JP2017091981A - バッテリパックおよびこれを備えたバッテリシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】不適切な充電方式による充電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１０は、充電器によって充電されるバッテリパックであって、充電器から電流・電圧が印加される入力部１１と、入力部１１に入力された電流および電圧を計測する電流・電圧計測部１２と、を備えている。
【選択図】図２
【解決手段】バッテリパック１０は、充電器によって充電されるバッテリパックであって、充電器から電流・電圧が印加される入力部１１と、入力部１１に入力された電流および電圧を計測する電流・電圧計測部１２と、を備えている。
【選択図】図２
Description
本発明は、充電器を用いて充電され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、所定の指定充電器以外の充電器によって急速充電等の不適切な充電方式で充電されてしまうおそれがある。急速充電等の不適切な充電方式で充電されたバッテリパックは、充電時に大きな負荷がかかって劣化し、寿命が短縮されてしまう。このため、バッテリパックを貸し出す運用業者にとっては、バッテリパックの使用可能な年数が短縮してしまうという問題があることから、不適切な充電方式で充電した使用者等に補償金の請求を求めることも考えられる。
このように、バッテリパックを貸し出した場合には、所定の指定充電器以外の充電器によって急速充電等の不適切な充電方式で充電されてしまうおそれがある。急速充電等の不適切な充電方式で充電されたバッテリパックは、充電時に大きな負荷がかかって劣化し、寿命が短縮されてしまう。このため、バッテリパックを貸し出す運用業者にとっては、バッテリパックの使用可能な年数が短縮してしまうという問題があることから、不適切な充電方式で充電した使用者等に補償金の請求を求めることも考えられる。
例えば、特許文献１には、マンションの管理人等によって、意図しない急速充電等の不適切な充電方式によってバッテリパックが充電されてしまうことがないように、急速充電操作の回数等を制限する車両機能許可システムについて開示されている。
しかしながら、上記従来の車両機能許可システムでは、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車両機能許可システムにおいて、急速充電等の不適切な充電方式による充電方法をどのように検知して制限をかけるか、具体的に記載されていない。
すなわち、上記公報に開示された車両機能許可システムにおいて、急速充電等の不適切な充電方式による充電方法をどのように検知して制限をかけるか、具体的に記載されていない。
本発明の課題は、不適切な充電方式による充電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、充電器によって充電されるバッテリパックであって、充電器から電流・電圧が印加される入力部と、入力部に入力された電流および電圧を計測する電流・電圧計測部と、を備えている。
ここでは、不適切な充電方式によって充電されたことを検知するために、充電器から電流・電圧が印加される入力部と、これらの電流・電圧を計測する電流・電圧計測部とを設けている。
ここでは、不適切な充電方式によって充電されたことを検知するために、充電器から電流・電圧が印加される入力部と、これらの電流・電圧を計測する電流・電圧計測部とを設けている。
ここで、不適切な充電方式とは、例えば、急速充電や印加電圧が不安定な充電等のように、指定充電器による充電方式よりもバッテリパックに大きな負荷をかけて劣化させるおそれがある充電方式を意味している。
また、不適切な充電方式であるか否かの判定は、充電器から入力された電流・電圧の計測の結果を、予め分かっている指定充電器による適切な充電方式による充電時に印加される電流・電圧と比較して行われればよい。
また、不適切な充電方式であるか否かの判定は、充電器から入力された電流・電圧の計測の結果を、予め分かっている指定充電器による適切な充電方式による充電時に印加される電流・電圧と比較して行われればよい。
これにより、充電器から入力された電流・電圧を計測することで、急速充電等の不適切な充電方式によってバッテリパックに大きな負荷がかかっているか否かを、容易に検知することができる。
この結果、不適切な充電方式による充電によってバッテリパックに大きな負荷がかかったことを検知して、例えば、バッテリパックを貸し出す運用業者等へ通報することで、バッテリパックの使用可能年数が短縮されてしまう等の問題の発生を最小限に抑制することができる。
この結果、不適切な充電方式による充電によってバッテリパックに大きな負荷がかかったことを検知して、例えば、バッテリパックを貸し出す運用業者等へ通報することで、バッテリパックの使用可能年数が短縮されてしまう等の問題の発生を最小限に抑制することができる。
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、電流・電圧計測部における計測結果と、指定充電器によって充電された際の計測結果とを比較して、不適切な充電方式による充電であるか否かを判定する不正充電検知部を、さらに備えている。
ここでは、充電器から印加された電流値・電圧値等の計測結果を、指定充電器によって充電された際の電流値・電圧値等の計測結果と比較することで、充電方式の適否を判定する。
ここでは、充電器から印加された電流値・電圧値等の計測結果を、指定充電器によって充電された際の電流値・電圧値等の計測結果と比較することで、充電方式の適否を判定する。
ここで、不正充電検知部における判定は、充電器からバッテリパックに印加された電流値あるいは電圧値の一方あるいは双方、あるいは電流値を変換した周波数等を比較し、所定の閾値以内の誤差範囲であるか否かを確認することで実施することができる。
これにより、急速充電器等による不適切な充電方式による充電を容易に検知することができる。
これにより、急速充電器等による不適切な充電方式による充電を容易に検知することができる。
第３の発明に係るバッテリパックは、第２の発明に係るバッテリパックであって、不正充電検知部は、電流・電圧計測部における計測結果に基づいて、波形解析あるいは周波数解析を行う。
