JP3793908B2 - Rechargeable battery - Google Patents

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  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、充電式バッテリに関し、特に、バッテリを収容するスペースの大型化を防止し、車両等への搭載スペースの削減や管理の簡素化を図るのに好適な充電式バッテリに関する。
【0002】
【従来の技術】
電動車両に搭載されて使用される充電可能なバッテリは、車両の走行距離等に適合させて大小様々な容量のものが要求されることがある。かかるバッテリは、一般に複数のバッテリセルをッテリケースに収容して成り、容量の違いに対しては、バッテリケースの外形寸法を変えず、バッテリセルの大きさを変えて対応していた。例えば、特開平10−45077号公報には、車両のメインフレームにバッテリを取付けた電動車両が開示されており、バッテリを収容するバッテリケースは外観状同一形状で形成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記バッテリの場合、容量が小さくてすむ車両に対しても、大容量のバッテリセルに合せたバッテリケースを使用しなければならなかった。そのため、例えば、本来小容量ですむ車両に、大容量のバッテリケースに適合させた広い搭載スペースを設けなければならず、省スペース化が困難であった。
【0004】
一方、車両の要求に合せてバッテリケースのサイズを複数種類設定すると、パワーステーション(バッテリ交換装置)を、容量の異なるバッテリ毎に設置しなければならないという問題点が生じる。
【0005】
本発明は、上記課題を解消し、バッテリサイズを被装着物の要求に適合させるとともに、パワーステーション等の設備を、バッテリ容量にかかわらず共通化することができる充電式バッテリを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、複数の柱状バッテリセルと、前記複数のバッテリセルを、その長手方向が平行に揃うように隣接配列して収容する略直方体のバッテリケースと、前記バッテリセルを直列に接続するための接続手段と、直列に接続された前記バッテリセルの両端に接続され、前記バッテリケースに設けられた電極部端子とを具備し、前記バッテリセルはバッテリ容量に応じてその長さが設定され、前記バッテリケースは収容される前記バッテリセルの長さに応じて該バッテリセルの長手方向の対応寸法が設定されているとともに、前記電極部端子はバッテリ容量にかかわらず、基準位置に対して一定の位置に設けた点に第1の特徴がある。
【0007】
第1の特徴によれば、バッテリ容量違いにはバッテリセルの長さで対応し、他の寸法は容量にかかわらず予定寸法に固定される。したがって、複数のバッテリセルを収容するバッテリケースは、少なくとも前記バッテリセルの長さ対応方向の寸法をバッテリ容量に応じて変化させればよい。したがって、その他の寸法は被搭載車両等に適合させられる。さらに、第1の特徴では、電極部端子の位置を、バッテリ容量にかかわらず固定としたので、当該バッテリの被搭載車両やパワーステーション等の接点構造を共通化させることができる。
【0008】
また、本発明は、電動アシスト式二輪車に対して着脱自在であり、前記バッテリケースの長手方向を上下方向に略一致させて搭載される前記第1の特徴を有する充電式バッテリであって、搭載された状態における前記バッテリケースの底面の一辺寸法が、バッテリ容量にかかわらず一定に設定されている点に第2の特徴があり、特に、シートポストおよび後輪間に該充電式バッテリが配置可能となるように前記一辺寸法を設定した点に第3の特徴がある。
【0009】
第2の特徴によれば、被搭載車両等のバッテリ搭載スペースを、バッテリ容量が小さくなるのに伴って小さくできる。また、第3の特徴によればバッテリ容量の変化は二輪車の幅方向で対応でき、バッテリ容量が大きい場合でも、二輪車のシートポストおよび後輪間を大きく広げる必要はなく、ホイールベースに影響を与えない。
【0010】
また、本発明は、バッテリケースの横断面形状を、一辺が、パワーステーションのバッテリ収納用略矩形開口の一辺に適合するようにバッテリの容量にかかわらず一定寸法に設定され、他辺が、前記バッテリ収納用開口の他辺の長さ以下で、バッテリ容量に応じて設定されているようにするとともに、電極部端子は、バッテリ容量にかかわらずパワーステーションの開口底部に設けられたコネクタに適合する位置に設定されている点に第4の特徴がある。
【0011】
さらに、本発明は、バッテリ温度を感知する温度センサを具備し、該温度センサの出力端子を前記バッテリケースの外面に設け、その設置位置はバッテリ容量にかかわらず一定にした点に第5の特徴がある。また、本発明は、前記バッテリケースの長手方向寸法が、バッテリ容量にかかわらず一定に設定されている点に第6の特徴がある。第4の特徴〜第6の特徴によれば、バッテリ容量にかかわらず、例えば、パワーステーションのバッテリ受入れ構造を共通化させることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図1は、本発明の充電式バッテリを搭載した電動アシスト式自転車の外観を示す側面図である。図1において、電動アシスト式自転車7は、側面視で略U字状をなす車体フレーム30を備え、該車体フレーム30の前端にはヘッドパイプ31が一体に設けられている。ヘッドパイプ31に回転自在に支持されたハンドルポスト32の下部には、フロントフォーク33が一体に設けられ、このフロントフォーク33の下端に前輪34が軸支される。ハンドルポスト32の上端にはハンドル35が設けられる。
【0013】
車体フレーム30の下部には、電動アシスト用のモータ36を有するパワーユニット37が設けられている。該パワ−ユニット37の後部上方を通って車体フレーム30から後方に延びる左、右一対のリヤフォーク38間に後輪39が軸支され、リヤフォーク38および車体フレーム30の後部間には左、右一対のステー40が設けられる。
【0014】
さらに、車体フレーム30の後部は、上端にサドルシート41を備えるシートポスト42を形成し、このシートポスト42には、サドルシート41が上下位置調整可能に装着されている。シートポスト42と後輪カバー43との間には、バッテリ55が搭載される。バッテリ55は略直方体のバッテリケースに収容された複数のバッテリセルを含み、該バッテリケースはパワーユニット37上に長手方向が略上下方向となるようにシートポスト42に沿って設置されている。バッテリ55の構造、およびバッテリ55とパワーユニット37との結合に関しては後で詳述する。
【0015】
パワーユニット37のケーシング44には両端にペダル45を有するクランク軸46が回転自在に支持され、このクランク軸46には、前記モータ36からのアシスト力をも作用させ得る駆動スプロケット47が固定され、このスプロケット47と、後輪39の車軸に設けられた従動スプロケット48とにチェーン49が巻掛けられている。
【0016】
ヘッドパイプ31に設けられたブラケット51の先端には側面視L字形のキャリヤフレーム52が取付けられ、さらに、このキャリアフレーム52にはフロントバスケット53が取付けられる。前輪34側面のフロントフォーク33に取付けられたパーキングロック56は、ロック時に前輪34のスポーク57に当接して前輪34の回転を不能にする。
【0017】
次に、前記バッテリ55の構造を説明する。図2はバッテリ55の側面図、図3はその一部切り欠き正面図、図4は上面図、図5は底面図、図6はバッテリケースの長手方向に直交する面での形状を示す横断面図である。バッテリ55は略直方体のバッテリケース54を有し、その内部には多数のバッテリセル(単位充電池)84が収容されている。バッテリセル84は、連結金具400を使用して直列に連結されたうえに熱収縮チューブ401で覆われ、一つの組電池を構成している。直列に連結されたバッテリセル84の一端はケーブル402に接続され、バッテリケース54の内面に沿ってバッテリ55の長手方向一端(図3では下端)に延長され、一方の電極部(放電端子)83aに接続されている。直列に連結されたバッテリセル84の他端はケーブル403を介して他方の電極部(放電端子)83bに接続されている。
【0018】
電極部83a,83bは電動車両7の所定位置に装着されたときに、該車両側に設けられている後述のコネクタと接触し、導通するようになっている。ケーブル403の途中にはフューズ404が設けられている。バッテリの温度を検出するためのサーミスタ405がバッテリセル84間の隙間に配置され、そのリード線406は温度検出用接点(出力端子)407に接続されている。
【0019】
バッテリ55の長手方向他端(図3では上端)には、コーナー部片側に寄せてハンドル80が設けられている。ハンドル80は軸87を中心に回動自在に取付けられ、通常時はバッテリ55へ押し当てられるようにコイルスプリング(図示せず)により付勢されている。バッテリ55の長手方向の端面には残量計81が設けられ、押しボタン82を押すと残量を表示するようになっている。
【0020】
バッテリ55の側面上部には前記シートポスト42に設けられた引掛け金具(後述する)に係合される凹部408が形成され、バッテリ55の側面下部にはロック用凹部86が形成されている。さらに、バッテリ55の側面中央部にはバッテリ55の識別用ID情報など固有の情報を記憶した情報チップ85が設けられている。
【0021】
容量の異なるバッテリ55においても、バッテリセル84の直径はCセル(単二に相当)の直径に統一し、バッテリケース54に収容されるバッテリセル84の個数も一定にしている。すなわち、図3で示されたバッテリケース54の面の寸法はバッテリ容量の違いによって影響されず一定である。そして、バッテリ容量の違いは、バッテリセル84の長さで対応するようにしている。
【0022】
図6は、容量が比較的小さいバッテリであり、これより容量が大きいバッテリの形状を図7,図8に示す。図6,図7,図8から理解されるように、バッテリ容量はバッテリセル84の長さで対応しているので、それぞれのバッテリケース54の高さつまりバッテリセル84の長さ方向での対応寸法(H)は違っているが、バッテリケース54の幅(B)はいずれの容量でも同じである。なお、バッテリセル84とバッテリケース54との間には緩衝部材410が配置されている。
【0023】
また、電極部83a,83bは、バッテリケース54の高さ(H)の中央にあって、かつ、基準面409から所定の(一定の)位置に設けられ、電極部83a,83bの間隔も一定に設定されている。このように、バッテリケース54の幅(B)ならびに電極部83a,83bの形状や配置を一定にすることによって、電動車両7や、後述するパワーステーションのスロットつまりバッテリ55の受入口の形状を共通化することができる。
【0024】
続いて、バッテリ55を車両7に搭載するための構造を説明する。図9はバッテリ55とパワーユニット37との結合部を示す要部断面図、図10はバッテリ55の上部と車両7との係合を示す要部断面図である。まず、図9において、車体フレーム30にはブラケット411,412を介してパワーユニット37のケーシング44が固定されている。なお、パワーユット37はカバーを取り外した状態を示す。
【0025】
ケーシング44の上部にはバッテリ55の下端を保持するための受皿413が固定されていて、その下部には、コネクタ部414が設けられており、受皿413と共にケーシング44に固定されている。コネクタ部414はコネクタ本体415a,415b、ならびにこれらを収容する絶縁カバー416からなる。ケーシング44は、コネクタ部414をケーシング内に案内するための開孔を備える。受皿413にバッテリ55が受入れられたとき、前記電極部83a,83bがコネクタ本体415a,415bの先端(上端)にそれぞれ当接して電気的に結合されるように受皿413の内面形状は設定されている。
【0026】
受皿413の、車両前方側の縁にはバッテリ55が所定位置に装着されたときに前記ロック用凹部86と係合してバッテリ55をボックス413に対して脱着不能にするためのバッテリロック417が設けられている。該バッテリロック417は、揺動自在で、かつ、図示しないばねによって図中反時計方向に付勢されているアーム418と、該アーム418を図中時計方向に回動させるロック解除装置419とを有する。ロック解除装置419はキーを差し込んでアーム417を回動させるためのキー穴420を有している。
【0027】
この構造により、バッテリ55を受皿413内に差し込むと、バッテリケース54の下端角部に倣ってアーム418は一旦時計方向に回動してその先端がロック用凹部86の縁を乗越え、その後アーム418の先端はロック用凹部86に嵌まり、前記ばねによって付勢されロックされる。バッテリ55を充電等のため受皿413から抜き出すときには、所定のキーを使用してアーム418を回動させてロックを解除する。一旦バッテリ55が受皿413内に装着された後はアーム418の先端がロック用凹部86の内壁面に引っ掛かっているので、車両7の走行中に外れることはない。また、キーを使用しなければアーム418は回動できないので盗難防止にも有効である。 コネクタ本体415a,415bにはケーブル421の一端が接続され、該ケーブル421の他端は中継ターミナル422に接続されている。バッテリ55の電力は中継ターミナル422で中継されてモータ36や該モータ36の制御を行うための制御部の基板50Aに供給される。
【0028】
ハウジング44には、第1アイドル軸423、第2アイドル軸(図示せず)、およびクランク軸46がそれぞれ回転自在に支持されている。第1アイドル軸423の大ギヤ424はモータ36のピニオン425と噛合い、第1アイドル軸423の小ギヤ426は第2アイドル軸で支持されたギヤ427と噛合っている。さらに、ギヤ427はクランク軸46に結合されたギヤ(図示せず)と噛合う。
【0029】
こうして、クランク軸46には、前記ペダル45の踏力が伝達されるとともに、前記各ギヤ425,424,426,427等を介してモータ36の動力が伝達可能である。前記ペダル45の踏力およびモータ36の動力はクランク軸46を通じて前記スプロケット47に伝達される。
【0030】
ケーシング44内には、モータ36の制御部(アシストコントローラ)を構成するFET501やCPU502を搭載した基板50Aが収容されている。基板50Aにはケーブル421を通じてバッテリ55から電力が供給され、該基板50Aはクランク軸46にかかる踏力に基づいてモータ36の回転を制御する。
【0031】
図10において、シートポスト42には引掛け金具428が固定されている。この引掛け金具428の先端は、バッテリ55が前記受皿413に装着されたときに該バッテリ55側の前記凹部408に係合し、バッテリ55の上部分をシートポスト42に固定してバッテリ55を安定に保持する。バッテリ55は電動車両7の受皿413に対して、矢印Aの方向に脱着させることができる。符号55aは車両7から取り外したバッテリまたは装着直前のバッテリの態様を示す。
【0032】
シートポスト42と後輪39との間の間隔は、ホイールベースを大きくしないためにもできるだけ狭い方がよい。したがって、バッテリ55をシートポスト42と後輪39との間に設置する場合、バッテリケース54の寸法がバッテリの容量毎に異なるとしたら、ホイールベースは予定されるバッテリの最大容量に合せて大きくしておかなければならない。しかし、本実施形態では、容量の違いがあってもバッテリケース54の幅寸法(B)は一定であるため、最小の容量に合せてシートポスト42および後輪39間の間隔を設定してあればよい。そして、容量の違いは、車両7の幅方向の寸法つまりバッテリケース54の高さ(H)となって現れる。車両7の幅方向の寸法は、シートポスト42および後輪39間の間隔と比較して大きくとることができるので、容量違いによる寸法差は十分に吸収することができる。
【0033】
次に、本発明をレンタルシステムの電動車両に適用した例を説明する。図11は本レンタルシステムの全体概念図、図12は本システムの基本的な流れを示す図である。このレンタルシステムでは、IDカードを用いてレンタル車両のパーキングロックを解錠でき、かつ該IDカードでバッテリを交換できる。
【0034】
図11に示すように、本レンタルシステムは、システム全体を管理する中央管理装置1を有し、この中央管理装置1によって、利用者の本人識別情報(ID情報)等を含む個人情報を記憶したICカード等からなるIDカード2が発行される。中央管理装置1には、レンタル車両の貸し出し処理ならびにその後の返却処理を行う受付ステーション5が通信回線9を介して接続されている。システム内に配置される電動車両7は、前記IDカード2でパーキングロックを解除でき、かつ該IDカード2により必要に応じてバッテリのロックを解除できる。バッテリ交換機8は、IDカード2により、使用済みバッテリを受け付け、フル充電のものと交換する。
【0035】
受付ステーション5およびバッテリ交換機8は複数ヶ所へ分散配置して利用者の便利を図るようになっており、それぞれ通信回線9で中央管理装置1と接続される。中央管理装置1は管理コンピュータ3を備え、カード発行機によりIDカード2を発行する。受付ステーション5およびバッテリ交換機8は駐車場6に設けられ、駐車場6は周囲をフェンスにより囲まれ、入口6aと出口6cが設けられ、入口6aに入口センサ6bが、出口6cに出口センサ6dが設けられている。
【0036】
図12は、IDカードを中心とした処理の流れに着目したブロック図である。この図に示すように、中央管理装置1でIDカード2が発行されると(B1)、利用者はこのIDカード2を使用し、受付ステーション5にて希望する車種の指定等を含む所定の貸出処理を行う(B2)。受付ステーション5はIDカード2へ車種および許可フラグ等を書き込む(B3)。
【0037】
続いて利用者は、貸出処理済のIDカード2を用いて駐車場6の電動車両7を解錠して走行可能とする(B3)。解錠は電気的アクチュエータを介して行うことができる。また、施錠は同様に電気的アクチュエータにより行うことができるが、手動で行うようにしてもよい。解錠の際、車両側に設けられたカードリーダによりIDカード2へ車両番号が書き込まれ、許可フラグをリセットする。その後、駐車場6から外へ出て走行を開始する。この例では周囲が外部と区画されたサーキット場などの閉鎖系を想定しているが、開放系で本システムを利用することも当然に可能である。
【0038】
利用者は、利用中または利用終了時に使用済みバッテリを電動車両7から取り外し、バッテリ交換機8においてIDカード2を用い、フル充電されたバッテリと交換する(B4)。このとき、バッテリ交換機8はIDカード2の情報(利用者情報と車両番号等)と、バッテリから直接読み出されるバッテリのID情報とを照合して正当利用者が認められた場合にバッテリ交換に応じる。バッテリの交換手続きを終えた後、フル充電のバッテリを車両へ搭載し、駐車場6へ電動車両7を戻した後、受付ステーション5にて返却手続きを行う(B5)。
【0039】
このシステムによれば、IDカード2を電動車両7へ装着することにより、該車両7とIDカード2が1:1で対応され、その後は、IDカード2のみにより電動車両7に備えたパーキングロックの解錠、バッテリロックの解錠、バッテリ交換等が可能になる。機械式のキーを用いて解錠するのと違い、IDカードは利用者の携行に便利であり、しかも、キーの貸出・返却のための特別な管理を不要にできるので、レンタルシステムを簡素化できる。
【0040】
また、バッテリをフル充電にして返却することにより、次の利用者は車両7を直ちに使用開始できるようになるため、レンタル車両の使用に極めて便利になる。なお、受付ステーション5およびバッテリ交換機8を複数分散配置し、1枚のIDカード2を共通で使用可能にすることにより、車両の借り出しや、バッテリ交換、車両の返却等を利用者の便利の良い場所で行えるので、さらに利便性が増す。
【0041】
次に、上記レンタルシステムをより詳細に説明する。図13はIDカード2のメモリマップを示す図である。同図に示すように、利用者情報10、貸出情報11、車両情報12、利用実績情報13等が記憶される。利用者情報10としては、車両レンタルシステムの利用者のID番号、車両レンタルシステムを利用できる有効期限、暗証番号が含まれる。これらに加えて、利用者が日本語を使用するのか英語を使用するのかを表す属性データ、利用者の好みを示すデータ等を含めてもよい。貸出情報11としては、車両を貸出中であるか否かを示すフラグ、貸出中の車両番号、貸出可能な車両の種類を示す許可フラグ等が含まれる。
【0042】
なお、前記許可フラグは、図14に示すように、例えば、当該利用者が電動2輪車、電動3輪車、その他のどの車両を借り出すことが可能かを示すフラグとして設定される。車両情報12としては、利用者の現在までの走行距離または利用時間、それに伴うバッテリ消費量等が合まれる。利用実績情報13としては、過去に利用した車両に関する履歴データ等が含まれる。
【0043】
図15は、受付ステーション5を示す斜視図である。受付ステーション5は、車両の貸出・返却処理の各操作をするためのタッチパネルディスプレイ15と、IDカード読込書込部16と、処理本体部17とを有する。
【0044】
図16は、上記のように構成される受付ステーション5の制御系の構成ブロック図である。受付ステーション5は、全体制御を行う中央処理部20を有し、この中央処理部20は、通信部21を介して中央管理装置1を構成する管理コンピュータ3に接続される。中央処理部20には、IDカード読込書込(R/W)部16、記憶部23、ゲート制御部24、タッチパネルディスプレイ15がそれぞれ接続される。ここで、記憶部23は、受付ステーション5で処理される各種データを記憶する。ゲート制御部24は、駐車場6に対する車両や利用者の出入りを、入ロセンサ6bおよび出ロセンサ6dからの信号に従って管理制御する。
【0045】
