JP2011152906A - バッテリ及び電動車両システム - Google Patents
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Abstract
【課題】バッテリの交換を容易ならしめ、かつ、車体内部へのバッテリの装着時に適合性を判断することが可能なバッテリを提供すること。
【解決手段】移動体を所定の時間連続して走行させることができる容量を有する二次電池を内蔵するバッテリパックと、前記バッテリパックに内蔵された前記二次電池に蓄えた電力を前記移動体へ供給する端子と、前記バッテリパックを収容し、該バッテリパックの前記移動体との適合性を物理的に確認する適合性判断部を有するバッテリケースと、前記バッテリケースを床面から所定の高さに維持する車輪ユニットと、を備える、バッテリが提供される。
【選択図】図1
【解決手段】移動体を所定の時間連続して走行させることができる容量を有する二次電池を内蔵するバッテリパックと、前記バッテリパックに内蔵された前記二次電池に蓄えた電力を前記移動体へ供給する端子と、前記バッテリパックを収容し、該バッテリパックの前記移動体との適合性を物理的に確認する適合性判断部を有するバッテリケースと、前記バッテリケースを床面から所定の高さに維持する車輪ユニットと、を備える、バッテリが提供される。
【選択図】図1
Description
本発明は、バッテリ及び電動車両システムに関する。
走行時に二酸化炭素の排出が少ない、または二酸化炭素を排出しない電気自動車が今後広く普及することが考えられる。特に、走行中に外部からのエネルギー供給を受けず、電池によって推進する電池式の電気自動車は、二酸化炭素の排出量の削減を図るために今後広く普及していくことが予想される。
電池式の電気自動車は、予め充電しておいた二次電池を動力源として推進するものである。従って、走行に伴って二次電池に蓄えられた電気が失われ、容量を回復して走行を継続するためには二次電池を充電する必要があり、効率良く充電を行うための技術も多数開示されている(特許文献1等参照)。
しかし、電池式の電気自動車に備えられる二次電池の容量は非常に大きいので、容量を回復するための充電時間は長くなってしまい、電池式の電気自動車は長距離の継続走行の面で課題がある。しかし、二次電池の容量が少なくなった場合に、二次電池を充電するのではなく、二次電池自体を交換するようにすれば、充電を待たずに継続して走行出来る。
しかし、電池式の電気自動車では、エネルギー源である二次電池は重量が大きく、現状の電気自動車用に作られた二次電池は交換を前提としたものではないので、二次電池自体を交換しようとしてもその交換が容易ではないという問題があった。
また、電池式の電気自動車の普及が進み、上述したように二次電池そのものの交換が可能となる電気自動車が増えてくると、交換可能な二次電池の種類も、メーカーや車種の増加に応じて増加することが考えられる。しかし、電池式の電気自動車では、上述したように重量が大きく、また適合しない二次電池を誤って車体に装着してしまうことも考えられ、装填後に二次電池の不適合が判明するのでは非常に使い勝手が悪いという問題があった。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、バッテリに蓄えられた電力で連続して走行することができる車両に対するバッテリの交換を容易ならしめ、かつ、車体内部へのバッテリの装着時に適合性を判断することが可能な、新規かつ改良されたバッテリ及び電動車両システムを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、移動体を所定の時間連続して走行させることができる容量を有する二次電池を内蔵するバッテリパックを収容し、該バッテリパックの前記移動体との適合性を物理的に確認する適合性判断部を有するバッテリケースと、前記バッテリパックに内蔵された前記二次電池に蓄えた電力を前記移動体へ供給する端子と、前記バッテリケースを床面から所定の高さに維持する車輪ユニットと、を備える、バッテリが提供される。
前記適合性判断部は、複数のリブを有していてもよい。
前記車輪ユニットの前記移動体への収容時に該車輪ユニットのロックを解除するロック解除部をさらに備えていてもよい。
前記車輪ユニットは、前記バッテリケースに1つの頂点が、接地する車輪の他の2つの頂点が位置する該三角形の形状を有していてもよい。
