JP2019158752A - バッテリ残存容量表示システム、及び、状態量表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】使用するバッテリを変更した場合であっても、残存容量表示メータを変更せずに、使用するバッテリに応じた所望の残存容量を表示することができる状態量推定装置を提供する。【解決手段】状態量推定装置は、車両におけるエネルギー源として使用される第１の種類の電池の状態量を取得する状態量取得部と、前記状態量から、前記電池と同様の状態における第２の種類の電池に係る状態量を推定する推定部と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、状態量推定装置、バッテリ残存容量表示システム、状態量推定方法、状態量表示方法及びプログラムに関する。

フォークリフトなどの車両の中には、充電可能なバッテリを搭載し、そのバッテリをエネルギー源として動作するものがある。また、それらのバッテリには、バッテリの残存容量を表示する残存容量表示メータを備えるものがある。
特許文献１には、電池と、電池の残容量を演算する演算回路と、電池電圧に対する仮ＳＯＣ（充電状態）を記憶している記憶回路とを備えるパック電池に関する技術が記載されている。
特許文献２には、充電、放電時に段階的に変化する電池の端子電圧を検出することにより、電池の残存容量を検出する技術が記載されている。

特開２００１−３１３０８８号公報 特開平２−１３３０３８号公報

ところで、残存容量表示メータとしては、使用するバッテリの種類に特化して設計されている（カスタム設計されている）ものがある。例えば、鉛蓄電池で操作するフォークリフトに設けられる残存容量表示メータは、鉛蓄電池の電圧とＳＯＣ（充電状態）との関係を示すデータテーブルを有している。そのため、例えば、鉛蓄電池をリチウムイオン電池に置き換えた場合に、鉛蓄電池に特化して設計された残存容量表示メータで、鉛蓄電池と同様にリチウムイオン電池の残存容量を表示すると、電池の種類の違い（おもに、出力電圧の違い）によって、所望の残存容量が表示されない場合がある。
そのため、使用するバッテリを変更した場合であっても、残存容量表示メータを変更せずに、使用するバッテリに応じた所望の残存容量を表示することのできる技術が求められている。

本発明は、上記の課題を解決することのできる状態量推定装置、バッテリ残存容量表示システム、状態量推定方法、状態量表示方法及びプログラムを提供することを目的としている。

本発明の第１の態様によれば、状態量推定装置は、車両におけるエネルギー源として使用される第１の種類の電池の状態量を取得する状態量取得部と、前記状態量から、前記電池と同様の状態における第２の種類の電池に係る状態量を推定する推定部と、を備える。

本発明の第２の態様によれば、第１の態様における状態量推定装置は、前記推定部が推定した前記第２の種類の電池に係る状態量を出力する出力部、を備えるものであってもよい。

本発明の第３の態様によれば、第１の態様または第２の態様における状態量推定装置において、前記電池と同様の状態は、充電率であってもよい。

本発明の第４の態様によれば、第１の態様から第３の態様の何れか１つの状態量推定装置において、前記第２の種類の電池に係る状態量は、電圧であってもよい。

本発明の第５の態様によれば、第１の態様から第４の態様の何れか１つの状態量推定装置は、ユーザによる操作に基づいて、前記第１の種類を特定する種類特定部、を備え、前記推定部は、前記種類特定部が特定した前記第１の種類の状態量から、前記第１の種類の電池と同様の状態における前記第２の種類の電池に係る状態量を推定するものであってもよい。

本発明の第６の態様によれば、第１の態様から第４の態様の何れか１つの状態量推定装置は、識別子に基づいて前記第１の種類と判定する種類判定部、を備え、前記推定部は、前記種類判定部が判定した前記第１の種類の状態量から、前記第１の種類の電池と同様の状態における前記第２の種類の電池に係る状態量を推定するものであってもよい。

本発明の第７の態様によれば、バッテリ残存容量表示システムは、第１の態様から第６の態様の何れか１つの状態量推定装置と、前記状態量推定装置が推定した前記第２の種類の電池に係る状態量に基づいて、前記第１の種類の電池の状態量を表示する残存容量表示メータと、を備える。

本発明の第８の態様によれば、第７の態様におけるバッテリ残存容量表示システムにおいて、前記残存容量表示メータは、動作のためのエネルギーを受けるための第１端子と、前記第２の種類の電池に係る状態量を受ける第２端子と、を備え、前記第１端子が前記第２端子に接続されるものであってもよい。

本発明の第９の態様によれば、状態量推定方法は、車両におけるエネルギー源として使用される第１の種類の電池の状態量を取得することと、前記状態量から、前記電池と同様の状態における第２の種類の電池に係る状態量を推定することと、を含む。

本発明の第１０の態様によれば、状態量表示方法は、車両におけるエネルギー源として使用される第１の種類の電池の状態量を取得することと、前記状態量から、前記電池と同様の状態における第２の種類の電池に係る状態量を推定することと、推定した前記第２の種類の電池に係る状態量に基づいて、前記第１の種類の電池の状態量を表示することと、を含む。

本発明の第１１の態様によれば、プログラムは、コンピュータに、車両におけるエネルギー源として使用される第１の種類の電池の状態量を取得することと、前記状態量から、前記電池と同様の状態における第２の種類の電池に係る状態量を推定することと、を実行させる。

本発明の実施形態によるバッテリマネジメントユニットによれば、使用するバッテリを変更した場合であっても、残存容量表示メータを変更せずに、使用するバッテリに応じた所望の残存容量を表示することができる。