次に、中央管理装置1および受付ステーション5の処理内容を図17に示すフローチャートに基づいて説明する。利用者は、この車両レンタルシステムを利用するために、中央管理装置1の管理コンピュータ3に対して個人情報の登録、利用契約の設定等を行う。これらの登録、設定等を行うことにより、管理コンピュータ3は、IDカード発行機4を制御し、利用者に対してICカード等で構成されるIDカード2を発行する(S1A)。このとき、IDカード2には、前記利用者情報10(図13)と、利用者が希望する貸し出し可能な車両の種類を示す許可フラグ(図14)を含む貸出情報11(図13)とが記録される。
【0046】
利用者の好みを示すデータとしては、例えば、車両の色、形のほか、電動2輪車であればサドルの高さ、車輪のサイズ等のデータを記録することができる。また、許可フラグとしては、例えば、利用者が運転免許証を所有していない場合、運転免許が必要な車両を使用できないようにフラグを設定することができる。これらの情報は、利用者から口答で聞いたり、利用者が所定の用紙に記入したりしたものをオぺレータが入力するようにしてもよい。入力ミスを回避するために、利用者のクレジットカード等の情報をコピーするようにしてもよい。
【0047】
IDカード2を所持した利用者は、駐車場6に備えた受付ステーション5を使用して車両の借り出し操作を行う。利用者がIDカード2を受付ステーション5のIDカード読込書込部16に置き、あるいは、挿入すると、IDカード読込書込部16は、lDカード2に書き込まれている利用者情報10、貸出情報11、車両情報12、利用実績情報13を読み取り、中央処理部20に転送する。
【0048】
中央処理部20は、読み込まれた情報から、この利用者が当該レンタルシステムを利用できる者であるか否かを判定する(S2A)。利用可能な者であると判定した場合、駐車場6における車両の保有情報に基づき、当該利用者が利用可能な車両を選択し、タッチパネルディスプレイ15に表示する(S3A)。タッチパネルディスプレイ15は、利用者情報10の属性データに従って英語あるいは日本語で表示を行うことができるようにするとよい。
【0049】
例えば、IDカード2から得られた利用者の好みを示すデータが図18のようであったとすると、タッチパネルディスプレイ15には、このデータに基づいて図19に示す画面を優先して表示する。このとき、利用者が「いいえ」を選択すれば、図20に示す画面が表示され、他の車両を選択することができる。
【0050】
なお、利用者が運転免許証を所有していない場合には、図14に示す許可フラグに従い、電動4輪車等の運転免許を要する車種を選択する画面は表示されない。このように、利用者にとって必要な情報のみを選択してタッチパネルディスプレイ15に表示することにより、利用者は車両の選択作業を効率的に行うことができる。
【0051】
利用者が所望の車両を選択すると、中央処理部20は、選択された車両の車種に係るデータとして車種情報をIDカード2に書き込む(S4A)。IDカード2に所定の情報が書き込まれると、中央処理部20は、タッチパネルディスプレイ15に対応する車両の駐車場6における位置を表示する(S5A)。これにより貸出処理が終了する。
【0052】
IDカード2を所持した利用者は、入ロ6aから駐車場6内に入り、該当する車両まで移動する。このとき、入ロ6aに設けられた入ロセンサ6bは、IDカード2を所持した利用者の駐車場6に対する入場を検知し、その情報をゲート制御部24を介して中央処理部20に転送することができる。
【0053】
次に、本レンタルシステムで使用される電動アシスト自転車について説明する。図21は電動アシスト自転車の外観を示す側面図であり、図1と同符号は同一または同等部分を示す。この電動アシスト自転車7は、パワーユニット37の外つまり車体フレーム30の下部に固定されたアシストコントローラ50を有し、モータ36は、アシストコントローラ50により、ペダル45から入力された踏力に基づいて制御される。
【0054】
フロントバスケット53の背面部にはバッテリ収納ボックス54Aが取付けられ、このバッテリ収容ボックス54A内にバッテリ55が着脱自在に収納される。バッテリ55からアシストコントローラ50およびモータ36ならびに後述する電動バッテリロックおよびパーキングロック56に電力を供給するためのメインスイッチ58が車体フレーム30の大部分を覆うカバー59の上部に配置されている。なお、シート41の後方、後輪39の上方には荷台43が設けられている。
【0055】
図22はバッテリ収納ボックス54Aを取付けた状態におけるフロントバスケット53の正面図、図23は同平面図、図24はその各部の組み付け斜視図である。これらの図に示すように、バッテリ収納ボックス54Aの一側部には、IDカード2を差し込み自在とするカードリーダ60が取付けられている。
【0056】
さらに、カードリーダ60と一体に、後述の電動バッテリロックが設けられ、一定の条件を満たさない場合はバッテリ55をバッテリ収納ボックス54Aから取り外せないようにしている。電動バッテリロックおよびパーキングロック56の解錠動作ならびにアシストコントローラ50に対する電源供給はカードリーダ60での検出結果に基づいて制御される。
【0057】
図25はカードリーダ60の平面図、図26はその側面図である。これらの図から明らかなように、カードリーダ60の一端部にはIDカード2を手で持ってカードリーダ60へ出し入れし易くするための切欠き部61が設けられたカードスロット62を備える。内部にはIDカード2の挿入により変形される板バネ63の先端に設けられた磁石64と、その接近によりスイッチがオンとなるホール素子からなるカード挿入スイッチ65が設けられる。カードスロット62の近傍に平行してアンテナ部66が設けられ、IDカード2の格納情報を受信して中央処理部67へ入力するようになっている。
【0058】
図27は、カードキーシステムのブロック図である。このシステムはバッテリ55、IDカード2、カードリーダ60、モータ36の制御部(アシストコントローラ)50で構成される。前記カード挿入スイッチ65のブレーク接点がフューズFu1、Fu2を介してバッテリ55の正極へ接続されている。
【0059】
カード挿入スイッチ65のメーク接点は中央処理部67へ接続して電源を供給するとともに、リレーRY1、RY2、RY3へコモン接続している。リレーRY1は、中央処理部67で制御され、アシストコントローラ50側の中央処理部72に対する電源を制御するようになっている。
【0060】
リレーRY2とRY3は中央処理部67により制御されて、バッテリロックを構成する。バッテリロック用ソレノイド70及びパーキングロック用ソレノイド71をそれぞれ連動して制御するようになっている。各ソレノイド70,71の入力側は中央処理部67のアースラインとそれぞれダイオードD1、D2を介して接続されている。
【0061】
中央処理部67にはアンテナ部66が接続されている。カード挿入スイッチ65がオンになると中央処理部67へ電源が供給され、アンテナ部66によりIDカード2のID情報が読み出される。ID情報が適正と判断された場合は、リレーRY2、RY3が連動してオンになり、バッテリロック用ソレノイド70およびパーキングロック用ソレノイド71をそれぞれ所定時間だけ励磁して、バッテリ55の着脱交換およびパーキングロック56の解錠を行える。
【0062】
アシストコントローラ50には、バッテリ55およびモータ36の各正極間に中央処理部72により制御されるリレーRY4が設けられている。中央処理部72には速度センサおよびトルクセンサの各信号が入力され、これらの信号に基づいてアシスト駆動開始を許可すると、リレーRY4をオンにしてモータ36へ電力が供給される。
【0063】
モータ36と並列に転流ダイオードD5が設けられ、そのアノードをモータ36の負極とコモン(共通)にするとともに、ここにTFTトランジスタが一端をアースして接続され、中央処理部72でTFTトランジスタを制御することによりモータ36のデューティコントロールが行われる。リレーRY1のメーク接点にはダイオードD3、D4および電流制限抵抗R1ならびに平滑コンデンサCが直列で接続されている。
【0064】
図28は、電動車両7のカードリーダ60に設けられている中央処理部67の制御系ブロック図である。この中央処理部67は、受付ステーション5との間で情報の送受信を行う通信部24と、中央処理部25と、各種処理データを保持する記憶部26と、IDカード2に書き込まれている情報を読み込むとともに、車両側からIDカード2に対して情報を書き込むIDカード読込書込部27と、入出力制御部28とを備える。入出力制御部28には、バッテリロック用ソレノイド70およびパーキングロック用ソレノイド71が接続される。
【0065】
次に、このカードキーシステムのフローチャートを図29により説明する。利用者がIDカード2をカードリーダ60へ挿入すると(S1)、カード挿入スイッチ65が機械的にオンとなり、中央処理部67へ電源が供給開始される(S2)。その後、中央処理部67は、挿入されたIDカード2がスタッフカードか否か、すなわちこのシステム運営側の従業員用のものか否かをアンテナ部66を介して判断し(S3)、スタッフカードならばステップS8へジャンプする。スタッフカードでない場合はIDカード2の格納情報をさらに読み出し、車種および許可フラグを、予め記憶されているデータと照合して乗車許可を判断する(S4)。
【0066】
なお、許可フラグが立っていて(=1)、かつ車種フラグまたは車両番号が前記データと適合しているときに乗車許可条件を満足する。そこで、許可フラグが立っているか否かを判断し(S5)、車種が一致する初回乗車ならばステップS5は肯定となってステップS7へ進み、車両側より車両番号のデータを上書きで書き込み、許可フラグをリセットする。
【0067】
許可フラグが立っていないケース、例えば、休憩等で一旦IDカードを抜いた後、再乗車する場合などは、車両番号を照合し(S6)、適合していれば、正当利用者であるから、データの書き込みをせずS11へ進む。不適合であれば、不正使用の可能性があるので、アンテナ部66の電源をオフにし、以後の解錠等の手続きを中止し(S9)、IDカードを手動排出し(S10)、最初へ戻る。
【0068】
ステップS11では、アンテナ部66への電源をオフとし、アシスト出力をオンとし(S12)、その後、所定時間(例えば10秒以内に設定)が経過するまで、バッテリロック用ソレノイド70およびパーキングロック用ソレノイド71をオンにする(S13)。
【0069】
これらソレノイドがオンの間は、利用者はバッテリ55を外して交換したり、パーキングロック56を解錠して走行開始したりすることができる。なお、前記所定時間が経過すると、バッテリ55の交換およびパーキングロック56を解錠できなくなる。したがって、前記所定時間内に交換等の操作を行わなかった場合は、初めから操作をやり直す必要がある。このように、所定時間だけしかロックの解錠をしないので、ソレノイドに対する電力供給を制限でき、バッテリの電力消費を抑えることができる。
【0070】
上記操作によって解錠できれば、以後、電動車両7とIDカード2は1:1で対応し、IDカード2を挿入したまま走行することになる。走行中にバッテリが消耗したときは、後述のようにしてバッテリをフル充電のものと交換できる。
【0071】
利用を終えると、IDカード2を手動で排出し(S14)、これによりアシストコントローラ50の中央処理部72に対する電源供給が断たれる。したがって、アシスト出力がオフとなり(S15)、同時にカードリーダ60に対する電源もオフとなって(S16)初期状態へ戻る。その後は後述するバッテリ交換と返却処理を行うことになる。
【0072】
次に、電動車両7についての細部構造を説明する。再び、図22〜24において、バッテリ収納ボックス54Aは、カードリーダ60と一体のユニットをなし、上バンド90、下バンド91で一体化されている。バッテリ収納ボックス54Aの底部には、端子ユニット93がスクリュー94で止められ、その一部に突出形成されたソレノイドカバー95がカードリーダ60と一体化されたバッテリロックのソレノイド部を覆うようになっている。
【0073】
バッテリ収納ボックス54Aの上部には蓋96が被せられ、該蓋96は一端がバッテリ収納ボックス54Aへヒンジ97で止められ、他端側のつまみ98を操作することにより開閉自在になっている。バッテリ収納ボックス54Aとカードリーダ60とが一体になったバッテリユニットには、ユニットカバー100が前方より被せられ、スクリュー101でバッテリ収納ボックス54Aの側面へ直接取付けられている。図23に明らかなように、蓋96の中央部には点検窓99が開口され、これを通して残量計81が見え、かつ押しボタン82を操作可能になっている。
【0074】
バスケット53の底板102は、キャリヤフレーム52に設けられたクロスプレート103上へ重ねられ、下方よりボルトでキャリヤフレーム52上へ固定される。側面視略L字形に屈曲しているキャリヤフレーム52の上下方向部分である上部枠106には取付板105が設けられている。
【0075】
上部枠106の左右には係合ピース107の各一端がボルト止めされ、その他端はフック部108をなし、この部分がバスケット53の縦線109に係合してバスケット53の上部を固定している。これにより、図22、23に示すように、バッテリユニット全体はバスケット53内の背面へ添って上下へ長く取付けられ、バスケット53の容量をあまり制約しないようになっている。
【0076】
図30はカードリーダ60とバッテリ収納ボックス54Aの取付構造を示す図であり、バッテリ収納ボックス54Aは予め前後方向から合わさるように2分割されている。一方、カードリーダ60の取付面は、前後に合わせられたバッテリ収納ボックス54Aの一側を嵌合する凹部110が形成され、かつ,凹部110を囲む前後の縁部111がバッテリ収納ボックス54Aの前後の壁面へ重なり、ここでスクリュー112により一体化される。こうして、バッテリ収納ボックス54Aの前後に分割された部分は、カードリーダ60の取付けと同時に一体化できる。
【0077】
図31は上バンド90によるバッテリ収納ボックス54Aの取付構造を詳細に示す図であり、上バンド90のカードリーダ60側における屈曲した端部113には、通し穴114とウェルドナット115が設けられ、上バンド90とは別にバッテリ収納ボックス54Aの背面側へ当接された背面上バンド116の屈曲した端部117と重ねられ、この端部117に形成されている通し穴118と取付板105に形成されている通し穴119を一致させて、ボルト120を背面側から通してウェルドナット115と締結することにより一体化される。なお、上バンド90の反対側の端部は下バンド91と同じであり、後述する。
【0078】
図32は、下バンド91側の取付構造を詳細に説明する図であり、バッテリ収納ボックス54Aの背面側には背面下バンド121が当接され、その一側部は断面クランク状をなして互いに反対方向へ屈曲し、この一部に取付板105側へ突出して直角に曲がった取付脚122が形成され、ここに通し穴123とウェルドナット124が設けられる。この通し穴123は取付板105の通し穴119に対応しており、ここでボルト120により背面側から取付板105上へ固定される。
【0079】
さらに、前記クランク状に屈曲する他の部分は取付脚122と逆方向に屈曲する取付端125が設けられ、ここに通し穴126が設けられるとともに、この部分は予めバッテリ収納ボックス54Aの側面一部に形成された凹部127内へ入り込んでいる。一方、下バンド91の一端部130も同様に屈曲し、かつ通し穴131が設けられるとともに、バッテリ収納ボックス54Aの凹部132内へ入り込み、バッテリ収納ボックス54の縁部に設けた通し穴133と各通し穴126、131を一致させて前方からボルト92を通し、後方からナット134で締結している。この取付構造は上バンド90の同側端部の取付構造と同じである。
【0080】
下バンド91の他端部136は、カードリーダー60の下部へ一体に形成されたロック部135の一側面へ重なり、スクリュー137で取付けられる。背面下バンド121の同側端部は略コ字状に形成され、一部がロック部135の他側面へ重なる取付部138をなしてスクリュー139で取付けられる。他の部分は取付板105側へ突出する屈曲部140をなし、ここに通し穴141とウェルドナット142が設けられ、通し穴141を取付板105の通し穴119と一致させて、ボルト120で締結される。
【0081】
図33はバッテリロックをなすロック部135の構造を詳細に説明する図であり、ロック部135の上部にはバッテリロック用ソレノイド70が設けられ、通常はアクチュエータロッド142を引き上げることにより、軸143を中心にロック爪144を図の反時計回り方向へ回動させ、バッテリ収納ボックス54Aの側部に形成した図示しない穴からバッテリケース54の側部に設けられた前記ロック凹部86(図2,図3)へ係合させることによりバッテリ55の取り外しを不能にしている。
【0082】
符号145、146は下バンド91の端部136および背面下バンド121の取付部138にそれぞれ設けられた通し穴である。このようにロック部135を下バンド91と背面下バンド121へ直接取付けたことにより、ロック部135をキャリヤフレーム52へ強固に取付けることができる。
【0083】
図34は、パーキングロック56の詳細を示す断面図である。このパーキングロック56はロッカー151をケース150内外へ出入自在に設け、スプリング152で後退方向(前輪34を基準とする図の実線状態、仮想線は突出状態)へ付勢する。
【0084】
一方、ロックプレート154を軸153を中心に回動自在に設け、その一端部に切り欠き状の係合部155を設ける。ロックプレート154の他端部はストップ突起156をなし、このストップ突起156はケース150へ出入り自在に取付けられた押しボタン157により押し込まれるようになっている。
【0085】
ケース150内に設けられたパーキングロック用ソレノイド71のアクチュエータロッド160が突出している状態(図の実線状態)では、ストップ突起156がアクチュエータロッド160のストップ端部161へ当接して大きく回動できないようになっている。パーキングロック用ソレノイド71は電気コード162を介してカードリーダ60へ接続されている。
【0086】
ロッド状をなすロッカー151には、その押し込みと一体に移動するロックピン158が設けられ、ロッカー151を押し込んで先端が前輪37のスポーク57と係合する位置まで突出すると、仮想線のように係合部155と係合して、ロッカー151の戻りを規制する。
【0087】
したがって、ロッカー151を押し込んでロックピン158を係合部155へ係合させるとロック状態となり、ロッカー151が前進して前輪34のスポーク57とに当接して前輪37の回転を不能にする。なお、ロッカー151の手動操作側端部151aは折り曲げ式になっており、解錠時は折り曲げられている。
【0088】
IDカード2をカードリーダ60へ挿入することにより、パーキングロック用ソレノイド71を動作させてアクチュエータロッド160を後退させると、押しボタン157を押し込むことによってストップ突起156を大きく移動させることが可能になる。したがって、ロックプレート154が軸153を中心に反時計回り方向へ回動し、係合部155がロックピン158から外れてフリーになるので、ロッカー151はスプリング152に押し戻されて解錠状態となる。
【0089】
次に、本レンタルシステムに使用する電動アシスト式自転車のアシスト駆動機構を説明する。図35はパワーユニットの縦断側面図、図36は歯車列を示す同断面図、図37はフランク軸の要部断面図、図38はスライダインナーとクラッチ内輪200の係合状態を示す図である。
【0090】
パワーユニット37のケーシング44は、左ケーシング半体205と、該左ケーシング半体205と結合されてその間に第1収縮室207を形成する右ケーシング半体206と、左ケーシング半体205との間に第2収納室208を形成して左ケーシング半体205に結合されるカバー209とから成り、カバー209の左ケーシング半体205への結合面にはゴム製のガスケット210が装着される。
【0091】
クランク軸46は、その大部分を第1収納室207内に配置するようにしてケーシング44に回転自在に支承されるものである。すなわち、クランク軸46の右端部は、ボールベアリング211を介して右ケーシング半体206に支承された動力伝達部材としての回転筒体212の内周にローラベアリング213によって支承され、クランク軸46の左端部は、ボールベアリング214によって左ケーシング半体205に支承される。回転筒体212に結合される駆動スプロケット47は右ケーシング半体206の右側方に配置される。
【0092】
クランク軸46の左右両端のペダル45による踏力は、動力伝達手段215を介してクランク軸46から駆動スプロケット47に伝達される。ケーシング44には、モータ36が取付けられており、このモータ36の出力はペダル45による踏力を補助すべく減速ギヤ列216を介して駆動スプロケット47に伝達される。
【0093】
クランク軸46の動力を駆動スプロケット47に伝達するための動力伝達手段215は、第1収納室207内に配置されるものであり、クランク軸46に連結されるトーションバー217と、回転筒体212およびトーションバー217間に設けられる第1の一方向クラッチ218とで構成される。
【0094】
図37にも示すように、クランク軸46には、その軸線に沿って延びるスリット219が設けられており、トーションバー217は、スリット219内に回転自在に嵌合する円柱状の軸部220と、該軸部220の車体左側の端部から両側方に突出する腕部221aと、軸部220の車体右側の端部から両側方に突出する腕部221bとを有して、前記スリット219に装着される。
【0095】
トーションバー217の一方の腕部221aは、スリット219の左右内壁面219a,219bに密に嵌合してクランク軸46に一体に結合される。またトーションバー217の他方の腕部221bは、前記左右内壁面219a,219bとの間に隙間α、αを形成してスリット219に遊嵌されており、トーションバー217の軸部220は、腕部221bが前記隙間α、α分だけ遊動する範囲で捩れ変形することができる。
【0096】
