JP6540792B2 - システム、バッテリ損傷度算出装置、バッテリ管理方法、バッテリ管理プログラム、および記録媒体 - Google Patents
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Description
近年では、電気自動車のユーザに複数のバッテリを貸し出すシステムが登場してきている。前記システムは、システムの利用者にバッテリを貸し出し、利用者から使用済のバッテリが返却されたとき、返却されたバッテリと、充電済みの他のバッテリとを交換(スワップ)する。そのため、前記システムは、バッテリスワップシステムと呼ばれている。
そのため、電気自動車等に据え付けられているバッテリでは、バッテリの内部環境情報を取得するための各種検出部(例えば、温度センサ、湿度センサ、電流センサ)を配置し、バッテリの状態を検出することが考えられる。
そのため、貸し出されている間におけるバッテリの環境を把握できず、再度貸し出し可能かを判断できない場合があり、バッテリを適切に管理することができないという問題がある。
本発明は、前記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、バッテリを適切に管理することにある。
前記の課題を解決するために、第1の発明に係るバッテリは、外側ケースと、外部環境情報取得部と、内部環境情報取得部とを備える。外側ケースは、一つまたは複数のセルを収納する。外部環境情報取得部は、外側ケースの外部において、所定の外部環境情報を取得する。内部環境情報取得部は、外側ケースの内部において、所定の内部環境情報を取得する。
このような構成により、同じ種類の環境因子による外側ケースの外部と内部における環境の変化と検出でき、外部環境が内部環境に与える影響を把握できる。
第3の発明に係るバッテリは、第2の発明に係るバッテリであって、外部環境情報取得部は、1又は複数の温度センサを有し、内部環境情報取得部は、1又は複数の温度センサを有する。所定の外部環境情報は、外側ケースの外部における温度であり、所定の内部環境情報は、外側ケースの内部における温度である。
このような構成によれば、外側ケースの内部における温度と、外側ケースの外部における温度とを用いて、温度負荷(熱)を要因とするバッテリの損傷度や使用状態を高精度に判定することができる。
このような構成により、異なる種類の環境因子による外部と内部における環境情報を取得できる。
このため、温度上昇が使用者の使用によるものである場合、使用者に警告を通告できる。
このような構成によれば、セルから外側ケースの壁面までの間の内部環境をより精度良く検出できる。また、セルの温度を精度良く推定することができる。
このような構成によれば、外側ケースの内部であってセル格納ケースの内部および外部の環境を精度良く検出できる。
情報処理装置がクラウドコンピューティング上の仮想サーバとして設けられており、通信部はクラウドコンピューティングシステムに送信してもよい。使用者は、クラウドコンピューティングシステムにアクセスすることにより、分析結果を得ることができる。
第10の発明に係るシステムは、第1〜第9の発明に係るバッテリと、情報処理装置と、を備えている。情報処理装置は、バッテリ環境情報取得部と、環境情報分析部と、を有する。バッテリ環境情報取得部は、外部環境情報取得部から所定の外部環境情報を取得するとともに、内部環境情報取得部から所定の内部環境情報を取得する。環境情報分析部は、バッテリ環境情報取得部が取得した所定の外部環境情報および所定の内部環境情報を用いて、バッテリの環境情報を分析する。
また、バッテリが通信部を有し、情報処理装置がクラウドコンピューティングシステムとして設けられており、通信部はクラウドコンピューティングシステムに送信してもよい。使用者は、クラウドコンピューティングシステムにアクセスすることにより、分析結果を得ることができる。
このような構成によれば、外側ケースの内部および外部における各環境情報を用いて、バッテリの損傷度を高精度に判定することができる。
これにより、バッテリの損傷度を算出することが出来、損傷度に基づいて、バッテリに対して点検、修理、破棄などの判断を行うことが出来る。
このような構成によれば、損傷度に基づいてバッテリの使用の判断を自動で行うことができる。
このような構成によれば、バッテリを貸し出している間のバッテリの使用状態を分析することが出来る。すなわち、貸出人のバッテリの取り扱いを判定することができ、該当する貸出人に注意喚起を行うことが可能となる。
このような構成によれば、外側ケースの外部の温度センサと、外側ケースの内部の温度センサに基づいて、セルの温度を精度良く推定することができる。このため、セルの損傷度や使用状態を正確に判定することができる。
このような構成によれば、外側ケースの内部および外部における各環境情報を用いて、バッテリの損傷度を高精度に判定することができる。
このような構成によれば、外側ケースの内部および外部における各環境情報を用いて、バッテリの損傷度を高精度に判定することができる。