本発明の第１の実施形態によるバッテリ残存容量表示システムの構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態によるバッテリマネジメントユニットの構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態による電圧生成部を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態による残存容量表示メータの表示を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態によるバッテリ残存容量表示システムの処理フローを示す図である。 本発明の第２の実施形態によるバッテリ残存容量表示システムの構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態によるバッテリ残存容量表示システムの構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態によるバッテリマネジメントユニットの構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態によるバッテリ残存容量表示システムの処理フローを示す図である。 本発明の第４の実施形態によるバッテリ残存容量表示システムの構成を示す図である。 本発明の第４の実施形態によるバッテリマネジメントユニットの構成を示す図である。 本発明の第４の実施形態によるバッテリ残存容量表示システムの処理フローを示す図である。 本発明の別の実施形態によるバッテリ残存容量表示システムの構成を示す第１の図である。 本発明の別の実施形態によるバッテリ残存容量表示システムの構成を示す第２の図である。 少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。 本発明の実施形態に関連するバッテリ残存容量表示システムの構成を示す図である。 本発明の実施形態に関連する残存容量表示メータを説明するための図である。 本発明の実施形態に関連する残存容量表示メータの表示例を示す図である。

まず、本発明の各実施形態によるにバッテリ残存容量表示システムの比較対象となるバッテリ残存容量表示システムについて説明する。
比較対象のバッテリ残存容量表示システム１ｅは、図１６に示すように、鉛蓄電池１０ｂ（第２の種類の電池の一例）、残存容量表示メータ２０、コントローラ３０、電力源５０を備える。
鉛蓄電池１０ｂは、リチウムイオン電池１０ａと異なる種類のバッテリである。
コントローラ３０は、鉛蓄電池１０ｂの出力する電圧をエネルギー源として動作し、車両を制御する。
電力源５０は、残存容量表示メータ２０に電力を供給する。
残存容量表示メータ２０は、鉛蓄電池１０ｂの残存容量を表示する。例えば、残存容量表示メータ２０は、図１７に示したように、４９．４［Ｖ］以上の場合にレベル６、４８．７［Ｖ］以上４９．４［Ｖ］未満の場合にレベル５、４８．０［Ｖ］以上４８．７［Ｖ］未満の場合にレベル４、４７．３［Ｖ］以上４８．０［Ｖ］未満の場合にレベル３、４６．６［Ｖ］以上４７．３［Ｖ］未満の場合にレベル２、４６．６［Ｖ］未満の場合にレベル１の残存容量を表示するメータである。この場合、残存容量表示メータ２０は、４９．４［Ｖ］以上の電圧を受けると、レベル６の残存容量を表示する。また、残存容量表示メータ２０は、４８．７［Ｖ］以上４９．４［Ｖ］未満の電圧を受けると、レベル５の残存容量を表示する。また、残存容量表示メータ２０は、４８．０［Ｖ］以上４８．７［Ｖ］未満の電圧を受けると、レベル４の残存容量を表示する。また、残存容量表示メータ２０は、４７．３［Ｖ］以上４８．０［Ｖ］未満の電圧を受けると、レベル３の残存容量を表示する。また、残存容量表示メータ２０は、４６．６［Ｖ］以上４７．３［Ｖ］未満の電圧を受けると、レベル２の残存容量を表示する。また、残存容量表示メータ２０は、４６．６［Ｖ］未満の電圧を受けると、レベル１の残存容量を表示する。
なお、残存容量表示メータ２０による残存容量の表示は、例えば、図１８に示す表示である（図１８はレベル４の残存容量の表示例である）。残存容量表示メータ２０は、鉛蓄電池１０ｂの出力する電圧を直接読み取り、読み取った電圧に対して適切な残存容量が表示されるに設計されている。以下に示す本発明の各実施形態によるバッテリ残存容量表示システムでは、比較対象のバッテリ残存容量表示システム１ｅが備える残存容量表示メータ２０と同様の残存容量表示メータが使用される。
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態によるバッテリ残存容量表示システム１ａの構成について説明する。
バッテリ残存容量表示システム１ａは、異なる電圧を出力する電池を使用した場合に、残存容量を表示するメータを変更することなく、その電池の残存容量を適切に表示するシステムである。バッテリ残存容量表示システム１ａは、例えば、フォークリフトなどの車両に搭載される。バッテリ残存容量表示システム１ａは、図１に示すように、リチウムイオン電池１０ａ（第１の種類の電池の一例）、残存容量表示メータ２０、コントローラ３０、バッテリマネジメントユニット４０ａ（状態量推定装置の一例、以下、バッテリマネジメントユニットを「ＢＭＵ」と記載）、電力源５０を備える。

リチウムイオン電池１０ａ、コントローラ３０、電力源５０のそれぞれは、第１端子、第２端子を備える。残存容量表示メータ２０、ＢＭＵ４０ａのそれぞれは、第１端子、第２端子、第３端子を備える。リチウムイオン電池１０ａの第１端子は、コントローラ３０の第１端子、ＢＭＵ４０ａの第１端子それぞれに接続される。リチウムイオン電池１０ａの第２端子は、残存容量表示メータ２０の第１端子、コントローラ３０の第２端子、ＢＭＵ４０ａの第２端子、電力源５０の第１端子それぞれに接続される。残存容量表示メータ２０の第２端子は、電力源５０の第２端子に接続される。残存容量表示メータ２０の第３端子は、ＢＭＵ４０ａの第３端子に接続される。
なお、図１に示すバッテリ残存容量表示システム１ａでは、リチウムイオン電池１０ａの第２端子、残存容量表示メータ２０の第１端子、コントローラ３０の第２端子、ＢＭＵ４０ａの第２端子を基準電位（図１では、「グラウンド」と記載）としている。

リチウムイオン電池１０ａは、コントローラ３０のエネルギー源となる電力を生成する電池である。リチウムイオン電池１０ａは、生成した電圧を、コントローラ３０、ＢＭＵ４０ａそれぞれに出力する。