第1の一方向クラッチ218は、相対回転自在としてクランク軸46を同軸に囲繞するリング状のクラッチ内輪200と、該クラッチ内輪200を同軸に囲繞するクラッチ外輪としての回転筒体212と、クラッチ内輪200の外周に枢支されるとともに環状のスプリング202で拡開方向に付勢された複数、たとえば4個のラチェット爪201とを備え、クラッチ内輪200の内周に設けられた一対の凹部200a、200aにトーションバー217の腕部221bの両端が嵌合され、回転筒体212の内周には、前記各ラチェット爪201を係合せしめるラチェット歯203が形成される。
【0097】
このような第1の一方向クラッチ218によれば、ペダル45を踏んでクランク軸46を正転させると、クランク軸46のトルクがトーションバー217、第1の一方向クラッチ218および回転筒体212を介して駆動スプロケット47に伝達されるが、ペダル45を踏んでクランク軸46を逆転させたときには、第1一方向クラッチ218がスリップしてクランク軸46の逆転が許容される。
【0098】
ところで、ペダル45からクランク軸46へ軸回りに図37の矢印a方向へトルクが入力されたとき、後輪39の負荷が回転筒体212およびラチェット爪201を介して伝達されるクラッチ内輪200が、前記矢印a方向のトルクに対して抵抗するため、トーションバー217の腕部221bがクランク軸46に対して逆(矢印b)方向に捩じれて相対回転する。その結果、クランク軸46およびクラッチ内輪200との間に、クランク軸46に入力されたトルクに応じた相対回転が生じることになる。
【0099】
クランク軸46の外周に、スライダインナー222が相対回転不能かつ軸方向相対移動可能に支持されており、このスライダィンナー222の外周には、複数のボール223を介してスライダアウター224が相対回転自在に支持される。
【0100】
図38に示すように、第1の一方向クラッチ218におけるクラッチ内輪200のスライダインナー222側の端面には凹状のカム面200bが設けられ、スライダインナー222には、該カム面200bに係合する凸状のカム面222aが設けられる。
【0101】
左ケーシング半体205に支点ピン240を介して基端部が揺動可能に支承された検出レバー225の中問部が、前記クラッチ内輪200とは反対側からスライダアウ夕一224に当接される。一方、前記検出レバー225とともにトルク検出手段STを構成するストロークセンサ226が左ケーシング半体205に取付けられており、該ストロークセンサ226の検出子に前記検出レバー225の先端が当接される。
【0102】
さらに検出レバー225および左ケーシング半体205間にはばね227が縮設されており、検出レバー225が該ばね227のばね力によりスライダアウター224に弾発的に当接され、スラィダアウター217およびスライダインナー222は、クラッチ内輪200側に向けて付勢される。
【0103】
ペダル45からクランク軸46へのトルク入力に応じて、トーションバー217に捩れが生じると、スライダインナー222がクラッチ内輪200に対して相対回転し、スライダインナー222のカム面222aがクラッチ内輪200のカム面200aに押付けられる。その結果、スライダインナー222がばね227のばね力に抗してクランク軸46の軸線に沿って摺動する。
【0104】
スライダインナー222とともに移勤するスライダアウター224で押された検出レバー225が支点ピン240を中心として揺動することにより、ストロークセンサ226の検出子226aが押圧される。この検出子226aのストロークは、トーションバー217の捩れ量、すなわちペダル45から入力される入力トルクに比例するものであり、トルク検出手段STで入力トルクが検出されることになる。
【0105】
モータ36の動力を駆動スプロケット47に伝達するための減速ギヤ列216は、第2収納室208内でモータ36の軸230に固着された駆動ギヤ231と、第2収納室208内で第1アイドル軸232の一端に固着されて前記駆動ギヤ231に噛合される特定ギヤとしての第1中間ギヤ233と、第1収納室207内で第1アイドル軸232に一体に設けられる第2中間ギヤ234と、第2中間ギヤ234に噛合される第3中間ギヤ235と、第3中間ギヤ235と同軸に配置される第2アイドル軸236と、第3中間ギヤ235および第2アイドル軸236間に設けられる第2の一方向クラッチ237と、第1収納室207内で第2アイドル軸236に一体に設けられる第4中間ギヤ238と、駆動スプロケット47が結合されている回転筒体212に一体に設けられるとともに第4中間ギヤ238に噛合される被動ギヤ239とを備える。
【0106】
第1アイドル軸232は、モータ36の軸230と平行な軸線を有するものであり、右ケーシング半体206および第1アイドル軸232間にボールベアリング241が、また左ケーシング半体205および第1アイドル軸232間にボールベアリング242が介装される。第2アイドル軸236は第1アイドル軸232と平行な軸線を有するものであり、右ケーシング半体206および第2アイドル軸236間にボールベアリング243が、また左ケーシング半体205および第2アイドル軸236間にボールベアリング244が介装される。
【0107】
モータ36の作動に伴なうトルクが減速ギヤ列216により減速されて駆動スプロケット47に伝達されるが、モータ36の作動が停止したときには、第2の一方向クラッチ237の働きにより第2アイドル軸236の空転が許容され、ペダル45の踏力により駆動スプロケット47の回転が妨げられることはない。
【0108】
この電動アシスト式自転車を走行させるべく利用者がペタル45を踏むと、クランク軸46の動力が動力伝達手段215を介して駆動スプロケット47に伝達され、チェーン49および従動スプロケット48を介して後輪39に動力が伝達されることになる。同時に入力トルクと図示しない車速センサからの速度情報とに基づいてアシストコントローラ50がモータ36のデューティコントロールを行い、アシスト力を制御する。
【0109】
次に、バッテリ交換機8について説明する。図39はバッテリ交換機8の構成ブロック図であり、制御パート301、メカパート302、操作パート303、充電パート304および通信手段335で構成される。制御パート301に設けられる制御ユニット305は、ECUからなる中央処理装置330を有する。中央処理装置330に設けられた人間インターフェイスには、操作パート303の人検知センサ310、カードリーダ313、バッテリスロット315内のアンテナ部318、ディスプレイ314およびスピーカ312が接続されている。
【0110】
また、メカパート302には20個のバッテリボックス306が設けられる。中央処理装置330のバッテリインターフェイスには、各バッテリボックス306毎に設けられたコネクタ317、ロック装置331のソレノイド、インジケータ307、ならびにドア308のドアスイッチ332およびドアロック333が接続される。さらに、中央処理装置330の充電器インターフェイスには充電器340が接続されている。
【0111】
充電器340はバッテリボックス306の数の半分である10個が設けられ、切替ユニット341により、20個のコネクタ317のうち10個へ選択的に接続されるようになっている。このようにして、重量物である充電器340の数を実際の稼働率に適合させて半減でき、装置全体を小型軽量化できる。なお、中央処理部330に集められた情報は記憶部334へ蓄えられ、通信手段335により中央管理装置1(図1)へ通信される。
【0112】
図40はバッテリ交換機8における制御系のブロック図である。バッテリ交換機8は通信部335を介して中央管理装置1および受付ステーション5に接続される。中央処理部330には、カードリーダつまりIDカード読込・書込部313、および記憶部334、バッテリ充電制御部336、バッテリボックス制御部337、ならびにバッテリスロット315のアンテナ部(ID検出部)318が接続される。
【0113】
記憶部334はバッテリ交換機8で処理される各種データを記憶する。バッテリ充電制御部336には、各充電器340が接続されており、バッテリ55の充電処理、充電状態の検出等の制御が行われる。バッテリボックス制御部337は、バッテリ55を収容するバッテリボックス306の動作制御を行い、ロック装置331のソレノイドやインジケータ307ならびにドアロック333を制御する。バッテリスロット315のID検出部318は、バッテリバッテリ55の情報チップ85と通信して、この情報チップ85が有するID情報等のバッテリ固有情報を読み出す。
【0114】
図41はバッテリ交換機8の動作を示すフローチャートである。利用者がバッテリ交換機8の前に立つと人検知センサ310がこれを検出し(S100)、ディスプレイ314とスピーカ312によりガイダンスを開始し(S101)、例えば、「いらっしやいませ。使用済みのバッテリをバッテリスロットへ入れ、IDカードをカードリーダへ入れて下さい。」という音声案内を行う。
【0115】
IDカード2をカードリーダ313へ差し込むとそのID情報を読み取る(S102)。続いて、バッテリスロット315内のID検出部318により、返却されたバッテリ55の識別番号および固有情報を読み取る(S103)。ステップS104では読取ったバッテリ識別番号のチェックを行う。
【0116】
識別番号から異常を判別した場合は、受付拒否表示としてディスプレイ314とスピーカ312とで使用が不可能な理由を伝える(S105)。この場合は、バッテリの交換サービスは提供されず、システムとは無間係であるとして当該バッテリは返却される。
【0117】
識別番号から問題のないバッテリであること(例えば盗難バッテリでないこと)がわかると、利用する手順を更にディスプレイ314とスピーカ312で利用者に伝えるための手順に移る。まず、多段に配列されている交換用バッテリ55の中から、フル充電済みまたは残量が70%以上の使用可能なバッテリ55のバッテリボックス306をディスプレイ314、スピーカ312、およびバッテリボックス306上のインジケータ307の点灯で知らせる(S106)。なお、これらすべてで知らせることはなく少なくとも1つで知らせられればよい。例えば、「ドアを開けて2番目のバッテリボックスのバッテリをお取り下さい」という音声案内を行う。
【0118】
ステップS107では、交換するバッテリ55のバッテリ識別番号を記憶する。続いてドアロックを解除し(S108)、ロック装置331を作動させてバッテリ55のロックを解除する(S109)。なお、ステップS106は、ステップS109の直後であってもよい。
【0119】
利用者によりバッテリボックス306からバッテリ55が抜き出されたら、例えば「使用済みのバッテリを入れて下さい」という音声案内を行う(S110)。音声案内等に応答して返却バッテリ55がバッテリボックス306内へ入れられると、バッテリをロックし(S111)、ドア308を閉じるよう音声等で指示する(S112)。ドア308が閉じられるとこれをロックし(S113)、例えば「ご利用ありがとうございました。新しいバッテリをバッテリ収納ボックスへ入れて下さい」と音声案内し(S114)、充電を開始する(S115)。
【0120】
バッテリ交換機8は、その後完了処理を行う(S116)。すなわち、返却された使用済みバッテリ55の返却日時、充電回数等、充電するための固有の電気的データ情報を記憶する。この電気的データ情報は新しいバッテリのIDとともにIDカード2へ書き込まれて返却され、さらに通信回線9を介して中央処理装置1に伝送される。このときバッテリ55の使用量または残量を伝送してもよい。
【0121】
バッテリ自体に通信手段を設け、このバッテリ内の通信手段へバッテリ交換機8から電源を供給し、通信を行ってもよい。また、中央処理装置1からデータ情報に対応する電気的処理方法の情報を受け、受けた情報の情報命令に従って電気的処理を行うとともに電気的処理を行った結果のデータ情報を、再度通信回線9を介して中央処理装置1に伝送する。
【0122】
使用した車両を返却する場合には、利用者は、電動車両7を駐車場6に返却し、メインスイッチ58を切ってから、IDカード2を抜き取り、パーキングロック56を施錠する。パーキングロック56の施錠は随時手動で行うことができるので、IDカード2を抜き取る前でもよい。このとき、カードリーダ60において、車両の走行距離、バッテリ消費量等のデータをIDカード読込書込部27を介してIDカード2に書き込むことができる。次いで、IDカード2を受付ステーション5のIDカード読込・書込部16に置き、あるいは挿入する。受付ステーション5は、車両の返却およびバッテリの交換を確認し、IDカード2のデータを更新する。
【0123】
IDカード2により、バッテリロック用ソレノイド70およびパーキングロック用ソレノイド71を作動させ、バッテリ55のロックの解除とパーキングロック56の解除を電気的に行える。そのため、従来の機械式ロック機構と異なり、バッテリのロックであるロック部135とパーキングロック56とを機械的な連係をせずに個々に独立させて設けることができ、バッテリ55の搭載位置およびパーキングロック56の構造等の選択における自由度が増し、様々な形態の電動車両に対して適用可能になり、汎用性が増す。また、機械式ロック機構と異なり、手動で解錠する必要がないので、停車後即座に電動車両から離れることができるようになり、操作性が向上する。
【0124】
さらに、IDカード2にレンタル情報を記憶可能にしたので、利用者は、機械式キーを要さずにIDカード2のみで電動車両7を使用できる。このため、利用者にとって利便性が向上するだけでなく、レンタルサービス提供側もキーの貸出・返却手続きを省略できる。したがって、管理が容易になり、レンタルシステムの運営を効率的かつ円滑なものとすることができる。
【0125】
そのうえ、IDカード2にレンタル車両番号、借り出しバッテリ番号、利用日、時間の各データが記憶されるので、レンタル利用者に対する課金や、車両およびバッテリの保守をIDカード2で行えるようになる。しかも、IDカード2のみにより、バッテリ交換機8を利用して充電済みバッテリを交換できるようになり、バッテリ交換を手軽にできるようになる。
【0126】
次に、バッテリ交換機8の具体的構造例を説明する。図42は、バッテリ交換機8の正面図、図43はその右側面透視図、図44は左側面透視図である。バッテリ交換機8のケース300は、縦長に設けられ、上部に制御ユニット305が設けられる。中間部大部分にバッテリボックス306が横4列縦5段に設けられ、それぞれは前方へ向かって開放され、各入口上部にインジケータ307が設けられている。これらのバッテリボックス306は、全体が1枚のドア308で開閉される。
【0127】
ドア308はバッテリ交換機8の正面一側へ寄せて設けられ、ケース300前面のドア308が設けられない他側部には操作関連部が設けられる。この部分は上から下へ向かって順に人検知センサ310、携帯無線電話機311、スピーカ312(図43)、カードリーダ313、ディスプレイ314、バッテリスロット315が設けられている。ケース300前面のバッテリボックス306上方には、蛍光灯などの照明機器316が設けられる。
【0128】
携帯無線電話機311はバッテリ交換機8が故障したときなど、管理者と連絡を取るときに使用される。スピーカ312は操作方法の音声ガイダンス等に使用され、また、トラブル時に警報音を発生するために使用される。カードリーダ313はIDカード2を挿入して格納情報等を読み書きする部分である。ディスプレイ314は光ガイダンス式パネルで構成される。したがって操作は音と光によりガイドされるようになっている。
【0129】
各バッテリボックス306はバッテリ55の形状に合わせて奥行の深い穴になっており、その底部にはコネクタ317が設けられ、バッテリ55を挿入するとコネクタ317と接触して充放電可能になっている。バッテリボックス306の穴の形状はさらに後述する。
【0130】
図43および図44に明らかなように、各バッテリボックス306は上下でバッテリ55の挿入角が変わっており、本実施例では上3個と下2個がそれぞれ挿入角の同じ組をなし、上の組よりも下の組の挿入角が大きくなっている。ただし、このような組の分け方は任意であり、また組分けせず、個々のバッテリボックス306を下段から上段へ向かって、徐々に挿入角θ(水平に対する角をいうものとする)に小さくなるように設定することもできる。
【0131】
このように、バッテリ挿入口であるバッテリボックス306を下向きに傾ける手段を設けることによりバッテリ55の出し入れを容易にできる。また、上下でバッテリボックス306の傾きを変化させたので、利用者の出し入れ作業の実際に適合させて各バッテリボックス306毎に最も出し入れがスムーズになるような挿入角を設定できる。そのうえ、各段のバッテリボックス306を全て平行に設ける場合よりもバッテリ交換機8の上下方向又は前後方向のスペースを短くしてコンパクト化できる。
【0132】
また、下側のバッテリボックス306を上側よりも下向きに大きく傾けたので、バッテリ55を片手で持ってバッテリボックス306へ抜き差しするとき、最も手首への負担の少ないようにでき、人間工学的に適正な操作が可能になり、バッテリ55の出し入れをスムーズにでき、少ない労力で最も出し入れし易い設定になる。
【0133】
さらに、バッテリ55のハンドル80を可動にしたので、上下方向の高さの異なるバッテリボックス306へバッテリ55を出し入れする場合でも、ハンドル80を持つ手首の角度をそれほど変化させずに他方の手でバッテリ55の先端を上下左右へ振れば、バッテリ55の先端側は軸87を中心に上下へ任意に回動でき、バッテリボックス306の挿入角度へ容易に合わせることができる。
【0134】
バッテリスロット315はバッテリ55のIDを識別するためのものであり、制御パート301の側方へ一つだけ設けられる。バッテリスロット315はバッテリボックス306の最下段とほぼ同じ高さに設置し、かつバッテリボックス306の最下段のものと比べてさらに挿入角が大きくなるように構成する。バッテリスロット315の内部にはバッテリ55の情報チップ85(図2,図3)から識別情報を取得するバッテリスロットアンテナ部318つまり情報認識手段としてのID検出器が設けられている。
【0135】
充電パート304(図39参照)は充電用のAC/DCコンバータ320と、直流昇圧用のDC/DCコンバータ321で構成されている。充電パート304は発熱により高温になるため、仕切板322で上方部分と区分され、一側にフィルタ323を有する吸気口324を設け、他側に排風ファン325を設けることにより、内部に外気を通り抜けさせて換気している。
【0136】
また、バッテリスロット315の側方にも、同様のフィルタ326を有する吸気口327を設けてあり、上部の制御ユニット305の左右両側には排風ファン328、328を設けてある。さらに、バッテリボックス306の一側(本実施例では右側)に、各段毎の送風ファン329を上下1列に設けてある。
【0137】
これにより、バッテリスロット315下部近傍の吸気口326から内部へ入った外気は、送風ファン329により各段のバッテリボックス306を一側から他側へ向かって流れながら、充電により発熱している室内を冷却する。この冷却風はその後、上部に向かって排風ファン328に引かれて上方へ流れ、制御ユニット305を冷却して外部へ排出される。したがって、充電により高温になりがちなケース300内を冷却し、特に熱に弱い制御ユニット305等の電子部品の高温化を防止できる。
【0138】
なお、バッテリのID読取部であるバッテリスロット315は、10個の充電器340で共用できるように単一としたので、バッテリ交換機8を小型化、かつ安価にできる。また。バッテリスロット315をメカパート302および充電パート304と別にすることにより、これらの充電関連部による熱影響を受けにくくなる。同様に、返却部であるバッテリボックス306とバッテリスロット315を別々に設け、20個のバッテリボックス306で単一のバッテリスロット315を共用したので、バッテリ交換機8を小型、かつ安価にできる。
【0139】
次に、前記バッテリボックス306の穴形状を説明する。図45(a)は大容量(例えば8Ah)のバッテリを挿入したバッテリボックスの断面図、図45(b)は中容量(例えば6Ah)のバッテリを挿入したバッテリボックスの断面図、図45(c)は小容量(例えば4Ah)のバッテリを挿入したバッテリボックスの断面図である。これらの図に示すように、容量違いのバッテリを受入可能にするため、予定される最大容量のバッテリ55の寸法に合わせて、バッテリボックス306の穴つまり開口306Aの形状を決定している。すでに述べたように、バッテリ55の容量はバッテリセル84の長さで対応しているため、容量違いのバッテリ55であっても、バッテリボックス306の穴306Aの形状は一定であり、すべての容量のバッテリに対応できる。すなわち、大容量のバッテリ55が挿入されたときには、穴306Aの全体が塞がれるが(図45(a))、中容量および小容量のバッテリ55が挿入されたときは、穴306Aとバッテリ55との間にはバッテリセル84の高さ方向にギャップが残る(図45(b)(c))。
【0140】
バッテリ55の電極部83a,83bの位置はバッテリ55の高さ方向(バッテリセル84の長さ方向)中央部に設けたので、これに合せてバッテリボックス306内のコネクタを設定すれば、予定されるすべての容量のバッテリ55に対して、バッテリボックス306は共用できる。
【0141】
次に、バッテリの有するID情報など固有情報の処理に関する他の実施形態を説明する。この実施形態はバッテリ単独のレンタルシステムへも展開可能にしたものである。但し、バッテリ交換機8側の構造は同じものを使用するので共通部分には同符号を用いる。
【0142】
