JP2017091979A - バッテリパックおよびこれを備えたバッテリシステム、バッテリパックの用途判別方法 - Google Patents

バッテリパックおよびこれを備えたバッテリシステム、バッテリパックの用途判別方法 Download PDF

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Abstract

【課題】本来の用途以外への使用を検知することが可能なバッテリパックおよびこれを備えたバッテリシステムを提供する。
【解決手段】バッテリパック110は、放電電流取得部11と、状態取得部12と、類似度算出部112と、用途判定部113と、を備えている。放電電流取得部11は、モビリティ30に対して供給される放電電流の電流値を取得する。状態取得部12は、放電電流取得部11において取得された電流値によって動作するモビリティ30の速度を取得する。類似度算出部112は、放電電流取得部11において取得された電流値と状態取得部12において取得されたモビリティ30の速度とを比較してその類似度を算出する。用途判定部113は、類似度算出部112において算出された類似度の大きさに応じて、本来の用途への使用であるか否かを判定する。
【選択図】図8

Description

本発明は、電力消費体に対して電力を供給するバッテリパックおよびこれを備えたバッテリシステム、バッテリパックの用途判別方法に関する。
近年、電動自動二輪車や電動自転車等のモビリティに搭載されたバッテリパックを、充電済みのバッテリパックを保有するバッテリステーションにおいて交換しながら利用するシステムが構築されている。
このように、バッテリパックを貸し出した場合には、モビリティ等の所定の電力消費体以外へ使用されるおそれがある。この場合には、所定の用途以外にバッテリパックの電力が使用された結果、バッテリの使用寿命の予測精度の低下、本来のバッテリ性能(出力・容量等)が担保できなくなる等の問題が生じる。
例えば、特許文献1には、予め設定された許可情報の内容に応じて、車両の機能を許可するシステムについて開示されている。この車両機能許可システムでは、車両を貸し出された使用者は、オーナーが予め設定した許可内容の範囲内での使用が可能となる。
特開2014−169059号公報
しかしながら、上記従来のシステムでは、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記公報に開示されたシステムでは、車両のオーナーが許可した内容の範囲内での使用に制限することができるものの、車両に搭載されたバッテリが本来の用途以外に使用されることまでは想定されていない。
本発明の課題は、本来の用途以外への使用を検知することが可能なバッテリパックおよびこれを備えたバッテリシステムを提供することにある。
第1の発明に係るバッテリパックは、電力消費体に対して電力を供給するバッテリパックであって、電流取得部と、状態取得部と、類似度算出部と、用途判定部と、を備えている。電流取得部は、電力消費体に対して供給される放電電流の電流値を取得する。状態取得部は、電流取得部において取得された電流値によって動作する電力消費体の状態を取得する。類似度算出部は、電流取得部において取得された電流値と状態取得部において取得された電力消費体の状態とを比較してその類似度を算出する。用途判定部は、類似度算出部において算出された類似度の大きさに応じて、本来の用途への使用であるか否かを判定する。
ここでは、電力消費体に電力を供給するバッテリパックにおいて、放電電流の電流値と電力消費体の状態とを比較して、その類似度に応じて本来の用途に使用されているか否かを検知する。
ここで、本発明のバッテリパックから電力が供給される電力消費体には、例えば、電動自動二輪車、電動自転車、電動アシスト自転車、電気自動車、PHV(Plug-in Hybrid Vehicle)等のモビリティや、洗濯機、掃除機、電動工具等の電化製品等の各種電気製品が含まれる。
また、状態取得部において取得される電力消費体の状態とは、例えば、モビリティであれば走行速度、回転数、加速度、位置等を意味している。なお、状態取得部において取得される電力消費体の状態は、電力消費体側に設けられたセンサから間接的に取得してもよいし、状態取得部自身がセンサとして機能することで直接的に取得してもよい。
さらに、類似度算出部において算出される類似度とは、バッテリパックから供給された電流値の変化と、その電流によって動作する電力消費体の状態の変化とを比較して、電流値の変化に対応して電力消費体の状態も同様の変化を示しているか否かを意味している。すなわち、類似度算出部では、バッテリパックから供給された電流値の変化に応じて電力消費体の状態(モビリティの速度等)が変化しているか否かを類似度として算出する。
より具体的には、類似度算出部では、例えば、バッテリパックからの放電電流が上昇した際に、電流値の上昇に伴って電力消費体の状態が変化(モビリティの速度が上昇)しているか否かを確認する。そして、電流値の変化と電力消費体の状態変化との相関関係が大きい程、類似度が大きいと判定される。
これにより、用途判別部では、類似度算出部において算出される類似度に基づいて、所定の閾値よりも大きい場合には、バッテリパックが本来の用途に使用されているか否かを検知することができる。
よって、バッテリパックが本来の用途以外に使用されている場合でも、その不正使用を検知して、例えば、使用者に対して、バッテリパックの本来の用途以外での不正な使用であることを警告する等の措置を採ることができる。
この結果、バッテリパックの使用寿命の予測精度の低下、本来のバッテリ性能(出力・容量等)が担保できなくなる等の問題の発生を防止することができる。
第2の発明に係るバッテリパックは、第1の発明に係るバッテリパックであって、用途判定部は、状態取得部が電力消費体の状態変化を取得できなかった場合には、エラーまたは本来の用途以外への使用として判定する。