前記移動体は電気自動車であり、前記バッテリパックは電気自動車を所定の時間連続して走行させることができる容量を有する二次電池を内蔵していてもよい。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電力により走行する車両本体と、前記車両本体へ電力を供給するバッテリと、を備え、前記バッテリは、移動体を所定の時間連続して走行させることができる容量を有する二次電池を内蔵するバッテリパックを収容し、該バッテリパックの前記移動体との適合性を物理的に確認する適合性判断部を有するバッテリケースと、前記バッテリパックに内蔵された前記二次電池に蓄えた電力を前記移動体へ供給する端子と、前記バッテリケースを床面から所定の高さに維持する車輪ユニットと、を備え、前記車両本体は、前記第1の端子と接続されて前記バッテリパックに内蔵された前記二次電池に蓄えた電力の供給を受けるための前記第2の端子と、前記適合性判断部の形状の合致により前記バッテリの収容の可否を物理的に判定する収容判定部と、を備える、電動車両システムが提供される。
前記車両本体は、前記バッテリとワイヤーで接続し、該バッテリを前記車両本体内部へ収容させるクランクをさらに備えていてもよい。
前記車両本体は電気自動車であってもよい。
以上説明したように本発明によれば、バッテリの交換を容易ならしめ、かつ、車体内部へのバッテリの装着時に適合性を判断することが可能な、新規かつ改良されたバッテリ及び電動車両システムを提供することができる。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
<1.本発明の第1の実施形態>
[1−1.バッテリ及び車両の構造]
[1−2.バッテリ判別機構]
[1−3.電気自動車へのバッテリの装着]
<2.本発明の第2の実施形態>
<3.本発明の第3の実施形態>
<4.まとめ>
<1.本発明の第1の実施形態>
[1−1.バッテリ及び車両の構造]
[1−2.バッテリ判別機構]
[1−3.電気自動車へのバッテリの装着]
<2.本発明の第2の実施形態>
<3.本発明の第3の実施形態>
<4.まとめ>
<1.本発明の第1の実施形態>
[1−1.バッテリ及び車両の構造]
まず、図面を参照して、本発明の第1の実施形態に係る電気自動車及び電気自動車に装填されるバッテリの概略構成について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態にかかるバッテリ100の概略構成及びバッテリ100が収容される電気自動車10の概略構成を示す説明図である。
[1−1.バッテリ及び車両の構造]
まず、図面を参照して、本発明の第1の実施形態に係る電気自動車及び電気自動車に装填されるバッテリの概略構成について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態にかかるバッテリ100の概略構成及びバッテリ100が収容される電気自動車10の概略構成を示す説明図である。
図1には、バッテリを動力源として推進する電気自動車10と、電気自動車10の動力源となるバッテリ100とが図示されている。図1に示した電気自動車10は、車体の後部にバッテリ100を収容することができる構成を有している。図1に示したように、本発明の第1の実施形態にかかる電気自動車10は、電極11と、バッテリ100を円滑に電気自動車10に収容するための突起物12と、後輪14と、を含んで構成される。
一方、電気自動車10の動力源となるバッテリ100は、車輪101aと、車輪とバッテリ100とを繋ぐ支柱101bと、電極102と、ハンドル103と、を含んで構成される。車輪101aと、車輪とバッテリ100とを繋ぐ支柱101bとは、本発明の車輪ユニットの一例である。またバッテリ100には、電気自動車10の動力となる電力を蓄えておくことができる二次電池を内蔵したバッテリパックが備えられており、このバッテリパックは、電気自動車10を所定の時間連続して走行させることができるだけの電力を蓄えることができる。また、バッテリ100は、当該バッテリパックをバッテリケースに収容した構造を有している。
図2は、電気自動車10に設けられている突起物12とバッテリ100との関係について示す説明図であり、説明の便宜上、電気自動車10及びバッテリ100は上下に並べて図示している。また、図2において、電気自動車10及びバッテリ100は電気自動車10の後方側から図示している。図2に示したように、電気自動車10の内部に設けられている一対の突起物12は、車輪101aの回転方向に垂直の方向におけるバッテリ100の支柱101bの間隔に対応して設けられる。従って、突起物12は、バッテリ100の支柱101bにのみ作用するものである。
なお、電気自動車10には、バッテリ100を円滑に収容及び引き出したり、挿入位置を規制したりするためのガイドの役割を果たすレールのようなものを設けてもよい。
このように電気自動車10とバッテリ100とを構成することで、電気自動車10のバッテリ100の交換作業が容易になる。