図46は、バッテリ交換機8におけるバッテリの固有情報処理に関するブロック図である。バッテリ交換機8は、制御手段340と通信手段335とを備える。制御手段340は、情報認識手段350と情報発信手段360とを備える。情報認識手段350は、非接触式のデータ通信装置、具体的にはバッテリスロット315であり、これによりバッテリ55の記億情報にアクセスすることができる。情報認識手段350はバッテリ55内の通信手段と情報を双方向に伝送し、バッテリ識別番号をチェックをしてバッテリ55が正常なレンタル状態かどうかを調べる。情報認識手段350は、バッテリ55が正常なレンタル状態であると認識すると、バッテリ55に記億された利用者のレンタルID、最新レンタル年月日時、更新日、現在の残量等のリード信号Srを読み取り、これらの情報およびデータの認識信号Sdを情報発信手段360に供給する。
【0143】
更に、情報認識手段350は、賃出し用の賃出バッテリ55に対し、最新レンタルの年月日時、バッテリ残量等をライト信号Swにより貸出バッテリ55に書き込み、これらの情報およびデータの認識信号Sdを情報発信手段360に供給する。貸出し前には、そのバッテリの識別番号、バッテリ残量、その他バッテリの使用履歴等をリード信号Sr,Ibから読み取り、情報発信手段360に認識信号Sd,Isを供給する。
【0144】
情報発信手段360は、LCD,CRT,LED,EL等のディスプレイ314と、スピーカ312と、バッテリボックス306の上部にLED,ランプ等で表示するインジケータ307とに信号Ds,Ss,Fsをそれぞれ供給する。表示信号Dsはディスプレイ314に供給し、音声信号Ssはスピーカ312に供給し、点滅信号Fsはインジケータ307に供給する。
【0145】
情報認識手段350は、バッテリ55内の記億手段に記憶されている当該バッテリの使用履歴のデータをも読み取る。また、端子コネクタ(図示せず)を備え、バッテリ55の電気的特性の測定と充電を行う。情報認識手段350は、バッテリ55の端子83a,371,83b(図47参照)等に対応する端子コネクタからバッテリ残量等を代表する電池信号Ibを得る。そして、この電池信号Ibに応答してバッテリ55の端子83a,83bに対応する端子コネクタからチャージ信号Cbを送出し、充電に必要な処理を行う。情報認識手段350は、バッテリ温度、記億手段55Aの記億情報などのバッテリ55の固有情報を電池信号Ibから得て、バッテリ55から読み取った固有情報を情報信号Isとして情報発信手段360に供給する。
【0146】
バッテリ交換機8の通信手段335は、変調回路、クロック回路、発信回路およびフォトカプラ等で構成した、例えばモデムのような双方向性の伝送器からなり、情報認識手段4からのリード信号Srや電池信号Ibからなる情報信号Mtを変調し、例えば、パルス信号等として送信信号Csを通信回線9を介して中央処理装置1に供給する。
【0147】
また、中央管理装置1から通信回線9を介して供給される、例えばパルス信号等の受信信号Bsを復調して処理信号Mrを制御手段3407に供給する。この処理信号Mrに基づいて、制御手段3407内の情報認識手段350はバッテリ55にチャージ信号Cbを供給する。一方、所定期間内の充放電回数が余りに多い場合は、当該バッテリ55の充電を行わないようにしてもよく、または当該利用者にバッテリ55のレンタルサービスを行わないようにしてもよい。
【0148】
中央管理装置1は、バッテリ交換機8でのデータについて送信信号Csを通信回線9を介して受け、必要なデータについての受信信号Bsを通信回線9を介してバッテリ交換機8に供給する。中央管理装置1は、コンピュータを備えて集中管理を行い、利用者、レンタルバッテリ、バッテリ交換機8、バッテリ55の充電のための測定と実行命令、バッテリ寿命、使用料金の徴収等の管理を行う。中央管理装置1は、利用者のID、貸出バッテリの識別番号および貸出時の残量、返却時の残量、使用量、住所、年齢、電話番号、性別、契約口座、レンタル回数、使用料金等をレンタル者の情報としてデータベース管理を行う。中央管理装置1は、バッテリの売上、利用回数、充放電回数、充電日時、充放電量とこれらのデータからの寿命および交換の要否等のバッテリのデータベース管理を行う。その他、各バッテリ交換機8の稼働率および回転率、利用者の行動範囲およびパターンにより利用実態と今後の事業展開等のデータを管理する。
【0149】
バッテリ55の端子83b,407,83aは、それぞれ電源供給用プラス端子、電気測定用端子、電源供給用マイナス端子である。電気測定用端子407は複数の端子から構成してもよい。記億手段55Aは、バッテリ55の識別番号および固有情報を記憶する。固有情報は、返却日時、充放電回数、レンタル日時(貸出日時)、バッテリ温度、バッテリ残量のデータ等からなる。バッテリ識別番号は、製造番号および製造年月日等からなる。
【0150】
なお、固有情報にバッテリ識別番号やレンタルIDを含めてもよい。バッテリ55の固有情報は、電気測定用端子407を介した情報発信手段360と通信手段335との通信により、バッテリ交換機8に供給される。電源供給用プラス端子83bと電源供給用マイナス端子83aを用いて、バッテリ残量の測定や充電が行われる。バッテリ55の側面にバーコードを張リ付け、無人パワーステーション(バッテリ交換装置)8にバーコードリーダを備えて、バッテリ55を識別するための情報を更に付加してもよい。
【0151】
図47は、バッテリ55の簡易構成図である。バッテリ55は、制御回路55C、バッテリ本体55B、温度センサ55D(サーミスタ405)、記憶手段55A、送受信部55E、およびフューズ55F(フューズ404)を備える。さらに、電源供給用プラス端子83b、電気測定用端子407、および電源供給用マイナス端子(接地用端子)83aを備える。
【0152】
電源供給用プラス端子83bは、フューズ55Fを介して制御回路55Cおよびバッテリ本体55Bに接続される。バッテリ本体55Bは、繰り返し充電が可能なニッケル−カドミウム電池等からなる。制御回路55Cは複数個のLEDまたはバーグラフメータを備え、バッテリ本体55Bのバッテリ残量を検出して、前記LEDまたはバーグラフメータで表示すると共に、バッテリ残量を示す残量検出信号を送受信部55Eに供給する。制御回路55Cは、バッテリ本体55Bの異常を検出して、異常検出信号を送受信部55Eに供給する。バッテリ本体55Bのマイナス端子83aは制御回路55Cに接続され、制御回路55C内のショート用抵抗(シャント抵抗)を介して電源供給用マイナス端子83aに接続されている。
【0153】
記億手段55Aは、バッテリ55の使用履歴を記憶するメモリ55AJと、バッテリ識別番号を記憶するメモリ55AIとを備える。メモリ55AJは使用履歴として、返却日時、一定期間内の充放電回数、およびレンタル日時(貸出日時)をそれぞれ単独でまたは組み合わせで記憶する。記憶手段55Aは、メモリ55AJまたはメモリ55AIに固有情報(残量(貸出し時残量、現在の残量)、充放電回数、使用回数等)をも記憶するようにしてもよい。
【0154】
制御回路55Cは、バッテリ本体55Bの端子間電圧を監視して、バッテリ本体55Bが充電されたことを検出すると、フル充電を示す充電検出信号をメモリ55AJに供給する。メモリ55AJは、充電検出信号を受けたことを記憶する。温度センサ55Dは、バッテリ本体55Bの温度を検出して、その温度検出信号を送受信部55Eに供給する。記億手段55Aの使用履歴のデータおよびバッテリ識別番号のデータは、送受信部55Eからアクセスできるようになっている。
【0155】
送受信部55Eは、メモリ55AJからの使用履歴のデータ、メモリ55AIからのバッテリ識別番号のデータ、制御回路55Cからの故障検出信号および残量検出信号に基づくデータ、温度センサ55Dからの温度検出信号に基づくデータ等、または記憶手段55Aの記憶情報等を電気測定用端子407を介して、バッテリ55の外部に伝送する。但し、制御回路55Cは、残量検出信号を送受信部55Eに供給しない構成とし、バッテリ残量はバッテリ交換機8で端子コネクタを介して検出する構成としてもよい。
【0156】
図48は、送受信部55Eの簡易構成図である。送受信部55Eは、リレーRY、ダイオ一ドD、ツェナーダイオ一ドZD、抵抗R、電界コンデンサCe、コンデンサC、トランジスタTr、および通信手段55Tとを備えている。リレーRYの共通接点は電気測定用端子407に接続され、リレーRYのブレーク接点は温度センサ55Dに接続され、リレーRYのメーク接点は通信手段55TのQ端子に接続されている。
【0157】
電気測定用端子407には、温度センサ55Dの出力信号が供給される。一方、電気測定用端子407に、外部(例えばバッテリ交換機8)から短時間だけ降伏電圧を超えるプラス電位を与えると、電界コンデンサCeが充電されると共に、通信手段55Tの電源用端子Vに電圧が印加されて通信手段55Tが起動される。
【0158】
電界コンデンサCeを電源としてその充放電を利用し、抵抗RおよびコンデンサCで決まる所定時間だけトランジスタTrをオンすることで、前記所定時間だけリレーRYをオンする。その結果、リレーRYの可動部が移動して温度センサ55Dと電気測定用端子407が遮断され、L電気測定用端子407と通信手段55Tの通信用端子Qが前記所定時間だけ接続される。電気測定用端子407からは、通信手段55Tを介して、記憶手段55Aのデータ(または記憶情報)と制御回路55Cからのデータ(または制御回路55C本体)が、前記所定時間の問にアクセス可能となる。
【0159】
図49は、電動車両用のバッテリの他の例の構成図であり、図47と同符号は同一又は同等部分を示す。このバッテリ55は、通信手段55Tを備え、電気測定用端子407は複数の端子、つまり通信手段55Tの電源供給用の端子55V、通信手段55Tの通信用端子Qに接続された端子55Q、および温度センサ55Dからの温度検出信号を出力する端子55Sを有する。
【0160】
制御回路55Cは、バッテリ残量を示す残量検出信号を通信手段55Tの端子D3に供給する。
【0161】
制御回路55Cは、バッテリ本体55Bの異常を検出して、異常検出信号を通信手段55Tの端子D3に供給する。制御回路55Cは、残量検出信号を通信手段55Tに供給しない構成であってもよい。この場合、バッテリ残量はバッテリ交換機8で端子コネクタを介して検出することができる。
【0162】
温度センサ55Dは、バッテリ本体55Bの温度を検出して、当該温度を示す温度検出信号を端子55Sに出力する。記憶手段55Aの使用履歴のデータおよびバッテリ識別番号のデータは、通信手段55Tからアクセスできるようになっている。
【0163】
通信手段55Tは、メモリ55AJからの使用履歴のデータ、メモリ55AIからのバッテリ識別番号のデータ、制御回路55Cからの故障検出信号および残量検出信号に基づくデータ、温度センサ55Dからの温度検出信号に基づくデータ等または記憶手段55Aの記憶情報を電気測定用端子407(特に端子55Qと端子55S)を介して、バッテリ55の外部に伝送する。例えば、バッテリ交換機8に伝送する構成、または中央管理装置1に直接に伝送する構成としてもよい。
【0164】
以上、本実施形態では、電動車両としての電動アシスト自転車に本発明のバッテリを搭載した例を示したが、本発明はこれに限定されず、充電式バッテリを使用する車両や一般産業用機器、家庭用機器等に広く適用して省スペースに貢献することができる。
【0165】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項1〜請求項7の発明では、バッテリ容量はバッテリセルの長さで対応するようにした。したがって、略直方体のバッテリケースは、収納されるバッテリセルの長手方向に対応する方向の寸法だけをバッテリ容量に応じて設定させればよい。すなわち、残りの部分の寸法は被搭載車両等に適合するように自由に設定できる。例えば、二輪車の電源としてバッテリを搭載する場合に、このバッテリを、シートポストと後輪との間等の狭いスペースを有効に利用し、ホイールベースを大きくすることなく設置できる。
特に、バッテリを充電・交換するためのパワーステーションのバッテリ受入口の形状や接点構造をバッテリ容量に応じて変更することなく、共通化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 シートポストと後輪との間にバッテリを搭載した電動アシスト式自転車の側面図である。
【図2】 バッテリの側面図である。
【図3】 バッテリの一部切り欠き正面図である。
【図4】 バッテリの上面図である。
【図5】 バッテリの底面図である。
【図6】 バッテリの断面図である。
【図7】 大容量バッテリの断面図である。
【図8】 中容量バッテリの断面図である。
【図9】 バッテリの取付け構造を示すパワーユニットの側面図である。
【図10】 バッテリとシートポストとの取付け構造を示す図である。
【図11】 本実施例に係るレンタルシステムの全体の概念図である。
【図12】 そのシステムの基本的な流れを示す図である。
【図13】 IDカードのメモリマップを示す図である。
【図14】 IDカードへ書き込まれる許可フラグを示す図である。
【図15】 受付ステーションを示す斜視図である。
【図16】 受付ステーションの制御系における構成ブロック図である。
【図17】 貸し出し処理までのフローチャートである。
【図18】 利用者の趣味、嗜好データの説明図である。
【図19】 タッチパネルディスプレイの表示例を示す図である。
【図20】 タッチパネルディスプレイの他の表示例を示す図である。
【図21】 レンタルシステムに使用される電動アシスト式自転車の側面図である。
【図22】 フロントバスケットの正面図である。
【図23】 フロントバスケットの平面図である。
【図24】 フロントバスケット各部の組付斜視図である。
【図25】 カードリーダの平面図である。
【図26】 カードリーダの側面図である。
【図27】 カードキーシステムの構成を示すブロック図である。
【図28】 電動車両に設けられている中央処理部の制御系ブロック図である。
【図29】 カードキーシステムのフローチャートである。
【図30】 カードリーダとバッテリ収納ボックスとの取付構造を示す図である。
【図31】 バッテリ収納ボックスの車体側取付構造を示す図(その1)である。
【図32】 バッテリ収納ボックスの車体側取付構造を示す図(その2)である。
【図33】 バッテリロック部の構造を示す分解斜視図である。
【図34】 パーキングロックの構造を示す断面図である。
【図35】 電動アシスト式自転車におけるパワーユニットの縦断側面図である。
【図36】 電動アシスト式自転車におけるパワーユニットの横断側面図である。
【図37】 パワーユニットの要部断面図である。
【図38】 スライダインナーとクラッチ内輪の係合状態を示す拡大図である。
【図39】 バッテリ交換機の構成を示すブロック図である。
【図40】 バッテリ交換機における制御系のブロック図である。
【図41】 バッテリ交換機の動作を示すフローチャートである。
【図42】 バッテリ交換機の正面図である。
【図43】 バッテリ交換機の右側面透視図である。
【図44】 バッテリ交換機の左側面透視図である。
【図45】 バッテリボックスの開口形状を示す図である。
【図46】 バッテリ固有情報の処理に関するブロック図である。
【図47】 バッテリ側情報格納部の構成図である。
【図48】 バッテリの個人情報格納部の構造図である。
【図49】 バッテリの個人情報格納部の他の例の構造図である。
【符号の説明】
1…中央管理装置、2…IDカード、5…受付ステーション、6…駐車場、7…電動車両、8…バッテリ交換機、30…車体フレーム、36…モータ、42…シートポスト、46…クランク軸、54…バッテリケース、54A…バッテリ収納ボックス、55…バッテリ、56…パーキングロック、60…カードリーダ、70…バッテリロック用ソレノイド、71…パーキングロック用ソレノイド、80…ハンドル、83a,83b…電極部、84…バッテリセル、85…情報チップ、135…ロック部、306…バッテリボックス、315…バッテリスロット、318…情報認識手段、413…バッテリ受皿、414…コネクタ部、415a,415b…コネクタ本体、417…バッテリロック、418…バッテリロック用のアーム、419…ロック解除装置、420…キー穴、
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rechargeable battery, and more particularly, to a rechargeable battery suitable for preventing an increase in space for housing a battery, reducing a mounting space on a vehicle or the like, and simplifying management.
[0002]
[Prior art]
A rechargeable battery that is mounted on an electric vehicle and used may be required to have various capacities depending on the travel distance of the vehicle. Such a battery is generally formed by housing a plurality of battery cells in a battery case, and responds to a difference in capacity by changing the size of the battery cell without changing the outer dimensions of the battery case. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-45077 discloses an electric vehicle in which a battery is attached to a main frame of the vehicle, and a battery case that houses the battery is formed in the same external shape.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the above battery, a battery case matched with a large capacity battery cell has to be used even for a vehicle having a small capacity. Therefore, for example, a vehicle that originally has a small capacity has to be provided with a wide mounting space adapted to a large-capacity battery case, which makes it difficult to save space.
[0004]
On the other hand, when a plurality of types of battery case sizes are set in accordance with vehicle requirements, a problem arises that a power station (battery exchange device) must be installed for each battery having a different capacity.
[0005]
An object of the present invention is to provide a rechargeable battery that solves the above-mentioned problems, adapts the battery size to the requirements of an object to be mounted, and can share equipment such as a power station regardless of the battery capacity. And
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a plurality of columnar battery cells, a substantially rectangular parallelepiped battery case that accommodates the plurality of battery cells so that the longitudinal directions thereof are aligned in parallel, and the battery. Connection means for connecting the cells in series, and electrode terminals connected to both ends of the battery cells connected in series and provided in the battery case, the battery cells depending on the battery capacity The length of the battery case is set, and the corresponding dimension in the longitudinal direction of the battery cell is set according to the length of the battery cell to be accommodated, and the electrode terminal is irrespective of the battery capacity, The first feature is that the sensor is provided at a fixed position with respect to the reference position.
