JP2014199728A - 電池パック - Google Patents

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Abstract

【課題】複数個の電池パックをひとまとめとして運搬できる構造の電池パックを提供する。
【解決手段】二次電池と、当該二次電池を収納する筐体とを備え、同じ外観構成の他の電池パックと整列状態で積み上げ可能な電池パックであって、前記筐体の上面に他の電池パックの下面に形成された被係合部と着脱自在に係合する係合部が、他の電池パックを整列状態で積み上げた状態で対向する部位に形成され、前記筐体の下面に他の電池パックの上面に形成された係合部に対して着脱自在に係合する被係合部が、他の電池パックの上に整列状態で本電池パックを積み上げた状態で対向する部位に形成されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、電池パックの構造に関する。
近年、電動アシスト自転車や電気自動車に代表される、電池パックを備えた移動用車両が普及している。これらの移動用車両においては、二次電池を内蔵した電池パックを用いて、移動用車両を使用しない時間帯に電池パックを充電する使用方法が一般的である。特許文献1には、電動バイクまたは電動アシスト自転車に用いられる電池パックが開示されている。
また、太陽光発電や燃料電池などの、家庭向けの小規模発電設備を効率的に運用するために、二次電池を内蔵した電池パックが有用である。すなわち、発電設備の出力する電力が負荷の消費電力に対して過剰であるときに過剰電力を電池パックに充電しておき、発電設備の出力する電力が負荷の消費電力に対して不足しているときに電池パックから放電する。このような運用により、発電設備の出力する電力が負荷の消費電力に対して過剰であるときに、過剰電力を空費したり発電設備の出力を低下させたりする必要がなく、また、発電設備の出力する電力が負荷の消費電力に対して不足しているときに商用電源からの電力の購入量を低減させることができるので、発電設備が出力する電力を無駄にすることを防ぐことができる。
特開2011−49151号公報
ところで、これらの電池パックは決まった負荷に電力を供給するだけでなく、電力を輸送するためのケースとしても用いることができる。例えば、災害により商用電源の配電系統が切断されて停電となったような場所に電池パックを輸送すれば、配電系統の復旧前に電力を使用することが可能となる。
しかしながら、従来の電池パックは、複数個をまとめて運搬されるための設計をされていないため、2以上の任意の個数の電池パックをひとまとめとして扱うことが難しい。特許文献1に係る電池パックでは、電池パックを複数まとめて運搬しようとした場合、グリップや凸部が相互に干渉するため、1つずつ梱包するか、決まった数ずつ箱などに梱包する必要がある。そのため、複数個の電池パックをひとまとめとする場合、ひとまとめとする電池パックの数に応じた梱包材をその都度用意する必要が生じる。
本明細書において開示される技術は、複数個の電池パックをひとまとめとして運搬できる構造の電池パックを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本明細書において開示される電池パックは、二次電池と、当該素電池を収納する筐体とを備え、同じ外観構成の他の電池パックと整列状態で積み上げ可能な電池パックであって、前記筐体の上面に他の電池パックの下面に形成された被係合部と着脱自在に係合する係合部が、他の電池パックを整列状態で積み上げた状態で対向する部位に形成され、前記筐体の下面に他の電池パックの上面に形成された係合部に対して着脱自在に係合する被係合部が、他の電池パックの上に整列状態で自身を積み上げた状態で対向する部位に形成されていることを特徴とする。
本明細書において開示される電池パックによれば、複数の電池パックを互いに係合して、整列状態で積み上げることにより、任意の数の電池パックをひとまとめとして扱うことができる。これにより、災害等で要望される電力輸送に供することが可能となる。
実施の形態1に係る蓄電池パック1の外観を示す図。 実施の形態1に係る蓄電池パック1の内部構造を示す図。 実施の形態1に係る蓄電池パック1の積み重ね例を示す図。 実施の形態1に係る蓄電池パック1における連結部の形状の例を示す図。 実施の形態1に係る蓄電池パック1の機能ブロック図。 実施の形態1に係る蓄電池パック1と携帯端末2との通信の概要を示す図。 実施の形態1に係る蓄電池パック1の動作を示すフローチャート。 実施の形態1の変形例1に係る蓄電池パック1における連結部の形状の例を示す図。 実施の形態1の変形例2に係る蓄電池パック1における連結部の形状の例を示す図。 実施の形態2に係る蓄電池パック3の機能ブロック図。 実施の形態2に係る蓄電池パック3の個々の動作を示すフローチャート。 実施の形態2に係る蓄電池パック3と携帯端末4との間で送受信されるメッセージのフォーマット例。 実施の形態2に係る蓄電池パック3と携帯端末4との通信例を示す図。 実施の形態2に係る蓄電池パック3と携帯端末4との通信における全体の動作を示すシーケンス図。 実施の形態2に係る蓄電池パック3と携帯端末4との通信例を示す図。 実施の形態2の変形例に係る蓄電池パック5と携帯端末4との通信の概要を示す図。 実施の形態2の変形例に係る蓄電池パック5と携帯端末4との間で送受信されるメッセージのフォーマット例。 実施の形態2の変形例に係る蓄電池パック5の個々の動作を示すフローチャート。 実施の形態2の変形例に係る蓄電池パック5と携帯端末4との通信例を示す図。 実施の形態2の変形例に係る携帯端末4の表示例。 実施の形態3に係る蓄電池パックの個々の動作を示すフローチャート。
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
<構成>
図1は、実施の形態1における蓄電池パック1の外観図である。
蓄電池パック1は、筐体11の表面にハンドル12、ボタン13、表示部14、接点ホルダー15を有する。
筐体11は、略直方体の形状をしている。筐体11の6面のうち、電池パック1を整列状態で積み上げた際に、上面または下面となる面を、便宜上、底面111、天面113と呼ぶ。また、ハンドル12が備えられている面、すなわち、2つの端面のうち接点ホルダー15のない側を側面116と呼ぶ。底面111と天面113とは、蓄電池パック1を整列状態で積み上げた際に、上面または下面となる。なお、底面111、天面113は上述したように便宜上の呼称であるので、底面111を上に、天面113を下に向ける、としてもよいし、蓄電池パック1を積み重ねず並べる場合は、表示部14を上に向けてもよい。
ハンドル12は、蓄電池パック1を容易に運搬できるようにするための把持部であり、2つの端面の一方に設けられている。
接点ホルダー15は、筐体11の端面のうち、側面116でない側にある。接点ホルダー15は、蓄電池パック1と、蓄電池パック1から電力供給を受ける負荷とを接続するためのコネクタの外装部分である。詳しくは後述する。
図2は、蓄電池パック1の内部構造を模式的に示した図である。筐体11の内部には蓄電池32、制御部31、接点部24、通信部21、および、アンテナ22が格納されている。
二次電池32は、複数の素電池からなり、それぞれの素電池は、例えば、リチウムイオン電池である。二次電池32は、直方体のフレームと、フレーム内に多段多列に配置された素電池からなる。
制御部31は、二次電池32の充放電を制御するためのもので、基板上に電子部品を実装した回路ユニットである。制御部31は、二次電池32の残容量等の状態を保持している。
接点部24は、接点ホルダー15の内部に組み込まれることにより、二次電池32と、負荷ないし充電器との間で、電力の送受、および残容量等の情報送信を行うためのコネクタとして機能する。接点部24は、絶縁体からなる基台240の一面に複数条スリットを形成し、各スリットに接点端子241〜246を嵌入した構成をしている。基台240のスリットの間隔と、接点ホルダー15の隣接するスリットの間隔、例えばスリット151とスリット152との間隔は等しい。接点端子241〜246は、制御部31または通信部21と接続されており、例えば、それぞれ、正極端子、負極端子、情報送信端子、情報受信端子、信号接地端子(SG;Signal Ground)、保安用接地端子(FG;Frame Ground)として機能する。
通信部21は、アンテナ22を経由して外部装置との間で、二次電池32の残容量や劣化状態等の問い合わせに対して応答する回路であり、制御部31と同様、基板上に電子部品を実装した回路ユニットからなる。
アンテナ22は、外部装置との間で近距離無線通信を行う。本実施の形態では、近距離無線通信の一例としてNFC(Near Field Communication)を用いる場合を例に説明する。本実施の形態において、例えば、アンテナ22は、NFCによる無線通信を行うためのフレキシブルなループアンテナである。なお、アンテナ22、通信部21、制御部31、二次電池32、接点部24の機能ブロック図は図5の通りであり、詳細な機能については後述する。
図2は、蓄電池パック1の内部構造を模式的に示した図である。筐体11は、プラスチックの成形体である筐体前部11aと筐体後部11bとからなり、例えば、ねじ(図示しない)で連結される。内部には、二次電池32、制御部31、通信部21、および、アンテナ22が収納される。接点ホルダー15の内部には、接点部24が収納される。
制御部31と通信部21とは直方体の二次電池32の1つの面に設置され、二次電池32、制御部31、通信部21は一体化されてビニールパックに封入されている。制御部31は、二次電池32が筐体11内に収納されたときに、ボタン13と表示部14とのすぐ内側に位置するように配置される。アンテナ22は、筐体11の内壁の、底面111の一部と、側面116と、天面113の一部とにまたがる位置に張り付けられる。
接点部24は制御部31を介して二次電池32と接続され、また、通信部21と接続されている。接点部24を接点ホルダー15内に格納した状態において、接点ホルダー15のスリット151と、接点部24の接点端子241とは対応する位置にある。すなわち、接点ホルダー15のスリット151を通じて、筐体11の外部から接点端子241に接続を行うことができる。同様に、スリット152と接点端子242、…、スリット156と接点端子246はそれぞれ対応する関係にある。
ボタン13は、押下することで電池パック1に残容量の表示等をさせるための操作部である。ボタン13は、例えば、制御部31上のスイッチと、筐体前部11aに設けられたピンとからなる。
表示部14は、蓄電池パック1の残容量等を表示する部分である。表示部14は5つのLED(Light Emitting Diode)141〜145からなり、例えば、LED141〜145は制御部31上に設けられ、筐体前部11aはLED141〜145のそれぞれに対応するプラスチック光導波路を有している。表示部14は、例えば、残容量を次のように示す。表示部において、残容量が20%未満の場合はLED141のみが点灯し、残容量が20%以上40%未満の場合はLED141とLED142が点灯する。また、残容量が40%以上60%未満の場合はLED141、LED142、LED143が点灯し、残容量が60%以上80%未満の場合はLED141、LED142、LED143、LED144が点灯する。そして、残容量が80%以上の場合は全てのLEDが点灯する。
<筐体11の係合部・被係合部の構造>
図4(a)に、筐体11に形成された係合部と被係合部の構造を示す。
底面111は、被係合部として、4隅近傍に位置する、円柱状の凸部1121〜1124を有する。4つの凸部1121〜1124の高さ、および、半径は同一である。