ここでは、不正充電検知部が、例えば、充電器から印加された電流値の波形解析、あるいは電流値をラプラス変換した周波数解析を用いて、不適切な充電方式であるか否かを判定する。
これにより、電流波形や周波数の波形等を比較することで、急速充電器等による不適切な充電方式による充電を容易に検知することができる。
ここでは、不正充電検知部が、例えば、充電器から印加された電流値の波形解析、あるいは電流値をラプラス変換した周波数解析を用いて、不適切な充電方式であるか否かを判定する。
これにより、電流波形や周波数の波形等を比較することで、急速充電器等による不適切な充電方式による充電を容易に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２または第３の発明に係るバッテリパックであって、不正充電検知部は、指定充電器以外の充電器による急速充電の有無を検知する。
ここでは、不正充電検知部が、指定充電器以外の充電器を用いた急速充電を、不適切な充電方式として検知する。
ここでは、不正充電検知部が、指定充電器以外の充電器を用いた急速充電を、不適切な充電方式として検知する。
これにより、急速充電によってバッテリパックに大きな負荷がかかったことを検知して、例えば、バッテリパックを貸し出す運用業者等へ通報することで、バッテリパックの使用可能年数が短縮されてしまう等の問題の発生を最小限に抑制することができる。
第５の発明に係るバッテリパックは、第２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、不正充電検知部における検知結果を通信する通信部を、さらに備えている。
ここでは、通信部が、例えば、バッテリパックの貸し出しを行う運用業者やクラウドサービス等へ、電流・電圧計測部における計測結果、あるいは不正充電検知部における検知結果を送信する。
ここでは、通信部が、例えば、バッテリパックの貸し出しを行う運用業者やクラウドサービス等へ、電流・電圧計測部における計測結果、あるいは不正充電検知部における検知結果を送信する。
これにより、不適切な充電方式によって充電された履歴を、運用業者やクラウドサービス等へ送信することで、不適切な充電方式による充電よってバッテリパックを劣化させた使用者等を認定することができる。
この結果、例えば、バッテリパックを劣化させた使用者等に警告を発したり、劣化に伴う使用可能年数の短縮を予測してバッテリパックの使用寿命を正確化したりすることができる。
この結果、例えば、バッテリパックを劣化させた使用者等に警告を発したり、劣化に伴う使用可能年数の短縮を予測してバッテリパックの使用寿命を正確化したりすることができる。
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、電流・電圧計測部において計測された電流値および電圧値の少なくとも一方と、指定充電器によって充電された際の計測結果とを保存する記憶部を、さらに備えている。
ここでは、バッテリパックの内部に、電流・電圧計測部における計測結果と、指定充電器によって充電された際の計測結果とを蓄積して保存する。
これにより、例えば、不適切な充電方式によって充電されたバッテリパックが、指定充電器によって充電される際に、指定充電器によってその計測結果を読み出されて不適切な充電方式によってバッテリパックを劣化させた履歴があるか否かを容易に確認することができる。
ここでは、バッテリパックの内部に、電流・電圧計測部における計測結果と、指定充電器によって充電された際の計測結果とを蓄積して保存する。
これにより、例えば、不適切な充電方式によって充電されたバッテリパックが、指定充電器によって充電される際に、指定充電器によってその計測結果を読み出されて不適切な充電方式によってバッテリパックを劣化させた履歴があるか否かを容易に確認することができる。
第７の発明に係るバッテリシステムは、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と、バッテリパックに対して適切な充電方式によって充電を行う指定充電器と、を備えている。
ここでは、上述したバッテリパックと、適切な充電方式によって充電を行う指定充電器と、によってバッテリシステムを構成する。
ここでは、上述したバッテリパックと、適切な充電方式によって充電を行う指定充電器と、によってバッテリシステムを構成する。
これにより、指定充電器から入力された電流・電圧を計測することで、過去に、急速充電等の不適切な充電方式によってバッテリパックに大きな負荷がかかっていたか否かを、容易に検知することができる。
この結果、過去に、不適切な充電方式による充電によってバッテリパックに大きな負荷がかかったことを検知して、例えば、バッテリパックを貸し出す運用業者等へ通報することで、バッテリパックの使用可能年数が短縮されてしまう等の問題の発生を最小限に抑制することができる。
この結果、過去に、不適切な充電方式による充電によってバッテリパックに大きな負荷がかかったことを検知して、例えば、バッテリパックを貸し出す運用業者等へ通報することで、バッテリパックの使用可能年数が短縮されてしまう等の問題の発生を最小限に抑制することができる。
第８の発明に係るバッテリシステムは、第６の発明に係るバッテリパックと、指定充電器と、を備えている。指定充電器は、バッテリパック側の電流・電圧計測部における計測結果と、所定の指定充電器によって充電された際に計測される結果とを記憶部から受信して比較し、不適切な充電方式による充電であるか否かを判定する不正充電検知部を有する。
ここでは、バッテリパック側の記憶部に保存された電流・電圧値を、指定充電器によって充電された際の電流・電圧値と比較し、充電方式の適否を判定する不正充電検知部を、指定充電器側に設けている。
ここで、不正充電検知部における判定は、充電器からバッテリパックに印加された電流値あるいは電圧値の一方あるいは双方、あるいは電流値を変換した周波数等を比較し、所定の閾値以内の誤差範囲であるか否かを確認することで実施することができる。
これにより、急速充電器等による不適切な充電方式による充電の履歴を、指定充電器側において容易に検知することができる。
ここで、不正充電検知部における判定は、充電器からバッテリパックに印加された電流値あるいは電圧値の一方あるいは双方、あるいは電流値を変換した周波数等を比較し、所定の閾値以内の誤差範囲であるか否かを確認することで実施することができる。