[0007]
According to the first feature, the difference in battery capacity corresponds to the length of the battery cell, and other dimensions are fixed to the predetermined dimensions regardless of the capacity. Therefore, the battery case that accommodates the plurality of battery cells may change at least the dimension in the direction corresponding to the length of the battery cell according to the battery capacity. Therefore, other dimensions are adapted to the mounted vehicle or the like. Furthermore, in the first feature, since the position of the electrode terminal is fixed regardless of the battery capacity, the contact structure of the battery-equipped vehicle, power station, or the like can be shared.
[0008]
Further, the present invention is a rechargeable battery having the first feature which is detachably attached to an electric assist type motorcycle and is mounted with the longitudinal direction of the battery case being substantially aligned with the vertical direction. The second feature is that one side dimension of the bottom surface of the battery case in a state where the battery case is fixed is set regardless of the battery capacity. In particular, the rechargeable battery can be disposed between the seat post and the rear wheel. The third feature is that the one side dimension is set so that
[0009]
According to the 2nd characteristic, battery mounting space, such as a to-be-mounted vehicle, can be made small as battery capacity becomes small. Further, according to the third feature, the change in battery capacity can be dealt with in the width direction of the two-wheeled vehicle, and even when the battery capacity is large, it is not necessary to widen the space between the seat post and the rear wheel of the two-wheeled vehicle, and the wheel base is affected. Absent.
[0010]
In the present invention, the cross-sectional shape of the battery case is set to a constant size regardless of the capacity of the battery so that one side is fitted to one side of the substantially rectangular opening for storing the battery of the power station, and the other side is The length of the other side of the opening for battery storage should be set according to the battery capacity, and the electrode terminal fits the connector provided at the bottom of the power station opening regardless of the battery capacity. A fourth feature is that the position is set.
[0011]
Furthermore, the present invention includes a temperature sensor for sensing a battery temperature, and an output terminal of the temperature sensor is provided on the outer surface of the battery case, and the installation position thereof is constant regardless of the battery capacity. There is. Further, the present invention has a sixth feature in that the longitudinal dimension of the battery case is set to be constant regardless of the battery capacity. According to the 4th characteristic-the 6th characteristic, the battery acceptance structure of a power station can be made common regardless of battery capacity, for example.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing an external appearance of an electrically assisted bicycle equipped with a rechargeable battery of the present invention. In FIG. 1, the electrically assisted bicycle 7 includes a body frame 30 that is substantially U-shaped in a side view, and a head pipe 31 is integrally provided at the front end of the body frame 30. A front fork 33 is integrally provided at a lower portion of the handle post 32 that is rotatably supported by the head pipe 31, and a front wheel 34 is pivotally supported at the lower end of the front fork 33. A handle 35 is provided at the upper end of the handle post 32.
[0013]
A power unit 37 having a motor 36 for electric assist is provided below the body frame 30. A rear wheel 39 is pivotally supported between a pair of left and right rear forks 38 extending rearward from the vehicle body frame 30 through the rear upper portion of the power unit 37, and between the rear fork 38 and the rear portion of the vehicle body frame 30, A pair of right stays 40 are provided.
[0014]
Furthermore, a rear portion of the vehicle body frame 30 forms a seat post 42 having a saddle seat 41 at the upper end, and the saddle seat 41 is mounted on the seat post 42 so that the vertical position can be adjusted. A battery 55 is mounted between the seat post 42 and the rear wheel cover 43. The battery 55 includes a plurality of battery cells accommodated in a substantially rectangular parallelepiped battery case, and the battery case is installed on the power unit 37 along the seat post 42 such that the longitudinal direction is substantially vertical. The structure of the battery 55 and the connection between the battery 55 and the power unit 37 will be described in detail later.
[0015]
A crankshaft 46 having pedals 45 at both ends is rotatably supported on the casing 44 of the power unit 37, and a drive sprocket 47 capable of acting an assist force from the motor 36 is fixed to the crankshaft 46. A chain 49 is wound around the sprocket 47 and a driven sprocket 48 provided on the axle of the rear wheel 39.
[0016]
An L-shaped carrier frame 52 is attached to the tip of a bracket 51 provided on the head pipe 31, and a front basket 53 is attached to the carrier frame 52. The parking lock 56 attached to the front fork 33 on the side surface of the front wheel 34 abuts against the spokes 57 of the front wheel 34 when locked, thereby preventing the front wheel 34 from rotating.
[0017]
Next, the structure of the battery 55 will be described. 2 is a side view of the battery 55, FIG. 3 is a partially cutaway front view, FIG. 4 is a top view, FIG. 5 is a bottom view, and FIG. 6 is a cross-section showing the shape of the battery case in a plane perpendicular to the longitudinal direction. FIG. The battery 55 has a substantially rectangular parallelepiped battery case 54 in which a large number of battery cells (unit rechargeable batteries) 84 are accommodated. The battery cells 84 are connected in series using the connection fitting 400 and are covered with the heat shrinkable tube 401 to constitute one assembled battery. One end of the battery cells 84 connected in series is connected to the cable 402, extended along one inner surface of the battery case 54 to one longitudinal end (lower end in FIG. 3) of the battery 55, and one electrode portion (discharge terminal) 83a. It is connected to the. The other end of the battery cells 84 connected in series is connected to the other electrode part (discharge terminal) 83b via the cable 403.
[0018]
When the electrode portions 83a and 83b are mounted at predetermined positions on the electric vehicle 7, they contact a connector (described later) provided on the vehicle side and are brought into conduction. A fuse 404 is provided in the middle of the cable 403. A thermistor 405 for detecting the temperature of the battery is disposed in the gap between the battery cells 84, and the lead wire 406 is connected to a temperature detection contact (output terminal) 407.
[0019]
At the other end in the longitudinal direction of the battery 55 (upper end in FIG. 3), a handle 80 is provided close to one side of the corner portion. The handle 80 is attached to be rotatable about a shaft 87 and is normally biased by a coil spring (not shown) so as to be pressed against the battery 55. A remaining amount meter 81 is provided on the end surface of the battery 55 in the longitudinal direction, and when the push button 82 is pressed, the remaining amount is displayed.
[0020]
A concave portion 408 that is engaged with a hook fitting (described later) provided on the seat post 42 is formed on the upper side surface of the battery 55, and a locking concave portion 86 is formed on the lower side surface of the battery 55. Further, an information chip 85 that stores unique information such as identification ID information of the battery 55 is provided at the center of the side surface of the battery 55.
[0021]
Also in the batteries 55 having different capacities, the diameter of the battery cell 84 is unified to the diameter of the C cell (corresponding to single battery), and the number of the battery cells 84 accommodated in the battery case 54 is also constant. That is, the dimension of the surface of the battery case 54 shown in FIG. 3 is constant without being affected by the difference in battery capacity. The difference in battery capacity is handled by the length of the battery cell 84.
[0022]
FIG. 6 shows a battery with a relatively small capacity, and FIGS. 7 and 8 show the shape of a battery with a larger capacity. As understood from FIGS. 6, 7, and 8, the battery capacity corresponds to the length of the battery cell 84, and therefore corresponds to the height of each battery case 54, that is, the length of the battery cell 84. Although the dimension (H) is different, the width (B) of the battery case 54 is the same regardless of the capacity. A buffer member 410 is disposed between the battery cell 84 and the battery case 54.
[0023]
The electrode parts 83a and 83b are provided at a predetermined (constant) position from the reference surface 409 at the center of the height (H) of the battery case 54, and the distance between the electrode parts 83a and 83b is also constant. Is set to Thus, by making the width (B) of the battery case 54 and the shape and arrangement of the electrode portions 83a and 83b constant, the shape of the electric vehicle 7 and the slot of the power station, that is, the battery 55 receiving port, which will be described later, are common. Can be
[0024]
Next, a structure for mounting the battery 55 on the vehicle 7 will be described. FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part showing a coupling part between the battery 55 and the power unit 37, and FIG. 10 is a cross-sectional view of a main part showing engagement between the upper part of the battery 55 and the vehicle 7. First, in FIG. 9, the casing 44 of the power unit 37 is fixed to the body frame 30 via brackets 411 and 412. In addition, the power unit 37 shows the state which removed the cover.
[0025]
A receiving tray 413 for holding the lower end of the battery 55 is fixed to the upper portion of the casing 44, and a connector portion 414 is provided at the lower portion thereof, and is fixed to the casing 44 together with the receiving tray 413. The connector portion 414 includes connector main bodies 415a and 415b and an insulating cover 416 for housing them. The casing 44 includes an opening for guiding the connector portion 414 into the casing. When the battery 55 is received in the tray 413, the inner shape of the tray 413 is set so that the electrode portions 83a and 83b are in contact with and electrically coupled to the tips (upper ends) of the connector bodies 415a and 415b, respectively. Yes.
[0026]
A battery lock 417 for engaging the locking recess 86 when the battery 55 is mounted at a predetermined position on the front edge of the tray 413 so that the battery 55 cannot be attached to and detached from the box 413 is provided. Is provided. The battery lock 417 includes an arm 418 that is swingable and biased counterclockwise in the figure by a spring (not shown), and a lock release device 419 that rotates the arm 418 in the clockwise direction in the figure. Have. The lock release device 419 has a key hole 420 for inserting a key to rotate the arm 417.
[0027]
With this structure, when the battery 55 is inserted into the tray 413, the arm 418 once rotates clockwise following the lower end corner of the battery case 54, and the tip of the arm 418 gets over the edge of the locking recess 86. The front end of this is fitted into the locking recess 86 and is urged and locked by the spring. When the battery 55 is removed from the tray 413 for charging or the like, the arm 418 is rotated using a predetermined key to release the lock. Once the battery 55 is mounted in the tray 413, the tip of the arm 418 is caught on the inner wall surface of the locking recess 86, so that it does not come off while the vehicle 7 is traveling. Further, since the arm 418 cannot be rotated unless a key is used, it is also effective in preventing theft. One end of a cable 421 is connected to the connector main bodies 415a and 415b, and the other end of the cable 421 is connected to the relay terminal 422. The electric power of the battery 55 is relayed by the relay terminal 422 and supplied to the motor 36 and the board 50A of the control unit for controlling the motor 36.
[0028]
A first idle shaft 423, a second idle shaft (not shown), and a crankshaft 46 are rotatably supported by the housing 44. The large gear 424 of the first idle shaft 423 is engaged with the pinion 425 of the motor 36, and the small gear 426 of the first idle shaft 423 is engaged with the gear 427 supported by the second idle shaft. Further, the gear 427 meshes with a gear (not shown) coupled to the crankshaft 46.
[0029]
Thus, the pedaling force of the pedal 45 is transmitted to the crankshaft 46, and the power of the motor 36 can be transmitted through the gears 425, 424, 426, 427 and the like. The pedaling force of the pedal 45 and the power of the motor 36 are transmitted to the sprocket 47 through the crankshaft 46.
[0030]
In the casing 44, a substrate 50A on which an FET 501 and a CPU 502 constituting a control unit (assist controller) of the motor 36 are mounted is accommodated. Electric power is supplied from the battery 55 to the board 50A through the cable 421, and the board 50A controls the rotation of the motor 36 based on the pedaling force applied to the crankshaft 46.
[0031]
In FIG. 10, a hook metal fitting 428 is fixed to the seat post 42. When the battery 55 is mounted on the tray 413, the tip of the hook metal fitting 428 engages with the concave portion 408 on the battery 55 side, and the upper part of the battery 55 is fixed to the seat post 42 to fix the battery 55. Keep stable. The battery 55 can be detached from the tray 413 of the electric vehicle 7 in the direction of arrow A. Reference numeral 55a indicates a mode of a battery removed from the vehicle 7 or a battery immediately before mounting.
[0032]
The distance between the seat post 42 and the rear wheel 39 should be as narrow as possible in order not to increase the wheel base. Therefore, when the battery 55 is installed between the seat post 42 and the rear wheel 39, if the dimensions of the battery case 54 differ depending on the battery capacity, the wheelbase is increased to match the expected maximum capacity of the battery. I have to keep it. However, in this embodiment, since the width dimension (B) of the battery case 54 is constant even if there is a difference in capacity, the distance between the seat post 42 and the rear wheel 39 may be set according to the minimum capacity. That's fine. The difference in capacity appears as a dimension in the width direction of the vehicle 7, that is, a height (H) of the battery case 54. Since the dimension in the width direction of the vehicle 7 can be made larger than the distance between the seat post 42 and the rear wheel 39, the dimension difference due to the capacity difference can be sufficiently absorbed.
[0033]
Next, an example in which the present invention is applied to an electric vehicle of a rental system will be described. FIG. 11 is an overall conceptual diagram of the rental system, and FIG. 12 is a diagram showing a basic flow of the system. In this rental system, the parking lock of the rental vehicle can be unlocked using the ID card, and the battery can be replaced with the ID card.
[0034]
As shown in FIG. 11, the rental system has a central management device 1 that manages the entire system, and the central management device 1 stores personal information including user identification information (ID information) and the like. An ID card 2 composed of an IC card or the like is issued. The central management device 1 is connected via a communication line 9 to a reception station 5 that performs rental vehicle rental processing and subsequent return processing. The electric vehicle 7 arranged in the system can release the parking lock with the ID card 2 and can release the battery lock with the ID card 2 as necessary. The battery exchange 8 accepts a used battery by the ID card 2 and replaces it with a fully charged one.
[0035]
The reception station 5 and the battery exchange 8 are arranged at a plurality of locations for convenience of the user, and are connected to the central management device 1 through the communication line 9 respectively. The central management device 1 includes a management computer 3 and issues an ID card 2 by a card issuing machine. The reception station 5 and the battery exchange 8 are provided in the parking lot 6, the parking lot 6 is surrounded by a fence, an entrance 6 a and an exit 6 c are provided, an entrance sensor 6 b is provided at the entrance 6 a, and an exit sensor 6 d is provided at the exit 6 c. Is provided.
[0036]
FIG. 12 is a block diagram focusing on the flow of processing centering on the ID card. As shown in this figure, when the ID card 2 is issued by the central management apparatus 1 (B1), the user uses the ID card 2 and at the reception station 5 includes a predetermined vehicle type designation and the like. Lending processing is performed (B2). The reception station 5 writes the vehicle type, permission flag, etc. in the ID card 2 (B3).
[0037]
Subsequently, the user unlocks the electric vehicle 7 in the parking lot 6 by using the ID card 2 that has been rented (B3). Unlocking can be performed via an electrical actuator. Moreover, although locking can be similarly performed by an electric actuator, it may be performed manually. When unlocking, the vehicle number is written to the ID card 2 by a card reader provided on the vehicle side, and the permission flag is reset. Then, it goes out of the parking lot 6 and starts running. In this example, a closed system such as a circuit field whose periphery is partitioned from the outside is assumed, but it is naturally possible to use this system in an open system.
[0038]
The user removes the used battery from the electric vehicle 7 during use or at the end of use, and replaces the battery with a fully charged battery using the ID card 2 in the battery exchange 8 (B4). At this time, the battery exchange 8 checks the information of the ID card 2 (user information and vehicle number, etc.) and the battery ID information directly read from the battery, and responds to the battery replacement when an authorized user is recognized. . After completing the battery replacement procedure, a fully charged battery is mounted on the vehicle, the electric vehicle 7 is returned to the parking lot 6, and then the return procedure is performed at the reception station 5 (B5).
[0039]
According to this system, by attaching the ID card 2 to the electric vehicle 7, the vehicle 7 and the ID card 2 are associated with each other 1: 1, and thereafter, the parking lock provided to the electric vehicle 7 by the ID card 2 only. Can be unlocked, the battery lock can be unlocked, and the battery can be replaced. Unlike unlocking with a mechanical key, the ID card is convenient for users to carry and eliminates the need for special management for lending and returning keys, simplifying the rental system it can.
[0040]
Moreover, since the next user can start using the vehicle 7 immediately after the battery is fully charged and returned, it is extremely convenient to use the rental vehicle. A plurality of reception stations 5 and battery exchanges 8 are arranged in a distributed manner so that one ID card 2 can be used in common, so that it is convenient for the user to rent a vehicle, replace the battery, return the vehicle, etc. Because it can be done at the place, convenience is further increased.
[0041]
Next, the rental system will be described in more detail. FIG. 13 is a diagram showing a memory map of the ID card 2. As shown in the figure, user information 10, rental information 11, vehicle information 12, usage record information 13 and the like are stored. The user information 10 includes an ID number of a user of the vehicle rental system, an expiration date for using the vehicle rental system, and a password. In addition to these, attribute data indicating whether the user uses Japanese or English, data indicating user's preference, and the like may be included. The lending information 11 includes a flag indicating whether or not the vehicle is being rented, a vehicle number being lent, a permission flag indicating the type of vehicle that can be rented, and the like.
[0042]
As shown in FIG. 14, the permission flag is set, for example, as a flag indicating which vehicle the user can borrow from an electric two-wheeled vehicle, an electric three-wheeled vehicle, or the like. As the vehicle information 12, the user's current travel distance or use time, the battery consumption associated therewith, and the like are combined. The usage record information 13 includes history data related to vehicles used in the past.
[0043]
FIG. 15 is a perspective view showing the reception station 5. The reception station 5 includes a touch panel display 15 for performing each operation of vehicle lending / returning processing, an ID card reading / writing unit 16, and a processing body unit 17.
[0044]
FIG. 16 is a configuration block diagram of a control system of the reception station 5 configured as described above. The reception station 5 includes a central processing unit 20 that performs overall control. The central processing unit 20 is connected to a management computer 3 that constitutes the central management device 1 via a communication unit 21. The central processing unit 20 is connected to an ID card read / write (R / W) unit 16, a storage unit 23, a gate control unit 24, and a touch panel display 15. Here, the storage unit 23 stores various data processed by the reception station 5. The gate control unit 24 manages and controls the entry and exit of the vehicle and the user with respect to the parking lot 6 according to signals from the entrance sensor 6b and the exit sensor 6d.
[0045]
Next, processing contents of the central management device 1 and the reception station 5 will be described based on a flowchart shown in FIG. In order to use this vehicle rental system, the user performs registration of personal information, setting of a use contract, and the like with respect to the management computer 3 of the central management device 1. By performing these registrations and settings, the management computer 3 controls the ID card issuing machine 4 and issues an ID card 2 composed of an IC card or the like to the user (S1A). At this time, the ID card 2 has the user information 10 (FIG. 13) and rental information 11 (FIG. 13) including a permission flag (FIG. 14) indicating the type of vehicle that can be rented by the user. To be recorded.
[0046]
As the data indicating the user's preference, for example, data such as the color and shape of the vehicle, as well as the height of the saddle and the size of the wheel can be recorded in the case of an electric two-wheeled vehicle. As the permission flag, for example, when the user does not have a driver's license, the flag can be set so that a vehicle that requires a driver's license cannot be used. Such information may be input by the operator after hearing from the user through an oral answer or by the user filling in a predetermined form. In order to avoid an input mistake, information such as a user's credit card may be copied.
[0047]
A user who has the ID card 2 performs a vehicle borrowing operation using the reception station 5 provided in the parking lot 6. When the user places or inserts the ID card 2 in the ID card reading / writing unit 16 of the reception station 5, the ID card reading / writing unit 16 reads the user information 10 and the lending information written in the ID card 2. 11, the vehicle information 12 and the usage record information 13 are read and transferred to the central processing unit 20.
[0048]
The central processing unit 20 determines whether this user is a person who can use the rental system from the read information (S2A). When it is determined that the user can use the vehicle, the vehicle that can be used by the user is selected based on the vehicle possession information in the parking lot 6 and displayed on the touch panel display 15 (S3A). The touch panel display 15 may be configured to display in English or Japanese according to the attribute data of the user information 10.