ここでは、状態取得部において電力消費体の状態変化を取得できない場合の処理として、エラーあるいは本来の用途以外への使用として判定を行う。
これにより、状態変化取得部において電力消費体の状態変化を取得できなかった場合には、これを不正使用として検知して、例えば、使用者に対して、エラー表示で報知する、あるいは本来の用途以外での不正な使用であることを警告する等の措置を採ることができる。
第3の発明に係るバッテリパックは、第1または第2の発明に係るバッテリパックであって、状態取得部は、電力消費体の速度、振動、回転数、加速度、位置の少なくとも1つを含む情報を取得する。
ここでは、状態取得部が、電力消費体の状態として、電力消費体の速度、振動、回転数、加速度、位置等の情報を取得する。
これにより、例えば、バッテリパックの放電電流が上昇した際に、電力消費体の速度等の状態が上昇した場合には、この使用が本来の用途での使用であると検知することができる。一方、放電電流の上昇に伴って、電力消費体の速度等の状態が変化しない場合には、この使用が本来の用途以外での使用であると検知することができる。
第4の発明に係るバッテリパックは、第1から第3の発明のいずれか1つに係るバッテリパックであって、類似度算出部は、電流取得部において取得された電流値の変化と、状態取得部において取得された電力消費体の速度、振動、回転数、加速度、位置の変化とを比較して、類似度を算出する。
ここでは、バッテリパックの放電電流値の変化と、状態取得部において取得される電力消費体の状態(電力消費体の速度、振動、回転数、加速度、位置を含む情報)の変化との相関関係の有無に応じて、類似度を算出する。
これにより、例えば、バッテリパックの放電電流が上昇した際に、電力消費体の速度等の状態が上昇した場合には、類似度が高いと判定されて、この使用が本来の用途での使用であると検知することができる。一方、放電電流の上昇に伴って、電力消費体の速度等の状態が変化しない場合には、類似度が低いと判定されて、この使用が本来の用途以外での使用であると検知することができる。
第5の発明に係るバッテリパックは、第1から第4の発明のいずれか1つに係るバッテリパックであって、用途判定部は、類似度算出部において算出された類似度が所定の閾値よりも小さい場合に、本来の用途への使用として判定する。
ここでは、類似度算出部において類似度として算出された数値が、所定の閾値よりも小さい(類似度が低い)場合には、本来の用途以外への使用であると判定する。すなわち、類似度として算出された数値が、所定の閾値以上である(類似度が高い)場合には、本来の用途への使用であると判定する。
これにより、予め設定された閾値を基準にして、バッテリパックの放電電流値の変化と、電力消費体の状態変化との類似度から、本来の用途への使用であるか否かを容易に検知することができる。
第6の発明に係るバッテリパックは、第1から第5の発明のいずれか1つに係るバッテリパックであって、類似度算出部における算出結果に基づいて、用途判定部において本来の用途以外への使用が検知されると、使用者に対して警告表示を行う表示部を、さらに備えている。
ここでは、本来の用途以外への使用が検知された場合には、バッテリパックに設けられた表示部において、本来の用途以外への使用である旨の警告表示を行う。
これにより、バッテリパックの使用者に対して、本来の用途以外への使用であることを報知するとともに、本来の用途以外への使用を中止するように促すことができる。
第7の発明に係るバッテリパックは、第1から第6の発明のいずれか1つに係るバッテリパックであって、類似度算出部における算出結果に基づいて、用途判定部において本来の用途以外への使用が検知されると、電力消費体に対する放電を中止する放電制御部を、さらに備えている。
ここでは、本来の用途以外への使用が検知された場合には、放電制御部によって、バッテリパックからの放電を中止させる。
これにより、バッテリパックの使用者が本来の用途以外へ使用している場合には、強制的に放電を中止させるように制御することで、本来の用途以外への使用を禁止することができる。
第8の発明に係るバッテリパックは、第1から第7の発明のいずれか1つに係るバッテリパックであって、電力消費体は、電動自動二輪車、あるいは電動自転車、電動アシスト自転車を含むモビリティである。
ここでは、バッテリパックから電力が供給される電力消費体として、電動自動二輪車、電動自転車等を含むモビリティを用いている。
これにより、バッテリパックの放電電流値の変化に応じて、モビリティの速度、加速度、位置等が変化するか否かによって、本来の用途への使用であるか否かを検知することができる。
第9の発明に係るバッテリシステムは、バッテリパックと、情報処理装置と、を備えている。バッテリパックは、電流取得部と、状態取得部と、を有する。電流取得部は、電力消費体に対して供給される放電電流の電流値を取得する。状態取得部は、電流取得部において取得された電流値によって動作する電力消費体の状態を取得する。情報処理装置は、類似度算出部と、用途判定部と、を有している。類似度算出部は、電流取得部において取得された電流値と状態取得部において取得された電力消費体の状態とを比較して、その類似度を算出する。用途判定部は、類似度算出部において算出された類似度の大きさに応じて、本来の用途への使用であるか否かを判定する。
ここでは、電力消費体に電力を供給するバッテリパックについて、情報処理装置が、放電電流の電流値と電力消費体の状態とを比較して、その類似度に応じて本来の用途に使用されているか否かを検知する。
ここで、本発明のバッテリシステムを構成するバッテリパックから電力が供給される電力消費体には、例えば、電動自動二輪車、電動自転車、電動アシスト自転車、電気自動車、PHV(Plug-in Hybrid Vehicle)等のモビリティや、洗濯機、掃除機、電動工具等の電化製品等の各種電気製品が含まれる。