天面113は、係合部として、4隅近傍に位置する、円柱状の凹部1141〜1144を有する。それぞれの凹部の半径は4つの凸部1121〜1124の半径と同一であり、凹部の深さは凸部1121〜1124の高さと同一である。また、天面113と底面111とがぴったり重なるように天面113側から透視した場合、凸部1121と凹部1141とはぴったり重なる位置関係であり、凸部1122と凹部1142、凸部1123と凹部1143、凸部1124と凹部1144についても同様である。すなわち、天面113と、底面111とは、互いにネガとポジとの関係となっている。
この構造により、図4(b)に示すように、1つの蓄電池パック1の天面113と他の蓄電池パック1の底面111とを当接させると、図4(c)に示すように、凸部1121と凹部1141とが、凸部1122と凹部1142とが、凸部1123と凹部1143とが、凸部1124と凹部1144とが、それぞれ係合する。これにより、積み重ねた2つの蓄電池パック1において、当接した底面111および天面113と平行な方向に一方の蓄電池パック1だけを動かすことが不可能となる。したがって、複数の蓄電池パック1をまとめて運搬する場合、蓄電池パック1の向きを揃えて、底面111と天面113とが接するように積み重ねれば、容易に運搬することが可能となる。そのため、図3に示すように、底面111または天面113が床や台車に接するように積み重ね、あるいは、蓄電池パック1同士を押し付けるようにロープで縛るなどの方法で固定するだけで、容易に複数の蓄電池パック1を運搬することができる。
<機能構成>
図5は、蓄電池パック1の機能ブロック図である。
アンテナ22はNFCにより、外部装置と通信を行う。ここで、外部装置とは、NFCにより蓄電池パック1に対して二次電池32の状態に関する指示メッセージを送信する装置であり、例えば、スマートホンなどの携帯端末である。図6(b)は、図1のa−a’線での断面におけるアンテナ22の位置を矢印方向から見た模式図である。上述したように、通信アンテナ22は、底面111の一部と、側面116の一部と、天面113の一部とにまたがるように設置されている。これにより、図6(a)に示すように、外部装置である携帯端末2を底面111、側面116、天面113のいずれかに対向させれば、通信部22と携帯端末2とが通信可能となる。
通信部21は、アンテナ22が受信したキャリアを復調・復号化してメッセージを取り出し、また、外部装置に対して送信すべきメッセージを符号化・変調することでキャリアを生成してアンテナ22に出力する送受信部211を備えている。通信部21は、送受信部211でアンテナ22が外部装置から受信したキャリアから指示メッセージを取り出して、制御部31に受信した指示メッセージを転送する。また、通信部21は、外部装置に送信すべきメッセージを制御部31から受け取ると、送受信部211でキャリアを生成してアンテナ22から送信する。
制御部31は、二次電池32についての残容量、劣化状態等の状態を保持し、外部装置から通信部21が受信した指示メッセージに従った動作を行う。具体的には、携帯端末2から二次電池32の状態を要求する指示メッセージを受け取ると、自身が保持する二次電池32の状態のうち、要求されている状態を用いて外部装置に返信するメッセージを作成し、作成したメッセージを通信部21に送信する。
ここで、制御部31が二次電池32の状態を取得する方法について説明する。二次電池32の状態とは、例えば、二次電池32の残容量、現在の満充電量や、これらから算出されるSOC(State of Charge)、SOH(State of Health)である。SOCとは二次電池32の満充電量に対する残容量の比であり、SOHとは二次電池32が新品であった時の満充電量に対する現在の満充電量の比である。
制御部31は、二次電池32の状態を取得するための、電圧測定部311と、電流測定部312と、温度測定部313と備えている。電圧測定部311は、二次電池32の起電力を測定する。電流測定部312は、二次電池32から放電される電流量と、二次電池32に充電される電流量とを測定する。温度測定部313は、二次電池32の表面温度を測定する。制御部31は、例えば、電流測定部312が測定した電流量について、充電時の電流を正の値とし、放電時の電流を負の値として積分を行い、積分結果と、保持している積分前の二次電池32の残容量とを加算することで、現在の二次電池32の残容量を算出する。また、制御部31は、例えば、二次電池32が放電を開始した瞬間に、放電開始前の二次電池32の起電力と放電開始後の二次電池の起電力との差分、放電開始後の電流量の2つを用いて二次電池32の内部抵抗値を算出し、さらに、その瞬間の二次電池32の温度を用いて、予め保持している内部抵抗値・温度・満充電量の関係から、現在の満充電量を推測する。
なお、二次電池32の状態を取得する方法は上述の例に限られず、例えば、二次電池32の起電力から、または、二次電池32の起電力と温度とから残容量を推測してもよい。また、例えば、二次電池32の起電力と二次電池32の温度とから推測した残容量を用いて、電流値を積分して得た残容量を補正するとしてもよい。
また、二次電池32の状態として、二次電池32の起電力や温度、新品であった時の満充電量等を用いてもよい。
<動作>
以下、蓄電池パック1と外部装置との通信について、図7を用いて説明する。
携帯端末2は外部装置であり、例えば、スマートホンである。図6(a)に示すように、蓄電池パック1のアンテナ22と携帯端末2とを近づけ、携帯端末2が二次電池32の状態を要求する指示メッセージを送信することにより通信が開始される。
携帯端末2は、二次電池32の状態を要求する指示メッセージを生成し、指示メッセージから生成したキャリアを蓄電池パック1に送信する。指示メッセージは、例えば、二次電池32の残容量を要求するメッセージである。アンテナ22は、携帯端末2が送信したキャリアを受信する(S1)。
アンテナ22でキャリアを受信した通信部21は、送受信部211でキャリアより指示メッセージを取り出し、指示メッセージを制御部31に転送する(S2)。
制御部31は、指示メッセージに対する応答メッセージを作成し、生成した応答メッセージを通信部21に送信する(S3)。応答メッセージは、例えば、二次電池32の残容量を要求するメッセージに対して、二次電池32の残容量が70%であることを示すメッセージである。
通信部21は、送受信部211で応答メッセージからキャリアを生成し、アンテナ22からキャリアを送信する(S4)。
以上の動作により、携帯端末2は二次電池32の状態を取得することができる。
なお、外部装置の指示は、二次電池32の状態を要求する指示に限ったものではなく、例えば、表示部14を用い二次電池32の残容量を表示することを要求する指示であってもよい。この場合、上述のステップS3において、応答メッセージを作成して通信部21に送信する動作に代えて、表示部14のうちLED141〜144を点灯させる処理を行い、ステップS4を実施しない、とすればよい。
<まとめ>
以上説明したように、本実施の形態に係る蓄電池パックは、底面111と天面113とが係合することにより、複数まとめて容易に運搬することができる。
また、本実施の形態に係る蓄電池パックは、外部装置に対しNFCを通じて二次電池32の状態を通知することができる。そのため、接続部15に外部装置を接続しなくても二次電池32の状態を取得することが可能であり、複数の蓄電池パックを積み上げて運搬する前に、運搬先の使用に適さない蓄電池パックを取り除くことで、不必要な蓄電池パックを運搬する事態を防ぐことができる。
<変形例1>
実施の形態1では、底面111が被係合部として凸部1121〜1124を備え、天面113が係合部として凹部1141〜1144を備える場合について説明したが、被係合部と係合部は、下記のような構造であってもよい。
図8(a)に、本変形例に係る係合部と被係合部の構造を示す。
本変形例に係る被係合部は、例えば、底面111の周縁部を除いた長方形を底面とする四角柱の凸部1125である。
また、本変形例に係る係合部は、四角柱の形状に窪んだ凹部1145である。凹部1145の底面は凸部1125の底面と同一形状であり、凹部の深さは凸部1125の高さと同一である。また、凹部1145を除く天面113は、凸部1125を除く底面111と同一の形状である。
この構造により、図8(b)に示すように、1つの蓄電池パック1の天面113と他の蓄電池パック1の底面111とを当接させると、図8(c)に示すように、凸部1125と凹部1145とが係合する。これにより、本変形例は、実施の形態1と同じ効果を奏する。
<変形例2>
実施の形態1および変形例1では、被係合部と係合部は、当接した底面111および天面113に沿って蓄電池パック1を一切ずらすことのできない構造であるとしたが、下記のような構造であってもよい。
図9(a)に、本変形例に係る、被係合部と係合部の構造を示す。
本変形例に係る被係合部は、突出部1126、1127からなる。突出部1126、1127はいずれも短冊状であり、側面116側から平面視すると「凸」字型となるように、底面111と接する4面のうち、底面111の長辺と平行な2面が階段状となっている。階段状となっている2面において、底面111と接している部分を段部161、162と呼ぶ。突出部1127は突出部1126と同じ構造で、同様に段部163、164が形成されている。
本変形例に係る係合部は、L字型のツメ1146、1148、および、逆L字型のツメ1147、1149からなる。図9(a)の破線矢印のように2つの蓄電池パックを組み合わせたとき、図9(b)に示すように、突出部1126の段部163にツメ1146の先端が嵌入し、突出部1126の段部164にツメ1147の先端が嵌入する。同様に、突出部1127の段部165にツメ1148の先端が嵌入し、突出部1127の段部166にツメ1149の先端が嵌入する。
この構造により、図9(c)に示すように、底面111と天面113とが係合する。これにより、複数の蓄電池パック1を、底面111および天面113の長手方向にスライド可能な状態を保ったまま積み重ねることができる。したがって、複数の蓄電池パック1群の中から、特定の蓄電池パック1を引き抜くことが可能となる。
(実施の形態2)
実施の形態1では、蓄電池パック1から二次電池32についての状態を取得する際、一つ一つの蓄電池パック1から状態を取得する場合について説明した。
本実施の形態では、整列状態で積み上げられた複数の蓄電池パックから、一括で二次電池32についての残容量、劣化状態等の状態を示す値を取得する方法について説明する。
<構成>
本実施の形態に係る蓄電池パック3の機能ブロック図を図10に示す。図10において、図5と同じ機能ブロックについては同じ符号を用い、説明を省略する。
本実施の形態に係る蓄電池パック3は、アンテナ22に代えて通信アンテナ部34を、通信部21に代えて通信部33を、制御部32に代えて制御部35を有するので、以下、差分についてのみ説明する。
通信アンテナ部34は、図13(b)に示すように、底面111に沿った下アンテナ341と、天面113に沿った上アンテナ342と、側面116に沿った側面アンテナ343とからなる。下アンテナ341は、底面111と他の蓄電池パック3の天面113とが係合しているときに、当該他の電池パック1の上アンテナ342と対向する位置に設置されている。同様に、天面113と他の電池パック1の底面111とが係合しているときに、上アンテナ342は、当該他の電池パック1の下アンテナ341と対向する。それぞれのアンテナは、例えば、ループアンテナであり、筐体11の内壁に張り付けられている。
