JPWO2014167889A1 - 電池装置 - Google Patents
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Abstract
Description
1.第1の実施形態
1.1.電池装置の概略構成
1.2.電池装置の回路構成
1.3.ユーザ端末の概略的な構成
1.4.RFIDリーダライタの回路構成
1.5.まとめ
2.第2の実施形態
2.1.電池装置の概略構成
2.2.RFIDタグ及び結合回路の回路構成
2.3.変形例
2.4.まとめ
3.第3の実施形態
3.1.電池装置の構成
3.2.まとめ
4.実施例1(電動アシスト自転車用バッテリーへの適用例)
5.実施例2(電動バイクのバッテリーへの適用例)
6.実施例3(電動カートへの適用例)
7.実施例4(バッテリー情報の出力に関する制御の一例)
8.実施例5(バッテリーの出力制御の一例)
9.実施例6(充電制御の一例)
10.実施例7(利用機器を限定する制御の一例)
11.実施例8(自動車用バッテリーへの適用例)
12.実施例9(駆動機器の推定・特定を行う場合の一例)
13.実施例10(作業内容の推定・特定を行う場合の一例)
[1.1.電池装置の概略構成]
まず、図1を参照して、本開示の第1の実施形態に係る電池装置100の概略構成について説明する。図1は、第1の実施形態に係る電池装置100の概略的な構成を示した図である。本実施形態に係る電池装置100は、例えば、充電器に装着されることで、バッテリー7への充電が行われる。この場合には、電力線PLの端部に設けられた+端子1と−端子2がそれぞれ充電器の+端子、−端子に接続され、電力線PLを介して充電が行われる。また、電気機器使用時には充電時と同様に、+端子1と−端子2が機器の+端子、−端子に接続され、電力線PLを介して放電が行われる。
次に、図2を参照して、本実施形態に係る電池装置の回路構成について説明する。図2は、本実施形態に係る電池装置の回路構成の一例を示した回路図である。
バッテリー7は、例えば、リチウムイオン電池等の二次電池で、複数の二次電池を直列に接続したものである。
制御部(マイクロコンピュータ)10は、測定回路11から入力された電圧値、電流値を使用して電流値の測定や電力の積算を行うようになされている。また、参照符号8で示される温度検出素子(例えばサーミスタ)で電池温度を監視する。さらに、測定値等が参照符号13で示される記憶部に保存される。記憶部13は、例えば、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)のような、不揮発性メモリにより構成してもよい。記憶部13は、制御部10が各部の動作を制御するための制御データ(例えば、制御パラメータ)や、前述した測定回路11から出力された測定値を記憶する。なお、測定回路11の詳細については後述する。
測定回路11は、制御部10がバッテリー7の状態を監視するための、バッテリー7に関する情報を取得(測定)する。例えば、測定回路11は、電池装置100内のバッテリー7の各セルの電圧を測定し、制御部10に測定値を供給する。また、電流検出抵抗9を使用して電流の大きさおよび向きを測定し、制御部10に測定値を送るものである。測定された温度のデータが制御部10に供給される。さらに、測定回路11は、バッテリー7の電圧を安定化して電源電圧を発生するレギュレータとしての機能も有する。
保護回路12は、バッテリー7のいずれかのセルの電圧が過充電検出電圧になったときや、バッテリー7の電圧が過放電検出電圧以下になったとき、スイッチ回路4に制御信号を送ることにより、過充電、過放電を防止する。ここで、リチウムイオン電池の場合、過充電検出電圧が例えば4.2V±0.5Vと定められ、過放電検出電圧が2.4V±0.1Vと定められる。
スイッチ回路4は、参照符号5で示される充電制御FET(Field Effect Transistor)と、参照符号6で示される放電制御FETとから構成されている。バッテリー7からの充電を制限する場合(例えば、電池電圧が過充電検出電圧となったとき)には、充電制御FET5をOFFとし、充電電流が流れないように制御される。なお、充電制御FET5のOFF後は参照符号5aで示される寄生ダイオードを介することによって放電のみが可能となる。
また、本実施形態に係る制御部10は、RFIDタグ20及びアンテナ15を介して外部装置(例えば、ユーザ端末500)と通信可能に構成されている。RFIDタグ20は、NFCによる通信技術やRFID技術などの無線通信技術を用いた通信デバイスの一例である。RFIDタグ20は、アンテナ15で受信された外部装置からの高周波信号を復号し、復号された情報を制御部10に出力する。また、RFIDタグ20は、制御部10から情報を取得し、取得した情報に基づき負荷変調を制御することで、外部装置への応答に係る高周波信号を生成し、生成した高周波信号を、アンテナ15を介して外部装置に送信する。このような構成により、制御部10は、外部装置から取得した情報を記憶部13に記憶させたり、記憶部13に記憶された情報を外部装置に出力することが可能となる。
次に、外部機器であるユーザ端末500について説明する。ユーザ端末500は、RFIDリーダライタとして動作することで電池装置100と非接触式に通信可能に構成されている。このような構成により、ユーザ端末500は、電池装置100に情報を送信することで、電池装置100の動作に関する仕様を変更することが可能である。また、ユーザ端末500は、電池装置100内に記憶された情報を読み出すことが可能である。以下に、図4を参照しながら、ユーザ端末500の概略的な構成について説明する。図4は、本実施形態に係るユーザ端末500の概略的な構成を示した図である。