これにより、急速充電器等による不適切な充電方式による充電の履歴を、指定充電器側において容易に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、第８の発明に係るバッテリシステムであって、不正充電検知部は、電流・電圧計測部における計測結果に基づいて、波形解析あるいは周波数解析を行う。
ここでは、不正充電検知部が、例えば、充電器から印加された電流値の波形解析、あるいは電流値をラプラス変換した周波数解析を用いて、不適切な充電方式であるか否かを判定する。
これにより、指定充電器側において、電流波形や周波数の波形等を比較することで、急速充電器等による不適切な充電方式による充電を容易に検知することができる。
これにより、指定充電器側において、電流波形や周波数の波形等を比較することで、急速充電器等による不適切な充電方式による充電を容易に検知することができる。
第１０の発明に係るバッテリシステムは、第８または第９の発明に係るバッテリシステムであって、不正充電検知部における検知結果を通信する通信部を、さらに備えている。
ここでは、通信部が、例えば、バッテリパックの貸し出しを行う運用業者やクラウドサービス等へ、電流・電圧計測部における計測結果、あるいは不正充電検知部における検知結果を送信する。
ここでは、通信部が、例えば、バッテリパックの貸し出しを行う運用業者やクラウドサービス等へ、電流・電圧計測部における計測結果、あるいは不正充電検知部における検知結果を送信する。
これにより、不適切な充電方式によって充電された履歴を、運用業者やクラウドサービス等へ送信することで、不適切な充電方式による充電よってバッテリパックを劣化させた使用者等を認定することができる。
この結果、例えば、バッテリパックの使用可能年数予測を再計算したり、使用者に補償金を請求したりすることができる。
この結果、例えば、バッテリパックの使用可能年数予測を再計算したり、使用者に補償金を請求したりすることができる。
本発明に係るバッテリパックによれば、不適切な充電方式による充電を検知することができる。
（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について、図１〜図５を用いて説明すれば以下の通りである。
バッテリパック１０は、図１に示すように、モビリティ２０に対して電力を供給するための二次電池であって、モビリティ２０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。
本発明の一実施形態に係るバッテリパック１０について、図１〜図５を用いて説明すれば以下の通りである。
バッテリパック１０は、図１に示すように、モビリティ２０に対して電力を供給するための二次電池であって、モビリティ２０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２０は、シート２０ａ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２１および後輪（駆動輪）２２を備えている。
前輪２１は、モビリティ２０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２０ｂ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２２は、バッテリパック１０が搭載されたモビリティ２０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（図示せず）によって回転駆動される。
前輪２１は、モビリティ２０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２０ｂ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２２は、バッテリパック１０が搭載されたモビリティ２０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（図示せず）によって回転駆動される。
＜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、入力部１１、電流・電圧計測部１２、メモリ（記憶部）１３、不正充電検知部１４、通信部１５、および表示部１６を備えている。
本実施形態のバッテリパック１０は、図２に示すように、入力部１１、電流・電圧計測部１２、メモリ（記憶部）１３、不正充電検知部１４、通信部１５、および表示部１６を備えている。
なお、図２は、急速充電を行う不正充電器５０と接続されたバッテリパック１０が、例えば、所定の充電ステーション以外の場所に設置された充電器によって、不適切な充電方式による充電が行われている状態を示している。
ここで、本実施形態における不適切な充電方式とは、不正充電器５０のように、通常の充電方式よりもバッテリパック１０を劣化させやすい、いわゆる急速充電等の充電方式を意味している。
ここで、本実施形態における不適切な充電方式とは、不正充電器５０のように、通常の充電方式よりもバッテリパック１０を劣化させやすい、いわゆる急速充電等の充電方式を意味している。
入力部１１は、不正充電器５０の充電電圧印加部５１から印加される急速充電用の電圧が入力される。
電流・電圧計測部１２は、不正充電器５０から入力部１１に入力された電流・電圧の計測を行う。そして、電流・電圧計測部１２は、メモリ１３および不正充電検知部１４に対して、計測結果を送信する。
電流・電圧計測部１２は、不正充電器５０から入力部１１に入力された電流・電圧の計測を行う。そして、電流・電圧計測部１２は、メモリ１３および不正充電検知部１４に対して、計測結果を送信する。
メモリ（記憶部）１３は、電流・電圧計測部１２における計測結果を保存するとともに、不適切な充電方式による充電であるか否かを判定する際の基準値となるデータを保存している。なお、本実施形態では、上記基準値となるデータとして、所定の指定充電器によって充電された際の電流値（電流波形）および電圧値（電圧波形）、周波数領域の分布図等のデータ（図３および図４参照）が、メモリ１３に保存されている。
なお、メモリ１３に保存される波形は、電流値および電圧値のうちのいずれか１つであってもよい。
不正充電検知部１４は、電流・電圧計測部１２における計測結果と、予めメモリ１３に保存されている指定充電器によって印加される電流値等のデータとを比較することで、不適切な充電方式によって充電が行われているか否かを判定する。