これにより、バッテリを貸し出している間のバッテリの使用状態を分析することが出来。すなわち、貸出人のバッテリの取り扱いなどを判定することができ、取り扱いの乱暴な貸出人に注意喚起を行うことが可能となる。
これによれば、外側ケースの内部および外部における各環境情報を用いて、バッテリの損傷度や使用状態を高精度に判定することができる。
なお、プログラムの一利用形態は、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等の伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であってもよい。また、プログラムは、クラウドコンピューティングシステムのサーバに設けられていてもよい。
このように、プログラムの一利用形態として、ROM等の記録媒体に記録された態様としてもよい。
第22の発明に係るバッテリは、複数のバッテリを貸し出し可能なシステムにおいて、単体で持ち運びされるバッテリであって、外側ケースと、外部環境情報取得部と、を備える。外側ケースは、一つまたは複数のセルを収納する。外部環境情報取得部は、外側ケースの外部において、所定の外部環境情報を取得する。
このような構成により、貸し出し中におけるバッテリの外側ケースの外部環境情報を取得することが出来る。このため、貸し出し中におけるバッテリの損傷度や使用状態を精度良く判定できる。
このように通信部を備えていることにより、バッテリが貸し出されている間におけるバッテリの外部環境情報をリアルタイムで情報処理装置へ送信することができ、バッテリの損傷度や使用状態を判定できる。
このように情報処理装置がクラウドコンピューティング上の仮想サーバとして設けられており、通信部はクラウドコンピューティングシステムに送信してもよい。使用者は、クラウドコンピューティングシステムにアクセスすることにより、分析結果を得ることができる。
これにより、バッテリが貸し出されている間におけるバッテリの外部環境情報を記録することができる。このため、バッテリをバッテリ管理装置に返却した際に、バッテリに記憶されている外部環境情報を用いてバッテリの損傷度や使用状態を判定できる。
(発明の効果)
本発明によれば、バッテリを適切に管理することができる。
(バッテリスワップシステム1)
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態1に係るバッテリスワップシステム1(以下では、システム1と略称する)の構成を示すブロック図である。図1に示すように、システム1は、バッテリ10およびバッテリ管理装置20を含んでいる。図1には、1つのバッテリ10のみが示されているが、システム1は、実際には複数のバッテリ10を含んでいる。
図1に示すように、バッテリ10は、損傷要因情報取得部11(検出部)、セル12、情報出力部13、情報蓄積部14、記憶部15、セル格納ケース18およびCPU16を備えている。バッテリ10の各部(詳細には、損傷要因情報取得部11の外部環境情報取得部11bを除く)は、ケース17(外側ケース)(図2参照)に収容されている。
なお、セル格納ケース18および電子基板格納ケース19は、格納している部品に対する保護および防水の機能を有する。
損傷要因情報取得部11は、バッテリ10の損傷要因に関する情報である損傷要因情報を取得する。損傷要因には、物理負荷、電子負荷、および熱負荷の他、湿気などが含まれる。損傷要因の例を後述する。損傷要因情報取得部11が取得した損傷要因情報は、情報蓄積部14に出力される。
図2A〜図2Dに、バッテリ10のケース17内における損傷要因情報取得部11(内部環境情報取得部11a、外部環境情報取得部11b、物理負荷情報取得部11c)の配置例を示す。
内部環境情報取得部11aは、損傷要因情報として、バッテリ10のケース17内における環境である内部環境の情報を取得する。
図1および図2Aに示すように、内部環境情報取得部11aは、内部環境取得センサとして例えば、ケース内温度センサ30、セル外温度センサ31、水没センサ32、および電磁波センサ33を備えている。ケース内温度センサ30はケース17内の温度を検出し、セル外温度センサ31はセル12外の温度を検出し、水没センサ32はバッテリ10が水没したか否かを示す情報を検出する。内部環境情報取得部11aが取得する内部環境情報には、ケース内温度センサ30、セル外温度センサ31、水没センサ32、および電磁波センサ33による各検出値(検出結果)が含まれる。
図2Aに示すように、内部環境情報取得部11aが備えたケース内温度センサ30は、矩形を有するケース17の内側の四隅に配置されており、セル外温度センサ31は、各セル12の近傍にそれぞれ配置されている。また、セル外温度センサ31は、複数のセル12を囲むセル格納ケース18の内側に複数個配置されている。
湿度センサ34は、図2Bに示すように、セル格納ケース18の内側またはセル格納ケース18の外側であってケース17の内側に配置されていてもよい。湿度センサ34は、ケース17の内部の湿度を検出する。湿度センサ34は、セル格納ケース18の内側に収納されていてもよい。湿度センサ34により、水濡れの検出も可能である。