通信部33は、通信部21の機能に加えて次の機能を有する。通信部33は、下アンテナ341と、上アンテナ342と、側面アンテナ343とのそれぞれに対して送受信部211を備えている。すなわち、通信部33は、受信したメッセージが下アンテナ341、上アンテナ342、側面アンテナ343の何れを経由して受信したかを判別することができ、また、下アンテナ341、上アンテナ342、側面アンテナ343のうち1以上のアンテナを特定し、特定したアンテナのみから、メッセージから生成したキャリアを送信することができる。また、通信部33は、携帯端末のみならず、互いの通信アンテナ部34が対向している他の蓄電池パック3を外部装置として通信を行う。
制御部35は、制御部31の機能に加えて次の機能を有する。制御部35は、蓄電池パック3ごとに固有のIDを有している。また、制御部35は、通信部33から指示メッセージを受け取ると、通信部33に他の蓄電池パック3に指示メッセージを転送させ、応答メッセージを受け取れた場合は当該応答メッセージに二次電池32の状態を付加した応答メッセージを作成、応答メッセージを受け取れなかった場合は応答メッセージを新規作成する。詳しくは後述する。
携帯端末4は、連結された蓄電池パック3のうちの1つの蓄電池パック3とNFCによる通信を行うことで、連結された複数の蓄電池パック3それぞれから二次電池32の状態を取得して表示する機能を有する外部装置であり、例えば、スマートホンである。
<動作>
本実施の形態に係る通信は、連結された複数の蓄電池パック3に含まれる1つの蓄電池パック3の通信アンテナ部34におけるいずれかのアンテナに携帯端末4を近づけ、携帯端末4が二次電池32の状態を要求することで開始される。
<各蓄電池パック3の動作>
まず、蓄電池パック3の個別の動作について説明する。それぞれの蓄電池パック3のフローチャートを図11に示す。
以下、説明を簡略化させるため、「下アンテナ341で受信したキャリアから送受信部211が取り出したメッセージがINQメッセージであることを通信部33が確認した」を、単に「通信部33は下アンテナ341を通じてINQメッセージを受信した」と表記する。また、「通信部33は上アンテナ342に対応する送受信部211を用いてACKメッセージからキャリアを生成し、上アンテナ342からキャリアを送信する」を、単に「通信部33は上アンテナ342からACKメッセージを送信する」と表記する。
通信部33は、通信アンテナ部34のいずれかのアンテナを通じて外部装置からINQメッセージの受信がないかを監視する。
ここで、INQメッセージとは、二次電池32についての残容量、劣化状態等の状態を示す値を要求するメッセージであり、SOCの問い合わせ、SOHの問い合わせ、または、SOC・SOH双方の問い合わせのうち、いずれかを示す情報を含んでいる。INQメッセージのフォーマット例を図12(a)に示す。図12(a)中のINQ300は、INQメッセージであることを示すヘッダであり、REQ_SOC311、および、REQ_SOH312は、それぞれ、SOCの問い合わせであるか否か、SOHの問い合わせであるか否かを示す、例えば1ビットの情報である。
通信部33は、通信アンテナ部34のいずれかのアンテナからINQメッセージを受信すると、制御部35に対して受信したアンテナを通知するとともに、INQメッセージを制御部35に転送する(S21)。制御部35は、INQメッセージを受信したアンテナからACKメッセージを送信するよう通信部33に指示し、通信部33は通信アンテナ部34に含まれるアンテナのうち該当するアンテナから、ACKメッセージを送信する(S22)。例えば、上アンテナ342を通じてINQメッセージを受信した場合は、上アンテナ342からACKメッセージを送信する。ACKメッセージは、INQメッセージを受信した、応答可能な蓄電池パック3が存在することを示す情報である。
次に、制御部35は、下アンテナ341と上アンテナ342とのうち、INQメッセージを受信したアンテナ以外の全てのアンテナから、ステップS21で受信したINQメッセージを転送するように通信部21に指示し、通信部33は指示に従ってステップS21で受信したINQメッセージを送信する(S23)。例えば、上アンテナ342からINQメッセージを受信していた場合には、下アンテナ341からINQメッセージを送信する。また、側面アンテナ343からINQメッセージを受信していた場合には、下アンテナ341と上アンテナ342との双方を用いてINQメッセージを送信する。
通信部33は、INQメッセージを送信してから所定時間内、例えば、1秒以内に、INQメッセージを送信したアンテナからACKメッセージを受信できるか否かを確認し、結果を制御部35に通知する(S24)。この動作により、INQメッセージを送信したアンテナの先に他の蓄電池パック3が存在するか否かが判定できる。アンテナの先に他の蓄電池パック3が存在すれば、その他の電池パックが上述のステップS22の動作によりACKメッセージを返信してくるからである。
制御部35は、所定時間内にACKメッセージを1つも受信できなかったことが通知された場合、自身が蓄電池パック列の端に存在することが認識できる(S24でNo)。この場合、制御部35は、自身のIDと、自身が保持している二次電池32の状態のうち、INQメッセージによって要求されているものを用いてINFOメッセージを生成する(S29)。INFOメッセージには、蓄電池パック3のIDと、IDに対応するSOC、SOHのいずれか一方または両方が含まれる。図12(b)にINFOメッセージのフォーマット例を示す。図12(b)中のINFO400は、INFOメッセージであることを示すヘッダである。また、INFOメッセージは1以上のVALUE410を含んでいる。VALUE410はそれぞれ1つの蓄電池パック3に対応するデータであり、それぞれ、ID411、SOC412、SOH413を含む。なお、SOC412は二次電池32のSOCを百分率の値で示した値である。また、SOH413は、二次電池32のSOHをGOOD、NGの2値で示したものであり、70%以上をGOOD、70%未満をNGとする。制御部35は、自身が保持するID、SOC、SOHを用いてVALUE410を生成し、ヘッダINFO400を付加してINFOメッセージを生成する。制御部35は、生成したINFOメッセージを、S21でINQメッセージを受信したアンテナを用いて送信するよう通信部33に指示し、通信部33は、S21でINQメッセージを受け取ったアンテナから、INFOメッセージを送信する(S30)。
一方、制御部35は、S23で送信したINQメッセージに対するACKメッセージ応答が確認できた場合には、ACKメッセージを受信したアンテナの先に他の蓄電池パック3が存在することが認識できる(S24でYes)。この場合、制御部35は、通信部33が、ACKメッセージの送信元からINFOメッセージを受信するまで待機する(S25)。このとき、ACKメッセージを1つのアンテナから受信した場合は当該アンテナからINFOメッセージを受信するまで待機する。また、ACKメッセージを2つのアンテナから受信した場合は、それぞれのアンテナからINFOメッセージを1つずつ受信するまで待機する。通信部33がINFOメッセージを全て受信した場合(S25でYes)、制御部35は、受信したINFOメッセージ全てと、自身のIDおよびINQメッセージによって要求されているSOC、SOHのいずれか一方または両方とを用いて、INFOメッセージを再生成する(S28)。具体的には、制御部35は、下アンテナ341で受信したINFOメッセージに含まれる1以上のVALUE410(あれば)、自身のIDとSOCおよびSOHから生成されたVALUE410、上アンテナ342で受信したINFOメッセージに含まれる1以上VALUE410(あれば)の順に1以上のVALUE410を並べ、ヘッダINFO400を付加してINFOメッセージを生成する。通信部33は、制御部35が生成したINFOメッセージを、S21でINQメッセージを受信したアンテナより送信する(S30)。
なお、S25において、ACKメッセージを受信してから規定時間内、例えば、5秒以内にACKメッセージを受信したアンテナからINFOメッセージを受信できない場合には(S26でNo)、S24において当該アンテナからACKメッセージを受信しなかったものとして処理を行う(S27)。すなわち、他にINFOメッセージを受信できている場合は、受信できたINFOメッセージを用いてステップS28を実施し(S27でYes)、受信できたINFOメッセージが1つもない場合は、ステップS26に代えてステップS29を実施する(S27でNo)。
<蓄電池パック群全体の動作>
以下、蓄電池パック3からなるブロック形状ならびに携帯端末4の位置の例とともに、蓄電池パック3のブロック全体の動作について説明する。
なお、以下、INFOメッセージの概要を図12(c)のように示す。図12(c)は、ID:101に対応するVALUE410、ID:102に対応するVALUE410、ID:03に対応するVALUE410をこの順に含んだINFOメッセージを示したものである。
<通信例1>
1列に積み重ねた4つの蓄電池パック3のブロックにおいて、最上段の蓄電池パック3から携帯端末4が4つの蓄電池パック3のSOCおよびSOHをまとめて取得する場合を図13に示す。図13(a)に示すように、携帯端末4は最上段の蓄電池パック3における上アンテナ342を介して、蓄電池パック3と通信を行う。なお、図13(b)に示すように、蓄電池パック3のIDは、上から順に1、2、3、4であるとする。
図14は、通信に係る全体の動作を示すシーケンス図である。以下、必要に応じて図10および図13を参照しながら、図14に沿って説明する。
まず、携帯端末4は、ID:1の蓄電池パック3に対して、SOCとSOHとの問い合わせメッセージINQを送信する(S111)。
ID:1の蓄電池パック3は、INQメッセージを受信したので(S21)、送信元に対してACKメッセージを送信する(S22、S112)。ID:1の蓄電池パック3は、上アンテナ342からINQメッセージを受信したので、下アンテナ341からINQメッセージを送信する(S23、S113)。
ID:2の蓄電池パック3は、INQメッセージを受信したので(S21)、送信元に対してACKメッセージを送信する(S22、S114)。
ID:1の蓄電池パック3は、ACKメッセージを受信したので(S24でYes)、下アンテナ341からINFOメッセージを受信するまで待機する(S25)。一方、ID:2の蓄電池パック3は、上アンテナ342からINQメッセージを受信したので、下アンテナ341からINQメッセージを送信する(S23、S115)。
ID:3の蓄電池パック3は、INQメッセージを受信したので(S21)、送信元に対してACKメッセージを送信する(S22、S116)。
ID:2の蓄電池パック3は、ACKメッセージを受信したので(S24でYes)、下アンテナ341からINFOメッセージを受信するまで待機する(S25)。一方、ID:3の蓄電池パック3は、上アンテナ342からINQメッセージを受信したので、下アンテナ341からINQメッセージを送信する(S23、S117)。
ID:4の蓄電池パック3は、INQメッセージを受信したので(S21)、送信元に対してACKメッセージを送信する(S22、S118)。
ID:3の蓄電池パック3は、ACKメッセージを受信したので(S24でYes)、下アンテナ341でINFOメッセージを受信するまで待機する(S25)。一方、ID:4の蓄電池パック3は、上アンテナ342からINQメッセージを受信したので、下アンテナ341からINQメッセージを送信する(S23、S119)。
しかしながら、ID:4の蓄電池パック3の底面111に隣接する他の蓄電池パック3が存在しないので、ID:4の蓄電池パック3は、所定時間内にACKメッセージを受信できない(S24でNo)。これにより、ID:4の蓄電池パック3は、自身の下側に隣接する蓄電池パック3が存在しないことを検出する。ID:4の蓄電池パック3は、自身のIDとSOC、SOHからINFOメッセージ301を新たに生成する(S29、S120)。ID:4の蓄電池パック3は、INQメッセージを受信した上アンテナ342から、生成したINFOメッセージ301を送信する(S30、S121)。