[0049]
For example, if the data indicating the user's preference obtained from the ID card 2 is as shown in FIG. 18, the screen shown in FIG. 19 is preferentially displayed on the touch panel display 15 based on this data. At this time, if the user selects “No”, the screen shown in FIG. 20 is displayed, and another vehicle can be selected.
[0050]
When the user does not have a driver's license, a screen for selecting a vehicle type that requires a driver's license such as an electric four-wheeled vehicle is not displayed according to the permission flag shown in FIG. Thus, by selecting only the information necessary for the user and displaying it on the touch panel display 15, the user can efficiently perform the vehicle selection work.
[0051]
When the user selects a desired vehicle, the central processing unit 20 writes vehicle type information as data relating to the vehicle type of the selected vehicle in the ID card 2 (S4A). When predetermined information is written in the ID card 2, the central processing unit 20 displays the position of the vehicle in the parking lot 6 corresponding to the touch panel display 15 (S5A). This completes the lending process.
[0052]
The user who has the ID card 2 enters the parking lot 6 from the entrance 6a and moves to the corresponding vehicle. At this time, the entrance sensor 6b provided in the entrance 6a detects entry of the user having the ID card 2 into the parking lot 6 and transfers the information to the central processing unit 20 via the gate control unit 24. be able to.
[0053]
Next, an electrically assisted bicycle used in the rental system will be described. FIG. 21 is a side view showing the external appearance of the electrically assisted bicycle. The same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or equivalent parts. The electrically assisted bicycle 7 has an assist controller 50 fixed outside the power unit 37, that is, below the vehicle body frame 30, and the motor 36 is controlled by the assist controller 50 based on the pedaling force input from the pedal 45. .
[0054]
A battery storage box 54A is attached to the back of the front basket 53, and a battery 55 is detachably stored in the battery storage box 54A. A main switch 58 for supplying electric power from the battery 55 to the assist controller 50 and the motor 36 and an electric battery lock and parking lock 56, which will be described later, is disposed above the cover 59 that covers most of the vehicle body frame 30. A loading platform 43 is provided behind the seat 41 and above the rear wheel 39.
[0055]
22 is a front view of the front basket 53 with the battery storage box 54A attached thereto, FIG. 23 is a plan view of the same, and FIG. 24 is an assembled perspective view of each part thereof. As shown in these drawings, a card reader 60 that allows the ID card 2 to be inserted is attached to one side of the battery storage box 54A.
[0056]
Further, an electric battery lock, which will be described later, is provided integrally with the card reader 60, so that the battery 55 cannot be removed from the battery storage box 54A when certain conditions are not satisfied. The unlocking operation of the electric battery lock and parking lock 56 and the power supply to the assist controller 50 are controlled based on the detection result of the card reader 60.
[0057]
25 is a plan view of the card reader 60, and FIG. 26 is a side view thereof. As is apparent from these drawings, the card reader 60 is provided with a card slot 62 provided with a notch 61 for easily holding the ID card 2 in and out of the card reader 60 at one end. Inside, there is provided a magnet 64 provided at the tip of a leaf spring 63 that is deformed by insertion of the ID card 2 and a card insertion switch 65 comprising a Hall element that is turned on when approached. An antenna unit 66 is provided in parallel with the vicinity of the card slot 62 so that information stored in the ID card 2 is received and input to the central processing unit 67.
[0058]
FIG. 27 is a block diagram of the card key system. This system includes a battery 55, an ID card 2, a card reader 60, and a control unit (assist controller) 50 for the motor 36. The break contact of the card insertion switch 65 is connected to the positive electrode of the battery 55 via fuses Fu1 and Fu2.
[0059]
The make contact of the card insertion switch 65 is connected to the central processing unit 67 to supply power, and is commonly connected to the relays RY1, RY2, and RY3. The relay RY1 is controlled by the central processing unit 67, and controls the power supply to the central processing unit 72 on the assist controller 50 side.
[0060]
Relays RY2 and RY3 are controlled by central processing unit 67 to constitute a battery lock. The battery lock solenoid 70 and the parking lock solenoid 71 are controlled in conjunction with each other. The input sides of the solenoids 70 and 71 are connected to the earth line of the central processing unit 67 via diodes D1 and D2, respectively.
[0061]
An antenna unit 66 is connected to the central processing unit 67. When the card insertion switch 65 is turned on, power is supplied to the central processing unit 67 and the ID information of the ID card 2 is read by the antenna unit 66. When it is determined that the ID information is appropriate, the relays RY2 and RY3 are turned on in conjunction with each other, and the battery lock solenoid 70 and the parking lock solenoid 71 are energized for a predetermined time, respectively, and the battery 55 is attached / detached and parked. The lock 56 can be unlocked.
[0062]
The assist controller 50 is provided with a relay RY4 that is controlled by the central processing unit 72 between the positive electrodes of the battery 55 and the motor 36. Each signal of the speed sensor and the torque sensor is input to the central processing unit 72, and when the assist driving start is permitted based on these signals, the relay RY4 is turned on to supply power to the motor 36.
[0063]
A commutation diode D5 is provided in parallel with the motor 36, and its anode is made common (common) with the negative electrode of the motor 36. A TFT transistor is connected to one end of which is grounded. By controlling, duty control of the motor 36 is performed. Diodes D3 and D4, a current limiting resistor R1, and a smoothing capacitor C are connected in series to the make contact of the relay RY1.
[0064]
FIG. 28 is a control system block diagram of the central processing unit 67 provided in the card reader 60 of the electric vehicle 7. The central processing unit 67 includes a communication unit 24 that transmits / receives information to / from the reception station 5, a central processing unit 25, a storage unit 26 that stores various processing data, and information written in the ID card 2. And an ID card reading / writing unit 27 for writing information to the ID card 2 from the vehicle side, and an input / output control unit 28. A battery lock solenoid 70 and a parking lock solenoid 71 are connected to the input / output control unit 28.
[0065]
Next, a flowchart of this card key system will be described with reference to FIG. When the user inserts the ID card 2 into the card reader 60 (S1), the card insertion switch 65 is mechanically turned on and supply of power to the central processing unit 67 is started (S2). Thereafter, the central processing unit 67 determines whether or not the inserted ID card 2 is a staff card, that is, whether or not the ID card 2 is for an employee on the system operation side via the antenna unit 66 (S3). If so, the process jumps to step S8. If it is not a staff card, the information stored in the ID card 2 is further read out, and the vehicle type and permission flag are compared with data stored in advance to determine boarding permission (S4).
[0066]
Note that the boarding permission condition is satisfied when the permission flag is set (= 1) and the vehicle type flag or the vehicle number matches the data. Therefore, it is determined whether or not a permission flag is set (S5), and if it is the first boarding that matches the vehicle type, step S5 is affirmative and the process proceeds to step S7, and the vehicle number data is overwritten from the vehicle side and permitted. Reset the flag.
[0067]
In cases where the permission flag is not set, for example, when removing the ID card once at a break, etc., and re-boarding, the vehicle number is verified (S6), and if it is compatible, the user is a valid user. The process proceeds to S11 without writing data. If it is not compatible, there is a possibility of unauthorized use. Therefore, the power of the antenna unit 66 is turned off, the subsequent procedures such as unlocking are stopped (S9), the ID card is manually ejected (S10), and the process returns to the beginning. .
[0068]
In step S11, the power to the antenna unit 66 is turned off, the assist output is turned on (S12), and then the battery lock solenoid 70 and the parking lock solenoid until a predetermined time (for example, set within 10 seconds) elapses. 71 is turned on (S13).
[0069]
While these solenoids are on, the user can remove and replace the battery 55, or unlock the parking lock 56 and start running. When the predetermined time has elapsed, the replacement of the battery 55 and the parking lock 56 cannot be unlocked. Therefore, if an operation such as replacement is not performed within the predetermined time, it is necessary to perform the operation again from the beginning. Thus, since the lock is unlocked only for a predetermined time, the power supply to the solenoid can be limited, and the power consumption of the battery can be suppressed.
[0070]
If it can be unlocked by the above operation, then the electric vehicle 7 and the ID card 2 correspond 1: 1, and the vehicle travels with the ID card 2 inserted. When the battery is consumed during traveling, the battery can be replaced with a fully charged battery as described below.
[0071]
When the use is finished, the ID card 2 is manually ejected (S14), whereby the power supply to the central processing unit 72 of the assist controller 50 is cut off. Accordingly, the assist output is turned off (S15), and at the same time, the power to the card reader 60 is turned off (S16) to return to the initial state. Thereafter, battery replacement and return processing described later are performed.
[0072]
Next, a detailed structure of the electric vehicle 7 will be described. 22 to 24 again, the battery storage box 54A is a unit integrated with the card reader 60, and is integrated by the upper band 90 and the lower band 91. At the bottom of the battery storage box 54A, a terminal unit 93 is fixed with a screw 94, and a solenoid cover 95 protruding from a part of the terminal unit 93 covers the solenoid part of the battery lock integrated with the card reader 60. Yes.
[0073]
A lid 96 is placed on the upper part of the battery storage box 54A. One end of the lid 96 is fixed to the battery storage box 54A by a hinge 97, and can be opened and closed by operating a knob 98 on the other end side. A battery unit in which the battery storage box 54A and the card reader 60 are integrated is covered with a unit cover 100 from the front, and is directly attached to the side surface of the battery storage box 54A with a screw 101. As is apparent from FIG. 23, an inspection window 99 is opened at the center of the lid 96, through which the fuel gauge 81 can be seen and the push button 82 can be operated.
[0074]
The bottom plate 102 of the basket 53 is overlaid on a cross plate 103 provided on the carrier frame 52, and is fixed onto the carrier frame 52 with bolts from below. A mounting plate 105 is provided on the upper frame 106 which is a vertical portion of the carrier frame 52 bent in a substantially L shape in side view.
[0075]
One end of the engagement piece 107 is bolted to the left and right of the upper frame 106, and the other end forms a hook portion 108. This portion engages with the vertical line 109 of the basket 53 to fix the upper portion of the basket 53. Yes. As a result, as shown in FIGS. 22 and 23, the entire battery unit is attached vertically up and down along the back of the basket 53, so that the capacity of the basket 53 is not so limited.
[0076]
FIG. 30 is a diagram showing a mounting structure of the card reader 60 and the battery storage box 54A. The battery storage box 54A is divided into two parts so as to be combined in advance from the front-rear direction. On the other hand, the mounting surface of the card reader 60 is formed with a recess 110 that fits one side of the battery storage box 54A that is aligned in the front and rear direction, and front and rear edges 111 that surround the recess 110 are the front and rear of the battery storage box 54A. And are integrated by a screw 112 here. In this way, the parts divided before and after the battery storage box 54 </ b> A can be integrated at the same time as the card reader 60 is attached.
[0077]
FIG. 31 is a diagram showing in detail the mounting structure of the battery storage box 54A by the upper band 90. A bent end 113 on the card reader 60 side of the upper band 90 is provided with a through hole 114 and a weld nut 115. Separately from the upper band 90, it is overlapped with the bent end portion 117 of the upper back band 116 that is in contact with the rear surface side of the battery storage box 54 </ b> A, and is formed in the through hole 118 formed in the end portion 117 and the mounting plate 105. The through holes 119 that are formed are made to coincide with each other, and the bolts 120 are passed from the back side to be integrated with the weld nut 115. The opposite end of the upper band 90 is the same as the lower band 91 and will be described later.
[0078]
FIG. 32 is a diagram for explaining the mounting structure on the lower band 91 side in detail. The rear lower band 121 is in contact with the rear side of the battery storage box 54A, and one side portion of the lower band 91 has a crank shape in cross section. A mounting leg 122 that is bent in the opposite direction and protrudes to the mounting plate 105 side and is bent at a right angle is formed in a part thereof, and a through hole 123 and a weld nut 124 are provided therein. The through hole 123 corresponds to the through hole 119 of the mounting plate 105 and is fixed onto the mounting plate 105 from the back side by a bolt 120 here.
[0079]
Further, the other part bent in the crank shape is provided with a mounting end 125 bent in the direction opposite to the mounting leg 122, and a through hole 126 is provided therein, and this part is a part of the side surface of the battery storage box 54A in advance. It has entered into the recess 127 formed in the. On the other hand, the one end portion 130 of the lower band 91 is bent in the same manner and provided with a through hole 131, and enters the recess 132 of the battery storage box 54 </ b> A, and each of the through holes 133 provided at the edge of the battery storage box 54. The through holes 126 and 131 are made to coincide with each other, the bolt 92 is passed from the front, and fastened by the nut 134 from the rear. This mounting structure is the same as the mounting structure on the same side end of the upper band 90.
[0080]
The other end portion 136 of the lower band 91 overlaps with one side surface of the lock portion 135 formed integrally with the lower portion of the card reader 60 and is attached with a screw 137. The same side end portion of the back lower band 121 is formed in a substantially U shape, and is attached by a screw 139 with an attachment portion 138 partially overlapping the other side surface of the lock portion 135. The other part has a bent portion 140 that protrudes toward the mounting plate 105, and is provided with a through hole 141 and a weld nut 142. The through hole 141 is aligned with the through hole 119 of the mounting plate 105 and fastened with a bolt 120. Is done.
[0081]
FIG. 33 is a diagram for explaining in detail the structure of the lock portion 135 that forms a battery lock. A battery lock solenoid 70 is provided on the upper portion of the lock portion 135, and the shaft 143 is normally lifted by lifting the actuator rod 142. The lock claw 144 is rotated in the counterclockwise direction in the figure in the center, and the lock recess 86 (see FIG. 2 and FIG. 2) provided on the side of the battery case 54 through a hole (not shown) formed in the side of the battery storage box 54A. 3), the battery 55 cannot be removed.
[0082]
Reference numerals 145 and 146 are through-holes provided in the end 136 of the lower band 91 and the mounting portion 138 of the lower back band 121, respectively. Thus, by directly attaching the lock part 135 to the lower band 91 and the lower back band 121, the lock part 135 can be firmly attached to the carrier frame 52.
[0083]
FIG. 34 is a cross-sectional view showing details of the parking lock 56. This parking lock 56 is provided with a locker 151 so that it can be moved in and out of the case 150 and urged by a spring 152 in the backward direction (solid line state in the figure with the front wheel 34 as a reference, imaginary line is in a protruding state).
[0084]
On the other hand, the lock plate 154 is provided so as to be rotatable about the shaft 153, and a notch-like engagement portion 155 is provided at one end thereof. The other end of the lock plate 154 has a stop protrusion 156 that is pushed by a push button 157 that is removably attached to the case 150.
[0085]
In a state where the actuator rod 160 of the parking lock solenoid 71 provided in the case 150 protrudes (solid line state in the figure), the stop protrusion 156 abuts against the stop end portion 161 of the actuator rod 160 so that it cannot be rotated greatly. It has become. The parking lock solenoid 71 is connected to the card reader 60 via an electric cord 162.
[0086]
A lock pin 158 that moves integrally with the push-in of the rod-shaped rocker 151 is provided. When the rocker 151 is pushed in and protrudes to a position where the tip engages with the spoke 57 of the front wheel 37, the lock pin 151 is engaged like a virtual line. Engage with the joint portion 155 to restrict the return of the rocker 151.
[0087]
Therefore, when the locker 151 is pushed in and the lock pin 158 is engaged with the engaging portion 155, the locker 151 moves forward and comes into contact with the spokes 57 of the front wheel 34 to disable the rotation of the front wheel 37. The manual operation side end 151a of the locker 151 is a folding type, and is bent when unlocked.
[0088]
By inserting the ID card 2 into the card reader 60 and operating the parking lock solenoid 71 to retract the actuator rod 160, the stop protrusion 156 can be moved greatly by pushing the push button 157. Accordingly, the lock plate 154 rotates counterclockwise about the shaft 153, and the engaging portion 155 is released from the lock pin 158 and becomes free. Therefore, the locker 151 is pushed back by the spring 152 and is unlocked. .
[0089]
Next, the assist drive mechanism of the electrically assisted bicycle used in the rental system will be described. FIG. 35 is a longitudinal side view of the power unit, FIG. 36 is a sectional view showing the gear train, FIG. 37 is a sectional view of the main part of the flank shaft, and FIG. 38 is a diagram showing an engaged state of the slider inner and the clutch inner ring 200.
[0090]
The casing 44 of the power unit 37 includes a left casing half 205, a right casing half 206 that is coupled to the left casing half 205 and forms a first contraction chamber 207 therebetween, and a left casing half 205. A cover 209 is formed which forms a second storage chamber 208 and is coupled to the left casing half 205. A rubber gasket 210 is attached to the coupling surface of the cover 209 to the left casing half 205.
[0091]
The crankshaft 46 is rotatably supported by the casing 44 so that most of the crankshaft 46 is disposed in the first storage chamber 207. That is, the right end portion of the crankshaft 46 is supported by the roller bearing 213 on the inner periphery of the rotating cylinder 212 as a power transmission member supported by the right casing half 206 through the ball bearing 211, and the left end of the crankshaft 46 is The part is supported on the left casing half 205 by a ball bearing 214. The drive sprocket 47 coupled to the rotating cylinder 212 is disposed on the right side of the right casing half 206.
[0092]
The pedaling force applied by the pedals 45 at the left and right ends of the crankshaft 46 is transmitted from the crankshaft 46 to the drive sprocket 47 via the power transmission means 215. A motor 36 is attached to the casing 44, and the output of the motor 36 is transmitted to the drive sprocket 47 through the reduction gear train 216 to assist the pedaling force by the pedal 45.
[0093]
The power transmission means 215 for transmitting the power of the crankshaft 46 to the drive sprocket 47 is disposed in the first storage chamber 207, a torsion bar 217 connected to the crankshaft 46, and the rotating cylinder 212. And a first one-way clutch 218 provided between the torsion bars 217.
[0094]
As shown in FIG. 37, the crankshaft 46 is provided with a slit 219 extending along the axis thereof, and the torsion bar 217 has a cylindrical shaft portion 220 that is rotatably fitted in the slit 219. The arm portion 221a protruding from the left end of the vehicle body of the shaft portion 220 to both sides and the arm portion 221b protruding from the right end portion of the vehicle body of the shaft portion 220 to both sides are provided in the slit 219. Installed.
[0095]
One arm portion 221 a of the torsion bar 217 is tightly fitted to the left and right inner wall surfaces 219 a and 219 b of the slit 219 and is integrally coupled to the crankshaft 46. The other arm portion 221b of the torsion bar 217 is loosely fitted into the slit 219 with gaps α and α formed between the left and right inner wall surfaces 219a and 219b. The shaft portion 220 of the torsion bar 217 The portion 221b can be torsionally deformed within a range in which the portion 221b moves by the gaps α and α.
[0096]
The first one-way clutch 218 includes a ring-shaped clutch inner ring 200 that coaxially surrounds the crankshaft 46 so as to be relatively rotatable, a rotary cylinder 212 as a clutch outer ring that coaxially surrounds the clutch inner ring 200, and a clutch inner ring A plurality of, for example, four ratchet claws 201 that are pivotally supported on the outer periphery of the ring 200 and are urged in the expanding direction by an annular spring 202, and a pair of recesses 200 a provided on the inner periphery of the clutch inner ring 200, Both ends of the arm portion 221b of the torsion bar 217 are fitted to 200a, and ratchet teeth 203 for engaging the ratchet claws 201 are formed on the inner periphery of the rotating cylinder 212.
[0097]
According to such a first one-way clutch 218, when the pedal 45 is depressed to cause the crankshaft 46 to rotate forward, the torque of the crankshaft 46 is changed to the torsion bar 217, the first one-way clutch 218, and the rotating cylinder 212. However, when the pedal 45 is depressed to reverse the crankshaft 46, the first one-way clutch 218 slips and the reverse rotation of the crankshaft 46 is allowed.