ガスセンサ36は、例えば図2Bに示すように、ケース17の内側であって、セル格納ケース18の内側または外側に配置されていてもよい。ガスセンサ36によって、ケース17の内部へのガスの侵入を検知でき、貸し出し中にバッテリ10が配置されていた環境を検出できる。音波センサ37は、図2Bに示すようにケース17の内側に配置されていてもよい。磁気センサ38および電波センサ39は、図2Bに示すように、ケース17の内側であってCPU16の近傍に配置されていてもよい。磁気センサ38および電波センサ39をCPU16の近傍に配置することにより、CPU16に与える影響を検出することができる。
なお、後述する物理負荷情報取得部11cの振動センサ51は、内部環境情報取得部11aが有していてもよい。
また、図1、図2Aおよび図2Bで説明した各々のセンサの位置および数は限定されるものではない。
外部環境情報取得部11bは、損傷要因情報として、バッテリ10のケース17外における環境である外部環境の情報を取得する。
なお、外部環境情報取得部11bは、上述した2つの種類のセンサの双方を含んでいなくてもよく、いずれか一方のみを含んでいてもよい。
なお、外部環境情報取得部11bは、照度センサ42、画像センサ43、ガスセンサ44、音波センサ45、磁気センサ46、電波センサ47、および水没センサ48および湿度センサ49のうち、少なくともいずれか1つを備えていてもよい。
湿度センサ49は、ケース17の外側に設けられており、バッテリ10の外部の湿度を検出する。
所定の環境情報および対応する環境情報は、温度に限定されない。例えば、所定の環境情報および対応する環境情報は、湿度であってもよいし、バッテリ10が水没したか否かであってもよい。
物理負荷情報取得部11cは、損傷要因情報として、バッテリ10に印加された物理負荷の情報である物理負荷情報を取得する。
図1および図2Aに示すように、物理負荷情報取得部11cは、加速度センサ50、振動センサ51、歪みセンサ52、および衝撃センサ53を備えている。物理負荷情報には、加速度センサ50、振動センサ51、歪みセンサ52、および衝撃センサ53による各検出値が含まれる。
図2Aでは、物理負荷情報取得部11cの加速度センサ50が、バッテリ10のケース17内の一隅に配置されている。加速度センサ50は、バッテリ10の内側または外側(ケース17の外側面など)のどこに配置されてもよい。
振動センサ51は、図2Aに示すように、ケース17内に配置されているが、加速度センサ50と同様に、バッテリ10の内側または外側(ケース17の外側面等)のどこに配置されてもよい。振動センサ51は、バッテリ10にどのような振動(振動情報)が負荷されたかを検出するため、バッテリ10の損傷度や使用状態を判定することが出来る。
なお、物理負荷情報取得部11cは、圧力センサ54、傾きセンサ55、位置センサ56および速度センサ57のうち少なくとも一つを備えていてもよい。
図2Dに示すように、圧力センサ54は、ケース17の外側に配置されており、バッテリ10に負荷された圧力を検出できる。このようにバッテリにどのような圧力(圧力情報)が負荷されたかが分かるため、バッテリ10の損傷度や使用状態を判定することが出来る。図2Dでは一箇所にのみ圧力センサ54が配置されているが、バッテリ10の複数の面に圧力センサ54を配置することによって、例えば、どの面に衝撃が加わったか、どの面から落下したか等の情報を取得することができる。
図2Dに示すように、傾きセンサ55は、ケース17の内側に配置されており、貸し出し中におけるバッテリ10の傾き(傾き情報)を検出する。これによって、貸し立ち中におけるバッテリ10の配置姿勢に関する情報を取得することができる。
速度センサ57は、図2Dに示すように、ケース17の内側に配置されており、バッテリ10の速度(速度情報)を検出する。バッテリ10の移動速度から加速度情報を算出することが出来る。
図3の(a)(b)〜図5の(a)(b)を用いて、バッテリ10の損傷要因の例を説明する。
図3の(a)(b)は、バッテリ10の内部環境を変化させることによってバッテリ10を損傷させる損傷要因の例を示す。図3の(a)において、バッテリ10に加わる電磁波(電子負荷)が損傷要因であり、図3の(b)において、バッテリ10の内部に浸入した水分(水濡れ)が損傷要因である。図3の(a)に示すように、バッテリ10に電磁波が照射された場合、バッテリ10のCPU16が誤動作し、バッテリ10の内部が損傷する可能性がある。また、図3の(b)に示すように、バッテリ10が水没した場合、バッテリ10の内部に水分が浸透することによって、バッテリ10の内部では結露が生じ易くなる。結露によって発生した水滴は、バッテリ10のCPU16を誤動作させるので、バッテリ10が損傷する要因になる。
セル12は、二次電池のセルである。図2A〜図2Dに示すように、バッテリ10は、複数のセル12を備えている。各セル12は、バッテリ10の外部から供給される電力によって蓄電され、蓄電された電力を放電することができる。セル12の充電と放電との切り換えは、CPU16によって制御される。