次に、図5を参照しながら、RFIDリーダライタ54の回路構成について説明する。図5は、本実施形態に係るRFIDリーダライタ54の回路構成の一例を示した回路図である。なお、図5に示す例では、アンテナ55と制御部50とをあわせて示している。また、アンテナ55は、前述したアンテナ15と同様の構成のため、詳細な説明は省略する。
以上のように、本実施形態に係る電池装置100は、RFIDタグ20及びアンテナ15を介して、例えば、ユーザ端末500のような外部機器と通信可能に構成されている。このような構成により、電池装置100は、例えばスマートフォンのようなユーザ端末500からバッテリー7の動作の仕様に係る制御情報を取得し、取得した情報に基づき電池装置100内の各構成の動作を制御する制御データを更新することが可能となる。また、電池装置100は、電池装置100内に記憶された情報(例えば、バッテリー7に関する情報や、バッテリー7に接続された機器に関する情報)をユーザ端末500に出力することが可能となる。そのため、ユーザは、専用の機器を用いることなく、スマートフォンのようなユーザ端末500により、電池装置100内の制御データの更新や、電池装置100内に記憶された各種情報の読み出しを容易に行うことが可能となる。
[2.1.電池装置の概略構成]
次に、本開示の第2の実施形態に係る電池装置110について説明する。まず、図6を参照して、第2の実施形態に係る電池装置110の概略構成について説明する。図6は、第2の実施形態に係る電池装置110の概略的な構成を示した図である。
次に、図8及び図9を参照しながら、RFIDタグ20a及び結合回路16の回路構成について説明する。まず、図8を参照する。図8は、本実施形態に係るRFIDタグ20aの回路構成の一例を示した回路図である。ここで、図8では、結合回路16を併せて示している。図8に示すように、本実施形態に係るRFIDタグ20aは結合回路(フィルタ)16を介して電力線PLに接続されている点を除けば、第1の実施形態に係るRFIDタグ20(図3参照)と同様の構成である。そのため、以降では、図9を参照しながら、結合回路(フィルタ)16の回路構成に着目して説明し、RFIDタグ20と同様の構成については詳細な説明を省略する。図9は、結合回路16の回路構成の一例を示した回路図である。
次に、第2の実施形態の変形例に係る電池装置110について説明する。上記に示す実施形態では、制御部10が、RFIDタグ20aにより、結合回路16及び電力線PLを介して、電力線PLに電気的に接続された接続機器410と通信を行う場合の例について説明した。一方で、RFIDタグ20aに替えてRFIDリーダライタ20cを適用することも可能である。以降では、第2の実施形態の変形例として、RFIDタグ20aに替えて、RFIDリーダライタ20cを使用した場合の一例について、図11を参照しながら説明する。図11は、本実施形態の変形例に係るRFIDリーダライタ20cの回路構成の一例を示した回路図である。ここで、図11では、制御部10と結合回路16とを併せて示している。
以上のように、本実施形態に係る電池装置110は、RFIDタグ20a及び結合回路16を介して、電力線PLに電気的に接続された接続機器410と通信可能に構成されている。即ち、本実施形態に係る電池装置110は、電力線PL及び接続機器410内の電力線を中継器として利用し、接続機器410に設けられたアンテナ15を介して外部機器(例えば、ユーザ端末500)と通信を行うことが可能である。そのため、本実施形態に係る電池装置110は、アンテナ15の設置位置が電池装置110の設置位置に限られず、第1の実施形態に係る電池装置100に比べて、アンテナ15の設置位置の自由度が高いという利点を更に有する。
[3.1.電池装置の構成]
次に、本開示の第3の実施形態に係る電池装置120について説明する。第1の実施形態に係る電池装置100では、電池装置100内に設けられたアンテナ15を介して外部機器であるユーザ端末500と通信を行っている。即ち、第1の実施形態に係る電池装置100は、電池装置100単体でユーザ端末500と通信を行うことが可能である。一方で、第2の実施形態に係る電池装置110は、電力線通信を利用することで、電力線PLに電気的に接続された接続機器410に設けられたアンテナ15を介してユーザ端末500と通信を行う。即ち、第2の実施形態に係る電池装置110は、電力線PL及び接続機器410内の電力線を中継器として利用できるため、アンテナ15の設置位置の自由度が高いという利点を有する。これに対して、第3の実施形態に係る電池装置120は、第1の実施形態に係る電池装置100と、第2の実施形態に係る電池装置110との双方の利点を備える。以下に、図13及び図14を参照して、第3の実施形態に係る電池装置120について説明する。なお、ユーザ端末500は、クラウドサーバーやセンター(例えば、データセンター)等のような外部サービスとネットワークを介して通信可能に構成されていてもよい。このことは、前述した第1及び第2の実施形態についても同様である。
以上で説明したように、第3の実施形態に係る電池装置120は、電池装置120内に設けられたアンテナ15による通信と、電力線PLを介した通信とを選択的に実行することが可能となる。このような構成により、本実施形態に係る電池装置120は、第1の実施形態に係る電池装置100と、第2の実施形態に係る電池装置110との双方の利点を備えることが可能となる。