ID:3の蓄電池パック3は、ID:4の蓄電池パック3からINFOメッセージ301を受け取る(S25でYes)。ID:3の蓄電池パック3は、下アンテナ341からINFOメッセージ301を受け取ったので、末尾に、自身のID、SOC、SOHからなるVALUEを追加し、INFOメッセージ302を生成する(S28、S122)。ID:3の蓄電池パック3は、INQメッセージを受信した上アンテナ342から、生成したINFOメッセージ302を送信する(S30、S123)。
ID:2の蓄電池パック3は、ID:3の蓄電池パック3からINFOメッセージ302を受け取る(S25でYes)。ID:2の蓄電池パック3は、下アンテナ341からINFOメッセージ302を受け取ったので、末尾に、自身のID、SOC、SOHからなるVALUEを追加し、INFOメッセージ303を生成する(S28、S124)。ID:2の蓄電池パック3は、INQメッセージを受信した上アンテナ342から、生成したINFOメッセージ303を送信する(S30、S125)。
ID:1の蓄電池パック3は、ID:2の蓄電池パック3からINFOメッセージ303を受け取る(S25でYes)。ID:1の蓄電池パック3は、下アンテナ341からINFOメッセージ303を受け取ったので、末尾に、自身のID、SOC、SOHからなるVALUEを追加し、INFOメッセージ304を生成する(S28、S126)。ID:1の蓄電池パック3は、INQメッセージを受信した上アンテナ342から、生成したINFOメッセージ304を送信する(S30、S123)。
最後に、ID:1の蓄電池パック3からINFOメッセージ304を受信した携帯端末4は、INFOメッセージを用いて各蓄電池パック3のSOCおよびSOHを表示する。図13(c)に表示例を示す。矢印511は、蓄電池パック3の側面116の向きを指す矢印である。グラフ512は、天板113が上向きであるとして、個々の蓄電池パック3のSOCを棒グラフにしたものである。また、ID:2の蓄電池パック3のSOHがNGであるため、グラフ512におけるID:2の蓄電池パック3に対応する箇所に、×印513を表示している。なお、蓄電池パック3のブロックにおいて、天面113が下向きとなるように配置されている可能性があるため、矢印511をタッチすると、矢印511の向きが逆になり、かつ、グラフ512について、ID:4を上側にした棒グラフに入れ替えるとしてもよい。
<通信例2>
1列に積み重ねた4つの蓄電池パック3のブロックにおいて、2段目の蓄電池パック3から携帯端末4が4つの蓄電池パック3のSOCをまとめて取得する場合を図15に示す。図15(a)に示すように、携帯端末4は2段目の蓄電池パック3における側面アンテナ343を介して、蓄電池パック3と通信を行う。なお、図15(b)に示すように、蓄電池パック3のIDは、下から順に11、12、13、14であるとする。
本通信例においては、ID:12の蓄電池パック3を除く、ID:11、13、14の蓄電池パック3の動作は通信例1と同様であることから省略し、ID:12の蓄電池パック3における動作についてのみ説明する。
ID:12の蓄電池パック3は、INQメッセージを受信したので(S21)、送信元である携帯端末4に対してACKメッセージを送信する(S22)。ID:1の蓄電池パック3は、側面アンテナ343からINQメッセージを受信したので、下アンテナ341と上アンテナ342とからINQメッセージを送信する(S23)。
ID:11の蓄電池パック3と、ID:13の蓄電池パック3とは、INQメッセージを受信したので(S21)、送信元であるID:12の蓄電池パック3に対してACKメッセージを送信する(S22)。
ID:12の蓄電池パック3は、ACKメッセージを受信したので(S24でYes)、下アンテナ341と上アンテナ342からINFOメッセージを受信するまで待機する(S25)。
以降、ID:11およびID:14の蓄電池パック3の動作は動作例1におけるID:4の蓄電池パック3の動作と同様、ID:13の蓄電池パック3の動作は動作例1におけるID:3の蓄電池パック3の動作と同様であるので説明を省略する。ID:14、13、11の蓄電池パック3はそれぞれINFOメッセージ521、522、523を生成する。なお、本動作例ではSOHを問い合わせないので、SOH413にはnullが格納されているものとし、SOHの値は図示しない。
ID:12の蓄電池パック3は、下アンテナ341からINFOメッセージ522を、上アンテナ342からINFOメッセージ523を受信する(S25でYes)。ID:12の蓄電池パック3は、下アンテナ341から受信したINFOメッセージ522に含まれるVALUE410群の末尾に自身のIDとSOCとを格納したVALUE410を追加し、さらにその後ろに上アンテナ342から受信したINFOメッセージ523に含まれるVALUE410群を付加して、INFOメッセージ524を生成する(S28)。
最後に、ID:12の蓄電池パック3は、生成したINFOメッセージ524を携帯端末4に送信する(S30)。
<まとめ>
以上説明したように、本実施の形態に係る蓄電池パックは、1列に積み重ねた複数の蓄電池パックのうちの1つから、NFCを通じて、各蓄電池パックの二次電池32の状態をまとめて取得することができる。
(変形例)
実施の形態2では、1列に積み重ねた複数の蓄電池パックのうちの1つから、NFCを通じて、各蓄電池パックの二次電池32の状態をまとめて取得する方法について説明した。
本変形例では、1列に積み重ねた複数の蓄電池パックのブロック2つを、側面アンテナ343を用いてさらに連結し、2列に積み重ねた複数の蓄電池パックについて、二次電池32の状態をまとめて取得する方法について説明する。
本変形例に係る蓄電池パック5は、制御部35に代えて、後述する制御部を有する以外は蓄電池パック3と同じであるので、以下、制御部に係る動作についてのみ説明する。
図16は、12個の蓄電池パック5を2列に積み重ねた状態を示している。この例では、6個の蓄電池パック5を底面111と天面113との連結によって積み重ね、さらに、左の蓄電池パック群と右の蓄電池パック群との側面116同士を密着させている。これにより、蓄電池パック5は、底面111または天面113を通じて隣接している他の蓄電池パック5のみならず、側面アンテナ343を通して側面116同士を密着させた他の蓄電池パック5とも通信が可能である。例えば、ID:23の蓄電池パック5は、下アンテナ341を用いてID:24の蓄電池パック5と、上アンテナ342を用いてID:22の蓄電池パックと、側面アンテナ343を用いてID:33の蓄電池パック5と通信が可能である。
図17に各種メッセージのフォーマット例を示す。図17(a)に示すように、INQメッセージには固有のINQ_ID301が含まれる。INQ_ID301は、例えば、携帯端末4がINQメッセージを生成する時刻を基に生成される。また、図17(b)に示すように、ACKメッセージには、ACKメッセージであることを示すヘッダであるACK600以外に、どのINQメッセージへの応答であるかを示すためのINQ_ID301と、ACKメッセージの送信元である蓄電池パック5のIDを示すID411とが含まれる。また、INFOメッセージには、どのINQメッセージへの応答であるかを示すためのINQ_ID301が含まれるほか、VALUE710には、対応する蓄電池パック5の位置を示すためのU_ID711、D_ID712、S_ID713が含まれる。詳しくは後述する。なお、本変形例では、INQメッセージのループを防ぐためにLOOPメッセージを用いる。図17(d)にLOOPメッセージのフォーマット例を示す。LOOPメッセージには、LOOPメッセージであることを示すヘッダLOOP600と、どのINQメッセージへの応答であるかを示すためのINQ_ID301とを含む。詳しくは後述する。
<動作>
本変形例に係る通信は、2列に連結された複数の蓄電池パック5からなるブロックに含まれる1つの蓄電池パック5の通信アンテナ部34におけるいずれかのアンテナに、携帯端末4を近づけ、携帯端末4が二次電池32の状態を要求することで開始される。
なお、実施の形態2と同様に、INFOメッセージの概要を図17(e)のように示す。
<各蓄電池パック5の動作>
まず、蓄電池パック5の個別の動作について説明する。それぞれの蓄電池パック5のフローチャートを図18に示す。なお、図10と同じ動作については同じステップ番号を付し、詳細は省略する。
蓄電池パック5は、通信部33において、通信アンテナ部34の各アンテナを通じて外部装置からINQメッセージの受信がないかを監視する。通信部33は、通信アンテナ部34のいずれかのアンテナからINQメッセージを受信すると、制御部に対し、INQメッセージの転送と、いずれのアンテナからINQメッセージを受信したかの通知とを行う(S21)。
制御部は、INQメッセージに含まれるINQ_ID301を確認し、INQメッセージが初めて受信したものであるか否かを判断する(S31)。同一のINQ_ID301を持つINQメッセージを近い時間、例えば、10秒以内に受信している場合には(S31でNo)、INQメッセージがループしていると判断する。そして、制御部は、通信部33に、INQメッセージを受信したアンテナより、当該INQ_ID301を含むLOOPメッセージを送信させる(S32)。
一方、INQメッセージが初めて受信したものであれば(S31でYes)、制御部は、INQメッセージを受信したアンテナからACKメッセージを送信するよう通信部33に指示し、通信部33は通信アンテナ部34に含まれるアンテナのうち該当するアンテナから、ACKメッセージを送信する(S22)。さらに、制御部は、下アンテナ341と上アンテナ342とのうち、INQメッセージを受信したアンテナ以外の全てのアンテナから、ステップS21で受信したINQメッセージを転送するように通信部33に指示し、通信部33はINQメッセージを送信する(S33)。例えば、上アンテナ342からINQメッセージを受信していた場合には、下アンテナ341からINQメッセージを送信する。また、側面アンテナ343からINQメッセージを受信していた場合には、下アンテナ341と上アンテナ342との双方を用いてINQメッセージを送信する。
通信部33は、INQメッセージを送信してから所定時間以内、例えば、1秒以内に、INQメッセージを送信したアンテナからACKメッセージを受信できるか否かを確認し、結果を制御部に通知する(S34)。このとき、通信部33は、INQメッセージを送信したアンテナからLOOPメッセージを受信した場合には、当該アンテナからACKメッセージを受信しなかったと判定する。また、通信部21はINQメッセージを送信した全てのアンテナからLOOPメッセージを受信した場合は、上記所定時間の経過を待つことなく、ACKメッセージを受信しなかったことを制御部に通知する。制御部は、ACKメッセージを1つも受信しなかった場合、左右に蓄電池パック5が存在しないか、既にINQメッセージが通過済みであることが認識できる(S34でNo)。この場合、制御部は、側面アンテナ343から、ステップS21で受信したINQメッセージを転送するように通信部33に指示し、通信部33はINQメッセージを送信する(S35)。
通信部33は、INQメッセージを送信してから所定時間以内、例えば、1秒以内に、側面アンテナ343からACKメッセージを受信できるか否かを確認し、結果を制御部に通知する(S36)。このとき、通信部33は、ステップS34と同じく、側面アンテナ343からLOOPメッセージを受信した場合は、上記所定時間の経過を待つことなく、ACKメッセージを受信しなかったことを制御部に通知する。