情報蓄積部14は、損傷要因情報取得部11から入力された損傷要因情報を、記憶部15に記憶する。また、情報蓄積部14は、記憶部15に蓄積された損傷要因情報を、情報出力部13に出力する。情報出力部13は、情報蓄積部14から入力された損傷要因情報を、出力情報として、バッテリ管理装置20の出力情報取得部211(バッテリ環境情報取得部)へ出力する。
記憶部15には、情報蓄積部14によって、損傷要因情報が記憶される。損傷要因情報には、内部環境情報取得部11aが取得した内部環境情報、外部環境情報取得部11bが取得した外部環境情報、および、物理負荷情報取得部11cが取得した物理負荷情報が含まれる。
図1に示すように、バッテリ管理装置20は、制御部21(情報処理装置)および表示部22を備えている。制御部21は、出力情報取得部211、損傷算出部212、および使用可否判定部213を備えている。制御部21の各部は、バッテリ10から出力される出力情報(すなわち損傷要因情報)を用いて、バッテリ10の損傷度を算出し、バッテリ10の使用を継続することができるか否かを判定する使用可否判定処理を実行する。そして、制御部21は、使用可否判定処理における判定結果を、表示部22に表示する。一変形例では、制御部21は、使用可否判定処理における判定結果を、表示以外の手段でユーザに提示してもよい。なお、使用可否判定処理の詳細については後述する。また、損傷算出部212および使用可否判定部213は、環境情報分析部の一例に対応する。
出力情報取得部211は、バッテリ10の情報出力部13から、出力情報を取得する。出力情報取得部211が取得する出力情報は、バッテリ10の損傷要因情報取得部11が取得した損傷要因情報であり、内部環境情報、外部環境情報、および物理負荷情報が含まれる。出力情報取得部211は、取得した出力情報を、損傷算出部212に出力する。
損傷算出部212は、出力情報取得部211から入力された出力情報を用いて、以下で説明する4種類の損傷度(物理負荷損傷度、温度負荷損傷度、電子負荷損傷度、水濡れ損傷度)を算出する。そして、算出した損傷度に関する情報を、使用可否判定部213に出力する。図1に示すように、損傷算出部212は、水濡れ損傷算出部212a、電子負荷損傷算出部212b、温度負荷損傷算出部212c、および物理負荷損傷算出部212dを含んでいる。なお、一変形例において、損傷算出部212は、バッテリ10の使用状態を示す度数であれば、損傷度以外の度数を算出してもよい。
水濡れ損傷算出部212aは、水濡れ(図3の(b)参照)によるバッテリ10の損傷度である水濡れ損傷度を算出する。そのために、水濡れ損傷算出部212aは、出力情報から、内部環境情報を抽出する。前述したように、内部環境情報には、ケース内温度センサ30、セル外温度センサ31、水没センサ32、および電磁波センサ33による各検出値が含まれる。水濡れ損傷算出部212aは、水没センサ32による検出値を用いて、バッテリ10の水濡れ損傷度を算出する。あるいは、内部環境情報取得部11aが湿度センサ34を備えている場合、水濡れ損傷算出部212aは、湿度センサ34の検出値を用いて、バッテリ10の水濡れ損傷度を算出することもできる。
電子負荷損傷算出部212bは、電子負荷(図3の(a)参照)によるバッテリ10の損傷度である電子負荷損傷度を算出する。電子負荷には、バッテリ10に照射される電波、磁気、および電磁波が含まれる。電子負荷損傷算出部212bは、出力情報から、内部環境情報を抽出する。電子負荷損傷算出部212bは、内部環境情報取得部11aの電磁波センサ33による検出値を用いて、電子負荷損傷度を算出する。あるいは、内部環境情報取得部11aが磁気センサ38および電波センサ39を備えている場合、電子負荷損傷算出部212bは、磁気センサ38の検出値、電波センサ39の検出値、またはその組合せを用いて、バッテリ10の電子負荷損傷度を算出することもできる。
温度負荷損傷算出部212cは、セル12の内部の温度(セル内温度)を用いて、温度負荷(図4の(a)(b)参照)によるバッテリ10の損傷度(温度負荷損傷度)を算出する。
例えば、温度負荷損傷度が、バッテリ10のCPU16の誤動作の頻度に対応している場合、セル内温度と、バッテリ10のCPU16の誤動作の発生頻度との相関関係が、実験によって予め学習される。そして、温度負荷損傷算出部212cは、学習された相関関係に基づいて、セル内温度から、温度負荷損傷度(=温度負荷による誤動作の頻度)を算出する。
物理負荷損傷算出部212dは、物理負荷(図5の(a)(b)参照)によるバッテリ10(主に、構造部)の損傷度(物理負荷損傷度)を算出する。そのために、物理負荷損傷算出部212dは、出力情報から、物理負荷情報を抽出する。物理負荷損傷算出部212dは、物理負荷情報取得部11cの加速度センサ50、振動センサ51、歪みセンサ52、および衝撃センサ53による検出値を用いて、物理負荷損傷度を算出する。