[0098]
By the way, when torque is input from the pedal 45 to the crankshaft 46 in the direction of arrow a in FIG. 37, the clutch inner ring 200 to which the load of the rear wheel 39 is transmitted via the rotating cylinder 212 and the ratchet pawl 201 is generated. In order to resist the torque in the direction of the arrow a, the arm portion 221b of the torsion bar 217 is twisted in the reverse (arrow b) direction relative to the crankshaft 46 and rotates relative thereto. As a result, relative rotation corresponding to the torque input to the crankshaft 46 occurs between the crankshaft 46 and the clutch inner ring 200.
[0099]
A slider inner 222 is supported on the outer periphery of the crankshaft 46 so as not to be relatively rotatable and relatively movable in the axial direction. A slider outer 224 is relatively rotatable on the outer periphery of the slider inner 222 via a plurality of balls 223. Supported by
[0100]
As shown in FIG. 38, a concave cam surface 200b is provided on the end surface on the slider inner 222 side of the clutch inner ring 200 in the first one-way clutch 218, and the slider inner 222 is engaged with the cam surface 200b. A convex cam surface 222a is provided.
[0101]
A middle portion of the detection lever 225 supported by the left casing half 205 via a fulcrum pin 240 so as to be swingable is brought into contact with the slider outer 224 from the side opposite to the clutch inner ring 200. . On the other hand, a stroke sensor 226 that constitutes the torque detection means ST together with the detection lever 225 is attached to the left casing half 205, and the tip of the detection lever 225 is brought into contact with the detector of the stroke sensor 226.
[0102]
Further, a spring 227 is contracted between the detection lever 225 and the left casing half 205, and the detection lever 225 is elastically contacted with the slider outer 224 by the spring force of the spring 227, and the slider outer 217 and the slider inner 222 is biased toward the clutch inner ring 200 side.
[0103]
When the torsion bar 217 is twisted in response to torque input from the pedal 45 to the crankshaft 46, the slider inner 222 rotates relative to the clutch inner ring 200, and the cam surface 222 a of the slider inner 222 becomes the cam of the clutch inner ring 200. Pressed against the surface 200a. As a result, the slider inner 222 slides along the axis of the crankshaft 46 against the spring force of the spring 227.
[0104]
The detection lever 225 pressed by the slider outer 224 that moves together with the slider inner 222 swings around the fulcrum pin 240, whereby the detector 226a of the stroke sensor 226 is pressed. The stroke of the detector 226a is proportional to the torsion amount of the torsion bar 217, that is, the input torque input from the pedal 45, and the input torque is detected by the torque detection means ST.
[0105]
The reduction gear train 216 for transmitting the power of the motor 36 to the drive sprocket 47 includes a drive gear 231 fixed to the shaft 230 of the motor 36 in the second storage chamber 208 and a first idle in the second storage chamber 208. A first intermediate gear 233 as a specific gear fixed to one end of the shaft 232 and meshed with the drive gear 231, and a second intermediate gear 234 provided integrally with the first idle shaft 232 in the first storage chamber 207 A third intermediate gear 235 meshed with the second intermediate gear 234, a second idle shaft 236 arranged coaxially with the third intermediate gear 235, and provided between the third intermediate gear 235 and the second idle shaft 236. The second one-way clutch 237, the fourth intermediate gear 238 provided integrally with the second idle shaft 236 in the first storage chamber 207, and the drive sprocket 47 are coupled. The rolling cylinder 212 and a driven gear 239 which is meshed with the fourth intermediate gear 238 with integrally provided.
[0106]
The first idle shaft 232 has an axis parallel to the shaft 230 of the motor 36, and a ball bearing 241 is provided between the right casing half 206 and the first idle shaft 232, and the left casing half 205 and the first idle shaft 232. A ball bearing 242 is interposed between the shafts 232. The second idle shaft 236 has an axis parallel to the first idle shaft 232, a ball bearing 243 between the right casing half 206 and the second idle shaft 236, and the left casing half 205 and the second idle shaft. A ball bearing 244 is interposed between the 236.
[0107]
Torque associated with the operation of the motor 36 is decelerated by the reduction gear train 216 and transmitted to the drive sprocket 47. When the operation of the motor 36 is stopped, the second one-way clutch 237 functions to cause the second idle shaft. The idling of 236 is allowed, and the driving force of the pedal 45 does not prevent the drive sprocket 47 from rotating.
[0108]
When the user steps on the petal 45 to run the electric assist type bicycle, the power of the crankshaft 46 is transmitted to the drive sprocket 47 via the power transmission means 215 and the rear wheel 39 via the chain 49 and the driven sprocket 48. Power will be transmitted to. At the same time, the assist controller 50 controls the duty of the motor 36 based on the input torque and speed information from a vehicle speed sensor (not shown) to control the assist force.
[0109]
Next, the battery exchanger 8 will be described. FIG. 39 is a block diagram showing the configuration of the battery exchanger 8, which includes a control part 301, a mechanical part 302, an operation part 303, a charging part 304, and a communication means 335. A control unit 305 provided in the control part 301 has a central processing unit 330 formed of an ECU. The human interface provided in the central processing unit 330 is connected to the human detection sensor 310 of the operation part 303, the card reader 313, the antenna unit 318 in the battery slot 315, the display 314, and the speaker 312.
[0110]
The mechanical part 302 is provided with 20 battery boxes 306. A connector 317 provided for each battery box 306, a solenoid of the lock device 331, an indicator 307, a door switch 332 of the door 308, and a door lock 333 are connected to the battery interface of the central processing unit 330. Further, a charger 340 is connected to the charger interface of the central processing unit 330.
[0111]
Ten chargers 340, which are half the number of battery boxes 306, are provided, and are selectively connected to 10 of the 20 connectors 317 by the switching unit 341. In this way, the number of heavy chargers 340 can be halved by adapting to the actual operating rate, and the entire apparatus can be reduced in size and weight. The information collected in the central processing unit 330 is stored in the storage unit 334 and communicated to the central management device 1 (FIG. 1) by the communication unit 335.
[0112]
FIG. 40 is a block diagram of a control system in the battery exchanger 8. The battery switch 8 is connected to the central management device 1 and the reception station 5 via the communication unit 335. The central processing unit 330 includes a card reader, that is, an ID card reading / writing unit 313, a storage unit 334, a battery charging control unit 336, a battery box control unit 337, and an antenna unit (ID detection unit) 318 of the battery slot 315. Connected.
[0113]
The storage unit 334 stores various data processed by the battery switch 8. Each battery charger 340 is connected to the battery charging control unit 336, and controls such as charging processing of the battery 55 and detection of a charging state are performed. The battery box control unit 337 controls the operation of the battery box 306 that houses the battery 55, and controls the solenoid of the lock device 331, the indicator 307, and the door lock 333. The ID detection unit 318 of the battery slot 315 communicates with the information chip 85 of the battery battery 55 and reads battery-specific information such as ID information that the information chip 85 has.
[0114]
FIG. 41 is a flowchart showing the operation of the battery exchange 8. When the user stands in front of the battery switch 8, the human detection sensor 310 detects this (S100), and the guidance is started by the display 314 and the speaker 312 (S101). For example, “I'm irritated. Insert the battery into the battery slot and insert the ID card into the card reader. "
[0115]
When the ID card 2 is inserted into the card reader 313, the ID information is read (S102). Subsequently, the ID detection unit 318 in the battery slot 315 reads the identification number and unique information of the returned battery 55 (S103). In step S104, the read battery identification number is checked.
[0116]
When abnormality is discriminated from the identification number, the reason why the display 314 and the speaker 312 cannot be used is notified as an acceptance rejection display (S105). In this case, the battery replacement service is not provided and the battery is returned as being unrelated to the system.
[0117]
If it is found from the identification number that the battery has no problem (for example, it is not a stolen battery), the procedure for using the display 314 and the speaker 312 is further transferred to the procedure for informing the user. First, among the replacement batteries 55 arranged in multiple stages, the battery box 306 of the battery 55 that has been fully charged or can be used with a remaining amount of 70% or more is displayed on the display 314, the speaker 312, and the indicator on the battery box 306. Notification is made by lighting 307 (S106). It should be noted that at least one of them may be notified without any notification. For example, the voice guidance “Open the door and take out the battery of the second battery box” is performed.
[0118]
In step S107, the battery identification number of the battery 55 to be replaced is stored. Subsequently, the door lock is released (S108), the lock device 331 is operated, and the lock of the battery 55 is released (S109). Note that step S106 may be immediately after step S109.
[0119]
When the battery 55 is extracted from the battery box 306 by the user, for example, voice guidance “Please insert a used battery” is performed (S110). When the return battery 55 is inserted into the battery box 306 in response to voice guidance or the like, the battery is locked (S111) and an instruction is given by voice or the like to close the door 308 (S112). When the door 308 is closed, the door 308 is locked (S113). For example, “Thank you for using it. Please insert a new battery into the battery storage box” (S114) and start charging (S115).
[0120]
The battery switch 8 then performs a completion process (S116). That is, unique electrical data information for charging such as the return date and time of the returned used battery 55 and the number of times of charging is stored. This electrical data information is written and returned to the ID card 2 together with the new battery ID, and is further transmitted to the central processing unit 1 via the communication line 9. At this time, the usage amount or remaining amount of the battery 55 may be transmitted.
[0121]
Communication means may be provided in the battery itself, and communication may be performed by supplying power from the battery switch 8 to the communication means in the battery. In addition, the information on the electrical processing method corresponding to the data information is received from the central processing unit 1, and the electrical processing is performed according to the information command of the received information, and the data information as a result of the electrical processing is again transmitted to the communication line 9 Is transmitted to the central processing unit 1.
[0122]
When returning the used vehicle, the user returns the electric vehicle 7 to the parking lot 6, turns off the main switch 58, removes the ID card 2, and locks the parking lock 56. Since the parking lock 56 can be manually locked at any time, it may be before the ID card 2 is removed. At this time, the card reader 60 can write data such as the vehicle travel distance and battery consumption to the ID card 2 via the ID card read / write unit 27. Next, the ID card 2 is placed in or inserted into the ID card reading / writing unit 16 of the reception station 5. The reception station 5 confirms the return of the vehicle and the replacement of the battery, and updates the data of the ID card 2.
[0123]
The ID card 2 activates the battery lock solenoid 70 and the parking lock solenoid 71 to electrically unlock the battery 55 and release the parking lock 56. Therefore, unlike the conventional mechanical lock mechanism, the lock part 135 that is a battery lock and the parking lock 56 can be provided independently without mechanical linkage, and the mounting position of the battery 55 and the parking lock can be provided. The degree of freedom in selecting the structure and the like of the lock 56 is increased, and it can be applied to various types of electric vehicles, thereby increasing versatility. Further, unlike the mechanical lock mechanism, it is not necessary to unlock manually, so that it is possible to leave the electric vehicle immediately after stopping and the operability is improved.
[0124]
Furthermore, since rental information can be stored in the ID card 2, the user can use the electric vehicle 7 with only the ID card 2 without requiring a mechanical key. For this reason, not only is convenience improved for the user, but the rental service provider can also omit the key lending / returning procedure. Therefore, management becomes easy and the operation of the rental system can be made efficient and smooth.
[0125]
In addition, since the rental vehicle number, borrowed battery number, usage date, and time data are stored in the ID card 2, the ID card 2 can charge the rental user and maintain the vehicle and the battery. In addition, the charged battery can be replaced using the battery exchanger 8 only by the ID card 2, and the battery can be replaced easily.
[0126]
Next, a specific structural example of the battery exchanger 8 will be described. 42 is a front view of the battery exchanger 8, FIG. 43 is a right side perspective view thereof, and FIG. 44 is a left side perspective view thereof. The case 300 of the battery exchanger 8 is provided vertically and a control unit 305 is provided at the top. Battery boxes 306 are provided in most of the middle part in four horizontal rows and five vertical rows, each open toward the front, and an indicator 307 is provided above each entrance. These battery boxes 306 are entirely opened and closed by a single door 308.
[0127]
The door 308 is provided close to the front side of the battery exchanger 8, and an operation-related portion is provided on the other side where the door 308 on the front surface of the case 300 is not provided. This portion is provided with a human detection sensor 310, a portable radio telephone 311, a speaker 312 (FIG. 43), a card reader 313, a display 314, and a battery slot 315 in order from the top to the bottom. An illumination device 316 such as a fluorescent lamp is provided above the battery box 306 on the front surface of the case 300.
[0128]
The portable wireless telephone 311 is used when contacting the administrator, such as when the battery switch 8 is out of order. The speaker 312 is used for voice guidance and the like of an operation method, and is used for generating an alarm sound when a trouble occurs. The card reader 313 is a part that inserts the ID card 2 and reads / writes stored information and the like. The display 314 is composed of an optical guidance type panel. Therefore, the operation is guided by sound and light.
[0129]
Each battery box 306 has a deep hole according to the shape of the battery 55, and a connector 317 is provided at the bottom thereof. When the battery 55 is inserted, the battery box 306 comes into contact with the connector 317 and can be charged and discharged. The shape of the hole of the battery box 306 will be further described later.
[0130]
As apparent from FIGS. 43 and 44, the insertion angle of the battery 55 is changed up and down in each battery box 306. In this embodiment, the upper three pieces and the lower two pieces form the same set of insertion angles. The insertion angle of the lower pair is larger than the first pair. However, such a grouping method is arbitrary, and the grouping is not performed. The individual battery boxes 306 are gradually reduced from the lower stage to the upper stage to an insertion angle θ (referred to as an angle with respect to the horizontal). It can also be set as follows.
[0131]
In this manner, the battery 55 can be easily taken in and out by providing means for inclining the battery box 306 as the battery insertion port downward. In addition, since the inclination of the battery box 306 is changed up and down, an insertion angle can be set for each battery box 306 so as to make the insertion and removal smoothest for each battery box 306 by adapting to the actual operation of the user. In addition, the space in the vertical direction or the front-rear direction of the battery exchanger 8 can be shortened and made compact compared to the case where all the battery boxes 306 at each stage are provided in parallel.
[0132]
In addition, since the lower battery box 306 is greatly inclined downward from the upper side, when the battery 55 is held with one hand and is inserted into and removed from the battery box 306, the burden on the wrist can be minimized, and ergonomically appropriate Operation can be performed, the battery 55 can be smoothly inserted and removed, and the setting is the easiest to insert and remove with little effort.
[0133]
Further, since the handle 80 of the battery 55 is made movable, even when the battery 55 is inserted into and removed from the battery box 306 having different heights in the vertical direction, the battery with the other hand is kept without changing the angle of the wrist having the handle 80 so much. If the front end of 55 is shaken up and down and left and right, the front end side of the battery 55 can be arbitrarily rotated up and down around the shaft 87 and can be easily adjusted to the insertion angle of the battery box 306.
[0134]
The battery slot 315 is for identifying the ID of the battery 55, and only one battery slot 315 is provided on the side of the control part 301. The battery slot 315 is installed at substantially the same height as the lowermost stage of the battery box 306 and is configured to have a larger insertion angle than that of the lowermost stage of the battery box 306. Inside the battery slot 315, a battery slot antenna unit 318 for obtaining identification information from the information chip 85 (FIGS. 2 and 3) of the battery 55, that is, an ID detector as information recognition means is provided.
[0135]
The charging part 304 (see FIG. 39) is composed of a charging AC / DC converter 320 and a DC boosting DC / DC converter 321. Since the charging part 304 becomes high temperature due to heat generation, it is separated from the upper part by the partition plate 322, the intake port 324 having the filter 323 is provided on one side, and the exhaust fan 325 is provided on the other side. Ventilate through.
[0136]
In addition, an air inlet 327 having a similar filter 326 is provided on the side of the battery slot 315, and exhaust fans 328 and 328 are provided on both the left and right sides of the upper control unit 305. Further, on one side of the battery box 306 (right side in this embodiment), blower fans 329 for each stage are provided in one row in the upper and lower sides.
[0137]
As a result, outside air that has entered the interior from the air inlet 326 near the lower portion of the battery slot 315 flows through the battery box 306 of each stage from one side to the other side by the blower fan 329, while the room is generating heat by charging. Cooling. The cooling air is then drawn upward by the exhaust fan 328 and flows upward, cools the control unit 305 and is discharged to the outside. Therefore, the inside of the case 300 that tends to become high temperature due to charging can be cooled, and the temperature rise of the electronic components such as the control unit 305 that is particularly sensitive to heat can be prevented.
[0138]
Since the battery slot 315 as the battery ID reading unit is single so that it can be shared by the ten chargers 340, the battery exchanger 8 can be reduced in size and cost. Also. By separating the battery slot 315 from the mechanical part 302 and the charging part 304, the battery slot 315 is not easily affected by heat due to these charging-related parts. Similarly, since the battery box 306 and the battery slot 315 which are return parts are provided separately and the single battery slot 315 is shared by the 20 battery boxes 306, the battery switch 8 can be reduced in size and cost.
[0139]
Next, the hole shape of the battery box 306 will be described. 45A is a cross-sectional view of a battery box in which a large capacity (for example, 8 Ah) battery is inserted, FIG. 45B is a cross section of the battery box in which a medium capacity (for example, 6 Ah) battery is inserted, and FIG. ) Is a cross-sectional view of a battery box in which a battery with a small capacity (for example, 4 Ah) is inserted. As shown in these drawings, the shape of the hole of the battery box 306, that is, the opening 306A is determined in accordance with the size of the battery 55 having the maximum capacity to be able to receive batteries of different capacities. As described above, since the capacity of the battery 55 corresponds to the length of the battery cell 84, the shape of the hole 306A of the battery box 306 is constant even if the batteries 55 have different capacities. Compatible with any battery. That is, when the large-capacity battery 55 is inserted, the entire hole 306A is closed (FIG. 45A), but when the medium-capacity and small-capacity battery 55 is inserted, the hole 306A and the battery 55 are inserted. A gap remains in the height direction of the battery cell 84 (FIGS. 45B and 45C).
[0140]
Since the positions of the electrode parts 83a and 83b of the battery 55 are provided in the center part in the height direction of the battery 55 (the length direction of the battery cell 84), if the connector in the battery box 306 is set in accordance with this, it is planned. The battery box 306 can be shared for the batteries 55 of all capacities.
[0141]
Next, another embodiment relating to processing of unique information such as ID information of the battery will be described. This embodiment can also be applied to a battery-only rental system. However, since the same structure is used on the battery exchanger 8 side, the same reference numerals are used for common parts.
[0142]
FIG. 46 is a block diagram relating to the inherent information processing of the battery in the battery switch 8. The battery switch 8 includes a control unit 340 and a communication unit 335. The control unit 340 includes an information recognition unit 350 and an information transmission unit 360. The information recognizing means 350 is a non-contact type data communication device, specifically a battery slot 315, which can access information stored in the battery 55. The information recognition unit 350 transmits information to and from the communication unit in the battery 55, and checks the battery identification number to check whether the battery 55 is in a normal rental state. When the information recognizing unit 350 recognizes that the battery 55 is in a normal rental state, the read signal Sr such as the user's rental ID stored in the battery 55, the latest rental date / time, the update date, the current remaining amount, etc. And the information and data recognition signal Sd are supplied to the information transmission means 360.
[0143]
Further, the information recognizing means 350 writes the latest rental date / time, the remaining battery level, etc. to the rental battery 55 by the write signal Sw to the rental battery 55 for rental, and the recognition signal Sd of these information and data. Is supplied to the information transmission means 360. Before lending, the battery identification number, the remaining battery level, and other battery usage histories are read from the read signals Sr and Ib, and the recognition signals Sd and Is are supplied to the information transmission unit 360.