不正充電検知部１４は、電流・電圧計測部１２における計測結果と、予めメモリ１３に保存されている指定充電器によって印加される電流値等のデータとを比較することで、不適切な充電方式によって充電が行われているか否かを判定する。
具体的には、不正充電検知部１４は、図３に示すように、電流・電圧計測部１２から受信した計測結果に基づく電流波形および電圧波形と、メモリ１３から取り出した指定充電器を用いた充電時における電流値および電圧波形の特徴波形とを比較して、両者の一致度に応じて判定を行う。
ここで、図３に示すグラフでは、指定充電器を用いた充電時における特徴波形（電流値および電圧値）を実線、不正充電器を用いた充電時における電流値および電圧値の波形を破線、指定充電器を用いた実際の充電時における電流値および電圧値の波形を一点鎖線によって、それぞれ示している。
ここで、図３に示すグラフでは、指定充電器を用いた充電時における特徴波形（電流値および電圧値）を実線、不正充電器を用いた充電時における電流値および電圧値の波形を破線、指定充電器を用いた実際の充電時における電流値および電圧値の波形を一点鎖線によって、それぞれ示している。
そして、不正充電検知部１４では、電流・電圧計測部１２から受信した計測結果に基づく電流波形と、メモリ１３から取り出した指定充電器を用いた充電時における電流値および電圧値の特徴波形との誤差範囲が、所定の閾値（例えば、±５％）以内である場合には、適切な充電と判定する。
なお、電流・電圧計測部１２から受信した計測結果に基づく電流波形および電圧波形は、例えば、最小二乗法等によって、線形あるいは非線形の波形化処理される。
なお、電流・電圧計測部１２から受信した計測結果に基づく電流波形および電圧波形は、例えば、最小二乗法等によって、線形あるいは非線形の波形化処理される。
一方、両者の誤差範囲が、所定の閾値（例えば、±５％）を超える場合には、不正充電器５０を用いた急速充電（不適切な充電方式による充電）と判定する。
本実施形態では、図３に示すように、指定充電器の特徴波形（実線）と比較して、指定充電器によって実際に印加された電流値および電圧値の波形（一点鎖線）は誤差が小さくなっている。一方、不正充電器５０によって印加された電流値および電圧値の波形（破線）は、指定充電器の特徴波形（実線）と比較して、充電開始からの期間等において誤差が大きくなっている。
本実施形態では、図３に示すように、指定充電器の特徴波形（実線）と比較して、指定充電器によって実際に印加された電流値および電圧値の波形（一点鎖線）は誤差が小さくなっている。一方、不正充電器５０によって印加された電流値および電圧値の波形（破線）は、指定充電器の特徴波形（実線）と比較して、充電開始からの期間等において誤差が大きくなっている。
これにより、印加された電流値および電圧値の波形（破線）は、所定の誤差範囲を超えることから、不適切な充電方式による充電であると判定される。
また、不正充電検知部１４は、不適切な充電方式による充電であるか否かの判定結果を、メモリ１３に送信してするとともに、通信部１５に送信する。
なお、メモリ１３に送信された判定結果は、電流・電圧計測部１２における計測結果と関連付けされた状態で、メモリ１３に保存される。
また、不正充電検知部１４は、不適切な充電方式による充電であるか否かの判定結果を、メモリ１３に送信してするとともに、通信部１５に送信する。
なお、メモリ１３に送信された判定結果は、電流・電圧計測部１２における計測結果と関連付けされた状態で、メモリ１３に保存される。
また、不正充電検知部１４における判定は、上述した電流値および電圧値の波形の比較によって行う方法以外に、図４に示す周波数解析波形を用いて行われてもよい。
具体的には、図４に示すように、図３に示す電流値および電圧値の入力波形を、フーリエ変換等を用いて周波数領域の分布図に変換し、この分布図におけるグラフの平均値誤差、あるいは分布の重複度合いに応じて判定を行ってもよい。
具体的には、図４に示すように、図３に示す電流値および電圧値の入力波形を、フーリエ変換等を用いて周波数領域の分布図に変換し、この分布図におけるグラフの平均値誤差、あるいは分布の重複度合いに応じて判定を行ってもよい。
この場合でも、図４に示すように、指定充電器の特徴波形（実線）と比較して、指定充電器によって実際に印加された電流値および電圧値の波形の周波数領域の分布図（一点鎖線）は誤差が小さくなっている。一方、不正充電器５０によって印加された電流値および電圧値の波形の周波数領域の分布図（破線）は、指定充電器の特徴波形（実線）に対する誤差が、明らかに大きくなっている。
このように、周波数領域の分布図を比較して判定を行う場合には、電流値および電圧値の入力波形を比較する場合よりも安定性が高いため、一致度の比較をより容易に実施することができる。
通信部１５は、メモリ１３から電流・電圧計測部１２における計測結果、不正充電検知部１４から検知結果をそれぞれ受信して、バッテリパック１０の運用業者６０に設けられた通信装置（図示せず）等へ送信する。
通信部１５は、メモリ１３から電流・電圧計測部１２における計測結果、不正充電検知部１４から検知結果をそれぞれ受信して、バッテリパック１０の運用業者６０に設けられた通信装置（図示せず）等へ送信する。
これにより、バッテリパック１０の運用業者６０は、急速充電等の不適切な充電方式によってバッテリパック１０が劣化したおそれがあることを認識することができる。よって、運用業者６０は、バッテリパック１０の劣化の程度に応じて、例えば、バッテリパック１０の使用者に警告を発したり、劣化による使用可能期間の短縮を予測してバッテリパックの使用寿命を正確に把握したりすることができる。
表示部１６は、例えば、バッテリパック１０に関する各種情報を表示するインジケータや液晶表示パネルであって、バッテリパック１０の表面に設けられている。そして、表示部１６は、メモリ１３からバッテリパック１０へ印加された電流値・電圧値の計測結果を、不正充電検知部１４から検知結果をそれぞれ受信して、各バッテリパック１０に固有の番号等と関連付けて表示する。
これにより、急速充電等の不適切な充電方式によってバッテリパック１０を劣化させた使用者等に対して、バッテリパック１０の表示部１６において不正充電の検知結果を表示することで、不正充電を行っていることを認識させることができる。