使用可否判定部213は、損傷算出部212の各部によって算出された4種類の損傷度(水濡れ損傷度、電子負荷損傷度、温度負荷損傷度、物理負荷損傷度)が、それぞれ、閾値を超えるか否かを判定する。そして、少なくとも1種類の損傷度が閾値を超える場合、使用可否判定部213は、バッテリ10の使用を継続することはできないと判定する。一方、4種類の損傷度が全て閾値以下である場合、使用可否判定部213は、バッテリ10の使用を継続することができると判定する。なお、閾値は、損傷度の種類ごとに異なっていてもよい。
前記閾値は、損傷度と、損傷要因(電子負荷、水濡れ、電子負荷、物理負荷)との相関関係を示す実験データを用いて決定されてよい。なお、具体的な閾値の決定方法の詳細については、後で説明する。
図6を用いて、制御部21によって実行される使用可否判定処理の流れを説明する。図6は、使用可否判定処理の流れを示すフローチャートである。ただし、図6に示すS10およびS20は、制御部21による使用可否判定処理の前段階として、バッテリ10において実行される。
次に、情報出力部13が、損傷要因情報を、出力情報として出力する(S20)。出力情報取得部211は、情報出力部13から出力された出力情報、すなわち損傷要因情報を取得する(S30、環境情報取得ステップ)。
図7を用いて、温度負荷損傷算出部212cが、ケース外温度、ケース内温度、およびセル外温度を用いて、セル12の内部の温度(セル内温度)をどのようにして算出するのかを説明する。図7は、温度負荷損傷算出部212cによるセル内温度の推定結果の一例を示す図である。ここでは、2つの場合、すなわち、ケース外温度がケース内温度およびセル外温度よりも高い場合と、ケース外温度がケース内温度およびセル外温度よりも低い場合とを考える。なお、2つの場合において、セル外温度は同じであるとする。また、ケース外温度は、ケース外温度センサ40によって検出され、ケース内温度は、ケース内温度センサ30によって検出され、セル外温度は、セル外温度センサ31によって検出される。
図8および図9を用いて、使用可否判定部213が判定を行うために使用する閾値が、どのようにして決定されるのかを説明する。ここでは、損傷要因が、物理負荷(加速度、振動、歪み、衝撃)である場合について考える。実験的に閾値を決定するために、バッテリ10に物理負荷が与えられるとともに、物理負荷情報取得部11cの加速度センサ50、振動センサ51、歪みセンサ52、および衝撃センサ53から、それぞれ検出値が取得される。
以下に、本発明にかかる実施の形態2におけるバッテリスワップシステム1001(以下システム1001と述べる)について説明する。
本実施の形態2のシステム1001は、図10に示すように、実施の形態1のシステム1と比較して使用状態判定部214(環境情報分析部)を備えている点が異なっている。そのため、本相違点を中心に説明する。尚、実施の形態1と同様の構成については同一の符号を付している。
バッテリ管理装置1020は、出力情報取得部211によって取得した物理負荷情報、外部環境情報、および内部環境情報に基づいて、バッテリ10の使用状態を判定する。
S30において取得した出力情報を用いて、S40(使用状態判定ステップ、環境情報分析ステップ)において、使用状態判定部214は、貸し出し中のバッテリ10の使用状態を判定する。ここで、使用状態の判定とは、例えば、使用者が正しい使用をしているか否か、若しくは、使用者の使用は正しいが環境起因による損傷要因が負荷されているか、若しくは、使用者の使用によって損傷要因が負荷されたか等について判定する。具体的には、使用者が日向にバッテリ10を置いたことによって損傷要因が負荷されたことや、気温が想定していない温度まで上昇したことによってバッテリ10に損傷要因が負荷されたということについて判定することが出来る。また、使用状態判定部214は、損傷算出部212によって算出された使用状態を示す度数にも基づいて使用状態の判定をしてもよい。
図2Aに示すように、バッテリ10のケース17の外側に日照センサ41が配置され、ケース17の内側にケース内温度センサ30が配置されている構成を例に挙げて説明する。
使用状態判定部214は、日照センサ41からの検出値とケース内温度センサ30からの検出値に基づいて、温度情報の原因の切り分けを行う。具体的には、使用状態判定部214は、ケース内温度センサ30の値が上昇した場合、日照センサ41の検出値に基づいて、ケース17内の温度上昇が「バッテリ10が日向に置かれたことが原因」なのか、「気温上昇が原因」なのかを切り分けることが出来る。
一方、使用状態判定部214は、温度情報が「気温上昇が原因」である場合には、使用者側の対策では限界があるため、使用者に表示または通知を行わない。
また、ケース17の内部の温度センサとして、ケース内温度センサ30だけでなく、セル外温度センサ31が更に設けられていてもよい。すなわち、ケース17の外部と内部で異種のセンサが設けられており、ケース17の内部において複数の同種のセンサが設けられていてもよい。