次に、前述した第1〜第3の実施形態に係る電池装置100、110、及び120の適用例について実施例として説明する。なお、以降では、電池装置120を適用した場合を例に説明するが、電池装置100または120に適宜置き換えてもよい。
ユーザ端末500の制御部50は、入力部57を介してユーザにより入力された、電池装置120を使用するユーザを認証するための認証情報を取得する。制御部50は、取得した認証情報に基づき認証を行い、認証結果に応じて当該ユーザを判別する。これにより、制御部50は、認証されたユーザの年齢や性別等のような当該ユーザに関する情報を特定することが可能となる。
次に、制御部50は、電池装置120との間の通信経路を確立する。具体的には、ユーザが、ユーザ端末500を電池装置120に近接させた場合に、ユーザ端末500のアンテナ55と電池装置120のアンテナ15とが結合して負荷がかかることで、アンテナ55とアンテナ15との間の通信経路が確立される。これにより、ユーザ端末500の制御部50と電池装置120の制御部10とは、RFIDリーダライタ54、アンテナ55、アンテナ15、及びRFIDタグ20を介して情報を送受信することが可能となる。なお、このときRFIDタグ20は、アンテナ15を介して受信した高周波信号に応じた受信電圧で駆動するため、RFIDタグ20を駆動させるための電源を別途設ける必要はない。
ユーザ端末500の制御部50と電池装置120の制御部10との間で通信経路が確立されたら、制御部50は、確立された通信経路を介して制御部10に、バッテリー7に関する情報の送信を指示するための制御情報を送信する。
電池装置120の制御部10は、確立された通信経路を介してユーザ端末500から送信された制御情報を取得する。制御部10は、取得した制御情報により、制御部50からのバッテリー7に関する情報の送信に関する指示を認識する。
ユーザ端末500の制御部50は、確立された通信経路を介して電池装置120から送信されたバッテリー7に関する情報を取得する。制御部50は、取得したバッテリー7に関する情報を解析し、電池装置120が正常に動作可能か否か(例えば、電動アシスト自転車のバッテリーとして動作可能か否か)を判断する。具体的な一例として、制御部50は、バッテリー7に関する情報にバッテリー7に充電されている電力量を示す情報が含まれている場合には、電力量が低下しているか(閾値以下か)否かに応じて、電池装置120が正常に動作可能か否かを判断してもよい。また、別の一例として、制御部50は、バッテリー7に関する情報にバッテリー7から出力される電流の電流値を示す情報が含まれている場合には、電流値が閾値以下か否かに応じて、電池装置120が正常に動作可能か否かを判断してもよい。
制御部50は、取得したバッテリー7に関する情報に基づき電池装置120が正常に動作することが困難であると判断した場合には(S104、No)、エラーメッセージを表示部59に表示させて、一連の処理を終了する。
制御部50は、取得したバッテリー7に関する情報に基づき電池装置120が正常に動作可能であると判断した場合には(S104、Yes)、ユーザの判別結果に基づき、電動アシスト自転車のアシスト量を算出する。
アシスト量を算出したら、制御部50は、確立された通信経路を介して制御部10に、算出したアシスト量を含む制御情報を送信する。
制御部10は、確立された通信経路を介してユーザ端末500から送信された制御情報を取得する。制御部10は、取得した制御情報から、算出されたアシスト量を示す情報を抽出する。
制御データの更新とバッテリー7からの放電の開始に係る制御が完了したら、制御部10は、設定が完了したことを、確立された通信経路を介してユーザ端末500に通知する。
ユーザ端末500の制御部50は、確立された通信経路を介して電池装置120から設定が完了した旨の通知を受ける。電池装置120からの通知を受けると、制御部50は、電池装置120の設定(即ち、アシスト量の設定)が完了したことを通知するためのメッセージを表示部59に表示させて、一連の処理を終了する。
次に、実施例2として、電池装置120の位置を示す位置情報に応じて、バッテリー7の動作の仕様を決定し、決定された仕様に基づきバッテリー7の動作を制御する場合の例について説明する。
ユーザ端末500の制御部50は、入力部57を介してユーザにより入力された、電池装置120を使用するユーザを認証するための認証情報を取得する。制御部50は、取得した認証情報に基づき認証を行い、認証結果に応じて当該ユーザを判別する。これにより、制御部50は、例えば、認証されたユーザが、サーキット等でバイクを走行させるための(速度制限を解除して走行させるための)ライセンスを取得しているか否かを判別することが可能となる。
また、制御部50は、電池装置120の位置情報を取得する。具体的な一例として、ユーザ端末500にGPS(Global Positioning System)受信機を設けておくことで、制御部50はGPS受信機からユーザ端末500の位置を示す位置情報を取得してもよい。この場合には、制御部50は、取得したユーザ端末500の位置情報を電池装置120の位置情報として認識してもよい。これにより、制御部50は、例えば、電池装置120の位置(換言すると、電動バイクの位置)が、公道のように速度が規制された環境か、サーキットのように速度が規制されていない閉じられた環境かを判別することが可能となる。