なお、一般的に、電気自動車に備えられるバッテリを充電する際には、バッテリの充電仕様をバッテリと充電器との間で電気的にやり取りし、そのバッテリに合った充電方法を選ぶ事が行われている。すなわち、バッテリ充電用プラグには充電用コンタクトの他に、バッテリの充電仕様をバッテリと充電器との間で電気的にやり取りするための信号用コンタクトが用意され、バッテリの仕様等を判定してからバッテリへの充電が行われる。これは、バッテリの標準化が未だ進んでおらず、また完全な標準化が可能かも不明であり、さらにはバッテリ端子電圧が電気自動車により異なること等の理由による。
電気自動車10のバッテリ100の交換作業が行われる場面としては、バッテリ100の電力が消耗したために満充電状態の他のバッテリと交換する場合、およびバッテリ100の充電は電気自動車10を経由して行い、バッテリ100の寿命が尽きたためにそのバッテリ100を交換する場合の両方が考えられる。
いずれの場合でも、実際の充電に関しては、バッテリの判定が電気的に実行されるが、物理的に外形が同様でも、バッテリの内部仕様が異なるバッテリが存在することも考えられる。このようなバッテリが存在した場合、充電開始まではバッテリの電気的な判定がなされないこととなる。例えば民生用モバイル機器の場合、かかる機器を動作させるためのバッテリは小型かつ軽量であるので、装着時にバッテリ種別を判定することで、充電方式の電気的な判定は必ずしも実行する必要がない場合がある。一方、電気自動車のような電動車両ではバッテリの重量が大きく、装着自体が一つの大きな作業となり、バッテリを装着した後にバッテリ判定を(電気的に)実施し、この時点でバッテリ不適合が分かったのでは大変使い勝手が悪い。
そこで、本発明の第1の実施形態では、電気自動車10とバッテリ100との両方に、バッテリを構造的に判定するためのバッテリ判別機構を設ける。このような構造物により、予め指定されたバッテリ以外のバッテリが電気自動車10に装着されることを防ぐことが可能になり、バッテリを装着させた時点でバッテリの判定(の少なくとも一部)を実施することができる。
[1−2.バッテリ判別機構]
図3は、電気自動車10とバッテリ100との両方に設ける、バッテリを構造的に判定するためのバッテリ判別機構の一例を示す説明図である。図3には、バッテリ100を後方側から見た断面が示されており、また電気自動車10の床13に設けられたリブ21a、21b、21cが併せて示されている。そして、バッテリ100には、電気自動車10に設けられたリブと嵌合させるための判定部111a、111b、111cが設けられる。図3に示したA、B、Cは判定部が有するスロットを意味し、図3に示した例ではスロットを3つ用意しているので、この判定部で3種類のバッテリを判定することができる。
図3は、電気自動車10とバッテリ100との両方に設ける、バッテリを構造的に判定するためのバッテリ判別機構の一例を示す説明図である。図3には、バッテリ100を後方側から見た断面が示されており、また電気自動車10の床13に設けられたリブ21a、21b、21cが併せて示されている。そして、バッテリ100には、電気自動車10に設けられたリブと嵌合させるための判定部111a、111b、111cが設けられる。図3に示したA、B、Cは判定部が有するスロットを意味し、図3に示した例ではスロットを3つ用意しているので、この判定部で3種類のバッテリを判定することができる。
電気自動車10にリブ21aが設けられている場合には、スロットA及びスロットBに空きがある判定部111aを有するバッテリ100が電気自動車10に収容できるが、電気自動車10にリブ21bやリブ21cが設けられている場合には、判定部111aを有するバッテリ100は電気自動車10に収容することが出来ない。
また、電気自動車10にリブ21bが設けられている場合には、スロットA及びスロットCに空きがある判定部111bを有するバッテリ100が電気自動車10に収容できるが、電気自動車10にリブ21aやリブ21cが設けられている場合には、判定部111bを有するバッテリ100は電気自動車10に収容することが出来ない。
そして、電気自動車10にリブ21cが設けられている場合には、スロットB及びスロットCに空きがある判定部111cを有するバッテリ100が電気自動車10に収容できるが、電気自動車10にリブ21aやリブ21bが設けられている場合には、判定部111cを有するバッテリ100は電気自動車10に収容することが出来ない。
このように、電気自動車10に設けられたリブの形状に対応する判定部111a、111b、111cを有するバッテリ100のみを装着可能とすることで、予め指定されたバッテリ以外のバッテリが電気自動車10に装着されることを防ぐことが可能になり、バッテリを装着させた時点でバッテリの判定(の少なくとも一部)を実施することができる。
なお、バッテリ100には、図3に示したような全てのスロットに空きがある判定部111を設けることができるが、このような判定部111をバッテリ100に設けることは許可しないようにしてもよい。逆に、全てのスロットに空きがある判定部111をバッテリ100に設け、かかる判定部111を有するバッテリ100はどのような電気自動車にも適合するものであるとしてもよい。