図2Aに示すように、電子基板格納ケース19に水没センサ32(第2水没センサ)が配置され、更にセル格納ケース18に水没センサ32(第1水没センサ)が配置されている構成を例に挙げて説明する。
使用状態判定部214は、バッテリ10内のどの領域が水没したのかを判定し、浸水範囲の見極めを行うことが出来る。例えば、電子基板格納ケース19が浸水し、セル格納ケース18に浸水していない場合には、電子基板16aの交換が行われるが、セル12部分は確認して再使用できる可能性が高い。一方、セル格納ケース18に浸水している場合には、セル12部分を取り替える必要が生じる。
また、複数の水没センサ32を取り付けた場合には、ケース17内への浸水、電子基板格納ケース19内への浸水およびセル格納ケース18内への浸水としてそれぞれに損傷度の値を設定し、損傷度が算出されてもよい。
バッテリ管理装置20、1020の制御ブロック(特に出力情報取得部211、損傷算出部212、使用可否判定部213、および使用状態判定部214)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
(A)
上記実施の形態のシステム1、1001では、外部環境情報取得部11bと内部環境情報取得部11aに加えて物理負荷情報取得部11cが設けられているが、物理負荷情報取得部11cが設けられていなくてもよい。
上記実施の形態のシステム1、1001では、外部環境情報取得部11bと内部環境情報取得部11aと物理負荷情報取得部11cが設けられているが、外部環境情報取得部11bと物理負荷情報取得部11cが設けられていなくてもよい。このようなバッテリスワップシステム3001(以下システム3001という)が、図13に示されている。システム3001は、バッテリ3010と、図12に示したバッテリ管理装置2020とを備えている。バッテリ3010は、損傷要因情報取得部として内部環境情報取得部11aを備えている。
上記実施の形態のシステム1、1001では、外部環境情報取得部11bと内部環境情報取得部11aと物理負荷情報取得部11cが設けられているが、内部環境情報取得部11aと物理負荷情報取得部11cが設けられていなくてもよい。このようなバッテリスワップシステム4001(以下システム4001という)が、図14に示されている。システム4001は、バッテリ4010と、図12に示したバッテリ管理装置2020とを備えている。バッテリ4010は、損傷要因情報取得部として外部環境情報取得部11bを備えている。
上記実施の形態のシステム1、1001では、損傷要因情報取得部11によって取得された物理負荷情報、外部環境情報、および内部環境情報は、情報蓄積部14を介して記憶部15に記憶されているが、これに限られるものではない。例えば、図15に示すバッテリスワップシステム5001のバッテリ5010では、損傷要因情報取得部11によって取得された物理負荷情報、外部環境情報、および内部環境情報は、通信部5017によってリアルタイムでバッテリ管理装置20へと送信される。バッテリ管理装置20における出力情報取得部211は、通信部5017と無線通信可能な構成となっている。バッテリ管理装置20は、順次送信されている損傷要因情報について損傷度を算出する。
また、図15に示すバッテリスワップシステム5001において、バッテリ管理装置20の制御部21(情報処理装置)は、クラウドコンピューティングシステム上の仮想サーバであってもよい。この場合、通信部5017からクラウドコンピューティングシステムに物理負荷情報、外部環境情報、および内部環境情報が送信される。そして、仮想サーバにおいて情報の分析が行われ、使用者は、クラウドコンピューティングシステムにアクセスすることにより、分析結果を得ることができる。
本実施形態では、バッテリ10とバッテリ管理装置20とが、別体である構成を説明した。しかしながら、一変形例では、バッテリ10(少なくとも、バッテリ10の損傷要因情報取得部11)と、バッテリ管理装置20とが、バッテリ損傷度算出装置として、一体的に構成されていてもよい。本変形例に係るバッテリ損傷度算出装置は、バッテリ10のケース17(外側ケース)の外部において、所定の環境情報を取得する外部環境情報取得部11bと、前記収容部の内部において、対応する環境情報を取得する内部環境情報取得部11aと、前記所定の環境情報および前記対応する環境情報を用いて、前記バッテリ10の損傷度を算出する損傷算出部212とを備える。
上記実施の形態のシステム1001、2001、3001、4001では、使用状態判定部214、損傷算出部212および使用可否判定部213を備えているが、損傷算出部212および使用可否判定部213が設けられていなくてもよい。この場合、使用状態の判定のみが行われる。
上記実施の形態では特に述べていないが、バッテリ管理装置20、1020、2020は、バッテリ10の貸し出しを行うステーション、複数のステーションを統括するシステム等に設けられていても良い。また、バッテリ管理装置20、1020、2020の表示部22は、使用者のスマートホン、タブレット等の画面を利用してもよい。