そして、本バッテリシステムを構成する情報処理装置には、例えば、バッテリパックを貸し出すバッテリステーションに設置された装置等が含まれる。
また、状態取得部において取得される電力消費体の状態とは、例えば、モビリティであれば走行速度、回転数、加速度、位置等を意味している。なお、状態取得部において取得される電力消費体の状態は、電力消費体側に設けられたセンサから間接的に取得してもよいし、状態取得部自身がセンサとして機能することで直接的に取得してもよい。
さらに、類似度算出部において算出される類似度とは、バッテリパックから供給された電流値の変化と、その電流によって動作する電力消費体の状態の変化とを比較して、電流値の変化に対応して電力消費体の状態も同様の変化を示しているか否かを意味している。すなわち、類似度算出部では、バッテリパックから供給された電流値の変化に応じて電力消費体の状態(モビリティの速度等)が変化しているか否かを類似度として算出する。
より具体的には、類似度算出部では、例えば、バッテリパックからの放電電流が上昇した際に、電流値の上昇に伴って電力消費体の状態が変化(モビリティの速度が上昇)しているか否かを確認する。そして、電流値の変化と電力消費体の状態変化との相関関係が大きい程、類似度が大きいと判定される。
これにより、用途判別部では、類似度算出部において算出される類似度に基づいて、所定の閾値よりも大きい場合には、バッテリパックが本来の用途に使用されているか否かを検知することができる。
よって、バッテリパックが本来の用途以外に使用されている場合でも、その不正使用を検知して、例えば、使用者に対して、バッテリパックの本来の用途以外での不正な使用であることを警告する等の措置を採ることができる。
この結果、バッテリパックの使用寿命の予測精度の低下、本来のバッテリ性能(出力・容量等)が担保できなくなる等の問題の発生を防止することができる。
第10の発明に係るバッテリシステムは、第9の発明に係るバッテリシステムであって、用途判定部は、状態取得部が電力消費体の状態変化を取得できなかった場合には、エラーまたは本来の用途以外への使用として判定する。
ここでは、状態取得部において電力消費体の状態変化を取得できない場合の処理として、エラーあるいは本来の用途以外への使用として判定を行う。
これにより、状態変化取得部において電力消費体の状態変化を取得できなかった場合には、これを不正使用として検知して、例えば、使用者に対して、エラー表示で報知する、あるいは本来の用途以外での不正な使用であることを警告する等の措置を採ることができる。
第11の発明に係るバッテリシステムは、第9または第10の発明に係るバッテリシステムであって、状態取得部は、電力消費体の速度、振動、回転数、加速度、位置の少なくとも1つを含む情報を取得する。
ここでは、状態取得部が、電力消費体の状態として、電力消費体の速度、振動、回転数、加速度、位置等の情報を取得する。
これにより、例えば、バッテリパックの放電電流が上昇した際に、電力消費体の速度等の状態が上昇した場合には、この使用が本来の用途での使用であると検知することができる。一方、放電電流の上昇に伴って、電力消費体の速度等の状態が変化しない場合には、この使用が本来の用途以外での使用であると検知することができる。
第12の発明に係るバッテリシステムは、第9から第11の発明のいずれか1つに係るバッテリシステムであって、類似度算出部は、電流取得部において取得された電流値の変化と、状態取得部において取得された電力消費体の速度、振動、回転数、加速度、位置の変化とを比較して、類似度を算出する。
ここでは、バッテリパックの放電電流値の変化と、状態取得部において取得される電力消費体の状態(電力消費体の速度、振動、回転数、加速度、位置を含む情報)の変化との相関関係の有無に応じて、類似度を算出する。
これにより、例えば、バッテリパックの放電電流が上昇した際に、電力消費体の速度等の状態が上昇した場合には、類似度が高いと判定されて、この使用が本来の用途での使用であると検知することができる。一方、放電電流の上昇に伴って、電力消費体の速度等の状態が変化しない場合には、類似度が低いと判定されて、この使用が本来の用途以外での使用であると検知することができる。
第13の発明に係るバッテリシステムは、第9から第12の発明のいずれか1つに係るバッテリシステムであって、用途判定部は、類似度算出部において算出された類似度が所定の閾値よりも小さい場合に、本来の用途以外への使用として判定する。
ここでは、類似度算出部において類似度として算出された数値が、所定の閾値よりも小さい(類似度が低い)場合には、本来の用途以外への使用であると判定する。すなわち、類似度として算出された数値が、所定の閾値以上である(類似度が高い)場合には、本来の用途への使用であると判定する。
これにより、予め設定された閾値を基準にして、バッテリパックの放電電流値の変化と、電力消費体の状態変化との類似度から、本来の用途への使用であるか否かを容易に検知することができる。
第14の発明に係るバッテリシステムは、第9から第13の発明のいずれか1つに係るバッテリシステムであって、情報処理装置は、類似度算出部における算出結果に基づいて用途判定部において本来の用途以外への使用が検知されると、使用者に対して警告表示を行う表示部を、さらに有している。
ここでは、本来の用途以外への使用が検知された場合には、情報処理装置に設けられた表示部において、本来の用途以外への使用である旨の警告表示を行う。
これにより、バッテリパックの使用者に対して、本来の用途以外への使用であることを報知するとともに、本来の用途以外への使用を中止するように促すことができる。
第15の発明に係るバッテリシステムは、第9から第14の発明のいずれか1つに係るバッテリシステムであって、類似度算出部における算出結果に基づいて、用途判定部において本来の用途以外への使用が検知されると、電力消費体に対する放電を中止する放電制御部を、さらに備えている。
