロトコルエディタを開きます。充電、放電、休止、その他のステップタイプを追加し、パラメータを設定して、終了条件を設定できます。ビルダーは UCP YAML を生成し、適用時にソースエディタに配置されます。

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既存のプロトコルから開始

Start from existing protocol ドロップダウンを使用して、保存済みプロトコルを出発点として選択します。エディタにプロトコルのソーステキストが事前入力され、それを変更できます。

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パラメータ化入力

プロトコルは input["..."] 式を使用して、シミュレーション時に設定可能なパラメータを定義できます。例えば： 
global:
    initial_temperature: input["Temperature [°C]"]
    initial_state_type: soc_percentage
    initial_state_value: input["Initial SOC [%]"]

steps:
    - Discharge:
        mode: C-rate
        value: input["C-rate"]
        ends:
            - Voltage < input["Cut-off voltage [V]"]
プロトコルを入力またはアップロードすると、Ionworks はこれらの input["..."] 参照を自動的に検出し、エディタの下に表示します。検出された各入力に対して以下を設定できます：
  • Type — 入力が数値（例：C-rate、温度）か方向セレクタ（Charge / Discharge）か
  • Default value — このプロトコルがシミュレーションで使用される際に事前入力される値
これらの設定はプロトコルのパラメータスキーマとして保存されます。このプロトコルを使用してシミュレーションを実行する際、スキーマが設定されたデフォルト値を持つ適切な入力フォームを生成します。

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電圧カットオフ入力

Lower voltage cut-off [V] および Upper voltage cut-off [V] という名前の入力は特別です。セルモデルの電圧制限から自動的に提供され、ユーザー設定可能なフィールドとしては表示されません。

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特殊な値

デフォルト値はセル固有のプロパティを参照できます：
  • V_MIN — セルモデルの最小安全電圧
  • V_MAX — セルモデルの最大安全電圧
これらはシミュレーション実行時に、選択されたセルに基づいて正しい値に自動的に解決されます。

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組み込みテンプレート

Ionworks は、一般的なバッテリーテストプロトコル用に9つの事前設定された実験テンプレートを提供しています。各テンプレートは調整可能なパラメータを持つプロトコルを定義しており、そのまま使用するか、独自のプロトコルの出発点として使用できます。

定電流放電

電圧カットオフまで固定C-rateで放電

定電流充電

標準的なCC-CV充電プロトコル

GITT

定電流間欠滴定法

PITT

定電位間欠滴定法

パルス抵抗

DC内部抵抗（DCIR）測定

擬似OCV

低C-rateでの開回路電圧近似

EIS

電気化学インピーダンス分光法

サイクリックボルタンメトリー

酸化還元反応を特定するための電圧スイープ

サイクル劣化

容量低下モニタリング付きの繰り返し充放電
詳細なパラメータと UCP プロトコル定義については、テンプレートリファレンスを参照してください。

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シミュレーションでのプロトコルの使用

シミュレーションを実行する際、以下のいくつかの方法でプロトコルを提供できます：
  1. 「Start from existing protocol」ドロップダウンから保存済みプロトコルを選択 — 組み込みテンプレートとカスタムプロトコルの両方が含まれます
  2. エディタにプロトコルを直接貼り付けまたは入力
  3. プロトコルファイルをアップロード
  4. インタラクティブビルダーを使用してビジュアルに作成
プロトコルに検出された入力パラメータがある場合、シミュレーション設定に設定可能なフィールドとして表示されます。各入力に値（またはパラメータスイープ用のカンマ区切りリスト）を入力できます。 カスタムプロトコルを入力して名前を付けることを選択した場合、そのプロトコルは将来の再利用のために保存され、プロトコルリストと「Start from existing protocol」ドロップダウンに表示されます。

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