制御部は、ACKメッセージを受信しなかった場合、天面方向に蓄電池パック5が存在しないか、既にINQメッセージが通過済みであることが認識できる(S36でNo)。この場合、制御部は、自身のIDと、自身が保持しているSOC、SOHのうち、INQメッセージによって要求されているものを用いてINFOメッセージを生成する(S38)。制御部は、自身のID、SOC、SOHを用いてVALUE710を生成し、ヘッダINFO700を付加してINFOメッセージを生成する。このとき、制御部は、U_ID711、D_ID712、S_ID713にnull値を用いる。制御部は、生成したINFOメッセージを、S21でINQメッセージを受信したアンテナを用いて送信するよう通信部33に指示し、通信部33は、S21でINQメッセージを受け取ったアンテナから、INFOメッセージを送信する(S30)。
一方、制御部は、S23またはS26で送信したINQメッセージに対するACKメッセージ応答が確認できた場合には、ACKメッセージを受信したアンテナの先に他の蓄電池パック5が存在することが認識できる。この場合、制御部は、通信部33が、ACKメッセージの送信元からINFOメッセージを受信するまで待機する(S25)。INFOメッセージを全て受信した場合(S25でYes)、制御部は、受信したINFOメッセージ全てと、自身のIDおよびINQメッセージによって要求されているSOC、SOHのいずれか一方または両方とを用いて、INFOメッセージを再生成する(S37)。
ステップS37について詳細に説明する。制御部は、全てのアンテナで受信した各INFOメッセージから全てのVALUE710を抽出し、抽出した全てのVALUE710に対し、U_ID711、D_ID712、S_ID713を補充する。補充は以下のように行う。制御部は、ステップS34で下アンテナ341から受信したACKメッセージに含まれているID411と同一のID411を有するVALUE710について、D_ID712の値を自身のIDに入れ替える。同様に、制御部は、ステップS34で上アンテナ342から受信したACKメッセージに含まれているID411と同一のID411を有するVALUE710について、U_ID711の値を自身のIDに入れ替える。さらに、制御部は、ステップS36で側面アンテナ343から受信したACKメッセージに含まれているID411と同一のID411を有するVALUE710について、S_ID713の値を自身のIDに入れ替える。
次に、制御部は、自身のID、SOC、SOHを用いてVALUE710を生成する。このとき、制御部は、ステップS34で下アンテナ341から受信したACKメッセージに含まれているID411があればU_ID711として、上アンテナ342から受信したACKメッセージに含まれているID411があればD_ID712として、ステップS36で側面アンテナ343から受信したACKメッセージに含まれているID411があればS_ID713としてそれぞれ用いる。U_ID711、D_ID712、S_ID713のうち、用いるべきID411がないものについては、値としてnullを用いる。
最後に、制御部は、全てのアンテナで受信した各INFOメッセージから抜き出しRIGHT_ID711等を補充したVALUE710群の末尾に自身が生成したVALUE710を付け加え、ヘッダINFO700を付加してINFOメッセージを生成する。
通信部33は、制御部が生成したINFOメッセージを、S21でINQメッセージを受信したアンテナより送信する(S30)。
なお、S25において、ACKメッセージを受信してから規定時間内、例えば、5秒以内にACKメッセージを受信したアンテナからINFOメッセージを受信できない場合には、実施の形態2と同様に、S34またはS36において当該アンテナからACKメッセージを受信しなかったものとして処理を行う。すなわち、他にINFOメッセージを受信できている場合は、受信できたINFOメッセージを用いてステップS37を実施し、受信できたINFOメッセージが1つもない場合は、ステップS37に代えてステップS38を実施する。
<蓄電池パック群全体の動作>
以下、図16に示す蓄電池パック5群全体の動作について説明する。
まず、携帯端末4は、ID:21の蓄電池パック5に対して、SOCとSOHとの問い合わせメッセージINQを送信する。
ID:21の蓄電池パック5は、INQメッセージを受信したので(S21)、当該INQメッセージが初めて受信したものであるか否かを判断する(S31)。ID:21の蓄電池パック5は初めてINQメッセージを受信したので(S31でYes)、送信元に対してACKメッセージを送信する(S22)。ID:1の蓄電池パック5は、上アンテナ342からINQメッセージを受信したので、下アンテナ341からINQメッセージを送信する(S33)。
ID:22の蓄電池パック5は、INQメッセージを受信したので(S21)、当該INQメッセージが初めて受信したものであるか否かを判断する(S31)。ID:21の蓄電池パック5は初めてINQメッセージを受信したので(S31でYes)、送信元に対してACKメッセージを送信する(S22)。
ID:21の蓄電池パック5は、ACKメッセージを受信したので(S34でYes)、下アンテナ341からINFOメッセージを受信するまで待機する(S25)。一方、ID:22の蓄電池パック5は、上アンテナ342からINQメッセージを受信したので、下アンテナ341からINQメッセージを送信する(S23)。
以下、ID:26の蓄電池パック5が上アンテナ342からACKメッセージを受信するまで待機する(S34)まで同様の動作が行われるので、途中の説明を省略する。ID:26の蓄電池パック5がステップS34を実行中であるとき、ID:21〜25の各蓄電池パックはそれぞれ、下アンテナ341からINFOメッセージを受信するまで待機している(S25)。
ID:26の蓄電池パック5の底面111に隣接する蓄電池パック5は存在しないので、ID:26の蓄電池パック5はステップS33のINQメッセージの送信から1秒以内に下アンテナ341からACKメッセージを受信できない(S34でNo)。そのため、ID:26の蓄電池パック5は、側面アンテナ343からINQメッセージを送信する(S35)。
ID:36の蓄電池パック5は、INQメッセージを受信したので(S21)、当該INQメッセージが初めて受信したものであるか否かを判断する(S31)。ID:36の蓄電池パック5は初めてINQメッセージを受信したので(S31でYes)、送信元に対してACKメッセージを送信する(S22)。
ID:26の蓄電池パック5は、ACKメッセージを受信したので(S36でYes)、側面アンテナ343からINFOメッセージを受信するまで待機する(S25)。一方、ID:22の蓄電池パック5は、側面アンテナ343からINQメッセージを受信したので、下アンテナ341と上アンテナ342とからINQメッセージを送信する(S33)。
ID:35の蓄電池パック5は、INQメッセージを受信したので(S21)、当該INQメッセージが初めて受信したものであるか否かを判断する(S31)。ID:35の蓄電池パック5は初めてINQメッセージを受信したので(S31でYes)、送信元に対してACKメッセージを送信する(S22)。
ID:36の蓄電池パック5は、下アンテナ341からのみACKメッセージを受信したので(S34でYes)、下アンテナ341からINFOメッセージを受信するまで待機する(S25)。一方、ID:35の蓄電池パック5は、上アンテナ342からINQメッセージを受信したので、下アンテナ341からINQメッセージを送信する(S33)。
以下、ID:31の蓄電池パック5が上アンテナ342からACKメッセージを受信するまで待機する(S34)まで同様の動作が行われるので、途中の説明を省略する。ID:31の蓄電池パック5がステップS34を実行中であるとき、ID:21〜25および32〜35の各蓄電池パックはそれぞれ、下アンテナ341からINFOメッセージを受信するまで待機している(S25)。また、ID:26の蓄電池パックは、側面アンテナ343からINFOメッセージを受信するまで待機している(S25)。
ID:31の蓄電池パック5の底面111に隣接する蓄電池パック5は存在しないので、ID:31の蓄電池パック5はステップS33のINQメッセージの送信から1秒以内に下アンテナ341からACKメッセージを受信できない(S34でNo)。そのため、ID:31の蓄電池パック5は、側面アンテナ343からINQメッセージを送信する(S35)。
ID:21の蓄電池パック5は、側面アンテナ343からINQメッセージを受信したので(S21)、当該INQメッセージが初めて受信したものであるか否かを判断する(S31)。ここで、携帯端末4から上アンテナ342を通して受信したINQメッセージに含まれるINQ_ID301と、ID:31の蓄電池パック5から側面アンテナ343を通して受信したINQメッセージに含まれるINQ_IDと301は同一である(S31でNo)。そのため、ID:21の蓄電池パック5は、側面アンテナ343からLOOPメッセージを送信する(S32)。
ID:31の蓄電池パック5は、側面アンテナ343からLOOPメッセージを受信したので(S36でNo)、自身が蓄電池パック群の端にあることが認識できる。ID:31の蓄電池パック5は、自身のID、SOC、SOHを用いてINFOメッセージを生成する(S38)。生成したINFOメッセージの概略を図18(a)に示す。ID:31の蓄電池パック5は、生成したINFOメッセージを、上アンテナ342より送信する(S30)。
ID:32の蓄電池パック5は、ID:31の蓄電池パック5からINFOメッセージ301を受け取る(S25でYes)。ID:31の蓄電池パック5は、受信したINFOメッセージに自身の情報を追加する(S37)。まず、ID:31の蓄電池パック5は、INFOメッセージ301からVALUE710を抽出してU_ID711、D_ID712、S_ID713を補充する。ID:32の蓄電池パック5はステップS34において下アンテナ341からID:31を含むACKメッセージを受信しているので、ID:31を持つVALUE711のD_ID712を自身のIDである32に置き換える。さらに、ID:32の蓄電池パック5は、自身のID、SOC、SOHを用いてVALUE711を生成する。このとき、ID:32の蓄電池パック5はステップS34において下アンテナ341からID:31を含むACKメッセージを受信しているので、R_IDとして31を用いる。生成したINFOメッセージの概略を図18(b)に示す。ID:32の蓄電池パック5は、生成したINFOメッセージを、上アンテナ342より送信する(S30)。
以下、同様の処理により、INFOメッセージがID:36の蓄電池パック5まで転送される。図18(c)に、ID:36の蓄電池パック5がステップS37により生成するINFOメッセージの概略を示す。
ID:36の蓄電池パック5は、生成したINFOメッセージを、上アンテナ342より送信する(S30)。
ID:26の蓄電池パック5は、ID:36の蓄電池パック5からINFOメッセージ301を受け取る(S25でYes)。ID:26の蓄電池パック5は、INFOメッセージに自身の情報を追加する(S37)。ID:26の蓄電池パック5はステップS36において側面アンテナ343からID:36を含むACKメッセージを受信しているので、ID:36を持つVALUE711のS_ID713を自身のIDである26に置き換える。さらに、ID:26の蓄電池パック5は、自身のID、SOC、SOHを用いてVALUE711を生成する。このとき、ID:26の蓄電池パック5はS_ID713として36を用いる。ID:36の蓄電池パック5は、生成したINFOメッセージを、上アンテナ342より送信する(S30)。
以下、同様の処理により、最終的に、ID:21の蓄電池パック5がINFOメッセージを携帯端末4に送信する(S30)。図19(d)に、携帯端末4が受信するINFOメッセージの概略を示す。