図3に示したように、判定部111a、111b、111cが3つのスロットを有しているときに、これを3ビットデータとして扱うと、バッテリ判定状況は以下のような関係となる。なお、説明の便宜上、判定部111aを有するバッテリ100をバッテリA、判定部111bを有するバッテリ100をバッテリB、判定部111cを有するバッテリ100をバッテリCとする。そして各スロットのデータは、0が電気自動車10にリブが無いスロット、1が電気自動車10にリブが有るスロットを示している。
スロット C B A バッテリ判定状況
0 0 0 すべてのバッテリ適合(または禁止)
0 0 1 バッテリA、B適合
0 1 0 バッテリA、C適合
0 1 1 バッテリA適合
1 0 0 バッテリB、C適合
1 0 1 バッテリB適合
1 1 0 バッテリC
1 1 1 適合バッテリなし
0 0 0 すべてのバッテリ適合(または禁止)
0 0 1 バッテリA、B適合
0 1 0 バッテリA、C適合
0 1 1 バッテリA適合
1 0 0 バッテリB、C適合
1 0 1 バッテリB適合
1 1 0 バッテリC
1 1 1 適合バッテリなし
このように、リブの完全一致によってバッテリを判定するのではなく、適合するバッテリに幅を持たせてバッテリを判定することができる。もちろん、電気自動車10に設けるリブの形状は、図3に図示した例に限られないことはいうまでもない。また、電気自動車10に設けるリブの位置はある特定の位置に限定されるものではない。
なお、今後は電気自動車のバッテリの種類が増え、判定しなければならないバッテリの種類も増えることが想定される。しかし、スロットの数を増やし、1つのスロットを細かくすると機械的な強度が低下し、バッテリの判定部や電気自動車のリブが破損するというリスクが生じ易くなる。従って、スロットの数を増やさずにバッテリの判定能力を増強することも必要になることが考えられる。
図3に示したリブや判定部によるバッテリの判定方式では、電気自動車側にリブがない場合にはバッテリ側の判定部のリブの有無が判定出来ない。従って、メカニカルにバッテリ側の判定部のリブの有無を判定出来れば、スロットの数を増やさずにバッテリの判定能力を増強することができる。
図4は、電気自動車10とバッテリ100との両方に設ける、バッテリを構造的に判定するためのバッテリ判別機構の別の例を示す説明図である。図4には、バッテリ100を後方側から見た断面が示されており、また電気自動車10の床13に設けられたリブ31a〜31hが併せて示されている。そして、バッテリ100には、電気自動車10に設けられたリブと嵌合させるための判定部121a、121b、121cが設けられる。図4に示したA、B、Cは判定部が有するスロットを意味し、図4に示した例ではスロットを3つ用意しているので、この判定部で3種類のバッテリを判定することができる。
電気自動車10にリブ31aが設けられている場合には、スロットA、スロットB及びスロットCのいずれにも空きが無い判定部121aを有するバッテリ100が電気自動車10に収容できるが、電気自動車10にその他のリブが設けられている場合には、判定部121aを有するバッテリ100は電気自動車10に収容することが出来ない。
また、電気自動車10にリブ31bが設けられている場合には、スロットAにのみ空きがある判定部121bを有するバッテリ100が電気自動車10に収容できるが、電気自動車10にその他のリブが設けられている場合には、判定部121bを有するバッテリ100は電気自動車10に収容することが出来ない。
そして、電気自動車10にリブ31cが設けられている場合には、スロットBにのみ空きがある判定部121cを有するバッテリ100が電気自動車10に収容できるが、電気自動車10にその他のリブが設けられている場合には、判定部121cを有するバッテリ100は電気自動車10に収容することが出来ない。
このように、電気自動車10に設けられたリブの形状に対応する判定部121a、121b、121cを有するバッテリ100のみを装着可能とすることで、予め指定されたバッテリ以外のバッテリが電気自動車10に装着されることを防ぐことが可能になり、バッテリを装着させた時点でバッテリの判定(の少なくとも一部)を実施することができる。
そして、図4に示したように、電気自動車10に、基準より窪んだ部分または突出した部分を用意し、明示的にリブの有無に対応させることで、図4に示したリブと判定部の構成では8通りのバッテリ(判定部121aのように空きスロットが無いバッテリを許可しない場合には7通りのバッテリ)を判別することができ、スロット数を増加させずに判別可能なバッテリの数を増やすことができる。各スロットをビットに対応させると、空きスロットが無いバッテリを許可しない場合には、3ビットならば7通り、4ビットならば15通りのバッテリが判定でき、1バイトならば255種類のバッテリを判定することができる。この例のように、比較的簡単な機械的コーディングを行うことで、電気自動車への装着時にバッテリの判定を行うことができ、バッテリの誤装着を防ぎ、重量物の無駄な操作を未然に防止することが可能となる。