残存容量表示メータ２０は、鉛蓄電池１０ｂのバッテリ残存容量を表示するように設計されたメータである。残存容量表示メータ２０は、電力源５０から電力を受ける。残存容量表示メータ２０は、電力源５０から受けた電力をエネルギー源として動作する。
また、残存容量表示メータ２０は、ＢＭＵ４０ａの出力電圧を受ける。
残存容量表示メータ２０は、受けた電圧に応じた残存容量を表示する。残存容量表示メータ２０は、比較対象のバッテリ残存容量表示システム１ｅで使用される残存容量表示メータと同様のものである。

コントローラ３０は、車両を制御する制御部である。コントローラ３０は、リチウムイオン電池１０ａの出力電圧を受ける。コントローラ３０は、受けた電圧をエネルギー源として動作し、車両を制御する。
電力源５０は、残存容量表示メータ２０に電力を供給する。

ＢＭＵ４０ａは、リチウムイオン電池１０ａから受ける電圧に基づいて、残存容量表示メータ２０がリチウムイオン電池１０ａの所望の残存容量を表示できる電圧（第２の種類の電池に係る状態量の一例）を生成する。なお、ＢＭＵ４０ａは、リチウムイオン電池１０ａのセル電圧のばらつきを補正するために予め設けられている装置であり、リチウムイオン電池１０ａから受ける電圧に基づいて、残存容量表示メータ２０がリチウムイオン電池１０ａの所望の残存容量を表示できる電圧を生成する機能は、ＢＭＵ４０ａにプログラムを追加して実現する。ＢＭＵ４０ａがリチウムイオン電池１０ａから受ける電圧は、リチウムイオン電池１０ａのＳＯＣ（第１の種類の電池の状態量の一例）に対応する電圧である。ＢＭＵ４０ａは、図２に示すように、記憶部４０１、電圧生成部４０２（状態量取得部の一例、推定部の一例、出力部の一例）を備える。

記憶部４０１は、バッテリ、すなわちリチウムイオン電池１０ａの種類に応じて定まる情報であって、電圧生成部４０２が受けた電圧から出力する電圧を生成するための情報を予め記憶する。ここで、受けた電圧から出力する電圧を生成するための情報とは、例えば、受ける電圧と出力する電圧との関係を示す数式、受ける電圧と出力する電圧との対応関係を示すデータテーブルなどである。

電圧生成部４０２は、リチウムイオン電池１０ａの出力電圧を受ける。
電圧生成部４０２は、記憶部４０１がリチウムイオン電池１０ａの種類に応じて予め記憶する電圧生成部４０２が受けた電圧から出力する電圧を生成するための受けた電圧と出力する電圧との対応関係を示す情報に基づいて、受けた電圧を、リチウムイオン電池１０ａの種類に応じた電圧に変換する（受けた電圧からリチウムイオン電池１０ａの種類に応じた電圧を推定する）。そして、電圧生成部４０２は、変換後の電圧を残存容量表示メータ２０に出力する。

例えば、残存容量表示メータ２０が、上述した図１７に示す残存容量を表示するメータであるものとする。この場合、電圧生成部４０２は、図３に示すように、充電状態（図３では、「ＳＯＣ」と記載）が８０［％］以上１００［％］以下であることを示す電圧を受けると、受けた電圧を、残存容量表示メータ２０のレベル６に対応するメータ検出電圧４９．４［Ｖ］以上の電圧に変換する。そして、電圧生成部４０２は、変換後の電圧を残存容量表示メータ２０に出力する（図３に示すＢＭＵ出力電圧４９．８［Ｖ］はメータ検出電圧４９．４［Ｖ］以上の電圧の一例である）。また、電圧生成部４０２は、充電状態が６２［％］以上８０［％］未満であることを示す電圧を受けると、受けた電圧を、残存容量表示メータ２０のレベル５に対応するメータ検出電圧４８．７［Ｖ］以上４９．４［Ｖ］未満の電圧に変換する。そして、電圧生成部４０２は、変換後の電圧を残存容量表示メータ２０に出力する（図３に示すＢＭＵ出力電圧４９．１［Ｖ］はメータ検出電圧４８．７［Ｖ］以上４９．４［Ｖ］未満の電圧の一例である）。また、電圧生成部４０２は、充電状態が４５［％］以上６２［％］未満であることを示す電圧を受けると、受けた電圧を、残存容量表示メータ２０のレベル４に対応するメータ検出電圧４８．０［Ｖ］以上４８．７［Ｖ］未満の電圧に変換する。そして、電圧生成部４０２は、変換後の電圧を残存容量表示メータ２０に出力する（図３に示すＢＭＵ出力電圧４８．４［Ｖ］はメータ検出電圧４８．０［Ｖ］以上４８．７［Ｖ］未満の電圧の一例である）。また、電圧生成部４０２は、充電状態が２８［％］以上４５［％］未満であることを示す電圧を受けると、受けた電圧を、残存容量表示メータ２０のレベル３に対応するメータ検出電圧４７．３［Ｖ］以上４８．０［Ｖ］未満の電圧に変換する。そして、電圧生成部４０２は、変換後の電圧を残存容量表示メータ２０に出力する（図３に示すＢＭＵ出力電圧４７．７［Ｖ］はメータ検出電圧４７．３［Ｖ］以上４８．０［Ｖ］未満の電圧の一例である）。また、電圧生成部４０２は、充電状態が１０［％］以上２８［％］未満であることを示す電圧を受けると、受けた電圧を、残存容量表示メータ２０のレベル２に対応するメータ検出電圧４６．６［Ｖ］以上４７．３［Ｖ］未満の電圧に変換する。そして、電圧生成部４０２は、変換後の電圧を残存容量表示メータ２０に出力する（図３に示すＢＭＵ出力電圧４７．０［Ｖ］はメータ検出電圧４６．６［Ｖ］以上４７．３［Ｖ］未満の電圧の一例である）。また、電圧生成部４０２は、充電状態が０［％］以上１０［％］未満であることを示す電圧を受けると、受けた電圧を、残存容量表示メータ２０のレベル１に対応するメータ検出電圧４６．６［Ｖ］未満の電圧に変換する。そして、電圧生成部４０２は、変換後の電圧を残存容量表示メータ２０に出力する（図３に示すＢＭＵ出力電圧４６．２［Ｖ］はメータ検出電圧４６．６［Ｖ］未満の電圧の一例である）。電圧生成部４０２の出力電圧であるＢＭＵ出力電圧が図３に示す電圧である場合、残存容量表示メータ２０は、それぞれのＢＭＵ出力電圧について図４に示す充電状態に対応するレベルの残存容量を表示する。