制御部50は、ユーザの判別結果と、取得した電池装置120の位置情報とに基づき、電池装置120の出力を上げること(以降では「出力アップ」と呼ぶ場合がある)を許可するか(換言すると、出力制限を解除するか)否かを判断する。
電池装置120の出力アップを不許可とした場合には(ステップS303、No)、制御部50は、電池装置120の出力アップを不許可とした旨を通知するメッセージを表示部59に表示させ、一連の処理を終了する。
電池装置120の出力アップを許可した場合には(ステップS303、Yes)、制御部50は、電池装置120との間の通信経路を確立する。具体的には、ユーザが、ユーザ端末500を電池装置120に近接させた場合に、ユーザ端末500のアンテナ55と電池装置120のアンテナ15とが結合して負荷がかかることで、アンテナ55とアンテナ15との間の通信経路が確立される。これにより、ユーザ端末500の制御部50と電池装置120の制御部10とは、RFIDリーダライタ54、アンテナ55、アンテナ15、及びRFIDタグ20を介して情報を送受信することが可能となる。
ユーザ端末500の制御部50と電池装置120の制御部10との間で通信経路が確立されたら、制御部50は、確立された通信経路を介して制御部10に、バッテリー7に関する情報の送信を指示するための制御情報を送信する。
電池装置120の制御部10は、確立された通信経路を介してユーザ端末500から送信された制御情報を取得する。制御部10は、取得した制御情報により、制御部50からのバッテリー7に関する情報の送信に関する指示を認識する。
ユーザ端末500の制御部50は、確立された通信経路を介して電池装置120から送信されたバッテリー7に関する情報を取得する。制御部50は、取得したバッテリー7に関する情報を解析し、電池装置120が正常に動作可能か否か(例えば、電動バイクのバッテリーとして動作可能か否か)を判断する。
制御部50は、取得したバッテリー7に関する情報に基づき電池装置120が正常に動作することが困難であると判断した場合には(S307、No)、エラーメッセージを表示部59に表示させて、一連の処理を終了する。
制御部50は、取得したバッテリー7に関する情報に基づき電池装置120が正常に動作可能であると判断した場合には(S307、Yes)、ユーザの判別結果や電池装置120の位置情報に基づき、電動バイクの出力の上限値(以降では、単に「出力上限値」と呼ぶ場合がある)を算出する。
出力上限値の算出と制限時間の特定が完了したら、制御部50は、確立された通信経路を介して制御部10に、算出した出力上限値と特定した制限時間とを含む制御情報を送信する。
制御部10は、確立された通信経路を介してユーザ端末500から送信された制御情報を取得する。制御部10は、取得した制御情報から、算出された出力上限値を示す情報と特定された制限時間を示す情報とを抽出する。
制御データの更新とバッテリー7からの放電の開始に係る制御が完了したら、制御部10は、設定が完了したことを、確立された通信経路を介してユーザ端末500に通知する。
ユーザ端末500の制御部50は、確立された通信経路を介して電池装置120から設定が完了した旨の通知を受ける。電池装置120からの通知を受けると、制御部50は、電池装置120の設定(即ち、アシスト量の設定)が完了したことを通知するためのメッセージを表示部59に表示させて、一連の処理を終了する。
次に、実施例3として、電池装置120が、バッテリー7からの出力の変化に基づきバッテリー7の利用状況を監視し、バッテリー7の利用状況に応じてバッテリー7の動作を制御する場合の例について説明する。
ユーザ端末500の制御部50は、入力部57を介してユーザにより入力された、電池装置120を使用するユーザを認証するための認証情報を取得する。制御部50は、取得した認証情報に基づき認証を行い、認証結果に応じて当該ユーザを判別する。制御部50は、ユーザの判別結果を基に、ユーザの種別や、判別されたユーザの課金状況、及び、ユーザの年齢や性別のような当該ユーザに関する情報を特定することが可能となる。なお、ユーザの種別とは、例えば、そのユーザが、一般的なユーザか、サービスマンや管理者のような特殊なユーザかを示している。
また、制御部50は、電池装置120の位置情報を取得する。位置情報の取得方法は、前述した実施例2と同様である。これにより、制御部50は、例えば、電池装置120の位置(換言すると、電動バイクの位置)が、公道のように速度が規制された環境か、サーキットのように速度が規制されていない閉じられた環境かを判別することが可能となる。
制御部50は、ユーザの判別結果に基づき電池装置120からバッテリー7に関する情報を取得するためのコマンド(換言すると、制御情報)を生成する。生成されたコマンドには、バッテリー7に関する情報として、どのような情報を送信するかが示されていてもよい。
コマンドを生成したら、制御部50は、電池装置120との間の通信経路を確立する。具体的には、ユーザが、ユーザ端末500を電池装置120に近接させた場合に、ユーザ端末500のアンテナ55と電池装置120のアンテナ15とが結合して負荷がかかることで、アンテナ55とアンテナ15との間の通信経路が確立される。これにより、ユーザ端末500の制御部50と電池装置120の制御部10とは、RFIDリーダライタ54、アンテナ55、アンテナ15、及びRFIDタグ20を介して情報を送受信することが可能となる。