[1−3.電気自動車へのバッテリの装着]
続いて、バッテリ100を電気自動車10に装着する際のバッテリ100の動作について説明する。図5〜図8は、バッテリ100を電気自動車10に装着する際のバッテリ100の動作を示す説明図である。図5は、図1の状態からバッテリ100を電気自動車10へさらに移動させた状態を示す説明図である。この図5に示した状態から、ハンドル103を用いてバッテリ100を電気自動車10に押し込むと、前方の支柱101bが回動して電気自動車10の内部に収容される。なお、電気自動車10の床13には、バッテリ100の収容時の摩擦を減らすための仕組みや、小型補助車輪が装備されていてもよい。
続いて、バッテリ100を電気自動車10に装着する際のバッテリ100の動作について説明する。図5〜図8は、バッテリ100を電気自動車10に装着する際のバッテリ100の動作を示す説明図である。図5は、図1の状態からバッテリ100を電気自動車10へさらに移動させた状態を示す説明図である。この図5に示した状態から、ハンドル103を用いてバッテリ100を電気自動車10に押し込むと、前方の支柱101bが回動して電気自動車10の内部に収容される。なお、電気自動車10の床13には、バッテリ100の収容時の摩擦を減らすための仕組みや、小型補助車輪が装備されていてもよい。
図6は、図5の状態からバッテリ100を電気自動車10へさらに移動させた状態を示す説明図である。このように、ハンドル103を用いてバッテリ100を電気自動車10へ押し込むと、前方の支柱101bが回動して電気自動車10の内部に収容される。支柱101bは、電気自動車10の内部に設けられる突起物12によって支持される。
図7は、図6の状態からバッテリ100を電気自動車10へさらに移動させた状態を示す説明図である。ハンドル103を用いてバッテリ100を電気自動車10へさらに、押し込むと、後方の支柱101bが回動して電気自動車10の内部に収容される。
図8は、図7の状態からバッテリ100を電気自動車10へさらに移動させた状態を示す説明図である。ハンドル103を用いてバッテリ100を電気自動車10へさらに、押し込むと、後方の支柱101bが回動して電気自動車10の内部に収容され、バッテリ100が電気自動車10の内部に完全に収容された状態となる。この状態では、電気自動車10の電極11と、バッテリ100の電極102とが結合して、バッテリ100に蓄えられている電力を電気自動車10に供給したり、電気自動車10からバッテリ100を充電したりすることができる。
そして、バッテリ100を電気自動車10の内部への装着に際しては、図3や図4に示したようなバッテリ判別機構を電気自動車10の床13の上、及びバッテリ100に設けることで、電気自動車10へのバッテリ100の誤装着を防ぐことができる。
電気自動車10に装着されているバッテリ100を電気自動車10から取り外す場合には、バッテリ100において上述した説明と逆の動作がなされる。すなわち、ハンドル103を用いてバッテリ100を電気自動車10から引き出すと、まず突起物12によって支持されていた後方の支柱101bは、突起物12による規制がなくなり、図7に示したようにその自重によって落下を開始する。
さらにバッテリ100を電気自動車10から引き出すと、図6に示したように、後方側の支柱101bは完全に突起物12による規制から開放され、後方側の車輪101aが接地した状態となる。この状態で後方側の支柱101bはロックされて回動が制限されるが、支柱101bの回動を制限するための機構については後に詳述する。
図6に示した状態からさらにバッテリ100を電気自動車10から引き出すと、図5に示したように、前方側の支柱101bも、完全に突起物による規制から開放され、前方側の車輪101aも接地した状態となる。この状態で、前方側の支柱101bもロックされて回動が制限される状態となる。
ここで、支柱101bをロックするための機構について詳細に説明する。図9Aは、バッテリ100を上方から示した図であり、図9Bはバッテリ100を側面から示した図である。
支柱101bにはロック穴106が設けられ、図5のように車輪101aが接地している状態では、支柱101bは、支柱101bの回動を制限するためのロックピン105と嵌合している。ロックピン105は、例えば、ロック穴106と嵌合するためのボスと、ボスを係止するための部材とで構成される。ボスを係止するための部材は、例えばバネ性の部材であってもよい。バッテリ100を電気自動車10から引き出す際には支柱101bは自重により回動し、車輪101aが接地するときにロックピン105とロック穴106とが自動的に嵌合する。