ここでは、本来の用途以外への使用が検知された場合には、放電制御部によって、バッテリパックからの放電を中止させる。
これにより、バッテリパックの使用者が本来の用途以外へ使用している場合には、強制的に放電を中止させるように制御することで、本来の用途以外への使用を禁止することができる。
第16の発明に係るバッテリシステムは、第9から第15の発明のいずれか1つに係るバッテリシステムであって、電力消費体は、電動自動二輪車、あるいは電動自転車、電動アシスト自転車を含むモビリティである。
ここでは、バッテリパックから電力が供給される電力消費体として、電動自動二輪車、電動自転車等を含むモビリティを用いている。
これにより、バッテリパックの放電電流値の変化に応じて、モビリティの速度、加速度、位置等が変化するか否かによって、本来の用途への使用であるか否かを検知することができる。
第17発明に係るバッテリパックの用途判別方法は、電流取得ステップと、状態取得ステップと、類似度算出ステップと、用途判定ステップと、を備えている。電流取得ステップは、電力消費体に対して供給される放電電流の電流値を取得する。状態取得ステップは、電流取得ステップにおいて取得された電流値によって動作する電力消費体の状態を取得する。類似度算出ステップは、電流取得ステップにおいて取得された電流値と状態取得ステップにおいて取得された電力消費体の状態とを比較してその類似度を算出する。用途判定ステップは、類似度算出ステップにおいて算出された類似度の大きさに応じて、本来の用途への使用であるか否かを判定する。
ここでは、電力消費体に電力を供給するバッテリパックの用途を判別するために、放電電流の電流値と電力消費体の状態とを比較して、その類似度に応じて本来の用途に使用されているか否かを検知する。
ここで、本発明のバッテリパックから電力が供給される電力消費体には、例えば、電動自動二輪車、電動自転車、電気自動車、PHV(Plug-in Hybrid Vehicle)等のモビリティや、洗濯機、掃除機等の電化製品等の各種電気製品が含まれる。
また、状態取得ステップにおいて取得される電力消費体の状態とは、例えば、モビリティであれば走行速度、回転数、加速度、位置等を意味している。
さらに、類似度算出ステップにおいて算出される類似度とは、バッテリパックから供給された電流値の変化と、その電流によって動作する電力消費体の状態の変化とを比較して、電流値の変化に対応して電力消費体の状態も同様の変化を示しているか否かを意味している。すなわち、類似度算出ステップでは、バッテリパックから供給された電流値の変化に応じて電力消費体の状態(モビリティの速度等)が変化しているか否かを類似度として算出する。
より具体的には、類似度算出ステップでは、例えば、バッテリパックからの放電電流が上昇した際に、電流値の上昇に伴って電力消費体の状態が変化(モビリティの速度が上昇)しているか否かを確認する。そして、電流値の変化と電力消費体の状態変化との相関関係が大きい程、類似度が大きいと判定される。
これにより、用途判別ステップでは、類似度算出ステップにおいて算出される類似度に基づいて、所定の閾値よりも大きい場合には、バッテリパックが本来の用途に使用されているか否かを検知することができる。
よって、バッテリパックが本来の用途以外に使用されている場合でも、その不正使用を検知して、例えば、使用者に対して、バッテリパックの本来の用途以外での不正な使用であることを警告する等の措置を採ることができる。
この結果、バッテリパックの使用寿命の予測精度の低下、本来のバッテリ性能が担保できなくなる等の問題の発生を防止することができる。
本発明に係るバッテリパックによれば、本来の用途以外への使用を検知することができる。
本発明の一実施形態に係るバッテリパックがモビリティに装着された状態を示す図。 図1のバッテリパックを含むバッテリシステムの構成を示すブロック図。 図1のバッテリパックの放電電流の変化とモビリティのモータの回転数(速度)の変化、トルク(加速度)の変化との対応関係を示すグラフ。 図1のバッテリパックの放電電流の変化とモビリティのモータの回転数(速度)の変化との対応関係を示すグラフ。 図1のバッテリパックの放電電流の変化と本来の用途以外の電力消費体の速度変化との対応関係を示すグラフ。 図1のバッテリパックを備えたバッテリシステムにおける本来の用途以外への使用を検知する処理の流れを示すフローチャート。 図1のバッテリパックを備えたバッテリシステムにおける本来の用途以外への使用を検知する処理の流れを示すフローチャート。 本発明の他の実施形態に係るバッテリパックの構成を示すブロック図。
(実施形態1)
本発明の一実施形態に係るバッテリパック10およびこれを備えたバッテリシステム1について、図1〜図7を用いて説明すれば以下の通りである。
なお、本実施形態のバッテリシステム1では、バッテリパック10の本来の用途がモビリティ30に対する電力供給である場合を一例として挙げて説明する。
(バッテリシステム1の構成)
本実施形態に係るバッテリシステム1は、図1に示すように、電気によって駆動されるモータの駆動力によって走行する電動自動二輪車等のモビリティ30に対して電力を供給するバッテリパック10と、バッテリパック10の充電を行うバッテリステーション等に設置された情報処理装置20(図2参照)とを備えている。
バッテリパック10は、モビリティ30に対して交換可能な状態で3本搭載されている。そして、バッテリパック10は、所定の充電ステーション等に設置された指定充電器を用いて充電されることで、繰り返し使用される。
モビリティ30は、シート30aの下に搭載された3本のバッテリパック10から電力を供給されて走行する電動自動二輪車であって、前輪31および後輪(駆動輪)32、速度センサ33(図2参照)、モータ34(図2参照)と、を備えている。