上記実施の形態1、2における図2A〜図2Dで説明した各種センサの配置は、一例であり、各種センサの配置、数は適宜変更しても良い。
(I)
上記実施の形態では、複数のセルを格納するセル格納ケース18と、電子基板16aを格納する電子基板格納ケース19が設けられているが、どちらか一方または双方が設けられていなくてもよい。
上記実施の形態1のバッテリ管理装置20は、出力情報取得部211と、損傷算出部212と、使用可否判定部213とを備えているが、使用可否判定部213が設けられておらず、バッテリ損傷度算出装置として機能してもよい。
上記実施の形態では、システム1、1001、2001、3001、4001、5001において貸し出される複数のバッテリ10、1010、2010、3010、4010、5010が搭載される電力消費体の一例として電気自動車等の車両が例示されている。具体的には、車両としては、上記電気自動車(EV)、電動自動二輪車、電動一輪車、電動自動車、電動アシスト自転車、PHV(Plug-in Hybrid Vehicle)等のモビリティが挙げられる。
電気製品としては、例えば、バッテリからの電力によって機能する冷蔵庫、洗濯機、掃除機、炊飯器、湯沸しポット等の家電製品も含まれる。
さらに、バッテリが搭載される電力消費体として、電動工具を用いてもよい。
この場合には、貸し出し可能な複数のバッテリの充電を行うバッテリステーション等において、電動工具に使用されるバッテリを充電すればよい。
11a 内部環境情報取得部
11b 外部環境情報取得部
17 ケース(外側ケース)
21 制御部(情報処理装置)
211 出力情報取得部(バッテリ環境情報取得部)
212 損傷算出部
Claims (15)
- 一つまたは複数のセルを収納する外側ケースと、
前記外側ケースの外部において、所定の外部環境情報を取得する外部環境情報取得部と、
前記外側ケースの内部において、所定の内部環境情報を取得する内部環境情報取得部と、を有するバッテリと、
情報処理装置と、を備え、
前記情報処理装置は、
前記外部環境情報取得部から前記所定の外部環境情報を取得するとともに、前記内部環境情報取得部から前記所定の内部環境情報を取得するバッテリ環境情報取得部と、
前記バッテリ環境情報取得部が取得した前記所定の外部環境情報および前記所定の内部環境情報を用いて、前記バッテリの環境情報を分析する環境情報分析部と、を有し、
前記外部環境情報取得部は、温度センサを有し、
前記所定の外部環境情報は、前記外側ケースの外部における温度であり、
前記内部環境情報取得部は、前記セルから前記外側ケースの壁面の間に配置された1つまたは複数の温度センサを有し、
前記所定の内部環境情報は、前記外側ケースの内部における温度であり、
前記環境情報分析部は、前記外部環境情報取得部が有する温度センサおよび前記内部環境情報取得部が有する温度センサの検出値に基づいて、前記セルの内部の温度を推定し、
前記バッテリは、前記外側ケースの内部に配置され前記1つまたは複数のセルを囲むように形成されたセル格納ケースを有し、
前記内部環境情報取得部の複数の前記温度センサの少なくとも1つは、前記セル格納ケースの内部であって前記セルに近接して配置され、
前記内部環境情報取得部の複数の前記温度センサの少なくとも1つは、前記外側ケースの内部であって前記セル格納ケースの外部に配置されている、
システム。 - 前記外部環境情報取得部によって取得された前記所定の外部環境情報と、前記内部環境情報取得部によって取得された前記所定の内部環境情報を、前記バッテリの環境情報を分析する前記情報処理装置へ送信する通信部を更に備えた、
請求項1に記載のシステム。 - 前記情報処理装置は、クラウドコンピューティングにおける仮想サーバである、
請求項1に記載のシステム。 - 前記環境情報分析部は、
推定された前記セルの内部の温度を用いて、前記バッテリの損傷度を算出する損傷算出部を有する、
請求項1に記載のシステム。 - 前記環境情報分析部は、
前記損傷算出部によって算出された前記損傷度に基づいて、前記バッテリの使用の可否を判定する使用可否判定部を更に有する、
請求項4に記載のシステム。 - 前記環境情報分析部は、
前記バッテリ環境情報取得部が取得した前記所定の外部環境情報および前記所定の内部環境情報を用いて、前記バッテリの使用状態を判定する使用状態判定部を有する、
請求項1に記載のシステム。 - 1つまたは複数のセルを収納する外側ケースを備えたバッテリの前記外側ケースの外部において、所定の外部環境情報を取得する外部環境情報取得部と、
前記外側ケースの内部において、所定の内部環境情報を取得する内部環境情報取得部と、
前記外部環境情報取得部および前記内部環境情報取得部が取得した前記所定の外部環境情報および前記所定の内部環境情報を用いて、前記バッテリの環境情報を分析する環境情報分析部と、を備え、
前記外部環境情報取得部は、温度センサを有し、
前記所定の外部環境情報は、前記外側ケースの外部における温度であり、
前記内部環境情報取得部は、前記セルから前記外側ケースの壁面の間に配置された1つまたは複数の温度センサを有し、