ロックピン105とロック穴106との嵌合の解除に用いられるのがレバー104である。なお、図9Aでは、レバー104はバッテリ100の片側にしか図示していないが、レバー104を図示していない側にも同様にレバー104は設けられる。ハンドル103を用いてバッテリ100を電気自動車10に収容しようとする場合には、レバー104を前方に押し込むことで、ロックピン105とロック穴106との嵌合が解除され、支柱101bの回動が可能となり、バッテリ100を電気自動車10に収容させることができる。
図10はロックピン105の構造について示す説明図である。ロックピン105は、ロックピン本体107と、ロック用ボス108とで構成される。ロックピン本体107は、バネ性の部材であってもよい。
図11は支柱101bの構造について示す説明図である。支柱101bは、ロック用ボス108を押進するための押進部109を有する。バッテリ100が電気自動車10から引き出される際に支柱101bは自重によって落下を開始するが、この支柱101bの落下の際に押進部109はロック用ボス108を押進させ、車輪101aの接地とともに支柱101bの回動がロックピン105によって制限されることになる。
ここまで、電気自動車10から引き出し可能なバッテリ100の構造例を示したが、バッテリ100を電気自動車10から引き出す際の支柱101bのロック構造や、バッテリ100の挿入時の支柱101bのロック解除構造は、かかる例に限定されるものではない。また、バッテリ100と電気自動車10との間の電極の接続及び接続の解除は、バッテリ100の引き出しと同時に実行される例を示したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ロック機構を有するコネクタをバッテリ100に設け、バッテリ100と電気自動車10との間の電極の接続の解除動作を、バッテリ100の引き出しとは別動作としてもよい。
さらに、バッテリ100を自由に移動させるための車輪の数は4つに限られず、バッテリを保持可能な数ならば任意の数の車輪を備えることができる。もちろん、バッテリ100を移動させる車輪自体にもロックを用意して、バッテリ100を地上に置いた時に不用意に移動しないようにしてもよい。さらに、バッテリ100の形状も上述の例に限られないことは言うまでもなく、例えば電気自動車10への挿入端にテーパを設けて、挿入しやすい形状としてもよい。
<2.本発明の第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態にかかるバッテリの構造について説明する。図12A〜図12Cは、本発明の第2の実施形態にかかるバッテリ200の概略構造及びバッテリ200を収容する電気自動車10の概略構造について示す説明図である。本発明の第2の実施形態にかかるバッテリ200は、車輪201が一体に形成されている。車輪201は、概略三角形の頂点のうち、2点が車輪の回転中心に固定されており、残りの一点がバッテリ200に固定され、車輪201の回転中心となるものである。
次に、本発明の第2の実施形態にかかるバッテリの構造について説明する。図12A〜図12Cは、本発明の第2の実施形態にかかるバッテリ200の概略構造及びバッテリ200を収容する電気自動車10の概略構造について示す説明図である。本発明の第2の実施形態にかかるバッテリ200は、車輪201が一体に形成されている。車輪201は、概略三角形の頂点のうち、2点が車輪の回転中心に固定されており、残りの一点がバッテリ200に固定され、車輪201の回転中心となるものである。
図12Aはバッテリ200を電気自動車10に装着する前の状態を図示したものであり、図12Bはバッテリ200を電気自動車10に装着する途中の状態を図示したものである。突起12’’を有する突起物12’により車輪201が回動して車輪201の全体が回転を始め、車輪201は電気自動車10の内部に収納される。
図12Cはバッテリ200が電気自動車10に収容された状態を図示したものである。図12Bに示した状態から図12Cに示した状態のように電気自動車10の内部にバッテリ200に収納される途中に、バッテリ200の全体を若干押し上げるような力が必要となるが、この力はバッテリ200の重さに対して、十分小さくなるように設計することは当然可能であり、またこれが一種のスレッショルドとなり、バッテリ200の装着やバッテリ200を引き抜く際の動作の確実性を増すことにもなる。そして、図12A〜図12Cには図示していないが、バッテリ200が電気自動車10に完全に収容されることで、バッテリ200の電極が電気自動車10の内部に設けられる電極と接続され、バッテリ200に蓄えられた電力が電気自動車10の動力源となる。