これにより、急速充電等の不適切な充電方式によってバッテリパック１０を劣化させた使用者等に対して、バッテリパック１０の表示部１６において不正充電の検知結果を表示することで、不正充電を行っていることを認識させることができる。
＜不正充電器５０を用いて急速充電を行う際の不適切充電の検知方法＞
本実施形態のバッテリパック１０では、不正充電器５０によって急速充電等の不適切な充電方式による充電が実施されたことを、図５のフローチャートに示す手順によって検知する。
本実施形態のバッテリパック１０では、不正充電器５０によって急速充電等の不適切な充電方式による充電が実施されたことを、図５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、不正充電器５０側の充電電圧印加部５１からバッテリパック１０側の入力部１１に対して充電が開始される。
次に、ステップＳ１２では、バッテリパック１０側の電流・電圧計測部１２において、不正充電器５０から印加された電流値および電圧値を計測する。
次に、ステップＳ１３では、電流・電圧計測部１２において計測された電流値および電圧値が、メモリ１３へ保存される。
次に、ステップＳ１２では、バッテリパック１０側の電流・電圧計測部１２において、不正充電器５０から印加された電流値および電圧値を計測する。
次に、ステップＳ１３では、電流・電圧計測部１２において計測された電流値および電圧値が、メモリ１３へ保存される。
次に、ステップＳ１４では、不正充電検知部１４において、メモリ１３に保存された電流・電圧計測部１２の計測結果と、予めメモリ１３に保存されている判定の基準値となるデータとを比較する。
ここで、上記基準値となるデータとは、上述したように、指定充電器によって充電が行われた際に現れる電流値および電圧値の波形（図３の実線参照）、あるいはその周波数領域の分布図（図４の実線参照）を意味している。
ここで、上記基準値となるデータとは、上述したように、指定充電器によって充電が行われた際に現れる電流値および電圧値の波形（図３の実線参照）、あるいはその周波数領域の分布図（図４の実線参照）を意味している。
次に、ステップＳ１５において、ステップＳ１４における比較の結果、計測結果が判定の基準となるデータに対して、所定の誤差範囲を超えるか否かに応じて、不適切充電であるか否かを判定する。
ここで、不適切充電ではない、つまり計測結果が所定の誤差範囲内であると判定された場合には、ステップＳ１６へ進む。一方、不適切充電である、つまり計測結果が所定の誤差範囲を超えると判定された場合には、ステップＳ１８へ進む。
ここで、不適切充電ではない、つまり計測結果が所定の誤差範囲内であると判定された場合には、ステップＳ１６へ進む。一方、不適切充電である、つまり計測結果が所定の誤差範囲を超えると判定された場合には、ステップＳ１８へ進む。
次に、ステップＳ１６では、ステップＳ１５において不適切充電ではないと判定されたことから、充電を継続する。そして、ステップＳ１７において、充電完了するまで充電器から電圧が印加される。
一方、ステップＳ１８では、ステップＳ１５において不適切な充電であると判定されたため、通信部１５を介して、不適切充電の検知結果を計測結果とともにバッテリパック１０の運用業者６０へ送信する。
一方、ステップＳ１８では、ステップＳ１５において不適切な充電であると判定されたため、通信部１５を介して、不適切充電の検知結果を計測結果とともにバッテリパック１０の運用業者６０へ送信する。
これにより、バッテリパック１０の運用業者６０は、貸し出し中のバッテリパック１０が急速充電等の不適切な充電方式による充電によって劣化したことを認識することができる。よって、急速充電等の不適な充電方式による充電によりバッテリパック１０の使用可能年数を短縮させた使用者に対して警告する等の措置を採ることができる。
次に、ステップＳ１９では、バッテリパック１０の表示部１６が、「不適切充電中」との警告表示を行う。これにより、不適切な充電方式による充電を行っていることを、バッテリパック１０の使用者に報知することができる。
次に、ステップＳ１９では、バッテリパック１０の表示部１６が、「不適切充電中」との警告表示を行う。これにより、不適切な充電方式による充電を行っていることを、バッテリパック１０の使用者に報知することができる。
なお、表示部１６の警告表示は、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。
本実施形態のバッテリパック１０では、以上のように、不正充電器５０から入力部１１に印加された電流値等を、電流・電圧計測部１２において計測することで、急速充電等の不適切な充電方式による充電が行われていることを検知する。
本実施形態のバッテリパック１０では、以上のように、不正充電器５０から入力部１１に印加された電流値等を、電流・電圧計測部１２において計測することで、急速充電等の不適切な充電方式による充電が行われていることを検知する。
これにより、急速充電等の不適切な充電方式による充電によって、バッテリパック１０が劣化したおそれがあることを認識することで、使用者へ警告する等の措置を採ることができる。さらに、バッテリパック１０の運用業者等は、バッテリパック１０の寿命予測等の管理精度を向上させることができる。
（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およびこれを備えたバッテリシステム１００について、図６〜図８を用いて説明すれば以下の通りである。
（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およびこれを備えたバッテリシステム１００について、図６〜図８を用いて説明すれば以下の通りである。
本実施形態のバッテリシステム１００は、図６に示すように、指定充電器１２０によってバッテリパック１０の充電を行う際に、過去に不適切な充電方式による充電が実施されたか否かを、指定充電器１２０側において検知する点で、上記実施形態１とは異なっている。
なお、上記実施形態１と同様の機能を有する構成については、同じ符号を付し、本実施形態における詳細な説明を省略する。
なお、上記実施形態１と同様の機能を有する構成については、同じ符号を付し、本実施形態における詳細な説明を省略する。
本実施形態のバッテリシステム１００では、バッテリパック１１０は、入力部１１と、電流・電圧計測部１２と、メモリ１３とを備えている。
一方、指定充電器１２０は、充電電圧印加部１２１と、不正充電検知部１２２と、通信部１２３とを備えている。