以上の処理により、携帯端末4は12個の蓄電池パック5全てのSOCおよびSOHを取得することができる。
<表示例>
図20に、携帯端末4におけるSOCおよびSOHの表示例を示す。図20(a)はSOCを棒グラフとして表示した例であり、図20(b)はSOHを表示した例である。
ここで、携帯端末4が各蓄電池パック5の位置関係を取得する方法について説明する。
まず、携帯端末4は、INFOメッセージのVALUE710のうちで、S_ID713に有効な値が存在するものがあるか否かを判定する。蓄電池パック5が1列に連結されている場合には、有効なS_ID713を有するVALUE710が存在しない。一方、蓄電池パック5が2列に連結されている場合には、有効なS_ID713を有するVALUE710が2つ存在する。
携帯端末4は、自身に隣接している蓄電池パック5のIDを自身が取得したACKメッセージによって判別することができるので、当該IDを有するVALUE710を取得し、U_ID711とD_ID712とを参照する。次に、U_ID711またはD_ID712のいずれかに有効な値が存在すれば、その値とIDが一致するVALUE710についてU_ID711とD_ID712とを取得する。この処理を繰り返すことにより、携帯端末4は、自身に隣接している蓄電池パック5を含む1列の蓄電池パック群の位置関係を取得できる。
図19(d)の例を用いて説明する。携帯端末は、ID:21の蓄電池パック5からACKメッセージを受信しているので、自身に隣接する蓄電池パック5のIDが21であることを判別できる。次に、U_ID711が下側にある蓄電池パック5のID、D_ID712が上側にある蓄電池パック5のIDと判定する。ID:21に対するD_ID712が22であり、U_ID711が有効な値でないことから、ID:21が列の上端であり、そのすぐ下にID:22が存在することが判別できる。次に、ID:22に対するD_ID712が23であり、U_ID711が21であることから、上から順にID:21、22、23の並びであることが判別できる。同様の処理を繰り返すことで、第1列が、上から順にID:21、22、23、24、25、26の並びであることが判別できる。
蓄電池パック5が1列に連結されている場合には、以上の処理により全ての蓄電池パック5の位置関係が取得できる。蓄電池パック5が2列に連結されている場合、続けて次の処理を行う。
携帯端末4は、位置関係を取得した第1列に含まれるIDのうちS_ID713を有するIDを取得する。当該IDを有する蓄電池パック5と、S_ID713と同一のIDを有する蓄電池パック5とは側面116同士が接していることが分かるので、S_ID713と同一のIDを有する蓄電池パック5を、第2列の並びを判定するための基準とする。以下、上述した第1列の並びの取得と同様に、S_ID713の値をIDとするVALUE710からU_ID711とD_ID712とを取得し、U_ID711またはD_ID712とIDが一致するVALUE710についてU_ID711とD_ID712とを取得する動作を繰り返すことで、第2列の並びを取得する。なお、図16に示すように、第1列において天面113が上側である場合、全ての蓄電池パック5の表示部14が見えるように配置すると、第2列においては天面113が下側となる。すなわち、第1列と第2列とでは、天面113と底面111との位置関係が逆転しているので、第2列の並びの判定時において、上下を逆転させる。第1列と第2列の位置関係はS_ID713を用いて判定できるので、2列の蓄電池パック群全体の位置関係が取得できる。
図19(d)の例を用いて説明する。携帯端末4は、第1列に含まれるID:21〜26のうち、S_ID713を有するID:26を取得する。ID:26に対応するS_ID713は36なので、第2列の基準をID:36とする。以下、第1列の並び順判定と同じく上下の並びを判定するが、第1列の並び順判定とは上下を逆転させる。すなわち、U_ID711が下側にある蓄電池パック5のID、D_ID712が上側にある蓄電池パック3のIDと判定する。ID:36が下端、その上がID:35、その上がID:34と判別していき、第2列が、下から順にID:36、35、34、33、32、31の並びであることが判別できる。
最後に、ID:26の蓄電池パック5とID:36の蓄電池パック5とが側面116同士で接している情報を用いて、蓄電池パック5の並びが図16に示されている並びであることが判別できる。
なお、携帯端末4はID:21の蓄電池パック5が置かれている向きを判別できないため、図20では、第1列において天面113が上側であるとして表示し、自身と接しているID:21の蓄電池パック5に対応する位置を示す矢印801を表示している。なお、表示している蓄電池パック5の配列は、実際の蓄電池パック5の配列の上下を入れ替えた配列、左右を入れ替えた配列、または、上下を入れ替えかつ左右を入れ替えた配列である可能性がある。そのため、例えば、矢印801をタッチするごとに、携帯端末4と接している蓄電池パック5の位置を、画面の左上、右上、右下、左下の順に切り替えるとしてもよい。
<まとめ>
以上説明したように、本変形例に係る蓄電池パックは、2列に積み重ねた複数の蓄電池パックのうちの1つから、NFCを通じて、各蓄電池パックの二次電池32についての残容量、劣化状態等の状態を示す値をまとめて取得することができる。
(実施の形態3)
実施の形態3および変形例では、積み重ねた複数の蓄電池パック3または蓄電池パック5のうちの1つから、NFCを通じて、各蓄電池パック3または蓄電池パック5の二次電池32についての残容量、劣化状態等の状態を示す値をまとめて取得する方法について説明した。
本実施の形態では、積み重ねた複数の蓄電池パックのうちの1つに対して蓄電池パックの二次電池32の状態を表示部に表示させる指示を送信することで、全ての蓄電池パック3に指示に対する応答を行わせる場合について説明する。なお、本実施の形態に係る蓄電池パックは、制御部35に代えて、以下の機能を有する制御部を備えている以外、蓄電池パック3と同じ構成であるので、制御部に係る動作についてのみ説明する。
<二次電池の状態を示す値に対する指示>
本実施の形態に係る、二次電池32の状態に対する指示は携帯端末4から行われるものとする。ここで、指示とは、二次電池32の状態に対応した表示を表示部15に行わせるものである。例えば、「SOCを5段階で表示部14に表示させる」、「SOHがNGの場合のみ、表示部14に特定のパターンを表示させる」などである。なお、特定のパターンとは、例えば、LED141、143、145が点灯し、LED142、144が消灯した状態である。
<各蓄電池パックの動作>
図21は、本実施の形態に係る蓄電池パックの動作を示すフローチャートである。
蓄電池パックは、通信部33において、通信アンテナ部34の各アンテナを通じて外部装置から指示メッセージの受信がないかを監視する。
通信部33は、通信アンテナ部34のいずれかのアンテナから指示メッセージを受信すると、制御部に指示メッセージを転送するとともに、受信したアンテナを通知する(S41)。一定の期間内、例えば、10秒以内に、同一の指示メッセージを受信しているかどうかを判定する(S42)。受信した指示メッセージが一定の期間内に受信した他の指示メッセージと同一である場合(S42でYes)、制御部は当該受信した指示メッセージを破棄し、処理を終了する(S43)。
一方、受信した指示メッセージが初めて受信したものである場合(S42でNo)、制御部は、指示メッセージを受信したアンテナ以外の全てのアンテナから、当該指示メッセージを送信するよう通信部33に指示し、通信部33は指示メッセージを送信する(S44)。また、制御部は指示メッセージに従い、IDまたは保持している二次電池32の状態を用いて応答を行う(S45)。応答は、表示部14に含まれるLEDそれぞれを決まったパターンで点灯、消灯、点滅させることにより行われる。
<蓄電池パック群全体の動作>
ここで、図16と全く同じ配置例を用いて全体の動作を説明する。
まず、携帯端末4は、ID:21の蓄電池パックに指示メッセージを送信する。ここで、指示メッセージの内容は、「SOHがNGの場合、LED141、143、145のみを点灯させ、SOHがGOODの場合、表示部14の全てのLEDを消灯させる」であるとする。
最初に、ID:21の蓄電池パックが指示メッセージを受信する(S41)。ID:21の蓄電池パックは当該指示メッセージを初めて受信したので(S42でNo)、下アンテナ341と側面アンテナ343とから指示メッセージを送信する(S44)。また、ID:21の蓄電池パックは、指示メッセージに従った応答を行う(S45)。ここで、ID:21の蓄電池パックのSOHはGOODであるので、表示部14の全てのLEDを消灯させる。
一方、ID:31の蓄電池パックとID:22の蓄電池パックは、上述のID:21の蓄電池パックのステップS44の動作によって指示メッセージを受信する(S41)。ID:31の蓄電池パックおよびID:22の蓄電池パックは当該指示メッセージを初めて受信したので(S42でNo)、指示メッセージを送信する(S44)。ここで、ID:31の蓄電池パックは下アンテナ341と上アンテナ342とから、ID:22の蓄電池パックは下アンテナ341と側面アンテナ343とから、指示メッセージを送信する。また、ID:31の蓄電池パックとID:22の蓄電池パックは、自身のSOHがGOODであることから、表示部14の全てのLEDを消灯させる(S45)。
さらに、ID:23の蓄電池パックはID:22の蓄電池パックのステップS44の動作によって指示メッセージを受信する(S41)。以下の動作はID:22の蓄電池パックと同様であるので説明を省略する。
一方、ID:32の蓄電池パックは、ID:31の蓄電池パックとID:22の蓄電池パックの双方のステップS44の動作によって、2つの指示メッセージを受信する(S41)。この場合、ID:32の蓄電池パックは、先に受信した指示メッセージに対しては上述のようなステップS44以降の動作を行い、後で受信した指示メッセージに対しては、一定の期間内に受信した他の指示メッセージと同一であるので、当該メッセージを破棄して何もしない(S43)。このようにすることで、ID:32の蓄電池パックがID:33の蓄電池パックに対して複数回指示メッセージを送信することを防ぐことができる。
以下、同様の動作により指示メッセージが転送され、最終的にID:36の蓄電池パックがステップS45の処理を終了することで動作が完了する。結果として、SOHがNGであるID:25とID:33との2つの蓄電池パックにおいて、表示部14のLED141、143、145が点灯している。そのため、SOHがNGである蓄電池パックのみを確実に特定することが可能となる。
なお、指示メッセージは、例えば、「SOCの値が70以上で、かつ、SOHがGOODである場合にのみLED143を点滅させる」などの複合条件であってもよい。
<変形例1>
実施の形態3では、複数の蓄電池パックの全てに対して指示メッセージを実施させたが、特定の蓄電池パックに対する指示メッセージを送信してもよい。
例えば、実施の形態2の変形例に係る蓄電池パック5が実施の形態3に係る蓄電池パックの機能をさらに有し、次のような処理を行うとしてもよい。図19(b)に示すSOHの表示において、携帯端末4は、左の列の上から3段目の”NG”をタッチされた場合に、対応するID:33の蓄電池パックにLEDを点灯させる指示を送信する。各蓄電池パック5は、実施の形態3と同様の動作を行うが、IDが33でない蓄電池パック5は、指示の対象が自身でないことから表示部14のLEDを点灯させない。一方、ID:33の蓄電池パック5は、指示の対象が自身であることから表示部14のLEDを点灯させる。このようにすることで、携帯端末4の表示と各蓄電池パック5とを確実に対応付けることができる。