前輪31は、モビリティ30の前部と路面との間に設けられた操舵輪であって、ハンドル30bの向きに連動して向きを変えることで、走行方向を切り替えることができる。
後輪32は、バッテリパック10が搭載されたモビリティ30の後部と路面との間に設けられた駆動輪であって、モータ34によって回転駆動される。
速度センサ33は、モビリティ30に設けられており、モビリティ30の走行速度を検出する。そして、速度センサ33は、検出したモビリティ30の走行速度に関する情報を、バッテリパック10の状態取得部12へ送信する。
モータ34は、モビリティ30の後輪32を回転駆動する駆動源であって、バッテリパック10から供給される電力によって駆動制御される。
(バッテリパック10の構成)
本実施形態のバッテリパック10は、図2に示すように、放電電流取得部(電流取得部)11、状態取得部12、メモリ(記憶部)13、通信部14、および放電制御部15を備えている。
ここで、本実施形態におけるバッテリパック10の本来の用途以外への使用とは、例えば、他の電気製品へバッテリパック10の電力が供給される等、モビリティ30以外への使用を意味している。
放電電流取得部11は、バッテリパック10からモビリティ30に対して供給される放電電流を検出する。
状態取得部12は、電力消費体の状態として、モビリティ30の走行速度に関する情報を、モビリティ30の速度センサ33から取得する。すなわち、本実施形態では、バッテリパック10から供給される電流値の変化に応じて変化するパラメータとして、モビリティ30の走行速度を取得する。
なお、状態取得部12は、本実施形態のようにバッテリパック10の内部に設置されていてもよいし、電力消費体であるモビリティ30側に設置されていてもよい。
なお、モビリティ30の走行速度の代わりに、モビリティ30の走行速度と関連性が高いモータ34の回転数を取得してもよい。
メモリ(記憶部)13は、放電電流取得部11において取得された放電電流値と、状態取得部12において取得されたモビリティ30の走行速度に関する情報とを互いに関連付けて保存する。つまり、メモリ13には、放電電流値が変化した際にモビリティ30の走行速度がどのように変化したかを示す情報が保存される。
通信部14は、情報処理装置20側の通信部21との間において通信可能であって、メモリ13に保存された情報を情報処理装置20へ送信するとともに、情報処理装置20側から用途判定部23における判定結果を受信する。
放電制御部15は、通信部14を介して情報処理装置20側から受信した用途判定部23における判定結果に基づいて、バッテリパック10からの電力供給を中止するか否かを制御する。
(情報処理装置20の構成)
本実施形態のバッテリシステム1は、図2に示すように、バッテリパック10との間で通信を行う情報処理装置20を備えている。
情報処理装置20は、図2に示すように、通信部21と、類似度算出部22と、用途判定部23と、表示部24と、を有している。
通信部21は、上述したように、バッテリパック10側の通信部14との間において、バッテリパック10側のメモリ13に保存された情報、情報処理装置20側の用途判定部23における判定結果等の通信を行う。
類似度算出部22は、通信部21を介してバッテリパック10から受信した放電電流取得部11において取得された放電電流値の変化と、状態取得部12において取得されたモビリティ30の走行速度の変化とを比較して、その類似度(一致度)を算出する。
ここで、バッテリパック10から放電される電流によって駆動されるモビリティ30の状態は。電流量(出力)と関係性があるものを取得する。例えば、電力消費体がモビリティ30等の移動体の場合には、モータ34の電力消費が支配的であって、理想的には、バッテリパック10からの入力電流/電圧とモータ34のトルク/回転数の関係は、式(1)を用いて表される。
P=V・I=T・N ・・・・・(1)
(ただし、Vは電圧、Iは電流、Tはトルク、Nはモータ回転数)
通常、バッテリパック10から供給される電圧は一定であるため、図3に示すように、供給される電流量が増加すると、トルク(加速度)が上昇する。そして、一定トルク(定速走行)時に限れば、放電電流値が上昇すると、モータ34の回転数(走行速度)が上昇するため、放電電流値は、モータ34の回転数(走行速度)と比例関係にあるとみなすことができる。
すなわち、もし、バッテリパック10が本来の用途であるモビリティ30に対して電力を供給している場合には、バッテリパック10の放電電流の変化に応じて、放電電流値と比例関係にあるモータ34の回転数が変化する。
ここで、図4は、バッテリパック10から出力された電力がモビリティ30によって使用された場合の電流と速度との関係を示すグラフである。一方、図5は、バッテリパック10から出力された電力が、本来の用途以外(モビリティ30以外)(例えば、家電等)に使用された場合の電流と速度との関係を示すグラフである。
つまり、バッテリパック10が本来の用途であるモビリティ30に対して電力を供給している場合には、図4に示すように、放電電流の電流値と、モビリティ30の速度とは、ほぼ同じ変化を示すグラフとなる。これにより、バッテリパック10が本来の用途であるモビリティ30に使用された場合には、放電電流の電流値の変化と、モビリティ30の速度の変化との高い相関関係が見られる。
一方、バッテリパック10が本来の用途以外の家電等に対して電力を供給している場合には、図5に示すように、当然、状態取得部12において取得される走行速度は“0”となる。このため、放電電流の電流値の変化が変化しても、電力消費体(家電等)の速度はその電流値の変化に対応して変化することはない。これにより、放電電流の電流値の変化と、本来の用途以外の電力消費体(家電等)の速度の変化との間には、図5に示すように、相関関係が見られない。
よって、本実施形態では、用途判定部23における判定は、バッテリパック10の放電電流値の変化と、電力消費体の状態変化(モビリティ30の走行速度等)の変化とが類似した変化として検出されるか否かによって行われる。