なお、電圧生成部４０２が行う変換とは、所望の電圧が最終的に得られれば、処理の過程はどのようなものであってもよい。電圧生成部４０２が行う変換は、例えば、予め記憶された受ける電圧と出力する電圧との関係を示す数式に基づいて、電圧生成部４０２が受けた電圧から出力する電圧を算出するものであってもよい。また、電圧生成部４０２が行う変換は、例えば、受ける電圧と出力する電圧との対応関係を示すデータテーブル予め記憶し、そのデータテーブルを用いて受けた電圧を出力する電圧に変換するものであってもよい。

次に、本発明の第１の実施形態によるバッテリ残存容量表示システム１ａの処理について説明する。ここでは、図５に示すバッテリ残存容量表示システム１ａの処理フローについて説明する。

リチウムイオン電池１０ａは、生成した電圧を、コントローラ３０、ＢＭＵ４０ａそれぞれに出力する。
コントローラ３０は、リチウムイオン電池１０ａの出力電圧を受ける。コントローラ３０は、受けた電圧をエネルギー源として動作し、車両を制御する。
電圧生成部４０２は、リチウムイオン電池１０ａの出力電圧を受ける（ステップＳ１）。電圧生成部４０２は、記憶部４０１がリチウムイオン電池１０ａの種類に応じて予め記憶する電圧生成部４０２が受けた電圧から出力する電圧を生成するための受けた電圧と出力する電圧との対応関係を示す情報に基づいて、受けた電圧を、リチウムイオン電池１０ａの種類に応じた電圧に変換する（ステップＳ２）。電圧生成部４０２は、変換後の電圧を残存容量表示メータ２０に出力する。
残存容量表示メータ２０は、電圧生成部４０２の出力電圧を受ける。残存容量表示メータ２０は、受けた電圧、すなわち、電圧生成部４０２によって変換された変換後の電圧に応じたリチウムイオン電池１０ａの残存容量を表示する（ステップＳ３）。

以上、本発明の第１の実施形態によるバッテリ残存容量表示システム１ａについて説明した。
本発明の第１の実施形態によるバッテリ残存容量表示システム１ａでは、電圧生成部４０２は、リチウムイオン電池１０ａの出力電圧を受ける。電圧生成部４０２は、記憶部４０１がリチウムイオン電池１０ａの種類に応じて予め記憶する電圧生成部４０２が受けた電圧から出力する電圧を生成するための受けた電圧と出力する電圧との対応関係を示す情報に基づいて、受けた電圧を、リチウムイオン電池１０ａの種類に応じた電圧に変換する。残存容量表示メータ２０は、電圧生成部４０２によって変換された変換後の電圧に応じたリチウムイオン電池１０ａの残存容量を表示する。
こうすることで、バッテリ残存容量表示システム１ａは、使用するバッテリを変更した場合であっても、残存容量表示メータ２０を変更せずに、使用するバッテリに応じた所望の残存容量を表示することができる。
なお、残存容量表示メータ２０がリチウムイオン電池１０ａの所望の残存容量を表示できる電圧を生成する電圧生成部４０２は、リチウムイオン電池１０ａのセル電圧のばらつきを補正するために予め設けられているＢＭＵ４０ａのプログラムを書き換えることによって実現される。よって、この場合には、電圧生成部４０２の機能を実現するための新たなハードウェアを追加する必要はない。

＜第２の実施形態＞
鉛蓄電池１０ｂの出力電圧に対して適切な残存容量が表示された設計されている残存容量表示メータ２０の中には、鉛蓄電池１０ｂの出力電圧と同電位の電源電圧で動作するものがある。このような残存容量表示メータ２０を用いて、リチウムイオン電池１０ａの電圧を読み取り残存容量を表示させた場合にも、残存容量表示メータ２０が読み取った電圧に対して適切な残存容量を表示できないことがある。
以下、本発明の第２の実施形態によるバッテリ残存容量表示システム１ｂの構成について説明する。
本発明の第２の実施形態によるバッテリ残存容量表示システム１ｂは、図６に示すように、リチウムイオン電池１０ａ、残存容量表示メータ２０、コントローラ３０、ＢＭＵ４０ｂ（状態量推定装置の一例）、電力源５０を備える。
本発明の第２の実施形態による残存容量表示メータ２０は、バッテリ側から入力される電圧と同電位の電圧が電源電圧に供給された状態で動作可能なメータである。
ＢＭＵ４０ｂは、第１端子、第２端子、第３端子を備える。リチウムイオン電池１０ａの第１端子は、コントローラ３０の第１端子、ＢＭＵ４０ｂの第１端子それぞれに接続される。リチウムイオン電池１０ａの第２端子は、残存容量表示メータ２０の第１端子、コントローラ３０の第２端子、ＢＭＵ４０ｂの第２端子それぞれに接続される。残存容量表示メータ２０の第２端子は、残存容量表示メータ２０の第３端子、ＢＭＵ４０ｂの第３端子に接続される。
なお、本発明の第２の実施形態によるリチウムイオン電池１０ａ、残存容量表示メータ２０、コントローラ３０のそれぞれは、本発明の第１の実施形態によるリチウムイオン電池１０ａ、残存容量表示メータ２０、コントローラ３０のそれぞれと同様の処理を行う。また、本発明の第２の実施形態によるＢＭＵ４０ｂは、本発明の第１の実施形態によるＢＭＵ４０ａと同様の処理を行う。