一方で、電池装置120は、バッテリー7の利用状況や状態を監視し、バッテリー7の利用状況や状態を履歴として記憶部13にあらかじめ記憶しておく。
電池装置120の制御部10は、確立された通信経路を介してユーザ端末500から送信されたコマンドを取得する。制御部10は、取得したコマンドを実行することで、コマンドにより指定されたバッテリー7に関する情報を記憶部13から抽出し、抽出された情報を、確立された通信経路を介してユーザ端末500に送信する。なお、バッテリー7に関する情報として、制御部10からユーザ端末500にどのような情報を送信するかについては、運用に応じて適宜変更してもよい。
ユーザ端末500の制御部50は、確立された通信経路を介して電池装置120から送信されたバッテリー7に関する情報を取得する。
コマンドの生成が完了したら、制御部50は、確立された通信経路を介して制御部10に、生成したコマンドを送信する。
電池装置120の制御部10は、確立された通信経路を介してユーザ端末500から送信されたコマンドを取得する。制御部10は、取得したコマンドを実行することで、ユーザ端末500で決定された仕様に基づきバッテリー7が動作するように、記憶部13に記憶された制御データを更新する。これにより、電池装置120に、バッテリー7から出力される電流の最大値や、制限時間、利用可能な電力量、及び、バッテリー7の出力を制限するための条件が設定される。
コマンドの実行によりバッテリー7の動作の仕様に関する設定が完了したら、制御情報10は、設定が完了したことを、確立された通信経路を介してユーザ端末500に通知する。
ユーザ端末500の制御部50は、確立された通信経路を介して電池装置120から設定が完了した旨の通知を受ける。電池装置120からの通知を受けると、制御部50は、電池装置120の設定(即ち、アシスト量の設定)が完了したことを通知するためのメッセージを表示部59に表示させて、一連の処理を終了する。
また、バッテリー7の動作の仕様に関する設定が完了し、バッテリー7からの放電が開始されたら、制御部10は、バッテリー7の動作(例えば、バッテリー7の利用状況)を監視する。具体的な一例として、制御部10は、バッテリー7から放電が開始されてから経過した時間、消費電力、駆動回数、及び最大出力を監視してもよい。
制御部10は、バッテリー7の動作の監視結果に基づき、バッテリー7の出力を制限する条件を満たしたか否かに応じて、ユーザが危険な運転を行ったか否かを判断する。具体的な一例として、制御部10は、バッテリー7から出力された電力が、バッテリー7の出力を制限する条件として設定された閾値を超えたか否かに応じて、ユーザが危険な運転を行ったか否かを判断してもよい。
ユーザが危険な運転を行ったと判定された回数や時間が、バッテリー7の出力を制限する条件として設定された回数や時間を超えた場合には(ステップS606、Yes)、制御部10は、例えば、バッテリー7からの出力を制限してもよい。具体的な一例として、制御部10は、バッテリー7からの出力の上限値を下げることで、電動カートの急加速を防止することが可能である。また、制御部10は、バッテリー7からの出力の上限値を下げることで、電動カートの最高速度を下げてもよい。
なお、制御部10は、上述したバッテリー7の動作の監視と、監視結果に伴う制御(例えば、所定の条件を満たした場合のバッテリー7の出力制限)とを、電動カートの一連の動作が停止するまで継続する(ステップS608)。電動カートの一連の動作が停止したら、電池装置120も一連の動作を終了する。
前述の実施例1では、電池装置120に記憶されたバッテリー7に関する情報をユーザ端末500に出力する場合の例について説明した。一方で、電池装置120内に記憶された情報の中には、例えば、バッテリー7に充電された電力の残量(以降では、「バッテリー残量」と呼ぶ場合がある)などのような一般的な情報や、詳細な制御情報のように、サービスマンや管理者のように特殊な役割を果たすユーザが参照するような情報が含まれる。そこで、一般的なユーザ(以降では、「一般ユーザ」と呼ぶ場合がある)や、サービスマンまたは管理者のようなユーザ(以降では、「管理者ユーザ」と呼ぶ場合がある)等のユーザを分類するための基準として属性を設定し、各ユーザを属性に分類することで区別してもよい。この場合には、判別されたユーザが属する属性に応じて、出力する情報を制御することも可能である。そこで、実施例4では、認証結果に基づき判別されたユーザが属する属性に応じて、電池装120が、ユーザ端末500に出力する情報を制御する場合の例について説明する。
前述の実施例1では、電池装置120を利用するユーザを認証した結果に応じてユーザを判別し、判別結果に応じて、バッテリー7の動作の仕様を決定し、決定された仕様に基づきバッテリー7の動作を制御する例について説明した。実施例5では、ユーザの判別結果に応じて、バッテリー7の動作の仕様を決定し、決定された仕様に基づきバッテリー7の動作を制御する場合のその他の例についてまとめる。
前述の実施例5では、バッテリー7からの放電を制御する場合について説明したが、バッテリー7への充電を制御することも可能である。そこで、実施例6では、ユーザの判別結果に応じて、バッテリー7への充電の仕様を決定し、決定された仕様に基づきバッテリー7への充電を制御する場合の例について説明する。
ユーザ端末500の制御部50は、入力部57を介してユーザにより入力された、電池装置120を使用するユーザを認証するための認証情報と、受電時間や充電電力量を示す情報とを取得する。