すなわち、本実施形態のバッテリシステム１００では、過去に不適切な充電方式による充電が行われたか否かを、バッテリパック１０側のメモリ１３に保存されたデータ等を用いて、指定充電器１２０側の不正充電検知部１２２において判定する。
一方、指定充電器１２０は、充電電圧印加部１２１と、不正充電検知部１２２と、通信部１２３とを備えている。
すなわち、本実施形態のバッテリシステム１００では、過去に不適切な充電方式による充電が行われたか否かを、バッテリパック１０側のメモリ１３に保存されたデータ等を用いて、指定充電器１２０側の不正充電検知部１２２において判定する。
具体的には、まず、現在、充電を行っている指定充電器１２０が適切な充電を行っているか否かの判定が、図７のフローチャートに示す手順によって行われる。
すなわち、ステップＳ２１では、指定充電器１２０の充電電圧印加部１２１から、バッテリパック１１０の入力部１１に対して、充電が開始される。
次に、ステップＳ２２では、バッテリパック１１０側の電流・電圧計測部１２において、指定充電器１２０から印加された電流値および電圧値を計測する。
すなわち、ステップＳ２１では、指定充電器１２０の充電電圧印加部１２１から、バッテリパック１１０の入力部１１に対して、充電が開始される。
次に、ステップＳ２２では、バッテリパック１１０側の電流・電圧計測部１２において、指定充電器１２０から印加された電流値および電圧値を計測する。
次に、ステップＳ２３では、電流・電圧計測部１２において計測された電流値および電圧値が、メモリ１３へ保存される。
次に、ステップＳ２４では、指定充電器１２０側の不正充電検知部１２２が、バッテリパック１１０のメモリ１３に保存された電流・電圧計測部１２の計測結果と、予めメモリ１３に保存されている電流波形等のデータとを取り出して比較する。
次に、ステップＳ２４では、指定充電器１２０側の不正充電検知部１２２が、バッテリパック１１０のメモリ１３に保存された電流・電圧計測部１２の計測結果と、予めメモリ１３に保存されている電流波形等のデータとを取り出して比較する。
ここで、上記基準値となるデータとは、上述したように、指定充電器１２０によって充電が行われた際に現れる電流値および電圧値の波形（図３の実線参照）、あるいはその周波数領域の分布図（図４の実線参照）を意味している。
次に、ステップＳ２５において、ステップＳ２４における比較の結果、計測結果が判定の基準となるデータに対して、所定の誤差範囲を超えるか否かに応じて、不適切充電であるか否かを判定する。
次に、ステップＳ２５において、ステップＳ２４における比較の結果、計測結果が判定の基準となるデータに対して、所定の誤差範囲を超えるか否かに応じて、不適切充電であるか否かを判定する。
本実施形態では、指定充電器１２０による充電中であるため、不適切充電ではない、つまり計測結果が所定の誤差範囲内であると判定され、ステップＳ２６へ進む。
ステップＳ２６では、ステップＳ２５における判定の結果、指定充電器１２０による適切な充電方式による充電、すなわち急速充電等の不適切な充電方式による充電ではないことが認される。
ステップＳ２６では、ステップＳ２５における判定の結果、指定充電器１２０による適切な充電方式による充電、すなわち急速充電等の不適切な充電方式による充電ではないことが認される。
続いて、バッテリパック１１０のメモリ１３に保存された過去の充電記録データを取り出して、過去に実施された不適切な充電方式による充電が実施されたか否かの判定が、図８のフローチャートに示す手順によって行われる。
すなわち、ステップＳ３１では、指定充電器１２０側の不正充電検知部１２２が、バッテリパック１１０側のメモリ１３に保存された充電履歴を取り出す。
すなわち、ステップＳ３１では、指定充電器１２０側の不正充電検知部１２２が、バッテリパック１１０側のメモリ１３に保存された充電履歴を取り出す。
次に、ステップＳ３２では、不正充電検知部１２２において、メモリ１３に保存されたそれぞれの充電時における計測結果（電流波形等）と、指定充電器１２０によって充電された際の電流波形等とを比較する。
次に、ステップＳ３３において、過去の充電において、急速充電等の不適切な充電方式による充電が行われた履歴があるか否かを判定する。
次に、ステップＳ３３において、過去の充電において、急速充電等の不適切な充電方式による充電が行われた履歴があるか否かを判定する。
ここで、過去に、不適切な充電方式による充電の履歴がないと判定された場合には、ステップＳ３４へ進む。一方、過去に、不適切な充電方式による充電の履歴があると判定された場合には、ステップＳ３６へ進む。
ステップＳ３４では、ステップＳ３３において、過去に不適切な充電方式による充電が行われた履歴がないと判定されているため、そのまま充電が継続される。そして、ステップＳ３５において、充電完了するまで充電器から電圧が印加される。
ステップＳ３４では、ステップＳ３３において、過去に不適切な充電方式による充電が行われた履歴がないと判定されているため、そのまま充電が継続される。そして、ステップＳ３５において、充電完了するまで充電器から電圧が印加される。
一方、ステップＳ３６では、ステップＳ３３において、過去に不適切な充電方式による充電の履歴ありと判定されたため、通信部１２３を介して、不適切充電の履歴の検知結果を計測結果とともにバッテリパック１１０の運用業者６０へ送信する。
これにより、上記実施形態１と同様に、バッテリパック１１０の運用業者６０は、貸し出し中のバッテリパック１１０が急速充電等の不適切な充電方式による充電によって劣化したおそれがあることを認識することができる。よって、過去の使用履歴情報等を参照して、急速充電等の不適な充電方式による充電によりバッテリパック１１０の使用可能年数を短縮させた使用者に対して警告する等の措置を採ることができる。
これにより、上記実施形態１と同様に、バッテリパック１１０の運用業者６０は、貸し出し中のバッテリパック１１０が急速充電等の不適切な充電方式による充電によって劣化したおそれがあることを認識することができる。よって、過去の使用履歴情報等を参照して、急速充電等の不適な充電方式による充電によりバッテリパック１１０の使用可能年数を短縮させた使用者に対して警告する等の措置を採ることができる。
本実施形態のバッテリシステム１００では、以上のように、過去に不適切な充電方式による充電が行われたことを、バッテリパック１１０のメモリ１３に保存している。そして、指定充電器１２０によって適切な充電方式による充電が実施される際に、過去に不適切な充電方式による充電があったか否かを、メモリ１３に保存された履歴等を参照して、指定充電器１２０において検知する。