以上、本発明の第２の実施形態によるバッテリ残存容量表示システム１ｂについて説明した。
本発明の第２の実施形態によるバッテリ残存容量表示システム１ｂでは、リチウムイオン電池１０ａの第１端子は、コントローラ３０の第１端子、ＢＭＵ４０ｂの第１端子それぞれに接続される。リチウムイオン電池１０ａの第２端子は、残存容量表示メータ２０の第１端子、コントローラ３０の第２端子、ＢＭＵ４０ｂの第２端子それぞれに接続される。残存容量表示メータ２０の第２端子は、残存容量表示メータ２０の第３端子、ＢＭＵ４０ｂの第３端子に接続される。
こうすることで、バッテリ残存容量表示システム１ｂでは、鉛蓄電池１０ｂの出力電圧に対して適切な残存容量が表示された設計され、バッテリ側から入力される電圧と同電位の電源電圧で動作する残存容量表示メータ２０を変更せずに、使用するバッテリを変更した場合であっても、使用するバッテリに応じた所望の残存容量を表示することができる。
＜第３の実施形態＞
以下、本発明の第３の実施形態によるバッテリ残存容量表示システム１ｃの構成について説明する。
本発明の第３の実施形態によるバッテリ残存容量表示システム１ｃは、ユーザによる操作に応じてリチウムイオン電池１０ａの種類を特定する機能を有するシステムである。バッテリ残存容量表示システム１ｃは、図７に示すように、リチウムイオン電池１０ａ、残存容量表示メータ２０、コントローラ３０、電圧生成装置４０ｃ（状態量推定装置の一例）、電力源５０を備える。

電圧生成装置４０ｃは、第１端子、第２端子、第３端子を備える。なお、バッテリ残存容量表示システム１ｃにおけるリチウムイオン電池１０ａ、残存容量表示メータ２０、コントローラ３０、電圧生成装置４０ｃ、電力源５０それぞれの接続は、バッテリ残存容量表示システム１ａにおけるリチウムイオン電池１０ａ、残存容量表示メータ２０、コントローラ３０、ＢＭＵ４０ａ、電力源５０それぞれの接続と同様である。

電圧生成装置４０ｃは、ユーザがリチウムイオン電池１０ａの種類を指定することにより、リチウムイオン電池１０ａの種類を特定することができる。電圧生成装置４０ｃは、図８に示すように、記憶部４０１、電圧生成部４０２、種類特定部４０３を備える。

記憶部４０１は、リチウムイオン電池１０ａの種類に応じて定まる情報であって、電圧生成部４０２が受けた電圧から出力する電圧を生成するための受けた電圧と出力する電圧との対応関係を示す情報をリチウムイオン電池１０ａの種類ごとに予め記憶する。また、記憶部４０１は、ユーザ操作によって指定可能なリチウムイオン電池１０ａの種類を示す項目とリチウムイオン電池１０ａの種類とを関連づけた情報を記憶する。
種類特定部４０３は、ユーザによるリチウムイオン電池１０ａの種類を指定する操作を受け付ける。例えば、専用のアプリケーションプログラムによって、リチウムイオン電池１０ａの種類を表示し、ユーザに指定を促す。ユーザがリチウムイオン電池１０ａの種類を示す項目を指定する操作を行うと、種類特定部４０３は、その操作によって指定された項目に関連付けられたリチウムイオン電池１０ａの種類を記憶部４０１の記憶する情報において特定する。

電圧生成部４０２は、種類特定部４０３が特定したリチウムイオン電池１０ａの種類に応じた情報であって、電圧生成部４０２が受けた電圧から出力する電圧を生成するための受けた電圧と出力する電圧との対応関係を示す情報に基づいて、受けた電圧を、リチウムイオン電池１０ａの種類に応じた電圧に変換する。そして、電圧生成部４０２は、変換後の電圧を残存容量表示メータ２０に出力する。

次に、本発明の第３の実施形態によるバッテリ残存容量表示システム１ｃの処理について説明する。ここでは、図９に示すバッテリ残存容量表示システム１ｃの処理フローについて説明する。

ユーザは、種類特定部４０３に対して、リチウムイオン電池１０ａの種類を示す項目を指定する操作を行う。
種類特定部４０３は、ユーザによる操作を受け付ける。種類特定部４０３は、ユーザがリチウムイオン電池１０ａの種類を示す項目を指定する操作に応じて、ユーザが指定したリチウムイオン電池１０ａの種類を特定する（ステップＳ４）。
リチウムイオン電池１０ａは、生成した電圧を、コントローラ３０、電圧生成装置４０ｃそれぞれに出力する。
コントローラ３０は、リチウムイオン電池１０ａの出力電圧を受ける。コントローラ３０は、受けた電圧をエネルギー源として動作し、車両を制御する。
電圧生成部４０２は、リチウムイオン電池１０ａの出力電圧を受ける（ステップＳ１）。電圧生成部４０２は、記憶部４０１がリチウムイオン電池１０ａの種類ごとに予め記憶する電圧生成部４０２が受けた電圧から出力する電圧を生成するための受けた電圧と出力する電圧との対応関係を示す情報に基づいて、受けた電圧を、種類特定部４０３が特定したリチウムイオン電池１０ａの種類に応じた電圧に変換する（ステップＳ５）。電圧生成部４０２は、変換後の電圧を残存容量表示メータ２０に出力する。
残存容量表示メータ２０は、電圧生成部４０２の出力電圧を受ける。残存容量表示メータ２０は、受けた電圧、すなわち、電圧生成部４０２によって変換された変換後の電圧に応じたリチウムイオン電池１０ａの残存容量を表示する（ステップＳ３）。