なお、各蓄電池パック5は、上述のステップS42において、自身のみを対象とする指示メッセージを受信した場合には、他の蓄電池パック5に指示を転送するステップS44を実施せず、ステップS45の処理のみを実施するものとしてもよい。このようにすることで、不必要なメッセージの転送を防ぐことができる。
<変形例2>
実施の形態3では、携帯端末4が指示メッセージを発行するものとしたが、特定の蓄電池パックが指示メッセージを生成するものとしてもよい。
例えば、1つの蓄電池パックは、ボタン13を2秒間長押しされた場合には、自身の表示部14に二次電池32の残量を表示するとともに、二次電池32の残量を表示部14に表示するための指示メッセージを作成し、上述のステップS44と同様に、通信アンテナ部34の各アンテナから、作成した指示メッセージを送信する。
他の蓄電池パックは、上述の実施の形態3と同様の動作により、指示メッセージの転送と実施を行う。
以上の動作により、一群の蓄電池パック全てにおいて、表示部14に残量が表示される。
<まとめ>
以上説明したように、本実施の形態および変形例に係る蓄電池パックは、1列に積み重ねた複数の蓄電池パックのうちの1つに対して各蓄電池パックの二次電池32についての残容量、劣化状態等の状態を示す値に関する指示を送ることで、全ての蓄電池パックの状態を示す値をまとめて表示させることができる。
<実施の形態に係るその他の変形例>
(1)実施の形態1では、筐体11が略直方体である場合について説明したが、本発明は必ずしもこの場合に限られない。筐体11は、係合に係る主部のみが略直方体であり、例えば、側面116や接点ホルダー15の周辺は、蓄電池パック1の積み重ねの妨げとならない範囲において、半球状など任意の形状であってよい。また、例えば、筐体11のうち、表示部14を有する面と、その裏面とが、曲面であってもよい。
(2)実施の形態1および変形例1では、凸部が円柱状または角柱状である場合について説明したが、本発明は必ずしもこの場合に限られない。例えば、凸部は、円筒状であってもよい。また、凸部は、円錐状や円錐台状などの形状であってもよい。なお、凹部は、凸部が円錐状や円錐台状である場合には、凸部と係合する窪みであってよい。また、凸部が円筒状である場合には、凹部は、凸部の厚みと同じ幅の円周状の窪みであってもよいし、凸部の外径を底面の直径とする円柱状の窪みであってもよい。
また、凹部は、凸部と隙間なく係合する形状に限られない。例えば、凸部が円柱状である場合、凹部の半径は凸部の半径より大きくてもよい。また、凸部が円柱状である場合、凹部は、円錐台状の窪みであってもよい。このようにすることで、蓄電池パック1を連結させる際に、底面111と天面113とが全面で対向するように位置を合わせなくても蓄電池パック1を積み重ねることが可能となる。
(3)実施の形態1では、4つの同一形状の凸部が底面111の4隅近傍にある場合について説明したが、本発明は必ずしもこの場合に限られない。例えば、4つの凸部は、例えば、底面111の4辺の中央付近であるなど、周辺部にあればよい。なお、凸部の数は4つに限られず、2以上の任意の数であってよい。また、底面111と天面113とは、いずれも凸部と凹部との双方を備えるとしてもよい。
また、4つの凸部は同じ形状に限られず、例えば、4つの凸部全ての形状が異なるとしてもよいし、側面116側の2つと、接点ホルダー115側の2つとの間で形状が異なるとしてもよい。あるいは、例えば、表示部14側の2つと、残り2つとの間で形状が異なるとしてもよい。このようにすることで、蓄電池パック1を積み重ねる際に、2つの蓄電池パック1の向きが揃わないような積み重ねを防ぐことができる。
(4)実施の形態1の変形例1では、凸部1125の底面形状は底面111より周縁部を除いた長方形であるとしたが、本発明は必ずしもこの場合に限られない。凸部1125および凹部1126の底面形状は、例えば、底面111の外縁と接しない多角形、あるいは、楕円であってもよい。
また、例えば、凸部1125および凹部1126の底面形状は奇数の頂点をもつ多角形、あるいは、凸部1125の底面形状に切欠き、または、突起部を有し、凹部1126の底面形状にも対応する突起部、または、切欠きを有する、など、底面111上において点対称ではないとしてもよい。このようにすることで、蓄電池パック1を積み重ねる際に、2つの蓄電池パック1の向きが揃わないような積み重ねを防ぐことができる。なお、凸部1125の底面形状に切欠き、または、突起部を有する場合には、多角形、または、楕円の形状に限らず、例えば、凸部1125は、切欠きを有する円柱状であるとしてもよい。
(5)実施の形態1では、アンテナ22はフレキシブルなアンテナであるとしたが、本発明は必ずしもこの場合に限られない。例えば、アンテナ22に代えて、実施の形態2のように、3つのアンテナを備えるとしてもよい。この場合、通信部22は、実施の形態2に係る通信部33のようにアンテナごとに送受信部211と送受信部211とを備えるとしてもよいし、3つのアンテナで送受信部211と送受信部211とを共用するとしてもよい。このようにすることで、蓄電池パック1を積み重ねた状態で、1つの蓄電池パック1と携帯端末2が通信を行った場合に、蓄電池パック1間のアンテナ結合による混信を防ぐことができ、例えば、携帯端末2を積み重ねた複数の蓄電池パック1の側面116を滑らせるなどの方法で、連続的に携帯端末2が複数の蓄電池パック1と通信することができる。
(6)実施の形態2〜3では、通信アンテナ部34は下アンテナ341、上アンテナ342、側面アンテナ343からなるとしたが、本発明は必ずしもこの場合に限られない。例えば、側面アンテナ343がなくても、実施の形態2の通信例1は実施可能である。このとき、ステップS26において、単にINFOメッセージの末尾に自身のIDとSOC、SOHの一方または両方を追加するとすれば、携帯端末4は蓄電池パック1の並びを容易に取得できる。INFOメッセージ内のVALUEは、携帯端末4から遠いものから順に並んでいるからである。なお、ステップS26の処理において、単にINFOメッセージの先頭に自身のIDと二次電池32の状態を追加するとしてもよいが、全ての蓄電池パック1においてステップS26の処理が同一である必要がある。
さらに、実施の形態2の通信例1において、通信部33は、下アンテナ341と上アンテナ342とを区別しないとしてもよい。この場合、実施の形態2の変形例のようにINQメッセージに固有のINQ_IDを付し、ステップS21において、同一のINQ_IDを持つINQメッセージを近い時間、例えば、10秒以内に受信している場合には当該INQメッセージを破棄する動作を行えばよく、また、ステップS28、S30または終了後にINFOメッセージを受信した場合も、同様に破棄すればよい。
(7)実施の形態1〜3では、通信部21または通信部33はNFCによる通信を行うものとしたが、本発明は必ずしもこの場合に限られない。通信部21は、例えば、WiFi、IEEE802.11a/b/g/nやBluetooth(登録商標)に対応したアンテナを備え、それによる通信を行ってもよい。
あるいは、通信部33は、例えば、接点部24や、別途設けた通信用端子を経由して、携帯端末4や他の蓄電池パック3の通信部33と通信を行うとしてもよい。例えば、係合部と被係合部とに端子を設け、2つの蓄電池パック3を積み重ねたときに、係合部112の端子と被係合部114とが接続されるとしてもよい。
(8)実施の形態2〜3では、二次電池32についての状態を示す値としてSOCおよびSOHを用いたが、本発明は必ずしもこの場合に限られない。例えば、二次電池32についての状態を示す値として、満充電量や現在の放電可能量、そのものを用いてもよいし、二次電池32の使用時間や、累積放電時間を用いてもよい。また、SOCについて、百分率の値ではなく、例えば、LOW/MID/HIの3段階表示としてもよい。また、SOHについて、GOOD/NGの2状態ではなく、百分率の値そのものを用いてもよい。このようにすることで、二次電池32の特性に合わせた表示が可能となる。
(9)実施の形態1〜3では、表示部14は、二次電池32のSOCについて、20未満の場合はLED141のみが点灯し、以下SOCが20、40、60、80を超えるごとにLED142、143、144、145を順次点灯させる場合について説明したが、本発明は必ずしもこの場合に限られない。表示部14は、SOCが増えるごとにLED141〜145の点灯数が増える、または、点灯するLEDを変えるなど、任意の方法でSOCを表示してよい。
また、同様に、実施の形態2における特定のパターンは、LED141、143、145が点灯し、LED142、144が消灯した状態に限られず、残量を表示するパターンと重複しない限りにおいて、各LEDの点灯、消灯、点滅を組み合わせた任意のパターンを用いてもよい。
(10)実施の形態2の変形例では、各蓄電池パック5はステップS37においてU_ID711、D_ID712、S_ID713をnull値としてINFOメッセージを生成し、ステップS38においてU_ID711、D_ID712、S_ID713を補充する場合について説明したが、本発明は必ずしもこの場合に限られない。例えば、ステップS33およびS35で送信されるINQメッセージ、およびステップS32で生成されるLOOPメッセージに送信元の蓄電池パック5のIDを付加し、各蓄電池パック5はステップS37において、INQメッセージとLOOPメッセージに付加されたIDを用いてU_ID711、D_ID712、S_ID713を設定するとしてもよい。このようにすることで、各蓄電池パック5は、ステップS38において、受信したINFOメッセージに対してU_ID711、D_ID712、S_ID713を補充する必要がなくなる。
あるいは、単に、ステップS38において、受信したINFOメッセージにおけるU_ID711、D_ID712、S_ID713の補充をしないとしてもよい。ステップS38において、新たに追加されるVALUE710において、U_ID711、D_ID712、S_ID713のうち1つ以上に有効な値が含まれていれば、蓄電池パック5の並びを特定することが可能だからである。
(11)実施の形態2および変形例では、各蓄電池パック3または5はステップS22においてACKメッセージを送信し、また、ステップS25においてACKメッセージを受信したアンテナからINFOメッセージを受信するまで待機するとしたが、本発明は必ずしもこの場合に限られない。例えば、次のような制御を行うとしてもよい。
例えば、各蓄電池パック3はステップS22〜S28の代わりに、INQメッセージ受信時にステップS27またはS37と同様に自身のIDと二次電池32の状態のみを用いてINFOメッセージを作成して返信し、他の蓄電池パック3からINFOメッセージを受信した場合には、自身が転送したことを示す情報を当該INFOメッセージに付加してINQメッセージの送信元に転送するとしてもよい。このようにすることで、蓄電池パック群の端に位置する蓄電池パック3がステップS24、S34,S36における所定時間経過を待つことなくINFOメッセージの返信が可能となる。さらに、自身が転送したことを示す情報を用いて、蓄電池パック3の位置関係を示すことが可能となる。
あるいは、例えば、各蓄電池パック3または5は、INQメッセージ受信時にACKメッセージを送信せず(ステップS22を実施せず)、また、ステップS24とS25、または、ステップS34〜S36とS25とに代えて、INQメッセージを送信したアンテナからINFOメッセージを受信するまで待機するとしてもよい。このとき、ステップS23またはS33において、INQメッセージに通信部21による転送回数を記録しておき、転送回数が大きくなるごとにINFOメッセージの受信待ちの規定時間が短くなるように設定する。これは、蓄電池パック群の端に位置する蓄電池パック3または5がステップS26における規定時間経過を待ってS30のINFOメッセージを送信した時点では、隣接する蓄電池パック3または5においてステップS26の規定時間が経過していない状態である必要があるからである。また同様に、携帯端末4に隣接する蓄電池パック3において、ステップS26においける規定時間が経過してしまう前に、隣接する蓄電池パック3からINFOメッセージを受け取る必要があるからである。このようにすることで、ACKメッセージを用いずに複数の蓄電池パック3から二次電池32の状態を取得することが可能となる。