[0144]
The information transmission unit 360 supplies signals Ds, Ss, and Fs to a display 314 such as an LCD, CRT, LED, and EL, a speaker 312, and an indicator 307 that displays an LED, a lamp, and the like above the battery box 306. . The display signal Ds is supplied to the display 314, the audio signal Ss is supplied to the speaker 312, and the blinking signal Fs is supplied to the indicator 307.
[0145]
The information recognition unit 350 also reads the usage history data of the battery stored in the storage unit in the battery 55. Further, a terminal connector (not shown) is provided, and the electrical characteristics of the battery 55 are measured and charged. The information recognizing means 350 obtains a battery signal Ib representing the remaining battery level from the terminal connector corresponding to the terminals 83a, 371, 83b (see FIG. 47) of the battery 55 and the like. In response to the battery signal Ib, a charge signal Cb is sent from a terminal connector corresponding to the terminals 83a and 83b of the battery 55, and processing necessary for charging is performed. The information recognizing means 350 obtains the battery 55 specific information such as the battery temperature and the storage information of the storage means 55A from the battery signal Ib, and supplies the unique information read from the battery 55 to the information transmission means 360 as the information signal Is. To do.
[0146]
The communication means 335 of the battery switch 8 is composed of a bidirectional transmitter such as a modem composed of a modulation circuit, a clock circuit, a transmission circuit, a photocoupler, etc., and a read signal Sr from the information recognition means 4 or a battery. The information signal Mt composed of the signal Ib is modulated, and for example, a transmission signal Cs as a pulse signal or the like is supplied to the central processing unit 1 via the communication line 9.
[0147]
Further, the received signal Bs such as a pulse signal supplied from the central management device 1 via the communication line 9 is demodulated and the processed signal Mr is supplied to the control means 3407. Based on the processing signal Mr, the information recognition unit 350 in the control unit 3407 supplies a charge signal Cb to the battery 55. On the other hand, when the number of times of charging / discharging within a predetermined period is too large, the battery 55 may not be charged, or the battery 55 may not be rented to the user.
[0148]
The central management device 1 receives a transmission signal Cs for data in the battery exchange 8 via the communication line 9 and supplies a reception signal Bs for necessary data to the battery exchange 8 via the communication line 9. The central management device 1 is provided with a computer and performs centralized management, and manages the user, rental battery, battery switch 8, measurement and execution instructions for charging the battery 55, battery life, collection of usage charges, and the like. The central management device 1 includes a user ID, a battery identification number, a remaining amount at the time of lending, a remaining amount at the time of return, a used amount, an address, an age, a telephone number, a gender, a contract account, the number of rentals, a usage fee, etc. Management of the database as information on the renter. The central management device 1 performs database management of the battery such as battery sales, number of uses, number of times of charging / discharging, date and time of charging, amount of charge / discharge, life from these data, necessity of replacement, and the like. In addition, data such as actual usage and future business development are managed based on the operating rate and rotation rate of each battery switch 8 and the user's action range and pattern.
[0149]
Terminals 83b, 407, and 83a of the battery 55 are a power supply positive terminal, an electric measurement terminal, and a power supply negative terminal, respectively. The electrical measurement terminal 407 may be composed of a plurality of terminals. The storage means 55A stores the identification number and unique information of the battery 55. The unique information includes return date / time, number of times of charging / discharging, rental date / time (lending date / time), battery temperature, remaining battery data, and the like. The battery identification number includes a production number and a production date.
[0150]
The unique information may include a battery identification number and a rental ID. The unique information of the battery 55 is supplied to the battery switch 8 by communication between the information transmission unit 360 and the communication unit 335 via the electricity measurement terminal 407. The remaining battery level is measured and charged using the power supply plus terminal 83b and the power supply minus terminal 83a. A bar code may be attached to the side surface of the battery 55, and a bar code reader may be provided in the unmanned power station (battery exchange device) 8 to further add information for identifying the battery 55.
[0151]
FIG. 47 is a simplified configuration diagram of the battery 55. The battery 55 includes a control circuit 55C, a battery main body 55B, a temperature sensor 55D (thermistor 405), a storage means 55A, a transmission / reception unit 55E, and a fuse 55F (fuse 404). Further, a power supply positive terminal 83b, an electric measurement terminal 407, and a power supply negative terminal (grounding terminal) 83a are provided.
[0152]
The power supply plus terminal 83b is connected to the control circuit 55C and the battery main body 55B via the fuse 55F. The battery body 55B is made of a nickel-cadmium battery or the like that can be repeatedly charged. The control circuit 55C includes a plurality of LEDs or bar graph meters, detects the battery remaining amount of the battery main body 55B, displays the remaining amount on the LED or bar graph meter, and transmits / receives a remaining amount detection signal indicating the battery remaining amount. To 55E. The control circuit 55C detects an abnormality in the battery main body 55B and supplies an abnormality detection signal to the transmission / reception unit 55E. The minus terminal 83a of the battery body 55B is connected to the control circuit 55C, and is connected to the power supply minus terminal 83a via a shorting resistor (shunt resistor) in the control circuit 55C.
[0153]
The storage means 55A includes a memory 55AJ that stores a usage history of the battery 55, and a memory 55AI that stores a battery identification number. The memory 55AJ stores the return date and time, the number of times of charging / discharging within a certain period, and the rental date and time (lending date and time) as a use history, either alone or in combination. The storage unit 55A may also store unique information (remaining amount (remaining amount at the time of lending, current remaining amount), number of times of charge / discharge, number of uses, etc.) in the memory 55AJ or the memory 55AI.
[0154]
When the control circuit 55C monitors the voltage between the terminals of the battery main body 55B and detects that the battery main body 55B is charged, the control circuit 55C supplies a charge detection signal indicating full charge to the memory 55AJ. The memory 55AJ stores that the charge detection signal has been received. The temperature sensor 55D detects the temperature of the battery body 55B and supplies the temperature detection signal to the transmission / reception unit 55E. The usage history data and the battery identification number data of the storage means 55A can be accessed from the transmission / reception unit 55E.
[0155]
The transmission / reception unit 55E converts the use history data from the memory 55AJ, the battery identification number data from the memory 55AI, the data based on the failure detection signal and the remaining amount detection signal from the control circuit 55C, and the temperature detection signal from the temperature sensor 55D. Based on the data, the storage information of the storage means 55A, and the like are transmitted to the outside of the battery 55 via the electrical measurement terminal 407. However, the control circuit 55C may be configured not to supply the remaining amount detection signal to the transmission / reception unit 55E, and may be configured to detect the remaining battery amount via the terminal connector by the battery exchanger 8.
[0156]
FIG. 48 is a simplified configuration diagram of the transmission / reception unit 55E. The transceiver unit 55E includes a relay RY, a diode D, a Zener diode ZD, a resistor R, an electric field capacitor Ce, a capacitor C, a transistor Tr, and a communication means 55T. The common contact of the relay RY is connected to the electric measurement terminal 407, the break contact of the relay RY is connected to the temperature sensor 55D, and the make contact of the relay RY is connected to the Q terminal of the communication means 55T.
[0157]
The electrical measurement terminal 407 is supplied with an output signal of the temperature sensor 55D. On the other hand, when a positive potential exceeding the breakdown voltage is applied to the electrical measurement terminal 407 from the outside (for example, the battery exchanger 8) for a short time, the electric field capacitor Ce is charged and a voltage is applied to the power supply terminal V of the communication means 55T. When applied, the communication means 55T is activated.
[0158]
By using the electric field capacitor Ce as a power source and charging / discharging thereof, the transistor Tr is turned on for a predetermined time determined by the resistor R and the capacitor C, thereby turning on the relay RY for the predetermined time. As a result, the movable part of the relay RY moves, the temperature sensor 55D and the electrical measurement terminal 407 are disconnected, and the L electrical measurement terminal 407 and the communication terminal Q of the communication means 55T are connected for the predetermined time. From the electrical measurement terminal 407, the data of the storage means 55A (or storage information) and the data from the control circuit 55C (or the main body of the control circuit 55C) can access the question of the predetermined time via the communication means 55T. Become.
[0159]
FIG. 49 is a configuration diagram of another example of a battery for an electric vehicle, and the same reference numerals as those in FIG. 47 indicate the same or equivalent parts. The battery 55 includes communication means 55T, and the electric measurement terminal 407 has a plurality of terminals, that is, a terminal 55V for supplying power to the communication means 55T, a terminal 55Q connected to the communication terminal Q of the communication means 55T, and a temperature. A terminal 55S for outputting a temperature detection signal from the sensor 55D is provided.
[0160]
The control circuit 55C supplies a remaining amount detection signal indicating the remaining battery level to the terminal D3 of the communication means 55T.
[0161]
The control circuit 55C detects an abnormality in the battery body 55B and supplies an abnormality detection signal to the terminal D3 of the communication means 55T. The control circuit 55C may be configured not to supply the remaining amount detection signal to the communication unit 55T. In this case, the remaining battery level can be detected by the battery exchanger 8 via the terminal connector.
[0162]
The temperature sensor 55D detects the temperature of the battery main body 55B and outputs a temperature detection signal indicating the temperature to the terminal 55S. The use history data and the battery identification number data of the storage means 55A can be accessed from the communication means 55T.
[0163]
The communication means 55T converts the usage history data from the memory 55AJ, the battery identification number data from the memory 55AI, the data based on the failure detection signal and the remaining amount detection signal from the control circuit 55C, and the temperature detection signal from the temperature sensor 55D. Based on the data or the stored information of the storage means 55A, the data is transmitted to the outside of the battery 55 via the electrical measurement terminal 407 (particularly, the terminal 55Q and the terminal 55S). For example, it is good also as a structure transmitted to the battery switch 8, or a structure transmitted directly to the central management apparatus 1.
[0164]
As described above, in the present embodiment, an example in which the battery of the present invention is mounted on an electrically assisted bicycle as an electrically powered vehicle has been shown, but the present invention is not limited thereto, and a vehicle or a general industrial device that uses a rechargeable battery, It can be widely applied to household equipment and contribute to space saving.
[0165]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, in the inventions according to claims 1 to 7, the battery capacity corresponds to the length of the battery cell. Therefore, in a substantially rectangular parallelepiped battery case, only the dimension in the direction corresponding to the longitudinal direction of the battery cell to be stored may be set according to the battery capacity. In other words, the dimensions of the remaining part can be freely set so as to be compatible with the vehicle to be mounted. For example, when a battery is mounted as a power source for a two-wheeled vehicle, the battery can be installed without effectively increasing a wheel base by effectively using a narrow space such as between a seat post and a rear wheel.
In particular, the shape and contact structure of the battery receiving port of the power station for charging and exchanging the battery can be made common without changing according to the battery capacity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of an electrically assisted bicycle equipped with a battery between a seat post and a rear wheel.
FIG. 2 is a side view of a battery.
FIG. 3 is a partially cutaway front view of a battery.
FIG. 4 is a top view of the battery.
FIG. 5 is a bottom view of the battery.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a battery.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a large-capacity battery.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a medium capacity battery.
FIG. 9 is a side view of a power unit showing a battery mounting structure.
FIG. 10 is a view showing an attachment structure between a battery and a seat post.
FIG. 11 is an overall conceptual diagram of a rental system according to the present embodiment.
FIG. 12 is a diagram showing a basic flow of the system.
FIG. 13 is a diagram showing a memory map of an ID card.
FIG. 14 is a diagram showing permission flags written to the ID card.
FIG. 15 is a perspective view showing a reception station.
FIG. 16 is a block diagram of the configuration in the control system of the reception station.
FIG. 17 is a flowchart up to a lending process.
FIG. 18 is an explanatory diagram of user hobbies and preference data;
FIG. 19 is a diagram showing a display example of a touch panel display.
FIG. 20 is a diagram showing another display example of the touch panel display.
FIG. 21 is a side view of an electrically assisted bicycle used in a rental system.
FIG. 22 is a front view of the front basket.
FIG. 23 is a plan view of the front basket.
FIG. 24 is an assembled perspective view of each part of the front basket.
FIG. 25 is a plan view of the card reader.
FIG. 26 is a side view of the card reader.
FIG. 27 is a block diagram showing a configuration of a card key system.
FIG. 28 is a control system block diagram of a central processing unit provided in the electric vehicle.
FIG. 29 is a flowchart of the card key system.
FIG. 30 is a diagram showing a mounting structure between a card reader and a battery storage box.
FIG. 31 is a diagram (No. 1) illustrating a vehicle body side mounting structure of a battery storage box;
FIG. 32 is a diagram (No. 2) illustrating the mounting structure on the vehicle body side of the battery storage box.
FIG. 33 is an exploded perspective view showing a structure of a battery lock portion.
FIG. 34 is a cross-sectional view showing a structure of a parking lock.
FIG. 35 is a longitudinal side view of a power unit in an electrically assisted bicycle.
FIG. 36 is a cross-sectional side view of a power unit in an electrically assisted bicycle.
FIG. 37 is a cross-sectional view of a main part of the power unit.
FIG. 38 is an enlarged view showing an engaged state of the slider inner and the clutch inner ring.
FIG. 39 is a block diagram showing a configuration of a battery exchanger.
FIG. 40 is a block diagram of a control system in the battery exchanger.
FIG. 41 is a flowchart showing the operation of the battery exchanger.
FIG. 42 is a front view of a battery exchanger.
FIG. 43 is a right side perspective view of the battery exchanger.
FIG. 44 is a left side perspective view of the battery exchanger.
FIG. 45 is a diagram showing an opening shape of the battery box.
FIG. 46 is a block diagram related to processing of battery specific information.
47 is a configuration diagram of a battery-side information storage unit. FIG.
FIG. 48 is a structural diagram of a personal information storage unit of a battery.
FIG. 49 is a structural diagram of another example of the personal information storage unit of the battery.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Central management apparatus, 2 ... ID card, 5 ... Reception station, 6 ... Parking lot, 7 ... Electric vehicle, 8 ... Battery switch, 30 ... Body frame, 36 ... Motor, 42 ... Seat post, 46 ... Crankshaft, 54 ... Battery case, 54A ... Battery storage box, 55 ... Battery, 56 ... Parking lock, 60 ... Card reader, 70 ... Solenoid for battery lock, 71 ... Solenoid for parking lock, 80 ... Handle, 83a, 83b ... Electrode part, 84 ... Battery cell, 85 ... Information chip, 135 ... Lock part, 306 ... Battery box, 315 ... Battery slot, 318 ... Information recognition means, 413 ... Battery tray, 414 ... Connector part, 415a, 415b ... Connector body, 417 ... Battery lock, 418 ... Arm for battery lock, 419 Lock release device, 420 ... key hole,

Claims (8)

複数の柱状バッテリセルと、
前記複数のバッテリセルを、その長手方向が平行に揃うように隣接配列して収容する略直方体のバッテリケースと、
前記バッテリセルを直列に接続するための接続手段と、
直列に接続された前記バッテリセルの両端に接続され、前記バッテリケースから外部に露出して設けられた電極部端子とを具備し、
前記バッテリセルはバッテリ容量に応じてその長さが設定され、
前記バッテリケースは収容される前記バッテリセルの長さに応じて該バッテリセルの長手方向に対応する寸法が設定されているとともに、
前記電極部端子はバッテリ容量にかかわらず、基準位置に対して一定の位置に設けたことを特徴とする充電式バッテリ。
A plurality of columnar battery cells;
A substantially rectangular parallelepiped battery case that accommodates the plurality of battery cells adjacently arranged so that the longitudinal directions thereof are aligned in parallel;
Connection means for connecting the battery cells in series;
It is connected to both ends of the battery cells connected in series, and comprises electrode part terminals provided to be exposed from the battery case to the outside ,
The length of the battery cell is set according to the battery capacity,
The battery case, along with the corresponding dimension in the longitudinal direction of the battery cells according to the length of the battery cell to be housed is set,
The rechargeable battery characterized in that the electrode terminal is provided at a fixed position with respect to a reference position regardless of the battery capacity.
電動アシスト式二輪車に対して着脱自在であり、前記バッテリケースの長手方向を該電動アシスト式二輪車のシートポストに沿うように上下方向に略一致させて搭載される請求項1記載の充電式バッテリであって、
搭載された状態における前記バッテリケースの底面の一辺寸法が、前記シートポストおよび後輪間に該充電式バッテリを配置可能となるよう、バッテリ容量にかかわらず一定に設定されていることを特徴とする充電式バッテリ。
2. The rechargeable battery according to claim 1, wherein the battery case is detachably attached to the electrically assisted two-wheeled vehicle and is mounted with the longitudinal direction of the battery case substantially aligned vertically along the seat post of the electrically assisted two-wheeled vehicle. There,
One side dimension of the bottom surface of the battery case in the mounted state is set to be constant regardless of the battery capacity so that the rechargeable battery can be disposed between the seat post and the rear wheel. Rechargeable battery.
電動アシスト式二輪車のフロントバスケット後部に着脱自在に設けられ、前記バッテリケースの長手方向を上下方向に略一致させて搭載される請求項1記載の充電式バッテリであって、
搭載された状態における前記バッテリケースの底面の一辺寸法がバッテリ容量にかかわらず一定に設定されていることを特徴とする充電式バッテリ。
2. The rechargeable battery according to claim 1, wherein the battery case is detachably provided at a rear portion of a front basket of the electric assist type motorcycle, and is mounted with the longitudinal direction of the battery case being substantially coincided with the vertical direction.
A rechargeable battery characterized in that one side dimension of the bottom surface of the battery case in a mounted state is set to be constant regardless of the battery capacity.
前記バッテリケースの長手方向寸法が、バッテリ容量にかかわらず一定に設定されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の充電式バッテリ。  The rechargeable battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the longitudinal dimension of the battery case is set to be constant regardless of the battery capacity. パワーステーションで充電される充電式バッテリであって、
前記バッテリケースの横断面形状は、
一辺が、パワーステーションのバッテリ収納用略矩形開口の一辺に適合するようにバッテリの容量にかかわらず一定寸法に設定され、
他辺が、前記バッテリ収納用開口の他辺の長さ以下で、バッテリ容量に応じて設定されているとともに、
前記電極部端子は、バッテリ容量にかかわらずパワーステーションの前記開口底部に設けられたコネクタに適合する位置に設定されていることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の充電式バッテリ。
A rechargeable battery charged at a power station,
The cross-sectional shape of the battery case is
One side is set to a constant size regardless of the capacity of the battery so that it fits to one side of the substantially rectangular opening for battery storage of the power station,
The other side is equal to or less than the length of the other side of the battery storage opening and is set according to the battery capacity.
5. The charging according to claim 1, wherein the electrode portion terminal is set at a position suitable for a connector provided at the bottom of the opening of the power station regardless of the battery capacity. Battery.
前記バッテリケースの長手方向寸法が、前記開口の深さに適合するように、バッテリ容量にかかわらず一定に設定されていることを特徴とする請求項5記載の充電式バッテリ。  The rechargeable battery according to claim 5, wherein a longitudinal dimension of the battery case is set to be constant regardless of a battery capacity so as to match a depth of the opening. バッテリ温度を感知する温度センサをさらに具備し、
前記温度センサの出力端子を前記バッテリケースの外面に設け、その設置位置はバッテリ容量にかかわらず一定であることを特徴とする請求項5記載の充電式バッテリ。
A temperature sensor for sensing the battery temperature;
6. The rechargeable battery according to claim 5, wherein an output terminal of the temperature sensor is provided on an outer surface of the battery case, and an installation position thereof is constant regardless of a battery capacity.
前記バッテリケースに収容されるバッテリセルの直径および個数がバッテリ容量にかかわらず一定に統一されていることを特徴とする請求項4記載の充電式バッテリ。The rechargeable battery according to claim 4, wherein the diameter and the number of the battery cells accommodated in the battery case are uniformly unified regardless of the battery capacity.
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