これにより、過去に実施された急速充電等の不適切な充電方式による充電によって、バッテリパック１０が劣化したおそれがあることを検知することで、使用履歴等を参照して当該使用者へ警告する等の措置を採ることができる。また、バッテリパック１１０の運用業者等は、劣化したバッテリパック１１０の寿命予測等の管理精度を向上させることができる。
［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。
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では、不正充電器５０を用いて行われる急速充電を、不適切な充電方式の一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、急速充電以外にも、バッテリパックに印加される電圧が急激に上昇・下降する不安定な充電器を用いた充電や、バッテリパックの満充電の上限値を超えた充電等のように、バッテリパックの劣化を早める充電方式も、不適切な充電方式に含まれる。
上記いずれの場合でも、バッテリパックに印加された電流波形あるいは電圧波形の解析や周波数解析等を行うことで、上記実施形態と同様に、不適切な充電方式による充電を検知することができる。
上記実施形態１では、不正充電器５０を用いて行われる急速充電を、不適切な充電方式の一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、急速充電以外にも、バッテリパックに印加される電圧が急激に上昇・下降する不安定な充電器を用いた充電や、バッテリパックの満充電の上限値を超えた充電等のように、バッテリパックの劣化を早める充電方式も、不適切な充電方式に含まれる。
上記いずれの場合でも、バッテリパックに印加された電流波形あるいは電圧波形の解析や周波数解析等を行うことで、上記実施形態と同様に、不適切な充電方式による充電を検知することができる。
（Ｂ）
上記実施形態２では、バッテリパック１１０側のメモリ１３に保存された過去の充電履歴を取り出して、指定充電器１２０側の不正充電検知部１２２において不適切な充電方式による充電の有無を検知するバッテリシステム１００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。
上記実施形態２では、バッテリパック１１０側のメモリ１３に保存された過去の充電履歴を取り出して、指定充電器１２０側の不正充電検知部１２２において不適切な充電方式による充電の有無を検知するバッテリシステム１００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、上記実施形態１と同様に、バッテリパック側に不正充電検知部を設け、不正充電検知部における判定結果をメモリへ保存する構成であってもよい。
この場合でも、指定充電器と接続された際に、メモリに保存された不正充電検知部における判定の結果を取り出すことで、上記実施形態２と同様の効果を得ることが可能なバッテリシステムを構築することができる。
この場合でも、指定充電器と接続された際に、メモリに保存された不正充電検知部における判定の結果を取り出すことで、上記実施形態２と同様の効果を得ることが可能なバッテリシステムを構築することができる。
（Ｃ）
上記実施形態１では、バッテリパック１０内にメモリ１３が設けられた構成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、図９に示すように、通信部１５を介してバッテリパック２１０と通信可能なクラウド２１３を、メモリの代わりに用いてもよい。
上記実施形態１では、バッテリパック１０内にメモリ１３が設けられた構成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、図９に示すように、通信部１５を介してバッテリパック２１０と通信可能なクラウド２１３を、メモリの代わりに用いてもよい。
この場合でも、通信部１５を介して各種情報をクラウド２１３へ送ることで、クラウド２１３内の所定の領域に、電流・電圧計測部１２における計測結果や不正充電検知部１４における検知結果等を保存することができる。
よって、必要に応じて、クラウド２１３から必要な情報を取り出して、不適切な充電方式による充電を行った使用者等へ警告等を実施することができる。
なお、図６に示すバッテリパック１１０の構成に含まれるメモリ１３についても同様に、クラウド２１３に置き換えることが可能である。
よって、必要に応じて、クラウド２１３から必要な情報を取り出して、不適切な充電方式による充電を行った使用者等へ警告等を実施することができる。
なお、図６に示すバッテリパック１１０の構成に含まれるメモリ１３についても同様に、クラウド２１３に置き換えることが可能である。
（Ｄ）
上記実施形態１では、電力消費体としての電動自動二輪車（モビリティ２０）に、３本のバッテリパック１０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。
上記実施形態１では、電力消費体としての電動自動二輪車（モビリティ２０）に、３本のバッテリパック１０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。
また、モビリティ２０に搭載された３本のバッテリパック１０が、シート２０ａの下に配置された構成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く、モビリティにおけるバッテリパックの搭載位置はシートの下以外であってもよい。
また、モビリティ２０に搭載された３本のバッテリパック１０が、シート２０ａの下に配置された構成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く、モビリティにおけるバッテリパックの搭載位置はシートの下以外であってもよい。
（Ｅ）
上記実施形態１では、不適切な充電方式による充電であるか否かの検知結果を表示する表示部１６を備えたバッテリパック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、表示部を備えていないバッテリパックであってもよい。