制御部50は、取得した認証情報に基づき認証を行い、認証結果に応じて当該ユーザがあらかじめ登録されたユーザ(以降では「登録ユーザ」と呼ぶ場合がある)か否かを判別する。
判別されたユーザが登録ユーザではない場合には(ステップS703、No)、制御部50は、登録ユーザではない旨を通知するメッセージを表示部59に表示させて、一連の処理を終了する。
判別されたユーザが登録ユーザの場合には(ステップS703、Yes)、制御部50は、電池装置120との間の通信経路を確立する。具体的には、ユーザが、ユーザ端末500を電池装置120に近接させた場合に、ユーザ端末500のアンテナ55と電池装置120のアンテナ15とが結合して負荷がかかることで、アンテナ55とアンテナ15との間の通信経路が確立される。これにより、ユーザ端末500の制御部50と電池装置120の制御部10とは、RFIDリーダライタ54、アンテナ55、アンテナ15、及びRFIDタグ20を介して情報を送受信することが可能となる。
ユーザ端末500の制御部50と電池装置120の制御部10との間で通信経路が確立されたら、制御部50は、確立された通信経路を介して制御部10に、バッテリー7に関する情報及び接続機器401(即ち、充電器)に関する情報の送信を指示するための制御情報を送信する。
電池装置120の制御部10は、確立された通信経路を介してユーザ端末500から送信された制御情報を取得する。制御部10は、取得した制御情報により、制御部50からのバッテリー7に関する情報の送信に関する指示を認識する。
ユーザ端末500の制御部50は、確立された通信経路を介して電池装置120から送信されたバッテリー7に関する情報を取得する。制御部50は、取得したバッテリー7に関する情報を解析し、電池装置120が正常に充電可能か否かを判断する。
制御部50は、取得したバッテリー7に関する情報に基づき電池装置120が正常に充電することが困難であると判断した場合には(S707、No)、エラーメッセージを表示部59に表示させて、一連の処理を終了する。
次に、制御部50は、取得した接続機器410(即ち、充電器)に関する情報に基づき、電池装置120に充電器が正しく接続されているか否かを判断する。
電池装置120に充電器が正しく接続されていない場合には(ステップS709、No)、制御部50は、充電器が正しく接続されていない旨を通知するメッセージを表示部59に表示させて、一連の処理を終了する。
電池装置120に充電器が正しく接続されている場合には(ステップS709、Yes)、制御部50は、ユーザの判別結果とバッテリー7に関する情報とに基づき、バッテリー7への充電に関する仕様(以降では「充電仕様」と呼ぶ場合がある)を決定する。具体的な一例として、充電される電力に対して課金をするような運用の場合には、制御部50は、ユーザの判別結果に基づき、当該ユーザの課金状況を特定し、特定された課金状況に応じて充電を制限または停止する条件を決定してもよい。充電を制限または停止する条件としては、例えば、充電時間や充電可能な電力量、または充電回数が挙げられる。また、制御部50は、取得したバッテリー7に関する情報を基に、バッテリー7の状態を認識し、認識されたバッテリー7の状態に応じて充電電力または充電電流を制限してもよい。
充電仕様を決定したら、制御部50は、確立された通信経路を介して制御部10に、決定した充電仕様を示す情報を含む制御情報を送信する。
制御部10は、確立された通信経路を介してユーザ端末500から送信された制御情報を取得する。制御部10は、取得した制御情報から、ユーザ端末500で決定された充電仕様を示す情報を抽出する。
抽出した充電仕様を示す情報に基づき制御データを更新したら、制御部10は、スイッチ回路4の充電制御FET5を制御して、接続機器410(この場合は、充電器)からバッテリー7への充電を開始する。
充電を開始したら、制御部10は、充電回数を記憶部13に記録する。既に充電回数が記録されている場合には、制御部10は、記憶部13に記録された充電回数を加算してもよい。このとき、充電を制限または停止する条件として充電回数が設定されている場合には、制御部10は、記憶部13に記録された充電回数が、充電を制限または停止する条件を満たしているか否かを判別してもよい。もし、充電を制限または停止する条件を満たしている場合には、制御部10は、スイッチ回路4の充電制御FET5を制御して、接続機器410(この場合は、充電器)からバッテリー7への充電を制限または停止してもよい。
バッテリー7に充電された電力量が閾値を超えたら(即ち、充電が完了したら)、制御部10は、スイッチ回路4の充電制御FET5を制御して、接続機器410(この場合は、充電器)からバッテリー7への充電を停止する。
バッテリー7への充電を停止したら、制御部10は、バッテリー7への充電が完了したことを、確立された通信経路を介してユーザ端末500に通知する。
ユーザ端末500の制御部50は、確立された通信経路を介して電池装置120からバッテリー7への充電が完了した旨の通知を受ける。電池装置120からの通知を受けると、制御部50は、バッテリー7への充電が完了したことを通知するためのメッセージを表示部59に表示させて、一連の処理を終了する。
近年では、バッテリーの形状や接続方法が汎用化され、様々な機器にバッテリーを接続して利用することが可能となってきている。一方で、バッテリーを利用可能な機器を制限したいという要望もある。そこで、実施例7では、電池装置120が、電池装置120に接続された接続機器410の種別を判別し、判別結果に応じてバッテリー7からの放電やバッテリー7への充電を制限する場合の例について説明する。