そして、本実施形態においても、図3や図4に示したように、バッテリを構造的に判定するためのバッテリ判別機構を備えることで、バッテリ200の電気自動車10への収容時にバッテリの適合性確認を実施でき、バッテリの誤装着を防ぎ、重量物の無駄な操作を未然に防止することが可能となる。
なお、バッテリ200が図12Aに示した状態にあるときは、車輪201をロックし、図12Aに図示した状態から図12Bに図示した状態へ向かう途中でこの車輪201のロックを解除する必要があるが、このロック構造は、上述した本発明の第1の実施形態を応用することでバッテリ200に対応することが可能である。また、この車輪201のロックにある程度の遊びを用意しておくと、バッテリ200は車輪201の支点を中心に若干回転でき、電気自動車10に装着する際の高さ調整に利用することができる。もちろん、この遊びによりバッテリ200を電気自動車10から引き出す際の最終段階におけるバッテリ200のリリース動作も容易になる。
本実施形態では、車輪201が一体構造であり、図12Aに示した状態で仮にロックが外れたとしても、バッテリ200は地面から所定の高さで保持される。さらに、本実施形態では車輪201を構成する構造材にバネのような部材を用いて弾性を持たせておくと、バッテリ200に対するクッションになるとともに、バッテリ200の高さと電気自動車10の高さとの間の若干の不整合等を吸収する作用がある。
<3.本発明の第3の実施形態>
次に、本発明の第3の実施形態にかかるバッテリの構造について説明する。図13は、本発明の第3の実施形態にかかるバッテリ300及びバッテリ300を収容する電気自動車10の概略構成を示す説明図である。
次に、本発明の第3の実施形態にかかるバッテリの構造について説明する。図13は、本発明の第3の実施形態にかかるバッテリ300及びバッテリ300を収容する電気自動車10の概略構成を示す説明図である。
図13に示したように、本発明の第3の実施形態にかかるバッテリ300の本体には、固定された車輪301が装着される。一方、電気自動車10には、バッテリ300を装着位置まで引き上げるためのラチェット付クランク15および収納可能なスロープ18が用意される。バッテリ300は、フック16及びワイヤー17によりスロープ18を引き上げられ、規定位置に固定される。そして、図13には図示していないが、バッテリ300が電気自動車10に完全に収容されることで、バッテリ300の電極が電気自動車10の内部に設けられる電極と接続され、バッテリ300に蓄えられた電力が電気自動車10の動力源となる。なお、ラチェット付クランク15は手動でも電動でもよい。
そして、本実施形態においても、図3や図4に示したように、バッテリを構造的に判定するためのバッテリ判別機構を備えることで、バッテリ300の電気自動車10への収容時にバッテリの適合性確認を実施でき、バッテリの誤装着を防ぎ、重量物の無駄な操作を未然に防止することが可能となる。
本実施形態では、バッテリ300を電気自動車10に装着するために、スロープ18を用意し、ワイヤー17でバッテリ300を引っ掛け、ラチェット付クランク15を回転させて、最後にスロープ18を片付けるという一連の作業が必要となる(もちろんバッテリ300を電気自動車10の適当な高さまで引き上げるという労力も必要である)。しかし、上述の各実施形態に比べてバッテリ300の形状がシンプルであり、ラチェット付クランク15を電動化しなければ製造コストが小さく済む利点がある。なお、ラチェット付クランク15の電動化だけでなく、スロープ18の電動化も容易である。
<4.まとめ>
以上説明したように、本発明の上記各実施形態によれば、電気自動車の動力源となるバッテリに車輪を設けることで電気自動車のバッテリ交換を一人で容易に行うことが可能となる。これにより、交換用充電済バッテリーとの交換が容易となり、電気自動車のアベイラビリティーが向上する。
以上説明したように、本発明の上記各実施形態によれば、電気自動車の動力源となるバッテリに車輪を設けることで電気自動車のバッテリ交換を一人で容易に行うことが可能となる。これにより、交換用充電済バッテリーとの交換が容易となり、電気自動車のアベイラビリティーが向上する。
また、バッテリを外した状態でのバッテリへの充電が容易となり、電力供給の平準化(スマートグリッドのデマンドサイド制御)に役立つという効果をもたらし、取り外したバッテリーをスマートグリッドの要素として利用しやすくなる。