なお、放電電流の電流値の変化と電力消費体の状態変化(速度変化等)との相関関係を示す類似度を算出する方法としては、例えば、相関関数を用いて算出する方法がある。
正規化した上で、相関関数を計算すると、図4に示す本来の用途(モビリティ30)への電力供給の場合には、誤差が0となる付近において、1に近い相関値を取る。一方、図5に示す本来の用途以外(家電等)への電力供給の場合には、当然、相関値は低くなる。
用途判定部23は、上述した類似度算出部22において算出された類似度の値を、所定の閾値と比較することで、バッテリパック10が本来の用途で使用されているか否かを判定する。
具体的には、用途判定部23は、類似度算出部22において算出された類似度の数値と、所定の閾値とを比較する。そして、算出された類似度の数値が所定の閾値よりも大きい場合には、バッテリパック10の放電電流の電流値の変化と、電力消費体の状態変化とが相関していることを意味するため、この使用を本来の用途への使用と判定する。
一方、算出された類似度の数値が所定の閾値以下である場合には、バッテリパック10の放電電流の電流値の変化と、電力消費体の状態変化との相関が低いことを意味するため、この使用を本来の用途以外への使用と判定する。
なお、用途判定部23では、状態取得部12において取得される電力消費体の状態変化を取得して判定が行われるが、本来の用途以外への使用時に、状態取得部12において速度等の情報が取得できない場合も考えられる。よって、このように状態取得部12において電力消費体の所望の状態を取得できない場合にも、用途判定部23が本来の用途以外への使用と判定してもよい。
表示部24は、用途判定部23における判定結果を受信して、本来の用途以外への使用が検知された場合には、バッテリパック10の使用者に対して、本来の用途への使用ではない旨の警告表示を行う。
<バッテリパック10の本来の用途以外への使用の検知方法>
本実施形態のバッテリシステム1では、バッテリパック10の本来の用途以外への使用を、図6および図7のフローチャートに示す手順によって検知する。
すなわち、ステップS11では、放電電流取得部11において、バッテリパック10の放電電流の電流値が取得される。
次に、ステップS12では、状態取得部12において、ステップS11において取得された放電電流の電流値に対応する期間における電力消費体の状態変化(モビリティ30の速度変化)が取得される。
次に、ステップS13では、ステップS11およびステップS12において取得した放電電流の電流値とこれに対応する期間の電力消費体の状態(モビリティ30の速度)とが、メモリ13に保存される。
次に、ステップS14では、通信部14を介して、情報処理装置20側へ、上記放電電流の電流値とモビリティ30の速度とを含むデータが送信される。
次に、ステップS15では、情報処理装置20側の類似度算出部22において、放電電流値の変化と、モビリティ30の速度変化とを比較して、両者に相関関係があるか否かを示す類似度が算出される。
次に、ステップS16では、用途判定部23において、ステップS15において算出された類似度と所定の閾値とが比較され、バッテリパック10が本来の用途(モビリティ30)に使用されているか否かが判定される。
次に、ステップS17において、類似度が所定の閾値以下であるか否かが判定される。
ここで、類似度が所定の閾値よりも大きい場合には、ステップS18へ進む。
ステップS18では、図4のグラフに示すように、バッテリパック10の放電電流の電流値の変化と、モビリティ30の走行速度の変化との相関関係があると認定され、本来の用途への使用であると判定される。
一方、類似度が所定の閾値以下である場合には、ステップS21(図7参照)へ進む。
ステップS21では、図5のグラフに示すように、バッテリパック10の放電電流の電流値の変化と、その電力消費体の状態の変化との間に相関関係がないと認定され、本来の用途以外への使用であると判定される。
次に、ステップS22では、情報処理装置20側の表示部24において、バッテリパック10が本来の用途以外へ使用されている旨の警告が表示される。
これにより、バッテリパック10の使用者に対して、本来の用途以外への使用であることを認識させるとともに、使用を中止させるように促すことができる。
なお、表示部24において表示される警告の態様としては、例えば、液晶ディスプレイ等の表示画面に文字情報として表示してもよいし、赤色の警告ランプを点灯あるいは点滅させる等、他の手段によって、使用者に報知するようにしてもよい。
次に、ステップS23では、情報処理装置20側の通信部21を介して、バッテリパック10側へ送信された判定結果に基づいて、放電制御部15において、バッテリパック10からの電力供給を停止させる。
具体的には、放電制御部15は、情報処理装置20側から本来の用途以外への使用と判定された判定結果を受信した場合には、本来の用途外の電力消費体に対する電力の供給を停止させる。
これにより、使用者が警告後も使用を中止しない場合でも、自動的に、バッテリパック10から本来の用途外である電力消費体への電力供給を停止させることができる。
この結果、バッテリパック10の本来の用途以外への使用を検知することで、バッテリパック10の使用寿命の予測精度の低下を防止するとともに、バッテリパック10の本来の性能を担保することができる。
(実施形態2)
本発明の他の実施形態に係るバッテリパック110について、図8を用いて説明すれば以下の通りである。
すなわち、上記実施形態1では、放電電流取得部11と状態取得部12とを有するバッテリパック10と、類似度算出部22と用途判定部23とを有する情報処理装置20とを備えたバッテリシステム1において、本来の用途以外への使用を検知している。
一方、本実施形態では、図8に示すように、バッテリパック110が、放電電流取得部11、状態取得部12、類似度算出部112、および用途判定部113を備えている。