次に、実施例8として、電池装置120を自動車用のバッテリーとして適用した場合の例について説明する。
前述の実施例7では、電池装置120に記憶された接続機器410に関する情報を、ユーザ端末500を介して取得することで、その電池装置120に接続されていた接続機器410を特定する例について説明した。しかしながら、必ずしも接続機器410から情報を取得できるとは限らない。そこで、実施例9では、電池装置120がバッテリー7の利用状況を履歴として記憶することで、電池装置120に記憶された履歴に基づき、電池装置120が駆動させていた駆動機器(即ち、接続機器410)を推定または特定する場合の例について説明する。
実施例9では、電池装置120に記憶された利用状況の履歴に基づき、電池装置120が駆動させていた駆動機器を推定または特定していた。一方で、電池装置120に記憶された利用状況の履歴に基づき、電池装置120に接続された接続機器410による作業の内容を推定または特定することも可能である。そこで、実施例10では、電池装置120に記憶された利用状況の履歴に基づき、電池装置120に接続された接続機器410による作業の内容を推定または特定する場合について説明する。
(1)
バッテリーと、
外部機器と通信する通信部と、
前記通信部の通信に基づき取得された、前記バッテリーの動作の仕様に係る制御情報に基づいて、前記バッテリーの動作を制御する制御部と、
を備える電池装置。
(2)
前記制御情報は、前記バッテリーからの放電に関する情報を含み、
前記制御部は、前記制御情報に基づき、前記バッテリーからの放電を制御する、前記(1)に記載の電池装置。
(3)
前記バッテリーからの放電に関する情報は、前記バッテリーからの放電を停止する条件に関する情報を含み、
前記制御部は、前記条件を満たした場合に、前記バッテリーからの放電を停止する、前記(2)に記載の電池装置。
(4)
前記バッテリーからの放電の開始及び停止を切り替える切り替え部を備え、
前記制御部は、前記制御情報に基づき、前記切り替え部の切り替えを制御する、前記(2)または(3)に記載の電池装置。
(5)
前記バッテリーからの放電に関する情報は、前記バッテリーから出力される電流の上限に関する情報を含み、
前記制御部は、前記制御情報に基づき、前記バッテリーから出力される電流を制御する、前記(2)〜(4)のいずれか一項に記載の電池装置。
(6)
前記制御情報は、前記バッテリーへの充電に関する情報を含み、
前記制御部は、前記制御情報に基づき、前記バッテリーへの充電を制御する、前記(1)〜(5)のいずれか一項に記載の電池装置。
(7)
前記バッテリーへの充電に関する情報は、前記バッテリーへの充電を停止する条件に関する情報を含み、
前記制御部は、前記条件を満たした場合に、前記バッテリーへの充電を停止する、前記(6)に記載の電池装置。
(8)
前記バッテリーへの充電の開始及び停止を切り替える切り替え部を備え、
前記制御部は、前記制御情報に基づき、前記切り替え部の切り替えを制御する、前記(6)または(7)に記載の電池装置。
(9)
前記バッテリーへの充電に関する情報は、前記バッテリーへの充電電流の上限に関する情報を含み、
前記制御部は、前記制御情報に基づき、前記バッテリーに充電される充電電流を制御する、前記(6)〜(8)のいずれか一項に記載の電池装置。
(10)
前記制御部は、前記通信部の通信に基づき取得されたユーザの認証結果に基づき前記ユーザを判別し、判別結果を基に前記バッテリーの動作の仕様を決定し、決定された当該仕様に基づき、前記バッテリーの動作を制御する、前記(1)〜(9)のいずれか一項に記載の電池装置。
(11)
前記制御情報は、前記ユーザの認証結果を含み、
前記制御部は、当該認証結果に基づき前記ユーザを判別し、判別結果を基に前記バッテリーの動作の仕様を決定する、前記(10)に記載の電池装置。
(12)
前記制御情報は、前記ユーザの認証を行うための認証情報を含み、
前記制御部は、前記認証情報に基づき前記ユーザを認証し、当該認証の結果に基づき前記ユーザを判別し、判別結果を基に前記バッテリーの動作の仕様を決定する、前記(10)に記載の電池装置。
(13)
前記制御部は、前記認証結果に基づき、前記ユーザがあらかじめ決められた属性のうちのいずれに属するかを判別し、判別された前記属性に基づき、前記バッテリーの動作の仕様を決定する、前記(10)〜(12)のいずれか一項に記載の電池装置。
(14)
前記制御情報は、前記バッテリーの位置情報を含み、
前記制御部は、前記位置情報に基づき、前記バッテリーの動作の仕様を決定し、決定した当該仕様に基づき、前記バッテリーの動作を制御する、前記(1)〜(13)のいずれか一項に記載の電池装置。
(15)
前記制御部は、前記バッテリーに接続された接続機器から当該接続機器の識別情報を取得し、取得した当該識別情報に基づき前記接続機器を判別し、前記接続機器の判別結果に基づき前記バッテリーの動作を制御する、前記(1)〜(14)のいずれか一項に記載の電池装置。
(16)
前記制御部は、前記バッテリーに関する情報、及び前記バッテリーに接続された機器に関する情報のうち少なくともいずれかを、前記通信部を介して前記外部機器に出力する、前記(1)〜(15)のいずれか一項に記載の電池装置。
(17)
前記通信部は、所定周波数の搬送波信号を用いて、前記外部機器とアンテナを介して非接触式に通信する、前記(1)〜(16)のいずれか一項に記載の電池装置。