以上、本発明の第３の実施形態によるバッテリ残存容量表示システム１ｃについて説明した。
本発明の第３の実施形態によるバッテリ残存容量表示システム１ｃでは、種類特定部４０３は、受け付けた操作に基づいて、ユーザが指定したリチウムイオン電池１０ａの種類を特定する。電圧生成部４０２は、リチウムイオン電池１０ａの出力電圧を受ける。電圧生成部４０２は、記憶部４０１がリチウムイオン電池１０ａの種類ごとに予め記憶する電圧生成部４０２が受けた電圧から出力する電圧を生成するための受けた電圧と出力する電圧との対応関係を示す情報に基づいて、受けた電圧を、種類特定部４０３が特定したリチウムイオン電池１０ａの種類に応じた電圧に変換する。残存容量表示メータ２０は、電圧生成部４０２によって変換された変換後の電圧に応じたリチウムイオン電池１０ａの残存容量を表示する。
こうすることで、バッテリ残存容量表示システム１ｃでは、種類特定部４０３によってユーザがリチウムイオン電池１０ａの種類を容易に特定することができ、使用するバッテリを変更した場合であっても、残存容量表示メータ２０を変更せずに、使用するバッテリに応じた所望の残存容量を表示することができる。

＜第４の実施形態＞
以下、本発明の第４の実施形態によるバッテリ残存容量表示システム１ｄの構成について説明する。
本発明の第４の実施形態によるバッテリ残存容量表示システム１ｄは、本発明の第３の実施形態によるバッテリ残存容量表示システムとは異なり、ユーザによる操作なしにリチウムイオン電池１０ａの種類を特定する機能を有するシステムである。バッテリ残存容量表示システム１ｃは、図１０に示すように、リチウムイオン電池１０ａ、残存容量表示メータ２０、コントローラ３０、電圧生成装置４０ｄ（状態量推定装置の一例）、電力源５０を備える。

電圧生成装置４０ｄは、第１端子、第２端子、第３端子を備える。なお、バッテリ残存容量表示システム１ｄにおけるリチウムイオン電池１０ａ、残存容量表示メータ２０、コントローラ３０、電圧生成装置４０ｄ、電力源５０それぞれの接続は、バッテリ残存容量表示システム１ａにおけるリチウムイオン電池１０ａ、残存容量表示メータ２０、コントローラ３０、ＢＭＵ４０ａ、電力源５０それぞれの接続と同様である。

電圧生成装置４０ｄは、リチウムイオン電池１０ａの識別子を取得することによって、リチウムイオン電池１０ａの種類を特定することができる。ここで、識別子とは、例えば、リチウムイオン電池１０ａ固有の番号であり、リチウムイオン電池１０ａ内に記憶されている。電圧生成装置４０ｄは、リチウムイオン電池１０ａがバッテリ残存容量表示システム１ｄにおいて接続されたときに、リチウムイオン電池１０ａから識別子を読み取る。電圧生成装置４０ｄは、図１１に示すように、記憶部４０１、電圧生成部４０２、種類判定部４０４を備える。

記憶部４０１は、リチウムイオン電池１０ａの種類に応じて定まる情報であって、電圧生成部４０２が受けた電圧から出力する電圧を生成するための受けた電圧と出力する電圧との対応関係を示す情報をリチウムイオン電池１０ａの種類ごとに予め記憶する。また、記憶部４０１は、リチウムイオン電池１０ａのそれぞれの識別子と、リチウムイオン電池１０ａの種類との対応関係を示す情報を記憶する。
種類判定部４０４は、リチウムイオン電池１０ａの識別子を取得する。種類判定部４０４は、記憶部４０１が記憶するリチウムイオン電池１０ａのそれぞれの識別子と、リチウムイオン電池１０ａの種類との対応関係を示す情報に基づいて、取得したリチウムイオン電池１０ａの識別子に対応するリチウムイオン電池１０ａの種類を判定する。

電圧生成部４０２は、種類判定部４０４が判定したリチウムイオン電池１０ａの種類に応じた情報であって、電圧生成部４０２が受けた電圧から出力する電圧を生成するための受けた電圧と出力する電圧との対応関係を示す情報に基づいて、受けた電圧を、リチウムイオン電池１０ａの種類に応じた電圧に変換する。そして、電圧生成部４０２は、変換後の電圧を残存容量表示メータ２０に出力する。

次に、本発明の第４の実施形態によるバッテリ残存容量表示システム１ｄの処理について説明する。ここでは、図１２に示すバッテリ残存容量表示システム１ｄの処理フローについて説明する。