換言すれば、本実施形態では、バッテリパック110において、放電電流値の取得、モビリティの速度等の電力消費体の状態の取得、類似度の算出、本来の用途(モビリティ30)以外への使用か否かの判定を実施する点で、上記実施形態1とは異なっている。
この場合でも、バッテリパック110側において、本来の用途(モビリティ30)以外への使用であるか否かを判定することができるため、上記と同様の効果を得ることができる。
また、バッテリパック110は、図8に示すように、表示部114をさらに備えている。
これにより、用途判定部113において、本来の用途(モビリティ30)以外への使用であると判定された場合には、表示部114において、使用者に対する警告表示をする等の措置を取ることができる。
さらに、バッテリパック110は、図8に示すように、放電制御部115をさらに備えている。
これにより、用途判定部113において、本来の用途(モビリティ30)以外への使用であると判定された場合には、放電制御部115によって、電力消費体への電力供給を停止させることができる。
また、本実施形態のバッテリパック110に、バッテリステーションとの間で通信を行う通信部を設けてもよい。
この場合には、本来の用途(モビリティ30)以外への使用と判定された結果を、通信部を介してバッテリステーションへ送信することで、本来の用途以外へバッテリパック110を使用した使用者を特定して、警告する等の措置を採ることができる。
[他の実施形態]
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)
上記実施形態1,2では、状態取得部12において、モビリティ30の速度センサ33から走行速度に関する情報を取得して、バッテリパック10からの放電電流の変化と比較して類似度を算出することで、本来の用途以外への使用であるか否かを判定する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、状態取得部12において取得される情報は、モビリティの走行速度以外にも、モビリティの加速度、モータやエンジン等の回転数、電力消費体の振動、位置等の他の情報であってもよい。
この場合でも、上記実施形態において得られる効果と同様の効果を得ることができる。
(B)
上記実施形態1,2では、状態取得部12において取得されたモビリティ30の走行速度の変化を、放電電流の電流値の変化と比較して、本来の用途以外への使用を検知する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、本来の用途がモビリティである場合において、走行速度に加えて、加速度、モータの回転数、位置等の変化を組み合わせて、2種類以上のパラメータの変化と放電電流の電流値の変化とを比較して、判定を行ってもよい。
この場合には、複数のパラメータを用いて判定を行うことで、本来の用途以外への使用であるか否かの判定を、さらに高い精度で実施することができる。
(C)
上記実施形態2では、本来の用途以外への使用を検知すると、バッテリパック110の表示部114へ警告表示する、放電制御部115によって放電中止する、等の措置を採る例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、本来の用途以外への使用と検知すると、その結果をメモリへ保存しておき、バッテリステーション等へバッテリパック110が返却された際に、バッテリパック110の管理者が、本来の用途以外への使用履歴の有無をメモリから読み出して確認してもよい。
この場合でも、バッテリパック110の管理者は、本来の用途以外にバッテリパック110を使用した使用者に対して、警告する、罰金を徴収する等の措置を採ることができる。
(D)
上記実施形態1,2では、電力消費体としての電動自動二輪車(モビリティ30)に、3本のバッテリパックを搭載した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、電力消費体に搭載されるバッテリパックは、1本あるいは2本であってもよいし、4本以上であってもよい。
また、電力消費体側にバッテリパックの装着部を複数設け、そのうち必要な電気容量分に相当する本数のバッテリパックを装着してもよい。
(E)
上記実施形態1,2では、電力消費体(モビリティ30)として電動自動二輪車に対して電力を供給するバッテリパック10を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、電動自動二輪車以外にも、電動一輪車、電動自転車、電動アシスト自転車、電気自動車(EV)、PHV(Plug-in Hybrid Vehicle)等の他のモビリティ等に電力を供給するためのバッテリパックに対して本発明を適用してもよい。
あるいは、本発明のバッテリパックから電力が供給される電力消費体としては、モビリティに限らず、交換可能なバッテリによって駆動される他の電気製品であってもよい。
例えば、本来の用途として、バッテリによって駆動される洗濯機を用いる場合には、バッテリパックの放電電流の変化と、洗濯機のモータの回転数の変化との相関関係を確認すればよい。そして、両者の変化を示す類似度が所定の閾値を超えている場合には、本来の用途への使用として判定する。一方、両者の変化を示す類似度が所定の閾値以下である場合には、本来の用途以外への使用であると判定する。
これにより、バッテリパックが、本来の用途である洗濯機以外へ使用されることを検知して、使用者へ警告する、放電を中止させる等の措置を採ることができる。
本発明のバッテリパックは、本来の用途以外への使用を検知することができるという効果を奏することから、各種電気製品に使用されるバッテリパックに対して広く適用可能である。
1 バッテリシステム
10 バッテリパック
11 放電電流取得部(電流取得部)
12 状態取得部
13 メモリ(記憶部)