前記所定の内部環境情報は、前記外側ケースの内部における温度であり、
前記バッテリは、前記外側ケースの内部に配置され前記1つまたは複数のセルを囲むように形成されたセル格納ケースを有し、
前記内部環境情報取得部の複数の前記温度センサの少なくとも1つは、前記セル格納ケースの内部であって前記セルに近接して配置され、
前記内部環境情報取得部の複数の前記温度センサの少なくとも1つは、前記外側ケースの内部であって前記セル格納ケースの外部に配置されており、
前記環境情報分析部は、前記外部環境情報取得部が有する温度センサおよび前記内部環境情報取得部が有する温度センサの検出値に基づいて、前記セルの内部の温度を推定し、
前記環境情報分析部は、推定された前記セルの内部の温度を用いて、前記バッテリの損傷度を算出する損傷算出部を有する、
バッテリ損傷度算出装置。 - 1つまたは複数のセルを収納する外側ケースを備えたバッテリを管理するバッテリ管理方法であって、
前記外側ケースの外部における所定の外部環境情報および内部における所定の内部環境情報を取得する環境情報取得ステップと、
前記環境情報取得ステップにおいて取得された前記所定の外部環境情報および前記所定の内部環境情報を用いて、前記バッテリの環境情報を分析する環境情報分析ステップと、を備え、
前記所定の外部環境情報は、前記外側ケースの外部の温度であり、
前記所定の内部環境情報は、前記外側ケースの内部の温度であり、
前記バッテリは、前記外側ケースの内部に配置され前記1つまたは複数のセルを囲むように形成されたセル格納ケースを有し、
前記所定の内部環境情報を取得する複数の温度センサの少なくとも1つは、前記セル格納ケースの内部であって前記セルに近接して配置され、
前記所定の内部環境情報を取得する複数の温度センサの少なくとも1つは、前記外側ケースの内部であって前記セル格納ケースの外部に配置されており、
前記環境情報分析ステップは、
前記環境情報取得ステップにおいて取得した前記外側ケースの外部の温度、および、前記外側ケースの内部の温度を用いて、前記セルの内部の温度を推定するセル内温度推定ステップと、を有する、
バッテリ管理方法。 - 前記環境情報分析ステップは、
前記セル内温度推定ステップにおいて取得した前記所定の外部環境情報および前記所定の内部環境情報を用いて、前記バッテリの損傷度を算出する損傷度算出ステップと、
前記損傷度算出ステップによって算出された前記損傷度に基づいて、前記バッテリの使用の可否を判定する使用可否判定ステップと、を有する、
請求項8に記載のバッテリ管理方法。 - 前記環境情報分析ステップは、
前記環境情報取得ステップにおいて取得された前記所定の外部環境情報および前記所定の内部環境情報を用いて、前記バッテリの使用状態を判定する使用状態判定ステップを有する、
請求項8に記載のバッテリ管理方法。 - 前記環境情報分析ステップは、前記セル内温度推定ステップにおいて推定した前記セルの内部の温度の推定結果から、前記バッテリの損傷度を算出する損傷度算出ステップと、を更に有する、
請求項8に記載のバッテリ管理方法。 - 1つまたは複数のセルを収納する外側ケースを備えたバッテリを管理するバッテリ管理方法プログラムであって、
バッテリの外部における所定の外部環境情報および内部における所定の内部環境情報を取得する環境情報取得ステップと、
前記環境情報取得ステップにおいて取得された前記所定の外部環境情報および前記所定の内部環境情報を用いて、前記バッテリの環境情報を分析する環境情報分析ステップと、を備え、
前記所定の外部環境情報は、前記外側ケースの外部の温度であり、
前記所定の内部環境情報は、前記外側ケースの内部の温度であり、
前記バッテリは、前記外側ケースの内部に配置され前記1つまたは複数のセルを囲むように形成されたセル格納ケースを有し、
前記所定の内部環境情報を取得する複数の温度センサの少なくとも1つは、前記セル格納ケースの内部であって前記セルに近接して配置され、
前記所定の内部環境情報を取得する複数の温度センサの少なくとも1つは、前記外側ケースの内部であって前記セル格納ケースの外部に配置されており、
前記環境情報分析ステップは、
前記環境情報取得ステップにおいて取得した前記外側ケースの外部の温度、および、前記外側ケースの内部の温度を用いて、前記セルの内部の温度を推定するセル内温度推定ステップと、を有する、
バッテリ管理方法をコンピュータに実行させるバッテリ管理プログラム。 - 請求項12に記載のバッテリ管理プログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。
- 前記バッテリは、複数のバッテリを貸し出し可能なシステムにおいて、単体で持ち運びされるバッテリである、請求項1に記載のシステム。
- 前記外部環境情報取得部によって取得された前記所定の外部環境情報と、
前記内部環境情報取得部によって取得された前記所定の内部環境情報と、
を記憶する記憶部を更に備えた、
請求項14に記載のシステム。
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