(12)実施の形態2および変形例では、ステップS24またはS34とS36の所定時間、ステップS26の規定時間をそれぞれ1秒、5秒として説明したが、この値に限られない。但し、規定時間は所定時間より長い必要があり、実施の形態2の変形例の場合、規定時間は所定時間の2倍より長い必要がある。望ましくは、規定時間は、実施の形態2では所定時間の2倍以上、実施の形態2の変形例では所定時間の3倍以上である。これは、蓄電池パック群の端に位置する蓄電池パック3がS21でINQメッセージを受信してからS30でINFOメッセージを送信するまでに、所定時間より長い時間、変形例の場合は所定時間の2倍より長い時間を要する可能性があるからである。
(13)実施の形態2の変形例では、ステップS32においてLOOPメッセージを送信するものとしたが、本発明は必ずしもこの場合に限られない。例えば、ステップS32において蓄電池パック3は何もしない、としてもよい。INQメッセージの送信元となる蓄電池パック3の動作は、ステップS34またはS36において所定時間経過するまで待つか否か以外に全く動作が変わらないからである。
あるいは、ステップS32においてLOOPメッセージを送信する際に、LOOPメッセージにIDを付加し、ステップS37またはS38において、LOOPメッセージに付加されているIDを、ACKメッセージに付加されているIDと同様にR_ID、L_ID、U_IDに用いてもよい。このようにすることで、蓄電池パック5の配列についてより詳細な情報を得ることができる。
(14)実施の形態2および変形例では、INQメッセージ等各種メッセージのフォーマットを例示したが、本発明は必ずしもこの場合に限られない。例えば、INQメッセージは、二次電池32の状態を問い合わせるメッセージであることを示す情報と、問い合わせの対象となる値または状態を示す情報とが含まれていれば、任意のフォーマットを用いてよいし、前述の情報以外の情報を含んでいてもよい。ACKメッセージやINFOメッセージについても同様であり、nullを用いるとした以外の必要な情報を含んでいればよく、他の情報を含んでいてもよいし、例示したフォーマット以外のどのようなフォーマットであってもよい。
(15)実施の形態3では、蓄電池パックは通信部33と通信アンテナ部34とを備えるものとしたが、本発明は必ずしもこの場合に限られない。例えば、通信部33に代えて通信アンテナ部34の各アンテナに対して送受信部211を共用しアンテナを区別できない通信部を備える、としてもよい。または、通信部33と通信アンテナ部34とに代えて、通信部21とアンテナ22とを備えるとしてもよい。この場合、ステップS44において、通信部は、アンテナを区別せず、単に通信アンテナ部34の各アンテナ、または、アンテナ22から指示メッセージを送信するとしてよい。指示メッセージの送信元の蓄電池パックに対して指示メッセージを転送した場合、当該蓄電池パックはステップS42、S43によって2つ目以降の指示メッセージを破棄するため、2つの蓄電池パックの間で1つの指示メッセージを互いに転送し続けるような事態は発生しないからである。
(16)実施の形態1では、端子部24が6つの接続端子を有する場合について説明したが、本発明は必ずしもこの場合に限られない。端子部24の端子の数は、蓄電池パック1と負荷等との接続に必要な端子をすべて含んでいれば6に限られず、例えば、5でもよいし10でもよい。また、接点ホルダー15は端子数と端子の形状に合わせたスリットを有していればよく、例えば、接点ホルダー15はスリットの代わりに穴を備えるとしてもよい。また、例えば、接点ホルダー15は、接続端子それぞれに対応するスリットに代えて、複数の端子に対応した長穴を有しているとしてもよい。
(17)実施の形態1〜3および各実施の形態における変形例では、二次電池32としてリチウムイオン電池を用いる場合について説明したが、本発明は必ずしもこの場合に限られない。例えば、二次電池32として、ニッケル水素蓄電池、鉛蓄電池など任意の二次電池を用いてよい。
(18)各実施の形態および各変形例の説明は本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができる。
(補足)
以下に、実施の形態に係る電池パックの構成および効果について説明する。
(1)実施の形態に係る電池パックは、二次電池と、当該素電池を収納する筐体とを備え、同じ外観構成の他の電池パックと整列状態で積み上げ可能な電池パックであって、前記筐体の上面に他の電池パックの下面に形成された被係合部と着脱自在に係合する係合部が、他の電池パックを整列状態で積み上げた状態で対向する部位に形成され、前記筐体の下面に他の電池パックの上面に形成された係合部に対して着脱自在に係合する被係合部が、他の電池パックの上に整列状態で自身を積み上げた状態で対向する部位に形成されている
ことを特徴とする。
このようにすることで、複数の電池パックを互いに係合して、整列状態で積み上げることにより、任意の数の電池パックをひとまとめとして扱うことができる。これにより、災害等で要望される電力輸送に供することが可能となる。
(2)また、実施の形態に係る上記(1)の電池パックは、前記係合部は、筐体上面の周部を除く中央部分に形成した凹部であり、前記被係合部は、筐体下面の周部を除く中央部分に形成した凸部である、としてもよい。
このようにすることで、簡易な構造で複数の電池パックを積み上げることができる。
(3)また、実施の形態に係る上記(2)の電池パックは、前記凹部並びに凸部は、平面視した状態で左右非対称な多角形状をしている、としてもよい。
このようにすることで、向きが揃わない状態で複数の電池パックを積み上げてしまうことを防止することができる。
(4)また、実施の形態に係る上記(3)の電池パックは、前記係合部は、筐体上面に分散して複数形成された凹部であり、前記被係合部は、筐体下面に分散して複数形成された凸部である、としてもよい。
このようにすることで、積み上げた複数の電池パックにおいて、凸部を中心として電池パックが回転することを防ぐことができる。
(5)また、実施の形態に係る上記(2)の電池パックは、前記被係合部は、筐体下面に突出形成されたスライダーであり、前記係合部は、筐体上面に形成された案内レールであり、他の電池パックの下面に形成されたスライダーを筐体下面に沿ってスライド自在に案内する、としてもよい。
このようにすることで、積み上げた複数の電池パックの中から、1つの電池パックを引き抜くことが可能となる。
(6)また、実施の形態に係る上記(1)〜(5)の電池パックは、筐体の上面及び下面にNFC通信可能な平面アンテナがそれぞれ配設されている、としてもよい。
このようにすることで、NFCを用いた通信機能を有する任意の装置と電池パックとの間で通信が可能となる。
(7)また、実施の形態に係る上記(6)の電池パックは、前記2つの平面アンテナは、筐体上面と下面で、相対向する部位に配設されている、としてもよい。
このようにすることで、積み上げた複数の電池パックにおいて、隣接する電池パックと通信することが可能となる。
(8)また、実施の形態に係る上記(7)の電池パックは、筐体の左右端面の一方に二次電池の電極端子が集中的に配置されており、筐体の左右端面のうち電極端子の存在しない側に、さらにNFC通信可能な平面アンテナが配設されている、としてもよい。
このようにすることで、さらに、積み上げた複数の電池パックと、積み上げた複数の電池パックとの間で通信が可能となる。
(9)また、実施の形態に係る上記(7)の電池パックは、前記平面アンテナの全てと接続され、いずれかのアンテナから問い合わせ信号を受信した場合に、自らの筐体内の二次電池の状態を収集するとともに、前記上面及び下面に配設されている平面アンテナのうち、前記問い合わせ信号を受信したアンテナ以外の全てのアンテナから、前記問い合わせ信号と同内容の信号を送信する通信制御部をさらに備える、としてもよい。
このようにすることで、積み上げた複数の電池パックのうちの1つに、素電池に関する問い合わせ信号を送信することで、複数の電池パック全ての素電池に関する情報を取得することができる。
本発明に係る電池パックは、電力運搬のために用いることのできる電源として有用であり、例えば、運搬可能な非常用予備電源として有用である。また、平常は移動用車両や小規模発電設備、蓄電設備に用いながら、非常時等には電力運搬のために用いることのできる、多目的電源としても有用である。
1 蓄電池パック
11 筐体
111 底面
113 天面
12 ハンドル
13 ボタン
14 表示部
15 接点ホルダー
21 通信部
22 アンテナ
24 接点部
31 制御部
32 二次電池

Claims (9)

  1. 二次電池と、当該素電池を収納する筐体とを備え、同じ外観構成の他の電池パックと整列状態で積み上げ可能な電池パックであって、
    前記筐体の上面に他の電池パックの下面に形成された被係合部と着脱自在に係合する係合部が、他の電池パックを整列状態で積み上げた状態で対向する部位に形成され、前記筐体の下面に他の電池パックの上面に形成された係合部に対して着脱自在に係合する被係合部が、他の電池パックの上に整列状態で自身を積み上げた状態で対向する部位に形成されている
    ことを特徴とする電池パック。
  2. 前記係合部は、筐体上面の周部を除く中央部分に形成した凹部であり、
    前記被係合部は、筐体下面の周部を除く中央部分に形成した凸部である
    ことを特徴とする請求項1に記載の電池パック。
  3. 前記凹部並びに凸部は、平面視した状態で左右非対称な多角形状をしている
    ことを特徴とする請求項2に記載の電池パック。
  4. 前記係合部は、筐体上面に分散して複数形成された凹部であり、
    前記被係合部は、筐体下面に分散して複数形成された凸部である
    ことを特徴とする請求項1に記載の電池パック。
  5. 前記被係合部は、筐体下面に突出形成されたスライダーであり、
    前記係合部は、筐体上面に形成された案内レールであり、他の電池パックの下面に形成されたスライダーを筐体下面に沿ってスライド自在に案内する
    ことを特徴とする請求項1に記載の電池パック。
  6. 筐体の上面及び下面にNFC通信可能な平面アンテナがそれぞれ配設されている
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1つに記載の電池パック。
  7. 前記2つの平面アンテナは、筐体上面と下面で、相対向する部位に配設されている
    ことを特徴とする請求項6に記載の電池パック。
  8. 筐体の左右端面の一方に二次電池の電極端子が集中的に配置されており、
    筐体の左右端面のうち電極端子の存在しない側に、さらにNFC通信可能な平面アンテナが配設されている
    ことを特徴とする請求項7に記載の電池パック。
  9. 前記平面アンテナの全てと接続され、いずれかのアンテナから問い合わせ信号を受信した場合に、自らの筐体内の二次電池の状態を収集するとともに、前記上面及び下面に配設されている平面アンテナのうち、前記問い合わせ信号を受信したアンテナ以外の全てのアンテナから、前記問い合わせ信号と同内容の信号を送信する通信制御部をさらに備える
    ことを特徴とする請求項7に記載の電池パック。
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