14 通信部
15 放電制御部
20 情報処理装置
21 通信部
22 類似度算出部
23 用途判別部
24 表示部
30 モビリティ
30a シート
30b ハンドル
31 前輪
32 後輪(駆動輪)
33 速度センサ
34 モータ
110 バッテリパック
112 類似度算出部
113 用途判別部
114 表示部
115 放電制御部
S ステップ

Claims (17)

  1. 電力消費体に対して電力を供給するバッテリパックであって、
    前記電力消費体に対して供給される放電電流の電流値を取得する電流取得部と、
    前記電流取得部において取得された電流値によって動作する前記電力消費体の状態を取得する状態取得部と、
    前記電流取得部において取得された電流値と前記状態取得部において取得された前記電力消費体の状態とを比較してその類似度を算出する類似度算出部と、
    前記類似度算出部において算出された前記類似度の大きさに応じて、本来の用途への使用であるか否かを判定する用途判定部と、
    を備えているバッテリパック。
  2. 前記用途判定部は、前記状態取得部が前記電力消費体の状態変化を取得できなかった場合には、エラーまたは本来の用途以外への使用として判定する、
    請求項1に記載のバッテリパック。
  3. 前記状態取得部は、前記電力消費体の速度、振動、回転数、加速度、位置の少なくとも1つを含む情報を取得する、
    請求項1または2に記載のバッテリパック。
  4. 前記類似度算出部は、前記電流取得部において取得された電流値の変化と、前記状態取得部において取得された前記電力消費体の速度、振動、回転数、加速度、位置の変化とを比較して、前記類似度を算出する、
    請求項1から3のいずれか1項に記載のバッテリパック。
  5. 前記用途判定部は、前記類似度算出部において算出された前記類似度が所定の閾値よりも小さい場合に、本来の用途以外への使用として判定する、
    請求項1から4のいずれか1項に記載のバッテリパック。
  6. 前記類似度算出部における算出結果に基づいて、前記用途判定部において本来の用途以外への使用が検知されると、使用者に対して警告表示を行う表示部を、さらに備えている、
    請求項1から5のいずれか1項に記載のバッテリパック。
  7. 前記類似度算出部における算出結果に基づいて、前記用途判定部において本来の用途以外への使用が検知されると、前記電力消費体に対する放電を中止する放電制御部を、さらに備えている、
    請求項1から6のいずれか1項に記載のバッテリパック。
  8. 前記電力消費体は、電動自動二輪車、あるいは電動自転車、電動アシスト自転車を含むモビリティである、
    請求項1から7のいずれか1項に記載のバッテリパック。
  9. 電力消費体に対して供給される放電電流の電流値を取得する電流取得部と、前記電流取得部において取得された電流値によって動作する前記電力消費体の状態を取得する状態取得部と、を有するバッテリパックと、
    前記電流取得部において取得された電流値と前記状態取得部において取得された前記電力消費体の状態とを比較して、その類似度を算出する類似度算出部と、前記類似度算出部において算出された前記類似度の大きさに応じて、本来の用途への使用であるか否かを判定する用途判定部と、を有する情報処理装置と、
    を備えているバッテリシステム。
  10. 前記用途判定部は、前記状態取得部が前記電力消費体の状態変化を取得できなかった場合には、エラーまたは本来の用途以外への使用として判定する、
    請求項9に記載のバッテリシステム。
  11. 前記状態取得部は、前記電力消費体の速度、振動、回転数、加速度、位置の少なくとも1つを含む情報を取得する、
    請求項9または10に記載のバッテリシステム。
  12. 前記類似度算出部は、前記電流取得部において取得された電流値の変化と、前記状態取得部において取得された前記電力消費体の速度、振動、回転数、加速度、位置の変化とを比較して、前記類似度を算出する、
    請求項9から11のいずれか1項に記載のバッテリシステム。
  13. 前記用途判定部は、前記類似度算出部において算出された前記類似度が所定の閾値よりも小さい場合に、本来の用途以外への使用として判定する、
    請求項9から12のいずれか1項に記載のバッテリシステム。
  14. 前記情報処理装置は、前記類似度算出部における算出結果に基づいて前記用途判定部において本来の用途以外への使用が検知されると、使用者に対して警告表示を行う表示部を、さらに有している、
    請求項9から13のいずれか1項に記載のバッテリシステム。
  15. 前記類似度算出部における算出結果に基づいて、前記用途判定部において本来の用途以外への使用が検知されると、前記電力消費体に対する放電を中止する放電制御部を、さらに備えている、
    請求項9から14いずれか1項に記載のバッテリシステム。
  16. 前記電力消費体は、電動自動二輪車、あるいは電動自転車、電動アシスト自転車を含むモビリティである、
    請求項9から15のいずれか1項に記載のバッテリシステム。
  17. 電力消費体に対して供給される放電電流の電流値を取得する電流取得ステップと、
    前記電流取得ステップにおいて取得された電流値によって動作する前記電力消費体の状態を取得する状態取得ステップと、
    前記電流取得ステップにおいて取得された電流値と前記状態取得ステップにおいて取得された前記電力消費体の状態とを比較してその類似度を算出する類似度算出ステップと、
    前記類似度算出ステップにおいて算出された前記類似度の大きさに応じて、本来の用途への使用であるか否かを判定する用途判定ステップと、
    を備えているバッテリパックの用途判別方法。
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