(18)
前記アンテナを備える、前記(17)に記載の電池装置。
(19)
電力線を介して前記バッテリーに接続された機器が前記アンテナを備え、
前記通信部は、前記電力線と当該機器に備えられた前記アンテナとを介して前記外部機器と通信を行う、前記(17)に記載の電池装置。
(20)
前記通信部は、前記アンテナを介して受信した信号から電力を確保し、確保した電力により駆動して、当該信号を用いた負荷変調により、前記電力線を介して前記機器と通信を行う、前記(19)に記載の電池装置。
1 +端子
2 −端子
4 スイッチ回路
7 バッテリー
9 電流検出抵抗
10 制御部
11 測定回路
12 保護回路
13 記憶部
20、20a、20b RFIDタグ
20c、20d RFIDリーダライタ
15 アンテナ
16 結合回路(フィルタ)
410 接続機器
40 機器
46 結合回路(フィルタ)
500 ユーザ端末
50 制御部
54 RFIDリーダライタ
55 アンテナ
57 入力部
59 表示部
Claims (20)
- バッテリーと、
外部機器と通信する通信部と、
前記通信部の通信に基づき取得された、前記バッテリーの動作の仕様に係る制御情報に基づいて、前記バッテリーの動作を制御する制御部と、
を備える電池装置。 - 前記制御情報は、前記バッテリーからの放電に関する情報を含み、
前記制御部は、前記制御情報に基づき、前記バッテリーからの放電を制御する、請求項1に記載の電池装置。 - 前記バッテリーからの放電に関する情報は、前記バッテリーからの放電を停止する条件に関する情報を含み、
前記制御部は、前記条件を満たした場合に、前記バッテリーからの放電を停止する、請求項2に記載の電池装置。 - 前記バッテリーからの放電の開始及び停止を切り替える切り替え部を備え、
前記制御部は、前記制御情報に基づき、前記切り替え部の切り替えを制御する、請求項2に記載の電池装置。 - 前記バッテリーからの放電に関する情報は、前記バッテリーから出力される電流の上限に関する情報を含み、
前記制御部は、前記制御情報に基づき、前記バッテリーから出力される電流を制御する、請求項2に記載の電池装置。 - 前記制御情報は、前記バッテリーへの充電に関する情報を含み、
前記制御部は、前記制御情報に基づき、前記バッテリーへの充電を制御する、請求項1に記載の電池装置。 - 前記バッテリーへの充電に関する情報は、前記バッテリーへの充電を停止する条件に関する情報を含み、
前記制御部は、前記条件を満たした場合に、前記バッテリーへの充電を停止する、請求項6に記載の電池装置。 - 前記バッテリーへの充電の開始及び停止を切り替える切り替え部を備え、
前記制御部は、前記制御情報に基づき、前記切り替え部の切り替えを制御する、請求項6に記載の電池装置。 - 前記バッテリーへの充電に関する情報は、前記バッテリーへの充電電流の上限に関する情報を含み、
前記制御部は、前記制御情報に基づき、前記バッテリーに充電される充電電流を制御する、請求項6に記載の電池装置。 - 前記制御部は、前記通信部の通信に基づき取得されたユーザの認証結果に基づき前記ユーザを判別し、判別結果を基に前記バッテリーの動作の仕様を決定し、決定された当該仕様に基づき、前記バッテリーの動作を制御する、請求項1に記載の電池装置。
- 前記制御情報は、前記ユーザの認証結果を含み、
前記制御部は、当該認証結果に基づき前記ユーザを判別し、判別結果を基に前記バッテリーの動作の仕様を決定する、請求項10に記載の電池装置。 - 前記制御情報は、前記ユーザの認証を行うための認証情報を含み、
前記制御部は、前記認証情報に基づき前記ユーザを認証し、当該認証の結果に基づき前記ユーザを判別し、判別結果を基に前記バッテリーの動作の仕様を決定する、請求項10に記載の電池装置。 - 前記制御部は、前記認証結果に基づき、前記ユーザがあらかじめ決められた属性のうちのいずれに属するかを判別し、判別された前記属性に基づき、前記バッテリーの動作の仕様を決定する、請求項10に記載の電池装置。
- 前記制御情報は、前記バッテリーの位置情報を含み、
前記制御部は、前記位置情報に基づき、前記バッテリーの動作の仕様を決定し、決定した当該仕様に基づき、前記バッテリーの動作を制御する、請求項1に記載の電池装置。 - 前記制御部は、前記バッテリーに接続された接続機器から当該接続機器の識別情報を取得し、取得した当該識別情報に基づき前記接続機器を判別し、前記接続機器の判別結果に基づき前記バッテリーの動作を制御する、請求項1に記載の電池装置。
- 前記制御部は、前記バッテリーに関する情報、及び前記バッテリーに接続された機器に関する情報のうち少なくともいずれかを、前記通信部を介して前記外部機器に出力する、請求項1に記載の電池装置。
- 前記通信部は、所定周波数の搬送波信号を用いて、前記外部機器とアンテナを介して非接触式に通信する、請求項1に記載の電池装置。
- 前記アンテナを備える、請求項17に記載の電池装置。
- 電力線を介して前記バッテリーに接続された機器が前記アンテナを備え、
前記通信部は、前記電力線と当該機器に備えられた前記アンテナとを介して前記外部機器と通信を行う、請求項17に記載の電池装置。 - 前記通信部は、前記アンテナを介して受信した信号から電力を確保し、確保した電力により駆動して、当該信号を用いた負荷変調により、前記電力線を介して前記機器と通信を行う、請求項19に記載の電池装置。
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