リチウムイオン電池１０ａは、生成した電圧を、コントローラ３０、電圧生成装置４０ｄそれぞれに出力する。
種類判定部４０４は、リチウムイオン電池１０ａからリチウムイオン電池１０ａの識別子を取得する（ステップＳ６）。種類判定部４０４は、記憶部４０１が記憶するリチウムイオン電池１０ａのそれぞれの識別子と、リチウムイオン電池１０ａの種類との対応関係を示す情報において、取得したリチウムイオン電池１０ａの識別子に対応するリチウムイオン電池１０ａの種類を判定する（ステップＳ７）。
コントローラ３０は、リチウムイオン電池１０ａの出力電圧を受ける。コントローラ３０は、受けた電圧をエネルギー源として動作し、車両を制御する。
電圧生成部４０２は、リチウムイオン電池１０ａの出力電圧を受ける（ステップＳ１）。電圧生成部４０２は、記憶部４０１がリチウムイオン電池１０ａの種類ごとに予め記憶する電圧生成部４０２が受けた電圧から出力する電圧を生成するための受けた電圧と出力する電圧との対応関係を示す情報に基づいて、受けた電圧を、種類判定部４０４が判定したリチウムイオン電池１０ａの種類に応じた電圧に変換する（ステップＳ８）。電圧生成部４０２は、変換後の電圧を残存容量表示メータ２０に出力する。
残存容量表示メータ２０は、電圧生成部４０２の出力電圧を受ける。残存容量表示メータ２０は、受けた電圧、すなわち、電圧生成部４０２によって変換された変換後の電圧に応じたリチウムイオン電池１０ａの残存容量を表示する（ステップＳ３）。

以上、本発明の第４の実施形態によるバッテリ残存容量表示システム１ｄについて説明した。
本発明の第４の実施形態によるバッテリ残存容量表示システム１ｄでは、種類判定部４０４は、リチウムイオン電池１０ａのそれぞれの識別子と、リチウムイオン電池１０ａの種類との対応関係を示す情報に基づいて、取得したリチウムイオン電池１０ａの識別子に対応するリチウムイオン電池１０ａの種類を判定する。電圧生成部４０２は、受けた電圧を、種類判定部４０４が判定したリチウムイオン電池１０ａの種類に応じた電圧に変換する。残存容量表示メータ２０は、電圧生成部４０２によって変換された変換後の電圧に応じたリチウムイオン電池１０ａの残存容量を表示する。
こうすることで、バッテリ残存容量表示システム１ｄでは、種類判定部４０４によってユーザがリチウムイオン電池１０ａの種類を指定することなくリチウムイオン電池１０ａの種類を判定することができ、使用するバッテリを変更した場合であっても、残存容量表示メータ２０を変更せずに、使用するバッテリに応じた所望の残存容量を表示することができる。

なお、本発明の実施形態におけるバッテリ残存容量表示システム１ａ、１ｃ、１ｄでは、残存容量表示メータ２０の第２端子は、電力源５０に接続されるものとして説明した。しかしながら、本発明の別の実施形態では、残存容量表示メータ２０が必要なエネルギーを取得できる限り、エネルギー源は何であってもよい。例えば、残存容量表示メータ２０の第２端子は、図６に示したように、残存容量表示メータ２０の第３端子に接続され、ＢＭＵ４０ａ、４０ｂ、４０ｃからエネルギーを得るものであってもよい。また、例えば、残存容量表示メータ２０の第２端子は、図１３に示すように、リチウムイオン電池１０ａの第１端子に接続され、リチウムイオン電池１０ａからエネルギーを得るものであってもよい。また、例えば、残存容量表示メータ２０の第２端子は、図１４に示すように、リチウムイオン電池１０ａの第１端子と残存容量表示メータ２０との間に設けられたＬＤＯ（Ｌｏｗ ＤｒｏｐＯｕｔ）などのレギュレータ６０に接続され、レギュレータ６０からエネルギーを得るものであってもよい。

なお、本発明の実施形態においてＢＭＵや電圧生成装置が残存容量表示メータ２０へ出力する電圧は、直流電圧に限定するものではない。ＢＭＵや電圧生成装置が残存容量表示メータ２０へ出力する電圧は、バッテリの残存容量に対応する電圧値を情報（信号）として示した電圧であってもよい。

なお、本発明の実施形態における処理は、適切な処理が行われる範囲において、処理の順番が入れ替わってもよい。

本発明の実施形態における記憶部４０１、その他の記憶装置のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲においてどこに備えられていてもよい。また、記憶部４０１、その他の記憶装置のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲において複数存在しデータを分散して記憶していてもよい。

本発明の実施形態について説明したが、上述のバッテリ残存容量表示システム１ａ、１ｂ、その他の制御装置は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。コンピュータの具体例を以下に示す。
図１５は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ５は、図１５に示すように、ＣＰＵ６、メインメモリ７、ストレージ８、インターフェース９を備える。
例えば、上述のバッテリ残存容量表示システム１ａ、１ｂ、その他の制御装置のそれぞれは、コンピュータ５に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ８に記憶されている。ＣＰＵ６は、プログラムをストレージ８から読み出してメインメモリ７に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ６は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ７に確保する。

ストレージ８の例としては、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ８は、コンピュータ５のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インターフェース９または通信回線を介してコンピュータ５に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ５に配信される場合、配信を受けたコンピュータ５が当該プログラムをメインメモリ７に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ストレージ８は、一時的でない有形の記憶媒体である。

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるファイル、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例であり、発明の範囲を限定しない。これらの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、省略、置き換え、変更を行ってよい。

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ・・・バッテリ残存容量表示システム
５・・・コンピュータ
６・・・ＣＰＵ
７・・・メインメモリ
８・・・ストレージ
９・・・インターフェース
１０ａ・・・リチウムイオン電池
１０ｂ・・・鉛蓄電池
２０・・・残存容量表示メータ
３０・・・コントローラ
４０ａ、４０ｂ・・・バッテリマネジメントユニット
４０ｃ、４０ｄ・・・電圧生成装置
５０・・・電力源
６０・・・レギュレータ
４０１・・・記憶部
４０２・・・電圧生成部
４０３・・・種類特定部
４０４・・・種類判定部