上記実施形態１では、不適切な充電方式による充電であるか否かの検知結果を表示する表示部１６を備えたバッテリパック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、表示部を備えていないバッテリパックであってもよい。
この場合でも、不適切な充電方式による充電を検知した際に、通信部を介して、バッテリパックの運用業者に対して検知結果を送信することができる。
よって、バッテリパックを管理する運用業者は、不適切な充電方式による充電を実施した使用者等に対して、警告する、あるいは劣化による使用可能年数の短縮を予測してバッテリパックの使用寿命を正確化することが可能となる。
よって、バッテリパックを管理する運用業者は、不適切な充電方式による充電を実施した使用者等に対して、警告する、あるいは劣化による使用可能年数の短縮を予測してバッテリパックの使用寿命を正確化することが可能となる。
（Ｆ）
上記実施形態１，２では、充電時に計測された電流波形あるいは電圧波形の解析、あるいは電流波形あるいは電圧波形をフーリエ変換した周波数解析によって、不適切な充電方式による充電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、電流波形あるいは電圧波形の解析と周波数解析とを組み合わせて、不適切な充電方式による充電であるか否かを判定してもよい。
上記実施形態１，２では、充電時に計測された電流波形あるいは電圧波形の解析、あるいは電流波形あるいは電圧波形をフーリエ変換した周波数解析によって、不適切な充電方式による充電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、電流波形あるいは電圧波形の解析と周波数解析とを組み合わせて、不適切な充電方式による充電であるか否かを判定してもよい。
（Ｇ）
上記実施形態１では、本発明に係るバッテリパック１０を、電動自動二輪車等のモビリティ２０に搭載されるバッテリとして使用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。
上記実施形態１では、本発明に係るバッテリパック１０を、電動自動二輪車等のモビリティ２０に搭載されるバッテリとして使用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、電動自動二輪車以外にも、電動一輪車、電動自転車、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が搭載される構成としては、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。
あるいは、本発明のバッテリパックが搭載される構成としては、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。
本発明のバッテリパックは、不適切な充電方式による充電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。
１０ バッテリパック
１１ 入力部
１２ 電流・電圧計測部
１３ メモリ（記憶部）
１４ 不正充電検知部
１５ 通信部
１６ 表示部
２０ モビリティ
２０ａ シート
２０ｂ ハンドル
２１ 前輪
２２ 後輪（駆動輪）
５０ 不正充電器
５１ 充電電圧印加部
６０ バッテリパックの運用業者
１００ バッテリシステム
１１０ バッテリパック
１２０ 指定充電器
１２１ 充電電圧印加部
１２２ 不正充電検知部
１２３ 通信部
２１０ バッテリパック
２１３ クラウド
Ｓ ステップ
１１ 入力部
１２ 電流・電圧計測部
１３ メモリ（記憶部）
１４ 不正充電検知部
１５ 通信部
１６ 表示部
２０ モビリティ
２０ａ シート
２０ｂ ハンドル
２１ 前輪
２２ 後輪（駆動輪）
５０ 不正充電器
５１ 充電電圧印加部
６０ バッテリパックの運用業者
１００ バッテリシステム
１１０ バッテリパック
１２０ 指定充電器
１２１ 充電電圧印加部
１２２ 不正充電検知部
１２３ 通信部
２１０ バッテリパック
２１３ クラウド
Ｓ ステップ
Claims (10)
- 充電器によって充電されるバッテリパックであって、
前記充電器から電流・電圧が印加される入力部と、
前記入力部に入力された電流および電圧を計測する電流・電圧計測部と、
を備えているバッテリパック。 - 前記電流・電圧計測部における計測結果と、指定充電器によって充電された際の計測結果とを比較して、不適切な充電方式による充電であるか否かを判定する不正充電検知部を、さらに備えている、
請求項１に記載のバッテリパック。 - 前記不正充電検知部は、前記電流・電圧計測部における計測結果に基づいて、波形解析あるいは周波数解析を行う、
請求項２に記載のバッテリパック。 - 前記不正充電検知部は、前記指定充電器以外の充電器による急速充電の有無を検知する、
請求項２または３に記載のバッテリパック。 - 前記不正充電検知部における検知結果を通信する通信部を、さらに備えている、
請求項２から４のいずれか１項に記載のバッテリパック。 - 前記電流・電圧計測部において計測された電流値および電圧値の少なくとも一方と、指定充電器によって充電された際の計測結果とを保存する記憶部を、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。 - 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と、
前記バッテリパックに対して適切な充電方式によって充電を行う指定充電器と、
を備えたバッテリシステム。 - 請求項６に記載のバッテリパックと、
前記バッテリパック側の前記電流・電圧計測部における計測結果と、所定の指定充電器によって充電された際に計測される結果とを、前記記憶部から受信して比較し、不適切な充電方式による充電であるか否かを判定する不正充電検知部を有する指定充電器と、
を備えたバッテリシステム。 - 前記不正充電検知部は、前記電流・電圧計測部における計測結果に基づいて、波形解析あるいは周波数解析を行う、
請求項８に記載のバッテリシステム。 - 前記不正充電検知部における検知結果を通信する通信部を、さらに備えている、
請求項８または９に記載のバッテリシステム。
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