そして、バッテリ及び電気自動車の内部には、図3や図4に示したように、バッテリを構造的に判定するためのバッテリ判別機構を設ける。図3や図4に示したように、バッテリを構造的に判定するためのバッテリ判別機構を備えることで、バッテリの電気自動車への収容時にバッテリの適合性確認を実施でき、バッテリの誤装着を防ぐことができるとともに、重量物の無駄な操作を未然に防止することが可能となる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、上記実施形態では、バッテリを電気自動車の後方から装着させる場合について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えばバッテリを電気自動車の前方から装着させる場合にも本発明を適用可能であることは言うまでもなく、またバッテリを電気自動車の側面から装着させる場合にも、同様に本発明を適用可能であることは言うまでもない。
10 電気自動車
11 電極
12、12’ 突起物
12’’ 突起
13 床
14 後輪
15 ラチェット付クランク
16 フック
17 ワイヤー
18 スロープ
21a、21b、21c リブ
100 バッテリ
101a 車輪
101b 支柱
102 電極
103 ハンドル
105 ロックピン
106 ロック穴
107 ロックピン本体
108 ロック用ボス
109 押進部
111a、111b、111c 判定部
200 バッテリ
201 車輪
300 バッテリ
301 車輪
11 電極
12、12’ 突起物
12’’ 突起
13 床
14 後輪
15 ラチェット付クランク
16 フック
17 ワイヤー
18 スロープ
21a、21b、21c リブ
100 バッテリ
101a 車輪
101b 支柱
102 電極
103 ハンドル
105 ロックピン
106 ロック穴
107 ロックピン本体
108 ロック用ボス
109 押進部
111a、111b、111c 判定部
200 バッテリ
201 車輪
300 バッテリ
301 車輪
Claims (8)
- 移動体を所定の時間連続して走行させることができる容量を有する二次電池を内蔵するバッテリパックを収容し、該バッテリパックの前記移動体との適合性を物理的に確認する適合性判断部を有するバッテリケースと、
前記バッテリパックに内蔵された前記二次電池に蓄えた電力を前記移動体へ供給する端子と、
前記バッテリケースを床面から所定の高さに維持する車輪ユニットと、
を備える、バッテリ。 - 前記適合性判断部は、複数のリブを有する、請求項1に記載のバッテリ。
- 前記車輪ユニットの前記移動体への収容時に該車輪ユニットのロックを解除するロック解除部をさらに備える、請求項1に記載のバッテリ。
- 前記車輪ユニットは、前記バッテリケースに1つの頂点が、接地する車輪の他の2つの頂点が位置する該三角形の形状を有する、請求項1に記載のバッテリ。
- 前記移動体は電気自動車であり、前記バッテリパックは電気自動車を所定の時間連続して走行させることができる容量を有する二次電池を内蔵する、請求項1に記載のバッテリ。
- 電力により走行する車両本体と、
前記車両本体へ電力を供給するバッテリと、
を備え、
前記バッテリは、
移動体を所定の時間連続して走行させることができる容量を有する二次電池を内蔵するバッテリパックを収容し、該バッテリパックの前記移動体との適合性を物理的に確認する適合性判断部を有するバッテリケースと、
前記バッテリパックに内蔵された前記二次電池に蓄えた電力を前記移動体へ供給する端子と、
前記バッテリケースを床面から所定の高さに維持する車輪ユニットと、
を備え、
前記車両本体は、
前記第1の端子と接続されて前記バッテリパックに内蔵された前記二次電池に蓄えた電力の供給を受けるための前記第2の端子と、
前記適合性判断部の形状の合致により前記バッテリの収容の可否を物理的に判定する収容判定部と、
を備える、電動車両システム。 - 前記車両本体は、前記バッテリとワイヤーで接続し、該バッテリを前記車両本体内部へ収容させるクランクをさらに備える、請求項6に記載の電動車両システム。
- 前記車両本体は電気自動車である、請求項6に記載の電動車両システム。
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JP2010017359A JP2011152906A (ja) | 2010-01-28 | 2010-01-28 | バッテリ及び電動車両システム |
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JP2010017359A JP2011152906A (ja) | 2010-01-28 | 2010-01-28 | バッテリ及び電動車両システム |
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Publication Number | Publication Date |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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