本発明は、バッテリ残存容量表示システム、及び、状態量表示方法に関する。

本発明は、上記の課題を解決することのできるバッテリ残存容量表示システム、及び、状態量表示方法を提供することを目的としている。

本発明の第１の態様によれば、バッテリ残存容量表示システムは、状態量推定装置と残存容量表示メータとを備えるバッテリ残存容量表示システムであって、前記状態量推定装置は、車両におけるエネルギー源として使用される第１の電池の電気の状態量を取得する状態量取得部と、前記電気の状態量から、前記第１の電池と同一のＳＯＣを含む予め定められた範囲内のＳＯＣにおいて前記第１の電池と材料の違いによって電池の種類が異なる第２の電池に係る電圧を推定する推定部と、を備え、前記残存容量表示メータは、前記第２の電池の出力電圧に基づいて、前記第２の電池の残存容量を正しく表示する残存容量表示メータであって、前記推定部が推定した前記第２の電池に係る電圧に基づいて、前記第１の電池の残存容量を表示する。

本発明の第２の態様によれば、第１の態様におけるバッテリ残存容量表示システムにおいて、前記状態量推定装置は、前記推定部が推定した前記第２の電池に係る電圧を出力する出力部、を備えるものであってもよい。

本発明の第３の態様によれば、第１の態様または第２の態様のバッテリ残存容量表示システムにおいて、前記状態量推定装置は、ユーザによる操作に基づいて、前記第１の電池の種類を特定する種類特定部、を備え、前記推定部は、前記種類特定部が特定した種類の前記第１の電池のＳＯＣから、前記種類特定部が特定した種類の前記第１の電池と同一のＳＯＣを含む予め定められた範囲内のＳＯＣにおける前記第２の電池に係る電圧を推定するものであってもよい。

本発明の第４の態様によれば、第１の態様から第３の態様の何れか１つのバッテリ残存容量表示システムにおいて、前記状態量推定装置は、識別子に基づいて前記第１の電池の種類を判定する種類判定部、を備え、前記推定部は、前記種類判定部が判定した種類の前記第１の電池のＳＯＣから、前記種類判定部が判定した種類の前記第１の電池と同一のＳＯＣを含む予め定められた範囲内のＳＯＣにおける前記第２の電池に係る電圧を推定するものであってもよい。

本発明の第５の態様によれば、第１の態様から第４の態様の何れか１つのバッテリ残存容量表示システムにおいて、前記残存容量表示メータは、動作のための電圧を受けるための第１端子と、前記第２の電池に係る電圧を受ける第２端子と、を備え、前記第１端子が前記第２端子に接続されるものであってもよい。

本発明の第６の態様によれば、状態量表示方法は、状態量推定装置と、材料の違いによって第１の電池と電池の種類が異なる第２の電池の出力電圧に基づいて前記第２の電池の残存容量を正しく表示する残存容量表示メータと、を備えるバッテリ残存容量表示システムによる表示方法であって、車両におけるエネルギー源として使用される前記第１の電池の電気の状態量を取得することと、前記電気の状態量から、前記第１の電池と同一のＳＯＣを含む予め定められた範囲内のＳＯＣにおいて前記第２の電池に係る電圧を推定することと、推定した前記第２の電池に係る電圧に基づいて、前記第１の電池の残存容量を表示することと、を含む。

Claims (11)

1. 車両におけるエネルギー源として使用される第１の種類の電池の状態量を取得する状態量取得部と、
   前記状態量から、前記電池と同様の状態における第２の種類の電池に係る状態量を推定する推定部と、
   を備える状態量推定装置。
2. 前記推定部が推定した前記第２の種類の電池に係る状態量を出力する出力部、
   を備える請求項１に記載の状態量推定装置。
3. 前記電池と同様の状態は、充電率である、
   請求項１または請求項２に記載の状態量推定装置。
4. 前記第２の種類の電池に係る状態量は、電圧である、
   請求項１から請求項３の何れか一項に記載の状態量推定装置。
5. ユーザによる操作に基づいて、前記第１の種類を特定する種類特定部、
   を備え、
   前記推定部は、
   前記種類特定部が特定した前記第１の種類の状態量から、前記第１の種類の電池と同様の状態における前記第２の種類の電池に係る状態量を推定する、
   請求項１から請求項４の何れか一項に記載の状態量推定装置。
6. 識別子に基づいて前記第１の種類と判定する種類判定部、
   を備え、
   前記推定部は、
   前記種類判定部が判定した前記第１の種類の状態量から、前記第１の種類の電池と同様の状態における前記第２の種類の電池に係る状態量を推定する、
   請求項１から請求項４の何れか一項に記載の状態量推定装置。
7. 請求項１から請求項６の何れか一項に記載の状態量推定装置と、
   前記状態量推定装置が推定した前記第２の種類の電池に係る状態量に基づいて、前記第１の種類の電池の状態量を表示する残存容量表示メータと、
   を備えるバッテリ残存容量表示システム。
8. 前記残存容量表示メータは、
   動作のためのエネルギーを受けるための第１端子と、
   前記第２の種類の電池に係る状態量を受ける第２端子と、
   を備え、
   前記第１端子が前記第２端子に接続される、
   請求項７に記載のバッテリ残存容量表示システム。
9. 車両におけるエネルギー源として使用される第１の種類の電池の状態量を取得することと、
   前記状態量から、前記電池と同様の状態における第２の種類の電池に係る状態量を推定することと、
   を含む状態量推定方法。
10. 車両におけるエネルギー源として使用される第１の種類の電池の状態量を取得することと、
    前記状態量から、前記電池と同様の状態における第２の種類の電池に係る状態量を推定することと、
    推定した前記第２の種類の電池に係る状態量に基づいて、前記第１の種類の電池の状態量を表示することと、
    を含む状態量表示方法。
11. コンピュータに、
    車両におけるエネルギー源として使用される第１の種類の電池の状態量を取得することと、
    前記状態量から、前記電池と同様の状態における第２の種類の電池に係る状態量を推定することと、
    を実行させるプログラム。

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